DE7701153U1 - - Google Patents
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Description
Gerät zur flächenhaften UV-Bestrahlung
Die Neuerung bezieht sich auf ein Gerät zur flächenhaften UV-Bestrahluag
einer Person, mit einer etwa in einer Horizontalebene angeordneten Strahlenaustrittsöffnung, mit einem dahinter angeordneten
UV-Strahlungserzeuger und mit einer Liegefläche.
Es sind Solarien bekannt, bei denen sich der UV-Strahlungserzeuger
oberhalb einer normalen Liege befindet, wobei die Strahlenaustritts Öffnung nach unten weist. Der UV-Strahlungserzeuger besteht in der Regel aus drei Hg-Eochdruck-Entladungslampen
als UV-Strahlungsquellen. Der Abstand ihrer Strahlenaustritts
öffnungen zur Liege beträgt etwa 1200 bis 2000 mm.
Derartige UV-Bestrahlungsgeräte werden häufig nur benutzt, um einen Bräunungseffekt zu erzielen. Lange bevor eine Bräunung
eintritt, ergibt sich eine ganze Reihe anderer, nachteiliger biologischer Effekte, in erster Linie die Lichtentzündung
(Sonnenbrand) mit anschließender Schuppung und Verhornung der Haut. Da die Schwellendosis, die eine Lichtentzündung
hervorruft in Abhängigkeit von der auf der Hautoberfläche herrechenden Strahlungsdichte schon nach wenigen Minuten erreicht
ist, zu diesem Zeitpunkt aber praktisch noch keine Bräunung
der Haut erfolgt ist, muß die Bestrahlung mehrfach wiederholt
worden, wobei die Boatrahlungsdauer jeweils etwas ansteigen
darf. Aber auch dann kann eine tiefe Bräunung, wie sie von der Sonne erzeugt wird, nicht erzielt werden.
Es sind ferner Geräte zur flächenhaften UV-Be striihlung bekannt»
bei denen ein Hg-Hochdruck-Brenner von zwei zylindrischen Spezialglasfiltern ganz oder teilweise umgeben ist, die
UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen abfiltern» Hierbei ist es erstrebt, eine Hautrötung oder Haivfcverbrennung durch
UVB- und UVC-Strahlung zu vermeiden·
Der Neuerung, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs
beschriebenen Art anzugeben» bei dem die gewünschte .
Bräunung in einer wesentlich geringeren Zahl von Bestrahlungen» vorzugsweise sogar mit einer einzigen Bestrahlung, erzielt
werden kann·
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strahlenaustrittsöffnung bin/, nebeneinander angeordnete
Strahlenaustrittsöffnungen nach oben weisen sowie von einer ein- oder mehrteiligen Liegeplatte aus zumindest für UVA-Strahlung
durchlässigem Material überdeckt sind und daß in den Strahlengang des UV-Strahlungserzeugers ein Filter geschaltet ist, das UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen
abfiltert.
PUr die Bräunung der Haut ist weitgehend dl© Strahlung im
UVA-Bereich verantwortlich. Eine Bräunung erfolgt erst, wenn
der Körperoberfläche ein verhältnismäßig hoher Schwellenwert der UVA-Strahlungsenergie zugeführt worden ist. Versuche ha"ben
gezeigt,, daß dieser Schwellenwert, der natürlich individuellen Schwankungen unterworfen ist, etwa bei 7,5 bis 10 ¥s/cm2, liogt.
Um eine derart große Strahlendosis in einer noch vertretbaren Bestrahlungddauer von 30 Minuten aufbringen zu können, ist
im Strahlungsfeld eine sehr hohe UVA-Strahlungcdichte von mindesten* 4 mW/cm2 erforderlich· Derartig höh© UVA-Strahlungs-
dichten sind am ehesten in unmittelbarer Nähe der StrahXenaustrittsöffnung
vorhanden. Beim erfindungs gemäßen I-erät
legt sich die zu bestrahlende Person auf die Liegeplatte. Dadurch wird der Bestrahlungsabstand zwangsweise so klein
wie möglich, bezogen auf die StrahlenaustrittsSffnung praktisch
auf Null, gehalten. Die Bestrahlung erfolgt daher mit der gewünschten hohen UVA-Strahlungsdichte. Durch die Verwendung
des Filtere wird die OVB- und UVC-Strahlung zurückgehalten
Auf diese Weise ist die Voraussetzung geschaffen, daß trotz des geringen Bestrahlungsabstandes keine Lichtentzündung zu
befürchten ist.
Da bei einem solchen Bestrahlungsgerät im günstigsten Fall eine einzige Bestrahlung zur dauerhaften Bräunung ausreicht,
wird die Behandlung wesentlich vereinfacht. Der Benutzer braucht weder einen Sonnenbrand zu befürchten noch muß er
die für mehrere Bestrahlungen erforderliche Zeit aufwenden· Das Bestrahlungsgerät ist auch insbesondere für die Aufstellung
in öffentlichen Räumen, wie Schwimmbädern, Freizeitzentren o. dgl·, geeignet, weil sich das Publikum eher
für eine Bestrahlung als für mehrere an verschiedenen Tagen durchzuführende Bestrahlungen entscheidet.
Ale Liegeplatte kann auch das für UVB-- und UVC-Strahlung im
wesentlichen undurchlässige Filter dienen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform 1st dafür gesorgt, daß der UV-Strahlungserzeuger aus mehreren, vorzugsweise
5 bis 20 und insbesondere 10 bis 12 parallel mit geringem Abstand nebeneinander angeordneten, UVA-Leistung abgebenden
Hg-Niederdruck-Brennern Ijesteht. Hg-Niederdruck-Brenner
sind so leistungsarm, daß die Umgebung praktisch kaum beheizt wird. Dio auf der Liegepl&tte plazierte Person ist
daher keiner unzulässig hohen Wärmebelastung ausgesetzt. Darüber hinauu ergibt sich im Bereich der Strahlenaus trittsuffnung
ein ausreichend großes Feld hoher UVA-Strahlungseo daß v®rMltaißraäßig große Flächen bestrahlt
- 4 -werden können.
Hierbei ist es günstig, wenn eine Anzahl von rinnenförmigen Reflektoren verwendet wird, die je einen stabförmigen Brenner
über einen Achswinkel von mindestens 180° umgeben. Auf diese
Weise kann die UVA-Strahlungsdichte an der Oberseite der
Liegeplatte noch weiter erhöht werden.
Bei einer anderen Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß der UV-Strahlungserzeuger mindestens einen Hg-Hochdruck-Brenner
oder einen Xenon-Brenner aufweist und in den Strahlengang eine Wärmeschutzvorrichtung geschaltet ist. Diese bekannten
Brenner haben nur eine sehr geringe UVA-Leistung, z. B. 1 %, während sich der Überwiegende Teil der Leistung in
Licht und Wärme umsetzt. Deshalb mußte bisher die zu bestrahlende Person in einem erheblichen Abstand von dem
Gerät plaziert werden. Durch Verwendung der Wärmeschutzvorrichtung ist es möglich, auch solche Brenner verhältnis»
mäßig nahe der Liegeplatte anzuordnen, um deren UVA-Anteil möglichst gut auszunutzen·
Als Wärme schutzvorrichtung kann insbesondere ein Filterspiegel dienen, der UVA-Strahlung im wesentlichen reflektiert, Wärme- und gegebenenfalls Lichtstrahlung aber wenigstens teilweise hindurchläßt. Hierdurch wird die störende Strahlung in eine völlig andere Richtung als zur bestrahlenden Person hin geleitet. An dieser Stelle stört
die Wärme nicht; sie kann gegebenenfalls auch ohne Schwierigkeiten abgeführt werden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Wänaeschutzvorrichtung durch einen Wärmeschutzfilter gebildet und zur
Wärmeabfuhr eine Kühlvorrichtung vorgesehen ist. Eine Belastung durch unmittelbare Wärmestrahlung vom Brenner wird
durch das tfärmeschutzfilter verhindert. Die Kühlvorrichtung
führt die entstehende Wärme ab, so daß verhindert wird, daß
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sich das Wfirmeschutzfilter aufgrund der auegefilterten Vänanleistung zu stark aufheizt und sohlleeiioh selbst als ntörende
wärmequelle wirkt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste AusfUhrungsform
der Erfindung,
Fig· 2 einen vergrößerten Querschnitt durch einen Hg-Niederdruck-Brenner und zugehörigen Reflektor der Fig. 1,
Fig· 3 eine räumliche Darstellung eines erf indungsgemäßen.
Geräts,
Fig. 5 über der Wellenlänge die relative Empfindlichkeit der
Haut gegenüber UV-Strahlung und
Fig. 6 Über der Wellenlänge die relative Verteilung der Strahlungsdichte verschiedener UV-Brenner.
In Fig. J sind Bestrahlungsliegen 67 veranschaulicht, die
einzeln oder, wie dargestellt, zu mehreren nebeneinander, fest oder transportabel, vorgesehen werden können. Die Liegen,
bestehen aus Baueinheiten 1 mit nach oben weisender Strahlen» austrittsSffnung 2, die alt einer Liegeplatte 9 aus für UVA-Strahlung durchlässigem Material mit leichter Schrägneigung
überdeckt ist.
Eine Ausführungsform einer Baueinheit 1 1st in Fig. 1 veranschaulicht. Auf einer gekrümmten Linie a sind zehn stabförmige, parallel mit geringem Abstand nebeneinander angeordnete Hg-Hiederdruck-Brenner 3 vorgesehen. Diese haben
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Jt ein· Hinge von 150 on und eine erhöhte Strohlungeausbeute
im UVA-Berreloh. Jedem Brenner ist ein rlunenfurmig«* Reflektor
4 zugeordnet, der lediglich sohemiitisch angedeutet ist* An
beiden Enden sind Wärmestrahler 5, z· B. mit einem elektrisoh
beheizten OlOhstab aus Siliciumcarbid, vorgenehen; diese Strahler können aber Mutig auoh entfallen,, " . GeMuse 1 sind.ferner
Vorschaltgerät· 6 für die Brenner 3 ^ . adiei m&ageräte 7,
hier mit einem Einschaltknopf 8» unter^ubrac^ i)ie Liegeplatte 9 ist eine Filterscheibe, die ίο - und UVC-Strahlung
im wesentlichen undurchlässig ist. Di,_ bo FII arwlrkung kann
aber auoh duroh eine entsprechende Olashülle des Brenners erzielt werden·
Die Abstände b zwischen benachbarten Brennern 3 betragen rund
70 % des Durchmessers c der Brennerstäbe. Demzufolge haben die Hittelebenen 12 auf der Linie a einen Abstand b ♦ ο voneinander. Diese Mittelebenen stehen senkrecht auf der Linie
a; die Mittelebenen 12a und 12b der beiden äußersten Reflektoren 4 bilden einen Winkel von weniger als 80°, hier 45°,
miteinander. Vor der Strafelenaustrittaöffnung 2 ergibt sich
ein Feld 13 mit einer erheblichen Breite und einer der Brennerlänge entsprechenden Länge. Wegen des geringen Abstandes dieses
Feldes 13 von den Brennern 3, wegen der Zahl der Brenner, deren gewählter Leistung im UVA-Bereich und wegen der Anordnung der
Brenner auf der gekrümmten Linie a und der zugehörigen Reflektoren 153t sich im Strahlungsfeld 13 eine UVA-Strahlungsdichte
von etwa 12 mW/cm erzielen. Diese Dichte kann zum Rand hin etwas abnehmen, liegt aber immer noch erheblich über 4 mW/cm ·
Es ist leicht einzusehen, daß statt der ^krQmmten Linie a
auch eine geknickte Linie verwendet werden? bei der die Reflektoren paarweise oder zu dritt parallel nebeneinander
stehen.
Sin solches Gerät ist billig herzustellen. Es kann an eine
normale, mit 10 A abgesicherte Steckdose angeschlossen werden
7701153 14.97.77
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und verbraudt vergleichsweise wenig Strom.
und verbraudt vergleichsweise wenig Strom.
In Fig. 2 Ist ein Hg-NIederdruck-Brenner 3 mit zugehörigem
Reflektor 4 veranschaulicht. Dieser Reflektor weist etwa parallele Seltenwände 14 auf, dio Über den stabförmigen
Brenner 3 weit nach vorn überstehen. Damit werden auf der Vorderseite seitlich aus dem Brenner 3 austretende Strahlen
15a in Richtung auf das Feld 13 umgelenkt. Der hintere Teil des rinnenförmigen Reflektors 4 ist, ebenso wie der vordere
Teil, symmetrisch ausgestaltet. Er hat eine Form, daß ein. wesentlicher Teil der aus der Rückseite des Brenners austretendem Strahlung In den Spalt 16 zwischen Brenner und
Reflektorseitenwand gelenkt wird. Zu diesem Zweck weist er einen ersten Bogen 17 mit solcher Krümmung auf, das
die auf ihn auf treffenden Strahlen 15b In den auf der
gleichen Seite befindlichen Spalt 16 gelenkt werden. Der Bogen 17. hat einen Krümmungsmittelpunkt 17a. An den ersten
Bogen 17 schließt ein zweiter Bogen 18 stärkerer Krümmung mit einem Krümmungsmittelpunkt 1$a an. und von diesem reicht ein
dritter Bogen 19 geringerer Xrümmung mit einem Krümmungsmittelpunkt 19a bis zur engsten Stelle des Spaltes 16. Hier sind
die Krümmungen so bemessen, daß die auf den dritten Bogen auf treffenden Strahlen 15c zunächst auf den gegenüberliegen»
den zweiten Bogen 18 und von dort in den zugehörigen Spalt gelenkt werden. Auf diese Weise läßt sich fast die gesamte
Strahlung des Brenners 3 ausnutzen, um die gewünschte hohe WA-Strahlungsdichte im Feld 13 zu erhalten.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind lediglich die im
Inneren der Liege angeordneten Teile veranschaulicht t Die Baueinheit umfaßt Bedienungsgeräte 44 und einen Minzautomaten
Es sind drei in einer Reihe angeordnete Xenon-Brenner 51 vorhanden, denen je ein dachförmiger Reflektor 52 zugeordnet ist.
Die Xenon-Brenner haben eine Länge von etwa 60 cm und eine Leistung von 4000 Y/. Die Reflektoren sind als Breitwinkelreflektoren ausgeführt. Ferner befinden sich in der Baueinholt die Vorschaltgerät© 53 und ein KUhlgebläse 54. Vor den
Reflektoren, aber noch hinter der durch die Liegeplatte 9
überdeckten StrahlenaustrittsKffnung 2 ist eine fest eingebaute
Wärmesclmtzscheibe 55 angebracht. Die beiden letztgenannten
Bauteile ßind erforderlich, weil der Xenon-Brennor
starke Wärmestrahlung abgibt. Anstelle dieser als Filter wirkenden
Scheibe kann die Wärme strahlung auch mittels eines Filterspiegels vom Benutzer abgehalten werden, der die Wärmestrahlung
im wesentlichen nicht reflektiert.
In Fig. 5 ist in einem Diagramm über der Wellenlänge X die
relative Empfindlichkeit Zrel der Haut im UV-Bereich dargestellt.
Dieser, UV-Bereich reicht von 200 nm bis AOO nm. Er wird in der Praxis in drei Teilbereichs A9 B und C unterteilt.
Hierboi gilt
200 - 280 nm UVC-Strahlung 280 - 315 nm UVB-Strahlung
315 - AOO nm UVA-Strahlung.
Die Kurve I zeigt die Empfindlichkeit der menschlichen Haut bezüglich einer Bräunung oder Pigmentierung. Sie reicht von
etwa 300 bis etwa AOO nm und hat ihr Maximum bei etwa 3AO nm. Die strichpunktierte Kurve II gibt die Empfindlichkeit der
menschlichen Haut gegenüber Lichtentzündung an. Sie erstreckt sich durch den gesamten UVC- und UVB-Bereich, hat ihr Maximum
bei etwa 297 nm und endet bei 320 nm. Beim erfindungsgemäßen Bestrahlungsgerät wird durch das Filter der Bereich der UVB-
und UVC-Strahlung im wesentlichen vollständig zurückgehalten, so daß eine vom Gerät bestrahlte Person im wesentlichen nur
die UVA-Strahlung empfängt, die für die Bräunung verantwortlich ist, nicht aber die andere UV-Strahlung, die für die Lichtentzündung
verantwortlich wäre. Infolgedessen kann mit sehr hohen Bestrahlungsdosen gearbeitet werden, da auf einen Sonnenbrand
keine Rücksicht genommen zu werden braucht. Der Schwellwert von 7,5 - 10 Ws/cm , der für eine Pigmentierung überschritten werden muß, läßt sich daher in angemessener Zeit erreichen.
7701153 14.07.77
In Flg. 6 ist wiederum über der Wellenlänge Λ. die relative
Verteilung Vpe^ der Strahlendichte veranschaulicht. Die vollausgezogene
Kurve III stellt den Verlauf bei einem Hg-Niederdruck-Brenner
dar, der zur Erhöhung des UVA-Anteils dotiert worden ist. Man erkennt, daß die Hauptstrahlenausbeute im
UVA-Bereich liegt. Die gestrichelte Linie 17 gibt eine entsprechende Kurve für einen Hg-Hochdruck-Brenner an, der
ebenfalls zur Erhöhung des UVA-Anteils dotiert worden ist. Die strichpunktierte Linie V stellt die Verhältnisse bei
einem Xenon-Brenner dar. Man sieht, daß die Leistung bei einem Hg-Niederdruck-Brenner am besten zur Erzeugung der WA-Strahlung
ausgenutzt werden kann. Die anderen Brenner lassen sich jedoch mit höheren Leistungen herstellen, so daß ebenfalls
erhebliche UVA-Strahlungsausbeuten erzielbar sind.
Die Baueinheit 1 kann auch mit Hg-Hochdruck-Brennern ausgestattet
werden. Die hier beschriebenen Brenner sind im Handel erhältlich· Beispielsweise kommen folgende Fabrikate
In Betracht:
Hg-Niederdruck-Brenner Philips TL/05
Hg-Hochdruck-Brenner süddeutsche Metallwerke PQ 2000 Xenon-Brenner Philips XOP 25
Claims (7)
1. Gerät zur flachenhaften UV-Bestrahlung einer Person, mit
einer etwa In einer Horizontalebene angeordneten Strahlenaustritt«öffnung, mit einem dahinter angeordneten UV-Strahlungserzeiiger und mit einer Lie ge fläche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strahlenaustrittsöffnung bzw.
nebeneinander angeordnete Strahlenaustrittsöffnungen
(2) nach oben weisen sowie von einer ein- oder mehrteiligen Liegeplatte (9) aus zumindest für UVA-Strahlung
durchlassigem Material überdeckt sind und daß im Strahlengang des UV-Strahlungserzeugors zwischen diesem und der
Liegefläche ein Filter, das UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen abfiltert, angeordnet ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Liegeplatte (9) als für UVB- und UVC-Strahlung im wesentlichen
undurchlässiges Filter ausgebildet ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der UV-Strahlungserzeuger aus mehreren, vorzugsweise 5 bis
20 und insbesondere 10 bis 12 parallel mit geringem Abstand nebeneinander angeordneten, UVA-Leistung abgebenden Hg-Niederdruck-Brennern (3) besteht.
4. Gerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Anzahl von rinnenförmigen Reflektoren (4), die je einen stabförmigen Brenner (3) über einen Achswinkel vcn mindestens
180° umgeben.
5. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der UV-Strahlungserzeuger mindestens einen Hg-Hochdruck-Brenner oder einen Xenon-Brenner (51) aufweist und im
Strahlengang des Brenners zwischen diesem und der Liegefläche eine Wärmeschutzvorrichtung (55) angeordnet ist.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme Schutzvorrichtung durol. einen Filterspiegel gebildet
ist, der UVA-Straklung im wesentlichen reflektiert, Wärme-
und gegebenenfalls Lichtstrahlung aber wenigstens teilweise hindurchläßt.
7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme-Schutzvorrichtung durch einen Wärmeschutzfilter (55) gebildet
und zur Wärmeabfuhr eine Kühlvorrichtung (54) vorgesehen ist.
7701153 14.07.77
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Family Applications After (1)
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-
1977
- 1977-01-14 DE DE7701153U patent/DE7701153U1/de not_active Expired
- 1977-01-14 DE DE7701154U patent/DE7701154U1/de not_active Expired
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Also Published As
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---|---|
DE7701154U1 (de) | 1977-07-14 |
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