从气态流体中净化和除去污染物的系统技术方案

本发明专利技术公开了用于从气态流体中净化和除去污染物的系统和相应的方法，该系统包括壳，壳包括进口、出口和布置在壳内的细长ＵＶ室。ＵＶ辐射源纵向布置在ＵＶ室内。在壳内的上游位置处布置至少一个挡板结构，以限制流动和在ＵＶ室内产生气态流体的湍流。另外，在壳内的选定位置处布置风扇，以有利于气态流体以选定的流速流过壳。选择ＵＶ室和ＵＶ源的尺寸和挡板结构的构造，以增加流过ＵＶ室的流体的暴露时间和混合，以及增加流动流体到ＵＶ源的接近度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从气态流体中净化和除去污染物的系统相关申请的交叉参考本申请要求2003年5月8日提交的专利技术名称为“从气态流体中净化和除去污染物的装置和方法(Apparatus and Method for RemovingContaminants from Gaseous Fluids)”的美国临时专利申请序列号60/468,655的优先权。上述专利申请的公开内容以全文引入本文作为参考。专利技术背景1.
本专利技术涉及从污染的空气流中除去污染物的系统和相应的方法。具体地，本专利技术涉及用于增强污染空气流对杀菌辐射的暴露以优化从该空气流中除去污染物的方法和装置。2.
技术介绍
近来，有许多设备利用对空气进行紫外(UV)辐射产生的臭氧，以对处理空间(如典型地，房间)中的空气进行消毒。这些设备中的多数产生大量臭氧气体以促进空气消毒。由于消毒需要的臭氧浓度水平高得足以对人和/或动物是有害的，因此这些设备的使用一般被限制于难以除去的气味(如火产生的烟、溅在衣服上的有机材料等)的除臭器。另外，当在人和/或动物周围使用这种臭氧设备时，卫生当局要求臭氧浓度应被降低至安全水平。但是，这些降低或“安全”的水平往往太低，以至于不能有效地除臭和使空气清洁，从而使臭氧方法不理想。一些设备利用杀菌量的在特定频率范围内的紫外辐射来杀灭空气中的细菌，但通常使处理空间暴露于高水平辐射下，从而造成对人和/-->或动物的健康威胁(如眼损伤和皮肤损害)，或使用要求低空气流速的非常低水平的辐射，以使空气在设备中长时间暴露于辐射。长暴露时间使设备效率低下，因为它们延长了室内空气的“周转”时间(即用杀菌辐射处理整个室需要的时间)。显然，长的周转时间使设备效率降至最小，因为在设备能消毒室内中全部空气前，室内空气会被再次污染。现有技术的UV室内空气消毒设备的低效率和无效还由不适当地混合流过设备的空气造成。关于这一点，现有技术设备一般利用和甚至争取通过这些设备的空气层流。这限制了最靠近UV灯泡的层流部分暴露于UV辐射的效果。关于这一点，现有技术设备的设计人员很少或没有认识到，作为到UV源距离的函数的UV辐射强度的降低。因此，希望最大化整个流动空气流到UV源的接近度。除了空气流的层流性外，必须致力于现有技术中未考虑的其它流动参数以优化空气净化器中空气对UV辐射的暴露，以最大化辐射的净化或“杀灭”效果。在现有技术的室内消毒设备中更换UV源灯泡产生大量问题，其中重要的是，在卸下或插入过程中如果难以接近的UV灯泡破裂，这对消费者是很危险的。需要提供一种有效的空气净化器，其中UV辐射源能被容易和安全地替换。专利技术概述因此，本专利技术的一个目的是通过使流动空气流对UV辐射的暴露最大化，同时使被处理空间中全部空气的处理时间最小化，并且不会将紫外辐射泄漏到周围环境中，以从被处理空间内的空气中除去污染物。本专利技术的另一个目的是降低成本和使系统中紫外辐射室的尺寸最小化，其中系统用于从污染空气流中除去污染物。-->本专利技术的另一个目的是优化空气净化器的UV杀菌室中的空气流动参数以提高杀菌效率。本专利技术的又一个目的是提供使用杀菌辐射的空气净化器，其中处理通过净化器的空气流以优化流入到UV杀菌室的空气中的湍流。本专利技术的还一个目的是增加空气在室中的停留时间，并引导空气最大程度地接近UV源。本专利技术的还一个目的是通过具有如下灯座的系统从污染的空气流中除去污染物，该灯座在系统内部被设置成有利于卸下和替换UV辐射发射灯泡。本专利技术的还一个目的是提供空气净化器，其具有在流过UV室的空气中提供湍流并增加停留时间的独特挡板布置。本专利技术的又一个目的是与从空气流中除去污染物的系统一起使用可替换的筒以有利于系统的通用性和易维护性。独立或组合地达到上述目的，不打算将本专利技术视为要求两个或更多个目的的组合，除非所附的权利要求明确要求。根据本专利技术，从气态流体中净化和除去污染物的系统包括壳，壳包括进口、出口和布置在壳内的细长UV室。UV辐射源纵向布置在UV室内。至少一个挡板结构布置在壳内上游位置处，以限制流动以及在UV室内产生气态流体的湍流。另外，在壳内选定位置处布置风扇以有利于气态流体以选定的流速流过壳。选择UV室和UV源的尺寸和挡板结构的构造以增加流过UV室的流体的暴露时间和混合，以及增加流动流体到UV源的接近度。-->优选地，中空筒布置在壳内，并可拆卸，其中在中空筒内形成UV室并布置UV源。在一个实施方案中，筒包括布置在筒下游端的端盖，端盖包括支撑筒内UV源下游端的支撑结构。优选地，UV源包括大量细长UV灯泡，这些灯泡在UV室内以选定构造取向，以在UV灯泡和UV室的内壁表面部分之间为流体提供流道，以及在相邻灯泡之间提供至少一个流道。在一个示例性实施方案中，UV源包括在离中心轴的120°间隔位置排列的三个细长UV灯泡，中心轴限定在UV灯泡之间并平行于UV灯泡延伸。当考虑本专利技术具体实施方案的以下详细描述，尤其是当结合附图时，本专利技术的上述和其它目的、特征和优点将变得显而易见，其中各个图中的相同附图标记用于表示相同部件。附图简述图1为本专利技术的空气净化系统的透视图。图2为图1系统透视图的分解图。图3为包括图1系统的筒的剖视截面的透视分解图。图4A为图3的筒的下游端盖平面的顶视图。图4B为图4a的下游端盖的横截面图。图5为图1系统的下游端的分解图，包括玻璃框(bezel)、过滤器和出口格栅。图6为图1系统的出口格栅的横截面图。图7为与图1的筒的下游端盖结合在一起的出口格栅的横截面图。图8为图1系统的控制电路的示意性框图。图9为根据本专利技术空气净化系统的替代实施方案的透视分解图。图10为图9系统的筒的透视分解图。优选实施方案描述根据本专利技术，并主要参照附图，通过抽吸空气流到细长系统壳的-->进口端内实现从污染空气流中除去污染物的系统，所述壳包括可替换筒，筒中安装有一个或多个紫外辐射灯泡。灯泡发射能通过杀灭空气中夹带的细菌、病毒、霉菌孢子和/或其它微生物来有效净化空气的紫外辐射。系统还在壳的上游和/或下游端包括挡板结构，以在空气通过壳和过滤器构件时为空气提供足量的湍流，从而除去空气中夹带的颗粒材料。本文使用的与系统的壳或其它部件有关的术语“上游”和“下游”分别是指在或靠近这种部件进口和出口的位置。另外，对于具体的系统部件，本文使用的术语“上游方向”和“下游方向”分别是指从出口到进口的方向和从进口到出口的方向。本专利技术的一个示例性实施方案描绘在图1-7中。系统2包括细长壳10，其包含安装在内部并通常为圆筒形的底盘15、16。底盘15、16包含可拆卸和可替换的筒20，筒20中安装紫外辐射灯泡21。灯泡优选为具有合适尺寸的细长圆筒形紫外(UV)灯泡，并在筒内选定直径的圆内纵向取向，它们的轴的取向平行于通过壳的净空气流的方向。尽管示例性系统包括三个UV灯泡(图3)，但注意到，根据具体应用所需的UV辐射强度，可利用任意选定数量的具有任何合适尺寸和/或几何形状的灯泡。灯泡的上游和下游端变细至突出状构造，以适合安装在灯泡安装构件上布置的接受孔或槽内，该灯泡安装构件位于或靠近筒20的上游和下游端，如下文所述。入口格栅11和风扇12布置在壳的上游端。或者，风扇可位于下游端，以抽吸而不是推动空气通过壳。风扇12优选为具有可调运转速度的直流或DC风扇，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于净化气态流体的系统，包括：壳，其包括进口、出口和布置在壳内的细长ＵＶ室；纵向布置在ＵＶ室内的ＵＶ辐射源；布置在壳内上游位置处的至少一个挡板结构，以限制流动以及在ＵＶ室内产生气态流体的湍流；和在壳内选定 位置处布置的风扇，以有利于气态流体以选定流速流过壳；其中选择ＵＶ室和ＵＶ源的尺寸和挡板结构的构造以增加流过ＵＶ室的流体的暴露时间和混合，以及增加流动流体到ＵＶ源的接近度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-5-8 60/468,6551.一种用于净化气态流体的系统，包括：壳，其包括进口、出口和布置在壳内的细长UV室；纵向布置在UV室内的UV辐射源；布置在壳内上游位置处的至少一个挡板结构，以限制流动以及在UV室内产生气态流体的湍流；和在壳内选定位置处布置的风扇，以有利于气态流体以选定流速流过壳；其中选择UV室和UV源的尺寸和挡板结构的构造以增加流过UV室的流体的暴露时间和混合，以及增加流动流体到UV源的接近度。2.如权利要求1所述的系统，其中挡板结构布置在壳内UV源上游的位置处。3.如权利要求2所述的系统，其中UV源包括多个在UV室内以选定构造取向的细长UV灯泡，以在UV灯泡和UV室的内壁表面部分之间为流体提供流道，以及在相邻灯泡之间提供至少一个流道。4.如权利要求3所述的系统，其中UV源包括在离中心轴的120°间隔位置处排列的三个细长UV灯泡，该中心轴限定在UV灯泡之间并平行于UV灯泡延伸。5.如权利要求2所述的系统，还包括：布置在壳内并可从中卸下的中空筒，其中在中空筒内形成UV室并布置UV源。6.如权利要求5所述的系统，其中挡板结构包括靠近筒上游端布置的安装构件，该安装构件将UV源的上游端固定在筒内。7.如权利要求5所述的系统，其中筒包括布置在筒下游端的端盖，该端盖包括支撑筒内UV源的下游端的支撑结构。8.如权利要求7所述的系统，其中筒还包括固定到端盖上的手柄，以有利于从壳卸下筒。9.如权利要求7所述的系统，其中筒还包括固定到端盖并与UV源电接触的电插座，并设计电插座以可释放地与电源接合。10.如权利要求7所述的系统，其中风扇可调节至不同的运转速度，且该系统还包括：至少一个输入按钮，以有利于使用者选择控制风扇的运转速度；和至少与输入按钮和风扇联系的处理器，以根据输入按钮提供的输入信号控制风扇的运转速度。11.如权利要求10所述的系统，还包括：通过处理器控制的指示器件，以在系统运行期间为使用者提供视觉指示和声音指示中的至少一种。12.如权利要求11所述的系统，其中指示器件包括三色LED显示器。13.如权利要求11所述的系统，其中处理器控制指示器件以给使用者提供下列状况中至少一种的指示：UV源在UV源预期使用寿命的选定百分率内工作，UV源接近预期使用寿命，和UV源已超过预期使用寿命。14.如权利要求7所述的系统，还包括：可卸下地固定在壳下游端的出口格栅，其中从壳卸下出口格栅以有利于卸下筒。15.如权利要求14所述的系统，还包括：布置在壳下游端并与出口格栅可释放地接合的电开关，其中当从壳卸下出口格栅时打开电开关以防止UV源工作。16.如权利要求14所述的系统，其中出口格栅和端盖中的至少一个包括第二挡板结构，以防止选定量的UV光从壳泄漏出去，并在系统运行期间为在壳的下游端流动的流体提供弯曲流道。17.如权利要求16所述的系统，其中第二挡板结构包括第一组和第二组截头圆锥体挡板，第一组布置在端盖中，并形成一系列通过端盖延伸和在挡板之间的开孔，第二组布置在出口格栅中，并形成一系列通过出口格栅延伸和在挡板之间的开孔。18.如权利要求17所述的系统，其中当相对于壳装配筒和出口格栅时，定向第一组和第二组的截头圆锥体挡板，使得第一组中每个挡板的直径在系统的上游方向上增加，第二组中每个挡板的直径在系统的下游方向上增加。19.如权利要求2所述的系统，还包括布置在壳内下游位置处的第二挡板结构，其中设计该第二挡板结构以限制流体从壳出口流出，以及阻挡选定量的UV光在系统运行期间从壳泄漏出去。20.如权利要求1所述的系统，还包括：布置在UV源和壳出口端之间的过滤器。21.一种利用如下系统增强气态流体净化的方法，该系统包括：壳，其具有布置在其中的细长UV室；纵向布置在UV室内的UV辐射源；布置在壳内上游位置处的至少一个挡板结构；和风扇；该方法包括以下步骤：为UV辐射源提供电力以有利于UV室内UV辐射的产生；通过风扇使流体流过壳和UV室；通过挡板结构促进湍流产生和...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰内尔森，约翰朗根，关福民，
申请(专利权)人：ECORX公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]