DE69011854T2

DE69011854T2 - Vorrichtung zur Sterilisierung eines Druckluftstromes mit Hilfe von Ultraviolettstrahlung.

Info

Publication number: DE69011854T2
Application number: DE1990611854
Authority: DE
Inventors: Michele Gazzano
Original assignee: Individual
Current assignee: Air Blue Srl Battipaglia Salerno It
Priority date: 1990-06-09
Filing date: 1990-06-09
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2010-06-10
Also published as: EP0461310B1; DE69011854D1; ES2058757T3; EP0461310A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Sterilisierung der Luft von Räumen mit Hilfe von Ultraviolettstrahlung, besonders mit solcher Ultraviolettstrahlung, die als UV-C (kurze Wellen) bekannt ist und eine Wellenlänge zwischen 100 und 280 Nanometern hat.
Die sterilisierende und bakterizide Wirkung dieser Strahlung wird nicht nur für die Desinfektion von öffentlichen und privaten Gebäuden, insbesondere Krankenhäusern und Privatkliniken, genutzt, sondern auch in der Öffentlichkeit zugänglichen Räumen und in Häusern für hygienische und prophylaktische Zwecke.
Bekannte Vorrichtungen sehen die Anwendung von Niederdruck-Quecksilberdampflampen als Quelle der Ultraviolettstrahlung vor, welche unmittelbar oberhalb und seitlich abgeschirmt sind, da die direkte Belichtung mit dieser besonderen Strahlung für Personen schädlich ist.
Obgleich dieser Strahlungstyp leicht von besonders behandelten Oberflächen absorbiert wird, wie z. B. von Ölgemälden, besteht trotzdem ein Risiko für Personen, mit der dispersiven Strahlung oder der reflektierten Fraktion bestrahlt zu werden, wenn geeignete Sicherheitsmaßnahmen während der Installation der Vorrichtung nicht durchgeführt wurden. Angesichts dieser Probleme wurden Installationen vorgeschlagen, in denen die Lampen automatisch abgeschaltet werden, wenn Personen im Raum vorhanden sind.
Die bekannten Vorrichtungen leiden deshalb unter einer Anzahl von relevanten Nachteilen, wie einem Sicherheitsmaß entfernt vom Optimum, Installations- und Raumproblemen, eine eingeschränkte Effektivität im Vergleich zur Größe, die eine weite und allgemeine Verbreitung verhindert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile und Unannehmlichkeiten zu überwinden und insbesondere eine sichere und effektive Vorrichtung der eingangs genannten Gattung, die eine geringe Größe aufweist und transportierbar oder zumindestens leicht beweglich ist, zur Sterilisation der Umgebungsluft zu schaffen.
Die obige Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zur Sterilisation eines Druckluftstromes mit Hilfe von Ultraviolettstrahlung kennzeichnend umfaßt:
- ein Gehäuse, das eine Eingangs- und eine Ausgangsöffnung für die Luft hat, ausgestattet mit reflektierenden inneren Oberflächen;
- wenigstens eine Niederdruck-Quecksilberdampflampe im Innern des vorgenannten Gehäuses; und
- Mittel zur Abschirmung und Absorption der Ultraviolettstrahlung, um ihr Austreten aus der Vorrichtung zu verhindern.
Zusätzliche vorteilhafte Merkmale sind der Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung soll jetzt in bezug auf eine bevorzugte Ausführung beschrieben werden, zusammen mit den zugehörigen Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 ein longitudinaler Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 1 in einem anderen Maßstab und mit entfernter oberer Abdeckung ist;
Fig. 3 eine Konstruktion des Reflexionsschutzgitters zeigt;
Fig. 4 eine bevorzugte Ausführung der schützenden und absorbierenden Mittel zeigt;
Fig. 5 eine andere Ausführung der schützenden und adsorbierenden Mittel zeigt; und
Fig. 6 und 7 ein Querschnitt und eine Vorderansicht einer Vorrichtung sind, angepaßt für die Verwendung mit einer Klimaanlage.
In bezug auf die Figuren 1 und 2 umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Gehäuse 1, das eine flache, parallelepipede Form hat, dessen gegenüberliegende innere Oberflächen 2 und 3 reflektierend sind, vorzugsweise aufgrund einer verwendeten Schicht eines reflektierenden Materials, z. B. Aluminium.
Im Gehäuse sind vier Niederdruck-Quecksilberdampflampen 11, 12, 13 und 14 so lokalisiert, daß sie parallel zueinander im oberen Teil des Gehäuses 1 positioniert sind, in der Weise, daß ein darunterliegender freier Raum 7 oder Durchgang für den Strom der zu sterilisierenden Luft definiert ist. Zwischen den Lampen 11-14 und dem Durchgang 7 ist ein Schutzgitter 8 vorgesehen, dessen Konstruktion später in weiteren Details erläutert werden wird. Die Lampen 11-14, die UV-C Ultraviolettstrahlung emittieren, werden in an sich bekannter Art durch Reaktoren 17 und Starter 19 gespeist, die in Figur 2 dargestellt sind.
Ein Lüfter 4, angetrieben durch einen elektrischen Motor 5, ist an einem Ende des Gehäuses 1 angeordnet und saugt Luft aus der umliegenden Umgebung durch ein Schutzgitter 6 und führt sie in den Durchgang 7 mit einem leichten Überdruck. Am anderen Ende des Gehäuses 1 ist eine gekrümmte Wand 9 und ein Gitter 10 für den Ausgang der sterilisierten Luft aus der Vorrichtung vorgesehen. Vorzugsweise ist die innere Oberfläche dieser Wand dunkel, um zu verhindern, daß die auftreffende Ultraviolettstrahlung von ihr reflektiert wird. Die gekrümmte Wand führt weiterhin eine Befeuchtung aus und ermöglicht die Emission der sterilisierten Luft leise und ohne Wirbel.
Zwischen den Lampen 11-14 und der Durchgang 7 ist ein Gitter 8 mit parallelen Rippen 20, die orthogonal zu den reflektierenden Oberflächen 2, 3 sind, vorgesehen. Diese Rippen senken den Austrittswinkel der Ultraviolettstrahlung, indem sie auf die schwächer reflektierende Oberfläche auftrifft, so daß die Strahlung wesentlich daran gehindert wird, auf die Außenseite der Vorrichtung zu gelangen. Vorzugsweise ist die Teilung, d. h. der Abstand zwischen zwei angrenzenden Rippen, nicht konstant. Wie in den Figuren 1, 2 und 3 zu sehen, können die Rippen an den Enden der Vorrichtung nahe zusammen sein und in dem Mittelabschnitt weiter räumlich auseinander sein (das ist mit geringeren Verlusten der Strahlung verbunden).
Eine bevorzugte Ausbildung des Gitters ist in der Figur 3 dargestellt. Das Gitter ist durch Ausschneiden eines dünnen Metallbleches, z. B. einer Aluminiumfolie, geformt, um die Rippen 20A und 20B auszubilden, die dann um 90º umgeklappt sind. Außerdem ist durch Umlegen vom äußeren Abschnitt des Bleches 22 ein unterstützender Rahmen zur passenden Positionierung des Gitters in der Vorrichtung erhältlich.
Alternativ dazu könnte das Gitter auch durch Formen von Kunststoffmaterial, das steif genug und in der Lage ist, der Ultraviolettstrahlung zu widerstehen, hergestellt werden. Auch die Neigung der Rippen hinsichtlich der reflektierenden Wände 2 und 3 kann von 90º abweichen.
Mit Bezug auf die in Figur 1 dargestellte Ausführung sind am Eingangs- und Ausgangsende des Durchganges 7 zwei, d.h. jeweils ein, Tunnel 15 und 16 ausgebildet. Der Tunnel 15 hat horizontale Wände 23 und 24 und vertikale Wände 25 und 26, die schwarz sind und die Ultraviolettstrahlung absorbieren, die erheblich aus dem Schutzmechanismus des Gitters 8 entweicht, so daß die Reflexion dieser Strahlung nach außen verhindert wird. Der Tunnel 16 hat die gleiche Konstruktion mit den Wänden 23B, 24B, 25B und 26B.
Erfindungsgemäß definieren die Teilung und die Neigung des Gitters den maximalen Einfallswinkel und so auch die Reflexion der Ultraviolettstrahlung durch die reflektierenden Wände 2 und 3, und die Tunnellänge ist lang genug, um eine Leckage eines reflektierten Strahls durch Auffangen desselben zu verhindern. Diese Anordnung ist sehr vorteilhaft, da das Licht gestoppt wird, ohne einen merklichen Widerstand in den Luftstrom einzuführen, so daß der Lüfter wenig Kraft benötigt und leise ist.
Der Lüfter 4 ist vorzugsweise ein Tangentiallüfter, der eine gute Strömungsgeschwindigkeit ermöglicht und sehr leise ist. Als eine Alternative können zwei oder mehr Axiallüfter nebeneinander plaziert genutzt werden, um ein größeres (Druck) Gefälle zu erhalten.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung mit einer sehr reduzierten Größe ist in der teilweisen Schnittansicht der Figur 4 schematisch dargestellt, in der die gleichen Bezugszahlen aus den vorangegangenen Figuren zur Benennung gleicher oder im wesentlichen gleicher Komponenten verwendet werden.
Entsprechend dieser Ausführung ist am Eingangsende der Vorrichtung eine Art "optisches Labyrinth" angeordnet, das durch eine Vielzahl von übereinandergelegten und räumlichen Rippen 18 aus z. B. Metallblech oder Kunststoffmaterial geformt ist. Diese Rippen 18 haben eine winkelige Form, so wie ein weit geöffnetes V, so daß sie die Leckage der Ultraviolettstrahlung verhindern. Die fünf Rippen, die in Figur 4 dargestellt sind, sind in Form eines stumpfen Winkels α in der Größe von 150º gefaltet. Es ist möglich, die Anzahl der Rippen zu reduzieren (und entsprechend den Wert des Winkels α zu verkleinern), wie auch dafür zu sorgen, daß die Rippen mehr als zwei miteinander verbundene Abschnitte umfassen, sowohl mit einer winkeligen als auch abgerundeten Verbindungskante. Diese Ausführung ist sehr vorteilhaft, da sie für eine vollständige Abschirmung der Ultraviolettstrahlung ohne die Einführung eines merklichen Einflusses in den Luftstrom sorgt, so daß die Kraft des Lüfters 4 verringert ist, so die Kosten der Vorrichtung gesenkt und die Lautlosigkeit derselben verbessert werden. Ferner erlaubt diese Konstruktion die Anordnung der Lampen oberhalb des Labyrinthes in der Weise, daß eine weitere Reduzierung der Vorrichtungslänge erreicht werden kann.
Entsprechend einer weiteren Ausführung der Erfindung, schematisch dargestellt in der teilweisen Schnittansicht der Figur 5, ist das optische Labyrinth durch (wenigstens) ein Paar gegenüberstehender Wände 30, 31 gebildet, die parallel und abgebogen in bezug aufeinander sind, so daß sie eine Art Umweg für die auf der inneren Oberfläche auftreffenden Strahlen bilden. Ein ähnliches Paar Wände (nicht abgebildet) ist an dem Ausgangsende der Vorrichtung vorgesehen. Die Lampen 11-14 sind zwischen den beiden Wandpaaren angeordnet und ein oberes Schutzgitter ist nicht länger notwendig, so daß sich die Gesamthöhe der Vorrichtung reduziert.
Die Anzahl und die Anordnung der Wände an jedem Gehäuseende kann unterschiedlich gestaltet werden, so daß wahre Labyrinthpfade, natürlich in Berücksichtigung der Lüfterkraft, geformt werden.
In der in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet, daß sie an den Ausgangskanal 45 einer Klimaanlage angeschlossen werden kann, z. B. die Öffnung in einer Raumwand 46.
In dieser Ausführung ist das Gehäuse 40 relativ kurz und beinhaltet drei Lampen 41, 42 und 43, transversal positioniert hinsichtlich des Luftstroms, und ein einzelnes Labyrinth von Rippen 48, parallel und räumlich in bezug aufeinander, an der Eingangsöffnung der Vorrichtung. Die innere Oberfläche 49 des Gehäuses 40 ist schwarz oder dunkel beschichtet, um den Hauptteil der auftreffenden Ultraviolettstrahlung zu absorbieren. Ferner ist ein Lüfter nicht länger notwendig, da der Luftstrom durch den Druckluftaustritt aus der Anlage erreicht ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Sterilisierung eines Druckluftstromes mit Hilfe von Ultraviolettstrahlung umfassend:

- ein Gehäuse (1; 40), das Einlaß- und Auslaßöffnungen (6; 10) für die Luft hat und mit reflektierenden inneren Oberflächen (2; 3; 42) ausgestattet ist;

- Luftsaugungsmittel (4) zum Saugen von Luft in die Vorrichtung an der genannten Einlaßöffnung (6) und um sie an der genannten Auslaßöffnung (10) nach außen zu schicken;

- wenigstens eine innerhalb des genannten Gehäuses (1; 40) befindliche ungeschützte Niederdruck-Quecksilberdampflampe (11-14; 41-43),

dadurch gekennzeichnet,

daß sie ein optisches Labyrinth mit einer Vielzahl von parallelen und räumlichen Lamellen (18; 48) enthält, das Wege für den Luftstrom defininiert und die ultraviolette Strahlung abschirmt und absorbiert, um deren Austreten aus der Vorrichtung zu verhindern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Lamellen (18; 48) abgewinkelte Leitflossen sind, gestaltet wie ein weit geöffnetes V.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Lamellen die Form von undulierenden, wellenähnlichen Lamellen haben.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Luftsaugungsmittel ein Tangential-Lüfter (4) mit einem Schutzgitter (6) ist, der die Luft in die Vorrichtung saugt und sie außerhalb schickt, nachdem sie einer ultravioletten Strahlung in einem Strömungsdurchgang ausgesetzt war.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der genannten wenigstens einen Quecksilberdampflampe (11-14) in der Richtung des Luftstroms ausgerichtet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für eine gekrümmte Wand (9) am Auslaß, die eine nicht reflektierende Oberfläche hat, und für ein Auslaßgitter gesorgt ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einlaßöffnung für den Anschluß der Auslaßöffnung einer Klimaanlage eingerichtet ist und daß sich das genannte optische Labyrinth an der Auslaßseite der Vorrichtung befindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der genannten wenigstens einen Quecksilberdampflampe (41-43) hinsichtlich der Richtung des Luftstroms quer angeordnet ist.