一种人机共存的空气病毒灭活装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种人机共存的空气病毒灭活装置，包括设置在封闭或半封闭空间内的壁挂式病毒灭活设备，所述病毒灭活设备包括紫外光源和光线调节件；所述紫外光源包括紫外LED灯珠；所述光线调节件包括能调节紫外LED灯珠发出光线辐射角度的前置反射镜；前置反射镜设置在紫外LED灯珠发射光线前方，且前置反射镜靠近紫外LED灯珠一端的位置低于远离紫外LED灯珠一端的位置，前置反射镜较高的一端至少与紫外LED灯珠发射的部分光线交汇。该系统能够大幅度增强设备的紫外线总输出功率，更好地覆盖靠近设备的上层空间以及设备后方空间，从而实现全方位的病毒灭活和人机共存。全方位的病毒灭活和人机共存。全方位的病毒灭活和人机共存。

【技术实现步骤摘要】
一种人机共存的空气病毒灭活装置


[0001]本专利技术涉及病毒灭活设备
，尤其是一种人机共存的空气病毒灭活装置。

技术介绍

[0002]空气传播已被广泛认为是传播COVID
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19的主要方式，SARS
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CoV
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2极易受到深紫外波段光线的影响，这是一种已有80年历史的技术。紫外线病毒灭活是利用具有病毒灭活作用的UVC紫外线(主要是240纳米～280纳米)破坏微生物细胞的DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞和(或)再生性细胞死亡，达到除菌病毒灭活的效果。病毒灭活原则之一是患者所有接触使用的物品及可能污染的环境物体表面、空调系统、空气等应进行严格的病毒灭活处理。该方案中明确提出了病毒对紫外线的敏感性。越来越多的公共场所开始使用基于紫外线技术的病毒灭活设备004和解决方案。
[0003]目前紫外线病毒灭活灯主要光源有两种：气体放电光源和固态光源。气体放电光源主要就是低压汞灯。低压汞蒸汽主要产生254纳米UVC紫外线(辐射效率30％～60％)或者185纳米UVD紫外线(辐射效率5％～15％)。185纳米的UVD紫外线虽然本身并不具备强有效的物理病毒灭活作用，但它能分解空气中的氧气结合产生臭氧，臭氧具有强氧化作用，但是臭氧浓度过高是对人体有害的，会引起胸闷眩晕。另外低压汞灯体积较大还有少量汞污染。目前紫外线病毒灭活产品普遍存在的关键瓶颈问题：
[0004]1)紫外线设备人机不共存，病毒灭活过程中人员必须撤离，使用时间和地点相当受限，设备不能做到全天候主动病毒灭活、抑菌。尽管有的水银灯管装有红外感应保护装置，可以在感应到人或者生物闯入时停止运转，但是同时带来了停机时的感染隐患，并没有实现全天候病毒灭活功能。
[0005]2)采用固态光源灭活病毒距离短、范围小，病毒灭活效率低，只适合普通细菌，很难达到病毒尤其是新冠病毒灭活所需的辐射计量。
[0006]3)病毒灭活设备的安全性需要满足一系列国家和国际的安全标准，国际上普遍认为紫外线照射强度>10μW/cm2(微瓦/平方厘米)为有效病毒灭活强度，辐射剂量<0.2μJ/cm2(微焦/平方厘米)为安全剂量(NIOSH)。国内标准《GB28235
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2020紫外线病毒灭活器卫生要求》1米处紫外线照射强度>70μW/cm2(微瓦/平方厘米)，安全标准<5μW/cm2(微瓦/平方厘米)。如果没有特殊的光学设计，要在工作区达到病毒灭后剂量，同时保证安全区的紫外线泄露辐照标准是很困难的。
[0007]目前采用的空气消毒设备包括在没有人的情况中使用的载有紫外线光源(通常是汞灯)的推车和机器人。这些设备需要在没有人的情况下使用，不能做到人机共存，尤其在人满为患的医院或者隔离病区不实用。并且往往体型巨大，运输不方便。
[0008]目前采用的空气消毒设备还包括天花板吊顶和地板安装的装有紫外线光源(通常是汞灯)的固定装置。这些固定装置为了避免紫外线辐射进入人眼，将紫外线辐射限制在封闭的区域或者人眼不能看到的位置，利用空气循环将空气导入固定装置内部的封闭的区域进行消毒。但是这就直接影响了装置的杀菌效率。
[0009]目前采用的紫外线空气病毒灭活系统由一根水银灯管作为光源，系统内部安装一个具有抛物线形状的弧面反射镜，通常由镜面铝反射镜构成。反射镜将灯管发射的一部分光线反射成平行光出射。灯管几何尺寸较大，直径在1
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5cm之间，通常是1.5
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2cm之间。不能保证每一条光线都通过抛物面反射镜的焦点。因此一个普通的抛物线面反射镜无法将所有的光线都变成平行光。为了防止不平行的光线泄露到设备下方的下层空气照射人眼，在设备最外面都采用百叶窗的设计。百叶窗光束塑形系统通常具有减反射或者吸收紫外线涂层，其目的是为了减少紫外线在百叶窗表面的反射，而射入安全区进入人眼。同时百叶窗的深度或者密度都要经过设计，例如更深(灯管距离设备正表面)的或者更密集的百叶窗叶片，从而减少与百叶窗不平行的光线，这样来保证安全区人眼安全。然而这样的涂层会严重减少总的光输出功率。假设一个反射率只有20％的百叶窗，紫外线在其中反射一次将减少为之前的20％，而反射2次后将减少为之前的4％。目前采用的紫外线灯管(T5，T8等)的灯管由于具有较大的直径和体积，无法通过普通的光学设计将所有光线都平行化。因此，只要是与百叶窗不平行的光线，几乎都是要在百叶窗之间进行反射并损失，因此最后出射的总的光线数量，也就是从百叶窗输出到设备外的光辐照强度会大幅减少。总的来说，由于设计用于保护占用空间中的人员的外壳和百叶窗会导致紫外线能量的大幅损失，因此大多数现有的上层空间紫外线固定装置在创建上层房间病毒灭活区方面效率低下。
[0010]基于水银灯管和百叶窗设计的另一个问题是通过百叶窗输出的光束形状多半是平行光，或者角度很小的近似平行光。在比较靠近设备的上方空间有一定区域是没有紫外线辐照的。尽管远离设备照射区域面积逐渐变大，但在工作区上方总会有很大一部分没有紫外线辐照的遗漏区域。如图1、2所示。
[0011]另外，这种设备的光输出面是百叶窗的外表面。这意味着从百叶窗的外表面到设备悬挂墙面的部分对应的空间是一个紫外线无法达到的区域，造成病毒灭活覆盖面的缺失。
[0012]基于水银灯管和百叶窗设计的另一个问题是由于部分光线约束不好，有部分光线向下发射，为了限制向下发射进入安全区的辐照强度，这种设备的悬挂高度一般要求比较高，例如距离地面2.1
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2.3米的位置，这样对空间的层高就有要求，例如层高需要超过3米。对于特种行业例如航天、航空、运动载具、水下舰艇内比较狭窄的空间并不适合。

技术实现思路

[0013]为了解决上面一系列效率和安全性问题，本专利技术提出一个不需要百叶窗进行光束约束的空气病毒灭活装置。该系统能够大幅度增强设备的紫外线总输出功率，更好地覆盖靠近设备的上层空间以及设备后方空间，从而实现全方位的病毒灭活和人机共存。
[0014]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0015]一种人机共存的空气病毒灭活装置，包括设置在封闭或半封闭空间内的壁挂式病毒灭活设备，所述病毒灭活设备包括紫外光源和光线调节件；
[0016]所述紫外光源包括紫外LED灯珠；
[0017]所述光线调节件包括能调节紫外LED灯珠发出光线辐射角度的前置反射镜；前置反射镜设置在紫外LED灯珠发射光线前方，且前置反射镜靠近紫外LED灯珠一端的位置低于远离紫外LED灯珠一端的位置，前置反射镜较高的一端至少与紫外LED灯珠发射的部分光线
交汇。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述紫外LED灯珠为发射角不超过度的小角度或中等角度紫外光源，紫外LED灯珠封装采用非球面透镜或者球面透镜或球形透镜。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述紫外LED灯珠呈单排横向阵列排布。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人机共存的空气病毒灭活装置，其特征在于，包括设置在封闭或半封闭空间内的壁挂式病毒灭活设备(004)，所述病毒灭活设备(004)包括紫外光源和光线调节件；所述紫外光源包括紫外LED灯珠(001)；所述光线调节件包括能调节紫外LED灯珠(001)发出光线辐射角度的前置反射镜；前置反射镜设置在紫外LED灯珠(001)发射光线前方，且前置反射镜靠近紫外LED灯珠(001)一端的位置低于远离紫外LED灯珠(001)一端的位置，前置反射镜较高的一端至少与紫外LED灯珠(001)发射的部分光线交汇。2.根据权利要求1所述的一种人机共存的空气病毒灭活装置，其特征在于，所述紫外LED灯珠(001)为发射角不超过(60)度的小角度或中等角度紫外光源，紫外LED灯珠(001)封装采用非球面透镜或者球面透镜或球形透镜。3.根据权利要求1所述的一种人机共存的空气病毒灭活装置，其特征在于，所述紫外LED灯珠(001)呈单排横向阵列排布。4.根据权利要求1所述的一种人机共存的空气病毒灭活装置，其特征在于，所述前置反射镜长度不小于紫外LED灯珠(001)的阵列长度。5.根据权利要求1所述的一种人机共存的空气病毒灭活装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李虞锋，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：