DE2556020A1

DE2556020A1 - Vorrichtung und verfahren zur beseitigung von feinverteilt in der luft geschlossener raeume auftretenden mikroorganismen

Info

Publication number: DE2556020A1
Application number: DE19752556020
Authority: DE
Inventors: Jack Daniel Prof Joubert
Original assignee: Dechosal S A Ets
Current assignee: Dechosal S A Ets
Priority date: 1974-12-12
Filing date: 1975-12-12
Publication date: 1976-06-16
Also published as: JPS598727B2; CH604104A5; JPS5186250A

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Beseitigung von feinverteilt in der Luft geschlossener Räume auftretenden Mikroorganismen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sowie auf ein Verfahren zur Beseitigung von in der in von Personen besetzten oder nicht besetzten geschlossenen Räumen enthaltenen Luft feinverteilt auftretenden Mikroorganismen, um die von .einer Luftverschmutzung herrührenden Gefahren zu vermindern.
Die in der Luft feinverteilt auftretenden Mikroorganismen spielen auf verschiedenen Gebieten eine bedeutende Rolle, insbesondere auf dem Nahrungsmittelsektor, im pharmazeutischen Bereich sowie in Krankenhäusern.
Wenn man diese krankheitserregenden Mikroorganismen beispielsweise aus einem Operationssaal beseitigen möchte, hat man mehrere Probleme zu lösen: - Es müssen die von Personen (von Kranken und von dem Krankenhauspersonal) abgegebenen, sich in der Mitte des Saales befindenden Mikroorganismen beseitigt werden; - es müssen die in der Umgebungsluft feinverteilten Mikroorganismen daran gehindert werden, in den Operationssaal einzudringen; - man muß vermeiden, daß die in der Luft des Operationssaales verteilten Mikroorganismen den Saal verlassen und die Umgebungsluft verunreinigen können; - die Zufuhr von von Mikroorganismen befreiter Luft muß groß sein, wenn man einen erhöhten Reiuheitsgrad in einem stark verunreinigten Operationssaal erreichen möchte; - die Reinigung soll sowohl wirtschaftlich als auch durchführbar sein, insbesondere was den Verbrauch von Energie zur Erzielung einer ausreichenden Ventilation und den Preis für die Erneuerung der periodisch auszuwechselnden Filter anbelangt; - das erzielte Ergebnis muß erreicht werden können, ohne daß dabei wichtige Teile bzw. Bereiche des Gebäudes zerstört oder beeinträchtigt werden und - die Anlage muß außerdem möglichst geräuschlos arbeiten, um die in dem mit einer derartigen Vorrichtung ausgerüsteten Raum arbeitenden Personen nicht zu stören bzw. zu beunruhigen.
Die für diesen Zweck bisher verwendeten Einrichtungen lösen jeweils mehr oder weniger nur einen Teil der vorstehend aufgeführten Probleme.
I. Eine dieser Einrichtungen besteht darin, durch die besagten Filter oder durch eine mit HEPAt' (High Efficieny for Particule of Air) bezeichnete Einrichtung über eine Gebläseöffnung gefilterte Luft anzusaugen und die gleiche Luftmenge über eine Öffnung abzusaugen. Die Zufuhr von einzublasender gereinigter Luft entspricht etwa dem 5- bis 10-fachen Volumen des Raumes pro Stunde. Die Zufuhr ist begrenzt durch großen Druckverlust der Filter oder der IIEPA} inrichtung. Die Diffusionsfilter entsprechen einer amerikanischen Norm. Mit der Ausnahme, daß große Filterflächen verwendet und Maßnahmen zur Verhinderung ihrer Verstopfung ergriffen werden, erlaubt es diese Technik nicht, den Ort unter Überdruck zu setzen, wie in dem Fall einer starken Abdichtung mit Wänden gegenüber der Umgebung und in dem Fall, wo in der Höhe der Einlaßöffnung keine Auslaßeinrichtung vorhanden ist. Im Falle eines mit IXfikroorganismen abgebenden Personen besetzten Raumes kann die Konzentration der Mikroorganismen in diesem Raum nicht kleiner sein als die Zahl der in einer Stunde abgegebenen Mikroorganismen bei stündlicher Zufuhr von gereinigter Luft.
Wenn man diese Konzentration vermindern will, findet man von neuem ein Hindernis in dem Druckverlust der verwendeten Filter.
II. Bei einer aus der vorstehend erläuterten ersten Einrichtung entwickelten zweiten Einrichtung, die unter der Bezeichnung "Laminarströmung (definiert durch die US-Federal Standard 209A-Norm) bekannt ist, stellt man fest, daß, wenn der Raum quaderförmig ist, sich die Gebläseöffnung in einer der sechs Flächen, im Prinzip in einer Wandfläche oder an der Decke, befindet, während die Gegenöffnung an der entgegengesetzten Wandfläche angeordnet sein kann. Diese Einrichtung gestattet es, unter ueberdruck zu arbeiten und bietet die Möglichkeit, eine sehr schwache Luftverschmutzung zu erzielen, die kleiner ist als 1 Bakterie/m3.
Infolge des Erneuerungsgrades der Luft pro Stunde, der mehr als das 200-fache des Raumvolumens beträgt, weist dieses Verfahren den Nachteil auf, daß eine kostspielige Apparatur investiert und in Betrieb gesetzt werden muß und kaum für bereits bestehende Gebäude verwendet werden kann, ohne daß diese teilweise zerstört oder im großen Umfang verändert werden müssen.
III. Gemäß einer weiteren Einrichtung beseitigt man die Mikroorganismen dadurch, daß man in der Nähe von ultraviolette Strahlen aussendenden Rohren Luft t einleitet. Dieses Verfahren ist praktisch wirkungslos. Einerseits werden nämlich die normalerweise in Luft verteilten Mikroorganismen, im Gegensatz zu den aus Kulturen kot wenden und künstlich in Luft t verteilten Mikroorganismen,nicht durch einfaches, mehr oder weniger schnelles Vorbeiführen an ultravioletten Strahlen aussendenden Rohren abgetötet Andererseits ist die zufuhr von behandelter Luft schwach gegenüber der Zufuhr von gleichwertiger Luft, die durch eine Filterung bearbeitet werden kann. Wenn man erwarten kann, darin die ultravioletten Strahlen eine wirkung auf die mikroorganismen ausüben, muf3 man sie nämlich solange wie möglich der irkung dieser Strahlen aussetzen.
IV. Die Verwendung von bakterizid wirkenden Erzeugnissen, etwa Formol od. dgl., ist ebenso unwirksam wie die iXethode der Behandlung der in der Luft natürlich vorkommenden Mikroorganismen mit ultravioletten Strahlen. Wenn man diese untersuchen möchte, sollte man sich vor dem Fasertest hüten, der darin besteht, in dem zu behandelnden Raum während einer bestimmten Zeit vorher durchfeuchtete Fasern einer Mikrokultur auszusetzen und anschließend die Zahl der an den Fasern entstandenen Mikroorganismen nach der Desinfektion des Raumes zu zählen. Dieser Test führt nämlich zu unrichtigen Resultaten bezüglich der in der Luft natürlich vorkommenden Keime. Dieser est ist ein Oberflächentest unter besonderen Bedingungen und nicht ein Test bezüglich der Bakterien, die in der Luft natürlicher Weise feinverteilt vorkommen.
Daraus ergibt sich, daß außer dem Verfahren der 1'Laminarströmung" alle anderen vorstehend aufgeführten Einrichtungen für die Desinfektion der Luft in unbesetzten Räumen, und umso mehr in besetzten Räumen, ganz und gar täuschend bzw.
illusorisch sind. Durch Versuche, in denen eine bestimmte enge von aus dem Raum entnonmener Luft durch einen filter geführt und anschließend die Zahl der zurückgehaltenen Mikroorganismen gezählt werden kann, hat man feststellen können, daß die natürliche Ablagerung von in der Luft verteilten Mikroben oft wirksamer ist, als die vorstehend unter den Ziffern I, III und IV beschriebenen Einrichtungen.
Es ist somit festzustellen, daß man es mit keiner der vorstehend beschriebenen zinrichtungen vermeiden kann, daß die in einem geschlossenen Raum enthaltene verschmutzte Luft durch die unzulänglich abgedichteten Tür- und Fensteröffnungen entweicht und die Umgebungsluft verschmutzt, insbesondere dann, wenn der geschlossene Raum unter Überdruck gehalten werden inuß.
ts ist daher Ziei und Zweck; der Erfindung, die verschiedenen, vorstehend erwähnten Nachteile der bekannten Linrichtungen zu vermeiden und eine sowohl hinsichtlich cies Kaufes als auch hinsichtlich ihrer Benutzung wirtschaftliche Vorrichtung zu schaffen, die überdies auf einfache Art und Weise in bereits bestehenden Räumen verwendet werden kann, ohne daß dabei die Notwendigkeit besteht, diese Räume im großen Stil umbauen zu müssen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung und Sanierung der in einem geschlossenen Raum enthaltenen Atmosphäre bei geschlossenen Fenstern und Türen sowie zur Vermeidung einer bakteriellen Verunreinigung der Umgebungsluft besteht darin, die in dem geschlossenen Raum enthaltene Luft in einem geschlossenen Kreislauf, insbesondere durch Filterung, zu reinigen, die Luft anschließend unter relativem Überdruck direkt vor die als Auslässe nach außen dienenden Wanddurchbrechungen, insbesondere vor die Türen oder Fenster, zu führen und sie durch gereinigte, insbesondere durch Filterung gesäuberte, von außen kommende Luft zu ersetzen, die aus dem Raum durch Hindurchströmen durch die Wanddurchlässe entweichen konnte.
In Anbetracht einer endgültigen Beseitigung von in der Luft verteilten krankheitserregenden Mikroorganismen aus dem fraglichen Raum und bei Verwendung von Filtern zu ihrer Fixierung vervollkommnet man noch das oben erläuterte Verfahren, indem man die in den Filtern hängenbleibenden Mikroorganismen abtötet, und zwar insbesondere durch auf die Eingangsfläche dieser Filter gerichtete Ultraviolett-Bestrahlung.
Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die in dem fraglichen Raum enthaltene Luft in einem geschlossenen Kreis zu reinigen, insbesondere durch Filtern mit filternden Flächen von hoher Wirksamkeit gegenüber den die Entwicklung von Bakterienkulturen begünstigenden Partikelchen. Solche Filter werden "HEPNC"-Filter genannt. Die Filter werden senkrecht zu dem von den Bakterien freizuhaltenden Raum angeordnet, um un-ter der Decke eine der Fußbodenfläche des Raumes entsprechende Fläche zu schaffen. Die aus dem Raum entnommene Luft wird durch die Filterflächen gedrückt, wobei die Luft in bezug auf den außerhalb des Raumes herrschenden Druck unter Überdruck steht.
Man erzielt auf diese Weise einen wirklich umgrenzten umschlossenen Raum durch die "Mauern" aus gereinigter Luft.
Man kann dann mit "HEPNC" bezeichnete Trägheitsfilter (filtres à inertie) verwenden, die es, mit Rücksicht auf ihren schwachen Druckverlust, was die reinen Filter betrifft, gestatten, quer über die Decke, die sie bilden, Luft mit einer Geschwindigkeit von etwa 70 cm/sec zu blasen, welche wesentlich größer ist als bei dem bisher unter der Bezeichnung 'Laminarströmung" bekannten Verfahren, bei dem man Glas- oder Kunsitoffwände verwendet, um den behandelten Bereich gegenüber dem nicht behandelten Bereich zu isolieren.
Wenn der ganze Raum gereinigt werden soll, ist es außerdem vorteilhaft, quer zu den Trägheitsfiltern "HEPNC" zu blasen, denn ihr geringer Preis im Vergleich zu den reinen Filtern gestattet es, die ganze Deckenflache mi L geringem Kostenaufwand init derartigen Filtern zu bedecken. Die Luftgeschwindigkeit an der Decke beträgt etwa 5 bis 10 cm/sec und entspricht etwa einer 50-fachen Lufterneuerung in der Stunde. Die Gebläsegeschwindigkeit, die sehr viel kleiner ist als die der "aininarströmung", ergibt einen sehr beachtlichen nnergiegewinn.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung für die Durchführung dieser Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, die Teil dieser Einrichtung ist.
Weitere kerkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus der in der Anlage beigefügten Zeichnung.
Hierbei zeigen: Fig. 1 einen Grundriß bzw. eine horizontal zum ußboden durch die Wandungen verlaufende Schnittansicht eines Raumes mit einer Anlage zur Beseitigung von feinverteilt in der Luft enthaltenen Mikroorganismen, ohne daß dabei die Gefahr der Verschmutzung der Umgebungsluft besteht; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils des gleichen Raumes, bei dem über einer Tür eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Beseitigung von in der Luft enthaltenen Mikroorganismen aus diesem Raum angebracht ist, wobei diese Vorrichtung zwischen dem Innenraum und der Umgebung eine Barriere für die Verschmutzung bilden kann; Fig. 7 eine teilweise geschnittene Ansicht der erfindungsgemaßen, in Fig. 2 als Außenansicht dargestellten, über einer Tür angeordneten Vorrichtung in stark vergrößertem Maßstab; Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV - IV in Fig. 3; Fig. 5 die Anbringung von erfindungsgemäßen Vorrichtungen an mehr oder weniger großen Türen oder Fenstern durch Aneinanderfügen einzelner Baukasteneinheiten gemäß der Erfindung; Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch einen mit einer Installation gemäß der Erfindung ausgestatteten Raum, um die in der Atmosphäre dieses Raumes enthaltenen Mikroorganismen zu beseitigen; Fig. 7 einen zum fußboden parallel verlaufenden Horizontalschnitt durch den Raum gemäß Fig. 6; Fig. 8 einen Schnitt durch ein Befestigungssystem für die Filter an einem Tragrahmen; Fig. 9 eine perspektivische Ansicht durch eine einen Teil des Befestigungssystems bildende exzentrisch ausgebildete Nocke und Fig. 10 einen Vertikalschnitt durch einen Raum, der mit in variabler Anzahl anzuordnenden, mit "HEPNC bezeichneten filternden Zellen ausgestattet ist, wobei die Zufuhr von quer zur Decke eingeblasener gefilterter Luft durch ein Diagrarmn dargestellt ist.
Unter der Annahme, daß man gemäß Fig. 1 über einen geschlossenen Rawn verfügt, dessen Mauern oder Umgrenzungen 1, 2, 3 und 4 eine Eingangstür 5 und Fenster 6 und 7 aufweisen und der beispielsweise ein Operationssaal oder ein Krankenzimmer sein kann, aus dessen Luft die Mikroorganismen beseitigt werden sollen, wobei diese Luft durch die sich in diesem Raum aufhaltenden Personen (Kranke und Pflegepersonal) ständig von neuem verunreinigt wird, geht man in der nachfolgend beschriebenen Weise vor.
Man rüstet den Raum von der fraglichen Art einerseits mit Einrichtungen aus, die nachfolgend noch eingehender beschrieben werden sollen, um die in diesem Raum enthaltene Luft zur Beseitigung der darin enthaltenen Mikroorganismen zu entnehmen.
Anschließend wird die gereinigte Luft unter Druck in den Raum zurückgeführt, wobei sie eine Art Vorhang bildet, welcher die mit den Türen 5 und den Fenstern 6 und 7 versehenen Teile der Wände verdecken kann. Andererseits ist ein Einlaß 8 für die Außenluft vorgesehen, der mit Einrichtungen 9 zur Beseitigung von möglicherweise in der Luft vorkommenden Mikroorganismen aus dieser Luft versehen ist.
Man begreift, daß es mit Hilfe einer Einrichtung dieser Art möglich ist, vor den als Durchlässe zwischen der Innenseite und der Außenseite der Fenster und/oder Türen geeigneten Verbindungen eine Schicht aus gereinigter Luft zu schaffen. Diese Luft steh-t bezüglich der Umgebungsluft unter Überdruck und kann je nach der Größe der Durchlässe teilweise nach außen entweichen, wobei sie wegen ihrer Reinheit keine tiikroorganismen mitnimmt. Es ist ferner möglich, die auf diese Weise entweichende Luft durch durch den Einlaß 8 eindringende und durch die Linrichtungen 9 gereinigte Außenluft zu ersetzen, wobei die Sinrichtungeli 9 von einem geeigneten, nachfolgend noch eingehender zu erläuternden Filter gebildet sind.
idan stellt fest, daf3 der LinlaL3 8 vorteilhafterweise an einer Stelle von minimalem atmosphärischen Druck in den Raum führt, a. h. an einer von den Türen bzw. Fenstern , 6 bzw. 7 entfernten Stelle.
Es ist im allgemeinen vorteilhaft, den Einlaß 8 außerdem mit einem Gebläse 10 zu versehen, das es gestattet, den Raum unter konstantem, vorzugsweise leichi über dem atmosphärischen Außendruck liegenden mittleren Druck zu halten.
Zur Ausbildung einer Schicht aus gereinigter, unter Überdruck stehender Luft vor den Türen und Fenstern des geschlossenen Raumes ist für jedes Fenster und/oder für jede Tür vorteilhafterweise Jeweils ein separater und selbständig arbeitender Apparat erforderlich. Ein derartiger Apparat weist ein quaderförmiges Gehäuse 11 auf, das ein wenig über und entlang der Oberkante der in Frage kommenden Tür oder des fraglichen Fensters angebracht ist. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist er über der Oberkante der Tür 5 befestigt.
Das Innere des Gehäuses 11 ist durch eine Zwischenwand in zwei Gehäuseteile unterteilt. Das eine Gehäuseteil liegt über dem Lufteinlaß, während das andere Gehäuseteil unter dem Luftauslaß liegt, wobei beide Gehäuseteile vorzugsweise über ein Zentrifugalgebläse 12 miteinander verbunden sind.
Die Zwischenwand kann auf verschiedene Arten angeordnet sein.
Zur Erzielung optimaler Filterbedingungen empfiehlt es sich jedoch, sie so anzuordnen, daß das untere Gehäuseteil sich über die gesamte Unterseite des Gehäuses 11 erstreckt, während das obere Gehäuseteil unter der ganzen Oberseite und/oder hinter der gesarnten Länge und des größten Teils der Höhe verläuft, die von der Höhe der Vorderfläche und/oder der Enden des Gehäuses 11 gemessen wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Zwischenwand ein im wesentlichen quaderförmiges zentrales Teil in T;'orn einer umgedrehten Schale bzw. Wanne mit einer von vertikal angeordneten Wandflächen 14, 15, 16 und 17 uigebenen,horizontal verlaufenden Trennwand 13. Die vertikal angeordneten \jandflächen 14, 1, 7o und 17 verlaufen in bestimmten Äbstand parallel hinter den entsprechenden oberen Wänden hinter und vor dem Gehäuse 11 und seitlich desselben.
Das zentrale Teil der Zwischenwand von der Form einer umgekehrten Wanne bzw. Schale ist am Umfang seiner nach unten gerichteten Öffnung mit den es umgebenden peripheren Wänden des Gehäuses 11 durch horizontal verlatifende Wände 18, 19, 20 und 21 verbunden, die in bestimmtem Abstand parallel zur Unterseite des Gehäuses 11 verlaufen.
Von einer derartigen Zwischenwand umgrenzt, kann das obere Gehäuseteil an den Enden des Gehäuses 11 zwei Zentrifugalgebläse 12 aufnehmen, die durch die Zentralöffnungen 22 Luft in diesen Gehäuseteil ansaugen und sie durch die peripheren Durchlässe 23 unter Druck in das untere Gehäuseteil einführen können, und zwar entlang einer durch die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Pfeile angedeuteten Zirkulationsbewegung.
Die obere Hand des Gehäuses 11 ist aus einem Entstaubungsfilter 24 gebildet, während die untere Wand durch einen zweiten, viel feineren Filter 25 gebildet ist, da letzterer ja die in der Luft enthaltenen, durch das Gehäuse 11 hindurchgesaugten Mikroorganismen festhalten soll. Außerdem hat dieser Filter die Aufgabe, als 'Strömungsunterbrechert' (brise ået) den Luftstrom zu unterbrechen, wodurch man am Filterauslaß eine gleichbleibende Geschwindigkeit der entlal;g der Tür 5 nach unten abgegebenen Luft erzielt.
Der Entstaubungsfilter 24 kann durch andere Entstaubungsfilter ersetzt oder vervollständigt werden, die mit ihrer gesamten Länge die oberen Teile der Vorderfläche und/oder der seitlichen Flächen des Gehäuses 11 einnehmen.
Nahe der in Strömungsrichtung vor dem Filter 25 liegenden Fläche weist das Gehäuse 11 in seinem unteren Gehäuseteil wenigstens einen generator 26 auf, der auf die durch den Filter 25 festgehaltenen IçIikroorganismen Dampfausdünstungen lenken kann, die für sie tödlich sind.
Im Falle der hier dargestellten Ausführungsform ist der in Frage kommende Generator 26 von drei parallel angeordneten, ultraviolette Strahlen abgebenden Rohren gebildet, wie Fig. 4 zeigt.
Der Generator 26 kann gegebenenfalls auch von einem Zerstäuber oder einem Nebelerzeuger gebildet sein, durch welche der Filter 25 fortlaufend oder periodisch mit bakteriziden Erzeugnissen bestäubt bzw. benebelt wird.
Die von den Gebläsen 12 unter Druck eingeleitete und von den mittlerweile im Filter 25 festgehaltenen Mikroorganismen gereinigte Luft fällt in Form einer Luftschicht oder eines LuStvorhangesi'mit einer Geschwindigkeit nach unten, die entlang der Innenseite der Tür 5 oder des senkrecht angeordneten Fensters im wesentlichen konstant ist.
Es empfiehlt sich, dem "Vorhang" aus reiner Luft eine Breite zu geben, die sich an jeder Seite wenigstens etwa 15 cm über die größte Breite der Tür oder des Fensters erstreckt. Die Stärke des 'LuftvorhangesW' sollte wenigstens 20 cm und die Fallgeschwindigkeit des "Luftvorhanges" sollte wenigstens 35 cm/sec betragen.
Vorteilhafterweise sieht man zur Ausrüstung von unterschiedliche Breite aufweisenden Türen und Fenstern außerdem Apparate mit zwei in ein und demselben Gehäuse 11 untergebrachten Gebläsen 12 vor. Gemäß Fig. 5 weist ein Gehäuse 11a, das nur halb so lang und innenseitig und außenseitig identisch ausgebildet ist, wie eine Hälfte eines Gehäuses 11, nur ein Gebläse 12 auf. Durch Verlängerung eines oder mehrerer Gehäuse 11 durch ein Gehäuse 11a gemäß Fig. 5 können alle Fenster und/oder Türen mit den erfindungsgemäßen Apparaten ausgerüstet werden, wie breit die Türen und/oder Fenster auch ausgebildet sein mögen.
Die durch jeden Apparat hindurchgeführte Luft hängt vom Raumvolumen des in Frage kommenden Raumes und von der Zahl der sich darin aufhaltenden Personen ab.
Zur Erläuterung sei nachfolgendes Beispiel angegeben: Es sei der Fall angenommen, daß ein Operationssaal ein Volumen von 100 m3 aufweist, in dem sich fünf Personen aufhalten.
Falls die in diesem Raum enthaltene Luft überhaupt nicht oder nur auf die bisher bekannte Art und Weise behandelt wird, enthält jeder Kubikmeter Luft im allgemeinen etwa 500 bis 1000 Bakterien. Um die Anzahl der in jedem Kubikmeter Luft enthaltenen Bakterien auf weniger als 100 zu verringern, ist eine 30-fache Luftumwälzung pro Stunde erforderlich. Wenn der Raum zwei Eingänge/Ausgänge aufweist, müssen die an Jedem Eingang/ Ausgang angeordneten Luftreinigungsanlagen stündlich jeweils etwa 1500 m3 Luft umwälzen, wobei der Gebläsequerschnitt die Größe von etwa 1 m2 aufweist.
Wenn es sich um einen unbesetzten Raum mit den gleichen Eigenschaften handelt, ist eine etwa 10-fache stündliche Lufterneuerung ausreichend, um einen Luftverschmutzungsgrad von weniger als 10 Bakterien/m3 zu erreichen.
Zur Erzielung einer Zufuhr von Luft durch die Filter 25 und 9 wählt man diese, nicht wie bei den bisher beKannten Einrichtungen vom Typ "HEPA", d. h. Diffusionsfilter, deren numerische Wirksamkeit 99,97 % in bezug auf den "D.C.P."-Test (gouttelettes de dioptyphtalate d'un diamètre de 0,3 micron) beträgt, sondern sogenannte "Trägheitsfilter" ("filters à inertie") vom Typ "HEPNC", deren numerische Wirksamkei@ - in bezug auf den "D.O.P."-Test praktisch iXiull ist - nahe bei 100 5 liegt in bezug auf Teilchen der Größe von etwa 1 Mikron.
Im Handel findet man unter der Bezeichnung "PYLTISS" einen Filter, der die Typen-Nr. 4 900 trägt und der tatsächlich aus einem Polyamid-Filzmaterial gebildet ist. Dieses Material weist eine Dicke von 0,5 cm und ein Gewicht von 900 g/m² auf. Ein derartiger Filter erweist sich nicht nur als ausreichend, um möglicherweise in der Luft auftretende Mikroororganismen zurückzuhalten, sondern er ist - und dies ist von großer Bedeutung - ausreichend durchlässig, tinl den erforderlichen Luftdurchsatz zu gewährleisten. Die Luftbewegung erfordert nur wenig Energie und ruft nur eine schwache Erwärmung der Luft und des zu reinigenden Raumes hervor. Die ilteröffnungen brauchen nur einen geringen Querschnitt aufzuweisen, weswegen der Erfindungsgegenstand sehr platzsparend ausgebildet werden kann.
Uberdies Müssen die Filter in den Gehäusen 11 bzw. 9 aru Luft einlaß 8, wie die übrigen Filter, periodisch ersetzt werden.
Dabei ist es sehr wirtschaftlich, wenn man Trägheitsfilter vom Typ "HEPNC" verwendet, die wesentlich billiger sind als Diffusionsfilter für gleichwertige Luftzuführmengen.
Die Ausfuhrungsforinen. gemäß den Fig. 6, 7 und 10 unterscheiden sich von der beschriebenen Ausführungsform insbesondere dadurch, daß die gereinigte Luft nich-t mehr vor die als Durchlässe geeigneten Wandverbindungen geblasen wird, sondern vielmehr senkrecht zur Gesanì- oder Teilfläche des Raumes, Je nachdem, ob man die gesamte Atmosphäre des Raumes oder nur einen Teil bereich von Verunreinigungen befreien möchte.
Insbesondere ist der Raum 30 gemäß den Fig. 6 und 7 mit einer filternden fläche 32 PNC" ausgestattet, die im folgenden noch eingehender beschrieben werden soll. Die filternde Fläche 32 ist in einem bestimmten Abstand von der Decke 34 derart angeordnet, daß sie mit der Decke einen Teilraum 36 bildet.
Der Raum 3Q ist von einer Kammer 38 durch eine vorzugsweise im unteren Teil einer durchlässigen Trennwand 40 angeordnete öffnung 42 getrennt, durch die die verunreinigte Luft des Raumes angesaugt werden kann. Der obere Teil der Kammer 38 steht über einen Vorfilter 44 mit dem Teilraum 36 in Verbindung. Diesem wird über eine beispielsweise in der Decke vorgesehene Einlaßöffnung 46 Frischluft zugeführt. Im Teilraum 36 angebrachte Gebläse 48 unterhalten eine ständige Zirkulation und Durchwirbelung der aus dem Raum entnommenen und vom Vorfilter 44 vorgefilterten Luft sowie der durch die Einlaßöffnung 46 angesaugten Frischluft, wobei das Gemisch unter Druck quer durch die filternde "HEPNCtt-Fläche 32 hindurchgeblasen wird.
Eine der Wände des Raumes 30 weist eine Auslaßöffnung 50 auf, durch die eine Teilmenge der verunreinigten Luft entweichen kann, welche in bezug auf die Umgebungsluft unter Überdruck steht und der Frischluftmenge entspricht.
Zwei zur Verminderung der Luftverschmutzungsphänomene bestimmte Schiebetüren 52 und 54 sind jeweils an der Wand 40 und an der Außenwand 56 der Kammer 38 vorgesehen, um es zu ermöglichen, daß die Kammer 38 entweder mit der Raumluft oder mit der Außenluft verbunden werden kann.
Gemäß der Erfindung wird die filternde Fläche 32 dadurch geschaffen, daß man zur Bildung der zu bedeckenden Fläche die Zahl der gewünschten ?1Trägheit5filter?1 "HEPNCtl nebeneinanderlegt. Zur Verbesserung seiner Festigkeit und zur Homogenisierung seiner Filterqualität ist der Filter mehrschichtig aus Elementarfiltern aus Papier, beispielsweise aus gefaltetem Papier, gebildet. Die Höhe und die lineare Anzahl der Falten sind, wie der Druckverlust des Filters, für eine bestimmte Durchlaßgeschwindigkeit einer vorgegebenen Luftmenge ausgelegt, die unterhalb des vom Bauherrn angegebenen Wertes liegt. Die Anzahl der Schichten der Elementarfilter für eine vorgegebene Durchlaßgeschwindigkeit wird derart ermittelt, daß die Reinigung der Luft in der Höhe der Filter einem Wert entspricht, der unter der Anzahl von 10 die Entwicklung von Bakterienkulturen begünstigenden Partikelchen/m3 liegt. Hierzu sei daran erinnert, daß die Qualität eines aus n-gleichen Elementarfiltern von der Qualität Q0 gebildeten Filters gleich ist der Qualität n Q0, wobei Q0 = log . # . Q0 # stellt dabei den Wirkungsgrad bzw. Gütegrad des Filters dar, d. h. den Ertrag zwischen der Anzahl der durch den Filter festgehaltenen Partikelchen und der Anzahl der in diesen eintretenden Partikelchen.
Diese Art eines ttTrägheitsfilters", bei dem beispielsweise 'tMedia-Papiert von relativ grcßer Porosität verwendet wird, gestattet es, die Oberfläche dieser "Media-Papiere" durch feuerfeste Imprägnieru-ng mit einem Niederschlag aus bakterizid undioder fungizid wirkenden Erzeugnissen und/oder mit einem Niederschlag aus spezifischen Enzymen zu versehen, und dies alles, ohne den Druckverlust des Filters zu erhöhen. Diese Behandlungsweisen gestatten es insbesondere, die auf diesen Media-Papieren" ansässigen Mikroorganismen abzutöten und/oder ihre weitere sntwicklung zu verhindern.
In gleicher Weise kann man Papierschichten von unterschiedlicher und abnehmender Porosität von der Art verwenden, bei der zunächst alle Mikroorganismen und Bakterienträger mit großen Abmessungen von den Schichten von großer Porosität zurückgehalten werden und bei der alle Mikroorganismen und Bakterienträger mit kleinen Abmessungen von den Schichten mit geringerer Porosität abgefangen werden. Diese Technik erlaubt es, die Lebensdauer der Filter zu verbessern bzw. zu verlängern.
Im Falle der Verwendung von "Trägheitsfiltern" mit identisch ausgebildeten Elementarfiltern ist die Lebensdauer bei gleicher spezifischer Luftzufuhr, im Vergleich zu den Absolutfiltern, viel kleiner.
Gemäß der Erfindung sind die leicht handhabbaren Filter beispielsweise. von einem Metallrahmen umschlossen. Wie Fig. 8 zeigt, ist der Rahmen aus auf dem Kopf stehenden T-Profilen 58 gebildet, die eine zellenförmige Baueinheit 60 angrenzen, in der filternde Zellmoduln 62 angeordnet sind. Jede filternde Zelle 62 ist von einem V-förmigen Verstärkungsprofil 63 umrahmt und füllt exakt ein zellenförmiges Bauteil aus. Die Zelle ruht mit ihrem Verstärkungsrahmen 63 auf einem horizontal verlaufenden Steg der T-förmigen Profile 58, wobei zwischen dem Verstärkungsrahmen 63 und dem Profil 58 ein Dichtungselement 64 angeordnet ist. Die Zellen sind im allgemeinen quadratisch ausgebildet und weisen Standardabmessungen mit einer Seitenlänge von beispielsweise 30 oder 60 cm auf.
Die V-förmigen Verstärkungsprofile 63 sind wieder verwendbar, während die filternde Zelle 62 ausgewechselt wird, was ihre Verwendung sehr wirtschaftlich macht. L'in perforiertes eloxiertes Blech 66 kann zum Schutz der Unterseite der filternden Fläche 62 und gleichzeitig zur Verzierung des Raumes verwendet werden. Das Blech wird beispielsweise zwischen den Filter 62 und den unteren Steg des V-förmigen Verstärkungsprofils 63 eingefügt.
Die filternden Zellen 62 können im Inneren der zellenförmigen Baueinheiten 60 durch jedes geeignete Mittel, beispielsweise mit Hilfe magnetischer Halteeinrichtungen'befestigt werden.
Fig. 9 zeigt ein Befestigungselement, das Teil dieser srfindung ist. Dieses Element ist aus einem Hebel 68 gebildet, der in der Nähe eines seiner inden einen zum Hebel senkrecht verlaufenden Zapfen 70 trägt. Der Zapfen 70 kann in einem im i{ittelsteg des Profils 58 vorgesehenen Loch drehbar gelagert werden. Der Hebel 68 wirkt mit seinem dem Zapfen 70 benachbarten Ende 71 mit dem oberen Flansch des V-förmigen Vers.üärkungsprofils 63 zuspannen, wobei das binde 71 die Aufgabe einer Nocke übernimmt. Das Profil der flocke ist derart ausgelegt, daß, wenn der Hebel 6 eine erste Stellung einnimmt, beispielsweise eine zur filternden Zelle o2 senkrechte Stellung, die socke 71 das Profil 63 auf das Dichtungselement 64 drückt. Wenn der Hebel in eine zweite Stellung verschwenkt ist, beispielsweise in eine zur lilternden Zelle 62 geneigte Stellung, drückt die Socke nicht auf die filternde Zelle 62.
In dieser zweiten Stellung kann der Hebel 68 gegebenenfalls durch Verschieben des Zapfens 70 aus dem Halteloch herausgezogen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die filternde Decke aus mehrschichtig ausgebildeten Zellen in verschieden großer Anzahl von Schichten bestehen, die ein senkrecht zu dem zu behandelnden Bereich des Raumes erfolgendes Einblasen von Luft mit einer Geschwindigkeit gestattet, die viel größer ist als in der Nähe des äußeren Bereichs.
Bei einer bestimmten Luftzufuhr verbessern diese Zellen die Kolbenwirkung in der ITähe des behandelten Bereichs. Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen der periphere Bereich I, der n-iittlere Bereich II und der Zentralbereich III jeweils a, b und c Schichten auf, wobei die Anzahlen a, b und c zueinander in einem doppelten Ungleichheitsverhältnis stehen: a- b > c.
Eine derartige Anordnung gestattet es, ein Gefälle für die Luftzufuhr zu erzielen und die Leistungsfähigkeit bzw. die Wirksamkeit des Systems auf die Bereiche mit hohem Infektionsrisiko, etwa nach dem in Fig. 10 dargestellten Diagramm, zu konzentrieren. Man erzielt auf diese Weise eine konstante Auslaßgeschwindigkeit, die zwischen 25 und 70 cm/sec varrieren kann und die die Luft von der Peripherie zum Zentrum des Raumes hin verbessert. Auf diese Weise wird ein von einem "Vorhang" aus gereinigter Luft gebildeter bevorzugter Bereich geschaffen, dessen Luft - im Falle einer beweglichen binrichtung - in bezug auf den übrigen Raum oder - im Falle einer fest installierten Einrichtung - iil bezug auf den äußeren Atinosphärendruck unter relativem überdruck steht.
Der Erfindungsgegenstand weist somit eine Reihe bedeutsamer Vorteile auf: - er ist in allen bereits bestehenden Räumlichkeiten verwendbar; - er gestattet es, den Austausch von mit Mikroorganismen verschmutzter Luft zwischen dem zu behandelnden Raum und seiner Umgebung zu unterdrücken; - die in der Luft vorkommenden Mikroorganismen werden mit Hilfe von geringe Druckverluste verursachenden "Trägheitsfiltern" "HEPNC" physisch festgehalten; - die "Trägheitsfilter" "HEPNC" werden kontinuierlich desinfiziert; - es kann ein großes Luftvolumen pro Zeiteinheit behandelt werden, wodurch die Verschmutzung der mit Mikroorganismen angereicherten Luft eines selbst von Personen besetzten Raumes beträchtlich verringert wird; - die Einrichtung erfordert keine Hochdruckgebläse und - die Rotationsgeschwindigkeit (Drehzahl) der Gebläsemotoren kann gering sein, was einen niedrigen Geräuschpegel zur Folge hat.

Claims

natentansprüche

Verfahren zur Beseitigung von in der Luft eines Raumes mit geschlossenen fenstern und Türen auftretenden Mikroorganismen und zur Verhinderung der Verunreinigung der Umgebungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem geschlossenen Raum enthaltene Luft in einem geschlossenen Kreislauf, insbesondere durch Filterung, gereinigt wird, daß die Luft unter relativem ueberdruck direkt vor die als Verbindungen mit der Umgebung des Raumes geeigneten Wanddurchbrechungen, insbesondere vor Fenster oder Türen, geführt wird, und daß die verunreinigte Luft durch von der Umgebung kommende, insbesondere durch Filterung gereinigte Luft ersetzt wird, wobei die verunreinigte Luft durch die erwähnten vianddurchbrechungen aus dem Raum entweichen kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Reinigung wenigstens eines Teilbereichs eines Raumes, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft dieses Bereiches mit Hilfe von filternden Flächen von hoher Wirksamkeit von den die Entstehung bzw. Entwicklung von Bakterienkulturen begünstigenden Partikelchen gereinigt wird, wobei die filternden Flächen senkrecht zu dem vor den Partikelchen zu schützenden Raum angeordnet werden, wobei sie unter der Decke eine der Fußbodenfläche des Raumes entsprechende Fläche bilden, daß von dem Raum Luft entnonmen wird,und daß die Luft in bezug auf den außerhalb des Raumes herrschenden Druck mit Überdruck durch die filternden Flächen hindurchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere zur wirksamen Beseitigung von krankheitserregenden Mikroorganismen, dadurch gekennzeichnet, daß die krankheitserregenden Mikroorganismen in dem Maße abgetötet werden, wie sie von den Filtern festgehal-n werden.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einen der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch wenigstens eine verschiedene Einrichtungen (12 bis 25) einschließende Anordnung (11) zur Entnahme der in dem Raum (30) enthaltenen Luft, um aus der Luft die darin enthaltenen Mikroorganismen zu beseitigen, um an-schließend die gereinigte Luft in den Raum (30) zurückzuführen, indem sie unter relativem Überdruck in Form eines "Vorhanges" an des Wandteil entlanggeführt wird, der mit einer Tür (5) oder nit Fenstern (6,7) versehen ist, wobei die Luft diesen Wandteil größtenteils bedeckt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch Kekelmzeichnet, daß der geschlossene Raum (30) außerdem einen Einlaß (8) dür die Außenluft aufweist, der mit die in der Luft vorkommenden bzw.

auftretenden Mikroorganismen besetigenden Einrichtungen (9) versehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch @, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (8) für die Außenluft Einrichtungen (9) zum Filtern der Luft sowie Einrichtungen (10) zur Rückführung der Luft in eillen Bereich des Raumes (30) lit. relativ niedrige; Druck aufweist, wobei die rückgeführte Luft in bezug auf den Druck der äußeren Atmosphäre unter überdruck steht.
7. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch wenigstens einen "Trägheitsfilter" (filtre à insrtie) (25 od. 9) von ausreichender Feinheit zur Beseitigung der Mikroorganismen aus der aus dem Raum entnommeinen Luft, bevor diese unter Überdruck vor die als Verbindungen geeigneten Wanddurchbrechungen (5,6,7) geführt wird und/oder aus der aus der Umgebungsluft entnommenen Luft, oevor diese un-ter Überdruck in den Raum eingeleitet wira, wobei die Mikroorganismen mit einer Größe von etwa 1 Mikron beseitigt werden, ohne daß dabei infolge einer über diesen Wert hinausgehenden Feinheit in der den Raum durchströmenden Luftzirkulation ein nachteiliger Druckverlust entsteht.
Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen in Strömungsrichtung vor dem "Trägheitsfilter" (2v od. 9) angeordneten Generator (26), der zur Abtötung der vom Filter (25 od. 9) festgehaltenen Mikroorganismen auf diese bestimmte Ausdunstungen aufblasen bzw. aufsprühen kann.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (26) eine ultraviolette Strahlen erzeugende Einrichtung ist.
10. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 9, gekennzeichnet durch ein ein wenig über dem oberen Rand einer Tür (9) oder eines Fensters (6,7) befestigbares Gehäuse (11), durch wenigstens ein elektrisch betätigbares Gebläse (12), durch einen in Strömungsrichtung von dem Gebläse (12) angeordneten ersten Filter (24) zur Entstaubung der Luft, durch einen in Strömungsrichtung nach dem Gebläse (12) angeordneten zweiten Filter (25) vo@ Typ eines sogenannten "Trägheitsfilters" ("typ à inertie") zum @esthelten der Mikroorganismen von der Größe von 1 Mikron, durch einen ultraviolete Strahlen erzeugenden Generator (26), dessen Stranlung auf die = in Strömungsrichtung gesehen -vordere Seite des zuletzt genannten Filters (25) gerichtet ist,und durch eiue - in Strömungsrichtung gesehen - nach dem Filter (25) angeordnet @uslaßöffnung, durch die die vom Gebläse (12) unter Druck eingeleitete und durch Filterung gereinigte Luft in den Raum (30) eingeleitet wird, wo sie längs der Innenseite der Tür (5) urd/oder des/der Fenster(s) (6,7) als eine Art "Vorhang" "herabhängt" und dabei die Tür (5) und/oder der Fenster (6,7) größtenteils verdeckt bzw. bedeckt.
11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Entnahme der in dem Raum (30) enthaltenen Luft zur Beseitigung der in der Luft auftretenden Mikroorganisme@ aus der Luft und zur Zurückführung der gereinigten Xuft in den Teilbereich des zu reinigenden Raumes (30).
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die binrichtungen zur Beseitigung der in der Luft auftretenden Mikroorganismen aus der Luft eine unter der Decke angeordxjete filternde Fläche (62) aufweisen, die zu dem von den Mikroorganismen freizuhaltenden Bereich senkrecht angeordnet und die aus mehreren Seite an Seite nebeneinander angeordneten, vorzugsweise Standardabmessungen aufweisenden, sogenarmten "Trägheitsfiltern" ("filtres à inertie) gebildet ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder "Trägheitstilter" aus wenigstens einer JLlementarfilterschicht aus Papier od. dgl., insbesondere aus gefaltetem Papier od. dgl., gebildet ist und gegebenenfalls mit Niederschlägen aus Bakteriziden und/oder Fungiziden und/oder Enzymen imprägniert ist, wobei die Höhe und die Anzahl der Falten derart ausgelegt ist, daß der Druckverlust des Filters bei einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit der Luft unter einem vorgegebenen Wert liegt.
14. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die filternde Decke (32) aus mehrschichtigen Zellen mit variabler Anzahl von Schichten gebildet ist, die für die Luft an der Decke des Raumes ein Strömungsgeschwindigkeitsgefälle hervorrufen und die Luft senkrecht zu einem bevorzugten Bereich des Raumes (30) mit größerer Geschwindigkeit blasen können als dies außerhalb dieses Bereiches der Fall ist.
15. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschichten verschieden große, kleiner werdende bzw. abnehmende Porositäten aufweisen derart, daß zunächst die Mikroorganismen mit großen Abmessungen von den Schichten mit großer Porosität und anschließend die Mikroorganismen mit kleinen Abmessungen von den Schichten mit kleinerer Porosität festgehalten werden.
16. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter an einem beispielsweise aus Metall bestehenden Tragrahmen (58) angeordnet und gegebenenfalls an diesem mit Hilfe von geeigneten Befestigungseinrichtungen (68) befestigt sind.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (58) aus auf dem Kopf stehenden T-Profilen (58) gebildet ist derart, daß die zellenförmigen Bauteile (60) von den Profilen (58) umgrenzt sind, wobei jedes dieser Bauteile von einem V-förmigen Verstärkungsprofil (63) eingefaßt ist, das auf einem horizontal verlaufenden Flansch der T-förmigen Profile (58) ruht, wobei zwischen dem Flansch und dem V-förmigen Profil (63) ein Dichtungselement (64) angeordnet ist.
18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Filterelement (62) und dem unteren Flansch des V-förmigen Verstärkungsprofils (63) ein eloxiertes Blech (66) angeordnet ist derart, daß es sowohl die filternden Zellen (62) schützt als auclE den Raum (30) verschUnert.
19. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen (68) aus einem Hebel (68) gebildet sind, der in der Nahe eines seiner Enden einen zum Hebel (68) senkrecht verlaufenden Zapfen (70) aufweist, der in einem am Mittelsteg des T-förmigen Profils (58) vorgesehenen Loch drehbar ist, daß das dem Zapfen (70) benachbarte Ende des Hebels (68) ein Nockenprofil (71) aufweist, das, wenn der IIebel (58) eine erste Stellung einnimmt, die Nocke (71) die filternde Zelle (62) auf den oberen Flansch des V-förmigen Verstärkungsprofils (63) drückt, und, wenn der Hebel (68) in eine zweite Stellung verschwenkt ist9 die Nocke (71) von der filternden Zelle (62) abhebt, wonach der Hebel (68) abnehmbar ist.
20. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die filternde r'läche (32) mit der Decke (34) des Raumes (30) einen Teilraum (36) bildet, in dem wenigstens ein Gebläse (43) angeordnet ist, das ein Gemisch aus über eine Öffnung (42) auf den Raum (30) entnommener Luft, aus mit Hilfe eines Vorfilters (44) vorher entstaubter Luft und aus durch eine Einlaßöffnung (46) angesaugter Frischluft unter Überdruck durch die filternde Fläche (32) in den Raum (30) einbläst.

L e e r s e i t e