ГЕНЕРАТОР СПЕЛЕОКЛИМАТА

Полезная модель относится к медицинской технике, к устройствам для получения микроклимата и может использоваться для искусственного создания спелеоклимата соляных калийных шахт в различных помещениях. Лечебное действие спелеоклимата обеспечивается высоким содержанием микрокристаллов соли и отрицательных аэроионов в воздухе помещения с установленным генератором спелеоклимата. Спелеотерапия эффективна при лечении и профилактике острых и хронических заболеваний органов дыхания, кожных и аллергических заболеваний, гипертонической болезни 1-ой и 2-ой степени, неврозов.
Известна климатическая камера (патент РФ №2121330, A61G 10/02, 1998), содержащая приточную камеру и лечебную палату с внутренней оболочкой из солеблоков, основание пола выполнено в виде решетки, на которой размещена дробленая соляная порода. Камера содержит вентилятор, рабочий элемент которого расположен внутри лечебной палаты, в приточной камере установлен напольный кондиционер и нагревательные элементы. Недостатком является то, что климатическая камера может использоваться только стационарно, нуждается в отдельном помещении, в создании внутренних стен из солеблоков, служащих источником микрокристаллов соли и отрицательных аэроионов, и в устройстве системы приточно-вытяжной вентиляции.
Известны более компактные устройства для получения сухих аэрозолей (патент РФ №2025139, А61М 13/00, 1994), представляющие собой устройства для механического измельчения крупных частиц солей и вентиляторы. Полученный тонкодисперсный порошок препарата формирует лечебный аэрозоль. Недостатком данных устройств является необходимость постоянной поставки и загрузки соляной породы, недостаточный контроль размеров частиц дисперсной фазы сухого аэрозоля, отсутствие отрицательных аэроионов, как лечебного фактора, и необходимость измельчения солевых пород во время принятия пациентом дыхательных процедур, что делает возможным проведение лечебной процедуры только в отдельном помещении лечебного учреждения и снижает ее продолжительность.
Известно устройство для образования солевого аэрозоля (патент РФ №2103019, А61М 13/00, 1998), содержащее корпус с внутренней полостью для размещения дробленой соляной породы, вентилятор, нагреватель воздуха, регулятор давления, воздухопровод, с раструбом для дыхания пациента, снабженный механизмом для создания пульсирующего потока. Недостатком устройства является то, что оно представляет собой стационарную установку сложной конструкции с вынесенными за пределы корпуса вентилятором и механизмом пульсирующего потока. Другим недостатком является ограничение длительности лечебной процедуры, потому что пациент должен дышать через раструб. Кроме того, воздуховод с раструбом для дыхания пациента может быть подведен только к одному пациенту, что делает невозможным одновременное использование устройства группой пациентов.
В качестве прототипа заявляемой полезной модели выбрано решение по патенту №47231, А61М 13/00, 2005 компактной конструкции генератора спелеоклимата, обеспечивающей свободную постоянную циркуляцию воздуха помещения через загрузочную камеру с соляной породой. Недостатками данной модели являются:
1. Затруднение эффективного обдува дробленой соляной породы мелких фракций (от 5 мм до 15 мм). Применение слишком мелкой фракции приводит к слеживанию породы.
2. Отсутствие распределения воздушных потоков при обдуве породы в загрузочной камере, что приводит к образованию зон с недостаточным обдувом, несмотря на устройство нескольких вентиляторов.
3. Затруднение заявленного передвижения модели по помещению, связанное с большим весом (от 150 кг до 300 кг) породы в загрузочной камере.
4. Наличие интенсивного шума при работе вентиляторов.
Технической задачей заявленной полезной модели является повышение эксплуатационных характеристик устройства и более эффективное насыщение воздуха помещения микрокристаллами соли и отрицательными аэроионами за счет наполнения загрузочной камеры соляной породой более крупной фракции (от 20 мм до 40 мм), что уменьшает сопротивление при прохождение воздушного потока через соляную породу, и за счет устройства специального воздухораспределителя, обеспечивающего эффективное распределение воздушных потоков в загрузочной камере. Не смотря на то, что наполнение загрузочной камеры более крупной фракцией приводит к уменьшению контактной площади породы с воздушным потоком, более эффективный обдув и отсутствие зон с недостаточным обдувом обеспечивают более эффективное насыщение проходящего воздуха микрокристаллами соли и отрицательными аэроионами.
Технический результат достигается благодаря тому, что в корпусе генератора спелеоклимата размещается дробленая соляная порода и вентилятор. Корпус выполнен коробчатой формы с горизонтальной перегородкой, имеющей отверстие по центру. Перегородка делит корпус на воздухозаборную камеру и загрузочную камеру. На внешней стенке воздухозаборной камеры устроено воздухозаборное отверстие, прикрытое вентиляционной решеткой. В воздухозаборной камере в отверстии перегородки закрепляется вентилятор. Мощность устанавливаемого вентилятора выбирается исходя из объема загрузочной камеры. Над воздухозаборной камерой расположена загрузочная камера, загрузочный люк которой является выходным отверстием для воздуха, насыщенного микрокристаллами соли и отрицательными аэроионами. Загрузочную камеру через загрузочный люк наполняют дробленой соляной породой. Корпус генератора спелеоклимата может иметь любую коробчатую форму: цилиндрическую, призматическую, пирамидальную и т.д. Каркас корпуса генератора спелеоклимата выполняется из дерева, алюминиевого профиля, соляных блоков. Стенки корпуса могут быть выполнены из дерева, алюминия, стекла, композитных материалов, соляных блоков. Материалы каркаса и стенок корпуса должны проходить экологическую экспертизу. Для создания соответствующего психоэмоционального настроя пациентов и усиления лечебного эффекта возможно выполнение корпуса в различных оригинальных интерьерных вариантах с использованием подсветки, прозрачного материала, соляных блоков, крупных кусков соляной породы: декоративное панно, декоративный камин, оригинальная мебель, фальшмебель, объекты интерьера и т.д.
Кроме того, предлагаемая полезная модель отличается тем, что подача воздушного потока от вентилятора, расположенного в воздухозаборной камере, в загрузочную камеру осуществляется через специальный воздухораспределитель, изготовленный из крашенной или нержавеющей стали. Основной воздуховод воздухораспределителя с помощью фланца вертикально прикрепляется к отверстию в центре перегородки со стороны загрузочной камеры. Диаметр основного воздуховода (от 150 мм до 250 мм) зависит от объема загрузочной камеры. Основной воздуховод не доходит до верхнего края загрузочной камеры 100-200 мм. Верхнее отверстие основного воздуховода закрывается металлической сеткой, закрепленной с помощью фланца. Сетка обеспечивает размещение более крупных декоративных кусков породы над основным воздуховодом воздухораспределителя и предотвращает попадание кусков породы в воздуховод и вентилятор. От основного воздуховода воздухораспределителя под углом 45° отходят распределительные воздуховоды диаметром 50 мм из крашенной или нержавеющей стали, имеющие длину, не превышающую  расстояния от стенки основного воздуховода до стенки загрузочной камеры. Эти распределительные воздуховоды в виде воздухозаборного козырька выдвинуты в просвет основного воздуховода для усиления подачи потока воздуха в загрузочную камеру. Воздухозаборный козырек имеет треугольную форму и формируется за счет того, что срез приточного воздуховода, расположенного под углом 45°, в просвете основного воздуховода выполняется горизонтально. В стенке основного воздуховода также выполняются вытяжные отверстия диаметром от 20 мм до 30 мм, расположенные выше воздухозаборных козырьков на расстоянии 400-600 мм и обеспечивающие обратное поступление в основной воздуховод воздуха из загрузочной камеры, насыщенного микрокристаллами соли и отрицательными аэроионами. Интенсивный поток воздуха в основном воздуховоде создает инжекционный эффект, обеспечивающий интенсивное обратное поступление воздуха из загрузочной камеры через вытяжные отверстия. Применение воздухораспределителя обеспечивает равномерное распределения воздушного потока по всей загрузочной камере и позволяет использовать только один вентилятор, что способствует значительному снижению уровня шума работающего вентилятора.
В случае необходимости полного устранения звука вентилятора при работе генератора спелеоклимата в помещении, в котором создается микроклимат (спальная), устройство может быть установлено за стеной в примыкающем помещении. Для этого устанавливается приточный воздуховод между нижней частью стены помещения, в котором создается микроклимат, и воздухозаборным отверстием воздухозаборной камеры. Загрузочный люк загрузочной камеры закрывается крышкой с отверстием в центре, к которому с помощью фланца прикрепляется вытяжной воздуховод, который выходит в верхнюю часть стены помещения, в котором создается микроклимат. В вытяжной воздуховод может быть установлен стандартный шумоглушитель. Приточное и вытяжное отверстия в помещении, в котором создается микроклимат, располагаются с учетом размещения пациента, соответственно, в нижней и верхней части одной стены или разных стен помещения на достаточном удалении друг от друга и прикрываются вентиляционными решетками. Воздуховоды, шумоглушитель и вентиляционные решетки выполняются из крашенной или нержавеющей стали.
От величины объема помещения зависят объем загрузочной камеры, мощность вентилятора, диаметр основного воздуховода воздухораспределителя и вес дробленой породы (от 150 кг и более) в генераторе спелеклимата.
3
3
В качестве соляной породы используется дробленая сильвинитовая руда калийных месторождений более крупной фракции (от 20 мм до 40 мм). Экспериментально подтверждено, что при прохождении воздуха через дробленую породу происходит его насыщение микрокристаллами солей хлористого калия и натрия, отрицательными аэроионами, микроэлементами. Их высокая постоянная концентрация в помещении с работающим генератором спелеоклимата обеспечивает эффективное лечебное воздействие искусственно созданного микроклимата калийных шахт. Наличие микрокристаллов соли и отрицательных аэроионов, обладающих антимикробным действием, приводит к уменьшению содержания бактерий в воздухе помещения. Расчетное и подтвержденное лабораторно количество породы, необходимое для достаточного насыщения 1 м воздуха помещения микрокристаллами соли и отрицательными аэроионами, составляет 10 кг/м.
Лабораторные исследования позволяют сделать вывод, что лечебный эффект генератора спелеоклимата в помещении создают:
3
1. Аэрозоль микрокристаллов соли в воздухе помещения с работающим генератором спелеоклимата, их концентрация составляет 4-5 мг/м. Химический состав дисперсной фазы аэрозоля совпадает с составом сильвинитовой породы: NaC1 51,6-77,2%; КС1 19,7- 42,0%, имеются также хлористый магний, сернокислый кальций и многие микроэлементы, в том числе йод, бром, селен. Большинство (84,7%) микрокристаллов аэрозоля имеют величину до 2 мкм и находятся в воздухе постоянно в подвешенном состоянии, не оседая. Микрокристаллы постоянно образуются на поверхности породы естественным образом, за счет обдува породы и колебаний температуры и влажности в помещении во время проветривания.
3
2. Отрицательные аэроионы - 700 шт/см.
3
3. Низкое содержание бактерий - менее 1000 шт/м.
Техническая сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, на котором:
Фиг. 1 Общий вид генератора спелеоклимата:
1. корпус,
2. горизонтальная перегородка,
3. направление движения воздуха (стрелки),
4. воздухозаборная камера,
5. воздухозаборное отверстие,
6. вентилятор,
7. загрузочная камера,
8. соляная порода фракции от 20 мм до 40 мм,
9. крупные декоративные куски соляной породы,
10. загрузочный люк,
11. основной воздуховод воздухораспределителя,
12. распределительный воздуховод,
13. воздухозаборный козырек,
14. приточные отверстия.
Фиг. 2 Схема установки генератора спелеоклимата в помещении, в котором создается микроклимат.
1. помещение, в котором создается микроклимат,
2. генератор спелеоклимата,
3. направления движения воздуха (стрелки).
Фиг. 3 Схема монтажа генератора спелеоклимата в примыкающем помещении.
1. помещение, в котором создается микроклимат,
2. генератор спелеоклимата,
3. направления движения воздуха (стрелки),
4. прилегающее помещение,
5. приточный воздуховод,
6. вытяжной воздуховод,
7. крышка загрузочного люка.
Заявляемая полезная модель позволяет более эффективно и более быстро создавать в различных помещениях микроклимат соляных калийных шахт, оказывающий лечебное и профилактическое действие при заболеваниях органов дыхания, кожных и аллергических заболеваниях.
Сравнительная таблица показателей спелеоклимата, создаваемого различными способами.
Климатические показатели в помещении с установленными прототипом и заявляемой модели аналогичны. Более высокое содержание микрокристаллов соли и отрицательных аэроионов в воздухе помещения с установленной заявляемой моделью объясняется тем, что применение соляной породы более крупной фракции и специального воздухораспределителя обеспечивает более свободное прохождение воздуха через загрузочную камеру заявляемой модели. Оборачиваемость воздуха помещения с установленным прототипом составляет 2,2 раз в час, а с заявляемой моделью - 4,3 раза в час при условии одинакового объема загрузочных камер и мощности вентиляторов. Более высокая концентрация микрокристаллов соли и отрицательных аэроионов, обладающих антимикробным действием, приводит к более низкому содержанию бактерий в воздухе с установленной заявляемой моделью.
Заявленная модель естественным путем за счет обдува дробленой соляной породы полностью воссоздает лечебный спелеоклимат соляных калийных шахт в различных помещениях.
Преимуществами заявляемой модели является: 1. более эффективное и более быстрое насыщение воздуха помещения микрокристаллами соли и отрицательными аэроионами, за счет наполнения загрузочной камеры соляной породой более крупной фракции и устройства специального воздухораспределителя, что приводит к облегчению прохождения воздушного потока через соляную породу;
2. возможность самостоятельного проведения пациентами сеансов спелеотерапии в домашних (спальная, гостиная, комната отдыха при сауне), рабочих (кабинет) условиях без специального посещения лечебных учреждений;
3. возможность устройства кабинетов спелеотерапии в общественных, детских, спортивных, офисных учреждениях;
4. возможность создания палат спелеотерапии в медицинских и оздоровительных учреждениях с помощью установки генератора спелеоклимата;
5. снижение интенсивности шума при работе генератора спелеоклимата за счет использования одного вентилятора, а не нескольких, что обеспечивается применением воздухораспределителя;
6. полное устранение шума работающего вентилятора за счет выноса генератора спелеклимата в примыкающее помещение;
7. возможность создания различных вариантов интерьерного решения генератора спелеоклимата с оригинальным эстетическим декоративным оформлением.
3
Недостатком заявляемой модели является большой вес 150-300 кг, что связано с необходимостью наполнения загрузочной камеры дробленой соляной породой из расчета 10 кг на 1 м помещения. Это приводит к необходимости учета несущих способностей строительной конструкций помещения при установке генератора спелеоклимата.
Генератор спелеоклимата используется следующим образом.
Устанавливают корпус генератора спелеоклимата в пространстве помещения с учетом количества пациентов и их расположения. Загрузочную камеру через загрузочный люк наполняют дробленой соляной породой фракции от 20 мм до 40 мм. Включают вентилятор. Воздух, забираемый из помещения, через воздухозаборное отверстие попадает в воздухозаборную камеру. Работающий вентилятор формирует воздушные поток, который проходит через отверстие в горизонтальной перегородке в основной воздуховод воздухораспределителя. Попадая в загрузочную камеру через распределительные воздуховоды, поток подхватывает микрокристаллы соли и отрицательные аэроионы, в результате чего происходит его активное насыщение.
Одна часть насыщенного воздуха возвращается в основной воздуховод через приточные отверстия, другая поступает через породу к загрузочному люку. Через загрузочный люк воздух, насыщенный микрокристаллами соли и отрицательными аэроионами попадает в пространство помещения, создавая необходимый лечебный спелеоклимат. Благодаря тому, что верхняя часть корпуса выполнена открытой и является одновременно загрузочным люком и выходным отверстием для аэрозоля, воздух помещения постоянно циркулирует через загрузочную камеру генератора спелеоклимата. Многократное прохождения воздуха помещения через загрузочную камеру обеспечивает его эффективное насыщение микрокристаллами соли и отрицательными аэроионами. Генератор спелеоклимата оборудуется таймером для его автоматического включения после комфортного засыпания пациента. Замена соляной породы в загрузочной камере производится 1 раз в 5-7 лет.
Генератор спелеоклимата может быть изготовлен в 3-х основных вариантах пространственного расположения в используемом помещении:
1. угловой-пристеночный в помещении, в котором создается спелеоклимат;
2. свободностоящий в помещении, в котором создается спелеоклимат;
3. в помещении, примыкающем к помещению, в котором создается спелеоклимат.
Генератор спелеоклимата применяется в различных жилых и офисных помещениях, больничных палатах с естественной вентиляцией. Не требует отдельного помещения, создания камеры подготовки воздуха, системы приточно-вытяжной вентиляции, что обязательно при устройстве стационарных спелеокамер.
Требования к помещению, в котором располагается генератор спелеоклимата:
1. Ремонт помещения должен быть выполнен из материалов, прошедших экологическую экспертизу, и с учетом необходимости влажной уборки.
2. Помещение должно иметь электроснабжение с напряжением 220 В и мощностью до 1 Квт.
3. Рекомендуемая температура во время сеанса спелеотерапии внутри помещения должна быть не выше 18°.
4. Для максимального уменьшения образования пыли количество бытовых вещей, одежды, мебели, предметов обихода в помещении, в котором создается микроклимат, должно ограничиваться самым необходимым. Постельные принадлежности должны быть из современных материалов, препятствующих размножению микроклещей.
5. В помещении не должно быть работающих электронных приборов, мониторов, телевизоров, уменьшающих содержание отрицательных аэроионов в воздухе.
6. В помещении должна быть возможность (открывающиеся окна) проводить естественную вентиляцию за счет периодического проветривания 2-4 раза в сутки.
7. В помещении не должно быть сквозняков во время сеанса спелеотерапии.
8. Применение кондиционирования воздуха одновременно с работающим генератором спелеоклимата запрещено. В помещении может быть дополнительно расположен кондиционер, бактерицидные лампы, которые приводятся в работу в разное время с генераторов спелеоклимата.
Рекомендации по эксплуатации.
Для получения лечебного эффекта научно доказанная продолжительность сеанса спелеотерапии не должна быть меньше 4-х часов. Поэтому наиболее эффективна установка генератора спелеоклимата в спальной, кабинете, больничной палате, что позволит пациенту провести полноценный сеанс спелеотерапии в домашних условиях во время сна или на работе. Пациент должен принимать душ до и после сеанса спелеотерапии. За 2 часа до сеанса спелеотерапии проводится естественное проветривание помещения. После проветривания необходимо включить генератор спелеоклимата на 90-120 минут для насыщения воздуха микрокристаллами калийной соли и аэроионами в концентрации необходимой для лечебного эффекта. Затем для комфортного засыпания без шума работающего вентилятора устанавливается таймер, который обеспечивает включение генератора спелеоклимата после засыпания пациента. Влажная уборка пола и мебели должна производиться ежедневно, а стен и потолка еженедельно. Применение пылесоса не рекомендуется. Замена соляной породы в загрузочной камере производится 1 раз в 5-7 лет.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить эксплуатационные характеристики устройства и более эффективно создавать в различных помещениях искусственный микроклимат соляных калийных шахт, оказывающий лечебное и профилактическое действие при заболеваниях дыхания, кожных и аллергических заболеваниях.