DE102018125596A1

DE102018125596A1 - Device and method for sterilizing a gas or gas mixture with UVC radiation

Info

Publication number: DE102018125596A1
Application number: DE102018125596.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: BIOCLIMATIC GMBH, GESELLSCHAFT FUER LUFTENTKEI, DE
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2020-04-16

Abstract

Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zur Entkeimung eines Gases oder Gasgemisches mit UVC-Strahlung, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse hat, das zur Bestrahlung des Gases oder Gasgemisches eingerichtet ist und wenigstens eine Eintrittsöffnung und wenigstens eine Austrittsöffnung hat. In dem Gehäuse ist mindestens ein UVC-Strahler angeordnet und mindestens der Teil des Gehäuses, der der UVC-Strahlung ausgesetzt ist, besteht aus Aluminium oder ist mit Aluminium beschichtet. In einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zur Entkeimung eines Gases oder Gasgemisches mit UVC-Strahlung bereitgestellt, indem das Gas oder Gasgemisch durch das Gehäuse in Längsrichtung zu wenigstens einem in dem Gehäuse angeordneten UVC-Strahler geleitet wird.In a first aspect, the invention relates to a device for sterilizing a gas or gas mixture with UVC radiation, the device having a housing which is set up for irradiating the gas or gas mixture and has at least one inlet opening and at least one outlet opening. At least one UVC emitter is arranged in the housing and at least the part of the housing which is exposed to UVC radiation is made of aluminum or is coated with aluminum. In a second aspect, a method for disinfecting a gas or gas mixture with UVC radiation is provided in that the gas or gas mixture is passed through the housing in the longitudinal direction to at least one UVC emitter arranged in the housing.

Description

Stand der TechnikState of the art

An öffentlichen Orten, in Krankenhäusern und Einrichtungen, in denen zahlreiche Menschen zusammenkommen, aber auch im privaten Bereich kann die Luft mit Keimen, wie Bakterien und Viren, so belastet sein, dass diese laufend entkeimt werden sollte.In public places, in hospitals and facilities where a large number of people come together, but also in private areas, the air can be so contaminated with germs such as bacteria and viruses that it should be continuously disinfected.

Es ist bekannt, dass manche Bakterien und Viren mit UVC-Strahlung abgetötet werden können. Über den Zusammenhang zwischen Strahlungsdauer oder -intensität und -wirksamkeit gibt es Untersuchungen. Es wird vermutet, dass die Wirkung der UVC-Strahlung darauf beruht, dass Nukleinsäuren der Mikroorganismen geschädigt werden, so dass diese sich nicht weiter replizieren können und absterben oder gänzlich zerstört werden.It is known that some bacteria and viruses can be killed with UVC radiation. There are studies on the relationship between radiation duration or intensity and effectiveness. It is believed that the effect of UVC radiation is based on the fact that nucleic acids of the microorganisms are damaged, so that they cannot replicate further and die or are completely destroyed.

Für jede technische Entkeimung ist es erforderlich, dass die keimtötende Wirkung reproduzierbar, das heißt zuverlässig ist, und sich mit großer Sicherheit auf möglichst alle Typen von Bakterien und Viren erstreckt.For every technical disinfection it is necessary that the germicidal effect is reproducible, that is reliable, and that it extends with great certainty to all types of bacteria and viruses.

Aus der DE 10 2005 003 923 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entkeimen von Raumluft bekannt. Diese Vorrichtung dient beim Abbau gasförmiger Kohlenwasserstoff-Emission zum Entkeimen von in einem Luftleitkanal geführter Raumluft. Bei einer derartigen Vorrichtung ist in einem ersten Abschnitt des Luftleitkanals eine UV-Einheit zur Bestrahlung der Raumluft mit UV-Strahlung, in einem sich anschließenden zweiten Abschnitt ein Katalysator zum Abbau des von der UV-Einheit produzierten Ozons und in einem sich anschließenden dritten Abschnitt eine Ionisationseinheit zur Ionisation der Raumluft vorgesehen. Darüber hinaus ist bei einer Vorrichtung zum Entkeimen von in einem Luftleitkanal geführter Raumluft zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein Filter für Mikroorganismen vorgesehen. Die beschriebene UV-Einheit kann reflektierende Oberflächen, insbesondere Oberflächen mit einer Beschichtung zur Erzielung einer photokatalytischen Wirkung, aufweisen, die sich zwischen den UV-Röhren sowie an den Seitenwänden des Gehäuses befinden und die Wirkung der UV-Strahlung verstärken.From the DE 10 2005 003 923 A1 a device and a method for disinfecting room air is known. This device is used in the breakdown of gaseous hydrocarbon emissions for the disinfection of room air conducted in an air duct. In the case of such a device, a UV unit for irradiating the ambient air with UV radiation is in a first section of the air guide duct, a catalyst for decomposing the ozone produced by the UV unit in a subsequent second section and one in a subsequent third section Ionization unit provided for ionization of the room air. In addition, a filter for microorganisms is provided in a device for the disinfection of room air conducted in an air duct between the first section and the second section. The UV unit described can have reflecting surfaces, in particular surfaces with a coating to achieve a photocatalytic effect, which are located between the UV tubes and on the side walls of the housing and increase the effect of the UV radiation.

Außerdem ist in der US 2013/0323128 A1 ein Photoreaktor mit zwei Lichtquellen beschrieben. Dieser kann genutzt werden, um Luft, Wasser oder andere Fluide von toxischen Organismen zu befreien. Eine Lichtquelle aktiviert die katalytische Funktion eines Halbleitermaterials und eine zweite Lichtquelle sterilisiert das durchgeführte Medium. Es werden bevorzugt LED Lichtquellen in einem Wellenlängenbereich von 265-285 nm und 370-385 nm verwendet. Alternativ können Quecksilberlampen mit einer Emission bei ungefähr 254 nm und/oder 365 nm einzeln oder in Kombination mit LED Lichtquellen benutzt werden.In addition, in the US 2013/0323128 A1 described a photoreactor with two light sources. This can be used to free air, water or other fluids from toxic organisms. A light source activates the catalytic function of a semiconductor material and a second light source sterilizes the medium. LED light sources in a wavelength range of 265-285 nm and 370-385 nm are preferably used. Alternatively, mercury lamps with an emission at approximately 254 nm and / or 365 nm can be used individually or in combination with LED light sources.

Ein weiteres Umluft-Standgerät ist aus der US 5,616,172 A bekannt. Die Luft wird von unten in das turmartige Gerät eingezogen und nach oben abgeführt. Die UV-Strahler sind lotrecht, also längs zur Strömungsrichtung angeordnet. Stromaufwärts von diesen befindet sich ein Vorfilter, der unter anderem verhindert, dass Feststoffpartikel in das Gerät gelangen, zum Beispiel durch Rauch, die sich auf den Strahlern absetzen und deren Leistung vermindern können. Aufgrund der laminaren Strömung durch den UV-Behandlungsraum werden verschiedene Bereiche der Luftströmung unterschiedlich intensiv erfasst. Ein hierzu ähnliches Gerät ist auch in der US 4,210,429 offenbart.Another air recirculation stand unit is from the US 5,616,172 A known. The air is drawn into the tower-like device from below and discharged upwards. The UV lamps are arranged perpendicular to the direction of flow. Upstream of this there is a pre-filter, which, among other things, prevents solid particles from getting into the device, for example through smoke, which can settle on the radiators and reduce their performance. Due to the laminar flow through the UV treatment room, different areas of the air flow are detected at different intensities. A similar device is also in the US 4,210,429 disclosed.

In der EP 2455 678 A2 ist ein Verfahren zur Entkeimung von Luft beschrieben, bei welchem die potentiell mit pathogenen Keimen beladene Luft mit UV-Licht bestrahlt wird. Dafür wird der Luftstrom innerhalb einer Behandlungskammer eines Gerätes quer zur Längsachse eines stabförmigen UVC-Strahlers durch einen angrenzend an die Oberfläche des Strahlers ausgebildeten Spalt hindurchgeführt. Ferner ist eine Vorrichtung offenbart, die zusätzlich zu einem UVC-Strahler unter anderem Mittel zum Fördern der zu entkeimenden Luft durch den Behandlungsraum beinhaltet. Ein solches Mittel kann ein Ventilator oder ein Lüfter sein.In the EP 2455 678 A2 describes a process for the disinfection of air, in which the air potentially contaminated with pathogenic germs is irradiated with UV light. For this purpose, the air flow within a treatment chamber of a device is passed transversely to the longitudinal axis of a rod-shaped UVC lamp through a gap formed adjacent to the surface of the lamp. Furthermore, a device is disclosed which, in addition to a UVC emitter, includes, among other things, means for conveying the air to be sterilized through the treatment room. Such a means can be a fan or a fan.

Ein entscheidender Nachteil derzeitiger Vorrichtungen zur Entkeimung von Gasen oder Gasgemischen, insbesondere Luft, ist, dass die Oberflächen der Vorrichtung, die der UV-Strahlung ausgesetzt sind, dauerhaft mit dieser UV-Strahlung belastet werden. Eine Folge dessen ist z.B. eine teilweise Korrosion der Oberfläche, wodurch die reflektierenden Eigenschaften der Oberfläche vermindert werden und die Wirkung der UV-Strahlung deutlich reduziert wird. Dieser Prozess tritt insbesondere bei Oberflächen aus Edelstahl auf, wodurch die Betriebsdauer der Vorrichtung wesentlich abnimmt und die Effektivität der Entkeimung verschlechtert ist. A decisive disadvantage of current devices for disinfecting gases or gas mixtures, in particular air, is that the surfaces of the device which are exposed to UV radiation are permanently exposed to this UV radiation. One consequence of this is, for example, partial corrosion of the surface, which reduces the reflective properties of the surface and significantly reduces the effect of UV radiation. This process occurs in particular on stainless steel surfaces, as a result of which the operating time of the device is significantly reduced and the effectiveness of the disinfection is impaired.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gas oder Gasgemisch, welches potentiell pathogene Keime aufweist, wie Viren und Bakterien, auf einfache und sichere Weise mit einem kompakten und wartungsarmen Gerät mittels UVC-Strahlung zu entkeimen.The invention is therefore based on the object of sterilizing a gas or gas mixture which has potentially pathogenic germs, such as viruses and bacteria, in a simple and safe manner using a compact and low-maintenance device by means of UVC radiation.

Vorliegend wird unter entkeimen verstanden, dass die Mikroorganismen, einschließlich pathogene Keime, im Gas oder Gasgemisch durch die UVC-Strahlung soweit geschädigt werden, dass diese sich nicht weiter replizieren können und absterben oder gänzlich zerstört werden. Die Begriffe „entkeimen“ und „entfernen“ werden vorliegend gleich verstanden.In the present case, sterilization means that the microorganisms, including pathogenic germs, in the gas or gas mixture are damaged by the UVC radiation to such an extent that they cannot replicate further and die or are completely destroyed. The terms "sterilize" and "remove" are understood in the same way in the present case.

Diese Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entkeimung eines Gases oder Gasgemisches mit UVC-Strahlung gelöst, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse hat, wobei das Gehäuse zur Bestrahlung des Gases oder Gasgemisches eingerichtet ist und wenigstens eine Eintrittsöffnung und wenigstens eine Austrittsöffnung hat. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein UVC-Strahler in dem Gehäuse angeordnet ist und mindestens der Teil des Gehäuses, der der UVC-Strahlung ausgesetzt ist, aus Aluminium besteht oder mit Aluminium beschichtet ist.This object is achieved with a device according to the invention for sterilizing a gas or gas mixture with UVC radiation, the device having a housing, the housing being set up for irradiating the gas or gas mixture and having at least one inlet opening and at least one outlet opening. The device is characterized in that at least one UVC emitter is arranged in the housing and at least the part of the housing which is exposed to the UVC radiation consists of aluminum or is coated with aluminum.

Vorteilhafterweise wird die Betriebsdauer der Vorrichtung wesentlich verlängert, wenn mindestens der Teil des Gehäuses, der der UVC-Strahlung ausgesetzt ist, aus Aluminium besteht oder mit Aluminium beschichtet ist. Es hat sich gezeigt, dass Aluminium zu einer deutlich längeren Betriebsdauer führt als andere Materialien, insbesondere Edelstahl. Vorteilhaft ist, dass die Strahlungsintensität aufgrund der vorhandenen Reflektionseigenschaften mit dem Einsatz von Aluminium sogar optimiert wird.The operating time of the device is advantageously significantly extended if at least the part of the housing which is exposed to UVC radiation is made of aluminum or is coated with aluminum. It has been shown that aluminum leads to a significantly longer service life than other materials, especially stainless steel. It is advantageous that the radiation intensity is even optimized with the use of aluminum due to the existing reflection properties.

Vorliegend wird unter dem Ausdruck „aus Aluminium besteht“ oder „mit Aluminium beschichtet“ verstanden, dass die einer UVC-Strahlung ausgesetzten Oberflächen Aluminium aufweist, insbesondere aus Aluminium besteht. Dabei kann ein entsprechender Teilbereich aus reinem Aluminium sein oder eine Aluminiumlegierung mit einem Aluminiumanteil von über 50 %. Es ist ausreichend, wenn die Oberfläche aus Aluminium besteht oder im Wesentlichen Aluminium aufweist, um die UVC-Strahlung nicht abzuschwächen. Es ist zusätzlich nicht ausgeschlossen, dass sich eine Passivierungsschicht aus Aluminiumoxid auf der Oberfläche des Aluminiums bildet. Vorteilhafterweise werden die Reflektionseigenschaften in dem Gehäuse durch das Ausbilden einer Aluminiumoxidschicht nicht verschlechtert, sodass die Betriebsdauer der Vorrichtung wesentlich verlängert wird.In the present case, the expression “consists of aluminum” or “coated with aluminum” means that the surfaces exposed to UVC radiation have aluminum, in particular aluminum. A corresponding sub-area can be made of pure aluminum or an aluminum alloy with an aluminum content of over 50%. It is sufficient if the surface consists of aluminum or essentially aluminum so as not to attenuate the UVC radiation. It is also not excluded that a passivation layer made of aluminum oxide forms on the surface of the aluminum. Advantageously, the reflection properties in the housing are not impaired by the formation of an aluminum oxide layer, so that the operating life of the device is significantly extended.

Unter Aluminium wird vorliegend verstanden, dass dieses Material im Wesentlichen reines Aluminium ist, wie AL99, oder Aluminiumlegierungen, die zumindest zu über 50 Massenprozent Aluminium enthalten.In the present case, aluminum is understood to mean that this material is essentially pure aluminum, such as AL99, or aluminum alloys which contain at least 50% by mass of aluminum.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der mindestens der Teil des Gehäuses, der der UVC-Strahlung ausgesetzt ist, aus Aluminium besteht oder nur an der Oberfläche Aluminium aufweist (beschichtet ist), ist dafür eingerichtet, pathogene Keime, insbesondere Viren und Bakterien, auf einfache und sichere Weise aus einem Gas oder Gasgemisch mittels UVC-Strahlung zu entfernen.The device according to the invention, in which at least the part of the housing which is exposed to UVC radiation consists of aluminum or has (coated) aluminum only on the surface, is set up for simple and easy detection of pathogenic germs, in particular viruses and bacteria safe way to remove from a gas or gas mixture using UVC radiation.

Unter UVC-Strahlung wird generell Strahlung kleiner gleich ca. 300 nm und im engeren Sinne kleiner gleich ca. 280 nm verstanden. Die Quecksilberbestrahlungslinie bei 253 nm besitzt bekanntermaßen eine stark keimtötende Wirkung, da die Einstrahlung in lebende Materie bei dieser Wellenlänge zu einer Dimerisierung bestimmter DNA-Bausteine und zum Absterben der Keime führt. Sehr kurzwellige UVC-Strahlung sollte nicht eingesetzt werden, da sie aus dem Luftsauerstoff Ozon bildet, welches aus der Luft wieder entfernt werden müsste. Dieser Aufwand kann dadurch vermieden werden, dass die UVC-Bestrahlung praktisch ausschließlich mit Licht oberhalb einer Wellenlänge von 200 nm - weiter bevorzugt mit Quecksilberlicht mit einem breiten Wellenlängenmaximum um etwa 250 bis 300 nm, insbesondere bis 280 nm - erfolgt, indem Wellenlängen unterhalb von 200 nm ausgefiltert oder nicht abgestrahlt werden. Da Ozon selbst keimtötende Wirkung hat, ist es überraschend, dass bei der Erfindung mit einer relativ kurzzeitigen, intensiven Bestrahlung auch ohne die Anwesenheit von Ozon eine so vollständige keimtötende Wirkung erzielt wird.UVC radiation is generally understood to be radiation less than or equal to approximately 300 nm and in the narrower sense less than or equal to approximately 280 nm. The mercury radiation line at 253 nm is known to have a strong germicidal effect, since the radiation into living matter at this wavelength leads to dimerization of certain DNA building blocks and the germs die off. Very short-wave UVC radiation should not be used because it forms ozone from the atmospheric oxygen, which ought to be removed from the air. This effort can be avoided by UVC radiation being carried out practically exclusively with light above a wavelength of 200 nm - more preferably with mercury light with a broad wavelength maximum of around 250 to 300 nm, in particular up to 280 nm - by using wavelengths below 200 nm filtered out or not emitted. Because ozone itself has a germicidal effect it is surprising that the invention achieves such a complete germicidal effect with relatively short-term, intensive radiation even without the presence of ozone.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass der UVC-Strahler in dem Gehäuse derart angeordnet ist, dass der Gas- oder Gasgemischstrom größtenteils längs zu wenigstens einem UVC-Strahler, insbesondere wenigstens einem stabförmigen UVC-Strahler, verläuft. Der UVC-Strahler kann dabei rohrförmig mit einer kreisförmigen oder vieleckigen Querschnittsfläche ausgebildet sein. In jedem Fall ist dieser aber so angeordnet, dass der Gas- oder Gasgemischstrom größtenteils längs zu wenigstens einem UVC-Strahler verläuft. Dabei kann der Gas- oder Gasgemischstrom durch Verwirbelungen teilweise quer zu wenigstens einem UVC-Strahler verlaufen. Vorteilhafterweise wird das Gas oder Gasgemisch durch diese Anordnung möglichst lange mit UVC-Strahlung bestrahlt, so dass die pathogenen Keime, wie Viren und Bakterien, in dem Gas oder Gasgemisch entfernt werden.In a preferred embodiment, the device is designed in such a way that the UVC emitter is arranged in the housing in such a way that the gas or gas mixture flow mostly runs longitudinally to at least one UVC emitter, in particular at least one rod-shaped UVC emitter. The UVC lamp can be tubular with a circular or polygonal cross-sectional area. In any case, however, this is arranged such that the gas or gas mixture flow mostly runs longitudinally to at least one UVC lamp. In this case, the gas or gas mixture stream can partly cross through at least one UVC emitter by swirling. This arrangement advantageously irradiates the gas or gas mixture with UVC radiation for as long as possible, so that the pathogenic germs, such as viruses and bacteria, in the gas or gas mixture are removed.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass wenigstens ein Leitblech aus Aluminium oder ein mit Aluminium beschichtetes Leitblech in dem Gehäuse angeordnet ist, das den Gas- oder Gasgemischstrom in Richtung längs zu wenigstens einem UVC-Strahler leitet. Das Gas oder Gasgemisch kann durch die Eintrittsöffnung zunächst quer auf wenigstens einen UVC-Strahler treffen und dann im Anschluss durch wenigstens ein Leitblech aus Aluminium oder das Aluminium auf der Oberfläche aufweist, in Richtung längs zu einem UVC-Strahler geleitet werden. Alternativ kann das Gas oder Gasgemisch zunächst in Längsrichtung zu wenigstens einem UVC-Strahler verlaufen und kurz vor Austritt aus wenigstens einer Austrittsöffnung mittels wenigstens eines Leitblechs aus Aluminium oder mit Aluminium beschichtet, quer zu einem UVC-Strahler geleitet werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich die Austrittsöffnung quer zur Erstreckungsrichtung der UVC-Strahler befindet. Vorteilhafterweise wird das Gas oder Gasgemisch durch das wenigstens eine Leitblech aus Aluminium oder mit Aluminium beschichtet, so geleitet, dass es möglichst lange der UVC-Strahlung ausgesetzt ist, wodurch die pathogenen Keime, wie Viren und Bakterien, aus dem Gas oder Gasgemisch entfernt werden. Zusätzlich werden vorteilhafterweise die Reflektionseigenschaften in dem Gehäuse durch wenigstens ein Leitblech aus Aluminium oder mit Aluminium beschichtet, optimiert, so dass die Betriebsdauer der Vorrichtung wesentlich verlängert wird.In a further embodiment, the device is designed such that at least one guide plate made of aluminum or a guide plate coated with aluminum is arranged in the housing, which guides the gas or gas mixture flow in the direction of at least one UVC emitter. The gas or gas mixture can first meet at least one UVC emitter transversely through the inlet opening and then can be guided along at least one guide plate made of aluminum or which has aluminum on the surface in the direction of a UVC emitter. Alternatively, the gas or gas mixture can first run in the longitudinal direction to at least one UVC radiator and shortly before it emerges from at least one outlet opening by means of at least one baffle made of aluminum or coated with aluminum, and can be directed across to a UVC radiator. This is particularly advantageous if the outlet opening is located transversely to the direction of extension of the UVC emitter. The gas or gas mixture is advantageously coated through the at least one aluminum or aluminum baffle so that it is exposed to UVC radiation for as long as possible, as a result of which the pathogenic germs, such as viruses and bacteria, are removed from the gas or gas mixture. In addition, the reflection properties in the housing are advantageously optimized by at least one baffle made of aluminum or coated with aluminum, so that the operating time of the device is significantly extended.

Das wenigstens eine Leitblech kann in jeder Ausführungsform lediglich mit Aluminium beschichtet sein oder nur an den Oberflächen Aluminium aufweisen, die der UVC-Strahlung dauerhaft ausgesetzt sind. Weiterhin kann das Leitblech so ausgebildet sein, dass es mit dem Gehäuse verbindbar ist. Es kann außerdem zusätzlich Elemente aufweisen, die geeignet sind, UVC-Strahler zu befestigen. Zusätzlich kann das Leitblech mindestens eine Öffnung aufweisen, die das Gas oder Gasgemisch hindurch lässt, um dieses der UVC-Strahlung auszusetzen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mehrere Leitbleche umfassen, die aus Aluminium bestehen oder mit Aluminium beschichtet sind. Vorteilhafterweise werden die Reflektionseigenschaften in dem Gehäuse durch wenigstens ein mit Aluminium beschichtetes Leitblech optimiert, sodass die Betriebsdauer der Vorrichtung wesentlich verlängert wird. Es ist zusätzlich nicht ausgeschlossen, dass sich bei einem Leitblech eine Passivierungsschicht aus Aluminiumoxid auf der Oberfläche des Aluminiums bildet. Vorteilhafterweise werden die Reflektionseigenschaften des Leitblechs durch das Ausbilden einer Aluminiumoxidschicht nicht verschlechtert, sodass die Betriebsdauer der Vorrichtung wesentlich verlängert wird.In any embodiment, the at least one baffle can be coated with aluminum only or have aluminum only on the surfaces that are permanently exposed to UVC radiation. Furthermore, the guide plate can be designed such that it can be connected to the housing. It can also have additional elements that are suitable for attaching UVC lamps. In addition, the baffle can have at least one opening that allows the gas or gas mixture to pass through it in order to expose it to UVC radiation. The device according to the invention can comprise a plurality of baffles which consist of aluminum or are coated with aluminum. The reflection properties in the housing are advantageously optimized by at least one guide plate coated with aluminum, so that the operating time of the device is considerably extended. It is also not excluded that a passivation layer made of aluminum oxide forms on the surface of the aluminum in a guide plate. Advantageously, the reflection properties of the baffle are not deteriorated by the formation of an aluminum oxide layer, so that the operating time of the device is significantly extended.

In einer Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass wenigstens ein UVC-Strahler wenigstens eine Strahlungsleistung von 15 mW/cm² Watt aufbringt. Vorteilhafterweise ist die Strahlungsleistung von 30 mW/cm², wie 50 mW/cm² Watt wenigstens eines UVC-Strahlers ausreichend, um pathogene Keime, wie Viren und Bakterien, in einem Gas oder Gasgemisch zu entfernen.In one embodiment it is further provided that the device is designed in such a way that at least one UVC emitter emits at least a radiation power of 15 mW / cm ² watts. The radiation power of 30 mW / cm ² , such as 50 mW / cm ² watt, of at least one UVC emitter is advantageously sufficient to remove pathogenic germs, such as viruses and bacteria, in a gas or gas mixture.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass der mindestens eine UVC-Strahler Strahlungen mit einer Wellenlänge oberhalb von 200 Nanometer emittiert. Vorteilhafterweise weist die Strahlung eine Wellenlänge oberhalb von 200 Nanometer, insbesondere 200 Nanometer bis 300 Nanometer auf, um pathogene Keime, wie Viren und Bakterien, aus einem Gas oder Gasgemisch zu entfernen. Bei Verwendung von Strahlungen oberhalb von 200 Nanometer ergibt sich der Vorteil, dass die Bildung von Ozon unmittelbar vermieden wird, wodurch das Verfahren unkompliziert und anwendungssicher wird. Das Ozon muss somit nicht mehr nachträglich entfernt werden. Kosten, die für die nachträgliche Entfernung des Ozons notwendig wären, beispielsweise für einen Katalysator, können hierdurch entfallen. Dennoch ist die Behandlungsgesamtwirkung nicht vermindert, wenn auf das zusätzlich keimtötende Ozon verzichtet wird.In a further embodiment, the device is designed such that the at least one UVC emitter emits radiation with a wavelength above 200 nanometers. The radiation advantageously has a wavelength above 200 nanometers, in particular 200 nanometers to 300 nanometers, in order to remove pathogenic germs, such as viruses and bacteria, from a gas or gas mixture. When using radiation above 200 nanometers, there is the advantage that the formation of ozone is immediately avoided, which makes the process uncomplicated and reliable. The ozone therefore no longer has to be removed. Costs that would be necessary for the subsequent removal of the ozone, for example for a catalyst, can thereby be eliminated. Nevertheless, the overall treatment effect is not reduced if the additional germicidal ozone is dispensed with.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass wenigstens ein UVC-Strahler ein Quecksilber- oder Excimer-Strahler ist. Der wenigstens eine UVC-Strahler kann eine Quecksilber-Lampe (zum Beispiel Quecksilber-Dampflampe, Amalgamlampe) oder eine Excimer-Lampe aufweisen. Besonders geeignet sind Quecksilber-Niederdruck- oder Quecksilber-Mitteldruck-Lampen, wie sie im Handel erhältlich sind. Die Werte in Tabelle 1 wurden mit einer Reihe ozonfreier Quecksilber-Niederdruck-Strahler ermittelt.In a further embodiment it is provided that the device is designed such that at least one UVC lamp is a mercury or excimer lamp. The at least one UVC lamp can be a mercury lamp (for example mercury vapor lamp, amalgam lamp) or an excimer lamp exhibit. Low-pressure mercury or medium-pressure mercury lamps, as are commercially available, are particularly suitable. The values in Table 1 were determined using a series of low-pressure, low-pressure mercury lamps.

Die gewünschte Strahlungsdichte kann mit verschiedenen kommerziell erhältlichen Strahlern erzielt werden. Eine Übersicht gibt Tabelle 1: Tabelle 1 Leistung UV-Strahler* (ozonfreier Quecksilber-Niederdruckstrahler) mW/cm² Abstand zum Sensor (cm) Lampenleistung 6W 18 W 36 W 58 W 5 39,10 57,00 53,00 76,90 7 27,30 40,10 38,20 55,60 9 20,70 32,30 31,00 45,40 11 15,80 27,60 27,30 38,00 13 12,70 24,30 25,00 34,60 *Messgerät DR. Gröbel RM11, Gemessene Wellenlänge 254 nm The desired radiation density can be achieved with various commercially available emitters. Table 1 provides an overview: Table 1 UV lamp output * (low-pressure mercury-free lamp) mW / cm ² Distance to the sensor (cm) Lamp power 6W 18 W. 36 W. 58 W. 5 39.10 57.00 53.00 76.90 7 27.30 40.10 38.20 55.60 9 20.70 32.30 31.00 45.40 11 15.80 27.60 27.30 38.00 13 12.70 24.30 25.00 34.60 * Measuring device DR. Gröbel RM11, measured wavelength 254 nm

In einer bevorzugten Ausführungsform werden UVC-Strahlungsquellen mit Wellenlängenausschluss unterhalb 200 Nanometer verwendet (so genannte nicht-ozonbildende UVC-Strahler).In a preferred embodiment, UVC radiation sources with wavelength exclusion below 200 nanometers are used (so-called non-ozone-forming UVC emitters).

Vorzugsweise wird der Wellenlängenausschluss unterhalb 200 Nanometer mit der Hilfe einer für die Strahlung teildurchlässigen Wand bewirkt. Die Wand kann eine den Strahler vorzugsweise in jede Abstrahlungsrichtung umgebene Außenwand des Strahlers oder eine zusätzliche, außen um den Strahler angeordnete Wand beziehungsweise Abschirmung sein.The wavelength exclusion below 200 nanometers is preferably effected with the aid of a wall which is partially transparent to the radiation. The wall may be an outer wall of the radiator, preferably surrounding the radiator in each radiation direction, or an additional wall or shield arranged around the radiator.

Vorzugsweise ist die UVC-Strahlungsquelle von einem schützenden Glaskörper umgeben, der für Licht mit Wellenlängen unterhalb 200 Nanometer nicht durchlässig ist. Hierbei kann es sich, wie vorstehend beschrieben, um die Strahleraußenwand oder ein zusätzliches Schutzrohr handeln. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die teildurchlässige Wand aus einem Silikatglas, welches für Wellenlängen unterhalb 200 Nanometer undurchlässig ist. Derartige Gläser, häufig synthetische Quarzgläser, sind dem Fachmann bekannt.The UVC radiation source is preferably surrounded by a protective glass body which is not transparent to light with wavelengths below 200 nanometers. As described above, this can be the outer wall of the radiator or an additional protective tube. In a preferred embodiment, the partially transparent wall consists of a silicate glass which is impermeable for wavelengths below 200 nanometers. Such glasses, often synthetic quartz glasses, are known to the person skilled in the art.

Sofern ein röhrenförmiger UVC-Strahler verwendet wird, kann eine zusätzliche Außenröhre aus der Abschirmung zum Beispiel ein Glaskörper aus dem genannten Silikatglas, über den Strahler gezogen werden. Ein solches Rohr dient gleichzeitig der Ausfilterung kurzer Wellenlängen und dem Schutz des Strahlers vor Verschmutzung, da das Schutz- und Abschirmungsrohr leicht ausgetauscht und gereinigt werden kann. Das zusätzliche Außenrohr führt jedoch gleichzeitig zu einem Lichtintensitätsverlust (Leistungsverlust). Als vorteilhafter wird es daher angesehen, wenn die Außenwand des Strahlers selbst, das heißt der Glaskörper des Strahlers selbst, aus einem transparenten Material besteht, welches den Wellenlängenauschluss unterhalb 200 Nanometer bewirkt.If a tubular UVC lamp is used, an additional outer tube from the shield, for example a glass body made of the silicate glass mentioned, can be pulled over the lamp. Such a tube serves at the same time to filter out short wavelengths and to protect the radiator from dirt, since the protective and shielding tube can be easily replaced and cleaned. However, the additional outer tube also leads to a loss of light intensity (loss of performance). It is therefore considered to be more advantageous if the outer wall of the radiator itself, that is to say the glass body of the radiator itself, consists of a transparent material which effects the wavelength exclusion below 200 nanometers.

Ein stabförmiger Strahler kann auch mithilfe mehrerer kurzer Strahlerelemente oder zusammengesetzt aus Punklichtquellen geeigneter Wellenlänge dargestellt werden.A rod-shaped emitter can also be represented using several short emitter elements or composed of point light sources of a suitable wavelength.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entkeimung eines Gases oder Gasgemisches mit UVC-Strahlung, wobei das Gas oder Gasgemisch in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch das Gehäuse zumindest teilweise in Längsrichtung zu wenigstens einem in dem Gehäuse angeordneten UVC-Strahler geleitet wird. Vorteilhafterweise wird das Gas oder Gasgemisch in Längsrichtung zu wenigstens einem in dem Gehäuse angeordneten UVC-Strahler geleitet, da somit das Gas oder Gasgemisch möglichst lange der UVC-Strahlung ausgesetzt ist, wodurch die pathogenen Keime, nämlich Viren und Bakterien, in dem Gas oder Gasgemisch entfernt werden.Furthermore, the invention relates to a method for sterilizing a gas or gas mixture with UVC radiation, the gas or gas mixture in the device according to the invention being passed through the housing at least partially in the longitudinal direction to at least one UVC radiator arranged in the housing. The gas or gas mixture is advantageously guided in the longitudinal direction to at least one UVC emitter arranged in the housing, since the gas or gas mixture is thus exposed to UVC radiation for as long as possible, as a result of which the pathogenic germs, namely viruses and bacteria, in the gas or gas mixture be removed.

In einer Ausführungsform wird in dem Verfahren jedes Teilvolumen des Gas- oder Gasgemischstroms einer Strahlungsleistung von mindestens 15 mW/cm², wie mindestens 30 Milliwatt pro Quadratzentimeter ausgesetzt. Vorteilhafterweise reicht die Strahlungsleistung von mindestens 15 mW/cm², wie mindestens 30 Milliwatt pro Quadratzentimeter aus, um pathogene Keime, wie Viren und Bakterien, aus dem Gas oder Gasgemisch zu entfernen. In one embodiment, in the method, each partial volume of the gas or gas mixture stream is exposed to a radiation power of at least 15 mW / cm ² , such as at least 30 milliwatts per square centimeter. The radiation power of at least 15 mW / cm ² , such as at least 30 milliwatts per square centimeter, is advantageously sufficient to remove pathogenic germs, such as viruses and bacteria, from the gas or gas mixture.

In einer Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, dass in dem Verfahren die UVC-Bestrahlung mit Strahlung mit einer Wellenlänge oberhalb von 200 Nanometer erfolgt. Vorteilhaft ist dabei, dass bei Verwendung von Strahlung mit Wellenlängen oberhalb von 200 Nanometer die Ozonbildung unmittelbar vermieden wird, was das Verfahren unkompliziert und anwendungssicher macht, da das Ozon muss nicht mehr nachträglich entfernt werden muss. Kosten, die für die nachträgliche Entfernung des Ozons notwendig wären, beispielsweise für einen Katalysator, können hierdurch entfallen. Dennoch ist die Behandlungsgesamtwirkung nicht vermindert, wenn auf das zusätzlich keimtötende Ozon verzichtet wird.In one embodiment it is further provided that in the method the UVC irradiation with radiation with a wavelength above 200 nanometers takes place. It is advantageous that when using radiation with wavelengths above 200 nanometers, ozone formation is immediately avoided, which makes the process uncomplicated and safe to use, since the ozone no longer has to be removed subsequently. Costs that would be necessary for the subsequent removal of the ozone, for example for a catalyst, can thereby be eliminated. Nevertheless, the overall treatment effect is not reduced if the additional germicidal ozone is dispensed with.

Der Volumenstrom der Luft, der an den UVC-Strahler vorbeigeführt wird, sollte so gewählt werden, dass die pathogenen Keime, wie Viren und Bakterien, aus dem Gas oder Gasgemisch entfernt werden, da das Gas oder Gasgemisch der UVC-Strahlung über eine gewisse Zeit ausgesetzt werden muss.The volume flow of air that is led past the UVC lamp should be selected so that the pathogenic germs, such as viruses and bacteria, are removed from the gas or gas mixture, since the gas or gas mixture of the UVC radiation over a certain time must be suspended.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird im erfindungsgemäßen Verfahren die Richtung des Gas- oder Gasgemischstroms durch wenigstens ein Leitblech aus Aluminium oder ein mit Aluminium beschichtetes Leitblech in dem Gehäuse, insbesondere in Längsrichtung zu wenigstens einem UVC-Strahler verändert. Vorteilhaft ist hierbei, dass das Gas oder Gasgemisch nach Eintritt in das Gehäuse durch die Eintrittsöffnung zunächst quer zu wenigstens einem UVC-Strahler verlaufen und anschließend durch wenigstens ein Leitblech aus Aluminium oder ein mit Aluminium beschichtetes Leitblech in Längsrichtung zu wenigstens einem UVC-Strahler gelenkt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann der Gas- oder Gasgemischstrom unmittelbar vor dem Austritt quer zu wenigstens einem UVC-Strahler gelenkt werden, indem ein Leitblech aus Aluminium oder ein mit Aluminium beschichtetes Leitblech die Richtung des Gas- oder Gasgemischstroms verändert. Vorteilhafterweise wird das Gas oder Gasgemisch insofern durch das Gehäuse geleitet, dass dieses über eine ausreichende Zeit mit UVC-Strahlung bestrahlt wird, um die pathogenen Keime, wie Viren und Bakterien, aus dem Gas oder Gasgemisch zu entfernen. In a particularly preferred embodiment, the direction of the gas or gas mixture stream is changed in the method according to the invention by at least one guide plate made of aluminum or a guide plate coated with aluminum in the housing, in particular in the longitudinal direction to at least one UVC lamp. It is advantageous here that the gas or gas mixture, after entering the housing through the inlet opening, initially runs transversely to at least one UVC emitter and is then directed in the longitudinal direction to at least one UVC emitter by at least one aluminum baffle or an aluminum-coated baffle can. As an alternative or in addition, the gas or gas mixture stream can be directed transversely to at least one UVC emitter immediately before the outlet by a guide plate made of aluminum or a guide plate coated with aluminum changing the direction of the gas or gas mixture stream. The gas or gas mixture is advantageously passed through the housing in such a way that it is irradiated with UVC radiation for a sufficient time to remove the pathogenic germs, such as viruses and bacteria, from the gas or gas mixture.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung wird gezeigt:

1: Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Entkeimung eines Gases oder Gasgemisches mit UVC-Strahlung, umfassend ein Gehäuse mit einer Eintrittsöffnung, einer Austrittsöffnung und zwei stabförmigen UVC-Strahlern.

In the following, the invention is based on a 1 shown embodiment explained in more detail. The drawing shows:

1 Embodiment of a device for disinfecting a gas or gas mixture with UVC radiation, comprising a housing with an inlet opening, an outlet opening and two rod-shaped UVC emitters.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entkeimung eines Gases oder Gasgemisches mit UVC-Strahlung. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse 1 mit einer Eintrittsöffnung 2 und einer Austrittsöffnung 3. Das Gas oder Gasgemisch wird in einem Gas- oder Gasgemischstrom 4 durch die Eintrittsöffnung 2 in das Gehäuse geführt, indem es quer auf einen ersten UVC-Strahler 5 und im Anschluss auf einen zweiten UVC-Strahler 6 trifft. Durch ein Leitblech 7 aus Aluminium wird der Gas- oder Gasgemischstrom 4 in Längsrichtung des ersten UVC-Strahlers 5 und des zweiten UVC-Strahlers 6 gelenkt. Während das Gas oder Gasgemisch mit UVC-Strahlung bestrahlt wird, werden die pathogenen Keime, wie Viren und Bakterien, aus dem Gas oder Gasgemisch entfernt. Das entkeimte Gas oder Gasgemisch tritt im Anschluss aus der Austrittsöffnung 3 aus dem Gehäuse 1 aus. 1 shows an embodiment of a device according to the invention for sterilizing a gas or gas mixture with UVC radiation. The device comprises a housing 1 with an entry opening 2nd and an outlet opening 3rd . The gas or gas mixture is in a gas or gas mixture stream 4th through the entrance opening 2nd led into the housing by placing it transversely on a first UVC lamp 5 and then on a second UVC lamp 6 meets. Through a baffle 7 aluminum becomes the gas or gas mixture stream 4th in the longitudinal direction of the first UVC lamp 5 and the second UVC lamp 6 directed. While the gas or gas mixture is irradiated with UVC radiation, the pathogenic germs, such as viruses and bacteria, are removed from the gas or gas mixture. The sterilized gas or gas mixture then emerges from the outlet opening 3rd out of the case 1 out.

In der 1 sind die Oberflächen des Gehäuses 1 und des Leitblechs 7, die der UVC-Strahlung ausgesetzt sind, aus Aluminium. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Strahlungsintensität aufgrund der vorhandenen Reflektionseigenschaften optimiert wird. Es ist nicht ausgeschlossen, dass sich eine Passivierungsschicht aus Aluminiumoxid auf der Oberfläche des Aluminiums gebildet hat. In jedem Fall konnten die genannten erfindungsgemäßen Vorteile erzielt werden.In the 1 are the surfaces of the case 1 and the baffle 7 made of aluminum, which are exposed to UVC radiation. This advantageously ensures that the radiation intensity is optimized on the basis of the existing reflection properties. It is not excluded that a passivation layer made of aluminum oxide has formed on the surface of the aluminum. In any case, the advantages according to the invention mentioned could be achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102005003923 A1 [0005]
US 2013/0323128 A1 [0006]
US 5616172 A [0007]
US 4210429 [0007]
EP 2455678 A2 [0008]

Claims

Device for sterilizing a gas or gas mixture with UVC radiation, the device having a housing (1), the housing (1) being set up for irradiating the gas or gas mixture and at least one inlet opening (2) and at least one outlet opening (3) characterized in that at least one UVC emitter (5, 6) is arranged in the housing and at least that part of the housing (1) which is exposed to UVC radiation is made of aluminum or is coated with aluminum.

Device after Claim 1 , characterized in that the UVC lamp (5, 6) is arranged in the housing (1) in such a way that the gas or gas mixture stream (4) largely along at least one UVC lamp (5, 6), in particular a rod-shaped UVC lamp (5, 6).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one baffle (7) made of aluminum or an aluminum-coated baffle (7) is arranged in the housing (1), which the gas or gas mixture flow (4) in the longitudinal direction conducts at least one UVC lamp (5, 6).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one UVC emitter (5, 6) applies at least a radiation power of 15 mW / cm ² .

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one UVC emitter (5, 6) emits radiation with a wavelength above 200 nm.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one UVC lamp (5, 6) is a mercury or excimer lamp.

Method for disinfecting a gas or gas mixture with UVC radiation, characterized in that the gas or gas mixture is passed through a device according to one of the preceding claims, the gas or gas mixture being arranged at least partially in the longitudinal direction through the housing to at least one in the housing UVC lamp (5, 6) is passed.

Procedure according to Claim 7 , characterized in that each partial volume of the gas or gas mixture stream (4) is exposed to a radiation power of at least 15 mW / cm ² , such as at least 30 mW / cm2.

Procedure according to one of the Claims 7 or 8th , characterized in that the UVC radiation is carried out with radiation having a wavelength above 200 nm.

Procedure according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that the direction of the gas or gas mixture flow (4) through at least one guide plate (7) made of aluminum or an aluminum-coated guide plate (7) in the housing (1), in particular in the longitudinal direction to at least one UVC lamp ( 5, 6) is changed.