专利名称：用于对环境空气进行消毒的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对空气管道中传送的环境空气进行消毒的方法，一种用于分解气态烃排放物的设备对空气管道中传送的环境空气进行消毒的应用，以及一种用于对空气管道中传送的环境空气进行消毒的设备。
背景技术：
EP 0 778 070 B1公开了一种用于分解空气管道中的气态烃排放物的设备，以排放包含污染物的排放空气。在这种已知的设备中，至少一个紫外发射器将排放空气暴露于波长优选为254nm和优选为185nm的紫外射线中，在空气管道的第一部分中设有至少一个紫外发射器，紫外射线将烃类激励至更高能级，并且还形成臭氧、分子氧以及由臭氧形成基团，并使烃分子在气相中被部分氧化。在随后的第二部分中，设置了催化部，在催化部的表面实现烃分子的催化氧化以吸收烃分子，而后在活性表面上由另外形成的臭氧和/或基团将其氧化，并且作为呈H2O和CO2形式的反应产物而被从催化部表面除去。
根据EP 0 778 070 B1已知，在传送环境空气的空气管道中在两个连续的部分中转化例如溶剂或有气味的物质之类的污染物。在第一部分中，由于紫外射线和空气管道中传送的排放空气的相互作用而产生分解污染物所需的活性反应组分。排放空气中的氧和水分子对紫外光的吸收导致形成氧化剂臭氧、过氧化氢以及O和OH基团。它们具有高氧化电势，因而能够氧化污染物。这激发了产生新的基团的链式反应，这些新的基团又能够攻击(attack)其它分子。此外，紫外射线由污染物分子及其分解产物吸收。由于吸收光能，污染物被激发至更高能量级，因而被激活以便与活性反应组分或大气中的氧气反应。如果提供足够量的光能，分子就受到分解。污染物光分解作用的分解产物还可能形成OH基团或激发自由基链反应。由于光激发和反应性氧化合物的存在，就启动了均质气相反应。与这种光氧化反应结合，第一反应站(stage)之后是催化剂装置，该催化剂装置作为第二反应站，允许进行附加的降解反应，并在其中分解过多的臭氧，从而保证污染物气体臭氧不会进入大气。
根据EP 0 778 070 B1已知的催化剂优选为活性碳催化剂。所使用的活性碳为高孔隙度的材料，具有近似为1200m2/g的内表面区域，该内表面区域用作反应表面。活性碳的用途首先是保持难以氧化的化合物，从而增加它们在反应器中的驻留时间。与气相情况相比，这增加了这些组分的浓度，导致与活性碳表面上形成的氧类的反应速度升高。其次，由于活性碳起臭氧过滤器的作用，所以使用活性碳作为下游催化剂保证了污染物臭氧不会进入周围环境。
EP 0 778 070 B1还提及在第三部分中提供排放空气的电离作用。
根据EP 0 778 070 B1已知的设备和方法用于分解排放空气中包含的、特别是呈烃类形式的有气味的物质和污染物。这种设备和这种方法的其它使用方法是未知的。
US 5 230 220公开了一种用于冰箱内部的空气净化设备，该空气净化设备尤其用于减少供向空气净化设备的空气中的细菌。这种空气净化设备包括紫外发射器以及催化剂，待净化的空气首先经过紫外发射器然后流过催化剂。催化剂的用途是分解紫外发射器产生的过多的臭氧。
WO 91/00708 A1描述了一种集成于灯座中的紧凑型空气净化设备。紫外发射器位于灯座内部，灯丝缠绕在该紫外发射器周围。灯丝用于在灯座内部产生热量，同时电离灯座中的空气。集成的风扇通过灯座的底部吸入空气。过滤器位于灯座的上边缘，吸入的空气又通过该过滤器离开灯座。紫外发射器和灯丝作为共同的反应站对流过的空气起作用。其还提及这种空气净化设备也可用于杀灭微生物。
JP 062 05930 A公开了一种用于净化被香烟的烟雾污染的环境空气的设备和方法。一个实施例示出了一种紫外发射器，电离装置的电极缠绕在该紫外发射器周围。在本实施例中，紫外发射器和电离装置还作为共同的反应站对流过的空气起作用。
这些已知设备和方法的缺点是应用领域受限。例如，空调系统的运行显示出需要对空调系统中循环的空气进行消毒。特别地，由于它们的生产能力低，这些已知设备和方法并不适用于此类应用领域。根据EP 0 778 070 B1已知的设备预先假定了烃类的存在。
发明内容
因此，本发明的目的是找到一种用于对空气管道中传送的环境空气进行消毒的设备和方法。
这个目的通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求5所述的设备的应用和根据权利要求22所述的设备而得以实现。
在这方面，本发明，特别是根据权利要求1所述的根据本发明的方法的主要部分在于紫外装置和电离装置的连接。已经发现，如果空气管道包括紫外装置和随后的电离装置，则会对供向空气管道的环境空气产生卓有成效的消毒效果，同时对从空气管道排放的环境空气产生持久的消毒作用。
紫外装置基本上基于如臭氧和/或氧自由基之类的反应性反应试剂的形成和紫外射线的吸收而杀灭微生物。
众所周知，特别地，如果由每个紫外装置发射的射线波长低于240nm，例如在185nm左右，则可以实现形成反应性反应试剂如臭氧和/或氧自由基，进而获得产生臭氧的效果。由于形成了臭氧，特别是由于微生物被氧化，就在低于240nm的波长范围内产生消毒效果。
而且，可以实现由微生物吸收紫外射线和通过高于240nm，例如在254nm左右的紫外射线形成基团。杀灭微生物首先可通过由微生物吸收紫外射线而实现。在该波长范围内，已经产生的臭氧还被裂解回氧分子和反应性氧原子，因此在该波长范围内也会产生上述由基团产生的消毒效果。最后，在该范围内发射的射线将环境空气中含有的有机分子如烃类激励至更高能量级。由于杀灭了环境空气中含有的微生物，这也提供了消毒效果。
以这种形式预净化的环境空气在空气管道中被供向电离装置，该电离装置位于紫外装置之后并且在该电离装置中电离环境空气。一个优选实施例提供了包括至少一个电离管的电离装置。在电离管中，两个电极通过非传导性电介质而相互分开。在这种情况下，电离作用基于两个电极之间发生的气体的受控放电和设置于电极之间的电介质，电极通常利用峰值介于500V与10kV之间的交流电压激励。交流电压的频率优选为50Hz左右，但是也可使用高达50kHz的高频交流电压。气体放电为势垒放电，电介质用作电介质势垒。这就产生了优选在整个电极表面上均匀分布的时间受限制的单独放电。这些势垒放电的特征在于由电介质势垒防止转变成热电弧放电。在高能电子(1至10eV)在点火放电期间通过热化(thermalisation)将其能量释放至周围的气体之前，放电中止。放电过程所释放的能量被空气中的氧和氢分子吸收，形成氧和羟基，并且还形成氧离子和臭氧分子。这些组分由于其高能量和电荷状态而在化学上具有高反应性并且寻求与可氧化的物质如有机和无机的、有气味的物质化合。这在化学上改变了这些有气味的物质，从而形成新的、无气味和无害的物质(例如H2O和CO2)。此外，活性反应组分还能够伤害和杀灭前两个反应站仍剩下的微生物。
电离装置中产生的离子可具有几小时的驻留时间。因此，电离作用的另一个效果在于将所产生的离子通过空气管道中传送的环境空气进一步输送，并且还可在随后的装置中实现净化效果。
尽管如此，应当指出，如果只有紫外装置与电离装置结合使用，则经消毒的空气在离开设备之后可能具有高臭氧含量。因此，此类消毒设备限于产生的臭氧不会施加有害影响的领域。
尽管原理上为了分解臭氧可以将催化部(catalyst)设置在电离装置之后，但这样做又具有以下缺点，由电离装置产生的离子通常也在催化部中被中和，从而又降低了下游部分中的离子的净化效果。尽管如此，为了在离开催化部的空气中获得所需数量的离子，必须使用能选择性地催化臭氧的分解或至少促使其超过离子的分解的催化剂材料。
因此，根据权利要求5，根据本发明的另一个解决方案在于目前使用本身已知的用于分解气态烃排放物的设备来对空气管道中传送的环境空气进行消毒。
在此类设备中，在空气管道的第一部分中设有用于利用紫外射线照射环境空气的紫外装置，在随后的第二部分中设有用于分解紫外装置所产生的臭氧的催化部，以及在随后的第三部分中设有用于电离环境空气的电离装置。
因此，根据本发明的这种解决方案的基本事实在于本身已知的用于分解烃排放物的设备对环境空气施加消毒作用，环境空气中存在烃排放物不再必须是用于实现消毒效果的必要条件。过去，此类设备被认为只可用于分解烃排放物的污染物。
根据权利要求22，根据本发明的另一个解决方案包括一种本身已知的的设备，该设备包括紫外装置，其位于空气管道的第一部分中并利用紫外射线照射环境空气；催化部，其位于随后的第二部分中并用于分解紫外装置所产生的臭氧；以及电离装置，其位于随后的第三部分中并用于电离环境空气。根据本发明的这种解决方案，根据本发明的这个事实在于在第一部分和第二部分之间设置了微生物过滤器，因此设备能够对空气管道中传送的环境空气进行消毒。
因此，根据本发明的这种解决方案，微生物被过滤器挡住因而不能进入催化部。优选地，在这种情况下，过滤器设置得足够靠近紫外管以便由于长期照射的作用而有效地杀灭微生物。
在下文中将描述根据本发明的解决方案的优选实施例。
一个优选实施例提供的紫外装置包括至少一个呈柱形结构的紫外发射器。举例来说，可使用水银蒸气灯产生上述185nm与254nm的波长范围。为了能够覆盖上述波长范围，特别是覆盖低于240nm的范围，在使用常规型水银蒸气灯时，在这点上，要求包围水银蒸气灯所用玻璃的玻璃类型不会吸收这些波长范围。例如，合成石英可符合这种要求。
根据另一个优选实施例，空气管道的第一部分在紫外射线的区域中具有反射表面。这样允许增大紫外射线的强度。
根据另一个优选实施例，空气管道的内壁在紫外射线的区域中具有用于实现光催化作用的涂层。举例来说，光催化作用可通过包括宽带(broadband)半导体材料的涂层来实现，这在WO 2005/002638 A2和DE 103 30 114 A1中描述过。已经发现，二氧化钛(TiO2)或掺杂的二氧化钛特别适用作半导体材料。由于利用紫外射线照射二氧化钛或掺杂的二氧化钛，其中紫外射线的能量大于或等于半导体的价带与导带之间的能量差，所以首先在半导体材料中产生电子/空穴对。然后形成含氧的基团，这些含氧的基团有效地帮助进行氧化微生物从而杀灭微生物的过程。这样，这种光催化过程的消毒作用发生在特别是涂敷的表面本身上，从而允许进一步提高消毒设备的效率。
此外，已经发现要考虑紫外发射器和空气管道内壁之间的距离，以便实现紫外射线与催化剂材料之间的最佳相互作用。为了优化此类空气管道，该距离总是选择成使得对于给定的催化剂材料和预定的紫外发射器，能够实现相应污染物的最佳分解速度。
原理上，这种光催化作用可在所述紫外发射器的整个波长范围上实现。使用二氧化钛的试验显示在每个紫外发射器发射的射线的波长处于350nm与420nm之间的范围内时会发生特别显著的光催化作用。
所使用的催化部优选地包括活性碳过滤器。在这种情况下，活性碳过滤器的基本构造包括一个容器，该容器填充有活性碳并通过该容器传送环境空气。
还可以使用所谓的载体催化部，该载体催化部包括称作骨架物质的载体材料和称作促进剂的特定添加剂。例如，活性碳、浮石、沸石或泥土可用作载体材料。添加剂可以是催化活性金属氧化物，特别是Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Si、Ti或Zr的氧化物。在本发明的范围内，还可以使用贵金属Pt、Pd或Rh作为添加剂。
任选地，添加剂还可以包括上述金属氧化物和上述贵金属的混合物。已知的用于产生载体催化部的方法包括例如沉淀和浸渍。在前一种方法中，从相应的盐溶液沉淀活性组分。浸渍方法基于载体材料与金属盐溶液或熔体(例如金属氧化物熔体)的饱和以及将活性组分从气相应用至载体。
根据另一个优选实施例，催化部容器的Z字形结构允许在预定容积下减少其壁厚，从而还允许减少其流动阻力。
已经发现，根据本发明的解决方案所基于的设备可以有效地用于通风系统中，以便持久地对通风系统中传送的环境空气进行消毒，这是因为可以获得这种用途所需的空气流速。举例来说，对于常规型商用空调系统，设置成使得填充待通风房间的环境空气每小时循环若干次。
在这种情况下，根据本发明对空气管道中传送的环境空气进行消毒的过程包括将环境空气中含有的微生物杀灭至与人体健康相容的程度。待杀灭的微生物包括病毒、细菌、酵母菌或真菌孢子。可以发现，特别是其甚至能够对被包膜病毒污染的环境空气有效地消毒。尤其是，这适用于SARS病毒、禽流感病毒、埃博拉病毒以及流感病毒。
在下文中将参考附图根据不同的实施例对本发明进行更详细地描述，图中图1为关于包括两个部分的基本设备的设置的框图；图2为空气管道的剖面图，其具有根据第一实施例的包括两个部分的基本设备的设置；图3为关于包括三个部分的设备的设置的框图；图4为空气管道的剖面图，该空气管道具有根据第二实施例的三个部分的设置；图5为空气管道的剖面图，该空气管道具有根据第三实施例的三个部分的设置；图6为框图，其中根据本发明的消毒系统连接至空调系统中；图7为根据第四实施例的串联连接的三个部分的立体图；图8为包括根据图7所示的第四实施例的三个部分的净化系统的立体图；图9为根据第五实施例的串联连接的三个部分的立体图；图10为包括根据图9所示的第五实施例的三个部分的净化系统的立体图；图11为根据第六实施例的净化设备的立体图；图12为根据第六实施例的净化设备的剖面图；图13为根据第七实施例的净化设备的剖面图；图14为根据第八实施例的净化设备的剖面图；以及图15为根据第九实施例的净化设备的剖面图。
具体实施例方式
图1为关于包括两个部分的基本设备的设置的框图。第一部分包含紫外装置，而第二部分包含电离装置。这两个部分作为一个装置形成净化站101，该净化站101集成于通风系统的空气管道中。然而，应当指出从净化站101流出的空气106具有高臭氧含量，因而在经消毒和净化的空气流入待通风的房间之前必须采取预防措施来中和臭氧。特别是在空调系统工作时，会反复地发生这样一种问题，即在空调系统内部可能繁殖如病毒、真菌孢子、酵母和细菌之类的有害微生物，这些微生物则可能在房间的通风中产生不利健康的影响。因此，净化站101优选地连接至传送相应的环境空气的空气管道，所以空气管道中的环境空气可以从一个反应站被传送到后面的反应站。
进入净化站101的环境空气102被供向包含紫外装置的第一部分103，以便利用紫外射线照射所传送的环境空气。环境空气中包含的微生物被紫外射线有效地杀灭。此外，紫外照射还造成臭氧的形成、分子氧的形成以及由臭氧形成基团。然后，以这种形式预处理的环境空气104被供向第二部分105，该第二部分105具有用于电离环境空气的电离装置。电离作用产生附加的氧和羟基并且还产生氧离子和臭氧分子，这些组分由于其高能量和电荷状态而寻求与可氧化的物质化合。这在化学上改变了有机和无机的、有气味的新物质，从而形成无气味且无害的物质(例如H2O和CO2)。此外，空气的电离作用具有附加的杀菌作用，因此从第二反应站流出的空气106可以作为经消毒的空气而被反馈至随后的通风部分。
尽管如此，应当指出，由于两个反应站103和105具有高反应性，紧位于第二反应站105的输出处的、流出的空气106所具有的臭氧含量可能超过房间通风可允许的限制。然而，由于净化站101处于例如空调系统的位于空气管道中的中央设备之前，所以这种效应可被成功地利用。载有臭氧和离子的净化后的环境空气106可按这种方式首先经过空调系统的中央设备，从而也在空调系统的中央设备内产生净化和消毒效果。
如果供向房间的环境空气仍然具有过高浓度的臭氧，则可提供催化部以便将所供应的环境空气中包含的臭氧分解至可允许的程度。然而，关于这一点，应当指出，催化部还可能抑制在第二反应站中产生的离子的上述进一步输送操作。尽管如此，为了在离开催化部的空气中获得所需数量的离子，必须使用能选择性地催化臭氧的分解或促使其超过离子的分解的催化剂材料。替代地，在这种情况下，第二电离装置还可位于催化部之后，再次允许生成离子，这些离子可在随后的部分中或待通风的房间本身中产生净化效果。
图2为空气管道的剖面图，其具有根据第一实施例的包括两个部分的基本设备的设置。紫外管203和电离管205直接连接在空气管道201的壁之间。进入的环境空气202首先在一个或多个紫外管203周围流动。在随后流出的空气206可在空气管道201中作为经净化和消毒的空气而被进一步输送之前，如此预处理的环境空气204则在一个或多个电离管205周围流动。根据第一实施例的这种设计可保持结构非常紧凑，因此容易集成至现有的系统中。根据本实施例的设备还可用于对例如由SARS病毒污染的表面进行消毒。在感染上SARS病毒的细胞培养物上进行的试验显示，在电离装置和待消毒的表面之间的距离约为20cm且紫外装置与待消毒表面之间的距离约为3cm的情况下，根据图2的设置导致快速地杀灭位于细胞培养物内的表面上的SARS病毒。由于经验上的因素，实验使用自然空气流进行。然而，已经发现，在这种情况下，这种自然空气流足以对被病毒污染的表面进行消毒，并且不必一定生成通过空气管道的空气流。开始时从两个相应的凹陷提取样本，并且在40分钟的时段内，从暴露于消毒设备中的细胞培养物和从并不暴露于紫外射线和电离空气中的控制细胞培养板提取样本若干次。在每一种情况下提取双重样本并在冷却条件下储存。随后，所有样本的55μl被传递至96槽细胞培养板，并且稀释系列(dilution series)在四重分析中被应用于基础(base)10(100至10-7)上。这些稀释物与胰蛋白酶化的Vero细胞(trypsinised vero cell)混合并在有5％CO2的情况下在37℃下在细胞培养箱中培育4天。每天使用显微镜检查细胞的状态。在四天后实验完成之后，可以发现使用消毒设备的处理显著降低了SARS病毒的传染性。在使用这种设备处理刚好1分钟之后，SARS病毒的传染性可被降低至低于检测限度的水平。在消毒20分钟之后获得的样本包含一种物质，该物质在最高浓度(100)处对细胞培养具有毒性作用。在消毒30分钟和40分钟期间也发生这种作用。根据专题文献(Duan等人；“SARS冠状病毒在人体和环境中的稳定性及其对热和紫外线照射的敏感性”；SARS科学研究组；生物医学与环境科学，2003年9月，16(3)246页至255页)(Duan et al.，Stability of SARS coronavirusin human specimens and environment and its sensitivity to heating and UVirradiation，SARS Research Team，Biomed.Environ.Sci.September 2003 16(3)246 to 255)，在利用紫外光照射1小时之后，SARS病毒的传染性被钝化，与该专题文献中的数据相比，所试验的消毒系统由于钝化作用，在仅1分钟之后就显示出显著的消毒处理加速作用。
图3为关于包括三个部分的设备的设置的框图。基本上，这三个部分形成一集成于通风系统的空气管道中的消毒系统301。
消毒系统301的基本结构包括第一部分303、第二部分305和第三部分307。
进入消毒系统301的环境空气302被供向包含紫外装置的第一部分303，以便利用紫外射线照射传送的环境空气。如此预处理的环境空气304随后被供向第二部分305，在第二部分305中，催化部表面上的过多臭氧被分解以便形成分子氧。因此，在第一部分中生成的臭氧并不对环境具有任何有害影响。然后，离开第二部分的环境空气306被供向第三部分307，该第三部分307具有用于电离环境空气的电离装置。净化空气308离开消毒系统301。
图4为空气管道的剖面图，其具有根据第二实施例的三个部分的设置。紫外管403、催化部405和电离管407直接连接在空气管道401的壁之间。进入的环境空气402首先在一个或多个紫外管403周围流动。随后，经如此预处理的环境空气404流过催化部405。最后，在随后流出的环境空气408可在空气管道401中作为经净化和消毒的空气而被进一步输送之前，经如此进一步处理的环境空气406则在一个或多个电离管407周围流动。
图5为空气管道的剖面图，其带有根据第三实施例的三个部分的设置。紫外管503、包括微生物过滤器505的催化部506和电离管508直接连接在空气管道501的壁之间。进入的环境空气502首先在一个或多个紫外管503周围流动。经如此预处理的环境空气504随后流过过滤器505和催化部506。过滤器505挡住环境空气504中仍然含有的微生物，通过紫外管连续照射过滤器而获得另外的消毒作用。最后，在随后流出的环境空气509可在空气管道201中作为经净化和消毒的空气而被进一步输送之前，经如此进一步处理的环境空气507则在一个或多个电离管508周围流动。
图6为框图，其中根据本发明的消毒系统连接至空调系统中。所示的系统包括空气混合器603、消毒系统605、空调系统607的中央设备和充满环境空气的房间610。其旨在防止微生物在空调系统607的中央设备中繁殖。为了这个目的，消毒系统605位于空调系统607的中央设备之前。
所供应的新鲜空气601首先在空气混合器603中与房间610的排出空气602混合。如此混合的空气604被供向消毒系统605。在这种情况下，消毒系统605包括根据第一、第二或第三实施例的多个部分的上述串联连接之一。例如，消毒系统605可具有包括紫外装置的第一部分、包括催化部和上游的微生物过滤器的第二部分以及包括电离装置的第三部分。然后，达到所需温度的空气608被送回至房间610中。由空调系统607的中央设备产生的温降传递至空气609并被去除。
然而，对于高体积流速，相对于空气流并不沿横向而是沿纵向设置示于图2、图4和图5中的紫外发射器和电离管证明也是有益的。图7为根据第四实施例的串联连接的三个部分701、702、703的立体图，该实施例提供了相对于空气流沿纵向设置的紫外发射器和电离管。三个部分701、702、703设计为可插入矩形空气管道中的盒式嵌件。第一部分包括多个并联连接的蜂窝状反应通道704。紫外发射器在第一部分的每一个反应通道中沿纵向设置。第一部分之后是包含催化部的第二部分702。举例来说，催化部可包括活性碳材料，如上文中所述。在所示实施例中，催化部包括以Z字形结构装入空气管道中的薄壁构造。微生物过滤器可位于催化部702之前。第三部分703又包括许多并联连接的蜂窝状反应通道，各反应通道中均沿纵向设有电离管。
为了简单起见，将在下文中描述包括内含紫外发射器的第一部分701的构造。相应地，类似的构造适用于包括内含电离管的第三部分703。
相应的管状紫外发射器设置在第一部分701的每一个反应通道704中。按这种方式互连的反应通道704由金属壳体包围。在空气入口和空气出口处设置相应的接触轨道705，这些接触轨道705首先用作向紫外发射器馈电的电缆通道，其次将紫外发射器机械地保持在反应通道704中。相应的电源装置706沿侧向设置以便电启动紫外发射器。滑轨707和708设置在第一部分701的下侧，以便允许将空气管道中的第一部分701插入相应的辊上或从相应的辊上除去来进行维护。
图8包括根据图7的第四实施例的三个部分的净化系统的立体图。被污染物污染的环境空气801首先经过供应管802传送到分配室803中，在分配室803中，均匀地分配所供应的空气。分配室之后是第一部分804、第二部分805和第三部分806，它们的构造与根据图7的三个部分701、702和703相对应，因此在这种情况下参考对图7的以上描述。第二部分805紧随第一部分804，而第三部分806紧随第二部分805。在经如此净化和消毒的环境空气808经过排放管809而被进一步传送之前，第三部分806之后是另一个分配室807。吸风机优选设置在排放管809的路线中，其保证环境空气的输送，如按这种方式，只有经净化和消毒的环境空气808才经过吸风机。
图9为根据第五实施例的串联连接的三个部分901、902、903的立体图，该实施例提供了相对于空气流沿纵向设置的紫外发射器和垂直于空气流设置的电离管。这三个部分901、902、903设计为可插入矩形空气管道中的盒式嵌件。第一部分包括多个并联连接的蜂窝状反应通道904。紫外发射器在第一部分的每一个反应通道中沿纵向设置。第一部分之后是包括催化部的第二部分902。举例来说，催化部可包括活性碳材料，如上文中所述。在所示实施例中，催化部包括以Z字形结构装入空气管道中的薄壁构造。此类构造也可被选择用于组合式催化部和位于该催化部前的微生物过滤器。第三部分903包括许多垂直于流动方向设置的电离管。
包括内含紫外发射器的第一部分901的构造与图7的第一部分701的构造相对应，因此参考图7的相应描述。
第三部分903的电离管909被紧固至公知的插入装置910，并垂直于流动方向安装。在这种情况下，每个插入装置包括特定数量的电离管。电离管909的总数及其尺寸随三维结构以及特定的大气负载而变化。在这种情况下，插入装置910可包括强度调节器(intensity regulator)，可根据需要利用该强度调节器设定管张力。然而，还可以使用气体传感器自动地调节电离管909的强度(intensity)。举例来说，调节可根据WO 2004/014442 A1或DE 10236 196 A1所述的气体传感器进行。在所述文件中描述的补偿调节保证了即使在极端和/或快速交变的大气负载的情况下，也可根据需要对空气进行净化。
图10为包括根据图9的第五实施例的三个部分的净化系统的立体图。被污染物污染的环境空气1001首先经过供应管1002传送到分配室1003中，在分配室1003中，均匀地分配所供应的空气。分配室之后是第一部分1004、第二部分1005和第三部分1006，其构造与图9的三个部分901、902和903相对应，因此在这种情况下参考对图9的以上描述。第二部分1005紧随第一部分1004，而第三部分1006紧随第二部分1005。在经如此净化和消毒的环境空气1008经过排放管1009而被进一步传送之前，第三部分1006之后是另一个分配室1007。吸风机优选地设置在排放管1009的路线中，其保证环境空气的输送，如按这种方式，只有已净化和消毒的环境空气1008经过吸风机。
图11示出了根据第六实施例的净化设备。这种系统比第四实施例和第五实施例更紧凑，不必一定集成于空调系统中，并且可相应地作为独立的设备工作。尤其是，在这种情况下，应用领域包括医生的实践业务，医院中的房间例如病室、婴儿室或诊察室。该设备使用图11中所示的容置在壳体的区域中的常规供应终端、变压器、电源装置及任何控制装置操作。根据应用领域而定，净化设备可如图11所示那样装备有辊，或者竖立在固定的支脚上。
图12为根据第六实施例的净化设备的剖面图。其优选为活动用途而设计，例如对维护工作期间在地上的飞机，船舶或医院中的空气进行净化和消毒。被污染物污染的环境空气1201经过壳体1202下侧的入口进入净化设备。被污染物污染的环境空气1201在这种情况下首先经过第一部分。第一部分包括多个以蜂窝状结构设置且并联连接的反应通道1203。紫外管1204在第一部分的每一个反应通道1203中沿纵向设置。反应通道1203的壁1205优选地涂有反射材料。紫外管1204沿流动方向的设置允许净化设备在高体积流速下工作。然后，按这种方式预处理的空气1206经过包括催化部1207的第二部分。然后，从第二部分流出的空气1208进入吸风机1209，该吸风机1209保证空气通过净化设备输送。最后，空气经过包括电离管1210的第三部分。优选地，电离管垂直于流动方向设置以使净化设备具有低的总高度。净化空气1211通过壳体1202上侧的开口流出。
图13为根据第七实施例的净化设备的剖面图。与第六实施例相似，其优选地为活动用途而设计，可容纳于例如根据图11的相应壳体中。被污染物污染的环境空气1301经过壳体1302下侧的入口进入净化设备。被污染物污染的环境空气1301在这种情况下首先经过第一部分。第一部分包括多个以蜂窝状结构设置且并联连接的反应通道1303。紫外管1304在第一部分的每一个反应通道1303中沿纵向设置。反应通道1303的壁1305优选地涂有反射材料。紫外管1304沿流动方向的设置允许净化设备在高体积流速下工作。
然后，按这种方式预处理的空气1306经过第二部分，该第二部分包括微生物过滤器1307和随后的催化部1308。然后，从第二部分流出的空气1309进入吸风机1310，该吸风机1310保证空气通过净化设备输送。最后，空气经过包括电离管1311的第三部分。电离管优选地垂直于流动方向设置以使净化设备具有低的总高度。净化空气1312通过壳体1302上侧的开口流出。
本实施例的缺点在于微生物过滤器1307只受到紫外管1304有限程度的照射。因此，杀灭微生物过滤器1307所截留的微生物并不如根据图5的第三实施例那样有效。另一个缺点在于大的尘土颗粒还可以前进至微生物过滤器1307。因此，如果污物过多，则必须更换微生物过滤器1307。
图14为根据第八实施例的净化设备的剖面图。被污染物污染的环境空气1401经过壳体1402下侧的入口进入净化设备。首先，被污染物污染的环境空气1401经过滤尘器1403。一方面，这样就截留了大的尘土颗粒如粉尘颗粒；另一方面，某些微生物也被粘在滤尘器1403中。通过随后的紫外管1404的连续紫外照射，使得这些微生物无害。然后，经过滤尘器1403的空气经过第一部分，该第一部分包括紫外管1404和反射表面1405。在这种情况下，紫外管1404优选地垂直于空气流动方向设置以使净化设备具有低的总高度。同时，这种设置提供了对滤尘器1403的最佳照射，从而允许有效杀灭所截留的微生物。反射表面1405设置在紫外管1404之间和壳体1402的侧壁上，用于增强紫外射线的效果。然后，按这种方式预处理的空气1406经过第二部分，该第二部分包括微生物过滤器1407和催化部1408。设置微生物过滤器1407的目的，即通过连续紫外照射杀灭所截留的微生物，通过紫外管1404的设置而得以优化。然后，从第二部分流出的空气1409进入吸风机1410，该吸风机1410保证空气通过净化设备输送。最后，空气经过包括电离管1411的第三部分。电离管优选地垂直于流动方向设置以使净化设备具有低的总高度。净化空气1412通过壳体1402上侧的开口流出。
为了保证较高的体积流速并同时保证最佳的粉尘和颗粒过滤效果，根据第九实施例的设备可根据图15使用。
被污染物污染的环境空气1501经过壳体1502下侧的入口进入净化设备。首先，被污染物污染的环境空气1501经过滤尘器1503。在这种情况下，通过随后的紫外管1504的连续紫外照射使得所截留的微生物无害。在这种情况下，紫外管1504垂直于空气流动方向设置，因而实现对滤尘器1503的最佳照射，从而容许有效地杀灭所截留的微生物。然后，经过滤尘器1503的空气经过第一部分，该第一部分包括紫外管1504和有利于反射的表面1505。有利于反射的表面1505设置在紫外管1504之间以及壳体1502的侧壁上，用于增强紫外射线的效果。然后，空气经过一个包括多个以蜂窝状结构设置且并联连接的反应通道1506的区域。紫外管1507在每一个反应通道1506中沿纵向设置。反应通道1506的壁1508优选地涂有反射材料。这些紫外管1507沿流动方向设置就允许净化设备在高体积流速下工作。然后，空气再次经过一区域，该区域包括紫外管1509且具有垂直于空气流动方向设置的有利于反射的表面1510。除了紫外射线的主要作用之外，为了杀灭空气中的微生物，这些设置保证了对随后的微生物过滤器1511的最佳照射。然后，按这种方式预处理的空气经过第二部分，该第二部分包括微生物过滤器1511和随后的催化部1512。然后，从第二部分流出的空气1513进入吸风机1514，该吸风机1514保证空气通过净化设备输送。最后，空气经过包括电离管1515的第三部分。电离管1515优选地垂直于流动方向设置以便降低净化设备的总高度。净化空气1516通过壳体1502上侧的开口流出。
权利要求
1.用于对空气管道中传送的环境空气进行消毒的方法，其中所述空气管道中的环境空气被供向利用紫外射线照射的紫外装置，并且以这种形式预净化的环境空气被供向电离装置，所述电离装置设置在所述空气管道中的下游处并且在所述电离装置中电离环境空气。
2.根据权利要求1所述的方法，其中环境空气被供向位于所述空气管道中的所述电离装置之后的催化部，以便分解由所述紫外装置产生的臭氧。
3.根据权利要求1所述的方法，其中环境空气被供向位于所述空气管道中的所述紫外装置之后和所述电离装置之前的催化部，以便分解由所述紫外装置产生的臭氧。
4.根据权利要求3所述的方法，其中环境空气被供向位于所述空气管道中的所述紫外装置之后和所述催化部之前的微生物过滤器。
5.用于分解气态烃排放物的设备对空气管道中传送的环境空气进行消毒的应用，其中在所述空气管道的第一部分中设有用于利用紫外射线照射环境空气的紫外装置，在随后的第二部分中设有用于分解由所述紫外装置产生的臭氧的催化部，并且在随后的第三部分中设有用于电离环境空气的电离装置。
6.根据权利要求5所述的应用，其中所述空气管道的第一部分具有位于紫外射线区域中的反射表面。
7.根据权利要求5或6所述的应用，其中所述空气管道的第一部分具有位于紫外射线区域中的、包括宽带半导体材料的涂层。
8.根据权利要求7所述的应用，其中所述半导体材料包括二氧化钛(TiO2)或掺杂的二氧化钛。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的应用，其中至少一个紫外发射器包括柱形结构的紫外灯。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的应用，其中所述催化部由催化活性碳形成。
11.根据权利要求5至9中任一项所述的应用，其中所述催化部包括由活性碳、浮石、沸石或泥土形成的载体材料和催化金属氧化物添加剂。
12.根据权利要求11所述的应用，其中所述催化部带有包括Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Si、Ti或Zr的氧化物的添加剂。
13.根据权利要求11所述的应用，其中所述催化部带有与Pt、Pd或Rh混合的催化金属氧化物添加剂。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的应用，其中所述催化部具有流动阻力低的薄壁构造。
15.根据权利要求5至14中任一项所述的应用，其中所述电离装置包括至少一个电离管。
16.根据权利要求5至15中任一项所述的应用，其中经由所述空气管道为房间供应环境空气。
17.根据权利要求16所述的应用，其特征在于，对于填充房间的环境空气，环境空气每小时循环多次。
18.根据权利要求5至17中任一项所述的应用，其中对由包膜病毒特别是SARS病毒污染的环境空气进行消毒。
19.根据权利要求5至18中任一项所述的应用，其中对由包膜病毒特别是禽流感病毒污染的环境空气进行消毒。
20.根据权利要求5至19中任一项所述的应用，其中对由包膜病毒特别是埃博拉病毒污染的环境空气进行消毒。
21.根据权利要求5至20中任一项所述的应用，其中对由包膜病毒特别是流感病毒污染的环境空气进行消毒。
22.用于对空气管道中传送的环境空气进行消毒的设备，包括紫外装置，其位于所述空气管道的第一部分中并用于利用紫外射线照射环境空气；催化部，其位于随后的第二部分中并用于分解由所述紫外装置产生的臭氧，以及电离装置，其位于随后的第三部分中并用于电离环境空气，其特征在于，在所述第一部分与所述第二部分之间设有微生物过滤器。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述空气管道的第一部分具有位于紫外射线区域中的反射表面。
24.根据权利要求22所述的设备，其中所述空气管道的第一部分具有位于紫外射线区域中的、包括宽带半导体材料的涂层。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述半导体材料包括二氧化钛(TiO2)或掺杂的二氧化钛。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的设备，其中至少一个紫外发射器包括柱形结构的紫外灯。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的设备，其中所述催化部由催化活性碳形成。
28.根据权利要求22至26中任一项所述的设备，其中所述催化部包括由活性碳、浮石、沸石或泥土形成的载体材料和催化金属氧化物添加剂。
29.根据权利要求28所述的设备，其中所述催化部带有包括Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Si、Ti或Zr的氧化物的添加剂。
30.根据权利要求28所述的设备，其中所述催化部带有包括与Pt、Pd或Rh混合的催化金属氧化物添加剂。
31.根据权利要求22至30中任一项所述的设备，其中所述催化部具有流动阻力低的薄壁结构。
32.根据权利要求22至31中任一项所述的设备，其中所述电离装置包括至少一个电离管。
33.根据权利要求22至32中任一项所述的设备，其中经由所述空气管道为房间供应环境空气。
34.根据权利要求33所述的设备，其特征在于，对于填充房间的环境空气，环境空气每小时循环多次。
35.根据权利要求22至34中任一项所述的设备，其中对由包膜病毒特别是SARS病毒污染的环境空气进行消毒。
36.根据权利要求22至35中任一项所述的设备，其中对由包膜病毒特别是禽流感病毒污染的环境空气进行消毒。
37.根据权利要求22至36中任一项所述的设备，其中对由包膜病毒特别是埃博拉病毒污染的环境空气进行消毒。
38.根据权利要求22至37中任一项所述的设备，其中对由包膜病毒特别是流感病毒污染的环境空气进行消毒。
全文摘要
本发明公开了一种用于对空气管道(401)中传送的环境空气进行消毒的方法，一种用于分解气态烃排放物的设备对空气管道(104)中传送的环境空气进行消毒的应用，以及一种用于对空气管道(401)中传送的环境空气进行消毒的设备。根据所述的方法，空气管道(401)中的环境空气被供向用于利用紫外射线照射的紫外装置(403)，并且这样预净化的环境空气被供向下游的电离装置(407)，该电离装置(407)设置在空气管道中，并且在该电离装置中电离环境空气。
文档编号A61L9/16GK101068579SQ200580039279
公开日2007年11月7日 申请日期2005年10月18日 优先权日2004年10月18日
发明者维尔纳·施罗德 申请人:维尔纳·施罗德