DE2618127B2

DE2618127B2 - Vorrichtung zum Abtöten von in der Belüftungsluft enthaltenen Keimen

Info

Publication number: DE2618127B2
Application number: DE762618127A
Authority: DE
Inventors: Franz 4834 Harsewinkel Boehnensieker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-26
Filing date: 1976-04-26
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE2618127A1; FR2349337A1; DE2618127C3; FR2349337B1; US4118191A; GB1536397A; CH614628A5; SE7704641L; JPS52131687A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung /um Abtöten von in der Belüftungsluft enthaltenen Keimen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Vorrichtungen werden in Krankenhäusern, ärztlichen Behandlungsräumen und /um Teil auch auf industriellem Gebiet eingesetzt, um in den betreffenden Räumen eine wcitestgehend keimfreie Umwcltbcdingung zu schaffen. Im Einsatz sind gegenwärtig Entkeimungsvorrichtungen, deren wesentlicher Bestandteil ein Filter aus einem kcimdichlcn Material ist, so daß die in der angesaugten Luft enthaltenen Keime zurückgehalten, jedoch nicht abgetötet werden. Dabei besieht die Gefahr des Durchwachsens des keimdichten Filtermaterials infolge ständiger Bildung neuer Keime, so daß diese Filter häufig ausgetauscht werden müssen.

Aus DE-OSn 22 43 223, 20 63 762 sowie 22 30 242 ist es weiter bekannt, vor und gegebenenfalls auch hinter *o derartigen keimdichten Filtern bzw. Schwebstoffiilern cm oder mehrere UV-Strahler anzuordnen, die die Aufgabe haben, die sich auf den Oberflächen der Filter ansammelnden Keime abzutöten. Die UV-Strahlung kann jedoch wegen der slrahlenabsorbiercnden Eigenschaft der verwendeten Filtcrmalcrialicn, /.. B. in Form von Glas- oder Kunststoffascrn, und der ebenfalls grundsätzlich strahlenabsorbierend wirkenden BcIc gung der Filteroberflächen mit Keimen und sonstigen zurückgehaltenen Luftverschmutzungen einen keimtötenden Einfluß nennenswert nur an der freiliegenden Filteroberfläche oder in der Zu- bzw. Abluft entfalten und hier auch nur dann, wenn mit sehr hoher Strahlungsintensität gearbeitet wird, da anderenfalls die gegebenen Verweilzeiten, denen die Keime der Strahlung ausgesetzt sind, zur Abtölung nicht ausreichen. Diejenigen Keime, die trotz der genannten Maßnahmen im noch lebensfähigen Zustand in die Filter gelangen, finden daher die Voraussetzung für ein praktisch ungestörtes Wachstum vor, so daß auch diese bekannten Vorrichtungen schließlich von noch labenden Keimen durchwachsen werden. Daneben hat oie hohe UV-Strahlungsintensität die Bildung von hohen Ozonriengen zur Folge. Zwar besitzt Ozon selbst ebenfalls eine keimtötende Wirkung, jedoch beeinträchtigt es als UV-Strahlen absorbierendes Gas wiederum die keimtötende Wirkung der UV-Strahlung selbst und mii3 wegen seiner Giftigkeit darin gehindert werden, in den zu belüftenden Raum zu gelangen. Demzufolge ist es bei den bekannten Fütervorrichtungen notwendig, an der Luftaustritlsscite ein weiteres Gasfilter zur Entfernung des gebildeten Ozons vorzusehen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art zu schaffen, die trotz einfacherem Aufbai' und umweltfreundlicherem Betriebsverhalten ein Durchwachsen mit noch lebenden Keimen auch nach längeren Betriebszeiten verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgcmäß durch die Maßnahme im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.

Im Gegensatz zu den bislang verwendeten keimdichten Filtern wird erfindungsgcmäß somit eine Lage aus Quarzmalerial vorgesehen, die die darauf auflreffcnde UV-Strahlung praktisch vcrlustfrei hindurchläßt. F.in geeignetes Material kann z. B. Quarzwolle. Quarzp;>picr oder gesinterter Quarzsplit sein. Die UV-Strahlen können daher ihre Wirkung sowohl: η den Oberflächen der Lage als auch in deren Inneren gleichwertig entfalten. Wegen des labyrinthart'gen Strömungsvcrlaufes der Luft durch die Lage ist der keimtötende Effekt der UV-Strahlung im Inneren der Lage sogar höher als an deren Oberflächen, da besagter Strömungsverlauf die Verweilzcit erheblich vergrößert, der die Keime den Strahlen ausgesetzt sind. Da zwischen der UV-Slrahlungsinlensität und der Vcrweil/.cil ein enger Zusammenhang besteht, reichen bei der Erfindung in der Regel UV-Slranlcr mit einer .Strahlungsintensität aus, bei der vergleichsweise wenig Ozon erzeugt wird und daher auf das Vorsehen von Gasfiltern oder dgl. zur Entfernung des Ozons verzichtet werden kann. Gemäß der im Unteranspruch 2 aufgeführten Weiterbildung der Erfindung kann daher die erfindungsgemäße Lage vorzugsweise eine solche labyrinthartige Strukturicrung haben, daß der Durchgang der Keime grundsätzlich nicht behindert wird und damit eine innere oder äußere Belegung der keimtötenden Lage mit Keimen oder anderen Partikeln nicht eintritt, so daß die Standzeit eier erfindungsgemäßen Vorrichtung um ein Vielfaches hoher als bei den bekannten mit kcimdichlcn F-'iltern arbeitenden Vorrichtungen ist. Naturgemäß kann weiter auch kein Durchwachsen der Lage mit noch lebenden Keimen eintreten, so daß auch bei einem Austausch der Vorrichtung nicht die Gefahr einer bakteriellen Verseuchung des zu belüftenden Raumes besteht.

Die Lage kann gemäß der im Unieranspruch 4 aufgeführten Weiterbildung der Erfindung im wesentlichen flaehplultenförmig ausgebildet sein. Die Praxis hat jedoch gezeigt, dal) /.. B. aus Quarzwolle gebildete Lagen unter Umstanden Durchgänge aufweisen, die sich direkt von einer Oberfläche /ur gegenüberliegenden erstrecken. Daher wird bevorzugt, daß die Lage gemäß der Weiterbildung nach Unicranspruch 5 zickzackförmig ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Luft bzw. die darin enthaltener. Keime stets unter einem gewissen Winkel auf die Oberflächen der Lage treffen und dadurch solche Durchgänge nicht direkt passieren können. Außerdem wird hierdurch der Durchlaßquerschnitt sowie das keimtötende Volumen der Lage vergrößert. Bezüglich aiiderer Weiterbildungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche 6 bis 8 verwiesen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als getrenntes Belüftungs- oder Luftumwälzgerät oder als Vorschaltgerät für eine Klimaanlage ausgebildet werden. Im letzteren Fall dient das Druckgebla.se als Druckerhö hungsstufe, um den statischen Druck der Klimaanlage auf einen die Arbeitsweise der Vorrichtung verbessernden Wen zu erhöhen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, fis zeigt

Fig. I eine schematische geschnittene Ansicht von einer ersten Ausfiihrungsform einer als Baueinheit ausgebildeten Kombination aus UV-Strahlern und Lagen aus UV-Strahlen nicht absorbierendem Quarzmaterial für eine Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 eine schcmalischc geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer solchen Baueinheit für die Vorrichtung nach der Erfindung.

F i g. 3 eine schemalische perspektivische Ansicht von einer als Lufiumwälzgcrät ausgebildeten Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig.4 eine schematiche perspektivische, teilweise weggebrochene Ansicht von einer als Belüftungsgerät ausgebildeten Vorrichtung nach der Erfindung mit Darstellung von deren Anordnung an einer l.uftaiistrittsöffnung i"i Luftschacht einer Klimaanlage.

Die in F i g. 1 gezeigte Baueinheit aus UV-Strahlern und filterartig aufgebauten Lagen zum Einbau in eine Vorrichtung nach der Erfindung weist einen Rahmen 1 mit einem Paar in parallelem Abstand voneinander liegenden seitlichen Rahmenteilen 2 und gegebenenfalls oberen und unteren, nicht dargcstei; en Rahmenteilen auf. Die seitlichen Rahmenteil 2 haben, wie gezeigt, vorzugsweise einen im svesentlichen U-förmigen. nach außen sich öffenden Querschnitt und dienen zur Befestigung der Baueini-;it in oder an einer nicht gezeigten Luftaustriitsöffming. beispielsweise von einer als l.ultunvvälzgcräl ausgebildeten Vorrichtung nach der Erfindung. Zu diesem Zweck können an den Scilenwänden der Luflajstriitsöffnung Führungsschienen vorgesehen werden, über die die Baueinheit von oben so eingeschober: wird, daß die seitlichen Rahmenlcilc 2 die Schienen umgreifen. Die Schienen können, wenn erwünscht, anschließend, z. B. über eine Schraubanordnung, fest mit den seitlichen Rahmenteilen 2. vorzugsweise unter Vorsehen von geeigneten DichfungSmitfeln, verklemm! werden. Der Rahmen f kann aus irgendeinem geeigneten Material, wie Metall oder Kunststoff bestehen.

Zwischen den seitlichen Rahmenleilen 2 und von diesen gehalten erstrecken sich im vorliegenden lall zwei in parallelem Abstand voneinander liegende Lagen i, 4 aus Qiiarzmalerial. d-s UV-Strahlen im wesentlichen ohne Intensitätsverlust hindurchläßi, d.h. diuse Strahlen nicht absorbiert. Die Lagen 3, 4 bestehen vorzugsweise aus Quar/wolle, geschichtetem Quar/pi.·- pier. oder aus porös gesintertem Quar/splii. Ls vcsichi sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf dieses Material beschränkt ist, sundern auch andere Materialien vorgesehen werden können, vorausgesetzt, daß sie die besagte UV-Strahlen nicht absorbierende Eigenschaften aufweisen.

Wie dargestellt, sind weiter im Raum 5 zwischen den beiden Lagen 3, 4 ein oder mehrere UV-Strahler 6. z. B. in Form von UV-Röhren oder UV-Lampen in Absland voneinander angeordnet, so daß beide Lagen Z, 4 mit einer im wesentlichen gleichmäßigen UV-Strahlungsin-

r") tensität beaufschlagt werden. Die Strahiere werden im Rahmen I in dem Fachmann bekannter Weise so gehalten, daß eine leichte Wartungs- und Austauschmöglichkeit gegeben ist. Wenn erwünscht, können die Strahler auch in den Lagen i, 4 eingebettet sein oder

2u kann eine derartige Anordnung der Strahler, zusätzlich zu der in Fig. I gezeigten vorgesehen "erden.

Um Strühlun^sverluste un den durch die seitlichen Rahmenteile 2 gebildeten .Seitenwänden des Raumes 5 so klein wie möglich zu halten, ist weiter je ein Reflektor

2j 7 auf der dem Raum 5 zugewandten Oberfläche des betreffenden Rahmenteils 2 befestigt. Diese Reflektoren haben, wie dargestellt, einen etwa dachförmigen Querschnitt, so daß die darauf auftreffenden UV-Strahlen auf die Lagen 3,4 zurückgeworfen werden.

in In Fig. 1 sind die beiden Lagen 3, 4 aus dem UV-Strahlen im wesentlichen nicht absorbierenden Quarzmaterial plattenförmig ausgebildet. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß z. B. aus mehreren übereinandergeschichteten Quarzwollmatten gebildete Lagen gegebe-

!"> nenfalls Bereiche aufweisen können, in denen direkte oder annähernd direkte senkrechte Durchlaßpassagen vorliegen, die sich von einer Oberfläche zur anderen erstrecken. In solchen Bereichen könnte daher die zu entkeimende Luft im wesentlichen ohne die notvendi-

« gen vielfältigen Umlenkungen durch die Lagen hindurehgclangen. Um einen solchen Durchgang zu verhindern, haben die Lagen vorzugsweise einen im wesentlichen ziek-znckförmigen Verlauf, wie er in F i g. 2 dargestellt ist. Der zick-zaekförmige Verlauf der Lagen 3, 4 stellt sicher, daß die anströmende Luft mit den darin befindlichen Keimen stets unter einem gewissen, vorzugsweise spitzen Winkel, auf die Oberflächen der Lagen 3, 4 auftrifft und daher schon an dieser Stelle Ablenkungen erfährt. Außerdem werden durch

"in die zick-zackförmige Anordnung der Lagen 3, 4 der Durchlaßquerschnitt. das keimtötende Volumen und die Oberflächen der Lagen wesentlich vergrößert.

Wenn erwünscht, kann auch eine Lage. z. B. die anslrömseitige Lage 4. zick-zackförmig und die andere,

η absirörnscitigc Lage 3. plattenförmig ausgebildet sein.

Die Baueinheit nach F i g. 2 unterscheidet s^;ch von der vorausgehend beschriebenen neben der zick-zaekförmigen Ausbildung der Lagen 3, 4 im wesentlichen durch eine modifizierte Gestaltung des Rahmen I. Wie

mi dargestellt, ist hier 'Jr jede Lage 3 bzw. 4 und für die UV-Strahler 6 jeweils ein gesondertes Paar in parallelem Abstand voneinander angeordneter seitlicher Rahmenlcile 8, 9, 10. mit z. 15. kasfcnlörmigcm Querschnitt vorgesehen. Dies bietet den Vorteil, daß die

hj Einzelkomponenten der Baueinheit getrennt voneinander hergestellt und b.'vorra'ct werden können. Dabei sind die seitlichen Rahmenteil 8, 9, 10 so aufeinandei abgestimmt, daß sich z. 13. am Einsatzort niiiteK

Schrauben. Verschweißen oder dergleichen, zu dem in I ι g. 2 gezeigten Gesamtgebildc leicht zusammensetzen liissen. Ls versieht sich, dal! die seitlichen Kahmenteile 8, 9, IO aus irgendeinem geeigneten Material, wie Metall oder Kunststoff, bestehen können. '>

Die in l^; ig. 2 gezeigte Baueinheit in Verbindung mit einem Druckgebläse ist insbesondere als Vorsat/gerät vor den l.uflaiistrittsöffnungen von Klimaanlagen geeignet. Wie in I·' i g. 2 gezeigt, kann dabei an dem Paar seitlicher Rahmenteile 9, das der l.uftaiistriltsöffnung in der Klimaanlage abgewandl ist. außenseitig je ein Winkelprofil Il befestigt werden, /wischen den beiden Winkclpmfilen 11 erstreckt sich eine l.amellenanord· nung 12. die einerseits die austretende Luft in geeigneter Weise auf den zu beaufschlagenden Kaum, z. Ii. einen ii Operationssaal, verteilt, und andererseits einen wirksamen Strahlenschutz bietet.

Die Lagen 3, 4 der in ΙΊ g. I und 2 gezeigten Baueinheiten haben vorzugsweise eine lockere, lain die hintere I ckwand 17 der zweite Wandabschnilt 18. der in einem geeigneten Abstand mn der hinleren Lndwand 17 endet und in den dritten Wandabschnilt 20 übergeht. Der dritte Wandabschnitt 20 erstreckt sich vom besagten Lnde des zweiten Wandabschnitts 18 im wesentlichen diagonal durch das Gehäuseinnere in Richtung auf die andere Seitenwand 14 und ist an deren inneren Oberfläche in Abstand von der vorderen Kndkante der Seitenwand 14 integral angeformt oder angeschweißt. Durch die Wandabschnitte 18, 20 wird somit ein gegenüber dem übrigen Gehäuscinncien abgetrenntes Abteil 19 mit im wesentlichen säge/.ihn formigem (irundriß gebildet.

In dem /weiten Wandabschnilt 18 ist cmc Öffnung vorgesehen, die mit dem Abblasschaclit eines Druckgebläses 21 in Verbindung steht. Das Druckgeblase isl im Gehäusebereich zwischen dem ersten Wandabschnitt 16 und tier hinteren Lndwand 17 angeordnet. Durch das Druckgebläse 21 wird die durch die vorfillncrendc

mi tür.) «.nc iti uei i.iiii in c.muw.miu ι/ UII1LII VIIL

befindlichen Keime darin nicht mich Art eines Filters zurückgehalten werden, sondern ihr Durchgang nur stark verringert erfolgt. Da die keimtötende Wirkung von UV Strahlen bei einer gegebenen Strahlungsintensität eine l-'unklion der Verweil/eil ist. der die Keime 2> tier Strahlung ausgesetzt sind, müssen die Lagen 5,4 so ausgebildet sein, dall sichergestellt ist. daß die Keime bei ihrem Durchgang häufige lab\nnlhartige Umlenkungen erlahren. so ein 13 die gewünschte Verweilzeit vorliegt. Dies wird einerseits durch die l.alnrinthstrukiur der jo Lagen 3, 4 selbst und andererseits durch deren Dicke als auch Lormgebung beeinfliil.il. Dabei werden bei einer zick/ackförniigen Anordnung der Lagen gemäß Γ ι g. 2 besonders gute Lrgebnisse erzieh. Desweiteren kann die Strahlungsintensität durch Ablagerung von Fremdsioffen. wie Staubpartikeln, in den Lagen 3, 4 im Laufe der Betriebszeit geschwächt werden. Um eine solche Schwächung frühzeitig feststellen zu können, kann weiter an einer Stelle der Vorrichtung, wo aus baulichen oder sonstigen Gründen die Strahlungsintensität am geringsten ist oder wo die stärkste Ablagerung von Fremdstoffen zu erwarten ist. eine nicht gezeigte Meßsonde angeordnet werden, die bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Strahlungsintensität ein Alarmsignal abgibt oder gegebenenfalls automatisch eine weitere Luftzufuhr abschaltet.

F ig. 3 zeigt eine als l.uftumwälzgerät ausgebildete Vorrichtung nach der [Erfindung mit einem Druckgebläse und einer keimtötenden Baueinheit vorbeschriebenen Aufbaues. Die Vorrichtung umfaßt ein allgemein mit 13 bezeichnetes Gehäuse, bestehend aus einem Paar Seitenwände 14. ei^er nachfolgend näher beschriebenen vorderen Kndwand. einer aus einem vorfiltrierenden Material herkömmlicher Art gebildeten hinteren Endwand 17. einer Bodenwand 15 und einer nicht gezeigten. vorzugsweise abnehmbaren. Deckenwand. Die als Vorfilter ausgebildete hintere Endwand 17 hat die Aufgabe, aus der ins Gehäuseinnere eintretenden Luft Fremdsloffe. wie Staubpartikel und dergleichen, auszufiltcrn.

Wie dargestellt, setzt sich die vordere Endwand aus drei vorzugsweise integral miteinander verbundenen Wandabschnitton 16, 18, 20 zusammen. Der Wandabschnitt 16 erstreckt sich im wesentlichen parallel zur gegenüberliegenden Endwand 17 und schließt sich mit einem Ende unmittelbar an die benachbarte Seitenwand 14 an. Vom anderen Ende des Wandabschnitts 16 erstreckt sich im wesentlichen senkrecht in Richtung auf angedeutet, in das Abteil 19 gedruckt. Sie gelangt dann durch die allgemein mit 22 bezeichnete keimtötende Baueinheit.die beispielsweise einen Aufbau haben kann, wie er in Verbindung mil Γ i g. I beschrieben wurde. Die keimlötende Baueinheit 22 isi dabei im Abteil 19 im Bereich zwischen einer Seilt.iw and 14 des Gehäuses und dem ersten Wiindabschniit Ib so angeordnet, daß sie wie eine Verlängerung tics Wandabschniltes 16 wirkt.

Line gleichmäßige Verteilung tier durch this Druckgebläse 21 in tlas Abteil 19 eingeführten Luft auf die zugewandte Oberfläche tier Baueinheit 22 wirtl einesteils durch die beschriebene stiomungstechnische Ausbildung des Abteils 19 und anderenteils durch Leitblechc 23 sichergestellt, die an tier der Baueinheit 22 zugewandten Oberfläche des dritten Wandabschnittes 20 unter geeignetem Absi.intl voneinander befestigt sind.

L i g. 4 zeigt die Ausbildung tier erfindungsgemäßen. keimtötenden Vorrichtung als Vorsalzgeräl für eine Luftaustrittsöffnung an einem Luftschacht einer Klimaanlage. Der Aufbau der keimtötenden Baueinheit 24 selbst kann im wesentlichen Γ i g. 2 entsprechen, so daß auf die betreffenden Ausführungen verwiesen w ird. Die Baueinheit 24 ist dabei an der Innenseite eines Durchbruchs 26 in einer Gebäudewand 27 in der dargestellten Weise befestigt. An der Außenseite der Gebäudewand 27 erstreckt sich der Luftschacht 25. dessen nicht näher bezeichnete Luftaustrittsöffnung ebenfalls mit dem Durchbruch 26 in Verbindung steht, so daß die durch den Schacht 25 strömende Luft durch die Baueinheit 24 gedrückt wird. In der Regel ist jedoch der statische Druck einer Klimaanlage zu gering, um eine ausreichende Luftmenge durch die Baueinheit 24 hindurchdrücken zu können. Aus diesem Grunde ist ein Druckgebläse 28 anblasseitig der Baueinheit 24 und mit dieser vorzugsweise eine bauliche Einheit bildend vorgesehen, welches als Druckerhöhungsstufe wirkt. Das Druckgebläse 28 kann weiter init einem Strömungsabteil ähnlich dem Abteil 19 gemäß F i g. 3 kombiniert werden. Wie dargestellt, erstrecken sich über den Querschnitt des Luftschachtes 25 nahe dessen Austrittsöffnung ein oder mehrere Vorfilter 29 herkömmlicher Bauart zum Ausschneiden von Fremdstoffen, wie Staubpartikel, aus der Luft. Es kann jedoch zusätzlich oder anstelle der Vorfilter 29 eine filtrierende Wand, ähnlich wie bei F 1 g. 3. vorgesehen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abtöten von in der Belüftungsluft enthaltenen Keimen, wie Bakterien, mit wenigstens einer filterariig strukturierten Laf·;, durch die die Belüftungsluft hinduichgeführt wird, wenigstens einem auf die Lage einwirkenden UV-Strahler und einem anblasseiüg der Lage angeordneten Druckgebiäse, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (3, 4) aus einem UV-Strahlen durchlassenden Quarzmaterial gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (3, 4) so strukturiert ist, daß der Durchgang der Keime durch die Lage nur stark verzögert erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (3; 4) aus Quarzwolle, Quarzpapier oder gesintertem Quarzsplit gebildet ist.

4. Vorrich'ung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeicTniet, daß die Lage (3; 4) im wesentlichen flachplattenförmig ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (3; 4) zick-zackförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der UV-Strahler (6) vor und/oder hinter und/oder in der Lage (3;4) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in im wesentlichen parallelem Abstand zu der einen Lage (4) wenigstens eine weitere Lage (3) aus dem Quarzmaterial angeordnet i^r,i.

8. Vorrichtung nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß im Raum (5) zwischen den beiden Lagen (3, 4) ein oder mehrere UV-Strahler (6) angeordnet sind.

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