DE2335423A1

DE2335423A1 - Bestrahlungsanordnung

Info

Publication number: DE2335423A1
Application number: DE19732335423
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Phys Dr Kockott
Original assignee: Original Hanau Quarzlampen GmbH
Current assignee: Original Hanau Quarzlampen GmbH
Priority date: 1973-07-12
Filing date: 1973-07-12
Publication date: 1975-01-30

Description

PATENTANWALT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE Ml HANAU · HÖMEMTR. » · POSTFACH 7M · TEL1M03 · TELEQ*AMME: HANAUPATENT · TELEX:

ORIGINAL HANAU

QUARZLAMPEN GmbH Hanau, 11. JuI i 1973

6450 Hanau E/Di - 1314

Bes trahlungsanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erzeugung von Strahlen, die zur Einwirkung auf Lebewesen bestimmt aind, mit einer oder mehreren Strahlungsquellen.

Beitrahlungsanordnungen, die als Strahlungequellen Quecksilber-Strahler sowie wahlweise durch elektrischen Stromfluß aufheizbare Stäbe zur Abgabe von infraroter Strahlung enthalten, •ind bekannt. Die Quecksilber-Strahler »enden ultraviolette Strahlen aus, die zur Hautbestrahlung eingesetzt werden, um therapeutische und kosmetische Wirkungen zu erzielen oder zur Prophylaxe die Widerstandskraft des Körpers zu erhöhen. Die ultravioletten Strahlen lösen in der Haut photo-biolo gische Effekte aus. Dabei entsteht das sogenannte UV-Erythem, al· dessen Folge nach einigen Tagen eine Bräunung der Haut, die

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indirekte Pigmentierung, auftritt. Unabhängig von diesem Prozeß führen hohe Dosen im langwelligen UV-Bereich zu einer direkten Pigmentierung, die ohne Erythembildung erreicht wird. Die infraroten Strahlen erwärmen die Haut und fördern dadurch die Durchblutung des Gewebes.

Die vom Quecksilber-Strahler ausgesandte Strahlung zeigt kein kontinuierliches, sondern ein Linienspektrum. Die spektrale Energieverteilung des Qiecksilber-Strahlers verursacht im wesentlichen ein Erytheni mit nachfolgender indirekter Pigmentierung. In der Umgebung des Maximums der Hautempfindlichkeit für die direkte Pigmentierung, das bei ca 36O nm liegt, emittiert der Quecksilber-Strahler nur unwesentlich, so daß dieser Bräunungsprozeß bei der Bestrahlung mit herkömmlichen Heimsonnen nicht oder nur ungenügend genutzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bestrahlungsanordnung der eingangs erwähnten Art so weiterzuentwickeln, daß die spektrale Energieverteilung der ausgesandten Strahlung derjenigen der Sonnenstrahlung an der Erdoberfläche nahekommt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Strahlungsquellen Xenonstrahler verwendet sind, denen selektiv reflektierende Filtereinrichtungen vorgeschaltet sind, die für die von den Xenonstrahlern erzeugte sichtbare Strahlung weitgehend durchlässig, für die infrarote Strahlung weitgehend undurchlässig und für die ultraviolette Strahlung teilweise undurchlässig sind.

Die von dieser Anordnung ausgesandte Strahlung zeigt ein quasikontinuierliches Spektrum, dessen spektrale Energie im ultravioletten Bereich von etwa 300 bis 400 iuu Wellenlänge in etwa stetig zunimmt, anschließend bis etwa 'i6ü iuu Wellenlänge im sichtbaren Bereich weiterhin ansteigt und von da ab unter mehrfachen Schwankungen um eine mittlere Energieverteilung leicht bis zum infraroten Bereich ab etwa 750 mu Wellenlänge abfällt.

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Die von der Anordnung ausgehende Strahlung entspricht in ihrer Zusammensetzung in etwa der der Sonnenstrahlung. Ein besonderer Vorteil der Anordnung ist darin zu sehen, daß bei der Verwendung in Heimsonnen oder Solarien die von der Sonneneinwirkung im Freien her bekannten gesundheitsfördernden Wirkungen einschließlich der Bräunung der Haut hervorgerufen werden können . Die Hautbräummg findet bei geringer Erythembildung statt. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann somit, unabhängig von der Tages- und Jahreszeit sowie der Wetterlage eine der Sonnenstrahlung nahekommende Strahlung erzeugt werden. Die Anordnung eignet sich auh für DeStrahlungen im Bereich der Medizin.

In einer bevorzugten Ausführungsforin ist vorgesehen, daß die Xenonstrahler in Heflektoren befestigt sind, auf deren offenen Seiten Filter angeordnet sind, die eine infrarote Strahlung reflektierende Schicht aufweisen, und daß Abschnitte im zentralen Teil der Reflektoren für infrarote Strahlung durchlässig ausgebildet sind. Bei dieser Anordnung wird ein großer Teil der im Betrieb der Xenonstrahler auftretenden infraroten Strahlung, die jedoch über das in der Globalstrahlung .vorhandene Maß nicht hinausgeht, in einer Richtung abgegeben, die der Richtung, in der sich zu bestrahlende Personen befinden, nahezu entgegengesetzt ist. Es wird somit erreicht, daß die zu bestrahlenden Personen nicht einer unerwünscht intensiven Wärmestrahlung ausgesetzt werden.

Vorzugsweise sind vor den Filtereinrichtungen Schutzscheiben angeordnet. Durch die Schutzscheiben werden die Reflektoren, Xenonstrahler und Filtereinrichtungen nicht nur vor Berührung, sondern auch vor Verschmutzung geschützt.

Eine günstige Ausführungsform besteht darin, daß im zentralen Teil der Reflektoren und an den Seiten der Filtereinrichtungen und Schutzscheiben Lüftungsöffnungen angeordnet sind. Diese Anordnung erlaubt eine gute Kühlung der Xenonstrahler.

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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der die Xenonstrahler einschließende Raum an ein Gobiäse angeschlossen. Durch diese Anordnung ergibt sich die Möglichkeit, Xenonstrahler mit hoher Leistung zu verwenden, die trotz entsprechend großer Wärmeentwicklung ausreichend gekühlt werden können.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Xenonstrahler nebst Reflektoren, Kiltereinrichtungen, Schutzscheiben sowie Installationsniitteln in einem Einschub angeordnet sind, der in ein Gehäuse eines Solariums oder einer I Heimsonne ansetzbar ist. Diese Anordnung erlaubt einen einfachen Ausbau des Einschubs, der für Reparatur, Wartungs- und Prüfzwecke in eine Stellung gebracht werden kann, in der die entsprechenden Arbeiten ohne Schwierigkeiten auszuführen sind. Die Aufhängung des Gehäuses braucht bei derartigen Arbeiten nicht gelöst zu werden.

Eine sehr günstige Ausgestaltung der Anordnung besteht darin, daß an einer Längskante des Einschubs in Längsrichtung eine oder mehrere Leisten mit hakenförmig gebogenen Enden in betriebsbereiter Stellung auf eine Tragleiste des Gehäuses gelegt ist und daß der Einschub durch Einhängung der Enden an der Tragleiste um diese aus dem Gehäuse herausschwenkbar und durch Aushängung der Enden vom Gehäuse lösbar ist. Bei dieser Au«führung«- form läßt sich der Einschub mit wenigen, einfachen Handgriffen vom Gehäuse trennen. Dies ist besonders bei Bestrahlungeeinrichtungen von Vorteil, die mehrere Xenon«trahler aufweisen. Da wie bei allen technischen Strahlenquellen auch beim Xenonstrahler mit der Betriebsdauer die Strahlung abnimmt, müssen einzelne Xenonatrahler von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden. Die vorstehend erläuterte Ausbildung des Eiuschubs ermöglicht ein Auswechseln der Xenonstrahler in sehr kurzer Zeit.

Zweckmäßig ist ferner eine Ausführungsform, bei der an einer weiteren Längskante des Einschubs Auflageflächen angeordnet sind, die in betriebsbereiter Stellung gegen Tragelemente am

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Gehäuse gelehnt sind, wobei die Verbindung zwischen Auflageflachen und Tragelementen durch Verschiebung des Einschubs in Längsrichtung der Reflektoren lösbar und der Einschub für die Schwenkung freigebbar ist. Diese Anordnung zeichnet sich durch den geringen konstruktiven Aufwand aus.

Vorzugsweise sind im Gehäuse und am Einschub Steckverbinder angeordnet, deren Verbindung durch Verschiebung des Eins chubs lösbar bzw· herstellbar ist. Über die Steckverbinder sind die Stromversorgungsleitungen der Xenonstrahler geführt« Beim Ein- und Ausbau des Einschubs im Gehäuse müssen daher keine elektrischen Klemmverbindungen erstellt oder gelöst werden*

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus den sich weitere Einzelheiten .sowie Vorteile ergeben«

Es zeigent

Fig· I einen Querschnitt durch ein Bestrahlungsgerät, Fig· 2 ein Bestrahlungsgerät in perspektivischer Ansicht*

Sin Bestrahlungsgerät 10 enthält ein Gehäuse 12, das mittels Ketten ik an einer nicht näher dargestellten Decke aufgehängt ist« Im Gehäuse 12 befindet sich ein Reflektor 16, der in etwa einen parabolischen Querschnitt aufweist* Die offene Seite des Reflektors 16 ist einer Öffnung lö am Boden des Gehäuses 12 zugewandt. Der länglich ausgebildete Reflektor 16 erstreckt sich über den größten Teil des Gehäuses 12,

Etwa in der Brennlinie des länglich ausgebildeter- Reflektors ist ein Xenonstrahler 20 angeordnet, der über Rieht näher dargestellte Leitungen und einen Schalter an ein© elektrische Energiequelle angeschlossen werden kam,. Vom Xsnonstrahler 20

ausgesandte Strahlung gelangt unmittelbar oder nach Reflexion an Reflektor 16 zu einem im Reflektor 16 angeordneten Filter 22, das für den sichtbaren Anteil der Strahlung weitgehend durchlässig ist.

Das Filter 22 enthält auf seiner dem Xenonstrahler 20 zugewandten Seite eine Schicht 2k aus einem Material, an dem infrarote Strahlung reflektiert wird. Der überwiegende Anteil der infraroten Strahlung kann daher die aus dem Filter 22 und der Schicht 2k bestehende Filtereinrichtung nicht durchdringen, sondern wir/d durch das IR- durchlässige aber UV- und Licht reflektierende Filter nach oben abgestrahlt. Das Filter 22 absorbiert einen Teil der ultravioletten Strahlung. Die Absorptionsfähigkeit für ultraviolette Strahlung nimmt mit kürzer werdender Wellenlänge zu. Durch die entsprechende Bemessung der Reflexions- und Absorptionsfähigkeit der aus dem Filter 22 und der Schicht 2k bestehenden selektiv reflektierenden Filtereinrichtung läßt sich eine Strahlung erzielen, deren Spektrum dem Spektrum der Sonnenstrahlung an der Erdoberfläche nahekommt. Dieses Spektrum zeigt von etwa 300 mu Wellenlänge bis etwa kOO muWellenlange einen stetig zunelmenden Verlauf der spektralen Energie. An diesen Bereich schließt sich der Bereich des sichtbaren Lichts an, in dem die spektrale Energie bis k(tO au Wellenlänge ansteigt und anschließend in unregelmäßigem Verlauf bis etwa 750 uu Wellenlänge abnimmt. Im infraroten Bereich ab 700 mu Wellenlänge geht die spektrale Energie weiter zurück.

Nach dem Filter 2k steht somit eine Strahlung mit einer der Sonnenstrahlung auf der Erdoberfläche ähnlichen spektralen energieverteilung zur Verfügung. Diese Strahlung wird einer in der Näh· der Öffnung des Reflektors 16 angeordneten Schutzscheibe 26 zugeführt, die die spektrale Energie der Strahlung nur unwesentlich beeinflußt. Die aus der Schutzscheibe 26 austretende, vom Reflektor 16 gerichtete Strahlung dient zur Bestrahlung von Lebewesen, um die dein Sonnenlicht inne-

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wohnenden heilenden, die Widerstandskraft gegen Krankheiten fördernden oder die aus Gründen der Kosmetik erwünschten Wirkungen zu erzielen. Eine besonders vorteilhafte Wirkung gegenüber bekannten technischen Bestrahlungseinrichtungen ist darin zu sehen, daß die Strahlung eine Bräune der Haut verursacht, wobei die Rötung der Haut nicht über das von der Sonneneinstrahlung her bekannte Maß hinausgeht.

Die Schutzscheibe 26 ist mittels einer Schraubverbindung 28 am Reflektor 16 befestigt.

Im zentralen Abschnitt des Reflektors 16 befinden sich zusätzlich Lüftungsöffnungen 32, die über die Länge verteilt sind. Weiterhin sind an den Seiten des Filters 22 und der Schutzscheiben 26 Lüftungsöffn/ungen 3k, 36 vorgesehen, über die Lüftungsöffnungen 32, 3k, 36 bildet sich eine natürliche Konvektion aus, aufgrund der die vom Xenonstrahler 20 erzeugte Wärme in den Raum oberhalb des Reflektors 16 abgeführt wird. Aus diesem Raum kann sie durch öffnungen 35 im Gehäuse 12 entweichen. Durch die gute Kühlung des Xenonstrahiere 20 ist es möglich, dessen Leistung zu erhöhen. Eine weitere Erhöhung der Leistung de· Xenon-βträniere 20 läßt sich erzielen, wenn die erzeugte Verlustwärme durch ein· Zwangsbelüftung aus dem den Xenonstrahler 20 umgebenen Raun abgeführt wird. Üer den Xenonstrahler 20 umschließende Raum, der vom Reflektor 16 und vom Filter 22 bzw. der Schicht 2k gebildet wird, kann an ein Gebläse angeschlossen werden, das im Gehäuse 12 angeordnet und nicht näher dargestellt ist.

Di· aus Xenonstrahler 20, Reflektor 16, Filter 22 , Schicht 2k, Schutzscheibe 26, Verbindungsmittel 20 und nicht näher dargestelltem Installationsmaterial bestehende Anordnung ist in einem Einschub 38 angeordnet, der in das Gehäuse 12 einsetzbar ist. Der Einschub 38 enthält als tragende Elemente den Reflektor 16 sowie eine an einer Stirnseite des Reflektors l6 befestigte

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'and 40, die in betriebsbereiter Stellung des Einschub« 3# sine Seite am Gehäuse 12 bedeckt,

An einer Längskante des Reflektors 16 ist durch Biegung ©ine Auflagefläche 42 ausgebildet, die in betriebsbereiter Stellung des iSinschubs 3d auf Trageieniente 44, die in die öffnung 18 ragen, aufgelegt ist. Die Tragelemente 44 sind am Boden 46 des Gehäuses 12 befestigt. An der zweiten Längskante des Reflektors 16 ist durch Biegung eine Leiste 48 hergestellt, die ein hakenförmig gebogenes Ende 50 aufweist. In betriebsbereiter Stellung des Einschubs 38 liegt die Leiste 48 auf einer durch Umbiegen des Rands des Bodens 46 gebildeten Tragleiste 52 auf. Ebenso stehen in betriebsbereiter Stellung am Gehäuse 12 und am Einschub yo befestigte, nicht näher dargestellte Steckverbinder miteinander in Eingriff.

Am Gehäuse 12 ist weiterhin ein Stab 54 befestigt, der an seinem Ende ein Schaltteil 56 trägt, durch das der Xenonstrahler 20 ein- und ausgeschaltet werden kann.

Wird der Einschub yö in Längsrichtung des Reflektors l6 um ein kurz·« Stück aus dem Gehäuse 12 verschoben, dann löst sich die Verbindung zwischen der Auflagefläche 42 und dem Tragelement 46« Ebenso werden die Kontakte der nicht dargestellten Steckverbinder aufgetrennt, über die die Energieversorgung für den X«non»trahler 20 in den Einschub 3Ö geführt ist. Der Einschub 38 kann anschließend um die Tragleiste 52 aus dem Gehäuse 12 h·Tu~<sg·schwenkt werden, wobei sich dam Ende 50 in der Tragleiste 52 einhängt. Durch Anheben dee Einschub· 3Ü läßt eich di· Verbindung zwischen ά®η Teilen 50 und 52 lösen. Dan&ch kann der Einschub 38 unabhängig von· Gehäuse 12 bewegt werden.

Dissreii is^!> E±:j,nu' des Xenons'.rahlers 20 und der zur Erzeugung der Strahlung mit somiennhniicheni Spektrum zusätzlich erforderlichen Teile in einem Einschub sowie durch die besonderen Montageelemente dieses ßinschubs ist es möglich, den Einschub

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sehaeil und mit wenigen Handgriffen im Gehäiss«? 18 sw Eontieren bzw. aus dem Gehäuse 12 zu entfärben» Bas Gehäuse verändert dabei seine Lage nicht« Der nach einsr bssiitnint?;"^ Anzahl Betriebsstunden erforderliche Wechsel des 2£@ Ronstrahlers 20 kann somit nach dem Ausbau des Sinscfrubs JB YorgexiGRisnezi werden« Das nachfolgende Wiedereinsetzen des Einsciuibs 33 i*s das Gehäuse 12 bereitet ebenfalls keine Schwierigkeiten«

Die ana u&m Ga": au se 12 und dem Einschub 3ß bsstelienas Bs=- strahlungsanordnuitg 10 kann bei ileimsonnen und in Solarien aiiigesetzt werden. Notwendige Wartungs- und Reparaturarbeitsn werden durch die leichte Austauschbarkeit ύο-ε- Birj erleichtert.

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Claims

Ansprüche :

Anordnung zur Erzeugung von Strahlen, die zur Einwirkung auf Lebewesen bestimmt sind, mit einer oder mehreren Strahlungsquellen,dadurch gekennzeichnet, daß als Ξtrahiungsquellen Xenons tränier (20) verwendet sind, denen selektiv reflektierende Filtereinrichtungen (22, 2k) vorgeschaltet sind, die in Richtung des t.m bestrahlenden Objekts für die von den Xenonstrahlern (20) erzeugte sichtbare strahlung weitgehend durchlässig, für die infrarote Strahlung weitgehend undurchlässig und für die ultraviolette Strahlung teilweise undurchlässig sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnetj dai> die Xenonstrahler (20) in Reflektoren (16) befestigt sind, auf deren offenen Seiten Filter (22) angeordnet sind, die eine infrarote Strahlung reflektierende Schicht (2k) aufweisen, und daß Abschnitte (30) im zentralen Teil der Reflektoren (16) für infrarote Strahlung durchlässig ausgebildet sind»
3· Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch g β k e η η ζ e i c h η e t , daß vor den Filtereinrichtungen (22, 2^) Schutzscheiben (26) angeordnet sind.
k, Anordnung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch geken .α zeichne t , daß im zentralen Teil der Reflektoren (l6) und an den Seiten der Filtereinrichtungen (22, 2k) und Schutzscheiben (26) Lüftungeöffnungen (325 3k? 36) angeordnet sind.
5· Anordnung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet j daß der die Xenonstrahler (20) einschließende Raum an ein Gebläse angeschlossen ist.

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6. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,

dadurch gekennzeichnet, daß üe Xenonstrahler (20), Reflektoren ίΐβ), Filierezurichtung (22, 24), Schutzscheiben sowie Instailationamittel in einem Einschub OB) angeordnet sind, der in ain Gehäuse (12) a ines Solariums oder einer Ileimsoime einsetzbar ist«
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß an einer Längskante des 2inschubs (38) in Längsrichtung eine oder mehrere Leisten 143) aiit hakenförmig gebogenen Enden (5O) in betriebsbereiter Stellung auf eine Tragleiste (52) des Gehäuses ilO) gelegt ist und daß der Einschub (Jd) durch Einhängung der Enden (50) an der Tragleiste (52) um diese aus dem Gehäuse (12) herausschwenkbar und durch Aushangung der Enden (50) vom Gehäuse (12) lösbar ist.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7i dadurch gekennzeichnet , daß an einer weiteren Längskante des Einschubs (38) Auflageflächen (42) angeordnet sind, die in betriebsbereiter Stellung gegea Trageletnente C44) am Gehäuse (12) gelehnt sind, und daß die ¥srbiadung zwischen Auflageflächen (42) und Trageleinenteni%4) durch Verschiebung des Einschubs in Längsrichtung der Heflektoren (16) lösbar und der Einschub (38) für die Schwenkung freigebbar ist. .
9. Anordnung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am Einschub (38) und im Gehäuse (12) Steckverbinder angeordnet sind, deren Verbindung durch Verschiebung des Einschub· C38) lösbar bzw. herstellbar ist.

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