CN114963084A - 用于环境中空气消毒的发光装置 - Google Patents
用于环境中空气消毒的发光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114963084A CN114963084A CN202210127685.0A CN202210127685A CN114963084A CN 114963084 A CN114963084 A CN 114963084A CN 202210127685 A CN202210127685 A CN 202210127685A CN 114963084 A CN114963084 A CN 114963084A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- uvc
- lighting device
- light source
- light
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 title description 14
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 64
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000016776 visual perception Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
- A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
- A61L9/18—Radiation
- A61L9/20—Ultraviolet radiation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
- F21S8/04—Lighting devices intended for fixed installation intended only for mounting on a ceiling or the like overhead structures
- F21S8/06—Lighting devices intended for fixed installation intended only for mounting on a ceiling or the like overhead structures by suspension
- F21S8/061—Lighting devices intended for fixed installation intended only for mounting on a ceiling or the like overhead structures by suspension with a non-rigid pendant, i.e. a cable, wire or chain
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V21/00—Supporting, suspending, or attaching arrangements for lighting devices; Hand grips
- F21V21/14—Adjustable mountings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
- F21V33/0064—Health, life-saving or fire-fighting equipment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/0025—Combination of two or more reflectors for a single light source
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/04—Optical design
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/04—Optical design
- F21V7/045—Optical design with spherical surface
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/04—Optical design
- F21V7/05—Optical design plane
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2209/00—Aspects relating to disinfection, sterilisation or deodorisation of air
- A61L2209/10—Apparatus features
- A61L2209/11—Apparatus for controlling air treatment
- A61L2209/111—Sensor means, e.g. motion, brightness, scent, contaminant sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2209/00—Aspects relating to disinfection, sterilisation or deodorisation of air
- A61L2209/10—Apparatus features
- A61L2209/12—Lighting means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2209/00—Aspects relating to disinfection, sterilisation or deodorisation of air
- A61L2209/10—Apparatus features
- A61L2209/15—Supporting means, e.g. stands, hooks, holes for hanging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
Abstract
本发明提供了一种用于对环境中的空气进行消毒的灯光装置。该照明装置(1)包括至少一个用于产生UVC光的UVC光源。该发光装置(1)进一步包括一个光束整形元件(4),用于将UVC光塑造成UVC光束,以及一个光束反射元件(5),用于基本完全捕获UVC光束。光束反射元件(5)连接在光束整形元件(4)的下游,其方式是在光束整形元件(4)和光束反射元件(5)之间有一个用于空气消毒的消毒空间(6),该空间可以自由进入空气,其中光束反射元件(5)进一步适合以受控方式辐射捕获的UVC光束。
Description
技术领域
本发明总体上涉及到发光装置。更具体地说,本发明涉及用于对环境中的空气进行消毒的照明装置。
背景技术
带有UVC或UV-C光源的光设备以产生短波紫外线而闻名,它能够摧毁病毒和细菌。用于这一目的的光源包括低压汞蒸气灯、准分子灯,特别是UVC LED(发光二极管)。在有人的地方广泛使用这种光源可以大大减少人类的感染风险。然而,UVC辐射对人体并不无害,会对人的眼睛和/或皮肤造成伤害。所谓的开放性光设备也是已知的,其中的UVC光被发射到环境中。为了不危及人类健康,这种发光装置必须在人们在场时关闭,这就需要在房间监控和控制发光装置方面付出额外的努力。此外,所谓的封闭式发光装置,实际上是无法接触到UVC辐射的,是已知的,其中空气在UVC照射下通过封闭的空气管道被引导。为了提高产量,经常使用高气压,这可能导致湍流,并在周围空气中搅动和传播危险的病菌。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于环境中空气消毒的照明装置,该装置能够在有人的情况下进行高效、安全的空气消毒。
为了解决这一任务,提出了一种用于环境中空气消毒的光照装置。该发光装置包括至少一个设计为UVC光源的第二光源,用于产生UVC光。至少一个第二光源尤其可以被设计成UVC发光元件、照明器、灯具和/或用于接收这种光源的装置。
发光装置进一步包括一个光束整形元件,用于将UVC光塑造成UVC光束,以及一个光束反射元件,用于基本上完全捕获UVC光束。光束反射元件位于光束整形元件的下游,以便在光束整形元件和光束反射元件之间提供用于空气消毒的消毒空间,并可自由进入空气,光束反射元件进一步适合于以受控方式发射检测的UVC光束。
光源原则上可以是任何类型的光源,例如壁灯、天花板灯、路灯、户外灯、落地灯或台灯。原则上,可见光源可以是任何类型的可见光源。特别是,可见光源可以是一个具有一个或多个LED或LED光引擎的LED光源。特别是,第一光源可以是一个用于照亮环境的照明光源。原则上,任何类型的环境都可以被视为一种环境。特别是,环境可以包括一个或多个封闭和/或至少部分开放的空间,以便进行照明。
UVC光源基本上可以是任何类型的UVC光源。特别是,UVC光源可以被设计成在100纳米到280纳米的波长范围内产生UVC光。特别是,UVC光源可以被设计成在220纳米和280纳米之间的波长范围内产生UVC辐射,这适合于通过破坏细菌和病毒的DNA或RNA而使其失效。例如,UVC光源可以包括一个UVC LED光引擎和/或一个低压放电灯。UVC光源可以包括UVCLED芯片和/或含有UVC LED的芯片级封装(CSP)。
光束塑造元件尤其可以设计成UVC光学元件,如反射器、反射器阵列、透镜和/或用于塑造UVC光束的透镜阵列。原则上,光束反射元件可以是任何适合捕获UVC光束并以受控方式辐射的反射元件,特别是通过反射和/或散射。
由于光束反射元件的基本完全检测和UVC光束的可控辐射,可以减少或避免排放到环境中的UVC辐射或UVC辐射对人的健康造成的伤害。特别是,发射到环境中的UVC强度可以降低到这样的程度,即即使有人在场,照明装置也可以操作。
在可以自由进出的消毒空间内,空气可以不断地自我更新,例如通过自然对流,这样空气也可以在消毒空间外,特别是在整个环境中得到消毒。
光束整形元件可以被设计成以预定的最大孔径角的光锥形式塑造UVC光束。最大孔径角在这里被理解为远场的光锥的最大孔径角,在离UVC光源的距离比UVC光源本身的几何尺寸大得多。特别是,最大孔径角的选择方式是,当光束整形元件和光束反射元件根据应用定位时,基本上整个UVC光束都被光束反射元件捕获。因此,最大孔径角也定义了一个交角,在这个交角上几乎没有明显的UVC辐射发生。通过限制光锥的孔径角,可以确保没有不受控制的UVC光辐射到环境中。
在一些实施方案中,光束反射元件被配置为捕获的紫外光的至少一部分反射到光束整形元件。因此,部分紫外线可以在去的路上--从光束成形元件到光束反射元件--和回来的路上--从光束反射元件到光束成形元件,都通过消毒空间。因此,发生了一种紫外线的循环利用,从而可以加强消毒室的消毒效果,而不使环境暴露在更多的UVC辐射中。
光束反射元件可以特别设计成凹面反射器的形式。由于光束反射元件的凹陷性,紫外线光束可以被束缚并反射到光束成形元件上,这样就可以避免或减少周围环境的紫外线照射。
特别是,光束反射元件可以是球面反射器的形式。借助于球形反射器,可以很容易地确保从光束反射元件反射回来的光线基本上被反射到光束成形元件上。例如,如果UVC光源或光束成形元件被定位为使UVC光基本上沿径向照射在球形反射器上,那么从光束反射元件反射回来的光也会在其原点上沿径向聚焦。光束反射元件和光束整形元件的尺寸或相对定位可以借助于简单的几何公式来完成。光束反射元件也可以具有抛物面反射器、自由曲面反射器和/或分段反射器的形状,并被设计成由光束反射元件反射的UVC以受控方式发射,特别是回射到光束塑造元件上。
该发光装置可以设计成吸顶式灯具或吊顶式灯具。特别是,照明装置可以设计成这样,即当照明装置安装时,消毒空间位于天花板附近或离地面一定高度以上。在一些实施方案中,照明装置被设计成当照明装置被安装时,消毒空间位于离地面至少2米的高度。消毒空间的高定位尤其可以确保人们不会直接看向UVC光源,也不会无意中用身体部位进入消毒空间。
该照明装置可以设计成当照明装置安装时,UVC光源向房间天花板的方向辐射。特别是,UVC光源可以被设计成在安装时不能被人直接看到。例如,光源的设计可以使其安装在离地面2米的房间高度。安装高度可以确保人们不能从上面直接看到消毒量或UVC光束。
例如,光束反射元件可以安装在天花板附近,由此,包括UVC光源和光束塑造元件的第一光源可以通过紧固件或紧固机构的紧固电缆悬挂在天花板上。安装机构可以进一步是一个高度可调整的安装机构,使安装高度易于调整。例如,在天花板很高的房间里,可以调整更大的安装高度或光束整形元件和光束反射元件之间的距离。光束成型元件和光束反射元件之间的距离越大,消毒量就越大,这样就可以在同一时间对更多的空气进行消毒。
在一些实施例中,该发光装置包括用于控制UVC光源的控制电子装置和具有一个或多个传感器的传感器系统,用于提供电流传感器信息,其中控制电子装置被配置为根据传感器系统提供的电流传感器信息控制UVC光源。因此,配备了控制电子设备和传感器的发光装置可以根据情况进行控制。
在一些实施方案中,传感器系统包括一个安全传感器,用于提供安全相关的传感器信息,其中控制电子装置被配置为根据安全相关的传感器信息来控制UVC光源。
传感器系统尤其可以包括用于检测消毒空间内存在的存在传感器,据此,如果传感器信息表明消毒空间内存在物体或异物,控制电子装置可以被设计为关闭UVC光源。
存在传感器可以被设计成热释电或PIR传感器、雷达传感器、飞行时间或ToF传感器或类似的。
物体检测传感器可以支持发光装置的安全使用,并在必要时向控制电子装置发送信号以关闭UVC光源,例如在消毒容积内有人体部位的情况下。例如,在维修工作或未经授权的处理灯光设备时,可能会出现这种情况。
该传感器系统可以包括一个用于检测UVC辐射的UVC传感器。特别是,UVC传感器可以被设计成检测消毒室中的UVC辐射。例如,UVC传感器可以安装在消毒室内。UVC传感器可进一步被设计为测量消毒空间内的UVC辐射强度,并将代表UVC辐射强度的测量信号传输给控制电子装置。例如,消毒体积中的低强度UVC辐射可以作为UVC光束反射不良、光束反射元件缺失、缺陷或安装不正确的标志。控制电子装置可以被配置为在这种情况下关闭UVC光源,以避免发光装置的故障或UVC光的失控发射。UVC传感器还可以在早期阶段检测到UVC光源的减弱或退化,如有必要,显示更换UVC光源的建议。
传感器系统还可以包括一个或多个存在传感器,用于检测周围环境或被照亮的房间中的人员,并将当前的存在信息传输给控制电子装置。存在传感器可以特别朝下,指向可能存在的人员区域。例如,可以根据PIR传感器检测到的移动情况或通过雷达传感器计数来确定人员的存在或存在的程度。控制电子装置可以被设计成根据当前人的存在信息来控制发光装置。因此,在控制发光装置时,可以考虑到被照亮的房间里有人员存在。控制电子装置可被配置为在检测到一个或多个人员存在时激活UVC光源,以便通过对空气进行消毒来保护在场人员。控制电子装置也可以被配置成在有人在场时节制UVC辐射的总强度,以便在必要时降低散射到环境中的UVC光强度。
该传感器系统可以包括一个空气质量传感器,用于检测一个或多个空气质量参数,并将当前的空气质量信息传输给控制电子装置,其中控制电子装置被配置为根据当前的空气质量信息控制发光装置。
空气质量传感器,特别是测量VOC(挥发性有机成分)、CO2和/或湿度的传感器,可以测量房间里的空气质量,并能够得出关于房间里的人数的结论。从空气质量和/或人数上,可以进一步得出房间里可能存在的病毒或细菌数量。可以对控制电子装置进行配置或编程,以确定消毒所需的UVC辐射的强度或持续时间。通过检查空气质量,可以优化消毒容积中的UVC辐射强度和UVC光源的能耗。
在一些实施方案中,发光装置包括一个产生可见光的光源,用于形成一束可见光,特别是彩色或单色光,基本上与UVC光束重叠在一起。通过将可见光束与UVC光束重叠或耦合,可以实现特别是UVC光源的操作可以被视觉识别。UVC光束或UVC光锥的可视化可以作为可视化光锥中存在危险UVC的指示。例如,向房间天花板辐射的视觉光源与UVC光源相结合,为UVC光源的运作提供了直观的视觉确认。此外,与UVC光源耦合的可见光锥显示了UVC辐射到达或未到达的地方,这可以作为例如照明装置正确或不正确安装的指示。一个安装不正确的发光装置,例如,如果UVC光源和光束反射元件之间的距离太大,就很容易被识别出来,例如,通过光束反射元件旁边的天花板元件上的彩色灯光。
在一个实施方案中,UVC光源包括UVC LED模具和/或芯片级封装(CSP)。UVC LED芯片或CSD可与LED芯片或CSP(如蓝色、绿色或红色)混合,在PCB上产生可见光,从而形成板上芯片或CSP光引擎。这种技术安排使耦合的视觉光源和UVC光束在同一方向上辐射,并在远场形成基本重叠的光锥或照明模式。
在一些实施方案中,该照明装置包括至少一个进一步的光源或额外的光源,用于产生可见光。额外的光源尤其可以被设计成一般照明的光源。额外的光源尤其可以设计成独立于或独立于UVC光源的发光部件、照明器、灯具和/或容纳这种光源的装置。在一些实施方案中,辅助光源的形式是天花板灯或吊灯。在一些实施方案中,UVC光源和辅助光源被安置在一个共同的外壳中,或在一个共同的灯具主体中。
附图说明
现在借助附图对本发明进行更详细的解释。图中相同的附图标记用于相同或类似作用的部件。
图1示意性地示出了根据一个实施例的照明装置。
图2示意性地示出了根据另一个例子的照明装置。
图3示出了根据一个实施方案的UVC光源中的LED布置。
图4示出了根据另一个实施方案的UVC光源中的LED布置,以及
图5示出了根据另一个实施方案的UVC光源中的LED布置。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据一个例子的照明装置。该照明装置1包括一个用于产生可见光的第一光源2和一个用于产生UVC光的第二光源3。发光装置1还包括一个光束整形元件4和一个光束反射元件5。在光束整形元件4和光束反射元件5之间有一个消毒空间6,可以从外面自由进入。
在所示的实施方案中,第一光源2被设计成一个悬挂式灯具或吊挂式灯具,它被安装在房间的天花板7或天花板上。为了说明发光装置1在房间里的定位,地板8和房间里的人被象征性地显示出来。
发光装置1还包括一个高度可调的安装机构9,它允许第一光源2、第二光源3和光束成形元件4的安装高度相对于地板8或天花板7进行调整。光束反射元件5被安置在靠近天花板7的地方。紧固机构9包括紧固绳索,光源或光束反射元件5的高度定位可沿此进行。
光束塑造元件4和光束反射元件5的定位和协调方式是,由光束塑造元件4塑造的UVC光束基本上完全被光束反射元件5捕获。UVC光的光束路径通过示例性的光束来阐明,这些光束以箭头的形式从第一光源2指向光束反射元件5。
一些UVC线首先到达光束成形元件4的内表面,然后才是光束反射元件5。另一方面,一些UVC线到达光束反射元件5时,没有首先与光束成形元件4的内表面接触。这些UVC射线的总和形成了UVC光锥,该光锥在光束整形元件4和光束反射元件5之间延伸。在一些实施方案中,UVC光源或光束成形元件4被配置成这样,即所有的UVC射线在离开光束成形元件4的反射器之前都入射到光束成形元件上。这样,即使在发光装置1安装错误的情况下,也可以避免UVC辐射对物体或人的直接照射。可见光的光束路径由指向下方的箭头来说明。在这个例子中,第一光源被设计为通过一个较低的照明表面向下发射可见光。
在所示的实施方案中,发光装置1包括用于提供安全相关的传感器信息的安全传感器10和用于提供活动相关的传感器信息的活动传感器11。传感器提供的信息可以由控制电子设备的评估单元(未显示)进行评估。控制电子设备尤其可以被设计成根据传感器检测到的信息,通过相应的驱动电子设备(未显示)来控制发光装置1。在本实施例中,安全传感器10被设计成存在传感器,它被连接到光束反射元件5和第一光源2上。存在传感器被设计用来检测UVC光源和光束反射元件5之间是否存在物体或人体部分。控制电子装置可以被配置为,一旦传感器信息表明消毒空间内有物体或异物存在,就立即关闭UVC光源。根据不同的实施方案,传感器的数量和排列可能会发生变化。在一些实施方案中,发光装置1包括一个UVC传感器,该传感器在功能上与控制电子装置连接,并被设计用来检测消毒空间6中的UVC光束强度。在一些实施方案中,UVC传感器被安装在光束反射元件5面向光束整形元件4的一侧。
在本实施例中,光束整形元件4被设计成一个反射器,用于塑造具有最大开口角的UVC光束或UVC光锥。最大孔径角可以特别选择,以便当光束整形元件4和光束反射元件5根据应用定位时,基本上整个UVC光束被光束反射元件5捕获。通过将光锥的开放角度限制在最大的开放角度,可以确保没有不受控制的UVC光通过天花板7辐射到周围环境。
消毒空间6的形状和尺寸由光束整形元件4和光束反射元件5之间的UVC光束或初级UVC光的光锥定义。在所示的实施例中,消毒空间的高度约为1米,直径约为1.2米,这与光束反射元件5的直径大致相符。因此,消毒空间6的体积或消毒量约为0.38m3。
光束反射元件5可以被设计成至少捕获的UVC光束的一部分反射到光束整形元件。这种类型的UVC光回收可以有助于提高消毒室6中的消毒效果,或者有助于发光装置1的节能运行。由于UVC光在光束整形元件4上的反向反射,在消毒室6中可以实现相同强度的UVC光,而UVC光源的功率消耗较低。
根据实施例的不同,光束反射元件5可以有不同的表面特性或反射和散射特性。在一些实施方案中,光束反射元件5有一个镜面反射表面。由于镜面反射,从光束反射元件5发出的UVC光可以被精确控制。在一些实施方案中,来自光束反射元件5的一部分光被散射到环境中,特别是漫射。图1中的虚线箭头象征性地表示了UVC光向环境的扩散散射。
可以选择光束成形元件5的反射或散射特性或UVC光的强度,以便使被照亮的空间中的人不会暴露在危险剂量的辐射中。特别是,这些参数的选择可以确保从光束整形元件反射的UVC光太弱,不会危及环境中人的安全存在,和/或被反射回光束整形元件4,特别是用于UVC光回收。最大孔径角或交叉角以及UVC光源2和光束反射元件2之间的距离可以特别选择,以便使从光束整形元件4出来的UVC光几乎100%,特别是90%以上或95%以上到达光束反射元件5。最大开口角θ可以在10°和45°之间,特别是25°和45°之间。
图2示意性地示出了根据另一个实施方案的照明装置。在这个实施方案中,光束反射元件5是以曲率半径为r的球面反射器的形式进行镜面反射的。UVC光源基本上被安排在球形反射器的几何中心。光束整形元件4的形式是一个基本为锥形或漏斗形的反射器。原则上,光束整形元件4也可以设计成一个透镜光学元件。
光束反射元件5有一个直径D和一个深度y。图2还显示了UVC光锥的最大开口角θ,这是由光束整形元件决定的。正如图2所示,球形的几何形状大大简化了单个部件的设计和尺寸。特别是,元件的尺寸可以根据可用的房间高度或根据光束反射元件5的指定尺寸,借助于简单的几何公式来进行。例如,如果球面反射器的高度或半径r和光束整形元件4的最大孔径角θ被指定,光束反射元件5的最小直径可以通过公式以简单方式确定d=2r*sin30°从中也可以得出光束反射元件5的最小深度y。在光束成形元件4的交角为30°,半径为1米的情况下,光束反射元件5的最小直径为1米。那么,光束反射元件5的最小深度y=(1-cos30°)=0.14米。
在一个实施方案中,光束反射元件5有一个半径为1米的基本镜面反射的球形反射面,其中光束整形元件4的孔径角为45°。在这种情况下,光束反射元件5的最小直径是d=2r*sin 45°=1.41米。然后,光束反射元件5的深度y=(1-cos 45°)=0.29米。
光束反射元件5的直径尤其可以选择大于确定的最小直径,特别是由于任何不确定性或公差而保留。特别是,可以选择光束反射元件5的直径d,以便满足以下条件:2r*sinθ<d<4r*sinθ。
第二光源3或UVC光源与光束反射元件5之间的距离d可以选择为1/2r<d<3/2r。在UVC光源和光束反射元件5之间的这样一个距离,由光束反射元件5反射的部分UVC光可以被第一光源和/或第二光源3所捕获。
UVC光源基本上可以是圆形的,特别是平面的,这意味着光束整形元件4或光束反射元件5可以是圆柱形或球形的。在一些实施方案中,UVC光源是以线性光源的形式存在。在这种情况下,光束整形元件4可以具有沿UVC光源的线性形状和垂直于UVC光源的弯曲形状。然后,上面讨论的参数d、r和θ可以在垂直于UVC光源的平面内相应地应用。
图3示出了根据一个实施例的UVC光源中的LED布置。在本实施例中,UVC光源3被设计成一个LED模块,包括一些UVC-LED 20和一些彩色LED 21。LED 20和21被安装在印刷电路板23上的圆形安装区域22内。在本实施例中,UVC LED20和彩色LED21交替排列在密集的行中。在本实施例中,UVC LEDs 20和彩色LEDs 21的数量是相同的。由于UVC LED和彩色LED20的密集排列,UVC LED产生的UVC光和彩色LED 21产生的光可以通过同一光束整形光学器件或光束整形元件形成一个光束。印刷电路板23的安装区域22作为一个发光表面或平面光源,同时产生UVC光和可见光,特别是基本上是单色光。通过使用相同的光束整形光学器件,可以使UVC光束和可见光束,特别是在远场,基本上是重叠的。使用单色光可以帮助提高即使在光线充足的房间里也能感受到UVC光源的光芒的视觉感受性。
图4示出了根据另一个实施方案的UVC光源中的LED布置。图4的LED排列与图3的LED排列基本相同,在这种情况下,UVC LED20和彩色LED21以棋盘式的方式排列。棋盘式布置特别适合于不同类型的LED 20、21产生的光线的均匀混合,因此,相应的光锥的重叠已经可以通过简单的光束整形光学器件来改善。
图5示出了根据另一个实施方案的UVC光源中的LED布置。图5的LED布置基本上对应于图3和图4的LED布置,在电路板23上安装的彩色LED21总体上比UVC LED 20少。这个实施例特别要说明的是,UVC光和彩色光的比例可以根据实施例的不同而变化。特别是,UVCLED的数量和/或物理尺寸可能与彩色LED的数量和/或物理尺寸不同。
因此,上述照明装置代表了一种用于空气消毒的安全照明装置,它能够安全、可靠地对周围地区的空气进行消毒,而不考虑天花板的特性或被照亮的房间内的其他材料。特别是,即使没有门禁、电源管理或类似的外部传感器,也能保证在场人员的安全。在场的人要么根本没有暴露在UVC辐射下,要么,如果他们暴露在UVC辐射下,也只是暴露在良好控制的、无害的剂量下,特别是可以通过光束反射元件的性质来精确定义。
通过传感器系统,第一光源和光束反射元件之间的有限空间也可以以简单的方式进行监测,例如,检测物体或身体部位的意外存在,并在必要时使控制电子装置关闭UVC光源。一个或多个活动传感器可以帮助确定足够的UVC光剂量,以便在必要时调低UVC光源,从而节约能源并延长发光装置的寿命。
该照明装置还提供了一个体积较大的消毒空间,该空间暴露在UVC辐射下进行消毒。特别是,由于开放的结构和自然的空气对流,进一步的空气团,特别是来自整个环境的空气团,也可以被消毒。上述的循环效应也使高能效的空气消毒成为可能。
尽管在前面的描述中已经示出了至少一个示例性的实施方案,但可以进行各种改变和修改。上述实施方案只是例子,并不打算以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反,上述描述为本领域技术人员提供了实现至少一个示范性实施方案的计划,其中在示范性实施方案中描述的元素的功能和安排的许多变化可以在不脱离所附权利要求及其法律等同物的保护范围的情况下进行。此外,根据本文所述的原则,几个模块或几个产品也可以相互连接,以获得进一步的功能。
附图标记清单
1 照明装置
2 光源
3 UVC光源
4 光束整形元件
5 辐射性反射元件
6 消毒室
7 天花板
8 地板
9 紧固机制
10 安全传感器
11 活动传感器
20 UVC LED
21 种颜色的LED
22 集合区
23 印制电路板
D 光束反射元件的直径
R 光束反射元件的曲率半径
Y 光束反射元件的深度
Θ 最大开口角
Claims (16)
1.一种用于对环境中的空气进行消毒的照明装置,包括:
-至少一个用于产生UVC光的UVC光源;
-一个光束整形元件(4),用于将UVC光整形为UVC光束,以及
-一个光束反射元件(5),用于基本上完全捕获UVC光束,其中光束反射元件(5)连接在光束整形元件(4)的下游,以便在光束整形元件(4)和光束反射元件(5)之间形成一个可自由进入的用于空气消毒的消毒空间(6),并且其中光束反射元件(5)被进一步设计为以受控方式发射捕获的UVC光束。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中光束整形元件(4)被设计为以预定的最大孔径角θ的光锥形式塑造UVC光束。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中光束反射元件(5)适于将捕获的UVC光束的至少一部分反射到光束整形元件(4)。
4.根据权利要求3所述的发光装置,其中光束反射元件(5)是凹面反射器的形式。
5.根据权利要求4所述的发光装置,其中光束反射元件(5)是球形反射器的形式。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置,其中光束反射元件(5)具有一个主要的镜面反射表面。
7.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中该发光装置(1)被设计为天花板灯具或吊灯。
8.根据权利要求7的照明装置,其中照明装置被设计成当照明装置(1)被安装时,UVC光源向房间天花板的方向辐射。
9.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中发光装置(1)包括用于控制UVC光源的控制电子装置以及具有一个或多个传感器(10,11)的传感器系统,用于提供电流传感器信息,并且其中控制电子装置被配置为基于由传感器系统提供的电流传感器信息来控制UVC光源。
10.根据权利要求9所述的发光装置,其中传感器系统包括用于提供安全相关传感器信息的安全传感器,并且其中控制电子装置被设计为根据安全相关传感器信息控制UVC光源(3)。
11.根据权利要求10所述的发光装置,其中传感器装置包括用于检测消毒空间内存在的存在传感器,并且其中控制电子装置适于在传感器信息表明消毒空间内存在物体或异物时关闭UVC光源(3)。
12.根据权利要求9至11中的任何一项所述的发光装置,其中传感器装置包括一个用于捕获UVC辐射的UVC传感器。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的发光装置,其中,传感器系统包括一个用于检测环境中的人员并将当前人员存在信息传输给控制电子装置的人员存在传感器,以及其中,控制电子装置被设计为根据人员存在信息控制发光装置。
14.根据权利要求9至13中任一项的发光装置,其中传感器系统包括空气质量传感器,用于检测一个或多个空气质量参数并将当前的空气质量信息传输给控制电子装置,并且其中控制电子装置被设计为基于当前的空气质量信息控制发光装置(1)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置,其中照明装置(1)进一步包括一个可见光生成光源,用于形成与UVC光束基本重叠的可见光束。
16.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置,其中照明装置(1)包括至少一个用于产生可见光的进一步的光源(2)。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021103961.4A DE102021103961A1 (de) | 2021-02-19 | 2021-02-19 | Leuchtvorrichtung zur Luftdesinfektion in einer Umgebung |
DE102021103961.4 | 2021-02-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114963084A true CN114963084A (zh) | 2022-08-30 |
Family
ID=82702260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210127685.0A Pending CN114963084A (zh) | 2021-02-19 | 2022-02-11 | 用于环境中空气消毒的发光装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220265889A1 (zh) |
CN (1) | CN114963084A (zh) |
DE (1) | DE102021103961A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11724000B1 (en) * | 2021-04-01 | 2023-08-15 | George Erik McMillan | UV-C upper air purifier with down lighting combined fixture |
DE102022123220A1 (de) | 2022-09-12 | 2024-03-14 | Osram Gmbh | Optische vorrichtung für die desinfektion oberer luftschichten in einem raum |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61171935U (zh) * | 1985-04-13 | 1986-10-25 | ||
JP2004319323A (ja) * | 2003-04-17 | 2004-11-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 殺菌灯器具 |
JP2007232323A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 天井扇 |
CN201265801Y (zh) * | 2008-05-26 | 2009-07-01 | 金益世股份有限公司 | 杀菌照明装置 |
CN201575415U (zh) * | 2009-12-04 | 2010-09-08 | 鹏庄实业有限公司 | Uvc紫外线杀菌装置 |
JP2018007804A (ja) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | 株式会社トクヤマ | キャビン内空気清浄装置 |
KR101939355B1 (ko) * | 2018-05-08 | 2019-01-16 | 미미라이팅주식회사 | 가시광 살균기능 겸용 led 조명등기구 |
CN111265706A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-12 | 西安交通大学 | 针对空间上层空气杀菌的人机共存的紫外led辐照系统 |
CN111282012A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-16 | 西安交通大学 | 针对空间上层空气杀菌的人机共存的紫外灯管辐照系统 |
WO2020242227A1 (ko) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 서울바이오시스 주식회사 | 광 조사 장치 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH275276A (de) | 1949-09-03 | 1951-05-15 | Braegger Walter | Germicidallampe. |
FR2579079B1 (fr) | 1985-03-21 | 1990-01-26 | Lumpp Christian | Dispositif de sterilisation par rayonnement ultraviolet et son utilisation pour la conservation de matieres biologiques |
KR20130123370A (ko) * | 2010-07-12 | 2013-11-12 | 노드슨 코포레이션 | 자외선 램프 시스템 및 방출된 자외선 광을 제어하기 위한 방법 |
DE102012022326A1 (de) | 2012-11-15 | 2014-05-15 | Schott Ag | Kompaktes UV-Desinfektionssystem mit hoher Homogenität des Strahlungsfelds |
DE202013000808U1 (de) | 2013-01-28 | 2013-03-07 | PURION GmbH | Ultraviolett-Abstrahlvorrichtung |
DE202020001649U1 (de) | 2020-04-21 | 2020-05-22 | Thorsten Knierim | UV-Licht-Desinfektionsvorrichtung |
US20220008595A1 (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | Sood, Seth, Khatri & Chaudhary Llc | Ultraviolet pathogen disinfection system |
-
2021
- 2021-02-19 DE DE102021103961.4A patent/DE102021103961A1/de active Pending
-
2022
- 2022-02-11 CN CN202210127685.0A patent/CN114963084A/zh active Pending
- 2022-02-15 US US17/671,684 patent/US20220265889A1/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61171935U (zh) * | 1985-04-13 | 1986-10-25 | ||
JP2004319323A (ja) * | 2003-04-17 | 2004-11-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 殺菌灯器具 |
JP2007232323A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 天井扇 |
CN201265801Y (zh) * | 2008-05-26 | 2009-07-01 | 金益世股份有限公司 | 杀菌照明装置 |
CN201575415U (zh) * | 2009-12-04 | 2010-09-08 | 鹏庄实业有限公司 | Uvc紫外线杀菌装置 |
JP2018007804A (ja) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | 株式会社トクヤマ | キャビン内空気清浄装置 |
KR101939355B1 (ko) * | 2018-05-08 | 2019-01-16 | 미미라이팅주식회사 | 가시광 살균기능 겸용 led 조명등기구 |
WO2020242227A1 (ko) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 서울바이오시스 주식회사 | 광 조사 장치 |
CN111265706A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-12 | 西安交通大学 | 针对空间上层空气杀菌的人机共存的紫外led辐照系统 |
CN111282012A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-16 | 西安交通大学 | 针对空间上层空气杀菌的人机共存的紫外灯管辐照系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220265889A1 (en) | 2022-08-25 |
DE102021103961A1 (de) | 2022-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220265889A1 (en) | Lighting device for disinfecting air in an environment | |
RU2615494C2 (ru) | Светильник | |
FI126595B (fi) | Leikkaussalin valaisinjärjestely | |
US20110238138A1 (en) | Hair growth device | |
JP2006231007A (ja) | 紫外線水平照射型空気殺菌装置とその方法 | |
CN107388073A (zh) | 转换器装置的损坏的探测 | |
JP2023532625A (ja) | 室内空気での病原体の蔓延を防止または最小化するための壁状の放射線場を有する照明器具およびシステム | |
JP2017033795A (ja) | 空気清浄機能を有する照明装置 | |
WO2022157193A1 (en) | Adaptive disinfecting lighting device with improved safety | |
JP6905656B1 (ja) | 照明装置 | |
US20240181113A1 (en) | A germicidal light emitting device | |
KR20230136592A (ko) | 항공기 소독 장치 | |
JP7362971B1 (ja) | 多機能照明器具 | |
KR102532268B1 (ko) | 자외선 소독 장치 및 그 제어 방법 | |
US20240082441A1 (en) | A light emitting system for disinfecting a target area | |
JP2022029846A (ja) | 近紫外線照射機能を備えた照明装置 | |
JP7208574B2 (ja) | 紫外線放出装置、および空気処理装置 | |
US20240077221A1 (en) | Assembly and method for operating luminaires which emit uv radiation with increased safety | |
US20230241265A1 (en) | Sterilization device | |
KR20220013156A (ko) | 항균조명 led 등기구 | |
WO2023161108A1 (en) | Hybrid uv-white light source | |
JP2023124498A (ja) | 菌又はウイルスの不活化装置 | |
JP2023031344A (ja) | 紫外光照射装置 | |
TWM626438U (zh) | 吸頂式消毒裝置 | |
TWM605993U (zh) | 紫外光殺菌裝置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |