含有污染颗粒的气体介质的处理方法

专利名称：含有污染颗粒的气体介质的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种含有微生物、细菌或病毒类型的污染颗粒的气体介质的处理方法。
该方法特别用于空调设备(例如在医院或列车上)中的循环气体的处理，或者用于例如冷冻室或冰箱冷冻槽的室的保藏气体的处理。
本发明还涉及一种含有污染颗粒的气体介质的处理装置。
公知的空调设备能够调节空气的温度，但它不具有用于消除可能存在于其中的污染颗粒的装置，这就对呼吸该调节过空气的人的健康非常不利。
特别地，实际使用的冰箱基本上具有用于改善新鲜物品的保藏的小于10度的零上温度的冷冻槽。然而，没有任何装置用于生物成熟或腐败过程中处理这些物品的环境空气。
但是，新鲜物品的成熟会产生挥发性有机化合物，例如乙烯，以及微生物、细菌、酵母、霉菌及病毒类型的污染颗粒。这些挥发性有机化合物以及这些污染颗粒在空气中的挥发造成微生物变质，它通常加速酶的作用，以及这些成熟的新陈代谢的自动催化及在成熟阶段新鲜物品变质，所有这些通常受温度、相对湿度、空气循环速度和光的照度的影响。这些现象造成产品有机体质量的损失、材料的损失，并因此而造成食物中毒的危险。
本发明的目的在于通过提出一种含有污染颗粒的气体介质的处理方法来克服这些缺陷，它能够有效控制空气中微生物的污染。
该方法特别适用于保藏新鲜物品、特别是食品的封闭环境内的气体介质的处理，该方法能够显著改善其保藏。该方法可以用于所有类型的气体介质。
因此，本发明涉及一种含有污染颗粒的气体介质的处理方法，它在于-产生一个加速电子流，-使所述电子流与气体介质相互作用，该相互作用通过电离使得所述颗粒破碎或破坏，并且使得所述气体介质灭菌。
为改善该处理方法的效率，在与电子流进行相互作用之前，气体介质被加速并且朝向电子流汇聚，最好是沿着一个旋涡脉路。
最好，该方法还在于产生另一个电子流，并且使其与气体介质相互作用，气体中的污染颗粒已经通过电离被预先破碎，以将所述颗粒转变为气体。
另外，更进一步地，根据本发明的方法在于使所述气体介质通过一个多孔的材料，使穿过材料孔的该气体介质被吸附，然后吸附的气体在所述气体介质的有机化合物与材料本身产生一个化学反应，它将挥发性有机化合物转变成无毒的气体，特别是CO2或SO2。
在此情况下，该方法进一步包括一个气体介质通过多孔材料之前收集其中水分的步骤。
在一个最佳的应用中，该方法预先从一个封闭环境、例如一个冰箱的槽中吸入所述气体介质，然后在处理后重新送入该封闭环境。
本发明还涉及一种含有污染颗粒的气体介质的处理装置，该装置包括一个灭菌器，它具有-一个外壳，其中用于循环气体介质，包括一个用于气体介质进入的第一开口和用于处理后的气体介质排出的第二开口，-一个在所述外壳中限定一个第一室的第一和第二板，第一板固定在所述第一开口的位置处并且包括用于加速气体介质的装置，该电导体的第一板连接到一个电源的正电位，而第二板支撑至少一个安置在所述第一室的管环，并且用于发射电子，第二板是电导体并且连接到所述电源的负电位上。
最好，第二板支撑两个同心的并且是有间隔的管环，较小直径的内管环要更远离第一板，而第一板被管道所穿孔，管道包括一个收敛的和一个发散的，其轴朝向所述内管环的中心汇聚。
同样，装置包括朝向第一室内部伸展并且与第一板有电接触的叶片，以便确定磁性谐振腔。
最好，第二板由通孔所穿透，并且与第三板一起确定了在所述外壳中的第二室，第二板另外还支撑至少一个在第二室中伸展的电极，而第三板固定在外壳第二开口处并且支撑至少一个在所述第二室中朝所述电极方向伸展的管环，该第三板是电导体并连接在所述电源的正电位上，并且包括通孔，以从所述灭菌器外壳排出所述气体介质。
由第二板所支撑的电极基本上最好是圆柱形，在其外表上具有叶片以形成磁性谐振腔。
最好，根据本发明的处理装置包括至少一个用于由气体介质通过的过滤器，具有一个至少部分由活性多孔材料填充的盒体，材料包括氧化物质、氧化还原物质和贪氧物质，以将挥发性有机化合物转换成CO2或SO2类型的无毒气体。
该活性材料最好包括约47％到52％重量的硅碳化合物，约12％到20％重量的碳，约5％到7％重量的氢，及约1％到2％重量的氧，其孔率特别在体积的65％到90％之间。
最好，过滤器包括一个安置于多孔活性材料内部的镍板并用于接上电位，该板具有覆有铂棉的窗口。
在过滤器的入口最好设置用于收集存在于气体介质中水的装置。
同样最好地，过滤器板包括电阻，其依据温度的工作可以被编程，以保证活性材料的循环和再生。
最后，本发明涉及一种冷冻机，包括至少一个储藏室，它与一个本发明处理装置及一些温度、相对湿度和通风的调节装置相连接，以调节至与储藏室中的物品相应的数值。
最好，该处理装置具有两个过滤器，第一过滤器位于吸入储藏室内气体介质并朝向装置灭菌室鼓入的风路入口，第二过滤器位于所述风路的出口，并接收由所述灭菌室处理过的气体介质，以便将过滤过的气体介质送入储藏室。
通过下面的描述并参照附图，本发明及其其它目的、优点和特征将可更好地理解。附图仅是本发明的非限制性实施例，其中-

图1简要地示出了一个本发明的处理装置的例子，它包括两个过滤器和一个灭菌器；-图2是一个灭菌器的轴向剖视图；-图3是沿图2中III-III线的径向剖视图；-图4是沿图2中IV-IV线的径向剖视图；-图5是沿图2中V-V线的径向剖视图；-图6是图1所示装置的过滤器的局部剖开的立体图；-图7是本发明的一个冷冻机的立体图；-图8是沿图7中VIII-VIII线的剖视图。
首先参照图1，本发明的处理装置连接到一个封闭环境1，它封闭有含有污染颗粒，特别是微生物、细菌、酵母、霉菌及病毒类型的颗粒。该封闭环境1特别可以是一个冰箱的储藏室。
根据图1所示的本发明的装置包括一个灭菌室2和两个过滤器3和4。该处理装置的基本部件是灭菌室2，过滤器3和4可以忽略。
处理装置的不同构造部件安置在包括有两个导管5和6的风路上。最好，一个鼓风机7连接到该路上。
简要地，封闭环境1中的气体介质通过过滤器3吸入，通过导管5被带入灭菌室2。然后气体介质通过导管6带入过滤器4。
最后，由本发明装置所处理的气体介质通过例如导流板8重新导入到封闭环境1。
灭菌器2将参照图2到5详细描述。
图2以轴向剖示的形式示出了一个根据本发明的处理装置的灭菌室的例子。
该灭菌器包括一个外壳20，这里基本上是圆柱形的，具有一个由介电绝缘材料构成内壳21，不同的金属件放置在封闭环境20的内部，以便能够电离存在于气体介质中的污染颗粒，气体在灭菌器内部循环。
外壳20包括一个第一开口22，以使气体介质进入灭菌器2，以及各第二开口23，用于在灭菌器2中处理后的气体介质的排出。
灭菌器2包括一个由导电材料构成的第一板24，它连接到电源的正电位上。
该第一板24固定在第一出口22处，并且它包括用于加速气体介质进入灭菌室2的装置。
在该实施例中，该装置由穿过第一板24的通道25构成。
这些通道是喷嘴形状的，并且包括一个收敛形25a和一个发散形25b，其轴汇聚向位于外壳的轴20a上的一个点26，并且它构成一个电心。
通道25具有这样一种形式，它加速气流穿过灭菌器。另外，它分布在板24上，以创造四周紊流，使得气流沿一个朝向电心26汇聚的涡旋流进行循环。这在图3上示出，在该图上仅示出了几个通道25。
在外壳20的内部还有一个第二板27，它如同第一板24一样布置得基本上垂直于外壳20的轴20a。
该板27由电导体材料实现并且连接到电源的负电位上。
因此，第一和第二板24和26在外壳20中确定了一个第一室。
第二板27由通孔29所穿透，这些孔基本上平行于外壳20的轴20a。
该第二板27支撑一个外圆柱形管环30和一个内圆柱形管环31。
最好，内管环31依据轴20a远离第二板27一个基本上对应于第一和第二板24和27之间的轴向距离的三分之一的距离。同样，外管环30最好距离第二板27一个基本对应于两板24和27之间距离的三分之二的轴向距离。
因此，两管环30和31基本上在外壳20的轴20a上对中地在室28内伸展。如前所述，喷嘴25的朝向是这样的，由不同喷嘴25的轴所确定的圆锥在对应内管环31中心的电心26上对中心。
在室28的内部还有一个圆柱形部件32，它与第一板24有电接触，并且最好与内壳21有接触。
该圆柱形部件32在其内部四周包括有叶片32a，它在第一室28内部伸展。如图4所示，这些叶片用于限定在管环30和31上定心的磁性谐振腔33，用于在第二板27的强负电势的效应下发射高能电子。
刚描述过的灭菌器的构造部件构成了灭菌器的基本部件。
然而，灭菌器2还可以在外壳20的内部包括一个第三板39，它基本上垂直于外壳轴20a并在第二开口23处固定。
该板39由导电体材料实现并连接到电源的正电位。它穿有孔34，孔基本上沿轴20a伸展。这些孔34能够使得有灭菌器处理后的气体介质由第二开口23排出。
第二和第三板27及39确定了灭菌器2的第二室35。
在第二板27上固定有一个圆柱形穿孔电极36，它在第二室35中伸展。如图5所示，该电极36在其外部周边上包括叶片36a并且在其内周边上包括叶片36b，它们确定了磁性谐振腔40。
另外，在第三板39上固定有一个外管环37和一个内管环38，它们如同电极36一样，基本上在外壳20的轴20a上定心。外管环37在其内周边上包括凸起37a，以及内管环38，在其外周边上包括凸起38a。
灭菌器2的功能如下。
灭菌器2接收要处理的气体介质，气体在马达7a驱动的鼓风机7的推动下在灭菌器内部循环，马达的速度根据在第一开口22处和第二开口23处气体介质流之间存在的负载损失来控制。
最好，通过灭菌器2的第一开口22进入的气体介质具有20到80厘米/秒之间的速度。通过在喷嘴25上的流过，气体介质以70到200厘米/秒的稳定速度进入到第一室28中。
喷嘴25朝向电心26，气体介质沿涡旋流循环，它由固定在第二板29上的两个管环30和31所发射的低能电子所处理。
这些电子的能量最好是0.1Mev，灭菌器的电源由20到30.103伏的电压实现。
因此，灭菌器2产生一个加速电子流，它与含有污染颗粒、例如微生物的气体介质相互作用，使颗粒电离，通过破坏核酸分子的所有结构，特别是所有全核生物、原核生物和无核生物细胞或病毒的构成，来造成化学变化和生物效应。该相互作用还造成了氢链和连接的断裂，完全导致膜的lypoproteine结构的破坏性氧化。
第一室28中所具有的磁性谐振腔能够放大离子发射能量并且调制其频率，也就是说电子流的产生以可变的频率的作用与周围环境状态发生联系。由于该特性，灭菌器2和根据本发明的方法能够消灭所有微生物的组分，而不论其是否对射线敏感。外管环30和内管环31上分别安装在外周和内周上的凸起30a和31a能够使得由管环所发射电子的传播汇聚在磁性谐振腔33的中心。
然后，已在第一室中处理过的气体介质通过布置在第二板27上并穿入到第二室35中的孔29进入到第二室。
管环37和38与正电位相连而第二板27与负电位相连，在灭菌器中循环的气体介质中的颗粒剩余分子的破坏和破碎在第二室35中保证。
因此，第二板27在生物结构破碎的第一室28和结构破坏的颗粒的毁灭的第二室35之间构成了一个界面。
由于管环30和31所加速电子的发射，这两个室能够进行含有微生物的、在灭菌器中循环的气体介质的离子灭菌。
现在参看图6，它示出了一个图1上所示的标记为3和4的那种过滤器。
该过滤器6包括一个盒体60，它用于由气体介质所通过，并由一个格栅61所穿过。
进入到过滤器6中的气体介质可能相对较湿。这就是为什么最好要在盒体60内安装一个用于收集气体介质中的水的装置。在图6所示的实施例中，这些装置由一个具有挡板的容器62所构成，所收集的水能够由安装在盒体底部的排泄装置63所排出。容器62最好包括一个独立的外壳64。
盒体60部分地由活性多孔材料来填充，包括氧化物质、氧化还原物质和贪氧物质。该材料在图6上标记为65。它可以组织成颗粒状或板状的。
该活性材料用于通过氧化还原和离子氧化过滤来净化挥发性有机化合物的气体介质。
作为例子，一种该活性多孔材料包括大约47％到52％重量的硅碳化合物，大约12％到20％重量的碳，大约5％到7％重量的氢及大约1％到2％重量的氧，其孔率占体积的60％到85％。孔率表示材料中的自由空间的比率。
由于存在有大量的孔，该活性材料具有一个很大的表面，孔的直径在60到100埃之间。
该多孔特别是能够吸附穿过这些孔的气体介质，然后在该气体介质吸附的过程中，在气体介质的挥发性有机化合物与材料本身产生一个反应。该反应能够将有机化合物化学转变为无毒的气体，特别是SO2和CO2。
多孔活性材料的物理化学敏感性能够由于一个板66的相对湿度和温度而加强和调节，该板置于多孔材料65的中间。该板66有覆有铂棉的窗口，蜂窝板由镍来实现。
板66可以置于几千伏到几伏的电位之下，其基本作用是利于要净化的挥发性有机化合物的化学转变。
另外，如同将在后面所描述的，该板66根据所抽取气体介质的封闭环境的相对湿度，特别是冰箱储藏室的相对湿度，可以提供一定量的热量。
另外，板66最好包括电阻68。其依据温度的工作可以手工或自动地调节，以保证活性材料65的循环和再生。
由活性材料所处理的气体介质随后到达室69中并且在电极50上循环，其强电为静电负载由接线柱51所提供。
最后气体介质通过格栅52排出过滤器6。
这样，在经过本发明的过滤器之后，气体介质可能含有的挥发性有机化合物被净化。这些有机化合物的转化导致例如SO2或CO2的气体的排放，它们对于微生物的生长一般起到抑制作用，这更增加了本发明方法的效能。
如前所述，根据本发明的装置基本上包括灭菌器2。然而在来自密封环境的气体介质吸入处以及将气体介质重新导入封闭环境处的过滤器，比如图1中所示的过滤器3和4，能够破坏挥发性有机化合物，以及气体介质中所具有的气味，特别是由于醛的存在而引起的。相反，污染颗粒的消除基本上是由于灭菌器2所获得的。
根据本发明的方法和装置特别是可以用在存在于冰箱槽内的气体介质的处理。
因此，本发明还涉及一种包括至少一个与本发明处理装置相连的储藏室的冷冻机。
该冷冻机还可以包括至少两个储藏室，其温度和相对湿度根据与放置在这些室的每一个中的食品的储藏条件相适应。因此，一个该种冷冻机具有储藏室的不同处理，并都要保证灭菌和在这些特殊室中的每一个所容纳的气体介质的过滤。
参看图7和8，它们示出了一个本发明的冷冻机。
在该例子中，该冰箱7包括两个储藏室70和71，每一个由门72及73所关闭。
每一个室70和72具有使其气体介质适应符合所保藏物质的温度、相对湿度和通风条件的装置。
因此，在该例中，室71中气体介质的温度将在3到7℃之间调节。该例中，室70用于储藏肉类和鱼类。
该室70的温度通过温度调节装置74将调节到0℃左右，而相对湿度由于装置75而调节到40％到80％之间，该装置包括至少一个湿度探测器75a以及至少一个用于在室70中喷射水雾的喷嘴75b。
同样如图8所示，在每一个冷冻室70及71中，存在于室中的气体介质通过包括第一导管700和710的风路被吸入，吸入是借助鼓风机701和711完成的。
在每一个室中，空气通过至少一个过滤器702和712吸入。过滤器最好安置在侧壁上，当然吸入也是在该侧壁上进行的。
过滤器702和712具有参照图6对过滤器6所描述过的特性。
因此，在第一导管700、710中循环的气体介质已经至少部分地净化了它所含有的挥发性有机化合物。
然后该气体介质穿过灭菌器703、713，以处理气体介质中的污染颗粒的主要部分。灭菌器最好处于20000伏的电压下。
所进行的试验表明，由于该灭菌，深度厌氧菌被冻结了，而造成表面变质的psychrotrophe菌也非常缓慢。因此，这种灭菌实际上破坏了所有存在于气体介质中的微生物，从而能够以最佳的质量保存每一个室中的产品。
从每一个灭菌器703、713排出的气体由第二管道704、714导入到第二过滤器705、715，它们最好安置在每一室70、71的上面部分。该第二过滤器能够在处理过的气体介质重新流入每一室之前，进一步净化经灭菌器处理的气体介质，特别是转变挥发性有机化合物及吸附气味。
在图8所示的实施例中，储藏室70包括一个辅助冷冻回路706，用于进一步冷冻通过过滤器705重新导入室70的气体介质。
根据本发明的方法和装置可具有多种不同于储藏气体的处理的用途，并且特别是能够用于处理空调设备中循环的气体。
权利要求中技术特征后面的标号仅为了便于对技术特征的理解，并不限制其范围。
权利要求
1.一种含有污染颗粒、特别是空气中污染的生物结构的气体介质的处理方法，该方法在于-产生一个加速电子流，-使所述电子流与气体介质相互作用，该相互作用通过电离使得所述颗粒破碎或破坏，并且使得所述气体介质灭菌，-在与电子流进行相互作用之前，气体介质被加速并且朝向电子流汇聚，最好沿着一个涡旋脉路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产生另一个电子流，并且使得其与气体介质相互作用，气体中的污染颗粒已经通过电离被预先破碎，以将所述颗粒转变为气体。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使所述气体介质通过一个多孔的材料，用于产生穿过材料孔的该气体介质的吸附，然后所述气体介质的有机化合物与材料本身产生一个化学反应，它将挥发性有机化合物转变成无毒的气体，特别是CO2或SO2。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在气体介质通过多孔材料之前，收集其中的水分。
5.根据权利要求1到4之一所述的方法，其特征在于，预先从一个封闭环境、例如一个冰箱的槽中吸入所述气体介质，然后在处理后重新送入该封闭环境。
6.一种含有污染颗粒的气体介质的处理装置，该装置包括一个灭菌器(2)，它具有-一个外壳(20)，其中用于循环气体介质，包括一个用于气体介质进入的第一开口(22)和用于处理后的气体介质排出的第二开口(23)，以及-一个在所述外壳中确定一个第一室(28)的第一和第二板(24，27)，第一板(24)固定在所述第一开口的位置处并且包括用于加速气体介质的装置(25)，该电导体的第一板连接到一个电源的正电位，而第二板(27)支撑至少一个安置于所述第一室(28)的管环(30，31)，并且用于发射电子，第二板(27)是电导体并且连接到所述电源的负电位上。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，第二板(27)支撑两个同心的并且是有间隔的管环(30，31)，较小直径的内管环(31)要更远离第一板(24)，而第一板(24)被管道(25)所穿孔，管道包括一个收敛的(25a)和一个发散的(25b)，其轴朝向所述内管环(31)的中心汇聚。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，它包括朝向第一室(28)内部伸展并且与第一板(24)有电接触的叶片(32a)，以便限定磁性谐振腔(33)。
9.根据权利要求6到8之一所述的装置，其特征在于，第二板(27)由通孔(29)所穿透，并且与第三板(39)一起确定了在所述外壳中的第二室(35)，第二板(39)另外还支撑至少一个在第二室(35)中伸展的电极(36)，而第三板(39)固定在外壳第二开口(23)处并且支撑至少一个在所述第二室(35)中朝所述电极(36)方向伸展的管环(37，38)，该第三板(39)是电导体并连接在所述电源的正电位上，并且包括通孔(34)，以从所述灭菌器(2)的外壳(20)排出所述气体介质。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，第二板(27)所支撑的电极(36)基本上是圆柱形，在其外表上具有叶片(36a，36b)，以形成磁性谐振腔(40)。
11.根据权利要求6到10之一所述的装置，其特征在于，它包括至少一个用于由气体介质通过的过滤器(6)，具有一个至少部分由活性多孔材料(65)填充的盒体(60)，所述材料包括氧化物质、氧化还原物质和贪氧物质，以将挥发性有机化合物转换成CO2或SO2类型的无毒气体。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，活性材料(65)最好包括约47％到52％重量的硅碳化合物，约12％到20％重量的碳，约5％到7％重量的氢，以及约1％到2％重量的氧，其孔率特别在体积的60％到85％之间。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，过滤器(6)包括一个安置于多孔活性材料(65)内部的镍板(66)，并用于接上电位，该板具有覆有铂棉的窗口(67)。
14.根据权利要求11到13之一所述的装置，其特征在于，在过滤器的入口设置用于收集存在于气体介质中水的装置(62)。
15.根据权利要求11到14之一所述的装置，其特征在于，板(50)包括电阻，其依据温度的工作可以被编程，以保证活性材料的循环和再生。
16.一种冷冻机(7)，包括至少一个储藏室(70，71)，它连接一个权利要求6到15之一所述的处理装置(702，701，705；712，713，715)，以及一些温度、相对湿度及通风的调节装置(74，75)，用于调节到与置于所述室中的产品相适应的值。
17.根据权利要求16所述的冷冻机，其特征在于，与所述室(70，71)相连接的处理装置包括两个过滤器(702，705；712，715)，第一过滤器(702；712)位于吸入储藏室内气体介质并朝向装置灭菌室(701；711)鼓入的风路(700，704；710，714)的入口，第二过滤器(705；715)位于所述风路的出口，并接收由所述灭菌室处理过的气体介质，以便将过滤过的气体介质送入储藏室(70；71)。
全文摘要
本发明涉及一种含有污染颗粒、特别是微生物、细菌或病毒的气体介质的处理方法。根据本发明,该方法的特征在于:产生一个加速电子流;使所述电子流与气体介质相互作用,该相互作用通过电离使得所述颗粒破碎或破坏,并且使得所述气体介质灭菌。本发明应用于冰箱冷冻槽的环境气体的处理。
文档编号B01D53/32GK1354679SQ0080856
公开日2002年6月19日 申请日期2000年4月25日 优先权日1999年4月27日
发明者亨利·L·德雷昂 申请人:艾克蒂姆有限公司