DE102021114465A1

DE102021114465A1 - Luftdesinfektionssystem mit integrierter Strahlungsquelle

Info

Publication number: DE102021114465A1
Application number: DE102021114465.5A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-06-05
Filing date: 2021-06-05
Publication date: 2022-12-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftdesinfektionssystem (1), umfassend mindestens einen Luftstromkanal (10), außerhalb oder innerhalb dem jedenfalls eine Strahlungsquelle (11) vorgesehen ist, die Wellen in einem definierten Frequenzbereich zur Desinfektion von den Luftstromkanal (10) durchströmender Luft (L) in den Luftstromkanal (10) aussendet. Das erfindungsgemäße Luftdesinfektionssystem (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Luftstromkanal (10) zumindest abschnittsweise spiral-, mäander- und/oder helixförmig ausgebildet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftdesinfektionssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Luftdesinfektionssystem, das zur Luftdesinfektion von Viren, Sporen, Schimmel, Pilzen, Bakterien, und schädlichen Mikroorganismen eingesetzt wird.
Stand der Technik
Gemäß dem Stand der Technik sind bereits eine Reihe von Systemen und Verfahren zur Desinfektion von Licht mittels Strahlungsquellen bekannt. Derartige Systeme werden bspw. in Krankenhäusern eingesetzt. Bei der Wasseraufbereitung in Schwimmbädern oder Trinkwasser wird UV-C-Licht zur Wasserentkeimung eingesetzt. Das UV-C-Licht muss gekapselt gehalten werden, weil es für Augen und Haut schädlich ist. Für die Desinfektionswirkung spielt eine UV-C-Dosis auf desinfizierendes Mediums eine entscheidende Rolle. Diese hängt insbesondere von dem Abstand zu der UV-C-Quelle, UV-C-Leistung der Quelle sowie von der UV-C-Bestrahlungszeit ab. Die Desinfektion der durchströmenden Luft war bis zum Beginn der vorliegenden Pandemie nicht oft verbreitet gewesen. Diese fand größtenteils in der Lebensmittelindustrie zum Beispiel bei der Luftentkeimung in der Fleischerei statt. In meisten Fällen sind das Deckengeräte mit wenig Beachtung an Geräuschemission und UV-C-Lichtkapselung.
Dabei wird die Luft durch einen Luftströmungskanal geleitet, in dem eine UV-C-Strahlungsquelle integriert ist, wobei mit Hilfe eines Ventilators die Luft durch den Luftströmungskanal geleitet und mit UV-C-Wellen (ca. 254nm) bestrahlt wird. Die an der UV-C-Strahlungsquelle vorbei strömende Viren, Sporen, Schimmel, Pilzen, Bakterien, und schädliche Mikroorganismen werden inaktiviert bzw. beseitigt. Dabei ist es wichtig, dass der Volumenstrom an die UV-C-Strahlungsdosis angepasst wird. Aus Energiekostengründen soll der Luftwiderstand weiterhin so gering wie möglich gehalten und der Faktor Geräuschentwicklung beachtet werden. Das UV-C-Licht muss überdies gekapselt werden und darf nicht nach draußen gelangen und die UV-C-Strahlungsquelle darf kein Ozon produzieren.
Die wesentlichen Nachteile, die bei den bekannten Luftinfektionssystemen bestehen, bestehen vornehmlich darin, dass sie große Systemabmessungen aufweisen, wobei besonders die Länge der bekannten Systeme durch die notwendige UV-C-Bestrahlungszeit vorgegeben ist, um die erforderliche Desinfektionswirkung zu erreichen. Auf dem Markt vorhandene UV-C-Leuchtstoffröhren und UV-C-Lampen definieren Industriedesign sowie einseitiges Design der Geräte.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen und ein Luftinfektionssystem zu schaffen, welches möglichst kompakt gebaut ist, das möglichst minimale Designbegrenzungen aufweist und mittels dem die Desinfektionswirkung wesentlich optimiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Luftinfektionssystems sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist ein Luftinfektionssystem der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Luftstromkanal zumindest abschnittsweise spiral-, mäander- und/oder helixförmig ausgebildet ist.
Es wurde überraschend gefunden, dass durch die Ausbildung eines zumindest abschnittsweise spiral-, mäander- und/oder helixförmig ausgebildeten Luftstromkanals eine gezielte Nutzung der Zentrifugalkraft erreicht werden kann, die dazu führt, dass das Luftdesinfektionssystem auf der einen Seite deutlich kompakter gebaut, auf der anderen Seite eine längere Bestrahlungszeit der Luftmoleküle realisiert und somit die Desinfektionswirkungsgrad im Vergleich zu Systemen größerer Bauweise deutlich erhöht werden kann.
Durch die Zentrifugalkraft im spiral-, mäander- und/oder helixförmig ausgebildeten Luftstromkanal werden nämlich die Luftmoleküle an die Außenwand angepresst. Diese Kraftwirkung kann gezielt für verschiedene Produkteigenschaften genutzt werden.
Durch kreisende Luftbewegungen bzw. die Einwirkung der Zentrifugalkraft werden die Luftmoleküle der Luft L an die Außenfläche und/oder die Innenfläche der Innenwandung des Luftströmungskanals angepresst und wenn die UV-C-Strahlungsquelle (zum Beispiel UV-C-LED Streifen) an der Außenfläche befestigt wird, erfolgt eine Abstandsverringerung von Luftmolekülen zu der UV-C-Strahlungsquelle. Ein weiterer Vorteil besteht in der Erzeugung von laminaren oder turbulenten Luftströmungen durch Platzieren von Strahlungsquellen (zum Beispiel UV-C-LED Streifen) an der Außenfläche und/oder der Innenfläche der Innenwandung des Luftstromkanals.
Durch den Drall-Effekt wirkt die Luft-Desinfektion zudem homogener und verstärkt die Desinfektionswirkung. Dadurch ist mehr Volumenstromdurchsatz möglich. Die Spiralform des Luftstromkanals 10 erleichtert überdies die UV-C-Licht Kapselung und begünstigt die Geräusch-Absorbierung.
Figurenliste
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Luftinfektionssystems ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigen

1a, 1b einen Luftströmungskanal des erfindungsgemäßen Luftinfektionssystems in einer vorteilhaften Ausführungsform in perspektivischer Ansicht;
2a einen Luftströmungskanal des erfindungsgemäßen Luftinfektionssystems in einer vorteilhaften Ausführungsform mit mehreren Strahlungsquellen an der Außenfläche der Innenwandung in der Draufsicht;
2b einen Luftströmungskanal des erfindungsgemäßen Luftinfektionssystems in einer vorteilhaften Ausführungsform mit mehreren Strahlungsquellen an der Außenfläche der Innenwandung in der Draufsicht;
3 mehrere parallel angeordnete Luftströmungskanäle des erfindungsgemäßen Luftinfektionssystems in einer vorteilhaften Ausführungsform mit mehreren Strahlungsquellen in der Draufsicht.

Ausführung der Erfindung
Wie aus 1a, 1b ersichtlich, umfasst das Luftdesinfektionssystem 1 mindestens einen Luftstromkanal 10, außerhalb oder - wie hier dargestellt - innerhalb dem jedenfalls eine oder vorzugsweise mehrere Strahlungsquellen 11 vorgesehen sind, die Wellen in einem definierten Frequenzbereich zur Desinfektion von den Luftstromkanal 10 durchströmender Luft L in den Luftstromkanal 10 aussenden.
Der Luftstromkanal 10 ist - wie aus 1a, 1b ersichtlich - in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zumindest abschnittsweise konisch spiralförmig ausgebildet, also dreidimensional, wobei - wie aus 2a, 2b ersichtlich - auch eine zweidimensionale Ausführung der spiralförmigen Ausbildung möglich ist. Darüber hinaus lässt sich auch eine mäanderförmige Ausbildung des mindestens einen Luftstromkanals 10 zwei- und/oder dreidimensional gestalten, wobei selbstredend auch eine Kombination einer helixförmigen Struktur mit einer mäander- oder spiralförmigen Ausbildung des Luftstromkanals 10 oder andere Kombinationen möglich sind.
Wie aus den 2a, 2b ersichtlich, ist es besonders vorteilhaft, wenn ein oder mehrere Strahlungsquellen 11 an oder in dem Luftstromkanal 10 zumindest abschnittsweise spiral-, mäander- und/oder helixförmig ausgebildet und/oder angeordnet sind. Diese Variante erlaubt eine flache und kompakte Konstruktion eines Luftinfektionssystems 1. Durch die Zentrifugalkraft F werden die Luftmoleküle der Luft L nach außen gedrückt (weg vom der Strahlungsquelle 11). Dadurch, dass die Luftmoleküle von der Strahlungsquelle 11 weggedrückt werden, verringert sich der Widerstand der strömenden Luft („kein Kontakt mit der Strahlungsquelle 11“) und führt zu einer Geräuschreduzierung. Da die strömende Luft jetzt ohne Hindernisse an den Außenbahnen läuft, wird ein sehr geringer Widerstand und ein größtmöglicher Volumenstrom erreicht.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist gemäß den 2a, 2b die mindestens eine Strahlungsquelle 11 an der Außenfläche 1000 (2a) und/oder an der Innenfläche 1001 (2b) der Innenwandung 100 des Luftstromkanals 10 angeordnet.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, mehrere parallel, nebeneinander und/oder beabstandet angeordnete Luftstromkanäle 10 vorzusehen oder den mindestens einen Luftstromkanal 10 in zahlreiche Luftstromeinzelkanäle 10' zu unterteilen, durch die die Luft L geleitet wird (siehe 3). Durch diese Ausführungsform der Erfindung verringert sich die Querschnittsfläche der Luftstromkanäle 10, was zu einer effizienteren Desinfektion durch den die Strahlungsquellen 11 führt. Durch die Aufteilung verringert sich zudem der Abstand und die Luft wird gleichmäßiger bestrahlt. Ziel ist es, die Luftmoleküle so nah wie möglich an den Strahlungsquellen 11 vorbeiströmen zu lassen, um eine effiziente Desinfektion der Luft zu erreichen. Zusätzlich wird die Beschädigung der Strahlungsquellen 11 durch gegenseitige Bestrahlung effektiv verhindert.
Bezugszeichenliste

1: Luftdesinfektionssystem
10: Luftstromkanal
11: Strahlungsquelle (UV-C-LED Streifen)
12: Strömungseinrichtung
100: Innenwandung (Hohlraum im Luftstromkanal)
1000: Außenfläche der Innenwandung
1001: Innenfläche der Innenwandung

Claims

Luftdesinfektionssystem (1), umfassend mindestens einen Luftstromkanal (10), außerhalb oder innerhalb dem jedenfalls eine Strahlungsquelle (11) vorgesehen ist, die Wellen in einem definierten Frequenzbereich zur Desinfektion von den Luftstromkanal (10) durchströmender Luft (L) in den Luftstromkanal (10) aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Luftstromkanal (10) zumindest abschnittsweise spiral-, mäander- und/oder helixförmig ausgebildet ist.
Luftdesinfektionssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spiral- und/oder mäanderförmige Ausbildung des Luftstromkanals (10) zwei- und/oder dreidimensional ist.
Luftdesinfektionssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Strahlungsquellen (11) an oder in dem Luftstromkanal (10) zumindest abschnittsweise spiral-, mäander- und/oder helixförmig ausgebildet und/oder angeordnet sind.
Luftdesinfektionssystem (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Strahlungsquelle (11) an der Außenfläche (1000) und/oder der Innenfläche (1001) der Innenwandung (100) des Luftstromkanals (10) angeordnet ist.
Luftdesinfektionssystem (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallel, nebeneinander und/oder beabstandet angeordnete Luftstromkanäle (10) vorgesehen sind oder dass der mindestens eine Luftstromkanal (10) in zahlreiche Luftstromeinzelkanäle (10') unterteilt ist, durch die die Luft (L) geleitet wird.
Luftdesinfektionssystem (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (11) mindestens ein Leuchtmittel umfasst, dass UV-C-Strahlen erzeugt.
Luftdesinfektionssystem (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (11) eine oder mehrere LEDs und/oder LED-Streifen umfasst.