CN114450034A

CN114450034A - 表面辐照装置

Info

Publication number: CN114450034A
Application number: CN202080062230.4A
Authority: CN
Inventors: N·斯帕泽; V·梅尔
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2022-05-06
Anticipated expiration: 2040-07-13
Also published as: EP4025262A1; DE102019006275A1; WO2021043480A1; CN114450034B

Abstract

本发明涉及一种表面(F)辐照装置(1)，其包括至少一个设计用于发射紫外射线(UV)、尤其是UV‑C射线的辐照源(2)和至少一个用于将紫外射线(UV)定向射出到表面(F)上的反射器(5)。根据本发明，所述至少一个辐照源(2)和所述至少一个反射器(5)安置在被抽真空的壳体(6)中，其中，至少壳体(6)的对准表面(F)的壳体壁(6.1)由石英玻璃构成。

Description

表面辐照装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述特征的表面辐照装置。

背景技术

从如DE 10 2015 207 999 A1所述的现有技术中知道了一种光照装置。用于借助在可见光谱范围内的光照明并用于借助在紫外光谱范围内的光消毒的光照装置包括至少一个用于发出在紫外光谱范围内的光的紫外发光二极管-发光件、至少一个用于发出在可见光谱范围内的光的发光件、用于检测至少一个参数的检测机构和用于控制光照装置发光的控制机构，其中，该控制机构至少依据至少一个所测得的参数来控制在紫外光谱范围内的光的发出。

发明内容

本发明的任务是指明一种相比于现有技术改进的表面辐照装置。

根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1的特征的表面辐照装置来完成。

本发明的有利设计方案是从属权利要求的主题。

一种表面辐照装置包括至少一个设计用于发出紫外射线、尤其是UV-C射线的辐照源和至少一个用于将紫外射线定向射出到表面上的反射器。

根据本发明，所述至少一个辐照源和至少一个反射器布置在被抽真空的壳体中，其中，至少该壳体的对准该表面的壳体壁由石英玻璃构成。

通过本发明的解决方案，紫外射线向规定表面的散布被改善。由此例如依据待辐照的表面的尺寸，一个或两个尤其设计成LED的辐照源就已足够。

紫外射线散布的改善是如此获得的，即，尤其关于所述至少一个辐照源、关于所述待辐照的表面以及关于所述至少一个辐照源和所述待辐照的表面相对于反射器的布置被精确计算和设计的所述至少一个反射器出于紫外射线更好散布之考虑而被嵌入在被抽真空的壳体中，其中，该壳体的对准该表面的由石英玻璃构成的壳体壁形成壳体的出射面。通过嵌入在被抽真空的壳体中，在没有吸收、消光和散射的情况下使紫外射线在抽真空的壳体的真空中无损失地散布。紫外射线的吸收、消光和/或散射因此只在离开被抽真空的壳体之后、即只在被抽真空的壳体外进行。

因此，利用本发明的解决方案，在对于紫外射线的规定目标地点处、尤其在相关区域中、即在待辐照的表面上，尤其是通过借助本发明的解决方案所获得的在待辐照的表面上的紫外射线的强度增大，获得更高的作用。因此，借助本发明的解决方案，在考虑所有可能参数的情况下获得性能(即效能)的提高，还获得效率提升。例如，根据本发明的解决方案可以在相同的效能情况下设计得更小且因此更节省结构空间，需要例如更少的辐照源和/或更小的和/或功率更低的辐照源和/或具有更少的电能消耗。

该装置尤其可被用于物体表面例如移动电话表面的消毒。即，待辐照的表面于是是物体表面。在此情况下，在待辐照的表面上的细菌借助紫外射线被消灭，即，有利地进行该表面的杀菌，有利地通过以对细菌致命的紫外射线剂量的照射进行该表面的杀菌。

该装置尤其设置用在车辆中，例如用于照射表面和/或在车辆储物格中的物体例如移动电话。由此，例如除了对移动电话进行充电外，还允许借助该装置对移动电话消毒。因此，车辆有利地具有至少一个这种装置。

附图说明

以下结合附图来详述本发明的实施例。

附图示出：

图1示意性示出表面辐照装置的一个实施方式，

图2示意性示出相比于图1所示的装置有所改善的表面辐照装置的实施方式，

图3示意性示出根据图2的剖切面III-III的横截面图；

图4示意性示出相比于图1所示的装置有所改善的表面辐照装置的另一实施方式。

彼此对应的部分在所有的附图中带有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出表面F辐照装置1的一个常见实施方式的示意图。这样的装置1尤其被用于生物学改性(Modifikation)、尤其是杀灭病原菌、尤其是细菌、病毒、真菌等。

该装置1的如图1所示的实施方式包括被设计成UV-C-LED的辐照源2，该辐照源因此设计用于发射作为UV-C射线的紫外射线UV。辐照源2安置在电路板3上，在所示例子中覆有由石英玻璃构成的盖件4并且对准待辐照的、尤其待消毒的表面F。呈UV-C射线形式的紫外射线UV的消光在大气条件下将近为1/r2。装置1的此实施方式的缺点尤其在于，如也在图1中可看到地，只能照射较小的表面范围FA，对于更大的待辐照的表面F则相应地需要更多的辐照源2。

以下依据如图2-4所示的两个实施例描述的被改善的表面F辐照装置1避免了如图1所示的装置1的实施方式的缺点。这尤其因为因减少紫外射线UV的射线损失而得到更高的效率来获得。通过这种方式改善了紫外射线UV向规定表面F的散布。由此，例如与待辐照的表面F的尺寸相关地，使用一个或两个辐照源2就已足够，该辐照源尤其设计成LED、尤其是UV-C-LED。

为了相比于图1所示的实施方式得到改善，表面F辐照装置1在根据图2-4的改善的实施方式中包括设计用于发射紫外射线UV、尤其是UV-C射线的至少一个辐照源2，并且包括用于将紫外射线UV定向射出至表面F的至少一个反射器5。在此，所述至少一个辐照源2和所述至少一个反射器5安置在被抽真空的壳体6中，其中，至少该壳体6的对准表面F的壳体壁6.1由石英玻璃构成，因此形成了壳体6的用于使紫外射线UV向待辐照的表面F射出的出射面。装置1利用该形成出射面的壳体壁6.1有利地布置成与待辐照的表面F具有规定距离a。

在根据图2-4的在此所示的两个实施方式中，被抽真空的壳体6设计成被抽真空的石英玻璃管。备选地，也可以对于壳体6实现其它的几何形状和复合形状。尤其重要的是，壳体6被抽真空，也就是在壳体6中、即壳体6的内部空间中存在真空V、尤其是工程上/技术上的真空V，并且至少该壳体6的对准表面F的壳体壁6.1由石英玻璃构成，例如呈由石英玻璃构成的盖板形式，使得出射面保证紫外射线UV从壳体6向待辐照的表面F射出。

安置在被抽真空的壳体6中、即其被抽真空的内部空间中、在此处所示的例子中是安置在被抽真空的石英玻璃管中的至少一个反射器5有利地专门针对待辐照的表面F来设计并且实现所存在的、即由至少一个辐照源2发出的紫外射线UV、尤其是UV-C射线的规定散布。在其它实施例中，也可以设置多个这种反射器5并且安置在被抽真空的壳体6中。

反射器5或各相应反射器5例如由金属或金属合金构成，尤其由铝或铝合金构成。各相应反射器5例如包括自由形状面和/或复合反光镜和/或是定向的和/或呈弧形设计。

针对图2-4中所示的两个实施例示出了反射器5的示例性设计方案，其中，图3根据图2的剖切面III-III示出装置1的横截面图。在所示例子中，反射器5分别在壳体6的纵向上安置在壳体中，尤其延伸穿过壳体6的整个在纵向上自由的空间、尤其内部空间，并且如尤其在图3中可见地，尤其安置在壳体6的另一壳体壁6.2的区域中，例如与之贴靠布置，该另一壳体壁与对准表面F的壳体壁6.1相对置。

在在此所示的例子中，反射器5包括具有多个朝不同的方向倾斜的反光面的反射器主体5.1和多个从反射器主体5.1突出形成的具有倾斜的反光面的反射件5.2。

壳体6被如此壳封，即，保持形成在其中的真空V、尤其是工程真空V，即广义讲无法逸出。即，壳体6被流体密封地封闭。由此，尤其是气体、特别是周围空气无法从外界、尤其从外界环境进入壳体6。

在壳体6被设计成石英玻璃管的在此所示的例子中，这尤其涉及石英玻璃管的两个端侧端部。即，在这两个端侧端部处的开口被相应流体密封地封装。在根据图2和图3的实施方式中，呈石英玻璃管形式的壳体6为此在一个端侧端部具有封闭的端壁6.3并且在另一端侧端部设有封闭件7。在根据图4的实施方式中，在两个端侧端部分别设有这种封闭件7。

在根据图2和图3的实施方式中，装置1具有一个辐照源2，该辐照源被设计用于发射紫外射线UV、特别是UV-C射线。该辐照源2尤其设计成LED、尤其是UV-C-LED。辐照源2各安置在壳体6的两个端侧区域之一中，因此在所示例子中是在石英玻璃管的两个端侧端部区域之一中。

在根据图4的实施方式中，装置1具有两个辐照源2，其均设计用于发射紫外射线UV、尤其是UV-C射线。在这里，这些辐照源2也均尤其设计成LED、特别是UV-C-LED。在根据图4的实施方式中，这两个辐照源2分别安置在壳体6的两个端侧区域之一中，因此在所示例子中分别在石英玻璃管的两个端侧端部区域之一中。通过为装置1这样采用两个辐照源2，可以例如辐照一个较大的表面F，或者提高在较小的待辐照的表面F上的辐照功率。

根据图2和图3的装置1的实施方式的辐照源2以及还有根据图4的装置1的实施方式的各相应辐照源2被热耦合至冷却单元8、尤其是散热体，以便通过输出在装置1使用期间出现的废热来冷却辐照源2。另外，设有在此未示出的措施和/或装置，以用于控制、尤其补偿因所述至少一个辐照源2或所述两个辐照源2的废热而出现的可能有的压差。

尤其设计成散热体的各相应冷却单元8在在此所示的例子中安置在壳体6的端侧区域处，因而在所示例子中是安置在石英玻璃管的也安置有要被相应冷却单元8冷却的辐照源2的端侧端部区域处并且通过安装了该辐照源2的电路板3热耦合至待冷却的辐照源2。在此，用于给辐照源2供电的接线电触点9从外侧穿过呈散热体形式的冷却单元8而延伸到电路板3。

用于流体密封地封闭该壳体6的封闭件7例如设计成如下密封件，其布置在呈散热体形式的冷却单元8的突入壳体6中的区域与壳体6的内侧之间。因此，封闭件7与呈散热体形式的冷却单元8一起形成壳体6的流体密封的封闭。

各自呈散热体形式的冷却单元8在所示例子中还具有用于定位该装置1、尤其用于将该装置固定在相应使用位置上、例如车辆中的定位元件10。在其它实施例中，该定位元件10或多个定位元件10也可以安置在装置1的其它部位上。

通过依据图2-4中举例所示的两个实施方式所描述的解决方案，改善了紫外射线UV向待辐照的表面F上的散布。由此，与待辐照的表面F的尺寸相关地，例如一个或两个尤其设计成LED的辐照源2就已足够。

紫外射线UV的散布的改善如所述的那样是如此做到的，即，所述至少一个准确计算和设计的反射器5出于紫外射线UV更好散布之考虑而被嵌入在被抽真空的壳体6中，其中，该壳体6的对准表面F的由石英玻璃构成的壳体壁6.1形成壳体6的出射面。在所示例子中，所述至少一个反射器5被嵌入呈抽真空的石英玻璃管形式的壳体6中。

由于嵌入到被抽真空的壳体6中，获得紫外射线UV在被抽真空的壳体6的真空V中的损耗少的散布，而没有吸收、消光和/或散射。紫外射线UV的吸收、消光和/或散射因此只在离开被抽真空的壳体6、在此是被抽真空的石英玻璃管之后进行，即只在被抽真空的壳体6外进行。如果没有真空V、尤其是工程真空V，则吸收、消光和散射将会造成紫外射线UV的辐照强度的显著降低。这通过在此所述的解决方案来避免。

Claims

1.一种表面(F)辐照装置(1)，包括至少一个设计用于发射紫外射线(UV)、尤其是UV-C射线的辐照源(2)和至少一个用于将该紫外射线(UV)定向射出到表面(F)上的反射器(5)，

其特征是，所述至少一个辐照源(2)和所述至少一个反射器(5)安置在被抽真空的壳体(6)中，其中，至少该壳体(6)的对准表面(F)的壳体壁(6.1)由石英玻璃构成。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征是，所述至少一个辐照源(2)被设计成LED、尤其是UV-C-LED。

3.根据前述权利要求之一所述的装置(1)，其特征是，所述被抽真空的壳体(6)被设计成被抽真空的石英玻璃管。

4.根据前述权利要求之一所述的装置(1)，其特征是，所述至少一个辐照源(2)被热耦合至冷却单元(8)、尤其是散热体。

5.根据前述权利要求之一所述的装置(1)，其特征是，辐照源(2)安置在壳体(6)的端侧区域中。

6.根据前述权利要求之一所述的装置(1)，其特征是，设有两个设计用于发射紫外射线(UV)、尤其是UV-C射线的辐照源(2)。

7.根据权利要求6所述的装置(1)，其特征是，所述辐照源(2)各安置在壳体(6)的一个端侧区域中。

8.根据前述权利要求之一所述的装置(1)，其特征是，反射器(5)在壳体(6)的纵向上安置在该壳体中，尤其延伸穿过壳体(6)的整个在纵向上自由的空间并且尤其布置在壳体(6)的与对准表面(F)的壳体壁(6.1)相对置的另一壳体壁(6.2)的区域中。

9.根据前述权利要求之一所述的装置(1)，其特征是，壳体(6)以流体密封的方式被封闭。