УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 2023 года по МПК B01D46/52 A61L9/16 F24F3/16 B01D53/86 

Область техники

[1] Настоящее изобретение относится к области очистки и обеззараживания воздуха посредством воздушных фильтров, предназначенное для применения в местах с требованием к низкому уровню шума.

Уровень техники

[2] В настоящее время разрабатывают множество различных очистителей воздуха, применяемых во множестве разных сфер, например существуют очистители воздуха для дома, для офиса, для больниц, производств и др. Все устройства очистки воздуха включают по крайней мере одно отверстие для забора воздуха, по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха, по крайней мере один вентилятор и фильтровальный блок. В фильтровальном блоке могут быть использованы различные конфигурации фильтров, зависящие от конкретной задачи.

[3] В офисах, домах и больницах важнейшими факторами устройства очистки воздуха являются его эффективность, т.е. способность очищать большое количество вредоносных веществ, способность обеззараживать воздух, а также немаловажным фактором является его низкий уровень шума и дешевизна. При необходимости обеспечить высокую эффективность очистки от множества видов вредоносных веществ в воздухе производители устройств очистки воздуха включают в фильтровальный блок множество различных типов фильтров. Однако, это влечет за собой большую нагрузку на вентилятор и, как следствие, высокий уровень шума, производимый устройством в процессе работы. Также это сильно повышает себестоимость устройства.

[4] Известно устройство очистки воздуха по патенту RU2340360C2 (опубл. 10.12.2008 г.; МПК: A61L 9/20), содержащее корпус, вентилятор, камеру обработки воздуха УФ-излучением (ультрафиолетовым излучением), содержащую источник УФ-излучения, и НЕРА-фильтр. Устройство также содержит средства для регулирования параметров воздушного потока (скорость, влажность, температура) и источника УФ-излучения (выходная мощность и температура). Кроме того, устройство снабжено датчиком микроорганизмов, подключенным к устройству обработки данных, управляющему функционированием устройства для очистки воздуха, и блоком охлаждения, предназначенным для охлаждения и/или осушки потока воздуха. Недостатком такого решения является применение источника УФ-излучения для обеззараживания воздуха. Это является малоэффективным при высокой скорости прохождения воздуха через корпус устройства для обеззараживания воздуха. Также это может быть опасным для пользователей, т.к. некоторые бактерии мутируют под воздействием УФ-излучения. Более того, обеззараживание воздуха после HEPA-фильтра является бессмысленным, т.к. HEPA-фильтр улавливает все микробы и бактерии, которые в последствии размножаются на нем, что снижает безопасность эксплуатации устройства в целом. Еще одним недостатком является то, что в аналоге вентилятор установлен таким образом, что поток воздуха внутри корпуса устройства формирует турбулентный поток. Турбулентность воздуха приводит к высокому шуму, производимому вентилятором. Также большое количество элементов в очистительном устройстве, не влияющих на эффективность обеззараживания и очистки воздуха, значительно увеличивает себестоимость устройства, а дополнительные элементы, расположенные на пути потока воздуха, также создают дополнительные турбулентности и перепады давления, приводящие к высокому уровню шума. Также важным недостатком устройства является то, что фильтрующие элементы не фиксируются в корпусе при помощи прижимных механизмов. Ввиду этого может быть нарушена герметизация устройства, что приведет к увеличению пропускания неочищенного воздуха на выход устройства.

[5] Также известно воздухоочистительное устройство по заявке US 518015 A (опубл. 09.02.1993 г.; МПК: B03C 3/38). Устройство содержит корпус, имеющий впускное и выпускное отверстия, и вентилятор для поддержания потока воздуха через корпус от впускного отверстия к выпускному отверстию. Первый фильтрующий элемент удаляет из воздуха, поступающего в корпус через впускное отверстие, частицы большего размера, чем заданный, а второй фильтрующий элемент удаляет частицы выбранных химических соединений из воздуха, прошедшего через первый фильтрующий элемент в направлении от впускного отверстия к выходному отверстию. Второй фильтрующий элемент образует камеру, которая открыто сообщается с выпускным отверстием, и эта камера образует третий фильтрующий элемент, в котором воздух облучается ультрафиолетовым светом. Недостатком такого решения является применение источника УФ-излучения для обеззараживания воздуха. Это является малоэффективным при высокой скорости прохождения воздуха через корпус устройства для обеззараживания воздуха. Также это может быть опасным для пользователей, т.к. некоторые бактерии мутируют под воздействием УФ-излучения. Также важным недостатком устройства является то, что фильтрующие элементы не фиксируются в корпусе при помощи прижимных механизмов. Ввиду этого может быть нарушена герметизация устройства, что приведет к увеличению пропускания неочищенного воздуха на выход устройства.

[6] Также известен патент CN 203442979 U (опубл. 19.02.2014 г.; МПК: F24F 1/02; B01D 46/12; B01D 53/86; A61L 9/20; A61L 9/22), в котором раскрывается очиститель воздуха. Очиститель воздуха состоит из корпуса, вентилятора и устройства адсорбции и разложения. Впускное отверстие для воздуха и выпускное отверстие для воздуха выполнены в корпусе, а вентилятор и устройство адсорбции и разложения расположены в корпусе. Устройство адсорбции и разложения содержит последовательно расположенные слой первичного фильтра, эффективный фильтрующий слой воздушного фильтра, фильтрующий слой из активированного диоксида кремния, фильтрующий слой с ленточным ионным фильтром, фильтрующий слой с активированным углем, фильтрующий слой с фотокатализатором, слой ультрафиолетовой стерилизации и слой отрицательных ионов. Недостатком такого решения является применение источника УФ-излучения для обеззараживания воздуха. Это является малоэффективным при высокой скорости прохождения воздуха через корпус устройства для обеззараживания воздуха. Также это может быть опасным для пользователей, т.к. некоторые бактерии мутируют под воздействием УФ-излучения. Более того, обеззараживание воздуха после HEPA-фильтра является бессмысленным, т.к. HEPA-фильтр улавливает все микробы и бактерии, которые в последствии размножаются на нем, что снижает безопасность эксплуатации устройства в целом. Также большое количество элементов в очистительном устройстве значительно увеличивает себестоимость устройства, а большое количество фильтров, расположенных на пути потока воздуха, также влечет за собой большую нагрузку на вентилятор для поддержания стабильного потока высокой скорости. Из-за этого вентилятор при работе может производить высокий уровень шума. Также важным недостатком устройства является то, что фильтрующие элементы не фиксируются в корпусе при помощи прижимных механизмов. Ввиду этого может быть нарушена герметизация устройства, что приведет к увеличению пропускания неочищенного воздуха на выход устройства.

[7] Также известен патент CN 204063339 U (опубл. 31.12.2014 г.; F24F 1/02; F24F 11/02), в котором описывается умный мощный очиститель воздуха, устроенный таким образом, что на входе воздуха в воздухоочиститель по воздуховоду в канал выхода воздуха вдоль направления воздушного потока расположены картридж предварительного фильтра, фильтрующий сердечник из HEPA и композитный активированный угольный фильтрующий сердечник на входе воздуха. Источник УФ-излучения и сетка фотокатализатора расположены в месте выхода воздуха. Воздух, попавший из помещения в воздухозаборное отверстие, проходит трехслойную фильтрацию, очистку и двойную стерилизацию до выпуска из воздуховыпускного отверстия, таким образом образуя циркулярный очищающий воздушный поток. Недостатком такого решения является применение источника УФ-излучения для обеззараживания воздуха. Это является малоэффективным при высокой скорости прохождения воздуха через корпус устройства для обеззараживания воздуха. Также это может быть опасным для пользователей, т.к. некоторые бактерии мутируют под воздействием УФ-излучения. Более того, обеззараживание воздуха после HEPA-фильтра является бессмысленным, т.к. HEPA-фильтр улавливает все микробы и бактерии, которые в последствии размножаются на нем, что снижает безопасность эксплуатации устройства в целом. Также большое количество элементов в очистительном устройстве значительно увеличивает себестоимость устройства, а большое количество фильтров, расположенных на пути потока воздуха, также влечет за собой большую нагрузку на вентилятор для поддержания стабильного потока высокой скорости. Из-за этого вентилятор при работе может производить высокий уровень шума. Также важным недостатком устройства является то, что фильтрующие элементы не фиксируются в корпусе при помощи прижимных механизмов. Ввиду этого может быть нарушена герметизация устройства, что приведет к увеличению пропускания неочищенного воздуха на выход устройства.

[8] Также известно устройство по патенту KR 101731948 B1 (опубл. 02.05.2017 г.; МПК: B01D 46/12; B01D 39/00). Устройство очистки воздуха содержит закрывающуюся и открывающуюся переднюю крышку, корпус, имеющий выпускное отверстие и всасывающее отверстие, фильтр предварительной обработки, съемно установленный в задней части всасывающего отверстия. Внутри корпуса расположены горизонтальный фильтрующий блок, прикрепляющийся и отсоединяющийся горизонтально; и нагнетательный вентилятор, установленный в верхней части горизонтального фильтрующего устройства для всасывания и выпуска воздуха. При этом фильтр предварительной обработки покрыт углем. Также фильтрующий блок включает фильтрующую часть для удаления неорганических газов, в которой имеется экологический фильтр, фильтр неорганической кислоты и фильтр окружающей среды. Помимо этого, он включает часть фильтра для удаления органических газов, включающую два фильтр окружающей среды, фильтр органического газа. Также устройство включает дезодорирующий фильтр и фильтр для удаления твердых частиц, который представляет собой гепаровый фильтр, состоящий из заряженных волокон. Недостатком устройства является то, что в нем отсутствует устройство обеззараживания воздуха, , в связи с чем бактерии будут оседать на фильтрах устройства. Это делает устройство опасным для пользователя, т.к. при необходимости заменить фильтры после их засорения, пользователь будет касаться потенциально зараженной поверхности фильтра, а также дышать воздухом над фильтрами, пропитанными бактериями. Также большое количество элементов в очистительном устройстве значительно увеличивает себестоимость устройства, а большое количество фильтров, расположенных на пути потока воздуха, также влечет за собой большую нагрузку на вентилятор для поддержания стабильного потока высокой скорости. Из-за этого вентилятор при работе может производить высокий уровень шума. Также важным недостатком устройства является то, что фильтрующие элементы не фиксируются в корпусе при помощи прижимных механизмов. Ввиду этого может быть нарушена герметизация устройства, что приведет к увеличению пропускания неочищенного воздуха на выход устройства.

Сущность изобретения

[9] Задача настоящего изобретения заключается в создании компактного и экономичного и надежного устройства, обеспечивающего высокий уровень очистки и обеззараживания воздуха и производящего при этом низкий уровень шума.

[10] Указанная задача достигается благодаря такому техническому результату, как эффективная очистка и обеззараживание воздуха от содержащихся в нем вредоносных веществ, обеспечивающая при этом низкий уровень производимого вентилятором шума, а также безопасность и длительности эксплуатации устройства благодаря надежности и простоте применяемой конструкции устройства. Указанная задача достигается в том числе, но не ограничиваясь, благодаря:

сочетанию двух типов фильтров: фильтра первичной очистки и высокоэффективного фильтра с антибактериальной пропиткой;

применению прижимного механизма для фиксации фильтров в корпусе устройства;

выбору и расположению вентилятора в соответствии с зависимостью уровня шума от напряжения на вентиляторе.

[11] Более полно, технический результата достигается устройством очистки и обеззараживания воздуха, включающим корпус, в котором выполнены по крайней мере одно отверстие для забора воздуха и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха. Внутри корпуса расположены фильтр первичной очистки, высокоэффективный фильтр и по крайней мере один вентилятор. Вентилятор при этом является вентилятором радиального типа и расположен таким образом, что его ось параллельна плоскостям фильтров, а высокоэффективный фильтр выполнен с возможностью обеззараживания.

[12] При этом по крайней мере одно отверстие для забора воздуха необходимо для забора воздуха снаружи корпуса фильтра и впуска его в корпус для последующей очистки и обеззараживания. По крайней мере одно отверстие для вывода воздуха необходимо для вывода очищенного и обеззараженного воздуха из устройства. Фильтр первичной очистки необходим для очистки воздуха от крупной пыли и мусора. Его расположение до высокоэффективного фильтра необходимо для того, чтобы увеличить срок службы высокоэффективного фильтра, т.к. в противном случае как мелкие вредоносные вещества, так и крупные будут оседать именно на высокоэффективном фильтре, ввиду чего его ресурс будет иссякать намного быстрее. Высокоэффективный фильтр необходим для очистки воздуха от мелких вредоносных веществ в воздухе, например от мелкой пыли, пыльцы, перхоти животных, выделений пылевых клещей и тараканов, являющихся сильнейшими аллергенами, а также высокоэффективный фильтр улавливает бактерии и микробы. Более того, выполнение высокоэффективного фильтра с возможностью обеззараживания позволяет дезактивировать улавливаемые микробы и бактерии, благодаря чему они не размножаются на его поверхности. Это, в свою очередь, делает устройство более безопасным для пользователя при необходимости заменить фильтр. Вентилятор необходим для организации потока воздуха таким образом, чтобы он поступал в корпус через отверстие для забора воздуха, проходил через оба фильтра устройства очистки и обеззараживания воздуха и после прохождения фильтров выходил через отверстие для вывода воздуха. Причем то, что вентилятор является вентилятором радиального типа и расположен таким образом, что его ось параллельна плоскостям фильтров, необходимо для уменьшения уровня шума, производимого вентилятором. Также этому способствует малое количество внутренних элементов, т.е. фильтров и прочих конструктивных элементов, находящихся в потоке воздуха. Меньшее количество фильтров внутри корпуса влечет за собой более низкий перепад давления на фильтрах и, как следствие, более низкую нагрузку на вентилятор.

[13] Функция обеззараживания высокоэффективного фильтра может быть реализована посредством выполнения высокоэффективного фильтра с антибактериальной пропиткой. В качестве антибактериальной пропитки может быть использован пиритион цинка. Антибактериальная активность пиритион цинка проявляется в отношении ряда патогенных микроорганизмов (стрептококк, стафилококк, синегнойная и кишечная палочки, протей и др.). Пиритион цинка снижает внутриклеточный уровень АТФ, способствует деполяризации клеточных мембран, вызывая дезактивацию грибов и бактерий.

[14] Фильтр первичной очистки и высокоэффективный фильтр могут быть закреплены в корпусе устройства посредством прижимных механизмов. Прижимной механизм высокоэффективного фильтра может включать рамку фильтра, выполненную в форме высокоэффективного фильтра с полостью для вставки. К рамке высокоэффективного фильтра могут быть прикреплены по крайней мере два язычка прижима, что увеличивает надежность фиксации. Каждый из язычков прижима может быть прикреплен к рамке посредством по крайней мере двух вытяжных заклепок. Прижимной механизм фильтра первичной очистки может включать рамку фильтра, выполненную в форме фильтра первичной очистки с полостью для вставки фильтра, и прижимную рамку. Прижимные механизмы обоих фильтров позволяют избежать возникновения зазоров между внутренними стенками корпуса устройства и фильтрами, благодаря чему устройство может обладать более высокой степенью герметичности. Следовательно, значительно снижается риск пропускания неочищенного воздуха и повышается эффективность очистки и обеззараживания воздуха.

[15] Также могут использовать такое сочетание вентилятора радиального типа и фильтров, что при очистке 100 м³/ч воздуха уровень шума не превышает 40 дБ.

[16] В каждом из отверстий для забора и вывода воздуха могут быть выполнены распределительные решетки. Они позволяют избежать попадания в корпус устройства крупного мусора, способного быстро засорить фильтры или вывести из строя другие элементы устройства.

[17] Может применяться высокоэффективный фильтр не ниже класса E11 (H11). Этот класс фильтра позволяет очищать воздух от 95% вредоносных веществ. Более высокие классы фильтрации позволяют достигать еще большей степени очистки воздуха.

[18] Устройство очистки и обеззараживания воздуха может быть выполнено со снимаемой сервисной панелью. Это позволяет облегчить процесс замены фильтров при их засорении, а также облегчить ремонт устройства в целом.

[19] Большая часть площади внутренней поверхности корпуса может быть выполнена с уплотнителем. Уплотнители не только обеспечивают более высокую степень герметизации устройства, что увеличивает эффективность очистки воздуха, но и вносит вклад в шумоподавление.

[20] Отверстия для забора воздуха и отверстия для вывода воздуха могут быть выполнены на противоположных сторонах корпуса. При этом, плоскости отверстий для забора воздуха и для вывода воздух могут быть параллельны плоскостям фильтров и оси вентилятора. Это позволяет избежать формирования завихрений в поступаемом в корпус потоке воздуха, что снижает степень турбулентности воздуха и нагрузку на вентилятор. Как следствие, благодаря этому снижается уровень шума, производимого вентилятором в процессе работы.

Описание чертежей

[21] На Фиг. 1 представлен схематический вид устройства очистки и обеззараживания воздуха согласно настоящему изобретению (в разрезе).

[22] На Фиг. 2 представлен схематический вид устройства очистки и обеззараживания воздуха согласно настоящему изобретению с иллюстрацией воздушного потока (в разрезе).

[23] На Фиг. 3 представлена график зависимости уровня звукового давления от напряжения на вентиляторе.

[24] На Фиг. 4 представлен схематический вид устройства очистки и обеззараживания воздуха согласно настоящему изобретению с прижимными механизмами (в разрезе).

[25] На Фиг. 5 представлен схематический вид прижимного механизма высокоэффективного фильтра (вид сбоку).

[26] На Фиг. 6 представлен схематический вид прижимного механизма высокоэффективного фильтра (объемное изображение).

[27] На Фиг. 7 представлен схематический вид прижимного механизма фильтра первичной очистки в закрытом виде (объемное изображение).

[28] На Фиг. 8 представлен схематический вид прижимного механизма фильтра первичной очистки в открытом виде (объемное изображение).

[29] На Фиг. 9 представлен схематический вид устройства очистки и обеззараживания воздуха согласно настоящему изобретению с дополнительными элементами (в разрезе).

[30] На Фиг. 10 представлен схематический вид устройства очистки и обеззараживания воздуха согласно настоящему изобретению с дополнительными элементами (объемное изображение).

Подробное описание

[31] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях, хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишнее понимание особенностей настоящего изобретения.

[32] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.

[33] На Фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства очистки и обеззараживания воздуха согласно настоящему изобретению. Устройство включает корпус 1, в котором выполнены по крайней мере одно отверстие для забора воздуха 2 и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха 3. При этом, внутри корпуса 1 расположены фильтр первичной очистки 4, высокоэффективный фильтр 5 и вентилятор 6. В качестве вентилятора 6 применяется вентилятор радиального типа, и он 6 расположен таким образом, что его ось 7 параллельна плоскостям фильтров 4, 5. Высокоэффективный фильтр 5 также выполнен с возможностью обеззараживания.

[34] Отверстие для забора воздуха 2 необходимо для впуска воздуха с улицы или из помещения в корпус 1 устройства очистки и обеззараживания воздуха, а отверстие для вывода воздуха 3 - для вывода очищенного воздуха из корпуса 1. Форма отверстий 2, 3 может быть выполнена в виде любой плоской геометрической фигуры. Однако, размер отверстий 2, 3 должен быть подобран в соответствии с нагрузкой на вентилятор 6. Так, если отверстия 2, 3 будут слишком узкими, нагрузка на вентиляторе 6 увеличиться и, как следствие, увеличиться уровень шума, производимый вентилятором 6 в процессе работы. При этом размер отверстий 2, 3 зависит как от размеров корпуса 1, так и от размеров вентилятора 6, в частности от размеров входного и выходного отверстий радиального вентилятора. Вентилятор 6 при этом вращается в таком направлении, что воздух вводится в корпус 1 через отверстие для забора воздуха 2, как показано на Фиг. 2. После этого воздух последовательно проходит через фильтр первичной очистки 4 и через высокоэффективный фильтр 5. Далее уже очищенный воздух выводится из корпуса 1 устройства через отверстие для вывода воздуха 3.

[35] Фильтр первичной очистки 4 также могут называться префильтрами или фильтрами грубой очистки. Такие фильтры улавливают частицы размером более 10 мкм, например пух, сажа, частицы крупной пыли, насекомые, перья, крупные семена растений и др. Таким образом, их применение в воздухоочистительных устройствах позволяет дольше эксплуатировать высокоэффективный фильтр 5, т.к. его ресурс не будет быстро заканчиваться из-за засорения мелким мусором и крупной пылью. Могут применяться фильтры класса G1(EU1), G2(EU2), G3(EU3), G4(EU4).

[36] Высокоэффективный фильтр 5 (или фильтры HEPA/EPA) предназначены для очистки воздуха от частиц величиной более 0,3 мкм, в том числе от мельчайшей высокоаллергенной пыли (PM2.5), спор грибов, пыльцы, частиц смога и других мелких частиц. На фильтрах этого класса также оседают вирусы и бактерии, однако, благодаря выполнению высокоэффективного фильтра 5 с возможностью обеззараживания воздуха, осевшие на нем вирусы и бактерии будут дезактивироваться. В результате фильтр 5 не будет опасен для пользователя при необходимости его замены, а также это предотвращает возможность размножения бактерий на его поверхности. Сам же фильтрующий материал высокоэффективного фильтра 5 выполнен сложенным гармошкой, т.е. гофрированным, формируя в нулевом приближении прямоугольный параллелепипед.

[37] Фильтр первичной очистки 4 может быть выполнен в различной плоской форме. Во-первых, он может быть выполнен рулонным фильтров из нетканого материала. Во-вторых, он может быть выполнен в виде панельного фильтра с полиэстером или стекловолокном в качестве фильтровального материала. В-третьих, фильтр первичной очистки 4 также может быть выполнен в виде кассетного фильтра, т.е. фильтра с гофрированным материалом для увеличенной площади фильтрации.

[38] Может использоваться высокоэффективный фильтр 5 не ниже класса E11 (H11), при котором высокоэффективный фильтр улавливает 95% вредоносных веществ в воздухе. При необходимости достичь еще более высокую степень очистки может использоваться высокоэффективный фильтр класса H12, улавливающий 99,5% вредоносных веществ, класса H13, улавливающий 99,95% вредоносных веществ, или класса H14, улавливающий 99,995% вредоносных веществ. Выбор класса зависит от сферы применения фильтра и от конкретной задачи. Таким образом, высокоэффективный фильтр 5 в конструкции устройства по настоящему изобретению позволяет очищать воздух не менее чем от 95% вредоносных частиц и веществ, содержащихся в воздухе.

[39] В качестве высокоэффективного фильтра 5 может использоваться вставленный в рамку (для герметичности, прочности и удержания фильтровального материала в сложенном состоянии) волокнистый материал, сложенный в виде гармошки и/или сложенный многослойно. Волокна зачастую имеют диаметр 0.5-6.5 мкм, а расстояние между ними обычно равно 5-50 мкм. Волокна могут изготавливаться из бумаги и стекловолокна, а рамка может быть металлической, пластиковой и т.д. Улавливание высокоэффективным фильтром 5 мелких частиц связано с двумя процессами: адгезией и аутогезией. Адгезия - это взаимодействие пыли с осаждающей поверхностью, в описываемом случае с волокнами высокоэффективного фильтра 5. Благодаря адгезии на чистых волокнах появляется первый слой пыли. Аутогезия (или «слипаемость») - это взаимодействие пылевых частиц между собой. Благодаря аутогенному взаимодействию частицы продолжают наслаиваться друг на друга, образуя на волокнах многослойные конгломераты. Природа адгезии и аутогезии лежит в молекулярном взаимодействии частиц друг с другом и с волокнами (силы Ван-дер-Ваальса). Эти силы появляются на расстоянии от одного до нескольких сот диаметров частиц. Для мельчайших частиц притяжение к волокну и пылевому слою настолько большое, что частицы надежно оседают на волокнах высокоэффективного фильтра 5.

[40] Обеззараживание может достигаться посредством выполнения высокоэффективного фильтра 5 с антибактериальной пропиткой. В качестве антибактериальной пропитки может использоваться, например, пиритион цинка. Цинк пиритион активированный обладает противовоспалительной, антибактериальной и противогрибковой активностью. Аналогичный эффект будет достигаться при использовании частиц или ионов серебра в случае их инжекции в нетканую структуру высокоэффективного фильтра 5. Однако, инжекция частиц и ионов серебра значительно увеличивает себестоимость устройства. Помимо этого, эффект обеззараживания может достигаться за счет нанесения на переднюю по потоку воздуха поверхность высокоэффективного фильтра 5 физического антибактериального слоя. Антибактериальный слой может также быть основан на пиритионе цинка.

[41] При этом важно отметить, что отверстий, как для забора воздуха 2, так и для вывода воздуха 3, в корпусе 1 может быть больше одного. Так, например, на Фиг. 1 показано устройство очистки и обеззараживания воздуха с одним отверстием для забора воздуха 2 и одним отверстием для вывода воздуха 3. На Фиг. 2, в свою очередь, показан вариант с двумя отверстиями для вывода воздуха 3 и одним отверстием для забора воздуха 2. При этом предпочтительно выполнять в корпусе 1 количество вентиляторов то же, что и количество отверстий для вывода воздуха 3.

[42] Также для избежания турбулентностей в корпусе 1 устройства, и, как следствие, для уменьшения уровня шума, предпочтительно выполнять отверстия 2, 3 на противоположных сторонах корпуса 1. При этом также предпочтительно, чтобы плоскости отверстий 2, 3 были параллельны как плоскостям фильтров 4, 5, так и оси вентилятора 7. Благодаря такому размещению воздух в процессе прохождения через корпус 1 не будет формировать завихрения. За счет этого уровень шума, производимый вентилятором 6 и устройством в целом, будет также снижен.

[43] На Фиг. 3 показан график зависимости уровня звукового давления (УЗД) от производительности вентилятора 6 при использовании настоящего устройства. Как видно из графика, в диапазоне от 0 до 200 м³/ч УЗД не достигает значения выше 50 дБ, что по громкости сравнимо с тихим разговором. При производительности до 150 м³/ч УЗД не достигает и 40 дБ, что по громкости сравнимо с шепотом. Таким образом, сочетание фильтров 4, 5 с вентилятором 6 радиального типа и их взаимное расположение позволяет при очистке до 150 м³/ч воздуха не превышать уровень шума в 40 дБ.

[44] На Фиг. 4 показан схематичный вид устройства очистки и обеззараживания воздуха с прижимными механизмами (41, 42, 51) фильтров (4, 5). Прижимные механизмы (41, 42, 51) обоих фильтров (4, 5) позволяют избежать возникновения зазоров между внутренними стенками корпуса 1 устройства и фильтрами (4, 5), благодаря чему устройство может обладать более высокой степенью герметичности. Следовательно, значительно снижается риск пропускания неочищенного воздуха и повышается эффективность очистки и обеззараживания воздуха.

[45] На Фиг. 5 и Фиг. 6 представлен схематический вид прижимного механизма высокоэффективного фильтра в виде сбоку и в виде объемного изображения соответственно. Прижимной механизм высокоэффективного фильтра 5 включает в себя рамку фильтра 51, выполненную в форме высокоэффективного фильтра 5 с полостью для вставки фильтра 5. К рамке фильтра 51 могут дополнительно быть прикреплены по крайней мере два язычка прижима 511. Они 511 могут быть расположены с двух противоположных сторон рамки фильтра 51. Язычки прижима 511 могут иметь различную форму, однако, при этом важно, чтобы они прочно крепились к рамке фильтра 51, например посредством двух вытяжных заклепок 512, и одновременно прижимали высокоэффективный фильтр 5 с целью его надежной фиксации в рамке 51. Например, язычок прижима 511 может быть выполнен в виде плоской фигуры такой, как прямоугольник, одна половина которого будет накладываться на боковую стенку рамки фильтра 51, а вторая загибаться таким образом, чтобы угол этого загиба обеспечивал прижим высокоэффективного фильтра 5. Загнутый в сторону высокоэффективного фильтра 5 конец язычка прижима 511 также может быть загнут в обратную сторону от высокоэффективного фильтра, сохраняя при этом прижим фильтра 5 к рамке 51. Это позволяет избежать повреждений в нетканой структуре высокоэффективного фильтра 5 от острых углов язычка загиба 511. Язычок загиба 511 также может быть выполнен в форме плоского прямоугольника, круга, овала и других известных плоских геометрических фигур. Также для крепления язычков прижима 511 к рамке фильтра 51 в язычках прижима 511 должны быть выполнены отверстия, соответствующие количеству и параметрам выбранных крепежных элементов (в случае, если крепеж осуществляется не при помощи клея). Однако, важно при этом соблюсти описанные выше загибы для достижения герметичности устройства и надежности фиксации высокоэффективного фильтра 5 в рамке фильтра 51. Более того, к рамке фильтра 5 может быть прикреплено более двух язычков прижима 511.

[46] Помимо вытяжных заклепок 512 для крепления язычков прижима 511 к рамке фильтра 51 могут быть использованы и другие методы крепления, например шурупы, клей, клей-герметик, гвозди и прочие известные крепежные элементы. При этом также важно, чтобы острый конец крепежного элемента (при использовании шурупов и гвоздей) не повреждал нетканую структуру высокоэффективного фильтра 5. Этого можно избежать, выбирая шурупы и другие крепежные элементы меньшей длины, чем толщина стенок рамки фильтра 51 или загибая/шлифуя/затупляя острый конец используемого крепежного элемента. Предпочтительно использование по крайней мере двух крепежных элементов, например вытяжных заклепок 512, ввиду того что при использовании одного крепежного элемента язычки прижима 511 могут вращаться вокруг него, постепенно повреждая резьбу и собственные отверстия для крепления, что снижает надежность фиксации и срок эксплуатации. Однако, также может быть использовано и большее количество крепежных элементов.

[47] На Фиг. 7 и на Фиг. 8 представлен схематический вид прижимного механизма (41, 42, 43) фильтра первичной очистки 4 в закрытом виде и в открытом виде соответственно. Прижимной механизм (41, 42, 43) фильтра первичной очистки 4 включает рамку фильтра 41, выполненную в форме фильтра первичной очистки 4 с полостью для вставки фильтра, и прижимную рамку 42. Рамка фильтра 41 и прижимная рамка 42 могут крепиться друг к другу по одной из граней рамок 41, 42 посредством крепежного элемента 43. Крепежный элемент 43 должен быть выбран таким образом, чтобы он позволял открывать и закрывать прижимную рамку 42 таким образом, что прижимной механизм открывается и закрывается «как книга». Например, в качестве крепежного элемента 43 могут использоваться петли, аналогичные дверным петлям. В полостях рамок 41, 42 могут быть выполнены решетковидные конструкции, например из того же материала, что и рамки 41, 42. Решетковидные конструкции позволяют также увеличить надежность крепления фильтра первичной очистки 4 в рамках 41, 42. На по крайней мере одной из граней рамки 41, отличной от грани с крепежным элементом 43, может быть также размещен по крайней мере один язычок прижима, описанный выше, или по крайней мере одна заклепка в другой форме. Это может сделать более герметичным и надежным прижим рамки фильтра 41 к прижимной рамке 42.

[48] Прижимные механизмы (41, 42, 51), показанные на Фиг. 5-8, в отличие от обычных рамок фильтра, обеспечивают большую герметичность фильтров 4, 5 и устройства в целом. Это, в свою очередь, увеличивает эффективность очистки воздуха. В случае обычных фильтровальных рамок могут возникать зазоры (негерметичности) между фильтром и корпусом устройства что приведет к увеличению пропускания неочищенного воздуха на выход устройства и снижению общей эффективности фильтрации. Также за счет прижимания фильтровального материала уменьшается вероятность того, что фильтровальный материал оторвется от рамки при эксплуатации (например, при попадании крупного мусора на высокой скорости). Таким образом, благодаря прижимным механизмам (41, 42, 51) также увеличивается и прочность самого фильтра (4, 5), в том числе фильтровального материала.

[49] Также описанные прижимные механизмы (41, 42, 51) являются простыми в конструкции по сравнению с рамками, обычно используемыми для фиксации фильтров. Такие рамки обычно изготавливаются сложной формы, в частности их поперечное сечение имеет большое количество загибов, которые зачастую деформируются в процессе эксплуатации под давлением воздуха. Рамки с простыми формами поперечного сечения, например П-образными, в свою очередь, не обеспечивают герметичного и еще больше деформируются в процессе эксплуатации, образуя при этом крупные зазоры. Таким образом, прижимные механизмы (41, 42, 51) являются более простыми в конструкции, а также сохраняют при этом герметичность и надежность устройства, в том числе его фильтров 4, 5.

[50] На Фиг. 9 изображен схематичный вид устройства очистки и обеззараживания воздуха с дополнительными элементами. Устройство включает корпус 1, в котором выполнены по крайней мере одно отверстие для забора воздуха 2 и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха 3. При этом, внутри корпуса 1 расположены фильтр первичной очистки 4, высокоэффективный фильтр 5 и вентилятор 6. В качестве вентилятора 6 применяется вентилятор радиального типа, и он 6 расположен таким образом, что его ось 7 параллельна плоскостям фильтров 4, 5. Высокоэффективный фильтр 5 также выполнен с возможностью обеззараживания. Фильтр первичной очистки 4 размещен в корпусе 1 в прижимном механизме, включающем рамку фильтра 41 и прижимную рамку 42. Высокоэффективный фильтр 5 зафиксирован в корпусе 1 посредством прижимного механизма, включающего рамку фильтра 51. На боковых стенках корпуса 1 выполнены уплотнители 81, а на верхней стенке корпуса - уплотнитель 82.

[51] Уплотнители боковых стенок 81 могут быть выполнены на каждой из боковых стенок корпуса 1 или на части их них. Уплотнители 81 и 82 наделяют устройство очистки и обеззараживания воздуха как более высокой степенью герметичности, так и вносят вклад в шумоподавление. Уплотнители 81, 82 могут быть выполнены в виде слоев материала, обеспечивающего герметичность и шумоподавление. Например, в качестве такого материала может использоваться резина, пенопласт, смола и другие материалы. В этом случае слои должны соответствовать геометрии стенок и крышки (верхней стенки) устройства. Также они 81, 82 могут быть выполнены в виде лент, которые фиксируются в угловых частях внутренней поверхности корпуса 1. Дополнительно иные уплотнительные элементы, выполненные в виде лент и не показанные на Фигурах, могут быть размещены между внутренней поверхностью стенок корпуса 1 и прижимными механизмами (41, 42, 51) фильтров (4, 5) в местах стыка. Это также позволяет еще больше увеличить степень герметизации устройства и, как следствие, эффективность очистки воздуха.

[52] На Фиг. 10 изображен схематичный вид устройства очистки и обеззараживания воздуха с дополнительными элементами в виде объемного изображения. Устройство включает корпус 1, в котором выполнены два отверстия для забора воздуха 2 и два отверстия для вывода воздуха 3. При этом, внутри корпуса 1 расположены фильтр первичной очистки 4, высокоэффективный фильтр 5 и два вентилятора 6. В качестве вентилятора 6 применяется вентилятор радиального типа, и каждый из них 6 расположен таким образом, что его ось 7 параллельна плоскостям фильтров 4, 5. Высокоэффективный фильтр 5 также выполнен с возможностью обеззараживания. Фильтр первичной очистки 4 размещен в корпусе 1 в прижимном механизме, включающем рамку фильтра 41 и прижимную рамку 42. Высокоэффективный фильтр 5 зафиксирован в корпусе 1 посредством прижимного механизма, включающего рамку фильтра 51. На боковых стенках корпуса 1 выполнены уплотнители 81, а на верхней стенке корпуса - уплотнитель 82. На отверстиях для забора воздуха 2 и на отверстиях для вывода воздуха 3 выполнены распределительные решетки 10. А корпус 1 устройства выполнен со снимаемой сервисной панелью 9.

[53] Снимаемая сервисная панель 9 предназначена для облегчения процесса замены фильтров 4, 5 в случае их засорения, а также для производства ремонтных работ. Она может состоять не только из одной боковой стенки корпуса 1, но и, например, из двух или трех соседствующих боковых стенок.

[54] Воздухораспределительные решетки 10 на отверстиях для забора 2 и вывода 3 воздуха защищают устройство от попадания в корпус 1 крупного мусора, способного повредить внутренние комплектующие устройства. Также они 10 защищают от попадания влаги.

[55] Устройство очистки и обеззараживания воздуха может включать как все дополнительные элементы одновременно, так и в любой их комбинации, в зависимости от конкретной задачи или нужд пользователя.

[56] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки запрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.

Изобретение относится к области очистки и обеззараживания воздуха посредством воздушных фильтров, предназначенное для применения в местах с требованием к низкому уровню шума. Устройство очистки и обеззараживания воздуха включает корпус. В корпусе выполнены по крайней мере одно отверстие для забора воздуха и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха. Внутри корпуса расположены фильтр первичной очистки, высокоэффективный фильтр и по крайней мере один вентилятор. Вентилятор при этом является вентилятором радиального типа и расположен таким образом, что его ось параллельна плоскостям фильтров, а высокоэффективный фильтр выполнен с возможностью обеззараживания. Это позволяет достичь эффективной очистки и обеззараживания воздуха. В том числе, это обеспечивает низкий уровень производимого вентилятором шума, а также безопасность и длительности эксплуатации устройства благодаря надежности и простоте применяемой конструкции устройства. 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство очистки и обеззараживания воздуха, включающее корпус, в котором выполнены по крайней мере одно отверстие для забора воздуха и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха, а внутри корпуса расположены фильтр первичной очистки, высокоэффективный фильтр и по крайней мере один вентилятор, причем вентилятор является вентилятором радиального типа и расположен таким образом, что его ось параллельна плоскостям фильтров, а высокоэффективный фильтр выполнен с возможностью обеззараживания.

2. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 1, отличающееся тем, что высокоэффективный фильтр выполнен с антибактериальной пропиткой.

3. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 2, отличающееся тем, что в качестве антибактериальной пропитки используется пиритион цинка.

4. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 1, отличающееся тем, что фильтр первичной очистки и высокоэффективный фильтр закреплены в корпусе устройства посредством прижимных механизмов.

5. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 4, отличающееся тем, что прижимной механизм высокоэффективного фильтра включает в себя рамку фильтра, выполненную в форме высокоэффективного фильтра с полостью для вставки фильтра.

6. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 5, отличающееся тем, что к рамке фильтра прикреплены по крайней мере два язычка прижима.

7. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 6, отличающееся тем, что каждый язычок прижима прикреплен к рамке фильтра посредством по крайней мере двух вытяжных заклепок.

8. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 4, отличающееся тем, что прижимной механизм фильтра первичной очистки включает рамку фильтра, выполненную в форме фильтра первичной очистки с полостью для вставки фильтра, и прижимную рамку.

9. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 1, отличающееся тем, что применяют такое сочетание вентилятора радиального типа и фильтров, что при очистке 100 м³/ч воздуха уровень шума не превышает 40 дБ.

10. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 1, отличающееся тем, что в каждом из отверстий для забора и вывода воздуха выполнены распределительные решетки.

11. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 1, отличающееся тем, что применяют высокоэффективный фильтр не ниже класса E11 (H11).

12. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 1, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен со снимаемой сервисной панелью.

13. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 1, отличающееся тем, что большая часть площади внутренней поверхности корпуса выполнена с уплотнителем.

14. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 1, отличающееся тем, что отверстия для забора воздуха и отверстия для вывода воздуха выполнены на противоположных сторонах корпуса.

15. Устройство очистки и обеззараживания воздуха по п. 14, отличающееся тем, что плоскости отверстий для забора воздуха и для вывода воздуха параллельны плоскостям фильтров и оси вентилятора.