DE102020117144A1 - Mobile UVC lamp - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Mobile UVC-Lampe zur Desinfektion von Flächen und Gegenständen, die mindestens eine LED-Lichtquelle, die ein UV-Licht mit einem Wellenlängen-Hauptspektrum im Bereich oberhalb von 200 nm abstrahlt, und eine autarke Stromversorgung und/oder Mittel zum Anschluss an eine autarke Stromversorgung sowie einen Ein/Aus-Schalter aufweist.Erfindungsgemäß ist die mindestens eine LED-Lichtquelle durch eine Ansteuerelektronik mit einer Miniatur-Leiterplatte ansteuerbar. Als Ein/Aus-Schalter wird ein berührungsloser Touch-Sensor in der Optik einer Leiterplatte verwendet. Alle Bauteile inclusive der autarken Stromversorgung und/oder der Mittel zum Anschluss an eine autarke Stromversorgung sind in einem Gehäuse integriert, das eine wärmeableitende Struktur aufweist.The invention is based on a mobile UVC lamp for disinfecting surfaces and objects, which has at least one LED light source that emits UV light with a main wavelength spectrum in the range above 200 nm, and a self-sufficient power supply and/or means for connection to a self-sufficient power supply and an on/off switch. According to the invention, the at least one LED light source can be controlled by control electronics with a miniature printed circuit board. A non-contact touch sensor in the optics of a printed circuit board is used as an on/off switch. All components including the self-sufficient power supply and/or the means for connecting to a self-sufficient power supply are integrated in a housing that has a heat-dissipating structure.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer mobilen UVC-Lampe nach der Gattung des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention is based on a mobile UVC lamp according to the preamble of claim 1.

Mobile UVC-Lampen sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Sie werden zur Desinfektion von Flächen und Gegenständen mittels intensivem UV-C-Licht angewendet. Stellvertretend für mobile Desinfektionsboxen sei an dieser Stelle die Box mit der Bezeichnung „MIRO®“ UV‟ der Firma ALANDO GmbH & Co. KG genannt, in der kleine Gegenstände, wie Mobiltelefone, Zahnbürsten, Schreibgeräte, Arbeitsmaterialien von Friseuren u. a. , desinfiziert werden können (https://alanod.com/en/news/ home-use-uv-c-disinfection-devices-expect-maior-market-growth).Mobile UVC lamps are known in a wide variety of designs. They are used to disinfect surfaces and objects using intense UV-C light. The box labeled “MIRO ® ” UV ”from ALANDO GmbH & Co. KG, in which small items such as cell phones, toothbrushes, writing implements, hairdressers' work materials, etc. can be disinfected, is representative of mobile disinfection boxes ( https://alanod.com/en/news/ home-use-uv-c-disinfection-devices-expect-maior-market-growth).

Bekannt sind auch die UV - Desinfektionslampen der Firma ANEWSIR, die aus einem mit UV-C LED-Lampen versehenen Leuchtstab, der an einem Handgriff befestigt ist, bestehen. Die Länge des Leuchtstabes beträgt 240 bis 250 mm, sein Durchmesser 60 bis 65 mm und sein Gewicht 118 g (https://www.amazon.de/gp/product/ B07JCXCGQR/ref=ox sc act title 3?smid=A1EGRTR0QUH8ZT&psc=1). Eine deutlich kleinere mobile UV - Desinfektionslampe in Abmessungen 160 x 54 x 23 mm und einer Leistung von 4W bei 254 nm wird unter dem Link https://www.ebay.de/i/264657953788?chn=ps&norover=1&mkevt=1&mkrid=707-134425-41852-0&mkcid=2&itemid=264657953788&targetid=857931346246&device=c&mktype=pla&***loc=9043959&poi=&campaignid=10215345553&mkgroupid=105782607327&rlsatarget=pla-857931346246&abcld=1139676&merchantid=7364532&gclid=EAIaIQobChMIwcDBqZGY6gIVzhOYCh3qKAnwEAkYByABEgLXVvD_BwE angeboten.Also known are the UV disinfection lamps from ANEWSIR, which consist of a light stick with UV-C LED lamps attached to a handle. The length of the light stick is 240 to 250 mm, its diameter 60 to 65 mm and its weight 118 g (https://www.amazon.de/gp/product/ B07JCXCGQR / ref = ox sc act title 3? Smid = A1EGRTR0QUH8ZT & psc = 1). A significantly smaller mobile UV disinfection lamp with dimensions of 160 x 54 x 23 mm and a power of 4W at 254 nm is available from the link https://www.ebay.de/i/264657953788?chn=ps&norover=1&mkevt=1&mkrid=707 -134425-41852-0 & mkcid = 2 & itemid = 264657953788 & targetid = 857931346246 & device = c & mktype = pla & ***loc = 9043959 & poi = campaignid = 10215345553 & mkgroupid = 105782607327 & rlsatarget = pla-857931346246 & abcld = 1139676 & merchantId = 7364532 & gclid = EAIaIQobChMIwcDBqZGY6gIVzhOYCh3qKAnwEAkYByABEgLXVvD_BwE offered.

Der Nachteil sowohl der Boxen als auch der UVC-Desinfektionslampen besteht darin, dass sie immer noch verhältnismäßig groß und damit unhandlich sind.The disadvantage of both the boxes and the UVC disinfection lamps is that they are still relatively large and therefore unwieldy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mobile UVC-Lampe zu entwickeln, die wesentlich kleiner ist als bekannte mobile Desinfektionsgeräte.The invention is based on the object of developing a mobile UVC lamp that is significantly smaller than known mobile disinfection devices.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages

Die erfindungsgemäße mobile UVC-Lampe hat den Vorteil, dass sie mit einem minimalen Bauraum auskommt und auch von mobilen Stromquellen mit Energie versorgt werden kann. Dadurch kann sie in Bekleidungstaschen sowie Handtaschen bequem transportiert werden und ist quasi, ähnlich wie ein Portemonnaie oder ein Mobiltelefon, ständig verfügbar.The mobile UVC lamp according to the invention has the advantage that it manages with a minimal installation space and can also be supplied with energy from mobile power sources. As a result, it can be conveniently carried in clothing bags and handbags and is virtually always available, similar to a wallet or a mobile phone.

Das wird dadurch erreicht, dass mindestens eine leistungsstarke LED-Lichtquelle durch eine Ansteuerelektronik mit einer Miniatur-Leiterplatte ansteuerbar ist. Als Ein/Aus-Schalter wird ein berührungsloser Touch-Sensor in der Optik einer Leiterplatte verwendet. Alle Bauteile incl. der autarken Stromversorgung und/oder der Mittel zum Anschluss an eine autarke Stromversorgung sind in einem metallischen Gehäuse integriert, das eine wärmeableitende Struktur aufweist. Als autarke Stromversorgung können sowohl Energiespeicher, wie Batterien oder Akkus, als auch ein manuell betriebener, in das Gehäuse integrierter Dynamo, mit dem Energie durch das sog. Harvesting gewonnen wird, sein.This is achieved in that at least one powerful LED light source can be controlled by control electronics with a miniature circuit board. A non-contact touch sensor in the optics of a printed circuit board is used as an on / off switch. All components including the self-sufficient power supply and / or the means for connection to an self-sufficient power supply are integrated in a metallic housing that has a heat-dissipating structure. The self-sufficient power supply can be energy storage, such as batteries or rechargeable batteries, as well as a manually operated dynamo integrated into the housing, with which energy is obtained through so-called harvesting.

Vorteilhafterweise ist die mindestens eine LED-Lichtquelle über eine Applikation ansteuerbar. Besonders vorteilhaft ist die Integrierung der LED-Lichtquelle in dem Gehäuse von Mobiltelefonen, Smartphones oder Tablets. Hier bietet die mobile UVC-Lampe quasi eine neue Zusatzfunktion zum Telefonieren, Fotografieren, zur Nutzung von Online-Diensten und der Taschenlampenfunktion dieser Geräte. Sogar die Unterbringung in einem Fahrzeugschlüssel ist denkbar, um beispielsweise Türgriffe und Bedienelemente des Fahrzeugs vor dem Fahrtantritt oder nach Beendigung der Fahrt zu desinfizieren.The at least one LED light source can advantageously be controlled via an application. The integration of the LED light source in the housing of cell phones, smartphones or tablets is particularly advantageous. Here the mobile UVC lamp offers a new additional function for making phone calls, taking photos, using online services and the flashlight function of these devices. It is even conceivable to place it in a vehicle key, for example to disinfect door handles and operating elements of the vehicle before starting the journey or after completing the journey.

Wird die mobile UVC-Lampe als separates Gerät betrieben, ist es vorteilhaft, das Gehäuse mit solchen Befestigungsmitteln zu versehen, die eine temporäre, lösbare Befestigung an einem anderen Gegenstand, beispielsweise an dem Gehäuse eines Mobiltelefons, ermöglichen. Das Gehäuse der mobilen UVC-Lampe kann auch wasserdicht ausgeführt sein.If the mobile UVC lamp is operated as a separate device, it is advantageous to provide the housing with fastening means that allow temporary, detachable fastening to another object, for example to the housing of a cell phone. The housing of the mobile UVC lamp can also be made watertight.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention can be found in the following description and the claims.

FigurenlisteFigure list

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen

  • 1 die Ansicht eines Gehäuses einer mobilen UVC-Lampe,
  • 2 einen Schnitt A-A durch das Gehäuse aus 1 und
  • 3 einen beispielhaften schematischen Aufbau einer mobilen UVC-Lampe.
Preferred embodiments of the subject matter according to the invention are shown in the drawing and are explained in more detail below. Show it
  • 1 the view of a housing of a mobile UVC lamp,
  • 2 a section AA through the housing 1 and
  • 3 an exemplary schematic structure of a mobile UVC lamp.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Eine ausreichende Desinfektionsleistung wird bereits durch eine Ansteuerung von 2 x 4 LED's erreicht. Das entspricht einer Gesamtleistung von mindestens 3 V und/oder 4 W. Der Bauraum für eine solche UVC-Lampe beträgt (Länge x Breite x Höhe) ca. 55 x 33 x 5 - 17 mm, der Innenraum ca. 45 x 23 x 13 mm). Ohne eine interne Energiequelle verringert sich die Höhe um die Hälfte. Es versteht sich von selbst, dass sich der aktuell benötigte Bauraum aufgrund der sich ständig weiterentwickelnden Elektronik in Zukunft nochmals um ein Vielfaches verkleinern wird, so dass die hier sowie in den 1 und 2 angegebenen Abmessungen in keiner Weise bindend oder endgültig sind. Aber bereits bei den o. g. geringen Abmessungen ist es angebracht, eine solche UVC-Lampe als „UVC-Nanolampe“ zu bezeichnen.A sufficient disinfection performance is achieved by controlling 2 x 4 LEDs. This corresponds to a total output of at least 3 V and / or 4 W. The installation space for such a UVC lamp is (length x width x height) approx. 55 x 33 x 5 - 17 mm, the interior approx. 45 x 23 x 13 mm). Without an internal energy source, the height is reduced by half. It goes without saying that the currently required installation space will be reduced again many times over in the future due to the continuously developing electronics, so that the here and in the 1 and 2 dimensions given are in no way binding or final. But even with the small dimensions mentioned above, it is appropriate to designate such a UVC lamp as a "UVC nano lamp".

Die 1 und 2 zeigen ein Gehäuse für eine erfindungsgemäße mobile UVC- Nanolampe. Deutlich erkennbar sind die nach außen gerichteten konvexen Wölbungen der Gehäusewandungen. Dadurch wird bei einer minimalen Dimensionierung eine maximale Kühlkapazität erreicht. Das Gehäuse besteht im vorliegenden Beispiel wegen seiner guten Wärmeleiteigenschaften und des verhältnismäßig geringen Gewichts aus Aluminium.the 1 and 2 show a housing for a mobile UVC nano lamp according to the invention. The outwardly directed convex curvatures of the housing walls are clearly recognizable. As a result, maximum cooling capacity is achieved with minimal dimensioning. In the present example, the housing is made of aluminum because of its good thermal conductivity properties and its relatively low weight.

Ferner kann über kleine Metallfahnen, die mit ihrem einen Ende an dem Gehäuse befestigt sind, die im Betrieb entstehende Hitze an den zu kühlenden Elementen, wie z. B. den LEDs, konzentriert in das Gehäuse abgeführt werden.Furthermore, the heat generated during operation on the elements to be cooled, such as. B. the LEDs, concentrated in the housing.

Zusätzlich kann über eine Rillen-Prägung an der umlaufenden Außenseite des Gehäuses die Fläche und somit die Kühlwirkung erhöht werden. Das wird dann erforderlich, wenn sogenannte High-Power UV LEDs zum Einsatz kommen, um a) die Desinfektionswirkung zu erhöhen und/oder um b) die Desinfektionszeit zu reduzieren und/oder c) die Anzahl der notwendigen LEDs zu reduzieren.In addition, the area and thus the cooling effect can be increased by means of a groove embossing on the circumferential outside of the housing. This is necessary when so-called high-power UV LEDs are used to a) increase the disinfection effect and / or b) reduce the disinfection time and / or c) reduce the number of LEDs required.

3 zeigt beispielhaft den prinzipiellen Aufbau einer mobilen UVC- Nanolampe. Der kleine Bauraum wird durch eine Miniatur-Leiterplatte sowie durch Integration und Nutzung eines berührungslosen Touch-Sensors als I/O-Schalter in der Optik einer Leiterplatte erreicht. Die Abdeckung des Gehäuses mit einer Glasscheibe ermöglicht es, den Micro-Akku induktiv aufzuladen, wodurch die UVC-Nanolampe zugleich auch wasserdicht ausgeführt wird. 3 shows an example of the basic structure of a mobile UVC nano lamp. The small installation space is achieved by a miniature circuit board and by integrating and using a non-contact touch sensor as an I / O switch in the optics of a circuit board. Covering the housing with a glass pane enables the micro battery to be charged inductively, which means that the UVC nano lamp is also waterproof.

Im vorliegenden Anwendungsbeispiel wird eine erfolgreiche Desinfektion durch aktuell insgesamt 12 UV-LEDs realisiert (Dimension der LED-Fläche an der Lampe 40 x 20 x 2 mm). Gepaart mit der Leiterplatte und dem Touch-Sensor wird eine Leistungsaufnahme von nur 3V und 280 mA realisiert. Somit kann ein Nano-Akku mit 240 - 330 mAh eingesetzt werden, so dass potentiell bei einer durchschnittlichen Desinfektionszeit von 30 Sekunden und einen Abstand zum zu desinfizierenden Gegenstand von 10 - 50 mm (Kapazität Akku 4.248 Sekunden) bis zu 141 Desinfektionsdurchgänge mit nur einer Akkuladung durchgeführt werden können. Die Größe des verwendeten Akkus beträgt in diesem Beispiel 40 x 22,5 x 4,6 mm.In the present application example, successful disinfection is implemented using a current total of 12 UV LEDs (dimension of the LED surface on the lamp 40 x 20 x 2 mm). Paired with the circuit board and the touch sensor, a power consumption of only 3V and 280 mA is achieved. A nano battery with 240 - 330 mAh can thus be used, so that potentially with an average disinfection time of 30 seconds and a distance to the object to be disinfected of 10 - 50 mm (battery capacity 4,248 seconds) up to 141 disinfection cycles with just one battery charge can be carried out. The size of the battery used in this example is 40 x 22.5 x 4.6 mm.

Claims (10)

Mobile UVC-Lampe zur Desinfektion von Flächen und Gegenständen, die mindestens eine LED-Lichtquelle, die ein UV-Licht abstrahlt, dessen Wellenlängen-Hauptspektrum im Bereich oberhalb von 200 nm liegt, und die eine autarke Stromversorgung und/oder Mittel zum Anschluss an eine autarke Stromversorgung sowie einen Ein/Aus-Schalter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine LED-Lichtquelle durch eine Ansteuerelektronik mit einer Miniatur-Leiterplatte ansteuerbar ist, als Ein/Aus-Schalter ein berührungsloser Touch-Sensor in der Optik einer Leiterplatte verwendet wird und alle Bauteile incl. der autarken Stromversorgung und/oder der Mittel zum Anschluss an eine autarke Stromversorgung in einem metallischen Gehäuse integriert sind, das eine wärmeableitende Struktur aufweist.Mobile UVC lamp for disinfecting surfaces and objects, which has at least one LED light source that emits UV light, the main wavelength spectrum of which is in the range above 200 nm, and which has a self-sufficient power supply and / or means for connection to a has a self-sufficient power supply and an on / off switch, characterized in that the at least one LED light source can be controlled by control electronics with a miniature circuit board, and a non-contact touch sensor in the optics of a circuit board is used as the on / off switch and all components including the self-sufficient power supply and / or the means for connection to an self-sufficient power supply are integrated in a metallic housing which has a heat-dissipating structure. Mobile UVC-Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung ein manuell zu betätigender Generator oder Dynamo ist.Mobile UVC lamp Claim 1 , characterized in that the power supply is a manually operated generator or dynamo. Mobile UVC-Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung über ein Mobiltelefon oder eine Powerbank erfolgt.Mobile UVC lamp Claim 1 , characterized in that the power is supplied via a mobile phone or a power bank. Mobile UVC-Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung über interne Speichermedien erfolgt und das Gehäuse mit einer Glasplatte abdeckt ist, so dass das interne Speichermedium induktiv aufladbar ist.Mobile UVC lamp Claim 1 , characterized in that the power supply takes place via internal storage media and the housing is covered with a glass plate so that the internal storage medium can be charged inductively. Mobile UVC-Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als wärmeableitende Struktur die äußeren Wandungen des Gehäuses bauchig ausgeführt sind.Mobile UVC lamp according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that as heat-dissipating structure, the outer walls of the housing are bulbous. Mobile UVC-Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als wärmeableitende Struktur die äußeren Wandungen des Gehäuses Rillen oder Nuten aufweisen.Mobile UVC lamp according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the outer walls of the housing have grooves or grooves as the heat-dissipating structure. Mobile UVC-Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeabgebenden Bauelemente der UVC-Lampe über wärmeleitende Brücken mit der Innenwandung des Gehäuses verbunden sind.Mobile UVC lamp according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the heat-emitting components of the UVC lamp are connected to the inner wall of the housing via heat-conducting bridges. Mobile UVC-Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der UVC-Lampe Mittel zur lösbaren Befestigung an anderen Gegenständen aufweist.Mobile UVC lamp according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the housing of the UVC lamp has means for releasable attachment to other objects. Mobile UVC-Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur temporären Befestigung an anderen Gegenständen ein Silikonnetz, eine Klebefolie oder ein Magnet ist.Mobile UVC lamp Claim 8 , characterized in that the means for the temporary attachment to other objects is a silicone net, an adhesive film or a magnet. Mobile UVC-Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine LED-Lichtquelle und ihre Ansteuerelektronik in einem mobilen Gebrauchsgegenstand, beispielsweise einem Mobiltelefon, Tablet oder einem Fahrzeugschlüssel, angeordnet sind und dessen Stromversorgung nutzen.Mobile UVC lamp according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the at least one LED light source and its control electronics are arranged in a mobile commodity, for example a mobile phone, tablet or a vehicle key, and use its power supply.
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R003 Refusal decision now final