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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung, einem Verfahren und einer Steuereinheit nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Stand der Technik
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Luftreinigungsgeräte reinigen Luft von potentiell gesundheitsgefährdenden Stoffen, wie beispielsweise Stäube, Feinstäube und Pollen oder befreien die Luft von unangenehmen Gerüchen. Weiterhin können Luftreinigungsgeräte Luft von gesundheitsschädlichen Keimen befreien. Hierbei werden üblicherweise mechanische und/oder chemische Aktivkohlefilter eingesetzt.
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Aus der
DE 20 2013 012 016 U1 ist eine Belüftungsvorrichtung bekannt, die eine Luftfiltereinrichtung aufweist, wobei die Luftfiltereinrichtung eine Entkeimungsfilterstufe zur Entkeimung der sie durchströmenden Luft aufweist, und wobei die Entkeimungsfilterstufe mittels eines in ihr ausgebildeten Plasmas die sie durchströmende Luft entkeimt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Steuergerät zum Reinigen und/oder Entkeimen eines Partikel und/oder Keime enthaltenden Gases, insbesondere von Luft, vorgestellt.
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Vorteile der Erfindung
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Die Vorrichtung zum Reinigen und/oder Entkeimen eines Partikel und/oder Keime enthaltenden Gases, insbesondere von Luft, umfasst wenigstens einen Laser zum Erzeugen eines Laserstrahls sowie wenigstens eine Gaszuführeinrichtung zum Zuführen des Gases in den Laserstrahl, so dass der Laserstrahl das Gas wenigstens teilweise durchstrahlt. Der Laser ist hierbei eingerichtet, die Partikel und/oder die Keime derart zu erhitzen, dass die Partikel sublimiert oder verdampft werden und/oder die Keime abgetötet werden. Durch die Hitzeeinwirkung auf die Partikel und/oder die Keime kann in besonders einfacher und robuster Weise die Reinigungs- und Entkeimungswirkung erzielt werden. Denn indem die Partikel und/oder die Keime direkt dem Laserstrahl bzw. dem darin enthaltenden Laserlicht ausgesetzt werden, wird wenigstens ein Teil der in dem Laserlicht enthaltenen Energie durch die Partikel und/oder die Keime absorbiert und direkt in thermische Energie umgewandelt. Indem eine Leistung des Lasers ausreichend hoch gewählt wird, kann sichergestellt werden, dass die in den Partikeln und/oder Keimen absorbierte Energie ausreicht, um die Partikel zu sublimieren oder zu verdampfen und/oder die Keime vollständig abzutöten.
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Unter Reinigen kann hierbei verstanden werden, dass Partikel und/oder Keime in dem Gas wenigstens teilweise oder vollständig entfernt werden. Bei einer teilweisen Reinigung des Gases kann das Gas beispielsweise soweit von Partikeln und/oder Keimen befreit werden, dass eine gesetzlich festgelegte Obergrenze nicht überschritten wird. Unter einem Entkeimen kann hierbei verstanden werden, dass das Gas wenigstens teilweise oder vollständig von Keimen befreit wird. Unter Partikel können hierbei die Bestandteile von Aerosolen, Suspensionen, Pulvern und/oder Emulsionen verstanden werden. Partikel können als Feststoff und/oder in flüssiger Form vorliegen. Die Größe von Partikeln kann im Bereich von wenigen Nanometern bis hin zu mehreren 100 µm liegen. Insbesondere können unter Partikel Staubteilchen, Feinstaubteilchen oder Pollen verstanden werden. Weiterhin sollen darunter auch insbesondere in der Luft vorhandene anorganische und/oder organische Verbindungen, beispielsweise als Bestandteile von vorzugsweise unangenehmen Gerüchen, verstanden werden.
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Unter Keime können hierbei insbesondere gesundheitsgefährdende Lebewesen, wie beispielsweise Algen, Bakterien, Parasiten, Pilze, Prionen, Protisten, Viren oder Viroide verstanden werden. Unter einem zu reinigenden Gas kann neben der für Menschen oder andere Lebewesen wichtigen Atemluft, auch Gase für medizinische Anwendungen, insbesondere reiner Sauerstoff, verstanden werden. Unter einem zu reinigenden Gas können weiterhin Gase für industrielle bzw. technische Anwendungen, beispielsweise reiner Stickstoff oder reines Helium, verstanden werden.
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Unter einem Laser kann eine Laserlichtquelle verstanden werden, deren Leistung ausreicht, um in dem Gas vorhandene Partikel und/oder Keime zu sublimieren oder zu verdampfen. Der Laser kann hierbei beispielsweise als Feststofflaser, Flüssigkeitslaser und/oder Gaslaser ausgebildet sein. Insbesondere kann der Laser als Halbleiterlaser, insbesondere Diodenlaser, ausgebildet sein. Der Laser ist hierbei wenigstens in einem bestimmten Bereich in seiner Leistung regelbar. Unter einem Laser können weiterhin Laser verstanden werden, die wenigstens bereichsweise in ihrer Wellenlänge bzw. Frequenz einstellbar sind. Der Laser kann hierbei als Röntgenlaser, UV-Laser, Farblaser, Infrarotlaser und/oder als Mikrowellenlaser ausgebildet sein.
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Unter einer Gaszuführeinrichtung kann hierbei eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu ausgebildet ist, das Gas dem Laserstrahl zuzuführen. Beispielsweise kann darunter ein Rohr, eine Röhre, und/oder ein Strömungskanal verstanden werden. Ein Ende der Gaszuführungseinrichtung kann hierbei an dem Ort des Laserstrahls münden. Alternativ kann die Gaszuführeinrichtung das Gas nicht nur an den Ort des Laserstrahls führen, sondern das Gas, nachdem es der Laserstrahl durchstrahlt hat, vom Ort des Laserstrahls wegführen. Hierbei kann die Gaszuführeinrichtung beispielsweise als Rohr, Röhre und/oder Strömungskanal ausgebildet sein, welcher am Ort des Laserstrahls eine Öffnung aufweist, durch die der Laserstrahl hindurchtreten kann. Die Öffnung kann hierbei optional, beispielsweise durch eine transparente Scheibe, hermetisch verschlossen sein, so dass kein Gas aus der Öffnung austreten kann, der Laserstrahl jedoch die Öffnung durchstrahlen kann. Die Gaszuführeinrichtung kann derart in der Vorrichtung angeordnet sein, dass das zu reinigende Gas durch Konvektion durch die Gaszuführeinrichtung strömt.
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Der Laserstrahl kann einen auf einen Durchmesser der Gaszuführeinrichtung angepassten Querschnitt aufweisen. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass an der Stelle bzw. an dem Ort des Laserstrahls der gesamte Querschnitt der Gaszuführungseinrichtung und somit das darin befindliche bzw. durchströmende Gas vollständig von dem Laserstrahl durchstrahlt wird. Hierdurch wird wiederum gewährleistet, dass alle in dem Gas enthaltenen Partikel und/oder Keime dem Laserstrahl zumindest für die Dauer des Durchströmens der Öffnung bzw. des Querschnitts des Laserstrahls dem Laserstrahl bzw. der Laserstrahlung ausgesetzt sind.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Vorrichtung einen Ventilator aufweist, der dazu eingerichtet ist, einen Gasstrom in der Gaszuführeinrichtung zu erzeugen. Denn hierdurch kann die Gaszuführeinrichtung unabhängig von Konvektion betrieben werden. Beispielsweise kann die Gaszuführeinrichtung das Gas waagerecht dem Laserstrahl zuführen. Der Ventilator kann hierbei derart an der Gaszuführeinrichtung angeordnet bzw. angebracht sein, dass er innerhalb der Gaszuführeinrichtung einen Überdruck erzeugt und somit das Gas in Richtung des Laserstrahls bläst. Alternativ oder zusätzlich kann der Ventilator derart an der Gaszuführeinrichtung angeordnet bzw. angebracht sein, dass er in der Gaszuführeinrichtung einen Unterdruck erzeugt, wodurch er das Gas sozusagen durch die Gaszuführeinrichtung in Richtung des Laserstrahls saugt.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Vorrichtung eine Steuereinheit zum Steuern und/oder Regeln einer Leistung des Lasers und/oder des Ventilators aufweist. Denn hierdurch kann eine Reinigungs- bzw. Entkeimungsleistung gezielt eingestellt werden. Beispielsweise kann bei einem stark von Partikeln und/oder Keimen durchsetzten Gas die Laserleistung erhöht werden und/oder die Ventilatorleistung erniedrigt werden, so dass das Gas langsamer durch die Gaszuführeinrichtung und somit langsamer durch den Laserstrahl strömt. Hierdurch wird die Verweildauer der im Gas enthaltenen Partikel und/oder Keime im Laserstrahl erhöht und die Partikel und/oder Keime haben mehr Zeit, die Energie des Laserstrahls zu absorbieren und sich dadurch zu erhitzen.
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Es ist ferner von Vorteil, wenn die Vorrichtung wenigstens einen Detektor zum Detektieren von Photonen aufweist, wobei die Photonen von einem sublimierten oder verdampften Partikel und/oder einem zerstörten Keim emittiert und/oder an einem Partikel und/oder an einem Keim gestreut werden, und wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, den Laser und/oder den Ventilator in Abhängigkeit von den detektierten Photonen zu steuern und/oder zu regeln. Denn hierdurch kann die Vorrichtung das Gas effizient von den Partikeln und/oder Keimen befreien. Somit kann gewährleistet werden, dass gerade soviel Energie für die Reinigung des Gases aufgewendet wird, wie nötig, um die Partikel und/oder Keime aus dem Gas zu entfernen.
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Unter einem Detektor kann hierbei ein lichtsensitives Sensorelement, wie beispielsweise eine Photodiode, verstanden werden. Der wenigstens eine Detektor kann vorzugsweise auf oder an der Gaszuführeinrichtung angeordnet bzw. angebracht sein. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein Detektorarray, bestehend aus einer Mehrzahl von einzelnen Detektoren, um den Ort, an dem das Gas den Laserstrahl durchströmt, angeordnet ist, um die an den Partikeln und/oder Keimen gestreuten bzw. von den Partikeln und/oder Keimen emittierten Photonen räumlich winkelaufgelöst zu detektieren.
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Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den detektierten Photonen eine Konzentration und/oder eine Größe der Partikel und/oder der Keime in dem Gas zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Konzentration und/oder der ermittelten Größe den Laser und/oder den Ventilator zu steuern und/oder zu regeln. Hierdurch kann die Vorrichtung noch effizienter betrieben werden. Weiterhin kann dadurch eine Aussage über die in dem Gas enthaltenen Partikel und/oder Keimkonzentrationen bzw. deren Größenverteilung getroffen werden.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Vorrichtung optische Elemente, vorzugsweise Linsen und/oder Spiegel, aufweist, die eingerichtet sind, den Laserstrahl derart umzulenken, dass der Laserstrahl das Gas mehrfach durchstrahlt. Hierdurch kann der Anteil der Laserstrahlung, der nicht von den Partikeln und/oder Keimen absorbiert wurde, erneut genutzt werden, um bei einem zweiten oder mehrfachen Durchlaufen des Gases die darin enthaltenen Partikel und/oder Keime zu erhitzen.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die optischen Elemente einen optischen Resonator zur Erhöhung einer Lichtintensität des Laserstrahls ausbilden, wobei die Gaszuführeinrichtung wenigstens teilweise innerhalb des optischen Resonators angeordnet ist, so dass das Gas im Inneren des optischen Resonators von dem Laserstrahl mehrfach durchstrahlbar ist bzw. durchstrahlt wird. Der optische Resonator kann beispielsweise durch zwei sich gegenüberliegende Spiegel ausgebildet werden. Abhängig vom Abstand dieser zwei Spiegel und ihrer Reflektivität bzw. Güte, kann sich für eine spezifische Wellenlänge im Wellenlängenspektrum des Lasers eine stehende Welle innerhalb des optischen Resonators ausbilden. Diese Wellenlängenselektivität kann speziell dafür genutzt werden, das Gas von Partikeln und/oder Keimen zu befreien, die Licht einer bestimmten Wellenlänge stärker absorbieren. Da der Laserstrahl innerhalb des optischen Resonators mehrfach hin- und herreflektiert wird und daher das Gas mehrfach durchstrahlt, kann die Effizienz der Vorrichtung weiter erhöht werden.
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Ferner ist es zweckmäßig, wenn der optische Resonator zwei Spiegel aufweist, die den Laserstrahl im Inneren des optischen Resonators reflektieren, wobei die Spiegel planar ausgestaltet oder konzentrisch, konfokal oder semikonfokal angeordnet sind. Hierdurch kann der Laserstrahl möglichst verlustarm innerhalb des optischen Resonators hin- und herreflektiert werden, wodurch die Effizienz der Vorrichtung weiter gesteigert wird.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der optische Resonator ein laseraktives Medium zur Erhöhung der Lichtintensität innerhalb des optischen Resonators aufweist. Denn hierdurch kann die bereits in dem optischen Resonator vorhandene Laserstrahlung verstärkt werden. Dies erhöht die Effizienz der Vorrichtung. Hierbei kann beispielsweise ein Diodenlaser, welcher außerhalb des optischen Resonators angeordnet ist, Laserlicht in den optischen Resonator einkoppeln, und das laseraktive Medium zur stimulierten Emission von Photonen anregen. D. h., der optische Resonator und das darin enthaltene laseraktive Medium bilden zusammen einen weiteren Laser, der durch den Diodenlaser von außen optisch gepumpt wird. Hierdurch kann die Effizienz der Vorrichtung weiter gesteigert werden.
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Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn das laseraktive Medium im Inneren des optischen Resonators zwischen der Gaszuführungseinrichtung und einem der Spiegel angeordnet ist. Hierdurch kann das laseraktive Medium leicht ausgetauscht werden. Dies erhöht einerseits die Effizienz der Vorrichtung, andererseits erleichtert es die Handhabung der Vorrichtung.
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Die oben genannten Vorteile gelten in entsprechender Weise auch für ein Verfahren zum Reinigen und/oder Entkeimen eines Partikel und/oder Keime enthaltenden Gases, insbesondere von Luft, wobei das Verfahren vorzugsweise auf einer Vorrichtung gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungen ausgeführt wird. Das Verfahren enthält einen Schritt des Zuführens des Gases in einen Laserstrahl mittels einer Gaszuführeinrichtung und einen Schritt des Erhitzens der Partikel und/oder der Keime durch den Laserstrahl derart, dass die Partikel sublimiert oder verdampft werden und/oder die Keime abgetötet werden. Indem die Partikel und/oder die Keime dem Laserstrahl direkt ausgesetzt sind und ein direkter Energieübertrag zwischen dem Laserstrahl und den Partikeln und/oder Keimen stattfindet, kommt das Verfahren ohne weitere Zwischenschritte aus, weshalb sich das Verfahren durch eine hohe Effektivität und Effizienz auszeichnet.
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Die oben genannten Vorteile gelten in entsprechender Weise auch für eine Steuereinheit, insbesondere für eine Vorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungen. Die Steuereinheit weist hierbei mindestens eine Eingabeschnittstelle zum Empfangen eines Eingabesignals auf, wobei das Eingabesignal eine durch einen Detektor detektierte Konzentration und/oder eine Größe von Partikeln und/oder Keimen in einem Gas repräsentiert. Die Steuereinheit weist weiterhin eine Recheneinheit auf, wobei die Recheneinheit dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Eingabesignal ein erstes Ausgabesignal zum Ansteuern eines Lasers zum Erzeugen eines Laserstrahls zu generieren und/oder ein zweites Ausgabesignal zum Ansteuern eines Ventilators zum Erzeugen eines Gasstroms zu generieren. Weiterhin weist die Steuereinheit wenigstens eine Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben des ersten Ausgabesignals und/oder des zweiten Ausgabesignals auf. Hierdurch kann ein effizienter Betrieb der Vorrichtung gewährleistet werden.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verwendung eines Lasers zum Erhitzen von Partikeln und/oder Keimen in einem Gas, um das Gas zu reinigen und/oder zu Entkeimen. Denn hierdurch kann ein Partikel und/oder Keime enthaltendes Gas in effizienter und einfacher Weise von den Partikeln und/oder Keimen befreit und somit gereinigt und/oder entkeimt werden.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, das auf einem maschinenlesbaren, insbesondere nicht flüchtigen Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Reinigen und/oder Entkeimen eines Partikel und/oder Keime enthaltenden Gases gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; sowie
- 3 eine schematische Darstellung einer Steuereinheit, die eingerichtet ist, ein Verfahren zum Reinigen und/oder Entkeimen eines Partikel und/oder Keime enthaltenden Gases auszuführen gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkende Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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In 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Reinigen und/oder Entkeimen eines Partikel und/oder Keime enthaltenden Gases 2 gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist einen Laser 5 auf, der einen Laserstrahl 6 emittiert, welcher über optische Elemente 7 in Richtung einer das Gas 2 führenden Gaszuführeinrichtung 10 umgelenkt bzw. fokussiert wird. Ein Spiegel 7a lenkt hierbei den Laserstrahl 6 um. Optional kann eine Linse 7b den Laserstrahl fokussieren oder aufweiten. Die Linse 7b kann in einer alternativen Ausführungsform durch ein Objektiv mit mehreren Linsen ersetzt oder ergänzt werden.
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Alternativ kann anstatt des Lasers 5 eine andere leistungsstarke Lichtquelle verwendet werden, die keine kohärente Lichtstrahlung aussendet.
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Die Gaszuführeinrichtung 10 kann beispielsweise als Rohr, Röhre oder Strömungskanal ausgebildet sein und ist dazu eingerichtet, das Gas 2 dem Laserstrahl 6 zuzuführen. Hierbei kann die Gaszuführeinrichtung am Ort des Laserstrahls 6 enden, so dass das von der Gaszuführeinrichtung 10 zugeführte Gas 2 am Ende der Gaszuführeinrichtung 10 von dem Laserstrahl 6 durchstrahlt wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Gaszuführeinrichtung 10 eine Öffnung 11 aufweist, durch die der Laserstrahl 6 die Gaszuführeinrichtung 10 durchstrahlt. Fakultativ kann die Vorrichtung 1 ein weiteres optisches Element, vorzugsweise einen weiteren Spiegel 7c aufweisen, der den Laserstrahl 6 um 180° umlenkt und somit erneut durch die Gaszuführeinrichtung 10 bzw. durch deren Öffnung 11 leitet, so dass das Gas 2 erneut von dem Laserstrahl 6 durchstrahlt wird. Weiterhin kann die Vorrichtung 1 einen Ventilator 20 aufweisen, der innerhalb der Gaszuführeinrichtung 10 einen Gasstrom 21 (durch Pfeile angedeutet) erzeugt.
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Die in dem Gasstrom 21 enthaltenen Partikel 3 und/oder Keime 3 werden durch die Gaszuführeinrichtung 10 in Richtung des Laserstrahls 6 transportiert. Wenn der Laserstrahl 6 auf einen Partikel 3 und/oder einen Keim 3 trifft, absorbiert der Partikel 3 und/oder der Keim 3 wenigstens einen Teil der in dem Laserstrahl enthaltenen Energie, wodurch er sich so stark aufheizt bzw. erhitzt wird, dass der Partikel 3 sublimiert oder verdampft und/oder der Keim 3 zerstört wird. Dieser Prozess kann mit einer Lichtemission einhergehen. Die Lichtemission kann beispielsweise von durch den sublimierten oder verdampften Partikel 3 oder den zerstörten Keim 3 emittierten Photonen herrühren. Die Lichtemission kann weiterhin von an dem Partikel 3 und/oder dem Keim 3 gestreuten Laserlicht herrühren. Diese hierdurch emittierten bzw. gestreuten Photonen können von einem Detektor 30 detektiert werden. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 1 wenigstens einen Detektor 30 aufweist, wobei der Detektor 30 an der Gaszuführeinrichtung angeordnet sein kann, um die emittierten und/oder gestreuten Photonen zu detektieren. Der wenigstens eine Detektor 30 steht signaltechnisch, vorzugsweise drahtlos, mit einer Steuereinheit 100 in Verbindung, welche ebenfalls von der Vorrichtung 1 umfasst werden kann. Die Steuereinheit 100 steht ihrerseits signaltechnisch mit dem Ventilator 20 und/oder mit dem Laser 5 in Verbindung. Abhängig von der detektierten Anzahl an Photonen durch den Detektor 30 kann die Steuereinheit 100 ein Ansteuersignal AS1 an den Laser 5 und/oder ein zweites Ansteuersignal AS2 an den Ventilator 20 erzeugen. Über das Ansteuersignal AS1 und/oder das Ansteuersignal AS2 können eine Leistung des Lasers 5 und/oder des Ventilators 20 eingestellt werden.
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In 2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Reinigen und/oder Entkeimen eines Partikel 3 und/oder Keime 3 enthaltenden Gases 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist hierbei einen Laser 5 auf, der einen Laserstrahl 6 in Richtung einer Gaszuführeinrichtung 10 emittiert. Der Laserstrahl 6 kann optional über optische Elemente 7, insbesondere über eine Linse 7b fokussiert oder aufgeweitet werden. Die Vorrichtung 1 weist weiterhin optische Elemente 7, insbesondere Spiegel 7a auf, welche sich gegenüberstehen und hierdurch einen optischen Resonator 40 ausbilden. Die Spiegel 7a können planar ausgebildet sein. Die Spiegel 7a können weiterhin eine konkave Form aufweisen und konzentrisch, konfokal oder semikonfokal angeordnet sein. Das Licht bzw. der Laserstrahl 6, der in den optischen Resonator 40 eintritt, wird innerhalb des optischen Resonators 40 mehrfach an den Spiegeln 7a reflektiert. Die innerhalb des optischen Resonators 40 angeordnete Gaszuführeinrichtung 10 führt einen Gasstrom 21, welcher das Gas 20 und darin enthaltene Partikel 3 und/oder Keime 3 aufweist, dem Laserstrahl 6 zu. Hierbei kann die Gaszuführeinrichtung 10 am Ort des Laserstrahls 6 beispielsweise unterbrochen sein oder eine Öffnung 11 aufweisen, durch die der Laserstrahl 6 hindurchtreten kann. Am Ort des Laserstrahls werden die Partikel 3 und/oder die Keime 3 einer sehr hohen Lichtintensität ausgesetzt, welche sie wenigstens teilweise absorbieren und sich dadurch derart aufheizen bzw. erhitzen, dass die Partikel 3 sublimieren oder verdampfen und/oder die Keime 3 zerstört werden. Die bei diesem Vorgang entstehenden Photonen können durch wenigstens einen Detektor 30, welcher an der Gaszuführeinrichtung 10 angeordnet ist, detektiert werden. Abhängig von den detektierten Photonen kann eine hier nicht dargestellte Steuereinheit 100 eine Leistung des Lasers 5 und eine Leistung eines hier nicht dargestellten Ventilators zum Erzeugen des Gasstroms 21 innerhalb der Gaszuführeinrichtung 10 analog zu der Figurenbeschreibung von 1 steuern bzw. regeln.
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Die Vorrichtung 1 kann weiterhin ein laseraktives Medium 8 aufweisen, so dass die in dem optischen Resonator 40 vorliegende Laserstrahlung verstärkt wird. Das laseraktive Medium mag hierbei vorteilhafter Weise zwischen einem der Spiegel 7a und der Gaszuführeinrichtung 10 positioniert bzw. angeordnet sein.
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In 3 ist eine Steuereinheit 100, die eingerichtet ist, ein Verfahren zum Reinigen und/oder Entkeimen eines Partikels 3 und/oder Keime 3 enthaltenden Gases 2 auszuführen gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Steuereinheit 100 weist eine Recheneinheit 102 sowie eine Speichereinheit 104 auf, welche signaltechnisch miteinander verbunden sind. Über eine erste Eingabeschnittstelle 106 erfasst die Recheneinheit 102 ein Eingabesignal ES, welches von einem Detektor 30 abgegeben wird. Das Eingabesignal ES repräsentiert hierbei eine Anzahl und/oder eine Energie von durch den Detektor 30 erfassten Photonen. Die Photonen stammen von der Wechselwirkung zwischen den Partikeln 3 und/oder Keimen 3 und dem Laserstrahl 6, wobei die Photonen von den Partikeln 3 und/oder Keimen 3 emittiert oder an den Partikeln 3 und/oder Keimen 3 gestreut wurden. Das eine Anzahl und/oder Energie der detektierten Photonen repräsentierende Eingabesignal ES wird in der Recheneinheit 102 mit zuvor in der Speichereinheit 104 abgelegten Referenzwerten verglichen. Diese Referenzwerte repräsentieren ebenfalls eine Anzahl und/oder Energie von Photonen. Abhängig von dem Vergleich zwischen den in der Speichereinheit 104 abgelegten Referenzwerten und dem Eingabesignal ES gibt die Recheneinheit 102 über eine erste Ausgabeschnittstelle 108 ein erstes Ausgabesignal AS1 an einen Laser 5 aus. Fakultativ oder zusätzlich gibt die Recheneinheit 102 abhängig von diesem Vergleich ein weiteres Ausgabesignal AS2 über eine zweite Ausgabeschnittstelle 110 an einen Ventilator 20 aus. Mittels der Ausgabesignale AS1, AS2 steuert bzw. regelt die Steuereinheit 100 die Leistung des Lasers 5 und/oder des Ventilators 20 derart, dass die zuvor beschriebene Vorrichtung 1 effektiv und effizient betrieben werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202013012016 U1 [0003]
