DE2618127C3 - Vorrichtung zum Abtöten von in der Belüftungsluft enthaltenen Keimen - Google Patents

Description

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

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

Aus DE-OS 22 43 223, 20 63 762 sowie 22 30 242 ist es weiter bekannt, vor und gegebenenfalls auch hinter derartigen keimdichten Filtern bzw. Schwebstoffiltern ein 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 strahlenabsorbierenden Eigenschaft der verwendeten Filtermatcrialien, z. B. in Form von Glas- oder Kunststoffasern, und der ebenfalls grundsätzlich strahlenabsorbierend wirkenden Belegung der Filteroberflächen mit Keimen und sonstigen zurückgehaltenen Luftverschmutzungen einen keimtötenden Einfluß nennenswert nur an der freiliegenden Filteroberfläche oder in der Zu- bzw. Abiuft 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 Abtötung 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 auclr diese bekannten Vorrichtungen schließlich von noch lebenden Keimen durchwachsen werden. Daneben hat die hohe UV-Strahlungsintensität die Bildung von hohen Ozonmengen zur Folge. Zwar besitzt Ozon selbst ebenfalls eine keimtötende Wirkung, jedoch beeinträchtigt es als bV-Strahlen absorbierendes Gas wiederum die keimtötende Wirkung der UV-Strahlung selbst und muß wegen seiner Giftigkeit darin gehindert werden, in den zu belüftenden Raum zu gelangen. Demzufolge ist es bei den bekannten Filtervorrichtungen notwendig, an der Luftaustrittsseite 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 Aufbau und umweltfreundlicherem Betriebsverhalten ein Durchwachsen mit noch lebenden Keimen auch nach längeren Betriebszeiten verhindert

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

Im Gegensatz zu den bislang verwendeten keimdichten Filtern wird erfindungsgemäß somit eine Lage aus Quarzmaterial vorgesehen, die die darauf auftreffende UV-Strahlung praktisch verlustfrei hindurchläßt. Ein geeignetes Material kann z. B. Quarzwolle, Quarzpapier oder gesinterter Quarzsplit sein. Die UV-Strahlen können daher ihre Wirkung sowohl an den Oberflächen der Lage als auch in deren inneren gleichwertig entfalten. Wegen des labyrin;hartige,t Strömungsverlaufes der Luft und der Keime durch die Lage ist der keimtötende Effekt der UV-Strahlung im Inneren der Lage sogar höher als an deren Oberflächen, da besagter Strömungsverlauf die Verweilzeit erheblich vergrößert, in der die Keime den Strahlen ausgesetzt sind. Da zwischen der UV-Strahlungsintensität und der Verweilzeit ein enger Zusammenhang besteht, reichen bei der Erfindung in der Regel UV-Strahler mit einer Strahlungsintensität aus, bei der vergleichsweise wenig Ozon erzeugt wird und daher auf das Vorsehen von Gasfiltern oder dgl. zur Entfernung des O/ons verzichtet werden kann. Da wegen der gewählten labyrinthartigen Strukturierung der Lage der Durchgang der Keime grundsätzlich nicht behindert und somit eine innere oder äußere Belegung der keimtötenden Lage mit Keimen oder anderen Partikeln weitgehend vermieden wird, ist die Standzeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung um ein Vielfaches höher als bei den bekannten Vorrichtungen auf Basis keimdichter Filter. 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 Unteranspruch 3 aufgeführten Weiterbildung der Erfindung im wesentlichen flachplaitenförmig ausgebildet sein. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß z. B. aus Quarzwolle gebildete Lagen unter Umständen Durchgänge aufweisen, die sich

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direkt von einer Oberfläche zur gegenüberliegenden erstrecken. Daher wird bevorzugt, daß die Lage gemäß der Weiterbildung nach Üriteranspruch 4 zickzackförmig ausgebildet ist Hierdurch wird erreicht, daß die Luft bzw. die darin enthaltenen 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 Läge vergrößert Bezüglich anderer Weiterbildungen der Erfindung wirü auf die Unteransprüche 5 bis 7 verwiesen.

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

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische geschnittene Ansicht von einer ersten Ausführungsform einer als Baueinheit ausgebildeten Kombination aus UV-Stranlern und Lagen aus UV-Strahleh nicht absorbierendem Quarzmaterial für eine Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer solchen Baueinheit für die Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g: 3 eine schematische perspektivische Ansicht von einer als Luftumwälzgerät ausgebildeten Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 4 eine schematische perspektivische, teilweise weggebrochene Ansicht von einer als Belüftungsgerät ausgebildeten Vorrichtung nach der Erfindung mit Darstellung von deren Artordnung an einer Luftaustrittsöffnung im Luftschacht einer Klimaanlage.

Die in Fig. 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 dargestellten Rahmenteilen auf. Die seitlichen Rahmenteile 2 haben, wie gezeigt, vorzugsweise einen im wesentlichen U-förmigen, nach außen sich öffenden Querschnitt und dienen zur Befestigung der Baueinheit in oder an einer nicht gezeigten Luflaustrittsöffriüng, beispielsweise von einer als Luftumwälzgerät ausgebildeten Vorrichtung nach der Erfindung. Zu diesem Zweck können an den Seitenwänden der Lufiaustrittsöffnung Führungsschienen vorgesehen werden, über die die Baueinheit von oben so eingeschoben wird, daß die seitlichen Rahmenteile 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 Dichtungsmitteln, verklemmt werden. Der Rahmen 1 kann aus irgendeinem geeigneten Material, wie Metall oder Kunststoff bestehen.

Zwischen den seitlichen Rahmenteilen 2 und von diesen gehalten erstrecken sieh im vorliegenden Fall zwei in parallelem Abstand voneinander liegende Lagen 3, 4 aus Quarzmaterial, das UV-Strahlen im wesentlichen ohne Intensitätsverlust hindurchläßt, d.h. diese Strahlen n'cht absorbiert. Die Lagen 3, 4 bestehen vorzugsweise aus Quarzwolle, geschichtetem Quarzpapier, oder iHjs porös geentertem Quarzsplit.

Wie dargestellt, sind weiter im Raum 5 zwischen den beiden Lagen 3,4 ein oder mehrere UV-Strahler 6, ζ. Β. in Form von UV-Röhren oder UV-Lampen in Abstand voneinander angeordnet, so daß beide Lagen 3, 4 mit einer im wesentlichen gleichmäßigen UV-Strahlungsintensität beaufschlagt werden. Die Strahler 6 werden im Rahmen 1 in dem Fachmann bekannter Weise so gehalten, daß eine leichte Wartungs- und Austauschmöglichkeit gegeben ist. Wenn erwünscht, können die Strahler auch in den Lagen 3, 4 eingebettet sein oder kann eine derartige Anordnung der Strahler, zusätzlich zu der in F i g. 1 gezeigten vorgesehen werden.

Um Strahlungsverluste an den durch die seitlichen Rahmenteile 2 gebildeten Seitenwänden des Raumes 5 so klein wie möglich zu halten, ist weiter je ein Reflektor 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 Fig.1 sind die beiden Lagen 3, 4 aus dem UV-Strahlen im wesentlichen n;,r,t absorbierenden Quarzmaterial plattenförmig ausgebildet. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß ζ. B. aus mehreren übereiriändergeschichteten Quarzwollmatten gebildete Lagen gegebenenfalls Bereiche aufweisen können, in denen direkte oder ε ^nähernd 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 notwendigen vielfältigen Umlenkungen durch die Lagen hindurchgelangen. Um einen solchen Durchgang zu verhindern, haben die Lagen vorzugsweise einen im wesentlichen zick-zackförmigen Verlauf, wie er in F i g. 2 dargestellt ist. Der zick-zackförmige Verlauf der Lagen 3, 4 stellt sicher, daß die anströmende Luft mit den darin befindlicherr 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 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 anströmseitige Lage 4, zick-zackförmig und die andere, abströmseitige Lage 3, plattenförmig ausgebildet sein.

Die Baueinheit nach F i g. 2 unterscheidet sich von der vorausgehend beschriebenen neben der zick-zackförmigen Ausbildung der Lagen 3, 4 im wesentlichen durch eine modifizierte Gestaltung des Rahmen 1. Wie dargestellt, ist hier für jede Lage 3 bzw. 4 und für die UV-Strahler 6 jeweils ein gesondertes Paar in parallelem Abstand voneinander angeordneter seitlicher Rahmenteile 8, 9, 10, mit z. B. kastenförmigem Querschnitt vorgesehen. Dies bietet den Vorteil, daß die Einzelkomponenten der Baueinheit getrennt voneinander hergestellt und bevorratet werden können. Dabei sind die seitlichen Rahmenteile 8, 9, 10 so aufeinander abgestimmt, daß sich z. B. am Einsatzort mittels Schrauben, Ve<-?rhweißen oder dergleichen, zu dem in F i g. 2 gezeigten Gesamtgebilde leicht zusammensetzen lassen. Es versteht sich, daß die seitlichen Rahmenteile 8, 9, 10 aus irgendeinem geeigneten Material, wie Metall oder Kunststoff, bestehen können.

Die in F i g. 2 gezeigte Baueinheit in Verbindung mit einem Druckgebl-..se ist insbesondere als Vorsatzgerät vor den Luftaustrittsöffnungen von Klimaanlagen geeignet. Wie in F i g. 2 gezeigt, kann dabei an dem Paar

seitlicher Rahmenteile 9, das der Luftaustrittsöffnung der Klimaanlage abgewandt ist, außenseitig je ein Winkelprofil Il befestigt werden. Zwischen den beiden Winkelprofilen 11 erstreckt sich eine Lamellenanordnung 12, die einerseits die austretende Luft in geeigneter Weise auf den zu beaufschlagenden Raum, z. B. einen Operationssaal, verteilt, und andererseits einen wirksamen Strahlenschutz bietet.

Die Lagen 3, 4 der in F i g. 1 und 2 gezeigten Baueinheiten haben eine lockere, labyrinthartige Strukturierung, so daß die in der Luft befindlichen Keime darin nicht nach Art eines Filters zurückgehalten werden, sondern ihr Durchgang nur stark verringert erfolgt. Da die keimtötende Wirkung von UV-Strahlen bei einer gegebenen Strahlungsofensität eine Funktion der Verweilzeit ist, der die Keime der Strahlung ausgesetzt sind, müssen die Lagen 3,4 so ausgebildet sein, daß sichergestellt ist, daß die Kei'^e bei ihrem Dnrrhgiing häufige labyrinthartige Umlenkungen erfahren, so daß die gewünschte Vcrweilzeit vorliegt. Dies wird einerseits durch die Labyrinthstruktur der Lagen 3,4 selbst und andererseits durch deren Dicke als auch Formgebung beeinflußt. Dabei werden bei einer zick-zackförmigen Anordnung der Lagen gemäß F i g. 2 besonders gute Ergebnisse erzielt. Desweiteren kann die Strahlungsintensität durch Ablagerung von Fremdstoffen, 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 Strahlungsinten- -J5 sität ein Alarmsignal abgibt oder gegebenenfalls automatisch eine weitere Luftzufuhr abschaltet.

F i g. 3 zeigt eine als Luftumwalzgerät ausgebildete Vorrichtung nach der Erfindung mit einem Druckgebläse und einer keimtötenden Baueinheit vorbeschriebenen *o Aufbaues. Die Vorrichtung umfaßt ein allgemein mit 13 bezeichnetes Gehäuse, bestehend aus einem Paar Seitenwände 14, einer nachfolgend näher beschriebenen vorderen Endwand, 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 Fremdstoffe, wie Staubpartikel und dergleichen, auszufiltern.

Wie dargestellt, setzt sich die vordere Endwand aus drei vorzugsweise integral miteinander verbundenen Wandabschnitten 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 die hintere Eckwand 17 der zweite Wandabschnitt 18, der in einem geeigneten Abstand von der hinteren Endwand 17 endet und in den dritten Wandabschnitt 20 übergeht. Der dritte Wandabschnitt 20 erstreckt sich vom besagten Ende 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 Fndkante der Seitenwand 14 integral angeformt oder angeschweißt. Durch die Wandabschnitte 18, 20 wird somit ein gegenüber dem übrigen Gehäuseinneren abgetrenntes Abteil 19 mit im wesentlichen sägezahnförmigem Grundriß gebildet.

In dem zweiten Wandabschnitt 18 ist eine öffnung vorgesehen, die mit dem Abblasschacht eines Druckgebläses 21 in Verbindung steht. Das Druckgebläse ist im Gehäusebereich zwischen dem ersten Wandabschnitt 16 und der hinteren Endwand 17 angeordnet. Durch das Druckgebläse 21 wird die durch die vorfiltrierende Endwand 17 angesaugte Luft, wie durch die Pfeile 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 mit F i g. 1 beschrieben wurde. Die keimtötende Baueinheit 22 ist dabei im Abteil 19 im Bereich zwischen einer Seitenwand 14 des Gehäuses und dem ersten Wandabschnitt 16 so angeordnet, daß sie wie eine Verlängerung des Wandabschnittes 16 wirkt.

Eine gleichmäßige Verteilung der durch das Druckgebläse 2) in das Abteil 19 eingeführten Luft auf die zugewandte Oberfläche der Baueinheit 22 wird einesteils durch die beschriebene strömungstechnische Ausbildung des Abteils 19 und anderenteils durch Leitbleche 23 sichergestellt, die an der der Baueinheit 22 zugewandten Oberfläche des dritten Wandabschnittes 20 unter geeignetem Abstand voneinander befestigt sind.

Fig.4 zeigt die Ausbildung der erfindungsgemäßen, keimtötenden Vorrichtung als Vorsatzgerät für eine Luftaustrittsöffnung an einem Luftschacht einer Klimaanlage. Der Aufbau der keimte-ienden Baueinheit 24 selbst kann im wesentlichen F i g. 2 entsprechen, so tiaß auf die betreffenden Ausführungen verwiesen wird. 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 mit einem Strömungsabteil ähnlich dem Abteil 19 gemäß Fig.3 kombiniert werden. Wie dargestellt, erstreckt.; 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 i g. 3, vorgesehen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abtöten von in der Belüftungsluft enthaltenen Keimen, wie Bakterien, mit wenig- stens einer filterartig strukturierten Lage, durch die die Belüftungsluft hindurchgeführt wird, wenigstens einem auf die Lage einwirkenden UV-Strahler und einem anblasseitig der Lage angeordneten Druckgebläse, dadurch gekennzeichne t, daßdieLage (3, 4) aus einem UV-Strahlen durchlassenden Quarzmaterial gebildet und so strukturiert ist, daß sie für die Keime unter wesentlicher zeitlicher VerzögerungdurchlässigisL

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (3; 4) aus Quarzwolle, Quarzpapier oder gesintertem Quarzsplit gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeicbret, daß die Lage (3; 4) im wesentlichen flachplattenvörmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (3; 4) zick-zackförmig ausgebildet ist.

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

6. 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 ist.

7. Vorrichtung nach e'.nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeic .iiet, daß im Raum

(5) zwischen den beiden Lagen (3,4) ein oder mehrere UV-Strahler (6) angeordnet sind.