CN116157162A - 紫外线空气消毒器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的紫外线空气消毒器。根据本发明，每个光子的平均反射光路被最大化，同时抑制了湍流，以使所有传送的病原体粒子均匀地暴露于UVC。本发明公开了一种新型装置，该新型装置使风机功率和UVC灯功率的利用最大化来消灭病原体。由此产生的效率有助于大型建筑物构建高流率空气消毒系统，同时还有助于用于结合到个人防护设备(PPE)中的UVC空气消毒系统的小型化。

Description

紫外线空气消毒器

技术领域

本发明涉及通过紫外光对空气进行消毒，该紫外光优选在紫外线-C(UVC)波段(即，200-280纳米波长)。已经建立了许多空气净化系统，该空气净化系统出于杀菌的目的引入了UVC光。现有技术的装置导致了紫外线能量的次优使用，流率受限，并且由于气流中的湍流而导致摄取的目标病原体中的UVC剂量的差异很大。

现有技术的论述

参考罗尔夫·恩格哈德的美国专利9,855,362B2(US Patent 9,855,362B2 toRolf Englehard，以下称为“362专利”)，该装置的效率明显低于本发明中的情况。请参考发明内容中所列举的可适用的设计原理。图4b示出了UVC射线经受许多不必要的反射和衰减的实施例。图8示出了一个实施例，在该实施例中，逆风方向和顺风方向上的不必要的UVC损失连同湍流导致通过的任何细菌不均匀地暴露于UVC。相对于UVC灯的性能，腔室尺寸非常小。这导致多个反射之间的UVC射线路径不必要地缩短，并因此限制了允许的空气流率。所示出和描述的这种系统的电效率不佳，并且这种系统仅适用于所示出的非常小的实施例。362专利中提及的“螺旋流”和本申请中描述的“自由涡流”之间的区别很大。362中描述的螺旋流本意上是湍流，并且是以非等熵方式建立的，即，施加给空气流的大部分动能难以回收。对于不依赖于电池而运行的小型装置，这可能是可接受的。对于所设计的电池供电的系统(诸如，个人防护设备(PPE)的情况)，这是非常不利的。对于大规模的加热、通风和空气调节(HVAC)的空气消毒器来说，这也是不利的，因为在设备的使用寿命内，电力需求可能是购买价格的许多倍。此外，效率低及设备产生的多余热量可能导致空气调节的负载更高，并且还进一步导致电力使用和成本更高。综上所述，362专利的高强度空气净化器的效率对于小型交流供电单元(small AC powered unit)而言是可以接受的，但是在电池供电单元的情况下，或者在每分钟经过数百或数千立方英尺的较大单元的情况下，其UVC效率低和空气动力学效率低是明显的缺点。

参照易等人的美国专利10,039,852B2(US Patent 10,039,852B2 to Yi et,al，以下称为“852专利”)，并且再次参照下面列举的UVC空气处理室的设计原理，相对于UVC处理室的横截面面积而言，横跨UVC处理室的距离短使得任何悬浮的病原体仅在短距离内被辐射。为了实现任何给定的剂量率(例如，以焦耳/平方厘米为单位进行测量)，必须限制空气速度，因此必须限制空气流率。所示出的设计在UVC处理室内产生了明显的湍流。这导致一些悬浮的病原体接受的UVC射线的剂量低于平均剂量，进一步限制了可接受的空气流率。852专利中所示的UVC处理室构造中，气流冲击在平坦的UVC发射器上，导致了不必要的空气动力学损失，并且需要功率比根据本专利申请将需要的风机的功率更高的风机。相对于UVC功率，UVC处理室中的非反射区域与反射区域的比例高导致UVC强度低。低UVC效率与低空气动力学效率相结合，使得852专利的效率低于本申请中描述的UVC空气消毒系统的效率。

发明内容

为了更好地传达本发明的优点，首先应当介绍一些基本的UVC处理室设计原理。这些原理的这种组合似乎是未知的，或者连同许多现有技术一起被忽略了。这些原理列举如下：

1)UVC光子可能随着每次反射而损失。重要的是使反射的次数最小化。应当避免将需要额外反射的尖角。

2)任何光子杀死病原体的概率都与光子在UVC处理室内的总行进距离成比例。大的腔室将通过使所需的反射次数最小化而使可能的行进距离最大化。

3)高反射率是非常重要的。如果在UVC处理室的空气入口和空气出口没有光子损失，则在使用相同UVC源的情况下，UVC处理室内部反射率为98％将使得UVC光强度比UVC处理室内部反射率为90％的情况大5倍。UVC处理室内的UVC强度越高，对于任何病原体的特定UVC剂量(单位：焦耳/平方厘米)的空气流率可能越高。

4)通过UVC处理室的进气端口或出气端口的UVC损失降低了整个腔室的照明强度。重要的是使这些损失最小化。这可以通过使入口区域和出口区域最小化来实现，同时避免过多的空气动力损失和噪音。

5)UVC处理室内的大规模湍流导致一些病原体可能在未暴露于特定UVC剂量的情况下被携带通过的可能性高。抑制UVC处理室内的大规模湍流对于有效的性能和实现高概率的杀死病原体至关重要。与进口喷嘴阵列相关的短距离内的小规模湍流对剂量概率分布的影响很小。

5)空气动力损失可以通过结合有效的喷嘴来加速流动以及结合有效的扩散器来减速流动而最小化。

6)空气动力损失可以通过与风机系统结合将有限尺寸的排出口处的动能转换为有用的动能而得到回收。例如，这可以使用扩散器叶片或风机叶片来实现。例如，风机叶片可以根据离开UVC处理室的空气的速度矢量来实现其最佳效率点。

7)例如，UVC光子不可避免地通过细小的入口喷嘴阵列从UVC处理室逸出，该UVC光子可以与设置于入口喷嘴的逆风处的光催化剂结合而得到很好的使用。通过这种方式，这些原本被浪费的光子被很好地用于驱动空气中的有害物质的光化学分解。

8)在某些安装中，诸如在使用UVC空气处理系统替代吊扇的情况下，期望从一个平面(例如，邻近餐厅的天花板)收集分层的加热和呼出的空气，将其向下排放，并且排出其原本所在的平面。这使得房间内的所有空气得到更有效的流转和消毒。使分层的空气返回到其原本所在的同一层，对于处理房间内的所有空气而言，效果要差得多。

本发明是一种UVC空气处理系统，该UVC空气处理系统被独特地构造为抑制空气处理室内的湍流，从而精确地为所有被处理的空气提供相同的UVC剂量。为了针对给定的腔室容积、风机功率水平、UVC能力水平、声学噪音水平、系统资本成本和系统运行成本提供最佳的杀菌效果，需要向所有空气提供相同的剂量。除了抑制湍流的益处之外，本发明的独特构造还通过使腔室表面的反射之间的平均自由路径最大化，同时还使入口端口和出口端口的区域最小化(否则UVC射线将被浪费)，而使灯产生的UVC能量的利用最大化。入口端口(喷嘴)可以被定向为与UVC灯成直角，因此不会导致灯能量的直接损失(尚未反射)。结果是总的(直接加反射)UVC强度非常高且在UVC处理室内也几乎是各向同性的，而不需要使用许多高输出UVC灯(具有高的综合功耗和维护成本)来回收。该独特的构造允许UVC光子在有效反射之间沿着长的病原体拦截路径，且在空气入口和空气出口处的UVC损失最小。通过结合高反射表面(诸如，膨体聚四氟乙烯(ePTFE)、烧结的聚四氟乙烯(PTFE)或抛光铝)，使整体的反射效率最大化。因为如果那些表面是高反射的(效率为98％)，则每次遇到反射表面时都会发生衰减(光子损失)，因此反射之间的光子路径长是有益的。

优选地，湍流抑制通过使空气首先通过过滤器来实现，该过滤器抑制进入空气中的任何湍流。然后，空气从过滤器以均匀的方式向一个或多个喷嘴加速。过滤器和喷嘴之间的压力梯度防止流动分离，并且向每个喷嘴输送层流的空气。根据本发明的一个实施例，每个喷嘴以精确的切向方式向处理室输送没有流动分离的空气。然后，当处理室内的旋转的空气在处理室内螺旋式地向内移动时，其表现为自由涡流。处理室内的径向压力梯度防止任何流动分离。由一个或多个UVC灯组成的光源被设置为不干扰固有的螺旋层流模式。一个灯或一组灯可以同轴地设置在处理室的中央，例如，它们被安装到腔室的一个表面。可选地，管状灯可以在平行于进入的气流的方向上通过喷嘴插入。在另一实施例中，标准的长的管状灯可以安装在位于处理室(大体上为圆柱形)的任一表面上的齐平石英窗的后方。

根据本发明的另一实施例，UVC处理室内的大规模湍流可以通过引导空气通过UVC反射材料的面板中的穿孔阵列而得到抑制。优选地，喷嘴被构造为具有最小的进口损失，以使流通能力最大化，同时在与流动方向正交的平面中引入小规模的湍流，使得离开喷嘴的射流在短距离内汇聚，以在UVC处理室的其余部分中构建均匀的速度流。对于以均匀的速度经过UVC处理室的所有空气和病原体，均匀的速度流确保了均匀的UVC剂量。

根据本发明的另一方面，光催化材料(诸如二氧化钛)的多孔结构可以例如按照一个喷嘴间隔的距离设置在喷嘴的逆风处，以使用UVC能量照射催化剂，否则该UVC能量将通过喷嘴被损失掉。喷嘴和催化剂结构之间提供的相隔距离允许催化剂的照射比催化剂抵靠喷嘴阵列设置的情况更均匀。该相隔距离还允许均匀地流过光催化结构的空气在光催化结构和穿过反射入口面板的孔之间横向地流动。

根据本发明的另一方面，多孔的ePTFE的平坦面板或其它形状的面板可用作UVC处理室的反射器和进气端口。通过这种方式，空气可以被接纳，且UVC能量的损失最小。

根据本发明的另一方面，离开UVC处理室的空气可以被引导通过例如流线型的狭窄矩形喷嘴、圆形喷嘴或环形喷嘴，以使通过空气出口的UVC能量的损失最小化。通过这种狭槽或喷嘴的空气的动能可以通过匹配的扩散器而被大量地回收。

根据本发明的又一方面，如果使用，则一个或多个空气过滤器可以用于喷嘴的逆风处和光化学催化剂的逆风处。这种过滤器可以包括但不限于预滤器、HEPA过滤器、碳过滤器、静电过滤器等。这种过滤器的目的之一是去除可能藏有病原体的任何UVC不透明颗粒，以及去除可能相对耐受UVC的较大病原体。

根据本发明的另一方面，预过滤器、HEPA过滤器、碳过滤器、静电过滤器等可以另外或可选地用于UVC处理室的顺风处。

根据本发明的另一方面，可以设置至少一个UVC处理室入口喷嘴，该至少一个UVC处理室入口喷嘴响应于喷嘴两端的压差。通过这种方式，喷嘴开口可以自动地调节，以在处理室内尽可能多地保留UVC光，用于瞬时需要的流率。流率可以随一天中的时间、建筑物的居住率、夜间风机噪音限制、个人的氧气需求、或者在个人防护装置的情况下随呼吸而变化。在圆形处理室的情况下，即使在气流暂时停止通过处理室入口喷嘴进入之后，抑制湍流的自由涡流气流模式也可以保持一段时间。

按照类似的方式，压差响应和UVC反射的排出阀可以控制来自UVC处理室的空气流。按照这种方式，可以使通过排出口的UVC光损失最小化。

根据本发明的另一方面，UVC反射螺旋桨可以用于允许空气通过端口自由流入或流出UVC处理室，同时反射和容纳将离开简单的开放式圆孔的大部分UVC。

根据本发明的另一方面，UVC反射风机可以设置在UVC处理室的进口端口或出口端口。

根据本发明的另一方面，UVC处理室的空气出口可以是穿透的多孔的UVC反射材料，诸如烧结的PTFE。按照这种方式，空气可以从UVC处理室排放，且UVC能量从UVC处理室的损失最小。

根据本发明的另一方面，耐受UVC损伤的其它细分的电绝缘材料，诸如烧结的PTFE、粘合的二氧化硅粉末(bonded silica powder)、无纺二氧化硅纤维纸(non-wovensilica fiber paper)或石英纤维布，例如可以用作多孔的UVC反射器，用于使空气流入或流出UVC处理室。

根据本发明的另一方面，多孔的UVC反射材料既可以用作处理室反射器，也可以用作机械过滤器。

根据本发明的另一方面，空气出口区域可以被构造为一个或多个喷嘴，以允许空气等熵地离开UVC处理室，同时使UVC射线能量的逸出最小化。这种喷嘴就其本质而言是使空气加速。空气中由此产生的动能可以通过设计良好的扩散器而被大量回收，扩散器的示例是总夹角为大约14度的锥体。环形喷嘴可以与环形扩散器连同设置。位于圆柱形的UVC处理室和大致平坦的端壁相交处的环形喷嘴使得所需的空气出口区域位于一角落，在该角落中，一些UVC能量在任何情况下都会被圆柱形壁和端壁之间的多次反射所衰减。这个原理也适用于矩形的处理室的侧面和端壁。

根据本发明的另一方面，根据本发明的UVC处理室可以用于对来自真空吸尘器的排出流进行消毒。例如，螺旋式流路径处理室可以装配有入口连接件和出口，该入口连接件适合标准车间类型真空吸尘器的出口，该出口适合同一真空吸尘器软管。通过这种方式，可以方便地引导消毒后的空气。

根据本发明的另一方面，本文所述的UVC处理室可以结合到真空吸尘器中。通过这种方式，可以使来自真空吸尘器的排出空气变得不那么危险。真空吸尘器内的旋风分离器也可以用作UVC处理室。这种设置可以共同使用UVC透明且耐磨的石英旋风壳体和ePTFE反射器，该ePTFE反射器防止石英壳体被灰尘污染和磨损。可以使用定期喷水来除去旋风壳体的内部的灰尘。所需的UVC灯可以方便地安装在石英壳体的外部上。

根据本发明的另一方面，本文所述的UVC空气消毒器可以用于捕获来自干手器的空气，以在空气被重新引入房间之前对其进行消毒。现有技术的干手器会使潜在的传染性微滴大力地扩散，并且对使用者和旁观者都造成了危险。

根据本发明的另一方面，本文所述的UVC空气消毒器可与坐便器连同使用，以在冲洗坐便器时防止有生物危害性的雾气在整个房间扩散。尽管坐便器本体(toilet bowl)更靠近地板设置，但是由于在天花板附近设置卫生间通风风机的惯例，加剧了这种生物危害性雾气的扩散。在许多情况下，与将空气管道从每个坐便器通向中央空气消毒器相比，将电力通向与坐便器连用的空气消毒器可能更可行。根据本发明的空气消毒器可设置于例如坐便器水箱的上方、坐便器水箱的下方、高容量冲洗阀(用于替代水箱)的上方或下方、或者服务墙(service wall)的后方。可以使用具有用于强制通风的连接端口的坐便器座圈，并且该坐便器座圈可以连接到本发明的UVC空气消毒器。可选地，根据本发明的另一方面，坐便器可以被制造为具有环形通风口，该环形通风孔位于坐便器本体的边缘的正下方并且与通向UVC处理室的导管和相关的风机结合。UVC处理室可以集成到坐便器中。

根据本发明的另一方面，具有很小的叶片弯度或没有叶片弯度以及浅的桨距角的螺旋桨可以由UV反射材料制成或涂有UV反射材料。这种螺旋桨可以安装在轴承上，并且在没有马达的情况下使用，目的是在同时反射大部分UVC射线的同时允许空气流动，否则这些UVC射线将通过UVC处理室空气入口或UVC处理室空气出口逸出。简单的抛光铝制螺旋桨可用于该目的。也可以使用反向旋转的反射螺旋桨，以阻挡叶片之间的直接光路，并且使至少一部分UVC射线反射回来，否则这些UVC射线将平行于叶片桨距角从叶片之间逸出。

根据本发明的另一方面，本文所述的UVC空气消毒器可用于对例如门口中的空气幕所用的空气进行消毒。通过这种方式，移动的空气薄层不仅用于防止病原体穿过空气幕，消毒后的吹送空气还用于替换附近的被病原体污染的任何空气。由此产生的消毒后的空气幕可以用于在例如餐馆的餐桌之间、飞机乘客之间、飞机乘客和机组成员之间、医务人员和患者之间、收银员和顾客之间或者乘客和出租车(优步(Uber)或来福车(Lyft))的驾驶员之间构建虚拟屏障。根据本发明的UVC空气消毒器的独特的高容量空气消毒能力使得许多其它应用成为可能。

附图说明

图1a是本发明的处理室的由计算流体动力学(computational fluid dynamics，CFD)软件计算的等距渲染图，该等距渲染图示出了位于UVC处理室1(图2a中示出)内的入口喷嘴流线29和自由涡流流线30(图1b中示出)。

图1b是图1a的渲染图的剖视图。

图2a是本发明的一个实施例的渲染的剖面图。

图2b是示出与图2a的实施例相关联的风机入口速度三角形和风机出口速度三角形的示例性速度图。应当注意的是，这种能量回收设计原理适用于径流式风机、混流式风机和轴流式风机。在这些情况的每种情况下，叶片入口角度和叶片出口角度可被制做得相匹配。从轮毂到护罩，沿着叶片前缘的整个长度，自由涡流离开UVC处理室，并且在每种情况下，叶片可以被成形为产生非常低的出口速度切向分量。良好的设计实践也将使得轴向速度均匀。当这些风机出口条件与有效的圆锥形扩散器相结合时，系统的整体空气动力学效率将远优于现有技术的系统的整体空气动力学效率。

图3是本发明的包括风机的实施例的剖视图，该风机使用UVC室空气入口喷嘴作为逆风导向叶片，并且包括用于输送空气的管状支架。管状支架允许呼出的温暖的、潜在地含有细菌的空气在天花板附近聚集，并且靠近地板输送，而不是使其直接吹向人。使用相对窄的支架允许在地板空间另外可能不足的情况下安装相关的UVC空气消毒器。

图4是与图3的实施例类似(除了具有包括逆风导向叶片的风机组件)的剖视图。

图5a、图5b、图5c和图5d结合本发明的一个实施例示出了各种数量的入口喷嘴的功能。

图6a和图6b示出了本发明的实施例，该实施例包括单个加长型的入口喷嘴、没有逆风导向叶片的轴流式风机和柔性的排出管道。

图7示出了本发明的实施例，该实施例包括两个加长型的入口喷嘴，该入口喷嘴被成形为防止UVC射线逸出。

图8a、图8b、图8c和图8d示出了本发明的实施例，该实施例包括具有可变开口79的压力响应入口喷嘴3a-d和压力响应排出端口阀26，目的是在减小空气流率时使UVC射线能量泄漏最小化。UVC处理室1中示出了自由涡流46。过滤器5使处理室1的污染最小化并且抑制进入空气中的湍流。

图9a、图9b、图9c和图9d示出了尺寸按照比例缩小的自由涡流UVC处理室，该自由涡流UVC处理室用作呼吸器滤芯(respirator cartridge)。

图10示出了UVC空气消毒器，该UVC空气消毒器被构造为替代标准的灯泡。

图11a、图11b、图11c、图11d、图11e、图11f和图11g示出了紫外线空气消毒器，该紫外线空气消毒器被构造为替代吊扇和相关的灯。

图12示出了本发明包括的反射空气入口板的示例性构造。

图13示出了来自反射空气入口面板中的单个平滑的且无锯齿的喷嘴的单个射流的形状。

图14示出了根据本发明的UVC空气消毒器的一个实施例。

图15a、图15b和图15c分别示出了根据本发明的UVC空气消毒器的相关反射空气入口面板的截面主视图、细节图和立体图。

图16a、图16b和图16c示出了根据本发明的UVC空气消毒器的一个实施例的截面主视图、细节截面图和剖面立体图。

图17a和图17b示出了根据本发明的一个实施例的UVC空气消毒器结合到电动干手器中。

图18a、图18b和图18c示出了根据本发明的UVC空气消毒器的平面图、侧视图和立体图，该UVC空气消毒器被构造为安装在吊顶中。

图19示出了本发明的被构造为对在冲洗坐便器期间以其他方式散布的病原体进行消毒的实施例。

图20示出了根据本发明的一个实施例的UVC空气消毒器，该UVC空气消毒器用于捕获例如坐在桌旁的人呼出的任何病原体。

图21示出了根据本发明的与空气幕连同安装的UVC空气消毒器。

图22示出了根据本发明的结合在真空吸尘器中的UVC空气消毒器。

具体实施方式

参照图1a、图1b和图2a，示出了本发明的独特的抑制湍流(turbulence)的自由涡流(free vortex flow)。要注意的是，这些图的目的是为了示出气流流线。空气在空气入口28处进入装置。为了更清楚地显示在UVC处理室1中汇聚的入口喷嘴流线29连同自由涡流流线30，这些视图已经省略了该装置的一些细节。图2a中标记出了UVC处理室1。

参考图2a，空气通过过滤器5a、5b和5c、然后通过喷嘴3a、3b和3c进入UVC处理室1。UVC处理室1中的空气颗粒被UVC灯9射出的UVC射线38轰击。空气以自由涡流经处理室之后，通过扩散器11离开。优选地，风机12被优化为有效地引导旋涡空气离开UVC处理室1，并且根据图2b所示的速度三角形使其沿扩散器11轴向向下排放。

参考图3和图4，示出了本发明的实施例，该实施例包括两个入口过滤器5a和5b。从入口过滤器5a和5b，空气通过喷嘴3a和3b等熵地加速进入大致圆柱形的UVC处理室1，在UVC处理室1中，空气沿着有组织的无湍流的加速流动路径到达位于出口处的风机12。风机12可以是现成的商用风机，或者其可以是被设计为这样的风机，其根据图2b的示例性速度三角形来回收离开的自由涡流的切向速度。离开的气流遇到风机叶片的前缘，该前缘已经具有切向速度Vu1。风机可以根据常规设计实践来设计，并且使用计算流体动力学(CFD)软件来确认，以使得叶片后缘的出口流动基本上是轴向的。按照这种方式，在喷嘴3a和3b处提供给空气的动能被部分回收。在喷嘴3a和3b处施加的均衡的动能可以在扩散器11中被大量回收。导向叶片15可用于改善通过风机12的流动。空气离开扩散器11，并且沿竖直管道54向下流动，以通过地板平面排出口(floor level exhaust port)55离开。

参照图2a、图3、图4、图5a、图5b、图5c、图5d，示出了根据本发明的多个实施例的UVC空气消毒器。如可以看出的是，可以根据功率预算、可用空间和期望的空气流率，使用各种数量的过滤器和喷嘴。空气通过喷嘴3a、3b、3c和3d被送入UVC处理室1，该UVC处理室大致为圆形。空气通过空气入口过滤器5被供应到这些喷嘴中的每个喷嘴。空气入口过滤器5有助于抑制进入喷嘴3a、3b、3c、3d的空气中的任何湍流，并且阻挡来自UVC处理室1的污染物。过滤器5a、5b、5c还通过捕获足够大到能够遮蔽UVC中的杀菌颗粒的颗粒和液滴来提高系统的杀菌效果。UVC空气处理系统对经过UVC处理室1的空气的杀菌效果与UVC处理室1内的UVC强度乘以通过UVC处理室1的通行时间成比例。该效果还取决于UVC强度的均匀性并取决于通行时间。UVC强度是UVC光源(由至少一个UVC灯9组成)的强度、UVC处理室1的内部的反射率、多个反射之间的连续的光子路径长度、以及UVC射线从UVC处理腔室1到入口喷嘴3和出口端口46的损失率的函数。图5a、图5b、图5c和图5d示出了使用不同数量的过滤器和入口喷嘴。喷嘴的数量可以容易调整，以控制UVC空气消毒器的外部形状和尺寸、以及适合空气被吸入过滤器5的方向。

参考图6a、图6b和图7，示出了本发明的实施例，其中，过滤器5a-5c和喷嘴3a-3d之间的流动路径被构造成允许空气以平滑的层流从过滤器5a-5c到喷嘴3a-3d，同时堵塞使UVC射线另外逸出的路径。UVC射线在反射点47、48、49和50处反射。从点50反射出来的UVC射线没有直接路径到达过滤器5(5a、5b、5c等)。在从UVC处理室1逸出的UVC射线能够到达过滤器5a-5d之前，被非反射表面在点43、44和45处吸收。参照图6a和图6b，UV处理室1被UVC反射表面2包围。电机13驱动风机12。空气通过喷嘴3a-3d进入UVC处理室1，当来自喷嘴3a-3d的空气接近风机12时，其表现为自由涡流。在通过风机之后，空气通过管道组件63离开。

参考图8a、图8b、图8c和图8d，示出了UVC空气消毒器，该UVC空气消毒器允许UVC射线在入口和喷嘴3a以及排出端口26处逸出，以被自动调节来适应瞬时空气流率。在个人呼吸器的情况下，由于吸气和呼气而出现气流循环。与肺呼吸机结合也是如此情况，可能需要对排出的空气进行消毒。图8a、图8b、图8c和图8d中所示的实施例在任何给定的流率下都能使UVC强度最大化，并且即使在呼吸之间关闭阀时也能继续对UVC处理室1内的空气进行消毒。例如，每当关闭端口时，都可以关闭UVC灯9，以节省电池能量。优选地，这将使用LED UVC源来完成，而不是使用需要启动时间的低压汞灯来完成。

现在参考图9a，图9b，图9c和图9d，示出了UVC处理室1，该UVC处理室1的构造和尺寸符合筒式呼吸器(cartridge style respirator)作为个人防护设备(PPE)。在空气进入弯曲挡板7之前，周向上的过滤器6对空气进行清洁，其中，弯曲挡板7引导空气进入UVC处理室1。固态UVC灯9照射UVC处理室1的内部。连接器80将UVC处理室1固定到呼吸器面罩等。

现在参考图10，示出了UVC空气净化器的另一实施例。该构造被设计为便于安装在顶部的插座37中，作为普通灯泡的替代品。这种插座通常根据建筑规范来设计和布线，该建筑规范在LED灯开发之前编写，该LED灯的耗电量小得多。因此，如果使用LED灯替代传统的钨丝白炽灯泡，则在这样的插座处可获得额外的电力。所示的构造直接拧入标准的现有灯泡插座37中，该灯泡插座使用接线盒24安装在房间天花板36上。不需要工具。UVC消毒器壳体由顶面板7、底面板8和侧面板42构成。阳螺纹的电接收器机械地固定到UVC空气消毒器壳体上，并且有线地连接到下面的灯座且连接到红外接收器58和控制继电器，继而连接到下面的可替换的可见光LED灯22。红外遥控器57可以用于打开和关闭LED灯22、用于打开和关闭UVC空气消毒器、以及用于控制UVC空气消毒器上的风机的速度。入口过滤器5a-5c向喷嘴3a-3d供给空气，空气从喷嘴排入到UVC处理室1。UVC处理室1中的空气流过自由涡流路径46，直到其进入风机12。优选地，风机12被设计为使得离开UVC处理室1的旋涡空气撞击风机叶片的前缘(没有流动分离)，并且以很小的角动量或者没有角动量离开风机叶片的后缘。风机叶片的上表面可以在该上表面上包括UVC反射材料。挡板16防止UVC射线从装置逸出，并且防止UVC能量照射下方的人。

现在参考图11a、图11b、图11c、图11d、图11e、图11f和图11g，示出了本发明的另一实施例。这是一种UVC空气消毒器，该UVC空气消毒器被构造为替代吊扇21。吊扇在餐厅中很常见，在餐厅中吊扇会加剧疾病(诸如COVID-19)的传播。使用本发明的这个实施例替换现有的吊扇，使用消过毒的空气保持空气循环，并且为由于拆除吊扇而损失的任何照明提供了替代的照明。图11a示出了典型的吊扇安装。用于吊扇21的电接线盒24通常由钢架加固以承受风机的重量。这种电接线盒24非常适合于支撑根据本发明的这个实施例的UVC空气消毒器。图11b示出了在拆除吊扇21来允许安装根据本发明的这个实施例的UVC空气消毒器之后暴露的电盒。图11c示出了壳体41，该壳体固定并且有线地连接到预先存在的电接线盒24，该壳体包括过滤器槽5和UVC处理室1。这种固定可以使用简单的手动工具来完成。现在参照图11d，一旦壳体被固定且有线地连接到吊扇电盒24中，风机和灯组件23就可以从下方插入并且使用固定件固定到壳体41。现在参照图11e，灯22替代从吊扇21拆下的任何灯或因安装壳体41而被遮蔽的灯。空气通过过滤器5进入，空气从该过滤器流过喷嘴3a、3b、3c和3d。空气通过风机12从UVC处理室1离开。UVC射线由UVC灯9提供。百叶窗20可以在方位角和仰角这二个方面都是可调节的，以使坐在下方的人或站在下方的人拥有最佳的舒适度。例如，可以通过最初为原始吊扇安装的硬布线(hardwiring)或通过红外遥控器进行控制。

现在参考图12、图13、图14、图15a、图15b、图15c、图16a、图16b和图16c，示出了UVC空气消毒器的不同组实施例。这些实施例与使用自由涡流室来抑制湍流的上述实施例类似，因为这些实施例也被精心构造为抑制湍流并且使UVC射线能量在UVC处理室入口和出口处的逸出最小化。空气通过多孔面板或穿孔面板进入UVC处理室1，该多孔面板或穿孔面板允许充足的空气进入，同时阻止紫外射线的过度逸出。在穿孔面板的情况下，优选地，孔在逆风侧上被倒角或呈喇叭口状，以使跨越该面板的压降最小。孔也可以是锯齿状的或粗糙的，以在从面板的顺风表面出来的射流中诱发受控程度的湍流。通过这种方式，射流在离穿孔面板的短距离内汇聚，并且合并形成均匀速度的流。这种均匀的速度使得在UVC处理室1中的停留时间是均匀的。如在自由涡流UVC处理室1的情况下，由于UVC处理室入口和出口处的损耗低，因此沿着所有三个轴线在每个方向上的UVC强度非常均匀。在整个UVC处理室1中，各向同性和均匀的UVC照射的联合与UVC处理室1中均匀的停留时间相结合，为任何夹带或悬浮的病原体提供了更均匀的UVC剂量(与根据任何现有技术所提供的UVC剂量相比)。

对于任何给定的应用，本发明的最佳实施例取决于可用的空间、入口和出口所需的定向以及所需的电效率。自由涡流UVC处理室1主要由于接近于等熵的气流而提供了最佳的电效率。它可能是电池供电应用的最佳选择，该应用诸如真空吸尘器或电池供电个人防护设备(PPE)。如果使用者通过UVC室吸入或呼出空气且没有电力，则它也可能是最佳选择。对于非常高的流率的HVAC应用(空间不是问题)，自由涡流UVC处理室1也可能是首选。这也是由于整个系统的压力损失较低和且对风机功率要求较低。

对于优选直通气流的应用或更适合紧凑形状因素的应用，具有UVC反射多孔空气入口面板的UVC处理室可能更好。这个实施例可以采用管的形式，在这种情况下，其可以方便地与市场上可购得的圆形过滤器和圆形管道风机配合。所得的UVC处理室的形状与自由涡流UVC处理室的形状非常相似。UVC处理系统的形状可以根据应用而改变，并且可以是例如图14所示的文丘里形状，或者其可以是如图15a，图15b和图15c所示的矩形形状。

参照图12、图13、图14、图15a、图15b、图15c、图16a、图16b和图16c，示出了一种抑制UVC处理室1内的湍流的替代方法，其中，提供了“多孔反射面板”，空气通过该“多孔反射面板”流入腔室。这个面板的作用是用于将尽可能多的UVC反射回UVC处理室1中，同时产生尽可能小的压降。孔隙率可以在一定的范围内。例如，可以采取大量间隔紧密(例如，6毫米(mm))的精细(例如，2mm直径)穿孔的形式，空气可以等熵地进入这些穿孔。应当注意的是，穿孔的出口损失在很大程度上是不可避免的，但是可以在设计时针对UVC射线能量损失进行权衡，以实现仍然优于现有技术的可接受的折衷。穿孔可以是接近于等熵的，但应当施加正好足够的小规模湍流以使射流在喷嘴穿孔的顺风方向快速汇聚在一起，从而形成速度均匀的单个气团97。这被示出在图12中，其中，空气流经穿孔71并且被锯齿100扰乱。

参照图15b，穿孔面板4的反射表面可以是例如ePTFE或烧结的PTFE。鉴于这些材料相对柔软，可以设置支撑结构70，该支撑结构例如是铝的。可选地，反射和湍流抑制面板可以由例如高渗透的烧结的PTFE构成或由粘合或烧结的PTFE丝状物构成。抑制湍流和均衡UVC室入口速度为每个气块(air parcel)和每个携带的病原体提供了相同的腔室通行时间和相同的UVC剂量。在这种情况下，尽管有孔，但面板提供了大约89％的反射区域。使用UVC反射比为98％的反射材料(诸如膨胀PTFE或烧结的PTFE)，使得净面板反射比接近于87％。空气进入所需的孔隙率可以可选地通过使用例如PTFE的烧结珠或粘合丝状物来提供。在这种情况下，空气压降(空气动力学能量损失)和反射率(未损失的UVC能量)预计会稍高一些。

参照图17a和图17b，示出了根据本发明的UVC空气消毒器的实施例，该UVC空气消毒器对已用于对使用者双手进行吹干的空气进行消毒，同时还从60(这个需要被称为喷嘴以外的某物件，因为我们有其他喷嘴3，并且我们只能仅有一个喷嘴3)提供消毒后的空气的射流用于吹干手。提供这种设置用于在通风口64和65处排出一些消毒后的空气，以保持罩59的下方的遮蔽式干手室内的空气不足和轻微的负压。现有技术的干手器倾向于将可能被病原体污染的液滴吹到房间各处，这些液滴可能被使用者或附近的其他人吸入或污染了这些人的眼睛。根据本发明的干手器构造为现有技术的干手器提供了安全的替代方案，而不需要使用自身具有病原体传播潜力的纸巾。

灯的强度可以在宽泛的范围内进行选择。功率较高的UVC灯的成本包括原始成本、更换成本、电力使用以及对通过UVC源增加热量的空间进行空气调节所需的任何功率。通常，期望使用最少量的电力获得最佳的杀菌效果。实际上，本发明的本质是比现有技术更完美地实现该目标。杀菌效果可以用流率(每秒空气的kg数)乘以剂量率(每平方米焦耳数)除以风机加上UVC灯的综合功耗来测量。剂量率应该基于使其通过UVC处理室的最少处理的空气块(the least treated parcels of air)的剂量率。在现有技术的UVC处理室的情况下，处理室内的空气湍流使得各个空气块在腔室内的停留时间有很大差异。在现有技术的情况下，由于经过处理室的速度不同和经过处理室的路径长度不同、以及整个UVC处理室中的UVC强度不同，因此最少处理的空气(the least treated air)的剂量率通常比中位处理的空气(the median treated air)的剂量率大体上低得多。本发明的被示出和公开的实施例中的每个包括了针对大规模湍流的策略。

这些策略之一是使用加速的自由涡流的流动路径。这种构造的主要优点是，它几乎是等熵的，因为进入空气的压力能通过一个或多个有效喷嘴以几乎无损失的方式被转换成动能。

参照图14，空气通过固定在狭槽38中的过滤器和空气入口面板进入。UVC处理室1的特色在于使用UVC灯9照射内部的UVC反射表面2。空气出口汇聚通道10有效地加速空气进入风机12。空气离开风机12，进入轴向扩散器11。支架78可以用于在靠近风机和灯被支撑的最重的点处支撑整个结构。这个实施例比现有技术的设计更有效，但是比本发明的包括自由涡流UVC空气处理室的实施例的效率稍低一些。然而，它可能太长而无法用于某些应用中。

图15a、图15b和图15c示出了功能上类似但较短的实施例。空气通过百叶窗72进入，通过过滤器5，然后通过TiO2(二氧化钛)蜂窝状的光催化剂6。然后，该空气流经一短距离到达反射入口面板4。蜂窝状的光催化剂面板6和入口面板4之间的非零距离允许通过空气入口面板中的孔泄漏的UVC射线散焦或扩散开，以更均匀地照射蜂窝状的光催化剂面板6。这样，“泄漏的”UVC射线不会被浪费。UVC处理室通过UVC灯9进行照射。从空气出口逸出的UVC射线被线性喷嘴10限制。在汇聚通道10处施加给空气的动能大部分被扩散器11回收。优选地，扩散器11和室73涂有UVC吸收材料，以防止旁观者暴露于UVC。风机12可以设置在例如室73的每端处。风机可以是标准设计，或者它们可以被优化，以利用空气进入室73时的剩余角动量。在这种情况下，风机将以相对于它们自己的入口和出口的相反的方向进行最佳旋转，但是沿彼此相同的绝对方向旋转，这种情况是图15a中的顺时针方向。

现在参考图16(a，b或c)，基部74具有至少一个开口并且支撑管道外壳75，该管道外壳在其下端穿孔以向标准的HEPA车间真空过滤器5供给空气。在离开过滤器5之后，空气通过反射空气入口面板4以及支撑结构70和反射表面2。例如，管道外壳75可以由PVC、铝或镀锌钢板制成。管道内优选形成有高UVC反射率的衬套，例如，膨胀PTFE(ePTFE)或烧结的PTFE。应当注意的是，这种设计可以容纳端对端堆叠的一个以上的过滤器，以适应更高的空气流率。空气经过UVC空气处理室，然后进入汇聚通道10。汇聚通道10的尺寸被设置为允许合理的低压降，且UVC损失最小。空气出口整流罩76与管道外壳75共同作用，以形成环形的扩散器11。然后，空气通过光催化剂面板77，该光催化剂面板被通过喷嘴10泄漏的UVC射线照射。光催化剂77面板可以在其顺风表面上包括UVC光挡板，以防止UVC射线逸出。可选地，光催化剂面板77和风机12之间可以单独设置透气式的UVC射线挡板。风机12推进空气。扩散器11降低了通过系统的压降。示出了轴流式风机。风机可以在逆风或顺风方向上设置于系统的外部。可以使用其他类型的风机，诸如混流式风机或径流式风机。在安装于机动车或飞机内的情况下，例如，空气源可以取自车辆或飞机外部的空气冲击流。

现在参考图17a和图17b，示出了根据本发明的一个实施例的电动干手器，该电动干手器安装到墙壁66。风机12使空气循环通过UVC处理室1，并且将其排放到空气通道62和63中。空气中的大部分向上流入空间(volume)61，并且通过喷嘴60从该空间离开，以吹干使用者的双手。为了在透明罩59的后方保持轻微的负压。这允许补给空气68进入，这最小化了被潜在地污染的液滴的逸出，记住的是，与现有技术相比，该干手器系统优势在于其对从使用者双手上流下的水进行UVC消毒。

参考图18a、图18b和图18c，示出了UVC空气消毒器，该UVC空气消毒器被构造为便于安装在吊顶中。进气口91和92向倾斜的过滤器5供给空气，空气从过滤器5通过空气入口喷嘴3a和3b流入UVC处理室1中。长边93和94的尺寸被设计为适合例如2英尺×4英尺的标准吊顶系统。这允许根据本发明的UVC空气处理系统安装在办公场所中，例如，该办公场所可能没有额外的空间用于UVC空气处理系统。

参照图19，示出了与本发明的UVC空气消毒器一起使用的坐便器通风设置。坐便器座圈82包括坐便器座圈间隔件，该坐便器座圈间隔件搁置在坐便器本体边缘(toilet bowlrim)85上。排放管道84与瓷制的坐便器本体(toilet bowl)81一体成型。水管道88以传统方式通过端口89向坐便器本体81供应冲洗水。示出了水位86用于参考。端口90允许污浊空气从坐便器本体81进入排放管道84，排放管道84向UVC空气消毒器和相关的风机和过滤器运送污浊空气。

参考图20，示出了UVC空气消毒器结合到桌子中或位于桌子之间，目的是用于真空吸走位于桌子16处的任何病原体。所示的系统包括过滤器51、处理室1、UVC源9和风机12。该系统的尺寸将被设计为使得将以空气接近UVC空气消毒器的速度从坐在桌边的人带走呼吸的空气17。这不仅保护了坐在桌边的人免于再次吸入来自其他人的未经消毒的空气，而且还保护了企业(诸如办公楼或餐厅)的所有其他使用者免受坐在配备此类设备的任何桌边的人的感染。过滤器5a在处理室1内构建层流。反射表面2排布在处理室中，以使来自灯9的UVC射线的利用最大化。对于这种应用来说，现有技术的系统提供的病原体颗粒处理的均匀性太低，并且如果以采集呼吸所需的流率运行，由于空气动力学效率差，可能产生难以忍受的噪音。

参见图21，示出了根据本发明的UVC空气消毒器与空气幕相结合。这方便地为医院走廊、商店入口、飞机、火车等处的病原体传播设置了屏障。这种应用通过根据本发明提供的高病原体杀死概率、低功耗和低噪音水平的独特组合而得以实现。

参照图22，示出了一种真空吸尘器，该真空吸尘器包括风机12、过滤器5a、UVC处理室1、UVC透明围合件14、UVC反射面2和UVC灯9。根据本发明，处理室被设计为用于使湍流最小化以及使UVC路径长度最大化。

应当注意的是，独特的加速自由涡流路径为本发明的许多实施例的显著部分，该加速自由涡流路径抑制了湍流，并且不允许空气块从UVC处理室入口走捷径到UVC处理室出口。所有经过的空气都沿着均匀的路径长度，通行时间没有实质性的变化，而高比例的反射表面在处理室内提供了均匀的高UVC强度。UVC射线被多次反射，在最初的几次反射之后，其已经均匀地散布在整个UVC处理室中。

应当注意的是，一些现有技术的所有者吹嘘湍流作为使病原体的所有方面暴露的手段的好处。在本发明的情况下，UVC射线能量的反射次数足以使UVC处理室内的UVC通量各向同性(isotropic)。这种各向同性的UVC射线通量是有益的，因为不需要其他不期望的湍流来实现对经过的病原体的所有方面的暴露，并且还有益于提供六倍于单轴单向UVC通量提供的暴露。在本发明的情况下，UVC通量沿着三条轴线中的每条轴线在两个方向上都保持处于均匀的高水平。这种各向同性的通量是以下独特组合的结果：空气入口和空气出口处的低UVC损耗、高漫反射率的材料、为长的路径长度而构造的腔室、较少的所需反射以及每个UVC光子从灯处射出到最终吸收的总体上更长的平均总路径。

与上述实施例相关的喷嘴构造的功能非常接近于等熵，即，当空气通过喷嘴加速进入UVC处理室时，能量损失可以忽略不计。此外，由于空气沿着自由涡流螺旋流向中央腔室出口，因此在空气经过处理室时几乎没有能量损失。离开的空气具有累积的动能，该动能可以通过几种方法中的任一种或通过它们的组合而被大量回收。在轴流式鼓风机位于UVC处理室出口处的情况下，离开的空气的速度矢量可以与订制的叶片精确地协调，以消除离开风机的空气中的几乎所有的切向速度。然后，从风机离开的空气的轴向速度可以通过圆锥形的扩散器或等同装置基本上回收。因此，被处理的空气可以加速进入处理室，在处理室中，诱导的自由涡流抑制湍流，然后当空气通过风机和随后的扩散器时再次减速。可以通过选择过滤器的尺寸和数量以及与所考虑的UVC处理室结合使用的喷嘴的数量来控制入口过滤器压降。流率较低的精细过滤器可以通过增加过滤器的数量和面积来进行补偿。

作为从处理室直接进入风机的涡旋空气的替代方案，可以设置一组扩散器叶片，该扩散器叶片从离开的空气有效地去除旋涡成分。按照这种方式，空气可以进入标准的轴流式风机，该轴流式风机按照其设计点运行。应当注意的是，这种标准的轴流式风机将留下离开气流中的剩余的切向速度分量。由这种切向速度分量表示的动能可能不能完全回收。这不是本发明特有的缺点，而是由于没有导向叶片的轴流式风机的特性以及应用于包括没有导向叶片的轴流式风机的现有技术的空气处理系统造成的。

在UVC处理室中央出口处使用扩散器叶片，还允许在空气离开UVC处理室时回收旋转空气的切向动能，而无需为此使用专门的风机。

此外，本发明和权利要求的各个元件中的每个也可以通过各种方式实现。本公开应当被理解为包括每个这样的变化，无论是任何设备实施例、方法或过程实施例的变化，或者甚至仅仅是这些实施例的任何元件的变化。具体地，应当理解的是，由于本公开涉及本发明的元件，即使只有功能或结果相同，用于每个元件的词语也可以使用等同的设备术语或方法术语来表述。这种等同的、更广泛的、或甚至更通用的术语应当被认为包含在每个元件或动作的描述中。在期望明确本发明所具有的隐含的广泛覆盖范围的情况下，这些术语可以被替换。仅作为一个示例，应当理解的是，所有动作可以被表述为用于采取该动作的手段或导致该动作的元素。类似地，所公开的每个物理元件应当被理解为包括公开的该物理元件所促进的动作。关于这最后一方面，仅作为一个示例，公开的“使用UVC光处理空气的装置”或“UVC空气处理系统”应当被理解为包括“处理空气”的动作的公开，无论是否明确地论述过，且相反地，如果有效地公开了“处理空气”的动作，那么此公开应被理解为包括“UVC空气处理系统”、甚至“用于处理空气的装置”的公开。这种改变和替代术语将被理解为明确地包括在说明书中。紫外线-C带宽中的光是特定的，因为它是实现如在此详细说明的空气消毒的最有效的波长。然而，也可以使用紫外线-A带宽和紫外线-B带宽中的光。

术语UVC的含义广泛，不仅包括UVC射线，而且还包括UVA射线和UVB射线，该UVA射线和UVB射线作为在某些情况下可以使用的替代物。

因此，申请人应当被理解为要求至少：i)如本文公开和描述的输入装置中的每个；ii)所公开和描述的相关方法；iii)这些装置和方法中的每个的相似的变化、等同的变化以及甚至隐含的变化；iv)实现如公开和描述的所示的每种功能的那些可选设计；v)实现如所示的每种功能的那些可选设计和方法(该设计和方法隐含地实现了所公开和描述的功能)；vi)作为单独和独立发明示出的每个特征每个、部件和每个步骤；vii)由所公开的各种系统或部件增强的应用；viii)由这种系统或部件生产的产品；ix)基本上如上文中和参考任何所附示例所描述的方法和设备；x)所公开的元件中的每个的多种组合和排列；xi)作为对所提及的每项独立权利要求或概念中的每个的从属权利要求或概念的每个潜在的从属权利要求或概念；xii)如上在整个论述中描述的借助于计算机或在计算机上执行的过程；xiii)如上整个论述中描述的可编程设备；xiv)计算机可读存储器，该计算机可读存储器使用用于指示计算机的数据进行编码，该计算机包括如以上整个论述中所描述的起作用的装置或元件；xv)如本文所公开和描述的所配置的计算机；xvi)如本文所公开和描述的单独的程序和子程序或组合的程序和子程序；xvii)所公开和描述的相关方法；xviii)这些系统和方法中的每个的相似的变化、等同的变化、甚至隐含的变化；xix)实现公开和描述的如所示的每种功能的那些可选设计；xx)实现如所示的每种功能的那些可选设计和方法，(该设计和方法隐含地实现所公开和描述的功能)；xxi)作为单独和独立发明示出的每个特征、每个部件和每个步骤；以及xxii)上述中的每个的多种组合和排列。

还应当理解的是，出于实际原因，并且为了避免潜在地增加数百项权利要求，申请人可以最终仅呈现具有初始从属权利要求的权利要求。支持应当被理解为存在于新事项法律下所要求的程度，包括但不限于《欧洲专利条约》第123(2)条和《美国专利法》35USC 132或其它此类法律，以允许增加在一项独立权利要求或概念下呈现的各种从属物或其他元素中的任意一个，作为在任何其他独立权利要求或概念下的从属物或元素。此外，如果使用或当使用时，根据传统的权利要求解释，过渡性短语“包括”的使用是用于以及将用于保持本文的“开放式”权利要求。因此，除非上下文另有要求，否则应当理解的是，术语“包括”或其变型(诸如“包含”或“具有”)旨在暗示包括所述元件或步骤或者元件或步骤的组，但不排除任何其它元件或步骤或者元件或步骤的组。这些术语应当以其最广泛的形式来解释，以为申请人提供法律上允许的最广泛的覆盖范围。

本专利申请中提及的专利、出版物或其它参考文献通过引用结合到本文中。另外，对于所使用的每个术语，应当理解的是，除非其在本申请中的使用与这种解释不一致，否则传统和通用词典的定义都应当被理解为对于每个术语都包括在内，并且所有定义、替代术语和同义词(诸如，包含在兰登书屋韦氏足本词典(Random House Webster’sUnabridgedDictionary)第二版中的定义、替代术语和同义词)都通过引用结合于此。最后，本申请中列出的所有参考文献都在此附上并且通过引用结合于此，然而，对于上述每一篇，在一定程度上通过引用结合的这些信息或陈述可能被认为与该/这些发明的专利不一致，这些陈述显然不被认为是由申请人作出的。请注意的是，所引用的非专利文献作品，如科学文件或技术文件等，可能受到版权保护和/或基于适用法律的任何其他适当的书面作品保护。未经版权所有人的明确许可，不得复制或在其他电子或印刷出版物中使用或重新分发有版权的文本。

美国专利

美国专利申请公开文本

外国专利文件

非专利文献文件

Claims (32)

1.一种空气净化器设备，包括：

(a)UVC处理室，所述UVC处理室具有进气端口和出气端口；

(b)紫外线(UVC)光源，所述UVC光源位于所述腔室内；

(c)风机，所述风机用于使环境空气通过所述空气入口、通过所述腔室、并且通过所述空气出口向外运动；

其中，所述腔室包括反射内表面，所述反射内表面用于在所述腔室内沿着多个路径使UV光发生反射，以对在所述空气入口和所述空气出口之间运动通过所述腔室的空气进行消毒；其中，所述空气入口和所述空气出口适合于防止UVC光从所述腔室逸出。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述空气入口包括穿孔面板，所述穿孔面板适合于将UV光反射回所述腔室中。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述穿孔面板包括PTFE。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述空气出口包括排出室，所述排出室适合于抑制UV光从所述腔室逸出。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括扩散器，所述扩散器连接到所述空气出口。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述空气入口喷嘴被定向为与所述UV光源成直角。

7.根据权利要求1所述的设备，还包括弯曲挡板，所述弯曲挡板在所述腔室内与所述空气入口相邻，用于向进入所述腔室中的空气提供螺旋流。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，存在多个空气入口喷嘴。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述腔室包括多个弯曲的内表面。

10.根据权利要求1所述的设备，还包括光催化剂面板，所述光催化剂面板设置在所述空气入口和所述UV光源之间。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述空气入口包括过滤器。

12.根据权利要求2所述的设备，其中，所述穿孔面板包括多个空气入口喷嘴。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述空气入口包括能够移动的喷嘴，所述能够移动的喷嘴适合于在通过所述空气入口的空气流率变小时减小空气入口开口的所述尺寸。

14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述空气出口包括管状管件，所述管状管件支撑所述腔室；其中，所述管状构件包括基部，所述基部具有至少一个开口，所述开口用于使处理过的空气靠近所述地板离开所述管状构件。

15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述腔室安装到房间的所述天花板。

16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述腔室被构造为提供从所述空气入口到所述空气出口的自由涡流空气流动路径。

17.一种干手器设备，包括：

(a)腔室，所述腔室具有空气入口和空气出口，其中，所述腔室还包括开口，所述开口用于待吹干的至少一只手；

(b)紫外线(UV)光源，所述UV光源位于所述腔室内；

(c)至少一个管道；

(d)室；

(e)至少一个端口；

(c)风机，所述风机用于使空气向下运动到所述手上并且进入所述空气入口中；

其中，所述空气在通过所述风机而运动到所述空气出口之前，暴露于所述腔室中的UV光。

18.根据权利要求17所述的设备，还包括罩构件，所述罩构件位于所述腔室的上方；其中，所述罩包括开口，所述开口用于待吹干的所述手。

19.一种坐便器空气消毒系统，所述坐便器空气消毒系统用于包括具有边缘的本体的类型的坐便器；其中，所述系统包括：

(a)腔室，所述腔室具有空气入口和空气出口；

(b)紫外线(UVC)光源，所述UVC光源位于所述腔室内；

(c)空气管道，所述空气管道靠近所述边缘设置，并且适合于与所述空气入口连通；

(d)风机，所述风机用于使空气从所述边缘附近通过所述空气入口运动到所述腔室，运动通过所述腔室，并且运动通过所述空气出口；

其中，所述腔室包括反射内表面，所述反射内表面用于在所述腔室内沿着多个路径使UV光发生反射，以对运动通过所述腔室的空气进行消毒；其中，所述空气入口和所述空气出口适合于防止UV光从所述腔室逸出。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述边缘包括所述管道，所述管道是敞开的，以从所述边缘的附近接收环境空气。

21.一种筒式呼吸器，包括腔室，所述腔室具有进气开口、出气开口以及弯曲挡板装置，所述弯曲挡板装置用于向进入所述腔室中的空气提供螺旋流。

22.一种净化空气的方法，包括以下步骤：

(a)提供腔室，所述腔室具有空气入口和空气出口；

(b)向所述腔室内提供紫外线(UV)光源；

(c)提供风机，所述风机用于使环境空气运动通过所述空气入口、运动通过所述腔室、并且运动通过所述空气出口；

其中，所述腔室包括反射内表面，所述反射内表面用于在所述腔室内沿着多个路径反射UV光，以对在所述空气入口和所述空气出口之间运动通过所述腔室的空气进行消毒；其中，所述空气入口和所述空气出口适合于防止UV光从所述腔室逸出。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述空气入口包括穿孔面板，所述穿孔面板适合于使UV光反射回所述腔室中。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述穿孔面板包括PTFE。

25.根据权利要求22所述的方法，其中，所述空气入口被定向为与所述UV光源成直角。

26.根据权利要求22所述的方法，其中，所述腔室还包括弯曲挡板装置，所述弯曲挡板装置与所述空气入口相邻，用于向进入所述腔室的空气提供螺旋流。

27.一种用于在具有天花板的房间中净化空气的方法，包括以下步骤：

a)提供空气净化器设备，所述空气净化器设备具有腔室、紫外线(UV)光源、空气入口和空气出口、以及风机，所述腔室具有反射内表面，所述UV光源设置在所述腔室中，所述风机用于使空气从所述空气入口通过所述腔室运动到所述空气出口；

其中，所述空气入口和空气出口适合于大体上防止UV光从所述腔室逸出；

(b)将所述空气净化器设备固定到所述天花板；以及

(c)将所述风机和所述UV光源连接到电源。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述空气入口包括穿孔面板，所述穿孔面板适合于使UV光反射回所述腔室中。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述穿孔面板包括PTFE。

30.根据权利要求27所述的方法，还包括将所述空气入口连接到空气扩散器的步骤。

31.根据权利要求27所述的方法，其中，所述空气入口被定向为与所述UV光源成直角。

32.根据权利要求22所述的方法，其中，所述空气入口连接到真空吸尘器的所述排出端口。

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