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Stand der Technik
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Die Neuerung betrifft Desinfektionsgerät mit einem Ozongenerator für die Desinfektion eines im Innenraum des Desinfektionsgerätegehäuses angeordneten Guts gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
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Ozon (Trisauerstoff), ein bei Normalbedingungen (Raumtemperatur, Normdruck von lbar) gasförmig vorliegender Stoff als Oxidations- und Desinfektionsmittel ist seit langem bekannt. Hindernis für einen Einsatz von Ozon zur Desinfektion im Dauereinsatz war und ist die Gefahr, dass die Verwendung von ozonhaltigen Systemen mit dem Risiko eines Entweichens des Ozons in die Umgebung, regelmäßig in die Arbeitsumgebung, verbunden ist. Es erfordert daher immer einen zusätzlichen Aufwand, eine Ozon-Exposition von Menschen, beispielsweise durch das Einatmen von Ozon, selbst in geringen Konzentrationen, zu vermeiden. Das war und ist wegen der Gesundheitsschädlichkeit des Ozons unerwünscht. Andererseits ist Ozon relativ ungefährlich für den Menschen, da es binnen 40 Minuten zum zweiwertigen Sauerstoff wieder zerfällt und lediglich bei unbeabsichtigter Einatmung eine reizende Wirkung auf Schleimhäute entfaltet, die reversibel ist. Ein Ozongenerator, bei dem mittels angelegter Hochspannung an den Ozongenerator ein elektrisches Feld entsteht, durch das Sauerstoff geleitet wird, ist sehr kostenintensiv, wobei die Menge des gebildeten Ozons vom Gasdruck und der Höhe der Spannung (bis zu 20 kV) abhängig ist.
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Beispielsweise ist aus der
DE 20 2020 102 434 U1 ein Desinfektionsgerät zur Desinfektion eines Gegenstandes bekannt, wobei das Desinfektionsgerät ein Gehäuse, eine Beladungsöffnung im Gehäuse und eine bewegbare Verschlusseinheit zum Öffnen oder Verschließen der Beladungsöffnung aufweist. Der Gegenstand ist durch die geöffnete Beladungsöffnung in einen Innenraum des Gehäuses einbringbar, wobei das Gehäuse in seinem Innenraum eine Ozonerzeugungseinheit zum Erzeugen von Ozongas und eine Ozonvernichtungseinheit zum Vernichten von Ozongas aufweist. Im Einzelnen weist das Gehäuse in seinem Innenraum eine Desinfektionskammer zum Aufnehmen und Desinfizieren des Gegenstandes auf, welche mit der Ozonerzeugungseinheit und der Ozonvernichtereinheit gasseitig derart verbunden ist, sodass von der Ozonerzeugungseinheit erzeugtes Ozongas in der Desinfektionskammer zum Desinfizieren des Gegenstandes einleitbar und nach erfolgtem Desinfizieren des Gegenstandes verbliebendes Ozongas mittels der Ozonvernichtereinheit vernichtbar ist. Dadurch, dass im Innenraum des hermetisch und gasdicht verschließbaren Desinfektionsgerätes sowohl die Desinfektionskammer zum Aufnehmen und Desinfizieren eines Gegenstandes als auch die Ozonerzeugungseinheit und die Ozonvernichtereinheit räumlich zusammenliegend angeordnet und gasseitig verbunden sind, ist die Oxidationswirkung von Ozon in einem geschlossenen System zum Desinfizieren des Gegenstandes nutzbar, ohne dass Ozongas in die Umgebung austreten kann. Folglich ist eine sicherheitstechnische Überwachung der Umgebung des Desinfektionsgerätes nicht notwendig. Aufgrund des gasförmigen Einsatzes von Ozon treten dabei auch keine toxischen Reaktionsprodukte auf. Somit wird ein kompaktes Desinfektionsgerät bereitgestellt, welches für die Inbetriebnahme lediglich mit seinem Netzstecker ans Stromnetz verbunden werden muss und einen geringen Bedienaufwand aufweist. Hierbei umfasst das einteilige Desinfektionsgerät als funktionale Einheit die Ozonerzeugung, die Desinfektion und die Restozonvernichtung in einer räumlich kompakten Anordnung. Je nach Volumen der Desinfektionskammer ist das Desinfektionsgerät beispielsweise als Tischgerät für Privatpersonen, beispielsweise zum Desinfizieren von Paketen, Lebensmitteln oder Geschirr, wie beispielsweise Babyflaschen, nutzbar. Ebenso kann das Desinfektionsgerät im gewerblichen und/ oder industriellen Bereich, beispielsweise als Modul zur Ausrüstung von Paketstationen oder in Paketannahmestellen, in Arztpraxen und Apotheken verwendet werden. Als Großgerät ist das Desinfektionsgerät für die Behandlung von Lebensmitteln, beispielsweise in Kantinen oder Altersheimen durch Aufnahme eines kompletten Essenswagens in der Desinfektionskammer, sowie für die Behandlung von gepackten Paletten einsetzbar. Bevorzugt wird zur Ozonerzeugung die bereits vorliegende Luft in der Desinfektionskammer verwendet. Die Ozonerzeugungseinheit erzeugt insbesondere Ozon nach dem Prinzip der stillen elektrischen Entladung, auch Corona-Entladung genannt, und/oder unter Verwendung von UV-Licht, Elektrolyse, kaltem Plasma und/oder in einer elektrochemischen Zelle direkt im Innenraum des Desinfektionsgerätes. Für die Ozonvernichtereinheit können prinzipiell alle bekannten ozonvernichtenden Substanzen und/oder Verfahren eingesetzt werden, wie beispielsweise Niedrigtemperatur-Katalysator mit einem Katalysatorgranulat, beispielsweise aufweisend Mangandioxid/ Kupferoxid-Katalysator, ein Aktivkohlefilter, eine UV-Lichtbestrahlung und/oder thermische und/ oder chemische Katalysatoren. Zusätzlich zu einem Katalysatorgranulat kann die Ozonvernichtereinheit auch ein feinmaschiges Drahtgitter, beispielsweise aus Aluminium, aufweisen, um die Ozonvernichtung zu unterstützen. Je nach Anwendung und Benutzerkreis kann das Desinfizieren mit einer bestimmten Desinfektionsintensität und/oder -wirkung programm- und/oder zeitgesteuert ablaufen. Dies ist beispielsweise für Anwendungen durch Privatpersonen bevorzugt, wobei dann die Ozonvernichtung ebenfalls zeitgesteuert, aufgrund zuvor bestimmter Korrelation zur Ozonzersetzung, erfolgt. Alternativ kann das Desinfektionsgerät einen Sensor und/oder eine Messeinheit oder mehrere Sensoren oder Messeinheiten aufweisen, bei dem dann die jeweils bestimmte Ozonkonzentration in der Desinfektionskammer zur Programmsteuerung des Desinfizierens und der anschließenden Ozonvernichtung verwendet wird. An der Außenseite des Gehäuses des Desinfektionsgerätes weist dieses insbesondere eine Bedieneinheit und/oder Anzeigeeinheit, wie beispielsweise einen Touchscreen, Display, Tasten oder ähnliches auf. Eine Anzeigeeinheit kann beispielsweise auch durch ein Sichtfenster und eine Innenraumbeleuchtung des Desinfektionsgerätes ausgestaltet sein, wobei die Innenraumbeleuchtung einen Farbwechsel je nach Programmstatus und/oder Behandlungsstatus, wie Desinfizieren oder Ozonvernichten, aufweist. Somit kann ein Bediener von außen durch das Sichtfenster direkt und unmittelbar den Gerätezustand optisch erfassen. Neben der Visualisierung des Behandlungsstatus, beispielsweise mittels farbiger LEDs, kann zusätzlich oder alternativ eine Visualisierung auch über ein Display und/oder LED-Anzeigen an der Außenseite des Gehäuses und/oder eine akustische Benachrichtigung erfolgen. Um das Desinfektionsgerät während der Desinfektionsbehandlung und der Ozonvernichtung sicher hermetisch gasdicht zu verschließen, weist die bewegbare Verschlusseinheit ein Dichtungselement und/oder eine Verriegelungseinheit auf. Bei der Verriegelungseinheit kann es sich beispielsweise um eine elektrische Verriegelung der Beladeöffnung mittels der bewegbaren Verschlusseinheit handeln. Bevorzugt wird ein elektromagnetisches Schloss zum Öffnen und Verriegeln der bewegbaren Verschlusseinheit verwendet. Als Dichtungselement kann beispielsweise eine EPDM-Dichtung verwendet werden, welche als Elastomer sehr gut ozonbeständig ist. Prinzipiell kommen hier ozonbeständige Elastomere und/oder Thermoplaste, wie beispielsweise Polyurethan, ACM, CR, CSM sowie PE, PP, PVC-P und/oder SB infrage. Selbstverständlich sind alle ozonbeaufschlagten Bestandteile des Desinfektionsgerätes, wie die Innenseite der Desinfektionskammer, aus einem ozonbeständigen Material ausgeführt. Beispielsweise weist die Desinfektionskammer Edelstahl in der Qualität 1.4404 und/oder Titan auf. Das Gehäuse kann aus Blech mit einer Pulverbeschichtung ausgeführt sein.
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Weiterhin ist aus der
WO 2018/007557 AI eine Desinfektionsvorrichtung für die Körper-, Hände- und Unterarmdesinfektion bekannt. Die Desinfektionsvorrichtung weist ein Gehäuse auf, umfassend wenigstens eine Wandung, die einen Innenraum der Desinfektionsvorrichtung von einer Außenumgebung der Desinfektionsvorrichtung trennt. Weiterhin sind wenigstens ein Einlass/Auslass für ein oder mehrere Gas(e), einschließend Sauerstoff, in den Innenraum bzw. aus dem Innenraum und wenigstens ein Zugang/Abgang für zu desinfizierendes Gut zu/aus dem Innenraum der Desinfektionsvorrichtung vorgesehen. Eine im Innenraum der Desinfektionsvorrichtung angeordnete erste Strahlungsquelle ist befähigt, VUV-Strahlung (Vakuumultraviolettstrahlung im Spektralbereich meist zwischen 100-200nm) mit wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die eine Bildung von aktivem Sauerstoff und Ozon in der sauerstoffhaltigen Gasphase vor Ort erlaubt. Weiterhin ist wenigstens eine im Innenraum der Desinfektionsvorrichtung zweite Strahlungsquelle angeordnet, die UV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die eine Zersetzung von Ozon unter Bildung von aktivem Sauerstoff in der Gasphase vor Ort erlaubt. Schließlich sind eine oder mehrere Einrichtung(en), zum Betreiben, Steuern und Kontrollieren der Strahlungsquellen und/oder der Desinfektionseinrichtung vorgesehen. Eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Geräte-Desinfektionsvorrichtung umfasst mindestens eine dicht verschließbare Öffnung in der Wandung oder umfasst ein Gehäuse, das durch Klappen oder Schwenken oder Rollen von Teilen des Gehäuses geöffnet und wieder verschlossen werden kann. Die Hand- und Unterarm-Desinfektionsvorrichtung umfasst eine oder mehrere Öffnung(en) zum Einführen oder Herausnehmen der Hände und Unterarme. Weiterhin umfasst eine Haut-Desinfektionsvorrichtung zusätzlich Düsen, mittels derer eine aktiven Sauerstoff und Ozon enthaltende Gasphase von einer oder von mehreren Seite(n) auf die zu desinfizierenden Güter oder zu desinfizierende Körperteile, beispielsweise Hände und/oder Unterarme, geleitet werden kann. Zu berücksichtigen ist auch, dass Ozon, aktiver Sauerstoff und Luft unterschiedliche spezifische Gewichte aufweisen. Die Desinfektionsvorrichtung umfasst zusätzlich mindestens eine weitere Strahlungsquelle im Innenraum des Gehäuses. Diese mindestens eine weitere Strahlungsquelle ist befähigt, UV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die den kurzzeitigen, durch Licht induzierten Zerfall von Ozon zu Sauerstoff untergleichzeitiger Bildung weiteren aktiven Sauerstoffs erlaubt. Damit kann man nicht nur die Konzentration von aktivem Sauerstoff auf einen für konstante Desinfektionsbedingungen erforderlichen Wert der Konzentration des aktiven Sauerstoffs einregulieren, sondern auch überschüssiges Ozon am Ende des Desinfektionsvorgangs in Sauerstoff umwandeln. Deswegen tritt kein Ozon in die Außenumgebung der Desinfektionsvorrichtung aus, wenn der Desinfektionsvorgang abgeschlossen ist. Insbesondere ist die mindestens eine Strahlungsquelle zur Emission von UV-Strahlung, die dem Zerfall von Ozon zu aktivem Sauerstoff dient, mindestens eine im Bereich von A = 240 bis 260 nm emittierende UV-LED. Die Geräte-Desinfektionsvorrichtung gemäß der
WO 2018/007557 A1 kann zur Desinfektion im Bereich von wenigen Sekunden bis zu einer, maximal zwei Minute(n) Anwendung finden zum Beispiel im technischen Bereich, wie z.B. zum Entkeimen von Mobiltelefonen, Tastaturen, Fernbedienungen, von Folien zur Verpackung, von Rolltreppen, Handläufen, Türgriffen, Toiletten, Tierställen, aber auch im Bereich der Desinfektion von Geräten im medizinischen Bereich, beispielsweise bei der Aufbereitung bereits benutzter medizinischer Geräte oder bei der Vorbereitung neuer Geräte für eine Behandlung (z. B. chirurgischer Geräte wie Endoskope, Katheter, Drainagen usw., Geräte zum chirurgischen oder zahnmedizinischen Behandeln von Mensch und Tier wie Skalpelle, Spatel, Klammern, Bohrer, Fräser usw.), bei der Aufbereitung oder Vorbereitung von Geräten zur Behandlung von Mensch und Tier im körpernahen (z. B. Körperpflege-) Bereich (z. B. Kämme, Bürsten, Zahnbürsten, Scheren, Scherköpfe, Hobel für die menschliche Körperpflege, Haarpflege, Hautpflege, Nagelpflege, Zahnpflege; die Fellpflege, Hufpflege, Mähnenpflege von Pferden; die Fellpflege, Krallenpflege von Katzen, Hunden; die Gefieder- und Krallenpflege bei Vögeln u.a.
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Weiterhin ist aus der
DE 10 2010 005 893 A1 eine Anlage zur Herstellung von Reinstwasser bekannt, umfassend wenigstens die Elemente a) bis d):
- a) einen Einlass für zu reinigendes Wasser,
- b) eine Reinigungseinheit, die zur Verminderung der Verunreinigungsbelastung des durch die Reinigungseinheit strömenden Wassers ausgebildet ist,
- c) eine UV-Bestrahlungseinrichtung mit wenigstens einer UV-Strahlen emittierenden Lichtquelle, die zur Bestrahlung des durch die UV-Bestrahlungseinrichtung strömenden Wassers ausgebildet ist, und
- d) einen Auslass, über den das erhaltene Reinstwasser aus der Anlage abgezapft werden kann. Die Anlage umfasst ferner ein Leitungssystem, das das Wasser vom
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Einlass unter Zwischenschaltung von Reinigungseinheit und UV-Bestrahlungseinrichtung bis hin zum Auslass leitet, wobei die wenigstens eine UV-Strahlen emittierende Lichtquelle eine UV-LED ist. Ein solcher Ozongenerator mit UV-Licht nutzt Umgebungsluft zur Ozonerzeugung. Insbesondere ist vorgesehen, dass die UV-LED zumindest teilweise in das durch die UV-Bestrahlungseinrichtung strömende Wasser hineinragt und dass diese mehrere UV-LEDs umfasst, die nebeneinander angeordnet sind. Weiterhin umfasst die UV-Bestrahlungseinrichtung eine Messeinrichtung und eine Steuereinheit, wobei die Messeinrichtung ausgebildet ist, wenigstens den TOC-Gehalt oder den Volumenstrom zu bestimmen, und die Steuereinheit ausgebildet ist, die Bestrahlungsintensität der UV-Bestrahlungseinrichtung in Abhängigkeit des ermittelten TOC-Gehaltes oder Volumenstroms zu regulieren. Die UV-LED der UV-Bestrahlungseinheit ist in der Weise ausgebildet, dass diese UV-Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 180 nm bis 370 nm, ganz besonders von 240 nm bis 370 nm, insbesondere 254 nm, 280 nm, 310 nm oder 340 nm oder von 180 nm bis 220 nm, emittiert. Die UV-Bestrahlungseinheit kann wenigstens zwei UV-Licht emittierende Lichtquellen umfassen, die UV-Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren, wobei wenigstens die eine UV-Licht emittierende Lichtquelle eine UV-LED ist.
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Schließlich ist aus der
DE 20 2016 005 855 U1 eine Ozonerzeugungsvorrichtung mit der Möglichkeit zum Umwandeln des verwendeten Ozons in Sauerstoff, insbesondere eine Vorrichtung, mit der das Ozon gleich nach der Verwendung zurückgewonnen und in Sauerstoff umgewandelt werden kann, bekannt. Hierzu wird eine Ozonreduktionseinrichtung bereitgestellt, die ein Außengehäuse, einen Ozonerzeuger, eine Verbindungsleitung und eine Behandlungsleitung aufweist. Der Ozonerzeuger ist mit einer Luftpumpe verbunden, durch die das von dem Ozonerzeuger erzeugte Ozon durch Druckerhöhung gefördert wird. Die Verbindungsleitung geht durch das Außengehäuse durch. Ein Ende der Verbindungsleitung kommt mit dem Ozonerzeuger in Verbindung. Das andere Ende der Verbindungsleitung ist mit einer Düse versehen. In der Verbindungsleitung sind ein Ableitungskanal und ein Rückströmungskanal ausgebildet. Ein Ende des Ableitungskanals kommuniziert mit dem Ozonerzeuger. Das andere Ende des Ableitungskanals kommuniziert mit der Düse. Auf die Düse ist ein Aufsatz aufgesteckt. Zwischen dem Aufsatz und der Düse ist mindestens ein Kanal gebildet, der mit einem Ende des Rückströmungskanals kommuniziert. Das andere Ende des Rückströmungskanals kommuniziert hingegen mit der Behandlungsleitung. Die Behandlungsleitung wird in das Außengehäuse eingebaut. In der Behandlungsleitung befindet sich ein Heizelement. Außerdem ist die Behandlungsleitung mit einer Durchgangsbohrung versehen, die über ein Ableitungsrohr mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Wird der Druck des Ozonerzeugers mit Hilfe der Luftpumpe erhöht und die Vakuumpumpe saugt Luft, wird das Ozon des Ozonerzeugers durch den Ableitungskanal der Verbindungsleitung gefördert und zu der Düse geführt. Nach der Desinfektion strömt das Ozon durch den Kanal zum Rückströmungskanal und wird weiterhin zu der Behandlungsleitung geleitet. Indem die Behandlungsleitung durch das Heizelement erwärmt wird, wird das Ozon in der Behandlungsleitung zu Sauerstoff umgewandelt und weiterhin durch die Vakuumpumpe gesaugt. Auf diese Weise wird das Ozon nach der Verwendung gleich zurückgewonnen und zu Sauerstoff gewandelt. Weiterhin ist ein Temperaturerfassungselement auf der Behandlungsleitung verschiebbar angeordnet ist, wobei das Temperaturerfassungselement sowohl für die Erfassung der Temperatur der durch das Heizelement erwärmten Behandlungsleitung als auch für die Steuerung der Temperatur des Heizelements sorgt. Die Behandlungsleitung ist mit einem Verzögerungsglied versehen, das auf das Heizelement aufgesetzt ist, um die Verweildauer des Ozons in der Behandlungsleitung zu verlängern. Insbesondere ist das Verzögerungsglied wendelförmig ausgebildet. Das Temperaturerfassungselement ist mit einem Steuergerät elektrisch verbunden, das für die Einstellung der Erwärmungstemperatur des Heizelements sorgt.
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Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind unterschiedlich ausgestaltete Ozongeneratoren für die Desinfektion auf vielen Anwendungsgebieten seit Jahren bekannt. Jedoch fehlt in der Praxis ein kostengünstiges Desinfektionsgerät, welches das Ozon direkt am Ort seiner Anwendung herstellt, bei welchem der Ozongenerator derart optimiert ist, dass einerseits eine ausreichende Menge des Gases bei Raumtemperatur erzeugt, andererseits ein gesundheitliches Risiko bei der Benutzung im Privatbereich weitgehend vermieden wird und welches einen Zusatznutzen für den Anwender aufweist. Besonders bedeutsam ist dies, weil die Industrie für Haushaltsgeräte im privaten Bereich als fortschrittliche, entwicklungsfreudige Industrie anzusehen ist, die schnell Verbesserungen und Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.
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Problem
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Der Neuerung liegt gegenüber den bekannten Desinfektionsgeräten die Aufgabe zugrunde, diese derart weiterzuentwickeln, dass dem Benutzer bei der Benutzung im Privatbereich ein einfach zu handhabendes, kostengünstiges Gerät zur Verfügung gestellt wird, welches neben der Desinfektionswirkung einen Zusatznutzen aufweist.
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Lösung
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Dieses Problem wird, gemäß Schutzanspruch 1, dadurch gelöst, dass das Desinfektionsgerätegehäuse einen von Hand zu Öffnen und verschließbaren Deckel, an der Außenwand eine Schnittstelle zur Stromversorgung des Desinfektionsgeräts und einen Innenraum mit zwei übereinanderliegende Kammern aufweist, wobei in der ersten, oberen Kammer das zu desinfizierende Gut und in der zweiten, darunter liegenden Kammer die Stromversorgung mit einer Schnittstelle zur ersten Kammer und einer Elektronik zur Steuerung des Ozon-Generators, einer Beleuchtung des Innenraums und eines Eingabe- und eines Anzeigefeldes angeordnet sind.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Mit dem neuerungsgemäßen Desinfektionsgerät, kann ein wirksamer Entkeimungs- und Desinfektionsprozess bei Verwendung von UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 200 nm bis 280 nm (UV-C-Bereich) bzw. von Ozon gründlich und zeitsparend durchgeführt werden. Dabei läuft der Desinfektionsprozess automatisch ab, wobei die Neuerung es erstmalig dem Benutzer ermöglicht, jederzeit über den Prozesszustand informiert zu sein.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung
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In Weiterbildung der Neuerung ist, gemäß Schutzanspruch 2, das Desinfektionsgerätegehäuse als länglicher zylinderförmiger oder rechteckförmiger oder ellipsenförmiger Körper ausgestaltet und weist in Längserstreckungsrichtung einen durchsichtigen Teilbereich auf und dass der Boden der ersten Kammer als Ladeschale für ein elektrisches Gerät ausgestaltet ist.
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Diese neuerungsgemäße Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass auf überraschend einfache Art und Weise der Zusatznutzen des Ladens des elektrischen Gerät, insbesondere eines Mobiltelefons, während der Verweildauer im Innenraum des Desinfektionsgeräts zur Verfügung gestellt wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Neuerung schaltet, gemäß Schutzanspruch 7, die Steuerelektronik die mindestens eine UV-C LED oder die mindestens eine LED zwischen Beleuchtung und Erzeugung von Ozon durch Licht um.
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Diese neuerungsgemäße Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass durch entsprechende Leistungssteuerung mittels der Steuerelektronik zwischen Beleuchtung und Ozon-Erzeugung umgeschaltet werden kann.
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In Weiterbildung der Neuerung ist, gemäß Schutzanspruch 8, mindestens eine weitere LED im Innenraum zu dessen Heizung angeordnet, welche mit der Steuerelektronik verbunden ist.
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Diese neuerungsgemäße Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass auf überraschend einfache Art und Weise die LED als Beleuchtung und/oder als Heizung benutzt werden kann, so dass die Konzentration durch Beschleunigung des Zerfallsprozesses des erzeugten Ozons verringert werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Neuerung weist, gemäß Schutzanspruch 7, der Corona Ozon-Generator einen Reflektor auf, welcher Anode und Katode des Ozon-Generators teilweise umschließt.
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Diese neuerungsgemäße Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass durch die bessere Energieausnutzung die Ausbeute an erzeugtem Ozon erhöht werden kann.
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In Weiterbildung der Neuerung weist, gemäß Schutzanspruch 10, dass die Ladeschale eine schräg stehende Stützfläche auf.
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Ozon, aktiver Sauerstoff und Luft weisen unterschiedliche spezifische Gewichte auf; insbesondere ist Ozon schwerer (spezifisches Gewicht) wie Luft. Die Schrägstellung weist den Vorteil auf, dass das Ozon an der Frontseite des Guts, insbesondere eines Mobilgeräts herabgleitet, so dass die Einwirkungsdauer des Ozons entsprechend der Luftströmung der im Innenraum des Desinfektionsgeräts einströmenden Umgebungsluft verlängert wird.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Neuerung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
- 1 in perspektivischer Ansicht, teilweise im Schnitt das Desinfektionsgerät mit geöffneten Deckel gemäß der Neuerung,
- 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt des Desinfektionsgeräts nach 1,
- 3 eine Seitenansicht des Desinfektionsgeräts nach 1,
- 4 eine perspektivische Ansicht des Desinfektionsgeräts mit abgetrennten Deckel in Draufsicht nach 1,
- 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Desinfektionsgeräts gemäß der Neuerung,
- 6 eine perspektivische Ansicht der zweiten Kammer des Desinfektionsgeräts gemäß der Neuerung,
- 7 eine weitere perspektivische Ansicht der zweiten Kammer gemäß der Neuerung und
- 8 ein Diagramm der Sterilisationsrate über die Zeit einer Ausführungsform eines Ozongenerators gemäß der Neuerung.
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1 zeigt in perspektivischer Ansicht, teilweise im Schnitt eine Ausführungsform eines Desinfektionsgeräts mit geöffnetem Deckel D gemäß der Neuerung für die Desinfektion eines im Innenraum I des Desinfektionsgerätegehäuses DG angeordneten Guts G. Der Deckel D des Desinfektionsgerätegehäuses DG ist von Hand zu Öffnen und verschließbar. An der Außenwand des Desinfektionsgerätegehäuses DG ist eine Schnittstelle SD zur Stromversorgung des Desinfektionsgeräts angeordnet und weist einen Innenraum I mit zwei übereinanderliegende Kammern K1, K2 auf. In der ersten, oberen Kammer K1 ist das zu desinfizierende Gut G und in der zweiten, darunter liegenden Kammer K2 die Stromversorgung mit einer Schnittstelle SK1 zur ersten Kammer K1 und eine Elektronik zur Steuerung S eines Ozongenerators OZ, einer Beleuchtung B des Innenraums I, und/oder einer Betriebszustandsanzeige BA und eines Eingabe- und eines Anzeigefeldes E, A angeordnet (siehe 5). Das Desinfektionsgerätegehäuse DG ist als länglicher zylinderförmiger oder rechteckförmiger oder ellipsenförmiger Körper (insbesondere für die Aufnahme von Tablets) ausgestaltet und weist in Längserstreckungsrichtung einen durchsichtigen Teilbereich T auf. Der Boden BK1 (siehe 6, 7) der ersten Kammer K1 ist als Ladeschale L für ein elektrisches Gerät G, insbesondere für ein Mobiltelefon, Tablet o.ä. ausgestaltet, wobei die Ladeschale L eine schräg stehende Stützfläche aufweist. Der Deckel D ist über ein Gelenk GD (siehe 4), vorzugsweise ein Drehgelenk; am Desinfektionsgerätegehäuse DG beweglich gelagert und beispielsweise mittels Schrauben befestigt. Insbesondere erstreckt sich zwischen Deckel D und zweiter Kammer K2 ein im Innenraum I der ersten Kammer K1 verlaufender Kabelkanal K, in welchem die Leitungen für das Eingabefeld E und für die Beleuchtung B verlaufen. Insbesondere besteht der Mantel des Desinfektionsgerätegehäuses DG aus dem durchsichtigen Teilbereich T in Form einer Halbschale und einer hierzu komplementären zweiten Halbschale TH, welche formschlüssig oder kraftschlüssig mit der durchsichtigen Halbschale T verbunden ist. Der Kabelkanal K kann an der zweiten Halbschale TH - ebenso wie die beiden Halbschalen T, TH untereinander - durch Rastmittel miteinander verbunden sein. Weiterhin ist an der Stirnseite des Desinfektionsgerätegehäuses DG eine Dichtung DR angeordnet (siehe 1 und 4). Bei der in der Zeichnung dargestellten zylinderförmigen Ausgestaltung des Desinfektionsgerätegehäuses DG ist die Dichtung ein Dichtring DR mit auf der Ober- und Unterseite des Dichtrings DR kreisringförmig verlaufenden Erhebung EH, an welche ein an der Stirnseite des Desinfektionsgerätegehäuses DG und an der Stirnseite des Deckels D jeweils angeordnetes Profil P als Dichtfläche anliegt (ähnlich einer Flachdichtung, siehe 4). Die Ladeschale L und das Desinfektionsgerätegehäuse DG weisen jeweils eine USB-Ladebuchse als Schnittstelle SD, SK auf. Die Schnittstelle SD kann beispielsweise als Micro-USB Buchse ausgestaltet sein, an welche eine externe 5 V USB-Stromquelle (beispielsweise Computer, Laptop, Power Bank) oder einen USB-Ladeadapter mit max. 5 V Ausgangsspannung zur Stromversorgung des Desinfektionsgeräts angeschlossen ist (nicht in der Zeichnung dargestellt). Die Ladefunktion des Geräts G wird dadurch bewirkt, dass ein Ende eines USB-Kabels (in der Zeichnung nicht dargestellt) an die Schnittstelle SK (einem USB Port) im Innenraum I des Desinfektionsgeräts und das andere Ende des USB-Ladekabels mit einem Smartphone, Tablet oder ähnlichen Gerät G, das aufgeladen werden soll, angeschlossen ist. Danach wird das Gerät G im Innenraum I des Desinfektionsgeräts platziert.
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Das am Deckel D auf der Oberseite angeordnete Eingabefeld E weist insbesondere eine erste Taste E1 als Desinfektionstaste für Ein-/Ausschalten des Ozongenerators OZ, eine zweite Taste E2 als Lichttaste für Einschalten der Innenraumbeleuchtung B und eine dritte Taste E3 als Farbtaste der Innenraumbeleuchtung B auf, wobei vorzugsweise das Eingabefeld E mit Sensortasten ausgeführt ist. Insbesondere ist mindestens eine LED auf der Unterseite des Deckels D als Lichtquelle für die Innenraumbeleuchtung B vorgesehen und die Steuerelektronik S ändert die Farbe des von der LED/den LEDs erzeugten Lichtes entsprechend dem Betriebszustand.
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Durch Berührung der Desinfektions-Taste E1 kann der Desinfektionsvorgang gestartet werden. Die Betriebszustandsanzeige BA zeigt an, wenn der Desinfektionsvorgang gestartet wurde und die LED Anzeige leuchtet während des gesamten Vorgangs (ca. 20 Minuten) beispielsweise blau (oder rot) auf. Mittels Zeitglied Z und der Steuereinrichtung S wird der Ozongenerator OZ abgeschaltet und der Vorgang automatisch beendet. Für ein besseres Ergebnis kann der Desinfektionsvorgang erneut gestartet werden. Um den Desinfektionsvorgang vorzeitig zu beenden, kann die Desinfektions-Taste E1 kurz berührt werden. Durch eine Betätigung zweier Tasten des Eingabefelds E oder durch die Dauer der Betätigung der Desinfektions-Taste E1 kann die Zeitdauer des Zeitglieds Z verstellt werden. Ebenso ist es möglich, mittels Steuereinrichtung S und Farbewechsel (von blau nach grün) der Betriebszustandsanzeige BA, das Ende einer Wartezeit (beispielsweise der Halbwertzeit) dem Benutzer vor dem Öffnen des Deckels D und Entnahme des Guts G anzuzeigen. Vorzugsweise ist das Licht der Lichtquelle der Betriebszustandsanzeige BA über einen Lichtleiterkörper unterhalb des (durchsichtigen) Teilbereichs T des Desinfektionsgerätegehäuses DG nach außen hin sichtbar geführt.
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Zum Einschalten/Ausschalten der Beleuchtung B kann kurz die Lichttaste E2 berührt werden. Das Verändern der Helligkeit erfolgt durch eine längere Berührung des Fingers auf der Lichttaste E2. Zum Einschalten der farbigen Beleuchtung ist die dritte Taste E3 als Farbtaste der Innenraumbeleuchtung B und durch kurzes Berühren kann zwischen verschieden Farben gewechselt werden (Farbspiel oder durch Farbwechsel Anzeige nur der Ladefunktion während der Wartedauer oder eingeschaltete Heizung H-LED u.a.). Zum Ausschalten der Beleuchtung B ist wiederum die Lichttaste E2 kurz zu betätigen. In einer weiteren Ausgestaltung der Lichtfunktion kann mittels der Steuerelektronik S durch langes Berühren der dritte Taste E3 ein automatischer Farbwechsel eingeschaltet werden.
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Der Ozongenerator OZ ist in der zweiten Kammer K2 des
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Desinfektionsgerätegehäuses DG angeordnet (siehe 5) und ist mit der Steuerelektronik S verbunden (siehe 6), welche das Ozon nach dem Prinzip der Corona-Entladung oder mittels UV-C LED erzeugt. Ozon ist eine Form von Sauerstoff, die statt der normalen zwei Sauerstoffatome (02) wie der Sauerstoff in der Atmosphäre, drei Sauerstoffatome enthält (03). Es ist ein stark reinigendes, purifizierendes Oxidationsgas. Es reagiert mit organischen Substanzen, um lästige Gerüche und Bakterien zu oxidieren (zerstören). Das zusätzliche Sauerstoffatom in Ozon reagiert mit anderen Substanzen und erfährt so eine chemische Reaktion. Die übrigbleibenden zwei Sauerstoffatome stellen normalen atmosphärischen Sauerstoff (02) dar. Ozon wird kommerziell in einem elektrischen Prozess hergestellt. In diesem werden zwei Elektroden, durch Luft getrennt, parallel zueinander aufgestellt und mit einem elektrischen Potential durch einen Ozongenerator OZ aufgeladen. Die Elektronen, die dieses Potential verursachen, wandern mit hoher Geschwindigkeit von einer Elektrode zur anderen. Durch Kollisionen der Sauerstoffatome mit diesen Elektronen während ihrer Wanderung, die durch ihre hohe Geschwindigkeit viel Energie haben, werden die Sauerstoffatome getrennt. Die einzelnen Sauerstoffatome (O) verbinden sich dann mit den Diatomen (02) und bilden so Ozon (03). Diese Methode wird auch als Arkusentladungsmethode bezeichnet. Ein anderer Weg ist durch ultraviolette Strahlung - wie es in der Natur geschieht.
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Die Haltbarkeit von Ozon ist direkt von der Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wetterlage und den reaktiven Substanzen, die gegenwärtig sind, abhängig. Ozon beginnt sich sofort nach seiner Bildung zu zersetzen, hat aber eine Halbwertzeit von 2 bis 20 Minuten in trockener Luft; nach dieser Zeit bildet es sich in den diatomaren Sauerstoff (02) zurück, sofern es nicht schon mit anderen Substanzen reagiert hat. Das heißt, nach einer gewissen Zeit, wenn kein Ozon mehr generiert wird, hat das Ozon sich wieder vollständig in Sauerstoff umgewandelt. Gleichzeitig hat es aber auch folgende Konsequenz: wird in einem Raum Ozon mit einer konstanten Rate generiert, so muss auch hier, wenn das Ozon nichts mehr hat, womit es reagieren kann, ein Teil des Ozons sich wieder in Sauerstoff zurückverwandeln. Der Zeitraum, in dem das Ozon existiert bevor es sich zurückwandelt, wird als Halbwertzeit bezeichnet. Halbwertzeit darum, weil innerhalb dieser Zeit von der ursprünglichen Konzentration Ozon nur noch die Hälfte zurückbleibt. Das heißt, dass obwohl Ozon generiert wird, verfällt auch ein Teil. Diese beiden Prozesse, Generation und Verfall, konkurrieren miteinander, und man kann mathematisch nachweisen, dass beide Prozesse ab einer gewissen Zeit im Gleichgewicht sind, das heißt die Rate der Generation ist gleich der Rate des Verfalls. Ab diesem Zeitpunkt kann sich die Ozonkonzentration nicht mehr verändern (solange alle andern Größen gleich bleiben). Demzufolge gibt es für jede Situation eine theoretische Ozonkonzentration, die nicht überschritten werden kann. Kennt man diesen Wert, so weiß man, dass dieser Wert das Maximum an Ozon für diese Situation ist. In der Realität gibt es viel Einflussgrößen, die diesen Wert verkleinern, so z.B. Luftfeuchtigkeit und Generatoreffizienz. Für die Halbwertzeit von Ozon findet man in der Literatur Werte zwischen 2 und 13 Minuten. Im Regelfall liegt dieser Wert bei ca. 6 Minuten. Unter Annahme das Desinfektionsgerät wird in einem kleineren Raum benutzt, sprich Bad/WC mit den Raummaßen von 2,5 m × 2,5m × 2,2m = 13,75m3 und die Generationsrate des Ozongenerators OZ ist 1,44mg Ozon innerhalb einer Betriebsstunde, so wird bei einer Anwendungsdauer von beispielsweise 40 Minuten eine Menge von 0,96mg Ozon erzeugt. Beruhend auf physikalische Grundgesetze - wie die Brownsche Molekularbewegung und die Entropie eines geschlossenen Systems - finden Konzentrationsunterschiede bei Gasen nahezu spontan statt; d.h. man kann nach dem Öffnen des Desinfektionsgeräts von einer Ozonkonzentration im Anwendungsraum von 0,07 mg/m3 ausgehen. Dies entspricht einem Ozonwert von weniger als 1ppb (mg/m3) Ozon in der Raumluft selbst bei einer zehnfach größeren Ozongeneration (100mg Ozon/h). Dabei ist nicht berücksichtigt, dass ein Teil der Ozon-Radikale noch mit dem Produkt abreagiert, was zu einer weiteren Absenkung der Ozonkonzentration führt.
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Der Anwendungserfolg des neuerungsgemäßen Desinfektionsgefäßes beruht auf das kleine geschlossene Anwendungsvolumen von etwa 800ml des Innenraums I der Kammer K1, wobei das in der zweiten Kammer K2 erzeugte Ozon über Einströmöffnungen OZO (siehe 6) in die erste Kammer K1 einströmt. In 8 ist ein Diagramm der Sterilisationsrate über die Zeit einer Ausführungsform eines Ozongenerators OZ gemäß der Neuerung dargestellt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Neuerung ist mindestens eine weitere LED (H-LED, siehe 5) im Innenraum I zu dessen Heizung angeordnet ist, welche mit der Steuerelektronik S verbunden ist. Das Einschalten der Heizung H-LED kann wiederum im Anzeigefeld A angezeigt werden (Farbwechsel, beispielsweise orange). Durch die Lufttrocknung kann die Effizienz des Ozongenerators OZ verbessert und die Halbwertszeit des Ozons (damit die Wartedauer vor dem Öffnen des Deckels D) verkürzt werden. Eine weitere Verbesserung der Effizienz wird dadurch erreicht, dass der Corona Ozongenerator OZ einen Reflektor (in der Zeichnung nicht dargestellt) aufweist, welcher Anode und Katode des Ozongenerators OZ teilweise umschließt.
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Die Neuerung stellt dem Benutzer im Privatbereich ein einfach zu handhabendes, kostengünstiges Gerät zur Verfügung, welches neben der Desinfektionswirkung einen Zusatznutzen in Form der Ladefunktion und Steuerung des Desinfektionsvorgangs sowie der Ladefunktion aufweist. Weiterhin ist es im Rahmen der Neuerung möglich, das Desinfektionsgerät auch mittels einer Fernbedienung (in der Zeichnung nicht dargestellt) und der Steuerung S (drahtlos oder drahtgebunden) fernzusteuern (u.a. Zeitdauer, Farbspiel, Ladefunktion) bzw. den jeweiligen Betriebszustand anzuzeigen.
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Weiterhin ist die Neuerung bislang auch nicht auf die im Schutzanspruch 1 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Schutzanspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- A
- Anzeigefeld
- B
- Beleuchtung
- BA
- Betriebszustandsanzeige
- BK1
- Boden (der Kammer K1)
- D
- Deckel
- DR
- Dichtung (Dichtring zum Deckel D)
- DG
- Desinfektionsgerätegehäuse
- E
- Eingabefeld (Tasten)
- E1
- Desinfektionstaste
- E2
- (Helligkeit) Lichttaste
- E3
- Farbtaste
- EH
- Erhebung (von DR)
- G
- Gut
- GD
- Gelenk (Drehgelenk)
- H-LED
- Heizung (des Innenraums I)
- I
- Innenraum
- K
- Kabelkanal
- K1
- (erste) Kammer (für das Gut G)
- K2
- (zweite) Kammer (für die Elektronik)
- L
- Ladeschale
- OZ
- Ozongenerator
- OZO
- Einströmöffnung (von OZ)
- P
- Profil (Dichtfläche)
- S
- Steuerung
- SD
- (erste) Schnittstelle (zur Stromversorgung des Desinfektionsgeräts)
- SK
- (zweite) Schnittstelle zur ersten Kammer K1
- T
- (durchsichtiger) Teilbereich des Desinfektionsgerätegehäuse DG
- TH
- zweiten Halbschale (zu T komplementär)
- Z
- Zeitglied
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202020102434 U1 [0003]
- WO 2018/007557 [0004]
- WO 2018/007557 A1 [0004]
- DE 102010005893 A1 [0005]
- DE 202016005855 U1 [0007]