[发明专利]用于以电磁辐射对空气进行消毒的装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

因此，本发明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。

这个目的通过根据权利要求1所述的特征组合而达成。

本发明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。

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。

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。

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。