Установка для обеззараживания воздуха

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и может быть использована для обеззараживания воздуха в системах приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования пассажирского железнодорожного транспорта, а также на других видах общественного транспорта.
Одним из требований, предъявляемых к конструкциям, предназначенным для использования на железнодорожном транспорте, являются устойчивость к вибрации и высокая степень защиты от внешних воздействий - от пыли, являющейся горючим веществом, и от влаги. Системы обеззараживания воздуха должны обеспечивать поддержание эпидемиологически безопасного для пассажиров уровня обсемененности воздуха микроорганизмами в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами.
Известен бактерицидный облучатель, предназначенный для обеззараживания воздуха и поверхностей в помещении, содержащий корпус, со входным и выходным окнами, закрытыми жалюзийными решетками, в котором установлен вентилятор и источники ультрафиолетового (УФ) излучения, в качестве источника УФ излучения используются ртутные лампы низкого давления, установленные вдоль потока воздуха, внутренние стенки корпуса имеют отражающее покрытие (RU  38610 U1, 10.07.2004 г.)
Известный облучатель снабжен средством защиты от выхода УФ излучения, в качестве которого служат жалюзийные решетки, состоящие из рамки и зачерненных элементов V-образного профиля, смонтированных в рамке с образованием узких лабиринтных щелей между ними, что позволяет исключить отражение УФ лучей от поверхности жалюзийных решеток и выход наружу. В корпусе выполнен люк, обеспечивающий разные режимы работы облучателя.
Облучатель обладает высокой бактерицидной эффективностью обеззараживания воздуха, однако его конструкция не позволяет использовать облучатель на транспорте, так как его конструкция не удовлетворяет установленным для железной дороги техническим требованиям
Наиболее близкой к заявленной является установка для обеззараживания воздуха УФ-излучением, включающая корпус с люком, входное окно, закрытое защитной решеткой, образованной профильными элементами, на поверхность которых нанесено покрытие в виде  слоя фотокатализатора на основе диоксида титана, выходное окно и закрепленную внутри корпуса, по крайней мере, одну ультрафиолетовую лампу, на корпусе установки выполнены ребра жесткости, а ультрафиолетовая лампа закреплена посредством виброгасящих элементов (RU 78074 U1, 20.11.2008).
Нанесение на профильные элементы защитной решетки слоя фотокатализатора на основе диоксида титана позволяет дополнительно использовать для обеззараживания и очистки воздуха процесс фотокатализа, поскольку в результате взаимодействии фотокатализатора с УФ излучением образуются гидроксильные и кислородные активные радикалы, разрушающие микроорганизмы, а также органические и неорганические примеси, содержащиеся в обрабатываемом воздухе, что значительно повышает эффективность обработки воздуха.
Недостатками данной конструкции является низкая эффективность обеззараживания воздуха в установке, поскольку УФ излучение недостаточно равномерно распределяется по объему камеры обеззараживания, что может привести к явлению «проскока», когда микроорганизм пролетает через камеру обеззараживания в наиболее удаленной от лампы точке и не получает достаточную для инактивации дозу УФ излучения.
Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение указанных недостатков, повышение эффективности обеззараживания за счет равномерного распределения УФ излучения по всему объему камеры обеззараживания
Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для обеззараживания воздуха ультрафиолетовым излучением, включающей корпус   с  люком, входным окном,  выходным окном,  смонтированный на стенке корпуса ламповый узел,  расположенную  внутри корпуса, по крайней мере, одну ультрафиолетовую лампу с виброгасящими элементами, защитную решетку, установленную, во входном и/или выходном окне,   внутренняя поверхность корпуса имеет покрытие, отражающее ультрафиолетовое излучение лампы с коэффициентом отражения на длине волны 253,7 нм от 50  до 70%.
Кроме того, ламповый узел выполнен в виде закрепленного на стенке корпуса посредством разъемного соединения прямоугольного короба, на одной из стенок которого со стороны внутренней полости корпуса расположены виброгасящие элементы с лампой, провода от которой расположены в полости, образованной внутренней и наружной стенками короба и подключены к кабельному электрическому разъему, расположенному снаружи корпуса.
Кроме того, защитная решетка выполнена с покрытием в виде слоя фотокатализатора на основе диоксида титана.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана установка для обеззараживания воздуха, вид спереди; на фиг.2 – то же, вид сбоку; на фиг.3 – то же, вид сверху; на фиг. 4 -  то же, вид снизу; на фиг.5 – сечение А-А на фиг. 2.
Установка для обеззараживания воздуха ультрафиолетовым излучением включает корпус 1 (камеру) с люком 2, входное окно 3, выходное окно 4 и смонтированный на стенке корпуса 1 ламповый узел с расположенными внутри корпуса 1 ультрафиолетовыми лампами 5 с виброгасящими элементами 6.
Ламповый узел выполнен в виде закрепленного на стенке корпуса 1 посредством разъемного соединения 7 прямоугольного короба 8.
Одна или несколько ультрафиолетовых ламп 5 установлены внутри корпуса 1 поперек потока воздуха в устойчивых к вибрации креплениях с виброгасящими элементами 6.
Виброгасящие элементы 6 с ультрафиолетовыми лампами 5 расположены на одной из стенок 9 короба 8 со стороны внутренней полости корпуса 1.
Провода 10 ультрафиолетовых ламп 5 расположены в полости 11, образованной внутренней и наружной стенками 9 и 12 короба 8.
Входное окно 3 и выходное окно 4 закрыто защитной решеткой 13, смонтированной из профильных элементов, форма которых не позволяет допустить выход УФ излучения из корпуса 1 и позволяет обезопасить другие конструктивные элементы воздуховода от воздействия УФ излучения, снижающего их срок службы.
Снаружи на коробе 8 находится выступ 14, на котором расположен кабельный электрический разъем 15.  Снизу на корпусе 1 выполнен люк 2 для доступа к УФ лампам 5.
Внутренняя поверхность корпуса 1 имеет покрытие, отражающее ультрафиолетовое излучение лампы с коэффициентом отражения на длине волны 253,7 нм от 50 до 70%.
Устройство работает следующим образом.
Установка для обеззараживания воздуха УФ излучением встраивается в рециркуляционный канал системы вентиляции и кондиционирования воздуха пассажирского вагона. Поток рециркуляцонного воздуха, инфицированного микроорганизмами, поступает из вагона через входное окно 3 корпуса 1, в зону УФ облучения, где под действием бактерицидного излучения УФ ламп 5 обеззараживается и очищается.
Воздух заходит во входное окно 3, проходит мимо ламп 5 и через решетку 13 выходного окна 4 выходит, или если решеток  13 -  две, то через одну решетку 13  на входе через входное окно 3 воздух заходит,  проходит мимо ламп 5, затем проходит через вторую решетку 13, установленную на выходе в выходном окне 4.
Обработанный воздух удаляется через выходное окно 4, и через вентилятор кондиционера подается в купе вагона. Для исключения выхода УФ излучения входное окно 3 может быть защищено профильной решеткой 13, образованной элементами специального профиля (например, как в патенте RU 45273 U1, 23.11.2004).
Защитная решетка 13 выполнена с покрытием в виде слоя фотокатализатора на основе диоксида титана в фазе анатаза.
Лампы 5 закреплены посредством виброгасящих элементов 6, причем их колбы установлены в кронштейнах, изогнутых в месте сгиба в форме пропеллера (на чертежах не показано), а цоколи ламп - в виброгасящих сильфонах.
Датчик аварийного отключения лампы срабатывает при перегреве лампы при температуре 60С°.
При прохождении воздуха мимо ламп 5 и через решетки 13 происходит обеззараживание воздуха. Когда воздух проходит мимо ламп 5 обеззараживание происходит за счет инактивации микроорганизмов в результате возникновения, под воздействием УФ излучения с длиной волны 253,7 нм, тиминовых димеров в ДНК, что приводит к прекращению процесса репликации ДНК, другими словами, микроорганизм теряет способность к размножению. При прохождении через решетки 13, обеззараживание происходит за счет двух процессов: первый процесс происходит на поверхности пластин решетки, покрытых диоксидом титана в модификации анатаз, при попадании УФ излучения на поверхности пластин происходят фотокаталитические реакции приводящие к разрушению микроорганизмов коснувшихся поверхности пластин, второй процесс происходит в объеме - в результате фотохимических реакций на поверхности пластин, в проходящем воздухе образуются гидроксильные радикалы являющиеся сильным дезинфектантом.
УФ излучение от ламп 5 в объеме корпуса 1 за счет отражающего покрытия внутренней поверхности корпуса 1 не поглощается ею, а отражается  от нее с коэффициентом отражения на длине волны 253,7 нм от 50 до 70%.  УФ излучение более равномерно распределяется по всему объему корпуса 1.
В качестве отражающего УФ излучение покрытия внутренней поверхности корпуса 1 может использоваться листовой фторопласт-4 толщиной не менее 3 мм, листовой анодированный алюминий толщиной 0,3 мм.
Внутренняя поверхность корпуса 1 обеззараживания покрывается специальным отражающим покрытием с высоким коэффициентом отражения бактерицидного УФ излучения. За счет того, что отражение имеет диффузный характер, УФ излучение более равномерно распределяется по объему корпуса 1 обеззараживания, это обеспечивает отсутствие «проскока» (явление возникающее в результате неравномерности поля скоростей воздушного потока и интенсивности УФ излучения по сечению корпуса 1 обеззараживания, в результате чего микроорганизм пролетает с большой скоростью в зоне с наименьшей интенсивностью УФ излучения, из-за чего не получает достаточного количества повреждений приводящих к его инактивации). За счет увеличения интенсивности УФ излучения в корпусе 1 обеззараживания из-за многократного отражения, повышается эффективность обеззараживания воздуха.
Обработанный воздух удаляется через выходное окно 4, и через вентилятор кондиционера подается в купе вагона. В качестве источника бактерицидного УФ излучения используются две мощные безозоновые газоразрядные амальгамные лампы низкого давления типа АНЦ 215/95 П-образной формы, специально предназначенных для обработки воздуха
(RU 2325727 C1, 27.05.2008).
Запуск и регулировка УФ ламп 5 осуществляется при помощи электрически соединенного с ней электронного пуско-регулирующего аппарата (на чертежах не показано).
3
Установка обеспечивает эффективность обеззараживания 99,99% при производительности около 3000 м/час.
Введение отражающего покрытия внутренней поверхности корпуса 1 с коэффициентом отражения на длине волны 253,7 нм от 50 до 70%, за счет многократного отражения и отсутствия поглощения УФ излучения внутренней поверхностью стенок камеры, позволило распределить УФ излучение более равномерно по всему объему корпуса 1 обеззараживания, что привело к увеличению получаемой пролетающими микроорганизмами дозы УФ излучения и это увеличило эффективность обеззараживания.
Полезная модель позволит повысить эффективность обеззараживания воздуха за счет УФ излучения и равномерного распределения по всему объему корпуса обеззараживания отраженного УФ излучения с определенным коэффициентом отражения в указанном диапазоне на определенной длине волны. Признаки независимого пункта формулы являются существенными для достижения указанного технического результата.