WO2022179699A1 - Desinfektionsvorrichtung - Google Patents

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WO2022179699A1
WO2022179699A1 PCT/EP2021/054850 EP2021054850W WO2022179699A1 WO 2022179699 A1 WO2022179699 A1 WO 2022179699A1 EP 2021054850 W EP2021054850 W EP 2021054850W WO 2022179699 A1 WO2022179699 A1 WO 2022179699A1
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WO
WIPO (PCT)
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air duct
disinfection device
air
radiation
housing body
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/054850
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Felix STRACKE
Tobias STAPELS
Axel Hemsing
Mira SCHÜLLER
Original Assignee
Kolbenschmidt Pierburg Innovations Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kolbenschmidt Pierburg Innovations Gmbh filed Critical Kolbenschmidt Pierburg Innovations Gmbh
Priority to PCT/EP2021/054850 priority Critical patent/WO2022179699A1/de
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18Radiation
    • A61L9/20Ultra-violet radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/02Masks
    • A62B18/025Halfmasks
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02Filters for breathing-protection purposes for respirators

Definitions

  • the invention relates to a disinfection device for disinfecting contaminated air using ultraviolet radiation, having a radiation source, an air duct housing body which has a first air opening and a second air opening and delimits an air duct, and a radiation reflection means which reflects the rays within the air duct.
  • the invention relates in particular to a respirator half mask with a disinfection device to protect people from inhaling harmful substances from the ambient air, for example to protect against inhaling viruses and other pathogenic germs.
  • Cloth masks are known in particular from medicine, for example from hospitals.
  • the so-called surgical masks are worn, among other things, by medical staff during operations or other invasive procedures, in particular to protect the patient from pathogens such as bacteria or other germs. Since these surgical masks are mainly made of fabric, these surgical masks can only protect against pathogens of a certain minimum size due to their relatively coarse-meshed structure.
  • Such fabric masks therefore only offer effective protection against comparatively large microorganisms such as bacteria or the like.
  • Viruses are among the comparatively small pathogens and can therefore at least partially penetrate the coarse-meshed structure of a fabric mask.
  • Filter masks which also belong to the fabric masks, have several superimposed and particularly fine-meshed filter layers. Such filter masks are used, among other things, as protective masks when working with substances that are harmful to health, such as chemical substances or dust. Filter masks are divided into several filter classes, with only masks in filter class three, namely the so-called FFP3 masks, offering more than 99 percent protection against viruses.
  • the multi-layer arrangement of filter layers and their particularly fine-meshed structure make breathing difficult and can pose a health risk to the user if used for a long time.
  • the exhaled carbon dioxide cannot sufficiently escape into the environment, so that the oxygen saturation in the user's blood can drop sharply if the maximum recommended usage time is exceeded. Accordingly, breaks are often prescribed when using such masks.
  • the protective function decreases due to the masks becoming soaked.
  • UV masks use the virucidal properties of UV radiation within a UV-radiation-based disinfection device integrated into the mask to inactivate or kill pathogenic viruses before they enter the user's respiratory tract via the breathing air.
  • the UV mask does not prevent the viruses from entering the user's body via the respiratory tract, but is rendered harmless before entering by exposure to UV light, so that the viruses are no longer infectious.
  • Such virucidal protective masks have the advantage over fabric masks that the user's breathing does not have to be impaired by fabric or filter layers. These masks thus allow the user to breathe without resistance.
  • UV protective masks are considerably more durable, since these masks can be made from moisture-resistant and easy-to-clean materials, for example, and can therefore be reused, whereas simple fabric masks usually have to be thrown away after a single use due to the accumulation of pathogens in the fabric or filter layers.
  • replaceable filter elements can also be used to produce reusable filter masks, such as those worn for painting work, the relatively high breathing resistance makes these masks unsuitable or only suitable to a limited extent for everyday use.
  • US 2019/0015541 A1 discloses a UV protective mask with a canister-like irradiation device through which the air inhaled by the user is guided before it enters the protective mask.
  • a radiation source is arranged within this irradiation device, which emits UV rays and irradiates the air passed through to inactivate entrained viruses.
  • a disadvantage of the disclosed UV mask lies in the unfavorable structure of the irradiation device with regard to the arrangement of the radiation source and the air duct through the canister-like base body, which makes uniform and effective irradiation of the air fed through more difficult.
  • the one-sided arrangement of the radiation source leads to uneven radiation propagation, which is at least partially compensated for by the reflecting walls, but leads to insufficient radiation intensity at the end of the canister opposite the radiation source and consequently only inactivates a small proportion of the viruses. This particularly affects the air flow that flows in through the air inlet opposite the radiation source.
  • the partial flows that flow in through the air inlet openings arranged at the ends flow out through the centrally located outlet opening, as a result of which each partial flow only flows through half of the canister, so that the air is only briefly exposed to UV radiation.
  • the irradiation device can be functionally integrated into a respirator. The invention is therefore based on the object
  • a disinfection device in particular for a protective mask, in which the irradiation device can be integrated particularly well into a respiratory mask and which can be produced particularly inexpensively and in large quantities and is characterized by a high level of effectiveness with regard to the inactivation of viruses and/or other germs.
  • a disinfection device for disinfecting contaminated air enables viruses and/or other germs carried in the contaminated air to be inactivated using ultraviolet radiation.
  • the disinfection device has a radiation source, which can consist of several individual sources, and an air duct housing body.
  • the air duct case body has a first air opening and a second air opening and defines an air duct.
  • the air duct is arranged in such a way that when the disinfection device is used in a protective mask, the user of the protective mask draws in ambient air through the first air opening while inhaling, which first flows through the air duct and through the second air opening into the interior of the mask. From there, the air enters the airways.
  • the first air opening forms an air inlet and the second air opening forms an air outlet.
  • the air duct can preferably be flowed through in both directions, so that the air not only flows into the protective mask through the air duct during inhalation, but also flows out of the protective mask through the air duct during exhalation. Exhaling thus causes a reversal of the flow within the air duct, so that the first air opening forms the air inlet during inhalation and forms the air outlet during exhalation.
  • the second air opening forms the air outlet during inhalation and the air inlet during exhalation.
  • the radiation source is arranged such that the contaminated air flowing through the air duct is directed past the radiation source during both inspiration and expiration, whereby the contaminated air is directly exposed to the ultraviolet radiation emitted by the radiation source.
  • the pathogenic germs carried in the contaminated air are destroyed by the hereditary substance-damaging properties of ultraviolet radiation inactivated, whereby, for example, viruses lose their infectivity, so that the air flowing through the air duct is decontaminated or disinfected.
  • this reduces the viral load in the inhaled ambient air, which reduces the user's risk of infection, and on the other hand it reduces the viral load in the exhaled air, which reduces the risk of infection for people in the immediate vicinity of the mask user.
  • the disinfection device has a radiation reflecting means which reflects the ultraviolet radiation within the air duct.
  • the air duct housing body is transparent, which means that it is permeable to the radiation from the radiation source used, so that it is permeable in particular to ultraviolet rays and allows the ultraviolet radiation to penetrate into the air duct from the outside.
  • the radiation source is preferably arranged radially outside of the air duct casing body, so that the ultraviolet radiation emitted from the radiation source penetrates through the transparent air duct casing body into the air duct and irradiates the air flowing through the air duct.
  • the radiation source is not exposed to breathing air, as a result of which the radiation source is protected in particular from moisture.
  • the air duct housing body can be designed without openings. The air duct thus has neither openings for a radiation source nor cabling required for the radiation source, which must be separately sealed, nor is a radiation source arranged inside the air duct which causes flow turbulence.
  • the air duct housing body can have a substantially smooth inner wall designed to be streamlined, so that a particularly uniform laminar flow can form within the air duct. which is particularly advantageous for virus inactivation by irradiation with UV light.
  • the aerodynamic design enables resistance-free breathing when the disinfection device is used in a protective mask, as a result of which the comfort of the protective mask is significantly increased compared to that of a filter mask.
  • the radiation reflecting means is formed by a radiation reflecting layer, which is preferably arranged on the outer surface of the air duct housing body. With the help of this radiation-reflecting layer, the ultraviolet rays emitted by the radiation source are reflected within the air duct.
  • the radiation reflecting means largely prevents the ultraviolet radiation from escaping from the air duct and therefore has a protective function, for example protecting the user's facial skin from possible damage to the genetic material in the skin cells due to the cell-damaging effect of UV radiation.
  • the radiation reflecting means enables the ultraviolet radiation to spread uniformly and intensively within the entire air duct, as a result of which the disinfection device achieves a relatively high radiation intensity and consequently a particularly high virus inactivation rate.
  • the air duct housing body is preferably designed as a hollow cylinder, so that its cross section is circular.
  • the circular cross-sectional shape of this tubular air duct housing body enables the formation of a particularly homogeneous flow profile within the air duct, as a result of which particularly effective irradiation of the air flowing through is achieved.
  • the disinfection device achieves a relatively high virus inactivation rate, which was particularly difficult to achieve when disinfecting flowing media by UV radiation in conventional UV masks.
  • the air duct has exactly one air inlet opening and exactly one air outlet opening.
  • the air inlet opening and the air outlet opening are preferably arranged axially opposite one another, i.e.
  • the air inlet opening is located at a first axial end of the air duct and the air outlet opening is located at a second axial end of the air duct opposite the first axial end, so that the air when using the Disinfection device in a protective mask can flow directly through the air duct during inhalation and can form a turbulence-free flow.
  • the air inlet opening can also form the air outlet opening, as a result of which the air outlet opening arranged axially opposite forms the air inlet opening accordingly.
  • the transparent air duct housing body is made of quartz glass.
  • quartz glass has the advantage that no signs of aging occur due to the exposure of the air duct housing body to ultraviolet radiation.
  • the disinfection device is used intensively, its disinfection function is not impaired by clouding of the transparent air duct housing body material, so that a relatively long service life of the disinfection device is ensured.
  • the radiation-reflecting layer which is preferably arranged on the outer surface of the air duct housing body, is preferably formed by a PTFE film that encloses the transparent air duct housing body from the outside.
  • the inward-facing side of the film has a corresponding radiation-reflecting surface that reflects the ultraviolet radiation within the air duct.
  • the PTFE film preferably has at least one hole through which the rays from the radiation source penetrate into the air duct.
  • the radiation source is aligned in the hole area from the outside to the air duct housing body in such a way that the emitted rays penetrate the air duct through the hole and are reflected there by the PTFE film.
  • the radiation source preferably covers the hole and thereby prevents the radiation from escaping from the air duct.
  • the disinfection device has a carrier which radially encloses the PTFE film.
  • This carrier is preferably made of plastic.
  • the PTFE film and the radiation sources can be attached to this support.
  • the carrier prevents the ultraviolet radiation from escaping from the air duct through the radiation reflection means and consequently has a protective function, for example protecting the user's facial skin from possible damage to the genetic material in the skin cells by the cell-damaging effect of UV radiation.
  • the carrier is formed from individual carrier segments which are connected by film hinges.
  • This special design of the carrier makes it possible to manufacture the carrier as an injection-moulded component in a developed form and then to place it around the PTFE film or around the air duct housing body, with the film hinges preventing the carrier from deforming while it adapts to the shape of the air duct housing body facilitate.
  • the individual carrier segments can have the material thickness required for sufficient stability of the carrier without the Impairing deformability of the carrier.
  • the carrier forms the receptacle for the radiation source.
  • the radiation source is formed by at least one UV-C light-emitting diode.
  • the ideal wavelength for inactivating viruses is in the range of 265 nm.
  • short-wave ultraviolet radiation of type C which has a spectrum from 100 nm to 280 nm, is preferably used for the effective inactivation of pathogenic viruses.
  • the disinfection device is operated electrically and is supplied with power for mobile use, for example in a protective mask using batteries or accumulators
  • the use of light-emitting diodes enables a relatively long service life.
  • the operating time should preferably be 12 hours, so that the user can use the protective mask for at least a full day away from home, for example a full working day including the outward and return journey, despite permanent operation, without having to replace the batteries or charge the accumulators.
  • the air duct has a plurality of UV-C light-emitting LEDs, which are distributed, in particular evenly distributed, along the circumference of the air duct.
  • the use of several light-emitting diodes increases the radiation intensity within the air duct, so that the virus inactivation rate of the viruses contained in the air flowing past increases with an increasing number of light-emitting diodes. Furthermore, a homogeneous distribution of Radiation achieved over the entire cross-section, leading to a high inactivation rate.
  • the UV-C light-emitting LEDs are arranged along the air duct on a common transverse plane.
  • the preferably radially inwardly directed light-emitting diodes thus form a type of UV light barrier that illuminates the full cross-section of the air duct and must be crossed by the viruses contained in the air flow, whereby a particularly high virus inactivation rate is achieved.
  • the uniform arrangement of the light-emitting diodes makes it easier to manufacture the disinfection device.
  • Each carrier segment preferably has at least one hole through which the rays of the radiation source penetrate into the air duct.
  • a corresponding radiation source is arranged at each hole, for example a UV-C light-emitting diode, which radiates through the hole into the air duct.
  • the UV-C light-emitting LEDs are arranged on a flexible printed circuit board.
  • the printed circuit board can be designed, for example, as a flexible, rectangular printed circuit board strip, which is fitted with UV-C light-emitting LEDs and placed around the carrier, so that the flexible printed circuit board preferably encloses the carrier in the manner of a collar.
  • the holes in the carrier segments and in the radiation-reflecting layer are preferably arranged corresponding to the light-emitting diodes on the printed circuit board, so that the light-emitting diodes can be seen through the holes in the carrier segments and through the congruent ones underneath Radiate holes in the radiation-reflecting layer into the air duct and disinfect the air flowing through the air duct.
  • Recesses into which the light-emitting diodes protrude are advantageously formed in the carrier segments.
  • the light-emitting diodes therefore do not protrude radially from the carrier, as a result of which the flexible printed circuit board rests flush against the lateral surface of the carrier.
  • the recesses form a form-fitting connection with the light-emitting diodes, so that a type of anti-twist protection is formed, which prevents the light-emitting diodes or the flexible printed circuit board from slipping.
  • the disinfection device has a heat-conducting means for dissipating heat.
  • the heat conducting means preferably encloses the flexible printed circuit board and the carrier radially, so that the entire lateral surface of the carrier is enclosed.
  • the heat-conducting means is made from a material with a particularly high thermal conductivity, for example metal or heat-conducting plastics.
  • the heat-conducting means is preferably designed as a heat-conducting sleeve which radially encloses the carrier with the flexible printed circuit board and the light-emitting diodes.
  • the thermal conduction means absorbs the heat generated by the light-emitting diodes, distributes it over the entire circumference of the disinfection device and emits the heat to the outside.
  • the disinfection device is enclosed by a metal housing.
  • This metal housing is made of aluminum, for example, and has a multiplicity of tabs bent radially inward at each of its two axial ends.
  • the inwardly bent tabs are designed such that they preferably the annular radial area between the hollow cylindrical air duct housing body and close the cylindrical metal housing in the axial direction.
  • the metal housing can have cooling ribs for improved heat dissipation.
  • a sealing means is advantageously arranged at each of the two axial ends of the air duct housing body.
  • the sealant rests on the one hand against the air duct housing body and on the other hand against the surrounding metal housing.
  • the sealant thus protects the radial intermediate space between the air duct housing body and the metal housing from the ingress of dirt or moisture, so that the printed circuit board and the light-emitting diodes in particular are protected.
  • the sealing means hold the individual components of the disinfection device in their respective position in a non-positive and/or positive manner.
  • the disinfection device can have any form that is advantageous for integration into a respirator mask.
  • the disinfection device can be designed, for example, as an exchangeable module, so that the disinfection device can be used in different types of breathing masks or ventilation systems.
  • a removable disinfection device module allows the air duct to be cleaned of dirt.
  • the disinfection device is thus reusable, so that a respirator equipped with this disinfection device can be cleaned or replaced inexpensively and independently of the disinfection device. In the event of a defect, the disinfection device can be easily replaced.
  • a particularly advantageous embodiment of a disinfection device according to the invention is explained below with reference to the figures, in which the disinfection device is used in a protective mask. Show it:
  • FIG. 1 shows a protective mask with a disinfection device according to the invention in a plan view
  • Figure 2 is a perspective view of the disinfection device of Figure 1 in a longitudinal half section
  • Figure 3 is a perspective exploded view of the disinfection device of Figure 1.
  • the protective mask 10 shows a protective mask 10 with a disinfection device 20 for disinfecting virus-contaminated air using UV-C radiation.
  • the protective mask 10 is designed as a respirator half mask, the mask body 11 of which is worn by a user over the mouth and nose area, so that the mask body 11 rests sealingly over the mouth and nose area.
  • the protective mask 10 has a rearwardly directed tubular breathing channel 14 in which a disinfection device 20 is arranged.
  • the tubular breathing channel 14 leads from the mask body 11 past the side of the user's face in the direction of the back of the head.
  • At the open end of the tubular breathing channel 14 there is a breathing opening 18 through which air flows into and out of the protective mask 10 during breathing.
  • the air flowing in or out is guided through the hollow-cylindrical disinfection device 20 in which the air is disinfected by irradiation with UV-C rays.
  • the disinfection device 20 shown in FIG. 2 and FIG. 3 has a hollow-cylindrical air duct housing body 22 made of transparent quartz glass.
  • the air duct housing body 22 has a first air hole 25 and a second air hole 27 which are arranged opposite to each other at both axial ends of the air duct housing body 22.
  • the air duct housing body 22 is consequently open at both of its axial ends.
  • Radially, the tubular air duct housing body 22 delimits a cylindrical air duct 21 through which air flows both during inhalation and during exhalation.
  • the air channel 21 accordingly forms the only fluidic connection between the inside of the mask and the environment, so that all of the air that is inhaled or exhaled during the breathing process of the user is conducted through the air channel 21 .
  • the flow through the air channel 21 is in the direction of the inside of the mask during inhalation and in the opposite direction during exhalation. Both air openings 25, 27 consequently form either the air inlet or the air outlet, depending on the direction of flow
  • the air duct case body 22 has a radiation reflecting means 35 .
  • the outer lateral surface 23 of the air duct housing body 22 is surrounded by a radiation-reflecting layer 36 which is formed by a PTFE film 37 and essentially covers the entire outer lateral surface of the air duct housing body 22 .
  • the PTFE sheet 37 is fixed to the air duct case body 22 with an adhesive.
  • the PTFE film 37 has six circular holes 39 which are located axially in the middle and are evenly distributed along the circumference.
  • the holes 39 are arranged on a common transverse plane 38 which is centrally located between both axial ends of the air duct housing body 22 .
  • the air duct housing body 22 covered with the PTFE film 37 is surrounded by a hollow-cylindrical plastic support 70 .
  • the carrier 70 is formed by six carrier segments 71 in the shape of a circular arc, two carrier segments being adjacent to one another in the circumferential direction 71 are connected by a film hinge 72.
  • the carrier 70 can thus be produced as a rectangular plate-like plastic injection-molded component, which can be brought into a cylindrical shape by deforming the film hinges 72 and can thus be placed essentially in a circle around the cylindrical air duct housing body 22 . Accordingly, precisely two of the carrier segments 71 arranged adjacent to one another are not connected in the circumferential direction.
  • Each carrier segment 71 has a conical hole 73 which tapers outwards in the radial direction, ie the diameter of the conical hole 73 is larger on the inner lateral surface of the carrier segment 71 than on the outer lateral surface of the carrier segment 71.
  • the conical holes 73 are arranged congruently with the holes 39 in the PTFE film 37, the diameter of the holes 39 in the PTFE film 37 corresponding to the larger diameter of the conical holes 73 on the inner lateral surface of the carrier segments 71. As a result, part of the transparent air duct housing body 22 is not covered in the area of the holes 73 .
  • each individual hole 73 there is a rectangular recess 74 which is recessed radially inwards and is arranged in such a way that the respective hole 73 lies centrally within the recess 74 .
  • the disinfection device 20 has a radiation source 30 which is formed by six UV-C light-emitting LEDs 32 .
  • the light-emitting diodes 32 are arranged on a flexible printed circuit board 60 at the same distance from one another.
  • Each of the light-emitting diodes 32 is arranged within the respective corresponding rectangular recess 74 in the carrier segments 71 of the carrier 70 in such a way that each of the light-emitting diodes 32 points radially inwards and through the respective hole 73 in the carrier segments 71 and the congruent hole 39 in the PTFE underneath -Foil 37 radiates through the transparent air duct housing body 22 into the air duct 21.
  • the LEDs 32 cover the Holes 73 in the support segments 71 completely.
  • Each of the light-emitting diodes 32 emits UV-C radiation with a preferred wavelength of 265 nm, which spreads evenly within the air duct 21 due to the radiation-reflecting layer 36 enclosing the air duct housing body 22 .
  • the light-emitting diodes radiate into the air duct 21 with a relatively large radiation cone through the radially inwardly widening holes 73 in the carrier, so that the UV-C radiation can spread relatively widely within the air duct 21
  • the viruses carried by the air both during inhalation and exhalation are inactivated by the virucidal properties of UV-C radiation.
  • the ambient air flowing from the outside through the air duct 21 into the protective mask 10 and the exhaled air exhaled by the user wearing the mask and flowing out of the mask through the air duct 21 are disinfected by the irradiation, so that not only the user is protected from inhaling infectious viruses is protected, but also people in the vicinity are protected from the infectious breathing air of the user.
  • the disinfection device 20 also has a hollow-cylindrical heat-conducting means 50, which is designed as a heat-conducting sleeve 51 made of a heat-conducting thermoplastic material.
  • the heat-conducting sleeve 51 encloses the carrier 70 and the flexible printed circuit board 60 radially.
  • the carrier 70 which is not closed in the circumferential direction, is held in its cylindrical shape with the flexible printed circuit board 60 arranged thereon.
  • the heat conduction sleeve 51 is made from a sheet metal strip rolled into a cylindrical shape.
  • the heat-conducting sleeve 51 has a hole 53, through which an electrical cable 80 is guided radially outwards from the flexible printed circuit board 60 and supplies the light-emitting diodes 32 with current.
  • the disinfection device 20 is enclosed by a hollow-cylindrical metal housing 55 which radially encloses the heat-conducting sleeve 51 .
  • the metal case 55 is made of aluminum sheet strip rolled into a cylindrical shape.
  • the metal housing 55 On its lateral surface, the metal housing 55 has a radial bore 57, which is arranged in the axial direction centrically to the two axial ends of the metal housing 55 and is congruent with the hole 53 in the heat-conducting sleeve 51, so that through the hole 53 in the heat-conducting sleeve 51 led electrical cable 80 can be passed further out through the bore 57 in the metal housing 55 and can be connected to a power source.
  • the metal housing 55 has a multiplicity of trapezoidal tabs 56 which point radially inwards. As a result, these bent tabs 56 form an annular axial end face which axially closes the annular area between the air duct housing body 22 and the metal housing 55, as shown in FIG.
  • the carrier 70 and the heat-conducting sleeve 51 are designed to be shorter in the axial direction than the air duct housing body 22, ie the air duct housing body 22 protrudes axially at both axial ends the carrier 70 and the thermally conductive sleeve 51 addition.
  • the metal housing 55 protrudes axially beyond the air duct housing body 22, so that the radially inward-pointing tabs 56 of the metal housing 55 abut axially on the two axial ends of the air duct housing body 22 and each form an axial opening that is different in shape and size the two air openings 25, 27 of the air duct 21 correspond.
  • the disinfection device 20 has a sealing means 90 that is sealed by an elastic O-ring 91 is formed, which on the one hand radially bears against the protruding portion of the outer lateral surface of the air duct housing body 22 and on the other hand radially on the protruding portion of the inner lateral surface of the metal housing 55 sealingly.
  • a sealed space is thus formed between the air duct housing body 22 and the metal housing 55, in which the carrier 70, the light-emitting diodes 32, the flexible printed circuit board 60 and the heat-conducting sleeve 51, protected from dirt and moisture, are arranged.
  • the O-rings 91 are additionally secured axially by the bent tabs 56 of the metal housing 55.
  • the radial outside of the metal housing 55 also has two adhesive foils 100 made of aluminum, which completely enclose the metal housing 55 in the circumferential direction.
  • the axial length of each adhesive film 100 is approximately 40% of the axial length of the metal housing 55.
  • the adhesive films 100 are arranged in such a way that the axially cylindrical area of the metal housing 55, in which the bore 57 for the passage of the electrical cable 80 is arranged, does not pass through the adhesive films 100 are covered.
  • the rolled metal housing 55 is additionally held in its cylindrical shape with the aid of the adhesive foils 100 .
  • the protective mask 10 is worn by the user over the mouth and nose so that the mask body 11 completely covers the mouth and nose area and is in contact with the face in such a way that no air can enter the protective mask 10 between the mask body 11 and the skin of the face or escape from the protective mask 10 can escape. Consequently, the user breathes entirely through the breathing air channel 14 into which the air enters or exits via the breathing air opening 18 .
  • the disinfection device 20 is arranged in the breathing air duct 14 in such a way that the air entering or exiting through the breathing air opening 18 flows exclusively through the air duct 21 .
  • the air flows in and out through the air openings 25 , 27 arranged axially opposite one another, so that the air flow is not deflected within the air duct 21 .
  • the cylindrical air duct 21 has a completely smooth inner wall, which is particularly well suited for forming a uniform and turbulence-free laminar flow.
  • the air flowing through the air duct 21 is irradiated over the full cross section of the air duct 21 by the light-emitting diodes 32 which are uniformly distributed along the circumference and radiate radially into the air duct 21 .
  • the UV-C radiation emitted by the light-emitting diodes 32 is reflected several times within the air duct and spreads evenly in the direction of the two axial ends off.
  • the light-emitting diodes 32 have the highest radiation intensity in the area of the transverse plane 38, as a result of which the inactivation of the viruses carried in the air is particularly effective in this area.
  • the design of the air duct housing body 22 as a quartz glass tube has the advantage that the light-emitting diodes 32 are not arranged inside the air duct 21 and thus not in the contaminated air in the air duct 21 are exposed, whereby the light-emitting diodes 32 are protected in particular from the moisture contained in the breathing air.
  • the layered structure of the disinfection device 20 with the concentrically arranged hollow-cylindrical components allows for a relatively easy and inexpensive manufacture and results in a particularly compact design of the
  • Disinfection device 20 which is particularly advantageous for respirator half masks. Due to the resulting small space requirement, the disinfection device 20 can be integrated relatively easily into a respirator half mask.
  • the disinfection device 20 has a particularly high effectiveness with regard to the disinfection of virus-contaminated air due to its particularly advantageous configuration with regard to the arrangement of the light-emitting diodes 32 and the resistance-free air flow within the air duct 21 . Due to the hermetic sealing of the hollow-cylindrical space between the air duct housing body 22 and the metal housing 55, the components arranged in this space, such as the light-emitting diodes 32, the flexible printed circuit board 60, the carrier 70 or the heat-conducting sleeve 51, are particularly well protected against moisture and/or dirt , so that the disinfection device is particularly durable and can be cleaned relatively easily. Because of its modular design, the disinfection device 20 can be reused and can be removed relatively easily from the breathing air channel 14 so that the mask body 11 can be replaced independently of the disinfection device 20 .

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Desinfektionsvorrichtung (20) zur Desinfizierung von kontaminierter Luft mittels ultravioletter Strahlung. Die Desinfektionsvorrichtung (20) weist eine Strahlungsquelle (30) sowie einen Luftkanal-Gehäusekörper (22) auf, der eine erste Luftöffnung (25) und eine zweite Luftöffnung (27) aufweist und einen Luftkanal (21) begrenzt. Weiterhin weist die Desinfektionsvorrichtung (20) ein Strahlenreflexionsmittel (35) auf, das die Strahlen innerhalb des Luftkanals (21) reflektiert. Der Luftkanal-Gehäusekörper (22) ist transparent ausgebildet ist und das Strahlungsreflexionsmittel (35) ist durch eine strahlungsreflektierende Schicht (36) an der Außenfläche (23) des Luftkanal-Gehäusekörpers (22) gebildet. Die Strahlungsquelle (30) bestrahlt die durch den Luftkanal (21) strömende Luft mit ultravioletter Strahlung, wodurch in der Luft mitgeführte Viren inaktiviert werden.

Description

B E S C H R E I B U N G
Desinfektionsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Desinfektionsvorrichtung zur Desinfizierung von kontaminierter Luft mittels ultravioletter Strahlung, mit einer Strahlungsquelle, einem Luftkanal-Gehäusekörper, der eine erste Luftöffnung und eine zweite Luftöffnung aufweist und einen Luftkanal begrenzt, und einem Strahlenreflexionsmittel, das die Strahlen innerhalb des Luftkanals reflektiert.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Atemschutz-Halbmaske mit einer Desinfektionsvorrichtung zum Schutz von Personen vor der Inhalation gesundheitsgefährdender Stoffe aus der Umgebungsluft, beispielsweise zum Schutz vor dem Einatmen von Viren und anderen pathogenen Keimen.
Herkömmliche Atemschutzmasken zum Schutz vor Krankheitserregern sind typischerweise als Stoffmasken ausgeführt. Stoffmasken sind insbesondere aus der Medizin, beispielsweise aus Krankenhäusern bekannt. Die sogenannten OP-Masken werden unter anderem von medizinischem Personal während Operationen oder anderen invasiven Eingriffen getragen, um insbesondere den Patienten vor Pathogenen wie Bakterien oder anderen Keimen zu schützen. Da diese OP-Masken überwiegend aus Stoff hergestellt sind, können diese OP-Masken aufgrund ihrer relativ grobmaschigen Struktur nur vor Krankheitserregern einer bestimmten Mindestgröße schützen. Derartige Stoffmasken bieten somit nur einen effektiven Schutz vor vergleichsweise großen Mikroorganismen wie Bakterien oder ähnlichem. Viren dagegen zählen zu den vergleichsweise kleinen Krankheitserregern und können daher die grobmaschige Struktur einer Stoffmaske zumindest teilweise durchdringen.
Dennoch wird in Ausnahmesituationen, beispielsweise während einer Pandemie auf diese schnell und kostengünstig herstellbaren und in großer Anzahl verfügbaren Stoffmasken zurückgegriffen, um die Virusausbreitung innerhalb der Bevölkerung zumindest zu verlangsamen.
Filtermasken, die ebenfalls zu den Stoffmasken zählen, weisen mehrere übereinander angeordnete und besonders feinmaschige Filterschichten auf. Derartige Filtermasken werden unter anderem als Schutzmasken bei der Arbeit mit gesundheitsschädlichen Stoffen, wie chemischen Stoffen oder Staub eingesetzt. Filtermasken sind in mehrere Filterklassen unterteilt, wobei nur Masken der Filterklasse drei, nämlich die sogenannten FFP3-Masken einen über 99- prozentigen Schutz gegen Viren bieten. Die mehrlagige Anordnung von Filterschichten sowie deren besonders feinmaschige Struktur erschweren jedoch das Atmen und können bei längerer Benutzung ein Gesundheitsrisiko für den Benutzer darstellen. Insbesondere das ausgeatmete Kohlendioxid kann nicht ausreichend in die Umgebung entweichen, sodass die Sauerstoffsättigung im Blut des Benutzers bei Überschreitung der maximal empfohlenen Nutzungsdauer stark absinken kann. Entsprechend sind bei der Verwendung derartiger Masken häufig Pausen vorgeschrieben. Zusätzlich lässt die Schutzfunktion aufgrund eines Durchfeuchtens der Masken nach.
Als Alternative zu Stoffmasken sind insbesondere zum Schutz vor Viren Atemschutzmasken bekannt, die statt der Filterung der Atemluft UV- Strahlung zur Reduzierung der Virenlast nutzen. Diese sogenannten UV- Masken nutzen die viruziden Eigenschaften von UV-Strahlung innerhalb einer in die Maske integrierten UV-strahlungsbasierten Desinfektionsvorrichtung, um pathogene Viren zu inaktivieren bzw. abzutöten, bevor sie über die Atemluft in die Atemwege des Benutzers gelangen. Somit werden die Viren durch die UV-Maske nicht von dem Eindringen in den Körper des Benutzers über die Atemwege abgehalten, sondern werden vor dem Eindringen durch Bestrahlung mit UV-Licht unschädlich gemacht, sodass von den Viren keine Infektiosität mehr ausgeht. Derartige viruzide Schutzmasken haben gegenüber Stoffmasken den Vorteil, dass die Atmung des Benutzers nicht durch Stoff- oder Filterschichten beeinträchtigt werden muss. Diese Masken ermöglichen somit ein widerstandsfreies Atmen des Benutzers. Weiterhin sind UV- Schutzmasken erheblich langlebiger, da diese Masken beispielsweise aus feuchtigkeitsunempfindlichen und leicht zu reinigenden Materialien hergestellt werden können und damit wiederverwendbar sind, wohingegen einfache Stoffmasken aufgrund der Ansammlung von Krankheitserregern in den Stoff- bzw. Filterschichten meist nach einmaliger Benutzung weggeworfen werden müssen. Zwar lassen sich durch den Einsatz austauschbarer Filterelemente auch wiederverwendbare Filtermasken hersteilen, wie sie beispielsweise bei Lackierarbeiten getragen werden, durch den relativ hohen Atemwiderstand sind diese Masken dennoch für den täglichen Gebrauch gar nicht oder nur bedingt geeignet. Die US 2019/0015541 Al offenbart eine UV-Schutzmaske mit einer kanisterartigen Bestrahlungsvorrichtung, durch die die von dem Benutzer eingeatmete Luft vor dem Eintritt in die Schutzmaske geführt wird. Innerhalb dieser Bestrahlungsvorrichtung ist eine Strahlungsquelle angeordnet, die UV-Strahlen emittiert und die hindurchgeführte Luft zur Inaktivierung von mitgeführten Viren bestrahlt. Ein Nachteil der offenbarten UV-Maske liegt in dem unvorteilhaften Aufbau der Bestrahlungsvorrichtung hinsichtlich der Anordnung der Strahlungsquelle und der Luftführung durch den kanisterartigen Grundkörper, wodurch eine gleichmäßige und wirksame Bestrahlung der durchgeführten Luft erschwert wird. Die einseitige Anordnung der Strahlungsquelle führt zu einer ungleichmäßigen Strahlenausbreitung, die zwar durch die reflektierenden Wände zumindest teilweise kompensiert wird, jedoch an dem der Strahlungsquelle gegenüberliegenden Ende des Kanisters zu einer unzureichenden Strahlungsintensität führt und folglich nur einen geringen Teil der Viren inaktiviert. Insbesondere der Luftstrom, der durch den der Strahlungsquelle gegenüberliegenden Lufteinlass einströmt, ist davon betroffen. Weiterhin strömen die Teilströme, die durch die endseitig angeordneten Lufteinlassöffnungen einströmen durch die zentral gelegene Auslassöffnung aus, wodurch jeder Teilstrom nur die Hälfte des Kanisters durchströmt, sodass die Luft nur kurzzeitig der UV- Strahlung ausgesetzt ist. Darüber hinaus wird nicht explizit offenbart, wie die Bestrahlungsvorrichtung funktionsgemäß in eine Atemschutzmaske integriert werden kann. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine
Desinfektionsvorrichtung, insbesondere für eine Schutzmaske zu schaffen, bei der die Bestrahlungsvorrichtung besonders gut in eine Atemschutzmaske integriert werden kann und die besonders kostengünstig und in hohen Stückzahlen hergestellt werden kann und sich durch eine hohe Wirksamkeit hinsichtlich der Inaktivierung von Viren und/oder anderen Keimen auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch eine Desinfektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße Desinfektionsvorrichtung zur Desinfektion von kontaminierter Luft ermöglicht die Inaktivierung von in der kontaminierten Luft mitgeführten Viren und/oder anderen Keimen mithilfe von ultravioletter Strahlung. Die Desinfektionsvorrichtung weist eine Strahlungsquelle, die aus mehreren Einzelquellen bestehen kann und einen Luftkanal-Gehäusekörper auf. Der Luftkanal-Gehäusekörper weist eine erste Luftöffnung und eine zweite Luftöffnung auf und begrenzt einen Luftkanal. Der Luftkanal ist derart angeordnet, dass bei einer Verwendung der Desinfektionsvorrichtung in einer Schutzmaske der Benutzer der Schutzmaske während des Einatmens durch die erste Luftöffnung Umgebungsluft ansaugt, die zunächst durch den Luftkanal und durch die zweite Luftöffnung in das Maskeninnere strömt. Von dort gelangt die Luft in die Atemwege. Folglich bildet die erste Luftöffnung einen Lufteinlass und die zweite Luftöffnung einen Luftauslass. Vorzugsweise ist der Luftkanal in beide Richtungen durchströmbar, sodass die Luft nicht nur während des Einatmens durch den Luftkanal in die Schutzmaske einströmt, sondern während des Ausatmens auch durch den Luftkanal aus der Schutzmaske herausströmt. Das Ausatmen bewirkt somit eine Umkehrung der Strömung innerhalb des Luftkanals, sodass die erste Luftöffnung während des Einatmens den Lufteinlass bildet und während des Ausatmens den Luftauslass bildet. Gleichermaßen bildet die zweite Luftöffnung während des Einatmens den Luftauslass und während des Ausatmens den Lufteinlass. Die Strahlungsquelle ist derart angeordnet, dass die durch den Luftkanal strömende kontaminierte Luft sowohl während des Einatmens als auch während des Ausatmens unmittelbar an der Strahlungsquelle vorbei geleitet wird, wodurch die kontaminierte Luft der von der Strahlungsquelle emittierten ultravioletten Strahlung direkt ausgesetzt ist. Die in der kontaminierten Luft mitgeführten pathogenen Keime werden durch die erbsubstanzschädigenden Eigenschaften der ultravioletten Strahlung inaktiviert, wodurch beispielsweise Viren ihre Infektiosität verlieren, sodass die durch den Luftkanal strömende Luft dekontaminiert, bzw. desinfiziert wird. Dadurch wird zum einen die Viruslast der eingeatmeten Umgebungsluft reduziert, wodurch das Ansteckungsrisiko des Benutzers sinkt und zum anderen die Viruslast der ausgeatmeten Atemluft reduziert, wodurch das Ansteckungsrisiko von Personen in unmittelbarer Nähe des Maskenbenutzers sinkt.
Die Desinfektionsvorrichtung weist ein Strahlenreflexionsmittel auf, welches die ultraviolette Strahlung innerhalb des Luftkanals reflektiert. Der Luftkanal-Gehäusekörper ist transparent ausgebildet, was bedeutet, dass er für die Strahlung der verwendeten Strahlungsquelle durchlässig ist, sodass er insbesondere durchlässig für ultraviolette Strahlen ist und ein Eindringen der ultravioletten Strahlung in den Luftkanal von außen ermöglicht.
Die Strahlungsquelle ist vorzugsweise radial außerhalb des Luftkanal- Gehäusekörpers angeordnet, sodass die von der Strahlungsquelle emittierte ultraviolette Strahlung durch den transparenten Luftkanal- Gehäusekörper in den Luftkanal eindringt und die durch den Luftkanal strömende Luft bestrahlt. Demzufolge ist die Strahlungsquelle nicht der Atemluft ausgesetzt, wodurch die Strahlungsquelle insbesondere vor Feuchtigkeit geschützt ist. Außerdem kann der Luftkanal-Gehäusekörper öffnungsfrei ausgebildet sein. Der Luftkanal weist somit weder Öffnungen für eine Strahlungsquelle oder eine für die Strahlungsquelle erforderliche Verkabelung auf, die gesondert abgedichtet werden müssen, noch ist im Inneren des Luftkanals eine Strahlungsquelle angeordnet, die Strömungsverwirbelungen verursacht. Dadurch kann der Luftkanal- Gehäusekörper eine im Wesentlichen glatte und strömungsgünstig ausgebildete Innenwand aufweisen, sodass sich eine besonders gleichmäßige laminare Strömung innerhalb des Luftkanals ausbilden kann, die für eine Virusinaktivierung durch Bestrahlung mit UV-Licht besonders vorteilhaft ist. Zusätzlich ermöglicht die strömungsgünstige Ausgestaltung bei der Verwendung der Desinfektionsvorrichtung in einer Schutzmaske ein widerstandsfreies Atmen, wodurch der Komfort der Schutzmaske gegenüber dem einer Filtermaske erheblich steigt.
Das Strahlungsreflexionsmittel ist durch eine strahlungsreflektierende Schicht gebildet, die vorzugsweise an der Außenfläche des Luftkanal- Gehäusekörpers angeordnet ist. Mithilfe dieser strahlungsreflektierenden Schicht werden die von der Strahlungsquelle emittierten ultravioletten Strahlen innerhalb des Luftkanals reflektiert. Das Strahlungsreflexionsmittel verhindert einerseits größtenteils das Austreten der ultravioletten Strahlung aus dem Luftkanal und hat demzufolge eine Schutzfunktion, die beispielsweise die Gesichtshaut des Benutzers vor einer möglichen Schädigung der Erbsubstanz in den Hautzellen durch die zellschädigende Wirkung der UV-Strahlung schützt. Andererseits ermöglicht das Strahlungsreflexionsmittel eine gleichmäßige und intensive Ausbreitung der ultravioletten Strahlung innerhalb des gesamten Luftkanals, wodurch die Desinfektionsvorrichtung eine relativ hohe Strahlungsintensität und folglich eine besonders hohe Inaktivierungsrate der Viren erreicht.
Der Luftkanal-Gehäusekörper ist vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet, sodass dessen Querschnitt kreisförmig ist. Die kreisrunde Querschnittsform dieses rundrohrförmigen Luftkanal-Gehäusekörpers ermöglicht die Ausbildung eines besonders homogenen Strömungsprofils innerhalb des Luftkanals, wodurch eine besonders wirksame Bestrahlung der durchströmenden Luft erzielt wird. Dadurch erreicht die Desinfektionsvorrichtung eine relativ hohe Virusinaktivierungsrate, die besonders bei der Desinfizierung strömender Medien durch UV- Bestrahlung in herkömmlichen UV-Masken schwierig zu erreichen war. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung weist der Luftkanal genau eine Lufteinlassöffnung und genau eine Luftauslassöffnung auf. Die Lufteinlassöffnung und die Luftauslassöffnung sind vorzugsweise axial gegenüberliegend zueinander angeordnet, d.h. die Lufteinlassöffnung befindet sich an einem ersten axialen Ende des Luftkanals und die Luftauslassöffnung befindet sich an einem zweiten dem ersten axialen Ende gegenüberliegenden zweiten axialen Ende des Luftkanals, sodass die Luft bei der Verwendung der Desinfektionsvorrichtung in einer Schutzmaske während des Einatmens auf direktem Wege durch den Luftkanal strömen kann und eine verwirbelungsfreie Strömung ausbilden kann. Durch die Umkehrung der Strömungsrichtung während des Ausatmens kann die Lufteinlassöffnung auch die Luftauslassöffnung bilden, wodurch die axial gegenüberliegend angeordnete Luftauslassöffnung entsprechend die Lufteinlassöffnung bildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der transparente Luftkanal-Gehäusekörper aus Quarzglas hergestellt. Im Gegensatz zu einem transparenten Kunststoff hat Quarzglas den Vorteil, dass keine Alterungserscheinungen durch die Bestrahlung des Luftkanal- Gehäusekörpers mit ultravioletter Strahlung auftreten. Somit wird auch bei intensiver Nutzung der Desinfektionsvorrichtung deren Desinfektionsfunktion nicht durch eine Trübung des transparenten Luftkanal-Gehäusekörper-Materials beeinträchtigt, sodass eine relativ lange Lebensdauer der Desinfektionsvorrichtung gewährleistet ist.
Die strahlungsreflektierende Schicht, die vorzugsweise an der Außenfläche des Luftkanal-Gehäusekörpers angeordnet ist, ist vorzugsweise durch eine PTFE-Folie gebildet, die den transparenten Luftkanal-Gehäusekörper von außen umschließt. Die nach innen weisende Seite der Folie weist dazu eine entsprechende strahlungsreflektierende Oberfläche auf, die die ultraviolette Strahlung innerhalb des Luftkanals reflektiert.
Die PTFE-Folie weist vorzugsweise mindestens ein Loch auf, durch welches die Strahlen der Strahlungsquelle in den Luftkanal dringen. Die Strahlungsquelle wird dementsprechend im Lochbereich von außen zum Luftkanal-Gehäusekörper derart ausgerichtet, dass die emittierten Strahlen durch das Loch in den Luftkanal eindringen und dort von der PTFE- Folie reflektiert werden. Vorzugsweise verdeckt die Strahlungsquelle das Loch und verhindert dadurch das Austreten der Strahlung aus dem Luftkanal.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Desinfektionsvorrichtung einen Träger auf, der die PTFE-Folie radial umschließt. Dieser Träger ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Die PTFE-Folie sowie die Strahlungsquellen können an diesem Träger befestigt werden. Der Träger verhindert das Austreten der ultravioletten Strahlung aus dem Luftkanal durch das Strahlungsreflexionsmittel hindurch und hat demzufolge eine Schutzfunktion, die beispielsweise die Gesichtshaut des Benutzers vor einer möglichen Schädigung der Erbsubstanz in den Hautzellen durch die zellschädigende Wirkung der UV-Strahlung schützt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Träger aus einzelnen Trägersegmenten gebildet, die durch Filmscharniere verbunden sind. Diese spezielle Gestaltung des Trägers ermöglicht es, den Träger als Spritzgussbauteil in abgewickelter Form herzustellen und diesen anschließend um die PTFE-Folie bzw. um den Luftkanal Gehäusekörper zu legen, wobei die Filmscharniere die Verformung des Trägers während der Anpassung an die Form des Luftkanal-Gehäusekörpers erleichtern. Somit können die einzelnen Trägersegmente die für eine ausreichende Stabilität des Trägers erforderliche Materialstärke aufweisen, ohne die Verformbarkeit des Trägers zu beeinträchtigen. Darüber hinaus bildet der Träger die Aufnahme für die Strahlungsquelle.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Strahlungsquelle durch mindestens eine UV-C Licht emittierende Leuchtdiode gebildet. Die ideale Wellenlänge zur Inaktivierung von Viren liegt im Bereich von 265 nm. Aus diesem Grund wird zur wirksamen Inaktivierung von pathogenen Viren vorzugsweise kurzwellige ultraviolette Strahlung des Typs C eingesetzt, die ein Spektrum von 100 nm bis 280 nm aufweist. Durch den Einsatz einer kompakten, robusten und energiesparenden Leuchtdiode kann eine vergleichsweise hohe Strahlungsintensität erreicht werden, die eine relativ hohe Wirksamkeit hinsichtlich der Virusinaktivierung der den Luftkanal durchströmenden Luft aufweist. Da die Desinfektionsvorrichtung elektrisch betrieben ist und für den mobilen Einsatz beispielsweise in einer Schutzmaske mithilfe von Batterien oder Akkumulatoren mit Strom versorgt wird, ermöglicht der Einsatz von Leuchtdioden eine relativ lange Betriebsdauer. In jedem Fall sollte die Betriebsdauer vorzugsweise 12 Stunden betragen, sodass der Benutzer die Schutzmaske trotz permanenten Betriebs zumindest einen vollen Tag außer Haus, beispielsweise einen vollen Arbeitstag inkl. Hin- und Rückweg nutzen kann, ohne die Batterien austauschen oder die Akkumulatoren laden zu müssen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung weist der Luftkanal mehrere UV-C lichtemittierende Leuchtdioden auf, die entlang des Umfangs des Luftkanals verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt sind. Durch den Einsatz mehrerer Leuchtdioden wird die Strahlungsintensität innerhalb des Luftkanals erhöht, sodass die Virusinaktivierungs-Rate der in der vorbeiströmenden Luft enthaltenen Viren mit steigender Anzahl an Leuchtdioden steigt. Des Weiteren wird eine homogene Verteilung der Strahlung über den gesamten Querschnitt erreicht, die zu einer hohen Inaktivierungsrate führt.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die UV-C lichtemittierenden Leuchtdioden entlang des Luftkanals auf einer gemeinsamen Transversalebene angeordnet. Die vorzugsweise radial nach innen gerichteten Leuchtdioden bilden somit eine Art UV-Lichtschranke, die den vollen Querschnitt des Luftkanals durchleuchtet und von den in dem Luftstrom enthaltenen Viren durchquert werden muss, wodurch eine besonders hohe Virusinaktivierungs-Rate erreicht wird. Zusätzlich erleichtert die gleichmäßige Anordnung der Leuchtdioden die Fertigung der Desinfektionsvorrichtung.
Jedes Trägersegment weist vorzugsweise mindestens ein Loch auf, durch welches die Strahlen der Strahlungsquelle in den Luftkanal dringen. Dazu ist an jedem Loch eine entsprechende Strahlungsquelle angeordnet, beispielsweise eine UV-C lichtemittierende Leuchtdioden, die durch das Loch in den Luftkanal strahlt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die UV-C lichtemittierenden Leuchtdioden auf einer flexiblen Leiterplatte angeordnet. Die Leiterplatte kann beispielsweise als flexibler rechteckiger Leiterplatten-Streifen ausgebildet sein, der mit UV-C lichtemittierenden Leuchtdioden bestückt ist und um den Träger gelegt ist, sodass die flexible Leiterplatte den Träger vorzugsweise manschettenartig umschließt.
Vorzugsweise sind die Löcher in den Trägersegmenten und in der strahlungsreflektierenden Schicht korrespondierend zu den Leuchtdioden auf der Leiterplatte angeordnet, sodass die Leuchtdioden durch die Löcher in den Trägersegmenten und durch die deckungsgleich darunterliegenden Löcher in der strahlungsreflektierenden Schicht in den Luftkanal strahlen und die den Luftkanal durchströmende Luft desinfizieren.
Vorteilhafterweise sind in den Trägersegmenten Ausnehmungen ausgebildet in die die Leuchtdioden ragen. Somit ragen die Leuchtdioden radial nicht aus dem Träger heraus, wodurch die flexible Leiterplatte bündig an der Mantelfläche des Trägers anliegt. Zusätzlich bilden die Ausnehmungen eine formschlüssige Verbindung mit den Leuchtdioden, sodass eine Art Verdrehschutz gebildet ist, der ein Verrutschen der Leuchtdioden oder der flexiblen Leiterplatte verhindert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Desinfektionsvorrichtung ein Wärmeleitmittel zur Wärmeabfuhr auf. Das Wärmeleitmittel umschließt die flexible Leiterplatte und den Träger vorzugsweise radial, sodass die gesamte Mantelfläche des Trägers umschlossen ist. Das Wärmeleitmittel ist aus einem Material mit einer besonders hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt, beispielsweise aus Metall oder wärmeleitenden Kunststoffen. Vorzugsweise ist das Wärmeleitmittel als Wärmeleithülse ausgebildet, die den Träger mit der flexiblen Leiterplatte und den Leuchtdioden radial umschließt. Das Wärmeleitmittel absorbiert insbesondere die von den Leuchtdioden erzeugte Wärme, verteilt diese über den gesamten Umfang der Desinfektionsvorrichtung und gibt die Wärme nach außen hin ab.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Desinfektionsvorrichtung von einem Metallgehäuse umschlossen. Dieses Metallgehäuse ist beispielsweise aus Aluminium hergestellt und weist an seinen beiden axialen Enden jeweils eine Vielzahl von radial nach innen gebogenen Laschen auf. Die nach innen gebogenen Laschen sind derart ausgebildet, dass sie den ringförmigen radialen Bereich zwischen dem hohlzylindrischen Luftkanal-Gehäusekörper und dem vorzugsweise zylindrischen Metallgehäuse in axialer Richtung verschließen. Zur verbesserten Wärmeabfuhr kann das Metallgehäuse Kühlrippen aufweisen.
Vorteilhafterweise ist an beiden axialen Enden des Luftkanal- Gehäusekörpers jeweils ein Dichtmittel angeordnet. Das Dichtmittel liegt einerseits gegen den Luftkanal-Gehäusekörper an und andererseits gegen das umgebende Metallgehäuse. Somit schützt das Dichtmittel den radialen Zwischenraum zwischen dem Luftkanal-Gehäusekörper und dem Metallgehäuse vor dem Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit, sodass insbesondere die Leiterplatte und die Leuchtdioden geschützt sind. Zusätzlich zur dichtenden Funktion halten die Dichtmittel die einzelnen Bauteile der Desinfektionsvorrichtung kraft- und/oder formschlüssig in ihrer jeweiligen Position. Grundsätzlich kann die Desinfektionsvorrichtung jede für die Integration in eine Atemschutzmaske vorteilhafte Form aufweisen.
Weiterhin kann die Desinfektionsvorrichtung beispielsweise als austauschbares Modul ausgebildet sein, sodass die Desinfektionsvorrichtung in verschiedene Arten von Atemschutzmasken oder Lüftungsanlagen eingesetzt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht ein entnehmbares Desinfektionsvorrichtungs-Modul die Reinigung des Luftkanals von Verschmutzungen. Die Desinfektionsvorrichtung ist somit wiederverwendbar, sodass eine mit dieser Desinfektionsvorrichtung ausgestattete Atemschutzmaske kostengünstig und unabhängig von der Desinfektionsvorrichtung gereinigt oder ausgetauscht werden kann. Im Falle eines Defekts kann die Desinfektionsvorrichtung leicht ersetzt werden. Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung, wird im Folgenden anhand der Figuren erläutert, in denen die Desinfektionsvorrichtung in einer Schutzmaske verwendet wird. Es zeigen:
Figur 1 eine Schutzmaske mit einer erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung in einer Draufsicht,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung der Desinfektionsvorrichtung der Figur 1 in einem longitudinalen Halbschnitt, und Figur 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Desinfektionsvorrichtung der Figur 1.
Fig.l zeigt eine Schutzmaske 10 mit einer Desinfektionsvorrichtung 20 zur Desinfizierung von virenbelasteter Luft mithilfe von UV-C Strahlung. Die Schutzmaske 10 ist als Atemschutz-Halbmaske ausgebildet, deren Maskenkörper 11 von einem Benutzer über dem Mund-Nasenbereich getragen wird, sodass der Maskenkörper 11 über dem Mund-Nasenbereich dichtend anliegt. Die Schutzmaske 10 weist einen nach hinten gerichteten rohrförmigen Atemkanal 14 auf, in dem eine Desinfektionsvorrichtung 20 angeordnet ist. Der rohrförmige Atemkanal 14 führt von dem Maskenkörper 11 seitlich am Gesicht des Benutzers vorbei in Richtung Hinterkopf. An dem offenen Ende des rohrförmigen Atemkanals 14 ist eine Atemöffnung 18 angeordnet, durch die Luft während des Atemvorgangs in die Schutzmaske 10 hinein und aus der Schutzmaske 10 herausströmt. Dabei wird die ein- bzw. ausströmende Luft durch die hohlzylindrische Desinfektionsvorrichtung 20 geführt, in der die Luft durch Bestrahlung mit UV-C Strahlen desinfiziert wird.
Die in der Fig. 2 und der Fig. 3 gezeigte Desinfektionsvorrichtung 20 weist einen hohlzylindrischen Luftkanal-Gehäusekörper 22 auf, der aus transparentem Quarzglas hergestellt ist. Der Luftkanal-Gehäusekörper 22 weist eine erste Luftöffnung 25 und eine zweite Luftöffnung 27 auf, die zueinander gegenüberliegend an den beiden axialen Enden des Luftkanal- Gehäusekörpers 22 angeordnet sind. Der Luftkanal-Gehäusekörper 22 ist folglich an seinen beiden axialen Enden offen. Radial begrenzt der rundrohrförmige Luftkanal-Gehäusekörper 22 einen zylindrischen Luftkanal 21, durch den Luft sowohl während des Einatmens als auch während des Ausatmens strömt. Der Luftkanal 21 bildet dementsprechend die einzige fluidische Verbindung zwischen dem Maskeninneren und der Umgebung, sodass die gesamte Luft, die während des Atemvorgangs des Benutzers ein- oder ausgeatmet wird, durch den Luftkanal 21 geleitet wird. Dabei wird der Luftkanal 21 während des Einatmens in Richtung des Maskeninneren und während des Ausatmens in entgegengesetzter Richtung durchströmt. Beide Luftöffnungen 25, 27 bilden abhängig von der Strömungsrichtung folglich entweder den Lufteinlass oder den Luftauslass.
Der Luftkanal-Gehäusekörper 22 weist ein Strahlungsreflexionsmittel 35 auf. Dazu ist die äußere Mantelfläche 23 des Luftkanal-Gehäusekörpers 22 von einer strahlungsreflektierenden Schicht 36 umschlossen, die durch eine PTFE-Folie 37 gebildet ist und im Wesentlichen die gesamte äußere Mantelfläche des Luftkanal-Gehäusekörpers 22 bedeckt. Die PTFE-Folie 37 ist an dem Luftkanal-Gehäusekörper 22 mithilfe eines Klebemittels befestigt. Die PTFE-Folie 37 weist sechs axial mittig gelegene entlang des Umfangs gleichmäßig verteilte kreisrunde Löcher 39 auf. Die Löcher 39 sind auf einer gemeinsamen Transversalebene 38 angeordnet, die zentral zwischen beiden axialen Enden des Luftkanal-Gehäusekörpers 22 angeordnet ist.
Der mit der PTFE-Folie 37 bedeckte Luftkanal-Gehäusekörper 22 ist von einem hohlzylindrischen Kunststoff-Träger 70 umschlossen. Der Träger 70 ist von sechs kreisbogenförmigen Trägersegmenten 71 gebildet, wobei jeweils zwei in Umfangsrichtung zueinander benachbarte Trägersegmente 71 durch ein Filmscharnier 72 verbunden sind. DerTräger 70 kann dadurch als rechteckiges plattenartiges Kunststoff-Spritzgussbauteil hergestellt werden, welches durch Verformung der Filmscharniere 72 in eine zylindrische Form gebracht werden kann und somit im Wesentlichen kreisförmig um den zylindrischen Luftkanal-Gehäusekörper 22 gelegt werden kann. Dementsprechend sind genau zwei der zueinander benachbart angeordneten Trägersegmente 71 in Umfangsrichtung nicht verbunden. Jedes Trägersegment 71 weist ein konisches Loch 73 auf, welches sich in radialer Richtung nach außen hin verjüngt, d.h. der Durchmesser des konischen Lochs 73 ist an der inneren Mantelfläche des Trägersegments 71 größer als an der äußeren Mantelfläche des Trägersegments 71. Die konischen Löcher 73 sind mit den Löchern 39 in der PTFE-Folie 37 deckungsgleich angeordnet, wobei der Durchmesser der Löcher 39 in der PTFE-Folie 37 dem größeren Durchmesser der konischen Löcher 73 an der inneren Mantelfläche der Trägersegmente 71 entspricht. Dadurch ist im Bereich der Löcher 73 ein Teil des transparenten Luftkanal- Gehäusekörpers 22 nicht verdeckt. An der radialen Außenseite des Trägers 70 ist um jedes einzelne Loch 73 herum eine rechteckige radial nach innen vertiefte Ausnehmung 74 ausgebildet, die derart angeordnet ist, dass das jeweilige Loch 73 zentrisch innerhalb der Ausnehmung 74 liegt.
Die Desinfektionsvorrichtung 20 weist eine Strahlungsquelle 30 auf, die durch sechs UV-C-lichtemittierende Leuchtdioden 32 gebildet ist. Die Leuchtdioden 32 sind in gleichem Abstand zueinander auf einer flexiblen Leiterplatte 60 angeordnet. Jede der Leuchtdioden 32 ist innerhalb der jeweiligen korrespondierenden rechteckigen Ausnehmung 74 in den Trägersegmenten 71 des Trägers 70 derart angeordnet, dass jede der Leuchtdioden 32 radial nach innen zeigt und durch das jeweilige Loch 73 in den Trägersegmenten 71 und das deckungsgleich darunterliegende Loch 39 in der PTFE-Folie 37 durch den transparenten Luftkanal-Gehäusekörper 22 in den Luftkanal 21 strahlt. Dabei verdecken die Leuchtdioden 32 die Löcher 73 in den Trägersegmenten 71 vollständig. Jede der Leuchtdioden 32 emittiert UV-C-Strahlung mit einer bevorzugten Wellenlänge von 265 nm, die sich aufgrund der strahlungsreflektierenden Schicht 36, die den Luftkanal-Gehäusekörper 22 umschließt, gleichmäßig innerhalb des Luftkanals 21 ausbreitet. Durch die sich radial nach innen aufweitenden Löcher 73 in dem Träger strahlen die Leuchtdioden mit einem relativ großen Strahlungskegel in den Luftkanal 21, sodass sich die UV-C- Strahlung relativ breit gestreut innerhalb des Luftkanals 21 ausbreiten kann
Die durch den Luftkanal 21 strömende Luft, die durch die erste Luftöffnung 25 an dem ersten axialen Ende des Luftkanal-Gehäusekörpers 22 eintritt und durch die zweite Luftöffnung 27 an dem zweiten axial gegenüberliegenden Ende des Luftkanal-Gehäusekörpers 22 austritt, wird unmittelbar an den in den Luftkanal 21 strahlenden Leuchtdioden 32 vorbei geleitet. Dadurch werden die Viren, die von der Luft sowohl während des Einatmens als auch während des Ausatmens mitgeführt werden durch die viruziden Eigenschaften der UV-C-Strahlung inaktiviert. Folglich wird zum einen die von außen durch den Luftkanal 21 in die Schutzmaske 10 einströmende Umgebungsluft als auch die von dem maskentragenden Benutzer ausgeatmete und durch den Luftkanal 21 aus der Maske herausströmende Atemluft durch die Bestrahlung desinfiziert, sodass nicht nur der Benutzer vor dem Einatmen infektiöser Viren geschützt wird, sondern auch Personen in der Umgebung vor der infektiösen Atemluft des Benutzers geschützt werden.
Die Desinfektionsvorrichtung 20 weist weiterhin ein hohlzylindrisches Wärmeleitmittel 50 auf, welches als Wärmeleithülse 51 ausgebildet ist, die aus einem wärmeleitenden thermoplastischen Kunststoff besteht. Die Wärmeleithülse 51 umschließt den Träger 70 und die flexible Leiterplatte 60 radial. Dadurch wird zum einen die von den Leuchtdioden 32 erzeugte Wärme nach außen transportiert und zum anderen der in Umfangsrichtung nicht geschlossene Träger 70 mit der darauf angeordneten flexiblen Leiterplatte 60 in seiner zylindrischen Form gehalten. Die Wärmeleithülse 51 ist aus einem Blechstreifen hergestellt, der in eine zylindrische Form gerollt wird. An seiner Nahtstelle 52 weist die Wärmeleithülse 51 ein Loch 53 auf, durch welches ein elektrisches Kabel 80 von der flexiblen Leiterplatte 60 radial nach außen geführt ist und die Leuchtdioden 32 mit Strom versorgt. Die Desinfektionsvorrichtung 20 ist von einem hohlzylindrischen Metallgehäuse 55 umschlossen, welches die Wärmeleithülse 51 radial umschließt. Das Metallgehäuse 55 ist aus einem Aluminium-Blechstreifen hergestellt, der in eine zylindrische Form gerollt ist. An seiner Mantelfläche weist das Metallgehäuse 55 eine radiale Bohrung 57 auf, die in axialer Richtung zentrisch zu den beiden axialen Enden des Metallgehäuses 55 angeordnet ist und mit dem Loch 53 in der Wärmeleithülse 51 deckungsgleich ist, sodass das durch das Loch 53 in der Wärmeleithülse 51 geführte elektrische Kabel 80 durch die Bohrung 57 in dem Metallgehäuse 55 weiter nach außen geführt werden kann und mit einer Stromquelle verbunden werden kann.
An seinen axialen Enden weist das Metallgehäuse 55 eine Vielzahl von trapezförmigen Laschen 56 auf, die radial nach innen zeigen. Dadurch bilden diese gebogenen Laschen 56 eine kreisringförmige axiale Stirnfläche aus, die den kreisringförmigen Bereich zwischen dem Luftkanal- Gehäusekörper 22 und dem Metallgehäuse 55 axial verschließen, wie in Fig.3 gezeigt ist.
Fig.3 zeigt, dass der Träger 70 sowie die Wärmeleithülse 51 in axialer Richtung kürzer ausgebildet sind als der Luftkanal-Gehäusekörper 22, d.h. der Luftkanal-Gehäusekörper 22 ragt an beiden axialen Enden axial über den Träger 70 und die Wärmeleithülse 51 hinaus. Gleichermaßen ragt das Metallgehäuse 55 axial über den Luftkanal-Gehäusekörper 22 hinaus, sodass die radial nach innen zeigenden Laschen 56 des Metallgehäuses 55 an den beiden axialen Enden des Luftkanal-Gehäusekörpers 22 axial anliegen und jeweils eine axiale Öffnung bilden, die in ihrer Form und Größe den beiden Luftöffnungen 25, 27 des Luftkanals 21 entsprechen.
Zwischen den herausragenden zylindrischen Abschnitten des Luftkanal- Gehäusekörpers 22 und den herausragenden zylindrischen Abschnitten des Metallgehäuses 55, die beidseitig axial hinter den nach innen gebogenen Laschen 56 gebildet sind, weist die Desinfektionsvorrichtung 20 jeweils ein Dichtmittel 90 auf, dass durch einen elastischen O-Ring 91 gebildet ist, der einerseits radial an dem herausragenden Abschnitt der äußeren Mantelfläche des Luftkanal-Gehäusekörpers 22 und andererseits radial an dem herausragenden Abschnitt der inneren Mantelfläche des Metallgehäuses 55 dichtend anliegt. Somit wird zwischen dem Luftkanal Gehäusekörper 22 und dem Metallgehäuse 55 ein abgedichteter Raum gebildet, in dem der Träger 70, die Leuchtdioden 32, die flexible Leiterplatte 60 sowie die Wärmeleithülse 51, vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt, angeordnet sind. Die O-Ringe 91 werden zusätzlich axial durch die umgebogenen Laschen 56 des Metallgehäuses 55 gesichert.
Die radiale Außenseite des Metallgehäuses 55 weist zudem zwei Klebefolien 100 aus Aluminium auf, die das Metallgehäuse 55 in Umfangsrichtung vollständig umschließen. Die axiale Länge jeder Klebefolie 100 beträgt ca. 40% der axialen Länge des Metallgehäuses 55. Die Klebefolien 100 sind derart angeordnet, dass der axial zylindrische Bereich des Metallgehäuses 55, in dem die Bohrung 57 zur Durchführung des elektrischen Kabels 80 angeordnet ist, nicht durch die Klebefolien 100 bedeckt ist. Mithilfe der Klebefolien 100 wird das gerollte Metallgehäuse 55 zusätzlich in seiner zylindrischen Form gehalten. Die Schutzmaske 10 wird von dem Benutzer über dem Mund und der Nase getragen, sodass der Maskenkörper 11 den Mund-Nasenbereich vollständig abdeckt und derart am Gesicht anliegt, dass keine Luft zwischen dem Maskenkörper 11 und der Gesichtshaut in die Schutzmaske 10 eintreten oder aus der Schutzmaske 10 austreten kann. Folglich erfolgt die Atmung des Benutzers vollständig durch den Atemluftkanal 14, in den die Luft über die Atemluftöffnung 18 ein- oder austritt. Die Desinfektionsvorrichtung 20 ist in dem Atemluftkanal 14 derart angeordnet, dass die durch die Atemluftöffnung 18 ein- oder austretende Luft ausschließlich durch den Luftkanal 21 strömt. Die Luft strömt durch die axial gegenüberliegend zueinander angeordneten Luftöffnungen 25, 27 ein bzw. aus, sodass keine Umlenkung der Luftströmung innerhalb des Luftkanals 21 stattfindet. Der zylindrische Luftkanal 21 weist eine vollständig glatte Innenwand auf, die besonders gut zur Ausbildung einer gleichmäßigen und verwirbelungsfreien laminaren Strömung geeignet ist.
Durch die entlang des Umfangs gleichmäßig verteilten Leuchtdioden 32, die radial in den Luftkanal 21 strahlen wird die durch den Luftkanal 21 strömende Luft über den vollen Querschnitt des Luftkanal 21 bestrahlt. Durch die an der Außenfläche 26 des Luftkanal-Gehäusekörpers 22 angeordnete PTFE-Folie 37 mit ihrer nach innen gerichteten strahlungsreflektierenden Schicht 36 wird die von den Leuchtdioden 32 emittierte UV-C-Strahlung mehrfach innerhalb des Luftkanals reflektiert und breitet sich gleichmäßig in Richtung der beiden axialen Enden aus. Im Bereich der Transversalebene 38 weisen die Leuchtdioden 32 die höchste Strahlungsintensität auf, wodurch die Inaktivierung der in der Luft mitgeführten Viren in diesem Bereich besonders wirksam ist. Die Ausbildung des Luftkanal-Gehäusekörpers 22 als Quarzglasrohr hat den Vorteil, dass die Leuchtdioden 32 nicht innerhalb des Luftkanals 21 angeordnet sind und somit nicht der kontaminierten Luft in dem Luftkanal 21 ausgesetzt sind, wodurch die Leuchtdioden 32 insbesondere vor der in der Atemluft enthaltenen Feuchtigkeit geschützt sind.
Der schichtartige Aufbau der Desinfektionsvorrichtung 20 mit den konzentrisch angeordneten hohlzylindrischen Bauteilen ermöglicht zum einen eine relativ leichte und kostengünstige Herstellung und resultiert zum anderen in einer besonders kompakten Bauform der
Desinfektionsvorrichtung 20, was insbesondere für Atemschutz- Halbmasken vorteilhaft ist. Durch den daraus resultierenden geringen Platzbedarf kann die Desinfektionsvorrichtung 20 relativ leicht in eine Atemschutz-Halbmaske integriert werden.
Trotz der kompakten Bauweise weist die Desinfektionsvorrichtung 20 durch ihre besonders vorteilhafte Ausgestaltung hinsichtlich Anordnung der Leuchtdioden 32 und der widerstandsfreien Luftführung innerhalb des Luftkanals 21 eine besonders hohe Wirksamkeit hinsichtlich der Desinfektion von virenbelasteter Luft auf. Durch die hermetische Abdichtung des hohlzylindrischen Raumes zwischen dem Luftkanal- Gehäusekörper 22 und dem Metallgehäuse 55 sind die in diesem Raum angeordneten Bauteile wie die Leuchtdioden 32, die flexible Leiterplatte 60, der Träger 70 oder die Wärmeleithülse 51 besonders gut vor Feuchtigkeit und/oder Schmutz gesichert, sodass die Desinfektionsvorrichtung besonders langlebig ist und relativ einfach gereinigt werden kann. Aufgrund ihrer modulartigen Bauweise ist die Desinfektionsvorrichtung 20 wiederverwendbar, und kann relativ leicht aus dem Atemluftkanal 14 entnommen werden, sodass der Maskenkörper 11 unabhängig von der Desinfektionsvorrichtung 20 ausgetauscht werden kann.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Desinfektionsvorrichtung (20) zur Desinfizierung von kontaminierter Luft mittels ultravioletter Strahlung, mit einer Strahlungsquelle (30), einem Luftkanal-Gehäusekörper (22), der eine erste Luftöffnung (25) und eine zweite Luftöffnung (27) aufweist und einen Luftkanal (21) begrenzt, und einem Strahlenreflexionsmittel (35), das die Strahlen innerhalb des Luftkanals (21) reflektiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal-Gehäusekörper (22) transparent ausgebildet ist und das Strahlungsreflexionsmittel (35) durch eine strahlungsreflektierende Schicht (36) an der Außenfläche (23) des Luftkanal-Gehäusekörpers (22) gebildet ist.
Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal-Gehäusekörper (22) hohlzylindrisch ist.
Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (21) genau eine
Lufteinlassöffnung (25) und genau eine Luftauslassöffnung (27) aufweist, wobei die Lufteinlassöffnung (25) und die
Luftauslassöffnung (27) axial gegenüberliegend zueinander angeordnet sind.
4. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (21) in beide Richtungen durchströmbar ist. 5. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (30) radial außerhalb des Luftkanal-Gehäusekörpers (22) angeordnet ist und die Strahlen durch den transparenten Luftkanal- Gehäusekörper (22) in den Luftkanal (21) dringen.
6. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Luftkanal-Gehäusekörper (22) aus Quarzglas hergestellt ist. 7. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlungsreflektierende Schicht (36) durch eine PTFE-Folie (37) gebildet ist. 8. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die PTFE-Folie (37) mindestens ein Loch (39) aufweist, durch welches die Strahlen der Strahlungsquelle (30) in den Luftkanal (21) dringen. 9. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Desinfektionsvorrichtung (20) einen
Träger (70) aufweist, der die PTFE-Folie (37) radial umschließt.
10. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (70) aus Kunststoff hergestellt ist.
11. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (70) aus einzelnen Trägersegmenten (71) gebildet ist, die durch Filmscharniere (72) verbunden sind.
12. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Trägersegment (71) mindestens ein Loch (73) aufweist, durch welches die Strahlen der Strahlungsquelle (30) in den Luftkanal dringen.
13. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (30) durch mindestens eine UV-C-Licht emittierende Leuchtdiode (32) gebildet ist.
14. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere UV-C-Licht emittierende Leuchtdioden (32) entlang des Umfangs des Luftkanals (21) verteilt sind.
15. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-C-Licht emittierenden Leuchtdioden (32) auf einer gemeinsamen Transversalebene (38) angeordnet sind. 16. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-C-Licht emittierenden Leuchtdioden (32) auf einer flexiblen Leiterplatte (60) angeordnet sind, die den Träger (70) manschettenartig umschließt. 17. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (73) in den Trägersegmenten (71) und in der strahlungsreflektierenden Schicht (36) korrespondierend zu den Leuchtdioden (32) auf der Leiterplatte (60) angeordnet sind.
18. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß einem Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in den Trägersegmenten (71)
Ausnehmungen (74) ausgebildet sind, in die die Leuchtdioden (32) ragen.
19. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Desinfektionsvorrichtung (20) ein Wärmeleitmittel (50) zur Wärmeabfuhr aufweist, welches die flexible Leiterplatte (60) und den Träger (70) radial umschließt. 20. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Desinfektionsvorrichtung (20) von einem Metallgehäuse (55) umschlossen ist. 21. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden axialen Enden des Luftkanal- Gehäusekörpers (22) jeweils ein Dichtmittel (90) angeordnet ist, welches einerseits gegen den Luftkanal-Gehäusekörper (22) und andererseits gegen das umgebende Metallgehäuse (55) anliegt.
22. Desinfektionsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgehäuse (55) an seinen beiden axialen Enden radial nach innen gebogene Laschen (56) aufweist, die den Bereich zwischen dem Luftkanal-Gehäusekörper (22) und dem Metallgehäuse (55) verschließen.
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