CN117957039A - 头戴式空气净化器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种头戴式空气净化器，其包括过滤器组件、用于产生通过过滤器组件的气流以在过滤器组件下游获得过滤的气流的电机驱动叶轮、以及用于发射电磁光谱的远UVC部分的光的至少一个光源。头戴式空气净化器还包括光导，光导布置为引导从至少一个光源发射的光照射过滤器组件的上游表面的至少一部分以对其进行去污。

Description

头戴式空气净化器

技术领域

本发明涉及一种头戴式空气净化器。具体地，本发明涉及使用电磁光谱的远UVC部分中的光来去污头戴式空气净化器的过滤器组件的至少一部分。

背景技术

空气污染是日益严重的问题，各种空气污染物对人类健康有已知或可疑的有害影响。空气污染可能造成的不利影响取决于污染物的类型和浓度，以及人们暴露在污染空气中的时间长度。例如，相对高的空气污染水平会导致心血管和呼吸系统疾病加重等直接健康问题，而长期暴露在污染的空气中会对健康产生永久性影响，如肺活量下降和肺功能下降，以及哮喘、支气管炎、肺气肿等疾病的发展，甚至可能导致癌症。空气传播的病原体也是问题，当个人暴露于(即吸入)此类病原体时，可能会导致各种健康风险。

在空气污染水平特别高的地方，许多人已经认识到尽量减少接触这些污染物的好处，并开始戴面罩，目的是在空气到达口部和鼻之前至少过滤掉一部分污染物。这些面罩从仅过滤相对较大灰尘颗粒的基础防尘面罩到空气通过过滤器元件或滤筒的更复杂的空气净化呼吸器。然而，由于这些面罩通常至少覆盖用户的口部和鼻，因此它们会使正常呼吸更加费力，并且还会使用户难以有效地与他人交谈，因此尽管有潜在的好处，人们还是不情愿每天使用这种面罩。

因此，已经尝试开发可由用户佩戴但不需要覆盖用户的口部和鼻的空气净化器。例如，头戴式空气净化器的一种设计包括两个耳组件，两个耳组件佩戴在用户的相应耳朵上并通过头带连接，类似于典型的一对耳机。每个耳组件可以包括电机驱动叶轮和过滤器组件，其中电机驱动叶轮产生穿过过滤器组件的气流，以在其下游获得过滤的气流。过滤的气流然后可以被引导至用户的口部。例如，在一种设计中，头戴式空气净化器包括喷嘴或面甲，喷嘴或面甲在每端连接到相应的耳组件，并且在使用中靠近用户的口部和鼻定位。喷嘴可以在过滤器组件的下游接收过滤的空气，并将空气引导至开口或喷嘴出口，开口或喷嘴出口在使用中位于用户的口部和鼻附近，以便将过滤的空气输送给用户。

这种空气净化器的问题在于，吸入过滤器组件的空气来自可能含有多种不同污染的环境。较大的污垢和灰尘颗粒可能被过滤掉，但细菌和其他微生物等较小的污染物也会被吸入。这种微生物污染物可能在过滤器组件内及其周围聚集和生长。例如，可以使用湿布清洁空气净化器的硬表面。然而，这实际上会导致微生物污染水平的增加。在任何情况下，可能难以或不可能接近要用这种布去污的过滤器组件的某些部件，尤其是在不损坏过滤表面的情况下。当考虑如何清洁这种空气净化器的过滤器组件时，另一个限制是在过滤器组件附近通常只有相对较小的空间来装配或放置有助于去污的物理设备。

正是在这种背景下提出了本发明。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种头戴式空气净化器，包括过滤器组件、用于产生穿过过滤器组件的气流以在过滤器组件下游获得过滤的气流的电机驱动叶轮、以及用于发射电磁光谱的远UVC部分中的光的至少一个光源。头戴式空气净化器包括光导，光导布置为引导从至少一个光源发射的光照射过滤器组件的上游表面的至少一部分以对其去污。

光导可以包括光导管器件，光导管器件布置为将从至少一个光源发射的光通过光导管器件引导至过滤器组件的上游表面。

光导管器件可以包括至少一个拐角，拐角布置为引起被引导通过光导管器件的光的方向改变。

光导管器件的至少一部分可以延伸穿过头戴式空气净化器的至少一个结构部件。

至少一个结构部件可以包括过滤器框架，过滤器框架布置为支撑过滤器组件。

光导可以布置为沿基本平行于过滤器组件的上游表面的方向发射光。

光导可以布置为沿着过滤器组件的上游表面在多个方向上发射光。

头戴式空气净化器可以包括用于覆盖过滤器组件的上游表面的过滤器护罩。来自至少一个光源的光可以照射过滤器护罩和过滤器组件的上游表面之间限定的间隙。

邻近过滤器组件的上游表面的过滤器护罩的内表面可以包括反光涂层或由反光涂层制成。

光导的一部分可以位于过滤器护罩和过滤器组件的上游表面之间，来自至少一个光源的光从光导的该一部分发射。

过滤器护罩可以包括用于将过滤器护罩固定到位以覆盖过滤器组件的上游表面的唇部。

光导的至少一部分可以附接到过滤器护罩。

至少一个光源可以布置在过滤器组件的与过滤器组件的上游表面相对的一侧。

至少一个光源可以附接到头戴式空气净化器的至少一个结构部件或邻近头戴式空气净化器的至少一个结构部件设置。

至少一个结构部件可以在至少一个光源和光导之间。

至少一个结构部件可以由允许从至少一个光源发射的光穿过的材料形成。

材料可以是塑料材料。可选地，塑料材料可以是丙烯酸、聚碳酸酯、聚丙烯或包括使用聚乳酸。

至少一个结构部件可以包括过滤器框架，过滤器框架布置为支撑过滤器组件。

至少一个光源可以是一个或多个LED的形式。

至少一个光源可以配置用于发射波长约为222nm的光。

头戴式空气净化器可以包括开关器件，用于在光源发射光的开启状态和光源不发射光的关闭状态之间开关至少一个光源。可选地，开关器件可以是用户可操作的。

头戴式空气净化器可以包括布置为佩戴在用户耳朵上的耳组件，其中耳组件包括过滤器组件、电机驱动叶轮和至少一个光源。可选地，耳组件可以是第一耳组件，其布置为佩戴在用户的第一耳朵上。头戴式空气净化器可以包括第二耳组件，第二耳组件布置为佩戴在用户的第二耳朵上，其中第二耳组件可以包括第二过滤器组件、第二电机驱动叶轮和至少一个第二光源，并且其中第二过滤器组件、第二电机驱动叶轮和至少一个第二光源可以分别对应于如上所述的过滤器组件、电机驱动叶轮和至少一个光源。

头戴式空气净化器可以包括喷嘴，用于接收过滤器组件下游的过滤的空气，并用于将过滤的空气引导朝向用户的口部和鼻。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的示例，其中：

图1示出了根据本发明的示例的头戴式空气净化器的示意图；

图2示出了图1的头戴式空气净化器的耳组件的截面图；

图3示出了图2的耳组件的外盖的俯视图；

图4示出了图1的头戴式空气净化器的喷嘴；

图5示出了图2的耳组件的部分横截面；

图6示出了图2的耳组件的横截面，耳组件的外盖被移除；并且，

图7(a)和7(b)示出了图2的耳组件的过滤器框架的俯视和仰视透视图；并且，

图8(a)和8(b)示出了图3的外盖的仰视图。

具体实施方式

图1是头戴式空气净化器10的示例的外部视图。头戴式空气净化器10包括连接到弧形头带14的一对大致圆柱形的耳组件或耳杯12，以及在耳组件12的相对端之间延伸并连接到耳组件12的喷嘴或面甲16。待过滤的空气沿箭头17所示的方向被吸入耳组件12，这将在下文中详细讨论。

另外参考图2，每个耳组件12包括壳体18和附接到壳体18的耳垫20，壳体18和耳垫一起限定了具有开口24的空腔22。可选的扬声器或声学驱动器单元23可以附接到壳体18，使得其至少部分地暴露于空腔22。

每个耳组件12包括设置在壳体内的电机驱动叶轮26，叶轮布置为产生穿过壳体18的气流。因此，壳体18设有空气入口28和空气出口，气流可以通过空气入口28由电机驱动的叶轮26吸入壳体18中，空气出口用于将气流从壳体18排出。

过滤器组件32也设置在壳体18内，使得由电机驱动叶轮26产生的气流穿过过滤器组件32，并且使得从耳组件12排出的气流被过滤器组件32过滤/净化。过滤器组件32因此位于壳体18的空气入口28的下游(相对于由电机驱动叶轮26产生的气流)并且位于空气出口的上游。在所述的示例中，过滤器组件32也位于电机驱动叶轮26的上游或相对于电机驱动叶轮26位于上游。

在所描述的示例中，壳体18包括可选的声学驱动器单元23位于其上的扬声器底盘34，以及安装在声学驱动器单元23上方的扬声器底盘34上的大致截头圆锥形的扬声器盖36。扬声器底盘34包括被圆柱形侧壁包围的大致环形基座。壳体18的空气出口由形成在圆柱形侧壁中的孔限定。耳组件12还设有中空的刚性出口导管42，导管从壳体18延伸并布置为将耳组件12的空气出口30连接到喷嘴16的空气入口。在一些示例中，刚性出口导管42可以被视为壳体18的一部分。在不同的示例中，一个或两个耳组件可以不包括声学驱动器单元(或相关联的部件)，使得头戴式空气净化器可以不额外地作为耳机操作。

每个耳组件12还包括一个或多个电路板，其上设置或安装有各种电路。例如，该电子电路可以包括电机控制电路，电机控制电路布置为控制驱动叶轮26的电机46的转速。在所描述的示例中，电路板设置在或安装到扬声器底盘34的外周部分。电路板因此可以至少部分地环绕声学驱动器单元23(如果包括声学驱动单元)。

包含叶轮26和电机46的大致截头圆锥形叶轮外壳48可以设置在扬声器盖36上(如果包括扬声器)。在一些示例中，叶轮外壳48可以被视为耳组件12的壳体18的一部分。该叶轮外壳48包括包围叶轮26和电机46的大致截头圆锥形的叶轮壳体50，以及流体连接到叶轮壳体50的基座的环形蜗壳52，其中环形蜗壳52布置为接收从叶轮壳体50排出的空气。叶轮壳体50设有空气入口54和空气出口56，空气可以通过空气入口54被叶轮26吸入，空气通过空气出口56从叶轮壳体50排出到环形蜗壳52。叶轮壳体50的空气入口54由叶轮壳体50的小直径端处的孔/开口提供，空气出口56由围绕叶轮壳体50的大直径端形成的环形槽提供。

环形蜗壳52包括螺旋形(即逐渐变宽的)管道，其布置为接收从叶轮壳体50排出的空气并将空气引导至蜗壳52的空气出口。蜗壳52的空气出口流体连接到耳组件12的空气出口。这里使用的术语“蜗壳”是指螺旋漏斗，其接收由叶轮泵送的流体，并且随着其接近排放端口而面积增大。因此，蜗壳52的空气出口提供了用于收集从形成叶轮壳体50的空气出口56的周向环形槽排出的空气的有效且安静的器件。

在所描述的示例中，叶轮26是具有大致圆锥形或截头圆锥形形状的混流叶轮。叶轮26是中空的，使得叶轮26的后侧/背侧限定了大致截头圆锥形凹部。电机46然后嵌套/设置在该凹部内。叶轮26可以是半开/半闭混流叶轮，即仅具有后护罩60。叶轮26的后护罩60于是限定了凹部，电机46嵌套/设置在凹部内。

叶轮外壳48可以可选地由多个弹性支撑件62支撑/悬挂在壳体18内，弹性支撑件62减少从叶轮外壳48传递到壳体18的振动。为此，多个弹性支撑件62可以各自包括弹性材料，例如弹性体或橡胶材料。

过滤器组件32可以安装到扬声器底盘34，使得过滤器组件32设置在叶轮26的上游，并且布置为嵌套在叶轮外壳48上。过滤器座或框架64支撑过滤器组件32，过滤器组件32具有一个或多个过滤器元件66、68。在所描述的示例中，过滤器组件32包括颗粒过滤器元件66和化学过滤器元件68，其中颗粒过滤器元件66相对于化学过滤器元件68位于上游。在不同的示例中，过滤器组件可以仅包括这些过滤器元件中的一个，或者可以包括不同的过滤器元件，可选地与所描述的示例的过滤器元件66、68中的一个或两个结合。

过滤器座64设有多个孔70，孔70允许空气从过滤器座64的前表面流到过滤器座64的后/背表面，前表面布置为在多个孔70上支撑过滤器元件66、68。过滤器座64然后进一步在过滤器座64的后/背表面和叶轮外壳48的空气入口54之间限定空气通道或通路72，空气通道或通路72布置为将空气引导至叶轮外壳48的空气入口54。该空气通道72由过滤器座64的后/背表面和叶轮外壳48的前表面之间限定的空腔提供。因此，空气在穿过过滤器座64中的孔70并进入通向叶轮外壳48的空气入口54的空气通道之前必须穿过过滤器元件66、68。

在所描述的示例中，过滤器座64安装到扬声器底盘34并位于叶轮壳体50上方，叶轮壳体50部分地设置在由过滤器座64的背部限定的容积内。特别地，过滤器座64可以包括大致截头圆锥形的外周部分和大致圆柱形的中心部分。过滤器座64的大致截头圆锥形的外周部分设有多个孔70，并布置为在多个孔70上支撑一个或多个大致截头圆锥形的过滤器元件66、68。叶轮壳体50可以至少部分地设置在过滤器座64的大致圆柱形的中心部分内。具体地，叶轮壳体50的空气入口54可以设置在由过滤器座64的圆柱形中心部分的背部限定的容积内。

耳组件12的结构部件或零件，例如壳体18、叶轮外壳48和过滤器框架64，可以一起被视为耳组件的主体。一个或多个结构部件可以由塑料材料形成，例如丙烯酸树脂。特别地，过滤器框架64可以至少部分地由丙烯酸树脂形成。

另外参考图3，耳组件12(的主体)还包括可以安装在扬声器底盘34上的外盖74。该外盖74布置为装配在过滤器组件32上，因此外盖74通常与过滤器组件32相符合。外盖74设有允许空气穿过外盖74的孔76的阵列，因此这些孔限定了外盖74的空气入口。这些孔的尺寸布置为防止较大颗粒穿过过滤器组件32并堵塞或损坏过滤器元件66、68。替代地，为了允许空气通过，外盖74可以包括安装在外盖74中的窗口内的一个或多个格栅或网格。同样清楚的是，在本公开的范围内可以设想替代的阵列模式。

外盖74可释放地附接到扬声器底盘34，以便覆盖过滤器组件32。例如，外盖74可以使用锁扣机构附接到扬声器底盘34。当安装在扬声器底盘34上时，外盖74保护过滤器元件66、68免受损坏，例如在运输期间，并且还提供覆盖过滤器组件32的视觉上吸引人的外表面，这与净化器10的整体外观一致。

在所描述的示例中，外盖74被提供为具有开口端的中空截头圆锥体。外盖74的开口大直径端可以布置为装配在过滤器组件32的大直径端的外周上，而外盖74的开口小直径端可以布置为装配在过滤器组件32的小直径端的外周和过滤器框架64的大致圆柱形中心部分上。因此，过滤器框架64的大致圆柱形中心部分的环形前表面77可以暴露在外盖74的开口小直径端内，从而可以形成耳组件12的外表面的一部分。过滤器框架64的环形前表面77可以是透明的，从而形成窗口，通过窗口用户可以通过叶轮外壳48的空气入口54看到叶轮26的旋转。这将允许用户视觉地检查叶轮26的速度，并确认叶轮26运行正常。

回到图1，并另外参考图4，在所描述的示例中，喷嘴16的第一开口端79a连接到从第一耳组件12的壳体18延伸的刚性出口管道42。喷嘴16远离第一耳组件12延伸，并且可以呈弧形形状，使得喷嘴16的相对的第二开口端79b连接到从第二耳组件12的壳体18延伸的刚性出口管道42。喷嘴16可以布置为使得当净化器10由用户佩戴且第一耳组件12在用户的第一耳朵上且第二耳组件12在用户的第二耳朵上时，喷嘴16可以围绕用户的面部从一侧延伸到另一侧，并且在用户的口部的前方(即，邻近)。特别地，喷嘴16可以围绕用户的下颚延伸，从邻近一个脸颊延伸到邻近另一个脸颊，而不接触口部、鼻或用户脸部的周围区域。因此，优选地，喷嘴16的至少一部分由透明或部分透明的材料形成，使得用户的口部通过喷嘴16可见，以避免限制用户以清晰的方式与他人说话的能力。例如，喷嘴16的中心部分可以由柔性透明塑料制成，例如聚氨酯，而两个端部可以分别由刚性透明塑料制成，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯改性的(PETG)。替代地，整个喷嘴16可以由单个透明或部分透明的材料形成。

喷嘴16设有空气出口78，用于将过滤的空气排放/输送给用户。例如，喷嘴16的空气出口78可以包括形成在喷嘴16的一部分中的孔阵列，这些孔从由喷嘴16限定的内部通道延伸到喷嘴16的外表面。替代地，喷嘴16的空气出口78可以包括安装在喷嘴16中的窗口内的一个或多个格栅或网格。

在使用中，净化器10由用户佩戴，其中第一耳组件12在用户的第一耳朵上，第二耳组件12在用户的第二耳朵上，使得喷嘴16可以围绕用户的面部从一个耳朵延伸到另一个耳朵，并且至少覆盖用户的口部。在每个耳组件12内，由电机46驱动的叶轮26的旋转将导致产生穿过叶轮外壳48的气流，气流通过外盖74中的孔将空气吸入耳组件12。该气流然后将穿过设置在外盖74和过滤器座64之间的过滤器元件66、68，从而过滤和/或净化气流。然后，产生的过滤的气流将通过过滤器座64的截头圆锥形部分中设置的孔70进入由叶轮外壳48和过滤器座64的相对表面之间的空间提供的空气通道72，然后空气通道72将气流引导至叶轮外壳48的空气入口54。叶轮26然后将迫使过滤的气流通过提供叶轮壳体50的空气出口56的环形槽流出，并进入叶轮外壳48的蜗壳52。蜗壳52然后引导过滤的气流通过耳组件12的空气出口，通过从壳体18延伸的刚性出口管道42，通过由喷嘴16的开口端79a、79b之一提供的空气入口进入喷嘴16，并通过喷嘴16的空气出口78以大致由箭头81指示的方向(使用中朝向用户的口部)流出。

如上所描述的头戴式空气净化器的问题在于，在使用净化器期间，当过滤器组件从通过其中的空气中去除空气中的细菌或其他颗粒时，过滤器组件会被这些细菌或其他颗粒污染或堵塞。因此，需要清洁过滤器组件以去除这些颗粒。否则，过滤器组件的效率会随着时间的推移而降低，包括过滤器从空气中去除污染物的效率和能够被驱动通过过滤器组件然后提供给用户的空气量。清洁过滤器组件的一种方式是擦拭其表面；然而，这将是不利的，因为用于此目的的布可能实际上已经包括微生物，微生物随后被设置在过滤器组件上，并且还可能难以接近以这种方式清洁的过滤器组件的部件。

对表面进行去污的一种方式是用光处理表面。特别地，已知某些波长的光可以非常有效地杀死聚集在被这种光照射的表面上的任何微生物。具体地，已知电磁光谱的远UVC部分中的光对于此目的是有效的。可见光谱的紫外部分通常被定义为跨越约180至400nm的范围。特别地，UVC或远UVC范围从180-280nm。因此，所使用的光可以具有例如大约222nm的波长。在这种特定的实施方式中使用远UVC光带来了许多UV或近UV光所没有的优点。例如，低能量远UVC光不会损坏其照射的表面的材料。这是特别有利的，因为许多用户器具或配件至少部分地由容易被UV光损坏的塑料制成。远UVC光的另一个重要优点是光源和待清洁的表面或部件之间不需要直接的视线。远UVC光的间接辐射也有助于去除微生物污染。此外，222nm的波长对人体无害。

一些过滤介质可以在纤维内包括抗菌涂层或添加剂，这将有助于保持过滤器无菌。然而，在过滤器的使用中，颗粒和病原体将覆盖纤维，阻止随后在所述纤维表面上被灭活的微生物的接触。因此，在过滤器的整个使用寿命中使用光来持续灭活病原体提供了改进的清洁度。与其他紫外线波长相比，使用222nm的光来加强这种效果还具有提高佩戴者和附近其他人的安全性的好处。因此，同等功效下所需的安全预防措施更少。

应注意的是，作为去污过程的一部分，发射电磁光谱的远UVC部分的光，特别是222nm的光，意味着发射的光包含电磁光谱的该部分中的显著部分光，并且该显著部分光的强度足以具有有用的抗微生物和去污效果。发射的光不需要完全在光谱的远UVC部分。假设在光谱的该部分中有足够的光强度，优选地在222nm波长或附近，用于实现去污效果，也可以发射来自电磁光谱的其他部分的光。此外，注意到作为去污过程的一部分，发射光的强度可以随时间变化。这种变化可以是渐进的和连续的，或者是光脉冲图案的形式。如果使用脉冲光，脉冲的频率、持续时间和强度可以是恒定的或变化的。

已经认识到，如上所描述的头戴式空气净化器的过滤器组件的上游表面(即空气被吸入过滤器组件的一侧)特别容易被颗粒、微生物或细菌污染或堵塞。因此，对过滤器组件的上游侧进行去污至关重要。如图2所示，过滤器组件32的上游表面或上游侧80可以被视为过滤器组件32的面向外的表面，与空气净化器使用时过滤器组件32面向用户耳朵的一侧相对。如果过滤器组件包括一个以上的过滤器部件，则位于更上游的过滤器部件可以是从灭菌获益最大的过滤器部件。

电磁光谱的远UVC部分的光可以用于对过滤器组件32的上游表面80(或更一般地，上游过滤器66)进行去污。将远UVC光源设置在空气净化器10中或作为空气净化器10的一部分将是有利的，使得当空气净化器10被用户使用和佩戴时可以执行去污。然而，从图1和图2中可以明显看出，空气净化器10的耳组件12中存在相对严格的空间限制，并且对过滤器组件32的上游表面80的接近尤其受到限制。实际上，难以或不可能在过滤器组件上游表面80附近提供用于发射远UVC光的光源，使得上游表面80直接被光源照射以达到去污的目的。因此，为过滤器组件32的上游表面80提供足够的光以执行有效的灭菌是个挑战。

本发明的优点在于，它提供了一种克服了这些挑战的头戴式净化器，以允许在使用空气净化器时(或仅当用户佩戴时)对空气净化器的过滤器组件的上游表面进行去污。具体地，本发明的优点在于空气净化器的现有部件可以用于将来自远UVC光源的光引导至过滤器组件的上游表面以对其进行去污，远UVC光源位于空气净化器的空间限制不太严格的部分中，如下文更详细所描述。

回到图2，并另外参考图5，图5示出了图2中圈出的耳组件12的截面，空气净化器10包括光源82，光源82用于发射电磁光谱的远UVC部分的光。在所描述的示例中，光源是发光二极管(LED)82的形式，其发射波长约为222nm的光；然而，可以使用不同的光源，和/或它们可以发射不同波长的光。

来自LED 82的远UVC光用于至少对过滤器组件32的上游表面80进行去污。然而，空气净化器10内的空间限制意味着LED 82不能定位成使其能够直接朝向上游表面80发射光。替代地，LED 82位于净化器10的主体内的其他地方，特别是位于净化器10的空间限制不太严格的部分，并且其发射的光通过一些器件朝向过滤器组件上游表面80引导。

为了使LED 82发射的远UVC光可以用于对过滤器组件32的上游表面80进行灭菌，空气净化器10设有光导84，光导84布置为将光源82发射的光引导至上游表面80(或上游过滤器66)以对其进行去污。在所描述的示例中，光导是光导管器件84的形式，即一个或多个光导管或光透镜，其布置为将从远UVC光源82发射的光通过光导管器件84引导至上游表面80。这样，光导84需要相对于光源82和过滤器组件32的上游表面80定位，使得光导84可以接收由光源82发射的光，并将该光引导或导向朝向上游表面80。因此，光导82的特定形状或配置将取决于光源82和空气净化器10中过滤器组件32的上游表面80的相对位置和取向。光导管可以由塑料材料形成，例如丙烯酸、聚碳酸酯或聚丙烯，或者可以包括使用聚乳酸

一种选择是将光源82定位在形成空气净化器10的耳组件12的主体的结构部件之一附近。然后，光源(在这种情况下为LED 82)可以固定或附接到结构部件。在所描述的示例中，LED 82附接到过滤器框架64。特别地，由于空间限制，LED 82可以附接到过滤器框架64的与过滤器组件32相对的一侧。

在所描述的示例中，LED 82被定向为朝向过滤器框架64发光，如图5中的箭头83所示。在所描述的示例中，光导84包括两个光导管或透镜86、88，以将从光源82发射的光引导至上游表面80。这种光导管(例如透明管)被设计成以高效率将光携带相对短的距离，并且可以用于在拐角周围和相对狭小的空间中以最小的光强度损失来弯曲光。通过引导发射的光通过延伸穿过部件之一(例如过滤器框架64)的光导管，提供了一种简单而紧凑的解决方案来将光引导到期望的位置。

第一光透镜86邻近光源82布置，从而接收从光源82发射的光。特别地，第一透镜86延伸穿过并超出过滤器框架64，以将光从设置LED 82的一侧引导至过滤器框架64的相对侧(过滤器组件32定位的位置)。第一透镜86可以附接到过滤器框架64以将其固定到位。在一些示例中，过滤器框架64本身可以限定光导的一部分，用于引导光通过。

在所描述的示例中，第二光透镜88邻近第一光透镜86布置，使得其接收从第一光透镜86发射的光(其又引导来自LED 82的光)。具体地，第二透镜88将来自耳组件12内的光——具体地，来自与上游表面或上游侧80相对或不同于上游表面或上游侧80的过滤器组件32的一侧——引导至上游表面80。这样，第二透镜88包括拐角，以期望的方式改变被引导的光的方向，以将过滤器组件32周围的光引导至其上游表面80。

如图5所示，第二透镜88可以布置为在上游表面80附近发射被引导的光，特别是在基本平行于上游表面80的方向上。这可以有助于确保更大量的上游表面80被远UVC光照射。此外，第二透镜88可以布置为在多个不同方向上穿过或沿着上游表面80发射或分散远UVC光，再次增加远UVC光对上游表面80的不同部分或区域的覆盖。光导84因此可以大致在箭头90的方向上引导由LED 82发射的光。

方便地，第二透镜88可以附接到空气净化器10的外盖或护罩74(或外盖或护罩74的一部分)。如图5所示，外盖74可以包括唇部92，唇部92与耳组件12的另一结构部件(例如过滤器框架64)接合并夹在其上，以将外盖74固定到位以保护过滤器组件32。例如，唇部92可以位于过滤器组件32的内侧。第二透镜88然后可以邻接外盖74的内侧94，并且外盖74的唇部92也可以限定或成形第二透镜88的拐角，以将光引导至上游表面80。如上所述，外盖74可以从耳组件12的其余部分拆卸或移除。图6示出了如图2所示的耳组件12的截面图，但是(与图2不同)移除了外盖74。参考图6，在第二透镜88附接到外盖74的示例中，当外盖74被拆卸时，第二透镜88也被移除。然而，由于第一透镜86和远UVC光源82固定到过滤器框架64，因此当外盖74被移除时，这些部件82、86保持在原位。

当外盖74固定到位时，通过第二透镜88离开的远UVC光(来自LED 82)可以被引导到过滤器组件32和外盖74之间限定的间隙或空间中。该光(至少)辐射过滤器组件上游表面或上游侧80，以便为过滤器组件32的部件提供去污效果。

通过将离开光导管的光引导到过滤器组件和外盖之间限定的空间中，更多的远UVC光辐射过滤器框架上游表面80以提高过滤器去污的效率。这是因为外盖74有助于防止离开过滤器框架64的光在各个方向上消散。例如，外盖74的内表面94——即面向过滤器组件32的表面——可以具有反射涂层，以增加反射回过滤器表面的光的量，这有助于确保过滤器表面的大部分或全部被足够的光辐射，以实现期望的去污或灭菌水平。

尽管在图2、5和6的截面图中仅示出了一个LED 82，但是另外参考图7，所描述的示例的空气净化器10包括多个LED 82。特别地，如图7(a)和7(b)所示，多个LED 82围绕(或邻近)过滤器框架64的外周设置，特别是固定到过滤器框架64的下侧96(与面向过滤器组件32的一侧相对)，如图7(b)所示。在过滤器组件32大致为圆锥形或截头圆锥形的示例中，围绕耳组件12的外周或外围设置光源82允许围绕其整个外周辐射过滤器组件上游表面80。尽管图7示出了五个LED 82，但是任何适当数量的LED可以设置在过滤器框架周围，以实现所需的辐射量与将LED包括在耳组件12中的空间、成本和重量限制之间的平衡。

图8(a)和8(b)示出了外盖74下侧的透视图。特别地，示出了围绕外盖74的唇部92的外周设置有多个第二透镜88，其中每个第二透镜88对应于多个LED 82中的一个。注意，还包括对应于相应的LED 82和第二透镜88的多个第一透镜86。外盖74中的孔76说明了空气被吸入过滤器组件32的位置。图8(a)和8(b)中的箭头说明了第二透镜88如何在过滤器组件内表面80和外盖74的内表面94之间限定的空间或间隙中以不同方向从LED 88发射远UVC光(当外盖74附接到耳组件12的其余部分时)。箭头还指示了外盖74的内表面94如何将光反射回过滤器组件外表面80，以增加辐射外表面80的光的量，从而提高去污的效力。

灭菌或去污过程可以以任何合适的方式启动。例如，头戴式空气净化器10可以包括开关(未示出)，用于在光源82发射光的开启状态和光源82不发射光的关闭状态之间开关光源82。开关例如可以是用户可操作的。替代地，光源82可以布置为在电机驱动叶轮操作时打开，电机驱动叶轮本身可以由用户操作。此外，替代地，光源82可以布置为当喷嘴16附接到耳组件12时打开，或者相对于耳组件12固定到特定(旋转)位置，指示空气净化器10在使用中。从光源82发射的光可以是任何合适的方式，例如连续的、周期性的、脉冲的等。

在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以对本文描述的示例进行许多修改。

尽管描述了光导包括两个光透镜的示例，但是应当理解，光导可以包含更多或更少数量的光透镜来以期望的方式引导光。

在所描述的示例中，第一透镜86形式的光导管用于将光源82发射的光从过滤器框架64的一侧引导至另一侧。然而，在不同的示例中，过滤器框架64或者光源82和过滤器组件32(的上游表面80)之间的光路中的任何其他结构部件可以由光可以穿过的材料形成。例如，过滤器框架64可以由(透明的)塑料材料(如丙烯酸树脂)形成。在这样的示例中，光源82可以直接通过过滤器框架64发光，然后该光可以由第二透镜88接收，例如被引导至上游表面80。

在所描述的示例中，光源(以一个或多个LED 82的形式)设置在过滤器框架64上或附接到过滤器框架64。在不同的示例中，光源可以额外地或替代地设置在耳组件12中的不同位置，在该位置有空间这样做。例如，光源可以设置在或附接到耳组件12的不同结构部件，例如壳体18。然后，发射的光可以通过适当形状和定向的光导从光源被引导到过滤器组件上游表面，可能与发射的光相结合，发射的光直接照射通过由透明材料(例如丙烯酸)形成的一个或多个结构部件。

在上述示例中，光导管可以延伸穿过结构部件(例如过滤器框架)。在不同的示例中，光导管的至少一部分可以由一个或多个结构部件(例如过滤器框架)限定。在这样的示例中，结构部件可以由光学透明材料形成，并且光被引导穿过结构部件(到达过滤器组件上游表面)。

在上述示例中，光导管形式的光导用于将从光源发射的光引导至过滤器表面。在不同的示例中，光导可以额外地或替代地采取不同的形式。例如，空气净化器内的一个或多个反射表面可以用于将光源发射的光适当地引导或导向过滤器表面。因此，在本发明的最广泛意义上，空气净化器包括光导管，光导管被布置为引导从一个或多个光源发射的光以照射过滤器组件上游表面，以便进行所需的灭菌或去污。

在上述示例中，从光源发射的光被引导至过滤器组件的上游表面。这是因为用远UVC光辐射该表面使过滤器的灭菌效果最大化，并对确保过滤器持续有效运行具有最大影响。然而，在一些示例中，过滤器的额外部分可以用来自所提供的光源的远UVC光辐射。例如，光导可以用于将来自光源的光导向过滤器组件的下游表面，可选地使用穿过过滤器框架的光导管。

注意，在一些示例中，在没有外盖的情况下，仍然可以对过滤器组件上游表面执行光辐射。例如，光导可以不附接到外盖，并且可以朝向(而不是平行于)过滤器表面，使得更大量的发射光到达过滤器表面。

Claims (23)

1.一种头戴式空气净化器，包括：

过滤器组件；

电机驱动叶轮，用于产生穿过所述过滤器组件的气流，以在所述过滤器组件的下游获得过滤的气流；

至少一个光源，用于发射电磁光谱的远UVC部分中的光；以及，

光导，布置为引导从所述至少一个光源发射的光，以照射所述过滤器组件的上游表面的至少一部分，用于对其去污。

2.根据权利要求1所述的头戴式空气净化器，其中所述光导包括光导管器件，所述光导管器件布置为将从所述至少一个光源发射的光通过所述光导管器件引导至所述过滤器组件的上游表面。

3.根据权利要求2所述的头戴式空气净化器，其中所述光导管器件包括至少一个拐角，所述至少一个拐角布置为导致被引导通过所述光导管器件的光的方向的改变。

4.根据权利要求2或3所述的头戴式空气净化器，其中所述光导管器件的至少一部分延伸穿过所述头戴式空气净化器的至少一个结构部件或由所述头戴式空气净化器的至少一个结构部件限定。

5.根据权利要求4所述的头戴式空气净化器，其中所述至少一个结构部件包括过滤器框架，所述过滤器框架布置为支撑所述过滤器组件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述光导布置为沿基本平行于所述过滤器组件的上游表面的方向发射光。

7.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述光导布置为沿所述过滤器组件的上游表面在多个方向上发射光。

8.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述头戴式空气净化器包括用于覆盖所述过滤器组件的上游表面的过滤器护罩，其中来自所述至少一个光源的光照射限定在所述过滤器护罩和所述过滤器组件的上游表面之间的间隙。

9.根据权利要求8所述的头戴式空气净化器，其中所述过滤器护罩的内表面邻近所述过滤器组件的上游表面，所述过滤器护罩的内表面包括反光涂层，或者由反光材料制成。

10.根据权利要求8或9所述的头戴式空气净化器，其中光导的一部分位于所述过滤器护罩和所述过滤器组件的上游表面之间，来自所述至少一个光源的光从光导的该一部分发射出。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述过滤器护罩包括用于将所述过滤器护罩固定到位以覆盖所述过滤器组件的上游表面的唇部。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述光导的至少一部分附接到所述过滤器护罩。

13.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述至少一个光源布置在所述过滤器组件的与所述过滤器组件的上游表面相对的一侧。

14.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述至少一个光源附接到所述头戴式空气净化器的至少一个结构部件或邻近所述头戴式空气净化器的至少一个结构部件设置。

15.根据权利要求14所述的头戴式空气净化器，其中所述至少一个结构部件在所述至少一个光源和所述光导之间。

16.根据权利要求15所述的头戴式空气净化器，其中所述至少一个结构部件由允许从所述至少一个光源发射的光穿过的材料形成。

17.根据权利要求16所述的头戴式空气净化器，其中所述材料是塑料材料，可选地，其中所述塑料材料是丙烯酸、聚碳酸酯或聚丙烯，或者包括使用聚乳酸。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述至少一个结构部件包括过滤器框架，所述过滤器框架布置为支撑所述过滤器组件。

19.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述至少一个光源是一个或多个LED的形式。

20.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述至少一个光源配置为发射波长约为222nm的光。

21.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式空气净化器，所述头戴式空气净化器包括开关器件，用于在开启状态和关闭状态之间开关所述至少一个光源，在所述开启状态中，所述光源发射光，在所述关闭状态中，所述光源不发射光，可选地，其中所述开关器件是用户可操作的。

22.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式空气净化器，所述头戴式空气净化器包括耳组件，所述耳组件布置为佩戴在用户的耳朵上，其中所述耳组件包括所述过滤器组件、所述电机驱动叶轮和所述至少一个光源；

可选地，其中所述耳组件是布置为佩戴在用户的第一耳朵上的第一耳组件，所述头戴式空气净化器包括布置为佩戴在用户的第二耳朵上的第二耳组件，其中所述第二耳组件包括第二过滤器组件、第二电机驱动叶轮和至少一个第二光源，并且其中所述第二过滤器组件、第二电机驱动叶轮和至少一个第二光源分别对应于根据权利要求1至21中任一项限定的过滤器组件、电机驱动叶轮和至少一个光源。

23.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式空气净化器，其中所述头戴式空气净化器包括喷嘴，所述喷嘴用于接收所述过滤器组件的下游的过滤的空气，并用于将过滤的空气导向用户的口部。