TWI623330B - 具紫外線消毒之增濕器及其方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種增濕器，用殺菌光線來處理已增濕的空氣。該增濕器包含一水儲槽、一霧化器，用於霧化供應水、及一紫外光源，用於曝曬該已霧化的水於殺菌光線。該紫外光源在一圓柱形通道內垂直地延伸，發射出該從霧化器向上地發散的霧化水。該水儲槽能夠包含一碳濾器，及一硬度移除模組，從供應水移除污染及金屬氧化物。一控制面板指示出該紫外光源的殘餘可用壽命、該碳濾器、及基於歷史增濕器用途及水質水準的該硬度移除模組。

Description

具紫外線消毒之增濕器及其方法
本發明關於增濕器，及更加具體地關於具有內部紫外光源的增濕器。
增濕器通常用於增加一封閉空間內的相對濕度。基於數個理由，濕度增加係吾人所想要的。例如，大於25%的相對濕度能夠減低皮膚、眼睛、鼻子或喉嚨的不舒適，同時也減少電擊的風險。此外，已加熱的內部空氣，在能夠使相對濕度成為不舒適的水準時的冬月期間，增濕器係特別令人想要的。
多種型式的增濕器係用於增加相對濕度。示範性的增濕器能夠包含蒸發增濕器、蒸汽汽化增濕器及超音波增濕器。蒸汽增濕器，藉由引導乾燥空氣對抗飽和水芯吸而增加相對濕度。蒸汽汽化增濕器典型地包含一電加熱元件，其浸入水儲槽內用於增加蒸汽。此外，超音波增濕器典型地包含一超音波轉換器，以高頻振動來霧化水。
每一種類型的增濕器通常包含一內部水儲槽。然而在許多情況下，水儲槽能夠變成細菌或鰴菌的溫床，尤其是在重複使用之後。當增濕器將己濕潤化的空氣循環進入該周圍環境時，其也可能循環細菌及鰴菌。這對於過敏患者，能夠造成不舒適，及能夠增加感冒及其他疾病的風險。
為了降低水儲槽內細菌及鰴菌的存在，某些現有的增濕器包含一紫外光燈，以便消毒水儲槽內的水。然而，微生物能夠積聚在水儲槽的下游，其通常沒有紫外光燈的效應。又，水供應內的固態污染，能夠在儲槽及其他增濕器部位內歷時建造。最終地， 這些微生物及污染能夠混合已增濕的空氣氣流及能夠循環進入周圍環境。
因此，對於已改良的增濕器保有一持續性的需求，其用於提供殺菌輸出。此外，對於一種改良的增濕器維持有一需求，其在結合至使用點(point-of-use)增濕器及吹氣增濕器之紫外光的優點之間進行調和(leveraging)。
提供一種用於增濕空氣的系統及方法。該系統包含一霧化器及一紫外光源。該霧化器增加空氣容量的濕氣成份，及在該增濕的空氣被分散進入周圍環境之前，該紫外光源曝曬該成品增濕空氣於殺菌光線之下。
在一實施例中，該系統包含一使用點增濕器，及基地站。該增濕器包含一水儲槽、一超音波噴霧器及一紫外光燈。該儲槽提供一已調節的水供應至超音波噴霧器。該超音波噴霧器係安置在水儲槽之下，及轉變該水供應成為霧化的霧氣。該霧氣混合未處理的空氣，及沿著該紫外光燈向上地流動。在該正在通過的空氣及水混合物排入周圍環境之前，該紫外光燈用紫外光輻射來處理之。
在另一實施例中，該基地站包含一鼓風機。該鼓風機引導未處理的周圍空氣，從增濕器系統外部進入增濕器之內，及沿著紫外光燈向上。該紫外光燈能夠獨立地操作或與霧化器互相合作，以便分別地消毒乾燥的空氣或增濕的空氣。此外，水儲槽能夠為環形，及該紫外光燈一般能夠經由水儲槽的核心而垂直地延伸。
在另一實施例中，該水儲槽包含一碳塊濾器及一硬度移除單元。該碳塊濾器及該硬度移除單元係在儲槽入口及儲槽出口之間 加以串接。該碳塊濾器及硬度移除單元，係加以操作，從水供應移除懸浮的固體及金屬氣化物。一控制面板能夠在碳塊濾器及硬度移除單元重複使用之後，警示使用者更換其一者或兩者。
在另一實施例中，一紫外光燈提供UV-C輻射，其波長在100及280奈米之間。紫外光燈係安置在一細長通道之內，其設有一內表面，反射紫外光。該內表面係與紫外光燈相隔，允許增濕空氣在一般平行於燈外表面的方向上循環。
在另一實施例中，一種用於增濕空氣的方法，包含提供一流體流道與周圍環境連通，增加周圍空氣濕氣成份經由流體流道的循環，曝曬該成品增濕空氣至紫外光下，及從該流體流道排出該增濕空氣進入周圍環境。該方法能夠額外地包含過濾該經由流體流道來循環的周圍空氣。該流體流道係可選擇地由相隔於紫外光源的圓柱形側壁加以界定。
因此本發明的實施例能夠提供改良的系統及方法，用於分散已殺菌的增濕空氣。在殺菌前藉由霧化該水，該排出的空氣通常係不具有從該水供應及未處理空氣而來的有活力的微生物。此外，應用一或更多濾器，能夠避免固態污染分散進入周圍環境，及能夠降低存在於增濕空氣內的懸浮固體，其可能阻礙紫外光燈的效率。
參照本實施例及圖式之下，本發明這些及其他優點，將會更加完全地受到瞭解及讚同。
本實施例係相關於一系統及一方法，用殺菌輻射處理增濕的空氣。該系統通常包含一增濕器，其包含一內部紫外光源，其在霧化水及/或水蒸汽被釋放到周圍環境之前，用於處理之。更加具 體地說，及參照第一圖，一種改良的增濕器系統，其一般代號為10。該改良的增濕器系統10，包含一基地站12及一增濕器14。如下文更加詳細地釋說者，該基地站12係可操作的，提供未處理的乾空氣來源至該增濕器14，及該增濕器14係可操作地來增濕該乾燥空氣，及使用來自內部紫外光源16的殺菌輻射來處理該成品已增濕的空氣。
參照第一~二圖，該基地站12包含一外部外罩18，形成一底座20及一般直立的背部22。該外罩18一般形成一個封閉體，供變壓器24、電力配接器26、鼓風機28及一噴霧模組30來使用。該變壓器24係可操作地來轉換主電壓，成為階梯下降電壓，及係電耦合至該電力配接器26。該電力配接器26，依照各自的電力消耗需求，提供一已調節的DC或AC輸出，至該鼓風機28、該噴霧模組30及該增濕器14。鼓風機28，可選擇性地為一種霧化的電動機式的旋轉風扇，將乾燥空氣經由外罩18內的開口31抽入基地站12。經由基地站12的一般氣流移動，係如第二圖的箭號所示。
再次參照第一圖，該增濕器14係可移除式地與基地站12安置在一起，及包含一下外罩單元34及一上外罩單元36。該下外罩單元34及該上外罩單元36互相合作界定一增濕器封閉體38。可選擇的是，該下外罩單元34包含一基座40及一上延伸側壁42，其終結於第一外圍44。第一外圍44以向上傾斜的方式，從該增濕器14的前部，向著該增濕器14的後部加以延伸。在相對應的式樣中，該上外罩單元36能夠可操作地包含一外罩46，及一向下延伸的側壁48，其終結於該第二外圍50。第二外圍50係以向下傾斜的方式，從該增濕器14的後部，向著該增濕器14的前部加以延伸，界定一個與該第一外圍44合作嚙合的接合表面。
如前文所述者，該增濕器14通常係可操作地增濕該來自基地站12的乾燥空氣，及使用內部紫外光源16的殺菌輻射來處理該成品增濕的空氣。如第二圖所示者，該增濕器14也能夠包含一水儲槽52及一噴霧器54，或用於產生增濕空氣的霧氣的其他裝置。水儲槽52能夠包含一儲槽體56，以便可配接地與該儲槽蓋58交互貼合。該儲槽體56及該儲槽蓋58互相合作而界定一環形空間60，其設有一已裁切的內部直徑，以接收該紫外光燈16，及一外部直徑已裁切來貼合至該增濕器外罩34的外部直徑。該儲槽體56能夠界定一第一開口62，用於一流動閥66，及一第二開口64，用於充填蓋68。該下外罩單元34一般係加以構形而以相反位置來支承該水儲槽52，其中該充填插塞68，當安置在該增濕器14之內時，係位在或靠近該水儲槽52的最下部。
來自水儲槽52的水，係選擇性地分配進入該下外罩單元34最下部內的噴霧室70。該水儲槽52及該噴霧室70係經由流閥66形成流體連通，從水儲槽52提供未處理水的測量流動至該噴霧室70。可選擇的是，該噴霧室70形成增濕器外罩34的基座40及側壁42的一部份。可替換的是，該噴霧室70能夠包含一托盤，其與基座40及側壁42相隔離，其係可移除而用於清潔。在兩種構形中，該噴霧室70包含該噴霧器54。該噴霧器54係可操作地與基地站12之內的噴霧模組30進行接觸影響。在使用中，該噴霧器54能夠立即地增濕該噴霧室70內的水上方的空氣。例如，當水與噴霧器54進行接觸時，超音波振動造成水被打散成為小水滴，其係從該噴霧器54傳播出去。水滴蒸發，增加噴霧室70之內的空氣濕度。來自外罩34之後部的開口32，幫助承載該增濕的空氣向上地離開該增濕室70。
再次參照第二圖，該增濕器14包含一紫外光源16，其係加 以配置而在全部或部份的逃逸增濕空氣上產生殺菌輻射。在一實施例中，該紫外光源16包含一紫外光燈，其發射一或更多殺菌光波長的紫外光。紫外光燈16係安置在一燈套72之內及一圓柱形通道74之內。來自紫外光燈16下方的增濕空氣係沿著燈套72的外部，經由通道74加以抽取，及經由上罩單元36的排出通風口76加以抽出。燈套72能夠包含一玻璃套、水晶套、或其他可透過該紫外光燈16的紫外光之材料。此外，該圓柱形通道74能夠包含一內表面78，其實質地反射紫外光。可替換的是，該圓柱形通道74能實質地穿透紫外光，用於處理儲槽52內的水。在任一構形中，未增濕空氣係經由增濕器外罩34內的開口32而抽入噴霧室70。一旦進入噴霧室70，該噴霧器54造成部份的水被霧化成為水蒸汽。增濕的空氣然後曝曬至紫外光源16的殺菌輻射，除去水內的(或可能的)任一微生物。
雖然噴霧室70係如上述包含一噴霧器54，該室70基本上能夠包含任何用於增濕空氣的裝置。例如，該室70能夠包含一常見於許多可攜式增濕器的蒸汽芯吸-及-過濾系統。可替換的是，該室70能夠包含一蒸發器，葉輪系統或超音波系統。在這些實施例中，水分子在噴霧室70內積聚成水蒸汽。至少某些水蒸汽係在實質排出之前，從噴霧室70向上抽取而用於殺菌處理，其如第一~二圖相關描述。
在一實施例中，增濕器12包含一控制面板80，幫助使用者選取一或更多的增濕器設定。控制面板80能夠包含一或更多的選取裝置，例如調節鈕或撥號盤，以便選擇一所想要的增濕水準。例如，選取裝置能夠耦合至調濕器，以便在該所想要的增濕水準已經抵達時，終結該噴霧器54的供電。在這個構形中，當周圍空氣抵達所想要的濕度時，增濕器14關機。相似的是，若周圍濕潤 水滴低於所想要的濕度水準，則增濕器14開啟。此外，增濕器14能夠包含一控制模組82，以便調節一或更多的許多的增濕器元件。例如，該控制模組82能夠控制鼓風機28的操作，以便調節經由基地站12及增濕器14的空氣流動。此外，控制模組82能夠控制噴霧器54的操作，以便調節已排出空氣流的濕氣成份。此外，控制模組82能夠經由合適的安定器84來控制紫外光源16的操作。安定器84可包含一無線電力供應，或無線傳輸電力用裝置至紫外光燈16的其他裝置。例如，該安定器84可包含一共振搜尋安定電路，其實質地如美國專利第6,825,620號”Inductively Coupled Ballast Circuit”所述，該揭示內容在此併入以供參考其全文。
在某些實施例中，該控制模組82也能夠監視紫外光燈16的操作參數。例如，該控制模組82能夠監視在啟動及正常操作期間的該燈的電力消耗，在啟動及正常操作期間的該燈照明輸出，及燈操作的全體耐用壽命。一可選用的RFID系統能夠決定現存的燈是否已經由新燈加以取代。控制面板80能夠包含一顯示器，例如LCD顯示器，將這類資訊相關連至使用者。該顯示器也能夠指示出殘餘的水量、鼓風機速度、霧化器速率、及其他性能特徵。例如，當控制面板80在紫外光燈16於可接受參數之外執行時，能夠產生一種可視的或可聽的警示。又一可選擇的是，若紫外光燈16並未合適地安置在增濕器14之內、或若紫外光燈16並未在可接受參數之內加以操作時，控制模組82能夠包含一封鎖裝置，避免增濕器14的操作。
在某些應用中，令人想要的是，在吸入空氣增濕之前，尤其是蒸餾水未加利用時，從水供應將雜質移除。例如，令人想要的是，硬水在噴霧室70內霧化之前，將其常見物質加以移除。如第三圖所示，該儲槽52能夠選擇性地包含一碳匣濾器90及一硬度 移除模組92。一第一安裝結構，可拆式地將碳匣90固定到水儲槽52。碳匣90能夠安置在充填蓋68附近的水儲槽52之內，以致於碳匣90係流體連通於儲槽入口64。碳匣90能夠加以構形而移除大型的懸浮固體以及其他雜質。例如，該碳濾器90能夠加以配置，以便以7.0mL/分水的流速過濾雜質，其總容量約100公升/年。第二安裝結構可拆式地將該硬度移除模組92固定到水儲槽52。硬度移除模組92能夠被安置在水儲槽52之內，在碳匣90及流閥66之間進行液體連通。硬度移除模組92能夠加以構形而使用合適的薄膜蒸餾及/或逆滲透技術，來移除氯、氧化金屬及其他礦物。碳匣90及硬度移除模組92，能夠串接位於儲槽入口64至儲槽出口62之流道。碳匣90及硬度移除模組92共同合作，從增濕空氣降低白色灰塵沈澱，及避免鈣在噴霧器上形成。在水供應礦物質沈積多時，這是特別令人想要的，例如井水或未軟化的水。增濕器14也能夠包含一位在空氣流道內的HEPA濾器94，以便過濾該未處理水或已增濕的空氣。例如，一HEPA濾器94能夠安置在紫外光燈16前或後的空氣流道內。碳匣90的殘餘操作壽命、硬度移除模組92及HEPA濾器94也能夠被指示在控制面板80上。
結合上述實施例之下，令人想要的是，提供電力至該基地站12及/或增濕器14而無需使用習知的電接觸。在某些應用中，也令人想要的是，降低特定元件對水及濕氣的曝曬，例如噴霧器模組30及紫外光燈16，因而降低電擊的危險。在這些應用中，增濕器系統10能夠包含一感應電力系統，例如美國專利第6,825,620號”Inductively Coupled Ballast Circuit”，美國專利第7,212,414號”Adaptive Inductive Power Supply”，及美國專利第7,522,878號”Adaptive Inductive Power Supply with Communication”，其揭示內容在此併入以供參考全部。
雖然上述者係相關於一具有基地站12及增濕器14之系統，可取代的是，系統10可由單一可攜式外罩加以收容。想要增濕時，這類的自容系統10能夠為習用的。在基地站12及增濕器14係加以利用時，上述的基地站系統在增濕器14方面能夠加以取代，及上述增濕器系統在基地站12方面能夠加以取代。此外，該增濕器系統10能夠合併至任一加壓空氣增濕器系統。這能夠包含，例如，鼓式加壓空氣增濕器、輪盤式增濕器、旁路流通式增濕器及噴霧加壓空氣增濕器。
上述係本發明現有的實施例。在不離開後附權利項所界定的本發明精神及較廣大觀點(其係依照包含有均等論之專利法原理加以解釋)之下，許多變更及改變係可製成。任何單數的參考符號，例如，使用”a”、”an”、”the”或”said”，並不解釋成限制該元件為單數。
10‧‧‧增濕器系統
12‧‧‧基地站
14‧‧‧增濕器
16‧‧‧內部紫外光源
18‧‧‧外罩
20‧‧‧底座
22‧‧‧背部
24‧‧‧變壓器
26‧‧‧電力配接器
28‧‧‧鼓風機
30‧‧‧噴霧模組
31‧‧‧開口
34‧‧‧下外罩單元
36‧‧‧上外罩單元
38‧‧‧增濕器封閉體
40‧‧‧基座
42‧‧‧上延伸側壁
44‧‧‧第一外圍
46‧‧‧外罩
48‧‧‧側壁
50‧‧‧第二外圍
52‧‧‧水儲槽
54‧‧‧噴霧器
56‧‧‧儲槽體
58‧‧‧儲槽蓋
60‧‧‧環形空間
62‧‧‧第一開口
64‧‧‧第二開口
66‧‧‧流動閥
68‧‧‧充填蓋
70‧‧‧噴霧室
72‧‧‧燈套
74‧‧‧通道
80‧‧‧控制面板
82‧‧‧控制模組
84‧‧‧安定器
90‧‧‧碳匣
92‧‧‧硬度移除模組
94‧‧‧HEPA濾器
第一圖係增濕器系統的側面正視圖。
第二圖係該第一圖增濕器系統的橫斷面視圖。
第三圖係第一圖之增濕器系統的橫斷面視圖，其包含一碳匣及一硬度移除模組。

Claims (33)

  1. 一種增濕器系統，其包括：一增濕器外罩，其包含一空氣出口；一水儲槽，係位在該增濕器外罩之內；一霧化器，係位在該增濕器外罩之內，以便產生包含霧化水之已增濕空氣；一紫外光源，係在該增濕器外罩內幅射出殺菌光線；一調濕器，用於測量周圍濕度水準；及一控制模組，用於接收一想要的濕度水準選項，其中該霧化器的操作，係基於該所想要的濕度水準及周圍濕度水準的比較來控制。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，其中為了反應所測得濕度水準係小於所想要的濕度水準，電力被供應到該霧化器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，其中為了反應所測得濕度水準係已達到所想要的濕度水準，電力停止供應到該霧化器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，其中該控制模組進一步適合用來控制該紫外光源的操作。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，其中該控制模組進一步適合用來監視該紫外光源的操作參數。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的增濕器系統，其中該操作參數包含該紫外光源消耗的電力、該紫外光源的照明輸出、或該紫外光源的操作耐用壽命。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，進一步包含一鼓風機，以便引導已增濕的空氣經過該空氣出口。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，其中該水儲槽包含一碳匣濾器及一硬度移除模組之至少一者。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，進一步包含一感應式 鎮流電路，以便提供電力至該紫外光源。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，其中該紫外光源係加以配置，而在水被霧化之前照射在該增濕器內的水份。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，其中該紫外光源係加以配置，而在水被霧化之後照射在該增濕器內的水份。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，其中該紫外光源係加以配置，而在水被霧化之前及之後照射在該增濕器內的水份。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的增濕器系統，其中如果該紫外光源係在可被接受參數之外操作，則該控制模組進一步適用於避免該增濕器***作。
  14. 一種用於增濕空氣的方法，其包括：提供一增濕器，其包含一控制模組；於此控制模組下接收一想要濕度水準的選項；抽取周圍空氣進入一增濕器中的一流體流道；以霧化水來增加移動經過該增濕器中該流體流道之該周圍空氣的濕成份；從一紫外光源進行紫外光照射，以便鈍化該增濕器內的微生物；從該增濕器經由一出口將已增濕的空氣排出，而進入一周圍環境；於此控制模組下接收一周圍濕度水準；及利用該控制模組，回應該周圍環境已取得所想要的濕度水準，終止已增濕空氣由該出口的排出。
  15. 如申請專利範圍第14項的方法，進一步包含監視該紫外光源的操作參數。
  16. 如申請專利範圍第15項的方法，其中該操作參數包含該紫外光源的電力消耗、該紫外光源的照明輸出、或該紫外光源的操作耐用壽 命。
  17. 如申請專利範圍第14項的方法，其中該紫外光源係在一供應水被霧化之前，將該供應水曝曬於殺菌光之下。
  18. 如申請專利範圍第14項的方法，其中該紫外光源係在一供應水被霧化之後，將該供應水曝曬於殺菌光之下。
  19. 如申請專利範圍第14項的方法，其中該紫外光源係在一供應水被霧化之前及之後，將該供應水曝曬於殺菌光之下。
  20. 一種增濕器系統，其包括：一增濕器外罩，其包含一空氣出口；一水儲槽，係位在該增濕器外罩之內；一霧化器，係位在該增濕器外罩之內，以便產生已增濕的空氣；一紫外光源，係在該增濕器外罩內幅射殺菌光；及一控制模組，係監視該紫外光源的操作參數。
  21. 如申請專利範圍第20項的增濕器系統，其中該操作參數包含該紫外光源在起動期間的電力消耗。
  22. 如申請專利範圍第20項的增濕器系統，其中該操作參數包含該紫外光源的照明輸出。
  23. 如申請專利範圍第20項的增濕器系統，其中該操作參數包含該紫外光源的全體操作耐用期間。
  24. 如申請專利範圍第20項的增濕器系統，其中該控制模組進一步適合用來接收一想要濕度水準的選項，及其中該霧化器的操作，係基於該所想要濕度水準與周圍濕度水準之比較，來進行控制。
  25. 如申請專利範圍第20項的增濕器系統，其中該紫外光源係加以配置，而在水被霧化之前，將來自該儲槽的水曝照在殺菌光之下。
  26. 如申請專利範圍第20項的增濕器系統，其中該紫外光源係加以配置，而在水被霧化之後，將來自該儲槽的水曝照在殺菌光之下。
  27. 如申請專利範圍第20項的增濕器系統，其中該紫外光源係加以配置，而在水被霧化之前及之後，將來自該儲槽的水曝照在殺菌光之下。
  28. 如申請專利範圍第20項的增濕器系統，其中如果該紫外光源係在可接受參數之外操作，則該控制模組進一步適合用來避免該增濕器的操作。
  29. 如申請專利範圍第20項的增濕器系統，其中該霧化器包含超音波噴霧器、芯吸濾器及蒸氣汽化室之一者。
  30. 一種增濕器系統，其包括：一增濕器外罩，包含一空氣出口；一水儲槽，係位在該增濕器外罩之內；一霧化器，係位在該增濕器外罩之內以便產生增濕的空氣，該霧化器係安置在一室內；及一紫外光源，係加以配置而在水進入該室之前，將該水曝曬在殺菌光之下；以及一控制模組，用以接收一想要濕度水準的選項，其中該霧化器的操作，係基於與一周圍濕度水準相比之該所想要濕度水準來加以控制。
  31. 如申請專利範圍第30項的增濕器系統，其中該控制模組控制該紫外光源的操作。
  32. 如申請專利範圍第30項的增濕器系統，其中如果該紫外光源係在可接受參數之外操作，則該控制模組適合用來避免該增濕器的操作。
  33. 如申請專利範圍第30項的增濕器系統，其中該紫外光源係進一步地配置，而在水被霧化之後及在該已增濕空氣經由該空氣出口被排出之前，將水曝曬在殺菌光之下。
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