SK1112023A3

SK1112023A3 - Ultraviolet air disinfection system

Info

Publication number: SK1112023A3
Application number: SK111-2023A
Authority: SK
Inventors: Peter Kochan
Original assignee: Peter Kochan
Priority date: 2021-01-06
Filing date: 2021-01-06
Publication date: 2023-11-08

Abstract

Opísaný je miniaturizovaný systém dezinfekcie vzduchu UV žiarením v kompaktnej, plne prenosnej a ľahko nositeľnej forme. Tento praktický germicídny systém dezinfekcie vzduchu môže byť nesený používateľom alebo ho môže mať používateľ na sebe a slúži na elimináciu alebo deaktiváciu baktérií, vírusov alebo iných patogénov, ktoré sa nachádzajú vo vzduchu, ktorý používateľ dýcha. Vzduch, ktorý používateľ vdychuje alebo vydychuje, je vystavený ultrafialovému žiareniu v pásme C (UVC). UVC žiarenie je smrteľné pre nebezpečné baktérie, vírusy a iné patogény. Týmto spôsobom používateľ vdychuje alebo vydychuje vzduch bez patogénov.A miniaturized UV air disinfection system is described in a compact, fully portable and easy-to-carry form. This practical germicidal air disinfection system can be carried or worn by the user and is used to eliminate or deactivate bacteria, viruses or other pathogens found in the air that the user breathes. The air that the user inhales or exhales is exposed to ultraviolet C (UVC) radiation. UVC radiation is deadly to dangerous bacteria, viruses and other pathogens. In this way, the user inhales or exhales pathogen-free air.

Description

Oblasť technikyThe field of technology

Vynález sa týka použitia ultrafialového žiarenia na dezinfekciu vzduchu.The invention relates to the use of ultraviolet radiation for air disinfection.

Doterajší stav technikyCurrent state of the art

Ultrafialové (UV) germicídne ožarovanie za účelom dezinfekcie je akceptovanou praxou od polovice 20. storočia v oblasti medicíny, ako i na sterilizáciu pitnej a odpadovej vody. Krátkovlnné ultrafialové svetlo s vysokou intenzitou sa bežne používa na dezinfekciu hladkých povrchov, ako sú napríklad zubárske nástroje. Žiaľ, existujúcimi zdrojmi UV svetla na biocídne aplikácie sú typicky fluorescenčné UV žiarovky, prípadne deutériové alebo xenónové excimerové výbojky. Tieto výbojky a žiarovky sú veľké a zvyčajne vyžadujú prítomnosť stabilizačného elementu a zdroja striedavého prúdu pre stabilnú prevádzku. Viď napríklad U.S. patent č. 5,817,276 pridelený Steril-Aire. Požiadavky na veľkosť a výkon takýchto vysokointenzívnych krátkovlnných ultrafialových dezinfekčných systémov ich robia nevhodnými na prenosné použitie a nie sú v tomto kontexte známe.Ultraviolet (UV) germicidal irradiation for the purpose of disinfection has been an accepted practice since the mid-20th century in the field of medicine, as well as for the sterilization of drinking and waste water. High-intensity short-wave ultraviolet light is commonly used to disinfect smooth surfaces such as dental instruments. Unfortunately, the existing sources of UV light for biocidal applications are typically fluorescent UV lamps, or deuterium or xenon excimer discharge lamps. These lamps and bulbs are large and usually require the presence of a stabilizing element and an AC source for stable operation. See, for example, the U.S. patent no. 5,817,276 assigned to Steril-Aire. The size and performance requirements of such high-intensity short-wave ultraviolet disinfection systems make them unsuitable for portable use and are unknown in this context.

Konvenčné germicídne aplikácie UV svetla využívajú zdroje UV svetla s vlnovou dĺžkou 250 nm až 280 nm, čo im umožňuje dezinfikovať len priestory bez ľudskej prítomnosti alebo v uzavretých komorách, avšak ich použitie v tesnej blízkosti ľudí nie je možné, pretože je všeobecne známe že vystavenie týmto vlnovým dĺžkam predstavuje pre ľudí zdravotné riziko, spôsobuje očné choroby, rakovinu kože a iné zdravotné problémy.Conventional germicidal applications of UV light use UV light sources with a wavelength of 250 nm to 280 nm, which allows them to disinfect only spaces without human presence or in closed chambers, but their use in close proximity to people is not possible, as it is generally known that exposure to these wavelengths pose a health risk to people, cause eye diseases, skin cancer and other health problems.

Skúšané prenosné riešenia v tejto oblasti zahŕňajú ochrannú tvárovú masku kombinujúcu mechanický filtračný prvok s 265nm UV-C LED diódami, avšak kvôli zdravotnému riziku spojenému s 265nm UV vlnovou dĺžkou musí byť zdroj UV svetla fyzicky uzavretý v komore, čo obmedzuje prúdenie vzduchu a umožňuje dezinfekciu len toho vzduchu ktorý prejde touto komorou. Zároveň ak maska nie je správne nasadená na tvár alebo dobre neprilieha, môže pod okraj masky prenikať značné množstvo kontaminovaného vzduchu, čo spôsobuje vdychovanie vzduchom prenášaných patogénov osobou ktorá ju nosí, čiže zníženie účinnosti masky a zvýšenie rizika infekcie dýchacích ciest. Bežné rúška a respirátory sa nedajú opakovane použiť a ich likvidácia je problematická a predstavuje potenciálne nebezpečenstvo a záťaž pre životné prostredie. Okrem toho sú rúška a respirátory vo všeobecnosti nepohodlné na nosenie, čo môže ľudí odrádzať od ich používania. Zvyčajne tiež tlmia hlas a môžu spôsobiť že reč je menej zrozumiteľná. Mechanické alebo iné filtračné prvky v nich zvyčajne zachytávajú len niektoré patogény a vyžadujú časté čistenie alebo výmenu. Niektorí ľudia nemôžu nosiť rúška a respirátory z dôvodu dýchacích ťažkostí, alergií, alebo iných dôvodov.Portable solutions tested in this area include a protective face mask combining a mechanical filter element with 265nm UV-C LEDs, however, due to the health risk associated with the 265nm UV wavelength, the UV light source must be physically enclosed in a chamber, restricting airflow and allowing disinfection only of the air that passes through this chamber. At the same time, if the mask is not properly put on the face or does not fit well, a significant amount of contaminated air can penetrate under the edge of the mask, which causes the inhalation of airborne pathogens by the person wearing it, i.e. reducing the effectiveness of the mask and increasing the risk of respiratory tract infection. Conventional masks and respirators cannot be reused and their disposal is problematic and poses a potential danger and burden to the environment. In addition, masks and respirators are generally uncomfortable to wear, which may discourage people from using them. They also usually muffle the voice and can make speech less intelligible. Mechanical or other filter elements in them usually capture only some pathogens and require frequent cleaning or replacement. Some people cannot wear masks and respirators because of breathing difficulties, allergies, or other reasons.

Z vyššie uvedeného je zjavné že existuje potreba dezinfekcie vzduchu proti vzduchom prenášanej vírusovej alebo bakteriálnej infekcii, poskytujúc ochranu osobám pohybujúcim sa v rôznych prostrediach, bez toho aby museli nosiť tvárovú masku alebo iné ochranné prostriedky, ktoré by mohli predstavovať prekážku pri dýchaní alebo prekážku zrozumiteľnosti reči. Predložený vynález napĺňa túto potrebu.From the above, it is apparent that there is a need for air disinfection against airborne viral or bacterial infection, providing protection to persons moving in various environments, without having to wear a face mask or other protective equipment that could represent an obstacle to breathing or an obstacle to the intelligibility of speech . The present invention fulfills this need.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Prenosný systém na dezinfekciu vzduchu, ktorý na sebe nesie alebo ho má so sebou používateľ, pričom ožaruje prúd vzduchu vdychovaného užívateľom energiou v elektromagnetickom spektre. Vyžarovaná energia je dostatočná na to aby vyčistila vdychovaný vzduch od väčšiny vzduchom prenášaných vírusov a baktérií.A portable air disinfection system carried or carried by the user that irradiates the stream of air inhaled by the user with energy in the electromagnetic spectrum. The radiated energy is sufficient to clean the inhaled air of most airborne viruses and bacteria.

Nedávne výskumy preukázali že Far-UVC rozsah 200nm-230nm má podobné antimikrobiálne a antivírusové vlastnosti ako konvenčné germicídne UV svetlá, ale bez toho aby vyvolával súvisiace negatívne účinky na zdravie človeka. Dôvodom je že svetlo v tomto rozsahu vlnových dĺžok Far-UVC má veľmi obmedzenú hĺbku prieniku. Hoci je jeho penetrácia obmedzená, je stále oveľa väčšia ako veľkosť vírusov a baktérií, a preto je Far-UVC svetlo rovnako účinné pri ničení týchto patogénov ako konvenčné germicídne UV svetlo.Recent research has shown that the Far-UVC range of 200nm-230nm has similar antimicrobial and antiviral properties as conventional germicidal UV lights, but without causing the associated negative effects on human health. The reason is that light in this range of Far-UVC wavelengths has a very limited penetration depth. Although its penetration is limited, it is still much larger than the size of viruses and bacteria, which is why Far-UVC light is just as effective at killing these pathogens as conventional germicidal UV light.

Keďže krátkovlnné fotóny Far-UVC v rozsahu 200 až 230 nm majú germicídny účinok bez toho aby prenikli alebo poškodili živé ľudské bunky, vďaka čomu je dezinfekčné svetlo Far-UVC bezpečné pre ľudí, a keďže potenciálne škodlivý ozón sa tvorí iba pri vlnových dĺžkach pod 200 nm, rozsah 200-230 nm sa môže bezpečne používať v zariadeniach na dezinfekciu vzduchu a osobnú ochranu.Since short-wavelength Far-UVC photons in the 200-230 nm range have a germicidal effect without penetrating or damaging living human cells, making Far-UVC disinfection light safe for humans, and since potentially harmful ozone is only formed at wavelengths below 200 nm, the 200-230 nm range can be safely used in air disinfection and personal protection equipment.

Predložený vynález aplikuje tieto poznatky v systéme dezinfekcie vzduchu, ktorý využíva svetlo v rozsahu 200-230 nm Far-UVC na ožarovanie a dezinfekciu vzduchu vdychovaného alebo vydychovaného užívateľom, a prezentované vyhotovenia predstavujú niektoré z potenciálnych priemyselných aplikácií vo formeThe present invention applies this knowledge in an air disinfection system that uses light in the 200-230 nm Far-UVC range to irradiate and disinfect the air inhaled or exhaled by the user, and the presented embodiments represent some of the potential industrial applications in the form

SK 111-2023 A3 prenosných germicídnych dezinfekčných zariadení na dezinfekciu vzduchu, ktoré znižujú riziko patogénov prenášaných vzduchom.SK 111-2023 A3 portable germicidal disinfection devices for air disinfection that reduce the risk of airborne pathogens.

V súlade s tým je zámerom tohto vynálezu poskytnúť systém na dezinfekciu vzduchu od choroboplodných zárodkov, vírusov a iných patogénov pomocou UVC žiarenia a to v kompaktnom a prenosnom vyhotovení.Accordingly, the purpose of this invention is to provide a system for disinfecting air from germs, viruses and other pathogens using UVC radiation in a compact and portable design.

Zároveň ďalším zámerom tohto vynálezu je minimalizovať obmedzenia prúdenia vzduchu vdychovaného alebo vydychovaného používateľom systému ultrafialovej dezinfekcie vzduchu.At the same time, another purpose of this invention is to minimize the restrictions on the flow of air inhaled or exhaled by the user of the ultraviolet air disinfection system.

Ďalším zámerom tohto vynálezu je tiež minimalizovať vystavenie vzdušným patogénom pre kohokoľvek v tesnej blízkosti už infikovaného užívateľa, dezinfekciou vzduchu vydychovaného užívateľom systému ultrafialovej dezinfekcie vzduchu.Another purpose of this invention is also to minimize exposure to airborne pathogens for anyone in close proximity to an already infected user by disinfecting the air exhaled by the user of the ultraviolet air disinfection system.

Ešte ďalším zámerom tohto vynálezu je umožniť úplnú voľnosť pohybu užívateľa systému ultrafialovej dezinfekcie vzduchu.Yet another purpose of this invention is to allow complete freedom of movement for the user of the ultraviolet air disinfection system.

Tieto a ďalšie vlastnosti a výhody tohto vynálezu, ktoré ďalej zlepšujú a posúvajú technológiu v tejto oblasti, sa ozrejmia po ďalšom preskúmaní nasledujúcej špecifikácie, obrázkov a nárokov. Pochopiteľne, podrobný opis a špecifické príklady, ako i uvádzané preferované vyhotovenia vynálezu, sú uvedené len ako ilustrácia, a odborníkom v odbore budú zrejmé aj rôzne ich variácie a modifikácie v rámci princípu a rozsahu vynálezu.These and other features and advantages of the present invention, which further improve and advance the technology in this field, will become apparent upon further examination of the following specification, figures, and claims. Of course, the detailed description and specific examples, as well as the disclosed preferred embodiments of the invention, are presented by way of illustration only, and various variations and modifications thereof within the principle and scope of the invention will be apparent to those skilled in the art.

Vyhotovenia vynálezu sa týkajú prenosného systému, ktorý nesie alebo má na sebe užívateľ a ožaruje prúd vzduchu vdychovaného užívateľom energiou v UVC elektromagnetickom spektre. Vyžarovaná energia je dostatočná na podstatné vyčistenie vzduchu od vzduchom prenášaných vírusov a iných patogénov pred jeho inhaláciou užívateľom. Systém obsahuje prenosný zdroj žiarenia s napájacím zdrojom na výrobu energie na ožarovanie. Prúd vzduchu sa ožaruje pri vstupe do horných dýchacích ciest (nos, ústa) tak, že patogény v prúde vzduchu sú v podstatnej miere zničené alebo zneškodnené skôr než sa vzduch dostane do dolných dýchacích ciest a potenciálne v ňom spôsobia infekciu. Vystavenie sa vírusovej či bakteriálnej nákaze je tým pádom minimalizované už počas vdýchnutia, čím sa znižuje riziko infekcie nezávisle od typu baktérie prenášanej vzduchom, kmeňa vírusu alebo mutácie vírusu.Embodiments of the invention relate to a portable system that carries or is worn by the user and irradiates the stream of air inhaled by the user with energy in the UVC electromagnetic spectrum. The emitted energy is sufficient to substantially clean the air of airborne viruses and other pathogens before it is inhaled by the user. The system includes a portable radiation source with a power source for generating energy for irradiation. The air stream is irradiated upon entering the upper respiratory tract (nose, mouth) so that pathogens in the air stream are substantially destroyed or neutralized before the air reaches the lower respiratory tract and potentially causes infection therein. Exposure to viral or bacterial infection is therefore minimized already during inhalation, which reduces the risk of infection regardless of the type of airborne bacteria, virus strain or virus mutation.

Elektromagnetické žiarenie na dezinfekciu vzduchu sa generuje v zdroji UVC svetla a je smerované zo zdroja svetla na oblasť pred nosom a ústami používateľa, ideálne za pomoci optického difuzéra, a potenciálne môže tiež zahŕňať vedenie akým je napríklad optické vlákno.Electromagnetic radiation for air disinfection is generated in a UVC light source and is directed from the light source to the area in front of the user's nose and mouth, ideally by means of an optical diffuser, and could potentially also include a conduit such as an optical fiber.

Zdrojom UVC svetla na dezinfekciu vzduchu v rôznych vyhotoveniach je laserový modul generujúci svetlo v UVC spektre medzi 200 a 230nm, a to v prenosnom vyhotovení ktorý môže používateľ nosiť so sebou či na sebe. Alternatívne tento laserový modul môže obsahovať laserovú diódu emitujúcu svetlo vo vlnovej dĺžke medzi 400 a 460nm, element zdvojnásobujúci frekvenciu, ako napríklad BBO kryštál, čo následne vytvára svetlo s vlnovou dĺžkou medzi 200 a 230nm, prípadne i kompaktný vlnový filter zaručujúci čistú vlnovú emisiu. Alternatívne môže byť tiež použitá laserová dióda s inou vlnovou dĺžkou, pokiaľ je treťou harmonickou generáciou alebo cez sum-frequency-mixing či inou metódou dosiahnutá svetelná emisia vo vlnovej dĺžke medzi 200 a 230nm.The source of UVC light for air disinfection in various versions is a laser module generating light in the UVC spectrum between 200 and 230nm, in a portable version that the user can carry with him or on himself. Alternatively, this laser module can contain a laser diode emitting light in a wavelength between 400 and 460 nm, a frequency-doubling element, such as a BBO crystal, which subsequently creates light with a wavelength between 200 and 230 nm, or a compact wave filter guaranteeing clean wave emission. Alternatively, a laser diode with a different wavelength can also be used, if a light emission in a wavelength between 200 and 230 nm is achieved by the third harmonic generation or through sum-frequency-mixing or another method.

Prístrojový systém môže byť napájaný bežnou alebo dobíjateľnou batériou, voliteľne akýmkoľvek iným vhodným zdrojom energie ktorý poskytuje výkonovú kapacitu minimálne 1 mikrowatthodinu. Ak sa použíje nabíjateľná batéria, je možné ju dobíjať cez nabíjací port alebo bezdrôtovo pomocou elektromagnetickej indukcie. Alternatívne môže byť prístrojový systém napájaný externým zdrojom energie, ako napríklad z USB powerbanky, prípadne za pomoci bezdrôtového prenosu energie.The instrument system can be powered by a conventional or rechargeable battery, optionally by any other suitable energy source that provides a power capacity of at least 1 microwatt hour. If a rechargeable battery is used, it can be recharged via the charging port or wirelessly using electromagnetic induction. Alternatively, the instrument system can be powered by an external power source, such as from a USB power bank, or with the help of wireless power transfer.

Funkcia systému je riadená elektronickým modulom, ktorý môže obsahovať počítač, voliteľne aj anténu na komunikáciu s externými zariadeniami, čo umožňuje užívateľovi ovládať a riadiť systém dezinfekcie vzduchu priamo či nepriamo pomocou externe pripojeného zariadenia, ako napríklad smartfónu. To tiež umožňuje funkciu automatického zapnutia systému dezinfekcie vzduchu pri opustení biologicky bezpečného prostredia, ako je dom alebo auto, alebo pri vstupe do potenciálne nebezpečného prostredia. Funkčnosť systému alebo stav zdroja napájania možno overiť buď cez integrované vizuálne alebo akustické indikátory, alebo na diaľku pomocou externe pripojeného zariadenia, ako je napríklad smartfón.The function of the system is controlled by an electronic module that can contain a computer, optionally also an antenna for communication with external devices, which allows the user to control and manage the air disinfection system directly or indirectly using an externally connected device, such as a smartphone. This also enables the function of automatically turning on the air disinfection system when leaving a biologically safe environment, such as a house or car, or when entering a potentially hazardous environment. System functionality or power supply status can be verified either through integrated visual or acoustic indicators, or remotely using an externally connected device such as a smartphone.

V iných vyhotoveniach sa môže použiť jeden či viac prístrojový systémov, systémov alebo vyhotovení opísaných v tomto dokumente a ich použitie v kombinácii s inými formami dezinfekcie, ako je napríklad 250450 nm dezinfekcia, prípadne mechanické filtre, tiež spadá do rozsahu vyhotovení vynálezu.In other embodiments, one or more instrument systems, systems or embodiments described in this document may be used, and their use in combination with other forms of disinfection, such as 250-450 nm disinfection, or mechanical filters, also falls within the scope of embodiments of the invention.

Osobná ochrana proti vzduchom prenášaným vírusovým alebo bakteriálnym infekciám si v súčasnosti vyžaduje nosenie tvárovej masky alebo respirátora, a existujúce ultrafialové dezinfekčné zariadenia sú zvyčajne veľké, nedajú sa nosiť na tele používateľa a využívajú vlnové dĺžky ultrafialového svetla ktoré sú škodlivé pre ľudí.Personal protection against airborne viral or bacterial infections currently requires wearing a face mask or respirator, and existing ultraviolet disinfection devices are usually large, cannot be worn on the user's body, and use wavelengths of ultraviolet light that are harmful to humans.

Predmetom vynálezu je miniaturizovaný batériou napájaný vysokointenzívny 200-230nm krátkovlnný UV systém na dezinfekciu vzduchu v kompaktnej, plne prenosnej a ľahko nositeľnej forme, ktorý môže nosiť aleboThe subject of the invention is a miniaturized battery-powered high-intensity 200-230nm short-wave UV air disinfection system in a compact, fully portable and easy-to-wear form that can be worn or

SK 111-2023 A3 mať na sebe používateľ na elimináciu alebo deaktiváciu baktérií, vírusov a iných patogénov ktoré sa nachádzajú vo vzduchu ktorý používateľ dýcha.SK 111-2023 A3 to be worn by the user to eliminate or deactivate bacteria, viruses and other pathogens that are present in the air that the user breathes.

Vynález poskytuje ochranu osobám v rôznych prostrediach v ktorých sa pohybujú.The invention provides protection to people in various environments in which they move.

Vynález poskytuje osobnú ochranu pred patogénmi vo vzduchu bez nutnosti nosiť tvárovú masku ktorá predstavuje prekážku pri dýchaní.The invention provides personal protection against pathogens in the air without the need to wear a face mask, which is an obstacle to breathing.

Vynález poskytuje osobnú ochranu pred patogénmi vo vzduchu bez toho, aby bolo nutné nosiť tvárovú masku ktorá robí reč menej zrozumiteľnou.The invention provides personal protection against airborne pathogens without the need to wear a face mask that makes speech less intelligible.

Vynález poskytuje ochranu aj osobám v blízkosti infikovanej osoby vydychujúcej vzduch obsahujúci patogény.The invention also provides protection to persons in the vicinity of an infected person exhaling air containing pathogens.

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of images on drawings

Rôzne ďalšie vlastnosti, znaky a sprievodné výhody tohto vynálezu budú lepšie pochopené a ozrejmia sa pomocou priložených obrázkov, pričom referenčné čísla na nich označujú rovnaké alebo podobné časti vo viacerých vyobrazeniach či vyhotoveniach.Various other features, features, and attendant advantages of the present invention will be better understood and apparent from the accompanying figures, wherein reference numerals designate the same or similar parts in the several views or embodiments.

Pre lepšie pochopenie tu opísaných vyhotovení a jasnejšie znázornenie toho ako môžu byť realizované, sú ako referencia, a to len ako príklady, priložené obrázky ktoré znázorňujú minimálne jedno vzorové vyhotovenie, a v ktorom:For a better understanding of the embodiments described here and a clearer representation of how they can be implemented, the attached images are for reference, and only as examples, which show at least one exemplary embodiment, and in which:

Obr. 1 je perspektívne znázornenie vyhotovenia kde je telo zariadenia integrované do okuliarov ktoré nosí užívateľ.fig. 1 is a perspective view of an embodiment where the body of the device is integrated into the glasses worn by the user.

Obr. 2 je perspektívna ilustrácia vyhotovenia kde je telo zariadenia prichytené na okuliare ktoré nosí užívateľ.fig. 2 is a perspective illustration of an embodiment where the body of the device is attached to the glasses worn by the user.

Obr. 3 je perspektívna ilustrácia vyhotovenia kde je telo zariadenia integrované v konštrukcii nesenej na uchu užívateľa.fig. 3 is a perspective illustration of an embodiment where the body of the device is integrated in the structure worn on the user's ear.

Príklady uskutočnenia vynálezuExamples of implementation of the invention

Pokiaľ nie je uvedené inak, vedecké a technické termíny používané v súvislosti s týmto opisom majú význam tak ako sú bežne chápané odborníkmi v danej technickej oblasti. Zároveň, pokiaľ z kontextu nevyplýva inak, výrazy v jednotnom čísle zahŕňajú tiež množné čísla a výrazy v množnom čísle zahŕňajú i jednotné číslo.Unless otherwise indicated, scientific and technical terms used in connection with this description have the meaning as they are commonly understood by those skilled in the art. At the same time, unless the context indicates otherwise, terms in the singular number also include plural numbers, and terms in the plural number also include the singular number.

V nasledujúcom opise sú uvedené špecifické detaily na poskytnutie príkladov vyhotovení nárokovaného vynálezu. Avšak vyhotovenia opísané nižšie nie sú určené na prísne definovanie alebo obmedzenie nárokovaného vynálezu.In the following description, specific details are set forth to provide exemplary embodiments of the claimed invention. However, the embodiments described below are not intended to strictly define or limit the claimed invention.

Pre jednoduchosť a jasnosť znázornenia, v miestach kde to je možné a vhodné, sa môžu medzi obrázkami opakovať referenčné čísla na označenie zodpovedajúcich alebo analogických prvkov alebo krokov. Je uvedených množstvo špecifických detailov, aby sa zabezpečilo dôkladné pochopenie príkladov vyhotovení tu opísaného vynálezu. Odborníkom v odbore však bude iste zrejmé že vyhotovenia opísané v tomto dokumente môžu byť zrealizované aj bez týchto špecifických detailov. Zároveň ale niektoré všeobecne známe postupy, technológie a komponenty neboli zámerne podrobne opísané, aby neodvádzali od podstaty vynálezu. Zároveň tento opis nie je možné považovať za obmedzenie rozsahu predmetu akýmkoľvek spôsobom, ale skôr len ako ilustráciu rôznych vyhotovení.For simplicity and clarity of illustration, where possible and appropriate, reference numerals may be repeated between the figures to indicate corresponding or analogous elements or steps. Numerous specific details are provided to ensure a thorough understanding of the exemplary embodiments of the invention described herein. However, it will be clear to experts in the field that the embodiments described in this document can be implemented even without these specific details. At the same time, some generally known procedures, technologies and components were deliberately not described in detail so as not to distract from the essence of the invention. At the same time, this description cannot be considered as limiting the scope of the subject in any way, but rather only as an illustration of various embodiments.

Malo by tiež byť brané na vedomie že vo forme, detailoch, usporiadaní a proporciách častí vyhotovení môžu byť uskutočnené rôzne zmeny. Takéto zmeny nemajú vplyv na rozsah vynálezu, ktorého podstata zahŕňa tu znázornené a opísané informácie a je uvedená v pripojených nárokoch.It should also be noted that various changes may be made in the form, details, arrangement and proportions of the parts of the embodiments. Such changes do not affect the scope of the invention, the essence of which includes the information shown and described herein and is set forth in the appended claims.

Ako je znázornené na obr. 1, obr. 2 a obr. 3, systém dezinfekcie vzduchu pozostáva z hlavnej časti a tela prístrojový systéma, batérie alebo iného zdroja energie, USB-C portu pre pripojenie externého zdroja energie alebo pre nabíjanie batérie, elektronického modulu, zdroja žiarenia, prvku rozptyľujúceho svetlo, a potenciálne tiež ohybného vedenia optickým vláknom.As shown in fig. 1, fig. 2 and fig. 3, the air disinfection system consists of the main part and the body of the instrument system, a battery or other power source, a USB-C port for connecting an external power source or for charging the battery, an electronic module, a radiation source, a light scattering element, and potentially also a flexible optical line fiber.

Vo vyhotovení znázornenom na obr. 1 môže byť hlavné telo zariadenia 7 integrované do rámu okuliarov používateľa a obsahuje batériu 6, napríklad lítium-iónovú batériu typu 18650, elektronický modul 5 ktorý obsahuje počítačový čip a anténu na komunikáciu s externým zariadením, ako napríklad smartfónom, s externým vypínačom napájania, USB-C nabíjací port 4, LED svetlo slúžiace ako vizuálny indikátor funkcie, zdrojom žiarenia 3 môže byť frekvenčne-zdvojený ~445nm laserový modul vyžarujúci druhou harmonickou generáciou svetlo s vlnovou dĺžkou 222 nm UVC, spojený s svetlo-rozptyľujúcim difuzérom 2, ktorý smerujeIn the version shown in fig. 1, the main body of the device 7 can be integrated into the frame of the user's glasses and includes a battery 6, for example, a lithium-ion battery of the 18650 type, an electronic module 5 that includes a computer chip and an antenna for communicating with an external device, such as a smartphone, with an external power switch, USB -C charging port 4, LED light serving as a visual indicator of function, radiation source 3 can be a frequency-doubled ~445nm laser module emitting second harmonic generation light with a wavelength of 222 nm UVC, connected to a light-scattering diffuser 2, which directs

SK 111-2023 A3SK 111-2023 A3

UVC svetlo smerom k nosu a ústam užívateľa. Potenciálne môžu sklá okuliarov obsahovať aj UV filtrujúcu vrstvu 1 pre dodatočnú ochranu.UVC light towards the user's nose and mouth. Potentially, the lenses of the glasses can also contain a UV filtering layer 1 for additional protection.

Vo vyhotovení znázornenom na obr. 2 môže byť hlavné telo zariadenia 10 oválne plastové puzdro s dĺžkou cca 70 mm, šírkou 20 mm a hĺbkou 35 mm, pripevnené k bočnému rámu okuliarov používateľa za pomoci plastového úchytu 9, obsahuje batériu 6, napríklad lítium-iónovú batériu typu 18650, elektronický modul 5 ktorý obsahuje počítačový čip a zabudovanú anténu, externý vypínač napájania 8, USB-C port 7 a LED svetlo slúžiace ako vizuálny indikátor funkcie, zdrojom žiarenia 4 môže byť frekvenčne-zdvojený ~445nm laserový modul vyžarujúci druhou harmonickou generáciou svetlo s vlnovou dĺžkou 222 nm UVC, spájací element 3 spája telo zariadenia s proximálnym koncom flexibilného vedenia 2, pričom toto vedenie prechádza popri lící používateľa smerom k jeho nosu, smerujúc UVC svetlo cez optické vlákno k smerovému difuzéru 1 na distálnom konci nachádzajúcom sa pri uživateľovom nose a ústach. Voliteľne môže byť namiesto difuzéra použité optické vlákno s bočným vyžarovaním, napríklad svetlo-rozptyľujúce vlákno Corning® alebo Fibrance®.In the version shown in fig. 2 can be the main body of the device 10 an oval plastic case with a length of about 70 mm, a width of 20 mm and a depth of 35 mm, attached to the side frame of the user's glasses with the help of a plastic grip 9, containing a battery 6, for example a lithium-ion battery of the type 18650, an electronic module 5 which contains a computer chip and a built-in antenna, an external power switch 8, a USB-C port 7 and an LED light serving as a visual indicator of the function, the radiation source 4 can be a frequency-doubled ~445nm laser module emitting second harmonic generation light with a wavelength of 222 nm The UVC connecting element 3 connects the body of the device to the proximal end of the flexible conduit 2, the conduit passing past the user's cheek towards the user's nose, directing the UVC light through an optical fiber to a directional diffuser 1 at the distal end located near the user's nose and mouth. Optionally, a side-emitting optical fiber such as Corning® or Fibrance® light-scattering fiber can be used instead of the diffuser.

Vo vyhotovení znázornenom na obr. 3 môže byť hlavné telo zariadenia 7 oválne plastové puzdro s dĺžkou cca 40 mm, šírkou 20 mm a hĺbkou 20 mm, uchytené na uchu používateľa za pomoci plastového úchytu 8, obsahuje batériu 6, napríklad nabíjateľnú lítium-iónovú batériu typu CR123, elektronický modul 5 s externým vypínačom napájania, ktorý obsahuje počítačový čip a zabudovanú anténu, USB-C port 4 a LED svetlo 3 slúžiace ako vizuálny indikátor funkcie, flexibilné vedenie 2 obsahuje kábel od zdroja napájania a drží 222nm laserový modul 1 spojený s difuzérom pri nose a ústach uživateľa.In the version shown in fig. 3 can be the main body of the device 7 an oval plastic case with a length of approx. 40 mm, a width of 20 mm and a depth of 20 mm, fixed on the user's ear with the help of a plastic handle 8, contains a battery 6, for example a rechargeable lithium-ion battery of the CR123 type, an electronic module 5 with an external power switch that includes a computer chip and a built-in antenna, a USB-C port 4 and an LED light 3 serving as a visual indicator of function, a flexible lead 2 contains the cable from the power source and holds the 222nm laser module 1 connected to the diffuser near the user's nose and mouth .

Odborníkom je určite zrejmé že v rámci rozsahu vynálezu definovaného nižšie uvedenými nárokmi by boli možné i ďalšie variácie vyššie opísaných vyhotovení.It is certainly clear to experts that within the scope of the invention defined by the claims below, further variations of the above-described embodiments would be possible.

Príkladom môže byť napríklad bežne vyrábaná a komerčne dostupná 5W ~450nm laserová dióda, pripevnená k rámu okuliarov používateľa, napájaná batériou 18650 a spojená s frekvenčne zdvojovacim BBO kryštálom, ktorý vytvára UVC svetlo druhej harmonickej generácie s vlnovou dĺžkou 222nm, opticky spojený multimódovým vláknovým prepojovačom s bikonvexnou šošovkou redukujúcou priemer výstupného lúča na 400 pm/440 pm/480 pm (jadro/plášť/povlak) vlákno odolné voči solarizácii, na distálnom konci s tvarovaným Schott difúzorom, vytvára dostatočne silné Far-UVC žiarenie na dosiahnutie významnej inaktivácie (cez 90%) väčšiny vzduchom prenášaných vírusov Coronaviridae pri rýchlosti expozície potrebnej na objem a rýchlosť vzduchu prechádzajúceho hornými dýchacími cestami.An example would be a commonly produced and commercially available 5W ~450nm laser diode, attached to the user's eyeglass frame, powered by an 18650 battery, and connected to a frequency-doubler BBO crystal that produces second harmonic generation UVC light at a wavelength of 222nm, optically coupled by a multimode fiber coupler with biconvex lens reducing the diameter of the output beam to 400 pm/440 pm/480 pm (core/cladding/coating) solarization-resistant fiber, at the distal end with a shaped Schott diffuser, creates strong enough Far-UVC radiation to achieve significant inactivation (over 90% ) of most airborne Coronaviridae viruses at the exposure rate required for the volume and velocity of air passing through the upper respiratory tract.

Dávka potrebná na usmrtenie vírusov a baktérií vo vzduchu pri Far-UVC je o niečo vyššia ako pri konvenčnom UVC pri 254 nm, zato ale Far-UVC bez škodlivých biologických účinkov umožňuje jeho bezpečné použitie v tesnej blízkosti ľudskej pokožky a vo vnútri ľudských horných dýchacích ciest.The dose required to kill viruses and bacteria in the air with Far-UVC is slightly higher than with conventional UVC at 254 nm, but Far-UVC without harmful biological effects allows its safe use in close proximity to human skin and inside the human upper respiratory tract .

Nedávne pokroky v technológii Far-UVC laserov sa ukázali byť prísľubom pre ďalšie zmenšovanie veľkosti aj ceny laserových modulov, umožňujúce ich masové využitie, a najnovší vývoj v laserových technológiách a zdrojoch svetla ako napríklad aluminum-gallium-nitride laserové diódy emitujúce svetlo vo Far-UVC vlnových dĺžkach umožnia elimináciu potreby kryštálov na zdvojenie frekvencie a umožnia tiež zjednodušenie použitých laserových modulov, a vývoj v oblasti rozptyľovania svetla ako i vývoj v oblasti minimalizácie solarizácie znižujúcej priepustnosť UVC v optických vláknach ďalej zvýšia efektívnosť systému, čo umožní zmenšenie systému a bude mať tiež nižšie nároky na spotrebu energie, a tým pádom tiež umožní dlhšiu dobu prevádzky na jedno nabitie batérie.Recent advances in Far-UVC laser technology have shown promise for further reductions in the size and cost of laser modules, enabling their mass use, and recent developments in laser technologies and light sources such as aluminum-gallium-nitride Far-UVC light-emitting laser diodes wavelengths will enable the elimination of the need for frequency doubling crystals and will also enable the simplification of the laser modules used, and developments in the field of light scattering as well as developments in the minimization of solarization reducing UVC transmission in optical fibers will further increase the efficiency of the system, which will allow the system to be miniaturized and will also have lower requirements for energy consumption, and therefore also allows for a longer operating time per battery charge.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Vynález môže byť využitý v akomkoľvek priemysle kýmkoľvek kto potrebuje ochranu pred patogénmi vo vzduchu.The invention can be used in any industry by anyone who needs protection from airborne pathogens.

Claims

1. An individually wearable air disinfection system consisting of: at least one laser light source emitting electromagnetic radiation in the Far-UVC wavelength range of 200-230 nm, while this electromagnetic radiation is directed at the air inhaled or exhaled by the user so that this air is disinfected by the radiated energy of the electromagnetic spectrum, which reduces the amount of pathogens that a person inhales or exhales; electronic control module; power supply; wearable case.

2. The air disinfection system according to claim 1, wherein the instrument system is powered by a non-rechargeable battery inside the case.

3. Air disinfection system according to claim 1, where the instrument system is powered by a rechargeable power source inside the case.

4. The air disinfection system according to claim 1, where the instrument system is powered by an external power source.

5. The air disinfection system according to claim 1, where the instrument system is powered by wireless power transmission.

6. Air disinfection system according to claim 1, where the source of electromagnetic radiation is connected to at least one optical fiber emanating from it.

7. Air disinfection system according to claim 1, where the system includes at least one optical diffuser that directs electromagnetic energy towards the air inhaled by the user.

8. The air disinfection system according to claim 1, wherein the light source comprises an optical fiber line having an area with reduced optical transmittance and an exposed surface from which electromagnetic radiation is emitted.

9. Air disinfection system according to claim 1, where the electronic control module includes an antenna for wireless connection with an external device for sending and receiving information.

10. An air disinfection system according to claim 1, wherein the electronic control module includes an integrated computer that controls the functionality of the system based on information received from an external device.