本发明专利技术涉及一种用于以电磁辐射对空气进行消毒的装置，具有：空气可流通的辐射室，空气可以从进气侧到出气侧沿着流动路径流过辐射室；至少一个辐射源，辐射源被设计为产生微波范围内的电磁辐射，并将电磁辐射发射到所述辐射室中，从而将电磁辐射施加于流经辐射室的所述空气，其中所述装置还具有至少一个带有叶轮的通风机，以产生通过所述辐射室的空气流动，所述通风机被设计成在所述进气侧吸入空气，将所述空气沿着所述流动路径通过所述辐射室输送到所述出气侧，并且在所述出气侧将所述空气吹出所述辐射室，其中至少所述叶轮被布置在所述辐射室中，并且所述叶轮具有数个叶片，所述叶片至少部分地由能使电磁辐射偏转的材料形成。成。成。
【技术实现步骤摘要】
用于以电磁辐射对空气进行消毒的装置
[0001]本专利技术涉及一种用于以微波范围内的电磁辐射对空气进行消毒的装置。
技术介绍
[0002]某些细菌和病毒，例如Covid
‑
19，可以作为气溶胶存在于空气中，或者以附着在水滴上或被水滴包裹的形式存在于空气中。因此，最好是能够从尽可能多的空气中去除这些细菌和病毒，特别是在使用空调设备时或者一般性地在封闭空间的条件下。
[0003]在现有技术中已知有各种空气消毒方法，但其中的大多数不适合对大量的空气进行连续消毒，也就是使空气中存在的细菌或病毒变得无害。
[0004]例如，人们已经知道用UVC光对空气进行消毒。此外，通过微波辐射或加热的方式对空气进行消毒，原则上也是已知的。然而，现有技术为此所提供的装置通常只允许净化相对较少的空气量。
技术实现思路
[0005]因此，本专利技术的目的是克服上述缺点，并提供一种装置和一种相关的方法，通过其可以有效和高效地对尽可能多的空气进行消毒或净化。
[0006]这个目的通过根据权利要求1所述的特征组合而达成。
[0007]本专利技术提出一种用于以电磁辐射对空气进行消毒的装置。该装置具有可由空气流过的辐射室，空气可以从进气侧到出气侧沿着流动路径通过辐射室。此外，该装置具有至少一个辐射源，该辐射源被设计为产生微波范围内的电磁辐射，并将电磁辐射发射到辐射室中，其中电磁辐射的频率被选择为使得存在于空气中的水分子被激励而发生能够加热水分子的振动，从而将电磁辐射施加于流经辐射室的空气，并且使存在于空气中的水达到或被加热到至少为100℃的温度。通过向空气施加电磁辐射或微波辐射，对流经辐射室的空气进行消毒。如前所述，存在于空气中的病毒和细菌(在下文中又称微粒)通常以气溶胶形式或者以附着在水滴中的方式存在于空气中。因此，水或水分子总是存在的。大多数病毒和大多数细菌都可以在沸水中被杀死。也就是说，只需要将空气中的水加热到使得微粒被杀死或变得无害的程度。本案所提出的装置和相关方法规定：借助微波范围内的电磁辐射，也就是借助微波辐射来加热空气中的水。
[0008]微波或其电场分量通过使分子发生扭转振动来加热具有偶极矩的材料，如水分子，其中，微波或辐射的频率是决定性的，微波或辐射的频率不允许过高，由此分子仍能跟随交变场的旋转运动。
[0009]根据集肤效应计算出来的在水中的穿透深度处于厘米范围内(1cm
‑
5cm)，具体取决于水的温度。随着波或辐射的频率的增加，穿透深度减小，但能量转换会随着波长的变短而增强。穿透深度被定义为波的初始强度下降到37％时的深度。这意味着波也会到达穿透深度以下的区域，但那里的加热程度明显低于高于穿透深度的情况。也就是说，穿透深度相当于空气中微粒分布的平均半径为5μm至0.5mm左右的频率是最佳的。然而由于频率非常
高，超过30GHz，这在经济上是不可行的，因为几乎不存在合适的辐射源。同样地，在这种高频率下，水分子如前所述将不再进行充分的旋转运动。
[0010]因此，约为2.45GHz的吸收频率虽然偏离了谐振频率，因而不是最佳的，但足以加热水。其中，电磁辐射的频率不一定正好是2.45GHz，但如果频率在2.45GHz左右的范围内，例如在2.00GHz与3.00GHz之间，那就很有利。可以将磁控管用作能够产生2.45GHz范围内且优选正好为2.45GHz的这种电磁辐射的辐射源，例如磁控管也被用于市面上的微波炉，因而可以极其经济地提供磁控管。
[0011]使用微波或电磁辐射而不是现有技术中已知的其他变体，例如用UVC光对空气进行消毒，是有意义的，因为可以实现空气的高流量。
[0012]与UVC光不同，微波辐射本身由于其能量低而不会破坏有机化合物，这在微波中纯粹是通过基于偶极子震荡的加热来实现。也就是说，加热方式与人们在灶台上加热化合物的方式完全相同。
[0013]为此，必须在短时间内将足够的能量施加到微粒中，因为微粒最好只在或应该在辐射室中停留很短的时间。
[0014]由于市面上的磁控管可以在大约60％的效率下良好地提供500瓦高频功率，并且可以使用数个磁控管或辐射源，因此，在辐射室中使用数个辐射源可以实现非常高的辐射功率。
[0015]为了提高效率，如下设置：根据本专利技术，所述装置还具有至少一个带有叶轮的通风机，以产生通过辐射室的气流。通风机被设计成在进气侧吸入空气，或者更准确地说，吸入环境空气，将其通过辐射室沿着流动路径输送到出气侧，并且在出气侧将其吹出辐射室。其中，至少叶轮被布置在辐射室中，其中叶轮具有数个叶片，这些叶片至少部分地由能使电磁辐射偏转或反射电磁辐射的材料形成。因此，通风机的叶片或叶轮充当了由商用微波领域已知的反射器，由至少一个辐射源发出的射线在该反射器上被反射。通过反射避免了辐射室内的驻波，否则通过驻波会导致辐射室内形成静态的热区和冷区。如此一来，除了引起沿流动路径输送空气外，通风机或叶轮还是一个用于均化磁场的反射器。
[0016]通风机可以完全布置在辐射室中，其中，对驱动叶轮旋转的马达优选屏蔽了辐射室中的电磁辐射。作为替代方案，马达也可以布置在辐射室以外，并且借助从外部伸入辐射室的驱动轴来驱动辐射室中的叶轮。如果进气侧和出气侧都各设有一个通风机或至少都各设有一个叶轮，则这些叶轮也可以通过共同的驱动轴连接和驱动。
[0017]为了确保能够对足够大量的空气或足够大的体积流量进行消毒，由通风机产生的通过辐射室的气流、空气流经的辐射室的长度和辐射源的数量相互匹配，以使所选的空气量或体积流量中含有微粒能够被施加足够大的辐射能量，所需的空气量能够在预定时间内流经辐射室，并在此过程中能基本上被彻底消毒。
[0018]优选如下设置：辐射室由削弱或屏蔽和/或反射电磁辐射的材料形成，以免电磁辐射从辐射室泄漏。
[0019]为了防止微波辐射从辐射室的进气侧或出气侧泄漏，在辐射室的进气侧和出气侧分别布置可供空气通过的屏蔽元件，该屏蔽元件由削弱或屏蔽和/或反射电磁辐射的材料形成。优选用金属网封闭进气侧和出气侧，根据电磁射线的波长或频率来选择该金属网或其网目宽度。
[0020]还可以提供一种变体，即：至少一个叶轮整体形成进气侧的屏蔽元件或者在进气侧作为附加的屏蔽元件。作为替代方案或补充方案，也可以如下设置：至少一个叶轮或其他的叶轮整体形成出气侧的屏蔽元件。
[0021]为了增加空气或空气中的微粒在辐射室中的停留时间，从而增加辐照的持续时间，根据另一个有利的变体，布置在辐射室出气侧的屏蔽元件被设计成流动障碍，通过该流动障碍，辐射室中的空气压力得到提高。为此，通过屏蔽元件可以只是简单地例如减小通流截面或者说可供空气通过的面积。使用屏蔽元件作为流动障碍还会导致辐射室中的压力增加，从而同时使辐射室中的微粒密度提高，这就提升了消毒效率。
[0022]此外，在同样有利的改进方案中，辐射室至少部分地具有可供空气通过的圆形通流截面，其中至少一个叶轮具有与该通流截面相对应的直径。在此情况下，“相对应”的意思本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于以电磁辐射对空气进行消毒的装置(1)，具有：空气可流通的辐射室(10)，空气能从进气侧(A)到出气侧(B)沿着流动路径流过所述辐射室(10)，以及至少一个辐射源(11)，所述至少一个辐射源被设计为产生微波范围内的电磁辐射，并将所述电磁辐射发射到所述辐射室(10)中，其中所述电磁辐射的频率被选择为使得存在于所述空气中的水分子被激励而发生能够加热所述水分子的振动，从而将所述电磁辐射施加于流经所述辐射室(10)的所述空气，并且使存在于所述空气中的水达到至少为100℃的温度，且其中，所述装置(1)还具有至少一个带有叶轮(21)的通风机(20)，以产生通过所述辐射室(10)的空气流动，所述通风机被设计成在所述进气侧(A)吸入空气，将所述空气沿着所述流动路径通过所述辐射室(10)输送到所述出气侧(B)，并且在所述出气侧(B)将所述空气吹出所述辐射室(10)，其中，至少所述叶轮(21)被布置在所述辐射室(10)中，并且所述叶轮(21)具有数个叶片(22)，所述叶片至少部分地由能使所述电磁辐射偏转的材料形成。2.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述辐射室(10)的所述进气侧(A)和所述出气侧(B)分别布置有可供空气通过的屏蔽元件(13)，所述屏蔽元件由削弱和/或反射所述电磁辐射的材料形成。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述至少一个叶轮(21)整体形成所述进气侧(A)上的所述屏蔽元件(13)。4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，布置在所述辐射室(10)的所述出气侧(B)处的所述屏蔽元件(13)被设计成流动障碍，通过所述流动障碍，所述辐射室(10)中的空气压力得到提高。5...
【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：依必安派特穆尔芬根有限两合公司，
类型：发明
国别省市：
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