-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestrahlung von Raumluft mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, die mindestens einen Strömungskanal aufweist, durch den die Raumluft hindurchströmen und mit der elektromagnetischen Strahlung bestrahlt werden kann.
-
Aus dem Stand der Technik sind solche Vorrichtungen, die zur Verbesserung der Raumluft eines Raumes, der ein Büro, ein Klassenraum oder ein Wohnzimmer sein kann, bekannt. Personen, die sich in dem Raum aufhalten, bringen durch ihre Atmung Aerosole, die Krankheitserreger wie Viren oder Bakterien enthalten können, in die Raumluft ein.
-
Durch die Bestrahlung der Raumluft werden diese Krankheitserreger zerstört, so dass für die Personen keine Ansteckungsgefahr mehr besteht.
-
Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, dass zwar eine Bestrahlung erfolgt, deren Intensität und/oder Bestrahlungsdauer häufig nicht ausreicht, um die Krankheitserreger in der Raumluft unschädlich zu machen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die bekannten Nachteile überwindet.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Strömungskanal mäanderförmig ausgebildet ist.
-
Durch eine Eintrittsöffnung kann Raumluft in die Vorrichtung einströmen und durch den Strömungskanal bis zu einer Austrittsöffnung, durch die bestrahlte Raumluft frei von Krankheitserregern in den Raum zurückgeführt wird, hindurchströmen.
-
Durch die mäanderförmige Ausbildung ist der Strömungskanal besonders lang, so dass eine zur Zerstörung der Krankheitserreger erforderliche Bestrahlungsdauer, insbesondere bei hohen Volumenströmen, erreicht wird. Vorteilhaft kann die Vorrichtung besonders kompakt ausgebildet sein.
-
Ferner betrifft die Erfindung eine Lampe, insbesondere eine Deckenlampe, ein Möbelstück, insbesondere einen Tisch oder einen Schrank, sowie eine Tür, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist.
-
Bestehende Lampen, insbesondere solche in Räumen mit abgehängten Decken und genormten oder standardisierten Abmessungen, können besonders einfach mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nachgerüstet werden. Dazu müssen lediglich eine Eintritts- und eine Austrittsöffnung in die Lampe, die vorzugsweise plattenförmig ausgebildet ist, eingebracht werden. Die Installation der Vorrichtung kann dann auf einer dem Raum abgewandten Seite der Lampe derart erfolgen, dass die beiden Öffnungen fluidisch mit der Vorrichtung verbunden sind und diese sich zwischen den beiden Öffnungen erstreckt. Vorteilhaft ist die Raumluftbestrahlungsvorrichtung von dem Raum aus nicht erkennbar.
-
Denkbar ist, dass keine Nachrüstung erfolgt, sondern eine Lampe mit einer Bestrahlungsvorrichtung kombiniert wird und zum Austausch einer bestehenden Lampe vorgesehen ist.
-
Bestehende Möbelstücke oder Türen sind ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nachrüstbar.
-
Zweckmäßigerweise weist der Strömungskanal gerade und vorzugsweise parallele Strömungskanalabschnitte aufweist, in denen die Raumluft mit der elektromagnetischen Strahlung bestrahlt wird. Entlang gerader Kanalabschnitte kann den Strömungskanal durchströmende Raumluft über dessen gesamte Länge bestrahlt werden. Schattenbereiche werden vorteilhaft verhindert.
-
Obwohl denkbar ist, dass eine Strahlungsquelle an einer jeden Stirnseite eines geraden Strömungskanalabschnitts derart angeordnet ist, dass die durch den Strömungskanalabschnitt hindurchströmende Raumluft über dessen gesamte Länge von zumindest zwei Seiten bestrahlt wird, ist in einer Ausgestaltung der Erfindung eine Strahlungsquelle an einer einzigen Stirnseite eines geraden Strömungskanalabschnitts derart angeordnet ist, dass die durch den Strömungskanalsabschnitt hindurchströmende Raumluft über dessen gesamte Länge bestrahlt wird. Vorteilhaft wird sichergestellt, dass eine zur Unschädlichmachung der Krankheitserreger hinreichend lange Bestrahlungszeit sichergestellt ist.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Strahlungsquelle vorgesehen, die zur Bestrahlung der Raumluft mit UV-Strahlung, vorzugsweise UVC-Strahlung, eingerichtet ist. UVC-Strahlung hat sich besonders bewährt, um Krankheitserreger wie Viren oder Bakterien zu zerstören.
-
Als besonders vorteilhaft zum Unschädlichmachen von Viren wie SARS-CoV-1 oder -2 hat sich UV-Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 250 und 300 nm, vorzugsweise 275 nm, erwiesen.
-
Zweckmäßigerweise weist eine Strahlungsquelle zur Bestrahlung der Raumluft mit UV-Strahlung zumindest eine Leuchtdiode auf. Leuchtdioden sind besonders energiesparend betreibbar und benötigen beim Einbau wenig Platz. Außerdem sind diese ansteuerbar. Je höher ein Ansteuerstrom, desto höher ist eine Strahlungsintensität emittierter Strahlung.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind Innenseiten des Strömungskanals reflektierend, vorzugsweise zumindest teilweise verspiegelt, ausgebildet. Von den Innenseiten reflektierte Strahlung kann zur Unschädlichmachung von Krankheitserregern benutzt werden. Vorteilhaft kann eine auf die Krankheitserreger wirkende Strahlendosis erhöht werden.
-
Zweckmäßigerweise ist der Strömungskanal von einem Gehäuse, insbesondere einem Metallgehäuse, gebildet. Vorteilhaft können selbst bestehende Lampen, Türen oder Möbelstücke, insbesondere Tische oder Schränke, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache Art und Weise nachgerüstet werden. Vorzugsweise befinden sich eine Eintritts- und die Austrittsöffnung an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses. Das Metallgehäuse ist vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Eine besonders gute Reflexion von elektromagnetischer Strahlung an Gehäuseinnenwänden sowie ein geringes Gewicht sind vorteilhaft möglich.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der mäanderförmige Strömungskanal gebildet, indem von Seitenwänden eines den Strömungskanal bildenden Gehäuses Trennwände in den Innenraum hinein vorstehen, wobei benachbarte Trennwände von gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses in den Innenraum hinein vorstehen. Durch diese Anordnung verläuft der Strömungskanal mäanderförmig.
-
Die Trennwände begrenzen vorzugsweise parallele Strömungskanalabschnitte, in denen die Bestrahlung der Raumluft erfolgt, und sind mit seitlichen, oberen sowie unteren Wandungen des Gehäuses strahlungsdicht verbunden.
-
Vorzugsweise sind alle Trennwände gleich groß, so dass ein Strömungskanal mit konstantem Querschnitt ausgebildet wird.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist bzw. sind eine Einrichtung zum Ansaugen der Raumluft aus dem Raum in den Strömungskanal hinein und/oder eine Einrichtung zum Ausstoßen von in den Strömungskanal eingesaugter Raumluft aus dem Strömungskanal heraus vorgesehen. Insbesondere weisen die Ansaug- und/oder Ausstoßeinrichtung zumindest ein Lüfterrad auf, das vorzugsweise als Axiallüfter oder Querstromlüfter ausgebildet ist. Die Ansaugeinrichtung kann in einer Eintrittsöffnung der Vorrichtung, durch die hindurch die Raumluft in den Strömungskanal einströmt, angeordnet sein, während die Ausstoßeinrichtung in einer Austrittsöffnung, durch die die Raumluft die Vorrichtung nach Bestrahlung verlässt, angeordnet sein kann.
-
Sind eine Ansaug- und eine Ausstoßvorrichtung vorgesehen, kann der Strömungskanal mit einem besonders hohen Volumenstrom nahezu druckverlustfrei durchströmt werden.
-
Zweckmäßigerweise ist bzw. sind die Ansaug- und/oder die die Ausstoßeinrichtung durch ein elastisches Verbindungsmittel, das vorzugsweise aus Silikon gebildet ist, mit einem den Strömungskanal bildenden Gehäuse verbunden. Das Verbindungsmittel kann gleichzeitig bewirken, dass das Gehäuse und die Ansaug- oder Ausstoßeinrichtung in Abstand voneinander angeordnet und damit schalltechnisch entkoppelt sind. Eine unangenehme Geräuschentwicklung wird verhindert. Vorteilhaft wird eine geräuscharme Bestrahlungsvorrichtung geschaffen, die für einen Einsatz in Büros oder Klassenzimmern besonders gut geeignet ist.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Einrichtung zur Erfassung von Inhaltsstoffen der Raumluft, insbesondere Kohlendioxid, vorgesehen. Die Erfassungseinrichtung kann einen Sensor umfassen, der Inhaltsstoffe wie Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid detektieren kann. Vorzugsweise wird Kohlendioxid detektiert, da ein erhöhter Kohlendioxidgehalt der Raumluft einen Hinweis auf eine Anzahl Personen in dem Raum gibt und zur Steuerung einer Strahlungsintensität bzw. eines Volumenstroms nutzbar ist.
-
Zweckmäßigerweise ist eine Einrichtung vorgesehen, die anhand eines erfassten Inhaltsstoffs der Raumluft eine in den Strömungskanal einzusaugende Raumluftmenge sowie eine Bestrahlungsintensität steuert. Wird insbesondere ein erhöhter Gehalt an Kohlendioxid in der Raumluft festgestellt, können der Volumenstrom sowie eine Strahlungsleistung einer Strahlungsquelle der Vorrichtung erhöht werden, um einen höheren Durchsatz bei gleichbleibender Unschädlichmachung von Krankheitserregern zu erreichen. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Betriebsgrundzustand mit einem von zwei aktivierten Axiallüftern und Leuchtdioden mit halber Maximalleistung betrieben werden, während bei einer hohen Anzahl an Personen in dem Raum, beispielsweise bei einer Besprechung oder einer Unterrichtseinheit, ein weiterer Axiallüfter hinzugeschaltet wird und die Leuchtdioden mit maximaler Leistung betrieben werden.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten, sich auf die Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Ausführungsform einer mit einer Lampe kombinierten erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 4 eine Ausführungsform einer mit einem Tisch kombinierten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
Ein in 1a in einer Draufsicht gezeigte Vorrichtung 1 zur Bestrahlung von Raumluft ist auf eine einem Raum abgewandte Seite eines plattenförmigen Grundkörpers 2 einer in 1a nicht im Detail gezeigten rechteckigen Bürodeckenlampe aufgebracht, die in einer in 1 nicht gezeigte Öffnung einer abgehängten Bürodecke installiert ist. Die Lampe und die Vorrichtung bilden eine bauliche Einheit.
-
In den Grundkörper und die Vorrichtung 1 sind zwei rechteckige Öffnungen 3, 4 eingebracht, wobei eine erste Öffnung 3 eine Eintrittsöffnung und eine zweite Öffnung 4 eine Austrittsöffnung ist. Die Eintrittsöffnung 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel von zwei Axiallüftern 5 überdeckt, die dazu eingerichtet sind, zu bestrahlende Raumluft anzusaugen, die die Vorrichtung 1 durch einen mäanderförmigen Strömungskanal 6 in Richtung eines Pfeils 7 durchströmen kann.
-
Der Strömungskanal 6 weist mehrere parallele sowie gerade Strömungskanalabschnitte 8 auf, die durch Trennwände 9 begrenzt sind. Benachbarte Trennwände 9 erstrecken sich von gegenüberliegenden Seiten 10, 11 in den Innenraum eines Metallgehäuses 12 hinein, das von einer gestuften Bodenplatte 13 sowie einer in 1b in einer isometrischen Seitenansicht gezeigten Metallhaube 14 gebildet wird.
-
An Ober- und Unterseiten der Trennwände 9 sind Laschen 15 angebracht, die zur Befestigung der Trennwände 9 an der Bodenplatte 13 sowie der Metallhaube 14 eingerichtet sind.
-
Die Axiallüfter 5 sind durch aus einem elastischen Material wie Silikon gebildete Verbindungselemente 16 mit einem Endabschnitt 17 der gestuften Bodenplatte 13 lösbar und in Abstand verbunden.
-
Die Metallhaube 14 weist beidseitig mehrere rechteckige Bestrahlungsöffnungen 18 in einer Seitenfläche 19 auf, durch die eine schematisch in 1a gezeigte Leuchtdiode 20 elektromagnetische Strahlung im UVC-Bereich von Stirnseiten der Strömungskanalabschintte 8 in den Strömungskanal 6 hineinstrahlen kann. Dadurch kann den mäanderförmigen Strömungskanal 6 durchströmende Raumluft in oder entgegengesetzt zur Strömungsrichtung in jedem einzelnen Strömungskanalabschnitt 8 bestrahlt werden.
-
Denkbar ist, dass auf Stirnseiten eines jeden Strömungskanalabschnitts 8 Leuchtdioden 20 angeordnet sind oder dass auf einer Stirnseite mehrere Leuchtdioden 20 angeordnet sind, beispielsweise in einem Array.
-
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 1 nicht alle Trennwände 9, Laschen 15, Strömungskanalabschnitte 8, Metallhaubenöffnungen 18 sowie Leuchtdioden 20 mit einem Bezugszeichen versehen.
-
Krankheitserreger in der Raumluft werden unschädlich gemacht, indem die zu bestrahlende Raumluft durch die Axiallüfter 5 eingesaugt wird und durch den Strömungskanal 6 hindurchströmt. In jedem der Strömungskanalabschnitte 8 wird die Raumluft über dessen gesamte Länge von den Leuchtdioden 20 bestrahlt. Durch den mäanderförmigen Verlauf erfolgt eine Bestrahlung bis zum Verlassen der Vorrichtung 1 in diesem Ausführungsbeispiel in insgesamt dreizehn Strömungskanalabschnitten 8. Vorteilhaft wird sichergestellt, dass zur Unschädlichmachung von Krankheitserreger ausreichend lange bestrahlt wird und die Vorrichtung 1 derart kompakt ausgebildet ist, dass eine Nachrüstung einer bestehenden Bürodeckenlampe mit standardisierten Abmessungen zur Einbringung in eine abgehängte Decke möglich ist.
-
Denkbar ist, dass eine Intensität, mit der die Leuchtdioden 20 strahlen, einstellbar ist, beispielsweise manuell oder gesteuert durch einen Raumluftparameter, der ein Gehalt eines Inhaltsstoff der Raumluft, beispielsweise Kohlendioxid, sein kann.
-
Es wird nun auf 2 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in 1 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe a beigefügt ist.
-
Ein in 2 ein einer Draufsicht ohne Metallhaube gezeigte Bestrahlungsvorrichtung 1a unterscheidet sich von derjenigen in 1 gezeigten dadurch, dass eine Austrittsöffnung 4a von zwei Axiallüftern 21 überdeckt ist, die dazu eingerichtet sind, bestrahlte Raumluft aus dem Strömungskanal 6a herauszusaugen.
-
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in 1 und 2 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe b beigefügt ist.
-
Ein in 3 in einer Draufsicht ohne Metallhaube gezeigte Bestrahlungsvorrichtung 1b unterscheidet sich von denjenigen in 1 und 2 gezeigten durch einen schematisch gezeigten Kohlendioxidsensor 22, der in einem Raumlufteintrittsbereich angeordnet ist.
-
Der Sensor 22 ist mit einer in 3 nicht gezeigten Steuereinrichtung verbunden ist, die dazu eingerichtet, anhand eines erfassten Kohlendioxidgehaltes in der in die Vorrichtung 1b einströmenden Raumluft einen Volumenstrom in einem Strömungskanal 6b und eine Intensität, mit der Raumluft bestrahlende Leuchtdioden 20b strahlen, zu steuern. Vorteilhaft kann der Kohlendioxidgehalt der Raumluft als Steuerparameter benutzt werden, um unabhängig von einer Anzahl an Personen in dem Raum ein optimales Bestrahlungsergebnis, bei dem Krankheitserreger in der Raumluft unschädlich gemacht werden, zu erreichen.
-
Es ist denkbar, dass die Steuereinrichtung ein Funkmodul aufweist, durch das beispielsweise ein Hinweis an eine innerhalb oder außerhalb des Raumes befindliche Person auf einen derart hohen Kohlendioxidgehalt gesandt wird, dass die Vorrichtung 1b nicht mehr genügend Raumluft bestrahlen kann, um sämtliche Krankheitserreger unschädlich zu machen. In diesem Fall wäre ein zusätzliches Lüften des Raumes durch Öffnen von Fenstern erforderlich.
-
Denkbar ist außerdem, dass die Steuereinrichtung mittels des Funkmoduls ein Steuersignal an eine zusätzliche Lüftungseinrichtung sendet, durch die Frischluft in den Raum hineingeführt wird.
-
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in 1 bis 3 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe c beigefügt ist.
-
Eine in 4 in einer Draufsicht ohne Metallhaube gezeigte Vorrichtung 1c ist zur Montage unterhalb eines in 4 nicht gezeigten Tisches vorgesehen. Die Vorrichtung wird durch eine Montageplatte 23 auf einer Unterseite des Tische befestigt.
-
Eine Montageplatte 23 ist nicht unbedingt erforderlich. Denkbar ist, dass die Vorrichtung 1c unmittelbar auf der Unterseite des Tisches angebracht wird.
-
Denkbar ist ferner, dass die Vorrichtung 1-1c auf einer Seite einer Tür oder in einem Möbelstück wie einem Schrank installiert wird.
-
Außerdem ist denkbar, dass die Vorrichtung hinter einer Vorwandinstallation angebracht wird, beispielsweise in einem Bad, einem Massage- oder Wellnessraum.
-
Obwohl in keiner der Figuren gezeigt, kann die Vorrichtung 1-1c ein Anzeigefeld aufweisen, das Personen in dem Raum einen optischen und/oder akustischen Hinweis gibt, ob die Vorrichtung störungsfrei funktioniert.
-
Außerdem ist denkbar, dass Trennwände 9-9c zumindest teilweise reflektierend oder verspiegelt ausgebildet, insbesondere beschichtet, sind. Vorteilhaft wird die Kollisionswahrscheinlichkeit eines Photons mit einem Krankheitserreger in einem Strömungskanalabschnitt 8-8c erhöht.
-
Es versteht sich, dass sämtliche Kombinationen der in 1 bis 4 gezeigten Merkmale denkbar sind. Beispielsweise kann eine in 1 gezeigte Vorrichtung 1 einen Kohlendioxidsensor 22 gemäß der Ausführungsform nach 3 aufweisen.
