Спосіб очищення навколишнього повітря, пристрій для його здійснення та очисна секція

Номер патенту: 99923

Опубліковано: 25.10.2012

Автори: Джонстон Аллен, Нормарк Джеймс, Морріс Ніл

Є ще 6 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Очисна секція, виконана з можливістю розміщення в очисному пристрої, причому очисна секція містить:

раму секції, що має множину окремих рамних елементів, з'єднаних разом, та повітряний вхід секції, виконаний з можливістю проходження повітря в раму секції;

одну ультрафіолетову лампу, виконану з можливістю випромінювання ультрафіолетового світла;

принаймні три матриці, де з'єднана множина окремих рамних елементів утримує матриці поруч з ультрафіолетовою лампою так, що вони її практично охоплюють, причому кожна з матриць має фотокаталітичну поверхню, яка під впливом ультрафіолетового світла забезпечує проходження фотокаталітичної реакції, та

матриці в рамі секції розміщені відносно ультрафіолетової лампи так, що фотокаталітична реакція на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць повністю реалізується, причому забезпечена можливість проходження повітря у раму секції через повітряний вхід секції, піддавання повітря впливу фотокаталітичної реакції і виходу повітря з неї через матриці.

2. Очисна секція за п. 1, у якій ультрафіолетова лампа являє собою лампу широкого спектра.

3. Очисна секція за п. 1, яка включає чотири матриці.

4. Очисна секція за п. 3, у якій кожна з чотирьох матриць розташована в окремому квадранті ультрафіолетової лампи.

5. Очисна секція за п. 1, у якій кожна з матриць включає множину взаємно з'єднаних пустотілих елементів, розташованих по суті паралельно.

6. Очисна секція за п. 5, у якій кожна з матриць містить множину взаємно з'єднаних і розташованих практично паралельно витягнутих трубчастих елементів.

7. Очисна секція за п. 6, у якій взаємно з'єднані витягнуті трубчасті елементи утворюють стільникову структуру.

8. Очисна секція за п. 1, у якій всі матриці виконані з полікарбонату.

9. Очисна секція за п. 1, у якій фотокаталітична поверхня матриць включає діоксид титану та/або мідь, та/або срібло, та/або родій.

10. Очисна секція за п. 1, у якій фотокаталітична поверхня всіх матриць являє собою поверхню, покриту шаром такого матеріалу, як двоокис титану та/або мідь, та/або срібло, та/або родій.

11. Очисна секція за п. 10, у якій покриття являє собою силікагель.

12. Очисна секція за п. 10, у якій покриття являє собою хлорид кальцію.

13. Очисна секція за п. 1, у якій потенціал фотокаталітичної реакції на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць реалізується повністю при насиченні всієї фотокаталітичної поверхні ультрафіолетовим світлом.

14. Очисна секція за п. 1, яка містить електричний роз'єм, що перебуває в електричному з'єднанні з ультрафіолетовою лампою, причому електричний роз'єм перебуває в обмеженому в часі з'єднанні з джерелом живлення, що міститься в очисному пристрої.

15. Очисна секція за п. 14, у якій електричне з'єднання являє собою штепсель, який з'єднується з роз'ємом живлення, що міститься в очисному пристрої.

16. Очисний пристрій, що включає:

очисну секцію, яка містить одну ультрафіолетову лампу, виконану з можливістю випромінювати ультрафіолетове світло, і щонайменше три матриці, кожна з яких має фотокаталітичну поверхню, причому матриці закріплені в їх положеннях за допомогою окремих рамних елементів секції, з'єднаних разом з утворенням отвору секції для вміщення ультрафіолетової лампи, і так, щоб фотокаталітична поверхня кожної з матриць піддавалася впливу ультрафіолетового світла у такій мірі, щоб на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць мала місце фотокаталітична реакція, причому кожна з матриць розташована таким чином, що відстань між найбільш далеко віддаленими частинами фотокаталітичної поверхні кожної з матриць і ультрафіолетовою лампою така, що фотокаталітична реакція на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць повністю реалізується; та

корпус, у який поміщена очисна секція, що забезпечує циркуляцію повітря крізь очисну секцію так, що повітря піддається фотокаталітичній реакції.

17. Очисний пристрій за п. 16, у якому очисна секція включає чотири матриці.

18. Очисний пристрій за п. 17, у якому кожна з матриць розташована у квадранті ультрафіолетової лампи таким чином, що одна з матриць перебуває у всіх квадрантах ультрафіолетової лампи.

19. Очисний пристрій за п. 16, у якому фотокаталітична поверхня кожної матриці включає діоксид титану та/або мідь, та/або срібло, та/або родій.

20. Очисний пристрій за п. 16, у якому фотокаталітична поверхня кожної матриці являє собою поверхню, на яку нанесено покриття, що включає діоксид титану та/або мідь, та/або срібло, та/або родій.

21. Очисний пристрій за п. 16, у якому фотокаталітична реакція на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць повністю реалізується при насиченні всієї фотокаталітичної поверхні ультрафіолетовим світлом.

22. Очисний пристрій за п. 16, у якому корпус містить вентилятор, що забезпечує можливість циркуляції повітря крізь очисну секцію.

23. Очисний пристрій за п. 16, у якому очисна секція містить вхід для впуску повітря.

24. Очисний пристрій за п. 16, у якому корпус виконаний з можливістю забезпечення циркуляції повітря через очисну секцію шляхом його втягування в очисну секцію і випуску з неї через матриці.

25. Очисний пристрій за п. 16, у якому очисна секція включає електричний роз'єм, що перебуває в електричному з'єднанні з ультрафіолетовою лампою.

26. Очисний пристрій за п. 25, який відрізняється тим, що корпус містить роз'єм живлення, який пов'язаний з електричним роз'ємом очисної секції таким чином, що ультрафіолетова лампа перебуває в обмеженому у часі з'єднанні з джерелом живлення.

27. Спосіб очищення навколишнього повітря та/або поверхонь, що включає:

розміщення щонайменше трьох матриць навколо ультрафіолетової лампи так, що результуюча фотокаталітична реакція є максимальною;

розташування матриць і ультрафіолетової лампи всередині корпуса, що має вхід для впуску повітря і вихід для випуску повітря;

втягування повітря в корпус крізь вхід для впуску повітря таким чином, щоб повітря проходило поблизу матриць і ультрафіолетової лампи, відповідно піддаючись впливу фотокаталітичної реакції;

витіснення повітря, підданого фотокаталітичній реакції, з корпуса крізь вихід для випуску повітря; та

розміщення матриць і ультрафіолетової лампи всередині корпуса включає закріплення матриць у положеннях за допомогою окремих рамних елементів секції, з утворенням отвору секції навколо ультрафіолетової лампи таким чином, що матриці практично охоплюють ультрафіолетову лампу і фотокаталітична поверхня кожної з матриць піддається впливу ультрафіолетового світла, що випромінюється ультрафіолетовою лампою, настільки, що на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць відбувається фотокаталітична реакція, яка досягає максимуму, коли ультрафіолетове світло насичує фотокаталітичну поверхню кожної з матриць.

28. Спосіб за п. 26, у якому розміщення матриць і ультрафіолетової лампи всередині корпуса передбачає закріплення матриць і ультрафіолетової лампи всередині корпуса з можливістю їх зняття.

29. Спосіб за п. 26, у якому розміщення матриць і ультрафіолетової лампи всередині корпуса включає встановлення обмеженого в часі електричного контакту між ультрафіолетовою лампою і джерелом живлення, що міститься в корпусі.

30. Спосіб за п. 26, у якому корпус включає вентилятор, що забезпечує втягування повітря в корпус і витіснення з корпуса повітря, підданого каталітичній реакції.

31. Спосіб за п. 26, у якому повітря, піддане каталітичній реакції, переміщають через матриці.

32. Очисний пристрій, що містить:

очисну секцію, яка має:

раму секції, що визначає множину окремих рамних елементів, з'єднаних разом, та повітряний вхід секції, виконаний з можливістю проникнення повітря в раму секції;

ультрафіолетову лампу, яка випромінює ультрафіолетове світло;

електричний роз'єм, що перебуває в електричному з'єднанні з ультрафіолетовою лампою;

першу матрицю з першою фотокаталітичною поверхнею, опромінення якої ультрафіолетовим світлом забезпечує протікання фотокаталітичної реакції;

другу матрицю з другою фотокаталітичною поверхнею, опромінення якої ультрафіолетовим світлом забезпечує протікання фотокаталітичної реакції;

третю матрицю з третьою фотокаталітичною поверхнею, опромінення якої ультрафіолетовим світлом забезпечує протікання фотокаталітичної реакції; і

четверту матрицю з четвертою фотокаталітичною поверхнею, опромінення якої ультрафіолетовим світлом забезпечує протікання фотокаталітичної реакції;

причому з'єднана множина рамних елементів рами секції утримує першу, другу, третю і четверту матриці поруч з ультрафіолетовою лампою, так що вони практично охоплюють ультрафіолетову лампу і об'єднана фотокаталітична реакція на першій, другій, третій і четвертій фотокаталітичних поверхнях повністю реалізується, причому повітря, яке надходить у раму секції через повітряний вхід секції, піддається об'єднаній фотокаталітичній реакції; та

корпус, у якому очисна секція закріплена з можливістю зняття і який визначає повітряний вхід і повітряний вихід, а також включає вентилятор, що забезпечує нагнітання навколишнього повітря в корпус через повітряний вхід, в очисну секцію через повітряний вхід секції, з очисної секції через першу, другу, третю та четверту матриці, та з корпуса через повітряний вихід, причому корпус містить роз'єм живлення, що перебуває в електричному з'єднанні з джерелом живлення, а електричний роз'єм очисної секції з'єднаний з роз'ємом живлення таким чином, що очисна секція перебуває в обмеженому у часі електричному з'єднанні з джерелом живлення.

Текст

Реферат: Пристрій для очищення повітря, що включає очисну секцію, виконану з можливістю доведення до максимуму фотокаталітичної реакції, що здійснюється на фотокаталітичній поверхні без використання додаткової ультрафіолетової лампи. В очисній секції передбачено розміщення як мінімум трьох фотокаталітичних поверхонь навколо єдиної ультрафіолетової лампи таким чином, що фотокаталітичні поверхні в цілому оточують ультрафіолетову лампу і насичуються ультрафіолетовим світлом, що походить від ультрафіолетової лампи. Оскільки ультрафіолетові поверхні виявляються насиченими, потенційна фотокаталітична реакція на фотокаталітичній поверхні реалізована повністю. Іншими словами, фотокаталітична реакція, що здійснюється, доведена до максимуму. Оскільки очисна секція доводить до максимуму здійснену фотокаталітичну реакцію, до максимуму доведена і очисна здатність фотокаталітичної поверхні і, таким чином, і самої очисної секції. UA 99923 C2 (12) UA 99923 C2 UA 99923 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь винаходу Даний винахід відноситься до способів очищення навколишнього повітря і поверхонь та пристроїв для його здійснення. Зокрема, цей винахід відноситься до способів і пристроїв для видалення органічних забруднюючих речовин з навколишнього повітря і з поверхонь, заснованих на використанні фотокаталітичної реакції. Рівень техніки На фіг. 1 показаний поперечний розріз відомого повітроочисного апарата для очищення повітря, відомого з рівня техніки. Відомий повітроочисний апарат включає ультрафіолетову лампу 01, першу матрицю 02, і другу матрицю 03. Як перша матриця 02, так і друга матриця 03 мають ширину wcpa і включають фотокаталітичну поверхню 04, звернену до ультрафіолетової лампи 01. Коли ультрафіолетова лампа 01 випромінює ультрафіолетове світло, має місце фотокаталітична реакція на фотокаталітичній поверхні 04 першої матриці 02 і другої матриці 03. Повітря, що піддається впливу фотокаталітичної реакції, окисляється і у такий спосіб очищається. Типовий повітроочисний апарат для очищення повітря має недолік, що полягає у тому, що потенціал фотокаталітичної реакції на першій матриці 02 і другій матриці 03 реалізований не повністю. Зокрема, взаємоположення ультрафіолетової лампи 01 і кожної з матриць таке, що відстань dcpa між ультрафіолетовою лампою 01 і найбільш далеко віддаленими ділянками 05 фотокаталітичної поверхні 04 як першої матриці 02, так і другої матриці 03 надмірно велике, так що експозиція найбільш далеко віддалених ділянок 05 фотокаталітичних поверхонь 04 стосовно ультрафіолетових променів недостатня для насичення фотокаталітичних поверхонь 04. При поганому насиченні фотокаталітичної поверхні 04 фотокаталітична реакція не протікає з максимальною ефективністю. У цьому випадку тільки центральні ділянки 06 фотокаталітичних поверхонь 04 піддаються впливу ультрафіолетових променів у достатній мірі, щоб фотокаталітична реакція протікала з максимальною ефективністю. Отже, при використанні відомого апарата для очищення повітря для початку фотокаталітичної реакції потрібно, щоб фотокаталітична поверхня 04 була більше, ніж необхідно. Іншими словами, частина фотокаталітичної поверхні 04 відомого повітроочисного апарата виявляється не використаною, а отже, не реалізований потенціал фотокаталітичної реакції. З рівня техніки відомий ще один повітроочисний апарат для очищення повітря, у якому цей недолік переборений завдяки тому, що по всій ширині wcpa першої матриці 02 і другої матриці 03 використовуються додаткові ультрафіолетові лампи 01, так що найбільш далеко відстаючі ділянки 05 фотокаталітичних поверхонь 04 піддаються впливу ультрафіолетових променів у достатній мірі для максимально ефективного протікання фотокаталітичної реакції. Однак використання додаткових ультрафіолетових ламп 01 збільшує кількість частин в апарату, енергоспоживання і тепловиділення. Тому метою винаходу є створення пристрою, у якому фотокаталітична реакція на даній фотокаталітичній поверхні протікає з максимальною ефективністю без збільшення кількості випромінюваного ультрафіолетового світла. Короткий опис винаходу Відповідно до даного винаходу і його варіантів запропонований очисний пристрій для очищення повітря і поверхонь, що включає очисну секцію, виконану з можливістю максимально ефективного протікання фотокаталітичної реакції на фотокаталітичній поверхні без використання додаткової ультрафіолетової лампи. Очисна секція включає одну ультрафіолетову лампу і не менше трьох матриць, кожна з яких має фотокаталітичну поверхню. Матриці розміщені навколо ультрафіолетової лампи таким чином, що матриці в цілому оточують ультрафіолетову лампу, і кожна фотокаталітична поверхня звернена до ультрафіолетової лампи. Крім того, матриці розташовані таким чином, що відстані між найбільш далеко віддаленими ділянками кожної з фотокаталітичних поверхонь і ультрафіолетовою лампою такі, що вся фотокаталітична поверхня кожної з матриць насичується ультрафіолетовим світлом, що випромінюється ультрафіолетовою лампою. Після того як вся фотокаталітична поверхня виявляється насиченою, потенціал фотокаталітичної реакції на фотокаталітичній поверхні є повністю реалізованим. Завдяки цьому очисна секція сприяє максимальній інтенсивності фотокаталітичної реакції, що протікає на даній комбінованій площі фотокаталітичної поверхні. Очисний пристрій також містить корпус, що включає очисну секцію. Навколишнє повітря усмоктується в корпус, циркулює в очисній секції таким чином, що повітря піддається фотокаталітичній реакції, і потім витісняється з корпуса. Коли повітря піддається фотокаталітичній реакції, воно окисляється, так що з нього видаляються органічні забруднювачі і воно очищається. У результаті очисний пристрій очищає навколишнє повітря. 1 UA 99923 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Оскільки очисна секція доводить до піку інтенсивності каталітичну реакцію, вона доводить до максимуму і очисну здатність очисної секції. Короткий опис креслень Зазначені особливості винаходу додатково роз'яснені в нижченаведеному докладному описі винаходу із прикладеними кресленнями, на яких: фіг. 1 зображує поперечний розріз відомого повітроочисного апарата; фіг. 2 зображує один з варіантів виконання запропонованого очисного пристрою; фіг. 3 зображує ще один вид очисного пристрою, представленого на фіг. 2; фіг. 4 зображує один з варіантів виконання очисної секції запропонованого очисного пристрою; фіг. 5 зображує один з варіантів виконання однієї з матриць очисної секції, представленої на фіг. 4; фіг. 6 зображує поперечний розріз очисної секції, представленої на фіг. 4, що ілюструє взаємне положення матриць і ультрафіолетової лампи, що перебуває в очисній секції; фіг. 7 зображує вид ззаду очисного пристрою, представленого на фіг. 2; і фіг. 8 зображує переріз очисного пристрою, представленого на фіг. 7, і ілюструє збігання потоку повітря крізь очисний пристрій. Докладний опис винаходу Даний винахід являє собою очисний пристрій для очищення повітря і поверхонь, що включає очисну секцію, виконану з можливістю максимально ефективного протікання фотокаталітичної реакції на фотокаталітичній поверхні без використання додаткової ультрафіолетової лампи. Очисна секція включає щонайменше три фотокаталітичних поверхні, розташовані навколо однієї ультрафіолетової лампи, таким чином, що фотокаталітичні поверхні по суті оточують ультрафіолетову лампу і насичуються ультрафіолетовим світлом, що випромінюється ультрафіолетовою лампою. Оскільки фотокаталітичні поверхні насичені, потенціал фотокаталітичної реакції на фотокаталітичних поверхнях повністю реалізований. Іншими словами, фотокаталітична реакція проходить із максимальною ефективністю. Завдяки тому, що очисна секція сприяє максимальній ефективності перебігу фото каталітичної реакції, максимально підвищується очисна здатність фотокаталітичної поверхні і, таким чином, самої очисної секції. Один з варіантів виконання очисного пристрою згідно із даним винаходом, представлений на фіг. 2, позначений позицією 10. Очисний пристрій 10, показаний на фіг. 2, включає корпус 12, у якому виконані вихід 14 для повітря і вхід 16 для повітря. У варіанті виконання пристрою, представленому на зазначеному кресленні, корпус 12 включає передні ґрати 20, розташовані на виході 14, і бічні ґрати 22, розташовані на виході 16. Додатково у варіанті виконання пристрою, показаному на кресленні, включає вхід 16 і ґрати 22, виконані на кожній бічній стороні корпуса 12 (див. фіг. 3). Для фахівця очевидно, що кількість виходів і входів 14, 16 і місце розташування кожного з них може варіюватися без яких-небудь відступів від конструкції або сутності даного винаходу. Очисний пристрій 10 втягує повітря в корпус 12 крізь вхід 16 і витісняє повітря з корпуса 12 крізь вихід 14, так що повітря циркулює крізь корпус 12. Відповідно до одного з варіантів виконання пристрою корпус 12 включає вентилятор, оснащений двигуном, завдяки чому очисний пристрій 10 здійснює циркуляцію повітря крізь корпус 12. Слід зазначити, що замість оснащеного двигуном вентилятора без відступу від конструкції або сутності даного винаходу може бути використаний який-небудь інший пристрій для циркуляції повітря крізь корпус 12. Корпус 12 також включає джерело живлення (на кресленнях не показане), функцію якого може виконувати батарея або джерело постійного струму і який слугує для електроживлення електричних складових частин очисного пристрою 10. Очисний пристрій 10, показаний на фіг. 2, включає засоби 18 взаємодії користувача із пристроєм, які, відповідно до показаного на кресленні варіанту виконання, включають панель керування із кнопками. Для фахівця очевидно, що без яких-небудь відступів від конструкції або сутності даного винаходу можуть бути використані засоби взаємодії користувача із пристроєм, що відрізняються від показаних на кресленні засобів 18. До того ж слід зазначити, що очисний пристрій 10 може і не включати засоби 18 взаємодії користувача із пристроєм. На фіг. 4 показаний один з варіантів виконання очисної секції 24 згідно із даним винаходом. У показаному на кресленні варіанті виконання очисна секція 24 включає раму 26, яка в свою чергу включає кришку 28, основу 30, і конструктивні елементи 32 рами. Основа 30 містить електричний контакт 36, вхід 34 для введення повітря в секцію, і замковий механізм 52. Очисна секція 24 включає також ультрафіолетову лампу 38, електричний роз'єм 40 і як мінімум три матриці 42. Рама 26 очисної секції розташована відносно матриць 42 таким чином, що рама 26 очисної секції і матриці 42 утворюють порожнини секції, у якій 2 UA 99923 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розташовується ультрафіолетова лампа 38. Поздовжня довжина luvb лампи 38 у цілому дорівнює довжині lm кожної із двох матриць 42. Ультрафіолетова лампа 38 випромінює ультрафіолетове світло. В одному з варіантів виконання лампа 38 являє собою лампу широкого спектра, що має щільність потоку в діапазоні між 100 нм і 367 нм. В іншому варіанті виконання лампа 38 має карбідні нитки накалювання і виконана з можливістю використання аргону із ртуттю. В іншому варіанті виконання ультрафіолетова лампа 38 випускає випромінювання UVX у діапазоні між 100 нм і 180 нм. Ультрафіолетова лампа 38 розташована в порожнині секції таким чином, що її електричні контакти 62 перебувають в електричному зв'язку з електричним контактом 36, розташованим на основі 30. Електричний контакт 36 перебуває в електричній взаємодії з електричним роз'ємом 40 таким чином, що ультрафіолетова лампа 38 також перебуває в електричній взаємодії з електричним роз'ємом 40. До того ж, як показано на фіг. 7, електричний роз'єм 40 перебуває в електричній взаємодії із джерелом живлення корпуса 12 таким чином, що джерело струму забезпечує ультрафіолетову лампу робочою потужністю. Для фахівця очевидно, що ультрафіолетова лампа 38 не обов'язково повинна бути пов'язана з електричним роз'ємом 40 шляхом електричної взаємодії між електричними контактами 62 і електричним контактом 36. Наприклад, в одному з варіантів виконання винаходу ультрафіолетова лампа 38 безупинно жорстко з'єднана з електричним роз'ємом 40, так що секція 24 не містить електричних контактів 62 і 36. На фіг. 5 показаний один варіант виконання однієї з матриць 42 згідно із даним винаходом. Кожна з матриць 42 включає кілька порожніх елементів 64, розташованих краще паралельно. У варіанті виконання винаходу, показаному на кресленні, кожна з матриць 42 включає безліч подовжених трубчастих елементів, з'єднаних паралельно. В одному з варіантів виконання винаходу матриці 42 виконані із твердого пластику, наприклад, з полікарбонату. Кожна з матриць 42 має ширину wm і довжину lm. Кожна з матриць 42 містить фотокаталітичну поверхню 54, обмежену шириною wm і довжиною lm. В одному з варіантів виконання винаходу поверхня 54 містить діоксид титану і/або мідь і/або срібло і/або родій. В одному з варіантів виконання винаходу фотокаталітична поверхня 54 являє собою поверхню з нанесеним на неї фотокаталітичним покриттям. В одному з варіантів виконання винаходу фотокаталітичне покриття включає двоокис титану і/або мідь і/або срібло і/або родій. Відповідно до одного з варіантів виконання винаходу фотокаталітичне покриття являє собою силікагель, що містить один з перерахованих вище матеріалів. В іншому варіанті виконання фотокаталітичне покриття являє собою хлорид кальцію, що включає один з перерахованих вище матеріалів. Очевидно, що як покриття для фотокаталітичної поверхні без виходу за межі обсягу даного винаходу може бути використана інша фотокаталітична речовина, відмінна від вищенаведених конкретних фотокаталітичних речовин. Крім того, у даному винаході може бути використана конструкція матриці, що відрізняється від конкретної конструкції матриці 42, показаної на кресленні. На фіг. 6 показаний поперечний розріз В-В очисної секції 24, представленої на фіг. 4. У варіанті виконання відповідно до креслення зазначені щонайменше три матриці 42 реалізовані у вигляді чотирьох матриць, а саме, перша матриця 44, друга матриця 46, третя матриця 48, і четверта матриця 50. Матриці 42 розташовані в рамі 26 очисної секції таким чином, що кожна з матриць 42 і ультрафіолетова лампа 38 в основному паралельні в поздовжньому напрямку. Крім того, конструктивні елементи 32 рами 26 очисної секції розміщують матриці 42 таким чином, що вони в цілому оточують ультрафіолетову лампу 38 відносно її поздовжньої осі. Конструктивні елементи 32 рами також розташовані таким чином, що фотокаталітична поверхня 54 кожної з матриць 42 піддається дії ультрафіолетового світла, що випромінюється ультрафіолетовою лампою 38. У варіанті виконання винаходу відповідно до креслення перша матриця 44 і третя матриця 48 розташовані так, що фотокаталітична поверхня 54 першої матриці 44 паралельна фотокаталітичній поверхні 54 третьої матриці 48. Крім того, перша матриця 44 розташована із протилежної третій матриці 48 стороні від ультрафіолетової лампи 38. Аналогічно друга матриця 46 і четверта матриця 50 розташовані так, що фотокаталітична поверхня 54 другої матриці 46 паралельна фотокаталітичній поверхні 54 четвертої матриці 50. Крім того, друга матриця 46 розташована із протилежної четвертій матриці 50 сторони від ультрафіолетової лампи 38. Іншими словами, кожна з матриць 42 розташована у квадранті ультрафіолетової лампи 38 так, що в кожному квадранті ультрафіолетової лампи 38 є відповідна матриця. Оскільки ультрафіолетова лампа 38 випромінює ультрафіолетове світло, на фотокаталітичній поверхні 54 кожної з матриць 42 протікає фотокаталітична реакція. Матриці 42 розташовані таким чином, що потенціал фотокаталітичної реакції на фотокаталітичній поверхні 54 кожної з матриць 42 реалізується повністю. Зокрема, кожна з матриць 42 розташована таким 3 UA 99923 C2 5 10 15 20 25 чином, що вся фотокаталітична поверхня 54 кожної з матриць 42 насичується випромінюваним ультрафіолетовим світлом. Якщо вся фотокаталітична поверхня 54 виявляється насиченою, фотокаталітична реакція на фотокаталітичній поверхні 54 протікає з максимальною ефективністю. Отже, потенційна фотокаталітична реакція на фотокаталітичній поверхні 54 є повністю здійсненою. Наведений вище опис даного винаходу стає зрозумілішим при розгляді очисного пристрою 10 згідно із даним винаходом у порівнянні з очисним апаратом, відомим з рівня техніки (показаний на фіг. 1). У випадку, якщо ширина wcpa кожної з матриць: першої 02 і другої 03 відомого апарата у два рази перевищує ширину wm кожної з матриць 42 очисної секції 24 відповідно до представленого на кресленні варіанту виконання, і при цьому всі інші відносини матриці відомого апарату і очисної секції 24 ідентичні, сумарна площа фотокаталітичних поверхонь 04 відомого апарату ідентична сумарної площі фотокаталітичних поверхонь 54 очисної секції 24. Отже, потенціал фотокаталітичної реакції на фотокаталітичних поверхнях 04 відомого апарату аналогічний потенціалу реакції, що протікає на фотокаталітичних поверхнях 54 очисної секції 24. Подібно відстані dcpa, котра відноситься до відомого апарату (представленому на фіг. 1), відстань dpd являє собою відстань між ультрафіолетовою лампою 38 і найбільш далеко віддаленими частинами 58 фотокаталітичної поверхні 54 кожної з матриць 42. Додатково можна відзначити, що відстань між ультрафіолетовою лампою 01 відомого апарату і центром фотокаталітичної поверхні 04 кожної з матриць: першої 02 і другої 03 дорівнює відстані між ультрафіолетовою лампою 38 очисної секції 24 і центром фотокаталітичної поверхні 54 кожної з матриць 42 внаслідок того, що ширина wm кожної з матриць 42 очисної секції 24 менше, ніж ширина wcpa першої матриці 02 і другої матриці 03 відомого апарату, відстань dcpa перевищує відстань dpd. У результаті інтенсивність відповідного випромінюваного ультрафіолетового світла і, отже, інтенсивність відповідної каталітичної реакції, що протікає на найбільш далеко віддалених ділянках 05 фотокаталітичної поверхні 04 відомого пристрою менша, ніж на найбільш віддалених ділянках 58 фотокаталітичної поверхні 54 кожної з матриць 42. Зокрема, існує наступне рівняння для розрахунку інтенсивності випромінювання: 2 30 35 40 45 50 55 d  E 2   1   E1 d   2 де, Е1 являє собою величину інтенсивності випромінювання на відстані d1 від джерела випромінювання, а Е2 - величину інтенсивності випромінювання на відстані d2 від джерела випромінювання. Наприклад, відстань dpd від ультрафіолетової лампи 38 становить 0,224 м. Крім того, відстань dcpa від ультрафіолетової лампи 01 відомого апарату становить 0,295 м, 2 а інтенсивність випромінювання на відстані dcpa становить 1,00 Лм/м . Припускаючи, що ультрафіолетова лампа 01 ідентична ультрафіолетовій 38, і користуючись вищенаведеним 2 рівнянням, одержуємо, що інтенсивність випромінювання при відстані dpd становить 1,73 Лм/м . Іншими словами, інтенсивність випромінювання на відстані dpd від ультрафіолетової лампи 38 на 73 % більше, ніж інтенсивність випромінювання на відстані dcpa від ультрафіолетової лампи 01. Оскільки інтенсивність випромінювання при відстані dpd вище, ніж інтенсивність випромінювання при відстані dcpa, фотокаталітична реакція на відстані dpd інтенсивніше, ніж фотокаталітична реакція на відстані dcpa. Оскільки всі фактори ідентичні, розташування матриць 42 очисної секції 24, стосовно ультрафіолетової лампи 38 забезпечує протікання фотокаталітичної реакції, потенціал якої повністю реалізований, у той час як конфігурація першої матриці 02 і другої матриці 03 відомого апарату цього не забезпечує. Завдяки тому, що відповідно до вищеописаної конструкції очисної секції 24 фотокаталітична реакція протікає на фотокаталітичній поверхні 54 кожної з матриць 42, фотокаталітична реакція протікає в порожнині секції. У результаті фотокаталітичної реакції утвориться зона плазми, що складається із продуктів швидкого окислювання, включаючи озон, гідропероксиди, перекиси, і гідроксильні радикали. Повітря, що піддається фотокаталітичній реакції, тобто, повітря в присутності фотокаталітичних реакцій, окисляється і очищається від органічних забруднювачів. У результаті цього повітря, що перебуває всередині порожнини секції, піддається фотокаталітичній реакції і, у результаті, окисляється та очищається від органічних забруднювачів. На фіг. 7 показаний вид ззаду очисного пристрою 10, представленого на фіг. 2, а саме зі сторони, протилежної переднім ґратам 20. Корпус 12 містить по суті знімну задню панель 66. У наведеному на кресленні варіанті виконання задня панель 66 відділяється від іншої частини корпуса 12. Однак задня панель 66 може, наприклад, просто відкриватися на шарнір. Очисна 4 UA 99923 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 секція 24 закріплена усередині корпуса 12 з можливістю знімання. У варіанті виконання відповідно до креслення, очисна секція 24 вставлена в корпус так, що кришка 28 рами 26 очисної секції при зніманні відводиться у напрямку до виходу 14, а основа 30 рами 26 очисної секції знімається з боку задньої частини корпуса 12. Крім того, у варіанті виконання, що показаний на кресленні, основа 30 прикріплена до корпуса 12 за допомогою запірного механізму 52, котрий з'єднаний з відповідним механізмом на корпусі 12 таким чином, що очисна секція 24 закріплюється з можливістю знімання усередині корпуса 12 при поміщенні очисної секції 24 у корпус 12, як описано вище, і обертанні основи 30 за годинниковою стрілкою доти, доки замковий механізм 52 не увійде у взаємне зачеплення з відповідним механізмом на корпусі 12. Крім того, очисна секція 24 виймається з корпуса 12 за допомогою обертання основи 30 проти годинникової стрілки до виходу замкового механізму 52 із зачеплення з відповідним механізмом на корпусі 12, і добування очисної секції 24 з корпуса 12. Очисний пристрій 10 містить роз'єм 56 живлення, що перебуває в електричній взаємодії з вищеописаним джерелом живлення, включеним у корпус 12. Роз'єм 56 з'єднаний з електричним роз'ємом 40 очисної секції 24 таким чином, що між джерелом живлення і ультрафіолетовою лампою 38 забезпечене електричне з'єднання, що може бути обмежене в часі. Обмеженим у часі електричним з'єднанням є таке з'єднання, котре може бути встановлено, перервано і потім знову відновлено. Наприклад, у варіанті виконання винаходу, показаному на кресленні електричний роз'єм 40 являє собою штепсель, а роз'єм 56 являє собою гніздо, у яке входить електричний роз'єм 40. Коли електричний роз'єм 40 взаємодіє з роз'ємом 56, джерело живлення забезпечує робочу потужність ультрафіолетової лампи 38. У варіанті виконання винаходу, показаному на кресленні, очисна секція 24 закріплена всередині корпуса 12 при цьому роз'єм 40 вставлений в роз'єм 56. З обліком викладеного вище, очисний пристрій 10 забезпечує просте включення в роботу очисної секції 24. Зокрема, очисна секція 24 з'єднується і роз'єднується із джерелом струму, включеним у корпус 12, за допомогою приєднання електричногороз'єму 40 до роз'єму 56 або від'єднання його від нього. Крім цього, очисна секція 24 закріплена всередині корпуса 12 і видобувається з нього за допомогою обертання основи 30. Просте включення в роботу забезпечує можливість швидкого і легкого добування очисної секції 24 з метою виконання таких завдань як чищення і заміна очисної секції 24. На фіг. 8 показаний поперечний розріз 8-8 очисного пристрою 10, зображеного на фіг. 7. Відповідно до вищевикладеного, в очисному пристрої 10 здійснюється циркуляція повітря крізь корпус 12 за допомогою втягування повітря в корпус 12 крізь вхід 16 і витиснення повітря з корпуса 12 крізь вихід 14. Очисна секція 24 закріплена з можливістю знімання в корпусі 12 таким чином, що повітря, що втягується крізь вхід 16, надходить у вхід 34 очисної секції. Повітря втягують крізь вхід 34 у порожнину очисної секції. Як відзначено вище, повітря в порожнині секції піддають фотокаталітичній реакції. Повітря, що піддали фотокаталітичній реакції, витягають із порожнини секції крізь пустотілі елементи 64 матриць 42. Крізь те, що матриці 42 у цілому оточують ультрафіолетову лампу 38, повітря протікає з порожнини секції, не надходячи в кишеню, утворену порожниною секції, де повітря не циркулює. Повітря, що надходить крізь пустотілі елементи 64 матриць 42, направляється у вихід 14. Отже, очищене повітря добувається з порожнини секції, проходить крізь пустотілі елементи 64, і надходить у вихід 14. Потім очищене повітря витісняється з корпуса 12 крізь вихід 14. Таким чином, оточуюче повітря, що включає органічні забруднювачі, утягнене в очисний пристрій 10, очищають і витісняють назад у навколишній простір в очищеному вигляді. З урахуванням викладеного вище, очисний пристрій 10 очищає також і навколишні поверхні. Зокрема, очисний пристрій 10 притягає органічні забруднювачі з поверхні, на якій розташований очисний пристрій 10, і окисляє забруднювачі описаним вище способом. З опису даного винаходу фахівцеві в даній галузі техніки очевидно, що згідно із даним винаходом заявлений пристрій для очищення повітря і поверхонь, що має очисну секцію, котра має переваги у порівнянні з відомим рівнем техніки. В очисній секції як мінімум три фотокаталітичні поверхні розміщені навколо однієї ультрафіолетової лампи таким чином, що фотокаталітичні поверхні в цілому оточують ультрафіолетову лампу і насичуються ультрафіолетовим світлом, що випромінюється ультрафіолетовою лампою. При насиченні фотокаталітичних поверхонь ультрафіолетовим світлом потенціал фотокаталітичної реакції на фотокаталітичних поверхнях реалізується повністю. Отже, фотокаталітична реакція протікає з максимальною ефективністю. Завдяки тому, що очисна секція відповідно до винаходу сприяє максимально ефективному протіканню фотокаталітичної реакції, значно підвищується очисна здатність фотокаталітичної поверхні, а значить і очисна здатність самої секції. 5 UA 99923 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Незважаючи на те, що даний винахід пояснюється описами декількох варіантів виконання і пояснюючі варіанти виконання розкриті досить докладно, заявник не скорочує або яким-небудь чином обмежує обсяг винаходу, обмежений пунктами формули винаходу до представлених варіантів реалізації. Додаткові переваги і зміни даного винаходу очевидні фахівцям у даній галузі техніки. Таким чином, винахід не обмежений конкретними особливостями, типовими устаткуванням і способами, а також, розкритими варіантами виконання, поясненими на кресленнях. Отже, можливі інші зміни в даному винаході, що не виходять за межі його обсягу і основної концепції винаходу, запропонованого заявником. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Очисна секція, виконана з можливістю розміщення в очисному пристрої, причому очисна секція містить: раму секції, що має множину окремих рамних елементів, з'єднаних разом, та повітряний вхід секції, виконаний з можливістю проходження повітря в раму секції; одну ультрафіолетову лампу, виконану з можливістю випромінювання ультрафіолетового світла; принаймні три матриці, де з'єднана множина окремих рамних елементів утримує матриці поруч з ультрафіолетовою лампою так, що вони її практично охоплюють, причому кожна з матриць має фотокаталітичну поверхню, яка під впливом ультрафіолетового світла забезпечує проходження фотокаталітичної реакції, та матриці в рамі секції розміщені відносно ультрафіолетової лампи так, що фотокаталітична реакція на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць повністю реалізується, причому забезпечена можливість проходження повітря у раму секції через повітряний вхід секції, піддавання повітря впливу фотокаталітичної реакції і виходу повітря з неї через матриці. 2. Очисна секція за п. 1, у якій ультрафіолетова лампа являє собою лампу широкого спектра. 3. Очисна секція за п. 1, яка включає чотири матриці. 4. Очисна секція за п. 3, у якій кожна з чотирьох матриць розташована в окремому квадранті ультрафіолетової лампи. 5. Очисна секція за п. 1, у якій кожна з матриць включає множину взаємно з'єднаних пустотілих елементів, розташованих по суті паралельно. 6. Очисна секція за п. 5, у якій кожна з матриць містить множину взаємно з'єднаних і розташованих практично паралельно витягнутих трубчастих елементів. 7. Очисна секція за п. 6, у якій взаємно з'єднані витягнуті трубчасті елементи утворюють стільникову структуру. 8. Очисна секція за п. 1, у якій всі матриці виконані з полікарбонату. 9. Очисна секція за п. 1, у якій фотокаталітична поверхня матриць включає діоксид титану та/або мідь, та/або срібло, та/або родій. 10. Очисна секція за п. 1, у якій фотокаталітична поверхня всіх матриць являє собою поверхню, покриту шаром такого матеріалу, як двоокис титану та/або мідь, та/або срібло, та/або родій. 11. Очисна секція за п. 10, у якій покриття являє собою силікагель. 12. Очисна секція за п. 10, у якій покриття являє собою хлорид кальцію. 13. Очисна секція за п. 1, у якій потенціал фотокаталітичної реакції на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць реалізується повністю при насиченні всієї фотокаталітичної поверхні ультрафіолетовим світлом. 14. Очисна секція за п. 1, яка містить електричний роз'єм, що перебуває в електричному з'єднанні з ультрафіолетовою лампою, причому електричний роз'єм перебуває в обмеженому в часі з'єднанні з джерелом живлення, що міститься в очисному пристрої. 15. Очисна секція за п. 14, у якій електричне з'єднання являє собою штепсель, який з'єднується з роз'ємом живлення, що міститься в очисному пристрої. 16. Очисний пристрій, що включає: очисну секцію, яка містить одну ультрафіолетову лампу, виконану з можливістю випромінювати ультрафіолетове світло, і щонайменше три матриці, кожна з яких має фотокаталітичну поверхню, причому матриці закріплені в їх положеннях за допомогою окремих рамних елементів секції, з'єднаних разом з утворенням отвору секції для вміщення ультрафіолетової лампи, і так, щоб фотокаталітична поверхня кожної з матриць піддавалася впливу ультрафіолетового світла у такій мірі, щоб на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць мала місце фотокаталітична реакція, причому кожна з матриць розташована таким чином, що відстань між найбільш далеко віддаленими частинами фотокаталітичної поверхні кожної з матриць і ультрафіолетовою 6 UA 99923 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лампою така, що фотокаталітична реакція на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць повністю реалізується; та корпус, у який поміщена очисна секція, що забезпечує циркуляцію повітря крізь очисну секцію так, що повітря піддається фотокаталітичній реакції. 17. Очисний пристрій за п. 16, у якому очисна секція включає чотири матриці. 18. Очисний пристрій за п. 17, у якому кожна з матриць розташована у квадранті ультрафіолетової лампи таким чином, що одна з матриць перебуває у всіх квадрантах ультрафіолетової лампи. 19. Очисний пристрій за п. 16, у якому фотокаталітична поверхня кожної матриці включає діоксид титану та/або мідь, та/або срібло, та/або родій. 20. Очисний пристрій за п. 16, у якому фотокаталітична поверхня кожної матриці являє собою поверхню, на яку нанесено покриття, що включає діоксид титану та/або мідь, та/або срібло, та/або родій. 21. Очисний пристрій за п. 16, у якому фотокаталітична реакція на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць повністю реалізується при насиченні всієї фотокаталітичної поверхні ультрафіолетовим світлом. 22. Очисний пристрій за п. 16, у якому корпус містить вентилятор, що забезпечує можливість циркуляції повітря крізь очисну секцію. 23. Очисний пристрій за п. 16, у якому очисна секція містить вхід для впуску повітря. 24. Очисний пристрій за п. 16, у якому корпус виконаний з можливістю забезпечення циркуляції повітря через очисну секцію шляхом його втягування в очисну секцію і випуску з неї через матриці. 25. Очисний пристрій за п. 16, у якому очисна секція включає електричний роз'єм, що перебуває в електричному з'єднанні з ультрафіолетовою лампою. 26. Очисний пристрій за п. 25, який відрізняється тим, що корпус містить роз'єм живлення, який пов'язаний з електричним роз'ємом очисної секції таким чином, що ультрафіолетова лампа перебуває в обмеженому у часі з'єднанні з джерелом живлення. 27. Спосіб очищення навколишнього повітря та/або поверхонь, що включає: розміщення щонайменше трьох матриць навколо ультрафіолетової лампи так, що результуюча фотокаталітична реакція є максимальною; розташування матриць і ультрафіолетової лампи всередині корпуса, що має вхід для впуску повітря і вихід для випуску повітря; втягування повітря в корпус крізь вхід для впуску повітря таким чином, щоб повітря проходило поблизу матриць і ультрафіолетової лампи, відповідно піддаючись впливу фотокаталітичної реакції; витіснення повітря, підданого фотокаталітичній реакції, з корпуса крізь вихід для випуску повітря; та розміщення матриць і ультрафіолетової лампи всередині корпуса включає закріплення матриць у положеннях за допомогою окремих рамних елементів секції, з утворенням отвору секції навколо ультрафіолетової лампи таким чином, що матриці практично охоплюють ультрафіолетову лампу і фотокаталітична поверхня кожної з матриць піддається впливу ультрафіолетового світла, що випромінюється ультрафіолетовою лампою, настільки, що на фотокаталітичній поверхні кожної з матриць відбувається фотокаталітична реакція, яка досягає максимуму, коли ультрафіолетове світло насичує фотокаталітичну поверхню кожної з матриць. 28. Спосіб за п. 26, у якому розміщення матриць і ультрафіолетової лампи всередині корпуса передбачає закріплення матриць і ультрафіолетової лампи всередині корпуса з можливістю їх зняття. 29. Спосіб за п. 26, у якому розміщення матриць і ультрафіолетової лампи всередині корпуса включає встановлення обмеженого в часі електричного контакту між ультрафіолетовою лампою і джерелом живлення, що міститься в корпусі. 30. Спосіб за п. 26, у якому корпус включає вентилятор, що забезпечує втягування повітря в корпус і витіснення з корпуса повітря, підданого каталітичній реакції. 31. Спосіб за п. 26, у якому повітря, піддане каталітичній реакції, переміщають через матриці. 32. Очисний пристрій, що містить: очисну секцію, яка має: раму секції, що визначає множину окремих рамних елементів, з'єднаних разом, та повітряний вхід секції, виконаний з можливістю проникнення повітря в раму секції; ультрафіолетову лампу, яка випромінює ультрафіолетове світло; електричний роз'єм, що перебуває в електричному з'єднанні з ультрафіолетовою лампою; 7 UA 99923 C2 5 10 15 20 першу матрицю з першою фотокаталітичною поверхнею, опромінення якої ультрафіолетовим світлом забезпечує протікання фотокаталітичної реакції; другу матрицю з другою фотокаталітичною поверхнею, опромінення якої ультрафіолетовим світлом забезпечує протікання фотокаталітичної реакції; третю матрицю з третьою фотокаталітичною поверхнею, опромінення якої ультрафіолетовим світлом забезпечує протікання фотокаталітичної реакції; і четверту матрицю з четвертою фотокаталітичною поверхнею, опромінення якої ультрафіолетовим світлом забезпечує протікання фотокаталітичної реакції; причому з'єднана множина рамних елементів рами секції утримує першу, другу, третю і четверту матриці поруч з ультрафіолетовою лампою, так що вони практично охоплюють ультрафіолетову лампу і об'єднана фотокаталітична реакція на першій, другій, третій і четвертій фотокаталітичних поверхнях повністю реалізується, причому повітря, яке надходить у раму секції через повітряний вхід секції, піддається об'єднаній фотокаталітичній реакції; та корпус, у якому очисна секція закріплена з можливістю зняття і який визначає повітряний вхід і повітряний вихід, а також включає вентилятор, що забезпечує нагнітання навколишнього повітря в корпус через повітряний вхід, в очисну секцію через повітряний вхід секції, з очисної секції через першу, другу, третю та четверту матриці, та з корпуса через повітряний вихід, причому корпус містить роз'єм живлення, що перебуває в електричному з'єднанні з джерелом живлення, а електричний роз'єм очисної секції з'єднаний з роз'ємом живлення таким чином, що очисна секція перебуває в обмеженому у часі електричному з'єднанні з джерелом живлення. 8 UA 99923 C2 9 UA 99923 C2 10 UA 99923 C2 11 UA 99923 C2 Комп’ютерна верстка M. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method and device for purifying air and purifying cell

Автори англійською

Normark, James, Morris, Neal, Johnston, Allen

Назва патенту російською

Способ очистки окружающего воздуха, устройство для его осуществления и очистительная секция

Автори російською

Нормарк Джеймс, Моррис Нил, Джонстон Аллен

МПК / Мітки

МПК: B03C 3/00, B01J 19/00, B01J 23/00

Мітки: очищення, здійснення, секція, спосіб, пристрій, очисна, повітря, навколишнього

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/14-99923-sposib-ochishhennya-navkolishnogo-povitrya-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya-ta-ochisna-sekciya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб очищення навколишнього повітря, пристрій для його здійснення та очисна секція</a>

Подібні патенти