УСТРОЙСТВО ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к средствам очистки воздуха от вредных примесей, преимущественно в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в вагонах, кабинах транспортных средств, а также в помещениях стационарных и других объектов.
Известно устройство установки кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного вагона, состоящей из компрессорного агрегата, фильтра-осушителя фреона, конденсаторного агрегата, вентиляционной решетки в купе, фильтра рециркуляционного воздуха, дефлектроров для удаления воздуха из вагона, вентиляционного агрегата с вентилятором, соединенным с нагнетательным воздуховодом, водяного и электрического калориферов, воздухоохладителя, фильтра наружного воздуха, регулировочных заслонок наружного и рециркуляционного воздуха /М.Л.Зворыкин, В.М.Черкез. Установка кондиционирования воздуха и холодильники пассажирских вагонов. - М.: Транспорт. 1969. - 264 с., см. стр.180-186/.
К недостаткам известного устройства относится невозможность обеззараживания воздуха, обрабатываемого в установке, и уничтожения болезнетворных вирусов, вызывающих инфекционные заболевания пассажиров.
Известна установка кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного вагона /Патент РФ №2278794 МПК: B61D 27/00 от 09.11.2004/, в каналах воздушного тракта системы вентиляции которой установлены устройства обеззараживания, использующие в процессе обеззараживания ультрафиолетовое (УФ) излучение, в том числе, установленные в потоке рециркуляционного воздуха за фильтром очистки до входа воздуха в воздухоохладитель или вентилятор, или установленные в потоке наружного воздуха за фильтром очистки до входа воздуха в воздухоохладитель или вентилятор, или установленные в потоке смеси наружного и рециркуляционного воздуха за фильтром очистки до входа воздуха в воздухоохладитель или вентилятор, или установленные в нагнетательном воздуховоде до устройств распределения воздуха по пассажирским помещениям, или установленные в различных сочетаниях перечисленных мест, или установленные во всех перечисленных местах одновременно. Обеззараживающие приборы, которые установлены в каналах воздушного тракта системы вентиляции, выполнены в виде матрицы открытых электрических разрядов или одиночного открытого электрического разряда. Возбуждение электрических разрядов осуществляется с помощью источника высокого напряжения. При неконтролируемом электрическом разряде в спектре излучения прибора присутствует значительная составляющая жесткого УФ-излучения.
К недостаткам известного устройства относятся повышенная электро- и пожароопасность устройства, особенно для обслуживающего персонала, а также возможность выделения токсичных свободных радикалов и озона (от жесткого УФ-излучения электрического разряда) в воздух, поступающий после работы прибора в зону дыхания пассажиров. Также недостатком является повышенный расход электрической энергии и требования высокой электрической прочности используемых материалов.
Известен ряд устройств для обеззараживания и очистки воздуха, содержащих в своем составе фотокаталитический фильтр, состоящий из одной или нескольких люминесцентных ламп, освещающих поверхность фотокатализатора, нанесенного на твердый носитель /Патент РФ №46748, МПК: C02F 1/32 от 16.09.2004 г., Патент ЕР №1118483, В60Н 3/06, опубл. 25.07.2001 г., Заявка РФ №2007145296/15 от 06.12.2007 г./
Указанные известные технические решения обладают общим недостатком, связанным с использованием в качестве источника УФ-излучения люминесцентных ламп или ртутных ламп высокого давления (о недостатках смотри ниже).
Известен фотокаталитический фильтр в составе устройства для очистки и обеззараживания воздуха /Патент РФ №48815, МПК: B01J 19/10 от 26.05.2005 г./, который выбран в качестве прототипа предлагаемого технического решения.
Фотокаталитический фильтр состоит из одной или более ультрафиолетовых ламп и носителей, на поверхность которых нанесен фотокатализатор, выполненный в заданной дизайном форме и расположенный параллельно оси ультрафиолетовых ламп и перпендикулярно потоку очищаемой среды.
Основным недостатком описанных аналогов и прототипа является использование в качестве излучателей УФ-излучения люминесцентных ламп, в спектре которых присутствует значительная составляющая жесткого УФ-излучения, что приводит к выделению токсичных свободных радикалов и озона в очищенный воздух. Эти лампы в своем составе содержат металлическую ртуть. В жестких условиях эксплуатации железнодорожных вагонов значительно возрастает опасность разгерметизации ламп и попадания ртути в помещение для пассажиров, при этом значительно снижена возможность удаления ртути из помещения. Также имеется опасность электротравматизма из-за повышенного напряжения питания люминесцентных ламп. Увеличены затраты на утилизацию люминесцентных ламп.
Техническими задачами полезной модели являются снижение опасности электротравматизма при эксплуатации устройства, его пожарной опасности, устранение возможности загрязнения воздуха и помещений токсичными и вредными веществами. Снижение затрат и упрощение эксплуатации устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройстве обеззараживания и очистки воздуха от болезнетворных микроорганизмов, органических веществ и запахов, представляющее собой фотокаталитический фильтр и содержащее, по меньшей мере, один или более носителей, с нанесенным на их поверхность фотокатализатором, и источник освещения поверхности фотокатализатора УФ-излучением в качестве источника УФ излучения используются, по меньшей мере, один или более светодиодов. При этом в качестве фотокатализатора используется активированный титана диоксид.
Широкое использование в предлагаемых устройствах обеззараживания и очистки воздуха светодиодов в качестве источника ультрафиолетового излучения, освещающего поверхность фотокатализатора, позволяет существенно уменьшить опасность загрязнения окружающей среды соединениями ртути, удешевить устройство, повысить эффективность обеззараживания воздуха и упростить эксплуатацию устройства.