PL178088B1

PL178088B1 - Urządzenie do obróbki płynów

Info

Publication number: PL178088B1
Application number: PL95321430A
Authority: PL
Inventors: Rune Söremark
Original assignee: Benrad Ab
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 2000-02-29
Also published as: PL321430A1; AU698109B2; DE69527086D1; JP2007021496A; JP5143387B2; US6358478B1; JPH10511572A; DE69527086T2; WO1996020017A1; EP0800407B1; SE9404555D0; ES2178681T3; DK0800407T3; SE504204C2; PT800407E; KR100388333B1; ATE218894T1; AU4361296A; SE9404555L; JP2012139686A

Abstract

1. Urzadzenie do obróbki plynów, któ re zawiera obudowe zaopatrzona w co naj mniej jeden wlot i co najmniej jeden wylot, generator ozonu i czlon utleniajacy w postaci co najmniej jednej lampy ultrafioletowej, któ ra wytwarza ozon i jednoczesnie rozklada go na wolne rodniki oraz emituje promieniowanie, przy czym urzadzenie posiada czlon przeplywo wy wywolujacy przeplyw plynu w obudowie, znamienne tym, ze obok przynajmniej jed nej lampy ultrafioletowej usytuowane jest co najmniej jedno zloze katalizatora (8) w do wolnej formie, sluzacego do zwiekszenia ilosci wolnych rodników. Fig.1 PL

Description

Przedmiotem wynalazkujest urządzenie do obróbki płynów. Płyny w tym kontekście sąrozumiane jako gazy i ciecze, jak również zawiesiny i emulsje.

W ostatnich latach wymagania stawiane środowisku są większe, niż kiedykolwiek. Jest po temu wiele racji. Jednąz nich jest to, że mobilność nowoczesnego człowieka miedzy różnymi obszarami geograficznymi oznacza, że czynniki chorobotwórcze mają dobre warunki rozwoju. Może to być przyczyną poważnych chorób, które jak na razie są nieuleczalne.

178 088

W szpitalach czynniki chorobotwórcze są przekazywane od jednego pacjenta do innych osób, zarówno pacjentów jak i personelu pielęgniarskiego - i te czynniki chorobotwórcze sąprzekazywane dalej przez bezpośredni kontakt lub pośrednio przez przyrządy, ubrania, żywność lub tym podobne, a tkaniny stosowane w szpitalach są zarażone w mniejszym lub większym stopniu przez czynniki chorobotwórcze. Jednym z problemów jest to, że urządzenia służące do czyszczenia nie są całkowicie skuteczne w odniesieniu do usuwania czynników chorobotwórczych z tkanin. Dodatkowo, istnieje potrzeba zastosowania lepszych i prostszych urządzeń sterylizacyjnych, z jednej strony czułych instrumentów, takich jak na przykład instrumentów endoskopowych lub katetometrów, które nie znoszą konwencjonalnych sposobów sterylizacji - i z drugiej strony w czasie operacji gdzie przyrządy powinny być sterylizowane bezpośrednio i szybko, ponieważ mogąbyć zarażone podczas operacji (chirurg może na przykład upuścić specjalne przyrządy, implanty i tym podobne).

Innymi środowiskami, gdzie czynniki chorobotwórcze i inne rodzaje zanieczyszczeń łatwo rozprzestrzeniają się, i które często mają problemy z brakiem powietrza, są szkoły, przedszkola, sklepy z żywnością, kuchnie, kabiny na statku, pomieszczenia przemysłowe i tym podobne, w szczególności pomieszczenia słabo wentylowane. Innym problemem są „chore domy” z na przykład emanacjąrodu, pleśnią, urotropiną i tym podobnymi, jak również pomieszczenia, które są malowane, tapetowane, w których wykonywana jest podłoga i tym podobne.

Woda jest medium, której są stawiane nawet większe wymagania, zarówno jeśli chodzi o czystość i zmniejszenie poziomu zanieczyszczenia środowiska przy obróbce wody pitnej i wody ściekowej.

Te media i media zanieczyszczone na inne sposoby, spowodowały znaczny niepokój i potrzebę efektywnego procesu odkażania. Składano wiele propozycji i organizowano wiele działań związanych z tymi problemami, takich jak lepsza wentylacja, różne rodzaje filtrów i chemikaliów dla oczyszczenia powietrza i wody. Ponieważ chlor jako taki jest obciążeniem dla środowiska, w wielu krajach, w instalacjach wody pitnej i urządzeniach do kąpania, zastosowano oczyszczanie wody ozonem (O3) w instalacjach wody pitnej i urządzeniach do kąpania, a także ozonu rozpuszczonego w wodzie używa się do oczyszczenia, dezynfekcji i sterylizacji wyrobów. Zdolność do wchodzenia w reakcję ozonu (2,07 V potencjału elektrochemicznego utleniania) jest przypisywana faktowi, że jest on silnym utleniaczem. Duża chemiczna reaktywność jest połączona z niestabilną konfiguracją elektronową, która szuka elektronów w innych molekułach, co oznacza, że tworzone są wolne rodniki. W tym procesie są rozkładane molekuły ozonu. Przez fakt utleniającego oddziaływania, ozon oddziaływuje gwałtownie na pewno nieograniczone i organiczne substancje. Jego utleniający wpływ na pewne węglowodory, węglowodany, pestycydy i tym podobne może oznaczać, że ozon jest dobrym wyborem czynnika chemicznego w pewnych procesach. Kombinacja ozonu, tlenu, grup wodoronadtlenowych i promieniowania ultrafioletowego oznacza, że reakcja następuje znacznie szybciej i bardziej skutecznie na mocy generowania bardziej wolnych rodników.

Dezaktywacja mikroorganizmów za pomocą ozonu i rodników, jest uważana jako reakcja utleniająca. Błona mikroorganizmu jest pierwszą, którąnależy zniszczyć. Wewnątrz błony ścianki komórki, ozon i rodniki niszczą materiał nuklearny wewnątrz komórki zarodnika. Reakcja dezaktywacji w przypadku większości mikroorganizmów zachodzi w ciągu minut w zależności od zawartości ozonu i ilości rodników, które są tworzone.

W większości przypadków ozon jest stosowany w formie wody ozonowej dla usuwania lub zmniejszania ilości substancji chemicznych, barwników, ciężkich metali, zapachu i niszczenia czynników chorobotwórczych w procesach oczyszczania wody, jak również do usuwania glonu, grzyba, osadu i dla zmniejszenia ilości substancji chemicznych w układach chłodzących wody i wymiennikach ciepła, a poza tym do obróbki wody w basenach, akwariach i gospodarstwach rybnych, oraz do sterylizowania butelek, dzbanów, które sąstosowane w przemyśle spożywczym.

Mimo jego dużej rozpuszczalności w zimnej wodzie, ozon jest rozkładany ^konsumowany) szybko, jak to ma miejsce w przypadku powietrza, co daje duża różnorodność rodników i bardziej lub mniej stabilne produkty uboczne takie jak aldehydy, bromiany i kwasy karboksylowe.

178 088

Stopień rozkładu zależy odPh, substancji, którajest wystawiona na działanie czynników i temperatury. Pewne substancje są łatwo rozkładane przez ozon. Jednakże, większość substancji i cząsteczek jest utlenianych bardziej skutecznie przez wolne rodniki, które są tworzone przez ozon i media obrabiane przez ozon. Pewne wolne rodniki mają wyższy elektrochemiczny potencjał utleniający niż ozon (2,8 V dla rodnika grupy wodorotlenowej i 2,42 dla tlenu). Przykładami powszechnie dostępnych utleniaczy, które mogą być tworzone są rodniki hydroksylowe (HO), rodniki nadtlenowe (R^), tlen (*0₂), dwurodniki (R-0) i rodniki alkoholanowe (RO).

Utlenianie cząsteczek organicznych jest lepiej zrozumiałe na bazie dwóch podobnych dróg dla reakcji rodników HO, RO', RO2 i O₂. Większość organicznych substancji chemicznych, które są mieszane z powietrzem jako gazy, jest utlenionych przez rodniki HO'. Cząsteczki alifatyczne dają rodniki RO₂, które mogą podlegać różnym reakcjom, z których najbardziej znamiennąjest konwersja na rodnik alkoksylowy (RO) przezNO. Reakcje rodników RO' są gwałtowne i wytwarzają nowe rodniki węglowe przez rozszczepianie lub przez wewnątrzcząsteczkowy transfer atomów H. Cykl reakcji wewnątrzcząsteczkowego transferu atomów H, tworzenie nowych rodników R₂, konwersja do odpowiadających rodników RO' i w końcu dalsza wewnątrzcząsteczkowa reakcja mogą prowadzić do wysoce utlenionych łańcuchów węglowych.

Cząsteczki aromatyczne utleniają się szybko z rodnikami HO', co powoduje utworzenie rodników węglowych i fenoli. Tlen pojedynczy (’0₂) jest ważny dla utleniania wielu organicznych substancji chemicznych zawierających aminokwasy, merkaptany, siarczki i palicykliczne węglowodory aromatyczne. Są to także procesy gwałtownego utleniania.

W konsekwencji ozon reaguje z substancjami zanieczyszczającymi dwutorowo. Może on reagować bezpośrednio jako ozon cząsteczkowy (O₃) za pomocą reakcji, które są selektywne. Generalnie oczekuje się, że związki aktywowane (fenol, rezorcyna, salicylan), olefiny i proste aminy będą reagować z cząsteczkowym ozonem, tak jak reagują pewne mikroorganizmy.

Alternatywnie, ozon może reagować z substancjami zanieczyszczającymi drogą pośrednią, w której wolne rodniki, wytwarzane przez rozkład ozonu i w różnych reakcjach, służąjako utleniacze. Te pośrednie reakcje typu rodnikowego są gwałtowne i nie selektywne.

Organiczne substancje zanieczyszczające, które reagująpowoli z molekularnym ozonem, takie jak kwasy alifatyczne, aldehydy, ketony i węglowodory aromatyczne reagują częściej drogą rodnikową nieselektywną W ten sposób, warunki, które powodują rozkład ozonu, takie jak promieniowanie ultrafioletowe, sprzyjająpośrednim i nieselektywnym reakcjom, gdzie wolne rodniki są silnymi utleniaczami. W przypadku powietrza, droga rodnikowa odgrywa główną rolę w większości procesów utleniania. Nawet w sytuacjach, gdzie pierwsza reakcja utleniająca między ozonem i substancjami znieczyszczającymi ma miejsce drogą bezpośrednią, rodniki są wytwarzane tak, że utlenianie ma miejsce efektywnie i szybko w procesach reakcji rodnikowych.

Ponieważ rodniki sąnieselektywne, mogą one utleniać wszystkie zredukowane substancje i nie są ograniczone do specyficznych klas substancji zanieczyszczających, jak to ma miejsce w przypadku ozonu cząsteczkowego. Jak już wspomniano, promieniowanie ultrafioletowe sprzyja gwałtownemu rozkładowi ozonu połączonemu z wytwarzaniem rodników. W tych przypadkach, gdzie substancje zanieczyszczające wchłaniają promieniowanie ultrafioletowe (na przykład czterochloroetylen), bezpośredni rozkład fotochemiczny składnika zanieczyszczającego przyczynia się do stopnia utlenienia.

W wielu urządzeniach, ozon jest wytwarzany w wyładowaniach wlotowych. Gdy 6+7 eV elektron oddziaływuje wewnętrznie z cząsteczką tlenu (O₂) ma miejsc dysocjacja. Atomy tlenu (O+O), są natychmiast łączone z cząsteczkami tlenu dla utworzenia ozonu (O₃).

Wiadomo także, że promieniowanie ultrafioletowe o długości fali około 183 nm powoduje wzrost ilości ozonu w powietrzu. Jednakże, wykonanie takich lamp, które mogą być potrzebne w wielu przypadkach i są odpowiednio efektywne w produkcji ozonu w dużych ilościach, jest trudne.

Przeprowadzono wiele prób oczyszczenia powietrza ozonem, takich jak opisane na przykład w patencie amerykańskim US-A-5 186 907. Patent opisuje urządzenie dla obróbki organicznych gazów odpadowych, które zawierajątrujące składniki jako rozpuszczalniki organiczne. Gazy sązasysane do obudowy przez wentylator i sąpoczątkowo wystawiane na działanie

178 088 we wspomnianej obudowie, pierwszego utleniającego czynnika na przykład lampy ultrafioletowej, która powoduje, że tlen w powietrzu tworzy ozon. Utleniający wpływ ozonu oznacza, że większość roztworu organicznego tworzy nadtlenek. Nadtlenekjest następnie napromieniowany przez drugi człon utleniający, w tym przypadku lampę ultrafioletową, która emituje promieniowanie o długości fali 365 nm tak, że nadtlenek jest rozkładany przez utlenianie, prawie całkowicie na dwutlenek węgla, wodę i składniki nieorganiczne gazowe. W tym samym czasie, te części gazów organicznych, które nie były utlenione przez pierwszy człon utleniający i ozon, będą utlenione i rozłożone przez drugi człon utleniający.

Urządzenie według powyższego opisu jest stosowane do rozpuszczalników organicznych takich jak alkohol izopropylowy, gdzie pierwszy człon utleniający przekształca roztwór w nadtlenek, który jest później utleniany przez promieniowanie z lampy ultrafioletowej przy długości fali 365 nm. To urządzenie ma wąski zakres zastosowania, szczególnie do obróbki pewnych określonych rozpuszczalników organicznych.

W opisie patentowym US-A 5 260036 jest ujawnione rozwiązanie dotyczące fotochemicznego utleniania gazowego chlorowcowego związku organicznego. Według tego opisu, związki są wystawiane na działanie światła ultrafioletowego aby utlenić je na utleniające produkty gazowe i spowodować reakcję gazowych produktów utleniających z powierzchnią wewnętrzną komory utleniającej, gdzie stykają się powierzchniowo z materiałem, który jest chemicznie reaktywny z gazowymi produktami utleniającymi, w celu wytworzenia stałych produktów reakcji zawartych w ściankach bocznych komory.

Ten chemicznie sorbentowy, powierzchniowy materiał ma czas życia 1-3 miesiące.

Jest oczywiste z tego co zostało opisane powyżej, że ozon może być stosowany z dobrym skutkiem dla oczyszczania, dezynfekowania i sterylizowania w pewnych obszarach i w przypadkach pewnych substancji. Zastosowanie ozonu w celu otrzymania wolnych rodników, spowodowałoby jednakże znaczne zwiększenie skuteczności, zakresu zastosowania i rodzajów odkażanych substancji. Ta procedura nie była dotychczas stosowana efektywnie.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie dla obróbki płynów, które zawiera obudowę zaopatrzoną w co najmniej jeden wlot i co najmniej jeden wylot, generator ozonu i człon utleniający w postaci co najmniej jednej lampy ultrafioletowej, która wytwarza ozon i jednocześnie rozkłada go na wolne rodniki oraz emituje promieniowanie. Poza tym urządzenie posiada człon przepływowy wywołujący przepływ płynu w obudowie.

Istota wynalazku polega na tym, że obok przynajmniej jednej lampy ultrafioletowej usytuowane jest co najmniej jedno złoże katalizatora w dowolnej formie, służącego do zwiększenia ilości wolnych rodników.

Korzystnie, lampa ultrafioletowa emituje promieniowanie o długości fali wynoszącej 183,7 nm i 254 nm, a katalizator zawiera metale szlachetne, dwutlenek tytanowy, tlenek glinu lub tlenek krzemu i ich mieszaniny, przy czym katalizatory są umieszczone w obszarze znajdującym się blisko członu utleniającego.

Urządzenie według wynalazku zawiera przekaźnik czasowy dla sterowaniajego działaniem i sekcje, przy czym w każdej sekcji znajdują się różne komponenty, co tworzy układ modułowy·.

W urządzeniu tym co najmniej jeden człon utleniający umieszczony jest, patrząc w kierunku przepływu, za generatorem ozonu osadzonym we wlocie, a w wylocie zamkniętej przestrzeni posiadającej również wlot, umieszczony jest człon przepływowy.

W wylocie zamkniętej przestrzeni jest umieszczony filtr utleniający zawierający porowatą ceramikę z wieloma kanałami, który zawiera także aktywny węgiel drzewny i węglan.

Wlot i wylot komory są wyposażone w zawory zamykające.

Urządzenie posiada kanał przepływowy w którym jest umieszczony człon wytwarzający i dostarczający ozon do płynu i patrząc w kierunku przepływu, za wspomnianym członem znajduje się co najmniej jeden człon utleniający, wytwarzający i jednocześnie rozkładający ozon na wolne rodniki, przy czym we wlocie kanału przepływowego połączonego z urządzeniem płuczącym, jest umieszczony przyrząd ultradźwiękowy.

178 088

Przykłady wykonania urządzenia według wynalazku zostały przedstawione szczegółowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój urządzenia według niniejszego wynalazku, fig. 2 - przekrój innego przykładu wykonania urządzenia według wynalazku, fig. 3 - przekrój innego przykładu wykonania urządzenia według wynalazku, fig. 4 - wariant urządzenia i przykład zastosowania dla produkcji sterylizującego gazu dla sterylizacji ciał stałych w zamkniętej przestrzeni, i fig. 5 - inny wariant urządzenia według wynalazku przystosowanego do cieczy.

Urządzenie, według wynalazku jest pokazane na fig. 1. Urządzenie jest oznaczone jako obudowa 1 zco najmniej jednym wlotem 2 ijednym wylotem 3. Człon utleniający 4 jest umieszczony w obudowie 1, w korzystnym przykładzie wykonania stanowi wiele lamp ultrafioletowych z rozkładem widmowym w zakresie 180-400 nm. Lampy 4 są korzystnie umieszczone w ten sposób, że cały obszar 5 wokół lamp 4 w obudowie 1 jest oświetlony, w przybliżeniu tym samym natężeniem. Wewnętrzne ścianki obudowy 1 co najmniej w obszarze 5 wokół lamp sąrozmieszczone tak, że dostarczają dobrego odbicia światła od lamp 4. Człon 7 służący do cyrkulacji powietrza, na przykład wentylator, jest umieszczony w wylocie 3 w celu prowadzenia powietrza, które należy poddać obróbce w obudowie 1.

W obudowie, w obszarze 5, jest także korzystnie umieszczonych wiele katalizatorów 8. Mogą one być, na przykład, przymocowane w stosowany sposób do odbijającej ścianki wewnętrznej obudowy. W korzystnym przykładzie wykonania, katalizatora zawiera metal i/lub tlenki metalu, takie jak metale szlachetne, tlenek glinowy, tlenek tytanowy, tlenek krzemowy i ich mieszaniny.

Działanie urządzenia jest następujące. Gdy urządzenie ma rozpocząć pracę, włącza się prąd do lamp 4 i wentylator 7 zaczyna się obracać. Wentylator 7 zasysa powietrze do wlotu 2, które to powietrze przepływa przez obudowę 1 i przez obszar 5, gdzie powietrze poddawane jestpromieniowaniu ultrafioletowemu. Dzięki temu, że ścianki w obszarze 5 lamp są odbijające, powietrze jest wystawione na działanie promieniowania ultrafioletowego w większym stopniu i w ten sposób zwiększa się skuteczność działania urządzenia. Rozkład widmowy lamp ultrafioletowych oznacza, że cząsteczki ozonu (O3) są generowane przez tlen w powietrzu i w szczególności przez promieniowanie przy długości fali 183,7 nm. W tym samym czasie promieniowanie jest wytwarzane przez lampy w zakresie długości fali 245 - 400 nm, w którym to zakresie długości fali, cząsteczki ozonu rozkładają się na wolne rodniki ozonu, a czynniki zanieczyszczające na wolne rodniki. Szczególne znaczenie mają długości fal 254 nm a także długość fali 364,9 nm, przy których uzyskiwana jest większa skuteczność w wytwarzaniu wolnych rodników. Katalizatory, które są umieszczone w obszarze 5 czynią proces bardziej efektywnym przez zwiększenie ilości wolnych rodników na jednostkę czasu. Na mocy ich podatności do utleniania, wolne rodniki rozpoczynają reakcję łańcuchową ze składnikami zanieczyszczającymi znajdującymi się w powietrzu. Wolne rodniki, i do pewnego zakresu ozon, skutecznie rozbijają więzi między atomami w cząsteczkach, które zanieczyszczają powietrze. Mikroorganizmy takie jak na przykład czynniki chorobotwórcze są gwałtownie zabijane i z materii organicznej i nieorganicznej są tworzone nowe wolne rodniki, które są bardziej lub mniej reaktywne. Produkty finalne znajdują się głównie w parze wodnej, powietrzu i dwutlenku węgla. Ten przykład urządzenia jest głównie pomyślany dla oczyszczania powietrza, na przykład w pomieszczeniach biurowych, szkolnych, salach gimnastycznych, pokojach dla palaczy, kabinach, toaletach.

Figura 2 przedstawia ulepszone urządzenie według fig. 1. Na figurze 2 te same części mają tesameodnośnikijaknafig. 1. W urządzeniu według fig. 2 sekcja 1'obudowy 1 została dodatkowo połączona z jego końcem wlotowym. Nowa sekcja 1¹ - jest wyposażona w generator ozonu 9 stosowanego typu. W korzystnym przykładzie wykonania, generator ozonu 9 jest małą jednostką z wyładowaniem ciemnym. W szczelinie między elektrodami, upakowany jest silikon lub podobny proszek, lub jest zmieszany z materiałem dielektrycznym (ceramicznym), za pomocą których to środków zwiększa się moc i generator może być małowymiarowy. Mogą także być zaprojektowane inne generatory ozonu, takie jak płyty elektrodowe z pewną szczeliną, powietrzną, gdzie wyładowania są generowane między płytami, a także lampy ultrafioletowe, które emitują pewną długość fali. Przez zwiększenie ilości ozonu, zwiększana jest znacznie moc. Ozon, który

178 088 jest tworzony przez generator ozonu, reaguje z jednej strony bezpośrednio z czynnikami zanieczyszczającymi w powietrzu i jest rozkładany, i z drugiej strony jest rozkładany przez lampy ultrafioletowe dla utworzenia w dużej ilości wolnych rodników. Ten przykład wykonania jest głównie zaprojektowany dla oczyszczenia powietrza w dużych obszarach i/lub obszarach, które są znacznie zanieczyszczone, takich jak pomieszczenia przemysłowe, pomieszczenia zadymione, stajnie i tym podobne.

Figura 3 przedstawia trzeci przykład wykonania urządzenia według wynalazku. W tym przykładzie wykonania, sekcja 1¹¹ jest umieszczona na wylocie wylotu 3 urządzenia według fig. 1 i 2. Sekcja 1 jest wyposażona w filtr 10. Filtr 10 składa się z porowatej łatwo utleniającej się ceramiki, tlenku glinu, wodorotlenku wapniowego, wodorotlenku magnezowego i aktywnego węgla drzewnego i węglanu. Filtr jest wyposażony w wiele kanałów 11, w korzystnym przykładzie wykonania lekko nachylonych w stosunku do kierunku przepływu F w celu zwiększenia powierzchni styku między filtrem i powietrzem. Urządzenie z filtrem jest głównie zaprojektowane dla zastosowania w pomieszczeniach z gazem organicznym, gdzie finalne produkty mogą być meidentyfikowalne, lub gdzie znajdują się rozpuszczalniki chlorowane, alkohole, ketony, związki aromatyczne, dwuolesymy, urotropina (sześciometyleno-czteroamina), formaldehyd, amoniak, pestycydy i herbicydy. Wyżej wspomniany filtr efektywnie dezaktywuje te finalne produkty i jedynie para wodna, dwutlenek węgla i powietrze ulatują z otworu.

Ponieważ zarówno ozon jak i w szczególności wolne rodniki sąkrótkowieczne, ciągłe wytwarzanie ozonu i wolnych rodników jest konieczne. Prędkość obrotowa wentylatora i w konsekwencji wielkość przepływu są przystosowane do ilości ozonu, który jest produkowany w celu uzyskania optymalnego działania urządzenia i w celu zapewnienia, że nieobrobiony ozon ulotni się do atmosfery. Urządzenie może być zaprojektowane na przykład, z przekaźnikiem czasowym, który przełącza urządzenie w jednostkowych przedziałach czasowych. Przepływ powietrza przez urządzenie ma także na celu chłodzenie urządzeń elektronicznych i ogrzewanie filtru 10 dla zwiększenia jego wydajności. Ze względu na modułową budowę urządzenia z zastosowaniem różnych sekcji, zaadaptowanie urządzenia do warunków, w których ma ono działać jest stosunkowo proste. W ten sposób możliwe jest skonstruowanie urządzeń z lampami ultrafioletowymi, przystosowanych do połączenia szeregowego wielu sekcji umieszczonych jeden za drugim, z generatorem ozonu 9 i filtrem 10. Wentylator 7 jest także umieszczony wsekcji 12,(fig. 3)iteżtworzyjednostkę modułową. Odcinki sąnastępnie montowane na stosowanym występie mocującym 13, ((fig. 3), który jest umieszczony na odpowiednim wsporniku. Występ mocujący zawiera połączenie elektryczne, przerywacz obwodu i dostarczony na życzenie, przekaźnik czasowy. Połączenia elektryczne między odcinkami i występem mocującym 13 są korzystnie typu wtykowego. Dużą elastyczność i łatwość obsługi uzyskuje się w ten sposób, że jedynie uszkodzony odcinek potrzebuje wymiany lub naprawy i nie jest konieczne rozmontowanie całego urządzenia.

Figura 4 przedstawia przykład zakresu zastosowania a także korzyści układu modułowego, na przykład dla sterylizowania wyrobów takich jak przyrządy operacyjne, i katetometry, których sterylizacja, z optymalnymi wynikami, nie była możliwa, przy zastosowaniu konwencjonalnych metod. Figura 4 przedstawia zamknięta przestrzeń w postaci szafki 20 lub obudowę zaopatrzoną w drzwiczki, właz lub podobne urządzenie, (nie pokazane), które ją szczelnie uszczelniają, gdy jest ona zamknięta. Przedmioty, które mająbyć poddane obróbce sąumieszczone w szafce 20, na przykład na perforowanych półkach 21. Jest także do pomyślenia zastosowanie uchwytów specjalnie przystosowanych dla przedmiotów, które mająbyć poddane obróbce. To co jest ważne, to to, że powietrze z wolnymi rodnikami może przepływać swobodnie wokół przedmiotów. Powietrze jest wciągane przez wlot 22 wyposażony w zawór zamykający 23. Z wlotem 22 jest w pierwszym rzędzie połączona sekcja 1¹ z generatorem ozonu, który przekształca tlen zawarty we wchodzącym powietrzu na cząsteczki ozonu. W dole sekcji 1 z generatorem ozonu, gdy patrzy się w kierunku przepływu, znajduje się druga sekcja 1 z lampami ultrafioletowymi i katalizatorami. Promieniowanie z lamp ultrafioletowych wytwarza ozon i rozkłada ten ostatni i uprzednio wytworzone cząsteczki ozonu, aby otrzymać wolne rodniki, które wypływają w dużej ilości na zewnątrz w szafce i sterylizują wyroby, które sąumieszczone na półkach 21. Na górnej krawędzi

178 088 szafki znajduje się sekcja wentylatora 12 a także sekcja 1¹¹ z filtrem umieszczonym w wylocie 24, który to wylot jest zaopatrzony w zawór zamykający 25.

Sekcja wentylatora 12 wytwarza przepływ powietrza z wlotu 22 przez szafkę i na zewnątrz przez wylot 24. Szafka jest korzystnie wyposażona w człon, który zamyka drzwiczki, gdy urządzenie działa, i które wskazuje to, na przykład za pomocą lampy. Szafka jest także wyposażona w regulację czasowa dla urządzenia przystosowaną do wymiaru przestrzeni i do wymiaru i kształtu przedmiotów, które mogą podlegać obróbce. Szafka 20 może być różnych rozmiarów w zależności od tego, co ma być poddane obróbce. Może być zaadoptowana na przykład, dla dezynfekcji i sterylizacji tkanin w formie ubrań, które są stosowane w szpitalach, przemyśle farmaceutycznym, rzeźniach, przemyśle elektronicznym i tym podobnych.

Obróbka płynu według niniejszego wynalazku przebiega następująco. Medium, które należy poddać obróbce jest korzystnie wprowadzone do obudowy. W obudowie, medium jest wystawiane na działanie promieniowania ultrafioletowego z rozkładem widmowym w zakresie 180-400 nm. Długość fali 183,7 nm w szczególności przekształca ozon zawarty w medium, w cząsteczki ozonu (O3). Utworzone cząsteczki ozonu są w tym samym czasie rozkładane przez promieniowanie w wyżej wspomnianym zakresie długości fali, w szczególności przy długości fali 254 nm. W tym samym czasie, utworzony O₂ jest rozkładany do tlenu atomowego. W celu zwiększenia skuteczności - podczas wytwarzania wolnych rodników, w szczególności - rodników HO, jako katalizatory sądodawane tlenki. W celu otrzymania większej ilości ozonu i w rezultacie większej ilości wolnych rodników, ozon jest wytwarzany zanim medium jest poddane promieniowaniu.

Urządzenie opisane powyżej może oczywiście także być zastosowane do oczyszczania zanieczyszczonej wody z jednej strony i z drugiej strony do stosowania wody wzbogaconej w wolne rodniki wykorzystywanej do czyszczenia, dezynfekowania i sterylizacji przyrządów, na przykład przyrządów elektronicznych, materiałów biologicznych i tkanin. Figura 5 przedstawia przykład zastosowania niniejszego wynalazku dla obróbki wody, to jest odkażania wody lub wzbogacania wody w wolne rodniki. W tym przykładzie wykonania jedna lub więcej sekcji z lampami ultrafioletowymi, jest umieszczona w kanale przepływowym strumienia wody 30. W górze strumienia sekcji 1 jest umieszczone w stosowany sposób połączenie 31, do którego to połączenia 31, jest podłączona sekcja 11 z generatorem ozonu 9 i sekcja wentylatora 12. Między połączeniem 31 i wlotem kanału przepływowego wody 30 znajduje się zawór bezzwrotny. Gdy jest wymagana cyrkulacja wody przez urządzenie, to jest gdy nie ma zewnętrznego przepływu przez urządzenie, zastosowanajest pompa 32. Woda, która przepływa przez nie jest najpierw wystawiona na działanie ozonu z generatora ozonu 9, gdzie ozon przepływa w dół do wody przez wentylator 7. Ozon jest w ten sposób dodawany w sposób ciągły do wody, która to woda ozonowa jest następnie natychmiast napromieniowywana światłem ultrafioletowym w celu rozkładu ozonu i otrzymania wolnych rodników. Gdy woda jest bardzo skażona, lub gdy w wodzie sąpotrzebne duże ilości wolnych rodników, urządzenie ultradźwiękowe 33 jest umieszczone we wlocie wody. Fale ultradźwiękowe o dużej amplitudzie wytwarzają wolne rodniki i rozkładają zanieczyszczenia. I w ten sam sposób, jak w przypadku urządzenia opisanego powyżej, urządzenie dla oczyszczania wody może być składane na wiele sposobów poprzez wykorzystanie odpowiednich modułów.

178 088

Fig.3

178 088

Fig.1

Fig.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do obróbki płynów, które zawiera obudowę zaopatrzoną w co najmniej jeden wlot i co najmniej jeden wylot, generator ozonu i człon utleniający w postaci co najmniej jednej lampy ultrafioletowej, która wytwarza ozon i jednocześnie rozkłada go na wolne rodniki oraz emituje promieniowanie, przy czym urządzenie posiada człon przepływowy wywołujący przepływ płynu w obudowie, znamienne tym, że obok przynajmniej jednej lampy ultrafioletowej usytuowane jest co najmniej jedno złoże katalizatora (8) w dowolnej formie, służącego do zwiększenia ilości wolnych rodników.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że lampa ultrafioletowa emituje promieniowanie o długości fali wynoszącej 183,7 nm i 254 nm.
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że katalizator zawiera metale szlachetne, dwutlenek tytanowy, tlenek glinu lub tlenek krzemu i ich mieszaniny.
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że katalizatory (8) sąumieszczone w obszarze (5) blisko członu utleniającego (4).
5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera przekaźnik czasowy dla sterowania jego działaniem.
6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera sekcje, przy czym w każdej sekcji znajdują się różne komponenty, co tworzy układ modułowy.
7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że co najmniej jeden człon utleniający (4) umieszczony jest, patrząc w kierunku przepływu, za generatorem ozonu (9) osadzonym we wlocie (22) a w wylocie (24) zamkniętej przestrzeni (20) posiadającej również wlot (22), umieszczony jest człon przepływowy (7).
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że w wylocie (24) jest umieszczony filtr utleniający (10).
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że filtr (10) zawiera porowatą ceramikę z wieloma kanałami (11).
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że filtr (10) także zawiera aktywny węgiel drzewny i węglan.
11. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że wlot (22) i wylot (24) są wyposażone w zawory zamykające (23, 25).
12. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada kanał przepływowy (30) w którymjest umieszczony człon (9,12,31) wytwarzający i dostarczający ozon do płynu i patrząc w kierunku przepływu, za wspomnianym członem znajduje się co najmniej jeden człon utleniający (4) wytwarzający i jednocześnie rozkładający ozon na wolne rodniki.
13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że we wlocie kanału przepływowego (30) jest umieszczony przyrząd ultradźwiękowy (33).
14. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że kanał przepływowy (30) jest połączony z urządzeniem płuczącym.