DE102020124851A1

DE102020124851A1 - Desinfektionsverfahren und Desinfektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020124851A1
Application number: DE102020124851.2A
Authority: DE
Inventors: Uwe Hampel
Original assignee: Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf eV
Current assignee: Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf eV
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2022-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Desinfektionsverfahren und eine Desinfektionsvorrichtung zur Desinfektion von Gasen, wobei eine Drallströmung einer Flüssigkeit in einem Drallströmungskanal erzeugt wird und das zu desinfizierende Gas in den Drallstömungskanal eingebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Desinfektionsvorrichtung und ein Desinfektionsverfahren zur Desinfektion oder Sterilisation von Gasen, insbesondere von Luft.
Über Gase wie z.B. Luft können sich Viren, Bakteriophagen, Pilze, Bakterien oder andere Mikroorganismen ausbreiten, was unerwünscht sein kann, z.B. da diese als Krankheitserreger oder Krankheitsüberträger fungieren können. Gase können insbesondere Träger von Aerosolen sein bzw. Aerosole enthalten, welche mit biologischen Kontaminationen in Form von z.B. Viren, Bakteriophagen, Pilzen, Bakterien oder anderen Mikroorganismen belastet sein können. Aerosole können zum Beispiel durch menschliche Aktivitäten, wie Husten, Nießen, Schreien oder Musizieren entstehen. Ist der Mensch mit einem Virus oder sonstigem Krankheitserreger infiziert, kann sich das Virus bzw. der Krankheitserreger über den Aerosoltransport effektiv in der Umgebungsluft ausbreiten und andere Menschen infizieren.
Derartige biologische Kontaminationen können durch Desinfektion oder Sterilisation des Gases bzw. der Luft unschädlich gemacht werden, wobei die darin enthaltenen Mikroorganismen z.B. abgetötet oder zerstört werden. Vorliegend werden auch Viren zu den Mikroorganismen gerechnet, wobei Viren mittels Desinfektion oder Sterilisation zerstört werden können, was auch als Virusinaktivierung bezeichnet wird. Desinfektions- und Sterilisationsverfahren basieren in der Regel auf folgenden Mechanismen: thermische Abtötung bzw. Zerstörung von Mikroorganismen, nasschemische Abtötung bzw. Zerstörung, trockene chemisch-katalytische oder photokatalytische Abtötung bzw. Zerstörung, Abtötung bzw. Zerstörung durch ionisierende Strahlung oder Plasmen (UV-Licht, Röntgenstrahlung). Die thermische Behandlung erfordert ein Aufheizen der Mikroorganismen für eine gewisse Zeitdauer auf eine gewisse Temperatur, was insbesondere bei der Behandlung großer Gas- bzw. Luftmengen energetisch ineffizient ist, da viel Wärmeenergie im Gasstrom abtransportiert wird. Trockene chemisch-katalytische Verfahren erfordern, insbesondere bei der Behandlung von Aerosolen, große und gegebenenfalls mehrstufige Filter, was aufgrund des resultierenden hohen Druckverlustes energetisch ineffizient und darüber hinaus teuer ist. Das Bestrahlen von Viren oder anderen Mikroorganismen mit UV-Licht oder Röntgenstrahlung ist insbesondere bei der Behandlung großer Gas- bzw. Luftmasseströmen ineffizient, da die Mikroorganismen aufgrund der damit einhergehenden hohen Luftgeschwindigkeiten im Allgemeinen nur kurz im Strahlungsfeld verweilen und daher die Abtötungs- bzw. Zerstörungsrate gering ist. Plasmen wiederum können Ozon, Stickoxide und andere gefährliche Stoffe produzieren und sind ebenfalls für eine Behandlung großer Gasmengen energetisch ineffizient. Die Reinigung von Luft oder anderen Gasen von kontaminierten Aerosolen, etwa durch Umluftsterilisationssysteme für geschlossene Räume, ist zudem schwierig, da einerseits große Luftmengen energetisch effizient behandelt werden müssen und andererseits feine Aerosole mit Partikelgrößen von kleiner als 5 µm fast trägheitsfrei dem Luftstrom auch durch feine Poren und Kanäle von Filtern folgen und daher nur schlecht abgetrennt werden können.
Durch die Erfindung werden ein Desinfektionsverfahren und eine Desinfektionsvorrichtung zum Desinfizieren von Gasen bereitgestellt, mittels derer unkompliziert eine effektive und energetische effiziente Desinfektion auch großer Gasströme ermöglicht ist. Das Desinfektionsverfahren und die Desinfektionsvorrichtung werden nachstehend gemeinsam erläutert, wobei mit Bezug auf das Verfahren beschriebene Merkmale analog für die Vorrichtung angewendet werden können und umgekehrt. Die Desinfektionsvorrichtung kann insbesondere zum Durchführen des Desinfektionsverfahrens vorgesehen und ausgebildet sein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Desinfektionsverfahren zur Desinfektion eines zu desinfizierenden Gases bereitgestellt. Gemäß dem Desinfektionsverfahren wird eine Drallströmung einer Flüssigkeit in (mindestens) einem Drallströmungskanal erzeugt und das zu desinfizierende Gas in die Drallströmung eingebracht.
Dies kann z.B. mittels der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung erfolgen, wobei die Desinfektionsvorrichtung eine Drallströmungsvorrichtung mit (mindestens) einem Drallströmungskanal aufweist. Die Drallströmungsvorrichtung ist zum Erzeugen einer Drallströmung einer Flüssigkeit in dem Drallströmungskanal ausgebildet. Die Drallströmungsvorrichtung weist einen oder mehrere derartige Drallströmungskanäle auf. Die Desinfektionsvorrichtung weist zudem einen Gas-Einlass zum Einlassen des zu desinfizierenden Gases in jeden Drallströmungskanal und die darin erzeugte Drallströmung auf. Ein derartiger Gas-Einlass kann z.B. eine Gas-Einlassöffnung sein.
Ein derartiger Drallströmungskanal ist ein Strömungskanal oder Strömungskanalabschnitt, in dem eine Drallströmung vorliegt oder (z.B. mittels der Drallströmungsvorrichtung) erzeugt werden kann. Ein derartiger Drallströmungskanal ist bevorzugt geradlinig ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, eine Drallströmung in einem einzigen Drallströmungskanal oder in mehreren Drallströmungskanälen zu erzeugen. Ein derartiger Drallströmungskanal kann insbesondere durch ein Rohr gebildet sein, das bezüglich seiner Längsachse bzw. Zentralachse rotationssymmetrisch ist. Die Flüssigkeit bildet in einem derartigen Drallströmungskanal eine Drallströmung, sodass die Flüssigkeitsströmung ein Drehmoment aufweist und rotierend entlang des Drallströmungskanals vorwärtsströmt. Die als Drallströmung vorliegende Flüssigkeitsströmung weist somit eine Geschwindigkeitskomponente entlang der Längsrichtung bzw. Längsachse des Drallströmungskanals (sog. Axialkomponente) und eine Geschwindigkeitskomponente entlang des Umfangs des Drallströmungskanals (sog. Umfangskomponente) auf und kann z.B. eine bezüglich der Achse des Drallströmungskanals rotationssymmetrische Strömung sein. Die Drallströmung der Flüssigkeit wird auch als Flüssigkeits-Drallströmung bezeichnet.
In dem Drallströmungskanal sammelt sich das zu desinfizierende Gas aufgrund der Wirkung der Zentrifugalkräfte unter Ausbildung eines Gaskerns im Zentrum des Drallströmungskanals bzw. der Flüssigkeits-Drallströmung und wird durch Reibung an der Phasengrenze zwischen dem Gas und der Flüssigkeit ebenfalls in Rotation versetzt, sodass das Gas ebenfalls in eine Drallbewegung bzw. Drallströmung versetzt wird. Die Drallströmung des Gases wird auch als Gas-Drallströmung bezeichnet.
Aerosole, die sich in dem zu desinfizierenden Gas befinden, werden aufgrund der in der Gas-Drallströmung wirkenden Zentrifugalkräfte aus dem Gaskern in die denselben umgebende ringförmige Flüssigkeits-Drallströmung befördert. Dadurch erfolgt ein effektiver Austrag der Aerosole aus dem zu desinfizierenden Gas und Eintrag dieser Aerosole in die umgebende Flüssigkeitsschicht, sodass die Aerosole und somit auch die darin enthaltenen Mikroorganismen und sonstigen Kontaminationen aus dem Gas entfernt werden, wodurch eine Desinfektion des Gases ermöglicht ist. Mittels einer nachfolgenden Trennung der Flüssigkeit von dem so desinfizierten Gas kann das desinfizierte Gas einer anschließenden Verwendung zugeführt werden. Das Gas kann z.B. Luft sein. Mittels der Erfindung ist somit eine Desinfektion eines Gases ermöglicht, wobei das Gas insbesondere Luft sein kann.
Die Mikroorganismen werden mit den Aerosolen aus dem Gas ausgetragen und in der Flüssigkeit anzahlmäßig stark verdünnt. Das Verhältnis des pro Zeiteinheit und somit pro Flüssigkeitsvolumen in die Flüssigkeit eingetragenen Aerosolvolumens zum Flüssigkeitsvolumen ist sehr klein und kann über letzteres fast beliebig klein eingestellt werden, wodurch die Schädlichkeit der derart mit den Mikroorganismen beladenen Flüssigkeit minimiert werden kann.
Mittels des Desinfektionsverfahrens und der Desinfektionsvorrichtung können somit auf einfache Art und Weise bei geringem apparativen Aufwand Mikroorganismen aus einem Gas entfernt und dieses somit desinfiziert werden. Durch die Drallabscheidung kann auch feines Aerosol durch die resultierenden Fliehkräfte effizient aus dem Gas in die Flüssigkeit übertragen werden. Die Abscheideleistung kann dabei über die Drallstärke und die Länge des Strömungskanals unkompliziert eingestellt werden. Damit sind das Verfahren und die Vorrichtung sehr flexibel einsetzbar und können energetisch sehr effizient ausgelegt bzw. gesteuert werden. Dies ist insbesondere wichtig, wenn in einem weiten Bereich von Gas- bzw. Luftmasseströmen gearbeitet werden soll.
Bei einer Sterilisation erfolgt eine stärkere Reduzierung der aktiven Mikroorganismen in dem zu behandelnden Material als bei einer Desinfektion, sodass z.B. bei einer Desinfektion der Anteil nach der Behandlung in dem Material verbleibender vermehrungsfähiger Mikroorganismen größer sein kann als bei einer Sterilisation. Der Anteil nach der Behandlung im Material verbleibender aktiver Mikroorganismen entspricht dem Quotienten aus der Anzahl der nach der Behandlung in dem Material (hier: Gas) vorhandener aktiver bzw. vermehrungsfähiger Mikroorganismen und der Anzahl der vor der Behandlung in dem Material vorhandener aktiver bzw. vermehrungsfähiger Mikroorganismen. Eine Sterilisation geht somit auch immer mit einer Desinfektion einher.
Somit kann das erfindungsgemäße Desinfektionsverfahren zur Desinfektion bzw. zum Desinfizieren eines Gases auch zur Sterilisation des Gases ausgestaltet sein und somit als Sterilisationsverfahren zur Sterilisation eines Gases ausgestaltet sein. Analog dazu kann die erfindungsgemäße Desinfektionsvorrichtung zur Desinfektion eines Gases auch zur Sterilisation des Gases ausgebildet sein und somit als Sterilisationsvorrichtung zur Sterilisation bzw. zum Sterilisieren eines Gases ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist somit das Desinfektionsverfahren zur Desinfektion eines Gases ein Sterilisationsverfahren zur Sterilisation eines Gases. Analog dazu kann vorgesehen sein, dass die Desinfektionsvorrichtung zur Desinfektion eines Gases eine Sterilisationsvorrichtung zur Sterilisation eines Gases ist. Mittels der Erfindung ist somit eine Sterilisation eines Gases ermöglicht, wobei das Gas insbesondere Luft sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Flüssigkeit eine Flüssigkeit mit einer desinfizierenden oder sterilisierenden Wirkung. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Flüssigkeit ein Desinfektionsmittel oder ein Sterilisationsmittel ist, oder dass die Flüssigkeit ein Desinfektionsmittel oder ein Sterilisationsmittel aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform hat die Flüssigkeit eine antibakterielle und/oder fungizide und/oder zumindest begrenzt viruzide Wirkung. Demgemäß kann vorgesehen sein, dass die Flüssigkeit eine antibakterielle Wirkung aufweist, sodass mittels der Flüssigkeit insbesondere Bakterien abgetötet werden können. Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass die Flüssigkeit eine fungizide Wirkung aufweist, sodass mittels der Flüssigkeit insbesondere Pilze abgetötet werden können. Alternativ oder zusätzlich zu den beiden vorgenannten Wirkungen kann bezüglich der Viruzidie bzw. viruziden Wirkung vorgesehen sein, dass die Flüssigkeit eine zumindest begrenzt viruzide Wirkung aufweist, d.h. dass die Flüssigkeit eine begrenzt viruzide Wirkung hat (sodass mittels der Flüssigkeit insbesondere behüllte Viren inaktiviert werden können), den Wirkbereich begrenzt viruzid PLUS aufweist (sodass mittels der Flüssigkeit insbesondere zusätzlich zu behüllten Viren auch Adeno-, Noro- und Rotaviren inaktiviert werden können), oder eine viruzide Wirkung hat (sodass mittels der Flüssigkeit insbesondere behüllte und unbehüllte Viren inaktiviert werden können). Mittels derartiger virusinaktivierender Wirkungen lassen sich insbesondere Coronaviren inaktivieren, sodass Ausführungsformen der Erfindung zum Entfernen und Inaktivieren von Coronaviren vorgesehen sein können.
Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Flüssigkeit ein Desinfektionsmittel oder ein Sterilisationsmittel ist, welches eine antibakterielle und/oder fungizide und/oder zumindest begrenzt viruzide Wirkung aufweist.
Mittels derartiger Flüssigkeiten werden die Mikroorganismen nicht nur aus dem Gas ausgetragen und in der Flüssigkeit anzahlmäßig stark verdünnt, sondern zudem auch aufgrund der desinfizierenden bzw. antibakteriellen und/oder fungiziden und/oder zumindest begrenzt viruziden Wirkung der Flüssigkeit abgetötet bzw. zerstört, wodurch eine weitere Verbesserung der desinfizierenden bzw. sterilisierenden Wirkung ermöglicht ist. Vorliegend werden auch Viren zu den Mikroorganismen gerechnet, wobei Viren mittels Desinfektion oder Sterilisation zerstört werden können, was auch als Virusinaktivierung bezeichnet wird.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Desinfektionsvorrichtung eine Fördervorrichtung auf, die zum Befördern des zu desinfizierenden Gases zu dem Gas-Einlass eines jeweiligen Drallströmungskanals bzw. in den Gas-Einlass eines jeweiligen Drallströmungskanals hinein ausgebildet ist und auch als Gas-Fördervorrichtung bezeichnet wird. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Desinfektionsvorrichtung (z.B. als Bestandteil der Gas-Fördervorrichtung) eine Vorrichtung zum Ansaugen und Verdichten des zu desinfizierenden Gases und Leiten des verdichteten Gases zu dem Gas-Einlass aufweist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Gas-Fördervorrichtung einen Verdichter aufweist, der zum Ansaugen und Verdichten des zu desinfizierenden Gases ausgebildet, wobei das verdichtete Gas über eine Leitung (z.B. eine Gasleitung in Form einer Rohrleitung oder Schlauchleitung) zu dem Gas-Einlass eines jeweiligen Drallströmungskanals geführt wird und in den Gas-Einlass gedrückt wird. Demgemäß kann vorgesehen sein, dass das zu desinfizierende Gas mittels eines Verdichters angesaugt und verdichtet wird und das derart verdichtetet Gas via den Gas-Einlass in den jeweiligen Drallströmungskanal eingebracht wird.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das zu desinfizierende Gas allein mittels des Unterdrucks, der durch die Flüssigkeits-Drallströmung erzeugt wird, in den jeweiligen Drallströmungskanal hinein transportiert bzw. gesaugt wird. Insbesondere kann auf den Gasverdichter verzichtet werden, wenn der in dem Drallströmungskanal bzw. den Drallströmungskanälen durch die rotierende Flüssigkeit erzeugte Unterdruck ausreicht, um das zu desinfizierende Gas anzusaugen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Desinfektionsvorrichtung einen Behälter zum Vorhalten der Flüssigkeit und eine Fördervorrichtung auf, wobei die Fördervorrichtung zum Befördern der Flüssigkeit von dem Behälter zu der Drallströmungsvorrichtung bzw. in den Drallströmungskanal hinein ausgebildet ist und auch als Flüssigkeits-Fördervorrichtung bezeichnet wird. Die Flüssigkeits-Fördervorrichtung kann insbesondere Bestandteil der Drallströmungsvorrichtung sein. Der Behälter wird auch als Vorlagebehälter bezeichnet. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Vorlagebehälter mit der Flüssigkeit befüllt ist. Jeder Drallströmungskanal weist eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung auf, wobei die Eintrittsöffnung an dem einen Längsende des jeweiligen Drallströmungskanals angeordnet ist und die Austrittsöffnung an dem anderen Längsende des jeweiligen Drallströmungskanals angeordnet ist. An der Eintrittsöffnung (bzw. durch die Eintrittsöffnung hindurch) tritt die Flüssigkeit und optional auch das Gas in den jeweiligen Drallströmungskanal ein, an der Austrittsöffnung (bzw. durch die Austrittsöffnung hindurch) treten die Flüssigkeit und das Gas aus dem jeweiligen Drallströmungskanal aus. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Flüssigkeit mittels der Flüssigkeits-Fördervorrichtung von bzw. aus dem Vorlagebehälter in die Eintrittsöffnung eines jeweiligen Drallströmungskanals hinein befördert. Mittels der Flüssigkeits-Fördervorrichtung kann die Zirkulation unabhängig von der Energie des Gasdrucks im Gasstrom eingestellt werden, wodurch insbesondere eine höhere Zirkulation ermöglicht ist und diese so hoch eingestellt werden kann wie für die angestrebte Desinfektion bzw. Sterilisation nötig.
Gemäß einer Ausführungsform sind jeder Drallströmungskanal und der Vorlagebehälter unter Ausbildung eines Flüssigkeitskreislaufs strömungstechnisch miteinander verbunden, sodass die Flüssigkeit zwischen dem Vorlagebehälter und dem Drallströmungskanal bzw. den Drallströmungskanälen zirkuliert. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Drallströmungskanal und der Vorlagebehälter unter Ausbildung eines Flüssigkeitskreislaufs strömungstechnisch derart miteinander verbunden sind, dass die Flüssigkeit innerhalb der Desinfektionsvorrichtung zwischen dem Vorlagebehälter und dem Drallströmungskanal zirkuliert. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Drallströmungskanal bzw. die Drallströmungskanäle und der Vorlagebehälter unter Ausbildung eines geschlossenen Flüssigkeitskreislaufs strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann insbesondere vorgesehen sein, dass sowohl die Eintrittsöffnung eines jeweiligen Drallströmungskanals als auch die Austrittsöffnung eines jeweiligen Drallströmungskanals strömungstechnisch (z.B. mittels einer Leitung, etwa mittels einer Flüssigkeitsleitung in Form einer Rohrleitung oder einer Schlauchleitung) mit dem Vorlagebehälter verbunden ist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Eintrittsöffnung und/oder die Austrittsöffnung eines jeweiligen Drallströmungskanals direkt in den Vorlagebehälter mündet.
Gemäß einer Ausführungsform des Desinfektionsverfahrens wird demgemäß die Flüssigkeit zwischen dem Vorlagebehälter und dem Drallströmungskanal bzw. den Drallströmungskanälen zirkuliert, wobei z.B. vorgesehen sein kann, die Flüssigkeit in einem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf zu zirkulieren. Der Flüssigkeitskreislauf kann auch als Strömungskreislauf oder Flüssigkeitsströmungskreislauf bezeichnet werden.
Der Drallströmungskanal bzw. die Drallströmungskanäle können innerhalb oder außerhalb des Vorlagebehälters angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens ein Drallströmungskanal zumindest teilweise (d.h. teilweise oder vollständig) innerhalb des Vorlagebehälters angeordnet. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass alle Drallströmungskanäle zumindest teilweise innerhalb des Vorlagebehälters angeordnet sind. Demgemäß kann z.B. vorgesehen sein, dass die Eintrittsöffnung und/oder die Austrittsöffnung eines jeweiligen Strömungskanals innerhalb des Vorlagebehälters angeordnet ist. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Drallströmungskanal vollständig innerhalb des Vorlagebehälters angeordnet ist.
Indem die Drallströmungskanäle derart innerhalb des Vorlagebehälters angeordnet sind, kann unkompliziert ein kompakter Aufbau der Desinfektionsvorrichtung ermöglicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Drallströmungsvorrichtung einen oder mehrere Drallerzeuger auf, welche z.B. zusätzlich zu der Flüssigkeits-Fördervorrichtung vorgesehen sein können. Diese Drallerzeuger (auch als Drallelemente bezeichnet) sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sie der Flüssigkeitsströmung einen Drall bzw. ein Drehmoment aufprägen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass jedem Drallströmungskanal ein separater Drallerzeuger zugeordnet ist, welcher an der Eintrittsöffnung des jeweiligen Drallströmungskanals (z.B. in demselben) angeordnet ist, sodass er der durch den jeweiligen Drallströmungskanal strömenden Flüssigkeit bzw. in den jeweiligen Drallströmungskanal einströmenden Flüssigkeit einen Drall aufprägt.
Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Flüssigkeits-Fördervorrichtung eine Pumpe ist, die derart ausgebildet und strömungstechnisch an den jeweiligen Drallströmungskanal angebunden ist, dass von ihr Flüssigkeit angesaugt wird und stromaufwärts des jeweiligen Drallerzeugers in den Drallströmungskanal gedrückt wird. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Flüssigkeits-Fördervorrichtung eine Pumpe ist, die derart ausgebildet und strömungstechnisch an den jeweiligen Drallströmungskanal angebunden ist, dass von ihr Flüssigkeit aus dem Vorlagebehälter angesaugt wird und (z.B. über eine Flüssigkeitsleitung in Form einer Rohrleitung oder einer Schlauchleitung) stromaufwärts des jeweiligen Drallelements in den Drallströmungskanal bzw. die Drallströmungskanäle gedrückt wird. Die Flüssigkeit wird mittels der Pumpe mit einer Geschwindikeitskomponente entlang der Achse und mittels des Drallerzeugers mit einer Geschwindikeitskomponente entlang des Umfangs des Drallströmungskanals beaufschlagt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Flüssigkeits-Fördervorrichtung integral mit dem Drallerzeuger ausgebildet, d.h. die Flüssigkeits-Fördervorrichtung ist derart ausgebildet, dass sie zugleich als Drallerzeuger fungiert. Gemäß dieser Ausführungsform kann z.B. vorgesehen sein, dass die Flüssigkeits-Fördervorrichtung einen oder mehrere Impeller aufweist. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass jedem Drallströmungskanal ein separater Impeller zugeordnet ist, welcher an der Eintrittsöffnung des jeweiligen Drallströmungskanals (z.B. in demselben) angeordnet ist. Mittels eines derartigen Impellers wird eine durch den zugeordneten Drallströmungskanal verlaufende Flüssigkeitsströmung mit einer Axialkomponente und einer Umfangskomponente erzeugt. Der Antrieb eines derartigen Impellers kann z.B. über einen Motor, eine Turbomaschine oder andere Antriebsmittel erfolgen.
Das Einleiten des zu desinfizierenden Gases in einen jeweiligen Drallströmungskanal kann stromaufwärts oder stromabwärts des jeweiligen Drallerzeugers oder auch direkt an dem jeweiligen Drallerzeuger erfolgen. Demgemäß kann vorgesehen sein, dass der Gas-Einlass zum Einlassen des Gases in einen jeweiligen Drallströmungskanal bezüglich der Längsrichtung des Drallströmungskanals an einer Position stromaufwärts des jeweiligen Drallerzeugers, stromabwärts des jeweiligen Drallerzeugers, oder auf gleicher Höhe wie der Drallerzeuger angeordnet ist.
Das zu desinfizierende Gas kann z.B. mittels eines in der Seitenwand des jeweiligen Drallströmungskanals ausgebildeten Gas-Einlasses (z.B. in Form einer Gas-Einlassöffnung) in den jeweiligen Drallströmungskanal eingebracht werden. Demgemäß kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Drallströmungskanal eine in seiner Seitenwand ausgebildete Durchgangsöffnung aufweist, die als Gas-Einlass fungiert.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das zu desinfizierende Gas an einer bezüglich des Querschnitts des jeweiligen Drallströmungskanals zentralen Position in den Drallströmungskanal eingebracht wird. Demgemäß kann der Gas-Einlass bzw. die Gas-Einlassöffnung zum Einlassen des Gases in einen jeweiligen Drallströmungskanal an einer bezüglich des Querschnitts des jeweiligen Drallströmungskanals zentralen Position (z.B. auf der Achse des jeweiligen Drallströmungskanals) angeordnet sein. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Gas-Einlass zum Einlassen des Gases in einen jeweiligen Drallströmungskanal integral mit dem Drallerzeuger ausgebildet ist, der diesem Drallströmungskanal zugeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform weist die Drallströmungsvorrichtung mindestens einen Drallerzeuger zum Beaufschlagen der Flüssigkeit mit einem Drall auf, wobei der Drallerzeuger eine Durchgangsöffnung aufweist, und wobei die Durchgangsöffnung Bestandteil des Gas-Einlasses ist oder den Gas-Einlass bildet. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Drallerzeuger oder ein Element des Drallerzeugers eine Hohlbohrung bzw. eine Durchgangsöffnung aufweist, welche als Gas-Einlass fungiert. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Desinfektionsvorrichtung eine Gas-Zuführvorrichtung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass von ihr das zu desinfizierende Gas dem einen offenen Ende der in dem Drallerzeuger ausgebildeten Durchgangsöffnung zugeführt wird, wobei das andere offene Ende der Durchtrittsöffnung in den Drallströmungskanal mündet und als Gas-Einlassöffnung zum Einlassen des Gases in den Drallströmungskanal fungiert. Bei Verwendung eines Impellers als Flüssigkeits-Fördervorrichtung und Drallerzeuger kann z.B. vorgesehen sein, dass der Impeller eine zentral entlang der Achse des jeweiligen Drallströmungskanals verlaufende Welle aufweist, wobei die Welle als Hohlwelle ausgebildet ist und somit eine zentrale Durchgangsöffnung aufweist, die wie vorstehend erläutert als Gas-Einlass fungieren kann.
Der Drallerzeuger mit dem Gas-Einlass kann derart angeordnet sein, dass der Gas-Einlass bzw. die Gas-Einlassöffnung zentral in einem Querschnitt des Drallströmungskanals angeordnet ist und z.B. auf der Achse des Drallströmungskanals angeordnet ist. Bevorzugt ist der Drallerzeuger zentral bezüglich des Querschnitts des Drallströmungskanals angeordnet, wobei zudem der Gas-Einlass bzw. die Gas-Einlassöffnung zentral bezüglich des Drall-Erzeugers angeordnet ist.
Die vorstehend erläuterten Ausgestaltungsmöglichkeiten für den Gas-Einlass ermöglichen einen unkomplizierten und kompakten Aufbau bei geringer Störung der Flüssigkeits-Drallströmung durch das eintretende Gas, was zu einer effektiven Desinfektionswirkung beitragen kann. Dies gilt insbesondere für eine zentrale Gaseinleitung, bevorzugt am Drallerzeuger oder stromabwärts des Drallerzeugers.
Die Drallbewegung des Gases im Gaskern kann durch zusätzliche Drallelemente verstärkt werden, wobei z.B. in jedem Drallströmungskanal ein stromabwärts des Gas-Einlasses angeordnetes zusätzliches Drallelement zum (zusätzlichen) Beaufschlagen der Gasströmung mit einem Drall vorgesehen sein kann. Ein derartiges zusätzliches Drallelement wird auch als Gas-Drallelement bezeichnet. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass in jedem Drallströmungskanal stromabwärts des Gas-Einlasses ein Gas-Drallelement auf der Achse des Drallströmungskanals bzw. an einer bezüglich des Querschnitts des jeweiligen Drallströmungskanals zentralen Position angeordnet ist, sodass das Gas-Drallelement beim Betrieb innerhalb des in der Flüssigkeits-Drallströmung ausgebildeten Gaskerns angeordnet ist und die Drallbewegung des Gasstroms im Gaskern verstärkt.
Die Drallströmung mit der Flüssigkeits-Drallströmung und der Gas-Drallströmung durchläuft den jeweiligen Drallströmungskanal und tritt an dessen Austrittsöffnung aus demselben aus. Nach dem Durchlaufen des Drallströmungskanals werden das Gas und die Flüssigkeit voneinander getrennt, wobei die Trennung z.B. mittels Gravitation oder mittels einer Absaugung des Gaskerns erfolgen kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Drallströmungskanal bzw. sind die Drallströmunqskanäle vertikal angeordnet. Ein jeweiliger Drallstömungskanal kann geradlinig ausgebildet sein und eine Längsachse aufweise, wobei der Drallströmungskanal (oder zumindest dessen innere Mantelfläche) z.B. rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse sein kann. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein jeweiliger Drallströmungskanal derart angeordnet, dass die Längsrichtung bzw. Längsachse des Drallströmungskanals vertikal (d.h. lotrecht) verläuft, was z.B. durch eine entsprechende Ausgestaltung oder Anordnung der Desinfektionsvorrichtung und/oder der Drallströmungskanäle realisiert werden kann. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Drallströmungskanal derart angeordnet ist, dass die Austrittsöffnung des Drallströmungskanals vertikal oberhalb der Eintrittsöffnung des Drallströmungskanals angeordnet ist, sodass die Drallströmung den Drallströmungskanal von unten nach oben durchströmt. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Austrittsöffnung eines derartig vertikal angeordneten Drallströmungskanals innerhalb des Vorlagebehälters angeordnet ist, sodass der Drallströmungskanal mit seiner Austrittsöffnung in das Innere des Vorlagebehälters mündet und die Flüssigkeit und das Gas nach Durchlaufen des Drallströmungskanals mittels der Gravitation voneinander getrennt werden, wobei die Flüssigkeit sich im unteren Teil des Vorlagebehälters sammelt und das Gas sich im oberen Teil des Vorlagebehälters sammelt und von dort abgeführt werden kann.
Alternativ dazu kann z.B. vorgesehen sein, dass die Desinfektionsvorrichtung eine Trennvorrichtung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass von ihr die Flüssigkeit und das Gas nach Durchlaufen des jeweiligen Drallströmungskanals voneinander getrennt werden. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Trennvorrichtung strömungstechnisch dem jeweiligen Drallströmungskanal bzw. dessen Austrittsöffnung nachgelagert ist. Die Trennvorrichtung kann z.B. eine Absaugvorrichtung sein, die zum Absaugen des Gaskerns der Drallströmung am Austritt bzw. an der Austrittsöffnung des jeweiligen Drallströmungskanals ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Drallströmungskanäle nicht vertikal angeordnet sind, sodass die Längsachse eines derartigen Drallströmungskanals nicht vertikal verläuft.
Des Weiteren können am Austritt des Drallströmungskanals bzw. der Drallströmungskanäle strömungsberuhigende Einbauten vorgesehen sein, um eine potentielle Sekundärtröpfchenbildung zu minimieren.
Gemäß einer Ausführungsform wird das von der Flüssigkeit getrennte Gas über eine Abscheidevorrichtung geführt, die zum Reinigen des von der Flüssigkeit getrennten Gases von in demselben verbliebenen Tropfen und/oder Aerosolen ausgebildet ist. Die Abscheidevorrichtung kann einen oder mehrere Abscheider aufweisen, die z.B. als Tropfenabscheider ausgebildet sein können. Das Gas kann somit mittels der Abscheidevorrichtung von Tropfen gereinigt werden, bevor es die Desinfektionsvorrichtung verlässt. Die Abscheidevorrichtung ist den Drallströmungskanälen nachgelagert. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Desinfektionsvorrichtung einen Gas-Auslass zum Auslassen des desinfizierten Gases aufweist, wobei der Gas-Auslass z.B. eine Gas-Auslassöffnung sein kann. Die Abscheidevorrichtung kann z.B. zwischen die Drallströmungskanäle und den Gas-Auslass geschaltet sein, sodass das Gas nach Durchlaufen der Drallströmungskanäle die Abscheidevorrichtung passiert und anschließend durch den Gas-Auslass ausgelassen wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Abscheidevorrichtung in dem Vorlagebehälter angeordnet. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Vorlagebehälter an seinem oberen Ende einen Gas-Auslass zum Auslassen des desinfizierten Gases aufweist, und dass die Abscheidevorrichtung innerhalb des Vorlagebehälters zwischen dem Gas-Auslass und dem Drallströmungskanal bzw. den Drallströmungskanälen angeordnet ist. Die Anordnung der Abscheidevorrichtung innerhalb des Vorlagebehälters kann unkompliziert zu einem kompakten Aufbau der Desinfektionsvorrichtung beitragen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß den vorstehend erläuterten Ausführungsformen zur Desinfektion oder Sterilisation eines Gases bereitgestellt.
Die Desinfektionsvorrichtung und das Desinfektionsverfahren sind insbesondere zur Reinigung großer Mengen von mit schadstoffhaltigen bzw. mit Mikroorganismen belasteten Aerosolen belastetem Gas (z.B. Luft) geeignet. Ein Anwendungsgebiet ist z.B. die Desinfektion oder Sterilisation von Umluft, in der sich mit Bakteriophagen, Viren oder anderen Mikroorganismen belastete Aerosole befinden, in Klimaanlagen. Neben der Verwendung in der Umlufttechnik ist zudem eine Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung in der Klimatechnik und der Medizintechnik möglich.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung kann eine ultraeffiziente fluiddynamische Aerosolabscheidung mittels Einbringung eines Gases in eine Flüssigkeits-Drallströmung kombiniert werden mit einer nasschemischen Desinfektion bzw. Sterilisation mittels Ausgestaltung der Flüssigkeit mit desinfizierender bzw. sterilisierender Wirkung. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung kann die entsprechende Anordnung bzw. Vorrichtung z.B. einen Verdichter zum Verdichten und Fördern des zu behandelnden Gases, einen Behälter mit einer Desinfektions- bzw. Sterilisationslösung, einen oder mehrere Drallströmungskanäle mit Drallerzeugern, die innerhalb oder außerhalb des Behälters angeordnet sein können, sowie weitere, den Drallströmungskanälen nachgelagerte Tropfenabscheider aufweisen.
Durch Justieren bzw. Einstellen des Dralls über das Design der Drallerzeuger kann ein Optimum aus Abscheiderate und Druckverlust für die jeweilige Anwendung eingestellt werden. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Drall durch verstellbare Flügel am jeweiligen Drallerzeuger oder durch zusätzliche mechatronisch veränderbare druckverlusterzeugende Einbauten aktiv bezüglich der Abscheideleistung gesteuert werden kann. Zudem können in einem jeweiligen Drallströmungskanal Einbauten vorgesehen sein, die die Turbulenz im Gas und/oder in der Flüssigkeit erhöhen. Diese Einbauten sind z.B. derart ausgebildet, dass sie die Drallbewegung nicht zerstören, aber die Turbulenz bzw. Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche erhöhen und z.B. zu einem Eintrag von Sekundärtropfen in den Gaskern führen, welche eine zusätzliche Bindung von Aerosolen ermöglichen.
Durch die Drallabscheidung kann auch feines Aerosol durch hohe Fliehkräfte effizient aus der Gasphase in die Flüssigphase übertragen werden. Die Abscheideleistung kann dabei über die Drallstärke und die Länge des jeweiligen Drallströmungskanals eingestellt werden. Damit ist die erfindungsgemäße Anordnung bzw. Vorrichtung sehr flexibel einsetzbar und kann energetisch sehr effizient ausgelegt bzw. gesteuert werden. Dies ist insbesondere wichtig, wenn in einem weiten Bereich von Luftmasseströmen gearbeitet werden soll. In der Flüssigkeit werden die Mikroorganismen anzahlmäßig stark verdünnt und gemäß Ausführungsformen der Erfindung zudem chemisch abgetötet, indem die Flüssigkeit ein Desinfektionsmittel bzw. Sterilisationsmittel ist. Das Verhältnis des pro Zeiteinheit eingetragenen Aerosolvolumens V_aer (Anzahl der Tröpfchen mal Tröpfchenvolumen mal Zeitdauer) zum Flüssigkeitsvolumen der FSlüssigkeit im Vorlagebehälter V_des ist sehr klein und kann über letzteres fast beliebig klein eingestellt werden. Je kleiner das Verhältnis V_aer/V_des, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein noch überlebensfähiger Mikroorganismus durch in der Vorrichtung erzeugte Sekundärtröpfchen wieder aus der Desinfektionsflüssigkeit in die Umgebung ausgetragen wird. Damit lässt sich die Desinfektionseffizienz durch Wahl des Desinfektions- bzw. Sterilisationsmittels, durch die Abscheideleistung im Drallströmungskanal, durch die Abscheideleistung der nachgeschalteten Abscheider und das Volumen der Desinfektionsflüssigkeit maximieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, hierbei zeigen schematisch:

1 eine Schnittdarstellung einer Desinfektionsvorrichtung bei der Durchführung eines Desinfektionsverfahrens gemäß einer Ausführungsform,
2 eine Schnittdarstellung einer Desinfektionsvorrichtung bei der Durchführung eines Desinfektionsverfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform, und
3 eine Schnittdarstellung einer Desinfektionsvorrichtung bei der Durchführung eines Desinfektionsverfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform.

1 zeigt eine Desinfektionsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform beim Durchführen eines Desinfektionsverfahrens gemäß einer Ausführungsform. Die Desinfektionsvorrichtung 1 weist eine Drallströmungsvorrichtung 3 mit einem Drallströmungskanal 5, einem Drallerzeuger 7 und einer Flüssigkeits-Fördervorrichtung mit einer Pumpe 9 auf. An dem Drallströmungskanal 5 ist ein Gas-Einlass 11 zum Einlassen eines zu desinfizierenden Gases 13 in den Drallströmungskanal 5 ausgebildet, wobei das Gas 13 vorliegend als Beispiel Luft 13 ist. Der Gas-Einlass 11 ist vorliegend als Beispiel eine in der Seitenwand des Drallströmungskanals 5 ausgebildete Durchgangsöffnung, die als Gas-Einlassöffnung 11 fungiert.
Die Desinfektionsvorrichtung 1 weist einen Behälter 15 auf, der als Vorlagebehälter 15 zum Vorhalten einer Flüssigkeit 17 dient und in dem die Flüssigkeit 17 aufgenommen ist. Die Flüssigkeit 17 ist ein flüssiges Desinfektionsmittel oder Sterilisationsmittel mit einer antibakteriellen und/oder fungiziden und/oder zumindest begrenzt viruziden (z.B. begrenzt viruziden oder viruziden) Wirkung.
Der Drallströmungskanal 5 ist ein geradliniger Strömungskanal, der mit vertikal verlaufender Längsachse in dem Vorlagebehälter 15 angeordnet ist. Der Drallströmungskanal 5 ist als Beispiel ein Rohr, das bezüglich seiner Längsachse rotationssymmetrisch ist und mit vertikal bzw. lotrecht verlaufender Längsachse in dem Vorlagebehälter 15 angeordnet ist. Der Drallströmungskanal 5 weist eine Eintrittsöffnung 19 und eine Austrittsöffnung 21 auf, wobei die Austrittsöffnung 21 oberhalb der Eintrittsöffnung 19 angeordnet ist. Der Drallerzeuger 7 ist an der Eintrittsöffnung 19 in dem Drallströmungskanal 5 angeordnet. Der Drallströmungskanal 5 mündet mit seiner Austrittsöffnung 21 in den Vorlagebehälter 15. Der Vorlagebehälter 15 weist in seinem Boden eine Öffnung 23 auf, welche über eine Flüssigkeitsleitung 25 mit der Eintrittsöffnung 15 des Drallströmungskanals 5 verbunden ist, wobei die Pumpe 9 in die Flüssigkeitsleitung 25 eingebunden ist.
Von der Pumpe 9 wird Flüssigkeit 17 aus dem Vorlagebehälter 15 angesaugt und über die Flüssigkeitsleitung 25 stromaufwärts des Drallerzeugers bzw. Drallelements 7 an der Einlassöffnung 19 in den Drallströmungskanal 5 gedrückt, sodass die Flüssigkeit 17 den Drallströmungskanal 5 von unten nach oben durchströmt. Durch den Drallerzeuger 7 wird der von der Pumpe 9 erzeugten Flüssigkeitsströmung ein Drehmoment bzw. Drall aufgeprägt, sodass sich eine Drallströmung mit einer Geschwindigkeitskomponente entlang der Längsrichtung des Drallströmungskanals 5 und einer Geschwindigkeitskomponente entlang des Umfangs des Drallströmungskanals 5 ausbildet, sodass die Flüssigkeit 17 entlang des Drallströmungskanals 5 rotierend bzw. entlang schraubenförmiger Bahnen verlaufend vorwärtsströmt. Die Drallströmungsbewegung ist in 1 mit dem schraubenförmigen Pfeil 27 gekennzeichnet. Die Drallströmung der Flüssigkeit 17 wird auch als Flüssigkeits-Drallströmung bezeichnet.
Die Desinfektionsvorrichtung 1 weist zudem eine Gas-Fördervorrichtung mit einem Verdichter 29 auf. Durch den Verdichter 29 wird das zu desinfizierende Gas 13 (hier als Beispiel Luft aus der Umgebung, etwa einem Raum) angesaugt, verdichtet und über eine Gasleitung 31 zu der Gas-Einlassöffnung 11 und durch dieselbe hindurch in den Drallströmungskanal 5 hinein geleitet. Das Einleiten des Gases 13 in den Drallströmungskanal 5 kann mittels entsprechender Positionierung der Gas-Einlassöffnung 11 stromaufwärts oder stromabwärts des Drallerzeugers 7 oder (beispielsweise über eine Hohlbohrung, siehe Ausführungsform gemäß 2) direkt am Drallerzeuger 7 erfolgen. Gemäß 1 ist der Gas-Einlass 11 als Beispiel stromabwärts des Drallerzeugers 7 angeordnet, sodass das Gas 13 stromabwärts des Drallerzeugers 7 in den Drallströmungskanal 5 eingeleitet wird.
In dem Drallströmungskanal 5 sammelt sich das zu desinfizierende Gas 13 aufgrund der Wirkung der Zentrifugalkräfte unter Ausbildung eines Gaskerns 33 im Zentrum des Drallströmungskanals 5 bzw. der Flüssigkeits-Drallströmung und wird durch Reibung an der Phasengrenze zwischen dem Gas und der Flüssigkeit ebenfalls in Rotation versetzt, sodass das Gas 13 ebenfalls in eine Drallbewegung bzw. Drallströmung versetzt wird. Die Drallströmung des Gases 13 wird auch als Gas-Drallströmung bezeichnet.
Aerosole, die sich in dem zu desinfizierenden Gas 13 befinden, werden zusammen mit darin enthaltenen Mikroorganismen aufgrund der in der Gas-Drallströmung wirkenden Zentrifugalkräfte aus dem Gaskern 33 in die denselben umgebende ringförmige Schicht der Flüssigkeit 17 befördert und somit aus dem Gas 13 entfernt. Aufgrund der desinfizierenden bzw. sterilisierenden Wirkung der Flüssigkeit 17 werden die Mikroorganismen abgetötet bzw. zerstört. Zudem werden die Mikroorganismen in der Flüssigkeit 17 anzahlmäßig stark verdünnt. Indem die Mikroorganismen zusammen mit den Aerosolen im Bereich des Gaskerns 33 aus dem Gas 13 ausgetragen werden und zudem mittels der Flüssigkeit 17 zerstört bzw. abgetötet werden, wird das Gas 13 beim Durchlaufen des Drallströmungskanals 5 desinfiziert bzw. sterilisiert, sodass an der Austrittsöffnung 21 des Drallströmungskanals 5 desinfiziertes bzw. sterilisiertes Gas 13 austritt. Nach dem Austreten aus der Austrittsöffnung 21 trennen sich das Gas 13 und die Flüssigkeit 17 unter dem Einfluss der Gravitation, wobei sich im unteren Abschnitt des Vorlagebehälters 15 die Flüssigkeit 17 sammelt und im oberen Abschnitt des Vorlagebehälters 15 desinfiziertes bzw. sterilisiertes Gas 13 sammelt.
Die Desinfektionsvorrichtung 1 weist zudem eine Abscheidevorrichtung 35 auf. Die Abscheidevorrichtung 35 kann z.B. ein Tropfenabscheider sein. Die Abscheidevorrichtung 35 ist oberhalb des Drallströmungskanals 5 innerhalb des Vorlagebehälters 15 angeordnet. Mittels der Abscheidevorrichtung 35 wird das von der Flüssigkeit 17 getrennte Gas 13 von potentiell darin enthaltenen Flüssigkeitstropfen gereinigt. Nach dem Durchlaufen der Abscheidevorrichtung 35 wird das derart gereinigte Gas 13 via einen in dem Vorlagebehälter 15 ausgebildeten Gas-Auslass 37 aus der Desinfektionsvorrichtung 1 ausgelassen und z.B. in die Umgebung zurückgeführt (in 1 durch den Pfeil 39 veranschaulicht, der die Strömungsrichtung des Gases 13 am Gas-Auslass 37 darstellt). Der Gas-Auslass 37 mündet am oberen Ende des Vorlagebehälters 15, wo sich das desinfizierte und gereinigte Gas 13 sammelt, und leitet dieses aus der Desinfektionsvorrichtung 1 heraus.
2 zeigt eine Desinfektionsvorrichtung 1' gemäß einer weiteren Ausführungsform beim Durchführen eines Desinfektionsverfahrens gemäß einer Ausführungsform. Bei der Desinfektionsvorrichtung 1' weist der Drallerzeuger 7 eine vertikal verlaufende Durchgangsöffnung bzw. Hohlbohrung 41 auf (in 2 mittels der gestrichelten Linien dargestellt), wobei die Gasleitung 31 durch die Seitenwand des Drallströmungskanals 5 hindurchgeführt ist und an dem unteren Ende der Durchgangsöffnung 41 mündet, und wobei das obere Ende der Durchgangsöffnung 41 in den Drallströmungskanal 5 mündet und somit als Gas-Einlass bzw. Gas-Einlassöffnung 11 fungiert. Das Drallelement 7 und die Durchgangsöffnung 41 sind bezüglich des Querschnitts des Drallströmungskanals 5 zentral angeordnet, sodass bei der Ausführungsform nach 2 das zu desinfizierende Gas 13 an einer bezüglich des Querschnitts des Drallströmungskanals 5 zentralen Position in den Drallströmungskanal 5 eingebracht wird. Bei der Ausführung gemäß 2 ist der Gas-Einlass 11 somit auf der Längsachse des Drallströmungskanals 5 angeordnet. Ansonsten entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der Desinfektionsvorrichtung 1' nach 2 denjenigen der Desinfektionsvorrichtung 1 nach 1, sodass diesbezüglich auf die Erläuterungen mit Bezug auf die 1 verwiesen wird.
3 zeigt eine Desinfektionsvorrichtung 1" gemäß einer weiteren Ausführungsform beim Durchführen eines Desinfektionsverfahrens gemäß einer Ausführungsform. Bei der Desinfektionsvorrichtung 1" mündet der Drallströmungskanal 5 sowohl mit seiner Eintrittsöffnung 19 als auch mit seiner Austrittsöffnung 21 in den Vorlagebehälter 15. Die Desinfektionsvorrichtung 1" weist einen Impeller 43 auf, der sowohl als Flüssigkeits-Fördervorrichtung als auch als Drallerzeuger fungiert. Der Impeller 43 ist an der Eintrittsöffnung 19 in dem Drallströmungskanal 5 angeordnet. Der Gas-Einlass 11 ist als Beispiel stromabwärts des Impellers 43 angeordnet. Der Impeller 43 ist mittels einer Welle 45 mit einem Antrieb 47 verbunden, mittels dessen der Impeller 43 in Rotation um die Welle 45 versetzt werden kann, wodurch eine Drallströmung der Flüssigkeit 17 in dem Drallströmugskanal 5 erzeugt wird. Die Welle 45 kann von oben oder von unten in den Drallströmungskanal 5 geführt sein. Der Antrieb 47 kann z.B. ein Motor, eine Turbomaschine oder ein anderes Antriebsmittel sein. Die Desinfektionsvorrichtung 1" gemäß 3 ist somit ohne die Pumpe 9, die Öffnung 23 und die Flüssigkeitsleitung 25 der Desinfektionsvorrichtung 1 gemäß 1 gestaltet. Ansonsten entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der Desinfektionsvorrichtung 1" nach 3 denjenigen der Desinfektionsvorrichtung 1 nach 1, sodass diesbezüglich auf die Erläuterungen mit Bezug auf die 1 verwiesen wird.
Bei der Desinfektionsvorrichtung 1" nach 3 erfolgt der Gaseinlass via eine in der Seitenwand des Drallströmungskanals 5 ausgebildete Gas-Einlassöffnung 11. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, die Welle 45 als Hohlwelle mit einer axialen Durchgangsöffnung auszubilden und die Gas-Leitung 31 an das außerhalb des Drallströmungskanals 5 angeordnete Längsende der Welle 45 bzw. das dort angeordnete Ende der Durchgangsöffnung anzubinden, sodass das innerhalb des Drallströmungskanals 5 angeordnete Längsende der Welle 45 bzw. das dort angeordnete Ende der Durchgangsöffnung als Gas-Einlass fungiert (nicht dargestellt).
Die Desinfektionsvorrichtungen 1, 1' und 1'' ermöglichen eine Desinfektion eines Gases 13. Mit den Desinfektionsvorrichtungen 1, 1' und 1'' kann zudem auch eine Sterilisation eines Gases 13 durchgeführt werden, sodass die Desinfektionsvorrichtungen 1, 1' und 1'' auch als Sterilisationsvorrichtungen 1, 1' und 1'' fungieren können. Demgemäß können die entsprechenden Desinfektionsverfahren auch als Sterilisationsverfahren ausgestaltet sein.
Bezugszeichenliste

1, 1', 1'': Desinfektionsvorrichtung / Sterilisationsvorrichtung
3: Drallströmungsvorrichtung
5: Drallströmungskanal
7: Drallerzeuger / Drallelement
9: Flüssigkeits-Fördervorrichtung / Pumpe
11: Gas-Einlass / Gas-Einlassöffnung
13: Gas / Luft
15: Behälter / Vorlagebehälter
17: Flüssigkeit / flüssiges Desinfektions- bzw. Sterilisationsmittel
19: Eintrittsöffnung des Drallströmungskanals
21: Austrittsöffnung des Drallströmungskanals
23: Öffnung im Boden des Vorlagebehälters
25: Flüssigkeitsleitung
27: Drallströmungsbewegung
29: Gas-Fördervorrichtung / Verdichter
31: Gasleitung / Luftleitung
33: Gaskern
35: Abscheidevorrichtung
37: Gas-Auslass
39: Strömung des Gases am Gas-Auslass
41: Durchgangsöffnung
43: Impeller
45: Antriebswelle des Impellers
47: Antrieb des Impellers

Claims

Desinfektionsverfahren zur Desinfektion von Gasen, aufweisend folgende Schritte: - Erzeugen einer Drallströmung (27) einer Flüssigkeit (17) in einem Drallströmungskanal (5), - Einbringen eines zu desinfizierenden Gases (13) in den Drallströmungskanal (5).
Desinfektionsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeit (17) ein Desinfektionsmittel oder Sterilisationsmittel enthält oder ist.
Desinfektionsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Flüssigkeit (17) eine antibakterielle und/oder fungizide und/oder zumindest begrenzt viruzide Wirkung aufweist.
Desinfektionsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Flüssigkeit (17) in einem Kreislauf zwischen einem zum Vorhalten der Flüssigkeit vorgesehenen Behälter (15) und dem Drallströmungskanal (5) zirkuliert wird.
Desinfektionsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zu desinfizierende Gas (13) an einer bezüglich des Querschnitts des Drallströmungskanals (5) zentralen Position in den Drallströmungskanal (5) eingebracht wird.
Desinfektionsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend den Schritt: - Ansaugen und Verdichten des zu desinfizierenden Gases (13) vor dessen Einbringen in den Drallströmungskanal (5).
Desinfektionsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend den Schritt: - Trennen der Flüssigkeit (17) und des Gases (13) voneinander nach dem Durchlaufen des Drallströmungskanals (5).
Desinfektionsverfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend den Schritt: - Reinigen des von der Flüssigkeit (17) getrennten Gases (13) mittels einer Abscheidevorrichtung (35) zum Abscheiden von in dem Gas (13) verbliebenen Tropfen und/oder Aerosolen.
Desinfektionsvorrichtung (1, 1', 1") zur Desinfektion von Gasen, aufweisend: - eine Drallströmungsvorrichtung (3) mit einem Drallströmungskanal (5), wobei die Drallströmungsvorrichtung zum Erzeugen einer Drallströmung (27) einer Flüssigkeit (17) in dem Drallströmungskanal (5) ausgebildet ist, und - einen Gas-Einlass (11) zum Einlassen eines zu desinfizierenden Gases (13) in den Drallströmungskanal (5).
Desinfektionsvorrichtung nach Anspruch 9, ferner aufweisend einen Behälter (15) zum Vorhalten der Flüssigkeit (17) und eine Fördervorrichtung (9, 25) zum Befördern der Flüssigkeit (17) von dem Behälter (15) zu dem Drallströmungskanal (5).
Desinfektionsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Drallströmungskanal (5) und der Behälter (15) unter Ausbildung eines Flüssigkeitskreislaufs strömungstechnisch miteinander verbunden sind.
Desinfektionsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Drallströmungskanal (5) zumindest teilweise innerhalb des Behälters (15) angeordnet ist.
Desinfektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Drallströmungskanal (5) mit seiner Längsrichtung vertikal verlaufend angeordnet ist.
Desinfektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, ferner aufweisend eine dem Drallströmungskanal (5) nachgelagerte Abscheidevorrichtung (35), die zum Abscheiden von Tropfen und/oder Aerosolen aus einem Gas ausgebildet ist.
Verwendung eines Desinfektionsverfahrens und/oder einer Desinfektionsvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche zum Desinfizieren oder Sterilisieren eines Gases (13).