CN112912114A - 消毒塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适于在运行时接收电流的消毒塔，其包括(a)支撑壳体，支撑壳体在壳体内具有适于包括可交换电流供应单元的空间，其中壳体为具有圆周的细长形状，并且壳体还具有彼此相对的顶部和底部，(b)多个细长的UVC光源，其适于辐射微生物，其中每个UCV光源固定并布置在壳体的外部，与壳体的圆周保持所需的距离，并以相对于壳体的纵向的方向固定并布置，其中每个UVC光源以适当的距离布置，所述距离配置为消除每个UVC光源的过热。
Description
技术领域
本发明涉及消毒塔，以及使用该消毒塔去除微生物的方法。此外，本发明还涉及该消毒塔用于去除微生物(例如细菌)的用途。
背景技术
1877年，英国科学家Downes和Blunt发现了阳光抑制微生物生长的能力。后来的研究表明，光灭活微生物的能力取决于辐射的剂量(强度x时间)和波长以及特定种类的微生物的敏感性。
从那时起，人们知道短波紫外线(UVC)光可以减少或杀灭空气、液体(例如水)和表面的细菌。
UVC光辐射通过破坏核酸和裂解微生物(例如细菌、病毒、霉菌，和其他病原体)的DNA/RNA杀灭或灭活它们。
UVC灯可以代替现在有害的强力清洁剂和化学品的使用，而这些清洁剂和化学品用于消毒病房、手术室、卫生间等。相较于现在使用强力清洁剂和化学品需要12至18小时，使用UVC灯只需要15分钟至2小时。
发明内容
本发明人已经认识到需要对房间进行更有效的消毒，特别是医院或类似设施中的病人卧室和手术室。市场上没有一种有效的设备能够有效减少甚至完全去除封闭房间(特别是医院病房)内的微生物。UVC光是复杂的，而且光不能在拐角周围移动，这意味着UVC光必须始终照射到微生物。此外，大多数的微生物存在于从地面水平到大约100cm处，因此该区域需要高剂量的紫外线，同时微生物还不能躲在墙后或角落周围。
新且创造性的结构实现了有效减少微生物和彻底去除微生物，而不需要有毒化学品，也不需要人们冒风险使用这些化学品来工作。此外，本发明的消毒塔使得能够在几个小时内或者有时甚至在不到一小时内更快地清洁这些房间，使其效率更高并且因此可以节省资源。
另一个挑战是电流供应，因为需要大量电线向UVC灯供应电流，同时塔的高度对于达到足够数量的微生物非常重要。本发明的结构使得能够隐藏向消毒塔内的UVC灯供应电流的所有电线等，同时提供了稳定的塔，其可由在医院工作的人员和员工移动。
本发明涉及一种适于在运行时接收电流的消毒塔，包括
(a)支撑壳体，所述支撑壳体在该壳体内具有适于包括可交换电流供应单元的空间，其中该壳体为具有圆周的细长形状，并且该壳体还具有彼此相对的顶部和底部，
(b)多个细长的UVC光源，其适于辐射微生物，其中每个UCV光源固定并布置在壳体的外部，与壳体的圆周保持所需的距离，并以相对于壳体的纵向的方向固定并布置，其中每个UVC光源以适当的距离布置，该距离配置为消除每个UVC光源的过热。
在一实施方式中，可交换电流供应单元布置在支撑壳体内。这种支撑壳体可以为任何形状，只要它是一个塔，例如支撑壳体是圆柱形或多边形，如十边形。此外，支撑壳体由抗UVC材料制成，例如钢，如不锈钢。
在另一实施方式中，本发明的消毒塔包括位于壳体底部的另一UVC光源，其中该另一UVC光源适于辐射在塔底部下方地面上的微生物。
在又一实施方式中，每个UVC光源适于提供250-260nm的UVC光，优选为254nm的UVC光。优选地，UVC光源是UVC灯，并且消毒塔通常包括8-20个UVC灯，优选为8-12个UVC灯。
在另一实施方式中，本发明的消毒塔包括位于底部的至少4个轮子，用于稳定消毒塔和便于运输该塔。通常，该塔是一个便携式独立设备。
在又一实施方式中，本发明的消毒塔适于在封闭房间内运作，例如在医院病房或卧房，如手术室。
在另一实施方式中，用于冷却电源的通风单元位于该塔的壳体内，优选地位于壳体的顶部。
在又一实施方式中，本发明的消毒塔包括至少一个卫星单元，该卫星单元具有UVC光源，并且适于接收来自该塔的电源的电流。
在另一实施方式中，本发明的消毒塔包括用于操作该塔的控制面板，例如布置在壳体顶部附近的控制面板。
在另一方面，本发明涉及一种从封闭房间中去除微生物(例如多重耐药细菌)的方法，该封闭房间优选为手术室、病房和治疗室，该方法包括将本发明的消毒塔放置在待消毒的房间中，并向消毒塔提供电流。
在一实施方式中，电流接通至少5分钟，例如15至240分钟。
在又一方面中，本发明涉及本发明的消毒塔在房间中用于去除房间中的微生物的用途。
本发明通过所述解决方案提供这些优点。
本发明的其他目的和优点将从以下描述和权利要求中显现。
具体实施方式
在广泛的方面，本发明涉及一种适于在运行时接收电流的消毒塔，包括
(a)支撑壳体，所述支撑壳体在壳体内具有适于包括可交换电流供应单元的空间，其中该壳体为具有圆周的细长形状，并且该壳体还具有彼此相对的顶部和底部，
(b)多个细长的UVC光源，其适于辐射微生物，其中每个UCV光源固定并布置在壳体的外部，与壳体的圆周保持所需的距离，并以相对于壳体的纵向的方向固定并布置，其中每个UVC光源以适当的距离布置，该距离配置为消除每个UVC光源的过热。
优选地，消毒塔由能够承受波长为250-260nm的UVC光的材料构成，例如金属，如钢。消毒塔原则上可以具有任何合适的高度、宽度和深度，只要它能被人移动，适于进入房间进行消毒。这座塔呈细长的形状，因此比宽度和深度高，并且经过调整以使它可以直立。一般地，塔是细长的并且具有多边形或圆柱形的横截面，尽管横截面也可以是方形或矩形。具体地，该塔包括支撑该塔的支撑壳体，该支撑壳体被构造成容纳可交换电流供应单元。
在另一实施方式中，可交换电流供应单元布置在支撑壳体内。这种支撑壳体可以具有任何形状，只要它是一个塔，例如支撑壳体是圆柱形或十边形。此外，支撑壳体由抗UVC材料制成，例如钢，如不锈钢。
通常一个细长的UVC光源，例如UVC灯，不能提供足够的UVC光来消毒房间，因此使用多个细长的UVC光源。细长的UVC光源必须间隔足够的距离，以避免UVC光源过热，同时应当有足够的UVC光源，以有效减少微生物和对待消毒的特定房间进行消毒。一般地，UVC光源是UVC灯，消毒塔通常包括8-20个UVC灯，优选为8-16个UVC灯，例如8-12个UVC光源，如8-12个UVC灯。优选地，每个UVC光源适于提供250-260nm的UVC光，并且在254nm波长处获得最佳的消毒效果。
塔的尺寸以及UVC灯的尺寸可根据待处理和待消毒的房间而变化，然而，细长的UVC灯的长度优选为至少100cm，并且塔被构造成使其能够支撑UVC灯。对于典型的医院房间，细长的UVC灯为100-200cm，一般为100-150cm，例如120-140cm。本发明采用不同长度的UVC灯进行了测试，至少需要100cm才能在足够的时间内杀灭所有微生物，例如在15分钟至约4小时内。
本发明的消毒塔可以放置在一个封闭房间中，打开UVC灯足够的时间以杀灭所有细菌，然后可以移动到塔下还没用UVC灯处理的区域进行消毒。然而，在另一实施方式中，本发明的消毒塔包括位于壳体底部的另一UVC光源，其中该另一UVC光源适于辐射在塔下方地面区域的微生物。一般地，在塔的底部设置有一个UVC灯。
本发明的消毒塔对于封闭房间的消毒特别有用。通常，房间的尺寸与塔和UVC灯的尺寸相关，以有效减少微生物。本发明特别适用于有大量不同微生物的房间，例如医院病房或医院中患者的卧房。另一个优选的用途是对手术室进行消毒。可以理解的是，任何封闭的房间都可以用本发明的塔进行消毒，并且与对诸如医院病房等房间进行清洁的已知方法相比，这可以在更短的时间内完成。
由于需要许多电流供应单元的电线来提供足够的电流以运行本发明的塔，在运行期间加热时用于冷却电流供应单元的通风单元位于塔的壳体的内部。这种通风单元可以位于任何合适的地方，例如在支撑壳体的顶部或底部，优选地，它位于支撑壳体的顶部，这已被证明能在运行期间为电流供应单元提供最有效的冷却。
本发明的消毒塔一般包括位于底部的至少4个轮子，用于稳定消毒塔和便于运输消毒塔。一般地，4或5个轮子足以保持塔的稳定。
优选地，该塔是一个便携式独立设备，这意味着它可以在任何需要它的时候移动到消毒的地方，并且可以插入以接收电流，不使用时可以储藏起来，并且可以只由一人来运输和操作。
一些房间可能具有不同区域，例如房间分隔或形状不是方形或矩形，这意味着为了实现完全和有效减少微生物，一个或多个卫星单元(其具有UVC光源(一般是一个UVC灯)，并且适于从塔的电源处接收电流)可以放置在消毒主塔未覆盖的区域。这种消毒塔和卫星的结合为去除微生物提供了高效的设备。卫星通常呈塔的形状，具有与消毒塔相同或相似的高度，尽管其圆周更小。卫星一般包括金属格栅，金属格栅支撑卫星并为UVC灯提供保护。
为了让人员可操作本发明的塔，以及可选地操作卫星，提供了控制面板，控制面板用于设置UVC灯的时间和消毒的开始，以便操作塔的人员可以在UVC灯打开之前走出待消毒的房间。控制面板可布置在塔的任何合适的位置，然而一般布置在支撑壳体的顶部附近。
在另一方面，本发明涉及一种从封闭房间中去除微生物的方法，包括将本发明的消毒塔放置在待消毒的房间中，并向消毒塔提供电流。本发明的消毒塔的上述实施方式中的任一种的单独或组合都是本方法的实施方式。
在一种实施方式中，电流接通至少5分钟，例如15至240分钟，例如30至180分钟，例如45至150分钟，例如60至120分钟。在另一实施方式中，当微生物对UVC光不太敏感，电流接通至少120分钟。在需要消毒的房间中正常发生的耐抗生素微生物(葡萄球菌(Staphylococci)、假单胞菌(Pseudomonas)、肠杆菌(Enterobacteriae)和肠球菌(enterococci))，对5-15分钟的UVC光非常敏感。只有少数种类需要更长的暴露时间，即分枝杆菌(mycobacteria)和艰难梭菌(Clostridium difficile)孢子。
在另一实施方式中，该房间是手术室。一般是医院里的手术室。
在又一方面中，本发明涉及本发明的消毒塔在房间中用于去除房间中的微生物的用途。
本文所用的术语“便携式和独立”是指可以由使用者(例如在医院工作的人)运输并且在任何所需的地方(例如在病人的病房、手术室、建筑物中的办公室)插入(用于供应电流)的设备。
现将参考附图更全面地描述本发明，说明本发明的空气消毒器单元的典型实施方式。
这些附图并不旨在限制本发明的范围，并且仅旨在指导本领域技术人员更好地理解本发明。
图1示出了适于在运行时接收电流的消毒塔(10)的侧视图。如图所示的消毒塔(10)为圆柱形(或基本上为圆柱形)，具有支撑壳体(12)，其中支撑壳体(12)在壳体内具有适于包括可交换电流供应单元的空间(未示出)。该塔(10)和壳体(12)为具有圆周(未示出)的细长形状，还具有顶部(14)和底部(16)，其中顶部和底部彼此相对。此外，多个细长UVC灯(18)固定并布置在壳体(12)的外部，与壳体(12)的圆周保持所需的距离，并且以相对于壳体(12)的纵向方向固定并布置。此外，每个UVC灯(18)以适当的距离布置，该距离配置为消除每个UVC灯的过热。金属格栅(20)设置在塔和壳体的外部以提供支撑，特别是保护UVC灯(18)。在本实施方式中，控制面板(22)设置在顶部(14)，用于启动和关闭消毒塔(10)，以及设置UVC光的定时和剂量。在底部，轮子(24，26)，通常是4个轮子，被设置成易于将塔从储藏室移动到待消毒的房间。这里还示出了呈细长形状的卫星单元(28)，其具有顶部(30)和底部(32)以及由金属格栅(36)保护的UVC灯(34)。卫星(28)的底部(32)设有平台，可与消毒塔独立分开。卫星(28)在使用时与塔分开，不使用时可与塔一起存放。
图2示出了图1的消毒塔的顶视图(40)，显示了壳体(42)(其为十边形)、控制面板(44)、两个卫星(46、48)和四个轮子(50、52、54、56)。
图3示出了图1的消毒塔的底视图(60)，显示了十边形的壳体(62)、两个卫星(64、66)和四个轮子(68、70、72、74)。此外，一个UVC灯(76)位于底部并且适于向待消毒的地面提供UVC光。
图4示出了图1的塔沿着C-C线的横截面。消毒塔(80)具有电流供应单元(82)，其布置在塔(80)的中心；和十边形的外套(mantle)(84)，其包括并保护电流单元(82)。图中还示出了两个卫星(86、88)、四个轮子(90、92、94、96)和UVC灯(98)。
图5示出了电流供应单元的正视图(100)和侧视图(102)，其中电流供应单元(100，102)适于安装在消毒塔的壳体内。
图6示出了图1的消毒塔(110)的底部透视图，其中电流供应单元(114)插入在壳体(112)中。一旦插入到壳体(112)中，电流供应单元(114)就被密封并且通过紧固装置(例如螺钉等)固定在壳体(112)中。
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除非本文另有说明，或者上下文明显矛盾，否则在描述本发明的上下文中使用的术语“一(a)”和“一(an)”和“该(the)”以及类似的量词应被理解为包括单数和复数。因此，“一(a)”和“一(an)”以及“该(the)”可以表示至少一个，或者一个或多个。
除非另有说明，否则使用本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“例如”)仅旨在更好地说明本发明，而非旨在对本发明的范围构成限制。说明书中的没有语言应被理解为表明任何元素对于本发明的实践是必不可少的，除非尽可能明确地说明。
在整个说明书中，当使用“选自”或“选自由以下项组成的组”时，还表示所述术语的所有可能的组合以及每个单独的术语。
本文引用和并入专利文件仅为方便起见，并不反映对这些专利文件的有效性、专利性和/或可执行性的任何看法。
本文中使用例如“包括”、“具有”、“包含”或“含有”等术语对本发明的任何方面或实施方式进行的描述涉及一个或多个元素，其旨在为本发明中“由以下组成”、“基本上由以下组成”或“基本上包括”一个或多个特定元素的类似方面或实施方式提供支持，除非另有说明或上下文明显矛盾(例如，本文中描述的包含特定元素的组合物，应理解为也描述了由该元素组成的组合物，除非另有说明或上下文明显矛盾)。
在前述中公开的特征(以单独或以其任意组合的形式)可以是用于以其多种形式实现本发明的材料。
实验
如图1-6所示的消毒塔由10个UVC灯构成，每个UVC灯提供254nm UVC光，其中每个UVC灯以彼此相距55mm布置，并且10个UVC灯设置在塔的壳体的圆周上。塔的壳体的总高度为约175cm，这取决于轮子的大小以及塔的壳体的顶部的封闭和密封。每个UVC灯的长度为约156cm，直径为约15mm。每个UVC灯的灯瓦数为145W，灯电流为800mA，高频灯电压为182V。物理数据为UV输出253.7nm(100小时)54W，1m处强度为410μW/cm2，额定平均寿命为16000小时。
该十边形壳体的直径约30厘米，里面装有电流供应单元，在丹麦里格肖斯皮塔莱的哥本哈根大学医院(Copenhagen University Hospital,Rigshospitalet in Denmark)使用时，该电流供应单元为每个UVC灯以其最大值提供0.68A的电流。
10个UVC灯呈细长形，最靠近被消毒房间地面的底部在地面上方约11cm处。塔的底部还设有一个UVC灯，其提供254nm的UVC光，该灯位于地面上方约7cm处。
该消毒塔在丹麦里格肖斯皮塔莱的哥本哈根大学医院临床微生物学系在几个房间内进行了测试。
丹麦两家医院的各个房间都用如图1-6所示的消毒塔进行了测试。这些房间面积从8m2到100m2不等，其中8m2的一般是卫生间，100m2的房间是病人的卧房。在卫生间中，消毒塔一般运行5分钟以杀灭所有微生物。在适用于许多病人的100m2卧房中，对于一些细菌和微生物，消毒塔运行15分钟，如果存在特殊的多重耐药微生物，则运行2小时。一般来说，图1-6所示的消毒塔的范围为5米，这意味着在某些情况下，可能有必要进行延伸以覆盖从塔到房间墙壁超过5米的较大的房间。
一般卧房的面积为15至50m2之间，图1-6所示的消毒塔可以在一次运行中处理面积达50m2的房间。50m2的典型房间距顶部(天花板)不超过2.5米，将该塔正确放置在房间中间时，从任何角落到塔的距离不超过5米。
测试结果如下：
丹麦里格肖斯皮塔莱的哥本哈根大学医院临床微生物学系进行的两项科学研究(保密)表明，辐照15分钟后，在距离单元(例如图1-6所示的消毒塔)5米(16.4英尺)处，耐药性的兼性和需氧细菌减少了5-6个对数。
在第一项研究中，测试集中在取自四个不同的囊性纤维化患者门诊部表面的棉签。取在室内暴露于高UV-C辐射之前的棉签和暴露于高UV-C辐射30分钟之后的棉签。存在的细菌几乎被消除了。
在第二项研究中，将离体样本放置在UV-C辐射源5米的范围内。99,999％的细菌在暴露于辐射15分钟后被杀灭(测试的细菌包括屎肠球菌(Enterococcus faecium，VRE)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、肺炎链球菌(Klebsiella pneumoniae)和嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia))。这种程度的消除已经足够超出房间消毒的目标。
结果
正如预期，植物性细菌(vegetative bacteria)比孢子对UVC光更敏感。暴露于UVC的时间越长，对植物性细菌和孢子的影响就越大，而且细菌距离UVC光源越近，UVC光的影响就越大。
UVC照射15分钟后，UVC对植物性细菌的影响如表1所示。给出数值为两项实验的平均值。在第一列中示出了平板上最高约为108菌落形成单位/cm2(CFU/cm2)的初始浓度。下一栏示出了在UVC照射15分钟后，在距离UVC光源3米、4米和5米处的平板上残留细菌的数量。
革兰氏阴性菌在3m处减少约8log10，在4m处减少约6log10，在5m处减少约6log10。细菌初始浓度减少10倍，导致在5m处减少7log10。
革兰氏阳性菌对UVC光的敏感性低于革兰氏阴性菌。在3m处减少约6log10，在5m处减少5log10。细菌初始浓度减少10倍，导致在3m处减少6log10，在5m处减少5log10。耐万古霉素的屎肠球菌对UVC的敏感性似乎低于其他革兰氏阳性细菌。
表1
照射90分钟后，UVC对蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)孢子的影响在距离UVC光源2米、3米和4米处的减少为6log10(表2)。UVC照射90分钟后，艰难梭菌(C.difficile)孢子在2米、3米或4米处的减少为约1log10(表2)。
表2
在囊性纤维化患者门诊部的三个房间进行了现场测试。对印记进行照射前后的UVC照射时间为30min。在每个房间中取5处标准的地点作为标记。结果如表3所示。从1号房间取样8次，从2号房间取样5次，从3号房间取样4次。所有数值均以CFU/标记平板(20cm2)表示。
每个房间的结果如图3a-c所示。即使在UVC照射前取样的相同地点取污染物，也能发现细菌的数量明显减少。椅子是污染最严重的地点，这也是细菌明显减少的地方。(n为样本数)。
表3
Claims (16)
1.一种适于在运行时接收电流的消毒塔，包括
(a)支撑壳体，所述支撑壳体在所述壳体内具有适于包括可交换电流供应单元的空间，其中所述壳体为具有圆周的细长形状，并且所述壳体还具有彼此相对的顶部和底部，
(b)多个细长的UVC光源，其适于辐射微生物，其中每个UCV光源固定并布置在所述壳体的外部，与所述壳体的圆周保持所需的距离，并以相对于所述壳体的纵向的方向固定并布置，其中每个UVC光源以适当的距离布置，所述距离配置为消除每个UVC光源的过热。
2.根据权利要求1所述的消毒塔，其中所述可交换电流供应单元布置在所述壳体内。
3.根据权利要求1所述的消毒塔，其中所述支撑壳体为多边形，例如十边形。
4.根据权利要求1所述的消毒塔，其包括位于所述壳体底部的另一UVC光源，其中所述另一UVC光源适于辐射在塔底部下方地面上的微生物。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的消毒塔，其中每个UVC光源适于提供250-260nm的UVC光。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的消毒塔，其中所述支撑壳体由抗UVC材料制成。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的消毒塔，其包括8-20个UVC灯。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的消毒塔，其包括位于底部的至少4个轮子，用于稳定所述塔和便于运输所述塔。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的消毒塔，其为便携式独立设备。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的消毒塔，其适于在封闭房间内运作。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的消毒塔，其中用于冷却电源的通风单元位于所述塔的壳体内。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的消毒塔，其包括至少一个卫星单元，所述卫星单元具有UVC光源，并适于接收来自所述塔的电源的电流。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的消毒塔，其包括用于操作所述塔的控制面板。
14.一种从封闭房间中去除例如多重耐药细菌的微生物的方法，包括将权利要求1-13中任一项所述的消毒塔放置在待消毒的房间中，并向所述消毒塔提供电流。
15.根据权利要求14所述的方法，其中电流接通至少5分钟。
16.权利要求1-13中任一项所述的消毒塔在房间中用于去除房间中的微生物的用途。
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