KR20230065990A - Uv 조사를 사용하는 공기 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

Uv 조사를 사용하는 공기 처리 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

공기 처리 시스템은 인클로저, 제1 UV 램프, 제2 UV 램프 및 하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들을 포함한다. 인클로저는 입구, 출구와 입구와 출구 사이의 통로를 포함한다. 하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들은 입구를 통해 인클로저 내로 공기를 흡인하고 통로를 통해 출구를 향해 공기를 유도하도록 구성된다. 제1 UV 램프는 제1 피크 파장을 갖는 제1 UV 광을 출력하도록 구성되고, 제2 UV 램프는 제1 피크 파장과 상이한 제2 피크 파장을 갖는 제2 UV 광을 출력하도록 구성된다. 제1 및 제2 UV 램프는 인클로저에 배치되고, 제1 광 및 제2 광 각각은 통로를 조사한다. 공기 처리 시스템을 동작하는 방법이 또한 개시된다.

Description

UV 조사를 사용하는 공기 처리 시스템 및 방법
본 출원은 일반적으로 공기 제염에 관한 것으로, 특히 UV 조사를 사용하는 공기 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 COVID-19 팬데믹에 의해 입증된 바와 같이 공기매개 병원체는 실내 모임을 안전하지 않게 할 수 있다. 많은 실내 모임을 피할 수 있지만, 특정 활동은 여전히 사람이 실내 또는 밀폐 공간에 모이는 것을 필요로 한다. 예를 들어, 사람은 여전히 대중교통을 이용하거나 의료 서비스를 찾거나 병원, 요양원, 버스, 기차, 비행기, 공항, 식료품점 등과 같은 실내 필수 활동을 수행해야 할 수 있다. 따라서, 공기매개 또는 에어로졸화된 병원체의 효과적인 제염이 절실히 필요하다.
자외선(UV) 광은 그 입증된 멸균 능력으로 인해 표면을 제염하는 데 효과적으로 사용되었지만, 공기를 멸균하기 위해 UV 광을 사용하는 것은 여러 문제에 직면해 있다. 우선, UV 방사선은 위험할 수 있으므로 사람과 동물이 존재하는 공간을 조사하는 데 사용해서는 안 된다. 둘째, 상업적 UV 램프를 사용하여 공기매개 병원체를 제거하려면 일반적으로 적어도 15분의 최소 처리 시간이 필요하다. 그 결과, UV 광은 주로 비어 있는 공간(예를 들어, 환자 교체 사이의 병실 또는 업무 시간 이후의 사무실 공간 또는 쇼핑몰)의 제염에 사용되었다. 이러한 시스템은 일반적으로 사람이 서로 가까이 근접해 있는 동안 병원체를 운반하는 공기매개 비말을 통해 전염되는 결핵이나 유행성 인플루엔자와 같은 공기매개 질병을 예방하는 데 적합하지 않다.
따라서, 효과적인 공기 제염 시스템 및 방법을 개발하는 것이 필요하다.
개시된 실시예는 공간이 점유되어 있는지 여부에 무관하게 밀폐 공간(예를 들어, 실내, 승용차 등)에서 공기를 제염(예를 들어, 소독, 멸균)하기 위해 연속적으로 동작할 수 있는 공기 처리 시스템을 제공한다. 공기 처리 시스템은 적어도 2개의 UV 램프 세트로부터의 적어도 2개의 구별되는 피크 파장의 UV 광으로 조사되는 인클로저를 통해 공기를 순환시킨다. 공기 처리 시스템은 주로 조합된 파장 결과로부터의 시너지 효과로 인해 인클로저를 통해 유동하는 공기가 주변으로 방출되기 전에 박테리아, 포자 및 바이러스와 같은 공기매개 병원체를 비활성화(예를 들어, 사멸, 파괴 또는 중화)하는 데 매우 효과적이다.
일부 실시예에서, 다수의 유형의 UV 램프는 제1 피크 파장(예를 들어, 254 nm)을 갖는 제1 UV 광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 제1 UV 램프들 및 제1 피크 파장과 상이한 제2 피크 파장(예를 들어, 195 nm, 207 nm, 222 nm 또는 232 nm)을 갖는 제2 UV 광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 제2 UV 램프들을 포함한다. 하나 이상의 제1 UV 램프들은 예를 들어, 제1 피크 파장 근방의 UV 광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 수은 증기 램프 및/또는 하나 이상의 UV 발광 다이오드(UV LED)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 제2 UV 램프들은 예를 들어 제2 피크 파장 근방의 UV 광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 엑실램프 및/또는 하나 이상의 UV LED를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 피크 파장은 제2 피크 파장보다 적어도 20 nm 더 길다. 일부 실시예에서, 제1 피크 파장은 최대 DNA 흡수를 위한 파장에 매우 가깝기 때문에 병원체의 RNA/DNA를 파괴하는 데 매우 효과적이다. 222 nm UV와 같이 피크 파장이 더 짧은 제2 UV 광은 RNA/DNA, 단백질, 지질/세포막 및 효소에 동시에 손상을 줄 수 있다. 제1 UV 램프(들) 및 제2 UV 램프(들) 둘 모두를 포함함으로써, 일부 실시예에 따른 공기 처리 시스템(예를 들어, 시스템(100, 200, 202, 204, 206, 208, 또는 210))은 조합된 파장의 시너지 효과를 사용하여 병원체를 비활성화하고 단일 파장 UV 광을 사용하는 시스템보다 훨씬 더 빠른 비활성화 속도를 달성한다. 다시 말해서, 예를 들어 20 nm를 초과하여 이격되어 있는 적어도 2개의 구별되는 UV 파장의 광으로 인클로저를 통해 유동하는 공기를 조사함으로써, 예를 들어 공기 중의 활성 병원체의 적어도 90% 또는 99%를 비활성화하여 공기를 제염하기 위한 최소 처리 시간이 상당히 감소된다. 예를 들어, 공기를 2개의 구별되는 파장(예를 들어, 222 nm 및 254 nm)의 UV 광에 노출시키면 공기는 254 nm 피크 파장의 UV 광을 사용한 15분 이상의 최소 처리 시간보다 훨씬 더 짧은 0.01-2초의 시간 프레임 내에 제염될 수 있다. 이는 공기 처리 시스템이 12ft x 12ft 실내의 공기를 2분 미만 이내에 제염하여 실내 공간을 실외 공간만큼 안전하게 만들 수 있게 한다.
일부 실시예에 따르면, 공기 처리 시스템은 인클로저(예를 들어, 유동 통과 인클로저), 하나 이상의 제1 UV 램프들, 하나 이상의 제2 UV 램프들, 및 하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들을 포함한다. 인클로저는 입구, 출구와 입구와 출구 사이의 통로(예를 들어, 공기 통로)를 포함한다. 하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들은 공기를 인클로저로 흡인하고 통로를 통해 인클로저의 출구를 향해 공기를 유도하도록 구성된다. 하나 이상의 제1 UV 램프들은 인클로저에 배치되고 제1 피크 파장을 갖는 제1 광으로 통로를 조사하도록 구성된다(예를 들어, 제1 광은 제1 피크 파장에서 피크를 이루는 정규화된 스펙트럼을 갖는다). 하나 이상의 제2 UV 램프들은 인클로저에 배치되고 제1 피크 파장과 구별되는 제2 피크 파장을 갖는 제2 광으로 통로를 조사하도록 구성된다(예를 들어, 제2 광은 제2 피크 파장에서 피크를 이루는 정규화된 스펙트럼을 갖는다).
일부 실시예에 따르면, 공기 처리 방법은 입구를 통해 인클로저 내로 공기를 흡인하는 단계, 및 인클로저에 배치된 적어도 하나의 제1 UV 램프 및 적어도 하나의 제2 UV 램프에 의해 동시에 조사되는 통로를 통해 인클로저의 출구를 향하여 공기를 유도하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 제1 UV 램프는 제1 피크 파장을 갖는 제1 광으로 통로를 조사하고, 적어도 하나의 제2 UV 램프는 제1 피크 파장과 구별되는 제2 피크 파장을 갖는 제2 광으로 통로를 조사한다. 하나 이상의 제2 UV 램프들 각각은 하나 이상의 제1 UV 램프들 각각과 구별된다. 방법은 공기가 1.2 mJ/cm2 미만 또는 심지어 0.6 mJ/cm2 미만인 제1 광 및 제2 광의 조합된 방사선 선량을 받은 후에 인클로저의 출구로부터 공기를 출력하는 단계를 더 포함한다.
다양한 설명된 실시예의 더 나은 이해를 위해, 유사한 참조 번호가 도면 전체에 걸쳐 대응하는 부분을 참조하는 다음의 도면과 함께 아래의 상세한 설명을 참조한다.
도 1a는 일부 실시예에 따른 공기 처리 시스템을 예시한다.
도 1b는 일부 실시예에 따른 도 1a에 도시된 공기 처리 시스템의 단면도를 예시한다.
도 1c 및 도 1d는 일부 실시예에 따른 도 1a에 도시된 공기 처리 시스템의 단면도를 예시한다.
도 2a 내지 도 2f는 일부 실시예에 따른 도 1a에 도시된 공기 처리 시스템의 다양한 구성을 예시한다.
도 3은 일부 실시예에 따른 제어 가능한 블라인드를 포함하는 공기 처리 시스템을 예시한다.
도 4는 일부 실시예에 따른 필터를 포함하는 공기 처리 시스템을 예시한다.
도 5a 내지 도 5c는 일부 실시예에 따른 주변 UV 램프를 포함하는 공기 처리 시스템을 예시한다.
도 6a 및 도 6b는 일부 실시예에 따른 공기 처리 시스템의 다양한 형상을 예시한다.
도 7은 일부 실시예에 따른 제염 방법의 흐름도를 예시한다.
이제, 그 예가 첨부 도면에 예시되어 있는 실시예에 대해 상세히 참조할 것이다. 다음의 상세한 설명에서, 다양한 설명된 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항이 설명된다. 그러나, 설명된 다양한 실시예가 이들 특정 세부사항 없이 실시될 수 있다는 것이 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 다른 경우에, 잘 알려진 방법, 절차, 컴포넌트, 회로 및 네트워크는 실시예의 양태를 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않았다.
본 기술 분야의 숙련자가 명백히 알 수 있는 바와 같이, 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 개시의 많은 수정 및 변형이 이루어질 수 있다. 본 출원에 설명된 특정 실시예는 단지 예로서 제공되며, 본 개시는 이러한 청구범위에 부여되는 등가물의 전체 범위와 함께 첨부된 청구범위의 조항에 의해서만 제한된다.
도 1a 내지 도 1c는 일부 실시예에 따른 공기 처리 시스템(100)을 예시한다. 공기 처리 시스템은 인클로저(110)를 포함한다. 인클로저는 입구(120), 출구(122) 및 입구(120)와 출구(122) 사이에 배치된 통로(124)를 갖는다. 인클로저(110)는 또한 공기를 입구(120)를 통해 인클로저(110)로 흡인하고 인클로저(110)의 통로(124)를 통해 출구(122)를 향해 공기를 유도하도록 구성된 하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들(128)(예를 들어, 팬)을 포함하며, 공기는 출구에서 인클로저(110) 밖으로 배출된다. 화살표(126)는 공기 처리 시스템(100)의 인클로저(110)를 통한 공기 유동의 일반적인 방향을 예시한다. 공기 처리 시스템(100)은 공기 처리 시스템(100)을 통해 유동하는 공기 중의 공기매개 병원체를 비활성화시켜 공기를 제염하도록 구성된다. 예를 들어, 인클로저(110)로 진입하는 공기에 존재하는 활성 병원체(예컨대, 박테리아, 곰팡이 포자 또는 바이러스)의 수는 공기가 인클로저(110)를 통해 유동함에 따라 감소된다. 공기 처리 시스템(100)은 다양한 유형의 UV 램프를 사용하여 공기를 조사함으로써 공기의 광학적 제염(예를 들어, 소독, 멸균)을 제공한다.
일부 실시예에서, 공기 처리 시스템(100)은 실내 또는 밀폐 공간(예컨대, 실내, 사무실, 병실 또는 쇼핑몰 등)에 설치 또는 배치될 수 있으며, 다양한 유형의 UV 램프에서 나오는 UV 광선으로 공기를 제염할 수 있도록 인클로저를 통해 공간 내의 공기를 순환시키도록 작동한다.
공기 처리 시스템(100)의 AA' 방향을 따른 단면도가 도 1b에 도시되어 있다. 공기 처리 시스템(100)은 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 제1 광(139)을 출력하도록 구성된 하나 이상의 UV 램프들(130), 및 제2 피크 파장(λ2)을 갖는 제2 광(149)을 출력하도록 구성된 하나 이상의 UV 램프들(140)를 포함한다. UV 램프(130, 140)는 제1 광(139) 및 제2 광(149)이 통로(124)를 조사하도록 인클로저(110)에 배치된다. UV 램프(130, 140)는 자외선(UV) 광(예를 들어, 전자기파 스펙트럼의 UV 부분의 파장을 갖는 광)을 출력한다.
일부 실시예에서, 제1 피크 파장(λ1)과 제2 피크 파장(λ2) 사이의 차이는 20 nm보다 더 크다. 예를 들어, 제1 피크 파장은 254 nm일 수 있고 제2 피크 파장은 195 nm, 207 nm, 222 nm 또는 232 nm일 수 있거나, 그 반대일 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 피크 파장 및 제2 피크 파장은 자외선-A(UV-A) 대역(예를 들어, 320 nm 내지 400 nm), 자외선-B(UV-B) 대역(예를 들어, 290 nm 내지 320 nm 사이), 또는 자외선-C(UV-C) 대역(예를 들어, 100 nm 내지 290 nm) 중 임의의 파장일 수 있거나, 또는 그 반대일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 피크 파장(λ1) 및 제2 피크 파장(λ2) 각각은 300 nm 내지 195 nm 사이이다.
일부 실시예에서, UV 램프(들)(130)는 제1 유형의 UV 램프를 포함하고 UV 램프(들)(140)는 제1 유형과 상이한 제2 유형의 UV 램프를 포함한다. 예를 들어, UV 램프(들)(130)는 254 nm에서 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 수은 증기 램프를 포함할 수 있고, UV 램프(140)는 약 5-10 mm만큼 이격된 2개의 전극 사이에서 여기된 분자 복합체(예를 들어, 엑시플렉스)로부터 UV 광을 생성하는 엑시머 램프(예를 들어, 엑실램프)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, UV 램프(들)(140)는 222 nm의 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 크립톤-염소 램프 및/또는 207 nm의 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 크립톤-브로민 램프를 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 UV 램프(들)(130) 및 제2 UV 램프(들)(140) 중 어느 하나 또는 양자 모두는 UV LED(UV Light Emitting Diodes)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 제2 UV 램프들은 232 nm의 피크 파장을 갖는 UV 광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 UV LED를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 1b에 도시된 바와 같이, UV 램프(들)(130) 및 UV 램프(들)(140)은 서로에 대해 동심으로 배열되고 UV 램프(들)(130) 및 UV 램프(들)(140) 중 적어도 하나는 통로를 다수의 챔버, 예컨대, UV 램프(130)를 둘러싸고 UV 램프(140)에 의해 둘러싸인 내부 챔버(150-1)와, 내부 챔버(150-1)를 둘러싸고 UV 램프(140)에 의해 내부 챔버와 분리된 외부 챔버(150-2)로 분할한다. 일부 실시예에서, UV 램프(들)(130) 및 UV 램프(들)(140)는 서로에 대해 그리고 통로의 중심축(160)에 대해 동심으로 배열된다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, UV 램프(들)(130-1)는 통로의 중심축을 따라 배치된 수은 증기 램프를 포함하고, 반면에, UV 램프(들)(140)는 통로의 중심축 주위에 배치된 엑실램프를 포함한다. 일부 실시예에서, 엑실램프는 190 nm 내지 300 nm 범위의 UV 광에 투명한 재료(예를 들어, 석영)로 형성된 케이싱 내의 밀봉된 공간에 하나 이상의 유형의 엑시플렉스를 포함하며, 그래서, 제1 광 및 제2 광 양자 모두가 엑실램프를 통과하여 내부 챔버(150-1)와 외부 챔버(150-2) 둘 모두를 조사할 수 있다. 일부 실시예에서, 엑시플렉스(들)를 위한 밀봉된 공간을 제공하는 케이싱은 서로 약 8 mm-10 mm 이격된 2개의 동심 벽을 포함하고, 엑실램프는 전극으로서 2개의 동심 벽을 따라 배치된 전도성 메시를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 인클로저(110)의 내부 표면(112)은 통로의 전체 또는 거의 전체(예를 들어, 90% )가 제1 광과 제2 광 둘 모두에 의해 조사되는 것을 보장하도록 표면(112) 상에 입사되는 제1 광(139) 및 제2 광(149)을 반사하도록 구성되는 반사성 표면이다. 인클로저(110) 내부의 고반사성 표면은 또한 반사성 내부 표면을 포함하지 않는 인클로저(110)에 비교하여 통로(124)의 광량을 증가시킨다.
통로(124)는 통로(124)를 통해 유동하는 공기가 출구를 통해 방출되기 전에 길이(L1)와 적어도 동일한 거리를 이동하도록 하는 길이(L1)를 갖는다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 챔버(150) 중 적어도 하나의 챔버는 통로(124)와 동일한 길이를 갖는다(예를 들어, 적어도 하나의 챔버는 L1과 동일한 길이를 갖는다). 일부 실시예에서, 하나 이상의 챔버(150) 중 적어도 하나의 챔버는 통로(124)보다 짧은 길이를 갖는다(예를 들어, 적어도 하나의 챔버는 L1보다 짧은 길이를 갖는다). 일부 실시예에서, 모든 챔버(150)는 동일한 길이를 갖는다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 챔버(150)의 챔버는 하나 이상의 챔버(150)의 다른 챔버와 상이한 길이를 갖는다. 일부 실시예에서, 통로(124)의 길이 L1은 적어도 400 mm이다.
일부 실시예에서, 통로를 통해 유동하는 공기 내의 병원체의 90%를 초과하는 병원체가 제1 광 및 제2 광 모두에 의해 조사될 것이고, 1.2 mJ/cm2 미만의 조합된 방사선 선량을 받은 후에 비활성화될 수 있다. 일부 경우에, 병원체는 심지어 0.6 mJ/cm2 미만의 조합된 방사선 선량을 받은 후에 비활성화될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 광 또는 제2 광은 조합된 선량의 5-95%에 기여한다. 일부 실시예에서, 제1 광 또는 제2 광은 조합된 선량의 10-90%에 기여한다. 예를 들어, 통로(124)를 통해 유동하는 공기는 통로(124)에서(또는 통로(124)의 챔버(150)에서) 그 이동 시간(예를 들어, 이동 기간)의 적어도 90% 동안 제1 광(139) 및 제2 광(149) 각각에 의해 조사된다. 다른 예에서, 통로(124)의 챔버(150-1)를 통해 유동하는 공기는 통로(124)에서(또는 통로(124)의 챔버(150)에서) 적어도 90%의 그 이동 시간(예를 들어, 이동 기간) 동안 제1 광(139) 및 제2 광(149) 각각에 의해 조사되고, 통로(124)의 챔버(150-2)를 통해 유동하는 공기는 통로(124)에서(또는 통로(124)의 챔버(150)에서) 그 이동 시간(예를 들어, 이동 기간)의 적어도 90% 동안 제2 광(149)에 의해 조사된다.
일부 실시예에서, 통로(124)를 통해 유동하는 공기는 제1 시간 기간(T1) 동안 제1 광(139)에 노출될 수 있고, 통로(124)를 통해 유동하는 공기는 제2 시간 기간(T2) 동안 제2 광(149)에 노출될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 시간 기간(T1) 및 제2 시간 기간(T2) 중 적어도 하나는 공기가 통로(124)를 통해 유동하는 데 걸리는 총 시간 기간의 적어도 90%이다. 일부 실시예에서, 공기가 제1 광(139) 및 제2 광(149) 모두에 노출되는 시간 기간(TO)은 제1 시간 기간(T1) 및 제2 시간 기간(T2) 중 임의의 것의 적어도 90%이다.
공기 처리 시스템(100)의 BB' 방향을 따른 제2 단면도가 도 1c에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, UV 램프(130)(예를 들어, 수은 증기 튜브)는 UV 램프(140)(예를 들어, 엑실램프)에 의해 둘러싸여 있고 그와 동심이다. 도시된 바와 같이, 통로(124)는 UV 램프(140)에 의해 2개의 챔버(150-1,150-2)로 분할된다. 일부 실시예에서, UV 램프(130, 140)는 챔버(150-1)를 통해 유동하는 공기가 챔버(150-2)를 통해 유동하는 공기와 같은 제2 조합된 방사선 선량과 대략 동일한 제1 조합된 방사선 선량을 수용하도록 배열되지만, 그러나, 제1 조합된 선량에 기여하는 제1 광 또는 제2 광 중 어느 하나의 백분율은 제2 조합된 선량에 기여하는 제1 광 또는 제2 광 중 어느 하나의 백분율과 비교하여 약간 또는 다소 상이할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 제1 UV 램프(130)는 제2 UV 램프(140)보다 통로를 따라 더 짧은 길이를 가질 수 있으며, 따라서, 인간 및 동물에게 유해할 수 있는 제1 광(139)이 더 적게 입구 및/또는 출구를 통해 인클로저(110)를 탈출할 수 있다. 제1 및 제2 UV 램프의 임의의 길이 차이는 또한 제조 요건에 기인할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 UV 램프(130)는 통로를 따라 제2 UV 램프(140)와 거의 동일한 길이를 가질 수 있고, 차폐 메커니즘이 입구 및/또는 출구에 배치되어 공기 처리 시스템(100) 근방에 있는 누군가가 입구 및/또는 출구를 통해 인클로저로부터 탈출하는 임의의 UV 광선에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 일부 실시예에서, 교체 가능한 공기 필터가 입구 및/또는 출구에 배치될 수 있다. 공기 필터는 먼지 또는 기타 큰 공기 오염 입자가 인클로저에 진입 및/또는 존재하는 것을 차단하는 한편, 동시에 UV 광선이 입구 및/또는 출구를 통해 인클로저에서 탈출하는 것을 차단하도록 설계될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들(128)는 인클로저(110)의 입구(120)에 배치되는 제1 공기 구동 컴포넌트(128-1)(팬과 같은), 및 인클로저(110)의 출구(122)에 배치되는 팬과 같은 제2 공기 구동 컴포넌트(128-2)를 포함한다. 일부 실시예에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 통로(124)는 통로(124)를 통해 유도되는 공기가 통로(124)의 길이(L1)와 적어도 동일한 거리를 이동하도록 하는 길이(L1)를 갖는다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들(128)는 통로(124)를 통과하는 공기가 길이 L1을 갖는 통로(124)를 횡단하는 데 약 0.01초 내지 약 2초가 걸리도록 동작한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들(128)는 통로(124)를 통과하는 공기가 길이 L1을 갖는 통로(124)를 횡단하는 데 0.01초 내지 2초가 걸리도록 미리 결정된 공기 유동 속도 또는 공기 유량으로 동작한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들(128)는 또한 UV 램프(130 및 140)에 대한 온도 제어(예를 들어, 냉각)를 제공하도록 구성된다.
공기 처리 시스템(100)의 BB' 방향을 따른 다른 단면도가 도 1d에 도시되어 있다. 이 예에서, 공기 처리 시스템(100)을 통과하는 공기는 입자(예를 들어, 비듬, 먼지) 및 병원체(190)(예를 들어, 박테리아, 바이러스, 곰팡이 포자)와 같은 오염물을 포함한다. 이러한 경우, 공기 처리 시스템(100)을 통해 구동되는 공기에 존재하는 입자 및 병원체(190)도 제1 광(139) 및 제2 광(149)에 의해 조사된다. 따라서, 공기 처리 시스템(100)은 제1 광선 및 제2 광(149) 둘 모두로 병원체(190)를 조사함으로써 병원체(190)를 사멸, 중화, 파괴 또는 비활성화하여 공기 처리 시스템(100)을 통과하는 공기를 제염(예를 들어, 멸균, 소독)할 수 있다. 제1 광선(139)과 제2 광선(149) 둘 모두로 공기 및 공기 중의 임의의 병원체를 조사함으로써 제1 광선(139) 또는 제2 광선(149) 단독으로 공기를 조사하는 경우보다 더 높은 효능으로 공기를 더 빠르게 제염할 수 있다. 피크 파장이 다른 광을 방출하는 2개의 서로 다른 UV 램프를 사용하는 것은 공기 중의 오염물(예컨대, 병원체)을 더 낮은 방사선 선량으로 중화하거나 비활성화할 수 있게 한다. 예를 들어, 활성 병원체의 99%는 제1 광(139) 및 제2 광(149)에 몇 초 또는 몇 분의 1초 동안 노출된 후에 중화되거나 파괴될 수 있다. 대조적으로, (동일한 총 강도에서) 제1 광(139) 또는 제2 광(149)만으로 동일한 효능을 달성하기 위해, 공기는 적어도 몇 분 동안 제1 광(139) 또는 제2 광(149)에 노출될 필요가 있을 것이다. 따라서, 공기 처리 시스템(100)은 제1 및 제2 UV 램프의 강도 또는 통로의 크기(예를 들어, 길이)의 상당한 증가 없이 실내 공기의 더 빠른 제염을 허용한다.
일부 실시예에서, 제1 광(139) 및 제2 광(149)의 조합된 강도는 약 1 mW/cm2 내지 약 30 mW/cm2이다. 일부 실시예에서, 제1 광(139)은 50 μW/cm2 내지 약 1 mW/cm2의 강도를 갖고 제2 광(149)은 1mW/cm2 내지 50mW/cm2의 강도를 갖는다.
따라서, 공기 제염을 위한 제1 광(139) 및 제2 광(149)의 (예를 들어, 동시 또는 연속 조사를 통한) 조합된 사용은 병원체를 중화하기 위해 더 낮은 최소 선량이 사용될 수 있게 한다. 예를 들어, SARS 바이러스를 비활성화하는 데 필요한 선량 값은 제어된 실험실 조건에서 254 nm 파장의 직접 UVC 광을 사용할 때 약 10-20mJ/cm2이다. 실생활에서, 바이러스는 종종 직접적인 UVC 광으로부터 은폐되거나 가려져 UVC 광의 효율을 감소시킨다. 이를 보상하기 위해, 연구원은 99.9% 비활성화를 보장하기 위해 1,000 내지 3,000mJ/cm2의 선량을 적용하고 있다. 대조적으로, 제1 광(139) 및 제2 광(149) 둘 모두에 의해 조사되는 밀폐된 통로를 통해 공기를 유동하게 함으로써, 공기 처리 시스템(100)은 공기 중의 에어로졸화된 입자에 의해 운반되는 동일한 SARS 바이러스를 비활성화시키는 데 필요한 선량을 1.2 mJ/cm2 미만으로 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 동일하거나 거의 동일한 결과를 달성하기 위한 선량을 심지어 0.6mJ/cm2 미만으로 감소시킬 수 있다. 그 결과, 에어로졸화된 입자가 통로(124)를 통해 공기 처리 시스템(100)을 통해 구동되는 데 걸리는 시간 기간(예를 들어, 이동 시간)이 감소될 수 있어, 제1 광(139) 및 제2 광(149)의 강도 또는 통로의 길이를 증가시키지 않고 실내 공기의 제염을 더 빠르게 할 수 있다.
도 2a 내지 도 2f는 도 1a에 도시된 공기 처리 시스템(100)에 대응하는 공기 처리 시스템에서 제1 UV 램프(들)(130) 및 제2 UV 램프(들)(140)의 다양한 구성을 예시한다. 따라서, 공기 처리 시스템(100)에 대해 위에서 제공된 설명은 간결함을 위해 반복되지 않는다.
도 2a는 공기 처리 시스템(200)의 단면도를 도시한다. 도 2a에 도시된 구성에서, UV 램프(130)는 인클로저(110)의 중심축(160) 근방에 배치되고, UV 램프(140)는 UV 램프(140) 주위에 동심으로 배치된다. 일부 실시예에서, 도시된 바와 같이, 각각의 UV 램프(130 및 140)는 원통형 형상을 갖는다. 이 구성에서는 UV 램프(140)가 UV 램프(130)를 둘러싸므로, 그 직경은 UV 램프(130)의 직경보다 더 크다.
UV 램프(130)는 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 제1 광(139)이 그를 통해 통로로 방출되는 표면(230)을 포함한다. 일부 실시예에서, UV 램프(130)는 수은 증기 램프(예를 들어, 저압 수은 램프)이다. 일부 실시예에서, 인클로저(110)의 단면은 정사각형 또는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 인클로저는 60 mm에서 280 mm 사이의 폭 L2와 60 mm에서 280 mm 사이의 높이 L3을 가질 수 있다. 따라서, 인클로저(110)의 측면 치수(예를 들어, 폭 또는 높이)는 통로(124)의 길이(L1)보다 상당히 더 작다(예를 들어, 길이의 20% 미만).
UV 램프(140)는 하나 이상의 엑시플렉스에 의해 점유되는 밀봉된 공간(244)(예를 들어, 밀폐된 격실)을 개재하는(예를 들어, 2개의 대향 측면들에 접경하는) 표면(240 및 242)을 포함한다. 제2 피크 파장(λ2)을 갖는 제2 광(149)은 각각의 표면(240, 242)으로부터 UV 램프(140)로부터 출력된다. 일부 실시예에서, 예컨대, UV 램프(140)가 엑실램프일 때, 밀봉된 공간(244)은 제2 광(149)을 생성하기 위한 하나 이상의 분자를 포함한다. 예를 들어, UV 램프(140)가 222 nm의 피크 파장을 갖는 광을 생성 및 방출할 수 있도록 크립톤-염소 가스 혼합물이 밀봉된 공간(244)에 배치될 수 있다. 일부 구현에서, 표면(240, 242)은 7 mm와 12 mm 사이의 거리만큼 이격되어 있다. 예를 들어, 표면(240 및 242)은 8 mm만큼 이격될 수 있다. 다른 예에서, 표면(240 및 242)은 10 mm만큼 이격될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 표면(240 및 242)은 전압 차이가 2개의 표면(240 및 242)에 걸쳐 인가될 수 있도록 전도성 메시 층(예를 들어, 금속 메시 층)을 가질 수 있다. 예를 들어, 전압이 제1 전도성 메시 층 및 제2 전도성 메시 층을 가로질러 인가될 수 있도록, 표면(240)은 전원의 한 단자에 결합된 제1 전도성 메시 층을 포함할 수 있고 표면(242)은 전원의 다른 단자에 결합된 제2 전도성 메시 층을 포함할 수 있다. 전도성 메시 층은 UV 램프(140)에 의해 생성된 광의 적어도 일부가 전도성 메시 층을 통해 투과될 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 각각의 표면(240 및 242)은 제2 피크 파장 주위의 UV 광을 투과시키도록 구성된 재료로 구성된다. 예를 들어, 각각의 표면(240 및 242)은 융합된 석영을 포함(예를 들어, 그로 구성됨)하여 UV 램프(130)에 의해 생성된 광이 표면(240 및 242)을 통해 방출되게 할 수 있다.
도 2b는 제1 UV 램프(130)와 제2 UV 램프(140)의 상이한 동심 배열을 도시하는 공기 처리 시스템(202)의 단면도를 도시한다. 도 2b에 도시된 구성에서, UV 램프(140)는 표면(240, 242)이 인클로저(110)의 중심축(160)에 대해 동심원을 형성하도록 인클로저(110)의 중심 구역에 배치된다. 공기 처리 시스템(202)은 또한 UV 램프(140) 및/또는 인클로저(110) 및 UV 램프(140)의 중심축(160) 주위의(또는 그와 동심인) 원을 따라 분포된 복수의 UV 램프(130)(예를 들어, UV 램프(130-1,130-2,130-3,130-4))를 포함한다. UV 램프(140)는 제2 피크 파장(λ2)을 갖는 광을 출력하도록 구성되고, 각각의 UV 램프(130)는 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 광을 출력하도록 구성된다. 도 2b는 4개의 UV 램프(130)(예를 들어, UV 램프(130-1,130-2,130-3,130-4))가 있는 것을 도시하지만, 공기 처리 시스템(202)은 더 많거나 더 적은 UV 램프(130)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 처리 시스템(202)은 제2 UV 램프(140) 주위의 하나 이상의 원을 따라 분포되고 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 광을 출력하도록 구성된 3 내지 8개의 UV 램프(130)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, UV 램프(140)의 표면(242)은 12 mm-120 mm 사이인 반경 d4를 갖는 원통형 표면이다. 일부 실시예에서, UV 램프(140)의 표면(240)은 20 mm-140 mm 사이인 반경 d5를 갖는 원통형 표면이다. 일부 실시예에서, 표면(240, 242)은 표면(240, 242)이 동일한 대칭축을 갖도록 서로 동심이다. 일부 실시예에서, 표면(240, 242)은 7 mm와 15 mm 사이의 거리만큼 서로 이격되어 있다. 예를 들어, 표면(242)이 3 mm와 같은 반경 d4를 가질 때, 표면(240)은 7 mm와 같은 반경 d5를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, UV 램프(130)의 UV 램프는 10 mm와 38 mm 사이인 직경 d6을 갖는다. 일부 실시예에서, 각각의 UV 램프(130)는 동일한 직경을 갖는다. 일부 실시예에서, UV 램프(130) 중 적어도 하나의 UV 램프는 UV 램프(130) 중 다른 UV 램프와 상이한 직경을 갖는다. 예를 들어, UV 램프(130-1)는 UV 램프(130-2)의 반경과 다른 반경을 가질 수 있다. UV 램프(130)가 UV 램프(140)로부터의 제2 광(149)에 대해 투명하지 않을 수 있지만, 각각의 UV 램프(130)의 크기(예를 들어, 직경 d6)는 UV 램프(140)로부터의 제2 광(149)이 각각의 UV 램프(130)와 인클로저(110)의 벽 사이의 영역에 도달할 수 있는 것을 보장하도록 충분히 작아야 한다. 예를 들어, d6 < d5이고, 여기서, d5는 제2 UV 램프(140)의 원통형 외부 표면(240)의 반경이다. 다시 말해서, UV 램프(130)의 직경은, UV 램프(140)에 의해 방출되는 제2 광(149)에 대해 불투명할 수 있는, UV 램프(130) 후방의 영역에 도달하는 제2 광의 양을 증가시키도록 UV 램프(140)의 직경의 절반보다 더 작을 수 있다. 일부 실시예에서, d6 < d5/2이다. 일부 실시예에서, 인클로저(110)는 제2 UV 소스(140)로부터 방출된 광이 직접 도달할 수 없는 각각의 UV 램프(130)와 인클로저(110)의 벽 사이의 영역으로 제2 광(149)을 유도하는 것을 또한 돕는 반사 내부 서비스를 포함하여, 통로 전체(또는 대부분)가 제1 광(139) 및 제2 광(149) 모두에 의해 충분히 조사될 수 있게 보장한다.
일부 실시예에서, 인클로저(110)는 원형 또는 타원형 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 인클로저(110)는 통로(124)의 길이(L1)보다 상당히 더 작은(예를 들어, 20% 미만인) 반경(d7)과 같은 측면 치수를 갖는다. 예를 들어, 인클로저(110) 또는 통로(124)는 35 mm에서 200 mm 사이인 반경 d7을 가질 수 있다.
도 2c는 비동심 배열의, 복수의 UV 램프(130)(예를 들어, UV 램프(130-1,130-2,130-3)) 및 복수의 UV 램프(140)(예를 들어, UV 램프(140-1,140-2))를 포함하는 공기 처리 시스템(204)의 단면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 도시된 바와 같이, UV 램프(140) 중 적어도 하나는 (예를 들어, 이전에 도시된 바와 같은 원형 형상이 아닌) 타원형 또는 타원형 형상을 갖는다. 도 2c에 도시된 바와 같이, UV 램프(140) 중 적어도 하나는 UV 램프(140)에 의해 방출되는 제2 광(149)에 불투명할 수 있는, 각각 UV 램프(130) 후방의 영역에 도달하는 제2 광의 양을 증가시킬 수 있도록 UV 램프(130)의 직경보다 더 큰 치수(예를 들어, 폭 w)를 가질 수 있다.
도 2d는 다른 비동심 배열의, 복수의 UV 램프(140)(예를 들어, UV 램프(140-1,140-2)) 및 복수의 UV 램프(130)(예를 들어, UV 램프(130-1,130-2,130-3))를 포함하는 공기 처리 시스템(206)의 단면도를 도시한다.
일부 실시예에서, UV 램프(130-1,130-2,130-3)는 10 mm-38 mm 사이인 직경 d8을 갖는다. UV 램프(130-1,130-2,130-3)는 적어도 하나의 다른 UV 램프(130)와 동일한 직경을 가질 수 있거나 상이한 직경을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, UV 램프(140-1 및 140-2)는 5 mm-12 mm 사이의 폭 d9를 갖고, 제2 UV 램프(140)로부터의 광이 제1 UV 램프(130) 후방에 도달할 수 있게 하도록 제1 UV 램프(130)의 직경 d8보다 더 큰(예를 들어, 적어도 두 배 큰) 높이 d10을 포함한다. UV 램프(140-1,140-2,140-3)의 크기는 동일하거나 상이할 수 있다. 인클로저(110)의 반사성 내부 표면은 또한 UV 램프(140)로부터 방출된 광이 직접 도달할 수 없는 영역으로 제2 광(149)을 유도하는 것을 돕는다.
일부 실시예에서, 인클로저(110)는 60 mm-150 mm 사이의 높이(L4)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 인클로저(110)는 100 mm 내지 200 mm 사이의 폭 L5를 가질 수 있다.
도 2e는 인클로저(110)의 중심축 근방에 배치된 UV 램프(140)를 포함하는 공기 처리 시스템(208)의 단면도를 도시한다. 예를 들어, 표면(240, 242)은 인클로저(110)의 중심축(160)에 대해 동심원을 형성한다. 공기 처리 시스템(208)은 또한 인클로저(110) 및 UV 램프(140)의 중심축(160) 주위에, 그리고, 직사각형 형상의 통로의 4개의 코너 근방 배치되는 복수의 UV 램프(130)(예를 들어, UV 램프(130-1,130-2,130-3,130-4))를 포함한다. 공기 처리 시스템(208)은 임의의 수의 UV 램프(130)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 처리 시스템(208)은 제1 피크 파장(λ2)을 갖는 광을 출력하도록 구성된 3 내지 8개의 UV 램프(130)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, UV 램프(140)의 표면(242)은 3 mm-120 mm 사이인 반경 d4를 갖는 원통형 표면이다. 일부 실시예에서, UV 램프(140)의 표면(240)은 15 mm-140 mm 사이인 반경 d5를 갖는 원통형 표면이다. 일부 실시예에서, 표면(240, 242)은 표면(240, 242)이 동일한 대칭축을 갖도록 서로 동심이다. 일부 실시예에서, 표면(240, 242)은 7 mm와 15 mm 사이의 거리만큼 서로 이격되어 있다. 예를 들어, 표면(242)이 3 mm와 같은 반경 d4를 가질 때, 표면(240)은 7 mm와 같은 반경 d5를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, UV 램프(130)의 UV 램프는 10 mm와 38 mm 사이인 직경 d6을 갖는다. 일부 실시예에서, d6은 d5보다 더 작다. 일부 실시예에서, d6은 d5의 절반보다 더 작다. 일부 실시예에서, 각각의 UV 램프(130)는 동일한 반경을 갖는다. 일부 실시예에서, UV 램프(130) 중 적어도 하나의 UV 램프는 UV 램프(130) 중 다른 UV 램프와 상이한 반경을 갖는다. 예를 들어, UV 램프(130-1)는 UV 램프(130-2)의 반경과 다른 반경을 가질 수 있다.
제1 UV 램프(130)와 제2 UV 램프가 서로에 대해 동심으로 배열된 다른 공기 처리 시스템(210)의 BB' 방향을 따른 단면도가 도 2f에 도시되어 있다. 이 예에서 UV 램프(130)는 UV 램프(140) 주위에 권선된 수은 증기 램프이고, 이는 제1 피크 파장 및 제2 피크 파장의 UV 광에 대해 투명한 재료(예를 들어, 석영)로 형성된 밀봉된 인클로저 내에 엑시플렉스를 갖는 엑실램프이다. UV 램프(130, 140)는 통로(124)가 점선 화살표로 표현된 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 제1 광(139) 및 실선 화살표로 표현되는 제2 피크 파장(λ2)을 갖는 제2 광(149) 둘 모두에 의해 조사될 수 있도록 인클로저(110) 내에 배치된다.
일부 실시예에서, 통로(124)는 하나 이상의 챔버(150)(예를 들어, 반응 챔버)를 포함한다. 도 2f는 UV 램프(140)에 의해 둘러싸인 제1 챔버(150-1), UV 램프(140) 및 제1 챔버(150-1)를 둘러싸는 제2 챔버(150-2)를 포함하는 통로(124)를 도시한다. 각각의 챔버(150)는 인클로저(110)의 입구(120)에서 인클로저(110)의 출구(122)로 공기가 유동하게 하며, 각각의 챔버(150)는 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 제1 광(139)을 수신(예를 들어, 조사)하며, 제2 피크 파장(λ2)을 갖는 제2 광(139)을 포함한다.
일부 실시예에서, 인클로저(110)는 인클로저(110)의 폭이 인클로저(110)의 높이와 동일하도록 정사각형 형상의 단면을 갖는다. 일부 실시예에서, 인클로저(110)는 40 mm 내지 200 mm인 측면 치수(예를 들어, 폭 및/또는 높이)를 갖는다. 일부 실시예에서, 인클로저(110)의 측면 치수는 통로(124)의 길이(L1)보다 적어도 2배, 5배 또는 10배 더 작다.
임의의 공기 처리 시스템(200-208)을 포함하는 공기 처리 시스템(100)에 대응하는 공기 처리 시스템은 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 제1 광(139)을 출력하도록 구성된 적어도 하나의 UV 램프(130) 및 제2 피크 파장(λ2)을 갖는 제2 광(149)을 출력하도록 구성된 적어도 하나의 UV 램프(140)를 포함한다. 공기 처리 시스템은 2개 이상의 UV 램프(140) 및 2개 이상의 UV 램프(130)일 수 있다.
도 3은 일부 실시예에 따른 제어 가능한 블라인드(310)를 포함하는 공기 처리 시스템(100)을 예시한다. 일부 경우에, 예컨대, 공기 처리 시스템(100)이 인간이나 애완동물이 점유할 수 있는 실내에서 사용하도록 구성된 경우, UV 램프(130, 140)에서 각각 출력되는 제1 및 제2 광(139, 149)은 블라인드(310)가 폐쇄되어 있을 때 인클로저(110) 외부로 투과되지 않는다. 일부 실시예에서, 블라인드(310)는 UV 램프(130 및 140)로부터 각각 출력되는 제1 광(139) 및/또는 제2 광(149)이 실내가 사람 또는 동물에 의해 점유되지 않을 때 인클로저(110) 외부의 주변을 조사하게 하도록 개방되게 작동 가능하다.
예를 들어, 공기 처리 시스템(100)은 복수의 모드로 동작할 수 있다.
제1 모드에서, 하나 이상의 블라인드(300)는 개방형 또는 부분적으로 개방된 배열이고 공기 처리 시스템(100)은 인간 및 애완동물의 노출에 안전한 파장을 갖는 광만을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제1 피크 파장(λ1)이 직접적 인간 노출에 안전한 것으로 승인되지 않았지만, 제2 피크 파장(λ2)은 직접적 인간 노출에 안전한 것으로 승인된 경우, 공기 처리 시스템(100)이 제1 모드에서 동작하는 동안, UV 램프(140)는 제2 피크 파장(λ2)을 갖는 제2 광(149)을 방출할 수 있고, UV 램프(130)는 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 제1 광(139)을 방출하지 않는다. 따라서, 공기 처리 시스템(100)은 사람 및/또는 애완동물이 실내에 있는 동안 동시적 공기 및 표면 제염을 효율적으로 제공할 수 있다. 필요한 경우 임의의 유해한 파장을 필터링하기 위해 블라인드 후방의 개구에 대역 통과 필터 또는 저역 통과 필터를 추가할 수 있다.
제2 모드에서, 하나 이상의 블라인드(300)는 개방 또는 부분적 개방 배열이고, 공기 처리 시스템(100)은 실내에 사람과 애완동물이 존재하지 않는 동안 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 제1 광(139) 및 제2 피크 파장(λ2)을 갖는 제2 광(149) 둘 모두를 방출한다. 따라서, 공기 처리 시스템(100)은 빠르고 효율적인 동시적 공기 및 표면 제염을 제공할 수 있다.
제3 모드에서, 하나 이상의 블라인드(300)는 폐쇄 배열에 있고, 공기 처리 시스템(100)은 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 제1 광(139) 및 제2 피크 파장(λ2)을 갖는 제2 광(149) 둘 모두를 방출한다. 이 모드는 실내에 사람 및/또는 애완동물이 존재하는 동안 사용될 수 있다. 따라서, 공기 처리 시스템(100)은 빠르고 효율적인 공기 제염을 효율적으로 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 공기 처리 시스템(100)은 실내에 인간 및/또는 애완동물이 존재하는지 여부를 결정할 수 있는 센서를 포함하거나 이와 통신할 수 있다. 공기 처리 시스템(100)은 실내에 사람 및/또는 애완동물이 존재하는지 여부에 대한 센서의 결정에 기초하여 서로 다른 모드 사이에서 자동으로 전환할 수 있을 수 있다. 예를 들어, 공기 처리 시스템(100)은 센서(움직임 센서 또는 이미지 센서)와 (무선 또는 유선 연결을 통해) 결합될 수 있다. 센서에 의해 적어도 사람이나 애완동물이 실내에 있거나 있을 가능성이 있다는(또는 실내에 진입할 가능성이 있다는) 검출에 응답하여 공기 처리 시스템(100)은 제1 또는 제3 모드에 머물거나 제2 모드에서 제1 모드 또는 제3 모드로 자동으로 전환할 것이다. 센서가 실내에 있는 어떠한 사람이나 애완동물도 검출하지 못하는 것에 응답하여, 공기 처리 시스템(100)은 공기 제염과 동시에 빠르고 효과적인 표면 제염을 허용하도록 제2 모드로 자동으로 전환할 수 있다.
도 4는 일부 실시예에 따른 필터(410)를 포함하는 공기 처리 시스템(100)을 예시한다. 공기 처리 시스템(100)이 인간 또는 애완동물이 점유할 수 있는 실내에서 사용하도록 구성되는 경우와 같은 일부 경우에, 공기 처리 시스템(100)은 제1 피크 파장(λ1) 근방의 파장을 갖는 광을 차단하는 반면 제2 피크 파장(λ2) 근방의 파장을 갖는 광을 투과시키도록 구성된 대역 통과 또는 저역 통과 필터(410)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 피크 파장(λ1)이 직접 인간 노출에 안전하다고 승인되지 않았지만, 제2 피크 파장(λ2)은 직접 인간 노출에 안전하다고 승인된 경우, 대역 통과 또는 저역 통과 필터(410)는 제2 피크 파장(λ2) 근방의 광을 투과시키고 제1 피크 파장(λ1) 근방의 광을 차단하도록 구성될 수 있다. 따라서, 공기 처리 시스템(100)은 공기 처리 시스템(100)을 통과하는 공기를 제염하는 데 제1 및 제2 피크 파장을 각각 갖는 제1 광(139) 및 제2 광(149)을 이용할 수 있는 반면, 동시에 제1 광(139)을 투과시키지 않으면서 필터(410)를 통해 제2 광(149)을 투과시킬 수 있어 제2 광(149)이 공기 제염과 동시에 안전한 표면 제염을 제공하는 데 사용될 수 있도록 한다.
도 5a 내지 도 5c는 일부 실시예에 따른 주변 광원을 포함하는 공기 처리 시스템(100)에 대응하는 공기 처리 시스템을 예시한다. 공기 처리 시스템(100)에 대해 위에서 제공된 설명은 간결함을 위해 반복되지 않는다.
도 5a를 참조하면, 공기 처리 시스템(500)은 주변 조명을 제공하도록 구성된 하나 이상의 조명(510)을 포함한다. 예를 들어, 공기 처리 시스템(500)은 하나 이상의 LED 또는 형광 광원을 포함할 수 있어 공기 처리 시스템(500)이 사무실 조명을 대체하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 공기 처리 시스템(500)은 많은 사무실 건물의 상업적 표준인 4 피트의 인클로저 길이를 갖는 것과 같은 현재의 상업적 조명 방식에 대응하는 치수를 가질 수 있다.
도 5b는 하나 이상의 조명(510)을 포함하는 다른 공기 처리 시스템(502)의 예를 도시한다. 이 예에서, 인클로저(110)는 수직이어서 공기가 아래쪽을 향하는 입구(120)로부터 인클로저(110)로 진입하고 제염된 공기가 입구(120) 위에 배치된 출구(122)를 통해 출력된다. 하나 이상의 조명(510)은 실내 공간에 충분한 조명을 제공하기 위해 수평 구성으로 도시되어 있다.
도 5c는 하나 이상의 조명(510) 및 수직 인클로저(110)를 포함하는 다른 공기 처리 시스템(502)의 예를 도시한다. 이 예에서, 조명(510)은 인클로저(110)의 입구(120) 주위에 배치된다. 예를 들어, 조명(510)은 링 조명일 수 있다.
또한, 일부 구현에서, 도시된 바와 같이, 입구(120)는 또한 입구(120)를 통해 인클로저(110)로의 공기의 유도를 용이하게 하기 위해 원추형 형상을 가질 수 있다. 일부 구현에서, 출구(122)는 또한 원추형 형상을 가질 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 일부 실시예에 따른 공기 처리 시스템(100)에 대응하는 공기 처리 시스템의 다양한 형상을 예시한다. 도 6a는 복수의 제염 섹션(610)을 포함하는 공기 처리 시스템(600)을 도시한다. 이 예에서, 공기 처리 시스템(600)의 인클로저(110)는 음영 구역으로 표현된 3개의 섹션(610-1,610-2,610-3)을 갖는 통로를 포함한다. 일부 실시예에서, 통로의 섹션(610-1,610-2,610-3) 각각은 제1 광 및 제2 광 둘 모두로 조사된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 섹션(예를 들어, 섹션 610-1)은 적어도 제1 광으로 조사되는 반면, 입구 및 출구에 더 근접한 하나 이상의 다른 섹션(예를 들어, 섹션 610-1 및 610-3)은 제2 광만으로 조사되고, 제2 광은 인간과 동물에게 더 안전하고 공기 처리 시스템 주변의 누군가를 위험하게 하지 않고 입구 및/또는 출구를 통해 인클로저를 탈출할 수 있다. 따라서, 통로를 통해 유동하는 공기는 제1 광(139) 및 제2 광(149) 둘 모두에 의해 조사된다.
도 6b는 복수의 입구(예를 들어, 입구 120-1 및 120-2), 복수의 출구(예를 들어, 출구 122-1 및 122-2) 및 음영 구역으로 표현된 복수의 제염 섹션(610)(예를 들어, 610-1,610-2 및 610-3)을 포함하는 공기 처리 시스템(602)을 도시한다. 이 예에서, 공기 처리 시스템(600)의 인클로저(110)는 다수의 통로를 제공하고, 이러한 다수의 통로는 예를 들어 섹션(610)의 제1 부분(예를 들어, 제1 절반), 섹션(610-2) 전체 및 섹션(610-3)의 제1 부분(예를 들어, 제1 절반)을 통한 입구(120-1)로부터 출구(122-1)로의 제1 통로(점선 화살표로 표시됨); 섹션(610)의 제1 부분(예를 들어, 제1 절반), 섹션(610-2) 전체, 및 섹션(610-3)의 제2 부분(예를 들어, 제2 절반)을 통한 입구(120-1)로부터 출구(122-2)로의 제2 통로(다른 점선 화살표로 표시됨); 섹션(610)의 제2 부분(예를 들어, 제2 절반), 섹션(610-2) 전체 및 섹션(610-3)의 제1 부분(예를 들어, 제1 절반)을 통한 입구(120-2)로부터 출구(122-1)로의 제3 통로; 및 섹션(610)의 제2 부분(예를 들어, 제2 절반), 섹션(610-2) 전체 및 섹션(610-3)의 제2 부분(예를 들어, 제2 절반)을 통한 입구(120-2)로부터 출구(122-2)로의 제4 통로를 포함한다. 일부 실시예에서, 3개의 섹션(610-1,610-2 및 610-3) 각각은 하나 이상의 제1 UV 램프들(130) 및 하나 이상의 제2 UV 램프들을 포함하며, 그래서, 다수의 통로 각각이 제1 광(139) 및 제2 광(149)으로 조사된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 섹션(예를 들어, 섹션 610-1)은 적어도 제1 광으로 조사되는 반면, 입구 및 출구에 더 근접한 하나 이상의 다른 섹션(예를 들어, 섹션 610-1 및 610-3)은 제2 광만으로 조사되고, 제2 광은 인간과 동물에게 더 안전하고 공기 처리 시스템 주변의 누군가를 위험하게 하지 않고 입구 및/또는 출구를 통해 인클로저를 탈출할 수 있다. 따라서, 각각의 통로를 통해 유동하는 공기는 제1 광(139) 및 제2 광(149) 둘 모두에 의해 조사된다. 공기는 임의의 입구(120-1 및 120-2)를 통해 공기 처리 시스템(602)으로 유도되고 임의의 출구(122-1 및 122-2)를 통해 공기 처리 시스템(602)으로부터 출력된다. 일부 실시예에서, 공기 처리 시스템(602)의 각각의 입구(120)는 공기 처리 시스템(602)의 임의의 출구(122)로부터 예를 들어 50cm 또는 10cm보다 큰 거리만큼 이격되어 깨끗한 공기가 입구로 바로 다시 흡인되지 않고 출구로부터 방출될 수 있게 한다.
일부 실시예에서, 제염 섹션(610)은 크기(예를 들어, 치수)가 서로 비슷하다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 제염 섹션은 동일한 공기 처리 시스템에서 다른 제염 섹션과 상이하다. 예를 들어, 제염 섹션(160-2)은 다른 제염 섹션(예컨대, 섹션(160-1 또는 160-3))의 길이 보다 짧거나 더 긴 길이를 가질 수 있다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 다수의 제염 섹션은 더 긴 공기 유동 기간을 달성하기 위해 하나 이상의 통로를 형성하도록 함께 결합될 수 있고, 따라서 제1 광(139) 및 제2 광(149)에 대한 더 긴 공기 노출 시간을 달성한다. 공기 처리 시스템은 다양한 형상 또는 구성(예를 들어, U-형상, W-형상, H-형상, 나선형)으로 배열된 다수의 제염 섹션을 포함할 수 있고, 그래서, 공기 처리 시스템을 통해 유동하는 공기가 제1 광(139) 및/또는 제2 광(149)에 약 0.01-2초 동안 노출되고, 공기 중의 임의의 병원체는 제1 광 및 제2 광으로부터 약 0.05-1.2 mJ/cm2 또는 약 0.05-0.6 mJ/cm2의 조합된 방사선 선량을 받을 것이다.
도 7은 일부 실시예에 따른 공기를 처리하는 방법(700)의 흐름도를 예시한다. 일부 실시예에서, 방법(700)은 입구(130)를 통해 인클로저(110)로 공기를 흡인하는 단계(710) 및 적어도 하나의 제1 UV 램프(130) 및 적어도 하나의 제2 UV 램프(140)에 의해 조사되는 통로(124)를 통해 인클로저(110)의 출구(122)를 향하여 공기를 유도하는 단계(720)를 포함한다. 적어도 하나의 제1 UV 램프(130) 및 적어도 하나의 제2 UV 램프(140)는 인클로저(110) 내부에 각각 배치된다. 적어도 하나의 제1 UV 램프(130)는 제1 피크 파장(λ1)을 갖는 제1 광(139)으로 통로(124)의 적어도 제1 부분을 조사한다. 적어도 하나의 제2 UV 램프(140)는 제1 피크 파장(λ1)과 구별되는 제2 피크 파장(λ2)을 갖는 제2 광(149)으로 통로(124)의 적어도 제2 부분을 조사한다.
일부 실시예에서, (721) 제1 피크 파장(A)은 254 nm이고 제2 피크 파장(λ2)은 195 nm, 207 nm, 222 nm 또는 232 nm이다.
일부 실시예에서, (722) 제2 피크 파장(λ2)은 제1 피크 파장(λ1)과 적어도 20 nm만큼 상이하다.
일부 실시예에서, (723) 하나 이상의 제1 UV 램프들(130)은 하나 이상의 수은 증기 램프 및/또는 하나 이상의 UV LED를 포함하고, 하나 이상의 제2 UV 램프들(140)은 하나 이상의 엑실램프 및/또는 하나 이상의 UV LED를 포함한다.
일부 실시예에서, (724) 제1 광(139)은 약 50μW/cm2 내지 약 1mW/cm2인 강도를 갖고, 제2 광(149)은 약 1mW/cm2 내지 약 50mW/cm2(예를 들어, 5mW/cm2 내지 약 15mW/cm2)인 강도를 갖는다.
일부 실시예에서, 공기는, 공기가 입구(120)로부터 출구(122)까지 약 0.01 내지 약 2초의 이동 시간을 갖도록 미리 정의된 유량으로 출구(122)를 향하여 유도된다(725).
일부 실시예에서, 방법(700)은 또한 공기가 0.05-1.2 mJ/cm2 또는 0.05-0.6 mJ/cm2 범위에 있는 제1 광(139) 및 제2 광(149)의 조합 방사선 선량을 받은 후에 인클로저(110)의 출구(122)로부터 공기를 출력하는 단계(730)를 포함한다.
일부 실시예에서, 통로(124)의 제1 부분의 적어도 일부는 통로(124)의 제2 부분의 적어도 일부와 중첩된다.
제1, 제2 등의 용어가 일부 경우에 다양한 요소를 설명하기 위해 본 출원에 사용되지만, 이러한 요소는 이러한 용어에 의해 제한되지 않아야 한다는 것을 이해할 것이다. 이들 용어는 한 요소를 다른 요소와 구별하는 데에만 사용된다. 예를 들어, 설명된 다양한 실시예의 범위를 벗어나지 않으면서 제1 UV 램프는 제2 UV 램프로 지칭될 수 있고, 유사하게 제2 UV 램프는 제1 UV 램프로 지칭될 수 있다. 제1 위젯과 제2 위젯은 둘 모두 위젯이지만 명시적으로 명시되지 않는 한 동일한 조건은 아니다.
본 출원에 설명된 다양한 실시예의 설명에 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 목적일 뿐 제한을 의도하는 것은 아니다. 다양한 설명된 실시예 및 첨부된 청구범위의 설명에서 사용될 때, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 명백하게 달리 나타내지 않는 한 복수 형태도 포함하는 것을 의도한다. 또한, 본 출원에 사용될 때, "및/또는"이라는 용어는 연관된 나열된 항목 중 하나 이상의 임의의 및 모든 가능한 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해할 것이다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "포함하다(includes, comprises)" 및/또는 "포함하는(including, comprising)"은 언급된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 컴포넌트의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 컴포넌트 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것을 또한 이해할 것이다
앞서 설명한 설명은 설명의 목적으로 특정 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 상기 예시적인 설명은 개시된 정확한 형태로 청구항의 범위를 제한하거나 철저하게 하기 위한 것이 아니다. 상기 교시의 관점에서 많은 수정 및 변형이 가능하다. 실시예는 청구범위의 기본 원리 및 그 실제 적용을 가장 잘 설명하기 위해 선택되었으며, 이에 의해라 본 기술 분야의 숙련자가 고려되는 특정 용도에 적절한 다양한 수정으로 실시예를 가장 잘 사용할 수 있게 한다.

Claims (20)

  1. 공기 처리 시스템으로서,
    입구, 출구 및 상기 입구와 상기 출구 사이의 통로를 갖는 인클로저;
    하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들로서,
    상기 입구를 통해 상기 인클로저 내로 공기를 흡인하고;
    상기 통로를 통해 상기 출구를 향해 공기를 유도하도록 구성되는, 공기 구동 컴포넌트;
    상기 인클로저에 배치되고 제1 피크 파장을 갖는 제1 광으로 상기 통로의 적어도 제1 부분을 조사하도록 구성된 하나 이상의 제1 UV 램프들; 및
    상기 인클로저 내부에 배치되고 상기 제1 피크 파장과 다른 제2 피크 파장을 갖는 제2 광으로 상기 통로의 제2 부분을 조사하도록 구성된 하나 이상의 제2 UV 램프들을 포함하는, 공기 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통로의 적어도 일부는 상기 제1 광 및 상기 제2 광으로 동시에 조사되는, 공기 처리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통로를 통해 유도된 공기는 0.05-1.2 mJ/cm2 범위의 상기 제1 광 및 상기 제2 광의 조합된 방사선 선량을 받은 후에 상기 인클로저로부터 출력되는, 공기 처리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인클로저는 상기 입구 근방의 제1 섹션 및 상기 출구 근방의 제2 섹션을 포함하는 다수의 섹션을 포함하고;
    상기 하나 이상의 제1 UV 램프들 중 제1 램프가 상기 제1 섹션에 배치되고; 상기 하나 이상의 제2 UV 램프들 중 제2 램프가 상기 제2 섹션에 배치되는, 공기 처리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 피크 파장은 254 nm이고 상기 제2 피크 파장은 195 nm, 207 nm, 222 nm 또는 232 nm인, 공기 처리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 피크 파장 및 상기 제2 피크 파장은 195 nm 내지 300 nm이고, 상기 제2 피크 파장은 상기 제1 피크 파장과 적어도 20 nm만큼 상이한, 공기 처리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 UV 램프들은 수은 증기 램프들 및 UV LED들로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 UV 램프들을 포함하고;
    상기 하나 이상의 제2 UV 램프들은 엑실램프들 및 UV LED들로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 UV 램프들을 포함하고;
    상기 하나 이상의 제2 UV 램프들 중 적어도 하나는 상기 하나 이상의 제1 UV 램프들 중 적어도 하나의 치수보다 큰 적어도 하나의 치수를 갖는, 공기 처리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 통로는 길이가 약 400 mm 내지 2000 mm인, 공기 처리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 공기 구동 컴포넌트들은 공기가 입구로부터 출구까지 0.01-2초의 이동 시간을 갖도록 상기 통로를 통해 상기 출구를 향해 상기 공기를 유도하도록 구성되는, 공기 처리 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광은 약 50μW/cm2 내지 약 1mW/cm2의 강도를 가지며, 상기 제2 광은 약 1mW/cm2 내지 약 50mW/cm2의 강도를 갖는, 공기 처리 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 및 상기 제2 광의 조합된 강도는 약 1mW/cm2 내지 약 30mW/cm2인, 공기 처리 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 UV 램프들은 제3 UV 램프를 포함하고 상기 하나 이상의 제2 UV 램프들은 제4 UV 램프를 포함하고, 상기 제3 UV 램프 및 상기 제4 UV 램프는 서로에 대해 그리고 상기 통로의 중심축에 대해 동심으로 배열되는, 공기 처리 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 통로는 상기 하나 이상의 제2 UV 램프들 중 하나로 둘러싸인 제1 챔버 및 상기 제1 챔버를 둘러싸는 제2 챔버를 포함하는 다수의 상호 연결된 챔버들을 포함하는, 공기 처리 시스템.
  14. 공기 처리 방법으로서,
    입구를 통해 인클로저 내로 공기를 흡인하는 단계; 및
    상기 인클로저에 배치된 적어도 하나의 제1 UV 램프 및 적어도 하나의 제2 UV 램프에 의해 조사되는 통로를 통해 상기 인클로저의 출구를 향하여 상기 공기를 유도하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제1 UV 램프는 제1 피크 파장을 갖는 제1 광으로 상기 통로의 적어도 제1 부분을 조사하고, 상기 적어도 하나의 제2 UV 램프는 제1 피크 파장과 구별되는 제2 피크 파장을 갖는 제2 광으로 상기 통로의 적어도 제2 부분을 조사하는, 공기 처리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 공기가 0.05-1.2 mJ/cm2 범위에 있는 상기 제1 광 및 상기 제2 광의 조합 방사선 선량을 받은 후에 상기 인클로저의 출구로부터 상기 공기를 출력하는 단계를 더 포함하는, 공기 처리 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 피크 파장은 254 nm이고 상기 제2 피크 파장은 195 nm, 207 nm, 222 nm 또는 232 nm인, 공기 처리 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 UV 램프들은 수은 증기 램프들 및 UV LED들로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 UV 램프들을 포함하고;
    상기 하나 이상의 제2 UV 램프들은 엑실램프들 및 UV LED들로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 UV 램프들을 포함하고;
    상기 하나 이상의 제2 UV 램프들 중 적어도 하나는 상기 하나 이상의 제1 UV 램프들 중 적어도 하나의 치수보다 큰 적어도 하나의 치수를 갖는, 공기 처리 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 피크 파장은 상기 제1 피크 파장과 적어도 20 nm만큼 상이한, 공기 처리 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 광 및 상기 제2 광의 조합된 강도는 약 1mW/cm2 내지 약 30mW/cm2인, 공기 처리 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 공기는 상기 공기가 입구로부터 출구까지 0.01-2초의 이동 시간을 갖도록 미리 정의된 유량으로 출구를 향해 유도되는, 공기 처리 방법.
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