空气安全系统的制作方法

空气安全系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年8月19日提交的第63/067,399号美国临时专利申请的优先权。临时申请的公开内容特此以全文引用的方式并入。
技术领域

背景技术：

3.除非本文另有说明，否则此部分中描述的材料不是本技术中的权利要求书的现有技术，并且不会因为包含在此部分中而被承认为现有技术。
4.covid-19流行是感染性疾病，且具体地说，空气传播感染可如何破坏日常生活和活动的极端实例。口罩和面罩提供一些保护，但具有与它们相关联的局限性和缺点。例如，当进食时，必须移除口罩或面罩。因此，餐厅和类似餐饮机构(及其顾客)各方必须采取风险停止操作。依赖唇读(失聪或听力障碍)的人在社交环境中无法理解他人。较年幼的学生发现难以在整个上学时间佩戴面罩。戴口罩或面罩造成困难的实例有很多。另一方面，如果出现像covid-19这样的严重疾病，另一种选择可能是严重的并发症甚至死亡。


技术实现要素：

5.本公开大体上描述了各种结构以提供安全且清洁的空气并且通过由各种结构产生和/或引导的两个或更多个不同气流来防止在社会情况下人们之间的流体或颗粒的交换。
6.根据一些实例，空气安全系统可包含：空气源，其被配置成接收空气并将空气引导到空气安全系统；加压模块，其被配置成从空气源接收空气并在预定压力下将空气引导到引导结构；以及引导结构，其包括两个或更多个通道。通过两个或更多个通道，引导结构可被配置成在中心柱区域中产生具有第一压力的第一气流，以在中心柱区域内为一个或多个用户创建具有低速消毒空气的安全区；并且产生第二气流以围绕中心柱区域形成具有高于第一压力的第二压力的空气罩，从而防止流体和颗粒从外部环境进入到安全区中。所述空气安全系统可包含空气源，所述空气源被配置成接收预消毒空气并将预消毒空气引导到所述空气安全系统。替代地，空气源可以是被配置成从外部环境接收空气的进气模块，其中空气安全系统可进一步包含消毒模块，所述消毒模块包括过滤所接收空气的过滤模块和将紫外线(uv)光施加到所接收空气的uv模块中的一个或多个。消毒模块可在空气从空气源传递到加压模块时对所接收空气进行消毒。
7.根据其它实例，一种模块化空气安全系统可包含：支撑模块，其具有被配置成接收空气的进气开口；加压模块，其用以在预定正压下引导空气；以及一个或多个气流喷嘴，其通过接头联接到支撑模块。一个或多个气流喷嘴可包含：中心流动部分，其具有成形壁，所述成形壁限定进气开口且联接到由成形壁限定的发射器开口，其中所述联接成角度且具有增加的流动面积；以及边界流动部分，其包围中心流动部分且具有另一成形壁，所述另一成
形壁限定另一进气开口且联接到由另一成形壁限定的另一发射器开口，其中所述联接成角度且具有减小的流动面积。中心流动部分可被配置成减小所接收气流的速度且朝向所关注区域提供消毒空气，并且边界流动部分可被配置成增加所接收气流的速度且围绕所关注区域提供空气罩以防止流体和颗粒从外部环境进入。
8.根据另外的实例，一种用消毒空气创建安全区的方法可包含：从预消毒空气源接收预消毒空气；在预定压力下将所接收预消毒空气加压到引导结构；通过引导加压空气穿过引导结构的一个或多个通道而在中心柱区域中产生具有第一压力的第一气流，以在中心柱区域内为一个或多个用户创建具有低速消毒空气的安全区；以及通过引导加压空气穿过引导结构的一个或多个通道而产生第二气流，以围绕中心柱区域形成具有高于第一压力的第二压力的空气罩，从而防止流体和颗粒从外部环境进入到安全区中。
9.根据又其它实例，一种用消毒空气创建安全区的方法可包含：从外部环境接收空气；通过包括过滤所接收空气的过滤模块和将紫外线(uv)光施加到所述所接收空气的uv模块中的一个或多个的消毒模块对所接收空气进行消毒；在预定压力下将消毒空气加压到引导结构；通过引导加压空气穿过引导结构的一个或多个通道而在中心柱区域中产生具有第一压力的第一气流，以在中心柱区域内为一个或多个用户创建具有低速消毒空气的安全区；以及通过引导加压空气穿过引导结构的一个或多个通道而产生第二气流，以围绕中心柱区域形成具有高于第一压力的第二压力的空气罩，从而防止流体和颗粒从外部环境进入到安全区中。
10.前述概述仅仅是说明性的，并且不旨在以任何方式进行限制。除了上文描述的说明性方面、实施例和特征之外，通过参考图式以及以下详细描述，另外的方面、实施例和特征将变得显而易见。
附图说明
11.通过以下描述和所附权利要求书结合附图理解，本公开的前述和其它特征将变得更加完全清楚。应理解，这些图式仅描绘了根据本公开的若干实施例，并且因此不应被视为限制了本公开的范围，将通过使用这些附图用额外的特性和细节来描述本公开，其中：
12.图1a和1b示出竖直和水平配置中的示例单用户和多用户空气安全系统的概念横截面视图；
13.图2示出示例空气安全系统的横截面视图；
14.图3示出图2的示例空气安全系统的两种配置中的气流；
15.图4a到4d示出桌配置中的示例多用户空气安全系统的各种视图、气流和流体动态流动模拟；
16.图5a和5b示出示例模块化空气安全系统的各种视图和流体动态流动模拟；
17.图6a和6b示出另一示例模块化空气安全系统的透视图和流体动态流动模拟；并且
18.图7示出根据本文中所描述的至少一些实施例布置的图5a的示例模块化空气安全系统的阵列配置。
具体实施方式
19.在以下详细描述中参考附图，附图形成本文的一部分。在图中，相似的符号通常识
别相似的部件，除非上下文另外规定。在详细描述、图式以及权利要求书中所描述的说明性实施例并不有意作为限制性的。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其它实施例，并且可以做出其它改变。可以各种不同的配置来布置、替代、组合、分离和设计如本文中一般所描述且在图中示出的本公开的各方面，所有配置都明确地涵盖在本文中。
20.本公开大体上尤其涉及与提供安全且清洁的空气并且通过由各种结构产生和/或引导的两个或更多个不同气流来防止在社会情况下人们之间的流体或颗粒的交换相关的方法、设备、系统和/或装置。
21.covid-19大流行病对许多业务和个人互动产生了负面影响。例如，传统的餐厅业务已经大打折扣。在业务环境中，佩戴面具甚至会妨碍与收银员或办公桌对面的人进行简单互动。人类交流的很大一部分涉及面部视觉辨识以及口语的清晰音频。因此，在聚集在一起的一群人中，例如在用于进食、业务会议、访谈等的公用桌处，这种空气传播的病毒和类似的感染性疾病通过空气和颗粒经由近距离接触、说话、咳嗽和呼吸的组合在人们之间进行交换而传播。另一个挑战是交流。从办公桌后面对一小群“社交距离较远”的人说话几乎需要大声喊叫，才能克服面部遮盖物的声衰减。
22.在个别用户层面，实施例涉及将受限区中的灭菌低速正压空气递送到用户以供呼吸。通过利用壳体的空气动力学形状或出气口形状操纵边界条件以加速并引导边界区条件，可以防止环境空气和可能污染的空气被引入到安全呼吸区。
23.在一些实例中，空气安全系统可包含空气源，所述空气源被配置成接收预消毒空气并在预定正压下将预消毒空气引导到容纳结构。容纳结构可包含中空腔室、联接到空气源的进气开口和两个或更多个用户开口，以朝向位于两个或更多个用户开口外部的两个或更多个用户引导预消毒空气的部分。容纳结构可以从顶部部分向下引导预消毒空气，使得在腔室内的中心柱区域中产生气流，所述气流具有足以防止在安全区中两个或更多个用户之间的流体和颗粒的交换的压力。容纳结构还可以沿着腔室的内壁向下引导预消毒空气，使得两个或更多个其它气流产生为在足以围绕所述两个或更多个用户中的每一个用户的上半身产生消毒空气罩的较高压力下通过两个或更多个开口离开。
24.在其它实例中，代替吸入预消毒空气，空气安全系统可以从外部环境接收未消毒空气且包含消毒模块。消毒模块可包含过滤所接收空气的过滤模块和将紫外线光施加到所接收空气的uv模块。加压模块可以在预定压力下将消毒空气引导到容纳结构。
25.在另外的实例中，模块化空气安全系统可包含包括被配置成从预消毒空气源接收空气的进气开口的支撑架，以及在预定正压下引导预消毒空气离开支撑架的加压模块。模块化空气安全系统还可包含通过接头联接到支撑架的气流喷嘴。气流喷嘴可包含中心流动部分，所述中心流动部分具有成形壁，所述成形壁限定进气开口且联接到由成形壁限定的发射器开口。所述联接可以成角度且具有增加的流动面积。气流喷嘴还可具有边界流动部分，所述边界流动部分包围中心流动部分且具有另一成形壁，所述另一成形壁限定另一进气开口且联接到由另一成形壁限定的另一发射器开口。所述联接可以也成角度且具有减小的流动面积。中心流动部分可被配置成减小所接收气流的速度且朝向所关注区域提供消毒空气，并且边界流动部分可被配置成增加所接收气流的速度且围绕所关注区域提供锥形消毒空气罩以防止外部未消毒空气。
26.在又其它实例中，代替吸入预消毒空气，模块化空气安全系统可以从外部环境接收未消毒空气且包含消毒模块。消毒模块可包含过滤所接收空气的过滤模块和将紫外线光施加到所接收空气的uv模块。模块化空气安全系统还可包含加压模块以在预定压力下将消毒空气引导到气流喷嘴。
27.图1a和1b示出根据本文中所描述的至少一些实施例布置的竖直和水平配置中的示例单用户和多用户空气安全系统的概念横截面视图。
28.示例系统可以采用高流量低压(hvlp)气流技术，以及包含流体流动并允许紧密互动和其它活动而无需面部遮盖物的空气动力学壁设计。消毒可以通过过滤(例如，hepa过滤器)和uv-c辐射来实现。为了便于交流，可以控制加压模块中的噪声水平(例如，《50db)。所述系统可以针对不同实施环境和使用类型进行缩放、模块化或形状改变。此外，开放设计可以允许用户个性化。
29.为了向具有不同身高的不同数目的用户供应分离的个别纯化空气，而不是简单地将每个用户分隔成物理界定的个别框，所述系统可以维持一种物理方法来防止病毒颗粒、粘液液滴的交互或转移，打喷嚏或用户之间的其它流体转移。传统空气帘或空气刀系统中的高速通常产生极高的背景噪声水平，从而干扰语音交流，同时在受保护区域中，高速空气还对所述区域中的任何物品(例如，纸张、食物等)产生其它负面影响。根据实施例的系统的低速克服了此类挑战。
30.如图100a、100b、100c和100d中所示，根据实施例的单用户或多用户空气安全系统可以向坐在或站立在压差区内的单个人或一群人提供消毒空气。所述系统在餐厅、办公室、其它工作场所、政府办公室、医院、牙科或类似医疗办公室、教室、公共汽车、飞机、船舶、火车、赌场等场所中为个人或小群体创建局部环境，其中清洁安全的空气与周围潜在的污染空气分离。
31.图100a示出为个体竖直地产生低速清洁(消毒)空气安全区的示例单用户配置。因此，所述系统可以安装在天花板或类似高度处，且为系统下方的个体提供安全区。在所示配置中，可以将未消毒空气102从外部环境接收到包括消毒模块的进气模块106中，所述消毒模块包含通过uv灯或二极管(108)进行的uv-c处理和过滤器110(例如，hepa过滤器)。消毒空气可以由加压模块在预定压力下向下推动，所述加压模块可包含风扇112或例如空气倍增器等其它机构。由成形壁114和116形成的引导结构可以产生两个不同压力区。具有较低速度的第一压力区可以创建安全区118，并且第二较高压力区120可以围绕安全区118和人122创建空气罩。空气罩120可以防止未消毒外部空气104连同可能来自区域中的其他人(例如，通过他们的呼吸、打喷嚏等)的任何流体或颗粒进入安全区。
32.图100b示出用于多个人124的图100a的单人配置的放大版本。可以修改引导结构的大小、形状或各种尺寸以及消毒和加压模块的部件的大小以放大系统。此外，还可以使用更强大的风扇(或空气倍增器)或多个风扇来适应较大流量的增加的气流。类似地，还可以调整uv-c源的数目或强度。
33.多用户系统的实例可包含用于家族或类似人群的系统，他们不怀疑彼此被感染，即使他们可能交换流体或颗粒，但可能在同一安全区内感到舒适。所述群体仍可受保护以免受外部环境中的流体或颗粒的影响。
34.图100c示出水平配置中的图100a的配置，其中部件、布置和功能在两者之间类似。
水平配置可以安装在工作站处(例如，办公桌或工作台上)、交通工具中、公共使用位置处(例如，取款机或类似公共终端处)和类似位置。
35.图100d是用于多个人124的图100c的单人配置的放大版本。可以修改引导结构的大小、形状或各种尺寸以及消毒和加压模块的部件中的各种部件的大小和强度以放大系统。图100d中的配置的示例实施方案可包含但不限于工作站、交通工具(例如，飞机座椅行)等。
36.在一些实施例中，可以通过选择引导结构的成形壁114和116的形状和大小来选择或调整安全区118和/或空气罩120的形状和大小。还可以选择风扇的数目或风扇的电力以用于合适的安全区和空气罩大小。还可以在竖直或水平之外的其它角度下实施示例系统。可以根据要覆盖的人数、群体与系统的预期距离等来选择(或调整)安全区的大小和形状。
37.图2示出根据本文中所描述的至少一些实施例布置的示例空气安全系统的横截面视图。
38.图200示出具有双风扇的天花板悬挂式空气安全系统的实用配置。所述系统可通过下降管222悬挂于天花板，所述下降管还可用于穿过电力和控制电缆。所述系统的第一级(上增压室218)可以容纳uv-c反射器组件220。过滤器202(例如，hepa过滤器)可以位于可滑动抽屉204中以供维修或更换。下增压室216可包含初级风扇206和次级风扇入口收集器208。较小的次级风扇210可以将消毒空气推入次级风扇发射器锥体212中，而初级风扇206将消毒空气推入初级风扇发射器锥体214中。
39.来自环境的大气压力空气通过系统的上增压室218中的入口区域被吸入到空气安全系统中。uvc光对空气连同过滤器202和入口区域进行杀菌。初级风扇206拉动消毒空气穿过过滤器202并对所述消毒空气加压以用于中心流动区域和边界流动发生器区域两者。边界流动发生器中的气流是低速的，直到所述气流进入初级风扇发射器锥体214中的压缩区域，其中所述气流通过空间减小而压缩，然后围绕发射器的周边离开初级风扇发射器锥体214。中心流动区域在高速气流进入次级风扇发射器锥体212时以所述高速气流开始，所述高速气流随后通过扩张而减速。用于中心气泡的高流量低速空气通过次级风扇发射器锥体212发射。
40.如图200中所示，形成中心/外围流场还可以通过使用多个风扇来实现，共享过滤器/卫生模块或单独地使用。初级风扇206形成高速外围流动，且次级内部风扇210被调整成用于适当填充且防止外围流动由于压力梯度不足而向内塌缩。
41.锥体可以是真空形成的塑料，例如丙烯酸或类似材料。过滤器盒(抽屉)可以是塑料真空形式、缝焊铝或类似构造。过滤器支撑件、抽屉、下部风扇支撑件和uv-c led反射器可由铝制成。在一些实例中，电源电路和控制电子器件可以放置在uv-c反射器220上方的区段中。在其它实例中，高压风扇可以与入口锥体和出口锥体两者组合，并且整个组件可以通过高速外部风扇罩盖紧固。空气安全系统还可以与照明和/或声音系统组合，以向系统下方的区域提供照明和/或声音(例如，音乐)。例如，可以针对不同环境(例如，餐厅、酒吧、工作场所、学校等)采用各种照明色彩方案。
42.图3示出根据本文中所描述的至少一些实施例布置的图2的示例空气安全系统的两种配置中的气流。
43.在示例空气安全系统中，消毒空气可以在高流量下以低速度供应到系统。用户位
于正压区域中，且被持续包封在消毒空气柱中。低速清洁空气安全区316允许用户在用户之间的流体和颗粒的交换的风险最小化的情况下工作、对话、进食和执行其它动作。包围安全区316的较高速空气罩314保护用户免受可能处于外部环境中的流体和颗粒的影响。
44.在图3中，示出两种示例配置的气流。图300a中的第一配置吸入预消毒空气302，并通过加压系统(风扇306)将预消毒空气推入引导结构310中，从而创建具有低速清洁空气312的安全区316和周边中的较高速空气罩314。图300b中的第二配置从外部环境吸入未消毒空气304，在消毒模块308中进行消毒(例如，uv-c处理和hepa过滤)，然后通过加压系统(风扇306)将消毒空气推入引导结构310中，从而从而创建具有低速清洁空气312的安全区316和周边中的较高速空气罩314。引导结构可包含多个通道以引导加压空气并通过加宽或变窄壁来影响所述加压空气的压力/速度。
45.在一些实施例中，可以在xyz轴上的任何所希望的方向上引导气流的对准。传入空气可以穿过多个活性炭或hepa过滤器，且被引导穿过错综复杂的路径以防止uv-c光逸出到外部，因为uv-c曝光对眼睛和皮肤造成损害。由于过滤器可能需要定期维护/更换以确保恰当操作，因此它们可以易于进入(例如，通过如上文所描述的抽屉结构)。联锁可以在增压室或任何上部区域被维修时防止uv-c源操作。
46.图4a到4d示出根据本文中所描述的至少一些实施例布置的桌配置中的示例多用户空气安全系统的各种视图、气流和流体动态流动模拟。
47.图4a中的图400a示出具有各种部件的桌配置中的示例多用户空气安全系统的侧面正视图。加压模块402可包含一个或多个风扇404以将空气向下推入由壁414和用户开口412限定的容纳壳体中。在桌配置中，容纳壳体可以位于桌410上，从而允许用户站立或坐在桌410处，其中在桌上方创建低速清洁空气安全区，且围绕桌创建空气罩。在图400a的配置中，未示出消毒模块，因此，加压模块402可被配置成从预消毒空气源接收预消毒空气。例如，单个消毒模块可以在某一位置处联接到多个系统(桌)。
48.图4a中的图400b示出在加压模块402上方具有消毒模块403的相同配置。消毒模块403可包含uv-c源406和一个或多个过滤器408，以在空气被加压并朝向桌410向下推动之前对所述空气进行消毒。因此，配置400b可以从外部环境接收空气、消毒且加压以创建安全区和空气罩。
49.在一些实施例中，可以在xyz轴上的任何所希望的方向上引导气流的对准。传入空气可以穿过多个活性炭或hepa过滤器。增压室腔室还可以容纳多个uv-c源(例如，uv-c源406)，所述uv-c源照射在hepa过滤器的内表面上以维持其无生殖状态。入口空气可以被引导穿过错综复杂的路径以防止uv-c光逸出到外部，因为uv-c曝光对眼睛和皮肤造成损害。由于hepa过滤器可能需要定期维护/更换以确保恰当操作，因此它们可以易于进入。联锁可以在增压室或任何上部区域被维修时防止uv-c源操作。
50.加压模块402的风扇404可以仅供应有预消毒空气(从消毒空气源或从消毒模块)。不可允许外部空气在不穿过过滤器的情况下再循环。还通过容纳壳体腔室壁414的设计来防止环境空气的排除或摄入。风扇组件能够针对气流进行硬接线或无线调整以允许用户/访客计数的变化。取决于大小，风扇组件区的下部部分可包含各种气流矫直器、装饰罩盖或手指防护件，以防止意外进入具有移动部分的区域。风扇组件区域还可包含用于营造气氛的多个顶置和瞄准灯。此区域还可以容纳一些用于在晚宴/会议之后进行清洁的uv-c照明
装置。
51.在一些示例实施例中，可以实施用于uv-c清洁的卷起的罩盖405。也可以使用替代方法。工作增压室区域可包含空气动力学成形的腔室壁414和进食(或开会)桌410。腔室壁414可包含切入其中的多个用户开口412，其中尺寸由组件的大小以及空气动力学流动评估确定。可以添加分离器415以用于围绕用户的排除边界层的额外流动加速度和延伸。在其它实例中，多个系统可以接合在一起以创建较大群体装置。
52.图4b中的400c和400d示出具有椅子416以允许用户坐在桌处进食或开会并通过安全区和空气罩受保护的图4a的配置。
53.消毒空气可以在高流量下以低速度供应到系统。消毒空气可以通过腔室壁414中的开口412逸出容纳壳体。用户坐在正压区域中，且被持续包封在消毒空气柱中。用户可以戴着面部遮盖物进入餐厅，一旦他们进入正流动区，就可以移除所述面部遮盖物。当用户离开正流动区时，可以再次戴上面部遮盖物。当用餐结束时，可以将桌清理干净，可以遮盖组件以防止光逸出，并且可以在预设时间内打开内部uv-c灯，从而完全清洁所有暴露表面。一旦灯关闭，就可以拿起/移除遮盖物，可以再次摆放桌，并且可以带另一组用户进来用餐。
54.如图4c的图400e中所示，来自环境的未消毒空气422可以通过系统的顶部部分处的入口被吸入，且在消毒模块405中进行消毒，如上文所描述。然后，消毒空气由加压模块(例如，风扇组件404)向下推入容纳壳体中。产生两个流动：中心柱中的低速高压区426；以及沿着腔室(容纳壳体)的内壁的高速低压区424。第一流动防止坐在开口处的用户之间的流体和颗粒的交换，而第二流动通过以高速低压从开口中逸出而为用户创建空气罩。逸出气流具有向下角度，从而允许影响在壳体外部的短距离内衰减(且由此允许特定区域中的多个安装)。
55.用于根据实施例的系统的示例实施环境为商业餐厅设置。因此，所述系统可另外允许所有表面的完全消毒、快速清理且移交给下一组用户。多个安装可在普通餐厅(或类似)设置中发生，例如，具有72英寸周边，以便在不干扰或削弱邻接装置的情况下使密度最大化。所述系统还可以允许享用食物、处理文件等，而不会通过高速空气干扰桌上的物品。
56.图4d中的图400f和400g示出桌配置中的示例多用户空气安全系统的各种流体动态流动模拟。
57.下图中的计算流体动力学(cfd)模拟展示穿过根据实施例的多用户空气安全系统的典型气流。使用具有两个外壁开口的典型系统下方的桌来进行模拟。气流在正常流速下模拟且从风扇组件区域散发。对于图400f中的模拟，流量为400cfm，其可根据布局规定而调整。
58.图400f包含指示高压和低压区域的cfd压力曲线图。最高压力434(和最低气流速率)在桌的正中心中。进入风扇组件区(极低压)的进气口432指示为在系统的顶部。气流呈放射状远离中心。远离中心的这种正压防止空气中的流体和颗粒跨越桌。压力差在远离桌的地方迅速减小，从而减少对周围系统安装的影响。外壁限制了压力自由逸出到房间中。
59.图400g是指示相对空气速度和流动方向的cfd速度曲线图。区域444指示约.5英尺/秒(每秒6英寸)的流速。维持正压和流速而无需用高速空气洗涤区域。流动方向是朝向地面，在一定程度上被坐在空气洗涤中的用户耗散。用户暴露于大约.75英尺/秒(9")或每小时约1/2英里的气流，如由区域446所指示。此流速不会通过湍流产生过度的声噪声。气流
通过桌与腔室壁之间的间隙洗涤桌边缘。这允许整个内部泄压，从而维持正平衡流动。暗区域442通过示出切口之间的极低流速区域来展现竖直平面中流动耗散的控制程度。
60.图5a和5b示出根据本文中所描述的至少一些实施例布置的示例模块化空气安全系统的各种视图和流体动态流动模拟。
61.模块化空气安全系统可以在较小或移动环境中为一个或多个人提供清洁空气并防止外部污染。图5a的图500a中的透视图中所示的示例系统可包含支撑架512和气流喷嘴，所述支撑架包含加压模块510(例如，风扇)。气流喷嘴可包含中心流动部分，所述中心流动部分具有成形壁，所述成形壁限定进气开口508且联接到由成形壁限定的发射器开口504。发射器开口504可以由发射器表面502覆盖，所述发射器表面包含预定义数目和大小的孔以供空气流出。所述联接可以成角度且具有增加的流动面积。气流喷嘴还可具有边界流动部分，所述边界流动部分包围中心流动部分且具有另一成形壁，所述另一成形壁限定另一进气开口506且联接到由另一成形壁限定的另一发射器开口514。第二联接可以也成角度且具有减小的流动面积。中心流动部分可以减小所接收气流的速度且朝向所关注区域(例如，用户的面部和/或上半身)提供消毒空气，并且边界流动部分可以增加所接收气流的速度且围绕所关注区域(例如，围绕用户的头部或上半身)提供锥形消毒空气罩。
62.模块化空气安全系统实施例将高速和低速出口布置在喷嘴中以实现正压和边界流动，而不是包围的物理壁中。在操作上类似于本文中所描述的多用户空气安全系统，模块化系统可以基本上提供多用户系统的短程版本，因为空气往往会快速扩散。图500a中所示的配置的支撑架可包含进气口，以从消毒空气源接收预消毒空气并提供到加压模块510。在其它实施例中，大气压空气可以通过支撑架的入口区域520从环境被吸入到模块化空气安全系统中。所接收空气可以穿过区域518中的uv-c光，所述uv-c光对过滤器516和入口区域520进行杀菌，如图5a的图500b中所示。加压模块510拉动消毒空气穿过过滤器516并对所述消毒空气加压以用于中心流动部分和边界流动部分两者。边界流动部分中的气流是低速的，直到所述气流进入压缩区域(发射器锥体514)，在所述压缩区域中，所述气流因空间减小而被压缩，然后围绕发射器表面502的周边离开气流喷嘴。中心流动部分以高速气流开始，然后，当空气进入发射器锥体504时，所述高速气流因扩张而减速。用于中心气泡的高流量低速空气通过发射器表面502发射。支撑架512可包含接头以允许沿着一个或多个轴线的旋转移动。
63.在一些实例中，hepa过滤器可以捕获大于0.3微米的任何颗粒。uv-c处理可以由uv灯或led提供，且包含故障安全机构以防止意外暴露或防止用户的眼睛和皮肤暴露于uv-c光。为了实现在安全区内舒适交流，加压模块(例如，风扇组件)可以设计成具有低于50db的噪声水平。模块化系统占地面积小，可用于例如办公室、公共见面场所(例如，银行、消费商店等)、住宅、医院、学校、交通工具(汽车、公共汽车、飞机、船舶、火车等)等环境中。虽然50db用作示例系统的示例噪声限制，但实施例不限于低于50db的噪声水平。取决于实施方案，噪声缓解措施可以将噪声降低到合适的水平。
64.模块化空气安全系统的形状和大小可以取决于预期用途和环境而选择和按比例缩放。例如，图5a中所示的大体上圆形气流喷嘴设计可以为单个人提供安全区，而
‘
扁平(flattened)’气流喷嘴设计(大体上椭圆形横截面)可以(例如，为两个或更多个人)提供更宽的安全区。支撑架与气流喷嘴(和/或支撑架的部分与气流喷嘴)之间的接头可以是可移
动的和/或可弯曲的，以允许调整安全区的方向。用于模块化空气安全系统的操作的控制元件可以按需要放置在设备上或连线以供远程操作。可以提供与设备所用电压类型和电平兼容的电源线。所述设备可以针对特定需求按比例缩放，且还可以在多用户环境中按比例或以阵列形式使用。
65.图5b中的图500d示出示例模块化空气安全系统的流体动态流动模拟。图500d中的模拟示出由较高速外部流场536保护中心空气“气泡”或安全区534。提供到喷嘴中的高压空气由附图标记532指示。示例流速为120cfm。在此情况下，已经引入模拟来自环境的人类咳嗽的流动注入538，以示出边界排除区如何保持外来物质远离安全区534中间的消毒空气。
66.图6a示出根据本文中所描述的至少一些实施例布置的另一示例模块化空气安全系统的透视图。
67.图600a中所示的示例模块化空气安全系统包含成形为产生更宽的安全区(相对于锥形)的发射器表面608，其中多个发射器同心地布置，且通过最外发射器提供高速空气罩流动。支撑架包含以下部分：包括两个用于稳定的支腿的水平部分602，以及支撑气流喷嘴的竖直部分606。进气开口604可以沿着水平部分602的支腿放置。消毒模块和加压模块连同控制元件可以放置在竖直部分606和水平部分602中的任一个或两个上。控制元件可包含用于不同模块的打开/关闭开关、针对气流的调整以及显示气流强度的指示器。发射器可以任何给定数目和形状布置以实现最优安全区。取决于所希望的安全区，较高速空气可以被引导到发射器中的一些(例如，侧发射器)，而较低速空气可以被引导到中心发射器。示例模块化空气安全系统可用于桌面实施方案中。它们还可以附接到交通工具中的座椅的靠背以保护后座上的乘客、悬挂于天花板上，或甚至配置为可穿戴物品。
68.图6b示出根据本文中所描述的至少一些实施例布置的图6a的示例模块化空气安全系统的流体动态流动模拟。
69.图600b示出安全区中的空气速度分布，其中较暗阴影示出较低速度，且较浅阴影示出较高空气速度。如曲线图所示，模块化空气安全系统610在中心区域612中创建消毒空气的安全区，所述安全区包含用户的头部和/或上半身，其中高速空气罩614提供保护以防止来自环境616的任何流体或颗粒的注入。
70.图7示出根据本文中所描述的至少一些实施例布置的另一示例模块化空气安全系统的阵列配置。
71.除了通过模块化气流系统的气流喷嘴的配置来调整安全区的形状之外，系统还可以用例如布置为阵列的多个气流喷嘴来实施，如图700中所示。共同支撑模块702可包含电源电路系统、消毒模块、加压模块和/或控制件。任何数目的气流喷嘴(706、708、710)可以通过软管、管道或类似联接件704机械联接到共同支撑模块702，使得气流喷嘴706、708、710可以按需要布置在多个用户的环境中。例如，三个气流喷嘴可以布置在银行三名出纳员前方，由同一支撑模块支撑。在另一实例中，气流喷嘴可以布置成用于交通工具(例如，汽车、火车、飞机等)中的个别乘客且联接到中心支撑模块，从而为每个乘客个别地提供保护。
72.如本文中所提及，多用户和模块化空气安全系统的各种部件可以由例如pvc、聚丙烯、陶瓷等各种合成材料，或例如铝、不锈钢等金属，以及其它材料制成。各种表面可以由抗微生物材料处理或制成。可以使用不同的色彩和/或表面纹理方案。
73.根据一些实例，空气安全系统可包含：空气源，其被配置成接收空气并将空气引导
到空气安全系统；加压模块，其被配置成从空气源接收空气并在预定压力下将空气引导到引导结构；以及引导结构，其包括两个或更多个通道。通过两个或更多个通道，引导结构可被配置成在中心柱区域中产生具有第一压力的第一气流，以在中心柱区域内为一个或多个用户创建具有低速消毒空气的安全区；并且产生第二气流以围绕中心柱区域形成具有高于第一压力的第二压力的空气罩，从而防止流体和颗粒从外部环境进入到安全区中。所述空气安全系统可包含空气源，所述空气源被配置成接收预消毒空气并将预消毒空气引导到所述空气安全系统。替代地，空气源可以是被配置成从外部环境接收空气的进气模块，其中空气安全系统可进一步包含消毒模块，所述消毒模块包括过滤所接收空气的过滤模块和将紫外线(uv)光施加到所接收空气的uv模块中的一个或多个。消毒模块可在空气从空气源传递到加压模块时对所接收空气进行消毒。
74.根据其它实例，中心柱区域中的具有第一压力的第一气流可被配置成防止在安全区内两个或更多个用户之间的流体和颗粒的交换。所述系统还可包含空气源，所述空气源被配置成接收预消毒空气并将预消毒空气引导到空气安全系统。空气源可以是被配置成从外部环境接收空气的进气模块，并且空气安全系统可进一步包含消毒模块，所述消毒模块包括过滤所接收空气的过滤模块和将紫外线(uv)光施加到所接收空气的uv模块中的一个或多个。消毒模块可被配置成在空气从空气源传递到加压模块时对所接收空气进行消毒。uv模块可包含灯或发光二极管(led)以提供uv-c光。加压模块可包含一个或多个风扇或空气倍增器。加压模块可包含噪声控制措施以将噪声水平保持在约50db以下。加压模块可被配置成基于现有用户的数目、使用环境或用户偏好中的一个或多个来调整第一压力和第二压力中的一个或多个。空气安全系统可被配置成竖直地、水平地或成角度地产生中心柱区域和空气罩。
75.根据另外的实例，空气安全系统可进一步包含容纳结构，所述容纳结构包括中空腔室和两个或更多个用户开口，其中容纳结构被配置成放置在桌上，并且中心柱区域形成于中空腔室内部，且空气罩形成于两个或更多个用户开口外部。中空腔室可成形为圆柱体、抛物线体或锥体。中空腔室的壁可以是透明的、半透明的或不透明的。两个或更多个用户开口可具有大体上成形为圆形、椭圆形、三角形、抛物线、矩形或其组合的横截面。中空腔室和两个或更多个用户开口的形状和大小可以基于中空腔室内的桌的大小、开口的数目或加压模块的容量中的一个或多个来选择或调整。空气安全系统可进一步包含：uv模块，其被配置成在使用之间处理中空腔室的内部；以及罩盖，其被配置成在uv模块使用时围绕中空腔室的外部降低。
76.根据其它实例，一种模块化空气安全系统可包含：支撑模块，其具有被配置成接收空气的进气开口；加压模块，其用以在预定正压下引导空气；以及一个或多个气流喷嘴，其通过接头联接到支撑模块。一个或多个气流喷嘴可包含：中心流动部分，其具有成形壁，所述成形壁限定进气开口且联接到由成形壁限定的发射器开口，其中所述联接成角度且具有增加的流动面积；以及边界流动部分，其包围中心流动部分且具有另一成形壁，所述另一成形壁限定另一进气开口且联接到由另一成形壁限定的另一发射器开口，其中所述联接成角度且具有减小的流动面积。中心流动部分可被配置成减小所接收气流的速度且朝向所关注区域提供消毒空气，并且边界流动部分可被配置成增加所接收气流的速度且围绕所关注区域提供空气罩以防止流体和颗粒从外部环境进入。
77.根据一些实例，进气开口可被配置成接收预消毒空气并将预消毒空气引导到加压模块。进气模块可被配置成从外部环境接收空气，并且支撑模块可包含消毒模块，所述消毒模块包括过滤所接收空气的过滤模块和将紫外线(uv)光施加到所接收空气的uv模块中的一个或多个。消毒模块可被配置成在空气从进气开口传递到加压模块时对所接收空气进行消毒。uv模块可包含灯或发光二极管(led)以提供uv-c光。加压模块可包含一个或多个风扇或空气倍增器。加压模块可包含噪声控制措施以将噪声水平保持在约50db以下。加压模块可被配置成基于现有用户的数目、使用环境或用户偏好中的一个或多个来调整预定正压中的一个或多个。
78.根据其它实例，一个或多个气流喷嘴可被配置成围绕竖直或水平的所关注区域产生空气罩。接头可被配置成沿着一个或多个轴线为气流喷嘴提供方向调整。一个或多个气流喷嘴的形状可以大体上为圆柱形、锥形、抛物线形或矩形中的一个。一个或多个气流喷嘴的大小可以基于与用户的距离、用户的数目、用户偏好、待创建的安全区的形状、安全锥体的大小或使用环境中的一个或多个来选择。气流喷嘴和支撑模块的一个或多个表面可以用抗微生物材料处理或由抗微生物材料制成。支撑模块可以容纳一个或多个操作控制元件。
79.根据另外的实例，一种用消毒空气创建安全区的方法可包含：从预消毒空气源接收预消毒空气；在预定压力下将所接收预消毒空气加压到引导结构；通过引导加压空气穿过引导结构的一个或多个通道而在中心柱区域中产生具有第一压力的第一气流，以在中心柱区域内为一个或多个用户创建具有低速消毒空气的安全区；以及通过引导加压空气穿过引导结构的一个或多个通道而产生第二气流，以围绕中心柱区域形成具有高于第一压力的第二压力的空气罩，从而防止流体和颗粒从外部环境进入到安全区中。
80.根据又其它实例，所述方法还可包含选择第一压力以防止在安全区内两个或更多个用户之间的流体和颗粒的交换。在预定压力下将所接收预消毒空气加压到引导结构可包含通过一个或多个风扇或空气倍增器对预消毒空气加压。所述方法可进一步包含采用噪声控制措施以将噪声水平保持在约50db以下。在预定压力下将所接收预消毒空气加压到引导结构可包含基于现有用户的数目、使用环境或用户偏好中的一个或多个来调整第一压力和第二压力中的一个或多个。产生第二气流以形成空气罩可包含竖直地、水平地或成角度地产生空气罩。
81.根据一些实例，一种用消毒空气创建安全区的方法可包含：从外部环境接收空气；通过包括过滤所接收空气的过滤模块和将紫外线(uv)光施加到所述所接收空气的uv模块中的一个或多个的消毒模块对所接收空气进行消毒；在预定压力下将消毒空气加压到引导结构；通过引导加压空气穿过引导结构的一个或多个通道而在中心柱区域中产生具有第一压力的第一气流，以在中心柱区域内为一个或多个用户创建具有低速消毒空气的安全区；以及通过引导加压空气穿过引导结构的一个或多个通道而产生第二气流，以围绕中心柱区域形成具有高于第一压力的第二压力的空气罩，从而防止流体和颗粒从外部环境进入到安全区中。
82.根据又其它实例，uv模块可包含灯或发光二极管(led)以提供uv-c光。所述方法还可包含选择第一压力以防止在安全区内两个或更多个用户之间的流体和颗粒的交换。在预定压力下将消毒空气加压到引导结构可包含通过一个或多个风扇或空气倍增器对消毒空气加压。所述方法可进一步包含采用噪声控制措施以将噪声水平保持在约50db以下。在预
定压力下将消毒空气加压到引导结构可包含基于现有用户的数目、使用环境或用户偏好中的一个或多个来调整第一压力和第二压力中的一个或多个。产生第二气流以形成空气罩可包含竖直地、水平地或成角度地产生空气罩。
83.本公开就本技术中所描述的特定实施例来说是不受限的，所述实施例旨在作为各种方面的说明。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变型。除了本文中列举的方法和设备之外，根据前面的描述，在本公开的范围内的功能上等效的方法和设备也是可能的。此类修改和变化旨在属于所附权利要求书的范围内。本公开仅由所附权利要求书的条款以及此权利要求书所授权的等效物的完整范围来限制。本文中所使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不旨在为限制性的。
84.本文中描述的主题有时说明包含在不同的其它部件内或与不同的其它部件连接的不同部件。此类所描绘的架构仅仅为实例，并且实际上可实施实现相同功能性的许多其它架构。从概念意义上说，实现相同功能性的任何部件布置实际上是“相关联的”，从而使得所希望的功能性得以实现。因此，本文中组合以实现特定功能性的任何两个部件都可以被视为彼此“相关联”，使得所希望的功能性得以实现，而不管架构或中间部件如何。同样地，如此相关联的任何两个部件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地联接”以实现所希望的功能性，并且能够如此相关联的任何两个部件也可以被视为彼此“可操作地联接”以实现所希望的功能性。可操作地联接的具体实例包含但不限于可以物理方式连接和/或以物理方式交互的部件，和/或可以无线方式交互和/或以无线方式交互的部件，和/或逻辑上交互和/或可逻辑上交互的部件。
85.相对于本文中大体上任何复数和/或单数术语的使用，本领域的技术人员可在适于上下文和/或应用的情况下将复数转换成单数和/或将单数转换成复数。为了清楚起见，本文中可以明确地阐述各种单数/复数排列。
86.一般来说，本文中且尤其在所附权利要求书(例如，所附权利要求书主体)中所使用的术语通常旨在为“开放性”术语(例如，术语“包含(including)”应解释为“包含但不限于(including but not limited to)”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包含(includes)”应解释为“包含但不限于(includes but is not limited to)”等)。本领域内的人员应进一步理解，如果希望特定数目的所引入权利要求叙述，则将在所述权利要求中明确叙述这一意图，并且在不存在此类叙述的情况下，不存在此类意图。例如，为帮助理解，以下所附权利要求书可包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求叙述。然而，使用此类短语不应解释为暗示由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求叙述将包含此类所引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限制成仅包含一个此类叙述的实施例，即使当同一权利要求包含介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及“一”或“一个”(例如，“一”和/或“一个”应解释为意味着“至少一个”或“一个或多个”)等不定冠词时；这对用于引入权利要求叙述的定冠词的使用同样成立。另外，即使明确叙述特定数目的所引入的权利要求叙述，本领域的技术人员将认识到此类叙述应解释为至少意味着所述数目(例如，无其它修饰语的明确叙述“两种叙述”意味着至少两种叙述或者两种或更多种叙述)。
87.此外，在使用类似于“a、b和c中的至少一个等”的惯例的那些情况下，一般来说，以本领域的技术人员将理解惯例的意义预期此类构造(例如，“具有a、b和c中的至少一个的系统”将包含但不限于具有仅a、仅b、仅c、a和b一起、a和c一起、b和c一起，和/或a、b和c一起等
的系统)。本领域的技术人员应进一步理解，事实上表示两个或更多个替代性术语的任何分离性词语和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是图式中，都应理解为涵盖包含所述术语中的一个、所述术语中的任一个、或两个术语的可能性。例如，短语“a或b”应理解为包含“a”或“b”或“a和b”的可能性。
88.出于任何和所有目的，例如在提供书面描述的方面，本文中所公开的所有范围还涵盖任何和所有可能的子范围及其子范围的组合。任何列举的范围可因充分描述而易于识别，且能够将同一范围分解为至少相同的两份、三份、四份、五份、十份等。作为非限制性实例，本文所论述的每个范围可易于分解为下部三分之一、中间三分之一和上部三分之一等。本领域的技术人员还应理解，所有语言，例如“高达”、“至少”、“超过”、“少于”等都包含所列举的数目并且指可以随后如上文所论述而分解为子范围的范围。最后，范围包含每个单独成员。因此，例如，具有1-3个单元的群组是指具有1个、2个或3个单元的群组。类似地，具有1-5个单元的群组是指具有1个、2个、3个、4个或5个单元的群组，以此类推。
89.虽然本文中已公开各种方面和实施例，但其它的方面和实施例也是可能的。本文所公开的各个方面和实施例是出于说明的目的并且不打算是限制性的，其中真实的范围和精神是由所附权利要求书指示。