BG3802U1 - Индуктивно захранвана лампа за получаване на ултравиолетова светлина и озон в устната кухина за убиване на вируси и бактерии - Google Patents

Abstract

Индуктивно захранвана лампа за получаване на ултравиолетова светлина и озон в устната кухина за убиване на вируси и бактерии, характеризираща се с това, че включва цилиндричен корпус с диаметър 16 mm и дължина 140 mm, състоящ се от две части прозрачна, изградена от кварцово стъкло с вградени множество излъчватели с квадратна форма, работещи за излъчване на UVC лъчение при дължина на вълната 254 nm и свързани последователно при консумация 4 W; и излъчвател/и на видима ултравиолетова светлина (1) (А); и контролер, поставен в цилиндричния корпус, като контролерът е свързан с излъчвателите, и втора част от цилиндричния корпус, изолирана с червено покритие неизлъчваща UVC лъчение (2), (В), което устройство е захранвано индуктивно от тесла бобина, поставена в цилиндричен корпус (3); и поставен в цилиндричния корпус прекъсвач и с възможност за поставяне на регулиращ защитен пръстен (С) за ограничаване на прозрачната излъчваща UVC лъчение част или да бъде извит в края за по-добро положение на излъчване (А1).

Description

3801 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 08.1/17.08.2020 (54) ИНДУКТИВНО ЗАХРАНВАНА ЛАМПА ЗА ПОЛУЧАВАНЕ НА УЛТРАВИОЛЕТОВА СВЕТЛИНА И ОЗОН В УСТНАТА КУХИНА ЗА УБИВАНЕ НА ВИРУСИ И БАКТЕРИИ

Област на техниката

Полезният модел се отнася до устройствата за бактериална, гъбична и/или вирусна стерилизация и дезинфекция и е по-специално насочено към ултравиолетово облъчващ дезинфекционен апарат и система за ултравиолетово и близо-ултравиолетово гермицидно облъчване.

Ултравиолетовото гермицидно облъчване е електромагнитно лъчение, което може да разруши способността на микроорганизмите да се възпроизвеждат чрез причиняване на фотохимични промени в нуклеиновите киселини. Дължините на вълните в ултравиолетовия спектър са особено разрушителни за клетките, защото те се абсорбират от нуклеиновите киселини. Най-добра гермицидна, противомикробна ефективност от ултравиолетовото облъчване е доказано, че се достига при дължина на вълната 260 - 265 пш. Този максимум кореспондира с максимума от ултравиолетовото поглъщане от бактериална ДНК. Методи и начини за дезинфекция чрез ултравиолетово облъчване са сравнително добре изяснени до етапа как дезинфекциращи системи могат да бъдат проектирани и инсталирани с предвиден ефект, точната природа на ефекта на ултравиолетовата светлина на микроорганизмите на молекулярно ниво, където все още се извършват активни проучвания. Спектърът на ултравиолетовата светлина /UV/ обхваща дължина на вълната от 100 - 400 пш. Подразделенията на ултравиолетовото лъчение /UV/, които предизвикват най-голям интерес включват UVC диапазона /200 - 280 пш/ и UVB /280 - 320 пш/. Въпреки че всички UV лъчения предизвикват някои фотохимични ефекти, дължината на вълната в UVC диапазона, са особено унищожителни за клетките, защото те се абсорбират от протеините, РНК и ДНК. Това кореспондира с пика на ултравиолетовото абсорбиране от бактериалната ДНК. Полезният модел се отнася до ултравиолетова лампа, предназначена за облъчване на устната кухина и носоглътката. Лампата се захранва индуктивно, с цел предпазване и изключване възможността във водната среда на устната кухина да протече електричество. Дизайнът и конструкцията на лампата са съобразени с формата на носоглътката и зъбите, като е изключена възможността за увреждане на очите от вредни количества ултравиолетово облъчване и попадането и на нищожни количества живак в човешкия организъм. Полезният модел позволява директен и контролиран гермициден ефект върху човека като изключва вредните ефекти и рискове на ултравиолетовото облъчване. Ултравиолетовото гермицидно лъчение UVGI е метод за дезинфекция, който използва късата дължина на ултравиолетовите лъчи за да убие или обезвреди микроорганизмите. Един от механизмите, при които ултравиолетовото лъчение деактивира микроорганизмите е чрез разрушаване на клетъчното ниво и разпадане на техните ДНК, правейки ги неспособни да изпълняват жизненоважни клетъчни функции. Прилагането на UV-С радиация става широко възприето в много болници като по-ефективно и надеждно средство за повърхностна дезинфекция, в сравнение с използването на само на химически почистващи препарати. Ефективността на гермицидното UVC облъчване зависи от фактори като продължителността на времето, през което един микроорганизъм е изложен на UV-С, интензивността и дължината на вълната на UVC лъчението, наличието на частици, които могат да защитят микроорганизмите от UV и способността на микроорганизма да издържа на UV-С. При приложение за дезинфекция на въздух и повърхност, UV ефективността се оценява чрез изчисляване на UV дозата, която трябва да бъде доставена на микробната популация.

Гермицидното UV-лъчение най-често се генерира от живачно-парна лампа. Живачните пари с ниско налягане имат силна емисионна линия при 254 шп, което е в обхвата на дължините на вълните, които демонстрират силен дезинфекционен ефект. Оптималните дължини на вълната за дезинфекция са близо 265 шп. UVC светодиодите използват полупроводници, за да излъчват светлина между 255 пш - 280 пш. Излъчването на дължината на вълната се настройва чрез регулиране на материала на полупроводника. Използването на светодиоди, които излъчват дължина на вълната, по-прецизно настроена на максималната дължина на вълната, води до най-добро гермицидно действие и дезактивиране на микробите, по-малко производство на озон и слабо разграждане на материалите. КПД на стандартните светодиоди, излъчващи в UV С 265 пш el.5%-1.8%. Останалото е топлина, т. е. има опасност от изгаряне на гърлото,

3802 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 08.1/17.08.2020 а гермицидната лампа е с КПД от порядъка на 25 - 35%, което позволява при ползване на ограничена част например 0,5 W да се избегне загряване и изгаряне. Лазерите са скъпи от порядъка на 1500 USD и произвеждат успореден слой светлина, освен това те не могат да бъдат разпилени, те винаги се концентрират в точка и не могат да бъдат разпилени като действие върху по-голяма повърхност.

Предшестващо състояние на техниката

Самата технология за дезинфекция посредством ултравиолетова светлина е позната от началото на 20-ти век. Все по-широкото й прилагане днес е следствие от значителното развитие на технологията през годините, което е позволило не само тя да бъде значително подобрена, но и да бъдат намалени разходите.

Днес системите за дезинфекция чрез ултравиолетова радиация се считат за подходящи за обработка на помещения, въздух и вода. Те се използват в болници, при третиране на отпадни води от градски и индустриални източници, за дезинфекция на питейни води, във фармацевтичната промишленост, козметичната промишленост, хранително-вкусовата промишленост, както и в целулозно-хартиената индустрия, електронната промишлености други.

Доказано е, че липсата на ултравиолетова радиация води до намаляване на защитните сили на организма. Ултравиолетовите лъчи помагат за подобряване на общото състояние, по-специално осигуряват на организма необходим витамин D. Той е отговорен за образуването на костна тъкан, особено при деца.

Гермицидната лампа е най-добрият заместител на химически дезинфектанти. За разлика от третирането с хлор, след което се образуват токсини, не се освобождават никакви вредни вещества при използването на лампата.

Известни са различни по вид гермицидни лампи като живачна лампа с ниско налягане с ултравиолетова радиация, която има дезинфекциращи свойства. Тези лампи се използват за почистване на помещения, неутрализиране на въздуха от вируси и бактерии в закрити пространства. Въздухът може да бъде потенциално място за размножаване на вредни микроорганизми. Гермицидни ултравиолетови излъчватели са използвани в медицински институции за дезинфекция на помещения. Известни са гермицидни ултравиолетови лампи, които отделят озон при взаимодействие с кислород и лампи, при които е сведено до минимум отделянето на озон. Високата концентрация на озон е вредна за човешкото здраве и по тази причина, следва да бъде контролирано приеманото количество в човешкия организъм. Количеството на отделяния озон от ултравиолетовата лампа се ограничава при изработване на лампата от кварцово стъкло със специално покритие, което елиминира риска от образуване на озон, тъй като стъклото на лампата филтрира спектралната линия на озоновото излъчване.

Гермицидното UV-лъчение най-често се генерира от живачно-парна лампа. Живачните пари с ниско налягане имат силна емисионна линия при 254 шп, което е в обхвата на дължините на вълните, които демонстрират силен дезинфекционен ефект. Оптималните дължини на вълната за дезинфекция са близо 265 шп. UVC светодиодите използват полупроводници, за да излъчват светлина между 255 пш - 280 пш. Излъчването на дължината на вълната се настройва чрез регулиране на материала на полупроводника. Използването на светодиоди, които излъчват дължина на вълната, по-прецизно настроена на максималната дължина на вълната, води до най-добро гермицидно действие и дезактивиране на микробите, по-малко производство на озон и слабо разграждане на материалите. КПД на стандартните светодиоди излъчващи в UVС 265 пш е 1.5% -1.8%. Останалото е топлина, т. е. има опасност от изгаряне на гърлото, а гермицидната лампа е с КПД от порядъка на 25 - 35%, което позволява при ползване на ограничена част например 0,5 W, да се избегне загряване и изгаряне. Лазерите са скъпи от порядъка на 1500 USD и произвеждат успореден слой светлина, освен това те не могат да бъдат разпилени, те винаги се концентрират в точка и не могат да бъдат разпилени като действие върху по-голяма повърхност.

Известните на пазара продукти са предназначени за дезинфекция на помещения и закрити пространства и не могат да бъдат използвани пряко върху и в човешкия организъм. Урбанизацията, гъстотата на населението и мобилността на хората, ограничават възможността посредством ултравиолетови гермицидни устройства, да бъде дезинфекцирано всяко помещение и закрито пространство. Вируси и бактерии са открити и в околната среда, в открити обществени пространства, паркове, улици и т.н.,

3803 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 08.1/17.08.2020 което изключва възможността за тяхната дезинфекция чрез ултравиолетово лъчение. Същевременно използването на химически препарати за дезинфекция уврежда околната среда и води до натрупване на химикали. Апаратите, функциониращи на принципа на UV лъчението се захранват от електричество, което изисква те да са свързани с мрежата и същевременно създава риск при употребата им върху човешки организъм при 220 V напрежение. Намаляване силата на тока, посредством адаптор, ограничава възможността за използване на апарата при отсъствието на мрежа. Познатите на пазара уреди, функциониращи като UV дезинфектори се захранват от електрическата мрежа или акумулатор, трансфертер, който преобразува напрежението на акумулатора в захранващо 220 V. Използването на батерии или друг акумулатор за захранване на гермицидната лампа е неефективно и повишава цената на продукта, който проблем е решен при настоящия полезен модел чрез използване на тесла бобина като предаването на енергията е безконтактно. Токът, генериран от бобината е хладен ток, без пряка връзка с енергийния източник. Лампата е свободна, несвързана чрез проводници с източника на енергия. Така се постига високо КПД 25%, никаква пряка връзка с проводници и напрежение, без да се губи от ефективността на гермицидната лампа и UVC лъчението като се постига търсения ефект, без риск за човешкото тяло.

Техническа същност на полезния модел

Апаратът е проектиран като продукт, който се състои от два основни компонента. Първият компонент гермицидна ултравиолетова лампа с мощност 4 W, представляваща цилиндър с размери 16 mm диаметър и дължина 140 mm /1/. Отделено UVC 0.9 W лампата е изработена от кварцово стъкло. В едната част на лампата е поставена изолация от специална изолационна лента/покритие В, защитен пръстен от материал, позволяващ допир със зъбите и комфорт и сигурност при захапване С. Вторият основен компонент на апарата е тесла бобина 3 захранващо напрежение 24 V, адаптер, 700 kHz, височина 380 mm, в основата е диаметър 100 mm/70 mm тегло, около 1,5 kg. Бобината чрез висока напрегнатост на електрическото поле, протича т.нар. „хладен ток“, по индуктивен път се осигурява връзка с ултравиолетовата гермицидна лампа и тя започва да свети. Лампата е свободна, несвързана чрез проводници с източника на енергия, което я прави напълно безопасна за човешкия организъм, т. к. не е свързана пряко с източник на напрежение. Оптималното разстояние между източника на енергия /тесла бобината/ и лампата е 5 cm за достигане на пълна мощност на лампата. Изолацията на лампата ограничава UVС в устната кухина и защитава очите, за които излъчването е увреждащо. Лампата може да бъде с вграден сензор за честотите на ултравиолетовото лъчение. Бобината може да бъде свързана с таймер за засичане времето на подаване на напрежение към лампата. Оптималното време, при UVC лъчение с дължина на вълната 250 nm - 260 nm, необходимо за деактивиране на вирус и/или промяна във веригата на неговата РНК и ДНК е от 5 до 10 min. При 7 min експлоатация, консумацията е 0,5 W. При функционирането на гермицидната ултравиолетова лампа се установява слабо озониране, което е в количество, не увреждащо организма.

Потребителят, изобразен на схемата поставя цилиндричната, неизолирана част от ултравиолетовата гермицидна лампа А или А1 в устната кухина в посока от зъбите към носоглътката. Потребителят регулира/персонализира подвижния изолационен пръстен С, така че да съответства като дължина на удобната за него дълбочина на проникване на лампата. Изолираната част на лампата В или В1 остава извън устната кухина. Тесла бобината 3 се поставя пред или встрани от потребителя на разстояние 5-10 cm. При готовност, бобината се включва с таймер/прекъсвач за да създаде електромагнитния импулс, който индуктивно включва лампата. След изтичане на зададеното време, бобината се изключва.

Примерно изпълнение на полезния модел

Примерна схема на апарата е показана на приложената схема с разположение и комуникация между двата основни компонента 1 и 3. На схема 2 е изобразен в детайл компонента гермицидна ултравиолетова лампа 1 състояща се от цилиндричен корпус с диаметър 16 mm и дължина 140 mm, състоящ се от две части прозрачна, изградена от кварцово стъкло с вградени множество излъчватели с квадратна форма работещи за излъчване на UVC лъчение при дължина на вълната 254 nm и свързани последователно при консумация 4 W; и излъчвател/и на видима ултравиолетова светлина А и А1; и контролер, поставен в цилиндричния корпус като контролерът е свързан с излъчвателите, втора част от цилиндричния

3804 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 08.1/17.08.2020 корпус, изолирана с червено покритие неизлъчваща UVC лъчение В, В1 и подвижен защитен пръстен С, който регулира дълбочината на излъчващата част на лампата, поставяна в устната кухина.

Приложение на полезния модел

Потребителят, изобразен на схемата поставя цилиндричната, неизолирана част от ултравиолетовата гермицидна лампа 1 в устната кухина в посока от зъбите към носоглътката А и А1. Потребителят регулира/персонализира подвижния изолационен пръстен С, така че да съответства като дължина на удобната за него дълбочина на проникване на лампата. Изолираната част на лампата В и В1 остава извън устната кухина. Тесла бобината 3 се поставя пред или встрани от потребителя на разстояние 5-10 cm. При готовност, бобината 3 се включва с таймер/прекъсвач, за да създаде електромагнитния импулс, който индуктивно включва лампата. След изтичане на зададеното време, бобината 3 се изключва.

Claims (3)

1. Претенции

   1. Индуктивно захранвана лампа за получаване на ултравиолетова светлина и озон в устната кухина за убиване на вируси и бактерии, характеризираща се с това, че включва цилиндричен корпус с диаметър 16 mm и дължина 140 mm, състоящ се от две части прозрачна, изградена от кварцово стъкло с вградени множество излъчватели с квадратна форма, работещи за излъчване на UVC лъчение при дължина на вълната 254 nm и свързани последователно при консумация 4 W; и излъчвател/и на видима ултравиолетова светлина (1) (А); и контролер, поставен в цилиндричния корпус, като контролерът е свързан с излъчвателите, и втора част от цилиндричния корпус, изолирана с червено покритие неизлъчваща UVC лъчение (2), (В), което устройство е захранвано индуктивно от тесла бобина, поставена в цилиндричен корпус (3); и поставен в цилиндричния корпус прекъсвач.
2. 2. Индуктивно захранвана лампа за получаване на ултравиолетова светлина и озон в устната кухина за убиване на вируси и бактерии съгласно претенция 1, допълнително съдържащо защитен пръстен върху цилиндричния корпус (С), който е подвижен по оста на цилиндричния корпус.
3. 3. Индуктивно захранвана лампа за получаване на ултравиолетова светлина и озон в устната кухина за убиване на вируси и бактерии съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че цилиндричният по същество корпус е извит в края на прозрачната част (А1).