ES2908502A1 - Dispositivo purificador de aire mediante radiacion ultravioleta, para uso unipersonal - Google Patents

Abstract

Dispositivo germicida para la esterilización y desinfección de aire para uso unipersonal que utiliza luz LED monocromática ultravioleta C, consistente en la proyección del haz de dicha luz emitido, en uno o varios tubos (7) germicidas con un conducto interior troncocónico o troncopiramidal (7.3) hueco, envolvente de la luz, por los que circula el aire a ser purificado, o bien procedente de las vías respiratorias, o bien con destino a las vías respiratorias. En el extremo del tubo (10) existe un filtro (10) para la retención de partículas sólidas sobre el que un espejo (8) refleja el haz (0) de luz. Opcionalmente el haz (0) de luz UVC es colimado con una lente (3). La máscara facial (14) comunica con el tubo (7) a través de un conducto intermedio (12) que acomete a ésta por la zona trasera de la mandíbula.

Description

DESCRIPCI N

DISPOSITIVO PURIFICADOR DE AIRE MEDIANTE RADIACIÓN

ULTRAVIOLETA, PARA USO UNIPERSONAL

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo purificador de aire mediante radiación ultravioleta, para uso unipersonal.

El objeto de la presente invención recae en un dispositivo de protección individual frente a la agresión vírica y/o bacteriológica de las vías respiratorias humanas, que esteriliza y purifica el aire, mediante radiación ultravioleta C monocromática procedente de una o varias lámparas LED proyectada en, al menos, un tubo germicida por donde circula el aire a desinfectar, ya sea aire de aspiración o respiración, cuyo tubo, entre otras particularidades tales como la inclusión de una lente colimada y un filtro, se distingue esencialmente por presentar una configuración interior en forma de conducto hueco troncocónico o troncopiramidal envolvente y tangente al haz de luz.

Por tanto, el dispositivo se enmarca dentro del campo sanitario y militar, como medio para prevenir los ataques de origen biológico a través de las vías respiratorias del cuerpo humano.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se han encontrado las siguientes patentes relacionadas con el tema, US5165395; US6623544 B1; US7409952B2; US2007/0240719A1; US2007/0163588A1; US2009/0004047A1; US2009/0205664A1, US20110126828A1.

Todas estas invenciones disponen de un recinto cerrado al que entra el aire cargado de posibles gérmenes, atravesando previamente un elemento de filtrado. El filtro retiene las partículas sólidas. El aire es expuesto a la luz ultravioleta en el interior del recinto cerrado, realizando esta luz la misión germicida. Posteriormente el aire es llevado a través de un conducto al interior de una mascarilla de acople en la cara y de aquí a las vías respiratorias humanas.

Se ha encontrado que la patente US2019015541A1 (2019-01-17) utiliza lámparas LED situadas en el extremo de un conducto por el que fluye el aire. Estos LED emiten luz ultravioleta C para purificar el aire. En este dispositivo se da como cualidad útil que la luz sufra numerosos rebotes o reflexiones en las paredes del tubo.

El objetivo de la presente invención es el desarrollo de un dispositivo de dicho tipo pero que presenta aspectos mejorados que aportan ventajas técnicas que, a su vez, repercuten en una mayor efectividad.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

En semejanza con la patente US2019015541 (A1), el dispositivo asociado a la presente invención, utiliza como medio emisor de luz ultravioleta C, una lámpara LED situada en el extremo de un tubo germicida. Sin embargo se introducen las siguientes diferencias:

- Las reflexiones con las paredes del tubo, se evitan haciendo que la luz salga del elemento emisor direccionada y divergente, mediante el uso de una lente colimadora. Además el tubo conductor de aire, presenta una forma troncocónica o troncopiramidal convergente hacia la lente para conseguir que los rayos más exteriores del haz sean tangentes a las paredes internas del tubo.

- La pared interna del tubo por el que transcurre la luz y el aire tiene simetría de revolución para el caso de tubo troncocónico.

- El elemento emisor LED se trata de un único chip por tubo germicida, que opcionalmente está situado en el eje de la lente colimadora, buscando crear luz lo más simétrica posible alrededor del eje lente-tubo. Se trata de un chip de alta potencia emisiva.

- La luz que recorre la totalidad del tubo longitudinalmente, es proyectada finalmente sobre un filtro mediante una única reflexión a la salida del tubo germicida, lo que mantiene esterilizado el filtro.

- El dispositivo es externo a la mascarilla facial.

La ventaja principal es la conservación de la energía de la luz UVC a lo largo del tubo germicida por ausencia de reflexiones. Por cada reflexión se pierde una cantidad de energía en el fotón UVC de al menos 15% de la inicial si el material es aluminio anodizado, para choques de 45°. Al cabo de 6 reflexiones un fotón ultravioleta queda sin energía útil para exterminar los gérmenes.

Otros materiales con mayor eficiencia en la reflexión son muy caros y resultan poco competitivos.

La lente de cuarzo de alta transmitancia a la luz UVC tiene una eficiencia superior al 90%. Además, en diámetro inferior a 2 cm resulta abismalmente económica en relación a la solución de espejos de alta reflectividad. En la actualidad, es más ventajoso desde el punto de vista económico incrementar la potencia lumínica emisora que recurrir a espejos de alta reflectividad y reflectancia.

Frente a las lámparas tradicionales de vapor de mercurio para la producción de luz UVC, los LED UVC tienen cuatro ventajas. La primera es que no producen ozono cuando la luz que emiten interacciona con el aire, siendo éste nocivo para la salud humana, si esta luz monocromática tiene longitud de onda superior a 240 nm. La segunda, que no existe riesgo de respiración de vapor de mercurio dada la ausencia de éste en forma de vapor en caso de rotura. La tercera, que permiten la emisión de luz direccional aunque el haz tenga cierta divergencia y la cuarta, la ausencia de la necesidad de un transformador de corriente continua a alterna, dado que los LED funcionan directamente con corriente continua. Por el contrario aún tienen la desventaja de la baja eficiencia lumínica. No obstante, como se demuestra a continuación, con un solo chip LED emisor de alta potencia, se consigue la esterilización del aire fluyente a través de un único tubo, sin la necesidad de proporcionar radiación UVC en fase y sin que sea perfectamente paralela, con la única condición de evitar pérdidas energéticas por reflexiones a lo largo del tubo.

En comparación con las máscaras faciales de luz UVC, la ventaja en el presente dispositivo, es dar mayor visibilidad y ergonomía al usuario al no existir elementos frontales en la máscara que ocupen gran espacio. La máscara se vuelve poco pesada estando los principales elementos del dispositivo sustentados en una estructura anexada a la espalda del individuo a modo de mochila portacargas. Si bien el dispositivo puede ser también soportado por la espalda de una silla o colocado sobre una mesa, lo que permite su aplicación en oficinas y automóviles. Esta ergonomía facial tiene trascendencia para su uso en una sala operatoria.

También desde el punto de vista estético, la ausencia de filtros y piezas de acople frontales en la mascarilla, permite que la cara sea visible en su totalidad si su material constitutivo es transparente.

Las siguientes fórmulas son elementales y triviales en el estado actual de la técnica.

Q= v x S, siendo Q el caudal, v la velocidad y S la sección, para un tubo que funciona transportando un fluido a través de la totalidad de su sección.

R = W / S, siendo R la radiación, W la potencia lumínica y S el área iluminada, para una haz de luz direccionada que ilumina un área S.

I = E / S, siendo I la irradiancia, E la energía enviada y S la superficie o sección iluminada.

v = L / t, siendo v la velocidad del fluido, L el espacio recorrido en la dirección longitudinal del tubo o conducción y t el tiempo transcurrido en recorrer dicho tramo.

W = E / t, siendo W la potencia, E la energía, y t el tiempo.

Por tanto, L = v x t; R = E / (S x t) ^ t = E / (S x R); v = Q / S. Sustituyendo t y v en la primera igualdad L = (Q / S) x ( E/ (S x R)) ^ L x S x R = (E / S) x Q (*).

En el caso de ser el conducto un tubo de sección constante, la fórmula (*) puede escribirse como V x R = (E / S) x Q, siendo V el volumen interno del tubo.

También la antedicha fórmula (*) puede escribirse como L x W = (E / S) x Q (**). Válida tanto para conductos troncocónicos o troncopiramidales envolventes de la luz divergente, es decir, conductos con sección uniformemente decreciente en el sentido de avance de la directriz, como para tubos cilíndricos y luz paralela, con la exigencia que no existan áreas no iluminadas en toda sección del conducto.

Cuando Q es el caudal respiratorio y E/S es la irradiancia necesaria a suministrar para eliminar un determinado germen, ya sea bacteria o virus, ambos datos son parámetros médicos y fijados éstos, quedan como variables para el dimensionamiento L y W. Como puede verse la curva L x W = cte es una hipérbola.

El primer término de la igualdad (**) es independiente de la sección. Físicamente significa que el decrecimiento del tiempo de exposición de la partícula germen a la luz UVC, por crecimiento de la velocidad del fluido cuando avanza por un conducto troncocónico o troncopiramidal de sección decreciente, viene compensado de forma exacta por el incremento de la radiación al decrecer la sección para una potencia lumínica establecida. Teniéndose en cuenta esto, para una potencia W, la partícula vírica recibe la misma energía por unidad de superficie para un caudal establecido y tiempo, tanto si circula en las proximidades de la lente emisora, como alejada de la lente emisora.

El dispositivo tiene la ventaja de no necesitar almacén reservatorio de aire purificado contiguo a la zona de esterilización, ni soplador o turbina para la impulsión del aire a la mascarilla o careta, si bien opcionalmente pude ser colocado éste último mejorando la ergonomía respiratoria.

Como ejemplo de dimensionamiento, se dan los siguientes datos.

Se establece E/S = 5 mJ/cm2, necesarios para matar a un determinado germen y un caudal respiratorio de Q = 10 L /min = 166,66 cm3/s. No obstante, si solamente se considera la fase del ciclo respiratorio de aspiración en el dimensionamiento y se prescinde de colocar un almacén regulador de aire esterilizado, el caudal es Q = 10 L / 22,5 s = 444,44 cm3/s. (En un minuto se han respirado 10 L, se trata de 15 ciclos de 4 segundos cada uno. En cada ciclo 2,5 segundos son de expiración y 1,5 segundo de aspiración. Y 15 ciclos de 1,5 segundos son por tanto 22,5 segundos).

Datos aplicados a la fórmula (**), L x W = 5 mJ/cm2 x 444,44 cm3/s = 2.222,20 mW x cm.

Se puede resolver por ejemplo mediante un único tubo troncocónico de 27,77 cm de altura y un único LED de 80 mW de luz UVC útil irradiándolo. O también mediante 2 LEDs de 40 mW útil, es decir, emitida tras el paso de la lente, cada uno en su respectivo conducto o troncopiramidal de 27,77 cm. La ventaja de usar varios tubos iluminados en lugar de uno solo, es que una mayor sección respiratoria ayuda a disminuir el esfuerzo pulmonar, dado que las pérdidas de carga por rozamiento con las paredes son menores, pues a menos velocidad del fluido, menos pérdidas energéticas. También los LED requieren de menos voltaje y menos entidad en el tamaño de su refrigerador.

La luz no es proyectada al interior del tubo mediante valor de la radiación constante en todo punto de una sección dada, sino que para una lente circular y un chip del led también circular y situado en el eje lente-tubo, la radiación o potencia por unidad de superficie adquiere un valor máximo en el eje y mínimo en la periferia del haz. Este hecho se asume por la circunstancia de ser también la velocidad del fluido decreciente entre el eje y las paredes, siendo la superficie que describe el campo vectorial de velocidades del fluido un paraboloide de revolución.

Si la luz sale de la lente oblicua a la superficie emisora del LED, por defectos de fabricación, se resuelve con una junta tórica de sección circular variable, es decir, de radio menor variable y radio mayor constante, para crear efecto cuña entre el tubo y la carcasa soporte de la lente, que materialice el ángulo de oblicuidad.

En la presente invención los LED son alimentados mediante corriente continua por una batería exterior. El conjunto del equipo de purificación está colocado sobre una estructura de soporte acoplada a la espalda mediante las fijaciones propias de una mochila. El bajo voltaje de los LED permite que tampoco sea necesario transformador de CC/CC, pues existen baterías con igual voltaje que la lámpara LED.

Una vez que el aire atraviesa los tubos germicidas es guiado hasta una mascarilla rígida a través de conducciones estancas. El aire entra a la mascarilla rígida por la zona trasera de la mandíbula. Opcionalmente puede ser usada una careta que cubra también los ojos.

Al igual que en otros respiradores, existen dos válvulas unidireccionales o antirretorno que hacen que el aire de expiración sea expulsado hacia el exterior sin volver a entrar en los tubos germicidas.

Otras configuraciones consisten en construir el circuito funcionando en sentido inverso, entra sin purificar a través de una válvula antirretorno en la fase de aspiración y en la expiración se envía a los tubos esterilizadores, válido por ejemplo para su uso en una sala operatoria.

El sistema puede ser dimensionado para que sea el aire de expiración el que pase a través de los conductos, circulando éste en sentido inverso al indicado, y el aire de aspiración tomado directamente del exterior. La protección total se alcanza funcionando conjuntamente mediante tubos purificadores tanto para el aire de aspiración como para el aire de expiración.

En lo referente al valor necesario del parámetro I = E / S, puede obtenerse de tablas de investigación médica. Con valor de 0,6 mJ/cm2 (unidad equivalente a mW x s / cm2) se inactivan el 87,8 % de coronavirus transportados en corriente aérea. Sin embargo la literatura científica da valores muy variados, dado que los ensayos realizados utilizan condiciones de contorno también variadas. La mayor parte de los datos existentes están referidos a virus en soporte líquido. Para virus transportados en corriente aérea las irradiancias necesarias tienen valores inferiores a los datos resultantes en soporte líquido.

Estudios de la Universidad de Boston demostraron que 5 mJ/cm2 son suficientes para la desactivación de Sars-Cov-02 mediante luz de 254 nm. En el intervalo de 260-280 nm se encuentra la eficiencia máxima en la inactivación de virus. Puede encontrarse valores de irradiancia mínima ensayados para el Cov-19 en "2020 Covid-19 Coronavirus Ultraviolet Susceptibility, de Wladyslaw J. Kowalki, Vidmantas Petraitis y Thomas J Walsh”, atribuyéndose para el citado virus, valores siempre inferiores a 5 mJ/cm2 en el indicado artículo.

La miniaturización de la longitud del tubo germicida, se alcanza asumiendo o dando por válido el valor de 0,6 mJ/cm2 comentado anteriormente, resultante de la única experiencia aérea de inhibición de coronavirus, mediante luz UVC 254 nm, si únicamente se pretende utilizar el dispositivo para protección frente a los coronavirus. (Effect of Ultraviolet Germicidal Irradiation on Viral Aerosols, Christopher M. Walker and Gwangpyo KO, Environ. Sci, Technol 2007, 41, 5460­ 5465). Mediante luz UVC monocromática con máximo en su curva espectral para cualquier valor del intervalo 260-280 nm, óptimo en la inhibición de los virus, el valor anterior puede ser aún menor. No obstante el artículo citado es anterior al Sars-cov-2.

Mediante la miniaturización, se puede prescindir de la propia lente colimadora pues como se ha demostrado, la longitud del tubo germicida necesaria es independiente de la sección, o equivalentemente independiente de la divergencia angular y por tanto, un ángulo de divergencia grande resultante de prescindir de la colimación, no produce un elemento troncocónico o troncopiramidal muy voluptuoso, dada la pequeña altura necesaria de esta pieza cuando la energía a aportar por unidad de superficie es pequeña.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un juego de planos en el que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura número 1.- Muestra una vista esquemática en alzado seccionado de un ejemplo del conjunto de tubo germicida que comprende el dispositivo purificador de la invención, por cuyo conducto interior troncocónico o troncopiramidal se proyecta el haz de luz UV-C, apreciándose la configuración general del mismo y las principales partes y elementos que comprende;

la figura número 2-A.- Muestra una vista esquemática en alzado seccionado del tubo propiamente dicho que comprende el conjunto mostrado en la figura 1;

las figuras número 2-B y 2-C.- Muestran sendas vistas en sección transversal del tubo germicida mostrado en las figuras precedentes, según los respectivos cortes A-A’ y B-B’ señalados en la figura 2-A, apreciándose la convergencia de su conducto interior;

la figura número 3-A.- Muestra una vista esquemática en planta de la pieza de acople con que cuenta el tubo germicida en su parte superior para la fijación de la lámpara led;

la figura número 3-B.- Muestra una vista en sección del cilindro hueco superior de la pieza de acople, según el corte C-C’ mostrado en la figura 3-A;

la figura número 3-C.- Muestra una vista esquemática en perspectiva del cilindro hueco de la pieza de acople mostrada en la figura anterior;

la figura número 3-D.- Muestra una vista en sección de la pieza de acople, según el corte D-D’ señalado en la figura 3-A;

las figuras número 4-A y 4-B.- Muestran sendas vistas en perspectiva lateral y perspectiva seccionada, del espejo que comprende inferiormente el tubo germicida del dispositivo purificador de la invención, apreciándose la particular configuración del mismo; las figuras número 4-C y 4-D.- Muestran respectivas vistas, en planta y sección, según el corte E-E’ señalado en dicha planta, del espejo que comprende el tubo germicida inferiormente;

las figuras número 5-A y 5-B.- Muestran sendas vistas, en planta y sección, de un primer ejemplo de la junta tórica con que cuenta el tubo germicida entre la pieza de acople y la plataforma superior del mismo, en concreto un ejemplo de radio constante;

las figuras número 5-C y 5-D.- Muestran sendas vistas, en planta y sección, de un segundo ejemplo de la junta tórica con que cuenta el tubo germicida entre la pieza de acople y la plataforma superior del mismo, en este caso un ejemplo de radio variable;

las figuras número 6-A y 6-B.- Muestran sendas vistas, en sección y en planta respectivamente, del soporte del espejo con que cuenta el tubo germicida inferiormente, apreciándose la configuración del mismo;

las figuras número 7-A y 7-B.- Muestran sendas vistas, en planta y sección respectivamente, de la tapa inferior del tubo germicida del dispositivo de la invención y que hace de soporte al filtro que incluye en su interior, apreciándose su configuración en forma de rejilla;

la figura número 8.- Muestra nuevamente una vista esquemática en alzado seccionado del conjunto del tubo germicida del dispositivo según la invención, en este caso montado con una junta tórica de radio variable, apreciándose la inclinación del mismo respecto de la pieza de acople a la lámpara y el consecuente tratamiento de oblicuidad del haz de luz que provoca dicha junta; y las figuras número 9-A y 9-B.- Muestran sendas vistas, en sección de alzado frontal y lateral respectivamente, de un ejemplo del dispositivo completo, en concreto un ejemplo con dos tubos germicidas acoplados a la máscara facial.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar un ejemplo de realización no limitativa del dispositivo purificador de aire mediante radiación ultravioleta, para uso unipersonal de la invención, el cual comprende lo que se describe en detalle a continuación.

Así, tal como se observa en dichas figuras, el dispositivo de la invención comprende, al menos, un tubo (7) germicida que, superiormente, se acopla a al menos una lámpara LED emisora de un haz (0) de luz UVC y que, a través de una boquilla (4.2) se conecta a un conducto intermedio (12) que, a su vez, comunica con una máscara (14) facial, de manera que el aire que pasa a su través, ya sea de respiración o exhalación, al pasar por dicho tubo (7) queda irradiado para ser esterilizado, presentando el conducto interior hueco (7.3) de dicho tubo (7) germicida una configuración troncocónica o troncopiramidal, que se ensancha en su parte inferior, tal que es envolvente y tangente al haz de luz (0).

Como se aprecia en la figura 1, en la parte superior del tubo (7), fabricado de aluminio anodizado en azul o de polímero resistente a la radiación ultravioleta, se incorpora un disipador de aluminio (1), consistente en un cilindro macizo, del que parte radialmente varias platabandas o pletinas, también de aluminio, con el fin de disipar el calor emitido por el LED UVC, y, por debajo de dicho disipador (1), una lámina de cobre (2) que sirve como soporte para la disposición del chip constitutivo del LED (no apreciable en las figuras), y que también sirve para la situación de los polos eléctricos a los que sueldan sendos cables y - que van a conectar a la batería (16) que sirve de alimentación. Estos últimos por simplicidad no se han dibujado.

Preferentemente, el tubo comprende, además, una lente colimadora (3) de cuarzo que transforma el haz divergente de 120° de luz UVC monocromático en un haz divergente (0) de menos de 10°.

En cualquier caso, al disipador (1) está soldada una pieza de acople (4), que también es de aluminio, que, como se observa en las figuras 3-A a 3-D presenta una configuración con una pieza cilindrica hueca (4.1) superior unida, ya sea mediante tallado o mediante soldadura, sobre una arandela (4.3) que a modo de meseta sirve para soporte y conexión con el resto de las piezas inferiores del dispositivo. Además, esta pieza de acople (4.1) es acometido por una boquilla (4.2) de sección rectangular, que sirve como via de evacuación del aire de aspiración purificado, o bien como via de entrada del aire de expiración a purificar, mediante la conexión a ella de un tubo intermedio (12).

Preferentemente, el cilindro hueco (4.1) que constituye la parte superior de esta pieza de acople (4) es reforzado en su enlace con la arandela (4.3) inferior mediante unas cartelas rigidizadoras (4.4) que son apreciables en la figura 3-D.

En todo caso, esta pieza de acople (4) está conectada con el tubo (7) germicida mediante unos tornillos de apriete (6), habiéndose previsto la incorporación ente ambos elementos de una junta tórica (5) polimérica que sirve para garantizar estanquidad o aislamiento respecto al aire exterior, a la vez que da facilidad de montaje / desmontaje.

Preferentemente, el tubo (7) germicida, tal como se observa en las figuras 2-A a 2-C, está dotado de una meseta circular (7.1) superior, para el atornillado a la arandela (4.3) de la pieza de acople (4), unos cartabones rigidizadores designados como (7.2) y un conducto interior hueco troncocónico (7.3) por el que asciende el aire de aspiración hacia la lente emisora recibiendo la luz (0).

Preferentemente, además el tubo (7) finalmente, en la zona inferior del mismo, donde su conducto interior troncocónico (7.3) se ensancha, decreciendo la pendiente de la generatriz cónica, incorpora un filtro (10) para la retención de partículas sólidas.

Preferentemente, para acople de dicho filtro (10), el tubo presenta una tapa (11) que va fijada a la parte inferior del mismo mediante una rosca prevista al efecto en la superficie externa de una zona de remate inferior (7.4) del tubo (7).

Además, preferentemente, entre dicha zona inferior (7.4.) y el filtro (10) se prevé la incorporación de una pieza de soporte (9) de configuración cónica, tal como se observa en las figuras 6-A y 6-B que tiene como finalidad servir de soporte de un espejo (8), cuya estructura se define a continuación, y que, preferentemente, consta, dicho soporte (9), de cuatro varillas (9.1) radiales que actúan de cuádruple apoyo de un alojamiento cilíndrico (9.2) central, apto para el encaje del espejo (8).

Dicho espejo (8), como se observa en las figuras 4-A a 4-D, presenta, preferentemente, una configuración puntiaguda tal que inferiormente define un cilindro hueco que continúa con una superficie de revolución cuya sección son sendas curvas parabólicas simétricas respecto al eje. Este espejo (8) garantiza que la luz, una vez que ha atravesado el conducto interno troncocónico o troncopiramidal (7.3) del tubo (7), se distribuya radialmente hacia el filtro (10) en su cara interior, esterilizando o purificando el filtro (10) en su cara interior.

Opcionalmente, el descrito espejo (8) puede ser sustituida por un espejo plano y circular, fabricado de aluminio anodizado, que devuelva la luz residual al tubo troncocónico o troncopiramidal (7.3), de un diámetro tal que permita el paso del aire hacia el tubo interior (7.3), en cuyo caso, no sirve para esterilizar el filtro (10) pero se refuerza la esterilización del tubo.

En otro orden de cosas, como se observa en las figuras 5-A a 5-D, la junta tórica (5) puede ser, o bien un aro de sección circular de radio constante, como muestra el ejemplo de las figuras 5-A y 5-B, en cuyo caso la disposición del acople entre la pieza (4) y la meseta superior (7.1) del tubo (7) es paralela, tal como muestra la figura 1, o bien dicha junta (5) puede consistir en un aro de sección circular variable, menor en un lado que en otro, como se observa en el ejemplo de las figuras 5-C y 5-C, en cuyo caso, como se observa en el ejemplo de la figura 8, tiene por fin crear efecto de cuña entre la meseta superior (7.1) del tubo y la arandela (4.2) de la pieza de acople (4). Dicha modificación tiene como finalidad que el conducto interior troncocónico o troncopiramidal (7.3.) del tubo envuelva una salida del eje del haz de luz (0) en oblicuo respecto a la superficie del mismo. Se visualiza dicha oblicuidad en la figura 8.

Atendiendo a las figuras 9-A y 9-B se puede observar el funcionamiento del conjunto del dispositivo de la invención, que se visualiza esquemáticamente en sección frontal y sección de perfil, en un ejemplo del mismo con dos tubos (7) germicidas acoplados a la máscara (14) a través de un tubo intermedio (12).

Así, en fase de aspiración, el aire (representado mediante líneas de flecha) atraviesa la tapa (11) de rejilla, el filtro (10), continúa ascendiendo a través del conducto interior hueco troncocónico o troncopiramidal (7.3) del tubo (7) germicida y es conducido hacia un conducto intermedio (12) de conexión acoplado a la boquilla (4.2.) de la pieza de acople (4). Y asciende en dirección hacia la máscara rígida (14), atravesando una primera válvula antirretorno (13) prevista en dicho conducto intermedio (12). La conducción de aire que constituye este conducto intermedio (12) de aire purificado se bifurca en dos ramales que se disponen por detrás de la cabeza del paciente usuario y acomete la máscara rígida (14) en la zona trasera de la misma, en correspondencia con la parte posterior de la mandíbula, indicada como (14.1). Al entrar en la máscara rígida (14), el aire se dirige hacia la zona central (14.2) de la misma, donde se sitúa la entrada a las vías respiratorias humanas. Tanto la máscara (14), como el tubo (12) son polímeros de grado médico.

En la fase de expiración, el aire es expulsado pasando por una segunda y tercera válvulas antirretorno (15) incorporadas a ambos lados de la máscara, en su unión con los ramales del tubo intermedio (12), en tanto que la primera válvula (13) se cierra para evitar que el aire purificado y oxigenado se mezcle con el aire de expiración.

Cabe señalar que la máscara (14) es una máscara de tipo rígido que puede ser protectora únicamente de boca-nariz (tipo mascarilla) o máscara facial completa, es decir, protectora de boca-nariz-ojos.

Preferentemente, en una posición intermedia, entre los dos tubos (7) germicidas del dispositivo figura una batería (16), cuyos cables se conectan con los conectores de los LED y cuyos medios de soporte no han sido dibujados por simplicidad.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. - Dispositivo purificador de aire mediante radiación ultravioleta, para uso unipersonal que, comprendiendo, al menos, un tubo (7) germicida con al menos una lámpara LED emisora de luz UVC y que se conecta a un conducto intermedio (12) que, a su vez, comunica con una máscara (14) facial, de manera que el aire que pasa a su través, ya sea de respiración o exhalación, al pasar por dicho tubo (7) queda irradiado para ser esterilizado, está caracterizado por el hecho de que dicho tubo (7) germicida presenta un conducto interior hueco (7.3) de configuración troncocónica o troncopiramidal, que se ensancha en su parte inferior, tal que es envolvente y tangente al haz de luz (0) que emite la lámpara LED.

2. - Dispositivo purificador de aire mediante radiación ultravioleta, para uso unipersonal, según la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo (7) germicida comprende una lente colimadora (3) de cuarzo por la que pasa la luz UVC de dicho LED, previa introducción en el conducto interior hueco troncocónico o troncopiramidal (7.3), tal que transforma el haz divergente de 120° de luz UVC monocromático en un haz divergente (0) de menos de 10°.

3. - Dispositivo purificador de aire mediante radiación ultravioleta, para uso unipersonal, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el tubo (7) germicida comprende un espejo (8) con que la luz resultante, tras su recorrido en el conducto interior hueco troncocónico o troncopiramidal (7.3), irradia un filtro (10) situado en el extremo inferior de dicho conducto troncocónico o troncopiramidal (7.3).

4. - Dispositivo purificador de aire mediante radiación ultravioleta, para uso unipersonal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por comprender un conducto intermedio (12) de conexión entre dos tubos (7) germicidas y una máscara (14) rígida, estando este conducto intermedio (12) bifurcado en dos ramales que se disponen por detrás de la cabeza del paciente usuario y acomete la máscara rígida (14) en la zona trasera de la misma (14.1), en correspondencia con la parte posterior de la mandíbula.

5.- Dispositivo purificador de aire mediante radiación ultravioleta, para uso unipersonal, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por comprender una junta tórica (5) que, incorporada entre una pieza de acople (4) del LED y el tubo (7) germicida para garantizar estanquidad o aislamiento respecto al aire exterior, consiste en un aro de sección circular variable, menor en un lado que en otro, que tiene por fin crear un efecto de cuña entre dicha piezas con la finalidad de que el conducto interior troncocónico o troncopiramidal (7.3.) del tubo envuelva una salida del eje del haz de luz (0) en oblicuo respecto a la superficie del mismo.