NL2001643C2 - Sterilisatie-inrichting en lamphouder daarvoor. - Google Patents

Description

STERILISATIE-INRICHT ING EN LAMPHOUDER DAARVOOR

5

De uitvinding heeft betrekking op een 10 inrichting voor het aan UV(C)-straling onderwerpen van lucht, welke inrichting omvat: een behuizing met een luchtinlaat en een luchtuitlaat; een in de behuizing aanwezige UV(C)-15 behandelkamer, waarin een UV(C)-bron is geaccomodeerd, die de passerende lucht onderwerpt aan een UV(C)-behandeling, waarvan de effectiviteit afhankelijk is van de intensiteit van de UV(C)-straling en van de verblijftijd van de lucht in de UV(C)-behandelkamer; 20 meetmiddelen voor het meten van de waarde van ten minste één parameter, die representatief is voor die intensiteit en het afgeven van een met die waarde corresponderend meetsignaal aan een externe processor, waarin een procesvenster is opgeslagen, dat de grenzen 25 van de proceseffectiviteit en de corresponderende grenzen van de intensiteit en de verblijftijd aangeeft; welke meetmiddelen ten minste één van de volgende meeteenheden omvatten: (a) een temperatuursensor, die de temperatuur 30 aan de wand van de UV(C)-bron meet; (b) twee temperatuursensoren, die respectievelijk stroomafwaarts en stroomopwaarts ten opzichte van de UV(C)-bron zijn geplaatst ter bepaling van de door de UV(C)-bron veroorzaakte opwarming van de 35 passerende lucht; (c) een UV(C)-sensor ter bepaling van de intensiteit van de UV(C)-straling op een gekozen positie in de UV(C)-behandelkamer; 2001643 2 welke UV(C)-bron ten minste één UV(C)-lamp omvat, die wordt gedragen door een lamphouder, die aansluitbussen omvat, waarin uit de of elke UV(C)-lamp uitstekende elektrische aansluitpennen kunnen worden 5 ingestoken, welke aansluitbussen zijn verbonden met elektrische voedingsdraden met respectieve isolatiemantels, welke elektrische voedingsdraden met hun vrije einden verbindbaar zijn met een elektrische voedingseenheid; en 10 welke meetmiddelen verbonden zijn met elektrische signaaldraden met respectieve isolatiemantels, welke elektrische signaaldraden met hun vrije einden verbindbaar zijn met de externe processor.

Een dergelijke inrichting is bekend uit 15 internationale octrooiaanvrage WO-A-2005/039659 van aanvrager.

Het is bekend dat vele fysische, biologische en biofysische processen onderhevig zijn invloedsfactoren die vaak kunnen worden uitgedrukt in termen van het 20 veranderen van de waarden van relevante procesparameters. Om een dergelijk proces op de gewenste wijze te kunnen sturen, in het bijzonder om het proces binnen een gedefinieerd procesvenster begrensd te houden, is het essentieel, dat relevante parameters worden gemeten en op 25 basis daarvan deze parameters en/of andere, samenhangende parameters op dynamische wijze continu worden bijgestuurd. Aldus kan in het geval, waarin het proces buiten een procesvenster raakt, op basis van de relevante meetgegevens worden ingegrepen, zodat op basis van nieuwe 30 instellingen van één of meer parameters het proces weer binnen het procesvenster wordt gebracht.

Naarmate het procesvenster nauwer is, dat wil zeggen binnen dichter bij elkaar liggende waarden wordt bepaald, moeten de metingen nauwkeuriger zijn.

35 In het voorliggende geval van een inrichting die bestemd is voor het steriliseren van lucht is er sprake van fysische en biofysische processen die een gemeenschappelijke factor bezitten, namelijk de tijd, 3 uitgedrukt in seconden, en een gerelateerd debiet van de door de inrichting stromende lucht. Om een dergelijk proces op de gewenste wijze te kunnen sturen is derhalve een betrouwbare meting van onder meer het debiet van de 5 doorstromende lucht noodzakelijk. Een debietmeting kan worden uitgevoerd door het bepalen van de (gemiddelde) luchtsnelheid bij een gegeven doorstroomoppervlak.

Er bestaan diverse werkwijzen voor het meten van luchtsnelheid. Onderstaand worden daarvan enkele 10 voorbeelden kort beschreven.

(A) Een zogenaamde vane-anemometer omvat een door doorstromende lucht aangedreven propeller met nauwkeurig bekende aërodynamische eigenschappen. De propeller wordt in de luchtstroom geplaatst en, 15 bijvoorbeeld door gebruikmaking van een optische sensor, wordt het toerental van de propeller gemeten. De frekwentie van de propeller of het toerental wordt via een ijktabel omgezet in een elektrisch signaal dat representatief is voor de luchtsnelheid.

20 (B) Een hot-wire anemometer maakt gebruik van een draad van weerstandsmateriaal waardoorheen een elektrische stroom wordt gestuurd. De draad wordt door de erdoorheen stromende elektrische stroom opgewarmd en verkrijgt bij een luchtdebiet met de waarde nul een 25 initiële oppervlakte-temperatuur. Wanneer er vervolgens lucht gaat langs stromen, zal er een warmteoverdracht plaatsvinden tussen de draad en de langsstromende lucht. Als gevolg hiervan zal de draad afkoelen, hetgeen zich uit door een veranderende weerstandswaarde. Een 30 elektrische meet- en regelschakeling stuurt vervolgens een sterkere stroom door de draad, totdat de initiële temperatuur weer bereikt is. De verhoging van de stroomsterkte of van het aan de draad toegevoerde vermogen in de dynamische situatie ten opzichte van de 35 statische situatie kan dan worden omgerekend tot een waarde van de luchtsnelheid.

(C) Ook manometers kunnen op basis van een drukverschil tussen twee meetpunten de luchtsnelheid 4 bepalen.

(D) Een verdere mogelijkheid is het gebruik van venturi-middelen.

Het is een doel van de uitvinding, de bekende 5 inrichting zodanig uit te voeren, dat onder de meest uiteenlopende dynamische omstandigheden de momentane parameterwaarden altijd zodanig zijn, dat het proces zich binnen een desgewenst zeer nauw procesvenster bevinden.

Het is een verder doel van de uitvinding, 10 ervoor te zorgen dat de inrichting uit weinig onderdelen bestaat, zodat de inrichting zich leent voor een zeer snelle en eenvoudige onderhoudsprocedure en voor het uitvoeren van reparatiewerkzaamheden, in het bijzonder na het verstrijken van de levensduur van aan slijtage en 15 veroudering onderhevige onderdelen. Het is een verder doel van de uitvinding, de inrichting zodanig uit te voeren, dat hij onder alle denkbare omstandigheden zeer betrouwbaar functioneert en na vervanging van bepaalde onderdelen, in het bijzonder de UV(C)-lamp of lampen, 20 automatisch en zonder de noodzaak van enige bij regeling of instelling binnen het gekozen procesvenster verder correct functioneert.

Het is een verder doel van de uitvinding, de inrichting van het beschreven type zodanig uit te voeren, 25 dat de in het algemeen zwakke meetsignalen niet worden gestoord door het elektrische en/of het magnetische veld dat wordt opgewekt door de voedingsdraden voor de lamp of lampen vloeiende wisselstroom, in het algemeen een stroom met de lichtnetfrequentie van 50 of 60 Hz.

30 Het is nog een ander doel van de uitvinding, de inrichting van het beschreven type zodanig uit te voeren, dat de isolatiemantels van de elektrische voedingsdraden en van de signaaldraden niet onderhevig zijn aan vroegtijdige veroudering en degradatie als gevolg van de 35 inwerking van ÜV(C)-straling.

Met het oog bovengenoemde doelstellingen verschaft de uitvinding een inrichting van het in de aanhef vermelde type voor het steriliseren van door de 5 inrichting stromende lucht, welke inrichting volgens de uitvinding het kenmerk vertoont, dat de lamphouder positioneringsmiddelen omvat voor het in een vaste, gedefinieerde stand positioneren van de 5 lamp(en); de lamphouder de meetmiddelen op een vaste positie draagt; en de elektrische voedingsdraden en de signaaldraden zodanig zijn gelegen, dat ze zijn 10 afgeschermd tegen de van de UV(C)-lamp(en) afkomstige straling.

De of elke lamp wordt door de positioneringsmiddelen zonder enige vrijheidsgraad ten opzichte van de lamphouder gefixeerd. Elke lamp kan 15 derhalve noch een translatie, noch een rotatie in enige richting uitvoeren. Een dergelijke blokkering van alle zes vrijheidsgraden vereist een fixatie op drie punten. Bijvoorbeeld op zichzelf bekende en in de handel verkrijgbare PL-L-lampen, die voor de inrichting volgens 20 de uitvinding geschikt zijn, omvatten twee elektrische aansluitpennen, die op hierna nader te beschrijven wijze worden ingestoken in de corresponderende aansluitbussen van een lampvoet, die star met de lamphouder verbonden is. Op afstand van de lampvoet wordt de lamp gefixeerd, 25 bijvoorbeeld door middel van een verende klem aan de vrije eindzone. Op deze wijze is de lamp losneembaar in een vaste stand star gefixeerd ten opzichte van de lamphouder. Dit is van belang teneinde storingen te voorkomen als gevolg van een niet volledig beheerst 30 elektrisch contact bij scheefstand van de lamp en om ervoor te zorgen dat de UV(C)-straling in de UV(C)-behandelkamer steeds voldoet aan vooraf bepaalde criteria, in het bijzonder de homogeniteit van de straling.

35 De behandelkamer zal in het algemeen van een spiegelende wand voorzien zijn. De effectieve reflectie in die wand is mede afhankelijk van de positie van de lamp ten opzichte van die wand. Door de goed 6 gedefinieerde positionering van de lamp of de lampen is. de intensiteit van de UV(C)-straling in de UV(C)-kamer zeer voorspelbaar en reproduceerbaar, ook in geval van vervanging van een lamp.

5 Verder is het van belang, dat de meetmiddelen in een vaste positie worden gedragen. Bijvoorbeeld voor het meten van de intensiteit van de UV(C)-straling in de UV(C) behandelkamer moet één vast meetpunt worden gekozen om bijvoorbeeld na verwisseling van een lamp weer onder 10 exact dezelfde condities de intensiteit van de UV(C)-straling in de UV(C)-behandelkamer te kunnen meten.

Het tegengaan van elektrische interferentie tussen de voedingsdraden en de signaaldraden kan plaatsvinden door het op een voldoend grote onderlinge 15 afstand leggen van deze verschillende typen draden en door het afschermen daarvan met een elektrische en/of een magnetische afscherming.

Zoals boven besproken, kan de inrichting volgens de uitvinding met voordeel de bijzonderheid 20 vertonen, dat de voedingsdraden en de signaaldraden onderling zodanig gelegen zijn, dat de elektrische voedingsstroom nagenoeg geen elektrische stoorsignaal in de signaaldraden induceert.

In een specifieke uitvoering vertoont de 25 inrichting de bijzonderheid dat de lamphouder, de positioneringsmiddelen en de meetmiddelen zijn samengesteld tot een geïntegreerde eenheid. Een dergelijke geïntegreerde eenheid is in geval van een gewenst onderhoud of eventueel noodzakelijke reparatie of 30 vervanging van een onderdeel gemakkelijk als één geheel in zeer korte tijd te verwijderen, eventueel te behandelen of van een nieuw onderdeel te voorzien, dan wel te vervangen door een vervangende eenheid.

Verder richt de uitvinding zich op een 35 lamphouder, ingericht om te dienen als onderdeel voor een inrichting volgens een der voorgaande conclusies, welke lamphouder samen met positioneringsmiddelen voor ten minste één UV(C)-lamp en meetmiddelen een geïntegreerde 7 eenheid vormt.

Met de uitvinding kan op een betrekkelijk eenvoudige wijze het nagestreefde prestatie-niveau worden gerealiseerd, namelijk het zodanig besturen van voor het 5 proces relevante parameters, dat onder de meest uiteenlopende en variërende omstandigheden wordt verzekerd, dat de inrichting minimaal een gekozen fractie van de binnenkomende populatie van schadelijke micro-organismen, bijvoorbeeld bacteriën en virussen, 10 onschadelijk maakt. Gedacht wordt bijvoorbeeld aan een resterende relatieve populatie van maximaal 10-4. Ook nog aanzienlijk lagere waarden zijn met de inrichting volgens de uitvinding realiseerbaar.

De inrichting volgens de uitvinding is in staat 15 deze hoge graad van sterilisatie gedurende zeer lange tijd te handhaven, namelijk in wezen gedurende de volledige levensduur van de UV(C)-lampen.

Volgens de uitvinding kan het regelen van het proces worden gecombineerd met een meting. Daartoe kunnen 20 volgende overwegingen bijvoorbeeld dienen.

(A) Een voorschakelapparaat of een andere voedingseenheid levert vermogen voor het voeden van de lamp of lampen.

(B) Elke lamp geeft op basis van de toegevoerde 25 elektrische energie UV(C)-straling af, waarmee in de langsstromende lucht aanwezige micro-organismen onschadelijk worden gemaakt.

(C) Tijdens de werking van de inrichting verwarmt elke lamp de langsstromende lucht.

30 (D) Een temperatuurmeting ter bepaling van de verandering van de oppervlaktetemperatuur van de lamp vanuit een situatie met luchtsnelheid nul ten opzichte van de situatie met een van nul afwijkende waarde van de luchtsnelheid kan worden omgezet in een waarde van de 35 luchtsnelheid of van de luchtdebiet.

De combinatie van A en B beschrijft een fysisch en een biofysisch proces. De combinatie van C en D beschrijft de facto een meting conform de hot-wire 8 anemometer, zoals boven besproken. Aldus wordt gebruik gemaakt van het feit dat de lamp, die bestemd is voor het afgeven van UV(C)-straling voor het onschadelijk maken van schadelijke micro-organismen, tevens de lucht 5 verwarmt en aldus, behalve als procesonderdeel tevens als meetonderdeel kan dienen.

Het mechanisch afschermen van de draden heeft niet alleen het effect dat de isolatie tegen degradatie als gevolg van de inwerking van UV(C)-straling wordt 10 beschermd, maar tevens een afscherming tegen de van de lamp afkomstige directe warmtestraling is.

Het vast positioneren en in die positie vast fixeren van elke lamp zorgt ervoor, dat tijdens transport en tijdens de werking van de inrichting geen enkele 15 beweging van de lamp mogelijk is. Daarbij wordt tevens aan de dienaangaande gestelde veiligheidseisen (UL, CE, KEMA) voldaan. Volgens deze eisen is er een minimale klemkracht nodig tussen de elektrische aansluitpennen van elke lamp en de elektrische aansluitbussen in de lampvoet 20 teneinde lokale vonkvorming te voorkomen.

Zoals hierna aan de hand van de figuren meer in detail zal worden besproken, kunnen buisvormige doorgangen van de draden tevens de functie hebben van fixatie-elementen waarmee de lamphouder aan de behuizing 25 van de inrichting wordt bevestigd.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen. In de tekeningen tonen: figuur IA een perspectivisch aanzicht van een geïntegreerde eenheid, omvattende een lamphouder, 30 positioneringsmiddelen en meetmiddelen, welke lamphouder tevens twee UV(C)-lampen draagt; figuur 1B een perspectivisch aanzicht vanaf de andere zijde; figuur 2 een aanzicht vanaf de bovenzijde van 35 de eenheid volgens figuur 1; figuur 3 een zijaanzicht van de eenheid volgens de figuren 1 en 2; figuur 4 een eindaanzicht van de inrichting 9 volgens de figuren 1, 2 en 3; figuur 5 een dwarsdoorsnede door de eenheid ter plaatse van de lampklemmen; en figuur 6 een transparant perspectivisch 5 aanzicht van een UV(C)-behandelkamer, waarin een lamphouder is gepositioneerd.

De in de figuren getekende inrichting is een geïntegreerde eenheid en omvat een hierna meer in detail te beschrijven lamphouder 17 met een gestel, dat een 10 monolithische eenheid is en bijvoorbeeld is uitgevoerd in tegen corrosie beschermd staal of ander geschikte metaalsoort, en hierna te beschrijven meetmiddelen omvat.

Het gestel 1 omvat een langwerpige, aan de in figuur 1 geziene bovenzijde open, algemeen U-vormig 15 profiel 18, dat de volgende buisstompen draagt: * een buisstomp 5, aan het einde waarvan een temperatuursensor 14 is geaccommodeerd. De buisstomp 5 sluit via een doorgaand gat in het profiel 18 aan de binnenzijde van dat profiel aan voor doorlating van een 20 signaalleiding 19, die verbonden is met de sensor 14 voor het meten van de temperatuur Tl van de binnenkomende lucht.

* twee als buisstompen uitgevoerde dragers 2A en 2B die lampvoethouders respectievelijk 3, 4 dragen. In 25 elk van de buisstompen 2A en 2B zijn vier draden geaccommodeerd, die zijn aangeduid met respectievelijk 21 en 22. Zoals figuur 1 duidelijk toont, strekken de draden 21 en 22 zich uitsluitend door de buisstompen 2A en 2B en niet door het profiel 18 uit. Dit is van belang in 30 verband met het voorkomen van elektrische en magnetische interferentie tussen de voedingsdraden 20, 21 en de signaaldraden, waarvan de leiding 19 al is beschreven.

* een als buisstomp uitgevoerde drager 6 die aan zijn vrije onderzijde een UV(C)-sensor 15 draagt. Met 35 de UV(C)-sensor is een signaalleiding 22 verbonden. Via het profiel 18 wordt deze draad 22 naar buiten geleid.

* een drager 8 van hetzelfde type als de drager 5, die aan zijn vrije onderzijde een temperatuursensor 16 10 voor het meten van de temperatuur T2 van de uitgaande luchtstroom draagt. Met de sensor 16 is een signaalleiding 23 verbonden die via het profiel 18 naar buiten wordt geleid.

5 Aan het profiel is een buisstomp 7 vastgelast, waardoorheen signaalleidingen 19, 22, 23 zich uitstrekken om naar buiten te worden gevoerd, zodat ze hun signalen kunnen afgeven aan een processor.

De dragers 2A en 2B en de buisstomp 7 zijn alle 10 drie van externe schroefdraad voorzien. De wand van de UV(C)-behandelkamer (niet getekend) bezit drie gaten, die op corresponderende posities zijn aangebracht. De dragers 2A en 2B en de buisstomp 7 kunnen daardoorheen worden gestoken en vervolgens door middel van moeren worden 15 vastgezet. Hiermee is de positie van de langwerpige lampen 12, 13 in de UV(C)-behandelkamer volledig vastgelegd.

De lampen 12, 13 zijn met hun respectieve lampvoeten 24, 25 ingestoken in de respectieve 20 lampvoethouders 3, 4. Zoals algemeen bekend en gebruikelijk en daarom niet getekend, omvat elk van de lampen vier aansluitpennen die worden ingestoken in respectieve aansluitbussen in de betreffende lampvoethouder.

25 Aan de andere eindzone van elke lamp bevindt zich een lampklem, welke lampklemmen zijn aangeduid als respectievelijk 9 en 10. Met deze constructie is iedere vrijheidsgraad van beweging van elke lamp geblokkeerd.

De lampklemmen 9, 10 worden gedragen door een 30 aan het profiel 18 vastgelaste draagstrip 11.

Behalve door lassen kunnen de genoemde buisstompen en de draagstrippen ook door hardsolderen of andere geschikte bewerkingen met het profiel 18 verbonden zi jn.

35 Met verwijzing naar de figuren 2 en 3 wordt de aandacht erop gevestigd, dat de lampvoethouders 3 en 4 zijn voorzien van stroomopwaarts geplaatste stroomlijnelementen respectievelijk 26 en 27. Deze dienen 11 ervoor om de binnenkomende lucht in een rustig patroon laminair langs de lampen 12, 13 te doen stromen. De stroomlijnelementen 26, 27 kunnen van hetzelfde materiaal zijn vervaardigd als de overige beschreven elementen van 5 de lamphouder of het gestel 1.

Figuur 6 toont een inwendig verspiegelde, cilindrische metalen bus 28, die een UV(C)-behandelkamer 28 vormt, waarin de lamphouder 17 is gepositioneerd. Daartoe zijn de buisstompen 2A, 2B en 7 ingestoken in 10 daartoe in de bus 28 aanwezige doorgaande gaten (niet getekend) en door middel van moeren vastgezet.

2801643

Claims (4)

5

1. Inrichting voor het aan UV(C)-straling onderwerpen van lucht, welke inrichting omvat: 10 een behuizing met een luchtinlaat en een luchtuitlaat; een in de behuizing aanwezige UV(C)-behandelkamer, waarin een UV(C)-bron is geaccomodeerd, die de passerende lucht onderwerpt aan een UV(C)- 15 behandeling, waarvan de effectiviteit afhankelijk is van de intensiteit van de UV(C)-straling en van de verblijftijd van de lucht in de UV(C)-behandelkamer; meetmiddelen voor het meten van de waarde van ten minste één parameter, die representatief is voor die 20 intensiteit en het afgeven van een met die waarde corresponderend meetsignaal aan een externe processor, waarin een procesvenster is opgeslagen, dat de grenzen van de proceseffectiviteit en de corresponderende grenzen van de intensiteit en de verblijftijd aangeeft; 25 welke meetmiddelen ten minste één van de volgende meeteenheden omvatten: (a) een temperatuursensor, die de temperatuur aan de wand van de UV(C)-bron meet; (b) twee temperatuursensoren, die 30 respectievelijk stroomafwaarts en stroomopwaarts ten opzichte van de UV(C)-bron zijn geplaatst ter bepaling van de door de UV(C)-bron veroorzaakte opwarming van de passerende lucht; (c) een UV(C)-sensor ter bepaling van de 35 intensiteit van de UV(C)-straling op een gekozen positie in de UV(C)-behandelkamer; welke UV(C)-bron ten minste één UV(C)-lamp omvat, die wordt gedragen door een lamphouder, die 2001643 aansluitbussen omvat, waarin uit de of elke UV(C)-lamp uitstekende elektrische aansluitpennen kunnen worden ingestoken, welke aansluitbussen zijn verbonden met elektrische voedingsdraden met respectieve 5 isolatiemantels, welke elektrische voedingsdraden met hun vrije einden verbindbaar zijn met een elektrische voedingseenheid; en welke meetmiddelen verbonden zijn met elektrische signaaldraden met respectieve 10 isolatiemantels, welke elektrische signaaldraden met hun vrije einden verbindbaar zijn met de externe processor; met het kenmerk, dat de lamphouder positioneringsmiddelen omvat voor het in een vaste gedefinieerde stand positioneren van de 15 lamp(en); de lamphouder de meetmiddelen op een vaste positie draagt; en de elektrische voedingsdraden en de signaaldraden zodanig zijn gelegen, dat ze zijn 20 afgeschermd tegen de van de UV(C)-lamp(en) afkomstige straling.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarin de lamphouder, de positioneringsmiddelen en de meetmiddelen 25 zijn samengesteld tot een geïntegreerde eenheid.

3. De inrichting volgens conclusie 1, waarin de voedingsdraden en de signaaldraden onderling zodanig gelegen zijn, dat de elektrische voedingsstroom nagenoeg 30 geen elektrisch stoorsignaal in de signaaldraden induceert.

4. Lamphouder, ingericht om te dienen als onderdeel voor een inrichting volgens een der voorgaande 35 conclusies, welke lamphouder samen met positioneringsmiddelen voor ten minste één UV(C)-lamp en meetmiddelen een geïntegreerde eenheid vormt. 2101643