CN103619361A - 用于降低消毒剂的浓度的方法、净化设备和系统、以及使用所述净化设备和系统的相关方法 - Google Patents

用于降低消毒剂的浓度的方法、净化设备和系统、以及使用所述净化设备和系统的相关方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种将具有约500ppm或更低的消毒剂的浓度的环境中的消毒剂的浓度在一段时间内降低到较低浓度的方法。所述方法包括以下步骤：在所述一段时间内将所述环境除湿以除去消毒剂、以及在所述一段时间内利用湿气来将所述环境加湿以在所述环境的较低相对湿度和较高相对湿度之间保持约20％至50％范围内的差值。本发明还公开了一种用于净化环境的系统，所述系统包括消毒剂源、湿气源、一个或多个喷雾发生器、和除湿器。本发明还公开了一种净化环境或室的方法，所述方法包括以下步骤：引入消毒剂、将液体消毒剂保持在表面上、以及将所述环境除湿以增加所述消毒剂的浓度。

Description

用于降低消毒剂的浓度的方法、净化设备和系统、以及使用所述净化设备和系统的相关方法
相关专利申请的交叉参考
本专利申请为2011年4月29日提交的当前未决的美国专利申请序列No.13/098,386的部分继续申请。
技术领域
本发明一般涉及用于降低环境中的消毒剂的浓度的方法、净化设备和系统、以及用于净化环境的相关方法。
背景技术
室和其它环境(例如，医院和旅馆房间)往往会因多种微生物污染物(包括细菌、霉菌、真菌、酵母等等)而变为被污染的。一些微生物污染物为空气传播的并且通过门道、窗、和/或通风系统进入房间。其它微生物污染物被进入房间的占用者(例如，在衣服上)带入该环境中并且经由接触而被转移到房间内的表面或制品。这些微生物通常能够存活在房间的各种表面(例如，地毯、帘、壁纸、家俱、工作台面等等)或定位在表面上的各种制品之中或之上并且往往极其难以根除。
另外，环境可因多种非微生物污染物(例如，烟草烟雾、身体香料、和医药气味)而变为被污染的。这些污染物可同样难以根除。
就诸如医院和旅馆房间之类的环境(其中房间的占用者频繁地改变)而言，有利的是确保存在于房间中的微生物和非微生物净化剂不导致后续占用者的污染。
净化为从环境减少或根除微生物和非微生物污染物的熟知方法。常规的净化工艺通常涉及一个或多个净化步骤，使得首先通过引入消毒剂来将环境净化到可接受程度，随后通过一系列若干和长时间的步骤来将消毒剂除去到可接受水平。在这些步骤中，将消毒剂从环境除去到较低浓度(尤其是将诸如过氧化氢之类的消毒剂除去到1ppm或更低的可接受水平)为在设计或开发有效和高效的净化工艺时的显著挑战。净化工艺需要环境在该工艺的大部分或全部时间内保持停止服务。因此，长时间的净化工艺(具体地讲，长时间的消毒剂除去工艺)，尤其是当环境为(例如)旅馆或医院房间时，在房间空置的过程中产生大量的停工和收入损失。
因此，将为有利的是提供可供选择的方法来从环境除去消毒剂，使得消毒剂能够被快速地除去从而使环境能够被快速地重新占用。
实施环境的有效和高效净化的挑战之一为引入灭活存在于环境的表面中或表面上的微生物污染物所需的最少量的消毒剂。引入比所需量更少的消毒剂可导致令人生厌的微生物污染物的存活或者可需要过多的接触时间才能有效。引入比所需量更多的消毒剂对于消毒剂成本而言可为不经济的，并且将过量的消毒剂除去到可接受水平以允许在商业可接受的时间量内重新进入房间可为困难的或耗时的。多种消毒剂提供为水性溶液。环境大气对于消毒剂和/或水的饱和度限制消毒剂可在环境大气中达到的最大浓度。如果引入过多的消毒剂溶液，则过量的消毒剂溶液可沉积和/或凝结和聚集在环境的地板上，并且/或者腐蚀或者说是不利于存在于环境中的材料或设备。
环境净化的另一个挑战为有效量的消毒剂一旦设置在环境中就保持足够的时间以接触和灭活微生物污染物。消毒剂还经受环境中的材料的降解或吸收，使得环境大气中的消毒剂的初始浓度降低到失效或无效水平。
已知的是，通过如下方式来至少部分地补偿消毒剂的浓度的损耗：当环境中的湿度下降到低于预定水平时雾化额外的消毒剂并且当湿度增加到另一个预定水平时停止雾化消毒剂。已知的是，通过在消毒剂喷雾过程中将环境除湿来将环境大气中的消毒剂的浓度增加到超过初始存在的浓度。此方法的缺点在于当消毒剂溶液正被引入到环境中时湿气和消毒剂同时被除湿工艺除去。这可使得难以测定在所需时间量上可用于接触环境中或环境上的微生物的消毒剂的实际剂量。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供了在一段时间内将具有约500ppm或更低的消毒剂的浓度的环境中的消毒剂的浓度降低到较低浓度的方法。所述方法包括以下步骤：在所述一段时间内将环境除湿、以及在所述一段时间内利用水分将环境连续地或间歇地加湿以在环境的较低相对湿度和较高相对湿度之间保持约20％至50％的差值。
根据本发明的附加方面涉及用于净化环境的净化系统，所述净化系统包括消毒剂源、湿气源、一个或多个喷雾发生器、和除湿器。喷雾发生器与消毒剂源和/或湿气源中的至少一者或两者流体连通，并且配置成将消毒剂和湿气中的至少一者以薄雾或蒸气中的至少一者的形式释放到环境中。除湿器配置成从环境除去消毒剂和湿气。
在另一发明中，本发明提供了增加引入到保持在基本上大气压下的环境中的消毒剂的浓度的方法。所述方法包括将消毒剂溶液引入到环境中并且随后将环境除湿直到环境大气中的消毒剂达到比在除湿之前在消毒剂引入步骤中达到的浓度更高的浓度。在一个实施例中，所述方法包括一次或多次上文所述的方法，其中每个引入消毒剂溶液的步骤之后为除湿步骤，净效应为湿度得以降低同时环境大气中的消毒剂的浓度相应地增加至超过在降低湿度步骤(一个或多个)之前引入消毒剂所产生的浓度。本文所公开的方法增加了环境中的消毒剂的浓度同时通过如下方式最大程度地降低了上文列出的缺点：固定递送到环境中的消毒剂溶液的剂量并且在所述剂量被递送之后基本上在大气压下执行除湿工艺，最终以可靠和可预测的方式来增加环境中的消毒剂的浓度。
应当理解，本文公开和描述的发明并不限于此发明内容中所公开的实施例。
附图说明
参照附图可更好地理解本文所公开和描述的各种非限制性实施例的特征，其中：
图1为本发明的一个非限制性实施例的净化设备的前透视图；
图2为本发明的一个非限制性实施例的净化设备的后透视图；
图3为本发明的一个非限制性实施例的净化设备的前平面图，其中该设备的前门处于打开位置；
图4为本发明的一个非限制性实施例的净化设备的前平面图；
图5为示出降低环境中的消毒剂的浓度的方法的曲线图；
图6为示出通过多次消毒剂引入并在每次引入后进行除湿来增加环境中的消毒剂的浓度的方法的曲线图；
图7为示出通过在将环境除湿之前增加引入到环境中的消毒剂的量来增加环境中的消毒剂的浓度的方法的曲线图；
图8为示出通过在将环境除湿之前将液体消毒剂沉积和/或凝结在环境的表面上来增加环境中的消毒剂的浓度的方法的曲线图。
具体实施方式
在本发明中，除非另外指明，否则所有的数值参数在所有情况下均应理解为以术语“约”作引语或者受术语“约”修饰，其中数值参数具有用于测定参数数值的基础测量技术的固有差异性特征。在最低程度上，丝毫没有将等同原则的应用限制于权利要求保护的范围的意思，至少应该根据所报告的数值的有效数位并通过应用惯常的四舍五入法来解释描述于本具体实施方式中的每个数值参数。
另外，本文列出的任何数值范围旨在包括涵盖在所列范围内的所有子范围。例如，范围“1至10”旨在包括列出的最小值1与列出的最大值10之间(包括1和10)的所有子范围，也就是说，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。本文列出的任何上限值旨在包括涵盖在其中的所有较小限值，并且本文列出的任何下限值旨在包括涵盖在其中的所有较大限值。因此，申请人保留修正本发明(包括权利要求)的权利，以明确地列出涵盖在本文明确列出的范围内的任何子范围。所有的此类范围旨在内在地公开于本文中，使得对于明确列出任何此类子范围的修正将符合35U.S.C.§112第一段落、和35U.S.C.§132(a)的要求。
除非另外指明，否则所述以引用方式并入本文中的任何专利、专利公开、或其它公开材料均全文以引用方式并入本文，但仅在并入的材料与本说明中明确给出的定义、陈述、或其它公开材料不冲突的范围内并入本文。
术语“净化”是指将微生物减少到可接受水平但不一定为零，并且包括(但不限于)清洁、消毒、和灭菌。例如，净化还可包括阮病毒、原生动物的卵囊、细菌内生孢子、分支杆菌、病毒、真菌孢子、植物性细菌、和支原体的灭活；清洁可指将微生物减少到从公共卫生观点视为安全的水平，并且通常需要微生物的低于5log减少；消毒可指减少无生命表面上的致病有机体，并且通常需要微生物的至少5log减少；并且灭菌可指毁灭所有微生物(包括孢子)的生命，并且通常需要微生物的至少610g减少。
术语“环境”是指可需要净化的开放区域、气体或空气的容纳区域、封闭区域、房间、隔离器、室、或者任何合适的空间、场所和/或区域。术语“环境”还包括空间、场所和/或区域中的表面、设备、装置、床、桌子、和/或任何其它制品。根据灭菌化学药品的浓度以及应用，术语“环境”还可包括空间、场所和/或区域内的家禽和/或动物。在某些实施例中，环境可为房间或“室”。在某些其它实施例中，环境为(例如)25至100m3的房间。室可包括窗和门并且可为有家俱的或无家俱的。
现在参见图1-4，本发明提供了用于对环境100灭菌的净化设备10，所述净化设备10包括壳体2，所述壳体2包括消毒剂源4、湿气源16、与消毒剂源4和湿气源16流体连通并且配置成将消毒剂和湿气释放到环境100的喷雾发生器8、以及配置成从环境100除去残余的消毒剂和湿气的除湿器18。
如本文所用，“消毒剂源”是指与净化设备10的喷雾发生器8流体连通的消毒剂供应源。在一个实施例中，并且如图所示，消毒剂源4可为用于保持一定量的备用消毒剂的容器或箱。如本文所用，“消毒剂”是指本领域的普通技术人员已知的各种净化溶液。消毒剂可由单组分或多组分净化液体或溶液构成，所述单组分或多组分净化液体或溶液为(例如)电解水、水和醇类的可混溶溶液、生物杀灭剂(例如，过氧化氢)、有机化合物、过乙酸、过甲酸、其它过酸化学物、乙酸、乙氧基化添加剂(表面活性剂)、离子(例如，银离子)、臭氧化液体、氯化合物、次氯酸盐、季铵化合物、以及它们的混合物、油和它们的共混物、以及上述物质中的任何一者的组合。优选地，消毒剂为包含浓度在低于约40％、低于约20％、低于约10％、或约5％至8％范围内的过氧化氢的水溶液。尽管示出了仅一个消毒剂源4，但在某些非限制性实施例中，应当设想到，可采用两个或更多个消毒剂源，例如，当净化设备10配置成极宽阔环境时或者如果需要一个或多个储备或备用消毒剂源以用于方便操作者。两个或更多个消毒剂源可各自包括相同或不同的消毒剂。
如本文所用，“湿气源”是指维持或使用湿气以保持环境中的湿气含量或者更典型地讲将环境中的湿气含量从第一湿度水平增加到高于第一湿度水平的第二湿度水平(以绝对湿度或相对湿度测定)的任何容器或装置。术语“湿气”是指在添加到环境时增加环境中的绝对或相对湿度的包含一部分游离水的任何组合物。湿气可包括各种形式的水、或者包含水和各种其它组合物(包含(例如)微量的消毒剂)的混合物的其它组合物。在某些实施例中，湿气源由基本上不含消毒剂的水构成。在一个优选的实施例中，水为无菌的。绝对湿度为与一磅(0.5kg)干燥空气相关的水蒸气的磅数，所述绝对湿度也仅称为湿度。绝对单位可包括(例如)每磅干燥空气的露点或水的格令数。相对湿度为大气环境中的水蒸气的分压相对于优势温度下的水的蒸气压的比率，通常以百分比表示。相对湿度本质上描述空气的饱和度。
可从净化设备10以薄雾和/或蒸气的形式来分配消毒剂。当以薄雾的形式分配消毒剂时，应当设想到，薄雾的一些部分可在离开净化设备10之前或者在离开净化设备10时汽化或蒸发以形成蒸气。术语“薄雾”是指由小的液滴构成的物质。取决于小液滴的大小和密度，薄雾一般对肉眼可见。术语“蒸气”是指由自由分子构成的气体。蒸气由薄雾或液体的蒸发而产生。为清楚起见，在某些非限制性实施例中，本文示出的设备和方法将以释放到环境100内的“喷雾”或“薄雾”形式进行描述，但本领域的普通技术人员将理解，蒸气可为离开设备10进入环境100的流股的全部或至少一部分。
参见图3-4，消毒剂源4可经由导管6与液滴或喷雾发生器8流体连通，所述液滴或喷雾发生器8具有出口12(例如喷嘴)以用于将消毒剂分配到环境100内。喷雾发生器8可为本领域的技术人员已知的任何常规薄雾或液滴产生设备。在各种实施例中，来自环境的温暖、干燥空气可取道穿过喷雾发生器。在各种实施例中，喷雾发生器8可产生小于约1-20微米、约1-10微米、约1-5微米、或约5-10微米直径的薄雾小滴的细雾。在一个实施例中，薄雾可为单次分配的。在各种实施例中，市售的喷雾发生器(例如由佛罗里达州迪尔菲尔德比奇市Fogmaster公司(Fogmaster Corporation，Deerfield Beach，FL)出售的Fogmaster)可用于产生薄雾。在各种实施例中，喷雾发生器8可包括超声加湿器或者本领域的技术人员已知的任何其它合适的喷雾或薄雾发生器。在某些实施例中，可采用湍流混合，其中液滴被抽吸到气流内并且通过与其它液滴碰撞的湍流空气流剪切成较小液滴。
作为另外一种选择，喷雾发生器8的功能设定成使得在装置内产生压差以将消毒剂从消毒剂源4抽吸穿过导管6。归因于第一导管6与喷雾发生器8流体连通的事实，当喷雾正离开出口12时，消毒剂可借助由喷雾移动到环境100内所产生的真空进行移动，由此被抽吸穿过第一导管6。此压差提供将喷雾分配出出口12并且分配到环境100内所需的力。应当设想到，还可使用消毒剂移动装置(未示出)来帮助将消毒剂转移到喷雾发生器8。消毒剂移动装置可为泵、风扇、鼓风机、和/或被构造成有助于将消毒剂从消毒剂源4移动到喷雾发生器8的其它合适装置。各个部件可定位在壳体2之内或之上。
可通过仅仅使净化设备10工作较长的时间段来容易地度量由净化设备10的喷雾发生器8产生的薄雾的量以用于任何环境，因为只要存在消毒剂源就可一致地产生薄雾。
再次参见图1-4，净化设备10还可包括至少一个湿气源16，所述至少一个湿气源16结合到净化设备10的壳体2内并且配置成利用湿气来对环境100加湿。在某些实施例中，湿气源16可呈具有导管17的容器或箱的形式，所述导管17将水提供到喷雾发生器8，所述喷雾发生器8将湿气分散到环境。如图3-4所示，湿气源16可定位在壳体2内，例如，定位在邻近消毒剂源4的位置处。
在某些非限制性实施例中，净化设备10可包括不止一个喷雾发生器(未示出)。例如，在其中净化设备10包括两个喷雾发生器的实施例中，来自消毒剂源的一个消毒剂导管可与第一喷雾发生器流体连通并且来自湿气源的单独湿气导管可与第二喷雾发生器流体连通。在某些其它实施例中，净化设备10可包括不止两个喷雾发生器并且包括来自至少一个消毒剂源的一个或多个消毒剂导管和/或来自至少一个湿气源的一个或多个湿气导管以连接到所需数量的喷雾发生器。
如图1-4最佳所示，净化设备10采用单个喷雾发生器8。在此实施例中，消毒剂源4和湿气源16可定位成经由消毒剂导管6、湿气导管17、Y形管、和单个导管与喷雾发生器8流体连通。在某些实施例中，包括导管6和17以及Y形管在内的所有导管均由可弯曲且可压缩以易于操作的管材制成。在某些实施例中，Y形管可为三通接头，所述三通接头允许消毒剂导管6和湿气导管17将其各自的进料提供到与喷雾发生器8流体连通的单个导管中。Y形管可接收来自导管6的消毒剂和/或来自导管17的湿气，并且允许消毒剂和/或湿气进料通过导管7传送到喷雾发生器8。Y形管允许消毒剂和湿气从单个喷雾发生器8进行单独地或者同时地喷雾。尽管如本文所述，可采用多个喷雾发生器以使得(例如)消毒剂和薄雾可从单独的喷雾发生器进行单独地喷雾，但Y形管允许减少的部件和成本。在某些实施例中，湿气源可通过过滤器进行过滤并且可以无菌或净化状态进行提供。
在某些非限制性实施例中，将湿气源16连接到Y形管的湿气导管17可定位成低于将消毒剂源4连接到Y形管的消毒剂导管6。湿气导管17可有利地定位成较低的，从而每当喷雾发生器关闭时允许在从喷雾发生器喷雾之后保留的残余消毒剂沿着水管向下引流到湿气源16内。如图3所示，在某些实施例中，净化设备10可包括引流箱30。引流箱30可定位在净化设备10的最低部分处，如图所示。引流箱30可被定位用于捕集可因净化设备10的操作产生的残余湿气和其它副产物，例如，得自净化操作的过量消毒剂或其它溶液或者得自除湿工艺的水。
在某些其它实施例中，消毒剂源4和湿气源16可包括电子标签以存储信息，例如，产品信息、批号、有效期、体积等等。可通过RFID读出器来读出存储在标签中的信息。RFID读出器可与标签周期性地通信以更新信息、填充体积、和检查有效期。消毒剂源4和湿气源16上的RFID标签间的通信允许净化设备10的操作者知道(例如)各个容器中的消毒剂或湿气的剩余量。在某些非限制性实施例中，至少一个RFID读出器可设置在消毒剂源4和湿气源16附近。
净化设备10还可包括配置成从环境100除去消毒剂和湿气的至少一个除湿器18。如图2所示，除湿器18可定位在壳体2的内部，例如，定位在净化设备10的后部，如图所示。当结合到壳体2中时，净化设备10还可包括除湿器引入口19，所述除湿器引入口19允许其中具有湿气和/或消毒剂的空气被从环境100吸入除湿器18内。净化设备10的任一侧或两侧还可包括除湿器排出口20，所述除湿器排出口20将得自除湿器18的经处理空气的至少一部分反向排放到环境100。除湿器18可为本领域的普通技术人员已知的任何常规除湿器，例如，由位于威斯康星州麦迪逊市(Madison，Wisconsin)的Therma-Stor LLC制造的具有150品脱/天(ppd)湿气除去容量的凝结型除湿器Santa Fe Max Dry Dual XT，优选以大于AHAM下140ppd的速率除去湿气的除湿器。
在某些非限制性实施例中，净化设备10还可包括涤气器(未示出)。涤气器可为能够用于从环境100除去颗粒和/或气体的任何润湿或干燥涤气型空气污染控制装置。当使用涤气器时，各种催化剂(例如，钯催化剂)可用于从环境100除去残余的气体或者额外的残余消毒剂(例如过氧化氢)。
在某些非限制性实施例中，净化设备10还可包括各种感测装置，所述感测装置有助于监测净化设备10在工作期间的各个部件的操作。例如，净化设备10可包括(例如)一个或多个湿度传感器、消毒剂传感器、和/或水平传感器(未示出)。当使用过氧化氢作为消毒剂时，消毒剂传感器可为过氧化氢传感器以测量环境100中的消毒剂的浓度。湿度传感器可被定位用于监测环境100的相对湿度，所述湿度传感器位于壳体2中或者附连到环境中的物体。水平传感器可为电容传感器，所述电容传感器通过感测溶液的电容变化来检测相对于溶液高度而言的溶液水平。电容水平传感器可用于(例如)通知净化设备10的操作者：引流箱30已满并且需要将液体从引流箱30排出。在某些实施例中，如果电容水平传感器发出引流箱30已满的信号，则净化设备10将关闭。
在某些非限制性实施例中，净化设备10可包括远程控制装置(未示出)以用于控制本领域的普通技术人员已知的净化装置10的操作的各个方面。
本发明还提供了用于净化环境100的净化系统，所述净化系统包括消毒剂源4、湿气源16、一个或多个喷雾发生器8、和除湿器18。应当设想到，净化系统包括类似于本文所述的那些的部件和操作，其中至少一个部件(例如，湿气源16、除湿器18)定位在壳体2的外部但在环境100的内部。在这些实施例中，应当设想到，与壳体2分离的一个或多个部件可与净化设备10流体连通或者可不与净化设备10流体连通。此外，这些分离部件的操作可与净化设备相结合来进行使用，或者可与净化设备独立并且可单独控制。例如，湿气源可为定位在外部并且与净化设备10分离的加湿器，例如，得自Crane USA公司(Crane USA，Inc.)的具有递送至多约2.1加仑湿气/天的容量的Crane Model#EE-3186加湿器。
在净化工艺期间，可将消毒剂一次或多次地引入到环境中，随后执行降低环境中的消毒剂的浓度的方法。本文所公开的各种实施例涉及通过利用除湿从环境除去消毒剂来将具有约500ppm或更低、约100至500、或者约10至100ppm的消毒剂的浓度的环境中的消毒剂的浓度在一段时间内降低到较低浓度的方法。在某些实施例中，可将约50ppm或更低、或者约10至50ppm的消毒剂的浓度在一段时间降低到较低浓度。在某些其它实施例中，可将约10ppm或更低、或者约2至10ppm的消毒剂的浓度在一段时间降低到较低浓度。如本文所用，术语“环境中的消毒剂的浓度”不包括存在于净化设备10内的消毒剂。
在某些实施例中，当将消毒剂引入到环境中时，环境可具有约55至95°F或者约68至80°F的温度。
在某些实施例中，降低环境中的消毒剂的浓度的方法可利用除湿来将环境中的过氧化氢除去到较低浓度，如图5中所举例说明的。例如，降低环境中的消毒剂的浓度的方法可将消毒剂的浓度降低到约10ppm、5ppm、或者3ppm或更低。当将过氧化氢用作净化工艺中的消毒剂时，可为有利的是在人能够重新进入环境之前将环境中的消毒剂的浓度降低到被政府法规认为是可接受的浓度。例如，已被认为对人安全的过氧化氢浓度为约1ppm或更低。然而，此水平在某些国家可较高，因此可接受水平将根据不同国家的政府法规而有所不同。
在利用除湿器从环境除去消毒剂的时间段期间，环境的除湿可连续地进行，直到消毒剂的浓度达到较低水平，同时环境的加湿可间歇地或连续地进行，这取决于加湿器在相同时间段期间的输出。作为另外一种选择，在利用除湿器从环境除去消毒剂的时间段期间，环境的除湿可间歇地进行，直到消毒剂的浓度达到较低水平，同时环境的加湿可间歇地或连续地进行，这取决于加湿器在相同时间段期间的输出。作为另外一种选择，在利用除湿器从环境除去消毒剂的时间段期间，除湿和加湿均可间歇地进行操作，其中在任何给定时刻，除湿和加湿可同时开启，或者除湿和加湿中的一者可开启并且另一者关闭，或者除湿和加湿可在一定时间内均关闭。
如本文中结合除湿和加湿所用，术语“间歇地”是指以均一隔开的时间间隔或者不定的时间间隔来周期性地开启和关闭除湿和/或加湿至少一次。用于除湿的占空比(在本文中定义为开启时间相对所考虑间期的总时间的比率)可与用于加湿的占空比相同或不同，这取决于除湿和加湿单元的相对除去速率和输出。另外，除湿和加湿可彼此同相或异相地循环进行。
不受理论的束缚，用于通过上述连续或间断加湿与除湿来从环境较有效地除去过氧化氢的可能机制为(，1)可以蒸气相存在的任何过氧化氢溶于由加湿器递送的湿气小滴中；(2)可作为小滴以液相存在的任何过氧化氢可与由加湿器递送的湿气小滴碰撞和聚结，并且被其稀释；(3)可以蒸气相存在的任何过氧化氢可因大气被加湿器所递送的湿气饱和而从大气中凝结出来，并且如上所述经受聚结和稀释或者可沉降到表面上，其中在工艺的除湿部分期间可重新汽化并且易于溶于湿气中，如上所述；和/或(4)由于过氧化氢相比于水具有较高的分子量和较高的蒸气压，则当相对湿度因加湿器所递送的湿气而增加时，过氧化氢将在水之前凝结。
在某些实施例中，在利用除湿从环境除去消毒剂的时间段期间，利用湿气源的环境加湿在环境的较低相对湿度和较高相对湿度之间保持约20至50％的差值，例如，加湿可在环境的较低相对湿度和较高相对湿度之间保持约50％的差值(例如(但不限于)约30％(较低相对湿度)至80％(较高相对湿度)范围内的环境相对湿度)。作为另外一种选择，加湿可保持约40％的差值(例如(但不限于)约40％至80％范围内的环境相对湿度)、约30％的差值(例如(但不限于)约25％至55％范围内的环境相对湿度)、约25％的差值(例如(但不限于)约30％至55％范围内的环境相对湿度)、或者约20％的差值(例如(但不限于)约25％至45％范围内的环境相对湿度)。
在某些实施例中，在从环境除去消毒剂的时间段期间，利用湿气源的环境加湿保持环境中的相对湿度介于约25％至80％、约25％至55％、约30％至55％、或约25％至45％之间。
在从环境除去消毒剂的时间段期间，可首先开启除湿以降低环境中的消毒剂的浓度。但其后在同一时间段期间，当环境的相对湿度达到约25％时，可(例如)开启加湿以保持相对湿度介于约25％至55％。
在某些实施例中，相比于单独使用除湿，利用湿气对环境进行除湿和加湿的组合以保持环境的相对湿度介于约25至80％之间，这样允许在较短的时间段内除去消毒剂，直到环境中的消毒剂的浓度达到可接受的较低浓度水平，例如，约10.0ppm或更低、约5.0ppm或更低、约3.0ppm或更低、或者约1.0ppm或更低。在某些实施例中，在所述一段时间内对环境加湿的步骤可包括以低于300毫升/分钟的速率或者作为另外一种选择以约10至80毫升/分钟范围内或约40至70毫升/分钟范围内的速率、或者以设定成在所需时间段内将特定房间大小加湿到所需湿度的速率来引入湿气。
在某些实施例中，除湿和加湿可为自动的或者人工的。在某些实施例中，可通过使用感测装置和控制器来自动地控制除湿和加湿，使得人工操作为不必要的。
在某些非限制性实施例中，降低消毒剂的浓度的方法还可包括使用(例如)含有钯催化剂的涤气器的至少一个涤气步骤。尽管使用涤气器可缩短从环境将消毒剂的浓度降低到较低浓度(即，降低到对于重新进入环境的人而言的可接受水平)所需的时间，但涤气器(尤其是催化剂涤气器)的成本显著增加了净化设备的成本。因此，尽管涤气步骤可结合根据本发明的从环境降低消毒剂的浓度的方法来使用，但可更为有利的是降低成本并且从本文所述的净化设备中除去涤气器。
在某些实施例中，净化环境的方法可包括将含有过氧化氢的消毒剂引入到环境中，随后执行上文所述的降低消毒剂的浓度的方法，由此将临床微生物的水平降低3log、4log、5log、或6log。
净化环境的方法可包括一次或多次消毒剂引入以(例如)实现房间中的消毒剂的浓度或量、或者相对湿度，或者直到满足所需的净化水平。例如，可在初始系统校验步骤期间将消毒剂引入到环境中以确保净化系统为可操作的(即，喷雾发生器正发挥功能)并且/或者可在消毒剂引入步骤(例如，第一次消毒剂注入、第二次消毒剂注入等等)期间将消毒剂引入到环境中。
在某些实施例中，净化环境的方法可包括引入过氧化氢直到达到所需的相对湿度(例如，约50至60％)、随后允许消毒剂在环境中驻留一段时间、并且此后可执行用于降低环境中的消毒剂的浓度的方法。在某些其它实施例中，净化环境的方法可包括不止一个如下周期并且此后可执行用于降低环境中的消毒剂的浓度的方法，所述周期包括引入过氧化氢直到达到所需的相对湿度(例如，约70至80％)由此允许消毒剂驻留在环境中并且将环境除湿到60％至70％的相对湿度以及随后的下一个重复周期。
在某些非限制性实施例中，可在引入消毒剂之前、期间、或之后使用除湿，以浓缩环境表面上的消毒剂。尽管不受理论的束缚，但当湿度增加时，(例如)具有较高分子量和较低蒸气压的过氧化氢将在水之前凝结；并且当湿度降低时，具有较低分子量和较高蒸气压的水将在过氧化氢之前汽化，净效应在于间断的加湿和除湿允许过氧化氢在环境中的浓缩。
在某些非限制性实施例中，在消毒剂引入步骤期间，可使用湿度传感器并利用水基消毒剂中的水来检验是否实际上正递送消毒剂，由此无需使用单独的消毒剂传感器。
在另一发明中，浓缩环境的表面上和大气中的消毒剂的方法包括多次消毒剂引入，其中每次引入之后为除湿步骤，如通过图6所举例说明的。应该指出的是，从第二次消毒剂引入开始，存在增加消毒剂的浓度(ppm)并且降低相对湿度(RH)的趋势，这表明该工艺通过按比例除去比消毒剂更多的水来优先地增加环境中的消毒剂的浓度。完成这种趋势的方式为引入消毒剂以实现第一湿度并且中断消毒剂的引入；随后除湿到低于第一湿度的第二湿度并且中断除湿；随后引入消毒剂以实现低于第一湿度但高于第二湿度的第三湿度并且中断消毒剂的引入；并且随后除湿到低于第二湿度的第四湿度；依此类推。
本文所公开的某些实施例涉及通过将环境除湿来增加环境或室中的消毒剂的浓度的方法。所述方法包括以下步骤：将消毒剂溶液引入到环境中、随后在环境除湿时在基本上大气压下沉积薄雾并且/或者凝结蒸气以使得足够的液体消毒剂存在于环境的表面上，由此导致表面上和环境中的消毒剂的浓度得以增加。
在另一个实施例中，浓缩环境的表面上和大气中的消毒剂的方法包括以单次连续或间歇注入方式将足够量的消毒剂水溶液(其中消毒剂的挥发性不如水)引入到环境中以使液体消毒剂和水沉积或凝结到环境的表面上、并且随后将环境除湿足够的时间和/或程度以迫使凝结或沉积的液体消毒剂变成蒸气相。
在各种实施例中，此方法的使用在环境中产生约5ppm、约80ppm、或约285ppm的消毒剂的浓度，所述消毒剂的浓度高于除湿之前的环境中的消毒剂的浓度。
尽管不受理论的束缚，但据认为，每个除湿步骤之后的消毒剂的浓度的增加取决于所存在的积聚在环境表面上的液体消毒剂或者与这些液体消毒剂成比例，具体原因如下：当将消毒剂引入到环境中的步骤引入超过可被大气饱和或者可被环境的表面降解或吸收的过量消毒剂时，消毒剂薄雾小滴的沉积和/或消毒剂蒸气从环境大气的凝结可产生积聚在环境表面上的液体消毒剂，这些液体消毒剂因通过凝结型除湿器除去消毒剂和水蒸气而被迫使变成蒸气相。
在某些其他非限制性实施例中，由下述事件中的至少一者的发生来触发除湿步骤：在消毒剂引入步骤开始或完成中的一者后经过预定时间量；完成将预定量的消毒剂引入到环境中；在环境大气中实现所需的消毒剂的浓度；在环境大气中实现峰值消毒剂的浓度；在环境大气中实现所需的相对湿度并且检测到在环境的表面上存在液体。因这种方法实现的消毒剂的浓度的增加可用于诊断或质量控制目的以确保该方法已按预期来实施。
下文所述的示例性和非限制性实施例旨在进一步地描述各种非限制性实施例而非限制实施例的范围。本领域的普通技术人员将会知道，实例的变型形式可以在由权利要求限定的本发明的范围之内。
实例1
执行研究以证明可通过房间的间断性加湿和除湿显著地缩短用于将消毒剂从房间被净化之后剩余的高水平除去到对重新进入房间来说可接受的低水平的时间。在此实例中，利用消毒剂来处理40％RH下的43m3房间。通过对于每次测试运行之前和之后的水箱称重来确定由加湿器分配的水的量。在测试案例1和2中，在消毒剂除去部分期间，未将水分配到房间内。在测试案例3和4中，在消毒剂除去部分期间，使用水并且运行除湿器和加湿器。记录达到小于或等于1ppm消毒剂的水平的时间。测试案例1和2(其中在不存在加湿的情况下使用除湿器)在5.02小时之后终止，因为仅除湿器不能有效地将消毒剂降低到1ppm。在测试案例3和4中，在约1.5小时内实现小于或等于1ppm，由此证明如果结合除湿来将水分配到房间内则可在较短的时间段内将消毒剂的浓度降低到可接受水平。
表I.仅除湿相比于除湿与加湿的消毒剂降低时间对比研究
测试案例 总水重量(g) 达到1ppm的总时间(小时)
1 34.9 5.02(取消)
2 11.3 5.02(取消)
3 892.2 1.42
4 1411.2 1.48
实例2
执行研究以证明相比于如果引入不足的消毒剂以将消毒剂沉积或凝结在环境的表面上时可实现的浓度，当将足够的消毒剂引入到环境中以将消毒剂沉积或凝结在环境的表面上时，后续除湿将导致增加的浓度。执行两个由引入不同量的消毒剂并随后除湿构成的净化周期。所用的消毒剂为水中的5％过氧化氢的溶液。在每次运行开始之前，将初始相对湿度调节至50％。通过控制引入时间来改变引入到环境中的消毒剂的量。在一个测试运行中将消毒剂注入环境中三分钟，并且在另一个测试运行中注入八分钟。在每个测试运行中，在引入步骤已开始之后十分钟时，通过打开具有95品脱/天的组合湿气除去容量的两个除湿器来启动除湿步骤。测量和绘制环境大气中随时间推移的消毒剂的浓度和相对湿度。参见图7，较上组迹线表示相对湿度，并且较下组迹线与消毒剂的浓度相关。在每组迹线中，较上迹线与八分钟注入相对应并且较下迹线与消毒剂的三分钟注入相对应。当湿度降低到45％时，打开和使用加湿器以保持湿度介于45％和50％之间。曲线图显示，具有八分钟注入的相对湿度在少于四分钟内达到超过90％并且在少于六分钟内达到100％的最大读数，而具有三分钟注入的相对湿度在四分钟内仅达到约81％并且随后在启动除湿之前下降到约74％。图7还示出在具有八分钟注入的测试迹线中消毒剂的浓度在从引入消毒剂时起约十五分钟时增高，但用于三分钟注入的迹线未显示出消毒剂的浓度的这种增高，而实际上是稳定下降。应该指出的是，在具有八分钟注入的测试期间，测试房间填充有沉积到房间表面上的薄雾。据认为，当打开除湿器时，水蒸气和过氧化物蒸气从大气中除去、凝结在除湿器中、并且对于每个测试中的环境而言不再可用，但在八分钟注入之后在各个表面上观察到的液体过氧化物随后汽化以补偿大气中减少的水和过氧化物。另外据认为，在汽化过程中，水的汽化快于过氧化氢，由此浓缩留在表面上的液体过氧化物。在最初除湿过程中，表面上的液体过氧化物变为较浓缩的，并且较浓缩的过氧化物从表面汽化。汽化的过氧化物多于被除湿器除去的过氧化物，由此导致在开始引入消毒剂之后约15分钟时观察到浓度增加。如果全部消毒剂在引入后均为蒸气相，则八分钟注入和三分钟注入的环境大气中的浓度之间的预期比率将为8∶3或约2.66，然而观察到的实际比率高达5.0，这表明得自沉积液体的额外过氧化物已被除湿器迫使变成蒸气相。
实例3
执行研究以证明在本文所公开的方法的实施例中，除湿之后的环境大气中实现的消毒剂的浓度可超过环境大气中实现的消毒剂的浓度。在两个测试运行的每一个中，在引入消毒剂之前，将环境调节至25％的相对湿度。每个测试运行的参数参见下表2。
表2：测试参数
Figure BDA0000449917670000171
在每次测试运行中，首先在一段时间内以第一速率引入消毒剂的浓度以递送第一量并且随后以第二速率递送第二量，由此实现在约六十分钟的时间段内引入的组合总量。参见图8，每次测试运行在消毒剂引入步骤后获得大气中的消毒剂的第一峰值量并且在除湿步骤后获得消毒剂的第二峰值量。
可以预知，15％测试运行的第一峰值的高度为7.5％测试运行的第一峰值的高度的约两倍。应该指出的是，在7.5％测试运行中，第二峰值的高度极大地超过第一峰值的高度，而15％测试运行并非如此。除湿之后的这种浓度效果据认为归因于由7.5％测试运行递送到环境大气的较大量的消毒剂溶液，导致过氧化物凝结在环境的表面上并且通过后续除湿步骤而重新汽化。
已参照各种示例性、示意性、和非限制性的实施例写出了本发明。然而，本领域的普通技术人员应当认识到，可在不脱离本发明的范围的前提下对所公开实施例(或其部分)中的任何一者进行各种替换、修改、或者它们的组合。因此，应当设想和理解，本发明包括未明确示于本文中的附加实施例。可(例如)通过组合、修改、或重新组织本文所述的实施例的所公开步骤、部件、元件、特征、方面、特性、限制等等中的任何一者来获得此类实施例。就这一点而言，申请人保留在申请过程中修正权利要求以添加如在本文中以不同方式描述的特征的权利。

Claims (26)

1. 一种在一段时间内将具有约500ppm或更低的消毒剂的浓度的环境中的消毒剂的浓度降低，直到所述环境中的所述消毒剂的浓度降低到较低浓度的方法，包括以下步骤：
在所述一段时间内将所述环境连续地或间歇地除湿以除去所述消毒剂；以及
在所述一段时间内利用湿气将所述环境连续地或间歇地加湿以在所述环境的较低相对湿度和较高相对湿度之间保持约20%至50%的差值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述环境具有约100ppm或更低的浓度。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述环境具有约10ppm或更低的浓度。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中执行将所述环境加湿的步骤直到所述较低浓度为约10.0ppm或更低。
5. 根据权利要求3所述的方法，其中执行将所述环境加湿的步骤直到所述较低浓度为约5.0ppm或更低。
6. 根据权利要求3所述的方法，其中执行将所述环境加湿的步骤直到所述较低浓度为约3.0ppm或更低。
7. 根据权利要求3所述的方法，其中执行将所述环境加湿的步骤直到所述较低浓度为约1.0ppm或更低。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中将所述环境加湿的所述步骤保持所述环境中的所述相对湿度介于约25%至55%之间。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中将所述环境加湿的所述步骤保持所述环境中的所述相对湿度介于约30%至55%之间。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中将所述环境加湿的所述步骤保持所述环境中的所述相对湿度介于约25%至45%之间。
11. 根据权利要求7所述的方法，其中所述消毒剂为过氧化氢。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述湿气包括基本上不含消毒剂的水。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述水为无菌的。
14. 一种净化环境的方法，包括将过氧化氢消毒剂引入到所述环境中以及根据权利要求1所述降低所述消毒剂的浓度的步骤。
15. 根据权利要求14所述的净化环境的方法，其中在第一注入时段期间将所述过氧化氢消毒剂引入到所述环境中，并且所述方法还包括在所述第一注入时段期间将所述环境除湿到约40%至60%的相对湿度的步骤。
16. 根据权利要求15所述的净化环境的方法，其中将所述过氧化氢消毒剂以约40至70毫升/分钟范围内的速率引入到所述环境中并且在所述第一注入时段期间将所述环境除湿的所述步骤以大于AHAM下140ppd的速率除去湿气。
17. 根据权利要求14所述的净化环境的方法，其中将引入过氧化氢消毒剂的所述步骤重复一次或多次。
18. 根据权利要求17所述的净化环境的方法，还包括在重复所述引入过氧化氢消毒剂的步骤之前将所述环境除湿的步骤。
19. 一种用于净化环境的净化系统，包括：
消毒剂源；
湿气源；
与所述消毒剂源和/或所述湿气源中的至少一者或两者流体连通的一个或多个喷雾发生器，所述喷雾发生器配置成将所述消毒剂和湿气中的至少一者以薄雾或蒸气中的至少一者的形式释放到所述环境中；以及
配置成从所述环境除去消毒剂和湿气的除湿器。
20. 根据权利要求19所述的净化系统，还包括壳体，所述壳体包括所述消毒剂源、所述湿气源、所述一个或多个喷雾发生器和所述除湿器中的至少两者。
21. 根据权利要求19所述的净化系统，还包括涤气器。
22. 根据权利要求19所述的净化系统，其中所述消毒剂为过氧化氢。
23. 一种净化环境的方法，包括执行以下步骤两次或更多次：
通过打开与消毒剂源流体连通的喷雾发生器将消毒剂引入到所述环境中直到在所述环境中达到第一湿度，并且关闭所述喷雾发生器；
通过打开除湿器来增加引入到所述环境中的所述消毒剂的浓度直到在所述环境中达到第二湿度，所述第二湿度低于所述第一湿度，并且关闭所述除湿器；以及
通过打开与消毒剂源流体连通的所述喷雾发生器将消毒剂引入到所述环境中直到在所述环境中达到第三湿度，所述第三湿度高于所述第二湿度但低于所述第一湿度，并且关闭所述喷雾发生器。
24. 一种净化环境的方法，包括以下步骤：
将超过水性消毒剂在所述环境中的饱和度极限的量的所述水性消毒剂引入到所述环境中，从而使所述水性消毒剂蒸气凝结在所述环境的表面上；以及
将所述环境除湿并持续一段足以使所述凝结的水性消毒剂基本上再汽化的时间。
25. 一种用于净化环境的方法，包括：将水性消毒剂引入到环境中；使所述消毒剂的一部分以能有效地使微生物污染物降低3log、4log、5log、和6log降低之一的量凝结或沉积在表面上；以及将所述环境除湿。
26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述消毒剂为过氧化氢。
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