一种空气消毒系统，其包括对要供给使用者的空气进行消毒的紫外灭菌室，在所述空气消毒系统中，不但包括特定强度的紫外光源，而且还包括颗粒过滤器，并且提供短持续时间高强度的紫外辐射，通过这样的方式来增加杀灭病原体或使病原体无害的效果。在包括将空气供给特定使用者的面罩的使用者特定系统的情况下，通过使用同一灭菌室或通过使用单独的灭菌室，也可以对从所述面罩呼出的空气进行消毒。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及空气供应系统和该空气供应系统在使用紫外线(uv)辐射 来杀灭诸如病毒、细菌和真菌的空气携带的生物体中的应用，所述生物体 也称为有机物质、病原体或生物污染物。对于本申请来说，术语"杀灭，，也包括任何DNA或RNA毁灭。
技术介绍
为了提供基于紫外线消毒的有效的消毒呼吸器，本申请认识到需要考 虑使用者的空气消耗率。因此，本专利技术考虑到典型个人在特定工作条件以 及在通过所述呼吸器的最大流量的因素下的峰值呼吸。举例来说，本专利技术 涉及其重点在于为在传染性环境中工作并进行中等运动的个人提供安全 的空气供应的呼吸器的设计。中等运动或轻度运动由国家职业安全与健康 研究所(NIOSH)定义为不超过50瓦的工作量。这一活动水平等同于一 般的成年人以每小时三英里的速度步行。在这些条件下，NIOSH将峰值呼 吸设定为85SLM,其中以分钟-升为单位的空气消耗是25。下面所讨论的实施方案针对仅仅进行中等运动的体力劳动者及其家 庭成员，而不是进行150瓦或更高水平的运动的第一出动人员或军队成员。 然而，应该理解，所描述的方法可升级到高端应用或任何其他应用。针对体力劳动者及其家庭成员的呼吸器器具的规格是最大流量一220 SLM(通过过滤器到达面罩)峰值呼吸一90 SLM(1.5升每秒){其中S<10E-11}功率消耗一7瓦电池充电一8小时(基于失去能量的70瓦小时电池组)重量一2.5磅(电池和紫外线室的重量是1.5磅)。对使用UVC光来消除活性空气携带的病原体的建才莫的最全面的尝试 是由Kowalski等人在期刊Quantitative Microbiology (数量微生物学)2, 249-270,2000中发表的Mathematical Modeling of Ultraviolet Germicidal Irradiation for Air Disinfection (用于空气消毒的紫外线杀菌辐射的数学建 模)。该论文概述了由方程式S二e(-klt)定义的关于病原体种群衰减的经典方 法。其中S是照射后存活的病原体种群部分，I是以每平方厘米微瓦为单 位的强度，k是用平方厘米每微焦耳表示的特定病原体的标准速率常数，t 是以秒为单位的照射时间。如Kowalski等所概述，对包括三种病原体在内的8种已知病原体的研 究已经示出在初次照射后存活的次级种群。通过分配第二速率常数k2并 使用同一方程式S-e(-k2It)将这个种群的衰亡加入到所述第一种群，使用上 述经典方法处理该种群。关于K2的值的信息是有限的，只可得到用于8 种病原体的值。次级存活种群的原因可以归因于一种或多种可能性，其包 括l)对UVC的较高的抵抗力2)病原体的群集以及3)非最优的室设计， 其中强度(光子通量)很不均匀(在最接近灯的地方强度高，而在其他地方强 度要低得多)。过去，通常通过将UVC光投射到表面上的病原体之上进行 剂量研究。因此，在这些条件下很可能原因1和/或2是造成病原体的次级 存活种群的主要原因。然而，第三个原因表明在UVC系统内的实际结果迄今为止一直是很 差的，这是由于所有的已知系统都已经利用了其中空气流过圆灯的设计， 而所述园灯的光子通量基于灯的半径和到灯的距离急剧地变化。事实上， 一些文献错误地教授强度随到灯的距离成平方下降，甚至没有考虑灯的半 径{当半径接近于零，Xl(在灯旁边的强度)/X2(在离开灯某一距离的强度) 的比值趋于无穷大}。对强度场建才莫的更复杂的尝试(例如Kowalski等人) 涉及超过15个变量，其中的许多个变量难以测量或预测，并且，即使是 这些模型也显示出当前的室设计的强度的广泛变化。最重要的是，现有技术系统没有提供对空气消毒系统成效的评价或测 定，并且没有在测量低的病原体浓度方面进行尝试。如在演示中和通过模型的使用都示出的那样，这些系统具有急剧变化的效果，这一事实意味着 在现有技术系统中还没有解决在平面上测量的例如k2的次级效应。本专利技术设法通过利用其中流量是受控的、包括泵、风扇或鼓风机的消 毒室或灭菌室来解决这些问题中的一些。为了解决由不均匀的紫外线强度 引起的病原体的次级存活，本专利技术进一步提出提供高强度的辐射区。使用泵、风扇和鼓风机来使流体移动是已知的。例如，通常通过使用 安装在天花板上的或直立的风扇来使房间中的空气循环。这些通常包括用 于手动调整风扇速度以适应〗吏用者偏好的多个装置。然而，对于安装在壳 体或管道内以便使空气流过所述壳体或管道的泵、鼓风机或风扇，没有已 知的系统在外部因素变化并因此影响流量或空气压力时，自动地调整供应 到泵、鼓风机或风扇的功率或调整闸门或例如蝶形阀的其他机构，以便实 现恒定的流量或恒定的压力。本专利技术提出一种系统，其中的流量或空气压 力是可控的，以使得流量或压力大致保持恒定。在空气净化领域，已经做了滤出颗粒的大量工作，例如在许多强迫通 风的家用加热单元中见到的风道系统中的过滤器。如下面所讨论的那样， 也使用过滤器滤出面罩中的有害颗粒。对于生物污染物，在使用汞蒸汽灯 消毒水方面也做了大量工作，并且也已经考虑到使用真空紫外线源杀灭生物污染物。例如，Brais的美国专利笫5,833,740号公布了使用紫外线源并 利用安装在壳体内的湍流发生器的化学空气净化和生物净化。在Kaura的 美国专利第6,623,544 Bl号也讨_沦了借助紫外线的空气净化。在该专利中， 空气经过机械过滤器(包括静电过滤器)、高能离子的电离和紫外光辐射的 处理。另一方面，由3M制造的PAPR包括使用化学药品杀灭生物病原体 的空气净化器。Showdeen等人的美国专利第5,446,289号也讨论了借助于安装在室内 的紫外线灯来消毒物品。然而，使用紫外线源杀灭空气中的生物污染物的现有技术并没有考虑 到控制通过紫外辐射源的流量以侵i空制所述污染物净皮照射的紫外线剂量， 也没有考虑到控制灭菌室或消毒室的压力。更具体地，它们没有考虑到使 用泵、风扇或鼓风枳/使空气流过紫外线源，并且没有考虑到通过调整泵、风扇或鼓风机的功率来调整空气的流量。因而，现有技术也并没有考虑到 通过自动调整供应到泵、风扇或鼓风机的功率来响应变化的需求来实现节 能，而节能在便携式装置中特别重要。此外，现有技术系统不确保通过灭菌室或消毒室或通过消毒区(例如 在房屋、船或飞机的风道系统内提供的紫外辐射区)的生物污染物受到足 够量的辐射以使之变得无害。它们也没有优化在便携式装置中的功率使 用，也没有考虑到紫外辐射的可能的有害副产物，如臭氧和一氧化碳。也没有技术教授使用紫外辐射来主动破坏在面罩组件中的生物污染 物。就面罩领域而言，带有各种类型过滤器的面罩是公知的。例如，Wadsworth等人的美国专利申请公布第2005/0079379 Al号描述了对面罩 改进，这一面罩使用双层或多层隔离织物，其中至少一个隔离织物层不透 液体但允许湿气通过微孔，并且诸层可以含有抗菌剂。而Kirollos等人的 美国专利申请公布第2004/0223876号又描述了例如呼吸保护装置的暴露 保护设备，其包括用于指示目标物质存在的探测器。Wen的美国专利申请公布第2003/0111075 Al号虽然描述了杀灭细菌 的防毒面罩，但其使用了化学试剂。Wen利用了含有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空气消毒器，其包括 紫外光源，其用于提供第一强度的紫外辐射， 鼓风机，其用于产生空气流， 颗粒过滤器，其用于将颗粒从所述空气流滤除，以及 辐射装置，其用于在高强度区用高强度紫外光辐射所述空气流中的病原体，其中所述高强度光具有比所述第一强度更高的强度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克C亨特，乔斯林L亨特，小伯纳德L巴罗，约翰H赫布兰克，劳里E麦克尼尔，
申请(专利权)人：耐克斯安全设备公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。