專利名稱:懸浮在空氣中的超細霧的生成方法
本發(fā)明涉及一種懸浮在空氣中的超細霧或微水滴的生成方法，在每立方英尺中懸浮有2，000，000多個，超過5，000，000個更好，最好是超過10，000，000個細的霧點或微水滴，并用這種懸浮的超細霧點應(yīng)用于室內(nèi)凈化的方法。
在醫(yī)院，制藥廠，食物加工廠，冷凍食物貯藏室，圖書館，實驗室及其它類似的場所需要進行除塵，除微生物和凈化空氣。在這方面，已有通常采用的在工作室的進口處送入經(jīng)過過濾器過濾的清潔空氣或者通過設(shè)置的氣窗送入清潔空氣。在采用這些方法，甚至與一個空氣簇射室聯(lián)合使用的方法來達到滿意的凈化空氣的質(zhì)量要求，仍然遇到很多困難。
所以在現(xiàn)時可認為，在大規(guī)模集成(LSI)和超大規(guī)模集成(VLSI)元件的工業(yè)化的制造廠在外科手術(shù)室，精密儀器清洗車間，無菌食物加工廠，冷凍貯藏室以及在需要嚴格控制細菌，病毒和對顆粒尺寸小于0.5微米的塵埃侵入的類似地方提供工業(yè)規(guī)模的超凈化空氣或氣體幾乎是不可能的。
在此情勢下，本發(fā)明的目的在于滿足這強烈需求，即發(fā)明一個在冷凍貯藏室，手術(shù)室，制造廠以及其它各類工業(yè)范圍的類似場所內(nèi)建立高度凈化的方法。
通過對懸浮在空氣中的霧點的吸附空氣凈化現(xiàn)象的刻苦研究，最終發(fā)現(xiàn)除了空氣中的塵埃顆粒外，甚至細菌，霉菌，孢子和病毒都能通過利用空氣中所含有的噴入的細微霧點或微水滴，及霧點的吸附作用被清除掉。所用的霧點顆粒很小，實際上要小于0.5微米，其比率為每立方英尺的含量應(yīng)有2，000，000個以上，超過5，000，000個更好，最好是超過10，000，000個顆粒。
出乎意料的是，業(yè)已發(fā)現(xiàn)在一個氣體環(huán)境中，懸浮著如此細密的微水滴能夠顯示其凈化效果，而盡管在氣體中存在著超微水滴，但并未弄濕該種氣氛中的物品。進一步研究發(fā)現(xiàn)通過把普通的氣體經(jīng)過一個具有懸浮的超細霧點的氣體環(huán)境能夠使該普通氣體達到高度凈化的狀態(tài)，然后將這種高度凈化的氣體直接通入工作室，特定的空間或任何需要提供這種超凈化氣體的場合。
按照本發(fā)明，提供一種使空氣中懸浮有超細霧點或微水滴的生成方法。該方法主要包括以下步驟采用設(shè)有許多個噴咀的噴水管，噴咀的直徑為0.2-8毫米，最好是0.5-3毫米，在表壓力0.3-5.5公斤/厘米2，最好是0.5-2.5公斤/厘米2壓力下，對著與噴咀距離為10-150厘米的壁上噴射，以便生成超細霧點或微水滴;并將空氣通入霧化室，由此產(chǎn)生出每立方英尺含有2，000，000多個，超過5，000，000個更好，最好是超過10，000，000個的尺寸大小為0.5微米或更小的超細霧點，以及提供一種通過帶有懸浮超細霧點的空氣，進行循環(huán)使工作室內(nèi)的空氣凈化的方法。
在附圖中圖1是本發(fā)明的霧化實施方案的縱向示意剖視圖;
圖2是圖1所示的霧化器的中間部分的橫向示意剖視圖;
圖3是一個去除霧點顆粒的旋流器的截面示意視圖;
圖4是一個與圖1所示的噴霧器相似的本發(fā)明的另一個實施方案圖;
圖5是圖4所示的噴霧器上部的橫向截面示意圖;
圖6是圖4所示的噴霧器中部的橫向截面示意圖;
圖7是應(yīng)用于一個實際的半導(dǎo)體元件制造廠的空氣凈化系統(tǒng)的示意圖;
圖8是一個聯(lián)接在噴霧器后部的熱交換器的截面示意剖視圖;
圖9是熱交換器的上部的一個橫截面示意剖視圖。
按照本發(fā)明的噴霧器設(shè)有一個噴水管，它包括直徑為0.2-8毫米，最好是0.5-3毫米的噴咀30至1500個。水是在高壓力下輸?shù)絿娝?，并?.3-5.5公斤/厘米2，最好是在0.5-2.5公斤/厘米2的壓力(表壓力)下通過噴咀噴出來，每個噴咀的噴射率為1-3升/分。在15-50米/秒速度和在噴射率3-300米/分下，將空氣輸送至噴霧室內(nèi)，對距離噴咀10-150厘米的壁噴射，霧化成超細微水滴并由此而產(chǎn)生出直徑小于0.5微米，在每立方英尺中含有2，000，000多個，超過5，000，000更好，最好是超過10，000，000個的超細霧點。
現(xiàn)參考附圖具體地描述本發(fā)明的方法，這些附圖顯示了各種適于執(zhí)行本發(fā)明方法的裝置。
首先參看圖1，該圖所描述的噴霧器是執(zhí)行本發(fā)明所必需的最基本的形式。噴霧器1設(shè)有若干噴水管2，該噴水管是沿著噴霧室的內(nèi)壁表面伸延，每個噴水管上帶有許多個噴咀3，各個噴咀的位置最好是與相對噴水管上的噴咀位置交錯排列。更具體地說，每個噴水管上設(shè)有30-1500個直徑為0.2-8毫米，最好是0.5-3毫米噴咀，在0.3-5.5公斤/厘米2，最好是0.5-2.5公斤/厘米2的壓力(表壓力)下，朝著對面的內(nèi)壁表面噴水，該表面與噴咀的距離為10-150厘米。
噴出的水對著內(nèi)壁表面濺散，并霧化成超細微水滴，所以在噴霧器內(nèi)是充滿著這樣的超細霧點的。另一方面，空氣在15-50米/秒的速度和3-3000米3/分的流量下透過一個進氣口4，吹入噴霧室1內(nèi)，從而在通過空氣出口5，離開噴霧室以前生成每立方英尺中含有2，000，000多個，超過5，000，000個更好，最好是超10，000，000個超細霧點。為了去除可能會產(chǎn)生的不適合的大水滴，由出氣口5排出的空氣，通過一個切向進氣口7送入一個旋流器6內(nèi)。通過旋流器的含有超細霧點的空氣，循環(huán)送入一個或若干個需要凈化的工作室，然后再返回噴霧室進行再循環(huán)。
圖4至圖9描述另一個噴霧器的實施方案，它設(shè)有一個溫度控制裝置以便使該噴霧器更有效地產(chǎn)生懸浮的超細霧點。
在此情況下，噴霧器40有一沿著圓筒形霧化室41的內(nèi)壁表面螺旋安裝著的冷凍機蒸發(fā)管47。蒸發(fā)管47設(shè)置在相對于水噴咀45的稍微或者完全偏置的位置上。噴咀45的安裝位置使水能從各個對應(yīng)的噴咀垂直地對著蒸發(fā)管47的對應(yīng)部分進行噴射。噴水管44上設(shè)置有30-1500個直徑為0.2-8毫米，最好是0.5-3毫米的噴咀，在0.3-5.5公斤/厘米2，最好是0.5-2.5公斤/厘米2的壓力下，以1-3升/分的流量通過每個噴咀將水噴射出去。噴咀設(shè)置在與其所對著的內(nèi)壁表面距離為10-150厘米的位置上。在噴霧器中設(shè)置一個過濾器48，一個水箱49和一個水泵50與其圓錐形底部51呈串聯(lián)排列。因此，冷卻水沿著箭頭B的方向進行循環(huán)。即連續(xù)按序地通過水管46，噴水管44，霧化器的圓筒部分41，圓錐部分51，過濾器48，水箱49和泵50。冷凍劑，特別是高溫冷凍劑(1℃-5℃)是按箭頭C的方向循環(huán)通過蒸發(fā)管47。通過一個進氣口42沿著箭頭A的方向?qū)⒖諝馑腿雵婌F器中。當空氣攜帶著超細霧點形成所要求的懸浮有霧的空氣時，已經(jīng)冷卻。這些冷空氣通過一個出口管43流出并為其預(yù)期的目的服務(wù)。當水在0.3-5.5公斤/厘米2，最好是0.5-2.5公斤/厘米2的壓力(表壓力)下經(jīng)噴水管中的噴咀45噴出，并對著冷凍機的蒸發(fā)管47和/或者圓筒形霧化室41的內(nèi)側(cè)壁(該側(cè)壁位于與噴咀(E)的距離為10-150厘米)進行噴射時，霧化成為超細霧點并進行冷卻(當水流對著蒸發(fā)管47濺散的同時，通過與蒸發(fā)管47中的冷凍劑進行熱交換而得到冷卻)。這時空氣以15-50米/秒的速度，3-3000米3/分的流量沿箭頭A的方向通過這樣環(huán)境。就在生成超微細霧點的同時，空氣本身通過與冷卻的霧點進行熱交換也得到冷卻，形成在每立方英尺的空氣中含有2，000，000多個，超過5，000，000個更好，最好是超過10，000，000個，其直徑為0.5微米以下的超微細霧點的帶濕空氣。在這種情況下，顆粒尺寸實際上大于0.5微米的霧點已在空氣循環(huán)過程中，由于空氣循環(huán)形成的離心力的作用而被分離出去。如果需要的話，還可以通過旋流器消除這樣的大霧點。
參看圖7，它是描述一個生產(chǎn)64K RAM組件的制造廠實際應(yīng)用的一個完整的系統(tǒng)示意圖。如上面所述，懸浮有超細霧點的空氣是通過噴霧器40產(chǎn)生的，然后按箭頭A的方向送入旋流器50，以便將大的水滴去除掉。也就是說空氣由噴霧器40中出來，通過一個設(shè)置在其側(cè)壁上的進氣道，以切線方向通入旋流器50中，以便在旋流器中將空氣中過大的霧點去除掉，提供懸浮有90%以上的直徑小于0.5微米的超細霧點的空氣。這種空氣由旋流器50中心部位的出口管排出去。
懸浮有超細霧點的空氣流經(jīng)一個帶過濾器F的管子P，以便將顆粒尺寸大于0.5微米的霧點去除掉，然后送入一個空氣簇射室60，最后送入緊埃著的超凈室70，以便在該室工作的人員得到凈化空氣。同時，將部分懸浮有超細霧點的空氣直接送入超凈室70中，以提供不帶塵埃的清潔空氣，并用于生產(chǎn)大規(guī)模集成電路用硅片的清洗。在超凈化室70用過的空氣，通過管子P和風扇F向外排出，再返回噴霧器40中，此后再重復(fù)循環(huán)上述過程?？梢韵嘈?，按照這種方法在超凈化室內(nèi)的空氣可以保持一個非常清潔的狀態(tài)，室內(nèi)每立方英尺所含有的顆粒大小在0.5微米或以上的塵埃不會超過一個。實際上，在一般的制造廠中，每立廣英尺的空氣中所含有的塵埃顆粒要達到幾萬個，由此可見，本發(fā)明所提供的方法是非常有效的。
懸浮有超細霧點的空氣可以流經(jīng)一個熱交換器100，如圖8和圖9所示。它是安裝在旋流器50的下流，借以把空氣的溫度提高到一個最佳水平。熱交換器100的安裝情況如下所述。在其筒體101的中央部位設(shè)有立式排氣管105，該排氣管的上端與安裝筒體101外邊的管105′連通。由此，由一個進氣管104送入的空氣進入筒體101后回轉(zhuǎn)著向下流動，然后進入一個排氣管105經(jīng)過其下端沿著箭頭方向向上流動。在筒體的內(nèi)部設(shè)有一個外圈管道106和一個內(nèi)圈管道107，兩者的下端與筒體下邊的泵108連接。暖的或冷的水流經(jīng)這兩個管道，從上部的出口端109和110排出。在筒體101的上下部設(shè)置有許多個水噴咀111a和111b，這些噴咀是安裝在高于或低于螺旋形管道106和107的垂直排的清洗水管111上。以便將清洗的水朝著管道106和107，筒體101的內(nèi)壁和排氣管105的外壁上噴射。在圓錐部分102下邊安置著排泄水管112，通過它將清洗水以及冷卻空氣用的廢水排出。因此，從進氣口104進入筒體101的空氣通過旋流效應(yīng)吸附去塵埃及類似物，并通過管道106和107加熱或冷卻使之達到最佳溫度。處于最佳溫度的空氣通過排氣管105送出。被分離的塵?；螂s質(zhì)等物由水清洗掉，而水是由清洗水管111供給，和通過噴咀111a和111b等噴射的。
經(jīng)過這樣處理以后的空氣，懸浮有大量的絕大多數(shù)小于0.5微米大小的超細霧點，使之適用于工作室的凈化處理和各種物品。產(chǎn)品的清洗。
按照本發(fā)明的方法生成的具有顆粒尺寸小于0.5微米的超細霧點的表面張力極低，所以這些霧點(小水滴)很容易與漂浮在空氣中塵埃顆粒粘結(jié)在一起，并結(jié)合成為更大的顆粒，其重量將會明顯地增加，這樣就很容易地通過吹風將它們吹掉。特別是，由于采用本發(fā)明的方法所生成的超細霧點不僅能夠清除非常細的塵埃顆粒而且能夠把細菌和病毒清除掉，所以它對于凈化包括物理的和生物的工作室具有顯著的效果。就清除病毒而言，根據(jù)常規(guī)的經(jīng)驗，采用過濾器之類的方法要想把0.5-0.01微米大小的病毒清除掉是不可能的。那即是，采用本發(fā)明的方法所凈化的工作室可以使人們不容易患感冒，所以，本發(fā)明特別適用于醫(yī)院，制藥廠，實驗室，產(chǎn)科醫(yī)院以及其它類似的場所。
另外，本發(fā)明的方法，具有清除細菌方面的明顯特點，也適用于食品加工廠的食物或生產(chǎn)設(shè)備的清洗或者用于食物或超級市場及其類似場所的冷凍肉類的解凍，保存色拉，蔬菜和鮮魚，鮮肉等等。本發(fā)明的方法特別對生火腿的加工提供方便，它可以使細菌等物蔓延的可能性有效地排除。
權(quán)利要求
1.一種在空氣中生成懸浮有超細霧點的方法，它包括在0.3-5.5公斤/厘米2，最好是在0.5-2.5公斤/厘米2表壓力下，采用在噴水管此安裝有許多個直徑為0.2-8毫米，最好是0.5-3毫米的噴咀，在霧化室中對著與噴咀距離為10-150厘米的壁上噴水，把水噴成超細霧點；并將空氣通入和流經(jīng)上述霧化室，生成在每立方英尺中應(yīng)含有2，000，000多個，超過5，000，000個更好，最好是超過10，000，000個的超細霧點，超細霧點的顆粒尺寸為0.5微米或小于0.5微米。
2.通過送入一種按照權(quán)利要求
1的方法所得到的懸浮有超細霧點的空氣，進行工作室內(nèi)部凈化的一種方法。
專利摘要
采用懸浮有霧的空氣可以對工作室內(nèi)部進行凈化。這種霧的含量在每立方米英尺中應(yīng)當有2,000,000多個霧點，超過5,000,000個更好，最好是超過10,000,000個。這種超細霧顆粒或微水滴的大小應(yīng)在0.5微米以下。其生成方法是將空氣流經(jīng)一個霧化室，室內(nèi)有一個噴水管，其上帶有許多個直徑為0.2-8毫米，最好是0.5-3毫米的噴嘴，在以表壓力為0.3-5.5公斤/厘米
文檔編號F24F3/16GK86106342SQ86106342
公開日1987年4月8日 申請日期1986年9月20日
發(fā)明者泉正彥 申請人:泉正彥導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan