具有LEDUV发射器和多孔散射介质的灭菌系统技术方案

一种灭菌系统包括具有UV辐射的半导体LED发射器。流体流动室被定位成从一个或多个UV发射器接收UV辐射。多孔UV散射介质定位在流体流动室中以散射UV辐射，同时允许流体从其中流过。在一个实施例中，孔相当大，孔的尺寸设计成使得孔不直接过滤微生物。使得孔不直接过滤微生物。使得孔不直接过滤微生物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有LED UV发射器和多孔散射介质的灭菌系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年5月8日提交的美国临时申请号63/022,042以及2020年6月4日提交的欧洲专利申请号20178152.3的优先权，两者中的每一个的全部内容通过引用结合于本申请中。


[0003]本公开总体上涉及使用紫外线辐射的便携式或低功率流体灭菌或杀菌系统。在一个实施例中，灭菌系统包括具有高的紫外辐射散射性以确保微生物与UV辐射接触的多孔结构。

技术介绍

[0004]可以制造半导体发光器件(LED)以发射高强度紫外线杀菌辐射。紫外线杀菌照射(UVGI)是一种灭菌方法，其使用短波长紫外(UV
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c)光通过破坏核酸并破坏其DNA来杀死或灭活微生物，使得它们不能执行重要的细胞功能。UVGI用于各种应用，例如食物，空气和水净化。UVGI对灭菌的应用是自20世纪中期以来已被接受的应用。虽然已经在医疗卫生和无菌工作设施中长久使用，但是UV辐射已经越来越多地用于对饮用水和废水进行灭菌。污染的流体可以被封闭和再循环以确保对UV辐射的更高的暴露。
[0005]目前的UVGI系统被设计为将诸如水箱，密封室和强制空气系统的环境暴露于杀菌UV。曝光来自杀菌灯，所述杀菌灯以正确的波长发射杀菌UV，从而照射环境。空气或水强制流动通过该环境确保暴露。这些系统通常使用在低蒸汽压下操作的基于汞的灯，脉冲氙灯，或最近出现的在230nm和280nm之间的波长下发射光的紫外发光二极管(UV
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C LED)。
[0006]UV
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C LED提供优于传统UV发射灯的许多优点。LED的减小的尺寸开启了用于小反应器系统的选项，从而允许各使用地点的应用和集成到医疗装置中。LED的低功耗还有助于便携式操作，并且LED的“即时接通”特征允许这些源实现比间歇使用的传统杀菌灯更长的安装时间。
[0007]基于LED的UVGI系统的一个缺点是较低的功率输出。杀菌UV的有效性取决于微生物暴露于UV的时间长度，UV辐射的强度和波长，可保护微生物免受UV影响的颗粒的存在，以及耐受UV暴露的微生物能力。在许多系统中，确保微生物暴露于紫外线的灭菌水平需要流体多次经过UV辐射区域。这是必要的，使得UV对于最高数量的微生物是有效的，并且不止一次地照射对抗性的微生物以使它们失效。然而，这对于具有相对低的UV辐射强度(其需要长的污染流体暴露时间，以便实现与基于高功率汞的UV灯相同的灭菌功效)的基于功率有效的LED的系统而言是困难的。
[0008]不幸的是，许多应用仅支持有限的循环空间，需要低速流体流动，并且不能提供重复的流体再循环。便携式灭菌应用所需要的是单通LED UV系统，其提供足够的灭菌，而不需要在UV灭菌区或室中进行流体再循环或长时间保留。为了提高有用性，这样的系统可以是电池操作的系统或用于便携式应用的低功率的系统。

技术实现思路

[0009]根据本专利技术的实施例，灭菌系统包括具有UV辐射的半导体LED发射器和定位成接收UV辐射的流体流动室。多孔UV散射介质定位在流体流动室中以散射UV辐射，同时允许流体从其中流过。
[0010]在一些实施例中，UV辐射是UV
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C辐射。
[0011]在一些实施例中，流体流动室还包括UV辐射不透明壳体。
[0012]在一些实施例中，流体流动室还包括UV辐射反射材料。
[0013]在一些实施例中，流体流动室被定位成从多个半导体LED发射器接收UV辐射。
[0014]在一些实施例中，多孔UV散射介质还包括多孔石英。
[0015]在一些实施例中，多孔UV散射介质的尺寸设计成具有不直接过滤微生物的孔。
[0016]在一些实施例中，半导体LED发射器是电池供电的。
[0017]在一些实施例中，半导体LED发射器由低压电气系统供电。
[0018]在一些实施例中，灭菌系统包括在便携式系统中。
[0019]在一些实施例中，灭菌系统包括在便携式面罩中。
[0020]在一些实施例中，灭菌系统包括在汽车空气过滤系统中。
[0021]在一些实施例中，灭菌系统还包括空气过滤系统。
[0022]在一些实施例中，包括LED控制系统和所连接的传感器，其中半导体LED发射器的操作根据从所连接的传感器接收的传感数据而变化。
[0023]在一些实施例中，流体流动室连接到空气系统。
[0024]在一些实施例中，流体流动室连接到液体系统。
[0025]在另一实施例中，灭菌系统包括具有UV辐射的半导体LED发射器和定位成接收UV辐射的流体流动室。多孔UV散射介质定位在流体流动室中以散射UV辐射，同时允许流体从其中流过。LED控制器连接到传感器系统，该传感器系统监测通过流体流动室的流体流，其中具有UV辐射强度的半导体LED发射器至少部分地基于流体流动条件来控制。
[0026]在一些实施例中，当流体沿第一方向流动时，具有UV辐射的半导体LED发射器发射杀菌水平的UV辐射，并且当流体沿第二方向流动时不发射杀菌水平的辐射。
[0027]在一些实施例中，灭菌系统还包括电池供电的面罩。
[0028]在另一实施例中，一种灭菌方法包括利用半导体LED发射器发射灭菌的UV辐射。流体流动室定位成接收灭菌UV辐射，且多孔UV散射介质定位在流体流动室中并允许散射UV辐射，同时允许流体从其中流过。
附图说明
[0029]参考以下附图描述本公开的非限制性和非穷尽性实施例，其中除非另有说明，否则贯穿各个附图，相同的附图标记指代相同的部件。
[0030]图1是UV灭菌系统的图示；
[0031]图2是具有可选的前置过滤器和后置过滤器的UV灭菌系统的图示；
[0032]图3是支持UV灭菌的低功率的小形状因子的空气净化系统的图示；以及
[0033]图4是支持UV灭菌的电池供电的面罩的图示。
具体实施方式
[0034]图1是UV灭菌系统100的图示，UV灭菌系统100包括壳体110，壳体110具有流体入112，流体出口114和可选的UV反射器118。容纳在壳体110内的是多孔材料116，该多孔材料116允许流体从入口112流到出口114。也定位在壳体内或壳体附近的是能够将UV辐射引导到多孔材料116中的一个或多个LED UV发射器120。可以利用可选的传感器系统12来监测UV光强度或流体流动特性。LED UV发射器120和传感器系统122的操作可以由控制器130控制。电源132(诸如电池或低电压(例如，12伏)的电气系统)可以用于为UV灭菌系统100供电。
[0035]在操作中，被诸如病毒，细菌，酵母，霉菌或以其他的微生物污染的流体当需要UV处理时可以从入112通过多孔材料116行进到出口114。多孔材料116提供用于由一个或多个LED UV发射器120发射的UV辐射的散射区。实际上，对于空气或气体，多孔材料116本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种灭菌系统，包括：具有UV辐射的半导体LED发射器；流体流动室，所述流体流动室定位成接收所述UV辐射并且具有第一尺寸；以及多孔UV散射介质，所述多孔UV散射介质定位在所述流体流动室中并配置成允许流体从其中流过且散射所述UV辐射以增加所述UV辐射的路径长度，从而使所述UV辐射的路径长度大于所述流体流动室的所述第一尺寸。2.根据权利要求1所述的灭菌系统，其中所述UV辐射是UV
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C辐射。3.根据权利要求1所述的灭菌系统，其中所述流体流动室包括位于所述流体流动室的内壁上且与所述多孔UV散射介质不同的UV辐射反射材料。4.根据权利要求1所述的灭菌系统，其中所述多孔UV散射介质包括多孔石英，熔融石英或蓝宝石中的至少一种。5.根据权利要求1所述的灭菌系统，其中所述多孔UV散射介质具有大约100至1000微米的孔。6.根据权利要求5所述的灭菌系统，其中所述多孔UV散射介质具有大约100至300微米的孔。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的灭菌系统，其中所述半导体LED发射器由低电压电气系统供电。8.根据权利要求1所述的灭菌系统，其中所述多孔UV散射介质包括紫外透明含氟聚合物。9.根据权利要求1
‑
6和8中任一项所述的灭菌系统，其中所述灭菌系统包括在便携式面罩中。10.根据权利要求1
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6和8中任一项所述的灭菌系统，所述灭菌系统还包括连接到传感器系统的LED控制器，所述传感器系统监测通过所述流体流动室的流体流，其中所述半导体LED发射器的UV辐射强度至少部分地基于流体流动条件来控制；其中，当流体沿第一方向流动时，所述具有UV辐射的半导体LED发射器发射具有灭菌水平的UV辐射，并且当流体沿第二方向流动时不发射具有灭菌水平的辐射。11.根据权利要求1
‑
6和8中任一项所述的灭菌系统，其中所述灭菌系统还包括空气过滤系统。12.根据权利要求1
‑
6和8中任一项所述的灭菌系统，还包括LED控制系统和连接的传感器，其中半导体LED发射器的操作根据从所连接的传感器接收的传感数据而变化。13.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：久志増井，O，
申请(专利权)人：亮锐有限责任公司，
类型：发明
国别省市：