DE102020004520A1

DE102020004520A1 - Fahrzeug-Interieur-Desinfektions-System (FIDS)

Info

Publication number: DE102020004520A1
Application number: DE102020004520.0A
Authority: DE
Inventors: Rolf Mayer
Original assignee: Axion AG
Current assignee: Axion AG
Priority date: 2020-07-25
Filing date: 2020-07-25
Publication date: 2022-01-27

Abstract

Das Fahrzeug-Interieur-Desinfektions-System (FIDS) ist ein System, welches dauerhaft im Fahrzeug-Interieur angebracht wird und Interieur-Oberflächen mittels ultraviolettem (UV) Licht desinfiziert. Die UV-Desinfektions-Technik ist eine weit verbreitete und gut bekannte Methode, um Mikroorganismen wie Bakterien, Viren, Schimmel und andere Erreger zu töten oder zu deaktivieren, indem deren Nukleinsäuren und somit DNA und RNA zerstört werden. Die Erfindung kann in Fahrzeugen angebracht und dafür genutzt werden, das Fahrzeug-Interieur zu desinfizieren. Die Basis-Version des FIDS umfasst zwei Module einer UV-Licht-Quelle sowie eine Einheit eines elektronischen Kontrollsystems. Die UV-Licht-Quellen-Module können beispielsweise am Fahrzeughimmel angebracht werden. Das abgestrahlte Licht kann alle Bereiche des Fahrzeuginterieurs abdecken und beugt einer Kontamination des Fahrzeuginnern mit Bakterien oder Viren vor. FIDS wurde speziell für die Fahrzeuganwendung erfunden, beispielsweise für Kraftfahrzeuge.

Description

Bereich der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Desinfektions-System-Technologie, welche einen Interieur-Schutz im Kraftfahrzeug gegen Viren und Bakterien generiert.
Hintergrund der Erfindung
Es existieren unzählige Bakterien und Viren. Einige hiervon können Pandemien wie die Corona-Pandmie, welche durch das Coronavirus COVID-19 (Coronavirus SARS-CoV-2) bedingt ist, verursachen. In hygienischer Hinsicht besteht der bedeutendste Aspekt darin, Bakterien und Viren im Fahrzeuginnenraum zu vermeiden. Das ist die Zielsetzung dieser Erfindung: das Fahrzeug-Interieur-Desinfektions-System (FIDS) desinfiziert zuverlässig jedes Element im Fahrzeug-Interieur. FIDS kann während der Parkdauer, wenn das Fahrzeug nicht genutzt wird und sich keine Personen im Fahrzeug befinden, zur effektiven Desinfektion gegen Viren und Bakterien genutzt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Gegenstand der Erfindung ist ein Desinfektionsgerätemodul, welches genutzt wird, um Oberflächen im Fahrzeug-Interieur innerhalb kurzer Zeit zu desinfizieren. UVC-Licht führt zur Beschädigung der biologischen Struktur von Viren, wodurch eine effektive Desinfektion gewährleistet wird. Genetisches Material von Urtierchen, Bakterien und Viren, wie DNA und RNA, absorbieren UVC-Licht, wodurch Verbindungen brechen und die Zellfähigkeit, sich zu reproduzieren, verloren geht. Die Wellenlänge von UVC variiert im Bereich 200-300 nm und wird regelmäßig für Dekontaminations-Anwendungen verwendet, wie beispielsweise in den Bereichen Luft, Trinkwasser, Essen oder der dentalen respektive medizinischen Sterilisation. Gleichzeitig spielt der Strahlenschutz beim Bestrahlungsprozess eine signifikante Rolle. UV-Licht kann gesundheitsgefährdend sein. Aus diesem Grund kommt der Vorbeugung von zufälliger oder unerwarteter Strahlung ausgehend von Desinfektionsquellen ein hoher Stellenwert zu.
Figurenliste
Diesese Zeichnungen sollen zu einem umfassenden Verständnis hinsichtlich der Innovation FIDS beitragen, zudem verdeutlichen Praxisbeispiele, wie die Desinfektions-Module funktionieren. Dabei werden verschiedene schematische Illustrationen im Fahrzeug-Interieur zur Verfügung gestellt, wie etwa in den Einsatzmöglichkeiten Bus, Minibus, Tram, S-Bahn, Trolleybus etc..

ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeug-Interieur-Desinfektions-Systems (FIDS), welches zwei Komponenten von UV-Licht-Quellen und eine elektrsche Kontroll-System-Box enthält.
ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeug-Interieur-Desinfektions-Systems (FIDS), welches eine Komponente einer UV-Licht-Quelle und eine elektrische Kontroll-System-Box enthält.
ist eine schematische Darstellung einer FIDS, integriert in einen Minibus.
ist eine schematische Darstellung einer FIDS, integriert in einen kompakten, einstöckigen Bus.
ist eine schematische Darstellung einer FIDS, integriert in einen einstöckigen Bus mittlerer Größe.
ist eine Draufsicht-Darstellung einer FIDS-Konfiguration in einem einstöckigen, großen Bus.
ist eine schematische Darstellung einer FIDS, integriert in einen Gelenkbus.
ist eine schematische Darstellung einer FIDS, konfiguriert in einer Tram, Trolleybus oder S-Bahn.
ist eine schematische Darstellung einer FIDS, integriert in einen kompakten, einstöckigen Bus mit beispielhafter Integration von IR-Sensoren.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Bakterien, Viren und Pilze sind sehr aktive Mikroorganismen, welche für die menschliche Gesundheit schädlich sind. Von diesem Standpunkt aus betrachtet werden viele Desinfektions-Methoden und -systeme getestet und entwickelt. Die keimtötende UV-C Desinfektionsmethode ist eine instrumentelle Technik gegen Viren, Pilze, Urtierchen und Baktierien. Der primäre Mechanismus besteht darin, genetisches Material wie RNA und DNA zu deaktivieren. Die Absorption von UV-C Licht im Spektralbereich 200-280 Nanometer zerstört RNA- und DNA-Strukturen und führt infolgedessen zum Zelltod. Direkter UV-Schaden an Nukleinsäuren tritt im Wellenlängenbereich 240-265 nm auf, für Desinfektionsanwendungen wird meist eine 254 nm Bestrahlung angewendet. UVC Desinfektions-Methoden werden dafür verwendet, Ausstattung und Unterkünfte in Krankenhäusern, Biosicherheits-Kammern und Laboren zu sterilisieren.
Die Themen Desinfektion und Sterilisierung gewinnen im Alltag zunehmend an Bedeutung, insbesondere vor dem Hintergrund der Coronavirus-Pandemie (COVID-19). Forscher haben herausgefunden, dass das Virus COVID-19 über mehrere Stunden auf unterschiedlichen Oberflächen überleben kann, je nach Art des Oberflächenmaterials. Von diesem Standpunkt aus betrachtet sind Fahrzeuge im öffentlichen Transport Orte, an denen viele Menschen im Interieur in engem Kontakt zueinander stehen. Fahrzeuge können somit als Quelle oder Transit von Viren fungieren. In wissenschaftlichen Laboren wurde UVC Licht gegen Gruppen von Coronaviren getestet. Die Ergebnisse haben offenbart, dass mittels einer spezifischen Licht-Dosis das Erbgut der Viren zerstört werden kann. Basierend auf dieser Tatsache bietet die FIDS einen breiten Nutzenbereich in Anbetracht der Fahrzeug-Interieur-Desinfektions-Anwendung.
Die Funktion der FIDS besteht darin, das Interieur aller Fahrzeugarten im privaten und öffentlichen Transport, etwa von Autos, Bussen, Trams, Trolleybussen, S-Bahnen, Zügen, Transport-Fahrzeugen, Flugzeugen, Helikoptern etc. zu desinfizieren.
FIDS beinhaltet zwei wesentliche Elemente keimtötender Lichtquellen 1, 2 und das elektronische Kontroll-System 3. Licht-Quellen 1, 2, beinhalten UV fluoreszierende Glühbirnen, welche rohrförmige UV-Lampen sein können, die ein Spektrum im Bereich 240-280 nm emittieren können. Dies ist ausgelegt für die Desinfektion im keimtötenden Absorptions-Bereich. Desinfektions-Methoden 1, 2 beinhalten hochreflektierende Oberflächen, um UVC-Licht zurückzustrahlen und dieses im Fahrzeug-Interieur zu verteilen. Als reflektierendes Material kann beispielsweise Aluminium oder Edelstahl verwendet werden. Das Licht reflektiert unter einer grosswinkligem Abstrahlung von der Oberfläche und leuchtet anschließend nahezu alle Elemente im Fahrzeug-Interieur aus. Lichtemittierende Module 1, 2, können permanent an einer hoch gelegenen Stelle im Fahrzeug-Interieur angebracht werden, beispielsweise am Dachhimmel. Ein Entwurf hierzu wird in dargestellt, wo die Lichtmodul-Konfiguration an einer hoch gelegenen Stelle im Interieur eines großformatigen, einstöckigen Buses angetragen wurde. Zeichnungen verdeutlichen in ein Beispiel, wie das Basis-Konzept der Fahrzeug-Desinfektion umgesetzt werden kann. Das Licht-emittierende Modul 1 kann in der Fahrerkabine und Modul 2 kann im Bereich der Sitze platziert werden. Die Darstellungen in zeigen beispielhaft auf, wie Lichtmodule je nach Fahrzeug-Länge statisch im Bus-Interieur angebracht werden können. Ein Gelenkbus kann vier 2 Typen und einen 1 Typ von Licht-Modulen enthalten. Das in dargestellte Konfigurationsbeispiel der FIDS in einer Tram, einem Trolleybus oder einer S-Bahn beinhaltet fünf 2 Typen-Module, jeweils in einem kleinen Wagon-Segment, und zwei 1 Typen von Licht-Modulen, implementiert in beiden Fahrerkabinen.
Das elektronische Kontrollsystem 3 ist eine Einheit, welche Licht-Module 1, 2 steuern kann. Es enthält Ballast, Sensoren 4 und ein Fernsteuerungskontrollsystem. Ein Ballast ist ein spezielles elektronisches System für keimtötende UV-Licht-Glühbirnen. Es stellt eine wartungsarme, energieeffiziente Lösung für keimtötende, ultraviolette Bestrahlung dar. Es kann Inverter mit einer Eingangsspannung im Bereich 9-54 V enthalten, wobei ein Ballast eine Ausgangsleistung bis zu 1 kW produzieren muss.
Sensoren 4 und das Sensorsystem sind sehr wichtig für Sicherheitsanwendungen. UV-Licht kann gesundheitsschädlich sein, daher ist es verboten, sich während des fortlaufenden Desinfektions-Prozesses im Interieur aufzuhalten. Aus Sicherheitsgründen kann das Sensoren-System Annährungs-, Infrarot-, Temperatur-, Türsicherheits- oder Fenstersensoren beinhalten. Das Sensorbasierte Sicherheitssystem kann evtl. mit dem Bordcomputer des Fahrzeuges oder einem alternativen Informationskanal verbunden werden.
Das Fernsteuerungs-Kontroll-Kommunikations-System ist dazu in der Lage, das FIDS aus der Ferne zu bedienen. Ein Fernkontrollsystem kann zwei Teile innehaben: Sender und Empfänger. Nutzer können so die Desinfektionsparameter kontrollieren - Dosis, Bestrahlungsstärke über eine Zeitdauer sowie die Energie beim Nutzen eines kabellosen Senders. Die Kommunikations-Kategorie kann in Form von WiFi oder Bluetooth gestaltet sein.
UVC-Licht hat auf Interieur-Komponenten, welche gewöhnlich aus Polymer- oder Plastikmaterial gefertigt werden, eine sehr zerstörerische Wirkung. Der Photooxidationsprozess ist eine chemische Veränderung in Form eines Abbaus von Plastik- und Polymer-Material, wodurch das molekulare Gewicht sinkt. Im Hinblick auf Anwendungen im Fahrzeuginnenraum, wo die FIDS installiert wird, können jedwede UV-absorbierende Acrylcopolymere, sogenannte Lichtschutzmittel zum Einsatz kommen um die Gegenstände im Fahrzeuginnenraum vor den Effekten der Photooxidation zu schützen.
Die FIDS ist dazu in der Lage, den Fahrzeuginnenraum unter Berücksichtigung aller sicherheitsbezogenenen Regulierungen zu desinfizieren. Einer dieser Hauptfaktoren in einem Fahrzeug ist die Licht-Akkumulation. Dies bedeutet, dass der Austritt von Licht aus dem Innern vermieden wird. Licht kann durch das Glas übertragen werden, wodurch organische Farbe und lebende Zellen außerhalb zerstört werden und somit eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellt. Um einen adequaten Schutz vor UV-Strahlung gewährleisten zu können, müssen spezielle, UV-undurchlässige Glasscheiben oder bestimmte UV-absorbierende Schichten verwendet werden.
Das oben beschriebene FIDS ist sehr nützlich und von hoher Bedeutung vor dem Hintergrund einer Fahrzeug-Interieur-Desinfektions-Anwendung. Das System selbst ist stabil sowie permanent in das Fahrzeug-Interieur integriert (bspw. oben mittig am Dachhimmel). Basierend auf einer Senor-Kontroll-Technologie ist es sicher in der Anwendung, jedoch stellt keimtötende Strahlung eine Gefahr für die menschliche Haut dar. Daher wird durch die Sensoren sichergestellt, dass eine Desinfektion nur dann stattfindet, wenn sich niemand im Fahrzeug-Innenraum befindet. Einer der bedeutendsten Nutzen besteht in der kabellosen Einsatzmöglichkeit. Nutzer können die FIDS aus der Ferne bedienen. Bei den oben aufgeführten Zeichnungsbeispielen handelt es sich lediglich um Vorschläge, welche die Ausprägung der Erfindung keineswegs limitieren sollen.

Claims

Desinfektions-System zur Oberflächendesinfektion und/oder zur Luftdesinfektion von Innenräumen, insbesondere des Innenraums von Fahrzeugen, die bevorzugt der Fahrgastbeförderung dienen, bestehend aus wenigstens einem UVC-Licht emittierenden Desinfektionsmodul sowie elektronischen und IP-Kontrollsystemen.
Desinfektions-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Desinfektionsmodul mit wenigstens einem UVC-Lichtröhrenmodul versehen ist.
Desinfektions-System nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das UVC-Licht emittierende Desinfektionsmodul fest im Fahrzeughimmel montiert ist und das UVC-Lichtröhrenmodul aus UVC-Lichtröhrenlampen sowie reflektierenden Spiegeln besteht.
Desinfektions-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierenden Spiegel konvex geformt und aus hoch reflektierendem Material, wie z.B. Aluminium, gefertigt sind.
Desinfektions-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die UVC-Lichtröhrenmodule aus mindestens zwei durch UVC fluoreszierende Niederdruck-Röhrenlampen bestehen, wobei die Lichtröhrenmodule kaskadierfähig sind.
Desinfektions-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das UV-Licht ein UVC-Spektrum mit einer Wellenlänge im Bereich 240-280 nm und einem Maximum bei 254 nm aufweist.
Desinfektions-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsspannung des elektronischen und IP-Kontrollsystem im Bereich zwischen 9 und 54V liegt und dieses in der Lage ist, eine Ausgangsleistung von bis zu 2000 W zu generieren.
Desinfektions-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische und IP-Kontrollsystem zur Fernsteuerung mit dem IBIS Bus oder dem CAN Bus System des Fahrzeugs verbunden sein und optional eine Steuerung per Bluetooth oder Wifi erfolgen kann.
Desinfektions-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Desinfektionsmoduls von Sensoren überwacht wird, die das System erst dann in Betrieb setzen, wenn die Fahrzeugtüren geschlossen sind und sich keine Personen im Fahrzeug befinden.
Fahrzeuge und Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Desinfektionssystem entsprechend den Ansprüchen 1 bis 9.
Nutzung eines Desinfektions-Systems entsprechend einer der Ansprüche 1 bis 10 in einem Fahrzeug, bspw. einem Kraftfahrzeug.