空气灭菌器单元的制作方法

本发明涉及一种用于对例如医院设施的环境空气进行灭菌的空气灭菌器单元。此外，本发明涉及一种用于从环境空气(诸如医院设施中的空气)移除微生物和其它污染颗粒的方法。本发明还涉及此类空气灭菌器单元在用于清洁环境空气中的用途。

背景技术：

建筑物，尤其是建筑物的房间(诸如医院的房间)中的空气受周围和环境的强烈影响，其中污染空气遍及此类建筑物和房间中。利用当今室内所用的空气调节器和其它空气清洁装置，减少气味和其它污染物体(包括微生物)的效率为不良的，并且移除此类物体和微生物为不可能的。

技术实现要素：

本发明人已认识到，存在对于改善医院设施(特别是用于容纳病人的医院房间和手术房间)的空气清洁的需求。对于婴儿室、幼儿园、养老院、教育设施、办公室、生产设施而言，存在类似需求，但不限于此。此类地方的环境空气受到微生物(诸如细菌、病毒、真菌)以及其它颗粒的污染，这些颗粒能闻到并且形成不良室内环境。本发明能够减少此类气味并同时减少微生物，并且在优选实施例中，本发明能够从室内环境空气移除气味和微生物两者。

本发明涉及一种具有至少一个入口和至少一个出口的空气灭菌器单元，该空气灭菌器单元包括：

(a)过滤器外壳，该过滤器外壳具有内部空间和至少一个过滤器，适于照射微生物的至少一个uvc光源位于该内部空间中，该至少一个过滤器具有从环境空气减少或移除气载颗粒和微生物的能力，其中该过滤器为耐uvc的并且位于uvc光源和至少一个出口之间，

(b)空气输送单元，其中该空气输送单元适于将环境空气从至少一个入口移动至过滤器外壳中以使环境空气暴露于uvc光，移动穿过至少一个过滤器并且穿过至少一个出口。

在本发明空气灭菌器单元的一个实施例中，其中能够移除气载颗粒的预过滤器位于入口处，该气载颗粒具有小于200μm的直径。优选地，预过滤器能够移除直径小于100μm的气载颗粒。

在本发明的又一个实施例中，空气输送单元包括风扇，该风扇的能力足以将环境空气移动至过滤器外壳中，并且移动穿过至少一个过滤器和至少一个出口。

在本发明的又一个实施例中，uvc光源适于提供250nm至260nm(诸如254nm)的uvc光。

在本发明的又一个实施例中，至少一个过滤器为hepa过滤器，该hepa过滤器能够移除直径小于0.5μm的气载颗粒。优选地，hepa过滤器为能够移除至少99.995％的直径为0.3微米(μm)的气载颗粒的hepa14过滤器。

在本发明的又一个实施例中，耐uvc的第二过滤器位于uvc光源和至少一个过滤器之间并且包括活性碳过滤器，该活性碳过滤器能够移除直径小于100μm的气载颗粒。

在本发明的又一个实施例中，耐uvc的第三过滤器位于uvc光源和第二过滤器之间并且能够移除直径小于100μm的气载颗粒，其中该过滤器涂布有tio2。

在本发明的又一个实施例中，过滤器外壳为圆柱形外壳。通常，空气灭菌器单元适于将环境空气抽吸至空气输送单元中和过滤器外壳中以接收uvc光的照射，并且抽吸离开至少一个出口，该至少一个出口位于圆柱形外壳的侧部处。

在本发明的又一个实施例中，uvc光源包括1个和10个之间的uvc灯，诸如3个或4个uvc灯。

在本发明的又一个实施例中，hepa过滤器进行折叠(诸如打褶)以产生大表面积。

在本发明的又一个实施例中，空气灭菌器单元为独立装置。

在本发明的又一个实施例中，作为独立装置的空气灭菌器单元适合于在封闭房间内侧运行。

在另一个方面，本发明涉及一种从环境空气移除微生物的方法，该方法包括：将电流供应至本发明的空气灭菌器单元；将环境空气从至少一个入口移动至过滤器外壳中，其中空气暴露于uvc光；和将暴露于uvc光的空气进一步移动穿过至少一个过滤器并且穿过至少一个出口，其中微生物已从离开至少一个出口的空气移除。

在又一个方面，本发明涉及本发明的空气灭菌器单元在房间中的用途，该用途为用于从房间移除微生物。

本发明以所描述解决方案提供了这些优点。

本发明的其它目标和优点根据下述描述和权利要求书将显而易见。

具体实施方式

本发明涉及一种具有至少一个入口和至少一个出口的空气灭菌器单元，该空气灭菌器单元包括：

(a)过滤器外壳，该过滤器外壳具有内部空间和至少一个过滤器，适于照射微生物的至少一个uvc光源位于该内部空间中，该至少一个过滤器具有从环境空气减少或移除气载颗粒和微生物的能力，其中该过滤器为耐uvc的并且位于uvc光源和至少一个出口之间，

(b)空气输送单元，其中该空气输送单元适于将环境空气从至少一个入口移动至过滤器外壳中以使环境空气暴露于uvc光，移动穿过至少一个过滤器并且穿过至少一个出口。

本发明的空气灭菌器单元通常位于金属网内侧以保护该装置免于诸如人意外推动或撞击该装置而导致的损坏。另外，该装置适于连接至电流以在房屋(诸如医院，尤其是医院房间)中运行。尽管空气灭菌器单元描述为两个部件(a)和(b)，但是空气灭菌器单元可作为单独部件，其然后可连接于相关设施，或空气输送单元可容纳于相关设施并且过滤器外壳可在某些时间段进行更换，例如在破损的情况下或在能力已由于一个或多个过滤器的填充而下降的情况下。另外，一个或多个uvc灯可能破损并需要更换，这意味着将空气过滤器单元分开。有鉴于此，本发明还涉及一种过滤器外壳，该过滤器外壳具有内部空间和至少一个过滤器，适于照射微生物的至少一个uvc光源位于该内部空间中，该至少一个过滤器具有从环境空气减少或移除气载颗粒和微生物的能力，其中该过滤器为耐uvc的并且位于uvc光源和至少一个出口之间。据预期，当未连接至空气输送单元时，下文相对于空气灭菌器单元的过滤器外壳所描述的所有相关实施例也为过滤器外壳的实施例。

接下来，本发明涉及成套部件，该成套部件包括具有至少一个入口和至少一个出口(当组装时)的空气灭菌器单元，该空气灭菌器单元包括两个部件：

(a)过滤器外壳，该过滤器外壳具有内部空间和至少一个过滤器，适于照射微生物的至少一个uvc光源位于该内部空间中，该至少一个过滤器具有从环境空气减少或移除气载颗粒和微生物的能力，其中该过滤器为耐uvc的并且位于uvc光源和至少一个出口之间；和

(b)空气输送单元，其中该空气输送单元适于将环境空气从至少一个入口移动至过滤器外壳中以使环境空气暴露于uvc光，移动穿过至少一个过滤器并且穿过至少一个出口。

在本发明空气灭菌器单元的一个实施例中，其中能够移除气载颗粒的预过滤器位于入口处，该气载颗粒具有小于200μm的直径。优选地，预过滤器能够移除直径小于100μm(诸如10μm和100μm之间)的气载颗粒。通常，预过滤器为捕获率a(5)(80<a<90)的g3级过滤器。待移除颗粒的实例为液滴、污物、可见灰尘。

在本发明的又一个实施例中，空气输送单元包括风扇，该风扇的能力足以将环境空气移动至过滤器外壳中，并且移动穿过至少一个过滤器和至少一个出口。

在本发明的又一个实施例中，uvc光源适于提供100nm至280nm(诸如250nm至260nm，诸如254nm)的uvc光。250nm至260nm的uvc光提供远远更有效的细菌和病毒杀死率，与此同时，uvc光不破坏空气灭菌器单元的材质，尤其是所定义的各种过滤器。

在本发明的又一个实施例中，至少一个过滤器为hepa过滤器，该hepa过滤器能够移除直径小于0.5μm的气载颗粒。优选地，hepa过滤器为能够移除99.995％的直径为0.3微米(μm)的气载颗粒的hepa14过滤器。hepa代表高效颗粒空气，并且有时也称为高效颗粒捕获或高效颗粒捕获率。

在本发明的又一个实施例中，耐uvc的第二过滤器位于uvc光源和至少一个过滤器之间并且包括活性碳过滤器，该活性碳过滤器能够移除直径小于100μm(诸如10μm和100μm之间)的气载颗粒。通常，碳过滤器为捕获率a(5)(90<a)的g4级过滤器。颗粒的实例为可见灰尘。通常，碳过滤器具有0.5m²至2m²之间(诸如0.2m²至1.5m²)的表面积。当第二过滤器存在时，待清洁的环境空气首先行进至过滤器外壳中，该环境空气在过滤器外壳中经受照射并穿过第二过滤器，然后穿过至少第一过滤器并且经由至少一个出口离开。

在本发明的又一个实施例中，耐uvc的第三过滤器位于uvc光源和第二过滤器之间并且能够移除直径小于100μm(诸如10μm和100μm之间)的气载颗粒，其中该过滤器涂布有tio2。通常，第三过滤器为涂布有tio2的玻璃过滤器，诸如效率为e(40<e<60)(％)的m5级过滤器。待移除颗粒的实例为可见灰尘和粉尘。通常，tio2涂布过滤器具有0.1m²至1.5m²之间(诸如0.2m²至0.5m²)的表面积。当第三过滤器存在时，待清洁的环境空气首先行进至过滤器外壳中，该环境空气在过滤器外壳中经受照射并然后穿过第三过滤器；并且随后行进穿过第二过滤器，然后穿过至少第一过滤器并且经由至少一个出口离开。

如本文所用，术语“捕获率“为过滤器移除较大颗粒的效率的量度。

在本发明的又一个实施例中，过滤器外壳为圆柱形外壳。通常，空气灭菌器单元适于将环境空气抽吸至空气输送单元中和过滤器外壳中以接收uvc光的照射，并且抽吸离开至少一个出口，该至少一个出口位于圆柱形外壳的侧部处。此类过滤器外壳的其它构造为可能的，诸如椭圆形构造。在一个典型实施例中，圆柱形外壳为滤筒过滤器外壳。

在本发明的又一个实施例中，uvc光源包括1个和10个之间的uvc灯。仅实际上而言，过滤器外壳内侧的可用空间尺寸设定了uvc灯的限值，但对于独立单元而言，其优选地具有1个至10个灯。在一个实施例中，uvc光源为3个uvc灯。在另一个实施例中，uvc光源为4个uvc灯。优选地，uvc灯定位成使得每个光源之间的距离为相同的。

在本发明的又一个实施例中，hepa过滤器进行折叠(诸如打褶)以产生大表面积。通常，hepa过滤器进行折叠以产生1m²至20m²之间(诸如5m²至15m²)的表面积。

在本发明的又一个实施例中，空气灭菌器单元为独立装置。

在本发明的又一个实施例中，作为独立装置的空气灭菌器单元适合于在封闭房间内侧运行。

在另一个方面，本发明涉及一种从环境空气移除微生物的方法，该方法包括：将电流供应至具有至少一个入口和至少一个出口的空气过滤器，该空气过滤器包括：

(a)过滤器外壳，该过滤器外壳具有内部空间和至少一个过滤器，适于照射微生物的至少一个uvc光源位于该内部空间中，该至少一个过滤器具有从环境空气减少或移除微生物的能力，其中该过滤器为耐uvc的并且位于uvc光源和至少一个出口之间，

(b)空气输送单元，其中该空气输送单元适于将环境空气从至少一个入口移动至过滤器外壳中以使环境空气暴露于uvc光，移动穿过至少一个过滤器并且穿过至少一个出口；和

将环境空气从至少一个入口移动至过滤器外壳中，其中空气暴露于uvc光；和将暴露于uvc光的空气进一步移动穿过至少一个过滤器并且穿过至少一个出口，其中微生物和其它颗粒物已从离开至少一个出口的空气移除。

在又一个方面，本发明涉及一种从环境空气移除微生物的方法，该方法包括：将电流供应至本发明和所限定实施例的任一者的空气灭菌器单元；将环境空气从至少一个入口移动至过滤器外壳中，其中空气暴露于uvc光；和将暴露于uvc光的空气进一步移动穿过至少一个过滤器并且穿过至少一个出口，其中微生物和其它颗粒物已从离开至少一个出口的空气移除。

在另一个方面，本发明涉及一种从环境空气移除微生物和其它颗粒物的方法，该方法包括：将电流供应至本发明和所限定实施例的任一者的空气灭菌器单元；将环境空气从至少一个入口移动至过滤器外壳中，其中空气暴露于uvc光；和将暴露于uvc光的空气进一步移动穿过至少一个过滤器并且穿过至少一个出口，其中微生物和其它颗粒物已从离开至少一个出口的空气移除。

在又一个方面，本发明涉及具有至少一个入口和至少一个出口的空气过滤器在房间中的用途，该空气过滤器包括：

(a)过滤器外壳，该过滤器外壳具有内部空间和至少一个过滤器，适于照射微生物的至少一个uvc光源位于该内部空间中，该至少一个过滤器具有从环境空气减少或移除微生物的能力，其中该过滤器为耐uvc的并且位于uvc光源和至少一个出口之间，

(b)空气输送单元，其中该空气输送单元适于将环境空气从至少一个入口移动至过滤器外壳中以使环境空气暴露于uvc光，移动穿过至少一个过滤器并且穿过至少一个出口；

该用途为用于从房间移除微生物。

在又一个方面，本发明涉及本发明和所限定实施例的任一者的空气灭菌器单元在房间中的用途，该用途为用于从房间移除微生物。

在又一个方面，本发明涉及本发明和所限定实施例的任一者的空气灭菌器单元在房间中的用途，该用途为用于从房间的环境空气移除微生物和其它颗粒物。

如本文所用，术语“独立”意指可由用户(诸如在医院工作的人员)运送并且可插入(用于电流供应)任何期望位置(诸如医院病人房间、手术房间、建筑中的办公室)的装置。

本发明现将参考附图更全面地描述，这些附图示出了本发明的空气灭菌器单元的典型实施例。

这些附图绝非限制本发明的范围，而是仅旨在引导技术人员更好地理解本发明。

图1示出了滤筒过滤器装置(10)的剖面/侧面侧视图，滤筒过滤器装置(10)具有至少一个uvc(未示出)位于其中的内部空间或腔室(12)。该过滤器装置具有圆柱形外壳，该圆柱形外壳具有顶部(14)和底部凸缘(16)，顶部(14)对于空气为封闭的和不可透过的，底部凸缘(16)根据本发明适于接纳空气输送单元。过滤器装置(10)的外圆周为可移除微生物的hepa过滤器(18)。第二碳过滤器(20)靠近第一过滤器(18)并由第一过滤器(18)围绕；当将空气推送穿过时，第二碳过滤器(20)可移除气味和其它颗粒物。第二过滤器(20)靠近第三过滤器(22)并围绕该过滤器(22)，第三过滤器(22)通常为涂布有tio2的玻璃过滤器。第三过滤器(22)围绕空间(12)，并且当操作装置(10)时，为直接地暴露于uvc光的过滤器。

图2示出了滤筒过滤器装置(10)的顶部剖视图，并且示出其圆柱形状。滤筒过滤器装置(10)内侧为空间或腔室(12)，4个uvc灯(24、26、28、30)以彼此的相同间距位于空间或腔室(12)中并且置于圆周(32)上。如图1所解释，第一过滤器(通常为hepa14过滤器)和任选第二碳过滤器(34)限定了外圆周，并且第三过滤器(36)限定了内圆周并且围绕空间(12)。

图3示出了本发明的滤筒过滤器装置(40)的一个实施例，滤筒过滤器装置(40)由具有顶部盖(44)的盖面板(42)进行保护，并且其中盖面板(42)向下延伸以保护空气输送单元(46)，诸如具有风扇(48)的风扇外壳，风扇(48)适于将空气从周围抽吸至装置(40)中。盖面板(42)内侧为滤筒过滤器装置和具有风扇(48)的风扇外壳(46)，其中风扇在操作时将环境空气抽吸至腔室(50)中并抽吸离开一个或多个过滤器(52)并且还抽吸离开滤筒过滤器(40)的侧部处的金属网(未示出)。uvc灯(未示出)位于过滤器腔室(50)内侧。滤筒过滤器外壳的底部凸缘(58)装配至具有风扇腔室(46)的对应凸缘，该对应凸缘以空气紧密方式将两个件保持在一起。压载物(60、62)置于风扇外壳(46)的每侧上，并且可面向风扇外壳和/或可面向盖面板(42)。风扇外壳(46)的底部为流格栅(54)，并且环境空气通过预过滤器(56)抽吸至风扇外壳(46)中。滤筒过滤器装置(40)配备有轮(64、66)以使其对于在例如医院工作的人员而言易于移动。

图4示出了本发明的滤筒过滤器(70)的侧剖视图，其中示出了uvc灯(72、74)。过滤器(70)具有内部腔室(12)，至少一个uvc(72、74)位于内部腔室(12)中。该过滤器装置具有圆柱形外壳，该圆柱形外壳具有顶部(84)和底部凸缘(76)，顶部(84)对于空气为封闭的和不可透过的，底部凸缘(76)根据本发明适于接纳空气输送单元。过滤器装置(70)的外圆周通常为可移除微生物的hepa过滤器(78)。第二碳过滤器(80)靠近第一过滤器(78)并由第一过滤器(78)围绕；当将空气推送穿过时，第二碳过滤器(80)可移除气味和其它颗粒物。第二过滤器(80)靠近第三过滤器(82)并围绕该过滤器(82)，第三过滤器(82)通常为涂布有tio2的玻璃过滤器。第三过滤器(82)围绕空间(12)，并且当操作装置(70)时，为直接地暴露于uvc光(72、74)的过滤器。

本文所引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)以这样的程度通过引用方式并入本文中，其中如同每个参考文献单个地和特别地指明全文以引用方式并入并且在此完成阐释一样。

所有标题和副标题在本文仅出于方便目的来使用，并且不应视为以任何方式限制本发明。

上文所描述要素以其所有可能变型的任何组合涵盖于本发明中，除非本文另行指明或上下文另行明确地否认。

本文数值范围的表述仅旨在用作单个地参考落入该范围内的每个单独数值的简短方法，除非本文另行指明；并且每个单独数值并入本说明书中，如同其在本文单个地表述。除非另行陈述，本文所提供的所有精确数值代表对应近似数值(例如，相对于特定因素或测量结果所提供的所有示例性精确数值可视为还提供对应近似测量结果，在适当情况下，由“约”修饰)。

本文所描述的所有方法可以任何合适次序执行，除非本文另行指明或上下文另行明确地否认。

如在描述本发明的上下文中所用的术语“一(a/an)”以及“所述(the)”和类似指示词应解释为单数和复数两者，除非本文另行指明或上下文明确地否认。因此，“一”以及“所述”可意指至少一个，或一个或多个。

本文所提供的任何和所有实例的使用或示例性语言(例如，“诸如”)仅旨在更好地说明本发明，并且不具有对于本发明的范围的限制意义，除非另外指明。说明书中的语言不应视为指示任何要素对于本发明的实践为必不可少的，除非明确地陈述。

在本描述中，当使用“选自”或“选自由以下项组成的组”时，其还意指所述及术语的所有可能组合，以及每个个体术语。

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本发明的任何方面或实施例相对于一个或多个要素使用术语(诸如“包含”、“具有”、“包括”或“含有”)的本文描述旨在提供对于本发明的类似方面或实施例的支持(“由该一个或多个特定要素组成”，“基本上由该一个或多个特定要素组成”，或“大体包括”该一个或多个特定要素)，除非另行陈述或上下文明确地否认(例如，本文描述为包括特定要素的组合物应理解为还描述了基本上由该要素组成的组合物，除非另行陈述或上下文明确地否认)。

前述描述所公开的特征可单独地和以其任何组合为用于以各种形式实现本发明的材料。

实验

本发明作为滤筒过滤器装置的空气灭菌器单元(参见图1至图3)已以两种型式进行制备，较小型式具有白天500m³/小时和夜晚250m³/小时的空气吸入量，并且较大型式具有白天1000m³/小时和夜晚500m³/小时的空气吸入量。

较小型式具有6.7m²的hepa14过滤器、1.0m²的碳过滤器，和0.28m²的tio2涂布过滤器。另外，存在三个uvc灯。

较大型式具有14.2m²的hepa14过滤器、1.554m²的碳过滤器，和0.42m²的tio2涂布过滤器。另外，存在四个uvc灯。

两种型式当施加电流时通过将大量的环境空气(参见上文细节)吸入滤筒过滤器装置中而操作，并且借助于旋转风扇(向后弯曲的离心式风扇；b形轮)，将环境空气进一步推送穿过不同过滤器并离开滤筒过滤器装置的侧部。

大滤筒过滤器装置具有470mm的直径和400mm的高度。在一种型式中，该过滤器由三种过滤器材质构成，其中一个过滤器为具有14.2m²表面积的hepa14过滤器，第二过滤器为1.554m²的碳过滤器，并且第三过滤器为涂布0.28m²的tio2的玻璃类过滤器。存在各自具有254nm照射波长的4个uvc灯。

已观察到，利用涂布tio2的玻璃类过滤器得到了杀死微生物的较高效率；并且不受理论的约束，据设想，当二氧化钛(tio2)以uvc光进行照射时，发生光催化反应。强氧化羟基自由基得以形成。这些自由基破坏细菌的细胞壁。二氧化钛(tio2)在该过程中用作催化剂，并且因此不随着时间而消耗。

在本实验中，将此类滤筒过滤器置于医院房间中，其中环境空气通过包括聚酯纤维的预过滤器(g3级)从底部抽吸至滤筒过滤器中。在下文中，将空气引导穿过具有离心式风扇(空气输送单元)的通风器外壳，并且进一步向上引导并进入滤筒过滤器的空间，其中uvc灯照射空气并杀死微生物。然后，其中微生物和其它污染物颗粒已移除的空气作为清洁和灭菌空气返回至房间。

在另一个实验中，测试了具有三个过滤器的滤筒过滤器。如上文所解释，将空气抽吸至滤筒过滤器的空间中，其中uvc灯照射空气并杀死微生物。存在产生254nm照射波长的4个uvc灯，并且每个灯具有98μw/cm²的强度，并且总强度为392μw/cm²。在照射之后，首先将空气引导穿过涂布tio2的玻璃类过滤器，并且然后将空气推送穿过基于活性碳的第二过滤器，该活性碳吸收气味和其它颗粒污染物。最后，将空气推送穿过hepa14过滤器，该hepa14过滤器进行折叠/打褶以移除微生物并且具有99.995％的直径为0.3μm的气载颗粒(细菌和病毒)的过滤效率。然后，将清洁空气再循环至周围空间中。

以该滤筒过滤器装置来测试活性碳过滤器的实验得出下述结果，其中效率由数字1至4来指示。

处理大量空气(1.000m³/小时)的能力需要大过滤器面积，并且通过折叠为褶皱过滤器，已在该大滤筒过滤器装置中形成14.2m²的极大表面积，该大滤筒过滤器装置具有450mm的直径和400mm的高度。相比于无过滤器但定期清洁的情形，以本发明的空气灭菌器单元(滤筒过滤器)的实验示出微生物计数的30％至40％减少，该空气灭菌器单元具有560mm的直径和560mm的高度，其中4个uvc灯产生254nm的照射波长，并且其中用于减少微生物的过滤器具有20.16m²的表面积并且为效率e(60<e<80)(％)的m6级过滤器(移除直径为10μm至25μm的颗粒)。