ЧИСТОЕ ПОМЕЩЕНИЕ Российский патент 2004 года по МПК F24F7/06 

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования закрытых помещений, в которых необходимо защитить внутренний объем или окружающий воздух от попадания пыли и микроорганизмов, в том числе бактериологических инфекций, с обеспечением максимально комфортных условий для людей. Оно может быть использовано в чрезвычайных ситуациях, например при индивидуальной или коллективной защите от бактериологического оружия или радиоактивной пыли, электронике, точной механике, пищевой промышленности и особенно в медицине - фармацевтике, станциях переливания крови, чистых операционных и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является чистое помещение, описанное в патенте РФ 2066429, F 24 F 7/06. Чистое помещение так же, как предлагаемое, содержит изолированный от окружающей среды рабочий объем, систему (воздуховод) подачи чистого воздуха с последовательно установленными в ней вентилятором и фильтрами тонкой очистки, воздуховод отвода отработанного воздуха, установленные вне рабочего объема фильтры очистки отработанного воздуха и диффузионный газообменник, но, в отличие от предлагаемого, диффузионный газообменник соединен с рабочим объемом посредством воздуховодов, таким образом, циркуляция воздуха происходит последовательно через каждое указанное устройство.

Недостатками данной конструкции являются:
- сложность в обслуживании оборудования, установленного в трубопроводах;
- достаточно высокий уровень шума в рабочей зоне и за ее пределами;
- отсутствие возможности сброса отработанного (грязного) воздуха и соответствующего замещения его объема свежим из окружающего чистое помещение пространства с полной очисткой и восстановлением;
- отсутствие кондиционера для обогрева или охлаждения воздуха.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения удобства обслуживания технологического оборудования, участвующего в процессе очистки и восстановления воздуха, снижения уровня шума как в рабочей зоне, так и снаружи чистого помещения, организации возможности полного или частичного сброса из рабочего объема отработанного воздуха и замещения его окружающим чистое помещение воздухом, а также повышения качества подготавливаемого воздуха.

Для обеспечения удобства обслуживания технологического оборудования и организации кондиционирования воздуха чистое помещение, включающее изолированный от окружающей среды рабочий объем, воздуховод подачи чистого воздуха с последовательно установленными в нем вентилятором и фильтрами тонкой очистки, воздуховод отвода отработанного и (или) внешнего воздуха, установленные вне рабочего объема фильтры (грубой) очистки отработанного воздуха и диффузионный газообменник, дополнительно содержит связанное с ним воздуховодами отвода и подачи помещение подготовки воздуха, в котором установлены диффузионный газообменник, кондиционер, фильтры очистки отработанного воздуха на входе воздуховода отвода, вентилятор нагнетания на входе воздуховода подачи чистого воздуха.

Кроме того, для равномерной подачи очищенного воздуха воздуховод подачи чистого воздуха на входе в рабочий объем образует камеру высокого давления, сообщающуюся с ним через фильтры тонкой очистки; для полного и равномерного удаления из рабочей зоны отработанного воздуха воздуховод отвода содержит заборную часть, выполненную или в виде огибающих рабочий объем по бокам снизу воздуховодов, сообщающихся с рабочим объемом по периметру заборными отверстиями, или в виде камеры, располагающейся под полом рабочего объема и сообщающейся с последним через заборные отверстия, выполненные в полу; для обеспечения возможности сброса отработанного воздуха в окружающую чистое помещение атмосферу (при условии безвредности их для окружающих), например, в случае выделения в рабочем объеме высокотоксичных газов или при высокой степени механических загрязнений отработанного воздуха для продления сроков службы фильтров и снижения энергопотребления в воздуховоде отвода отработанного воздуха между рабочим объемом и помещением подготовки воздуха установлены задвижка перекрытия и задвижка регулирования поступления внешнего воздуха, а в заборной части установлены задвижки сброса наружу отработанного воздуха; для более высокой степени уничтожения вредных микроорганизмов в помещении подготовки воздуха или в камере высокого давления установлена бактерицидная лампа; для дальнейшего снижения уровня шума в рабочем объеме в воздуховоде подачи чистого воздуха установлен акустический глушитель; для обеспечения доступа в рабочий объем и из него в любой момент работы в нем выделен тамбур (обдувочный модуль).

Отличительными признаками предложенного чистого помещения являются: наличие дополнительного связанного с рабочим объемом воздуховодами отвода и подачи помещения подготовки воздуха, расположение в нем диффузионного газообменника, фильтров грубой очистки отработанного воздуха на входе воздуховода отвода, вентилятора нагнетания на входе воздуховода подачи чистого воздуха, наличие кондиционера, установленного там же;
а также дополнительно наличие:
- в воздуховоде подачи чистого воздуха на входе в рабочий объем камеры высокого давления, сообщающейся с рабочим объемом через фильтр тонкой очистки,
- в воздуховоде отвода заборной части, выполненной или в виде огибающих рабочий объем по бокам снизу воздуховодов, сообщающихся с ним по периметру заборными отверстиями, или в виде камеры, располагающейся под полом рабочего объема и сообщающейся с последним через заборные отверстия, выполненные в полу,
- в воздуховоде отвода отработанного воздуха между рабочим объемом и помещением подготовки воздуха задвижки перекрытия и задвижки регулирования поступления внешнего воздуха, а в заборной части задвижек сброса наружу отработанного воздуха,
- в помещении подготовки воздуха или в камере высокого давления бактерицидной лампы,
- в воздуховоде подачи чистого воздуха акустического глушителя;
- в рабочем объеме тамбура.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков (даже только первого пункта формулы) в совокупности с известными достигается следующий технический результат - существенно облегчается обслуживание и ремонт оборудования, практически отсутствует шум как в самом рабочем объеме, так и вне чистого помещения, все параметры воздуха поддерживаются в заданных пределах. Кроме того, за счет дополнительных признаков, приведенных в зависимых пунктах формулы:
- чистый воздух распределяется равномерно и поступает установившимся потоком;
- отработанный воздух равномерно и полностью удаляется из рабочего объема;
- экономится электроэнергия и ресурс оборудования;
- достигается более высокая степень обеззараживания воздуха;
- обеспечен уровень незаметности шума в рабочем объеме;
- обеспечен доступ в рабочий объем и из него в любой момент работы чистого помещения.

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации решений, содержащих аналогичные признаки, не обнаружено. Таким образом, можно сделать заключение о том, что предложенное устройство не известно из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию охраноспособности "новое".

На основании сравнительного анализа предложенного решения с известным уровнем техники по источникам научно-технической и патентной информации можно утверждать, что между совокупностью признаков, в том числе и отличительных, и выполняемых ими функций и достигаемой целью наблюдается неочевидная причинно-следственная связь. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что предложенное техническое решение не следует явным образом из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию охраноспособности "изобретательский уровень".

Предложенное техническое решение может найти применение в чрезвычайных ситуациях, например при индивидуальной или коллективной защите от бактериологического оружия или радиоактивной пыли (высокоэкономичное убежище может быть выполнено как в виде отдельного, в том числе легко транспортируемого, так и в виде размещаемого внутри любого помещения, в том числе жилого, модуля), электронике, точной механике, где необходимо поддерживать высокую степень обеспыливания и одновременно комфортные условия работающих, пищевой промышленности и особенно в медицине - фармацевтике, станциях переливания крови, чистых операционных, послеоперационных палатах интенсивной терапии, палатах больных с ослабленным иммунитетом и повышенным уровнем аллергии и т. д. , словом везде, где требуется обеспечить в воздухе минимальное количество пылевых частиц и вредоносных микроорганизмов, а также обеспечить защиту от внутригоспитальных инфекций, защиту персонала и создание наиболее комфортных условий для сотрудников и больных, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "промышленная применимость".

Предлагаемое чистое помещение иллюстрируется чертежом.

Чистое помещение содержит рабочий объем 1, воздуховод подачи чистого воздуха 2 с последовательно установленными в нем вентилятором 3 и фильтрами тонкой очистки 4, воздуховод отвода отработанного воздуха 5, установленные вне рабочего объема фильтры грубой очистки отработанного воздуха 6 и диффузионный газообменник 7, помещение подготовки воздуха 8, в котором установлены диффузионный газообменник 7, кондиционер 9, фильтры грубой очистки отработанного воздуха 6 на входе воздуховода отвода 5, вентилятор нагнетания 3 на входе воздуховода подачи чистого воздуха 2. Воздуховод подачи чистого воздуха 2 на входе в рабочий объем 1 образует камеру высокого давления 10, сообщающуюся с рабочим объемом 1 через фильтр тонкой очистки 4. Воздуховод отвода 5 содержит заборную часть 11, выполненную в виде огибающих рабочий объем 1 по бокам снизу воздуховодов, сообщающихся с рабочим объемом 1 по периметру заборными отверстиями 12. В воздуховоде отвода 5 между рабочим объемом 1 и помещением подготовки воздуха 8 установлены задвижка перекрытия 13 и задвижка регулирования поступления внешнего воздуха 14, а в заборной части 11 установлены задвижки сброса наружу отработанного воздуха 15. В помещении подготовки воздуха 8 установлена бактерицидная лампа 16. В воздуховоде подачи 2 установлен акустический глушитель 17. На входе в рабочий объем 1 устроен тамбур 18.

Устройство работает следующим образом.

Возможны три режима функционирования чистого помещения.

Первый режим - чистое помещение полностью изолировано от окружающей среды и воздух циркулирует по замкнутому контуру.

В рабочий объем 1, например операционной, помещаются больной и бригада врачей с необходимым оборудованием. Двери рабочего объема 1, тамбура 18 и помещения подготовки воздуха 8 закрываются (задвижки 14 и 15 закрыты, а 13 открыта). Включается все необходимое оборудование чистого помещения и начинается операция. При этом воздух циркулирует следующим образом. Давление в основном контуре создается вентилятором 3 на входе воздуховода подачи чистого воздуха 2. Отработанный воздух из рабочего объема 1 и тамбура 18 через заборные отверстия 12 поступает в заборную часть 11 воздуховода отвода отработанного воздуха 5, а затем, пройдя через фильтры грубой очистки 6, поступает в помещение подготовки воздуха 8. Здесь воздух проходит комплексную обработку - охлаждение (нагревание) кондиционером 9, обеззараживание бактерицидной лампой 16 и обогащение кислородом с удалением углекислого газа в диффузионном газообменном аппарате 7, выполненном на трековых мембранах. Из помещения подготовки воздуха 8 чистый воздух под воздействием вентилятора 3 подается по воздуховоду 2 через глушитель 17 в камеру высокого давления 10, расположенную над операционным столом, откуда через фильтры тонкой очистки 4 поступает в рабочий объем 1 (в т.ч. тамбур 18) и повторяет весь цикл.

Второй режим - отработанный воздух из рабочего объема сбрасывается в окружающую атмосферу, а взамен его забирается и подготавливается менее загрязненный окружающий.

В данном случае перекрывается задвижка 13, а задвижки 14 и 15 открываются. Тогда отработанный воздух через задвижки 15 сбрасывается в атмосферу, окружающую рабочее помещение, а через задвижку в воздуховоде 5 воздух из окружающего чистое помещение объема поступает в помещение подготовки воздуха 8 и, пройдя полный цикл обработки, поступает в рабочий объем 1, после чего цикл повторяется.

Третий режим (смешанный) - отработанный воздух из рабочего объема частично сбрасывается в окружающую атмосферу, а взамен его удаляемой части забирается окружающий и подготавливается одновременно с рециркулирующим.

В данном случае все задвижки 13, 14, 15 частично открыты.

Характеризуя работу чистого помещения данной конструкции, можно сказать, что циркуляция воздуха в нем происходит по трем основным контурам, пересекающимся в помещении подготовки воздуха. Это большой контур, включающий рабочий объем 1 с тамбуром 18, воздуховод отвода отработанного воздуха 5, фильтры грубой очистки 6, помещение подготовки воздуха 8, вентилятор 3, воздуховод подачи чистого воздуха 2, глушитель 17, камеру высокого давления 10, фильтры тонкой очистки 4. Этот контур может быть внешне разомкнут (при открытых полностью или частично задвижках 13, 14, 15); и два малых контура кондиционера 9 и диффузионного газообменника 7, т.е. все основные устройства, функционируют параллельно.

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования закрытых помещений, в которых необходимо защитить внутренний объем или окружающий воздух от попадания пыли и микроорганизмов, в том числе бактериологических инфекций, с обеспечением максимально комфортных условий для людей. Оно может быть использовано в чрезвычайных ситуациях, например при индивидуальной или коллективной защите от бактериологического оружия или радиоактивной пыли, электронике, точной механике, пищевой промышленности и особенно в медицине - фармацевтике, станциях переливания крови, чистых операционных и т.д. Чистое помещение включает изолированный от окружающей среды рабочий объем, воздуховод подачи чистого воздуха с последовательно установленными в нем вентилятором и фильтрами тонкой очистки, воздуховод отвода отработанного воздуха, установленные вне рабочего объема фильтры очистки отработанного воздуха и диффузионный газообменник. Помещение дополнительно содержит связанное с ним воздуховодами отвода и подачи помещение подготовки воздуха, в котором установлены диффузионный газообменник, кондиционер, фильтры очистки отработанного воздуха на входе воздуховода отвода отработанного воздуха, вентилятор нагнетания на входе воздуховода подачи чистого воздуха. Техническим результатом изобретения является повышение удобства обслуживания технологического оборудования, участвующего в процессе очистки и восстановления воздуха, снижение уровня шума как в рабочей зоне, так и снаружи чистого помещения, организация возможности полного или частичного сброса из рабочего объема отработанного воздуха и замещения его окружающим чистое помещение воздухом, а также повышение качества подготавливаемого воздуха. 7 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Чистое помещение, содержащее изолированный от окружающей среды рабочий объем, воздуховод подачи чистого воздуха с последовательно установленными в нем вентилятором и фильтрами тонкой очистки, воздуховод отвода отработанного воздуха, установленные вне рабочего объема фильтры очистки отработанного воздуха и диффузионный газообменник, отличающееся тем, что чистое помещение дополнительно содержит связанное с ним воздуховодами отвода и подачи помещение подготовки воздуха, в котором установлены диффузионный газообменник, кондиционер, фильтры очистки отработанного воздуха на входе воздуховода отвода, вентилятор нагнетания на входе воздуховода подачи чистого воздуха.2. Чистое помещение по п.1, отличающееся тем, что воздуховод подачи чистого воздуха на входе в рабочий объем образует камеру высокого давления, сообщающуюся с рабочим объемом через фильтр тонкой очистки.3. Чистое помещение по п.1 или 2, отличающееся тем, что воздуховод отвода отработанного воздуха содержит заборную часть, выполненную в виде огибающих рабочий объем по бокам снизу воздуховодов, сообщающихся с рабочим объемом по периметру заборными отверстиями.4. Чистое помещение по п.1 или 2, отличающееся тем, что воздуховод отвода отработанного воздуха содержит заборную часть, выполненную в виде камеры, располагающейся под полом рабочего объема и сообщающейся с последним через заборные отверстия, выполненные в полу.5. Чистое помещение по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что в воздуховоде отвода отработанного воздуха между рабочим объемом и помещением подготовки воздуха установлены задвижка перекрытия и задвижка регулирования поступления внешнего воздуха, а в заборной части установлены задвижки сброса наружу отработанного воздуха.6. Чистое помещение по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что в помещении подготовки воздуха или в камере высокого давления установлена бактерицидная лампа.7. Чистое помещение по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что в воздуховоде подачи чистого воздуха установлен акустический глушитель.8. Чистое помещение по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что рабочий объем дополнительно содержит тамбур.