СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЯ
METHOD OF INDOOR CLEANING

Область техники
Изобретение относится к способу очистки внутри помещения, при котором положительные и отрицательные ионы используются против таких микроорганизмов (в частности, патогенных микроорганизмов), как вирусы, бактерии, грибки и различные аллергены, которые взвешены в воздухе или пристают к стенам и подобному в комнате или рабочем пространстве человека, или в помещении для выращивания домашнего скота, или тому подобном, чтобы устранить, таким образом, патогенные эффекты этих микроорганизмов.
Предшествующий уровень техники
В последние годы все шире используется технология очистки воздуха в помещении путем испускания положительных и отрицательных ионов в помещение (см. патентная литература 1 JP 3797993 B2). Например, в устройстве рассеивания ионов, описанном в Патентной литературе 1, генератор ионов для генерирования положительных ионов и отрицательных ионов размещается в середине воздушного пути, предназначенного для выпуска потоков воздуха в предназначенное для очистки пространство, испуская, таким образом, положительные ионы и отрицательные ионы во внешнее пространство.
Ионы, выпущенные наружу, убивают находящиеся в воздухе бактерии и дезактивируют вирусы, благодаря чему воздух во всем помещении может быть очищен.
Краткое изложение существа изобретения
В обычных устройствах, снабженных генератором ионов, функция очистки пространства с использованием положительных и отрицательных ионов является просто дополнительной функцией, которая следует за такими ключевыми функциями очистителя воздуха и кондиционера воздуха, как удаление пыли и запахов в помещении с помощью фильтра и должное регулирование температуры и влажности в помещении. Другими словами, эти обычные продукты не разрабатывались с упором на функцию положительных ионов и отрицательных ионов.
3
3
Например, в случае устройства, снабженного генератором ионов для генерирования положительных и отрицательных ионов, даже в случае небольшого помещения площадью в 6-8 матов татами, концентрация ионов в воздухе в помещении составляет примерно от 2000 на см до 3000 на см в среднем, и даже в случае находящихся в воздухе бактерий только 90% из них уничтожается в ходе одностадийного испытания. Соответственно в случае вирулентных вирусов, представленных новым птичьим гриппом и человеческим гриппом, которые возникают при приспособлении вирусов, существует опасность того, что раньше, чем очиститель воздуха или кондиционер воздуха удалит эти вирулентные вирусы, вирусы успеют передаться людям в этом помещении.
3
В состоянии покоя человек обычно вдыхает за один вдох приблизительно 500 см. Это количество воздуха крайне мало по сравнению с объемом помещения. Исходя из этого, вероятно, требуется, по меньшей мере, несколько минут для того, чтобы вирусы, распространившиеся по помещению из-за кашля или чихания человека, передались другому человеку, находящемуся в помещении, через дыхание. Соответственно, практическим уровнем предотвращения вирусной инфекции может быть дезактивация 99% и более вирусов в течение приблизительно 10 минут после распространения вирусов.
Например, в случае норовируса утверждают, что инфекция становится установившейся при внесении около 100 вирусов. Если считать, что в помещении имеется 10000 вирусов, даже в случае удаления 99% вирусов это оставляет 100 вирусов и, таким образом, все же сохраняется опасность инфекции. Однако в случае удаления в течение короткого периода времени 99,9% вирусов остается только 10 вирусов, что ведет к значительному снижению возможности инфекции. В общем можно понимать, что в мире вирусов даже при различии всего в 0,9% существует значительный разрыв между степенью удаления в 99% и степенью удаления в 99,9% в отношении вероятности инфекции.
Конечно, можно уничтожить или удалить 100% вирусов или бактерий химическими средствами. Однако не существует способа, не оказывая отрицательного воздействия на человеческие тела в помещении, воздействовать на такие вирулентные вирусы или бактерии (в особенности патогенные микроорганизмы) и уничтожать или убивать эти вирусы и бактерии в течение короткого периода времени, чтобы, таким образом, предотвратить высокий уровень заражения человеческих тел.
Отметим, что в этом описании микроорганизмы включают в себя вирусы, бактерии, грибки и аллергены, которые ускоряют аллергические реакции в теле человека. Затем, в случае если микроорганизм вызывает в теле человека причиняющий беспокойство эффект, такой как заболевание, этот вид микроорганизма упоминают как патогенный микроорганизм. Далее, причиняющий беспокойство эффект, который микроорганизм вызывает в человеческом теле, упоминается как патогенный эффект, и устранение патогенного эффекта упоминают как устранение. Поэтому дезактивация вирусов, уничтожение бактерий и грибков, ослабление аллергенов с целью избежать их действия и тому подобное соответствуют устранению патогенных эффектов микроорганизмов.
Для решения описанной выше задачи разработано настоящее изобретение, согласно которому предлагается способ очистки внутри помещения, который позволяет устранить патогенный эффект микроорганизмов в помещении в течение короткого периода времени.
+
-
2
m
2
n
Для того чтобы решить упомянутую выше задачу согласно настоящему изобретению, предлагается способ очистки внутри помещения, который включает в себя этап, на котором применяют устройство для рассеивания ионов, включающее в себя генератор ионов для генерирования положительных ионов, каждый из которых включает в себя Н(НО), и отрицательных ионов, каждый из которых включает в себя Н(НО), где m и n являются произвольными целыми числами, и воздуходувку для доставки положительных ионов и отрицательных ионов, которые сгенерированы в генераторе ионов, из выдувного отверстия для широкого распределения при высокой концентрации положительных ионов и отрицательных ионов в помещении или рабочем пространстве, посредством чего устраняют патогенный эффект от находящихся в воздухе микроорганизмов и/или приставших микроорганизмов.
3
Дополнительно, согласно настоящему изобретению в способе очистки внутри помещения концентрация положительных ионов и отрицательных ионов в воздухе внутри помещения установлена равной 7000 на см или больше. При этом можно устранить патогенный эффект находящихся в воздухе вирусов на 99% или больше за короткий период времени.
3
Дополнительно, согласно настоящему изобретению в способе очистки внутри помещения концентрация положительных ионов и отрицательных ионов в воздухе внутри помещения установлена равной 30000 на см или больше. При этом можно подавить рост спор плесени.
3
Дополнительно, согласно настоящему изобретению в способе очистки внутри помещения концентрация положительных ионов и отрицательных ионов в воздухе внутри помещения установлена равной 50000 на см или больше. При этом можно устранить патогенный эффект находящихся в воздухе вирусов на 99,9% или больше за короткий период времени и можно также устранить патогенный эффект приставших бактерий на 99% или больше.
Дополнительно, согласно настоящему изобретению в способе очистки внутри помещения включают канал, соединяющий выдувное отверстие и воздуходувку, причем генератор ионов включает в себя: участок генерирования положительных ионов для генерирования положительных ионов и участок генерирования отрицательных ионов для генерирования отрицательных ионов, причем выдувной канал снабжен участком выравнивания потока для выравнивания воздуха, проходящего по каналу вверх по потоку от генератора ионов, а участок генерирования положительных ионов и участок генерирования отрицательных ионов располагаются так, чтобы быть отделенными друг от друга в направлении, пересекающем направление потока.
При этом две области проходят в направлении потока, то есть область, на которой генерируются только положительные ионы из потока участка генерирования положительных ионов, и область, в которой генерируются только отрицательные ионы из потока участка генерирования отрицательных ионов, формируются отделенными друг от друга в направлении, пересекающем направление потока. Поэтому можно предотвратить потерю ионов, вызванную нейтрализацией положительных ионов и отрицательных ионов, позволяя, таким образом, рассеивать в большом количестве положительные ионы и отрицательные ионы в помещении.
Дополнительно, согласно настоящему изобретению, в способе очистки внутри помещения предусмотрен разделительный участок, предназначенный для разделения участка генерирования положительных ионов и участка генерирования отрицательных ионов вдоль воздушного потока.
При этом формируют две области для прохождения в направлении воздушных потоков, проходящих через выдувной канал, т.е. область, в которой проходят только положительные ионы, и область, в которой проходят только отрицательные ионы, разделяются разделительным участком. Поэтому может быть надежно предотвращена потеря ионов, вызванная нейтрализацией положительных ионов и отрицательных ионов, обеспечивая, таким образом, эффективное рассеивание в большом количестве положительных ионов и отрицательных ионов в помещении.
3
Дополнительно, согласно настоящему изобретению, в способе очистки внутри помещения величина генерирования положительных ионов, которые сгенерированы на участке генерирования положительных ионов, и величина генерирования отрицательных ионов, которые сгенерированы на участке генерирования отрицательных ионов, составляет в каждом случае 1,5 миллиона на см или больше в положении с расстоянием 50 см, разделяющим участок генерирования положительных ионов и участок генерирования отрицательных ионов.
При этом положительные ионы и отрицательные ионы постоянно генерируют в генераторе ионов в изобилии, обеспечивая, таким образом, легкое распределение положительных ионов и отрицательных ионов в помещении с высокой концентрацией.
Дополнительно, согласно настоящему изобретению, способ очистки внутри помещения включает в себя этап, на котором доставляют поток воздуха из выдувного отверстия в, по существу, горизонтальном направлении, так что верхний участок потока воздуха протекает с более высокой скоростью выдувания по сравнению со скоростью выдувания нижнего участка потока воздуха.
3
При этом поток воздуха, выдуваемый из верхнего участка выдувного отверстия с высокой скоростью, служит воздушной завесой и ионы, содержащиеся в медленном потоке воздуха в нижнем участке, подаются в нижнюю часть помещения. Поэтому воздушная завеса предотвращает рассеивание ионов вверх, обеспечивая, таким образом, широкое распределение ионов в пространстве помещения ниже определенной высоты от поверхности пола (например, приблизительно равной росту человека) при указанной выше концентрации ионов 10000 на см.
Согласно настоящему изобретению существует возможность устранить за короткий период времени патогенный эффект микроорганизмов в помещении. Поэтому настоящее изобретение помогает предотвратить инфекцию, вызванную патогенными микроорганизмами в помещении.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 изображает общий вид, иллюстрирующий устройство рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.2 изображает вид сбоку в разрезе, иллюстрирующий устройство рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.3 изображает вид сверху (фиг.3(А)) и вид сбоку (фиг.3(B)), иллюстрирующие структуру генераторов ионов устройства рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.4 изображает вид сбоку в разрезе, иллюстрирующий канал для устройства рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.5 изображает вид сверху, иллюстрирующий расширяющийся в сторону участок канала устройства рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.6 изображает блок-схему, иллюстрирующую схематическую конфигурацию системы управления устройства рассеивания ионов согласно первому варианту реализации изобретения;
фиг.7 изображает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую пример технологических операций устройства для рассеивания ионов в режиме чередования привода согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.8 изображает временную диаграмму управляющих сигналов, которые вводятся в управляющие входы РС1 и РС2 от соответствующих выходных интерфейсов в попеременном режиме приведения в действие устройства рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.9 изображает пояснительные схемы, иллюстрирующие, каким образом положительные ионы и отрицательные ионы, проходящие по расходящимся в сторону путям, подаются в помещение в попеременном режиме приведения в действие устройства рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.10 изображает схему, иллюстрирующую пример последовательности технологических операций устройства рассеивания ионов в полноприводном режиме согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.11 изображает временную диаграмму управляющих сигналов, которые вводятся в управляющие вводы РС1 и РС2 от соответствующих выходных интерфейсов в полноприводном режиме устройства рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.12 изображает пояснительную схему, иллюстрирующую, каким образом положительные ионы и отрицательные ионы, проходящие по расходящимся в сторону путям, подаются в помещение в полноприводном режиме устройства рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.13 изображает общий вид, иллюстрирующий состояние выдувания в помещении с устройством рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.14 изображает диаграмму, демонстрирующую результаты измерений, относительно вертикальной плоскости D по фиг.13, концентрации ионов от устройства рассеивания ионов согласно первому варианту реализации изобретения;
фиг.15 изображает диаграмму, демонстрирующую результаты измерений, относительно вертикальной плоскости Е по фиг.13, концентрации ионов от устройства рассеивания ионов согласно первому варианту реализации изобретения;
фиг.16 изображает вид в разрезе в продольном направлении, иллюстрирующий конструкцию устройства очистки воздуха согласно второму варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.17 изображает вид спереди, иллюстрирующий конструкцию основной части устройства очистки воздуха согласно второму варианту реализации изобретения;
фиг.18 изображает вид сбоку, иллюстрирующий конструкцию основной части устройства очистки воздуха согласно второму варианту реализации изобретения;
фиг.19 изображает вид спереди (фиг.19(А)) и вид сбоку (фиг.19(B)), иллюстрирующие конструкцию генераторов ионов устройства для очистки воздуха согласно второму варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.20 изображает схему, применяемую для измерений, выполненных в помещении в отношении воздуха, выдуваемого из выдувного отверстия устройства очистки воздуха согласно второму варианту реализации настоящего изобретения, размещенного на полу помещения;
фиг.21 изображает результаты измерений количества ионов в воздухе для соответствующих точек измерения, показанных на фиг.20;
фиг.22 изображает вид в разрезе спереди в продольном направлении, иллюстрирующий конструкцию устройства рассеивания ионов согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.23 изображает вид в разрезе в продольном направлении, иллюстрирующий конструкцию устройства рассеивания ионов согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.24 изображает вид спереди, иллюстрирующий опущенную частично конструкцию генераторов ионов устройства рассеивания ионов согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения;
фиг.25 изображает таблицу, демонстрирующую эффективность и действенность, реализуемые с помощью технологии согласно настоящему изобретению, при которой положительные ионы и отрицательные ионы распределяются в помещении при высокой концентрации;
фиг.26 изображает пояснительную схему механизма генерирования положительных и отрицательных ионов;
фиг.27 изображает пояснительную схему механизма, посредством которого положительные ионы и отрицательные ионы дезактивируют находящиеся в воздухе вирусы;
фиг.28 изображает пояснительную схему способа проведения испытаний и устройства, с помощью которых изучали эффект понижения инфективности птичьего гриппа А подвида H5N1 в клетках после применения положительных ионов и отрицательных ионов;
фиг.29 изображает пояснительную схему способа TCID50, являющегося типичным способом оценки инфективности вируса;
фиг.30 изображает диаграмму, демонстрирующую соотношение между концентрацией положительных ионов и отрицательных ионов и уровнем зараженности/уровнем преобладания антител у цыплят, полученное в ходе испытания, показанного на фиг.31;
фиг.31 изображает пояснительную схему способа проведения испытаний и устройства, с помощью которых изучали эффект понижения инфективности гриппа А подвида H3N2 у цыплят после применения положительных ионов и отрицательных ионов;
фиг.32 изображает диаграмму, демонстрирующую пример соотношения между концентрацией вирусов и уровнем зараженности цыплят.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
Далее со ссылкой на чертежи описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения.
Первый вариант реализации
На фиг.1 показан внешний общий вид, иллюстрирующий устройство рассеивания ионов согласно первому варианту реализации настоящего изобретения. Устройство 1 рассеивания ионов имеет ножки 2а, расположенные с левой и правой сторон корпуса 2, и располагается на полу помещения. Выдувное отверстие 10 расположено в переднем верхнем участке корпуса 2.
На фиг.2 показан вид сбоку в разрезе устройства для рассеивания ионов 1. Нижняя поверхность корпуса 2 снабжена всасывающим отверстием 3, предназначенным для всасывания воздуха из помещения. Воздуходувка 5, которая накрыта кожухом 5а, расположена в нижнем участке корпуса 2. Воздуходувка 5 включает в себя вентилятор с перекрестным потоком, который приводится во вращение с заданной частотой вращения, и втягивает воздух из воздухозабора 5b в кожухе 5а по окружности относительно лопаток ротора (не показаны) при выпуске воздуха из выхода 5с для воздуха по окружности относительно лопаток ротора. Между всасывающим отверстием 3 и воздуходувкой 5 расположен воздушный фильтр 4.
Выход 5с для воздуха воздуходувки 5 соединяется с выдувным отверстием 10 каналом 4, по которому протекает воздушный поток от воздуходувки 5. Канал 6, который формируется как одно целое с кожухом 5а, проходит вверх, загибаясь вперед, как показано на чертеже. Канал 6 разделяется по вертикали на множество разделенных по вертикали путей 11, 12, 13 и 14 в заявленном порядке сверху. Далее направление воздушных потоков, протекающих по разделенным по вертикали путям 11-14 в канале 6, упоминается как «направление потока (направление, указанное стрелкой А на фиг.5)», в то время как направление, пересекающее такое направление, как описано выше, упоминается как «направление, пересекающее направление потока (направление, указанное стрелкой В на фиг.5)».
Отделенный по вертикали путь 11, расположенный выше, размещается на верхней круговой стороне воздуходувки 5, и отделенный по вертикали путь 14, помещенный ниже, размещается на внутренней круговой стороне воздуходувки 5. Выдувное отверстие 10 разделено по вертикали, подобно соответствующим разделенным по вертикали путям 11-14, образуя, таким образом, участки отверстия 10а, 10b, 10с и 10d. Каждый из разделенных по вертикали путей 11-14 содержит расширяющийся по вертикали участок 7 и расширяющийся в сторону участок 8 на верхней по потоку стороне и нижней по потоку стороне соответственно, детали которых описаны далее. Нижняя стенка разделенного по вертикали пути 14 снабжена вырезами (не показаны) так, чтобы открывать верхнюю поверхность удерживающего элемента 19, который снабжен участками 17А и 17В генерирования ионов первого генератора 17 ионов и участками 18А и 18В генерирования ионов второго генератора 18 ионов (см. фиг.3).
На фиг.3 показан вид сверху, иллюстрирующий конструкцию генераторов ионов согласно этому варианту реализации. Генераторы 17 и 18 ионов включают в себя: пару участков 17А и 17В генерирования ионов, отделенных друг от друга в направлении, пересекающем направление потока, и пару участков 18А и 18В генерирования ионов, отделенных друг от друга в направлении, пересекающем направление потока; участок подачи питания (не показан), предназначенный для подвода напряжения к участкам 17А, 17В, 18А и 18В генерирования ионов; и удерживающий элемент 19, предназначенный для удерживания участков 17А, 17В, 18А и 18В генерирования ионов и участка подачи питания. Когда участок подачи питания подводит напряжение к участкам 17А, 17В, 18А и 18В генерирования ионов, участки 17А и 17В генерирования ионов выполняют коронный разряд, чтобы генерировать, таким образом, ионы.
Участки 17А и 17В генерирования ионов включают в себя выступающие участки 17Аа и 17Bа разрядных электродов, имеющих остроконечную форму, и кольца 17Ab и 17Bb индукционных электродов, соответственно окружающие выступающие участки 17Аа и 17Bа разрядных электродов, и выступающие участки 17Аа и 17Bа разрядных электродов располагаются в центральных участках колец 17Ab и 17Bb индукционных электродов, соответственно. Участок 17А генерирования ионов генерирует положительные ионы, в то время как участок 17В генерирования ионов генерирует отрицательные ионы. То же самое относится к участкам генерирования 18А и 18В ионов второго генератора 18 ионов. Таким образом, участок 18А генерирования ионов генерирует положительные ионы, в то время как участок 18В генерирования ионов генерирует отрицательные ионы. Отметим, что датчик 20 ионов для детектирования отклонения от нормы в количестве генерируемых ионов располагается ниже по потоку от участка 17В генерирования ионов.
Первый генератор 17 ионов и второй генератор 18 ионов установлены на нижней стенке разделенного по вертикали пути 145, и пара участков 17А и 17В генерирования ионов и пара участков 18А и 18В генерирования ионов соответственно располагаются в положениях, пересекающих направление потока, в котором протекает воздух.
Генераторы 17 и 18 ионов, установленные на нижней стенке разделенного по вертикали пути 14, относятся к кассетному типу, и оба удерживаются одним удерживающим элементом 19. Замена кассеты осуществляется в случае, когда датчик 20 ионов детектирует отклонения от нормы в количестве генерируемых ионов или когда достигается определенная заранее дата ее замены. Пара генераторов 17 и 18 ионов отделена друг от друга в направлении потока и размещается параллельно, так что полярность внешних участков генерирования ионов является противоположной друг другу. В положении, при котором устанавливается кассета, верхняя поверхность удерживающего элемента 19 помещается в вырезах в нижней стенке самого нижнего разделенного по вертикали пути 14, что позволяет участкам 17А, 17В, 18А и 18В генерирования ионов первого генератора 17 ионов и второго генератора 18 ионов быть открытыми во внутреннюю часть разделенного по вертикали пути 14. Верхняя поверхность удерживающего элемента 19 искривлена вдоль направления потока, и четыре его положения, соответствующие участкам 17А, 17В, 18А и 18В генерирования ионов, имеют каждый отверстие 19а.
Отметим, что в этом варианте реализации приведено описание случая, при котором удерживающий элемент 19 удерживает два генератора ионов, но возможно применение конструкции, при которой удерживаются три или больше генераторов ионов, увеличивая, таким образом, количество генераторов ионов, расположенных параллельно, будучи отделены промежутками друг от друга в направлении потока.
+
+
-
-
2
m
2
n
На фиг.26 показана пояснительная схема механизма генерирования положительных и отрицательных ионов. Положительное напряжение прикладывают к участкам 17А и 18А генерирования ионов, где молекулы воды, находящиеся в воздухе, электрически разлагаются в плазменных участках, образованных электрическим разрядом, и генерируются, главным образом, ионы водорода Н. Затем молекулы воды в воздухе скапливаются вокруг генерированного иона водорода, образуя, таким образом, устойчивый, положительно заряженный кластерный ион Н(НО). Отрицательное напряжение прикладывают к участкам 17В и 18В генерирования ионов, где молекулы воды, находящиеся в воздухе, электрически разлагаются в плазменных участках, образованных электрическим разрядом, и генерируются главным образом ионы кислорода О. Затем молекулы воды в воздухе скапливаются вокруг генерированного иона кислорода, образуя, таким образом, устойчивый, отрицательно заряженный кластерный ион О(НО). Здесь m и n являются произвольно выбранными целыми числами. В этом описании термин «положительный ион» относится к положительному кластерному иону, в то время как «отрицательный ион» относится к отрицательному кластерному иону. Отметим, что генерирование положительных и отрицательных кластерных ионов проверяют с помощью времяпролетной масс-спектрометрии.
2
2
На фиг.27 показана пояснительная схема механизма, посредством которого положительные ионы и отрицательные ионы дезактивируют находящиеся в воздухе вирусы. Положительные ионы и отрицательные ионы одновременно испускаются в воздух и затем скапливаются вокруг поверхности находящегося в воздухе микроорганизма, окружая микроорганизм. Затем положительные ионы и отрицательные ионы сразу соединяются между собой и генерируют на поверхности микроорганизма [·OH] (гидроксильные радикалы) и НО (перекись водорода) в форме скоплений, которые являются активными веществами, обладающими чрезвычайно высокой окислительной способностью. В результате, в ходе химической реакции протеины на поверхности микроорганизма разлагаются, что ведет к подавлению активности микроорганизма. Кроме того, гидроксильный радикал и перекись водорода, генерированные так, как описано выше, известны как обладающие способностью разлагать компоненты запаха в воздухе. Таким образом, путем генерирования положительных и отрицательных ионов с последующим выпуском этих ионов через выдувное отверстие 10 существует возможность дезактивировать вирусы в воздухе, уничтожать бактерии или устранять запахи в помещении.
3
3
3
3
3
Отметим, что, как описано далее, было подтверждено, что упомянутое выше воздействие положительных ионов и отрицательных ионов производит более сильный эффект при увеличении концентрации ионов в воздухе. Например, показано, что уменьшение инфективности вирусов птичьего гриппа А (H5N1) в течение приблизительно 10 минут составляет 99% при концентрации ионов в воздухе приблизительно 7000 на см и увеличивается до 99,9% при возрастании концентрации ионов до 50000 на см или более. Кроме того, обнаружено, что для первого раза, когда концентрация ионов приблизительно составляет 30000 на см или больше, может быть подавлен рост прилипающих спор грибков. Что касается упомянутых выше генераторов 17 и 18 ионов, то количество генерируемых положительных ионов и отрицательных ионов в одном генераторе ионов составляет приблизительно 1,5 миллиона на см при измерении в позиции на расстоянии 50 см от участка генерирования ионов (приблизительно 4,8 миллионов на см в позиции на расстоянии 25 см), что является чрезвычайно большим числом, и поэтому генераторы 17 и 18 ионов являются устройствами, подходящими для доведения концентрации ионов в помещении до такой эффективной концентрации, описанной выше.
На фиг.4 показан вид сбоку в разрезе, иллюстрирующий схематическую структуру канала 6. Верхняя стенка 6U и нижняя стенка 6D канала 6 включают в себя криволинейные участки 6а и 6b поверхности соответственно. Соответствующие поверхности стенки, образующие разделенные по вертикали пути 11-14, изогнуты вдоль верхней стенки 6U и нижней стенки 6D, и их концы D1 расположены рядом с воздуходувкой 5. При этом разделенные по вертикали пути 11-14 выполнены так, чтобы проходить от окружности воздуходувки 5 до выдувного отверстия 10.
Как показано на фиг.4, в расширяющемся по вертикали участке 7 пространство между верхней стенкой 6U и нижней стенкой 6D канала 6 сделано шире в направлении по вертикали с нижней стороны по потоку по сравнению с верхней стороной. При этом воздушный поток распространяется по вертикали до выдачи из выдувного отверстия 10. Каждый из разделенных по вертикали путей 11-14 сделан шире в направлении по вертикали с нижней стороны по потоку по сравнению с верхней стороной, имея поперечное сечение пути потока, выполненное в продольном разрезе, при котором ширина в направлении в сторону достаточно велика по сравнению с шириной в направлении по высоте. По этой причине верхняя и нижняя поверхности стенки соответствующих разделенных по вертикали путей 11-14 имеют большие площади, которые входят в контакт с воздушными потоками, протекающими через канал 6. Благодаря этому существует возможность расширять по вертикали воздушные потоки, протекающие по разделенным по вертикали путям 11-14, не вызывая утекания воздушных потоков с верхней и нижней поверхностей стенки.
Расширяющийся в сторону участок 8 расположен ниже по направлению потока, чем расширяющийся по вертикали участок 7, и имеет верхнюю и нижнюю поверхности стенки, проходящие плоско от края расширяющегося по вертикали участка 7. На фиг.5 показан вид сверху самого нижнего разделенного по вертикали пути 14. В расширяющемся в сторону участке 8 пространство между левой стенкой 6L и правой стенкой 6R канала 6 сделано шире в направлении в сторону с нижней стороны по направлению потока по сравнению с верхней стороной. При этом поток воздуха растекается по направлению в сторону до выпуска из выдувного отверстия 10.
Расширяющийся в сторону участок 8 включает в себя разделенные в поперечном направлении пути 8а-8h, состоящие из восьми узких путей, полученных путем разделения каждого из разделенных по вертикали путей 11-14 далее по направлению в сторону. Теперь расширяющийся в сторону участок 8 мысленно разделяется на четыре пары путей в направлении, пересекающем направление потока путем спаривания двух соседних разделенных в поперечном направлении путей. В частности, ими является мысленно выделенная первая пара 81 путей, включающая в себя разделенные в поперечном направлении пути 8а и 8b, вторая пара 82 путей, включающая в себя разделенные в поперечном направлении пути 8с и 8d, третья пара 83 путей, включающая в себя разделенные в поперечном направлении пути 8е и 8f, четвертая пара 84 путей, включающая в себя разделенные в поперечном направлении пути 8g и 8h.
В сочетании с четырьмя парами бок о бок в направлении, пересекающем направление потока, установлены четыре кассеты, каждая из которых имеет один удерживающий элемент 19, удерживающий пару генераторов 17 и 18 ионов. При этом для каждой пары путей первый генератор 17 ионов и второй генератор 18 ионов, отделенные друг от друга в направлении потока, располагаются так, что полярности (полярность генерируемых ионов) внешних участков 17А и 18В генерирования ионов и полярность внешних участков 17В и 18А генерирования ионов являются соответственно противоположными друг другу. Далее, первый генератор 17 ионов и второй генератор 18 ионов располагаются параллельно, так что первый генератор 17 ионов располагается ниже по потоку, а второй генератор 18 ионов располагается выше по потоку.
Расположенные выше по потоку концы D2 соответствующих поверхностей стенки, образующих разделенные в поперечном направлении пути 8а-8h, помещаются несколько ниже по направлению потока от первого генератора 17 ионов и помещаются таким образом, чтобы разделять, на основе участка генерирования ионов, генераторы ионов, расположенные в направлении, пересекающем направление потока, и участки генерирования ионов каждого из генераторов ионов. В частности, участок 17А генерирования положительных ионов первого генератора 17 ионов и участок 18В генерирования отрицательных ионов второго генератора 18 ионов помещаются рядом со входом для воздушного потока одного разделенного в поперечном направлении пути (8а, 8с, 8е или 8g) каждой из пар путей 81, 82, 83 и 84, в то время как участок 17В генерирования отрицательных ионов первого генератора 17 ионов и участок 18А генерирования положительных ионов второго генератора 18 ионов помещаются рядом со входом для воздушного потока другого разделенного в поперечном направлении пути (8b, 8d, 8f или 8h) каждой из пар 81, 82, 83 и 84 путей.
При такой структуре пути расширяющегося в сторону участка 8 положительные ионы, генерируемые в участке 17А генерирования положительных ионов первого генератора 17 ионов, и/или отрицательные ионы, генерируемые в участке 18В генерирования отрицательных ионов второго генератора 18 ионов, направляются для прохождения через один разделенный в поперечном направлении путь (8а, 8с, 8е или 8g) каждой из пар 81, 82, 83 и 84 путей, в то время как отрицательные ионы, генерируемые в участке 17В генерирования отрицательных ионов первого генератора 17 ионов, и/или положительные ионы, генерируемые в участке 18А генерирования отрицательных ионов второго генератора 18 ионов, направляются для прохождения через один разделенный в поперечном направлении путь (8b, 8d, 8f или 8h) каждой из пар 81, 82, 83 и 84 путей. Иными словами, специальный разделенный в поперечном направлении путь может быть отнесен к пути прохождения ионов, генерируемых в каждом участке генерирования ионов. При этом положительные ионы и отрицательные ионы могут эффективно и равномерно выпускаться из выдувного отверстия 10.
Отметим, что находящиеся выше по потоку концы D2 соответствующих поверхностей стенки, образующих разделенные в поперечном направлении пути 8а-8h, могут простираться так, чтобы проходить между генераторами 17 и 18 ионов, расположенными бок о бок в направлении, пересекающем направление потока, и между участками генерирования ионов каждого из генераторов ионов, позволяя, таким образом, разместить участки 17А, 17В, 18А и 18В генерирования ионов внутри разделенных в поперечном направлении путей.
Отметим, что в этом варианте реализации, как показано на фиг.1, приведено описание случая, при котором расположенные ниже по потоку разделенные по вертикали пути 11-14 структурированы для разделения на разделенные в поперечном направлении пути 8а-8h, однако разделенные в поперечном направлении пути 8а-8h могут быть предназначены только для нижней по направлению потока стороны самого нижнего разделенного по вертикали пути 14, через который проходят положительные ионы и отрицательные ионы.
Левая стенка 6L и правая стенка 6R канала 6 включают в себя участки 6с и 6d криволинейной поверхности, соответственно. Соответствующие поверхности стенки, образующие разделенные в поперечном направлении пути 8а-8h, изогнуты вдоль левой стенки 6L и правой стенки 6R. Каждый из разделенных в поперечном направлении путей 8а-8h сделан шире в поперечном направлении в нижней по направлению потока стороне, чем в верхней по направлению потока стороне, посредством левой и правой поверхностей стенки, и поперечный разрез пути потока имеет ширину, сужающуюся в поперечном направлении по сравнению с расширяющимся по вертикали участком 7. При этом смоченный периметр поперечного сечения пути потока возрастает, а левая и правая поверхности стенки разделенных в поперечном направлении путей 8а-8h имеют большую поверхность, входящую в контакт с потоками воздуха, протекающими через канал 6. Соответственно существует возможность распространять в поперечном направлении потоки воздуха, проходящие через разделенные в поперечном направлении пути 8а-8h, без того, чтобы вызывать утекание потоков воздуха от левой и правой поверхностей стенок.
В устройстве 1 рассеивания ионов, сконструированном так, как описано выше, после включения воздуходувки 5 и генераторов 17 и 18 ионов воздух из помещения поступает в корпус 2 из всасывающего отверстия 3. Воздух, поступивший в корпус 2, содержит частицы пыли, которые собираются воздушным фильтром 4, после чего он поступает в воздуходувку из воздушного входа 5b.
Воздух, выпущенный из воздуходувки 5, проходит через воздушный выход 5с, проходя, таким образом, через канал 6. Поток воздуха, проходящий через канал 6, делится на поток, проходящий по разделенным по вертикали путям 11-14, и путь потока распространяется в вертикальном направлении в расширяющемся по вертикали участке 7, в то время как путь потока расширяется в поперечном направлении в расширяющемся в поперечном направлении участке 8. При этом потоки воздуха, распространяющиеся по вертикали и в поперечном направлении, выпускаются из выдувного отверстия 10.
Поток воздуха, протекающий по разделенному по вертикали пути 14, который расположен в нижнем участке канала 6, делится на множество разделенных в поперечном направлении путей 8а-8h. Разделенные в поперечном направлении пути 8а, 8с, 8е и 8g содержат положительные ионы, которые генерируются в участке 17А генерирования ионов первого генератора 17 ионов, и/или отрицательные ионы, которые генерируются в участке 18В генерирования ионов второго генератора 18 ионов. Разделенные в поперечном направлении пути 8b, 8d, 8f и 8h содержат отрицательные ионы, которые генерируются в участке 17В генерирования ионов первого генератора 17 ионов, и/или положительные ионы, которые генерируются в участке 18А генерирования ионов второго генератора 18 ионов. При этом потоки воздуха, содержащие положительные ионы и отрицательные ионы, выдаются из открытого участка 10d.
Дополнительно, потоки воздуха, которые должны быть доставлены из открытых участков 10а, 10b и 10с, проходят через разделенные по вертикали пути 11, 12 и 13, расположенные в верхнем участке канала 6, и имеют высокую скорость ветра. Благодаря этому потоки воздуха, доставляемые из открытых участков 10а, 10b и 10с, служат воздушной завесой, не допускающей рассеивания ионов вверх. Таким образом, путем доставки потока воздуха из открытого участка 10d в направлении нижней стороны помещения и доставки потоков воздуха из открытых участков 10а, 10b и 10с в направлении верхней стороны помещения в помещение поступает достаточное количество ионов, обеспечивая, таким образом, высокий бактерицидный эффект и высокий эффект дезактивации вирусов.
Дополнительно, разделенные по вертикали пути 11-14 располагаются в заданном порядке сверху, и потоки воздуха, которые доставляют из открытых участков 10а-10d, имеют скорости, которые ослабляются в порядке сверху вниз. При этом существует возможность уменьшить турбулентность потоков воздуха.
На фиг.6 показана схема, иллюстрирующая схематическую конфигурацию системы управления устройства 1 рассеивания ионов. Центральный процессор (ЦПУ) 30 играет центральную роль в системе управления и соединяется шинным соединением с постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) 31, хранящим такую информацию, как программа, с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) 32, предназначенным для хранения информации, которая генерируется временно, и с таймером 33, предназначенным для счета времени. ЦПУ 30 выполняет обработку входных и выходных сигналов, арифметическую обработку и другие операции обработки согласно управляющим программам, заранее загруженным в ПЗУ 31.
ЦПУ 30 соединяется дополнительно шинным соединением с операционным блоком 35, предназначенным для приема таких операций, как приведение в действие или остановка устройства 1 рассеивания ионов, с дисплейным блоком 36, включающим в себя жидкокристаллический дисплей (ЖКД), предназначенный для отображения такой информации, как содержание операций и режим управления, и со схемой 37 управления приводом воздуходувки, предназначенной для приведения в действие двигателя 5m воздуходувки 5.
Выходные стороны выходных интерфейсов 34 соединяются с ЦПУ 30 шинным соединением и соответственно соединяются с управляющими входами РС1 и РС2 управляющих схем 38 генератора ионов. Один выходной зажим каждой из управляющих схем 38 генератора ионов соединяется с катодом источника постоянного тока Е1, анод которого соединен со входом источника питания V1 первого генератора 17 ионов и входом источника питания V2 второго генератора 18 ионов, в то время как другие выходные зажимы управляющих схем 38 генератора ионов соединяются с заземлением G1 первого генератора 17 ионов и заземлением G2 второго генератора 18 ионов соответственно.
При упомянутой выше конфигурации каждый раз, когда таймер отсчитывает заданное время, ЦПУ 30 поочередно производит переключение ON/OFF управляющих входов РС1 и РС2 управляющих схем 38 генератора ионов через выходные интерфейсы 34. При этом управляющие схемы 38 генератора ионов поочередно соединяют/разъединяют заземление G1 первого генератора 17 ионов или заземление G2 второго генератора 18 ионов и катод источника постоянного тока Е1.
Первый генератор 17 ионов и второй генератор 18 ионов приводятся в действие в одном из попеременных режимов приведения в действие или избирательным образом в полноприводном режиме. При попеременном режиме приведения в действие первый генератор 17 ионов и второй генератор 18 ионов поочередно включаются в заданной последовательности, в то время как при полноприводном режиме первый генератор 17 ионов и второй генератор 18 ионов одновременно и непрерывно приводятся в действие.
На фиг.7 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая пример технологических операций устройства 1 рассеивания ионов в попеременном режиме приведения в действие. Попеременный режим приведения в действие выбирает операционный блок 35, и устройство рассеивания ионов начинает работать. Затем ЦПУ 30 использует схему 37 управления приводом воздуходувки для управления двигателем 5m, приводя, таким образом, во вращение воздуходувку 5 с частотой 600 об/мин (этап S11). После этого таймер 33 начинает отсчет одной секунды (этап S12). Затем таймер ЦПУ 30 определяет, закончил или нет таймер 33 отсчет (этап S13). Если он определяет, что подсчет еще не закончен (этап S13: нет), то ЦПУ 30 ожидает, чтобы таймер 33 закончил отсчет. Если он определяет, что подсчет закончен (этап S13: да), ЦПУ 30 определяет, задан или нет FLG1 (этап S14).
Если будет определено, что FLG1 задан (этап S14: да), ЦПУ 30 сбрасывает FLG1 (этап S15). После этого ЦПУ 30 выключает выход одного из выходных интерфейсов 34, чтобы таким образом отключить управляющий вход РС1 управляющей схемы 38 генератора ионов (этап S16), в то время как ЦПУ 30 включает выход другого выходного интерфейса 34, чтобы таким образом включить управляющий вход РС2 управляющей схемы 38 генератора ионов (этап S17). Затем процесс возвращается к этапу S12.
Когда на этапе S14 определяют, что FLG1 не задан (этап S14: нет), ЦПУ 30 задает FLG1 (этап S18). После этого ЦПУ 30 включает выход одного из выходных интерфейсов 34, чтобы таким образом включить управляющий вход РС1 управляющей схемы 38 генератора ионов (этап S19), в то время как ЦПУ 30 выключает выход другого выходного интерфейса 34, чтобы таким образом включить управляющий вход РС2 управляющей схемы 38 генератора ионов (этап S20). Затем процесс возвращается к этапу S12.
На фиг.8 показана временная диаграмма управляющих сигналов, которые вводятся в управляющие входы РС1 и РС2 от соответствующих выходных интерфейсов 34 в попеременном режиме приведения в действие устройства. Каждый из сигналов приведения в действие поочередно повторяет односекундное включение и односекундное выключение с нагрузкой в 50%. При этом каждая из управляющих схем 38 генератора ионов поочередно соединяет/отсоединяет каждую секунду источник питания с первым генератором 17 ионов и вторым генератором 18 ионов. Соответственно первый генератор 17 ионов и второй генератор 18 ионов поочередно приводятся в действие с периодичностью в одну секунду.
На фиг.9 показаны пояснительные схемы, демонстрирующие, каким образом положительные ионы и отрицательные ионы, проходящие по разделенным в поперечном направлении путям 8а-8h, подаются в помещение в попеременном режиме. В попеременном режиме приведения в действие первый генератор 17 ионов и второй генератор 18 ионов поочередно приводятся в действие, образуя, таким образом, два поочередно переключающихся участка в направлении потока, т.е. участка F1, по которому проходят только положительные ионы (см. фиг.3(А)), и участка F2, по которому проходят только отрицательные ионы (см. фиг.3(А)). В порядке, при котором состояния, показанные на фиг.9(А) и фиг.9(B), включаются поочередно, положительные ионы и отрицательные ионы проходят через соседние разделенные в поперечном направлении пути в попеременном режиме приведения в действие и выдуваются из открытого участка 10d выдувного отверстия 10. Благодаря этому можно предотвратить неравномерное распределение положительных ионов и отрицательных ионов в помещении за счет того, что исключается прохождение только положительных ионов через определенный разделенный в поперечном направлении путь или прохождение только отрицательных ионов через определенный разделенный в поперечном направлении путь. Поэтому существует возможность эффективно и равномерно рассеивать положительные ионы и отрицательные ионы в помещении.
На фиг.10 показана блок-схема, иллюстрирующая пример последовательности технологических операций устройства для рассеивания ионов в полноприводном режиме. Полноприводный режим выбирает операционный блок 35, и устройство для рассеивания ионов начинает работать. Затем ЦПУ 30 использует схему управления приводом воздуходувки 37 для управления двигателем 5m, приводя, таким образом, во вращение воздуходувку 5 с частотой вращения 900 об/мин (этап S21). После этого ЦПУ 30 включает выход одного из выходных интерфейсов 34, чтобы таким образом включить управляющий вход РС1 управляющей схемы 38 генератора ионов (этап S22), в то время как ЦПУ 30 включает выход другого выходного интерфейса 34, чтобы таким образом включить управляющий вход РС2 управляющей схемы 38 генератора ионов (этап S23). Затем процесс оканчивается.
На фиг.11 показана временная диаграмма управляющих сигналов, которые вводятся в управляющие входы РС1 и РС2 от соответствующих выходных интерфейсов 34 в полноприводном режиме. Каждый из управляющих сигналов непрерывно установлен в положение ON (включено). При этом каждая из управляющих схем 38 генератора ионов постоянно соединяет источник питания с первым генератором 17 ионов и вторым генератором 18 ионов. Соответственно первый генератор 17 ионов и второй генератор 18 ионов постоянно и одновременно приводятся в действие.
На фиг.12 показана пояснительная схема, демонстрирующая, каким образом положительные ионы и отрицательные ионы, проходящие по разделенным в поперечном направлении путям 8а-8h, подаются в помещение в полноприводном режиме. В полноприводном режиме первый генератор 17 ионов и второй генератор 18 ионов непрерывно и одновременно включены, одновременно формируя, таким образом, в направлении потока два участка, в которых положительные ионы и отрицательные ионы проходят в порядке сосуществования, т.е. участки F1 и F2 (см. фиг.3(А)). Как показано на фиг.3(А), положительные ионы и отрицательные ионы проходят через оба соседних разделенных в поперечном направлении пути в порядке сосуществования и затем выдуваются из открытого участка 10d выдувного отверстия 10. Поэтому положительные ионы и отрицательные ионы, выпускаемые из выдувного отверстия 10, не имеют неравномерного распределения и положительные ионы и отрицательные ионы могут эффективно и равномерно рассеиваться в помещении в большом количестве.
3
3
На фиг.13, 14 и 15 показаны диаграммы, демонстрирующие результаты изучения распределения количества ионов в помещении в то время, когда устройство 1 рассеивания ионов согласно настоящему варианту реализации работает в попеременном режиме приведения в действие. Помещение R имеет высоту 4800 мм, ширину 6400 мм и глубину 6400 мм. Площадь помещения R соответствует приблизительно 25 матам татами исходя из базового стандартного размера одного мата (910 мм × 1820 мм), что называется «сабурокома». Устройство 1 рассеивания ионов помещают на поверхности пола F рядом с боковой стенкой W1 с одной стороны и выдают потоки воздуха наклонно в направлении боковой стенки W2, обращенной к боковой стенке W1. Измерение количества ионов выполняют в отношении вертикальной плоскости D, которая проходит через центр поперечного направления устройства 1 рассеивания ионов, и горизонтальной плоскости Е, которая помещается на высоте 1600 мм. Далее, длительность периода измерений составляет 20 минут после начала продувки, и количество ионов представлено концентрацией положительных ионов (на см) и концентрацией отрицательных ионов (на см) в воздухе.
3
Как показано на фиг.14 и 15, в этом варианте реализации диффузия ионов по направлению вверх и потери ионов, вызванные нейтрализацией положительных ионов и отрицательных ионов, обеспечивают, таким образом, широкое распределение положительных ионов и отрицательных ионов по помещению, имеющему размеры в несколько десятков матов татами, при количестве ионов, равном 10000 или больше на см. Дополнительно, достаточная концентрация ионов сохраняется для такой площади, которая всегда используется как жилое пространство в помещении, то есть жилая площадь, исключающая четыре угла в помещении и верхнее пространство, находящееся на высоте более 2 м. Таким образом, путем размещения множества устройств для рассеивания ионов согласно этому варианту реализации через заданные промежутки существует возможность обеспечить достаточную концентрацию ионов для тех мест, где люди проводят время, таких как отель, залы ожидания в аэропортах и тому подобное и приемные покои в больнице. Благодаря этому существует возможность улучшить эффект стерилизации находящихся в воздухе бактерий в помещении, эффект дезактивации вирусов и эффект удаления запахов, поглощенных занавесями, одеждой и т.д.
Второй вариант реализации
На фиг.16 показан вид в разрезе в продольном направлении, иллюстрирующий конструкцию устройства очистки воздуха согласно второму варианту реализации настоящего изобретения. На фиг.17 показан вид спереди, иллюстрирующий конструкцию основной части. На фиг.18 показан вид сбоку, иллюстрирующий конструкцию основной части. На фиг.19 иллюстрируется конструкция генератора ионов, причем на фиг.19(А) показан вид спереди и на фиг.19(B) показан вид сбоку.
Устройство 100 очистки воздуха, проиллюстрированное на фиг.16, включает в себя: корпус 101, имеющий всасывающее отверстие 111 на задней стенке 101а и выдувное отверстие 112 на верхней стенке 101b; воздуходувку 102, расположенную в нижнем участке корпуса 101; фильтр 103, который располагается на внутренней стороне всасывающего отверстия 111 и благодаря прохождению через него воздуха из всасывающего отверстия 111, всосанного воздуходувкой 102, удаляет загрязнения в воздухе для очистки воздуха; канал 104, который располагается между воздуходувкой 102 и выдувным отверстием 112 и служит в качестве пути потока для прохождения воздуха через выдувное отверстие 112; и генератор 105 ионов, который включает в себя два генерирующих ионы участка 151 и 152 и добавляет положительные ионы и отрицательные ионы в воздух, выдуваемый из воздуходувки 102, причем устройство 100 очистки воздуха конфигурировано таким образом, что положительные ионы и отрицательные ионы, генерируемые на генерирующих ионы участках 151 и 152, добавляются к воздуху, выдуваемому из воздуходувки 102, и положительные ионы и отрицательные ионы испускаются вместе с воздухом наружу из выдувного отверстия 10.
Корпус 101 имеет по существу прямоугольную форму параллелепипеда, включая нижнюю стенку 101с, прямоугольную в плане, переднюю стенку 101d и заднюю стенку 101а, проходящие от двух сторон нижней стенки 101с, боковые стенки, проходящие от двух других сторон нижней стенки 101с, и верхнюю стенку 101b. Задняя стенка 101а содержит всасывающее отверстие 111, имеющее прямоугольную форму при ее продольном направлении, соответствующем направлению по вертикали, а верхняя стенка 101b снабжена выдувным отверстием 112, имеющим прямоугольную форму с продольным направлением, соответствующим обеим сторонам боковой стенки.
Воздуходувка 102 имеет цилиндрическую форму и относится к центробежному типу, включая в себя крыльчатку 121, расположенную так, что ее ось вращения соответствует переднезаднему направлению, и кожух 122, вмещающий крыльчатку 121 с возможностью вращения. Двигатель 106 для привода крыльчатки 121 установлен на участке передней стороны кожуха 122.
Крыльчатка 122 является многолопастным вентилятором, включающим в себя множество лопастей 121а, у каждой из которых сторона, обращенная к центру вращения, смещена относительно ее внешнего края по направлению вращения. Иными словами, крыльчатка 121 является центробежным вентилятором, имеющим цилиндрическую форму, один конец которого снабжен опорной плитой, где выходной вал двигателя 106 вставлен в отверстие для вала, помещенное в центре, и выпускает воздух, который всасывается в полость в центральной части вентилятора из отверстия, расположенного на другом конце вентилятора, из промежутков между лопастями 121а, расположенными по окружности вентилятора.
Кожух 122 включает в себя круговую направляющую стенку 122а, которая направляет потоки воздуха, создаваемые вращением рабочего колеса 121, в направлении вращения рабочего колеса 121 для генерирования ламинарного потока, увеличивая, таким образом, скорость потоков воздуха, и выход 122b для воздуха, который открыт вверх по касательной к круговой направляющей стенке 122а от участка круговой направляющей стенки 122а. Выход 122b для воздуха имеет квадратно-цилиндрическую форму и отходит по касательной к круговой направляющей стенке 122а от участка круговой направляющей стенки 122а. Далее, кожух 122 включает в себя основное тело 102а кожуха, которое имеет форму чаши и включает в себя круговую направляющую стенку 122а, открытый участок для выхода 122b для воздуха и закрывающую пластину 102b, которая открыта в части, соответствующей проему крыльчатки 121 и покрывает открытую сторону основного тела 102а кожуха. Закрывающая пластина 102b закреплена на основном теле 102а кожуха множеством винтов.
Круговая направляющая стенка 122а кожуха 122 сконструирована так, как описано выше, и снабжена сквозными отверстиями, соответствующими участкам 151 и 152 генерирования ионов, и установочным отверстием, помещенным в стороне от сквозных отверстий. Генератор 105 ионов закрепляют винтом, который ввинчивают в установочное отверстие.
Канал 104 имеет квадратно-цилиндрическую форму, причем его нижний конец соединен с выходом 122b для воздуха и верхний его конец открыт, и он выполнен как одно целое с основным телом 102а кожуха и закрывающей пластиной 102b. Дополнительно, канал 104 включает в себя: одну боковую стенку 104а, расположенную вдоль одного направления по касательной круговой направляющей стенки 122а от выхода 122b для воздуха; другую боковую стенку 104b, расстояние которой от одной боковой стенки постепенно увеличивается, притом что расстояние на выходе 122b для воздуха является самым коротким; заднюю стенку 104с, расположенную вертикально; и переднюю стенку 104d, расстояние которой от задней стенки 104с постепенно становится короче, притом что расстояние на выходе 122b для воздуха является наибольшим. Задняя стенка 104с и передняя стенка 104d отходят от одной боковой стенки 104а и другой боковой стенки 104b. Канал 104 направляет воздух, продуваемый из выхода 122b для воздуха, вдоль одной боковой стенки 104а, задней стенки 104с и передней стенки 104d, чтобы генерировать, таким образом, ламинарный поток. Далее, передняя стенка 104d снабжается сквозными отверстиями, соответствующими участкам 151 и 152 генерирования ионов, и установочным отверстием, помещенным в стороне от сквозных отверстий. Генератор ионов 105 закрепляют винтом, который ввинчивают в установочное отверстие.
Как показано на фиг.19, генератор 105 ионов включает в себя: пару участков 151 и 152 генерирования ионов, разделенных между собой промежутком по направлению, пересекающему направление потока воздуха, выпускаемого из воздуходувки 102; участок подачи питания, предназначенный для подвода напряжения к участкам 151 и 152 генерирования ионов; и удерживающий элемент 153, предназначенный для удерживания участков 151 и 152 генерирования ионов и участка подачи питания. Когда участок подачи питания подводит напряжение к участкам 151 и 152 генерирования ионов, участки 151 и 152 генерирования ионов выполняют коронный разряд, чтобы генерировать таким образом ионы. Принцип генерирования положительных ионов и отрицательных ионов соответствует описанному выше.
Участки 151 и 152 генерирования ионов включают в себя выступающие участки 151а и 152а разрядных электродов, имеющих остроконечную форму, и кольца 151b и 152b индукционных электродов, соответственно окружающие выступающие участки 151а и 152а разрядных электродов, и выступающие участки 151а и 152а разрядных электродов располагаются в центральных участках колец 151b и 152b индукционных электродов, соответственно. Участок 151 генерирования ионов генерирует положительные ионы, в то время как участок 152 генерирования ионов генерирует отрицательные ионы. Принцип генерирования положительных ионов и отрицательных ионов соответствует описанному выше.
Генератор 105 ионов установлен на круговой направляющей стенке 122а кожуха 122 и передней стенке 104d канала 104, и пара участков 151 и 152 генерирования ионов размещается в положениях, пересекающих направление потока, в котором протекает воздух.
Три генератора 105 ионов, установленные на круговой направляющей стенке 122а кожуха 122, удерживаются одним удерживающим элементом 153. Три генератора 105 ионов располагаются параллельно, будучи разделены между собой в направлении потока (круговое направление по круговой направляющей стенке 122а), и относительно смещены также в направлении, пересекающем направление потока (направлении оси вращения крыльчатки 121). Дополнительно, участки 151 и 152 генерирования ионов трех генераторов 105 ионов обладают одинаковой полярностью в направлении, в котором относительно смещены участки 151 и 152 генерирования ионов, располагаются также так, чтобы не перекрывать друг друга в направлении потока. Каждый из участков 151 и 152 генерирования ионов 105 генераторов ионов обращен к внутреннему участку кожуха 122 через сквозное отверстие. Дополнительно, сторона удерживающего элемента 153, который установлен на кожухе 122, включает в себя криволинейную поверхность 153b, которая изогнута в направлении потока и имеет три отверстия 153а, совпадающие с соответствующими участками 151 и 152 генерирования ионов. Участки 151 и 152 генерирования ионов располагаются в каждом из отверстий 153а криволинейной поверхности 153b.
Устройство для очистки воздуха 100, сконструированное так, как описано выше, располагают возле стены помещения со всасывающим отверстием 111, расположенным со стороны стенки.
При приведении в действие воздуходувки 102 крыльчатка 121 приводится во вращение, всасывая, таким образом, воздух из помещения через всасывающее отверстие 111 в кожух 101. Путь для потока воздуха образуется между всасывающим отверстием 111 и выдувным отверстием 112, а всосанные загрязнения в воздухе, такие как частицы пыли, удаляются фильтром 103 для получения очищенного воздуха.
Воздух, проходящий через фильтр 103, всасывается в кожух 122 в воздуходувке 102. В этом случае воздух, всосанный в кожух 122, формирует ламинарный поток с помощью круговой направляющей стенки 122а, помещенной вокруг крыльчатки 121. Воздух, протекающий в форме ламинарного потока, направляется вдоль круговой направляющей стенки 122а к выходу 122b для воздуха и затем выдувается из выхода 122b для воздуха в канал 104.
Участки 151 и 152 генерирования ионов размещаются на круговой направляющей стенке 122а кожуха 122 воздуходувки 102, и поэтому существует возможность добавлять ионы, генерируемые на участках 151 и 152 генерирования ионов, к воздуху, протекающему в форме ламинарного потока по относительно узкому пути вдоль круговой направляющей стенки 122а. Далее, воздух, протекающий вдоль круговой направляющей стенки 122а, имеет высокую скорость ветра, и поэтому существует возможность добавлять ионы к воздуху с дополнительной эффективностью.
Дополнительно, генератор ионов 105 имеет два участка 151 и 152 генерирования ионов в положениях, пересекающих направление потока воздуха, и, таким образом, имеет больше позиций для первичного добавления ионов в воздух. В результате существует возможность добавлять ионы к воздуху с дополнительной эффективностью.
Дополнительно, три генератора 105 ионов располагаются таким образом, чтобы быть разделенными промежутком в направлении протекания очищенного воздуха, и относительно смещены в направлении, пересекающем направление протекания, так что участки 151 и 152 генерирования ионов генераторов 105 ионов не перекрывают друг друга в направлении потока, обеспечивая, таким образом, наличие большего числа позиций для первичного добавления ионов в воздух. Это предотвращает нейтрализацию положительных ионов и отрицательных ионов, которые генерируются на участках 151 и 152 генерирования ионов соответствующих генераторов ионов, и поэтому существует возможность добавлять ионы в воздух более эффективно, не требуя увеличения размеров кожуха 122.
Положительные ионы и отрицательные ионы, добавленные в воздух, протекающий в форме ламинарного потока так, как описано выше, оказываются смешанными при выдувании воздуха в канал 104 из выхода 122b для воздуха кожуха 122.
Канал 104 приспособлен для того, чтобы обеспечить протекание воздуха в форме ламинарного потока вдоль одной боковой стенки 104а, задней стенки 104с и передней стенки 104d, и участки 151 и 152 генерирования ионов располагаются на передней стенке 104d для того, чтобы вызвать протекание воздуха в форме ламинарного потока. Поэтому существует возможность дополнительно добавлять положительные ионы и отрицательные ионы, генерируемые на участках 151 и 152 генерирования ионов, расположенных в канале 104, к воздуху, к которому положительные ионы и отрицательные ионы добавляют в кожухе 122 воздуходувки 102, что способствует увеличению количества ионов в воздухе.
3
3
На фиг.20 показана схема, применяемая для измерений, выполненных в помещении в отношении воздуха, выдуваемого из выдувного отверстия устройства очистки воздуха согласно второму варианту реализации настоящего изобретения, помещенного на полу помещения. На фиг.21 показаны данные, показывающие результаты измерений количества ионов в помещении. Результаты, показанные на фиг.21, были получены в случае, когда количество ионов измеряли в точках от А до Е в помещении в отношении обычного устройства очистки воздуха, включающего в себя генератор ионов, и устройства очистки воздуха согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг.20, помещение имеет площадь пола 5,1 м × 5,7 м (приблизительно восемнадцать матов татами исходя из размеров одного мата татами «сабурокома»), и устройство для очистки воздуха помещается на полу на расстоянии 0,3 м от одной стенки длиной 5,7 м. Далее, точки измерения А представляют такие положения, которые соответствуют точкам 1, 3 и 5 на боковой стенке длиной 5,7 м и отделены расстоянием 0,1 м от одной стенки длиной 5,1 м. Точки измерения С представляют такие положения, которые соответствуют точкам 1, 3 и 5 на стороне длиной 5,7 м и располагаются в центре относительно стороны помещения длиной 5,1 м. Точки измерения Е представляют такие положения, которые соответствуют точкам 1, 3 и 5 на стороне длиной 5,7 м и отделены расстоянием 0,1 м от другой стенки на стороне помещения длиной 5,1 м. Дополнительно, период выполнения измерений после начала продувки составляет 20 минут, а количество ионов выражается в концентрации положительных ионов (на см) и концентрации отрицательных ионов (на см) в воздухе.
3
3
Согласно результатам измерений, показанным на фиг.21, среднее количество ионов в точках проведения измерений составило 39611 на см, и степень увеличения этого количества составила 154%. Таким образом, показано, что количество ионов, выпущенных в помещение, может быть увеличено. Согласно этому варианту реализации, существует возможность широко распределять положительные ионы и отрицательные ионы в помещении размерами в несколько матов татами, при количестве ионов, равном или превышающем 10000 на см. Благодаря этому существует возможность усилить эффект стерилизации находящихся в воздухе бактерий в помещении, эффект дезактивации вирусов и эффект устранения запахов, поглощенных занавесями, одеждой и т.д.
Здесь, в этом варианте реализации, три генератора 5 ионов размещаются на круговой направляющей стенке 122а кожуха, который сконструирован так, чтобы вызвать протекание воздуха в форме ламинарного потока, и один генератор 105 ионов размещается на передней стенке 104d канала 104, который сконструирован так, чтобы вызвать протекание воздуха в форме ламинарного потока. Однако наряду с этим возможно применение любой конструкции, пока генератор 105 ионов располагается на участке ламинарного потока, приспособленного для протекания воздуха в форме ламинарного потока. Положение, в котором располагается генератор 105 ионов, не особенно ограничивается. Например, генератор 105 ионов располагается, по меньшей мере, на одном из участков на границе между выходом 122b для воздуха и круговой направляющей стенкой 122а, круговой направляющей стенкой 122а и передней стенкой 104d канала 104.
Третий вариант реализации
На фиг.22 показан вид в разрезе спереди в продольном направлении, иллюстрирующий конструкцию устройства рассеивания ионов согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения, при этом на фиг.23 показан вид в разрезе в продольном направлении, иллюстрирующий конструкцию устройства рассеивания ионов, и на фиг.24 показан вид спереди, иллюстрирующий опущенную частично конструкцию генераторов ионов.
Устройство 200 рассеивания ионов, показанное на фиг.22, включает в себя: корпус 201, имеющий всасывающие отверстия 211 в нижних участках обеих боковых стенок 201а и 201b, обращенных друг к другу с промежутком между ними, и имеющий два установочных отверстия 212 в центральном участке верхней стенки 201с; двигатель 202, который расположен в нижнем участке корпуса 201 и имеет выходные валы 221 с обеих сторон по направлению ориентации выходного вала; две крыльчатки 203, установленные на выходных валах 221 двигателя 202; два кожуха 204, соответственно вмещающие в себя крыльчатки 203 с возможностью вращения; два канала 205, имеющие цилиндрические участки, предназначенные для прохождения потоков воздуха, генерируемых путем вращения крыльчаток 203, вверх раздельным образом; генераторы 206 ионов, каждый из которых включает в себя два участка 261 и 262 генерирования ионов и расположен в середине каналов 205; и элементы 207 направления ветра, расположенные в установочных отверстиях 212 с возможностью отделения. Отметим, что двигатель 202, крыльчатки 203 и кожухи 204 образуют воздуходувку.
Корпус 201 имеет по существу прямоугольную форму параллелепипеда, включая нижнюю стенку 201d, прямоугольную в плане, переднюю стенку 201е и заднюю стенку 201f, проходящие от двух сторон нижней стенки 201d, боковые стенки 201a и 201b, проходящие от двух других сторон нижней стенки 201d, и верхнюю стенку 101c. Всасывающие отверстия 211 в нижних частях обеих боковых стенок 201а и 201b снабжены фильтрами 208, которые, пропуская воздух, всосанный через всасывающие отверстия 211 под воздействием крыльчаток 203, удаляют загрязнения, содержащиеся в воздухе, для очистки воздуха. Установочные отверстия 212 в верхней стенке 201с имеют каждое прямоугольную форму, причем их продольное направление соответствует переднезаднему направлению, и имеют внутреннюю поверхность на передней стороне, наклоненную вперед относительно вертикали, и внутреннюю поверхность на задней стороне, наклоненную назад относительно вертикали. Дополнительно, кожух 201 делится на верхнее отделение и нижнее отделение в середине по продольному направлению, и кожухи 204 устанавливают на нижнем отделении, в то время как каналы 205 устанавливают на верхнем отделении.
Крыльчатки 203 являются каждая многолопастным вентилятором, включающим в себя множество лопастей 203а, у каждой из которых сторона, обращенная к центру вращения, смещена относительно внешнего края в направлении вращения. Иными словами, крыльчатки 203 являются центробежными вентиляторами, имеющими цилиндрическую форму, один конец которых снабжен опорной плитой, где выходной вал 211 двигателя 202 вставлен в отверстие для вала, помещенное в центре, и выпускает воздух, который всасывается в полость в центральной части вентилятора из отверстия, помещенного на другом конце вентилятора, из промежутков между лопастями 203а, помещенными по окружности вентилятора.
Кожухи 204 включают в себя каждый круговую направляющую стенку 241, которая направляет потоки воздуха, создаваемые вращением крыльчатки 203, по направлению вращения крыльчатки 203, увеличивая, таким образом, скорость потоков воздуха, и выход 242 для воздуха, который открыт вверх по касательной к круговой направляющей стенки 241 от участка круговой направляющей стенки 241. Выходы 242 для воздуха имеют каждый квадратно-цилиндрическую форму и отходят по одному направлению по касательной к круговой направляющей стенке 241 и в направлении, наклонном относительно вертикального направления, от участка круговой направляющей стенки 241. Дополнительно, кожухи 204 включают в себя основное тело 204а кожуха, которое имеет форму чаши и включает в себя круговую направляющую стенку 241 и открытый участок для выхода 242 для воздуха, и закрывающую пластину 204b, которая открыта в части, соответствующей проему для крыльчатки 121, и покрывает открытую сторону основного тела 204а кожуха. Боковые стороны соответствующих основных тел 204а кожуха соединяются вместе как одно целое с соединительной стенкой 243 для разделения. Дополнительно, вентиляционная пластина 209, имеющая множество отверстий для воздуха, помещается между открытым участком закрывающей пластины 204b и фильтром 208.
Участок соединительной стенки 243, который соответствует двигателю 202, имеет вогнутый участок, углубленный в направлении одного из основных тел 204а кожуха, и опорная пластина 244, имеющая форму чаши, установлена на ободе вогнутого участка. Двигатель 202 помещается между центральными участками вогнутого участка и опорной пластиной 224 через посредство резиновых листов 244. Выходные валы 221 вставлены через отверстия вала, выполненные в центральных участках вогнутого участка и в опорной пластине 244, и крыльчатки 203 устанавливаются на выходных валах 221. Дополнительно, верхний конец соединительной стенки 243 проходит вверх за кожух 204.
Каждый из каналов 205 имеет нижний конец, соединенный с выходом 242 для воздуха, и верхний конец, соединенный с установочным отверстием 212, и в каждом из них имеется цилиндрическая часть, имеющая квадратно-цилиндрическую форму, середина которой по вертикали сделана уже. Дополнительно, каналы 205 включают в себя каждый: переднюю стенку 205а, расположенную вдоль одного направления по касательной к круговой направляющей стенке 241 от выхода 242 для воздуха; заднюю стенку 205b, расположенную по существу вертикально от выхода 242 для воздуха; и две боковые стенки 205с и 205d, которые идут от передней стенки 205а и задней стенки 205b и расположены по существу вертикально. Воздух, выдуваемый из выхода 242 для воздуха, образует ламинарный поток вдоль передней стенки 205а и боковых стенок 205с и 205d и протекает в направлении по вертикали.
Передние стенки 205а снабжены каждая сквозными отверстиями, совпадающими с участками 261 и 262 генерирования ионов, и генератор 206 ионов установлен в сквозных отверстиях путем вкладывания. Задние стенки 205b смонтированы каждая с монтажной платой 210, соединенной с двигателем 202, генератором 206 ионов и линией питания и крышкой 220, накрывающей монтажную плату 210. Далее, каналы 205 подразделяются на верхнее отделение 251 канала и нижнее 252 отделение канала в середине в направлении по вертикали. Нижнее отделение 252 канала имеет квадратно-цилиндрическую форму, и центр его поперечного направления делится соединительной стенкой 243. В верхнем отделении 251 канала нижние участки квадратно-цилиндрических участков 251а размещаются параллельно, будучи отделены друг от друга в поперечном направлении и объединены в одно целое соединительным участком 251b, и делятся соединительным участком 251b и соединительной стенкой 243. Дополнительно, верхние концы верхнего отделения канала 251 снабжены защитными экранами 230, не допускающими попадание с внешней стороны посторонних предметов, таких как палец.
Как показано на фиг.24, генераторы 206 ионов включают в себя каждый: пару участков 261 и 262 генерирования ионов, отделенных друг от друга в направлении, пересекающем направление протекания воздуха, генерируемого вращением крыльчатки 203 (см. фиг.22); участок подачи питания, предназначенный для приложения напряжения к участкам 261 и 262 генерирования ионов; и удерживающий элемент 263, предназначенный для удерживания участков 261 и 263 генерирования ионов и участка подачи питания. В то время, когда участок подачи питания прикладывает напряжение к участкам 261 и 262 генерирования ионов, участки 261 и 262 генерирования ионов совершают плазменный разряд для генерирования ионов таким образом.
Участки 261 и 262 генерирования ионов включают в себя выступающие участки 261а и 262а разрядных электродов, имеющих остроконечную форму, и кольца 261b и 262b индукционных электродов, соответственно окружающие выступающие участки 261а и 262а разрядных электродов, и выступающие участки 261а и 262а разрядных электродов располагаются в центральных участках колец 261b и 262b индукционных электродов, соответственно. Участок 261 генерирования ионов генерирует положительные ионы, в то время как участок 262 генерирования ионов генерирует отрицательные ионы. Принцип генерирования положительных ионов и отрицательных ионов соответствует описанному выше.
Два генератора 206 ионов удерживаются одним удерживающим элементом 263. Пара генераторов 206 ионов установлена на каждой из передних стенок 205а каналов 205 и размещается параллельно, будучи отделена друг от друга в направлении протекания. Далее, участки 261 и 262 генерирования ионов в каждой из пар генераторов 206 ионов размещаются бок о бок в положениях, пересекающих направление протекания, и полярность участков генерирования ионов на прилегающих сторонах выполнена идентичной. Участки 261 и 262 генерирования ионов в каждом из генераторов 206 ионов обращены внутрь каждого из каналов 205 через сквозные отверстия. Далее, сторона удерживающего элемента 263, который установлен на каналах 205, имеет четыре отверстия 263а, соответствующие участкам 261 и 262 генерирования ионов, и участки 261 и 262 генерирования ионов размещаются в соответствующих отверстиях 263а.
Как показано на фиг.23, элементы 207 направления ветра включают в себя каждый рамный участок 271 с углами, поперечное сечение которого в переднезаднем направлении имеет форму перевернутой трапеции, а множество пластин 272 для направления ветра располагаются параллельно рамному участку 271 с углами, будучи отделенными друг от друга в переднезаднем направлении и наклоненными в одну сторону в переднезаднем направлении относительно вертикали. Элементы 207 направления ветра выполнены так, чтобы иметь идентичную форму. Передняя и задняя стенки каждого из рамных участков 271 с углами наклонены вперед и назад соответственно.
Устройство 200 рассеивания ионов, сконструированное так, как описано выше, помещают в помещении. Когда двигатель 202 воздуходувки включен, крыльчатки 203 приводятся во вращение, всасывая, таким образом, воздух из помещения через всасывающие отверстия 211 с обеих сторон в кожух 4. Всосанные вместе с воздухом загрязнения, такие как частицы пыли, удаляются фильтрами 208. В этом случае воздух, всосанный в кожух 204, образует ламинарные потоки под воздействием круговых направляющих стенок 241, расположенных вокруг крыльчаток 203. Воздух в форме ламинарного потока протекает вдоль круговых направляющих стенок 241 к выходам 242 для воздуха и затем выдувается из выходов для воздуха 242 в каналы 205.
Каналы 205 сконструированы так, чтобы вызвать прохождение воздуха в форме ламинарного потока вдоль передних стенок 205а и боковых стенок 205с и 205d. Генераторы 206 ионов расположены на передних стенках 205а для создания потока воздуха в форме ламинарного потока, и поэтому существует возможность эффективно добавлять положительные и отрицательные ионы, генерируемые на участках 261 и 262 генерирования ионов генераторов ионов 206, к воздуху, протекающему в форме ламинарного потока по относительно узкому пути вдоль передних стенок 205а. Дополнительно, каналы 205 сконструированы сужающимися в середине в направлении по вертикали, так что воздух протекает с высокой скоростью ветра, и поэтому существует возможность эффективно добавлять в воздух положительные ионы и отрицательные ионы. Дополнительно, множество генераторов 206 ионов располагаются разделенными друг от друга в направлении протекания воздуха, создавая, таким образом, больше позиций для добавления ионов в воздух, и поэтому существует возможность эффективно добавлять ионы в воздух.
3
Кроме того, количество ионов на кубический см воздуха, выпущенного в помещение, измеряли с помощью конструкции, в которой два генератора 206 ионов размещаются на передних стенках 205а каналов 205, будучи отделены промежутками друг от друга в направлении потока. Концентрация ионов, полученная в результате, равнялась приблизительно 10000 на см. Благодаря этому имеется возможность усилить эффект стерилизации находящихся в воздухе бактерий в помещении, эффект дезактивации вирусов и эффект удаления запахов, поглощенных занавесями, одеждой и т.д.
Здесь, в этом варианте реализации, каждый из каналов 205 включает в себя участок ламинарного потока, предназначенный для того, чтобы заставить воздух, поданный путем вращения крыльчатки 203, протекать в форме ламинарного потока, а участки 261 и 262 генерирования ионов размещаются на участке ламинарного потока в каждом из каналов 205. Однако наряду с этим участки 261 и 262 генерирования ионов могут располагаться на круговых направляющих стенках, сконструированных так, чтобы заставить воздух, поданный путем вращения крыльчаток 203, протекать в форме ламинарного потока. Положение, в котором размещается участок генерирования ионов, не особенно ограничивается.
Дополнительно, в этом варианте реализации пары генераторов 206 ионов, отделенные друг от друга в направлении потока, располагаются бок о бок в позициях, пересекающих направление потока в двух каналах 205. Однако кроме этого генераторы 206 ионов двух путей потока могут размещаться так, чтобы быть разделенными между собой промежутком в направлении потока.
3
3
Как описано выше, в случае если устройства, описанные в соответствующих вариантах реализации настоящего изобретения, помещаются в помещении и эксплуатируются непрерывно, положительные ионы и отрицательные ионы, генерируемые в генераторах ионов, могут эффективно и равномерно рассеиваться в большом количестве в помещении. Существует возможность широко распределять положительные ионы и отрицательные ионы в помещении, имеющем размеры от нескольких до нескольких десятков матов татами, при концентрации ионов, равной 10000 на см или более. Кроме того, в случае выбора подходящего типа устройства из описанных в упомянутых выше вариантах реализации, в зависимости от размеров помещения, существует также возможность широко распределять положительные ионы и отрицательные ионы в помещении при концентрации ионов, равной 50000 на см или более.
3
Обычные поставляемые промышленностью устройства, установленные с генераторами ионов, способны генерировать положительные ионы и отрицательные ионы в помещении при концентрации, в лучшем случае равной приблизительно 2000 на см. В отличие от этого устройства, описанные в соответствующих вариантах реализации настоящего изобретения, способны значительно повысить концентрацию ионов. Это обеспечивает реализацию революционного результата и действенности, которые не могут быть достигнуты с помощью обычных существующих устройств.
3
3
3
На фиг.25 показаны результаты и действенность, вновь реализованные с помощью технологии настоящего изобретения, при которой положительные ионы и отрицательные ионы распределяются в помещении с высокой концентрацией. Как показано на фиг.25, концентрация ионов, равная 2000 на см, достигнута в реальном пространстве с помощью обычных устройств, а степень удаления находящихся в воздухе вирусов, находящихся в воздухе спор грибков и находящихся в воздухе клещевых аллергенов составляет 90%, 99% и 23% соответственно. Отметим, что в отношении находящихся в воздухе вирусов было выполнено испытание в камере объемом 1 м для изучения эффекта концентрации ионов в 7000 на см, и степень удаления вирусов составила 99% за 10 минут. Если быть точным, другие результаты и действенность, показанные на фиг.25, не известны. В частности, предполагается, что отсутствует эффект удаления поглощенных запахов.
3
3
Однако в ходе экспериментов, выполненных при условиях, показанных на фиг.25, было обнаружено, что путем повышения концентрации ионов была повышена степень удаления находящихся в воздухе вирусов, приставших бактерий, приставших спор грибков и находящихся в воздухе аллергенов, и, в частности, при повышении концентрации ионов на один порядок или более по сравнению с обычной концентрацией (2000 на см) обеспечивается дополнительный эффект, такой как подавление роста приставших бактерий и приставших спор грибков и удаление поглощенных запахов. Далее, было подтверждено, что в то время, когда концентрацию ионов доводят до 50000 на см или больше, находящиеся в воздухе вирусы птичьего гриппа А (в частности, подвида H5N1) за 10 минут удаляются на 99,9%, приставшие бактерии (Escherichia coli и Staphylococcus aureus) удаляются на 99% и поглощенный запах пота понижается на один порядок (1/10 в смысле интенсивности).
3
При концентрации ионов в пространстве помещения, которая может быть достигнута с обычным устройством, находящиеся в воздухе вирусы птичьего гриппа А могут быть удалены только на 90% (что равнозначно удалению 73% в 10-минутном испытании в реальном пространстве) в ходе испытания при однопроходном испытании. Однако было показано, что технология настоящего изобретения, направленная на достижение более высокой концентрации, может обеспечить достижение степени удаления в 99% или больше за короткий период времени (при концентрации ионов 50000 на см за 10 минут удаляются 99,9% вирусов птичьего гриппа А). Кроме того, сам факт, что такие результаты достигаются при работе с подвидом H5N1, относительно которого в последние годы существовали опасения, что он обладает потенциалом развития пандемии, позволяет предположить, что технология настоящего изобретения, направленная на повышение концентрации, помогает предотвратить инфекцию, связанную с новым вирусом, и является весьма полезной в смысле общественной гигиены.
Дополнительно, при концентрации ионов в реальном пространстве, которая может быть достигнута с помощью обычного устройства, подтвержденный эффект ограничивается бактериями, аллергенами и запахами, взвешенными в воздухе, и прогнозируется, что не будет оказано влияния на бактерии и тому подобное, приставшие к твердому телу, или возможен незначительный эффект. Однако, как описано ниже, подтверждено, что технология настоящего изобретения, направленная на повышение концентрации, способна удалять приставшие бактерии (Escherichia coli и Staphylococcus aureus), подавлять рост приставших грибков (Cladosporium) и удалять поглощенные запахи (поглощенный запах табака от сигарет и поглощенный запах пота (изовалериановая кислота)) за практически приемлемый период времени.
Эффект дезодорации на поглощенные запахи
3
3
3
3
3
3
3
Периоды времени, которые требуются для снижения на один порядок интенсивности запаха сигарет, составили 57,5 минут, 40 минут, приблизительно 27,5 минут и 22,5 минут при концентрации ионов 7000 на см, 20000 на см, 30000 на см и 50000 на см соответственно. Что касается поглощенного запаха пота (изовалериановая кислота), требующиеся периоды времени составляли приблизительно 12 часов и приблизительно 4 часа при концентрации ионов 50000 на см и 100000 на см соответственно. Как можно видеть из показанного выше, полученный таким образом результат, заключающийся в значительном эффекте дезодорации поглощенных запахов, распознавался при концентрации ионов 7000 на см или выше, и эффект усиливался при повышении концентрации ионов.
Эффект удаления приставших грибков
3
3
3
При концентрации ионов 30000 на см рост гифов грибов Cladosporium становится умеренным (25% по сравнению с 50% на испытательном участке), а когда концентрация ионов составила 50000 на см, рост гифов Cladosporium стал незначительным (25% или меньше на испытательном участке). Как можно видеть из указанного выше, полученный таким образом результат заключается в значительном эффекте по удалению приставших грибков, обнаруженном при концентрации ионов 30000 на см или больше, и в том, что эффект удаления приставших грибков усиливается при возрастании концентрации ионов.
Эффект удаления приставших бактерий
3
3
При поддержании концентрации ионов на уровне 50000 на см в холодильнике количество Staphylococcus aureus и Escherichia coli уменьшилось за 7 дней на 99%. Как можно видеть из указанного выше, полученный таким образом результат заключается в значительном эффекте по удалению приставших бактерий, обнаруженном при концентрации ионов 50000 на см или больше, и в том, что эффект удаления приставших бактерий усиливается при возрастании концентрации ионов.
Эффект удаления вирусов, находящихся в воздухе
(1) Оценка инфективности вирусов, находящихся в воздухе, путем использования клеток ячеек (часть 1)
3
3
3
3
3
3
В среде, в которой присутствуют положительные ионы и отрицательные ионы, были выполнены проверочные испытания с использованием клеток с целью проверки эффекта снижения инфективности находящихся в воздухе вирусов. Как показано на фиг.28, в камере объемом 1 м были установлены генератор ионов, описанный в вариантах реализации, и вентилятор для перемешивания воздуха в камере. Затем положительные ионы и отрицательные ионы, которые генерируются генератором ионов, перемешивались вентилятором, и концентрация положительных ионов и отрицательных ионов в воздухе поддерживалась на уровне 50000 на см. Затем в камеру впрыскивали вирусы птичьего гриппа А подвида H5N1 и находящиеся в воздухе вирусы извлекали путем всасывания в течение 10 минут, начиная сразу после окончания распыления и через 5 минут после окончания распыления соответственно, чтобы таким образом проверить инфекционный титр вирусов способом TCID50 (способ, при котором инфективность определяют путем постепенного заражения клеток разбавленным раствором вируса: см. фиг.29), который обычно применяют в области исследования вирусов. Здесь инфекционный титр является показателем, представляющим инфективность вируса для клетки. В результате испытания было подтверждено, что инфекционный титр (инфективность) вируса понижается примерно на 99,9% за короткий период времени, составляющий приблизительно 10 минут. Отметим, что в то время, когда подобный эксперимент проводили при концентрации ионов 7000 на см, степень удаления за 10 минут составляла 99,0%. Далее, сходные эксперименты были проведены с вирусом человеческого гриппа А подвида N1N1, и степень удаления через 25 минут равнялась 99,7% и приблизительно 99,97% при концентрации ионов в 7000 на см и концентрации ионов 50000 на см соответственно. Как можно видеть из указанного выше, полученный таким образом результат заключался в значительном эффекте удаления находящегося в воздухе вируса, обнаруженном при концентрации ионов 7000 на см и более, и в том, что эффект удаления находящегося в воздухе вируса повышался при увеличении концентрации ионов.
(2) Оценка инфективности вирусов, находящихся в воздухе, путем использования клеток (часть 2)
3
3
Как показано на фиг.28, в камере объемом 1 м были установлены генератор ионов, описанный в вариантах реализации, и вентилятор для перемешивания воздуха в камере. Затем положительные ионы и отрицательные ионы, которые генерируются генератором ионов, перемешивались вентилятором, и концентрация положительных ионов и отрицательных ионов в воздухе поддерживалась на уровне 50000 на см. Затем в камеру впрыскивали вирусы птичьего гриппа А подвида H5N1 и находящиеся в воздухе вирусы извлекали путем всасывания в течение 10 минут, начиная через 5 минут после окончания распыления, чтобы таким образом проверить изменения в клетках в течение трех дней после заражения клеток вирусами. В результате клетка, зараженная таким вирусом, которая не была подвергнута воздействию положительных ионов и отрицательных ионов, была деформирована и разрушена в течение 3 дней после заражения, в то время как клетка, зараженная таким вирусом, которая была подвергнута воздействию положительных ионов и отрицательных ионов, имела мало изменений, сохраняя обычную форму. Благодаря этому факту было подтверждено, что действие положительных ионов и отрицательных ионов уменьшает инфективность вируса в отношении клетки.
(3) Оценка инфективности вирусов, находящихся в воздухе, путем использования мелких животных
3
5
3
3
3
3
50
В среде, в которой присутствуют положительные ионы и отрицательные ионы, выполнили проверочное испытание с использованием мелких животных (цыплят) с целью проверки эффекта снижения инфективности находящегося в воздухе вируса гриппа. Как показано на фиг.31, камера (помещение для контактирования ионов и вирусов), имеющая объем в 1 м, в которой были установлены генератор ионов и вентилятор для перемешивания воздуха, и помещение для выращивания цыплят объемом 270 литров были соединены между собой двумя трубами, позволяя таким образом воздуху циркулировать между камерой и помещением для выращивания цыплят. Затем вентиляцию между камерой и помещением для выращивания цыплят выключили, после чего раствор вируса гриппа А подвида N3N2 с концентрацией вируса 10 TCID/мЛ распыляли распылителем в течение 25 минут в камерах, в которых была установлена равномерная концентрация положительных и отрицательных ионов на уровне 3000 на см, 7000 на см, 25000 на см и 50000 на см соответственно (соответствующие камеры были помещены на испытательных участках 1, 2, 3 и 4). Затем в течение 1 часа после распыления в каждой из камер ионным генератором генерировали положительные ионы и отрицательные ионы так, чтобы поддерживать там упомянутую концентрацию, а ионы и вирусы перемешивали вентилятором. Для сравнения распыление раствора вирусов и его перемешивание выполняли в камере, в которой генератор ионов не применялся, так что концентрация ионов установлена равной 0 (упоминается как контрольный участок).
После перемешивания в течение 1 часа разъединение между камерой и помещением для выращивания цыплят было прекращено, и с помощью насоса, установленного в помещении для выращивания, в течение 30 минут осуществляли циркуляцию воздуха в камере и воздуха в помещении для выращивания. После 30 минут циркуляции воздуха вентиляция между камерой и помещением для выращивания цыплят была отключена, и цыплята выращивались только в помещении для выращивания цыплят с возможностью вентиляции наружным воздухом. После выращивания цыплят в течение 3 дней 10 из 20 цыплят были извлечены и разделаны с отделением печени, почек и крови. Отобранные части были подвергнуты анализу способом ПЦР (полимеразной цепной реакции) в качестве образцов, выполняя таким образом для соответствующих частей измерение наличия или отсутствия вируса и расчет зараженности. Отметим, что в отношении установления зараженности, в случае присутствия вируса в любой из упомянутых трех частей считается, что зараженность установлена. После выращивания цыплят в течение еще 18 дней (21 день после распыления вируса) оставшиеся цыплята были извлечены для отбора крови, и анализ антител был проведен с использованием реакции торможения гемагглютинации, чтобы рассчитать таким образом степени преобладания антител.
Для того чтобы определить наличие или отсутствие вирусной инфекции в упомянутом выше испытании, была выполнена оценка с использованием двух показателей: (а) зараженности (доли цыплят, имевших вирусы в живых телах); и (b) степени преобладания антител (доля цыплят, обладавших иммунитетом благодаря биологической защитной реакции, вызванной вторжением вирусов в живые тела). Результаты показаны в таблице и на фиг.30.
Контрольный участок
Испытательный участок 1
Испытательный участок 2
Испытательный участок 3
Испытательный участок 4
Концентрация ионов (на см<sup>3</sup>)
0
3000
7000
25000
50000
Зараженность, %
70
30
20
20
10
Степень преобладания антител, %
90
40
30
30
30
3
3
Результаты, показанные в таблице и на фиг.30, подтверждают, что в среде, в которой концентрация ионов составляет 3000 на см, зараженность снижается с 70% до 30% и степень преобладания антител уменьшается с 90% до 40% и что в среде, в которой концентрация ионов составляет 7000 на см, зараженность снижается с 70% до 20% и степень преобладания антител уменьшается с 90% до 30%. Другими словами, обнаружено, что путем обработки вируса гриппа А подвида H3N2 в течение 1 часа положительными и отрицательными ионами существует возможность значительного снижения инфективности вируса для цыплят.
3
Дополнительно, на основании того факта, что в среде, в которой концентрация ионов составляет 7000 на см, было достигнуто снижение на 50% и на 60% зараженности и степени преобладания антител, соответственно, предполагается, что были дезактивированы от 90 до 99% вирусов гриппа, что показано на графике зараженности/степени преобладания антител относительно концентрации вирусов гриппа, полученного в ходе испытания по определению зараженности (см. фиг.32).
5
50
Здесь, при испытании согласно настоящему изобретению, как показано на фиг.32, испытание было проведено с использованием раствора вирусов с концентрацией вирусов 10 TCID/мЛ, при котором обнаружено, что 100% цыплят заразились в ходе испытания по определению зараженности. Однако если принять во внимание, что зараженность и степень преобладания антител составили 70% и 90% на контрольном участке, можно предположить, что цыплята, использованные в испытании согласно настоящему изобретению (см. таблицу и фиг.30), были такой партией, которая обладает более высокой устойчивостью к вирусам по сравнению с партией цыплят, использованной при испытании зараженности (фиг.32).
Промышленная применимость
Настоящее изобретение относится к способу получения очищенного в высокой степени помещения и к применению настоящего изобретения в таком месте, в котором может собираться или приходить неопределенное количество людей, чтобы способствовать предотвращению инфекции, вызванной патогенными вирусами, таким образом, в значительной мере благоприятному для общественной гигиены. Дополнительно, очевидно, что пространство, очищенное согласно настоящему изобретению, может использоваться в достаточной степени при выращивании домашнего скота и растений, включая грибы (так называемое стерильное выращивание).
Список позиций
1
устройство рассеивания ионов
2
корпус
3
всасывающее отверстие
4
воздушный фильтр
5
воздуходувка
6
канал (путь потока)
6а, 6b
криволинейный участок поверхности
7
участок, расширяющийся по вертикали
8
участок, расширяющийся в поперечном направлении
8а-8h
разделенный в поперечном направлении путь
10
открытый участок
10а-10h
выдувное отверстие
11-14
разделенный по вертикали путь
17
первый генератор ионов
17А
участок генерирования положительных ионов
17В
участок генерирования отрицательных ионов
18
второй генератор ионов
18А
участок генерирования положительных ионов
18В
участок генерирования отрицательных ионов
19
удерживающий элемент
100
устройство для очистки воздуха
101
корпус
111
всасывающее отверстие
112
выдувное отверстие
102
воздуходувка
121
крыльчатка
122
кожух
122a
круговая направляющая стенка
122b
выход для воздуха
103
фильтр
104
канал
105
генератор ионов
151
участок генерирования положительных ионов
152
участок генерирования отрицательных ионов
153
удерживающий элемент
200
устройство для испускания ионов
202
двигатель
221
выходной вал
203
крыльчатка (воздуходувка)
204
кожух (элемент выравнивания направления ветра)
241
круговая направляющая стенка
242
выход для воздуха
205
канал (путь потока, цилиндрический участок)
206
генератор ионов
261
участок генерирования положительных ионов
262
участок генерирования отрицательных ионов
263
удерживающий элемент
207
участок направления ветра
272
участок направления ветра