专利名称：用于加湿器的紫外线消毒室的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及加湿设备，更具体地说，涉及适合用在蒸发式加湿器中的紫外线(UV)消毒室。
背景技术：
加湿设备，或加湿器，用来使房间内(最常见地，家里的单间)的环境空气湿润。蒸发式(或棉芯式)加湿器例如利用水箱的水，棉芯从水箱的水中抽吸湿气，并且风扇推动空气通过和/或穿过棉芯，从而在空气被引导通过喷嘴或通风口进入房间时获得空气中的湿气。众所周知，紫外线(UV)照射可以用于减少或消除在水中的各种矿物质、微生物和 其他污染物。特别地，紫外线照射已经设置在蒸发加湿器中，以消毒供应棉芯的水。例如，参见如在共有的美国专利No. 7，513，486 ( “’486专利”)中描述的蒸发式加湿器，其全部内容通过参考结合在此。为了实现杀菌，供应棉芯的水必须暴露到紫外线照射足够长的时间期间。在’ 486专利中，紫外线灯设置在消毒单元中并且灯由螺旋坡道围绕，供应的水在达到棉芯之前在螺旋坡道周围行进。通过在其由紫外线灯照射时沿着由螺旋坡道提供的延伸路径行进，供应的水接收用于有效杀菌的足够照射。然而，这个单元制作相对复杂，并且使石英管经受作为该单元出现故障的结果而与水直接地接触的风险。
发明内容
根据本发明的实施例，公开一种在加湿器中使用的新颖上文紫外线消毒室，该加湿器具有能够填充的水箱、加湿元件和用于将由能够填充的水箱提供的水引导至加湿器的加湿元件的路径。所述路径设置在加湿器的底座中，加湿器的外壳能够移除地放置在底座之上。消毒室包括所述路径的一部分，并且紫外线辐射源设置在外壳中和定位在所述路径的该部分的上方，用于使用紫外线光照亮所述路径的该部分。多个向上指向突出部设置在底座中，邻接所述路径的周边；并且壳体的用于紫外线辐射源的向下指向突出部被配置为在外壳与底座配合时在向上指向突出部之间延伸，以将紫外线辐射定位在所述路径的将被照亮的该部分的上方。壳体的向下指向突出部包括用于发射紫外线光的辐射窗口。壳体还包括开关，该开关被配置为在外壳从底座移除时停用紫外线辐射源断电。壳体进一步优选地包括反射器，反射器用于将从紫外线灯发射的紫外线光向下反射通过辐射窗口。此外，所述路径的被照明部分，优选地包括蛇形路径，蛇形路径增加水通过所述路径的行进时间，从而增加暴露到作为消毒剂的紫外线辐射的时间。通过将加湿器配置为包括具有能够拆卸的外壳，其中水的路径主要地被限定到底座单元，并且其中紫外线辐射源容易地和轻易地从这些水的路径分开和移除，加湿器的制造和清洗比现有技术系统被简化。
本发明的上述的和其它的特点从本发明的图示的实施例的下面详细描述和附图会更容易地显现，其中图I是根据本发明的优选实施例的包括紫外线消毒室的加湿器的透视切开视图；图2A-2D是图I的加湿器的组件部分的分解透视图；图3是图I的加湿器的底座的顶视图；图4是图I的加湿器的底座视图，图3的底座已经被拆除；图5是图I的加湿器的前爆炸视图，具有切开部分显示在分开状态中的紫外线杀囷室的兀件；和
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图6是图I的加湿器的正面分解视图，切开部分显示紫外线杀菌室的处于接合状态中的元件。在附图中相同参考数字标注加湿器的相同组件。
具体实施例方式根据本发明的用于加湿器的紫外线(UV)消毒室的优选实施例描述如下。提供这个实施例仅为说明本发明的原理的目的，并且不应该被解释为以任何超出权利要求及其等价物的范围的方式限制本发明。参照图1，加湿器100包括支撑在底座20上的主体I。底座20具有用于支撑水箱50的模制环20a(例如，参见图3)，以及用于支撑棉芯过滤器21的模制环20b。过滤器21优选地由几层“膨胀”的纤维素(纸)形成，每层纤维素被切开和伸展成非拆散开口网格并且然后机械地或胶着地粘附到其他层。这个过滤器设计能够使水被充分地吸收，同时保持空气流动通过纤维素层，以达到最大的蒸发率。例如，可以从俄亥俄州Columbus市的Columbus Industries公司得到这种类型的膨胀纤维素过滤器，。流出水箱50的水从由模制环20a限定的室20f沿一系列模制路径20c、20d及20e被引导到由模制环20b和模制插入件20i (例如，参见图3)限定的室20g。过滤器21搁在室21内，并且通过毛细作用(“棉芯”)吸收水，以湿润过滤器的大部分体积。湿气在风扇和控制单元60的协助下从过滤器中蒸发，风扇和控制单元60抽吸空气通过底座20的通风口 20h并且围绕过滤器21，以通过定位在主体I的上表面中的开口 Ia中的格栅4排出。参考图2B和2C，紫外线灯41定位在风扇和控制单元60的马达腔2的下部腔中的石英玻璃管27中。紫外线灯41优选地是产生具有200至280纳米UV-C (或短波)范围内的波长的紫外线辐射的灯丝型4瓦紫外线灯，例如可以从马萨诸塞州Danvers市的Osram Sylvania获得。在UV-C范围中的辐射作为破坏诸如病原体、病毒、细菌和霉菌等微生物的DNA从而阻止它们的繁殖的诱变剂已被证明是有效的。例如，参见2003年3-4月公共卫生报告第 118 卷第 99-119 页的 Philip W. Brickner、MD 等人的“The Application ofUltraviolet Germicidal Irradiation to Control Transmission of Airborne Disease Bioterroism Countermeasure (应用紫外线杀菌照射以控制空气传播疾病的传输)生物恐怖主义对策”，通过参考将其并入在此。紫外线支架9固定在该腔的底表面处，以保持紫外线灯41和石英玻璃管27在该腔内，并且包括孔9B (例如，参见图4)，孔9B允许将紫外线光从紫外线灯41向下朝向模制路径20d引导，以照射在模制路径20d中的水，由水箱50提供的水通过模制路径20d被引导到过滤器21。参照图2A，分解图进一步说明主体I、格栅4和旋钮5。主体I可以形成许多形状，并且如图所示优选地形成为由模制塑料制成的大致矩形箱。旋钮5在定位在主体I的上表面处的环Ie中的孔Id处连接到风扇和控制单元60(参见图2B)的开关40。此外，孔Ig邻近孔Id设置在环Ie中。环Ie与主体I的垂直肋If 一体地形成。主体I进一步包括槽Ic和用于接收水箱50的腔Ib和，水箱50的罐部件22的指示器部分22c通过槽Ic突出以提供水箱50中的水位的视觉指示。参照图2B，风扇和控制单元60包括风扇叶片3，风扇叶片3安装在马达33的驱动轴33a上并且由卡簧33b或其他合适的紧固件保持。风扇叶片3优选地可以是五叶片式7英寸轴向叶片结构，或任何其他合适的结构。风扇马达33a安装在马达支架2f中，马达支架2f安装到马达支架2 (例如，参见图4)的碗状物2b内的底座部件2g,并且通过旋转开关40由安装在印刷电路板(PCB) 30上的传统控制电路控制风扇马达33a。风扇马达33a可以优选地是1380RPM、单相屏蔽磁极式120VAC马达(传统称为“通用”马达)，或具有其他合适结构的马达。可替换地，风扇马达33a可以是在220-240VAC处运行的1380RPM、单相屏蔽磁极式马达。例如，这些类型的马达可以从中国上虞(浙江省)的Wolong Electric Group有限公司得到。·
旋转开关40优选地是多位置开关，多位置开关与控制电路相结合，使用户以几个可选的风扇转速操作风扇。底座部件2g可以优选地包括凸缘2h，凸缘2h被配置为使圆筒形过滤器21的上表面靠着底座部件2h定位。同样地，模制环2b使圆筒形过滤器21的底表面靠着室20g的底表面定位。在此配置中，风扇运行以抽吸空气通过底座20中的通风口 2h，朝向圆筒形过滤器21的外表面，到达过滤器21的内部，以通过定位在主体I的上表面中的开口 Ia的格栅4排出。参照图2B，印刷电路板30容纳在具有PCB盒盖8的PCB盒7中，PCB盒7容纳在马达支架2的控制室2c内。在PCB 30还控制紫外线灯41 (如将在此进一步说明的那样)和容纳在灯罩6中的发光二极管(LED) 32的操作。旋转开关40和在其灯罩6中的LED 32安装到旋转开关盖17，旋转开关盖17固定到主体I和马达支架2中的一个或多个，以使旋转开关40通过孔Id突出并且灯罩6延伸通过孔lg。灯罩6借助O形圈16牢固地安装在孔Ig内。与控制电路结合，LED 32优选地被配置为指示用于加湿器100的“电源开启”状态和/或“需要维修”状态(例如，更换过滤器或紫外线灯)中的一个或多个。LED 32可以优选地被配置为在PCB 30的控制下发出几种颜色的光，以指示加湿器100的不同的操作状态。马达支架2的导管2e达到底座20，并且为传统电源线38 (例如，参见图2C)提供路径，以从加湿器100向外延伸。参照图2C，参照过滤器21和包括紫外线灯41和石英玻璃管27的紫外线灯单元显示底座20。如图所示,底座20优选地在底座20的每个角落处设置有橡胶垫脚31，用于将底座20稳定地放置在操作表面上。灯41和石英玻璃管27容纳在紫外线箱18中。电互连到PCB 30 (参见图2B)的紫外线灯座通过紫外线箱盖的孔插入并容纳紫外线灯41。为了防止湿气渗入到紫外线灯41附近，密封垫29设置在石英玻璃管27的每一端处以靠着紫外线箱18和紫外线盖19的端面密封石英玻璃管27。组装后的紫外线箱18和紫外线箱盖19由帽14和紫外线支架9围绕，并且整个组件插入紫外线灯单元室2a。紫外线支架9通过O形圈15密封到紫外线灯单元室2a。如图所示，紫外线箱18包括弧形的(优选地沿着抛物线轮廓)上部部件18a。上部部件18a的内表面优选地设置有反光材料，以使上部部件18a的内表面对于将由紫外线灯41辐射的紫外线光向下引导以照射图3的模制路径20d中的水是有效的。当灯丝型的4瓦UV-C灯设置在紫外线箱18中时，上部部件18a设置有反射材料，并且紫外线灯41定位在模制路径20d中的水的表面上方小于I英寸的距离处，能够达到99. 99%的杀菌效果。帽14和紫外线支架9还将微开关39、固定芯片12和推杆13到紫外线灯单元。微开关39也电互连到PCB 30。推杆13优选地由硅橡胶制成，并且杆部13a延伸通过在固定芯片12中的孔。推杆13的杆部13a被定位为用于致动微开关39，并且推杆13的底座部13b被放置为在孔9a(例如，参见图4)的接触紫外线支架9，被定位为通过底座20的销20 j (例如，参见图3)柔性地移位。当加湿器100的主体I放置在底座20上时，销20j延伸 通过孔9a，以柔性地移位推杆13的底座部13b，以使杆部13a接合微开关39以切换微开关39到电闭合位置。在该电闭合位置，当旋转开关41切换到操作位置时，紫外线灯通电。当主体I从底座20移除时，销20j退出孔9a并且推杆13的杆部13A缩回，以切换微电开关39到电断开位置。在该电断开位置，不管旋转开关41的位置，紫外线灯和风扇单元中的一个或多个是不起作用的。参照图2d，水箱50包括罐部件22，罐部件22可以形成为可以适合将水罐100连接到加湿器的各种容积的形状。罐部件22的主要部分具有带有圆形顶点的近似梯形的下部面22a并且沿着具有连续增大横截面的部分的纵向向上延伸,所述连续增大横截面在上部面22b处达到其最大横截面面积。下部面22a和上部面22b的各自周边边缘22f、22g也是圆形的，并且分别地连接该主要部分的侧壁22h、后壁22j和前壁(未显示)到下部面22a和上部面22b。罐部件22还包括手柄部22d，手柄部22d从上部面22b的后部向上延伸，并且从该后部向前，但不完全跨过上部面22b。在上部面22b的手柄部22d在其上方延伸的部分上，它具有与上部面22b的该部分大致相同的横截面。手柄部22d的前部区域22i稍微嵌入，以接收罐盖25。罐盖25优选地包括用于通过人手抓紧的抓紧部25a，和与罐部件22上的突出部22e配合以确定地将罐盖25定位在手柄部22d的前部区域22i的上方的凹槽25e。此外，罐盖25可以任选地用传统的粘合剂结合到手柄部22d。罐部件22的指示器部22c从罐部件22的背面22k和手柄部22d向后地延伸。如图I所示，指示器部22c的深度在向下垂直方向上增加，同时指示器部22c的宽度在向下垂直方向上减小。水罐100的指示器部22c被配置为例如延伸穿过加湿器的壁，以为用户提供关于罐部件22中的液位的视觉指示。在下部面22a处，设置由用于接收帽23的圆形外螺纹开口 22j，帽23具有用于与螺纹开口 22j的外螺纹配合的内螺纹。帽23设置有用于能够将帽23密封地固定到罐部件22的螺纹开口 22j的O形圈23。
阀杆34定位在帽23的中心孔23a内。向下作用力通过弹簧36施加在阀杆上，弹簧36套在阀杆34上并且装配在阀杆34的法兰34b和帽23的弹簧杯(未显示)的上表面之间。橡胶阀部件35能够锁定地安装到阀杆34的槽34A，并且用来在通过弹簧36的作用力妨碍地拉动阀部件35靠着中心孔23a时限制阀杆24进一步向下运动。当插入底座20的室20g时，定位在室20g的中心处的支柱20j (例如，参见图3)压靠着阀杆34的法兰34b的底表面，从而将阀部件35升高到中心孔23a上方，并且允许水罐100中的流体围绕阀34a流动和并且流过中心孔23a，用于传送到加湿器的棉芯。参照图3，如前所述的底座20包括由模制环20a限定的室20f、由模制环20b和模制插入件20i限定的室20g，以及相互连接并且使水能够从室20f流到室20g的模制路径20c、20d和20e。模制路径20d定位在底座20的中心附近，并且具有由叶片20k和201限定的蛇形状。蛇形路径将由底座20的前侧附近的路径20c供应的水运送到底座20的后侧附近的路径20d。路径20c和20e中的每一个运送水跨过底座20到达蛇形路径20d。在图3中，用区域20η显示蛇形路径2d。参考图4，区域20η对应于在 加湿器100的主体I放置在底座20上时由支架9的第一矩形突出部9c占据的位置。由于第一矩形突 出部9c包括来自紫外线灯41的紫外线光通过其发出的孔％，在蛇形路径2d内运送的水因而被照射。通过沿着由模制路径2d限定的蛇形路径，沿着该路径运送水所需的时间量增力口，从而增加水暴露到紫外线光下的时间，并且增加紫外线杀菌效果。参考图4，支架9包括从支架9的底座表面9e向下延伸的第一矩形突出部9c和第二矩形突出部9d。当加湿器100的主体I放在主体20上时，第一矩形突出部定位在图3的区域20η上方，并且第二矩形突出部定位在图3的区域20m上方。进一步如图3所示，区域20m,20η的周边与模制突出部20ο和20q邻接。区域20m进一步包括垫20p，垫20p还限定蛇形路径20d的一部分。叶片20k、201中的每一个和垫20p的上表面位于模制突出部20o、20q的上表面以下。结果，加湿器100的主体I放置在主体20上，第一和第二突出部9c、9d在模制突出部20o、20q的上表面以下分别地延伸到区域20n、20m中。在这种方式下，模制突出部20o、20q操作以关于蛇形路径20d正确地定位第一和第二突出部9c、9d(以及定位在孔9b上方的紫外线灯41)，并且因而协助将发出的紫外线光限制到蛇形路径。可以如下所述进一步说明这些特征。附图5和6中的每个都以所披露的紫外线消毒室的元件可见的局部剖开视图显示加湿器100的主体I和底座20。图5图示加湿器100处于主体I已经从底座分开的状态，图6图示加湿器100处于主体I已经放置到底座20上的状态。参照图6，可以看出，当主体I放置在底座20上时，第一突出部9c被引导到模制突出部20o、20q之间，直到底座表面9e的部分搁在模制突出部20o、20q的上表面上。在这个位置中，第一突出部9c的底表面在模制突出部20o、20q的顶表面和垫20p的顶表面以下延伸，接近叶片20k和201的顶表面。第一突出部9c的侧表面大致地邻接模制突出部20ο、20q的侧表面，从而将蛇形路径2d上方的第一突出部9c定位在大致固定位置中。虽然已经参照本发明的优选实施例特别地显示和描述了垫20p，但本领域技术人员将理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，其中可以进行形式和细节的各种变化。例如，紫外线支架的第一和第二长方形突出部可以形成为作为加湿器设计的功能(特别地，作为底座的相应模制突出部的功能)确定的各种形状。此外，蛇形路径可以包括各种折叠路径的配置，并且蛇形路径和灯单元可以相对于底座的底部定位在各个 位置处。
因此，本发明仅由权利要求和其等价物限制。
权利要求
1.一种加湿器，包括 能够填充的水箱； 底座，包括用于将由能够填充的水箱提供的水引导至加湿器的加湿元件的路径；和 外壳，被配置为与底座固定地和可移除地配合，所述外壳包括紫外线辐射源， 其中，当外壳与底座配合时，紫外线辐射源定位在所述路径的至少一部分的上方，用于使用紫外线光照亮所述路径的该部分。
2.根据权利要求I所述的加湿器，其中所述路径的该部分被配置为蛇形路径。
3.根据权利要求I所述的加湿器，其中紫外线辐射源包括 紫外线灯；和 用于容纳紫外线灯的壳体。
4.根据权利要求3所述的加湿器，其中所述壳体还包括 反射器，该反射器用于将由紫外线灯产生的紫外线光向下朝向路径的该部分引导。
5.根据权利要求3所述的加湿器，其中紫外线辐射源还包括 可密封地安装在壳体中并且围绕紫外线灯的透明管。
6.根据权利要求5所述的加湿器，其中透明管是石英玻璃管。
7.根据权利要求3所述的加湿器，进一步包括 在底座中邻接所述路径的周边的多个向上指向突出部；和 壳体的向下指向突出部，向下指向突出部被配置为在外壳与底座配合时在所述向上指向突出部之间延伸，以将紫外线灯定位在所述路径的该部分的上方，用于使用紫外线光照亮所述路径的该部分。
8.根据权利要求7所述的加湿器，其中向下指向突出部还包括被配置为用于发射由紫外线灯产生的紫外线光的孔。
9.根据权利要求3所述的加湿器，还包括 控制单元，用于控制紫外线灯的操作，其中 壳体还包括开关，并且 控制单元被配置为在开关闭合时给紫外线灯供电，并且在开关断开时使紫外线灯断电。
10.根据权利要求3所述的加湿器，其中 底座还包括支柱，支柱被配置为在外壳与底座配合时闭合开关。
11.根据权利要求9所述的加湿器，其中 开关被配置为在外壳从底座上移除时断开。
12.根据权利要求I所述的加湿器，其中加湿元件包括 用于接收来自所述路径的出口的水的室； 棉芯过滤器，被定位为用于从室中吸收水； 风扇单元，设置在外壳中，并且被配置为抽吸空气通过过滤器，用于使由棉芯过滤器吸收的水蒸发。
13.根据权利要求12所述的加湿器，其中底座还包括用于允许空气进入外壳的一个或更多个通风口。
14.根据权利要求12所述的加湿器，其中外壳还包括在外壳的上表面中的邻近风扇的开口，该开口被配置为用于排出通过风扇抽吸的空气。
15.根据权利要求I所述的加湿器，其中底座还包括室，该室用于能够再填充地接收来自所述能够填充的水箱的水，并且将接收到的水提供到所述路径的入口。
16.—种用于加湿器的消毒室,所述消毒室包括 蛇形路径，被配置为设置在加湿器的底座中，该蛇形路径被配置为引导水流朝向加湿器的加湿元件；和 紫外线辐射源，被配置为设置在加湿器的外壳中，外壳被配置为与底座固定地和能够移除地配合； 其中，当外壳与底座配合时，紫外线辐射源接近蛇形路径的一部分定位，用于使用紫外线光照亮蛇形路径的该部分。
17.根据权利要求15所述的消毒室，其中紫外线辐射源包括 紫外线灯；和 用于容纳紫外线灯的壳体。
18.根据权利要求17所述的消毒室，其中所述壳体还包括 反射器，该反射器用于将由紫外线灯产生的紫外线光向下朝向蛇形路径的该部分引导。
19.根据权利要求17所述的消毒室，进一步包括 将被设置在底座中的多个向上指向突出部，所述多个向上指向突出部邻接蛇形路径的周边；和 壳体的向下指向突出部，所述向下指向突出部被配置为在外壳与底座配合时在所述向上指向突出部之间延伸，以将紫外线灯定位在蛇形路径的该部分的上方，用于使用紫外线光照亮蛇形路径的该部分。
20.根据权利要求19所述的消毒室，其中向下指向突出部还包括被配置为用于发射由紫外线灯产生的紫外线光的孔。
21.根据权利要求17所述的消毒室，其中 壳体还包括开关，并且 蛇形路径进一步包括被配置用于操作开关的支柱， 由此，当紫外线辐射源从蛇形路径的该部分附近移除时，开关从闭合状态切换到断开状态。
22.一种用于对输送到加湿器的加湿元件的水进行消毒的方法，该方法包括如下步骤 在加湿器的水供应室和水接收室之间设置蛇形路径； 设置邻近蛇形路径的周边的多个向上指向突出部； 在具有向下指向突出部的壳体中设置紫外线辐射源； 在向下指向关出部中设直福射窗口； 将向下指向突出部定位在向上指向突出部之间，以将辐射窗口定位在蛇形路径的上方； 引导水流通过蛇形路径；以及 引导来自紫外线辐射源的紫外线辐射通过辐射窗口，从而使用紫外线辐射照亮蛇形路径和消毒水流。
23.一种用于对输送到加湿器的加湿元件的水进行消毒的方法，该方法包括如下步骤 在加湿器的水供应室和水接收室之间设置蛇形路径； 在具有向下指向辐射窗口的壳体中设置紫外线辐射源； 将福射窗口定位在蛇形路径的上方； 引导水流通过蛇形路径；以及 引导来自紫外线辐射源的紫外线辐射通过辐射窗口，从而使用紫外线辐射照亮蛇形路径和消毒水流。
24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括以下步骤 将蛇形路径设置在加湿器的底座中； 将紫外线辐射源和壳体设置在被配置为与底部可移除地配合的外壳中； 其中当外壳与底座配合时，辐射窗口定位在蛇形路径的上方。
全文摘要
本发明公开一种设置到加湿器的紫外线消毒室，加湿器具有水箱、加湿元件和用于引导由水箱提供的水到加湿器的加湿元件的路径。所述路径设置在加湿器的底座中，加湿器的外壳能够移除地放置在底座之上。紫外线消毒室包括所述路径的蛇形部分和被定位用于使用紫外线光照亮所述路径的该部分的紫外线辐射源。底座中的多个向上指向突出部邻接所述路径的周边；并且紫外线辐射源的向下指向突出部在外壳与底座配合时在向上指向突出部之间延伸，因而将紫外线灯定位在所述路径的该部分的上方。开关在外壳从底座移除时停用紫外线辐射源。
文档编号F24F6/02GK102893094SQ201080058149
公开日2013年1月23日 申请日期2010年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者弗朗西斯·C·纳特尔, 王扎克, 赵罗伯特, 陆艾迪森, 孙永明, 王肖恩, 克里斯多佛·S·卡尼尔 申请人:卡兹欧洲公司