KR101467140B1 - 파지티브 공기압 격리 시스템 - Google Patents

파지티브 공기압 격리 시스템 Download PDF

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아메리칸 이노베이티브 리서치 코포레이션
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Abstract

본 발명은 시스템 입구, 시스템 출구, 및 임의의 속도에서 동작하는 변속 팬(130)을 포함하는 공기압 제어 시스템(110)에 관한 것이다. 팬과 통신하는 모터 제어기는 팬의 속도를 제어하도록 구성된다. 차동 압력 변환기는 시스템 입구의 공기압 및 시스템 출구의 공기압을 모니터하도록 구성된다. 모터 제어기 및 차동 압력 변환기와 통신하는 폐회로 압력 제어기는, 압력 제어기가 시스템의 입구와 출구 사이의 압력 차에 기초하여 팬(130)의 속도를 변경시켜 공간 내부의 압력을 제어하도록 구성된다. 자외선 소독 챔버(140)는 공중의 미립자를 UV 라디에이션에 노출시키도록 입구와 출구 사이에 배치될 수 있다. 시스템은 또한 시스템의 입구와 출구 사이의 공기 흐름 통로 내에 위치한 필터를 구비할 수 있다.

Description

파지티브 공기압 격리 시스템 {POSITIVE AIR PRESSURE ISOLATION SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 파지티브 공기압 격리 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 일정한 파지티브(+) 또는 네거티브(-) 룸 공기압을 생성하기 위하여 폐쇄 공간 안 또는 밖으로의 공기 흐름을 관리 및 정화하는 것에 관한 것이다.
공기압 제어 시스템은 격리 및 봉쇄 영역을 생성하기 위하여 많은 병실 및 반도체 클린룸 적용에 사용된다. 격리 및 봉쇄 기술은 공중의 마이크로미터 사이즈 입자와 바이러스, 박테리아, 균류, 곰팡이, 포자, 및 먼지와 같은 마이크로 유기물을 관리한다. 이러한 기술은 청정 공기로 공간을 채우고 오염된 공기를 제거함으로써 가압된 룸 내에서 생활하고 일하는 사람의 건강 이익을 증진한다. 폐쇄 공간의 가압은 또한 룸으로의 오염된 공기 누출을 방지한다. 그 결과, 세계 보건 기구(WHO)는 공중의 바이러스의 확장을 늦추는 실용적인 방법으로서 격리 및 봉쇄 룸의 사용을 권고한다.
많은 종래 기술 제어 시스템의 네거티브 공기압 설계 표준은 마이크로 유기물을 함유하는 공기를 포획하여 수용한 다음, 공기를 주변으로 다시 방출하기 전에 공중의 오염물을 중화하거나 파괴한다. 룸으로부터 공기를 소기함으로써, 룸 안으로 공기의 누출은 오염물의 배출을 방지한다.
현존하는 공기압 제어 시스템은 폐결핵(TB) 및 기타 공기 전염병 치료에 특화되어 병원 내 봉쇄 룸에 설치되어 왔다. 이러한 룸의 개수는 오늘날의 의료 요구사항에는 적당하지만, 사람 대 사람형 조류 인플루엔자(즉, 조류 독감), 또는 유사 공기 전염병의 창궐에 대한 요구를 만족시키지 못할 것이다. 대도시 지역에 질병이 창궐하면, 봉쇄 룸의 개수는 피해 인원의 수를 수용하기에 적당치 못할 것이다. 또한, 질병의 창궐이 시골 지역에 발생하면, 폐쇄 룸을 보유한 병원은 적당한 거리 안에 위치하지 못할 수 있다.
그러므로, 인플루엔자의 창궐이 일어난 지역의 일반 룸을 변환시키는 유용한 파지티브 및 네거티브 공기압 제어 시스템을 만드는 방법을 찾는 것이 필요하다. 제어 시스템은 첫 번째 반응자를 격리하고 보호하도록; 그리고 징후가 있는 환자가 사용하는 오염된 공기를 수용하고, 포획하고, 파괴하도록 쉽게 설치되고 충분한 수량으로 가능하게 만들어져야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 폐쇄 공간 내의 공기압 제어를 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 창문을 관통하여 설치될 수 있고 시스템 입구와 시스템 출구를 포함한다. 시스템은 또한 변속 팬, 및 팬의 속도를 제어하기 위한 모터 제어기를 포함할 수 있다. 변속 팬은 시스템이 폐쇄 공간 내에서 파지티브 또는 네거티브 압력을 제공하도록 가역적일 수 있다.
시스템은 차동 공기압 변환기(differential-air-pressure transducer)를 포함할 수 있다. 차동 공기압 변환기는 시스템 입구와 시스템 출구에서의 공기압을 모니터한다. 일부 실시예에서, 차동 공기압 변환기는 열선 또는 고체 상태 풍속계일 수 있다. 모터 제어기 및 차동 압력 변환기와 통신하는 폐회로 제어기는, 시스템의 입구와 출구 사이의 압력 차에 기초하여 팬의 속도를 변경할 수 있으며, 따라서 공간 내부의 압력을 제어한다.
또한, 공기압 제어 시스템은 또한 폐회로 제어기와 통신하는 제어 패널을 포함할 수 있다. 제어 패널은 세트포인트(setpoint) 값을 접수할 수 있다. 접수한 세트포인트 값에 기초하여, 제어 패널은 팬의 속도 또는 방향을 변경할 수 있다. 제어 패널은 또한 파지티브 및 네거티브 룸 압력 사이에서 사용자가 선택하도록 하는 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 폐회로 제어기는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서는 차동 공기압 변환기로부터의 출력과 세트포인트 값을 비교할 수 있고 차동 공기압 변환기 출력과 세트포인트 값 사이의 차에 기초하여 팬의 속도 또는 방향을 조정할 수 있다.
공기압 제어 시스템은 또한 마이크로프로세서와 통신하는 안전 센서를 포함할 수 있다. 안전 센서는 공기압 제어 시스템이 세트포인트 값에서 작동하지 않을 때 경고하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 공기압 제어 시스템은 또한 살균 라디에이션 챔버(germicidal radiation chamber)를 포함할 수 있다. 살균 라디에이션 챔버는 공기압 제어 시스템 내의 공기 흐름 통로 내에 위치할 수 있고 적어도 하나의 UV 광원을 포함할 수 있다. 살균 라디에이션 챔버는 또한 UV 광원에 의해 생성된 UV 광을 반사하기 위한 반사성 내부 표면을 포함할 수 있다. 배플(baffle)은 UV 광이 살균 라디에이션 챔버로부터 방출되는 것을 방지하기 위해 살균 라디에이션 챔버의 일단 또는 양단에 위치할 수 있다. 살균 라디에이션 챔버를 포함하는 공기 흐름 통로는 시스템 입구 및 출구를 통한 UV 반사를 방지하기 위해 검게 될 수 있다. UV 광의 파장은 253.7 나노미터일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 공기압 제어 시스템은 필터를 포함하지 않는다.
일부 실시예에서, 공기압 제어 시스템은 제2 공기 통로를 포함할 수 있다. 차동 공기압 변환기는 제2 공기 통로 내에 위치할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 필터를 구비하는 공기압 제어 시스템은 폐쇄 공간 내에서 공기압을 제어할 수 있다. 시스템은 시스템 입구, 시스템 출구, 및 시스템 입구와 시스템 출구 사이의 공기 흐름 통로 내에 위치한 제1 필터를 포함한다. 시스템은 또한 임의의 속도에서 작동하게 되는 변속 팬, 팬과 통신하고 팬의 속도를 제어하는 모터 제어기, 및 시스템 입구에서의 공기압 및 시스템 출구에서의 공기압을 모니터하는 차동 공기압 변환기를 포함할 수 있다. 차동 공기압 변환기는 열선 또는 고체 상태 풍속기일 수 있다. 모터 제어기 및 차동 압력 변환기와 통신하는 폐회로 제어기는, 시스템의 입구와 출구 사이의 압력 차에 기초하여 팬의 속도를 변경할 수 있다. 입구와 출구 사이의 압력 차를 제어함으로써, 시스템은 공간 내부의 압력을 제어할 수 있다.
팬은 가역적일 수 있고, 시스템은 폐회로 제어기와 통신하는 제어 패널을 포함할 수 있다. 제어 패널은 세트포인트 값을 접수할 수 있고 세트포인트 값에 기초하여 팬의 속도 또는 방향을 변경할 수 있다. 제어 패널은 사용자가 파지티브와 네거티브 룸 공기압 사이에서 선택하도록 하는 스위치를 포함할 수 있다. 시스템은 또한, 차동 압력 변환기로부터의 출력과 세트포인트 값을 비교하고 상기 값들 사이의 차이에 기초하여 팬의 속도 또는 방향을 조정하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서와 통신하는 안전 센서는 공기압 제어 시스템이 세트포인트 값에서 작동하지 않을 때 경고할 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템은 또한 공기 흐름 통로 내에 위치한 살균 라디에이션 챔버를 포함할 수 있다. 살균 라디에이션 챔버는 적어도 하나의 UV 광원을 포함할 수 있고 UV 광원에 의해 생성된 UV 광을 반사하는 반사성 내부 표면을 포함할 수 있다. 살균 라디에이션 챔버는 또한 필터로의 접근을 제공하는 적어도 하나의 슬롯을 구비할 수 있다. 제1 필터는 살균 라디에이션 챔버의 제1 단부에 위치할 수 있다. 시스템은 또한 살균 라디에이션 챔버의 제2 단부에 위치한 제2 필터를 포함할 수 있다.
공기 흐름 통로는 시스템 입구와 시스템 출구를 통한 UV 반사를 방지하기 위해 검게 될 수 있다. 또한(또는 대안으로), 시스템은 UV 광이 살균 라디에이션 챔버로부터 방출되는 것을 방지하기 위해 살균 라디에이션 챔버의 적어도 하나의 단부에 위치한 배플을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, UV 광은 253.7 나노미터의 파장을 가진다.
일부 실시예에서, 공기압 제어 시스템은 창문을 관통하여 설치된다. 제1 필터는 반투명의 유리 섬유 필터일 수 있고, 금속 프레임을 구비할 수 있다. 필터는 또한 주름 잡히고 주름이 수직이 되도록 배향될 수 있다. UV 램프는 제1 필터의 주름에 교차하도록 배향될 수 있다.
시스템은 또한 살균 라디에이션 챔버 내에 위치한 공기 흐름 센서를 포함할 수 있다. 공기 흐름 센서는 살균 라디에이션 챔버의 내부 벽에 장착될 수 있다. 공기 흐름 센서는 이것이 시스템을 관통하는 공기의 흐름과 동일선 상에 있도록 배향될 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 흐름 센서는 고체 상태 센서이고 UV 광원으로부터 차폐된다. 공기 흐름 센서는 또한 마이크로프로세서가 공기 흐름 센서에 의해 전송된 신호에 기초하여 팬 속도를 제어할 수 있도록 마이크로프로세서와 통신할 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템은, 살균 라디에이션 챔버 내에 위치하고 UV 라디에이션의 양을 측정하도록 구성된 UV 센서를 포함할 수 있다. UV 센서는 공기 흐름 통로 내에 위치할 수 있다. 또한, UV 센서는 마이크로프로세서가 UV 센서에 의해 전송된 신호에 기초하여 팬의 속도를 제어할 수 있도록 마이크로프로세서와 통신할 수 있다.
시스템을 통과하는 공기 흐름을 방지하기 위해, 시스템은 폐쇄 위치와 개방 위치를 갖는 커버(cover)를 포함할 수 있다. 폐쇄 위치에서 커버는 시스템이 사용 중이 아닐 때 시스템 입구를 폐쇄한다. 커버는 절연 재료로 만들어질 수 있다. 커버는, 커버의 위치를 감지하고 커버가 폐쇄 위치에 있다면 시스템 작동을 방지하는 연동 스위치(interlock switch)에 연결될 수 있다. 연동 스위치는 마이크로프로세서에 연결될 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 공기압 제어 시스템을 도시한다.
도2는 도1에서 도시된 시스템의 공기 흐름도를 도시한다.
도3은 도 1에서 도시된 시스템의 논리도를 도시한다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 살균 라디에이션 챔버 및 전기 샤시를 도시한다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 도4의 예시적인 살균 라디에이션 챔버를 도시한다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 챔버 커버 및 UVC 센서를 구비한 도4의 살균 라디에이션 챔버를 도시한다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 도4의 살균 라디에이션 챔버의 내부를 도시한다.
도8은 본 발명의 실시예에 따른 도4의 전기 샤시의 내부를 도시한다.
도9는 본 발명의 실시예에 따른 도4에서 도시된 예시적인 전기 샤시의 내부에 대한 다른 일견을 도시한다.
도10은 공기압 제어 시스템의 실시예에 따른 선행 필터를 구비한 팬 조립체를 도시한다.
도11은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 제어 패널을 도시한다.
도12는 본 발명의 실시예에 따른 노출 요소 상의 절연체를 구비한 예시적인 외각을 도시한다.
도1은 본 발명에 따른 공기압 격리 시스템(110)을 도시한다. 시스템(110)은 창문을 관통하는, "플러그 앤 플레이(plug and play)" 형식 시스템일 수 있다. 이에 따라, 시스템(110)은 시스템(110)을 창문(120)에 위치시키고 전력 코드(160)를 일반적인 벽 소켓에 끼움으로써 폐쇄 공간(180)을 격리 또는 봉쇄 룸으로 변환시킬 수 있다. 시스템(110)의 내향 면은 폐쇄 공간(180)의 미관에 부정적 영향을 미치지 않도록 스타일리쉬한 디자인을 구비할 수 있다. 시스템(110)의 외향 면은 주변에 노출되기에 적당한 디자인을 구비할 수 있다.
격리 구조 내에서, 변속 팬(130)은 청정 공기를 폐쇄 공간(180)으로 가압하며, 폐쇄 공간(180) 내에 파지티브 압력을 생성한다. 수술실 및 클린룸에 견지되는 일정한 파지티브 압력을 생성하기 위하여, 팬의 속도를 변화시킴으로써, 창문 및 문 주변의 틈을 통한 룸 밖으로의 공기 흐름에 맞추어, 시스템(110)은 룸 내로의 공기 흐름을 제어할 수 있다. 봉쇄 구조 내에서, 변속 팬(130)은 폐쇄 공간(180) 밖으로 공기를 가압하며, 네거티브 룸 공기압을 생성한다. 두 방향 중 어느 것에 있어서, 폐쇄 공기 흐름 통로 내에 위치한 살균 라디에이션 챔버(140)는 공기가 시스템(110)을 통과함에 따라 공기를 정화한다. 시스템(110)이 창문에 설치되지 않았다면, 사용자는 바깥 환경에 닿도록 살균 라디에이션 챔버 밖으로의 공기 통로에 연장부를 추가할 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(110)은 다중 변속 팬을 포함할 수 있다. 하나 이상의 변속 팬이 존재한다면, 팬은 다중 방향으로 공기를 가압하도록 작동할 수 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 살균 라디에이션 챔버(140)는 자외선 램프(210)를 포함할 수 있다. 자외선 램프(210)는 대략 253.7 나노미터의 파장으로 방사할 수 있다. 253.7 나노미터에서의 UV 라디에이션은 살아 있는 그리고 잠복해 있는 마이크로 유기물 상에 가장 큰 양의 해를 가한다고 증명되어 있다. 예를 들어, 253.7 나노미터 파장에서, 인플루엔자에 대한 UV 실험은 90%의 살상율을 보이며 나머지 10%에도 심각한(중화하기에 충분한) 해를 가한다. 살균 라디에이션 챔버(140)의 타겟은 바이러스, 박테리아, 균류, 곰팡이 및 포자를 포함하되, 이에 한정되지 않는다. 253.7 나노미터 파장이 예시로 사용되었으나, UV 파장은 임의의 한 종의 마이크로 유기물에 대한 해를 최대화하기 위하여 조정될 수 있다.
라디에이션 챔버(140)는 또한 필요시에 사용자가 UV 램프(210)을 교환할 수 있도록 UV 램프(210)로의 접근을 제공할 수 있다. 사용자는 챔버(140)를 분해할 필요가 없도록 살균 라디에이션 챔버(140) 외부로부터 UV 램프(210)를 설치할 수 있다. UV 램프(210)로의 엑세스는 사용자가 작동 중에 UV 램프(210)에 접근하는 것을 방지하기 위해 시스템(110)을 차단하는 킬(kill) 스위치를 포함할 수 있다. 대안으로, 살균 라디에이션 챔버(140)는 사용자가 원격 위치에서 완전히 제거하고 교환할 수 있는 카트리지 설계일 수 있다. UV 램프(210)는 다른 형식의 공중 입자 또는 마이크로 유기물을 목표로 하기 위하여 파장이 변화하는 다중 램프를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 살균 라디에이션 챔버(140)는 제거 가능하다. 제거 가능한 라디에이션 챔버(140)를 포함하는 실시예에서, 시스템은 또한 전기적으로 라이에이션 챔버(140)에 연결된 연동 스위치를 포함할 수 있다. 연동 스위치는 라이에이션 챔버(140)가 바르게 설치되었는지 검증할 수 있고, 바르지 못한 설치 시에 시스템(110)으로의 주전력을 차단할 수 있다.
UV 광을 사용한 마이크로 유기물의 파괴 및 중화는, 마이크로 유기물이 노출된 UV 광의 양 및 노출 시간에 의존한다. 노출 양을 증가시키기 위하여, 살균 라디에이션 챔버(140)의 내부 표면은 반사성 코팅(230)을 포함할 수 있다. 반사성 코팅(230)은 챔버 내의 UV 광을 반사하여, 마이크로 유기물을 더 많은 양의 UV 광에 노출시키고, 따라서, 마이크로 유기물의 살상 및 중화 비율을 증가시킨다. 노출 시간은 살균 라디에이션 챔버(140) 내의 공기 흐름을 늦춤으로써 증가될 수 있다. 챔버(140)를 통한 층류 공기 흐름은, 주재 시간과 노출이 챔버(140)를 통틀어 균일하고 충분하도록 보장한다. 노출 및 주재 시간을 더 증가시키기 위하여, 챔버(140)는 시스템(110)의 총 사이즈의 한계 내에서 가능한 한 커야한다. 공기 흐름 내의 무효 지역(dead spot)은 최소화되어야 한다.
UV 광선은 유해하므로 살균 라디에이션 챔버(140) 및 시스템(110) 내부에 내장되어야 한다. UV 광이 배출되는 것을 방지하기 위하여, 살균 라디에이션 챔버(140)는 일단 또는 양단에 배플(220)을 포함할 수 있다. 시스템(110)의 공기 흐름 통로는 시스템 입구 또는 출구를 통한 UV 반사를 방지하기 위해 검게 될 수 있다.
차동 공기압 변환기(150)는 시스템(110)의 입구 및 출구에서의 공기압을 측정할 수 있다. 차동 공기압 변환기(150)는 폐쇄 공간 공기 포트(270)를 통하여 내부 공기의 공기압의 견본을 뽑고 측정하며 외부 공기 포트(280)를 통하여 외부 공기압을 측정할 수 있다. 시스템(110)은, 차동 압력 변환기와 공기 포트(270, 280) 사이의 압력이 새지 않는 연결부를 포함할 수 있다. 외부 공기 포트(280)는 몹시 추운 날씨 및 곤충과 같은 기타 변수에 의한 방해물을 방지하는 설비를 포함할 수 있다. 시스템(110)이 창문에 설치되지 않는다면, 외부 공기 포트(280)는 외부 환경에 도달하기 위한 연장부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 차동 공기압 센서는 열선 또는 고체 상태 풍속계일 수 있다. 다른 실시예에서, 압력 변환기는 제2 공기 통로(260) 내에 위치할 수 있다. 제2 공기 통로(260)는 살균 라디에이션 챔버(140)를 포함하는 제1 공기 통로(250)로부터 분리되고 구별될 수 있다.
도3에 도시한 바와 같이, 시스템(110)은 폐회로 제어기(320)을 포함할 수 있다. 폐회로 제어기(320)는 차동 공기압 변환기(150), 및 모터 제어기(310)에 연결될 수 있다. 폐회로 제어기(320)는 시스템 입구와 시스템 출구 사이의 압력 차를 모니터할 수 있고, 이 압력 차에 기초하여, 모터 제어기(310)를 통해 팬(130)의 속도를 조정할 수 있다. 모터 제어기(310)를 통해 팬(130)의 속도를 제어함으로써, 폐회로 제어기(320)는 폐쇄 공간(180) 내의 압력을 제어할 수 있다. 모터 제어기(310)는 모든 전압과 사이클에서 작동할 수 있고, 선택 가능한 전압 스위치를 구비한다. 다중 팬을 포함하는 실시예에서, 모터 제어기(310)는 각 유닛에 대해 다른 제어기 전력 상태를 취한다.
시동 중에, 폐회로 제어기(320)는 가장 나쁜 경우의 시나리오를 예상하고 팬(130)을 최대 속도로 만들도록 구성될 수 있다. 시스템(110)에 대한 전력 중단에 반응하여, 폐회로 제어기(320)는 순차적인 차단 및 시동 프로세스를 제공할 수 있다.
폐회로 제어기(320)는 마이크로프로세서(360)를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서(360)는 차동 공기압 변환기(150)의 출력과 제어 패널(330)(후술됨)을 통해 사용자에 의해 입력된 세트포인트를 비교할 수 있다. 마이크로프로세서(360)는 그리고 나서 폐쇄 공간(180) 내의 압력을 세트포인트 값으로 유지하기 위해 팬(130)의 속도를 조정할 수 있다. 시스템(110)이 세트포인트 조건을 벗어나 작동할 때, 폐회로 제어기(320)는 경보를 일으킬 수 있다.
폐회로 제어기(320)는 또한 문(170)(도1)이 열렸을 때를 인식할 수 있는 제2 제어 대역(band)을 포함할 수 있다. 폐회로 제어기(320)는 그리고 나서 팬(130)을 최대 속도로 한 후에 세트포인트에서 폐쇄함으로써 그러한 조건에 응답할 수 있다. 폐회로 제어기(320)는 또한 팬(130)을 헌팅(hunting)으로부터 방지하기 위한 불가 대역을 설정할 수 있다.
다른 실시예에서, 폐회로 제어기(320)는 UV 광의 존재를 검증하고 시스템(110)을 통한 공기 흐름에 기초하여 UV 라디에이션의 강도를 제어할 수 있다. 폐회로 제어기(320)는 최대 라디에이션을 위해 모든 UV 램프(210)를 켜거나, 라디에이션 레벨의 단계적 기능을 실행하기 위해 한번에 하나의 UV 램프를 켬으로써 UV 라디에이션의 강도를 제어할 수 있다. 폐회로 제어기(320)는 또한 UV 램프가 고장났는지 인식하고, 작동 중인 램프로 전력을 스위치할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 폐회로 제어기는 소프트웨어 포트(미도시)를 내장할 수 있다. 소프트웨어 포트는 사용자가 새로운 소프트웨어 개정판을 다운로드하고 시스템(110)의 개별적 기능을 테스트하도록 한다.
또 다른 실시예에서, 시스템(110)은 제어 패널(330)을 포함할 수 있다. 사용자는 세트포인트 값을 제어 패널(330)에 입력할 수 있다. 제어 패널(330)은 또한 사용자가 파지티브 또는 네거티브 룸 압력 사이에서 선택하도록 하는 스위치(미도시)를 포함할 수 있다. 스위치는 기계적 스위치, 키패드, 또는 키패드 다중 디지털 코드 중 어떤 것이 될 수 있다. 다중 팬을 포함하는 실시예에서, 제어 패널(330)은 사용자가 팬들 중 하나를 다른 방향으로 움직이게 선택하도록 할 수 있다. 제어 패널(330)의 다른 기능은 제어 시스템의 하나 또는 모든 기능을 진단하는 것, 및 UV 램프(210) 교체와 같은 일상 서비스가 필요할 때 디스플레이하는 것을 포함하되, 이에 한정되지 않는다. 제어 패널(330)은 다중 언어가 이용 가능할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시스템(110)은 또한 안전 센서(340)를 포함할 수 있다. 안전 센서(340)는 청각 또는 시각 경보를 포함할 수 있다. 안전 센서(340) 및 관련 경보는 마이크로프로세서(360) 및 폐회로 제어기(320)와 통신할 수 있다. 폐회로 제어기(320)로부터의 신호를 수신한 후, 안전 센서(340)는 시스템(110)이 세트포인트 값에서 작동하고 있지 않다면 또는 시스템 요소가 기능하고 있지 않을 때 경보를 일으킬 수 있다.
보편적인 전력원(350)이 시스템(110)에 전력을 공급한다. 전력원(350)은 GSI 및 브레이커 리셋(breaker reset)을 내장하고 일반적인 벽 소켓에 끼워질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 시스템(110)은 무필터(filter-less) 시스템이다. 무필터 실시예에서, UV 광은 마이크로 유기물이 살균 라디에이션 챔버(140)를 통과함에 따라 이것을 살상하거나 중화한다.
도4에서 도시한 바와 같이, 살균 라디에이션 챔버(140)는 전기 샤시(405) 내에 내장될 수 있다. 이러한 실시예에서, 사용자는 완전한 시스템(110)을 만들기 위해 살균 라디에이션 챔버(140)를 전기 샤시(405) 안으로 본질적으로 미끄러져 들어가게 할 수 있다. 아래 더 자세히 논의되겠지만, 전기 샤시(405)는 시스템(110)의 많은 전기적 및 기계적 요소를 수용한다.
또 다른 실시예에서 그리고 도4 및 도5에서 도시한 바와 같이, 시스템(110)은 살균 라디에이션 챔버(140)의 일단 또는 양단에 위치한 HEPA 필터(410)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 필터(410)는 팬(910)으로부터 살균 라디에이션 챔버(140)의 반대단에 있을 수 있다(도9 참조). 필터의 설치 및 교체를 용이하게 하기 위하여, 살균 라디에이션 챔버(140)는 필터(410)에 접근하게 하는 슬롯을 포함할 수 있다. 필터(410) 및 두 개의 센서(UVC 챔버 내의 공기 흐름 센서 및 UVC 챔버 내의 UVC 레벨 센서, 아래 더 자세히 논의됨)의 추가는 시스템(110)이 본질적으로 룸 격리 제어기 및 룸 봉쇄 제어기뿐만 아니라 휴대형 공기 청정기 및 공기 소독기가 되게 만든다.
바람직한 실시예에서, 필터(410)는 반투명 섬유 유리 HEPA 필터이어야 한다. 반투명 필터는 UV 라디에이션이 필터를 통과하게 하며, 바이러스가 살균 라디에이션 챔버(140)를 통하여 이동하고 필터(410)을 통과함에 따라 UVC 라디에이션이 바이러스를 살상하도록 한다. 일부 실시예에서, 필터는 필터의 유효한 표면적을 증가시키기 위하여 주름 잡힐 수 있다. 주름 잡힌 필터는, 주름이 수직이고 UV램프(210)의 축이 필터 주름 축에 교차하도록 배향될 수 있다. 바람직한 실시예에서, UV 램프(210)는 동일 평면상에 있다.
HEPA 필터(410)는 더 큰 오염물을 가둘 것이며, 더 큰 오염물을 고강도 UVC 램프(210)에 의한 연속된 이라디에이션(irradiation)에 노출시킨다. 이렇게 함으로써, 필터(410)는 (살상되기 위해 더 많은 양의 이라디에이션을 필요로 하는) 더 큰 미립자를 파괴하는 한편, 관리 가능한 시스템 사이즈를 유지하고 룸 격리 및 봉쇄에 필요한 유속을 유지한다. UVC 라디에이션은 HEPA 필터(410)로부터 대부분의 유기적 미립자를 해리할 것이며, 자가 정화 필터를 생성한다.
필터(410) 및 필터 프레임(415)(도7)은 UVC 라디에이션에 견디는 재료로 구성되어야 한다. 예를 들어, 필터(410)은 반투명 섬유 유리일 수 있고, 필터 프레임(415)은 금속일 수 있다.
살균 라디에이션 챔버(140)로의 입구는 또한 UVC 광 배플 및 흐름 정류기(flow straightener: 420)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, UVC 광 배플은 UV 광이 살균 라디에이션 챔버(140)로부터 방출되는 것을 방지한다. 명칭이 제안하는 바와 같이, 흐름 정류기는 시스템을 통과하는 공기 흐름을 곧바르게 하며 살균 라디에이션 챔버(140) 내의 난류를 감소하는데 사용될 수 있다.
도6에 도시하는 바와 같이, 살균 라디에이션 챔버(140)는 살균 라디에이션 챔버(140)를 수용하는 커버(620)를 구비할 수 있다. 또한, 본 발명의 일부 실시예는 또한 살균 라디에이션 챔버(140) 내에 위치한 UV 레벨 센서(610)를 구비할 수 있다. UV 레벨 센서(610)는 공기 흐름의 안 또는 가장자리에 있을 수 있다. UV 레벨 센서(610)는 마이크로프로세서에 신호를 전송할 수 있고, UV 레벨 센서의 신호에 기초하여 팬 속도 또는 표시등(indicator light)을 제어할 수 있다.
도7에서 도시한 바와 같이, 시스템(110)은 또한, 살균 라디에이션 챔버(140) 내에 위치하고(예를 들어, 챔버의 내부 벽에 장착됨) 마이크로프로세서에 연결되는 공기 흐름 센서(710)를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 공기 흐름 센서(710)는 고체 상태 센서이어야 하고 공기 흐름과 동일 직선상에 있어야 한다. 또한, 공기 센서(710)는 공기 흐름 센서(710)에 대한 해를 방지하기 위해 UV 라디에이션으로부터 차폐되어야 한다. 공기 흐름 센서(710)는 시스템을 통과하는 공기 흐름을 나타내는 신호를 마이크로프로세서에 송신할 수 있다. 그러면 마이크로프로세서는 이 신호를 사용하여 팬 속도를 수정하거나 표시등(예를 들어, 경보)을 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 흐름 센서(710)는 온도 보정될 수 있다.
상기 기술된 요소에 추가로, 전기 샤시(405)는 또한 UVC 전력원(810) 및 팬 전력원(820)을 수용할 수 있다. 전기 샤시(405)는 또한 차동 공기압 센서를 수용할 수 있다. 흐름 센서(710)과 유사한 방법으로, 차동 공기압 센서는 온도 보정될 수 있다.
도9에서 도시한 바와 같이, 시스템 수용력을 개선하고 파편, 먼지 및 기타 물체가 시스템(110) 내에서 집진되는 것을 방지하기 위하여, 시스템(110)은 또한 시스템이 사용 중이 아닐 때 공기 흐름을 차단하는 커버(1010)를 구비할 수 있다. 커버(1010)는, 예를 들어, 절연 재료로 만들어진 슬라이드 또는 플랩(flap)일 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템은 커버(1010)의 상태(예를 들어, 커버가 열렸는지 닫혔는지)를 감지하기 위해 커버에 전기적으로 연결된 커버 연동 스위치(1020)를 포함할 수 있다. 커버 연동 스위치(1020)는 또한 커버(1010)가 닫혀 있을 때 시스템 작동을 방지하도록 하는 마이크로프로세서에 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예에서, 케이블(1030)은 커버(1010)를 활성화하도록(예를 들어, 열거나 닫거나 하도록) 사용될 수 있다. 케이블(1030)의 위치는 시스템의 온-오프 스위치로서 작용할 수 있다. 예를 들어, 케이블 위치가 열린 커버와 일치할 때, 시스템은 켜진 상태이다. 반대로, 케이블 위치가 닫힌 커버와 일치할 때, 시스템은 꺼진 상태이다. 커버(1010)와 마찬가지로, 케이블(1030)은 또한 케이블(1030)의 위치를 감지하기 위한 케이블 연동 스위치(1050)(도10)와 전기적으로 연결될 수 있다. 사용자는 시스템 제어 패널(330)(도11) 상에 위치한 손잡이(1040)를 사용함으로써 케이블(1030)의 위치(예를 들어, 열림 및 닫힘)를 조정할 수 있다.
도10에서 도시한 바와 같이, 시스템은 전기 샤시(405)에 부착된 팬 조립체(1025)를 포함할 수 있다. 팬 조립체는 시스템을 통과하는 공기 흐름을 생성하는 임의의 개수의 팬(도10은 3개의 팬을 도시함)을 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이, 팬 속도는 압력 차, 세트포인트, 및 UV 광의 양을 포함하는 다수의 표준에 기초하여 제어될 수 있되, 이에 한정되지 않는다. 팬 조립체(1025)는 각 팬을 커버하는 선행 필터 조립체(1027)를 포함할 수 있다. 선행 필터 조립체(1027)는 더 큰 물체, 파편, 또는 작은 동물이 시스템(110)에 들어가는 것을 방지한다.
일부 실시예에서, 외부 요소에 노출되는 시스템(110)의 부분은 절연체를 포함할 수 있다(도12). 또한, 외각(1210)은 창문을 통한 설치에 더 좋은 접합을 제공하는 팽창성 프레임(미도시)을 수용할 수 있다. 팽창성 프레임은 시스템이 설치되는 창문의 사이즈로 팽창할 수 있다. 팽창성 프레임은 창턱, 창문 프레임, 및 시스템 외각에 밀봉하기 위한 연성 가스켓(gasket)을 포함할 수 있다.
본 발명의 여러 가지 예시적인 실시예가 기재되었으나, 본 기술의 당업자에게 있어 본 발명의 진정한 범위로부터 벗어남 없이 본 발명의 장점을 달성할 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 것은 명백함에 틀림이 없다. 이러한 그리고 기타 명백한 수정은 첨부된 청구항에 포함된다.

Claims (50)

  1. 제1 공기 통로 입구와 제1 공기 통로 출구를 포함하는 제1 공기 통로와,
    제2 공기 통로 입구와 제2 공기 통로 출구를 포함하는 제2 공기 통로와,
    임의의 속도에서 작동하도록 구성된 변속 팬과,
    상기 변속 팬과 통신하고 상기 변속 팬의 속도를 제어하도록 구성된 모터 제어기와,
    상기 제2 공기 통로 내에 배치되고, 상기 제2 공기 통로 입구와 제2 공기 통로 출구 사이의 공기압 차이를 모니터하도록 구성된 고체 상태 풍속계와,
    상기 모터 제어기 및 상기 고체 상태 풍속계와 통신하는 폐회로 제어기를 포함하고,
    상기 제2 공기 통로 입구와 제2 공기 통로 출구 사이의 압력 차이에 기초하여 상기 변속 팬의 속도를 변경시켜 공간 내부의 압력을 제어하도록 구성되고, 공간 내의 상태의 변화 시에 팬을 최대 속도로 되게 하고, 그 후에 세트포인트 값을 달성하도록 팬의 속도를 감소시키는
    공기압 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폐회로 제어기는, 상기 고체 상태 풍속계로부터의 출력과 상기 세트포인트 값을 비교하고 상기 고체 상태 풍속계로부터의 출력과 상기 세트포인트 값 사이의 차이에 기초하여 상기 팬의 속도를 조정하도록 구성된 마이크로프로세서를 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서와 통신하는 안전 센서를 더 포함하고, 상기 마이크로프로세서는 상기 공기압 제어 시스템이 상기 세트포인트 값에서 작동하지 않을 때 경고하도록 구성된
    공기압 제어 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 공기 통로 내에 배치되는 살균 라디에이션 챔버를 더 포함하고, 상기 살균 라디에이션 챔버는 적어도 하나의 UV 광원을 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    살균 라디에이션 챔버는 UV 광원에 의해 생성되는 UV 광을 반사시키도록 구성된 반사 내부 표면을 더 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 공기 통로의 입구 및 출구는 상기 제1 공기 통로 입구와 제1 공기 통로 출구를 통한 UV 반사를 방지하기 위해 검게 되는
    공기압 제어 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 살균 라디에이션 챔버는 제거가능한 카트리지인
    공기압 제어 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는 적어도 하나의 UV 광원의 작동을 제어하는
    공기압 제어 시스템.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 살균 라디에이션 챔버의 적어도 하나의 단부에 위치하고, 상기 살균 라디에이션 챔버로부터 UV 광이 방출되는 것을 방지하도록 구성된 적어도 하나의 배플을 더 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배플의 에지 중 적어도 일부가 살균 라디에이션 챔버와 접촉하는
    공기압 제어 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    시스템을 통한 공기 흐름을 직선화시키는 흐름 정류기를 더 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제4항에 있어서,
    상기 공기압 제어 시스템은 관통 창문을 설치하도록 구성된
    공기압 제어 시스템.
  21. 제4항에 있어서,
    공기 흐름 내에 배치된 제1 필터를 더 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 필터는 HEPA 필터인
    공기압 제어 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 살균 라디에이션 챔버는 상기 제1 필터로의 접근을 제공하는 적어도 하나의 슬롯을 구비하는
    공기압 제어 시스템.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 제1 필터는 상기 살균 라디에이션 챔버의 제1 단부에 배치되는
    공기압 제어 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 살균 라디에이션 챔버의 제2 단부에 배치되는 제2 필터를 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  26. 삭제
  27. 제1항에 있어서,
    커버에 연결되며, 상기 커버의 위치를 감지하여 상기 커버가 폐쇄 위치에 있다면 시스템 작동을 방지하도록 구성된 연동 스위치를 더 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 폐회로 제어기는 시스템에 새로운 소프트웨어를 다운로드하기 위한 소프트웨어 포트를 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  29. 공기압 제어 시스템의 구조를 규정하고 빌딩의 창문 내에 장착되도록 구성된 하우징과,
    하우징의 적어도 일부 둘레에서 연장되고, 창문의 적어도 하나의 치수를 팽창하도록 구성된 팽창성 프레임과,
    제1 공기 통로 입구와 제1 공기 통로 출구를 포함하고 하우징을 통해 연장되는 제1 공기 통로와,
    제2 공기 통로 입구와 제2 공기 통로 출구를 포함하고 하우징을 통해 연장되는 제2 공기 통로와,
    제1 공기 통로 내부에 위치하고 임의의 속도에서 작동하도록 구성된 변속 팬과,
    상기 변속 팬과 통신하고 상기 변속 팬의 속도를 제어하도록 구성된 모터 제어기와,
    상기 제2 공기 통로 내부에 위치하고 상기 제2 공기 통로 입구와 제2 공기 통로 출구 사이의 공기압 차를 모니터하도록 구성된 차동 공기압 변환기와,
    상기 모터 제어기 및 차동 공기압 변환기와 통신하는 폐회로 제어기로서, 상기 제2 공기 통로 입구에서의 공기압과 상기 제2 공기 통로 출구에서의 공기압 사이의 압력 차에 기초하여 상기 팬의 속도를 변경함으로써 공간 내의 압력을 유지하도록 구성된, 폐회로 제어기를 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 팽창성 프레임은 창턱(window sill), 창문 프레임, 및 상기 하우징으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 밀봉하도록 구성된 밀봉 부재를 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 폐회로 제어기와 통신하고, 세트포인트 값을 접수하고 상기 세트포인트 값에 기초하여 상기 팬의 속도를 변경하도록 구성된 제어 패널을 더 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  32. 제29항에 있어서,
    공기압 제어 시스템 내의 제1 공기 통로 내에 배치된 살균 라디에이션 챔버를 더 포함하고, 상기 살균 라디에이션 챔버는 적어도 하나의 UV 광원을 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 살균 라디에이션 챔버는 UV 광원에 의해 생성된 UV 광을 반사시키도록 구성된 반사 내부 표면을 더 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  34. 제33항에 있어서,
    시스템을 통한 공기 흐름은 층류이고, 반사 내부 표면은 층류에 평행한
    공기압 제어 시스템.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 제1 공기 통로는 시스템 입구 및 시스템 출구를 통한 UV 반사를 방지하도록 검게 되는
    공기압 제어 시스템.
  36. 제32항에 있어서,
    상기 살균 라디에이션 챔버의 적어도 하나의 단부에 배치된 배플을 더 포함하고, 상기 배플은 UV가 살균 라디에이션 챔버로부터 방출되는 것을 방지하도록 구성된
    공기압 제어 시스템.
  37. 제32항에 있어서,
    하우징 내에 위치된 전기 샤시를 더 포함하고, 살균 라디에이션 챔버는 전기 샤시 내에 배치되는
    공기압 제어 시스템.
  38. 제37항에 있어서,
    살균 라디에이션 챔버는 전기 샤시로부터 제거가능한 카트리지인
    공기압 제어 시스템.
  39. 제32항에 있어서,
    상기 시스템은 살균 라디에이션 챔버 내에 배치된 공기 흐름 센서를 더 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 공기 흐름 센서는 마이크로프로세서가 공기 흐름 센서에 의해 전송되는 신호에 기초하여 팬 속도를 제어할 수 있도록 마이크로프로세서와 통신하는
    공기압 제어 시스템.
  41. 삭제
  42. 제32항에 있어서,
    UV 센서를 더 포함하고, 상기 UV 센서는 마이크로프로세서가 UV 센서에 의해 전송되는 신호에 기초하여 팬 속도를 제어할 수 있도록 마이크로프로세서와 통신하는
    공기압 제어 시스템.
  43. 제29항에 있어서,
    상기 차동 공기압 변환기는 고체 상태 풍속계인
    공기압 제어 시스템.
  44. 제29항에 있어서,
    제1 공기 통로 내에 배치된 제1 필터를 더 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  45. 제44항에 있어서,
    공기압 제어 시스템 내의 제1 공기 통로 내에 배치된 살균 라디에이션 챔버를 더 포함하고, 상기 살균 라디에이션 챔버는 적어도 하나의 UV 광원을 포함하고, 상기 제1 필터로의 접근을 제공하는 적어도 하나의 슬롯을 구비하는
    공기압 제어 시스템.
  46. 제44항에 있어서,
    상기 제1 필터는 살균 라디에이션 챔버의 제1 단부에 배치되는
    공기압 제어 시스템.
  47. 삭제
  48. 제29항에 있어서,
    상기 폐회로 제어기는, 차동 공기압 변환기로부터의 출력과 세트포인트 값을 비교하여, 차동 공기압 변환기 출력과 세트포인트 값 사이의 차이에 기초하여 팬의 속도를 조정하도록 구성된 마이크로프로세서를 포함하는
    공기압 제어 시스템.
  49. 삭제
  50. 삭제
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