DE2605487A1

DE2605487A1 - Geraet zur flaechenhaften uv-bestrahlung

Info

Publication number: DE2605487A1
Application number: DE19762605487
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wolff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-26
Filing date: 1976-02-12
Publication date: 1977-08-18
Also published as: DE2624297A1; DE2624297C2

Description

Gerät zur flächenhaften UV-Bestrahlung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur flächenhaften W-Bestrahlung einer Person, mit einer Strahlenaustrittöffnung, einem dahinter angeordneten Uv-Strahlungserzeuger und zugehöriger Reflektoreinrichtung, wobei dem Uv-Strahlungserzeuger eine einen Filterspiegel aufweisende Filteranordnung vorgeschaltet ist, die UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen sowie Licht-und Wärmestrahlung wenigstens teilweise abfiltert, nach Anspruch 40 des deutschen Patents ... (Patentanmeldung P 25 37 855.6-33).
Im Hauptpatent ist ein Gerät dieser Art vorgeschlagen, bei dem die UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen abgefiltert wird, wodurch Lichtentzündungen und ähnliche unerwünschte Begleiterscheinungen der Uv-Bestrahlung weitgehend vermieden werden. Die verbleibende UVA-Strahlung führt, wenn sie in entsprechend großen Dosen zugeführt wird, zu einer intensiven Bräunung. Der Schwellenwert, der natürlich individuellen Schwankungen unterliegt, beträgt etwa 7,5 bis 10 Ws/cm2. Er kann durch Sensibilisierungsmittel ~herabgesetzt werden. Um einen solchen Schwellenwert in vertretbarer Zeit zu erreichen, müssen entsprechend große WA-Strahlungsdichten angewendet werden. Diese erhält man in erster Linie dadurch, daß sich die zu behandelnde Person dicht vor der Strahlenaustrittsöffnung aufhält. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Uv-Strahlungserzeuger mit einer hohen WA-Strahlungaenergie zu verwenden.
Uv-Strahlungserzeuger geben in der Regel nur einen Bruchteil ihrer Energie als UVA-Strahlung ab. Neben UVB- und WC-Strahlung wird aber ein erheblicher Teil der Energie auch in Lichtstrahlung und Wärmestrahlung umgesetzt. Dies gilt beispielsweise für UV-Hochdruckbrenner und für Xenon-Brenner. Auch Wärme- und übermäßige Lichtenergie ist störend und muß abgefiltert werden.
Als besonders zweckmäßig zum Abiiltern von unerwünschter Strahlungsenergie hat sich ein Filterspiegel erwiesen, der die unerwünschte Strahlung nicht reflektiert. Dies ist insbesondere bezüglich der Licht- und Wärmestrahlung von Vorteil, weil die Energie nach außen geleitet wird und nicht in einer Filterscheibe einen Wärmestau hervorruft. Allerdings erfordert ein solcher Filterspiegel eine zusätzliche Umlenkung der gewünschten Strahlung, so daß das Uv-Bestrahlungsgerät einen größeren Platzbedarf hat.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, trotz Verwendung eines Filterspiegels keine Vergrößerung des UV-Bestrahlungsgeräts vornehmen zu müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gekrümmte Spiegelfläche des Reflektors wenigstens teilweise als Filterspiegel ausgebildet ist.
Der Reflektor übernimmt hierbei eine Doppelfunktion. Er sorgt einerseits dafür, daß vor der Austrittsöffnung ausreichend große Flächen mit hoher WA-Strahlung vorhanden sind, und er trennt gleichzeitig einen Teil der störenden Strahlung von der gewünschten Strahlung. Die unerwünschte Wärme- und Lichtstrahlung wird darüber hinaus hinter den Reflektor, also an die Rückseite des Geräts geleitet, wo sie nicht stört und einer eventuellen Wärmeentwicklung auch leicht abgeholfen werden kann.
Insbesondere besteht der Filterspiegel aus Uv-Spiegelglas und in die Bahn der reflektierten Uv-Strahlung ist eine UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen abfilternde Filterscheibe geschaltet.
Filterspiegel, die lediglich UV-Strahlung reflektieren, längerwellige Strahlung dagegen hindurchlassen, sind vergleichsweise preiswert. Ein Abfiltern der UVB- und UVC-Strahlung in einer vorgeschalteten Filterscheibe macht bezüglich der dabei uxzusetzend« Energie keinerlei Schwierigkeiten.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform erreicht man ein ähnliches Ergebnis, wenn der Filterspiegel aus Uv-Spiegelglas besteht und der UV-Strahlungserzeuger eine die WB- und WC-Strahlung in wesentlichen abfilternde Glashülle aufweist.
Besonders günstig ist es, wenn der Uv-Strahlungserzeuger auf der dem Reflektor gegenüberliegenden Seite durch eine Blende abgedeckt ist. Eine solche Blende empfiehlt sich, wenn grundsätzlich verhindert werden soll, daß irgendwelche Licht- oder Wärmestrahlung nach vorn abgestrahlt wird.
Die Blende kann auch als zweiter Reflektor ausgebildet werden, so daß die Gesaitstrahlung#des Uv-Strahlungserzeugers ausgenutzt, aber über den Filterspiegel geleitet wird.
Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn lediglich ein Mitte abschnitt des Reflektors als Filterspiegel ausgebildet ist und daß UV-Strahlungserzeuger und Blende so angeordnet sind, daß die gesaite Strahlung vor ihrem Austritt auf den Mittelabschnitt trifft.
Mit Hilfe der Blende wird dafür gesorgt, daß die Außenabschnitte des Reflektors nur von bereits as Filterspiegel reflektierter UV-Strahlung beaufschlagt werden. Diese können daher aus einfaches und daher billigerem Spiegelmaterial bestehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Spiegelfläche des Reflektors in Querschnitt zwei symmetrische, gekrümmte Hälften auf, die in der Mitte einen nach vorn stehenden Winkel bilden.
Auf diese Weise kann auch etwa in der Symmetrie ebene hinten aus den W-Strahlungserzeuger austretende Strahlung von Licht- und Wärmestrahlung befreit und nach vorn zur Austrittsöffnung - reflektiert werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die gekrümmte Spiegelfläche des Reflektors aus Jeweils winklig nebeneinanderliegenden Streifen ebenen Filterspiegelglases. Beispielsweise kann der Reflektor zwei Seitenteile mit Je einem Auflagerand aufweisen, auf den die Filterspiegelglasstreifen aufgelegt sind.
Ebenes Filterspiegelglas ist wesentlich billiger als gekrümmtes Spiegelglas. Mit derartigen Filterspiegelglasstreifen läßt sich die gekrümmte Spiegelfläche für praktische Zwecke ausreichend genau nachbilden.
Mit besonderem Vorteil ist hinter dem Filterspiegelteil des Reflektors eine Kühlzone vorgesehen. Beispielsweise kann eine Wand, auf die die Licht- und Wärmestrahlung hinter dem Filterspiegelteil auftrifft, durch einen Kühlluftstrom gekühlt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemaßes Gerät, Fig. 2 eine räumliche Darstellung einer Ausfühnngsform des Reflektors, Fig. 3 einen Schnitt durch den Reflektorrand und Fig. 4 die Vereinigung dreier Geräte zu einer Bestrahlungseinheit.
In Fig. 1 ist ein Uv-Bestrahlungsgerät 101 veranschaulicht, das einen Uv-Strahlungserzeuger 102, einen Reflektor 105, eine vorgeschaltete Blende 104, eine Filterscheibe 105 in der Strahlenaustrittsöffnung 106 und ein äußeres Gehäuse 107 aufweist. Der Reflektor 103 besteht aus zwei symmetrischen, gekrümmten Hälften, die in der Mitte einen nach vorn weisenden Winkel 108 bilden.
Der Reflektor 103 besteht in seinem dick ausgezogenen Mittelabschnitt 109 aus Uv-Spiegelglas und in seinen dünn ausgezogenen Außenabschnitten 110 aus normalem Spiegelmaterial. Die Blende 104 ist ebenfalls als Reflektor ausgebildet und besteht ähnlich dem Reflektor 103 aus zwei symmetrischen, gekrümmten Hälften, die in der Mitte einen Winkel miteinander bilden. Der Raum zwischen Reflektor 103 und Gehäuse 107 bildet eine Kühlzone 111, durch die ein Gebläse 112 Kühlluft treibt.
Es sei angenommen, daß der UV-Str#hlungserzeuger 102 ein Xenon-Brenner ist, der die Form eines Stabes mit einer Länge von etwa 60 cm und einer Leistung von 4000 W hat. Wie aus Kurve V der Fig. 6 des Hauptpatents ersichtlich ist, gibt ein Xenon-Brenner im UV-Bereich überwiegend UVA-Strahlung ab, erzeugt aber auch erhebliche Licht- und Wärmestrahlung. Der Mittelabschnitt 109 des Reflektors ist so ausgelegt, daß er im wesentlichen nur UV-Strahlung 113 reflektiert, Licht- und Wärmestrahlung 114 dagegen hindurchläßt. Infolgedessen wird die gesamte unerwünschte Licht-und Wärmestrahlung in die Kühlzone 111 geleitet, beim Auftreffen auf die Gehäusewand 107 in Wärmeenergie umgesetzt und vom Kühlluftstrom abgeführt. Die Uv-Strahlung 113 geht durch die Filterscheibe 105, die UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen abfiltert, so daß im wesentlichen nur WA-Strahlung 115 nach außen tritt. Der Reflektor ist so ausgelegt, daß die von der Rückseite des Xenon-Brenners austretende Strahlung nach einmaliger oder zweimaliger Reflektion am Reflektor 103 durch die Austrittsöffnung 106 gelangt. Die Blende 104 verhindert nicht nur, daß störende Licht- und Wärmestrahlung unmittelbar nach vorn auf den Benutzer gerichtet wird, sondern sorgt auch dafür, daß die gesamte Strahlung, die unmittelbar zum Reflektor 163 gelangt, im Filterspiegel-Mittelabschnitt 109 auftrifft. Durch Ausbildung der Blende 104 als zweiter Reflektor ist ferner dafür gesorgt, daß auch nach vorn abgehende Strahlung durch eine erste Reflektion auf den Filterspiegel-Mittelabschnitt 109 umgelenkt und dann, gegebenenfalls nach weiterer Reflektion, aus der Austrittsöffnung 106 herausgeleitet wird, wie es der Strahl 116 zeigt. Vor der Austrittsöffnung 106 ergibt sich daher ein großflächiges Feld mit einer verhältnismäßig hohen WA-Strahlungsdichte, Jedoch mit einer unschädlich kleinen Dichte an Licht-, Wärme-, UVB- und WC-Strahlung.
In Fig. 2 ist eine praktische Ausführungsform des Reflektors 103 veranschaulicht. Zwei oben und unten angeordnete Seitenwände 117, 118 weisen Je einen Rand 119 auf. Der FiDer Filterspiegel-Mittelabschnitt 109 wird durch eine Anzahl winklig nebeneinanderliegender Streifen 120 ebenen Filterspiegelglases gebildet. Die Winkellage ergibt sich durch eine entsprechende Formung der Ränder 119. Wie Fig. 3 zeigt, können die Filterspiegelglasstreifen 120 durch ein Winkelprofil 121 an Ort und Stelle gehalten werden.
Wenn eine Vorrichtung zur Ganzkörperbestrahlung vorgesehen werden soll, können mehrere Geräte 101, z.B. drei Geräte, übereinander angeordnet werden, wie es in den Fig. 9 und 10 des Hauptpatents veranschaulicht ist. Bei einer Breite der Reflektoren von etwa 60 cm, reicht es aus, wenn der Reflektor die Strahlen nur wenig zur Seite richtet.
In Fig. 4 sind drei UV-Bestrahlungsgeräte 122 übereinander angeordnet und durch Streben, Ketten oder sonstige Verbindungsmittel 123 miteinander verbunden. Es sei angenommen, daß als UV-Strahlungserzeuger 124 Hg-Hochdruckbrenner benutzt werden, die die Form eines etwa 20 cm langen Stabes haben und eine Leistung von 2000 W besitzen. Durch Dotierung haben sie einen erhöhten UVA-Strahlungsanteil. Sie erzeugen, wie Fig. IV in Fig. 6 des Hauptpatents zeigt, in erheblichem Maße Lichtstrahlung. Der Reflektor 125 ist ein schüsselförmiger Breitwinkelreflektor, der wiederum in seinem Mittelteil 126 als UV-Filterspiegel ausgebildet ist, der die Licht- und Wärmestrahlung hindurchläßt und lediglich die UV-Strahlung reflektiert. Ferner ist eine Blende 127 und eine Filterscheibe 128 vorgesehen, die denjenigen der Fig. 1 entsprechen.
Die dargestellten Ausführungsformen können in vielerlei Hinsicht abgewandelt werden. Insbesondere können sie entsprechend den Ausführungsformen des Hauptpatents ausgestaltet werden.
Wenn ein rohrförmiger Xenon-Brenner mit einer Länge von 1,50 m mit einem entsprechend langen rinnenförmigen Reflektor verwendet wird, kann man auch mit einem einzigen Gerät für die Ganzkörperbestrahlung auskommen.
Bei einer Abwandlung kann man auf die Filterscheibe 106 verzichten, wenn der Uv-Strahlungserzeuger 102 eine Filterglashülle hat, die UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen abfiltert.

Claims

Patentansprüche 1. Gerät zur flächenhaften Uv-Bestrahlung einer Person, mit einer Strahlenaustrittsöffnung, einem dahinter angeordneten Uv-Strahlungserzeuger und zugehöriger Reflektoreinrichtung, wobei dem Uv-Strahlungserzeuger eine einen Filterspiegel aufweisende Filteranordnung vorgeschaltet ist, die WB- und UVC-Strahlung im wesentlichen sowie Licht- und W"årmestrahlung wenigstens teilweise abfiltert, nach Anspruch 40 des deutschen Patents ... (Patentanmeldung P 25 37 855.6-33), dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Spiegelfläche des Reflektors (103, 125) wenigstens teilweise als Filterspiegel (109, 126) ausgebildet ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterspiegel (109, 126) aus Uv-Spiegelgias besteht und in die Bahn der reflektierten Uv-Strahlung eine die WB- und UVC-Strahlung im wesentlichen abfilternde Filterscheibe (105, 128) geschaltet ist.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterspiegel (109, 126) aus W-Spiegelglas besteht und der W-Strahlungserzeuger (102) eine die UVB- und WC-Strahlung im wesentlichen abfilternde Glashülle aufweist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Uv-Strahlungserzeuger (102, 124) auf der den Reflektor (103, 125) gegenüberliegenden Seite durch eine Blende (104, 127) abgedeckt ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (104, 127) als zweiter Reflektor ausgebildet ist.
6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein Mittelabschnitt des Reflektors (103, 125) als Filterspiegel (109, 126) ausgebildet ist und daß UV-Strahlungserzeuger (102, 124) und Blende (104, 127) so angeordnet sind, daß die gesamte Strahlung vor ihrem Austritt auf den Mittelabschnitt trifft.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfläche des Reflektors (109, 125) im Querschnitt zwei symmetrische, gekruimte Hälften aufweist, die in der Mitte einen nach vorn stehenden Winkel (108) bilden.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gekruimte Spiegelfläche des Reflektors (109) aus Jeweils winklig nebeneinanderliegenden Streifen (120) ebenen Filterspiegelglases besteht.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor zwei Seitenteile (117, 118) xit Je einem Auflagerand (119) aufweist, auf den die Filterspiegelglasstreifen (120) aufgelegt sind.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Filterspiegel/# des Reflektors (103) eine Kühlzone (111) vorgesehen ist.