DE102021104254A1

DE102021104254A1 - Beleuchtungsvorrichtung zur Desinfektion von Umgebungsluft

Info

Publication number: DE102021104254A1
Application number: DE102021104254.2A
Authority: DE
Inventors: Joachim Leibig
Original assignee: Aurora Lichtwerke GmbH
Current assignee: Aurora Lichtwerke GmbH
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2022-08-25

Abstract

Eine Beleuchtungsvorrichtung (1) zur Desinfektion von Luft (8) mit ultraviolettem Licht (10) weist ein Gehäuse (2) mit einem Luftkanal (3) auf, der sich von einem ersten Bereich (3a) zu einem zweiten Bereich (3b) verjüngt. Die Beleuchtungsvorrichtung (1) weist eine erste Lichtquelle (4, 4a, 4b) auf, die sichtbares Licht (9) emittiert und eine zweite Lichtquelle (5, 5a, 5b), die das ultraviolette Licht (10) in den Luftkanal (3) und/oder in einen damit verbundenen Hohlraum emittiert. Die Beleuchtungsvorrichtung (1) weist wenigstens einen Kühlkörper (6a, 6b, 6c) auf, wobei die erste und/oder zweite Lichtquelle (4a, 4b, 5, 5a, 5b) an dem wenigstens einen Kühlkörper (6a, 6b, 6c) montiert ist, um darüber Abwärme an den ersten Bereich (3a) abzugeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung zur Desinfektion von Luft, eine Leuchte mit einer solchen Beleuchtungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Beleuchtung und Desinfektion von Luft.
Viele Krankheitserreger, die zu Infektionskrankheiten führen können, verbreiten sich über die Raumluft. Daher ist es wünschenswert, beispielsweise in Krankenhäusern, Einzelhandelsgeschäften oder sonstigen Bereichen des öffentlichen Lebens ebenso wie in Hotels oder im privaten Umfeld, die Raumluft von Krankheitserregern zu befreien, die Raumluft also zu desinfizieren. Die desinfizierende Wirkung von ultraviolettem Licht ist bekannt. Ultraviolettes, UV-, Licht wirkt jedoch schädlich auf den menschlichen Körper und kann insbesondere Haut und Augen schädigen.
Bekannte UV-Desinfektionsgeräte schließen daher die UV-Lichtquelle vollständig in einem Gehäuse ein und sehen beispielsweise einen Lüfter vor, um Luft durch das Gehäuse zu transportieren. Dabei wäre es vorteilhaft, die entsprechenden Lüftungsöffnungen möglichst groß auszuführen und einen möglichst leistungsstarken Lüfter einzusetzen, um eine gute Luftverteilung im Raum zu gewährleisten. Dies erhöht jedoch zum einen das Risiko, dass schädliche UV-Strahlung aus dem Gerät in die Umgebung tritt und durch die Verwendung des Lüfters zu einem zusätzlichen Energieverbrauch.
Es sind außerdem Beleuchtungsvorrichtungen bekannt, die sichtbares violettes Licht mit einer Wellenlänge von etwa 405 nm einsetzen. Solches sichtbares violettes Licht ist jedoch weitaus weniger effizient zur Desinfektion, sodass eine effektive Luftdesinfektion besonders in größeren Räumen nicht energieeffizient möglich ist.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur Desinfektion von Luft durch ultraviolettes Licht anzugeben, durch das eine gute Luftverteilung im Raum bei einer verbesserten Energieeffizienz erreicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, eine UV-Lichtquelle mit einer Lichtquelle für sichtbares Licht in einer Beleuchtungsvorrichtung zu kombinieren und entsprechende Abwärme zu nutzen, um einen Luftstrom durch ein Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung zu erzeugen und durch Ausnutzung des Venturi-Effekts zu beschleunigen.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird eine Beleuchtungsvorrichtung zur Desinfektion von Luft mit ultraviolettem Licht angegeben. Die Beleuchtungsvorrichtung weist ein Gehäuse auf, das einen Luftkanal im Inneren des Gehäuses aufweist, wobei sich der Luftkanal von einem ersten Bereich, insbesondere einem ersten Bereich in dem Gehäuse, zu einem zweiten Bereich, insbesondere einem zweiten Bereich in dem Gehäuse, hin verjüngt. Die Beleuchtungsvorrichtung weist eine erste Lichtquelle auf, die dazu eingerichtet ist, sichtbares Licht zu emittieren und eine zweite Lichtquelle, die dazu eingerichtet ist, das ultraviolette Licht in den Luftkanal zu emittieren und/oder in einen mit dem Luftkanal verbundenen Hohlraum innerhalb des Gehäuses zu emittieren. Die Beleuchtungsvorrichtung weist wenigstens einen Kühlkörper auf, wobei die erste Lichtquelle und/oder die zweite Lichtquelle an dem wenigstens einen Kühlkörper montiert ist, um über den wenigstens einen Kühlkörper Abwärme an den ersten Bereich abzugeben, insbesondere sodass ein Luftstrom von dem ersten Bereich hin zu dem zweiten Bereich entsteht.
Unter sichtbarem Licht kann hier und im Folgenden Licht mit einer Wellenlänge von 380 nm bis 780 nm verstanden werden. Licht mit einer Wellenlänge von mehr als 780 nm wird als infrarotes Licht bezeichnet, wohingegen das ultraviolette Licht eine Wellenlänge von weniger als 380 nm aufweist. Bei dem mittels der zweiten Lichtquelle emittierten Licht handelt es sich also um Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 380 nm, vorzugsweise um Licht aus dem UV-C-Spektralbereich, um eine möglichst hohe Desinfektionswirkung zu erreichen.
Die erste Lichtquelle ist insbesondere derart angeordnet, dass sie das sichtbare Licht in einen Bereich außerhalb des Gehäuses emittieren kann, also zur Raumbeleuchtung dienen kann. Dabei kann die erste Lichtquelle das sichtbare Licht direkt in die Umgebung des Gehäuses abstrahlen oder über einen Diffusor. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Lichtquelle das sichtbare Licht indirekt in den Raum abstrahlen, beispielsweise in Richtung einer Raumwand oder Raumdecke und/oder über einen oder mehrere Reflektoren der Beleuchtungsvorrichtung. Außerdem kann die erste Lichtquelle das sichtbare Licht über einen oder mehrere Lichtleiter, eine oder mehrere Linsen oder eine sonstige optische Vorrichtung der Beleuchtungsvorrichtung abstrahlen.
Die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle können jeweils eine oder mehrere lichtemittierende Komponenten beinhalten. Beispielsweise kann die erste Lichtquelle eine oder mehrere lichtemittierende Dioden, LEDs, aufweisen. Die LEDs der ersten Lichtquelle können das sichtbare Licht alle im Wesentlichen im selben spektralen Bereich abstrahlen oder es können unterschiedliche spektrale Bereiche, also Farben, des abgestrahlten sichtbaren Lichts vorgesehen sein.
Die zweite Lichtquelle kann beispielsweise eine oder mehrere LEDs zum Aussenden des ultravioletten Lichts aufweisen und/oder eine oder mehrere Gasentladungslampen. Die Gasentladungslampen können beispielsweise als Niederdruck-Gasentladungslampen oder Mitteldruck-Gasentladungslampen ausgestaltet sein.
Durch den Betrieb der ersten und der zweiten Lichtquelle, also insbesondere durch das Erzeugen des sichtbaren und des ultravioletten Lichts, wird Energie dissipiert, die durch die Montage der ersten Lichtquelle und/oder der zweiten Lichtquelle an den wenigstens einen Kühlkörper wenigstens zum Teil abgeführt und in Form der Abwärme an den ersten Bereich abgegeben wird. Durch die geringere Dichte der entsprechend erwärmten Luft in dem ersten Bereich entsteht in dem Luftkanal ein Luftstrom in Richtung des zweiten Bereichs. Der Luftkanal ist bei bestimmungsgemäßer Benutzung der Beleuchtungsvorrichtung insbesondere derart orientiert, dass er wenigstens teilweise in vertikaler Richtung verläuft oder jedenfalls nicht vollständig horizontal verläuft. Durch die Erwärmung der Luft in dem ersten Bereich kann die erwärmte Luft daher in dem Luftkanal aufsteigen, sodass ein entsprechender Massenstrom in dem Luftkanal entsteht. Die vertikale Richtung entspricht dabei im Wesentlichen der Richtung des Erdgravitationsfeldes.
Aufgrund der Verjüngung des Luftkanals von dem ersten Bereich hin zu dem zweiten Bereich wird also eine Querschnittsfläche des Luftkanals von dem ersten Bereich hin zu dem zweiten Bereich verkleinert. Diese Verringerung der Querschnittsfläche kann dabei abschnittsweise kontinuierlich oder insgesamt kontinuierlich erfolgen. Die Verringerung kann aber auch eine oder mehrere stufenweise Verringerungen der Querschnittsfläche beinhalten. Da der Massenstrom der durch den Luftkanal strömenden Luft von dem Querschnitt des Luftkanals unabhängig ist, so wie es das Kontinuitätsgesetz erfordert, kommt es durch die Verjüngung des Luftkanals zu einer Beschleunigung der im ersten Bereich durch die Abwärme erhitzten Luft, also zum sogenannten Venturi-Effekt. Dadurch wird der Luftstrom in dem Luftkanal beschleunigt, sodass er entsprechend mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit aus einer Luftaustrittsöffnung des Gehäuses austreten kann. Die Luftaustrittsöffnung liegt dabei insbesondere auf einer dem ersten Bereich abgewandten Seite des zweiten Bereichs des Luftkanals oder im zweiten Bereich des Luftkanals beziehungsweise des Gehäuses.
Vorzugsweise ist der Luftkanal derart ausgestaltet, dass die Verjüngung von dem ersten Bereich hin zu dem zweiten Bereich kontinuierlich erfolgt. So können Luftverwirbelungen in dem Luftkanal reduziert werden, die einen reduzierten Luftdurchsatz zur Folge haben könnten.
Durch den Austritt der Luft mit hoher Geschwindigkeit aus dem Gehäuse kann eine besonders gute Verteilung der desinfizierten Luft in der Umgebung erreicht werden. Insbesondere kann der Luftdurchsatz bei der Desinfektion dadurch erhöht werden.
Der Luftkanal oder der mit dem Luftkanal verbundene Hohlraum innerhalb des Gehäuses dient als Desinfektionsbereich oder Reflexionskammer für das ultraviolette Licht. Mit Vorteil kann der Luftkanal oder der Hohlraum geometrisch derart ausgestaltet sein, dass eine Vielfachreflexion des ultravioletten Lichts erfolgt, sodass eine besonders effiziente Desinfektion der durchströmenden Luft erfolgen kann.
Durch eine Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept wird mit Vorteil die Abwärme der ersten Lichtquelle und/oder zweiten Lichtquelle in Kombination mit einem sich verjüngenden Luftkanal zur Erzeugung eines beschleunigten Luftstroms verwendet. Die Beleuchtungsvorrichtung nutzt daher Synergieeffekte, um zum einen eine Beleuchtung der Umgebung mit sichtbarem Licht und zum anderen eine Desinfektion der Umgebungsluft durch das ultraviolette Licht zu erzeugen, wobei zusätzlich durch die Beschleunigung des Luftstroms eine verbesserte Verteilung der desinfizierten Luft in der Umgebung erreicht wird.
Dadurch wird die eingesetzte Energie effizienter genutzt, was schlussendlich zur Energieeinsparung führen kann. Der Luftstrom in dem Luftkanal kann dabei alleine durch die Abwärme und die Beschleunigung aufgrund des Venturi-Effekts erzeugt und aufrechterhalten werden oder er kann in verschiedenen Ausgestaltungsformen auch durch eine Lüftereinheit oder einen Ventilator unterstützt werden. In diesem Fall kann der Ventilator mit einer geringeren Leistungsaufnahme betrieben werden, da die Luft jedenfalls teilweise durch die Abwärme und den Venturi-Effekt bewegt wird.
Zusätzlich zu der ersten Lichtquelle kann die Beleuchtungsvorrichtung in verschiedenen Ausgestaltungsformen eine oder mehrere weitere Lichtquellen beinhalten, die ebenfalls dazu eingerichtet sind, sichtbares Licht in die Umgebung zu emittieren. So kann eine flexible Steuerung des sichtbaren Lichts sowohl hinsichtlich dessen Farbspektrum als auch hinsichtlich seiner Verteilung im Raum erreicht werden. Beispielsweise kann auf diese Weise durch entsprechende Anordnung der Lichtquellen zum Emittieren sichtbaren Lichts eine direkte Raumbeleuchtung oder eine indirekte Raumbeleuchtung oder eine Kombination von direkter und indirekter Raumbeleuchtung erzielt werden. Beispielsweise kann die erste Lichtquelle zur direkten Beleuchtung und die weitere Lichtquelle zur indirekten Beleuchtung dienen oder umgekehrt.
In bevorzugten Ausführungsformen können die erste Lichtquelle und/oder die weiteren Lichtquellen, insbesondere deren Emissionsspektrum, zeitabhängig gesteuert werden, um im Verlauf des Tages Licht mit unterschiedlichem Farbspektrum zu erzeugen. So kann eine besonders ergonomische Beleuchtung der Umgebung, auch als Human Centric Lighting, HCL, bezeichnet, erreicht werden. Dabei kann etwa durch Anpassung des Weißpunkts beziehungsweise der Farbtemperatur des emittierten Lichts, etwa durch variable Kombination mehrerer LEDs mit unterschiedlichen Emissionsspektren, über den Verlauf eines Tages hinweg der natürliche Verlauf des Tageslichts nachgestellt werden. Zusätzlich zur spektralen Anpassung kann auch die Beleuchtungsstärke entsprechend gesteuert werden.
In bevorzugten Ausführungsformen der Beleuchtungsvorrichtung ist die zweite Lichtquelle an dem wenigstens einen Kühlkörper montiert. Mit anderen Worten geht die Abwärme zumindest zum Teil auf die Erzeugung des ultravioletten Lichts zurück. Bei der Erzeugung des ultravioletten Lichts wird gegebenenfalls eine besonders hohe Energiemenge als Wärme dissipiert, sodass die Menge der Abwärme besonders hoch ist. Besonders bevorzugt sind sowohl die erste Lichtquelle als auch die zweite Lichtquelle an dem wenigstens einen Kühlkörper montiert. So kann die Menge an Abwärme weiter erhöht werden.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass gegebenenfalls vorhandene Lichtquellen der Beleuchtungsvorrichtung, die nicht an dem wenigstens einen Kühlkörper montiert sind, je nach Ausgestaltungsform an einem oder mehreren weiteren Kühlkörpern der Beleuchtungsvorrichtung montiert sein können, wobei der wenigstens eine weitere Kühlkörper nicht notwendigerweise weitere Abwärme in den ersten Bereich abgibt, sondern die weitere Abwärme gegebenenfalls in einen anderen Bereich der Beleuchtungsvorrichtung oder der Umgebung der Beleuchtungsvorrichtung abgeben kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung ist die zweite Lichtquelle dazu ausgelegt, das ultraviolette Licht mit einer Wellenlänge, insbesondere einer Spitzenwellenlänge, in einem Bereich zwischen 200 nm und 300 nm zu emittieren. Vorzugsweise ist die Wellenlänge, insbesondere Spitzenwellenlänge, kleiner oder gleich 280 nm, beispielsweise in einem Bereich zwischen 200 nm und 280 nm, insbesondere zwischen 250 nm und 260 nm oder zwischen 210 nm und 230 nm.
Der Wellenlängenbereich unterhalb 280 nm wird auch als UV-C-Spektralbereich bezeichnet. Licht in diesem Bereich ist sehr energiereich und wird daher auch als harte UV-Strahlung bezeichnet. Solches Licht kann dementsprechend besonders effizient zur Inaktivierung von Krankheitserregern wie Viren oder Bakterien dienen.
Licht im Bereich zwischen 250 nm und 260 nm zu verwenden hat den Vorteil, dass UV-C Lichtquellen für diesen Bereich etabliert und daher gegebenenfalls relativ kostengünstig erhältlich sind, insbesondere Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge von 254 nm.
Neuere Untersuchungen zeigen, dass Licht im Bereich zwischen 210 nm und 230 nm, insbesondere Licht mit einer Wellenlänge von 220 nm, hinsichtlich der desinfizierenden Wirkung noch effizienter ist, als Licht mit einer Wellenlänge von 254 nm. Daher ist die Verwendung solchen UV-C Lichts besonders vorteilhaft.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung weist ein Teil des wenigstens einen Kühlkörpers wenigstens eine Luftdurchtrittsöffnung auf und ist innerhalb des Luftkanals angeordnet.
Mit anderen Worten ist der Teil des wenigstens einen Kühlkörpers, oder auch der wenigstens eine Kühlkörper vollständig, innerhalb des Luftkanals angeordnet, sodass die durch den Luftkanal strömende Umgebungsluft in dem Kühlkörper besonders effizient erhitzt werden kann. Die Luftdurchtrittsöffnungen können beispielsweise Schlitze, Löcher, Bohrungen, Abstände zwischen Lamellen des Kühlkörpers und so weiter beinhalten.
Ein weiterer Vorteil solcher Ausführungsformen ist, dass die Wahrscheinlichkeit zum Austritt des ultravioletten Lichts aus dem Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung reduziert wird, da ein potentieller Weg für das ultraviolette Licht durch den Luftkanal durch die wenigstens teilweise Anordnung des Kühlkörpers in dem Luftkanal versperrt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Beleuchtungsvorrichtung einen Ventilator auf, beispielsweise einen Querstromventilator, der dazu eingerichtet und angeordnet ist, den Luftstrom durch den Luftkanal zu erzeugen und/oder zu verstärken.
Insbesondere kann der Ventilator den durch die Abwärme und den Venturi-Effekt erzeugten Luftstrom verstärken oder, wenn die Menge an Abwärme zu gering ist, den Luftstrom erzeugen.
Durch die Kombination des Ventilators mit der Beschleunigung des Luftstroms durch den Venturi-Effekt kann die Verteilung der desinfizierten Luft im Raum weiter verbessert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Beleuchtungsvorrichtung eine Steuereinheit auf, die dazu eingerichtet ist, die erste Lichtquelle in einem ersten Betriebsmodus der Beleuchtungsvorrichtung zu aktivieren und den Ventilator in der ersten Betriebsstufe nicht zu aktivieren. Die Steuereinheit ist ferner dazu eingerichtet, in einem zweiten Betriebsmodus der Beleuchtungsvorrichtung die erste Lichtquelle nicht zu aktivieren und den Ventilator in dem zweiten Betriebsmodus zu aktivieren. Das jeweilige Nichtaktivieren kann gegebenenfalls auch ein Deaktivieren beinhalten, beispielsweise beim Wechsel zwischen verschiedenen Betriebsmodi. Die zweite Lichtquelle kann in dem ersten Betriebsmodus sowie in dem zweiten Betriebsmodus aktiviert sein.
Insbesondere ist in solchen Ausführungsformen die erste Lichtquelle an dem wenigstens einen Kühlkanal montiert. In solchen Ausführungsformen kann also in dem ersten Betriebsmodus die mittels der ersten Lichtquelle und gegebenenfalls der zweiten Lichtquelle erzeugte Abwärme alleine den Luftstrom erzeugen. Im zweiten Betriebsmodus ist die Abwärme geringer, da die erste Lichtquelle deaktiviert ist. In diesem Fall kann durch die Unterstützung mittels des Ventilators ein ausreichend hoher Luftstrom erzeugt werden.
So kann sichergestellt werden, dass unabhängig davon, ob der Raum durch das sichtbare Licht beleuchtet wird oder nicht, eine effiziente Desinfektion der Luft erfolgen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform, in der insbesondere die erste Lichtquelle an dem wenigstens einen Kühlkörper montiert ist, ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, in einem dritten Betriebsmodus die erste Lichtquelle zu aktivieren und den Ventilator gemäß einer ersten Betriebsstufe zu aktivieren. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, in einem vierten Betriebsmodus die erste Lichtquelle nicht zu aktivieren und den Ventilator gemäß einer zweiten Betriebsstufe zu aktivieren. Der Ventilator ist dabei dazu eingerichtet, bei aktivierter zweiter Betriebsstufe einen stärkeren Luftstrom zu erzeugen als bei aktivierter erster Betriebsstufe.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Beleuchtungsvorrichtung ein Absorptionselement auf, welches eine das ultraviolette Licht absorbierende Oberfläche aufweist. Das Absorptionselement ist innerhalb des Gehäuses angeordnet oder als innenliegender Teil des Gehäuses ausgestaltet. Insbesondere ist das Absorptionselement in dem Luftkanal angeordnet oder die das ultraviolette Licht absorbierende Oberfläche bildet einen Teil der Oberfläche des Luftkanals. Das Absorptionselement ist in einem optischen Pfad für das ultraviolette Licht angeordnet. Mit anderen Worten ist das Absorptionselement insbesondere derart angeordnet, dass ein Austritt des ultravioletten Lichts aus dem Gehäuse wenigstens zum Teil verhindert wird.
Das Absorptionselement kann beispielsweise aus einem das ultraviolette Licht absorbierenden Material gefertigt sein oder eine entsprechende das ultraviolette Licht absorbierende Beschichtung aufweisen.
Durch den Einsatz des Absorptionselements kann das Risiko von austretendem ultraviolettem Licht weiter reduziert werden. Insbesondere kann eine erhöhte Flexibilität bei der geometrischen Ausgestaltung des Luftkanals und/oder des Gehäuses erreicht werden. Dies kann wiederum dazu genutzt werden, eine besonders vorteilhafte Positionierung der ersten und/oder zweiten Lichtquelle oder sonstiger Komponenten der Beleuchtungsvorrichtung zu ermöglichen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Beleuchtungsvorrichtung einen Schwebstofffilter auf, der in dem Luftkanal angeordnet ist.
Dadurch können gesundheitsgefährdende Schwebstoffe wie beispielsweise Bakterien, Viren, Pollen, Stäube oder Rauchpartikel, aus der Umgebungsluft entfernt werden.
Beispielsweise kann ein Filter gemäß der HEPA-Klassifizierung im Sinne der Norm EN1822-1 :2009 eingesetzt werden. Vorzugsweise wird ein HEPA-Filter der Filterklasse H13 eingesetzt. Dieser verbindet einen geringen Wartungsaufwand mit einer bereits hohen Filterwirkung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Beleuchtungsvorrichtung eine dritte Lichtquelle auf, die dazu eingerichtet ist, sichtbares violettes Licht mit einer Wellenlänge, insbesondere einer Spitzenwellenlänge, in einem Bereich zwischen 380 nm und 420 nm, beispielsweise in einem Bereich zwischen 400 nm und 410 nm, vorzugsweise mit einer Wellenlänge, insbesondere Spitzenwellenlänge, von 405 nm oder ungefähr 405 nm zu emittieren.
Alternativ oder zusätzlich ist die erste Lichtquelle dazu eingerichtet, das sichtbare violette Licht zu emittieren. Dabei kann die erste Lichtquelle beispielsweise das gesamte sichtbare Licht als das sichtbare violette Licht emittieren oder einen Teil davon, beispielsweise wenn die erste Lichtquelle mehrere LEDs aufweist.
Die dritte und/oder erste Lichtquelle kann das violette sichtbare Licht dabei direkt oder indirekt in die Umgebung der Beleuchtungsvorrichtung emittieren, sodass eine zusätzliche Desinfektion der Raumluft ohne das Risiko von Haut- oder Augenschäden erreicht werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Beleuchtungsvorrichtung einen Lichtleiter auf, der dazu eingerichtet ist, das ultraviolette Licht von der zweiten Lichtquelle in den Luftkanal und/oder in den Hohlraum zu leiten.
Beispielsweise kann der Lichtleiter einen Quarzstab, insbesondere einen Quarzstab mit einer kreisrunden Querschnittsfläche, beinhalten. Die zweite Lichtquelle weist dann vorzugsweise eine oder mehrere LEDs auf, die entlang einer Längsrichtung des Quarzstabs angeordnet sind. So lässt sich eine definierte Abstrahlung des ultravioletten Lichts in einem vergleichsweise engen Winkelbereich erzielen, sodass die Abstrahlung des ultravioletten Lichts besser kontrolliert werden kann.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch eine Leuchte mit einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept angegeben. Die Leuchte kann beispielsweise als Deckenleuchte oder Standleuchte ausgebildet sein.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Verfahren zur Beleuchtung und zur Desinfektion von Luft mit ultraviolettem Licht angegeben. Dabei wird mittels einer ersten Lichtquelle sichtbares Licht emittiert und mittels einer zweiten Lichtquelle das ultraviolette Licht in einen Luftkanal eines Gehäuses emittiert, wobei sich der Luftkanal von einem ersten Bereich zu einem zweiten Bereich hin verjüngt, und/oder das ultraviolette Licht wird in einen mit dem Luftkanal verbundenen Hohlraum innerhalb des Gehäuses emittiert. Abwärme der ersten Lichtquelle und/oder der zweiten Lichtquelle wird an den ersten Bereich abgegeben, insbesondere mittels wenigstens eines Kühlkörpers, an dem die erste und/oder zweite Lichtquelle montiert ist.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens nach dem verbesserten Konzept folgen direkt aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen der Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept und umgekehrt. Insbesondere kann eine Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept dazu eingerichtet sein, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durchzuführen oder führt ein solches Verfahren durch.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen und/oder die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von denen abweichen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren können gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Beschreibung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird gegebenenfalls nicht notwendigerweise bezüglich verschiedener Figuren wiederholt.
In den Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept;
2 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept;
3 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept;
4 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept;
5 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept;
6 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept;
7 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept;
8 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept; und
9 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept dargestellt.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem von einem unteren Ende zu einem oberen Ende des Gehäuses 2 ein Luftkanal 3 ausgebildet ist. Der Luftkanal 3 ist bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung 1 insbesondere im Wesentlichen entlang der Vertikalen ausgebildet. Er weist einen ersten Bereich 3a, beispielsweise am unteren Ende des Gehäuses 2, auf sowie einen zweiten Bereich 3b, beispielsweise am oberen Ende des Gehäuses 2. Der Luftkanal 3 verjüngt sich dabei vom ersten Bereich 3a zum zweiten Bereich 3b hin. Mit anderen Worten verringert sich der Querschnitt des Luftkanals 3 in dieser Richtung. Dies kann beispielsweise, wie in 1 dargestellt, kontinuierlich erfolgen.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist eine oder mehrere erste Lichtquellen 4a, 4b auf, die sichtbares Licht 9 emittieren können. Im vorliegenden Beispiel der 1 sind zwei erste Lichtquellen 4a, 4b vorgesehen, die beispielsweise jeweils ein LED-Modul zum Aussenden des sichtbaren Lichts 9 beinhalten und beispielsweise symmetrisch um eine Rotationsachse des Luftkanals 3 in der Nähe des ersten Bereichs 3a angeordnet sind. Die LED-Module sind dabei auf jeweiligen Kühlkörpern 6a, 6b montiert, welche die beim Betrieb der Lichtquellen 4a, 4b erzeugte Wärme abführen und an den ersten Bereich 3a abgeben können, sodass die Luft 8 in dem ersten Bereich 3a erwärmt wird und in dem Luftkanal 3 nach oben steigt. Durch die Verjüngung wird die aufsteigende Luft 8 aufgrund des Venturi-Effekts beschleunigt und kann am oberen Ende durch entsprechende Luftausgangsöffnungen des Gehäuses 2 dieses in den umgebenden Raum verlassen. Durch die Beschleunigung aufgrund des Venturi-Effekts tritt die Luft 8 mit relativ hoher Geschwindigkeit aus dem Gehäuse 2 aus, sodass eine gute Verteilung der Luft 8 in dem umgebenden Raumbereich erreicht werden kann.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist außerdem wenigstens eine zweite Lichtquelle 5a, 5b auf, die dazu eingerichtet ist, ultraviolettes Licht 10, insbesondere UV-C-Licht, zu emittieren, insbesondere in den Luftkanal 3 zu emittieren, beispielsweise in den zweiten Bereich 3b oder in einen Bereich zwischen dem ersten Bereich 3a und dem zweiten Bereich 3b. Im Beispiel der 1 sind zwei zweite Lichtquellen 5a, 5b vorgesehen, die jeweilige das ultraviolette Licht 10 emittierende LEDs beinhalten und beispielsweise an gegenüberliegenden Seitenwänden des Luftkanals 3 angeordnet sein können.
Beispielsweise können die zweiten Lichtquellen 5a, 5b derart angeordnet sein, dass das emittierte ultraviolette Licht 10 an den jeweils gegenüberliegenden Seiten des Luftkanals 3 im Wesentlichen retroreflektiert werden, also mit einem Reflexionswinkel von ungefähr 0 Grad bezüglich der normalen Richtung auf die Oberfläche des Luftkanals 3, sodass die Lichtstrahlen des ultravioletten Lichts 10 vielfach reflektiert werden. Da sich das gegebenenfalls vielfach reflektierte ultraviolette Licht 10 beispielsweise im Wesentlichen in der horizontalen Richtung ausbreitet, wird verhindert, dass das schädliche ultraviolette Licht 10 in relevantem Umfang das Gehäuse 2 verlässt. Die durch den Luftkanal 3 strömende Luft 8 wird durch das ultraviolette Licht 10 desinfiziert.
Anstelle der das ultraviolette Licht 10 emittierenden LEDs der zweiten Lichtquellen 5a, 5b können beispielsweise auch eine oder mehrere Niederdruckgasentladungslampen oder Mitteldruckgasentladungslampen zum Aussenden des ultravioletten Lichts 10 eingesetzt werden.
Die ersten Lichtquellen 4a, 4b können beispielsweise derart in dem Luftkanal 3 angeordnet sein, dass das von ihnen emittierte sichtbare Licht 9 von einer den Luftkanal 3 bildenden Oberfläche des Gehäuses 2 reflektiert wird und den Luftkanal 3 und somit das Gehäuse 2 nach unten hin verlässt. Wird die Beleuchtungsvorrichtung 1 beispielsweise an einer Raumdecke oder in der Nähe einer Raumdecke eingesetzt, so kann das mittels der ersten Lichtquellen 4a, 4b erzeugte sichtbare Licht 9 beispielsweise zur direkten Beleuchtung des Raums eingesetzt werden.
Optional weist die Beleuchtungsvorrichtung 1 eine oder mehrere weitere Lichtquellen 14a, 14b auf, die dazu eingerichtet sind, weiteres sichtbares Licht 11 zu emittieren, insbesondere nach oben zu emittieren, also beispielsweise in Richtung der Decke des Raums. Das so emittierte sichtbare Licht 11 kann beispielsweise zur indirekten Beleuchtung des Raums eingesetzt werden.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kann auch eine Steuereinheit 7 enthalten, das beispielsweise in dem Gehäuse 2 verbaut sein kann. Die Steuereinheit 7 kann die erste Lichtquellen 4a, 4b und/oder die zweiten Lichtquellen 5a, 5b und/oder die weiteren Lichtquellen 14a, 14b und/oder gegebenenfalls weitere elektronische Komponenten der Beleuchtungsvorrichtung 1 ansteuern. Die Steuereinheit 7 kann also insbesondere einen Treiber oder ein Vorschaltgerät und so weiter beinhalten.
In 2 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept schematisch dargestellt. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 der 2 ähnelt derjenigen aus 1, sodass im Folgenden lediglich auf die relevanten Unterschiede eingegangen wird.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 ist im Beispiel der 2 als Pendelleuchte oder dergleichen ausgestaltet. Insbesondere ist also das Gehäuse 2 mittels eines Verbindungselements mit einer Raumdecke 12 verbindbar. Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung 1 ein nach unten spitz zulaufendes, an der Decke 12 befestigtes Gehäuseelement 13 aufweisen, in dem beispielsweise auch die Steuereinheit 7 angeordnet sein kann. Das untere spitz zulaufende Ende des Gehäuseelements 13 ist derart gegenüber der Luftaustrittsöffnung des Gehäuses 2 angeordnet, dass die austretende Luft 8 auf dieses spitz zulaufende Ende trifft und dadurch noch besser im Raum verteilt wird.
Im Beispiel der 2 ist außerdem ein Schwebstofffilter 26 in dem Luftkanal 3 angeordnet, der beispielsweise als H13-Filter ausgestaltet sein kann. Auf diese Weise können Staub und größere Schadstoffpartikel oder Krankheitserreger aus dem Luftstrom herausgefiltert werden, um eine umfassendere Reinigung der Luft 8 zu erzielen.
In 3 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept schematisch dargestellt.
In dieser Ausgestaltungsform sind die LED-Module der ersten Lichtquellen 4a, 4b beispielsweise an entsprechenden Seiten einer Lichtleitplatte 16 angeordnet, um das sichtbare Licht 9 in diese einzukoppeln. Die Lichtleitplatte 16 kann dann das eingekoppelte sichtbare Licht nach unten in den Raum abgeben. Die Lichtleitplatte 16 zusammen mit den ersten Lichtquellen 4a, 4b und den jeweiligen Kühlkörpern 6a, 6b können beispielsweise in dem ersten Bereich 3a in dem Luftkanal 3 angeordnet sein, sodass seitlich zwischen der Lichtleitplatte 16 und dem Gehäuse 2 Lufteinlassöffnungen entstehen, um die Luft 8 in den ersten Bereich 3a des Luftkanals 3 einzulassen.
Die zweite Lichtquelle 5 ist hier beispielsweise als UV-C-Niederdruckentladungslampe ausgestaltet. Dieser kann beispielsweise in vertikaler Richtung zwischen zwei UVreflektierenden Reflektoren 15a, 15b angeordnet sei. So kann eine Reflexionskammer für das ultraviolette Licht 10 erzeugt werden, sodass eine effiziente Luftdesinfektion ohne wesentlichen Austritt des ultravioletten Lichts 10 aus dem Gehäuse 2 realisierbar ist.
In 4 ist schematisch eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept dargestellt, die in einer Schiene 17 angeordnet ist, die beispielsweise an einer Decke oder Wand montiert werden kann. In die Schiene ist ein Ventilator oder Lüfter 18 eingelassen, um den Luftstrom zu verstärken.
In 5 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept schematisch dargestellt.
Die Implementierung der ersten Lichtquellen 4a, 4b und der Kühlkörper 6a, 6b ähnelt derjenigen der Beleuchtungsvorrichtung 1 aus 3. Statt der Lichtleitplatte 16 sind hier beispielsweise zwei Prismenplatten oder Mikroprismenplatten 16a, 16b vorgesehen, in welche die Lichtquellen 4a 4b das sichtbare Licht 9 einkoppeln können und die das Licht 9 dann nach unten in den Raum auskoppeln können.
Die zweite Lichtquelle 5 ist hier beispielsweise an einer Wand des Gehäuses 2 beziehungsweise des Luftkanals 3 angeordnet und kann das ultraviolette Licht 10 mit einem vergleichsweise schmalen Aussendewinkel in den Luftkanal 3 einstrahlen. Hierzu kann die zweite Lichtquelle 5 beispielsweise ein UV-C-emittierendes LED-Modul aufweisen sowie einen Quarzglasstab, der auf dem LED-Modul angeordnet ist, um einen schmalen Aussendewinkel des ultravioletten Lichts 10 zu ermöglichen.
Eine Innenseite der Prismenplatten 16a, 16b kann beispielsweise mit UVabsorbierendem Material beschichtet sein, sodass sowohl ein Austritt des ultravioletten Lichts 10 durch die Prismenplatten 16a, 16b als auch ein Austritt auf dem gegenüberliegenden Ende des Luftkanals 3 aufgrund von Reflexionen von der Prismenplatte 16a, 16b vermieden werden kann.
Ein zentraler Bereich des Luftkanals 3 zwischen dem ersten Bereich 3a und dem zweiten Bereich 3b kann als UV-C-Reflexionskammer oder Lichtmischkammer dienen, in der die Lichtstrahlen des ultravioletten Lichts 10 vorzugsweise vielfach reflektiert werden, um eine effiziente Desinfektion zu erreichen.
In der Ausführungsform der 5 weist die Beleuchtungsvorrichtung 1 optional einen wenigstens zum Teil in dem Luftkanal 3 angeordneten oder an diesen angrenzenden Ventilator 19 auf, der beispielsweise als Querstromventilator ausgestaltet sein kann. Der Ventilator 19 kann den durch die Abwärme im ersten Bereich 3a und die Verjüngung des Luftkanals 3 erzeugte Luftströmung unterstützen oder, beispielsweise falls die ersten Lichtquellen 4a, 4b nicht aktiv sind, den Luftstrom erzeugen.
Im zweiten Bereich 3b kann die Beleuchtungsvorrichtung 1 optional einen Luftteiler 20 aufweisen, der näherungsweise zentral in dem Luftkanal 3 angeordnet ist, um die aufsteigende Luft 8 noch besser zu verteilen beziehungsweise kurz beim Austreten zu verwirbeln und somit eine bessere Verteilung der Luft 8 im Raum zu erreichen.
In 6 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept dargestellt.
Eine Außenfläche 23 des Gehäuses 2 ist hier beispielsweise als Reflexionsfläche für das sichtbare Licht 9 der ersten Lichtquellen 4a, 4b und/oder als schallabsorbierende Oberfläche ausgestaltet.
In dieser Ausgestaltungsform ist die zweite Lichtquelle 5 auf einem entsprechenden Kühlkörper 6c im ersten Bereich 3a des Luftkanals 3 angeordnet. Die Abwärme der zweiten Lichtquelle 5 kann damit über den Kühlkörper 6c ebenfalls zur Erhitzung der Luft 8 in dem ersten Bereich 3a beitragen. Zusätzlich sind auch die Kühlkörper 6a, 6b, auf denen die ersten Lichtquellen 4a, 4b montiert sind, im ersten Bereich 3a angeordnet.
Beispielsweise können die Kühlkörper 6a, 6b derart ausgestaltet sein, dass die Lichtquellen 4a, 4b außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet sind und dementsprechend das sichtbare Licht 9 außerhalb des Gehäuses 2 abstrahlen können. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 in 6 hat beispielsweise löffel- oder rinnenförmige Reflektoren 21a, 21b, die bezüglich der ersten Lichtquellen 4a, 4b beispielsweise derart angeordnet sind, dass zunächst seitlich abgestrahltes sichtbares Licht 9 von den Reflektoren 21a, 21b nach oben reflektiert wird, um eine indirekte Beleuchtung zu erreichen.
Optional ist eine im Wesentlichen zylinderförmige Diffusorscheibe 21 vorgesehen, welche sowohl das Gehäuse 2 als auch die ersten Lichtquellen 4a, 4b und gegebenenfalls die Reflektoren 21a, 21b einschließen kann, sodass das sichtbare Licht 9 diffus in den Raum abgestrahlt werden kann.
Optional ist in dieser Ausgestaltungsform im zweiten Bereich 3b des Luftkanals 3 ein Absorptionselement 22 mit einer UV-absorbierenden Oberfläche angeordnet, um einen möglichen Austritt des UV-Lichts 10 aus dem Gehäuse 2 zu verhindern.
In 7 ist eine weitere beispielhafte Ausgestaltungsform einer Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept schematisch dargestellt. Hierbei ist lediglich eine Hälfte der Beleuchtungsvorrichtung 1 dargestellt. Die zweite Hälfte der Beleuchtungsvorrichtung 1 kann beispielsweise im Wesentlichen spiegelsymmetrisch dazu ausgebildet sein.
In dieser Ausführungsform ist beispielsweise ebenfalls ein löffelförmiger oder rinnenförmiger Reflektor 24a vorgesehen, der das von der ersten Lichtquelle 4a erzeugte sichtbare Licht 9 nach unten in den Raum reflektieren kann.
In der Ausgestaltungsform der 7 sind die erste Lichtquelle 4a und die zweite Lichtquelle 5a auf einem gemeinsamen Kühlkörper 6a angeordnet. Die zweite Lichtquelle 5a ist dabei auf einer dem Luftkanal 3 zugewandten Seite des Kühlkörpers 6a angeordnet und die erste Lichtquelle 4a auf einer dem Reflektor 24a zugewandten Seite.
Das Gehäuse 2 kann eine seitliche Lufteintrittsöffnung aufweisen, in der der Kühlkörper 6a wenigstens teilweise angeordnet ist. Der Kühlkörper 6a weist dabei beispielsweise Löcher oder Schlitze 25 auf, durch die die Luft 8 in den Luftkanal 3 eintreten kann.
In 8 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept schematisch dargestellt.
Hier sind die ersten Lichtquellen 4a, 4b beispielsweise mit Reflektoren 24a, 24b ausgestattet, wie bezüglich 7 erläutert. Ein Kühlkörper 6c ist im ersten Bereich 3b der Beleuchtungsvorrichtung 1 beziehungsweise des Luftkanals 3 angeordnet und beispielsweise als Metallplatte ausgebildet, welche die UV-Licht 10 emittierenden zweiten Lichtquellen 5a, 5b auf einer dem Luftkanal 3 zugewandten Oberseite trägt. Die Kühlkörper 6a, 6b können hier beispielsweise seitlich an dem Kühlkörper 6c befestigt sein und die ersten Lichtquellen 4a, 4b tragen. Auch hier können die Kühlkörper 6a, 6b beispielsweise mit Löchern oder Schlitzen ausgestattet sein, sodass die Luft 8 durch diese hindurch in den Luftkanal 3 treten kann.
In 9 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept dargestellt.
Optional ist im zweiten Bereich 3b des Luftkanals 3 ein Absorptionselement 22 angeordnet, wie bezüglich 6 erläutert. Hier weist das Absorptionselement 22 beispielsweise eine Vielzahl von Lamellenstrukturen auf, die mit einer UV-absorbierenden Oberfläche ausgestattet sind.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 in der Ausgestaltungsform der 9 enthält eine Lichtleitplatte 16 wie bezüglich 3 erläutert. Seitlich gegenüberliegend an der Lichtleitplatte 16 sind die beiden Kühlkörper 6a, 6b angeordnet, die auf der der Lichtleitplatte 16 jeweils zugewandten Seite eine der ersten Lichtquellen 4a, 4b tragen. Auf einer dem Luftkanal 3 zugewandten Oberseite tragen die Kühlkörper 6a, 6b jeweils eine der UV-Licht 10 emittierenden zweiten Lichtquellen 5a, 5b. Auch hier ist die dem Luftkanal 3 zugewandte Oberseite der Lichtleitplatte 16 beispielsweise mit einer UVreflektierenden Schicht ausgestattet.
Wie bereits erwähnt, können die einzelnen Merkmale der verschiedenen Ausgestaltungsformen auch in Kombination mit anderen Ausgestaltungsformen eingesetzt werden. Insbesondere sei in diesem Kontext auf den Schwebstofffilter 26, die Lichtleitplatte 16, den Ventilator 19, das Absorptionselement 22, die weiteren Lichtquellen 14a, 14b, den Luftteiler 20, die Diffusorscheibe 21, die Reflektoren 15a, 15b, 21a, 21b, 24a, 24b hingewiesen.
Wie beschrieben, kann durch das verbesserte Konzept eine energieeffiziente Beleuchtung eines Raums mit der Desinfektion der Umgebungsluft kombiniert werden. Dabei können weitere Aspekte wie Human Centric Lighting, indirekte und direkte Beleuchtung, Schwebstofffilterung und so weiter mit berücksichtigt werden und entsprechend der verschiedenen Ausgestaltungsformen effizient eingebunden werden.
Insbesondere durch die Ausnutzung des Venturi-Effekts in der Kombination mit der Lufterwärmung durch die Abwärme der ersten und/oder zweiten Lichtquelle kann die mittels der ultravioletten Strahlung desinfizierte Luft gleichmäßig im Raum verteilt werden.
Durch das verbesserte Konzept wird eine Beleuchtungsvorrichtung zur Kombination der indirekten und/oder direkten Beleuchtung mit sichtbarem Licht, beispielsweise gemäß dem Human Centric Lighting-Ansatz, mit ultraviolettem Licht, insbesondere UV-C-Licht, für eine effiziente und effektive Luftdesinfektion angegeben. Zusätzlich kann in verschiedenen Ausgestaltungsformen die CO₂-Konzentration im Raum gemessen und über verschiedenfarbige LEDs angezeigt werden, ob die CO₂-Konzentration einen bestimmten vorgegebenen Grenzwert überschreitet, sodass ein Lüften des Raums empfohlen wird. Die gesamte Elektronik kann in einem Leuchtengehäuse integriert sein.
In bevorzugten Ausgestaltungsformen wird die UV-C-Strahlung im Gehäuse lokalisiert, sodass keine schädigende Strahlung auf Personen im Raum einwirken kann.
Bezugszeichenliste

1: Beleuchtungsvorrichtung
2: Gehäuse
3: Luftkanal
3a, 3b: Bereiche
4a, 4b: erste Lichtquellen
5, 5a, 5b: zweite Lichtquellen
14a, 14b: weitere Lichtquellen
6a, 6b, 6c: Kühlkörper
7: Steuereinheit
8: Luft
9: Licht
10: Licht
11: Licht
12: Decke
13: Gehäuseelement
14a, 14b: weitere Lichtquelle
15a, 15b: Reflektoren
16: Lichtleitplatte
16a, 16b: Prismenplatten
17: Schiene
18: Lüfter
19: Ventilator
20: Luftteiler
21: Diffusorscheibe
21a, 21b: Reflektoren
22: Absorptionselement
23: Außenfläche
24a, 24b: Reflektoren
25: Schlitze
26: Schwebstofffilter

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (1) zur Desinfektion von Luft (8) mit ultraviolettem Licht (10), aufweisend - ein Gehäuse (2) mit einem Luftkanal (3) im Inneren des Gehäuses (2), wobei sich der Luftkanal (3) von einem ersten Bereich (3a) zu einem zweiten Bereich (3b) hin verjüngt; - eine erste Lichtquelle (4a, 4b), die dazu eingerichtet ist, sichtbares Licht (9) zu emittieren und eine zweite Lichtquelle (5, 5a, 5b), die dazu eingerichtet ist, das ultraviolette Licht (10) in den Luftkanal (3) und/oder in einen mit dem Luftkanal (3) verbundenen Hohlraum innerhalb des Gehäuses (2) zu emittieren; und - wenigstens einen Kühlkörper (6a, 6b, 6c), wobei die erste Lichtquelle (4a, 4b) und/oder die zweite Lichtquelle (5, 5a, 5b) an dem wenigstens einen Kühlkörper (6a, 6b, 6c) montiert ist, um über den wenigstens einen Kühlkörper (6a, 6b, 6c) Abwärme an den ersten Bereich (3a) abzugeben.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die zweite Lichtquelle (5, 5a, 5b) dazu ausgelegt ist, das ultraviolette Licht (10) mit einer Wellenlänge in einem Bereich zwischen 200 nm und 380 nm zu emittieren, insbesondere mit einer Wellenlänge kleiner oder gleich 280 nm, beispielsweise in einem Bereich zwischen 200 nm und 280 nm, insbesondere zwischen 250 nm und 260 nm oder zwischen 210 nm und 230 nm.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Lichtquelle (4a, 4b) und die zweite Lichtquelle (5, 5a, 5b) an dem wenigstens einen Kühlkörper (6a, 6b, 6c) montiert sind.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Teil des wenigstens einen Kühlkörpers (6a, 6b, 6c) wenigstens eine Luftdurchtrittsöffnung aufweist und innerhalb des Luftkanals (3) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) einen Ventilator (19) aufweist, der eingerichtet und angeordnet ist, einen Luftstrom durch den Luftkanal (3) zu erzeugen und/oder zu verstärken.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) eine Steuereinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, - in einem ersten Betriebsmodus die erste Lichtquelle (4a, 4b) zu aktivieren und den Ventilator (19) nicht zu aktivieren; und - in einem zweiten Betriebsmodus die erste Lichtquelle (4a, 4b) nicht zu aktivieren und den Ventilator (19) zu aktivieren.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) eine Steuereinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, - in einem dritten Betriebsmodus die erste Lichtquelle (4a, 4b) zu aktivieren und den Ventilator (19) gemäß einer ersten Betriebsstufe zu aktivieren; und - in einem vierten Betriebsmodus die erste Lichtquelle (4a, 4b) nicht zu aktivieren und den Ventilator (19) gemäß einer zweiten Betriebsstufe zu aktivieren, wobei der Ventilator (19) dazu eingerichtet ist, bei aktivierter zweiter Betriebsstufe einen stärkeren Luftstrom zu erzeugen als bei aktivierter erster Betriebsstufe.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Ventilator (19) als Querstromventilator ausgestaltet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Beleuchtungsvorrichtung (1) ein Absorptionselement (22) aufweist, welches eine das ultraviolette Licht (10) absorbierende Oberfläche aufweist; - das Absorptionselement (22) innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist oder als innenliegender Teil des Gehäuses (2) ausgestaltet ist; - das Absorptionselement (22) in einem optischen Pfad für das ultraviolette Licht (10) angeordnet ist, sodass insbesondere ein Austritt des ultravioletten Lichts aus dem Gehäuse (2) wenigstens zum Teil verhindert wird.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) einen Schwebstofffilter (26) aufweist, der in dem Luftkanal (3) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Beleuchtungsvorrichtung (1) eine dritte Lichtquelle aufweist, die dazu eingerichtet ist, Licht mit einer Wellenlänge in einem Bereich zwischen 380 nm und 420 nm, insbesondere in einem Bereich zwischen 400 nm und 410 nm, zu emittieren; und/oder - die erste Lichtquelle (4a, 4b) dazu eingerichtet ist, Licht mit einer Wellenlänge in einem Bereich zwischen 380 nm und 420 nm, insbesondere in einem Bereich zwischen 400 nm und 410 nm, zu emittieren.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) einen Lichtleiter aufweist, der dazu eingerichtet ist, das ultraviolette Licht (10) von der zweiten Lichtquelle (5, 5a, 5b) in den Luftkanal (3) und/oder in den Hohlraum zu leiten.
Leuchte mit einer Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchte insbesondere als Deckenleuchte oder Standleuchte ausgebildet ist.
Verfahren zur Beleuchtung und zur Desinfektion von Luft (8) mit ultraviolettem Licht (10), wobei - mittels einer ersten Lichtquelle (4a, 4b) sichtbares Licht (9) emittiert wird und mittels einer zweiten Lichtquelle (5, 5a, 5b) das ultraviolette Licht (10) in einen Luftkanal (3) eines Gehäuses (2), der sich von einem ersten Bereich (3a) zu einem zweiten Bereich (3b) hin verjüngt, und/oder in einen mit dem Luftkanal (3) verbundenen Hohlraum innerhalb des Gehäuses (2) emittiert wird; und - Abwärme der ersten Lichtquelle (4a, 4b) und/oder der zweiten Lichtquelle (5, 5a, 5b) an den ersten Bereich (3a) abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei ein Luftstrom durch den Luftkanal (3) unter Ausnutzung der die Abwärme erzeugt und insbesondere unter durch die Verjüngung beschleunigt wird.