DE202020005380U1 - Air filter equipped with UV light and copper reflectors to kill bacteria and viruses - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass UV-C-Strahlung zum Abtöten von Bakterien und Viren eingesetzt wird.

Figure DE202020005380U1_0000
Device, characterized in that UV-C radiation is used to kill bacteria and viruses.
Figure DE202020005380U1_0000

Description

Die Ansteckung des menschlichen Organismus mit Viren, Pilzen und Bakterien, ist ein Problem, mit dem sich die Medizin schon seit jeher auseinandersetzt. Grundsätzlich ist unser Immunsystem dafür geeignet, diese Viren, Bakterien und Pilze zu bekämpfen und unschädlich zu machen. Beispielsweise sind gegenwärtig ca. 200 verschiedene Erkältungsviren bekannt, die uns das Leben schwer machen. Für die meisten Erkältungsviren gibt es keine Impfstoffe, für Influenzaviren hingegen schon. Insbesondere im Herbst und Winter ist es besonders wichtig, Schutzvorkehrungen zur Eindämmung der Erkältungsviren und Bakterien zu treffen. Besonders problematisch sind die von Erkrankten ausgeatmeten Aerosole, wobei die darin enthaltenen Viren- oder Bakterien auf andere Menschen einwirken und eine entsprechende Erkrankung auslösen können. Die kontaminierten Aerosole werden vom Erkrankten durch ausatmen, husten und niesen stetig und schubweise in Form von Virenwolken abgegeben. Wissenschaftliche Studien haben ergeben, dass die Ansteckungsgefahr in geschlossenen Räumen besonders groß ist, speziell wenn sich viele Menschen auf engem Raum dort einfinden. Das ist expliziert der Fall In Schul/Universitätsräumlichkeiten, öffentlichen Verkehrsmitteln, Flugzeugen, Touristen- und Kreuzfahrtschiffen, Gaststätten und Bars, Markt- und Verkaufshallen, PKW's bei Fahrgemeinschaften, Bussen , bei privaten Feiern und vieles mehr. Es muss also etwas gefunden werden, das alle Viren - jedweder Art- eliminiert. Vor allen Dingen in geschlossenen Räumen, weil hier das Ansteckungspotential am höchsten ist.The infection of the human organism with viruses, fungi and bacteria is a problem that medicine has always dealt with. Basically, our immune system is suitable for fighting these viruses, bacteria and fungi and rendering them harmless. For example, around 200 different cold viruses are currently known to make life difficult for us. There are no vaccines for most cold viruses, but there are for influenza viruses. In autumn and winter in particular, it is particularly important to take protective measures to contain the cold viruses and bacteria. The aerosols exhaled by the sick are particularly problematic, whereby the viruses or bacteria contained in them can affect other people and trigger a corresponding illness. The contaminated aerosols are released by the sick person by exhaling, coughing and sneezing steadily and in bursts in the form of virus clouds. Scientific studies have shown that the risk of infection is particularly high in closed rooms, especially when many people gather there in a confined space. This is explicitly the case in school / university premises, public transport, airplanes, tourist and cruise ships, restaurants and bars, market and sales halls, cars in car pools, buses, at private parties and much more. So something has to be found that will eliminate all viruses, of any kind. Above all in closed rooms, because this is where the contagion potential is highest.

Um sich gegen Erkältungs- und anderen Viren zu schützen, werden/wurden beispielsweise im Rahmen der COVID19 Pandemie verschiedene Maßnahmen wie die Einhaltung der AHA+L Regeln empfohlen bzw. gesetzlich vorgeschrieben. Gegen Influenzaviren gibt es Impfungen. Neue Impfstoffe gegen z. B. COVID19 sind in der Entwicklung. Hygienetechnische Lösungen wie z.B. die Entfernung von Viren und Bakterien mittels Luftfilter werden in besonders kritischen Bereichen empfohlen und z. T. auch vorgeschrieben wie etwa in Krankenhäusern oder im Pharma- oder Laborbereich. Um Zonenkonzepte z. B. im Pharmabereich zu erfüllen, werden Klimaanlagen mit speziellen Luftfiltern eingesetzt. Diese Filter können Partikel, Bakterien und Viren entfernen. Es gibt auch schon mobile HEPA-Filtereinheiten gegen CoronaViren. Die Viren und Bakterien reagieren besonders empfindlich auf Wärme und energiereiche Strahlung wie z. B. UV-Lampen, deren Strahlung abtötende Wirkung gegen Mikroorganismen haben und daher vornehmlich im Pharma/Klinikbereich eingesetzt werden. Entkeimung durch Erwärmung z. B. elektrisch oder durch Heißwasser oder Dampfsterilisation sind in Anwendung. Die Anwendung von Kondensatoren, Vorrichtungen zur Kondensation von Dämpfen (das Aerosol mit der Viren- und Bakterienlast werden aus der Umgebungsluft kondensiert) sind denkbar. Ferner das Einfrieren des Aerosols als Reif, Schnee mittels eines Kondensators.In order to protect against colds and other viruses, various measures such as compliance with the AHA + L rules are / were recommended or required by law, for example in the context of the COVID19 pandemic. There are vaccinations against influenza viruses. New vaccines against e.g. B. COVID19 are in development. Hygienic solutions such as the removal of viruses and bacteria using air filters are recommended in particularly critical areas. Sometimes also prescribed, for example in hospitals or in the pharmaceutical or laboratory sector. To z. B. to meet in the pharmaceutical sector, air conditioning systems with special air filters are used. These filters can remove particles, bacteria and viruses. There are already mobile HEPA filter units against corona viruses. The viruses and bacteria are particularly sensitive to heat and high-energy radiation such as B. UV lamps, whose radiation has a killing effect on microorganisms and are therefore mainly used in the pharmaceutical / clinical sector. Disinfection by heating z. B. electrically or by hot water or steam sterilization are in use. The use of capacitors, devices for condensing vapors (the aerosol with the virus and bacterial load are condensed from the ambient air) are conceivable. Furthermore, the freezing of the aerosol as frost, snow by means of a condenser.

Manche auf dem Markt erhältliche Luftfilteranlagen können Bakterien, eventuell auch Viren filtern. Allerdings werden bei diesem Prozess die Bakterien und Viren aufgefangen aber nicht vernichtet/abgetötet.Some air filter systems available on the market can filter bacteria, possibly also viruses. However, in this process the bacteria and viruses are caught but not destroyed / killed.

Die Maßnahmen zum Ausbau dieser kontaminierten Filter mit anschließender Entsorgung sind aufwändig, teuer und bedürfen zusätzlicher Hygienemaßnahmen. Es gibt auch schon Geräte im Markt, die mit Hilfe von UV-C-Lampen, die evtl. kontaminierte Luft reinigen können. Diese müssen zum einen aus Sicherheitsgründen und zum anderen wegen der zu reinigenden - nach oben strebenden - Aerosole in Höhen von > 2 m Höhe angebracht werden. Es ist also mehr oder weniger dem Zufall überlassen, ob die Luft gereinigt wird oder nicht.The measures to remove these contaminated filters with subsequent disposal are complex, expensive and require additional hygiene measures. There are already devices on the market that can clean possibly contaminated air with the help of UV-C lamps. On the one hand, for safety reasons and, on the other hand, because of the aerosols to be cleaned - which strive upwards - they must be installed at heights of> 2 m. So it is more or less left to chance whether the air is cleaned or not.

Die erfindungsgemäße Idee ist, die Bakterien und Viren , die in Aerosolen in der Luft durch Kontamination vorhanden sein können, mittels eines Filtergehäuses (siehe Zeichnungen), das mit UV-Lampen und Kupferkugeln/Pellets ausgestattet ist zu entfernen bzw. abzutöten. Kupfer ist bekannt durch seine Eigenschaft, Bakterien abzutöten. Ein Ventilator saugt z. B. die (kontaminierte) Umgebungsluft in einem geschlossenen Raum über den Filter auf. Die UV-C Strahlung in Kombination mit den Kupferkugeln /Pellets reflektiert die UV- Strahlung innerhalb des Gehäuses in der Art, das die diffuse Reflexion der UV -C -Strahlung erhöht wird, um die Effizienz bezüglich der Abtötung von Viren zu steigern. Eine bakteriologische Reinigung von Wasser ist ebenfalls möglich, wobei der Ventilator durch eine Pumpe ersetzt wird und das Filtersystem entsprechend wasserdicht ausgestattet ist. Durch die intensive Einwirkung der UV-C-Strahlung im Zusammenwirken mit den Kupferpartikeln kann die Verweilzeit im System deutlich reduziert werden, ohne Abstriche bezüglich der Effizienz zu machen. Das ermöglicht einen kompakten Bau dieser Vorrichtung. Den gegenüber der im Markt vorhanden Geräte antizipierte Kostenvorteil sollte es möglich machen, dieses nicht nur in den Bereichen gemäß Kapitel 2 zu installieren, sondern auch im großen Umfang des privaten und öffentlichen Lebens. Die Marktdurchdringung von z. B. mobilen Filtergeräten ist derzeit sehr gering.The idea according to the invention is to remove or kill the bacteria and viruses that may be present in aerosols in the air due to contamination by means of a filter housing (see drawings) that is equipped with UV lamps and copper balls / pellets. Copper is known for its ability to kill bacteria. A fan sucks z. B. the (contaminated) ambient air in an enclosed space through the filter. The UV-C radiation in combination with the copper balls / pellets reflects the UV radiation inside the housing in such a way that the diffuse reflection of the UV-C radiation is increased in order to increase the efficiency with regard to the killing of viruses. A bacteriological cleaning of water is also possible, whereby the fan is replaced by a pump and the filter system is equipped accordingly watertight. Due to the intensive action of UV-C radiation in interaction with the copper particles, the dwell time in the system can be significantly reduced without compromising on efficiency. This enables a compact construction of this device. The anticipated cost advantage compared to the devices available on the market should make it possible, not only in the areas according to Chapter 2 to install, but also on a large scale of private and public life. The market penetration of z. B. mobile filter devices is currently very low.

Beschreibung des Filterprinzips (Skizze 1 - 6)Description of the filter principle (sketch 1 - 6 )

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden Bakterien und Viren mittels mitteln etc UV-C Strahlung durch Reflektion von poliertem Kupfer abgetötet (Ansprüche 1,2,3,4,5,6,7)With the device according to the invention, bacteria and viruses are killed by means of UV-C radiation by means of reflection from polished copper (claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)

Die Vorrichtung kann zum Desinfizieren vom Umgebungsluft, vorzugsweise in geschlossenen Räumen, Personenwagen, Bussen, öffentlichen Verkehrs
eingesetzt werden. Ebenso ist auch eine Anwendung als Wasserfilter zur Desinfektion von Pools und Trinkwasser möglich. Allerdings muss an Stelle eines Luftventilators eine Wasserpumpe zum Einsatz kommen. Auch muss das Gehäuse der Vorrichtung aus z. B. V4 A-Stahl oder Kunststoff gefertigt sein und spezielle Dichtungen aufweisen. Bei einem Einsatz zur Trinkwasseraufbereitung in öffentlichen Wasserversorgungssystemen wird die Vorrichtung in das Trinkwassersystem an geeigneter Stelle, vorzugsweise am Trinkwassereingang, eingebaut. Eine Pumpe ist in diesem Fall nicht erforderlich (Anspruch5,6,7).The device can be used to disinfect the ambient air, preferably in closed rooms, cars, buses, public transport
can be used. It can also be used as a water filter for disinfecting pools and drinking water. However, a water pump must be used instead of an air fan. The housing of the device from z. B. V4 A steel or plastic and have special seals. When used for drinking water treatment in public water supply systems, the device is installed in the drinking water system at a suitable point, preferably at the drinking water inlet. A pump is not required in this case (claims 5, 6, 7).

Die Vorrichtung, siehe Skizze 1-6, besteht aus einem Gehäuse aus Metall, z. B. mit Kupfer beschichtet oder aus Kunststoff, dessen Innenseite aus poliertem Kupferblech besteht (Anspruch 4). In dem strahlungsdicht ausgestattenden Gehäuse sind ein oder mehrere UV-C-Strahler (UV-C Röhren oder UV-C Flächenstrahler) installiert (Anspruch 2, Skizze 1-5). Im Inneren des Gehäuses sind lose Kupferpartikel und / oder Kupferkugeln untergebracht (Anspruch 3 und Skizze 1-5).The device, see sketch 1-6 , consists of a housing made of metal, e.g. B. coated with copper or made of plastic, the inside of which consists of polished copper sheet (claim 4). One or more UV-C emitters (UV-C tubes or UV-C surface emitters) are installed in the radiation-tight housing (claim 2, sketch 1-5 ). Loose copper particles and / or copper balls are housed inside the housing (claim 3 and sketch 1-5 ).

Einsatz für LuftfiltrationUse for air filtration

Ein Luftventilator befördert die zu desinfizierende Luft in die Vorrichtung (Anspruch 5, Skizze 2-6). Nach Lufteintritt in das Gehäuse wird die Luft einer UV-C-Strahlung ausgesetzt und so desinfiziert. Die polierten Kupferpartikel reflektieren die UV-C-Strahlung, in der Weise, dass die diffuse Reflektion innerhalb des Gehäuses signifikant erhöht wird, welches damit die Effizienz bezüglich der Abtötung von Bakterien und Viren steigert. Durch diesen Effekt, kann die Verweilzeit der Schadstoffe im System reduziert werden, was als das herausragende Merkmal dieser Vorrichtung gilt. Die so desinfizierte Luft wird über einen Stutzen in die Umluft oder, je nach Ausstattung, auch nach Außen abgegeben (Anspruch 2,3,6,8).An air fan conveys the air to be disinfected into the device (claim 5, sketch 2-6 ). After air enters the housing, the air is exposed to UV-C radiation and thus disinfected. The polished copper particles reflect the UV-C radiation in such a way that the diffuse reflection within the housing is significantly increased, which increases the efficiency in terms of killing bacteria and viruses. Due to this effect, the dwell time of the pollutants in the system can be reduced, which is considered to be the outstanding feature of this device. The air disinfected in this way is released into the circulating air via a nozzle or, depending on the equipment, also to the outside (claims 2,3,6,8).

Analog Skizze 5, werden die Kupferpartikel durch die vom Ventilator angesaugte und zu desinfizierende Strömungsluft in einer Wirbelschicht gehalten. Dadurch wird die Effizienz der UV-C-Strahlung durch die stark auftretende diffuse Reflektion durch die Kupferpartikel weiter erhöht (Anspruch 6, 8 und Skizze 5).Analogous to sketch 5, the copper particles are held in a fluidized bed by the flow air that is sucked in by the fan and needs to be disinfected. This further increases the efficiency of the UV-C radiation due to the strong diffuse reflection from the copper particles (claims 6, 8 and sketch 5).

Durch eine konische Form der Vorrichtung (Skizze 4) kann der Effekt der diffusen Reflexion zusätzlich erhöht werden.A conical shape of the device (sketch 4th ) the effect of diffuse reflection can also be increased.

Einsatz für WasserfiltrationUse for water filtration

Die Geräte (Gehäuse, UV-C-Strahler) müssen wasserdicht ausgeführt werden. Die antibakterielle Wirkung des Kupfers und die UV-C-Reflexion verhindern auch die Algenbildung z.B. von Poolwasser (Anspruch 3).The devices (housing, UV-C emitter) must be watertight. The antibacterial effect of copper and the UV-C reflection also prevent the formation of algae, e.g. from pool water (claim 3).

Je nach Anforderung (Luftwechsel etc., und Wasserdurchsatz , Poolgröße werden die Vorrichtungen (Gehäuse) gebaut. Zur Effizienzerhöhung können die Filtereinheiten auch parallel oder in Reihe angeordnet werden(Skizze 6) Möglicherweise kann auch der Einsatz von - umweltschädlichem - Chlor reduziert werden oder ganz wegfallen.The devices (housings) are built depending on the requirements (air exchange, etc., and water throughput, pool size). To increase efficiency, the filter units can also be arranged in parallel or in series (sketch 6) The use of - environmentally harmful - chlorine may also be reduced or entirely fall away.

Legende zu Skizze 1 (1 bis 4)

1
Gehäuse rund
2
Gehäuse eckig
3
UV- C Strahler
4
Kupferkugeln als Reflektoren
Legend for sketch 1 ( 1 to 4th )
1
Housing round
2
Housing angular
3
UV-C emitter
4th
Copper balls as reflectors

Legende zu Skizze 2 (Fig. 1 bis Fig.7)Legend for sketch 2 (Fig. 1 to Fig. 7)

1.1.
UV-C StrahlerUV-C emitter
2.2.
Gehäuse rundHousing round
3.3rd
Gehäuse eckigHousing angular
4.4th
Ventilator für Zuluft/UmluftFan for supply air / circulating air
5.5.
Zuluft/UmluftSupply air / circulating air
6.6th
AbluftExhaust air
7.7th
Kupferkugeln als ReflektorenCopper balls as reflectors

Legende zu Skizze 3 (Fig. 1 bis Fig. 6)Legend to sketch 3 (Fig. 1 to Fig. 6)

1.1.
RohrgebindePipe bundle
2.2.
UV-C StrahlerUV-C emitter
3.3rd
Kupferblech als ReflektorSheet copper as a reflector
4.4th
Kupferkugeln als ReflektorenCopper balls as reflectors
5.5.
Zuluftsystem: Zuluft/Abluft mittels VentilatorSupply air system: supply air / exhaust air by means of a fan
6.6th
Abluft/UmluftExhaust / circulating air

Legende zu Skizze 4 (Fig. 1 bis Fig. 6)Legend to sketch 4 (Fig. 1 to Fig. 6)

1.1.
Behälter konische Form aus Kunststoff oder MetallConical container made of plastic or metal
2.2.
UV-C StrahlerUV-C emitter
3.3rd
Kupferkugeln als ReflektorenCopper balls as reflectors
4.4th
Gesamte Seiteninnenfläche mit Kupferblech ummanteltThe entire inner side surface is covered with copper sheet
5.5.
Zuluftsystem: Zuluft/Abluft mittels VentilatorSupply air system: supply air / exhaust air by means of a fan
6.6th
Abluftsystem: Abluft/ZuluftExhaust system: exhaust / supply air

Legende zu Skizze 5 (Fig. 1 bis 6)Legend for sketch 5 (Fig. 1 to 6)

1.1.
Behälter WirbelschichtFluidized bed container
2.2.
UV-C StrahlerUV-C emitter
3.3rd
Kupferkugeln als ReflektorenCopper balls as reflectors
4.4th
Abluft/UmluftExhaust / circulating air
5.5.
Kupferblech als ReflektorSheet copper as a reflector
6.6th
Zuluft/Umluft mittels VentilatorSupply air / circulating air by means of a fan

Legende zu Skizze 6 (Fig. 1 bis 2)Legend to sketch 6 (Fig. 1 to 2)

Reihen- und ParallelschaltungSeries and parallel connection

1.1.
Abluft/UmluftExhaust / circulating air
2.2.
Zuluft/Umluft mittels VentilatorSupply air / circulating air by means of a fan

Claims (9)

Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass UV-C-Strahlung zum Abtöten von Bakterien und Viren eingesetzt wird.Device, characterized in that UV-C radiation is used to kill bacteria and viruses. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere UV-C-Strahler in einem strahlungsdichten Gehäuse installiert werden.Device according to Claim 1 , characterized in that one or more UV-C emitters are installed in a radiation-proof housing. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zusätzlich noch mit Kupferpartikeln, vorzugsweise mit polierten Kupferkugeln ausgerüstet wird (antibakterielle Wirkung von poliertem Kupfer).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing is additionally equipped with copper particles, preferably with polished copper balls (antibacterial effect of polished copper). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse, insbesondere innen aus poliertem Kupfer besteht, bzw. die Gehäuseinnenfläche mit poliertem Kupferblech ausgestattet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing, in particular the inside, consists of polished copper, or the housing inner surface is equipped with polished copper sheet. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu desinfizierende Luft mittels eines Ventilators durch das Gehäuse gefördert wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the air to be disinfected is conveyed through the housing by means of a fan. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu desinfizierende Luft entgegen der Schwerkraft zwischen den Kupferpartikeln durchströmt und mit diesen eine Wirbelschicht bildet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the air to be disinfected flows through against gravity between the copper particles and forms a fluidized bed with them. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse sowohl eine zylindrische als auch eine konische Form haben kann.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing can have a cylindrical as well as a conical shape. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse auch für die Wasserdesinfektion, z. B. Pools eingesetzt werden kann. Anstelle des Ventilators werden z. B. Wasserpumpen eingesetzt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing is also used for water disinfection, e.g. B. Pools can be used. Instead of the fan z. B. used water pumps. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination von UV-C-Strahlung und den Kupferkugeln- und oder -Partikeln bzw. der Kupferinnenfläche die diffuse Reflexion innerhalb des Gehäuses derartig erhöht, so dass die Effizienz der Abtötung von Bakterien und Viren gesteigert wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the combination of UV-C radiation and the copper balls and or particles or the copper inner surface increases the diffuse reflection within the housing in such a way that the efficiency of killing bacteria and viruses is increased.
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