TW202308711A - 室內照射殺菌裝置及其殺菌方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種室內照射殺菌裝置及其殺菌方法，其中室內照射殺菌裝置包含一燈外殼、一準分子燈以及一控制模組。燈外殼至少在一殼面形成一光發射面。準分子燈發出波長為200奈米至230奈米的紫外線光，準分子燈設置在該燈外殼內並對應該光發射面設置。控制模組設置於該燈外殼內，控制該準分子燈的啟閉，實現有人存在的室內空間中進行殺菌，從而全時段維持室內環境衛生。

Description

室內照射殺菌裝置及其殺菌方法

本發明是有關於一種殺菌裝置，特別是有關於一種室內照射殺菌裝置及其殺菌方法。

太陽光中的紫外光泛指波長200-400nm之不可見光，依波長分為UVA(波長320～400奈米)、UVB(波長290～320奈米)及UVC(波長200～290奈米)三種，其中UVC因穿透大氣層的能力較弱，幾乎可以被大氣層阻隔，因此對人體有影響的主要是UVA、UVB兩種。然而，UVC雖然波長是最短的，但是由於能量強，例如254奈米(nm)的波長的紫外線可以破壞人體位於細胞內的大型生物分子，即對活細胞造成損傷，或是對去氧核糖核酸（DNA）或核糖核酸（RNA）之鍵結破壞使其無法繁殖，同時也可以達到殺菌的目的。

現有的紫外室內照射殺菌裝置，是利用波長為254nm的水銀燈進行殺菌。然而該波長照射人體會造成傷害，甚至有致癌風險。因此現有室內空間殺菌裝置，只能於無人時，必須朝無人的空間上方殺菌以避免照射人體，使用上不便且殺菌範圍不足。

本發明的目的，在於提供一種室內照射殺菌裝置，採用發出波長為200奈米至230奈米(nm)紫外線光的準分子燈(Excimer Lamp)，實現有人存在的室內空間中進行殺菌，從而全時段維持室內環境衛生。

本發明的另一目的，在於提供一種室內照射殺菌方法，透過該切換開關調整及切換該些操作模式，以進行適合的使用環境及/或殺菌時間。

本發明提供為達成上述目的，本發明提供一種室內照射殺菌裝置，包含一燈外殼、一準分子燈以及一控制模組。燈外殼至少在一殼面形成一光發射面。準分子燈發出波長為200-230奈米的紫外線光，準分子燈設置在該燈外殼內並對應該光發射面設置。控制模組設置於該燈外殼內，控制該準分子燈的啟閉。

在一實施例中，該控制模組還包含一人體感應元件，該人體感應元件设置在該殼面上，該人體感應元件包含紅外線感測器、微波感應器。

在一實施例中，該控制模組還包含至少一LED指示燈，該LED指示燈设置在該殼面上，以顯示該準分子燈的狀態。

在一實施例中，該LED指示燈包含顯示通電、殺菌及燈具壽命的狀態。

在一實施例中，該控制模組還包含一逆變器、一微控制單元、一適配器及一風扇，該微控制單元電連接的控制該逆變器、該適配器及該風扇，該逆變器電連接於該準分子燈與該微控制單元之間。

在一實施例中，該微控制單元內建有多個可程式控制操作模式及一計時器，並電連接一切換開關，透過該切換開關調整及該計時器切換該些操作模式，以進行適合的使用環境及/或殺菌時間。

在一實施例中，該燈外殼包含嵌燈、吸頂燈、懸吊式燈或吊燈，該懸吊式燈或吊燈還包含基座及連接該基座和該燈外殼的至少一支撐柱或連接件。

本發明還提供一種室內照射殺菌方法，包含提供具有發出波長為200奈米至230奈米紫外線光的一準分子燈及控制該準分子燈啟閉的一控制模組的室內照射殺菌裝置，所述室內照射殺菌方法包含以下步驟：

提供多個操作模式；

針對其中之一的該操作模式，執行一第一子狀態模式；

根據該第一子狀態模式，偵測至少一移動物體及相應的一偵測時間，選擇性的執行一第一照射殺菌時間或進入一第二子狀態模式；以及

根據該第二子狀態模式，執行一第二照射殺菌時間，同時偵測該至少一移動物體，當滿足該第二照射殺菌時間後，進入一第三子狀態模式並重複運行該第一子狀態模式的操作模式。

在一實施例中，當該偵測時間超過一預設值沒有偵測到該移動物體，再重複的執行該偵測時間，還包含定時的執行該第一照射殺菌時間。

在一實施例中，在執行該第二照射殺菌時間時，還同時包含進行偵測該移動物體；當滿足該第二照射殺菌時間後，則進入該第三子狀態模式，其中該第二照射殺菌時間長於該第一照射殺菌時間；當判斷有該移動物體時，進入該第一子狀態模式；當在執行該第三子狀態模式時，還包含定時的執行一第三照射殺菌時間，其中該第三照射殺菌時間比該第二照射殺菌時間長。

在一實施例中，還包含電連接該控制模組的至少一LED指示燈，透過該至少一LED指示燈顯示該準分子燈包含通電、殺菌及燈具壽命的狀態。

在一實施例中，該微控制單元內建有多個可程式控制操作模式及一計時器，並電連接一切換開關，透過該切換開關調整及該計時器切換該些操作模式，以進行適合的使用環境及/或殺菌時間。

在一實施例中，該第一子狀態模式為上班模式或日間模式，該第二子狀態模式為下班模式或夜間模式，該第三子狀態模式為待機模式或周休二日模式。

本發明的室內照射殺菌裝置及其殺菌方法，經由研究證實，波長為200nm至230nm間之紫外線光進行殺菌對人體較無傷害，可於室內空間中有人時進行消毒殺菌。在消毒殺菌期間，人體感應元件可偵測有人接近選擇性的開啟或關閉準分子燈，實現消毒殺菌或降低照射人體的機會，藉此降低環境病毒或是提高使用的安全性。針對使用環境或情境的不同，所需的殺菌時間需求也不盡相同，本實施例提供多種不同的可程式控制操作模式，透過控制模組上的計時器及切換開關調整及切換該些操作模式，以進行適合的使用環境及/或殺菌時間。

請參照圖式，其中相同的元件符號代表相同的元件或是相似的元件，本發明的原理是以實施在適當的環境中來舉例說明。以下的說明是基於所例示的本發明具體實施例，其不應被視為限制本發明未在此詳述的其它具體實施例。

如圖1及圖2所示，為本發明室內照射殺菌裝置100的第一實施例立體示意圖及底視圖。如圖所示，本發明提供一種室內照射殺菌裝置100，包含一燈外殼110、一準分子燈120以及一控制模組180。燈外殼110在本實施例中呈矩形，且至少在一殼面111上形成一光發射面112。然而在其他不同的實施例中，燈外殼110也可以呈圓形或其他適合的形狀，並不限制。準分子燈120能夠發出波長為200奈米至230奈米(nm)的紫外線光，且設置在燈外殼110內並對應光發射面111設置。在此所指的準分子燈120較佳是封入了惰性氣體，即氪和氯的混合氣體(氯化氪；KrCl)，從而得到上述波長的紫外綫。特別是，對人體皮膚照射例如207nm、222nm的波長的紫外綫，使在皮膚組織的角質層被吸收，無法到達真皮(DNA/RNA之鍵結被破壞)，從而對人體皮膚達到殺菌的效果，且不傷害皮膚細胞。

控制模組180設置於燈外殼110內，控制準分子燈120的啟閉。如圖2所示，本實施例的控制模組180還包含一逆變器150、一微控制單元160、一適配器170及一風扇172。微控制單元160電連接的控制逆變器150、適配器170及風扇172，逆變器150電連接於準分子燈120與微控制單元160之間。請一併參考圖7所示，逆變器150(Inverter)是一種直流電(DC)轉交流電(AC)的變壓器，恰好與適配器170(Adapter)相反，兩者剛好是一種讓電壓逆變的裝置。具體的，適配器170可以將市電交流電壓轉變為穩定的24V(伏特)直流輸出，而逆變器150則是將適配器170輸出的24V直流電壓轉變為例如3000V的交流電供準分子燈120使用。

微控制單元160(microcontroller unit；MCU) 內建有多個可程式控制操作模式、計時器(Timer)等功能，且電連接切換開關(圖略)及電子電路等元件。微控制單元160透過切換開關調整及計時器切換該些操作模式，以進行適合的使用環境及/或殺菌時間，具體的控制方法容後詳述。

在第一實施例及第二實施例中，控制模組180、280還包含一人體感應元件130、230及至少一LED指示燈140、240。為方便說明，以下僅以如圖4及圖5所示的第二實施例進行說明，人體感應元件230设置在殼面211上並鄰近光發射面212，人體感應元件230包含紅外線感測器、微波感應器或其他適合的感應器。以被動式紅外線感測器(Passive Infra-red sensor；PIR)而言，當人體溫度接近 36.5 ℃的波長的紅外線通過時，利用紅外線輻射的變化來準確偵測人類的動作，並依偵測到動作觸發準分子燈220自動照射殺菌。具體的，當環境溫度穩定不變時，ΔT=0，感測器無輸出。當人體進入檢測區時，因人體溫度與環境溫度有差別，產生ΔT，則有信號輸出；若人體進入檢測區後不動，則溫度沒有變化，感測器也沒有輸出，所以這種感測器能準確偵測人體或者動物的活動。

LED指示燈240设置在殼面211上並鄰近光發射面212，以顯示該準分子燈的狀態。在本實施例中，LED指示燈240包含至少三顆LED燈242、244、246，利用顯示不同的顏色或組合，表示準分子燈220在通電(啟閉)、殺菌(使用中)、燈具壽命需要更換或其他狀態等。

請一併參考圖3所示，本實施例的燈外殼110較佳應用在懸吊式燈、吊燈或其他類似的燈具中，其中該懸吊式燈或吊燈還包含基座114及連接基座114和燈外殼110的至少一支撐柱/連接件116。然而，在如圖4及圖5所示的實施例中，燈外殼110也可以應用在嵌燈、吸頂燈或其他類似燈具中，並不限定。也就是說，該嵌燈或吸頂燈能夠直接嵌設在天花板上，視需要適用在不同的場所或環境中。須說明的是，室內照射殺菌裝置100從光發射面111至室內空間的有效殺菌距離較佳為2公尺(m)內。

如圖4及圖5所示，為本發明室內照射殺菌裝置200的第二實施例立體示意圖及底視圖。如圖所示，室內照射殺菌裝置200同樣包含一燈外殼210、一準分子燈220以及一控制模組280。燈外殼210至少在一殼面211上形成一光發射面212。準分子燈220能夠發出波長為200奈米至230奈米(nm)的紫外線光，且設置在燈外殼210內並對應光發射面211設置。控制模組280設置於該燈外殼210內，控制準分子燈220的啟閉。請一併參考圖7所示，本實施例的控制模組280還包含一逆變器250、一微控制單元260、一適配器270及一風扇272。該微控制單元260電連接逆變器250、適配器270及風扇272，逆變器250電連接於準分子燈220與微控制單元260之間。本實施例其他具體的結構及說明，請參考第一實施例所述，在此不再贅述。

如圖6所示，其為本發明準分子燈220波長與強度之間的線性圖(即準分子燈220的光譜圖)。如圖所示，經實驗測試結果，波長在200奈米至230奈米之間的紫外線光，也同樣具有殺菌效果，且對人體皮膚的透射率低，無法到達真皮，不會對人體帶來不良的影響。

請一併參考圖8所示，本發明還提供一種室內照射殺菌方法，包含提供具有發出波長為200奈米至230奈米紫外線光的一準分子燈220及控制準分子燈220啟閉的一控制模組280的室內照射殺菌裝置200，所述室內照射殺菌方法包含以下步驟：步驟S10:提供多個操作模式；步驟S20:針對其中之一的該操作模式，執行一第一子狀態模式；步驟S30:根據該第一子狀態模式，偵測至少一移動物體及相應的一偵測時間(長時間2hrs)，選擇性的執行一第一照射殺菌時間或進入一第二子狀態模式；以及步驟S40:根據該第二子狀態模式，執行一第二照射殺菌時間，同時偵測該至少一移動物體，當滿足該第二照射殺菌時間後，進入一第三子狀態模式並重複執行該第一子狀態模式的操作模式。

在步驟S10中，本實施例至少提供有如圖9至圖11所示的操作模式。然而在其他不同的實施例中，也可以無須特別設定，持續開啟準分子燈220殺菌或是自動偵測移動物體(尤指人體)再進行開啟殺菌，根據不同國家使用情境、環境或需求重新設定或人工設定。在步驟S20中，當偵測時間超過一預設值，例如長時間達2小時沒有偵測到移動物體，再重複的執行該偵測時間，直到偵測到該移動物體，如圖9所示。然而在如圖10所示的實施例中，當偵測時間超過2小時的預設時間沒有偵測到移動物體時，還包含定時的執行第一照射殺菌時間，例如20分鐘/小時，上述時間都可視需要而調整。

在步驟S30中，如圖9及圖10所示，在執行該第二照射殺菌時間時，還同時包含進行偵測該移動物體。當滿足該第二照射殺菌時間後，則進入該第三子狀態模式，其中第二照射殺菌時間長於第一照射殺菌時間，例如時間達3小時。換言之，本實施例的第一子狀態模式較佳為上班模式或日間模式，第二子狀態模式較佳為下班模式或夜間模式。具體的，在下班或夜間的第二子狀態模式下，可以設定一次較長的/完整的消毒殺菌時間，既能夠省電節能又能夠避免有些人對紫外線光排斥(安全性疑慮)。在上班或日間的第一子狀態模式下，可進行輕量消毒殺菌，如上述的20分鐘/小時，降低室內空間環境病毒。當判斷有該移動物體時，則進入該第一子狀態模式，如此重複上述步驟；如圖10所示，當在執行第三子狀態模式時，還包含定時的執行一第三照射殺菌時間，其中第三照射殺菌時間比第二照射殺菌時間長，例如3小時以上。

在步驟S40中，所述第三子狀態模式較佳是指待機模式或周休二日模式。當在第三子狀態模式且偵測時間超過一預設值，例如長時間達2小時沒有偵測到移動物體，即定時的執行3小時以上的第三照射殺菌時間，直到偵測到移動物體，如此重複運行本實施例的操作模式。

如圖11所示，為繪示本發明又一操作模式。如圖所示，定時的開啟準分子燈220消毒殺菌20分鐘後，再自動的關閉準分子燈220一百分鐘，如此循環，上述時間都可視需要而調整。須說明的是，本實施例的人體感應元件230必需配合微控制單元260的使用才正確的分辨出各個子狀態模式/情境，進而自動啟閉燈具，達到消毒殺菌及節能省電的效果。微控制單元260內建有多個可程式控制操作模式及一計時器，並電連接一切換開關，透過切換開關調整及計時器切換該些操作模式，以進行適合的使用環境及/或殺菌時間。具體的，判斷是否為上班或下班等子狀態模式，可以通過微控制單元260的計時器計時準確控制，每當人體感應元件230超過2小時都沒有感應到人體移動，即可清除計時器再重新計算。因此，本實施例使用微控制單元260處理人體感應元件230的信號可以更好的分辨出雜訊並確認各子狀態模式，並且控制準分子燈220的啟閉或相對應的輸出設備。

此外，本實施例還包含電連接控制模組280的至少一LED指示燈240，透過至少一LED指示燈240顯示準分子燈220包含通電、殺菌、燈具壽命及其他需要的狀態。關於LED指示燈240及其他元件具體的說明，請參考上述實施例所述，在此不再贅述。

綜上，本實施例的室內照射殺菌裝置200及其殺菌方法，經由研究證實，波長為200nm至230nm間之紫外線光進行殺菌對人體較無傷害，可於室內空間中有人時進行消毒殺菌。在消毒殺菌期間，人體感應元件230可偵測有人接近選擇性的開啟或關閉準分子燈220，實現消毒殺菌或降低照射人體的機會，藉此降低環境病毒或是提高使用的安全性。針對使用環境或情境的不同，所需的殺菌時間需求也不盡相同，本實施例提供多種不同的可程式控制操作模式，透過控制模組280上的計時器及切換開關調整及切換該些操作模式，以進行適合的使用環境及/或殺菌時間。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以限定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。

100:室內照射殺菌裝置 110、210:燈外殼 111、211:殼面 112、212:光發射面 114:基座 116:支撐柱/連接件 130、230:人體感應元件 140、240:LED指示燈 142-146、242-246:LED燈 150、250:適配器 160、260:微控制單元 170、270:逆變器 172、272:風扇 180、280:控制模組 S10-S40:步驟

為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉優選實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下： 圖1為本發明室內照射殺菌裝置的第一實施例立體示意圖； 圖2為圖1的底視圖； 圖3為本發明室內照射殺菌裝置的第一實施例的具體實施例圖； 圖4為本發明室內照射殺菌裝置的第二實施例立體示意圖； 圖5為圖4的部分底視圖； 圖6為本發明準分子燈波長與強度之間的線性圖； 圖7為本發明室內照射殺菌裝置的系統架構圖； 圖8為本發明室內照射殺菌方法的流程方塊圖；以及 圖9至圖11為本發明室內照射殺菌方法的第一至第三操作模式的流程圖。

100:室內照射殺菌裝置

110:燈外殼

111:殼面

112:光發射面

130:人體感應元件

140:LED指示燈

142-146:LED燈

Claims (13)

1. 一種室內照射殺菌裝置，包含： 一燈外殼，至少在一殼面形成一光發射面； 一準分子燈，發出波長為200奈米至230奈米的紫外線光，該準分子燈設置在該燈外殼內並對應該光發射面設置；以及 一控制模組，設置於該燈外殼內，控制該準分子燈的啟閉。
2. 如請求項1所述的室內照射殺菌裝置，其中該控制模組還包含一人體感應元件，該人體感應元件设置在該殼面上，該人體感應元件包含紅外線感測器、微波感應器。
3. 如請求項1所述的室內照射殺菌裝置，其中該控制模組還包含至少一LED指示燈，該LED指示燈设置在該殼面上，以顯示該準分子燈的狀態。
4. 如請求項3所述的室內照射殺菌裝置，其中該LED指示燈包含顯示通電、殺菌及燈具壽命的狀態。
5. 如請求項1所述的室內照射殺菌裝置，其中該控制模組還包含一逆變器、一微控制單元、一適配器及一風扇，該微控制單元電連接的控制該逆變器、該適配器及該風扇，該逆變器電連接於該準分子燈與該微控制單元之間。
6. 如請求項5所述的室內照射殺菌裝置，其中該微控制單元內建有多個可程式控制操作模式及一計時器，並電連接一切換開關，透過該切換開關調整及該計時器切換該些操作模式，以進行適合的使用環境及/或殺菌時間。
7. 如請求項1所述的室內照射殺菌裝置，其中該燈外殼包含嵌燈、吸頂燈、懸吊式燈或吊燈，該懸吊式燈或吊燈還包含基座及連接該基座和該燈外殼的至少一支撐柱或連接件。
8. 一種室內照射殺菌方法，包含提供具有發出波長為200奈米至230奈米紫外線光的一準分子燈及控制該準分子燈啟閉的一控制模組的室內照射殺菌裝置，所述室內照射殺菌方法包含以下步驟： 提供多個操作模式； 針對其中之一的該操作模式，執行一第一子狀態模式； 根據該第一子狀態模式，偵測至少一移動物體及相應的一偵測時間，選擇性的執行一第一照射殺菌時間或進入一第二子狀態模式；以及 根據該第二子狀態模式，執行一第二照射殺菌時間，同時偵測該至少一移動物體，當滿足該第二照射殺菌時間後，進入一第三子狀態模式並重複運行該第一子狀態模式的操作模式。
9. 如請求項8所述的室內照射殺菌方法，其中當該偵測時間超過一預設值沒有偵測到該移動物體，再重複的執行該偵測時間，還包含定時的執行該第一照射殺菌時間。
10. 如請求項8所述的室內照射殺菌方法，其中當該偵測時間超過一預設值沒有偵測到該移動物體，再重複的執行該偵測時間，還包含定時的執行該第一照射殺菌時間。
11. 如請求項8所述的室內照射殺菌方法，還包含電連接該控制模組的至少一LED指示燈，透過該至少一LED指示燈顯示該準分子燈包含通電、殺菌及燈具壽命的狀態。
12. 如請求項8所述的室內照射殺菌方法，其中該微控制單元內建有多個可程式控制操作模式及一計時器，並電連接一切換開關，透過該切換開關調整及該計時器切換該些操作模式，以進行適合的使用環境及/或殺菌時間。
13. 如請求項8所述的室內照射殺菌方法，其中該第一子狀態模式為上班模式或日間模式，該第二子狀態模式為下班模式或夜間模式，該第三子狀態模式為待機模式或周休二日模式。

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