專利名稱：殺菌的空氣過(guò)濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣凈化，特別是涉及通過(guò)過(guò)濾和用紫外輻射源輻照進(jìn)行空氣凈化。
疾病生物體的空中傳染，特別是呼吸系統(tǒng)疾病生物體的空中傳染長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)一直被認(rèn)為是一個(gè)嚴(yán)重的健康問(wèn)題。由于獲得性免疫缺陷綜合癥(AIDS)的傳染和其它減弱免疫系統(tǒng)的令人衰弱的疾病，免疫缺陷人數(shù)日益增加，空中疾病傳染的控制已變得日益重要和困難。空氣凈化被認(rèn)為是控制空中疾病傳染的唯一可行方法。然而，肺結(jié)核、肺炎和其它空中疾病傳染的日益增長(zhǎng)的發(fā)生率表明已知的空氣凈化系統(tǒng)不適于控制空中微生物的傳播。
借助于過(guò)濾和輻照的空氣凈化被廣泛地實(shí)行。常規(guī)的空氣處理系統(tǒng)一般按過(guò)濾、輻照和增濕的順序設(shè)置。輻照在過(guò)濾后進(jìn)行，因?yàn)橛糜谠撃康牡淖贤鉄羧菀孜覊m，灰塵可以積聚在燈的表面并由于吸收和/或反射輻射能而干擾它們的殺菌效果。輻照在增濕前進(jìn)行，因?yàn)樽贤廨椪赵谙鄬?duì)干燥的空氣中最有效，干燥的空氣促進(jìn)氧化。
認(rèn)識(shí)到短波長(zhǎng)的光線的殺菌效果已有半個(gè)多世紀(jì)。已經(jīng)發(fā)明了各種各樣的方法和設(shè)備用于輻照流體，特別是空氣，以通過(guò)消滅懸浮在流體中的微生物來(lái)控制微生物的傳播。下列美國(guó)專利已知與使用紫外輻照有關(guān)，使用紫外輻照是利用其殺菌作用2，070，307-Nicholls3，757，496-Sievers2，248，618-Fischer4，017，736-Ross2，279，810-Arnott4，694，179-Lew等人2，628，083-Rense4，750，917-Fujii
3，518，046-Circirello4，806，768-Keutenedjian3，576，593-Circirello對(duì)于降低密閉空間內(nèi)的空中微生物的密度來(lái)說(shuō)，紫外輻照已被證實(shí)是比任何其它方法更有效和經(jīng)濟(jì)上可行的。兩種利用紫外輻照消滅空中微生物的主要的方法包括空氣導(dǎo)管輻照和生活或工作區(qū)的上部空氣的直接輻照。雖然一些研究已經(jīng)令人信服地闡明，紫外輻照可以有效地降低空中微生物的密度，實(shí)際上在有效性方面文獻(xiàn)上有各種不同的記載。
常規(guī)的空氣凈化系統(tǒng)依靠通過(guò)使空氣經(jīng)過(guò)或圍繞一個(gè)或多個(gè)紫外燈而使空中微生物暴露于紫外輻照中。上面列出的所有專利文獻(xiàn)都涉及該方法的某種改變。該方法有兩個(gè)主要缺點(diǎn)。第一，暴露時(shí)間幾乎唯一地取于空氣流過(guò)燈的速率。第二，人們?cè)缫压?，紫外輻照容易被大多?shù)物質(zhì)的表面吸附。由此，灰塵和顆粒聚積在輻照燈上，從而對(duì)它們的殺菌效果有不利影響。由于輻照燈的操作產(chǎn)生一種靜電場(chǎng)，當(dāng)輻照燈直接置于空氣流中時(shí)，特別是如果空氣流是未過(guò)濾的或過(guò)濾不好的，輻照燈容易吸引和聚積顆粒物質(zhì)。這些因素可能是構(gòu)成使用紫外輻照控制空中的微生物的密度產(chǎn)生可變的結(jié)果的部分因素。
雖然包括細(xì)菌和病毒在內(nèi)的大多數(shù)微生物通過(guò)充分地暴露于紫外輻照中容易消滅，但是為消滅一種微生物所需的暴露持續(xù)時(shí)間取決于各種因素，包括濕度、要被處理的空氣中的顆粒密度和微生物距輻照源的距離。
在通過(guò)使用紫外輻照消滅空中的微生物來(lái)凈化空氣的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中，幾個(gè)重要因素在很大程度上被忽視。公知的是輻照強(qiáng)度隨著與輻照源的距離的平方的增加而降低。從而近范圍的紫外輻照是最有效的。為消滅特定的微生物，特別是濕環(huán)境下可能需要相當(dāng)長(zhǎng)的暴露時(shí)間。最重要的是，為確保適當(dāng)?shù)妮椪兆饔茫谧饔们盎蜻^(guò)程中，優(yōu)選將微生物捕捉到一個(gè)過(guò)濾器表面上，這樣確保輻照量和暴露時(shí)間適于有效地消滅它們。最后，輻照燈需防止聚積空中的顆粒物質(zhì)，所述物質(zhì)可以反射和/或吸收輻照。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種殺菌的空氣過(guò)濾器，它可有效地消滅懸浮在要被凈化的空氣中的空中的微生物。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種殺菌的空氣過(guò)濾器，它通過(guò)捕捉生物體于一個(gè)空氣過(guò)濾器表面上來(lái)消滅微生物，所述表面暴露于殺菌量的紫外輻照中。
本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的目的是提供一種殺菌空氣過(guò)濾器，其中紫外輻照源和過(guò)濾介質(zhì)是可相互位移的，以使過(guò)濾器的整個(gè)表面有序地暴露于強(qiáng)烈的輻照中。
本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的目的是提供一種靜電增強(qiáng)的殺菌空氣過(guò)濾器。
本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的目的是提供一種靜電增強(qiáng)的殺菌空氣過(guò)濾器，它可從過(guò)濾后的空氣中除去由紫外輻照源產(chǎn)生的臭氧。
從而本發(fā)明提供一種殺菌空氣過(guò)濾器，它包括一種用于從要被過(guò)濾的空氣物流中除去包含至少一部分微生物的顆粒物質(zhì)的過(guò)濾介質(zhì)(所述過(guò)濾介質(zhì)有一個(gè)暴露于要被過(guò)濾的空氣中的上游面)，至少一個(gè)殺菌輻照源(該源設(shè)置在接近于過(guò)濾介質(zhì)的上游面處，并布置得使至少一部分過(guò)濾介質(zhì)的所述面暴露到紫外輻照中)，輻照源和過(guò)濾介質(zhì)可相互位移，并設(shè)置用于移置輻照源和過(guò)濾介質(zhì)之一的裝置，以使過(guò)濾介質(zhì)的上游面的一個(gè)表面有序地暴露于殺菌量的紫外輻照中。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，過(guò)濾介質(zhì)用靜電增強(qiáng)以使較大百分比的顆粒物質(zhì)從過(guò)濾的空氣中被收集，并且被收集的顆粒物質(zhì)包括尺寸顯著小于可山未被靜電增強(qiáng)的相同過(guò)濾介質(zhì)收集的顆粒。靜電空氣過(guò)濾系統(tǒng)公知用于從空氣物流中除去非常細(xì)的顆粒。通過(guò)靜電增強(qiáng)空氣過(guò)濾器，空中微生物的捕捉速率增強(qiáng)，并進(jìn)而促進(jìn)消滅微生物。
在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)圓筒形過(guò)濾器圍繞一個(gè)縱軸旋轉(zhuǎn)，將過(guò)濾器的一個(gè)表面暴露在由一個(gè)位于過(guò)濾器一側(cè)附近的紫外輻照源發(fā)出的殺菌輻照中。紫外輻照源優(yōu)選為紫外燈，它可以是一種產(chǎn)生臭氧的燈，所產(chǎn)生的臭氧進(jìn)一步促進(jìn)消滅微生物。紫外燈優(yōu)選與空氣流動(dòng)氣流隔開(kāi)，以使懸浮在要被過(guò)濾的空氣中的灰塵不聚積在該燈的表面上而阻止輻照。優(yōu)選設(shè)置一個(gè)拋物狀反射鏡，該鏡焦點(diǎn)與圓筒形過(guò)濾器的縱軸相合，以使由燈的遠(yuǎn)離過(guò)濾器的一側(cè)發(fā)射的輻照被引回過(guò)濾器表面。
在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中，一種平面過(guò)濾器與紫外輻照源聯(lián)合，所述輻照源過(guò)濾表面上往復(fù)移動(dòng)以有序地暴露該表面于輻照能中。在該實(shí)施例中，紫外輻照源通過(guò)一個(gè)反射器來(lái)防止直接暴露于要被過(guò)濾的空氣中，所述反射器在過(guò)濾器表面附近懸掛在輻照源上方。反射器使空氣偏離輻照源，輻照源優(yōu)選是一個(gè)燈，反射器圍繞燈產(chǎn)生局部真空，該真空有助于防止燈暴露于載有灰塵的空氣中，從而延長(zhǎng)作為殺菌輻照源的燈的維修和保持有效之間的時(shí)間。
在本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例中，平面過(guò)濾器被暴露于由紫外輻照源產(chǎn)生的輻照中，所說(shuō)輻照源在過(guò)濾器附近圍繞一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述軸與輻照源的縱軸成直角。輻照源(優(yōu)選為一紫外燈)的轉(zhuǎn)動(dòng)可由一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，該電機(jī)使支撐燈的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，輻照源的轉(zhuǎn)動(dòng)還可由經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的空氣流帶動(dòng)。在第二種情況下，燈源平衡設(shè)置而且通過(guò)以對(duì)頂角定位的螺旋槳形葉片來(lái)驅(qū)動(dòng)所述的軸。該燈同樣優(yōu)選由一反射器屏蔽避免與要被過(guò)濾的空氣直接接觸，所述反射器還反射輻射能到過(guò)濾器表面上并圍繞該燈產(chǎn)生局部真空，該真空有助于防止燈暴露到載有灰塵的空氣中。
按照本發(fā)明的殺菌空氣過(guò)濾器的任何實(shí)施例可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)位于過(guò)濾器的下游面附近的紫外輻照源，用于消滅被捕捉到過(guò)濾器該側(cè)附近的過(guò)濾介質(zhì)深處的微生物。
按照本發(fā)明的殺菌空氣過(guò)濾器的來(lái)菌效果還可以通過(guò)產(chǎn)生臭氧以促進(jìn)對(duì)由過(guò)濾介質(zhì)捕捉的有機(jī)物質(zhì)的氧化而加強(qiáng)，這種方法是非必需的，可在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行。臭氧可以通過(guò)使用一種產(chǎn)生臭氧的紫外燈和/或通過(guò)一根或多根設(shè)置在過(guò)濾器上游的電暈線來(lái)產(chǎn)生，當(dāng)所述線通有高電壓、低電流強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生臭氧。
實(shí)驗(yàn)已表明，按照本發(fā)明的殺菌空氣過(guò)濾器能有效地消滅空氣中的微生物，還表明使用一種適當(dāng)尺寸的按照本發(fā)明的空氣過(guò)濾器，在封閉的空間內(nèi)可基本上除去空中的微生物。
下面將僅借助實(shí)施例和參照下列附圖解釋本發(fā)明，其中

圖1是本發(fā)明的第一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的俯視平面圖，表示一種滅菌空氣過(guò)濾器，該過(guò)濾器箱體的蓋被移開(kāi)以暴露過(guò)濾器的構(gòu)件;
圖2是沿圖1所示的空氣過(guò)濾器的2-2線截取的豎直剖面圖，闡明空氣過(guò)濾器的驅(qū)動(dòng)和動(dòng)力構(gòu)件;
圖3為一個(gè)過(guò)濾器支撐鼓的透視圖，該鼓用于圖1所示的殺菌空氣過(guò)濾器;
圖4是用于使圖3所示的過(guò)濾器支撐鼓轉(zhuǎn)動(dòng)和給圖1所示的殺菌空氣過(guò)濾器提供高電壓能源供應(yīng)以增強(qiáng)靜電的機(jī)構(gòu)的部分視圖;
圖5是用于將圖1所示的殺菌空氣過(guò)濾器的電子構(gòu)件連接到電源上的電子線路示意圖;
圖6是適合于裝入圖1-5所示的殺菌空氣過(guò)濾器的一個(gè)箱體的透視;
圖7是按照本發(fā)明的滅菌空氣過(guò)濾器的第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的俯視圖;
圖8是沿7所示的殺菌空氣過(guò)濾器的線8-8截取的剖面圖;
圖9是圖7所示的過(guò)濾器的剖面示意圖，闡明由按照本發(fā)明的用一反射器保護(hù)的紫外燈產(chǎn)生的空氣流動(dòng)途徑;
圖10是用于圖7所示的殺菌空氣過(guò)濾器的電子線路示意圖，和圖11是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的分解的透視圖，設(shè)置在一個(gè)空氣處理系統(tǒng)的空氣導(dǎo)管中;
圖12是用于圖11所示的殺菌空氣過(guò)濾器的驅(qū)動(dòng)和電能輸送布置的分解的透視圖;
圖13是圖12所示的設(shè)備的側(cè)視剖面圖;
圖14是用于圖11所示的殺菌空氣過(guò)濾器的以空氣為動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)布置的分解的透視圖;
圖15是用于控制圖14所示的驅(qū)動(dòng)布置的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的一種摩擦離合器的詳細(xì)透視圖;
圖16是用于圖12所示的殺菌空氣過(guò)濾器的電子線路示意圖;和圖17是一個(gè)條線圖，表示靜電增強(qiáng)的殺菌空氣過(guò)濾器對(duì)在密封的測(cè)試室中的形成空中細(xì)菌群體的單元的影響。
本發(fā)明提供一種滅菌空氣過(guò)濾器，總體標(biāo)為20，該過(guò)濾器包括一個(gè)用于捕捉和除去空氣流中的顆粒物質(zhì)的過(guò)濾器(所述顆粒物質(zhì)包括至少一部分懸浮在空氣物流中的微生物)，和一個(gè)用于消滅由過(guò)濾器捕捉的微生物的紫外輻照源。為了確保將過(guò)濾器表面適當(dāng)和有效地暴露于紫外輻照中，紫外源和過(guò)濾介質(zhì)是可相互移動(dòng)的。如果紫外源是固定的，過(guò)濾介質(zhì)有規(guī)律地移動(dòng)經(jīng)過(guò)由該源產(chǎn)生的輻照區(qū)域。如果過(guò)濾介質(zhì)是固定的，那么紫外源有規(guī)律以預(yù)先確定方式移動(dòng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾器。這樣，確保過(guò)濾器表面的輻照受到控制。輻照源/過(guò)濾介質(zhì)的移動(dòng)還促進(jìn)更深地和徹底地輻照過(guò)濾器，因?yàn)檫^(guò)濾器上的輻照入射角的改變大體上消除了被遮蔽的區(qū)域，該遮蔽區(qū)域是當(dāng)用一個(gè)位于相對(duì)過(guò)濾器固定的位置的輻照源輻照一種纖維材料如過(guò)濾介質(zhì)時(shí)自然出現(xiàn)的。
圖1是按照本發(fā)明的一種殺菌空氣過(guò)濾器的第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的俯視圖。該殺菌空氣過(guò)濾器20包括一個(gè)箱體22，在該圖中該箱體的蓋23(見(jiàn)圖6)被移開(kāi)。箱體包括用于讓要被過(guò)濾的空氣進(jìn)入(由箭頭26表示)的百葉窗板24?？諝庥梢伙L(fēng)扇42經(jīng)百葉窗板24吸入，該風(fēng)扇將空氣吸入經(jīng)過(guò)一圓筒形過(guò)濾物質(zhì)，該過(guò)濾物質(zhì)總體用28標(biāo)示。過(guò)濾介質(zhì)28在一驅(qū)動(dòng)裝置50驅(qū)動(dòng)的一個(gè)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，在圖2-4中將更詳細(xì)地解釋。過(guò)濾介質(zhì)28優(yōu)選是一種適合于空氣過(guò)濾的打褶的紙質(zhì)過(guò)濾物質(zhì)。還可使用其它過(guò)濾材料如玻璃纖維、聚合物纖維等。過(guò)濾物質(zhì)的目的是捕捉懸浮在要被過(guò)濾的空氣26中的顆粒并將如此捕捉的顆粒暴露于由一紫外燈34產(chǎn)生的紫外輻照中。一個(gè)或多個(gè)紫外燈34(以虛線表示)還可以設(shè)置在圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28的下游面上以消滅深入過(guò)濾介質(zhì)的微生物。
為了使灰塵污染物在位于過(guò)濾物質(zhì)上游測(cè)的紫外燈34上的積聚減至最少，由位于圓筒形過(guò)濾物質(zhì)28的相對(duì)側(cè)的擋板46進(jìn)行保護(hù)，該擋板46防止要被過(guò)濾的大部分空氣26進(jìn)入箱體22的后側(cè)。紫外燈34進(jìn)一步由圍繞該燈的一個(gè)箱36保護(hù)。為了增加輻照效率，設(shè)置一個(gè)拋物反射鏡38，用于使紫外燈34的一側(cè)和后部放出的輻射改變方向至過(guò)濾介質(zhì)表面。該拋射鏡38優(yōu)選如此成型使它的焦點(diǎn)與圓筒形過(guò)濾物質(zhì)28的軸相重合，這樣確保盡可能多的輻照集中到過(guò)濾物質(zhì)28的表面上。如果過(guò)濾物質(zhì)28是一種如圖1所示的打褶的過(guò)濾物質(zhì)，其焦點(diǎn)與圓筒過(guò)濾介質(zhì)28的軸相重合的拋物反射鏡38還確保圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28的每個(gè)褶被暴露在輻射中，因?yàn)榉瓷浜蟮妮椪罩苯诱丈湎?6邊界內(nèi)的每個(gè)褶的一側(cè)。
圖2是圖1所示的過(guò)濾介質(zhì)和殺菌空氣過(guò)濾器20的機(jī)械驅(qū)動(dòng)部分的剖面圖。圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28由一個(gè)過(guò)濾物質(zhì)支撐鼓44支撐，該鼓在一可轉(zhuǎn)動(dòng)的盤或轉(zhuǎn)臺(tái)48上，后者被固定到一支撐到一支撐托座49上，該座可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在一不動(dòng)的底板54上。支撐托座49有一軸孔，該孔容納不動(dòng)桿52。不動(dòng)桿52支撐一風(fēng)扇葉片42和風(fēng)扇馬達(dá)43。從而很明顯圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28圍繞風(fēng)扇葉片42轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片42安裝在不動(dòng)桿52的頂部。轉(zhuǎn)盤48由一驅(qū)動(dòng)裝置50轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)裝置50可以是一種變速的馬達(dá)、帶齒輪的馬達(dá)、或圓筒形電線圈驅(qū)動(dòng)的棘輪等。驅(qū)動(dòng)心軸51方便地是一個(gè)橡膠覆蓋的軸，該軸與轉(zhuǎn)盤48的外周摩擦嚙合來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤48。還可使用傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)之類。風(fēng)扇電機(jī)43由電線45提供電能，電線45通過(guò)不動(dòng)桿52并從不動(dòng)桿的切開(kāi)的一側(cè)的開(kāi)孔出來(lái)。圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28優(yōu)選是靜電增強(qiáng)的，以使它從經(jīng)過(guò)其中的空氣中捕捉最大數(shù)目的微生物。充電介質(zhì)型的靜電增強(qiáng)的空氣過(guò)濾器在本領(lǐng)域中是公知的。按照優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，接地的或帶負(fù)電的電導(dǎo)性的充電介質(zhì)32圍繞圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28的外表面。所述接地的充電介質(zhì)32可以是膨脹的鋁網(wǎng)之類，它優(yōu)選在制造時(shí)被固定到圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28上，而且是可與之一起丟棄的。帶正電的導(dǎo)電性的充電的介質(zhì)30優(yōu)選永久地固定在過(guò)濾介質(zhì)支撐鼓44上。充電介質(zhì)30可以是一種焊接的絲網(wǎng)、一種金屬網(wǎng)或這類東西。做為另一種選擇方案，充電介質(zhì)30可以是浸有碳的具有開(kāi)口穴窩的泡沫塑料，該塑料是電導(dǎo)性的。這種類型的泡沫不僅用作有效的靜電充電介質(zhì)，而且如果維護(hù)適當(dāng)，它還凈化含有由紫外燈34(見(jiàn)圖1)產(chǎn)生的過(guò)濾后的空氣中的臭氧。在充電介質(zhì)30是一種浸有碳的或活性碳的微細(xì)顆粒的具有開(kāi)口穴窩的泡沫的情況中，優(yōu)選將該充電介質(zhì)30固定到圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28上并可同其一起丟棄。接地的充電介質(zhì)32通過(guò)與轉(zhuǎn)盤48接觸進(jìn)行接電，所述轉(zhuǎn)盤優(yōu)選是一種傳導(dǎo)性的金屬如鋁。為了確保良好的接觸，充電介質(zhì)32優(yōu)選切成比圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28長(zhǎng)一些，并圍繞圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28的底角部拐角彎曲，以使與轉(zhuǎn)盤48的接觸得到保證。如果轉(zhuǎn)盤48是由塑料或其它非傳導(dǎo)性物質(zhì)制成的，接地的腿(未示出)必須與適當(dāng)?shù)牡孛嫦噙B，并如此設(shè)置使得當(dāng)圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28裝在殺菌空氣過(guò)濾器20中時(shí)，充電介質(zhì)32與接地腿接觸。
為了使圓筒形過(guò)濾物質(zhì)28靜電增強(qiáng)，必須將高電壓電流加到充電介質(zhì)30上以在帶正電介質(zhì)30和接地的充電介質(zhì)32之間產(chǎn)生靜電場(chǎng)。靜電場(chǎng)使圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28的纖維極化，使得纖維確實(shí)吸引懸浮在從中經(jīng)過(guò)的空氣中的顆粒物質(zhì)，由此增加過(guò)濾介質(zhì)捕捉小的空中顆粒(包括微生物)的能力。由于圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28圍繞不動(dòng)桿52轉(zhuǎn)動(dòng)，必須提供具體措施以向充電介質(zhì)30供應(yīng)高電壓。在圖2至6所示的本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，充電介質(zhì)30由一高壓能源82提供高電壓、低電流強(qiáng)度的電流，所述能源82被裝在轉(zhuǎn)盤48上。高電壓能源82的正極連接到高電壓電極83上，電極83設(shè)置在與充電介質(zhì)30保持電接觸的接觸的位置上。該高電壓能源靠由變壓器78(見(jiàn)圖5)供給的電流操作，變壓器78將干線動(dòng)力變?yōu)?4伏，該電壓由高電壓能源82轉(zhuǎn)變?yōu)榈桶才鄶?shù)、高電壓(在10KV數(shù)量級(jí))的電流。來(lái)自變壓器78的24伏電能通過(guò)電線81a和81b引導(dǎo)到高電壓能源82，所述電線分別連接到電導(dǎo)性的環(huán)狀開(kāi)關(guān)85上。一對(duì)電導(dǎo)性的電刷86分別接觸環(huán)狀開(kāi)關(guān)85，從而供給電能給高電壓能源82，對(duì)比參照?qǐng)D4將更詳細(xì)地進(jìn)行解釋。
圖3表示過(guò)濾介質(zhì)支撐鼓44的透視圖。該過(guò)濾介質(zhì)支撐鼓優(yōu)選是一種重量輕的塑料圓筒，它有縫47，該縫沿過(guò)濾介質(zhì)支撐鼓44的側(cè)壁縱向延伸，該縫47以有規(guī)律的間隔在側(cè)壁上切開(kāi)，以允許空氣由風(fēng)扇42吸入經(jīng)過(guò)圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28。并通過(guò)該過(guò)濾介質(zhì)支撐鼓44的一頂部排出。圍繞過(guò)濾介質(zhì)支撐鼓44的側(cè)壁頂部的不帶縫的邊緣用于為風(fēng)扇42提供護(hù)罩。
圖4表示圖2中所述的過(guò)濾器和機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置的放大的一部分。如上所述，轉(zhuǎn)盤48圍繞不動(dòng)桿52轉(zhuǎn)動(dòng)。為了給高電壓能源82提供操作電流，延伸通過(guò)固定桿52的電線81a和81b分別連接到對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)性的環(huán)狀開(kāi)關(guān)85上。環(huán)狀開(kāi)關(guān)85裝到由橡膠、塑料之類物質(zhì)制的圓筒形電絕緣體87上。一對(duì)柔韌的電刷86優(yōu)選由鋁或黃銅制成。柔韌的電刷86被連接到高電壓能源82的輸入極上。該布置允許高電壓能量通過(guò)高電壓電極83(見(jiàn)圖2)連續(xù)供給于充電介質(zhì)30。
圖5是圖1-4所示的殺菌空氣過(guò)濾器20的電路示意圖。殺菌空氣過(guò)濾器20優(yōu)選通過(guò)一個(gè)三叉頭連接器27被供給電流，該連接器可以連接到一標(biāo)準(zhǔn)的干線引出線上。導(dǎo)線120和122分別連接三叉頭連接27的正和負(fù)叉頭。導(dǎo)線120連到一保險(xiǎn)絲39以防止殺菌空氣過(guò)濾器220由于電能增加之類的引起短路。導(dǎo)線120還直接連到開(kāi)關(guān)37上，該開(kāi)關(guān)37優(yōu)選是一種三極開(kāi)關(guān)，它有一個(gè)關(guān)位置和兩個(gè)操作位置以控制風(fēng)扇馬達(dá)43，馬達(dá)43優(yōu)選是一種雙速風(fēng)扇馬達(dá)。導(dǎo)線122連接到一個(gè)連接點(diǎn)124上并且連接到24伏變壓器78上。導(dǎo)線126同樣連接到連接點(diǎn)124以及連接點(diǎn)128和驅(qū)動(dòng)裝置50上，該裝置50可以是一種帶齒輪的馬達(dá)或變速馬達(dá)之類。導(dǎo)線130連接連接點(diǎn)128和一個(gè)紫外鎮(zhèn)流器35。連接點(diǎn)132連接導(dǎo)線130和導(dǎo)線134，導(dǎo)線134連接風(fēng)扇馬達(dá)43。來(lái)自開(kāi)關(guān)37的導(dǎo)線136連接連接點(diǎn)138以及24伏變壓器78。導(dǎo)線140連接連接點(diǎn)138和驅(qū)動(dòng)裝置50。一根第二導(dǎo)線142連接開(kāi)關(guān)37和紫外燈34的鎮(zhèn)流器35。導(dǎo)線144和146使開(kāi)關(guān)37與雙速風(fēng)扇馬達(dá)43相連。導(dǎo)線148、150、152和154分別連接紫外燈34與鎮(zhèn)流器35。導(dǎo)線81a和81b連接高電壓能源82與24伏變壓器78。高電壓能源的正極連接高電壓電極83，并且高電壓能源82的負(fù)極連接地線89。
圖6表示圖1至5所示的適于裝入殺菌空氣過(guò)濾器20的箱體。該箱體22包括開(kāi)關(guān)37和有一帶叉頭的插座27的電源線。該箱體的前部分包括百葉窗板24以允許要被過(guò)濾的空氣26進(jìn)入。一個(gè)鉸鏈接合在箱體后側(cè)的蓋23向上和向后提升以允許進(jìn)入箱體內(nèi)部，使得該裝置可以通過(guò)更換可丟棄的圓筒形過(guò)濾介質(zhì)28(見(jiàn)圖2)來(lái)檢修。箱體的頂部包括百葉窗板24以允許過(guò)濾后的空氣由風(fēng)扇42(見(jiàn)圖2)從箱體22中排出。許多其它結(jié)構(gòu)的箱體也適合用于上述殺菌空氣過(guò)濾器20。
圖7至圖10表示殺菌空氣過(guò)濾器20的第二個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例更容易適合于裝在某些中心空氣處理系統(tǒng)中。本發(fā)明的該實(shí)施例包括一個(gè)框架58，該框架支撐過(guò)濾介質(zhì)28在一平面里，它方便地是扁平的。過(guò)濾介質(zhì)28可以是玻璃纖維、紙、或一種相似的過(guò)濾介質(zhì)。過(guò)濾介質(zhì)28優(yōu)選是一種絕緣的纖維材料，該材料適合靜電增強(qiáng)?？諝膺^(guò)濾器20包括至少一個(gè)紫外燈固體定裝置84，該裝置位于過(guò)濾介質(zhì)28的上游側(cè)。該燈固定裝置84橫向安裝在過(guò)濾介質(zhì)28上并由支撐圍欄64支撐，在圖8中將進(jìn)行解釋。紫外燈固定裝置84往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)28的表面以有規(guī)律地暴露基本上整個(gè)過(guò)濾介質(zhì)表面到紫外輻射中。紫外燈固定裝置84可以通過(guò)該領(lǐng)域中公知的一些機(jī)構(gòu)使它運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)28的表面。在優(yōu)選的實(shí)施例中，該燈借助于一根細(xì)長(zhǎng)的帶螺紋驅(qū)動(dòng)桿66移動(dòng)，該桿由驅(qū)動(dòng)裝置50轉(zhuǎn)動(dòng)，該裝置50的操作將在與圖8有關(guān)的更詳細(xì)描述中進(jìn)行解釋。該燈由一電源線70提供電能，該電線70優(yōu)選通過(guò)一彈性負(fù)載的拉起卷筒72保持半繃緊狀態(tài)，以防止電線70在往復(fù)循環(huán)經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)28時(shí)變得與紫外燈固定裝置84相纏結(jié)。
圖8是圖7所示的殺菌空氣過(guò)濾器20的沿線8-8的剖面圖。紫外燈固定裝置84一般包括一鎮(zhèn)流器35(如圖10)和一紫外燈34。它可以是一種產(chǎn)生臭氧的紫外燈，該燈可由一些制造商處得到并且是本領(lǐng)域中公知的。該燈34罩有一反射鏡88，其功能將在參照?qǐng)D9中更詳細(xì)地解釋。
被固定到燈固定裝置84的每端的是支撐架90。支撐架90包括一個(gè)每端可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輪92，該輪在一成型為支撐它的引導(dǎo)圍欄64中轉(zhuǎn)動(dòng)。
被固定到圍欄64的每端的是一限制開(kāi)關(guān)94，該開(kāi)關(guān)由絕緣的電線96連接到馬達(dá)控制器80(見(jiàn)圖7)。每次紫外燈固定裝置84到達(dá)過(guò)濾介質(zhì)的一端時(shí)，限制開(kāi)關(guān)94跳閘。馬達(dá)控制器80(見(jiàn)圖7)對(duì)限制開(kāi)關(guān)94的跳閘感應(yīng)并使驅(qū)動(dòng)裝置50的操作方向反向，以使紫外燈固定裝置84的運(yùn)動(dòng)反向。如上所述，燈34被驅(qū)動(dòng)裝置50驅(qū)動(dòng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)60的表面，驅(qū)動(dòng)裝置50使一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪98轉(zhuǎn)動(dòng)，該齒輪使帶螺紋的驅(qū)動(dòng)桿66轉(zhuǎn)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)桿66與一剛性驅(qū)動(dòng)托架100嚙合，該托架固定到燈固定裝置84的頂部的中心。當(dāng)桿66被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紫外燈固定裝置84被驅(qū)動(dòng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)表面。驅(qū)動(dòng)裝置的開(kāi)動(dòng)受到控制器80(見(jiàn)圖7)控制?？刂破?0可以包括一個(gè)普通定時(shí)器(該定時(shí)器在定時(shí)的間隔接通驅(qū)動(dòng)裝置50)、轉(zhuǎn)變變阻器或者智能集成電路，該電路監(jiān)測(cè)變量如濕度、溫度和/或空氣污染以確定紫外燈固定裝置84的最佳移動(dòng)速度?？刂破?0還可以接收人工輸入使得紫外燈固定裝置84的移動(dòng)速率可以按照預(yù)定的定標(biāo)設(shè)置，該定標(biāo)是為最好地消滅特定類型或種類的微生物而經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定的。
如上所述，為了防止電線70被拉過(guò)過(guò)濾介質(zhì)表面或與紫外燈固定裝置84纏在一起，該線優(yōu)選通過(guò)一彈性負(fù)載的拉緊卷筒72或相似物而保持在最小張力。該線通過(guò)彈簧鋼支撐棍102支撐在燈固定裝置端點(diǎn)上。線70還可以沿著帶有掛鉤(未示出)或類似物的支撐圍欄64的外側(cè)被撐住。
如上所述，按照本發(fā)明的殺菌空氣過(guò)濾器20優(yōu)選是靜電增強(qiáng)的，以使它們可從過(guò)濾空氣中捕捉最大量的顆粒。在圖7所示的實(shí)施例中將一個(gè)玻璃纖維之類的墊支撐在一編織網(wǎng)或膨脹的金屬網(wǎng)上，該網(wǎng)用做過(guò)濾介質(zhì)的接地的充電介質(zhì)32。將充電104通過(guò)一根地線89(見(jiàn)圖10)連接到高電壓能源82的負(fù)極上。能源82的正極連接到高壓電極83上，該電極被驅(qū)動(dòng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)28的表面以接觸充正電的介質(zhì)30，從而該介質(zhì)30被充有高電壓正電荷。高電壓電極83用一層絕緣材料112覆蓋，但穿入過(guò)濾介質(zhì)28的那端不覆蓋。當(dāng)將電流供給高電壓能源82時(shí)，在充電介質(zhì)30、32之間和周圍產(chǎn)生靜電場(chǎng)。該靜電場(chǎng)使過(guò)濾介質(zhì)28的纖維極化并大大增加從經(jīng)過(guò)其中的空氣中捕捉顆粒物質(zhì)的速率。根據(jù)過(guò)濾介質(zhì)28的尺寸和表面積，可以前后連接兩個(gè)或更多的紫外燈固定裝置84并驅(qū)動(dòng)它們一致地經(jīng)過(guò)該表面。還可將一個(gè)或多個(gè)燈(未示出)裝在過(guò)濾介質(zhì)28的下游側(cè)上，以使微生物即使完全穿入過(guò)濾介質(zhì)中也被暴露于紫外輻照中。
圖9為紫外燈固定裝置84的示意圖，以說(shuō)明反射鏡88的效果，反射鏡88的兩個(gè)用途為將紫外燈34產(chǎn)生的輻射向下反射到過(guò)濾介質(zhì)28上，和使載有顆粒的要被過(guò)濾的空氣26轉(zhuǎn)向避開(kāi)紫外燈34。空氣流26被轉(zhuǎn)向反射鏡88的相對(duì)的側(cè)面上。如果沒(méi)有反射鏡88，在紫外燈固定裝置84的每側(cè)會(huì)產(chǎn)生空氣流的旋渦(未示出)，這樣載有顆粒的空氣連續(xù)地涌到燈34的相對(duì)的側(cè)面上。紫外燈34在操作時(shí)產(chǎn)生靜電荷，從而易于吸引顆粒物質(zhì)。反射鏡88將空氣流26改變方向偏離燈34并進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)28。這在反射鏡88下產(chǎn)生局部真空。過(guò)濾后的空氣29緩慢地由局部真空經(jīng)過(guò)濾介質(zhì)28向上被引出反射器88和過(guò)濾介質(zhì)28之間的每側(cè)。由于被捕捉到過(guò)濾介質(zhì)28中的顆粒通過(guò)靜電吸引被抓住，所以利用反射鏡88下產(chǎn)生的真空過(guò)濾介質(zhì)向上引出的過(guò)濾后空氣29基本上是干凈的，而且紫外燈34保持相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有灰塵，維持殺菌效果和減少了維修燈的需要。
圖10表示圖7至圖9所示的本發(fā)明的實(shí)施例的簡(jiǎn)單電路圖。三叉頭的連接器27包括導(dǎo)線120，該導(dǎo)線與一保險(xiǎn)絲39相連以保護(hù)電路以防電能急增等。所述三叉頭連接器27還包括導(dǎo)線122，該導(dǎo)線被連接到24伏變壓器78的負(fù)極和一連接點(diǎn)124上。導(dǎo)線126將連接點(diǎn)124與驅(qū)動(dòng)裝置50相連。導(dǎo)線130將連接點(diǎn)128連接到紫外燈34的鎮(zhèn)流器35的負(fù)極上。導(dǎo)線81a和81b將24伏變壓器78連接到高電壓能源82上。變壓器78的正極由導(dǎo)線136連接到馬達(dá)控制器80上。導(dǎo)線176將一連接點(diǎn)138連接到驅(qū)動(dòng)裝置50上。一對(duì)導(dǎo)線96連接馬達(dá)控制器80和限制開(kāi)關(guān)94。導(dǎo)線142連接一連接點(diǎn)179和紫外燈34的鎮(zhèn)流器35的正極。導(dǎo)線148、150、152和154將鎮(zhèn)流器35的輸出端連接到紫外燈34上?？梢允褂闷渌€路圖以給圖7至9所示的殺菌空氣過(guò)濾器20提供能源。
圖11表示按照本發(fā)明的殺菌空氣過(guò)濾器的第三個(gè)實(shí)施例的分解的透視圖。該實(shí)施例的設(shè)計(jì)是為安裝在一種空氣處理系統(tǒng)的圓形或矩形空氣管道中。如圖11所示，矩形空氣管148容納一個(gè)用于支撐殺菌空氣過(guò)濾器的框架150，所述空氣過(guò)濾器總體用標(biāo)號(hào)20表示。該殺菌空氣過(guò)濾器20包括一個(gè)紫外輻照裝置152和一個(gè)空氣過(guò)濾裝置154。空氣過(guò)濾裝置154在空氣管148中橫向支撐過(guò)濾介質(zhì)28以使引經(jīng)該空氣管的空氣通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)28?？諝膺^(guò)濾裝置154優(yōu)選是一種靜電增強(qiáng)的空氣過(guò)濾裝置，如關(guān)于圖1和圖8所述的?？諝膺^(guò)濾裝置154由高電壓能源82充靜電?？諝夤?48優(yōu)選包括一狹縫156，該狹縫可滑動(dòng)地容納空氣過(guò)濾裝置154以使過(guò)濾介質(zhì)28可通過(guò)將空氣過(guò)濾裝置154滑出空氣管148而被轉(zhuǎn)換。由箭頭26表示的要被過(guò)濾的空氣進(jìn)入殺菌空氣過(guò)濾器20的上游側(cè)并由一空氣處理系統(tǒng)吸入通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)28。要被過(guò)濾的空氣可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)電暈線151充入臭氧。臭氧促進(jìn)氧化，從而增加空氣過(guò)濾器的滅菌效果。有利的是電暈線151由高電壓能源224(見(jiàn)圖16)提供高電壓、低電流強(qiáng)度的電流。能源224優(yōu)選裝在電能開(kāi)關(guān)160的箱體中。電暈線151通過(guò)一電絕緣的底座153被固定在空氣管的底部，底座153包括一個(gè)用于以本領(lǐng)域公知的方式提供高電壓、低電流強(qiáng)度電能給電暈線151的電線(未示出)。電暈線通過(guò)鉤155被支撐在它們的頂端，所述鉤與空氣管148的頂端相絕緣。
空氣過(guò)濾裝置154的上游側(cè)被暴露于由紫外輻射裝置152產(chǎn)生的紫外輻射中，所述裝置152的結(jié)構(gòu)將在關(guān)于圖12至15中解釋。紫外輻照裝置152由一支撐架158支撐在空氣管148中，該支撐架連接在框150的相對(duì)的側(cè)面上。殺菌空氣過(guò)濾器20的操作由電開(kāi)關(guān)160控制，該開(kāi)關(guān)160優(yōu)選裝在空氣管148的外面。開(kāi)關(guān)160還優(yōu)選作電燈鎮(zhèn)流器35和24伏變壓器78(見(jiàn)圖16)的箱體。
圖12表示紫外輻照裝置152的一種典型的驅(qū)動(dòng)機(jī)械的分解圖。紫外燈固定裝置84被支撐在一根軸164上，該軸由一軸臺(tái)166可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。軸164由一驅(qū)動(dòng)裝置50驅(qū)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)裝置可以是變速馬達(dá)、帶齒輪的馬達(dá)之類。紫外燈固定裝置84必須被供給電流。連到電線上(該圖中未示出)的一雙電刷86與環(huán)狀開(kāi)關(guān)85接觸，該開(kāi)關(guān)85又與給紫外燈34(見(jiàn)圖13)提供能源的電線相連。環(huán)狀開(kāi)關(guān)85被裝在一圓筒形絕緣體87上，該絕緣體優(yōu)選是由橡膠、塑料之類物質(zhì)制成的。驅(qū)動(dòng)裝置50、軸臺(tái)166、驅(qū)動(dòng)軸164和電線85和電刷86都由一可移動(dòng)的170覆蓋以保護(hù)設(shè)備避開(kāi)載有灰塵的空氣。
圖13表示紫外輻照裝置152的側(cè)視剖面圖?？汕宄吹?，紫外燈34由一反射鏡88支撐，該反射鏡圍繞該燈的側(cè)面和后部。反射鏡88由一按壓螺母174連接到軸164上。電線148、150、152和154經(jīng)過(guò)該軸164并與環(huán)狀開(kāi)關(guān)85和紫外燈34相連。
圖14表示用于紫外燈固定裝置84的另一種的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在該實(shí)施例中，反射鏡84和燈34(見(jiàn)圖13)由要被過(guò)濾的空氣使之轉(zhuǎn)動(dòng)，所述空氣由空氣處理系統(tǒng)吸入經(jīng)過(guò)空氣管148(見(jiàn)圖11)這可以通過(guò)將葉片178連到燈固定裝置84的后表面的相對(duì)的側(cè)面上來(lái)實(shí)現(xiàn)。該葉片以對(duì)角定向以提供螺旋槳形驅(qū)動(dòng)機(jī)械。另外還可以，與燈固定裝置84獨(dú)立的螺旋槳驅(qū)動(dòng)裝置可被安裝在軸164上。軸164由軸臺(tái)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。轉(zhuǎn)動(dòng)速度由摩擦離合器180控制，該離合器的結(jié)構(gòu)在關(guān)于圖15中解釋。紫外輻射裝置152的所有其它構(gòu)件與關(guān)于圖13所示的實(shí)施例所述的那些相同。
圖15是摩擦離合器180的透視圖，該離合器被用于控制由圖14所示的空氣驅(qū)動(dòng)的紫外燈固定裝置84的轉(zhuǎn)速。該摩擦離合器180包括一個(gè)壓縮的圓盤182，該盤有一軸孔184，軸164(見(jiàn)圖14)在其中轉(zhuǎn)動(dòng)。一帶彈性帶186圍繞可壓縮的盤182的周圍。彈性帶186的直徑可以由轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)帶螺紋的桿188來(lái)選擇性地調(diào)節(jié)，該桿188在其外端有一旋鈕190。順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)旋鈕190減小彈性帶186的直徑并壓縮盤182使孔184繃緊軸164，從而控制支撐紫外燈34(見(jiàn)圖13)的紫外燈固定裝置84的轉(zhuǎn)速。摩擦離合器180優(yōu)選包括罩192，它用于保護(hù)該機(jī)構(gòu)避開(kāi)空氣載有的顆粒。
圖6表示適用于圖11-13中所示的本發(fā)明的實(shí)施例的電路示意圖。該電路可以包括一個(gè)三叉頭電插頭27或它可以用一連接盒(未示出)直接到電網(wǎng)上。導(dǎo)線120與電開(kāi)關(guān)160連接。一根第二電線122連到連接點(diǎn)198和鎮(zhèn)流器35上，以給紫外燈34提供電能。導(dǎo)線200連接開(kāi)關(guān)160與連接點(diǎn)202、連接點(diǎn)204和24伏變壓器78。一個(gè)第二導(dǎo)線208連接連接點(diǎn)204與紫外燈34的整流器35。電線216連接連接點(diǎn)202與驅(qū)動(dòng)裝置50。一根第二電線218連接一連接點(diǎn)214與驅(qū)動(dòng)裝置50的相對(duì)側(cè)。導(dǎo)線211和212傳導(dǎo)電流由鎮(zhèn)流器35流至電刷86，電刷86與環(huán)狀開(kāi)關(guān)85(見(jiàn)圖13)接觸。導(dǎo)線148、150、152和154傳導(dǎo)電流由環(huán)狀開(kāi)關(guān)85流至紫外燈34。導(dǎo)線220連接變壓器78的正極到一個(gè)雙極電插座206上，而且導(dǎo)線222連接24伏變壓器78的不帶電極與雙極性電插座206。雙極性電插座206被用于為高電壓能源82(見(jiàn)圖11)提供來(lái)自變壓器78的24伏電流。導(dǎo)線230和232分別連接變壓器78的輸出極到相應(yīng)的第二高壓能源224的輸入極，如果電暈線151是殺菌空氣過(guò)濾器的一部分，則需要該能源224。該高電壓能源224的正的輸出極連到導(dǎo)線226上，所述導(dǎo)線226提供高電壓、低電流強(qiáng)度電能給電暈線151。該高電壓能源的負(fù)極連接地線228。
圖17表示兩種空氣過(guò)濾結(jié)構(gòu)在測(cè)試室中懸浮的含細(xì)菌的空中顆粒數(shù)量的影響的條線圖。條線圖的水平軸表示在一個(gè)70立方英尺的測(cè)試室中在無(wú)過(guò)濾、用靜電增強(qiáng)的空氣過(guò)濾器和按本發(fā)明的靜電增強(qiáng)的殺菌空氣過(guò)濾器的情況下得到的細(xì)菌數(shù)量的測(cè)試結(jié)果。豎直軸表示在從該室的空氣中采得的對(duì)比試樣中收集到的含細(xì)菌的顆粒數(shù)。沒(méi)過(guò)濾的情況下當(dāng)在一石盤中的瓊脂培養(yǎng)基上進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)時(shí)在對(duì)比樣中收集到近65個(gè)含細(xì)菌的顆粒。使用一種靜電增強(qiáng)的空氣過(guò)濾器裝置，在以每分鐘200英尺的空氣速度經(jīng)過(guò)過(guò)濾器和每分鐘400立方英尺過(guò)濾速度、65°F、相對(duì)濕度50%的操作條件下過(guò)濾5分鐘后，按上述方式進(jìn)行對(duì)比試樣培養(yǎng)收集到近18個(gè)含細(xì)菌的顆粒。使用相同的細(xì)菌濃度和相同的過(guò)濾速度，測(cè)試室由一按本發(fā)明的殺菌空氣過(guò)濾器有效地除去了空氣中的含細(xì)菌的顆粒。過(guò)濾5分鐘后在使用上述方法的測(cè)試室中未測(cè)出含細(xì)菌的顆粒。顯然，按照本發(fā)明的殺菌空氣過(guò)濾器能夠非常有效地從過(guò)濾的空氣除去和消滅空中的微生物。
已被證實(shí)，空氣中的微生物是疾病傳播的原因，特別是大量被傳染的和/或易感染的人集中的醫(yī)院和醫(yī)療機(jī)構(gòu)中更是如此。近年來(lái)這個(gè)問(wèn)題更加嚴(yán)重，因?yàn)橛忻庖呷毕菥C合癥(AIDS)的人口日益增加。
因而存在對(duì)空氣凈化系統(tǒng)的需要，該系統(tǒng)能有效地消滅空中的微生物，從而控制由空中的載體產(chǎn)生的傳染病的傳播。按照本發(fā)明的殺菌空氣過(guò)濾器提供一種從有限的環(huán)境中有效控制或消除空中微生物的設(shè)備。它們可用于構(gòu)成凈化一個(gè)單個(gè)房間或整個(gè)公共設(shè)施中的空氣的裝置。該裝置有效、操作安全產(chǎn)制造相對(duì)簡(jiǎn)單。
由前面所述可明顯看到，已經(jīng)在空氣處理裝置方面做出了顯著的進(jìn)步。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)上述本發(fā)明的具體實(shí)施例的改變和改進(jìn)將是顯而易見(jiàn)的。所述的具體的實(shí)施例僅起舉例作用，本發(fā)明的范圍只由所附的權(quán)利要求的范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種殺菌空氣過(guò)濾器，包括一種過(guò)濾介質(zhì)，用于從要被過(guò)濾的空氣流中除去包括至少一部分微生物的顆粒物質(zhì)，該過(guò)濾介質(zhì)有一個(gè)暴露于要被過(guò)濾的空氣中的上游側(cè)；至少一個(gè)紫外輻照源，位于過(guò)濾介質(zhì)的上游側(cè)附近，用于將至少一部分過(guò)濾介質(zhì)的該側(cè)暴露于紫外輻照中；輻照源和過(guò)濾介質(zhì)要可相互位移的；和用于移置輻照源和過(guò)濾介質(zhì)之一的裝置，使得過(guò)濾介質(zhì)的上游側(cè)的表面有規(guī)律地暴露于殺菌量的輻照中。
2.一種如權(quán)利要求1的殺菌空氣過(guò)濾器，其中過(guò)濾介質(zhì)包括一種有一縱軸的圓筒形過(guò)濾材料，且該過(guò)濾材料在紫外輻照源(34)附近圍繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)以使過(guò)濾介質(zhì)的止游側(cè)有規(guī)律地暴露于殺菌量的輻照中。
3.一種如權(quán)利要求1的殺菌空氣過(guò)濾器，其中過(guò)濾介質(zhì)是一種置于空氣處理系統(tǒng)中的平面過(guò)濾介質(zhì)，而且紫外輻照源往復(fù)移動(dòng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的上游側(cè)以使過(guò)濾介質(zhì)的該上游側(cè)有規(guī)律地暴露于滅菌量的紫外輻照中。
4.一種如權(quán)利要求1的殺菌空氣過(guò)濾器，其中過(guò)濾介質(zhì)是一種置于一種空氣處理系統(tǒng)的空氣管中的平面過(guò)濾介質(zhì)，而且紫外輻照源在過(guò)濾介質(zhì)的上游側(cè)附近圍繞一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述軸與輻照源的一個(gè)縱軸成直角以使過(guò)濾介質(zhì)的一圓形區(qū)域有規(guī)律地暴露于殺菌量的紫外輻照中。
5.一種如權(quán)利要求1的殺菌空氣過(guò)濾器，其中過(guò)濾介質(zhì)是一種纖維過(guò)濾介質(zhì)。
6.如權(quán)利要求5的殺菌空氣過(guò)濾器，其中纖維過(guò)濾介質(zhì)是靜電增強(qiáng)的，以使過(guò)濾介質(zhì)纖維由一靜電場(chǎng)極化以增加過(guò)濾介質(zhì)捕捉懸浮在要被過(guò)濾的空氣中的顆粒物質(zhì)的效率。
7.如權(quán)利要求6的殺菌空氣過(guò)濾器，其中過(guò)濾介質(zhì)是一種適用于過(guò)濾空氣的帶褶的紙質(zhì)介質(zhì)。
8.如權(quán)利要求6的殺菌空氣過(guò)濾器，其中過(guò)濾介質(zhì)是一種適用于過(guò)濾空氣的玻璃纖維介質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1的殺菌過(guò)濾器，其中紫外輻照源一種紫外燈。
10.如權(quán)利要求9的殺菌空氣過(guò)濾器，其中紫外燈是一種產(chǎn)生臭氧的燈。
11.如權(quán)利要求1的殺菌空氣過(guò)濾器，其中紫外輻照源被遮蔽避免直接與要被過(guò)濾的空氣接觸以防止顆粒物質(zhì)在輻照源的表面上聚積，所述顆粒物質(zhì)可以吸收和反射紫外輻照并從而抑制輻照源的殺菌效果。
12.一種如權(quán)利要求1的空氣過(guò)濾器，進(jìn)一步包括至少一個(gè)位于過(guò)濾介質(zhì)的下游側(cè)附近的紫外輻照源，用于將至少一部分過(guò)濾介質(zhì)的該下游側(cè)暴露于紫外輻照中。
13.一種如權(quán)利要求1的空氣過(guò)濾器，其中空氣過(guò)濾器進(jìn)一步包括至少一根位于過(guò)濾介質(zhì)的上游側(cè)的電暈線，用于產(chǎn)生臭氧以促進(jìn)氧化并因此增加空氣過(guò)濾器的殺菌效果。
14.如權(quán)利要求4所述的殺菌空氣過(guò)濾器，其中輻照源由一驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)一根支撐輻照源的軸的電機(jī)。
15.如權(quán)利要求4的殺菌空氣過(guò)濾器，其中輻照源是通過(guò)空氣運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)空氣管作用到螺旋槳形的葉片而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的，所述葉片固定在支撐輻照源的軸上。
16.如權(quán)利要求15的殺菌空氣過(guò)濾器，其中輻照源的轉(zhuǎn)速由裝在所述軸上的摩擦離合器控制。
17.一種殺菌空氣過(guò)濾器(20)，包括一個(gè)箱體，具有允許要被過(guò)濾的空氣進(jìn)入的百葉窗板和用于從該箱體中排出過(guò)濾后空氣的百葉窗板;一種過(guò)濾介質(zhì)，布置成中空?qǐng)A筒形結(jié)構(gòu)，并有一縱軸，過(guò)濾介質(zhì)裝在箱體內(nèi)以圍繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng);一個(gè)紫外燈，裝于過(guò)濾介質(zhì)的外側(cè)附近;驅(qū)動(dòng)裝置，用于使過(guò)濾介質(zhì)圍繞縱軸轉(zhuǎn)動(dòng);一個(gè)風(fēng)扇，用于使要被過(guò)濾的空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)順次經(jīng)過(guò)用來(lái)導(dǎo)入要過(guò)濾空氣的百葉窗板、過(guò)濾介質(zhì)、以及用來(lái)排出過(guò)濾后空氣的百葉窗板;從而至少一部分懸浮在要被過(guò)濾的空氣中的空中的微生物由過(guò)濾介質(zhì)捕獲，資助當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)的轉(zhuǎn)動(dòng)使過(guò)濾介質(zhì)的外側(cè)及被該過(guò)濾介質(zhì)捕獲的微生物進(jìn)入紫外燈附近時(shí)微生物被暴露于致命量的輻照中。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于捕捉和消滅空中微生物的殺菌空氣凈化器。該空氣凈化器包括一紫外輻照源和一種并置的過(guò)濾介質(zhì)。紫外輻照源和過(guò)濾介質(zhì)之一是固定的，而且另一個(gè)是可移置的，以使過(guò)濾介質(zhì)的至少上游側(cè)被有規(guī)律地暴露于殺菌劑量的輻照中。優(yōu)點(diǎn)是被捕捉到過(guò)濾介質(zhì)上的微生物被暴露于致命劑量的輻照中，而且該空氣凈化器始終有效地消滅大百分?jǐn)?shù)的懸浮在經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的空氣中的空中微生物。
文檔編號(hào)A61L9/20GK1088845SQ9311961
公開(kāi)日1994年7月6日 申請(qǐng)日期1993年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月24日
發(fā)明者W·E·皮克, K·芬寧 申請(qǐng)人:威廉·E·皮克