DE102021004254A1

DE102021004254A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Virenschutz mit verstärkter UV-Strahlung

Info

Publication number: DE102021004254A1
Application number: DE102021004254.9A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: MILOSIU JOHANN MARIUS
Current assignee: MILOSIU JOHANN MARIUS
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2023-02-23

Abstract

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine energiesparende Sterilisierung der Atemluft eines Atemschutzgerätes mit kontinuierlicher Zufuhr von steriler Luft an den Träger.Einige UV-C Leuchtdioden sind in den 2 Kanälen der Halterung untergebracht, wo die Wände durch Verspiegelung mehrfache Reflektionen ermöglichen, so daß deren Licht absolut tödlich für vorbeiziehende Viren ist.Das Verfahren zur Licht Amplifizierung (Verstärkung) durch Reflexionen im lokalen Areal - DE 10 2021 003 356 -wird verwendet, um eine Verstärkung der Strahlungsdichte um mehr als das 30-50fache der UV-Leuchtdioden alleine zu erzielenDadurch ist Betriebsdauer basierend auf einem Akku extrem verlängert, ohne daß dabei die Sterilisierung geschwächt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Virenschutz mit verstärkten UV-Strahlung.
Vorrichtungen die einem ähnlichen Zweck dienen sind recht bekannt. So gibt es den Mund- und Nasenschutz als Textilmaske oder die Visier-Maske zum Schutz gegen Tropfen oder Aerosole aus der Umgebungsluft. Insbesondere die Visier-Maske hat eine gewisse Ähnlichkeit mit der erfindungsgemäße Vorrichtung. Diese hat aber Nachteile, die dem Schutz des Trägers abträglich sind; dabei wird die Umgebungsluft dem Träger der Visier-Maske mitsamt Viren zugeführt, wenn auch in geringeren Menge. Ein absoluten Schutz bieten diese Viren-Schutzmittel nicht.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, eine drastische Reduzierung des Strombedarfs eines Atemschutzgerätes mit UV-Sterilisierung zu erreichen.
Dabei sind einige UV-C Leuchtdioden in Kanälen untergebracht, welche die Halterung des Gerätes plaziert auf dem Kopf des Trägers bildet, deren Licht absolut tödlich für vorbeiziehende Viren ist; um diese Wirkung noch prägnanter zu machen, sind die Wände dieser Kanäle, zumindest im Bereich der UV-C Leuchtdioden verspiegelt, wobei eine der Wände eine Spezialkonstruktion mit vielen kleinen Spiegelflächen aufweist.
Es wird das Verfahren zur Licht Amplifizierung (Verstärkung) durch Reflexionen im lokalen Areal - DE 10 2021 003 356 - verwendet, um eine Verstärkung der Strahlungsdichte um mehr als das 50fache der UV-Leuchtdioden alleine zu erzielen. Die Innenseite einer der 4 Wämde im mittleren Bereich, wo UV-Leuchtdioden sind, ist mit einer Reihe von parallel angeordneten Spiegeln oder Spiegelpaaren versehen, welche im Winkel von 90 ° zu einander und 45 ° in etwa zur Achse der Halterung stehen, wobei die UV-Leuchtdioden in Aussparungen innerhalb der ersten Wand plaziert sind und zwar dergestalt, daß die jeweiligen Licht emittierenden Flächen der UV-Leuchtdioden genau über Durchbrüchen mit geringen Abmessungen stehen, wobei die gesamte Strahlung ins Innere der Halterung gelangt, während die elektrischen Verbindungen der UV-Leuchtdioden zur Stromquelle eingefaßt in der Wand sind. Der Effekt der mehrfachen speziellen Reflektionen ist, daß die Ausbreitung der Strahlung in axialer Richtung unterbunden wird. Dadurch ist die Betriebsdauer basierend auf einem Akku extrem verlängert, ohne daß dabei die Sterilisierung geschwächt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert.
Es zeigt:

1 Ansicht von unten auf die erfindungsgemässe Vorrichtung
2 Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
3 Querschnitt durch den Bereich der Mehrfachreflexion

Die vorliegende Erfindung realisiert einen nahezu vollkommenen Schutz gegen Viren und andere Erreger aus der Atemluft des Trägers dieser Vorrichtung. Zu diesem Zweck kommt die Atemluft des Trägers aus einem ständig erneuertem Luftvorrat steriler Luft, der um das Gesicht des Trägers innerhalb eines transparenten Visiers 2 aufrechterhalten wird. Ein Lüfter 10 erhöht zu diesem Zweck den Druck innerhalb des Visiers 2, so daß nur diese zur Atmung zur Verfügung steht und der unbenutzte Teil an den Seiten in die Umgebung entweicht. Der Lüfter 10 befördert die Luft durch zwei Kanälen von ca. 30 cm Länge, welche im Halterung 1 des transparenten Visiers 2 existieren.
Der erfindungsgemäße Virenschutz mit steriler Luftzufuhr ist versehen mit einem den Kopf des Trägers umfassende Halterung 1, die ein Visier 2 aus transparenter Folie hält. Diese Halterung 1 bildet einen Hohlkörper mit etwa rechteckigen Querschnitt der eine ovale Form hat, dergestalt, daß dessen vordere Innere - Mitte 3 mit einer weichen Auflage 4 gepolstert ist, so daß der Stirnkontakt verträglich ist, wobei das Visier 2 mit seinen Löchern 5 in Noppen oder Schrauben 6 zur Befestigung an der Halterung 1 stecken und einen Hohlraum mit einem Volumen von etwa 3 l Luft um den Kopf des Trägers bildet.
Der Innenraum der Halterung 1 ist zumindest teilweise verspiegelt in und um den Bereich von UV-C Leuchtdioden 8, dergestalt, daß die UV-Strahlung mehrfach reflektiert wird und eine starke sterilisierende Wirkung auf die vom Lüfter 10 durch den Einlaß-Filter 11 durchfließende Umgebungsluft hat. Der Filter 11 mit der Oberseite „a“ und zwei Seitenteile „b“, „c“ bildet nach Art einer Harmonika gefaltetes Vlies 51 einen Stauraum 12 für die durch Lüfter 10 hereingeführte Luft 25.
Die gefaltete Oberseite „a“ und die Seitenteile „b“, „c“ sind durch darauf geklebten Kunststoffplatten 41, 42 in Harmonikaform gehalten und auf eine Basis-Platte 43 plaziert, so daß sowohl Befestigung als auch Abdichtung durch Druck von oben durch die Druckleisten 44, 45 solidarisch mit der hinteren Abdeckung 38 auf die elastischen Leisten 46, 47, 48, 49 der Kunststoffplatten 41, 42 realisiert sind.
Dabei weist die Basis-Platte 43 einen Durchbruch 50 auf, der die Luftzufuhr vom Lüfter (10) erlaubt, wobei wegen der großen Filterfläche des Einlaß-Filters 11 ein sehr geringer Widerstand für die Luft aus dem Stauraum 12 beim Passieren entsteht.
Der Vlies des Filter 11 kann mit Silber-Ionen Lösung vorbehandelt werden - keimtötende Wirkung -. Der Lüfter 10 ist hinter dem Durchbruch 50 der Basis-Platte 43 des Filters 11 und dem Durchbruch 36 der Halterung 1, 20 befestigt und mit einem Gitter nach außen geschützt, wobei ein Austritt-Filter 18 aus Aktiv-Kohle mit Ozon oder sonst andere Kleinpartikel bindende Wirkung als großflächige Abdeckung über die Austritt-Öffnungen 30 gebildet ist und mit seinem Hals 58 mit Rahmen-Einschub 35 am Rahmen auf dem Mittelteil 17 ebenfalls befestigt ist.
Der erfindungsgemäße Virenschutz weist einen Akku 19 befestigt in einer Mulde 52 die nach Außen gerichtet ist, wobei eine Hohlstecker-Buchse 22 in unmittelbarer Nähe der Akku-Mulde 52 plaziert ist und mittels einer Ladevorrichtung 59 mit dem Akku verbunden is. Der Schalter 21 ist ebenfalls in der Nähe der Akku-Mulde 52 etwa symmetrisch zur Hohlstecker-Buchse 22 auf der Abdeckung 38 befestigt und mittels relativ dünnen elektrischen Leitungen 53 den Akku 10 mittels Vorwiderständen 54 und mittels eines DC/DC-Wandlers mit den UV-C Strahlung emittierenden Leuchtdioden 8 und mittels eines weiteren DC/DC-Wandlers mit dem Lüfter 10 verbinden. Die Speisespannung des Lüfters 10 oder der Leuchtdioden 8 bleibt stets relativ konstant durch den DC/DC-Wandler und so einen immer gleichbleibenden Luftdurchsatz / Leuchtstärke sicherstellt.
Der Mittelteil 17 der Halterung 1 des Visiers 2 ist relativ breit, um es ausreichend weit entfernt von dem Gesicht des Trägers zu halten, damit das notwendige Volumen von ca. 3 l steriler Luft für die Atmung zur Verfügung steht und es wird durch die Tätigkeit des Lüfters 10 stetig erneuert. Es wird einen Überdruck im Bezug auf die Umgebungsluft 25 erzeugt. Das Visier 2 steht im rückwärtigen Teil durch den Klettverschluß 23, 24 dicht an den Kopf des Trägers- flexible Anpassung - und so eine geschlossene Umgebung für die sterile Luft 26 bildet. Zudem ist eine Anpassung der Halterung 1 an den Kopf des Trägers einerseits durch den veränderlichen Umfang des Rundum - Visiers 2 im Nackenbereich durch Benutzung von Klettverschlüssen 23, 24 und andererseits durch zwei Riemen 55, 56 die entlang der Innenseite der Halterung 20 nach hinten verlaufen mit Noppen und Löchern im hinterem Bereich der Halterung 20 einstellbar realisiert ist.
Es ist eine fächerförmige und auswechselbare Vlies-Barriere 27 für die eigenen Aerosole 32, vorhanden in der Atemluft des Trägers der erfindungsgemäßen Vorrichtung, im unteren vorderen Teil des Visiers 2 vorgesehen, die mit einem Klettverschluß 28, 29 an ihm befestigt ist. Der obere Teil der Vlies-Barriere 27 ist durch den Klettverschluß 28, 29 etwa vertikal gehalten, während der untere Teil in eine Fächer-Form ausartet, die schräg bis horizontal durch eine elastische Schnur 43 gehalten ist. Dabei steckt die Schnur 43 in Löchern 31 die regelmäßig am äußeren Rand der Vlies-Barriere 27 praktiziert sind. Die Vlies-Barriere 27 ist mit Silber-Ionen vorbehandelt.
Eine abnehmbare Kalotte 57 kann mit Schrauben oder Noppen an der Oberseite der Halterung 1, 20 befestigt werden, so daß der Kopf des Trögers von äußeren Einflüssen (Wind, Regen, Aerosole,...) von oben geschützt ist
Der UV-Virenschutz verwendet das Verfahren zur Licht Amplifizierung (Verstärkung) durch Reflexionen im lokalen Areal - DE 10 2021 003 356 -, um eine Verstärkung der Strahlungsdichte um mehr als das 50fache der UV-Leuchtdioden alleine zu erzielen.
In den bügelförmigen Bereiche der Halterung 1 - mittlere Abschnitte - findet eine Lichtverstärkung im lokal begrenzen Flächenabschnitten durch mehrfachen speziellen Reflektionen statt und zwar so, daß keine Strahlung in axialer Richtung verloren geht. Die Innenseite der Abdeckung 38 ist im mittleren Bereich, wo UV-Leuchtdioden 8 sind, mit einer Reihe von parallel angeordneten Spiegeln oder Spiegelpaaren 9 versehen, welche im Winkel von 90 ° zu einander und 45 ° in etwa zur Achse der Halterung 1 stehen, wobei die UV-Leuchtdioden 8 in Aussparungen 58 innerhalb der Abdeckung 38 plaziert sind und zwar dergestalt, daß die jeweiligen Licht emittierenden Flächen der UV-Leuchtdioden 8 genau über Durchbrüchen 59 mit geringen Abmessungen stehen, wobei die gesamte Strahlung ins Innere der Halterung 1 gelangt, während die elektrischen Verbindungen der UV-Leuchtdioden zur Stromquelle eingefaßt in der Wand der Abdeckung 38 sind,
Die Spiegeln 9 sind durch Preßverformung der Abdeckung 38 oder einer darauf praktizierten Platte, mit einer hochwertigen Verspiegelung versehen, wie z.B, eine aufgedampfte Aluminium Schicht mit einem Reflexionsgrad von etwa mehr als 98,5 % für die UV-Strahlung.
Die anderen drei Wände der Halterung 1 sind mit einer hoch reflektierenden Spiegelschicht versehen, wobei die untere Wand 60 des Gehäuses 1 einen ungefähren zylindrischen Spiegel bildet, dessen Radius etwa doppelt so groß ist, als der Abstand zur Abdeckung 38 und weil dieser Abstand sich von vorne nach hinten kontinuierlich erhöht, erhöht sich auch der Radius dementsprechend.
Die beschriebene Gestaltung sichert innerhalb der Halterung 1 eine erzwungene mehrfache Reflexion in immer denselben Bahnen ohne axiale Ausbreitung, welche zu einem hohen Strahlungspegel führt.
Wegen der gebogenen Form der Halterung 1, die bügelförmig in den mittleren Abschnitten verläuft, ist die Reihe der Spiegelpaaren 9 segmentiert, wobei nur innerhalb der Segmente 61 die Spiegelpaare 9 parallel verlaufen, während in den Zwischenräumen 62 kurze, dreieckige, glatte Flächen 63 gebildet sind, die ebenfalls verspiegelt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 102021003356 [0005, 0018]

Claims

Verfahren zum Virenschutz mit steriler Luftzufuhr die mit UV-C-Strahlung sterilisiert wurde, wobei das Verfahren zur Licht Amplifizierung (Verstärkung) durch Reflexionen im lokalen Areal - DE 10 2021 003 356 - verwendet wird, um eine Verstärkung der Strahlungsdichte um mehr als das 30-50fache der UV-Leuchtdioden alleine zu erzielen.
UV-Virenschutz Vorrichtung zur Ermöglichung des Verfahrens nach Anspruch 1 wobei die Halterung (1,20) und die Abdeckungen (37, 38) einen Hohlkörper mit etwa rechteckigen Querschnitt bilden, der eine geschlossene, etwa ovale Form hat, worin alle funktionalen Bestandteile der Vorrichtung geschützt vor Beschädigung sich befinden, dadurch gekennzeichnet, daß a. in den bügelförmigen Bereiche der Halterung (1) - mittlere Abschnitte - eine Lichtverstärkung im lokal begrenzen Flächenabschnitten durch mehrfachen speziellen Reflektionen stattfindet und zwar so, daß keine Strahlung in axialer Richtung verloren geht, b. wobei die Innenseite der Abdeckung (38) im mittleren Bereich, wo UV-Leuchtdioden (8) sind, mit einer Reihe von parallel angeordneten Spiegeln (9) versehen ist, welche im Winkel von 90 ° zu einander und 45 ° in etwa zur Achse der Halterung (1) stehen, wobei die UV-Leuchtdioden (8) in Aussparungen (58) innerhalb der Abdeckung (38) plaziert sind und zwar dergestalt, daß die jeweiligen Licht emittierenden Flächen der UV-Leuchtdioden (8) genau über Durchbrüchen (59) mit geringen Abmessungen stehen, wobei die gesamte Strahlung ins Innere der Halterung (1) gelangt, während die elektrischen Verbindungen der UV-Leuchtdioden zur Stromquelle eingefaßt in der Wand der Abdeckung (38) sind, c. wpbei die Spiegeln (9) durch Preßverformung der Abdeckung (38) oder einer darauf praktizierten Platte, mit einer hochwertigen Verspiegelung versehen sind, wie z.B, eine aufgedampfte Aluminium Schicht mit einem Reflexionsgrad von etwa mehr als 98,5 % für die UV-Strahlung, d. wobei die anderen drei Wände der Halterung (1) mit einer hoch reflektierenden Spiegelschicht versehen sind und wobei die untere Wand (60) des Gehäuses (1) einen ungefähren zylindrischen Spiegel bildet, dessen Radius etwa doppelt so groß ist, als der Abstand zur Abdeckung (38) und weil dieser Abstand sich von vorne nach hinten kontinuierlich erhöht, erhöht sich auch der Radius dementsprechend, e. wobei die beschriebene Gestaltung innerhalb der Halterung (1) eine erzwungene mehrfache Reflexion in immer denselben Bahnen ohne axiale Ausbreitung sichert, welche zu einem hohen Strahlungspegel führt, f. wobei wegen der gebogenen Form der Halterung (1), die bügelförmig in den mittleren Abschnitten verläuft, die Reihe der Spiegelpaaren (9) segmentiert ist, wobei nur innerhalb der Segmente (61) die Spiegelpaare (9) parallel verlaufen, während in den Zwischenräumen (62) kurze, dreieckige, glatte Flächen (63) gebildet sind, die ebenfalls verspiegelt sind.