IT202100030089A1

IT202100030089A1 - Sistema scatolare per la disinfezione uv

Info

Publication number: IT202100030089A1
Application number: IT102021000030089A
Authority: IT
Inventors: Alessio Corazza; Luca Mauri; Marco Filippo Batavia; Porta Ginevra Della
Original assignee: Getters Spa
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-05-29
Also published as: EP4210772A1; EP4210772B1; WO2023094669A1

Description

SISTEMA SCATOLARE PER LA DISINFEZIONE UV

La presente invenzione ? inerente ad un contenitore per un sistema di disinfezione UV con caratteristiche migliorate in termini di efficienza e, in una forma realizzativa preferita, una migliore portabilit?.

L?uso di radiazioni UV per la disinfezione di oggetti in sistemi compatti come ad esempio ?contenitori? nelle quali vengono inseriti gli oggetti da disinfettare ? diffusa e conosciuta da molto tempo, come ad esempio descritto nella domanda di brevetto tedesca DE3044181, o nella domanda americana US20070274879, le quali sfruttano entrambe lampade come sorgenti UV.

Questi dispositivi hanno subito continui miglioramenti, ad esempio con riferimento alle sorgenti UV preferite che presentano l?emissione principale nella cosiddetta regione UV-C, come descritto ad esempio nella domanda internazionale WO2021101431 che descrive l?aumentato effetto sterilizzante ottenuto combinando sorgenti UV con differenti spettri di emissione di lunghezze d?onda, pi? precisamente una prima sorgente UV con una primo intervallo di lunghezze d?onda che ha un limite superiore che si estende fino a 270 nm, e una seconda sorgente UV con un secondo intervallo di lunghezze d?onda che ha un limite inferiore che si estende fino a 270 nm ed un limite superiore che si estende sino a 320 nm. Anche questa domanda di brevetto mostra una serie di possibili sorgenti UV per contenitori per disinfezione UV, come lampade al mercurio a bassa pressione, LED UV o chip UV. I chip UV sono meno comuni rispetto alle altre due sorgenti, ma preferibili in quanto essendo sorgenti fredde non richiedono schermatura termica o sistemi per il controllo termico del calore generato. Ulteriori dettagli su questo tipo di sorgente possono essere trovati nella domanda di brevetto internazionale WO2018106168.

Uno degli aspetti da considerare per i contenitori per disinfezione UV ? come massimizzare l?azione di uccisione dei microorganismi patogeni delle sorgenti, soprattutto quando si vogliono disinfettare oggetti 3D (come ad esempio chiavi, telefono cellulare, portafogli, stoviglie e posate, bicchieri, contenitori, ciucci, biberon, giocattoli, ecc.), cos? da minimizzare il numero di sorgenti usate e/o il tempo di durata della disinfezione, per questioni riguardanti il costo e/o per l?efficienza del processo.

Un maggior numero di sorgenti e/o durate maggiori del processo hanno un impatto negativo sugli aspetti di gestione della potenza e questo ? un problema per sorgenti UV ?calde? in relazione al controllo termico, come affrontato ad esempio attraverso diffusori di calore nella domanda di brevetto americana US20210085812, mentre con le sorgenti fredde ci sono problemi da considerare per sistemi non alimentati attraverso la connessione con la tensione di rete, come quelli a batteria o i sistemi supportati da pannelli solari.

Inoltre, ? necessario massimizzare l?efficienza del contenitore quando si considera l?impatto sull?oggetto da sanitizzare. Infatti, ? risaputo che una ripetuta esposizione all?UV, in particolar modo all?UV-C che ? la radiazione germicida pi? efficace, pu? portare alla degradazione della plastica: si veda ad esempio l?articolo ?Damage to Common Healthcare Polymer Surfaces from UV Exposure? di , pubblicato su Nano LIFE VOL. 10, NO. 03, 2020, o la pubblicazione scientifica ?Ultraviolet light accelerates the degradation of polyethylene plastics?, di

, pubblicata su Microsc. Res. Tech., 2021 Nov; 84(11):2774-2783.

Lo scopo della presente invenzione ? di fornire un nuovo contenitore per sistema UV con prestazioni migliorate rispetto a quelli dell?arte nota con particolare interesse per il posizionamento e l?efficacia delle sorgenti UV utilizzate. In un primo aspetto, l?invenzione consiste in un contenitore per sistema di disinfezione UV che ha almeno una parte movibile, dove tutte le superfici delle pareti interne del contenitore UV hanno una riflettanza maggiore del 80%, e preferibilmente maggiore del 87%, in un intervallo di lunghezze d?onda tra 250 e 350 nm, il suddetto contenitore per sistema di disinfezione UV comprendente una pluralit? di sorgenti UV discrete che sono disposte nel contenitore UV su almeno due delle sue pareti che sono adiacenti tra loro, e non presenti su almeno una delle pareti del contenitore UV, il contenitore UV comprendente inoltre un supporto interno UV trasmettente che possiede almeno il 70% di trasmittanza UV e disposto ad una distanza minima d1 da una parete di base e ad una distanza massima d2 da una parete opposta superiore, in cui 0.1?d1/(d1+d2)<0.5, preferibilmente 0.15?d1/(d1+d2)?0.4.

Il modo preferito per caratterizzare la riflettanza UV cos? come la trasmittanza UV ? mediante misure in una sfera integratrice: come indicato nel UV Talk letter, vol.5 summer 2010 di , questo permette di valutare in maniera appropriata anche il contributo della cosiddetta riflettanza diffusa.

Gli inventori hanno scoperto che con la soluzione descritta sopra, grazie all?effetto sinergetico di tutti i suddetti elementi, ? possibile irradiare tutte le superfici di un oggetto posizionato nel contenitore con un?irradianza UV sufficientemente elevata, anche se una o pi? pareti del contenitore non presentano sorgenti UV discrete (in una forma realizzativa preferita una delle pareti del contenitore senza sorgenti UV ? la sua base). Questo permette, con un singolo ciclo di disinfezione che tipicamente va da 30 secondi a 6 minuti, pi? tipicamente tra 40 secondi e 3 minuti, di raggiungere con una bassa potenza una disinfezione appropriata con un livello di eliminazione dei microorganismi patogeni di almeno 99,9% su tutte le superfici dell?oggetto esposte al volume interno V, anche delle superfici che non si affacciano direttamente sulle sorgenti UV discrete.

Possibili sorgenti UV sono gli UV-C LEDs, chip UV come quelli descritti nella gi? menzionata domanda di brevetto internazionale WO2018106168 e altre lampade UV-C senza mercurio, come, ad esempio, lampade UV ad eccimeri. L?uso di chip UV ? preferibile perch? forniscono una forte azione di disattivazione contro batteri e virus come risultato di un particolare spettro che ha un emissione continua tra 250 e 320 nm con un primo picco nell?intervallo260-280 nm e un secondo picco nella regione 290-310 nm, con il principale picco di intensit? a circa 265 nm. E? possibile avere una singola sorgente discreta UV che emetta radiazioni UV con entrambi i suddetti primo e secondo picco di emissione spettrale, od una prima sorgente UV discreta che emetta una radiazione centrata sul suddetto primo picco e una seconda sorgente UV discreta che emetta una radiazione centrata sul suddetto secondo picco.

L?invenzione verr? inoltre rappresentata con l?ausilio delle seguenti figure, dove: ? Fig. 1 ? una rappresentazione schematica di una prima forma realizzativa secondo la presente invenzione

? Fig. 2 ? una rappresentazione schematica di una seconda forma realizzativa; ? Fig. 3 ? una rappresentazione schematica di una terza forma realizzativa; ? Fig. 4 ? una vista schematica dall?alto della prima forma realizzativa mostrata in figura 1 in una configurazione ?dispiegata?, e

? Figs. 5A-5E mostrano 5 rappresentazioni schematiche di diverse configurazioni del contenitore UV secondo la presente invenzione nonch? come esempio comparativo, come qui testato ed esemplificato.

Nelle suddette figure, le dimensioni e i rapporti dimensionali degli elementi rappresentati non sono sempre corretti ma in alcuni casi sono stati alterati per migliorare la loro comprensione, con particolare e non esclusivo riferimento allo spessore delle pareti e alle dimensioni delle sorgenti UV rispetto alle dimensioni delle pareti del contenitore. Inoltre, gli elementi che non sono necessari per la comprensione della figura e comunemente noti per una persona esperta in materia, come le connessioni elettriche, componenti elettronici e le unit? di comando delle sorgenti, non sono state rappresentate.

Una rappresentazione schematica di un contenitore UV 100 secondo una prima forma realizzativa ? mostrata in figura 1 avente tre coppie di sorgenti UV discrete disposte sulle superfici interne di tre pareti: sorgenti UV 131 e 132 su una parete laterale 130, sorgenti UV 141 e 142 su una parte laterale opposta 140, e sorgenti UV 121 e 122 sulla parete superiore 120. Le altre tre pareti del contenitore UV, nominalmente parete frontale 150, parete di base 110 e parete posteriore (non mostrata) non hanno sorgenti UV discrete montate su di esse, e il contenitore UV ? mostrato ?aperto? con la parete frontale 150 connessa solo alla parete di base 110.

Tra la parete di base 110 e la parete superiore 120 ? presente un supporto UV-trasmettente 101, il cui posizionamento ? cruciale per assicurare un efficiente irraggiamento da sotto dell?oggetto da disinfettare. Tale posizionamento ? definito dall?espressione menzionata sopra 0.1?d1/(d1+d2)<0.5, i.e. dovrebbe essere compreso tra 10% e 50% della distanza tra la parete di base 110 e la parete superiore 120 (i.e. l?altezza del contenitore UV), questa condizione esprime la necessit? per il supporto UV-trasmettente 101 di essere ad una certa adeguata distanza rispetto alla parete di base 110. A questo riguardo, d1 indica la distanza minima tra il supporto 101 e la parete di base 110, nel caso in cui il supporto 101 sia inclinato e/o non presenti una forma piatta, e d2 indica la distanza massima tra il supporto 101 e la parete superiore 120, nel caso in cui il supporto 101 e/o la parete superiore 120 sia inclinato e/o non presenti una forma piatta.

Come mostrato in figura 1, la parete frontale 150, poich? necessita di essere spostata/mossa per aprire/chiudere il contenitore UV 100, ? preferibilmente senza sorgenti UV, in quanto la loro presenza creerebbe alcuni vincoli per la loro alimentazione elettrica. Tutte le sorgenti UV discrete 121, 122, 131, 132, 141, 142 hanno una radiazione UV uscente con la componente principale ortogonale alle pareti su cui sono montate, e con una distribuzione angolare delle emissioni di 100? per gli UV chip standard e 120?-130? per gli UV LED standard.

Una rappresentazione schematica di un contenitore UV 200 secondo una seconda forma realizzativa con emissione UV inclinata ? mostrata in figura 2. In questo caso, le sorgenti UV 231, 232 disposte sulla prima parete laterale 230 e sorgenti UV 241, 242 disposte sulla parete laterale opposta 240 sono montate con una certa inclinazione verso il basso, preferibilmente compresa tra 5? e 30?, cosicch? la loro emissione principale non sia perpendicolare alle pareti 230, 240 su cui sono montate ma formi un angolo minore compreso tra 85? e 60?, i.e. ? orientato verso la parete di base 210. Al contrario, la disposizione delle altre due sorgenti UV 221, 222 sulla parete superiore 220 non ? cambiata rispetto alla prima forma realizzativa.

Un modo alternativo per ottenere l?emissione UV inclinata ? mostrata nella terza forma realizzativa di figura 3, che delinea la struttura di un contenitore UV 300 con pareti laterali 330, 340 inclinate verso l'interno grazie alla forma della sezione trasversale trapezoidale del contenitore UV, che ha la parete superiore 320 pi? piccola della parete di base 310. Mentre tutte le sorgenti UV 321, 322, 323 e 341, 342, 343 sono montate parallele rispetto alle pareti 320 e 340 (i.e. con una direzione principale di emissione perpendicolare alle pareti su cui sono montate), per le sorgenti UV 341, 342, 343 l?emissione principale ? inclinata verso la parete di base 310 a causa dell?inclinazione della parete laterale 340. L?angolo di inclinazione preferito per le pareti laterali che montano le sorgenti UV rispetto alla parete di base 310 ? preferibilmente compreso tra 60? e 85?. Quindi, se la parete laterale 330 non presenta sorgenti UV pu? anche essere perpendicolare alla parete di base 310 come nelle prime due forme realizzative, o pu? anche essere inclinata verso l?esterno se ci? pu? essere utile per una riflessione appropriata della radiazione UV (in questo caso la sezione sarebbe pi? simile ad un parallelogramma).

E? importante evidenziare che i contenitori UV della presente invenzione non sono limitati ad uno specifico numero di sorgenti UV o ad uno specifico posizionamento sulle pareti del contenitore fin tanto che soddisfano i requisiti pi? generali espressi nella rivendicazione 1. Detto ci?, le configurazioni preferite prevedono l?uso di sei sorgenti discrete UV, in un caso distribuite egualmente su tre pareti con due sorgenti per ogni parete (come nelle forme realizzative in figura 1 e figura 2), o alternativamente distribuite egualmente su due pareti con tre sorgenti per ogni parete (come nella forma realizzativa di figura 3). Una seconda configurazione preferita prevede l?uso di quattro sorgenti UV discrete distribuite su tre pareti, pi? preferibilmente due sorgenti sulla parete superiore e una su ogni parete laterale.

Per quanto riguarda la potenza di tali sorgenti UV, i sistemi pi? efficienti ed a basso consumo presentano un rapporto tra la potenza elettrica cumulativa P delle sorgenti UV discrete e il volume interno V compreso tra 0,25 e 0,60 mW/cm<3>.

Tutti i contenitori UV secondo la presente invenzione possono essere fatti con una struttura rigida con un solo pannello movibile per aprire e chiudere il contenitore, o alternativamente possono essere costituiti da pannelli pieghevoli/componibili, come mostrato ad esempio in figura 4 che rappresenta una vista dall?alto nella condizione dispiegata del contenitore UV assemblato 100 mostrato in figura 1. Come gi? descritto sopra, le sorgenti UV 131 e 132 sono montate sul pannello del contenitore 130 (prima parete laterale), le sorgenti UV 141 e 142 sono montate sul pannello del contenitore 140 (seconda parete laterale), le sorgenti UV 121 e 122 sono montate sul pannello del contenitore 120 (parete superiore), mentre i pannelli 110 (parete di base), 150 (parete frontale) and 160 (parete posteriore) non presentano sorgenti UV. Le connessioni elettriche tra le sorgenti UV e i componenti per il controllo elettronico e il generatore di potenza possono essere posti sopra o integrati nei pannelli.

La figura 4 mostra i pannelli gi? uniti in modo che il contenitore possa essere piegato nella sua condizione assemblata, ma questi possono essere totalmente separati e uniti attraverso delle idonee fasce adesive, connessi o connettibili attraverso cerniere, o alternativamente possono presentare giunti semi-permanenti cosicch? dopo un primo assemblaggio le pareti del contenitore non devono essere completamente separate ma possono essere ripiegate. Quando i pannelli sono dispiegati, si pu? ottenere una struttura compatta e sottile in modo che il sistema possa essere facilmente riposto o trasportato e prontamente riassemblato per il funzionamento, preferibilmente con un rapporto tra il suo volume interno V e il volume del contenitore dispiegato compreso nell?intervallo 4-16.

Una caratteristica comune che presentano tutte le forme realizzative del contenitore UV secondo la presente invenzione ? l?alta riflettanza della superficie interna delle pareti del contenitore UV (i.e. la superficie delle pareti che si affaccia sul volume interno V), pi? specificatamente tale riflettanza dovrebbe essere >80% e preferibilmente >87% nel nell?intervallo di lunghezze d?onda tra 250 e 350 nm.

Materiali adatti per le superfici interne del contenitore UV sono strati porosi di fluoropolimeri, in particolare PTFE espansi (e-PTFE) o PTFE porosi, specificatamente Porex Virtek<TM >(forniti da Porex Corp.) con una riflettanza UV media di 94% per uno strato spesso 0.75 mm e di 91% per uno strato spesso 0.5 mm. Speciali strati di alluminio UV-riflettente hanno anche un?appropriata alta riflettanza UV (uguale o maggiore del 90%), e.g. i riflettori UV-C Miro Aluminium di Alanod hanno una riflettanza UV maggiore del 90%, o le superfici di alluminio Vega UV-C con strati nanometrici PVD di Almeco hanno una riflettanza UV maggiore di 91%. Le suddette soluzioni permettono di raggiungere riflettanze UV maggiori, un aspetto molto importante per minimizzare il numero delle sorgenti UV, e a tal riguardo ? importante evidenziare che i contenitori UV standard tipicamente usano strati riflettenti standard di Al, raggiungendo fino al 75% della riflettanza UV, come mostrato ad esempio nel riferimento storico ?Ultra-violet reflecting power of Aluminum and several other metals? di Bureau of Standards Journal of Research, volume 4, pagina 189 o la pi? recente pubblicazione scientifica ?Laser-based Surface Modifications of Aluminum and its Alloys? di Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 0: 1?26, 2015, con particolare riferimento alla sua figura 1.

Dispositivi basati sull?emissione di luce esterna per disinfezione come quello descritto nella domanda di brevetto americana US20080253941, o un sistema di illuminazione con la disinfezione come caratteristica aggiuntiva, come descritto nella domanda di brevetto americana US20160215941 come anche nella domanda di brevetto internazionale WO2011049859 fanno affidamento su un meccanismo opposto (emissione di luce) per ottenere la disinfezione. Mentre un?altra possibilit?, come descritto nella domanda di brevetto indiana IN202011020635, ? di ottenere l?esposizione completa dell?oggetto alla radiazione UV attraverso il movimento/rotazione delle sorgenti UV.

Un?altra caratteristica comune condivisa da tutte le forme realizzative del contenitore UV secondo la presente invenzione ? la caratteristica di trasmissione UV del supporto per gli oggetti da disinfettare, che dovrebbe essere almeno il 70% nell?intervallo250-350 nm, come gi? evidenziato in riferimento alla riflettanza delle pareti del contenitore UV, anche la trasmittanza pu? essere caratterizzata per mezzo di una sfera integratrice.

Questo effetto pu? essere raggiunto usando un materiale UV-trasparente, per esempio alcune lamine sottili di fluoropolimeri (tipicamente con uno spessore nell?intervallo 120-300 ?m) con buone caratteristiche di trasmissione UV come, ad esempio, fluoropolimeri UV-trasparenti come THV (un polimero di tetrafluoroetilene, esafluoropropilene e fluoruro di vinilidene) or ETFE (etilene tetrafluoroetilene). Con questi materiali esemplificativi ? possibile raggiungere trasmissioni UV del supporto maggiori del 70%, per esempio un supporto in THV di spessore 0.18 mm ha una trasmittanza UV maggiore di 75%.

Anche speciali piastre sottili di vetri sintetici UV-trasmettenti possono essere utilmente impiegate, ma queste sono meno preferite in quanto solitamente pi? fragili e sensibili agli shock meccanici. Una soluzione alternativa ? l'uso di una struttura a rete con un rapporto vuoto-pieno compreso tra 3 e 200.

Il supporto pu? essere un elemento a s? stante sostenuto da adatti pilastri di un?altezza appropriata o pu? essere un elemento piatto da inserire in fessure adatte nella struttura interna del contenitore; in alternativa, il supporto ? incernierato su una parete laterale per consentire il ripiegamento per contenitori fatti con pannelli piegabili/separabili. In questo caso, viene anche prevista la possibilit? di avere due supporti di met? spessore ciascuno incernierato su una parete, cosicch? l?assemblaggio del contenitore UV porti alla formazione del supporto accostando i due supporti di met? spessore.

In una forma realizzativa preferita i contenitori UV sono alimentati attraverso batterie ricaricabili, in una variante pi? adatta attraverso uno o pi? pannelli solari montati sulla superficie esterna delle pareti del contenitore UV. In modo facoltativo, un controllore di carica pu? essere usato per ottimizzare i cicli di carica e scarica.

Le batterie, come anche qualsiasi elettronica di comando o controllo con interruttori e pannelli di interfaccia utente, possono essere elementi separabili dal contenitore UV o pi? preferibilmente possono essere connessi in modo permanente al contenitore UV, essendo quest?ultima soluzione la preferita in caso di un contenitore UV ripiegabile o assemblabile.

Elementi opzionali presenti nel contenitore UV in maniera vantaggiosa secondo la presente invenzione sono interruttori di interblocco di sicurezza per spegnere le sorgenti UV quando il contenitore ? aperto, per evitare di alimentare il contenitore se non ? stato assemblato in modo appropriato o se ? accidentalmente aperto durante il processo di disinfezione. Possono essere presenti anche sensori UV ed esposimetri, anche se hanno una rilevanza pi? marginale.

L?invenzione, i suoi principi e vantaggi verranno ulteriormente illustrati attraverso i seguenti esempi non-limitanti.

Esempio 1

Sono stati eseguiti rilevamenti fotometrici per determinare l?irradianza UV generata all?interno di un sistema UV pieghevole a forma di parallelepipedo rettangolare e avente un volume di disinfezione approssimativamente di dimensioni 30 cm x 15 cm x 15 cm (L x W x H). Il sistema ? stato equipaggiato con sei sorgenti alimentate da una potenza elettrica cumulativa P di 3 W (rapporto P/V = 0,44 mW/cm<3>), secondo la configurazione mostrata in figura 1. Le pareti erano rivestite con strati di PTFE poroso altamente UV riflettente (pellicole Porex Virtek<TM>) spessi 0.75 mm, e le sorgenti UV erano chip UV prodotti da LightLab Sweden AB con una potenza UV in output di 10 mW ognuno e che generano una radiazione con un picco di emissione centrato a 265 nm ed un secondo picco minore centrato a 305 nm. L?irradianza UV all?interno del volume di disinfezione ? stata misurata con un modulo sensore UV UVM-30 A, adatto ad avere una buona reattivit? nel 200-370 nm e calibrato, connesso ad un appropriato sistema di acquisizione.

I valori dell?irradianza UV misurati nell?area centrale del sistema ad un?altezza di circa 4 cm dalla base con il sensore rivolto verso l?alto nella direzione delle sorgenti UV superiori erano sopra i 140 ?W/cm<2>. I valori dell?irradianza UV sono stati misurati anche nell?area centrale del contenitore UV posizionando il sensore su un supporto THV UV-trasmettente spesso 180 ?m, con la sua area sensibile rivolta verso la base del contenitore, i.e. verso la superficie senza generazione UV attiva. Questa disposizione richiama cosa accade alla superficie di un oggetto 3D non esposto a radiazione UV diretta ma solo ad UV impattanti su di esso attraverso riflessioni (multiple) sulle superficie interne delle pareti altamente riflessive.

Valori medi delle irradianze UV misurate per diverse distanze del supporto dalla base e i valori relativi delle stesse irradianze UV normalizzate sui valori pi? alti misurati (116 ?W/cm<2>) sono riportati nella sottostante tabella 1:

9.0 c /60.0% 7 . 6

Tabella 1

E? possibile osservare che solo con l?intervallo di distanza specificato nella presente invenzione, vale a dire avere 0.1?d1/(d1+d2)<0.5, sono ottenibili irradianze UV relative maggiori di 70, tale valore definito come la soglia per sistemi di contenitori UV efficienti, in quanto valori pi? bassi risulterebbero in un?azione di disinfezione troppo debole condotta dalla radiazione riflessa. E? anche possibile osservare che sistemi UV secondo la forma realizzativa preferita, vale a dire 0.15?d1/(d1+d2)?0.4, presentano un?efficacia aumentata, pi? specificatamente l?irradianza UV relativa ? ben oltre 85.

Esempio 2

Sono stati eseguiti rilevamenti fotometrici per determinare l?irradianza UV creata all?interno dello stesso sistema UV piegabile a forma di parallelepipedo rettangolare e dimensioni descritte nell?esempio 1, ma con differenti posizionamenti delle sorgenti UV Come mostrato nelle figure 5A-5E negli schemi dei sistemi UV C1, S1, S2, S3, S4. ? Campione comparativo C1: sei sorgenti UV sono posizionate su una singola parete, la parete superiore del sistema UV, ad uguali distanze tra di loro, con la componente principale della radiazione UV emessa ortogonale sia alla superficie della parete su cui sono montate sia alla base del contenitore;

? Campione S1: due serie con tre sorgenti UV ciascuna sono montate su due pareti adiacenti, una parete laterale e la parete superiore, nella loro regione mediana per ottenere l?equidistanza dai bordi della parete, anche in questo caso con la principale radiazione UV ortogonale alle pareti su cui sono montate;

? Campione S2: il posizionamento delle sorgenti UV ? lo stesso del campione S1 ma con le sorgenti UV montate sulla parete laterale con un?inclinazione di 10? verso la parete di base;

? Campione S3 (corrispondente alla prima forma realizzativa): in questo caso tre serie da due sorgenti UV sono montate su tre pareti, la parete superiore e le due pareti laterali adiacenti, e in ogni parete le sorgenti UV sono equidistanti tra di loro e montate sulla regione mediana della parete con la loro principale emissione ortogonale alle pareti su cui sono montate;

? Campione S4 (corrispondente alla seconda forma realizzativa): il posizionamento delle sorgenti UV ? lo stesso del campione S3 ma con le sorgenti UV montate sulle pareti laterali con un?inclinazione di 20? verso la parete di base.

L?irradianza UV all?interno del sistema ? stata misurata con lo stesso modulo sensore UV UVM-30 A e nello stesso modo dell?esempio 1. Inoltre l?irradianza UV ? stata misurata anche ruotando il sensore di 90? cosicch? fosse rivolto verso la parete posteriore e dopo verso la parete laterale dove non erano presenti sorgenti UV, ad eccezione dei campioni S3 e S4 dove le sorgenti UV erano presenti su entrambe le pareti laterali ma non direttamente di fronte al sensore. Misure UV aggiuntive sono state effettuate posizionando il sensore UV a 3.5 cm dalla parete laterale senza sorgenti UV, nei campioni S1 e S2, o da qualunque delle pareti laterali nei campioni S3, S4.

Valori medi delle irradianze UV relative misurate per diverse configurazioni (normalizzate sul valore pi? alto) sono riportate nella sottostante tabella 2.

Tabella 2

Si pu? notare dai valori relativi soprastanti che le configurazioni con sorgenti sopra pareti multiple sono migliori di quella in cui sono montate su una singola parete (campione comparativo C1) presentando una distribuzione pi? omogenea della radiazione riflessa in tutte le direzioni. Inoltre, bisogna evidenziare che nel caso in cui gli oggetti da disinfettare siano ingombranti, il montaggio delle sorgenti UV su di una singola parete risulterebbe in un diffuso effetto ombra indotto dall?oggetto che ridurrebbe in maniera significativa la radiazione riflessa. Secondo i risultati ottenuti, l?inclinazione delle sorgenti UV sulla parete laterale per creare angoli di 70?-80? tra la direzione della loro emissione principale e la direzione dell?emissione principale delle sorgenti UV montate sulla parete superiore ? adatta per incrementare l?intensit? della radiazione riflessa (S2 rispetto S1, S4 rispetto S3).

Quindi, con sistemi UV costituiti secondo la presente invenzione le irradianze relative della radiazione riflessa maggiori di 70 (valore soglia) sono ottenibili indipendentemente dall?orientamento del sensore UV. Questo ? rappresentativo della disinfezione di diverse superfici di un oggetto 3D, nonostante questa condizione non sia stata soddisfatta nel campione comparativo C1.

E? stato riscontrato che per angoli minori di 60?, i.e. sorgenti UV montate sulle pareti laterali con un?inclinazione maggiore di 30? verso la base, i vantaggi aggiuntivi sulla radiazione riflessa non sono significativi.

Esempio 3

Sono stati eseguiti rilevamenti fotometrici aggiuntivi con la configurazione del sistema UV del campione S1 con diversi strati di rivestimento riflettente:

a) Fogli di alluminio riflettente con una riflettanza media nella regione UV vicina al 90%;

b) Strati di PTFE poroso spessi 0.75 mm (pellicole Porex Virtek<TM >) con una riflettanza media nella regione UV del 94%.

L?irradianza UV ? stata misurata come nell?esempio 1, e il valore medio dell?irradianza relativa UV ? risultato 7% minore per il rivestimento a) rispetto al rivestimento b).

Il miglior rivestimento ? quindi rappresentato dal PTFE poroso altamente riflettente spesso 0.75 mm, e gli spessori preferiti del rivestimento sono compresi nell?intervallo 0.20-1.50 mm.

E? stato verificato che rivestimenti metallici ad alta purezza (>99.9%) di spessori fino a 500 nm, creati ad esempio attraverso sputtering, sono adatti per aumentare la riflettanza UV dell?alluminio; per questo scopo ed effetto, Al e Ag sono i metalli preferiti.

Esempio 4

Un sistema costituito secondo la terza forma realizzativa della presente invenzione, vale a dire un sistema, definito come nel campione S5, con una sezione trapezoidale la cui parete di base ha dimensioni 22 cm x 30 cm, la parete superiore 15 cm x 30 cm, e altezza di circa 14 cm ? stato valutato e confrontato con sistemi disponibili in commercio con sorgenti UV solo sulla superficie superiore e superfici Al standard con riflettanza < 80%. Le caratteristiche principali del sistema S5 e di quelli disponibili in commercio, campioni comparativi C2-C4, sono evidenziate nella sottostante tabella 3, mentre le loro prestazioni intese come il tempo richiesto per raggiungere un livello di disinfezione del 99.9%, sono riportate nella tabella 4 di seguito.

Tabella 3

Tabella 4

E? possibile osservare che non solo il sistema secondo la presente invenzione ? il pi? rapido, ma nonostante abbia il pi? grande volume interno necessita di una potenza cumulativa che ? meno della met? rispetto a quella di dimensioni comparabili (C3), rendendo cos? il sistema pi? efficiente con il pi? basso rapporto Potenza per unit? di Volume (P/V).

Ciascuno degli esempi sopra analizza l?effetto di una caratteristica specifica del contenitore UV della presente invenzione, anche se ? la loro presenza concomitante ed effetto sinergico che permette di ottenere un contenitore per sistema di disinfezione UV con caratteristiche migliori rispetto a quelli dell?arte nota.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) avente almeno una parete movibile (150) e comprendente una pluralit? di sorgenti UV discrete (121, 122, 131, 132, 141, 142; 221, 222, 231, 232, 241, 242; 321, 322, 323, 341, 342, 343) disposte al suo interno, ma non presenti su almeno una delle pareti, e un supporto interno UV-trasmettente (101; 201; 301), in cui tutte le superfici delle pareti interne hanno una riflettanza maggiore del 80% e preferibilmente maggiore di 87% nell?intervallo di lunghezze d?onda tra 250 e 350 nm, dette sorgenti UV discrete sono disposte su almeno due delle sue pareti (120, 130, 140; 220, 230, 240; 320, 340) che sono adiacenti tra di loro, e il suddetto supporto UV-trasmettente (101; 201; 301) ha almeno il 70% di trasmittanza UV nell?intervallo di lunghezze d?onda tra 250 e 350 nm ed ? posizionato ad una distanza minima d1 dalla parete di base (110; 210; 310) e ad una distanza massima d2 da una parete superiore opposta (120; 220; 320) in modo tale che 0.1?d1/(d1+d2)<0.5, e preferibilmente 0.15?d1/(d1+d2)?0.4.

2. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo la rivendicazione 1, in cui almeno una parete senza le sorgenti UV discrete ? la parete di base (110; 210; 310) o la parete movibile (150).

3. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il supporto UV-trasmettente (101; 201; 301) ? sorretto da almeno due diverse pareti (130, 140; 230, 240), preferibilmente due pareti opposte, o ? sorretto da pilastri in contatto con la parete di base (110; 210; 310).

4. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il supporto UV trasmettente (101; 201; 301) ? una struttura a rete con un rapporto vuoto-pieno compreso tra 3 e 200.

5. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui il supporto UV-trasmettente (101; 201; 301) ? fatto con un materiale UV trasparente, preferibilmente scelto tra terpolimero di tetrafluoroetilene, esafluoropropilene e fluoruro di vinilidene, etilene tetrafluoroetilene, vetro sintetico UV trasmettente.

6. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le superfici delle pareti interne sono fatte di o rivestite con PTFE poroso o strati di alluminio con un rivestimento nanometrico di un metallo, preferibilmente scelto tra Al ad alta purezza o Ag.

7. Sistema scatolare per disinfezione UV (200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le sorgenti UV discrete (231, 232, 241, 242; 341, 342, 343) disposte su almeno una delle pareti (230, 240; 340) sono inclinate verso la parete di base (210; 310) con un angolo compreso tra 5? e 30?.

8. Sistema scatolare per disinfezione UV (200; 300) secondo la rivendicazione precedente, in cui l?inclinazione delle sorgenti UV discrete (231, 232, 241, 242; 341, 342, 343) ? ottenuta montandole inclinate rispetto la parete su cui sono montate o inclinando quest?ultima rispetto alla parete di base (210; 310).

9. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui un volume interno V ? compreso tra 2000 e 14000 cm<3>, preferibilmente tra 4000 e 9500 cm<3>, con un rapporto tra la potenza elettrica cumulativa P delle sorgenti UV discrete (121, 122, 131, 132, 141, 142; 221, 222, 231, 232, 241, 242; 321, 322, 323, 341, 342, 343) e il volume interno V compreso tra 0.25 e 0.60 mW/cm<3>.

10. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le sorgenti UV discrete (121, 122, 131, 132, 141, 142; 221, 222, 231, 232, 241, 242; 321, 322, 323, 341, 342, 343) sono LED UV-C o chip, preferibilmente con un?emissione spettrale con un primo picco nell?intervallo 260-280 nm e un secondo picco nella regione 290-310 nm.

11. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo la rivendicazione precedente, in cui le sorgenti UV discrete (121, 122, 131, 132, 141, 142; 221, 222, 231, 232, 241, 242; 321, 322, 323, 341, 342, 343) emettono radiazioni UV con entrambi i suddetti primo e secondo picco di emissione spettrale, o radiazione UV centrata sul suddetto primo picco o radiazione UV centrata sul suddetto secondo picco.

12. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il numero di sorgenti UV discrete (121, 122, 131, 132, 141, 142; 221, 222, 231, 232, 241, 242; 321, 322, 323, 341, 342, 343) ? sei, distribuite uniformemente su due o tre pareti.

13. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le pareti sono connesse in modo da permettere il dispiegamento del contenitore, preferibilmente con un rapporto tra il suo volume interno V e il volume del contenitore dispiegato compreso nell?intervallo 4-16.

14. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui esso comprende in aggiunta un pannello solare sulla superficie esterna di almeno una delle pareti, essendo il suddetto pannello solare opzionalmente connesso ad una batteria ricaricabile per l?accumulo di energia, preferibilmente combinato con un controllore di carica.

15. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui esso comprende in aggiunta un modulo di alimentazione separato adatto per l?accoppiamento con le sorgenti UV discrete (121, 122, 131, 132, 141, 142; 221, 222, 231, 232, 241, 242; 321, 322, 323, 341, 342, 343).

16. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-14, in cui un modulo di alimentazione per le sorgenti UV discrete (121, 122, 131, 132, 141, 142; 221, 222, 231, 232, 241, 242; 321, 322, 323, 341, 342, 343) e altri componenti elettronici, che includono opzionalmente una batteria ricaricabile per l?accumulo di energia, sono integrati nel sistema, all?esterno del volume interno V.

17. Sistema scatolare per disinfezione UV (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui esso comprende in aggiunta uno o pi? interruttori di interblocco di sicurezza adatti a spegnere le sorgenti UV discrete (121, 122, 131, 132, 141, 142; 221, 222, 231, 232, 241, 242; 321, 322, 323, 341, 342, 343) quando il contenitore ? aperto o per prevenire la loro alimentazione se il contenitore non ? assemblato in modo adeguato.