Aparato para la desinfección de flujos de aire.

1. Un aparato para la desinfección de flujo de aire, comprendiendo dicho aparato electrodos en forma de placas conductoras permeables al aire dispuestas sucesivamente aguas abajo a través del flujo,

y una fuente de alimentación de alta tensión conectada a los electrodos para que los electrodos tengan una polaridad alterna, caracterizado porque los electrodos tienen en sus superficies concentradores del campo electrostático en forma de proyecciones con el diámetro de base no superior a 30 μm.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las proyecciones de tamaño nanométrico tienen un diámetro de base no mayor de 100 nm.

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las placas conductoras permeables al aire están hechas de un material poroso conductor o unas estructuras porosas fibrosas conductoras en bloques.

4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, adicionalmente, placas dieléctricas permeables al aire altamente porosas están dispuestas entre los electrodos.

5. El aparato de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque las placas dieléctricas altamente porosas tienen en sus superficies proyecciones de tamaño nanométrico.

6. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una zona con una alta concentración de iones está dispuesta entre los electrodos.

7. El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los electrodos están formados con varias zonas de aumento de la concentración de iones, en el que una parte de dichas zonas de aumento de la concentración de iones tienen una polaridad, y las otras zonas tienen la polaridad opuesta.

8. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque las zonas con una alta concentración de iones de una polaridad se alternan con las zonas de alta concentración de iones de la polaridad opuesta.

9. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 6, caracterizado porque antes del primer electrodo aguas abajo del flujo de aire se forma al menos una zona con una alta concentración de iones.

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque antes del primer electrodo aguas abajo del flujo de aire, se forman varias zonas de alta concentración de iones de una polaridad.

11. El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la zona con una alta concentración de iones está formada como electrodos de aguja con efecto corona y cilíndricos sin efecto corona coaxiales.

12. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la zona con una alta concentración de iones está formada como electrodos de aguja con efecto corona y cilíndricos sin efecto corona coaxiales.

13. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque al menos una zona de una alta concentración de iones está limitada en la entrada mediante el electrodo permeable altamente poroso de polaridad que coincide con la polaridad del electrodo más cercano.

14. El aparato de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque al menos una zona de una alta concentración de iones está limitada en la salida mediante el electrodo permeable altamente poroso de polaridad que coincide con la polaridad del electrodo más cercano.

Aparato para la desinfección de flujos de aire Campo técnico

El modelo de utilidad se refiere al campo de la desinfección y de la purificación de aire de microorganismos y aerosoles, es decir, a un dispositivo para la desinfección de aire de microorganismos y agentes biológicos mediante su inactivación permanente mediante el impacto de campos electrostáticos y filtración por precipitación electrostática.

El modelo de utilidad se puede utilizar para la desinfección y purificación de aire en sistemas de ventilación de extracción y admisión combinados de áreas «biológicamente limpias» en la industrial médica, farmacéutica, microbiológica, y alimentaria y en otras áreas donde se requiera garantizar la seguridad epidemiológica infecciosa y sanitaria del aire. Por otra parte, el modelo de utilidad se puede utilizar para la desinfección de aire en medios de transporte, incluyendo el transporte de pasajeros por carretera y ferrocarril, transporte aéreo, máquinas de vuelo tripuladas espaciales, medios transmitidos por el agua y submarinos, etc., además de equipos de protección personal (másrcas bioprotectoras y anti-aerosoles, etc.), en las instalaciones de reciclaje autónomas y otros equipos.

Técnica antecedente

Un dispositivo para la esterilización de gas y la filtración fina se divulga en el documento RU 2026751. Dicho dispositivo realiza el método de inactivación de microorganismos, que comprende la inactivación de microorganismos en el flujo de aire, en el que primero se cargan mediante iones de los mismos o diferentes signos, y luego dichos microorganismos son retenidos en el filtro electrostático, donde finalmente se inactivan. Dos ionizadores de diferentes polaridades pueden utilizarse en los dispositivos para mejorar el efecto de la esterilización.

Sin embargo, en tales dispositivos la inactivación de los microorganismos se realiza sólo después de su retención en el filtro electrostático, lo que es indeseable, ya que durante la operación se produce una acumulación constante de microorganismos vivos, y aumenta el riesgo de «múltiple» expulsión desde el dispositivo al medio ambiente.

Además, para la inactivación de microorganismos es necesario crear una alta concentración de iones dentro de cada dispositivo, que siempre está acompañada por la emisión de una cantidad significativa de ozono y óxidos de nitrógeno. La descarga de dichos gases en el aire en altas concentraciones es peligrosa para los seres humanos y los animales. Al mismo tiempo, la eficacia de la inactivación depende de la concentración de iones y de ozono dentro del aparato, lo que limita la fiabilidad de operación de tales aparatos.

Un aparato para la inactivación y filtración fina de virus y microorganismos en una corriente de aire se divulga en el documento RU 2344882. Dicho aparato comprende una fuente de alimentación de alta tensión; uno medios de flujo de aire dispuestos secuencialmente aguas abajo para el tratamiento preliminar del flujo de aire, estando los medios formados de elementos de filtro conductores cargados de manera opusta, entre los cuales está situada una placa dieléctrica de un material permeable altamente poroso; una cámara de inactivación de dos secciones, comprendiendo cada sección dispuestos coaxialmente un electrodo con efecto corona de aguja y un electrodo sin efecto corona cilindrico, cada uno de los cuales está conectado eléctricamente a una placa de filtro conductora correspondiente, y un precipitador hecho de placas paralelas de carga opuesta de permeable material conductor altamente poroso, entre cuyas placas se colocan las placas dieléctricas altamente porosas permeables. Al menos un primer elemento de filtro conductor aguas abajo de los medios de tratamiento preliminar está configurado como un electrodo cilindrico con una base en forma de una placa conductora hecha de un material conductor permeable poroso adyacente a una placa de un material dieléctrico altamente poroso permeable y una placa de material conductor altamente poroso dispuesto a una distancia desde el extremo libre del electrodo cilindrico, siendo dicha placa adyacente al electrodo de aguja conectado eléctricamente dispuesto coaxialmente respecto al electrodo cilindrico y que tiene su punto dirigido hacia la placa dieléctrica, en el que los electrodos cilindrico y de agujas están conectados a polos opuestos de la fuente de alimentación. En el aparato se utilizan electrodos permeables porosos que tienen una estructura tridimensional, tales como la estructura de célula abierta del material a granel (metal espumado).

Durante las operaciones del aparato se obtiene una concentración requerida de iones de signos correspondientes. En los medios de tratamiento preliminares, se cargan bioaerosoles, y los campos eléctricos de diferente intensidad y gradiente actúan sobre los mismos. El «plasma frío» tiene un impacto sobre los microorganismos en los puntos de los electrodos con efecto corona de aguja.

En dicho aparato se realiza la primera filtración gruesa del aire de partículas de gran tamaño. A continuación, los microorganismos y virus se cargan mediante los iones de un signo, luego por los iones de signo contrario.

Después de los medios de tratamiento preliminar, el flujo de aire entra en la cámara de la inactivación de dos secciones equipada con dos electrodos de un solo extremo o de descarga de diferentes polaridades.

En una cámara de inactivación de dos secciones, la recarga múltiple de bioaerosol tiene lugar bajo la acción de los iones, debido al contacto eléctrico con los electrodos de diferente polaridad y la superficie del material de filtro dieléctrico polarizado. Después de pasar a través de la cámara de inactivación, los microorganismos y los virus existentes en el flujo de aire estarán en el estado inactivado.

Después de pasar a las cámaras de inactivación, quedan suficientes partículas para la carga de precipitación, y quedan retenidas en el precipitador electrostático.

El aparato de la técnica anterior y el procedimiento implementado por dicho aparato permiten superar las desventajas inherentes en el aparato descrito anteriormente de acuerdo con el documento RU 2026751. Sin embargo, el proceso de inactivación de microorganismos y virus requiere la provisión simultánea de muchas condiciones: crear simultáneamente una alta concentración de iones de la misma o diferente polaridad, ozono, intensidad de campos electrostáticos, y polarización del dieléctrico. La provisión simultánea de dichas condiciones y asegurar una alta eficiencia de la inactivación de microorganismos en el aparato es técnicamente difícil porque cada uno de estos factores afecta al resultado del procesamiento. La eficiencia de la inactivación de microorganismos en tal aparato depende de la concentración de iones y de ozono dentro del aparato, de las propiedades dieléctricas, de la intensidad de los campos eléctricos entre los electrodos, y de otras características. Afecta en gran medida a la fiabilidad del aparato. Además, la descomposición del ozono en estos aparatos requiere el uso de un catalizador, que requiere un seguimiento constante de su rendimiento, lo que limita el uso seguro de este aparato en locales con personas, y requiere medidas adicionales para garantizar la seguridad de la operación.

El propósito principal del modelo de utilidad es mejorar la eficiencia de la desinfección del aire mediante el uso de una rápida inactivación de una electroporación de células de

microorganismos en campos electrostáticos seguido de la filtración de microorganismos inactivados y material en partículas en un precipitador electrostático.

Otros objetivos del presente modelo de utilidad son mejorar la fiabilidad del aparato.

Sumario del modelo de utilidad

Dichos problemas se resuelven mediante un aparato para la desinfección del flujo de aire, que comprende disponer secuencialmente a lo largo del flujo de aire electrodos en forma de placas conductoras permeables para el flujo de aire dispuestos a través del flujo, y una fuente de alimentación de alta tensión conectada a los electrodos, de modo que los electrodos tengan una polaridad alternada. De acuerdo con el modelo de utilidad, los electrodos están en la superficie del concentrador de campo eléctrico en la forma de proyecciones, siendo el diámetro de la base no superior a 30 ^m.

Los concentradores de campo electrostático en los electrodos proporcionan la aparición de zonas locales de alta intensidad, y la alternancia de estas zonas locales, las zonas de baja intensidad y las zonas sin intensidad de los campos electrostáticos cuando la dirección y la magnitud de la intensidad de estos campos cambia, conduciendo a una rápida electroporación de células...

1. Un aparato para la desinfección de flujo de aire, comprendiendo dicho aparato electrodos en forma de placas conductoras permeables al aire dispuestas sucesivamente aguas abajo a través del flujo, y una fuente de alimentación de alta tensión conectada a los electrodos para que los electrodos tengan una polaridad alterna, caracterizado porque los electrodos tienen en sus superficies concentradores del campo electrostático en forma de proyecciones con el diámetro de base no superior a 30 μm.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las proyecciones de tamaño nanométrico tienen un diámetro de base no mayor de 100 nm.

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las placas conductoras permeables al aire están hechas de un material poroso conductor o unas estructuras porosas fibrosas conductoras en bloques.

4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, adicionalmente, placas dieléctricas permeables al aire altamente porosas están dispuestas entre los electrodos.

5. El aparato de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque las placas dieléctricas altamente porosas tienen en sus superficies proyecciones de tamaño nanométrico.

6. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una zona con una alta concentración de iones está dispuesta entre los electrodos.

7. El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los electrodos están formados con varias zonas de aumento de la concentración de iones, en el que una parte de dichas zonas de aumento de la concentración de iones tienen una polaridad, y las otras zonas tienen la polaridad opuesta.

8. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque las zonas con una alta concentración de iones de una polaridad se alternan con las zonas de alta concentración de iones de la polaridad opuesta.

9. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 6, caracterizado porque antes del primer electrodo aguas abajo del flujo de aire se forma al menos una zona con una alta concentración de iones.

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque antes del primer electrodo aguas abajo del flujo de aire, se forman varias zonas de alta concentración de iones de una polaridad.

11. El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la zona con una alta concentración de iones está formada como electrodos de aguja con efecto corona y cilíndricos sin efecto corona coaxiales.

12. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la zona con una alta concentración de iones está formada como electrodos de aguja con efecto corona y cilíndricos sin efecto corona coaxiales.

13. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque al menos una zona de una alta concentración de iones está limitada en la entrada mediante el electrodo permeable altamente poroso de polaridad que coincide con la polaridad del electrodo más cercano.

14. El aparato de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque al menos una zona de una alta concentración de iones está limitada en la salida mediante el electrodo permeable altamente poroso de polaridad que coincide con la polaridad del electrodo más cercano.