JP7359718B2 - 紫外線放電ランプ装置 - Google Patents
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Description
ムよりも効果的で効率の良い室/領域汚染除去システムを開発すると有利である。
って本明細書では、いくつかの実施形態においてこの装置を非レーザ装置と呼ぶこともできる。言い換えると、図1~8を参照して説明する装置は、放電ランプが放出する光をレーザではない様式で伝播するよう構成されている。以下に、詳細に説明するように、図1~8を参照して説明する装置は、領域及び室並びに対象物全体を紫外線光に曝露するよう構成され、したがって特に、レーザが生成するような、回折が限定された狭い光線を生成するのではなく、広い範囲に光を分配するよう構成されている。
処理できるように、広い範囲にわたって紫外線光を分配するように構成される。言い換えると、図1~8を参照して説明する装置は、レーザの適用のために使用できるような、特定の小さな標的のための狭い光線を生成するようには構成されていない。広い範囲に紫外線光を分配するように構成すれば、図1~8を参照して説明する装置は、対象物全体並びに領域及び/又は室を消毒、汚染除去、及び/又は滅菌するために特に応用可能である。例えば、図1~8を参照して説明する装置は、病室を消毒するために使用してもよく、又は農業関連の活動において使用してもよく、これは飼育動物及び/若しくは家畜に対して使用されるものを含む。更に又は代替として、図1~8を参照して説明する装置は、植物上の微生物の成長を低減するために、又は手術器具、食品若しくは医薬品梱包を滅菌するために使用してもよい。紫外線光に対する広い範囲の曝露を伴う図1~8を参照して説明する装置の他の応用は、ポリマー硬化及び医療的手順であってもよい。
あってもよい。このような実施形態では、トリガ回路30は、一般に1000ボルト未満の信号を生成でき、高電圧を考慮することはできない。(本明細書で使用する用語「高電圧」は、1000ボルト超の電圧を表す。)他の実施形態では、放電ランプ22は閃光電球であってもよい。閃光電球は、より高い電圧、すなわち一般に2000~150000ボルトでの点火を必要とする。キセノン電球のためのトリガ回路の電圧範囲の例は、約20~30kVである。これと比較すると、キセノン電球のための電力貯蔵回路の電圧範囲の例は、約1~約10kVである。いずれにせよ、装置20は、装置内の、図1に示すような中央演算処理装置(CPU)32、ユーザインタフェース34及び室内占有センサ36を含むがこれらに限定されない他の特徴部分に電力を提供するための、追加の電気回路を含んでいてもよい。
によっては、可視光スペクトルの所定の部分の光の75%超、又は全てを減衰させるように構成してもよい。
成要素の能力の、UV放射への曝露時間に関係する低下に関わる現象である。いくつかの実施形態では、本明細書で説明する紫外線放電ランプ装置に関して考えられる光学フィルタは、装置が備えた放電ランプの劣化率のほぼ整数倍であるソラリゼーション率を含んでいてもよい。言い換えると、放電ランプは、光学フィルタのソラリゼーション率の因数にほぼ等しい劣化率を有していてもよい。光学フィルタの特徴付けにおける用語「因数」は、この用語の数学的な定義を表しており、具体的には、別の数を均等に分割することができる、すなわち余り無く分割することができる数を表す。光学フィルタのソラリゼーション率は、放電ランプの劣化率のいずれの整数(1を含む)倍にほぼ等しく、したがっていくつかの実施形態では、光学フィルタのソラリゼーション率は放電ランプの劣化率と同様又は同一であってもよい。
について説明する。上述のように、このような構成は室内消毒装置に特に適用可能である。
Materialである。反射システムの設計仕様に応じて、他の反射器材料を追加又は代替として使用してもよい。いずれの場合においても、図1~7を参照して説明する反射システムの実施形態のそれぞれは、上述の反射システムの特徴を有している。簡潔にするために、これらの特徴を各実施形態について繰り返さない。本明細書で説明する装置に光学フィルタを含めるのと同様、いくつかの装置に反射器システムを含めることは有益で
あるものの、これは必ずしも必要なものではなく、したがっていくつかの実施形態では省略してもよい。更に、光学フィルタ及び反射器システムの特徴は、装置に対して互いに排他的又は包括的ではなく、したがって装置はこれらの特徴の一方又は両方を含んでいてもよい。
つかにおいて有益であるものの、これは必ずしも必要なものではなく、したがっていくつかの実施形態では省略してもよい。
る程度の時間に、装置の周りの連続的なリング領域の各部分が紫外線光に曝露されることを表す。
アクチュエータの移動及びそのタイミングに影響を及ぼすためにCPU32が処理するプログラム命令を備えている。いくつかの実施形態では、装置20を、反射器62が手動で移動可能であるように構成している。このような場合、装置20内の異なる位置に反射器62を固定するための例示的な手段は、支持ビーム64及び/若しくは支持ビーム66に沿ったノッチ並びにこれを受承する反射器62上の突出部、又はこの逆の構造を備えている。反射器62を移動させる及び/又は反射器62を装置20内の異なる位置に固定するための他の様々な手段も同様に考えられる。したがって、装置は上述の実施例に限定されない。いずれの場合においても、放電ランプ22に対する反射器62の移動に影響を与えるために及び/又は装置20の保管の容易さ若しくは可搬性のために、反射器62は場合によっては装置20から取り外し可能であってもよい。
、このデータに基づいて、反射器62の位置等、装置20の動作パラメータを決定するよう構成してもよい。いくつかの実施形態では、決定された動作パラメータをユーザインタフェース34を介して中継してもよく、これにより装置20のユーザに、反射器62を特定の位置に移動させる等、装置20の動作パラメータを発動させることを知らせてもよい。他の場合では、CPU32は、決定された動作パラメータと関連するコマンドを、自動的に反射器62を移動させる等、動作パラメータを自動的に発動させるための装置20内の手段に送信するよう構成してもよい。
74を示すが、センサ74は放電ランプ22のハウジング内のいずれの位置に設けてもよい。他の実施形態では、センサ74は装置20から省略してもよい。特に、いくつかの実施形態では、センサ72は、放電ランプ22の動作に関連するパラメータを(パルス回数等によって)監視するよう構成しており、したがってセンサ74は不要である。いずれの場合においても、センサ72を用いて、光学フィルタ40の透過率に関連するパラメータを監視していてもく、したがってセンサ72は、光学フィルタ40を通過した光を受け止めるように、装置20上又は装置20近傍のいずれの場所に設けてよい。図1は反射器システム60の下側に設けたセンサ72を示すが、このような配置は一例示である。
の間のいずれの角度でも光学フィルタ40を枢動させるように構成してもよい。したがって光学フィルタ40は、直立位置と、放電ランプの上側から移動させる場合の、放電ランプ22と反対側の支持構造24上の位置との間のいずれの位置をも採ることができる。このような実施形態における光学フィルタ40の移動は手動であってもよく、又は自動化されていてもよい。装置20の異なる変形例を図2cに示す。これは、水平な両矢印で表すように、光学フィルタを支持構造24の上側表面に沿って、放電ランプ22と整列する及び整列しないように移動させるための図示していないスライダ上に設けた、光学フィルタ40を有する。スライダ上の光学フィルタ40の移動は手動であっても自動化されていてもよい。
す。上述のように、紫外線放射を伝達する光学フィルタの能力は、ソラリゼーションによって、UV放射への曝露時間と関連して低下する。しかしながら場合によっては、光学フィルタを500℃程度等の高温に加熱すると、ソラリゼーション効果は逆転する。このようなプロセスは装置20と無関係に実施してよいが、いくつかの実施形態では、装置の休止時間を短縮するために及び/又は光学フィルタ40を回復させる間に交換用光学フィルタを用意する必要がないようにするために、このプロセスを装置20に組込むと有利である。ソラリゼーションの効果を逆転させるために必要な高温のために、熱回復チャンバ90は支持構造24から分離したチャンバであることが好ましい。更に、支持構造24内の構成部品の熱による劣化/損傷を防ぐために、熱回復チャンバ90を、その中で生成される熱に耐えられるだけではなく、実質的にその熱を閉じ込めるように構成すると有利である。
化のため並びに図示した光学フィルタ及び反射器システムの異なる構成を強調するために、図4~7それぞれにおいてこれらの各特徴部分は図示されていない。更に、簡略化のために、これらの各特徴部分については図4~7を参照して説明していない。
書で説明する装置の開発中に発見されたように、特に冷却システムの流出口ダクトを天井に向けた場合、ガスの量及び流速は、室内の散水システムをトリガするために十分なものであってもよい。したがって場合によっては、装置100は放電ランプアセンブリの上側に離間してキャップ構成部品を備えていてもよく、これによって装置の上側ではなく装置の側方への空気の吐出が可能となる。キャップ構成部品の例示的な構成を図5に示し、以下により詳細に説明する。冷却システムの排気ガスから散水システムがトリガされるのを防ぐための代替的な解決法は、これによって放電ランプが所定の最高動作温度を上回ることがない限りにおいて、ランプアセンブリを通過するガスの流速を低下させることである。反対に、より低い温度で放電ランプを動作させると一般にランプの寿命が伸び、また理論的にはより多くの紫外線光を生成できるため、ガスの流速を低下させることは場合によっては(すなわち、これによって放電ランプがその最高動作温度を超過しない場合であっても)望ましくない。
フィルタの他の構成も可能である。更に他の場合では、光学フィルタ106を装置100から省略してもよい。特に上述のように、光学フィルタを含むことは本明細書で説明する装置のうちのいくつかにおいては有益であるが、これは必ずしも必要な要件ではない。
他の実施形態では、追加の反射器を支持構造102の上部表面に固定し、放電ランプアセンブリはこれを通り抜けて移動してもよい。反射器118の形状と同様、場合によっては追加の反射器は円形及び円錐形でさえあってもよいが他の形状も考えられる。反射器118の構成に関わらず、又は装置100がこれを含むかどうかにさえ関わらず放電ランプ104を支持するベース(例えば、ファン108の頂部)は反射器を備えていてもよい。
中心軸の周りで光学フィルタを移動させるタイミングを自動化することができるようにCPU32が実行可能なプログラム命令を備えているとよい。上述のように、いくつかの実施形態では本明細書で説明する紫外線放電ランプ装置の光学フィルタを、装置の動作中に中心軸の周りで移動させると有利であるが、一般に放電ランプの損傷に対する懸念から、放電ランプを同じ様式で移動させることは望ましくない。したがっていくつかの実施形態では、変形例120は放電ランプ104と多面光学フィルタ122との間に中間バリアを含んでいる。上述のように、中間バリアは放電ランプ104の周りのハウジングの一部であってもよい。更に多面光学フィルタ122は、中間バリアと独立して移動するよう構成してもよい。
高い領域等、装置と隣接した室内の特定の領域を標的とするにあたって効果的である。いくつかの実施形態では、光学フィルタ/反射器アセンブリは移動するように構成してもよい。例えば場合によっては、光学フィルタ/反射器アセンブリは振動するように構成してもよい。このような構成は、所定の標的領域が、光学フィルタ/反射器アセンブリが静止時に効果的に紫外線を放出できる範囲より大きい場合に有利である。他の実施形態では、光学フィルタ/反射器アセンブリは回転するように構成してもよい。いずれの場合においても、いくつかの実施形態では、光学フィルタ/反射器アセンブリの移動は装置100を配設する室の特徴に基づいていればよい。例えば、室内の比較的多数の対象物が同一の一般領域にある場合、室内の他の領域に比べて特定の領域に光を配向するように光学フィルタ/反射器アセンブリを位置付けすると有益である。
置/システムは装置/システムを配設する室をマッピングするために超音波、赤外線又はその他のセンサを含んでおり、またいくつかの実施形態では、装置/システムは各放電ランプユニットに対して室をマッピングするよう構成している。このようなマッピング適合は、必ずしも複数装置システムの一部ではない単一の放電ランプを含む装置にも含まれていてもよい。
しくは装置全体を消毒剤源と表現している。他の実施形態では、デバイス又は装置は複数の消毒剤源(すなわち、1つ又は複数の殺菌剤の複数の源を生成するための複数の構成部品の複数のセット)を含んでいる。
、それぞれ1つ又は複数の消毒剤源を有する複数の消毒デバイス又は装置を含んでいる。
の装置から独立した実体である。更に他の場合、処理サブシステム152は、システム150の1つ又は複数の消毒剤源を備えたデバイス又は装置内に配置している。更に他の実施形態では、処理サブシステム152は複数のプロセッサを含んでおり、これらはそれぞれ、システム150の1つ又は複数の消毒剤源を備えた異なるデバイス又は装置上に配置されている。このような場合、処理サブシステム152は、複数の消毒源を備えたデバイス又は装置間に少なくとも部分的に分配することができる。いくつかの実施形態では、システム150の1つ又は複数の消毒剤源を備えた各デバイス又は装置は、プロセッサ及びプログラム命令154を含んでいる。
複数の可搬性消毒デバイスを含む殺菌システムに適用可能であり、したがって複数の異なる室内で使用される。別の例は、室に関する占有情報(例えば、室を占有していた患者の感染情報又は患者の室占有スケジュール)をユーザインタフェースに入力し、このような情報から、1つ又は複数の消毒剤源の1つ又は複数の動作パラメータを決定してもよい。このような実施形態は特に、室を占有していた患者が特定の芽胞形成菌感染と診断されていた及び/若しくはそのための治療を受けていた場合、又は低免疫系を有することが分かっている(ヒト免疫不全ウイルス(HIV)等)患者が入室する場合に適用可能である。このような場合、1つ又は複数の消毒剤源に関して決定される動作パラメータは、患者の病気に基づく。
の1つ又は複数の動作パラメータを決定している。他の場合では、アルゴリズムは室の物理的特質及び非物理的特質の組合せに基づいて1つ又は複数の消毒剤源の1つ又は複数の動作パラメータを決定している。いずれの実施形態においても、1つ又は複数の消毒剤源の動作パラメータを決定するのに加えて又はその代替として、特にアルゴリズムの使用によって、室の特徴に基づいて特定の消毒剤源の使用を選択してもよい。上述のデータベースの実施形態と同様、いくつかの実施形態では、アルゴリズムは、室の特徴に加えて、室内に配設する消毒デバイスの数及び/又はタイプに基づいている。必ずしもこのように限定されるものではないが、1つ又は複数の消毒剤源の1つ又は複数の動作パラメータの決定に室の複数の特徴が影響する場合、アルゴリズムベースのプロセスを用いると有利である。更に又は代替として、複数の動作パラメータを決定したい場合及び/又は複数の消毒剤源に関して1つ若しくは複数の独立した動作パラメータを決定したい場合、アルゴリズムベースのプロセスを用いると有利である。特に、相関する変数の範囲は、より多くの変数が役割を有するにしたがってより複雑になり、したがってこのような場合は、データベースよりもアルゴリズムの方がより適切である。
つ若しくは複数のセンサからデータを受信するためのものであってよい。いずれの場合においても、処理サブシステムは受信したデータに基づいて、消毒剤源を位置付けする室内の位置及び/又は消毒剤源を構成する構成部品の配向を決定するための、プロセッサが実行可能なプログラム命令を含む。場合によっては、プログラム命令は更に、データに基づいて、消毒剤源を位置付けする室内の位置のスケジュール及び/又は消毒剤源を構成する1つ若しくは複数の構成部品の配向のスケジュールを決定するためのものである。いくつかの実施形態では、消毒剤源はシステムを構成する複数の消毒剤源のうちの1つであってよい。このような場合、システムのプログラム命令は、複数の消毒剤源それぞれを位置付けする室内の位置を決定するため及び/又は複数の消毒剤源それぞれの1つ若しくは複数の構成部品の配向を決定するために、プロセッサが実行可能であってもよい。
供給される電力を含んでいる。場合によっては、プログラム命令は更に、データに基づいて、複数の消毒剤源それぞれの独立した動作パラメータのスケジュールを室の特徴に基づいて決定するためのものである。一般に、複数の消毒剤源は、液体、ガス、蒸気、プラズマ、紫外線光及び/又は高強度狭スペクトル(HINS)光消毒剤源を含んでいる。複数の消毒剤源は、同一のタイプの消毒剤源を含んでもよく、又は、少なくともその一部が互いに異なる消毒剤源の組合せを含んでいてもよい。更に上述のシステムは、図9、10を参照して上述した構成のうちのいずれかを有していればよい。
に図11は、複数の消毒剤源の標的位置、領域、対象物又は表面に関する情報を協働させるため、並びに2つ以上の位置、対象物若しくは表面が互いから所定の距離内にあること又は2つ以上の領域が重複していることを検知するとすぐに、標的位置、領域、対象物若しくは表面及び/又は消毒剤源のうちの1つ若しくは複数の動作パラメータの変更を実行するための方法の概略を示す。図11のブロック190、192に示すように、本方法は、複数の消毒剤源それぞれについて、複数の消毒剤源を配設する室内の標的位置、領域、対象物又は表面を弁別することを含む。本明細書で使用する用語「弁別する」とは、図10のブロック178を参照して説明したように、室の特徴のデータに基づいて標的位置、領域、対象物又は表面を決定/識別することを包含するが、ユーザ入力、バーコード走査又はデータベースへのアクセス等によって標的位置、領域、対象物又は表面を受信することも包含することに留意されたい。いずれの場合においても、ブロック194、196において、2つ以上の標的位置、対象物若しくは表面が互いから所定の距離内にあるかどうか又は2つ以上の標的領域が重複しているかどうかを決定する。所定の距離はいずれの所定の値のものであってもよく、場合によっては、標的位置、対象物若しくは表面が同一であるかどうかを示す閾値であってもよい。
プロセッサ実行可能プログラム命令は、独立しており必ずしも特定の殺菌システムと関連しない記録媒体上に配置してもよい。より具体的には、図10、11に概略を示したプロセッサ実行可能プログラム命令は、1つ又は複数の殺菌システムに組み込むために商業的に実現可能な記録媒体上に、ソフトウェアとして配布してもよい。一般に、本明細書で使用する用語「記録媒体」とは、プログラム命令の1つ又は複数のセットを保持するよう構成されたいずれの電子媒体をも表しており、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気若しくは光学ディスク又は磁気テープ等を含むがこれらに限定されない。
Claims (18)
- 装置であって、
殺菌光を放出するように構成したランプであって、前記装置は、前記ランプから放出された殺菌光が前記装置の外側に発射されるように構成する、ランプと、
前記ランプを支持する支持構造と、
前記装置の外側表面から延在する押し/引きハンドルであって、前記押し/引きハンドルの最上表面は、前記ランプの最上表面よりも低い高さで配置する、押し/引きハンドルと、
前記装置の底部に沿って配置したホイールと、
前記装置を中に配置する室又は領域の少なくとも一部にわたり、前記装置に自動化した移動をもたらすモータと、
プロセッサと、
前記ランプが殺菌光を放出している間、前記装置が前記室又は前記領域内を移動するように前記モータを起動する、前記プロセッサによって実行可能なプログラム命令を有する記録媒体と、
を備える装置。 - 装置であって、
殺菌光を放出するように構成したランプであって、前記装置は、前記ランプから放出された殺菌光が前記装置の外側に発射されるように構成されるランプと、
前記ランプを支持する支持構造であって、自身の外側表面を超えて前記ランプが延在し、これにより、前記装置が室又は領域に配置された際に前記室又は前記領域の床から2~4フィートの領域へ前記殺菌光を伝播するように構成される支持構造と、
前記装置の底部に沿って配置したホイールと、
前記室又は前記領域の少なくとも一部にわたり、前記装置に自動化した移動をもたらすモータと、
プロセッサと、
前記ランプが殺菌光を放出している間、前記装置が前記室又は前記領域内を移動するように前記モータを起動する、前記プロセッサによって実行可能なプログラム命令を有する記録媒体と、
を備える装置。 - 装置であって、
殺菌光を放出するように構成したランプであって、前記装置は、前記ランプから放出された殺菌光が前記装置の外側に発射されるように構成する、ランプと、
前記装置の底部に沿って配置したホイールと、
前記装置を中に配置する室又は領域の少なくとも一部にわたり、前記装置に自動化した移動をもたらすモータと、
前記装置を中に配置する前記室又は前記領域内で個体の存在を決定する占有センサと、
プロセッサと、
前記ランプが殺菌光を放出している間、前記装置が前記室又は前記領域内を移動するように前記モータを起動し、前記占有センサが前記室又は前記領域内に個体が存在することを検知すると前記装置の外側に殺菌光が発射されるのを阻止および終了する、前記プロセッサによって実行可能なプログラム命令を有する記録媒体と、
を備える装置。 - 前記ランプは、キセノン閃光ランプである、請求項1~3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ランプは、水銀蒸気ランプである、請求項1~3のいずれか一項に記載の装置。
- 反射器組立体を更に備え、前記反射器組立体は、前記装置を中に配置する前記室又は前記領域の床から2フィートから4フィートの間で、前記ランプから放出される殺菌光を前記装置外側の領域に再配向するように構成する、請求項1~5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置は、前記ランプから放出される殺菌光が前記装置の外側部分の少なくとも一部分の周りに連続的なリングを形成するように構成されている、請求項1~6のいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置の外側表面から延在する押し/引きハンドルを更に備える、請求項2~7のいずれか一項に記載の装置。
- 前記押し/引きハンドルの最上表面は、前記ランプの最上表面よりも低い高さで配置する、請求項8に記載の装置。
- 装置であって、
殺菌光を放出するように構成した1つ又は複数のランプであって、自身から放出された殺菌光が、前記装置の外側部分の少なくとも一部分の周りに連続的なリングを形成するように前記装置を構成する、1つ又は複数のランプと、
前記装置の底部に沿って配置したホイールと、
前記装置を中に配置する室又は領域の少なくとも一部にわたり、前記装置に自動化した移動をもたらすモータと、
プロセッサと、
前記1つ又は複数のランプが殺菌光を放出している間、前記装置が前記室又は前記領域内を移動するように前記モータを起動する、前記プロセッサによって実行可能なプログラム命令を有する記録媒体と、
を備える装置。 - 前記1つ又は複数のランプは、キセノン閃光ランプを備える、請求項10に記載の装置。
- 前記1つ又は複数のランプは、水銀蒸気ランプを備える、請求項10に記載の装置。
- 前記1つ又は複数のランプを支持する支持構造体をさらに備え、前記1つ又は複数のランプは、前記装置を前記室又は前記領域の床に配置した際に前記室又は前記領域の床から2~4フィートの領域へ前記殺菌光を伝播するように、前記支持構造体の外側表面を超えて延在する、請求項10~12のいずれか一項に記載の装置。
- 超音波センサ又は紫外線光センサを更に備え、前記装置は、前記超音波センサ又は前記紫外線光センサから得た情報を使用して前記室又は前記領域の至る所に前記装置を案内するように構成する、請求項1~13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記プログラム命令は、前記プロセッサによって、前記室又は前記領域に関するマップ及び前記殺菌光の用量要件に基づき、前記装置の速度を変化させるように更に実行可能である、請求項1~14のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ランプは放電ランプである、請求項1~3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記1つ又は複数のランプは放電ランプである、請求項10に記載の装置。
- 1つ又は複数の反射システムをさらに備え、前記1つ又は複数の反射システムは、前記前記1つ又は複数のランプから放出される光を反射するために、異なる前記1つ又は複数のランプに対してそれぞれ配置される、請求項10~13および17のいずれか一項に記載の装置。
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