AT514378B1

AT514378B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Luftreinigung mit Reibungselektrizität

Info

Publication number: AT514378B1
Application number: ATA50385/2013A
Authority: AT
Inventors: Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss; Georg Dipl Ing Brauner
Original assignee: Ait Austrian Inst Technology
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2015-07-15
Also published as: AT514378A1

Abstract

Die Aufgabe, die Luft in einem Raum von Partikeln zu reinigen, wird erfindungsgemäß dadurch bewerkstelligt, dass auf einem Isolator durch Reibung mit einem anderen Isolator eine Ladung (Spannung) aufgebaut wird, und durch diese sich Staubpartikel aus der umgebenden Luft auf dem Isolator festsetzen, die damit aus der Raumluft entfernt werden. Gleichzeitig wird eine Desinfektion durch Bestrahlung mit UV-Licht durchgeführt. Dabei wird/werden auf einer Platte aus Isolierstoff ein oder mehrere Besen oder Pinsel bewegt. Dabei wird oder werden der oder die Besen/Pinsel rotatorisch durch eine rotierende Maschine, oder durch eine Linearmaschine, eine oszillierende Maschine oder durch eine mechanische Umsetzung aus einer Drehbewegung bewegt. Der große Vorteil dieses Verfahrens und der Vorrichtung zu dessen Durchführung ist, dass keine Hochspannungserzeugung mit einem Netzteil und mit den damit verbundenen Gefahren erforderlich ist.

Description

Beschreibung

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR LUFTREINIGUNG MIT REIBUNGSELEKTRIZITÄT

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftreinigung und darauf aufbauend eine Vorrichtung zur Luftreinigung.

[0002] Das Problem der Luftreinigung ist besonders in Industriegebieten und Ballungsräumen in Wohn- und Arbeitsräumen dringend. Bei Neubauten können im Rahmen der Vorrichtungen zur Heizung und Kühlung entsprechende Maßnahmen vorgesehen werden. Bei Altbauten sind einfache Geräte zur Luftreinigung, d.h. zur Entfernung von Staub, Pollen und Pilzsporen gefragt.

[0003] Es ist bekannt und nachgewiesen, dass elektrisch geladene Oberflächen Staub anzie-hen. Im Rahmen dieser Anmeldung werden ein Verfahren und mögliche darauf aufbauende Vorrichtungen zur einfachen und doch effizienten Luftreinigung gezeigt.

[0004] Weiters ist es sinnvoll, gleichzeitig eine Desinfektion durchzuführen. Am Staub sind Viren und Bakterien angelagert, die Krankheiten hervorrufen können. Besonders in Räumen mit Personenverkehr kann es besonders in der Winterzeit zu starker Belastung mit diesen Keimen und Viren kommen.

[0005] Das Verfahren zur Luftreinigung baut dabei auf dem Phänomen der Triboelektrizität auf. Es ist seit alters her bekannt, dass, wenn man bestimmte Gegenstände aneinander reibt, Elektrizität entsteht. Aus der triboelektrischen Reihe lassen sich passende Materialen bestimmen um eine hohe statische Elektrizität zu erzielen. Nachteilig bei dieser Methode der Hochspannungserzeugung ist die Abhängigkeit der erzielten Spannung von der Temperatur und Feuchtigkeit der umgebenden Luft. Bei trockenen Räumen wird dieses Verfahren besser wirken als bei feuchten.

[0006] Die Desinfektion geschieht am einfachsten mittels UV-Dioden oder UV-Laserdioden. Es gibt auch die Möglichkeit UV-Strahlung mittels Gasentladungsröhren zu erzeugen. Gegenüber der Erzeugung mit Halbleitern wird dafür (zumindest für die Zündung der Röhre) eine hohe Spannung benötigt, die ein Gefahrenpotential darstellt und den Vorteil der Erzeugung der Spannung über die Reibung zunichte macht.

[0007] Eine mögliche Vorrichtung, die auf diesem Konzept beruht, besteht aus einer Platte aus gut isolierendem Material z.B. Glas oder Acrylglas, auf dem ein Fell oder ein oder mehrere Besen/Bürste/n bewegt wird/werden. Die Bewegung kann dabei rotatorisch oder linear sein. Die Platte kann bemalt oder bedruckt sein, vorzugsweise auf ihrer Rückseite um Abschabung zu vermeiden.

[0008] Die Rotationsbewegung kann leicht z.B. mit einem permanent erregten Gleichstrommotor (mit und ohne Getriebe) oder mit einem so genannten bürstenlosen Gleichstrommotor (oder Schrittmotor) erfolgen. Die Verbindung Rotor zu Besen sollte aus Isolationsmaterial bestehen. Es genügt dabei mit dem Besen oder dgl. nur einen Teil der Platte zu überstreichen.

[0009] Die Linearbewegung kann durch einen Linearmotor, Tauchspulenmotor, mittels einer Umsetzung aus einer Drehbewegung eines Rotationsmotors z.B. wie bei einer Stoßmaschine oder Kurzhobelmaschine, oder durch ein Linearlager mit Zahnriemenantrieb und rotierender Maschine geschehen. Die Linearbewegung kann dabei über die Platte hinausgehen. So kann der Staub gleich in einen dafür vorgesehenen Behälter transportiert werden, in dem sich eine Matte (aus flauschigem Material) befindet, die die Teilchen festhält.

[0010] Eine weitere Art von Maschinen, wenn nur kurze Hübe erforderlich sind, sind oszillatori-sche Motoren.

[0011] Die UV-Dioden sind an den Bürsten montiert und strahlen auf die darunter liegende Fläche. Das UV-Licht (besonders UV-C Strahlung) führt zu einer Aufspaltung der DNA und damit zur Zerstörung der lebenden Organismen. Untersuchungen zeigen, dass es dabei wir kungsvoller ist, die UV-Strahlung zu pulsen und nicht kontinuierlich zu bestrahlen. Die erforderliche Spannung ist bei der Verwendung von UV-Dioden oder UV-Laserdioden weit unterhalb der gefährlichen Berührspannung. Bei der Anordnung der Dioden ist es wichtig, dass es nicht möglich ist in den Strahlengang zu schauen.

[0012] Der große Vorteil dieses Verfahrens und der Vorrichtung ist, dass keine Hochspannungserzeugung mit einem Netzteil und mit den damit verbundenen Gefahren erforderlich ist.

[0013] Der allgemeine Stand der Technik wird durch DE 29802039 U1 (YU, CHI-CHIN), DE 69613038 T2 (MIDORI ANZEN CO LTD), US 4133652 A (ISHIKAWA et al.) und GB 733984 A (AIR MAZE CORP) dargestellt.

[0014] Die Aufgabe, die Luft in einem Raum von Partikeln zu reinigen, wird erfindungsgemäß dadurch bewerkstelligt, dass auf einem, beispielsweise plattenförmigen, Isolator durch Reibung mit einem anderen Isolator eine Ladung (Spannung) aufgebaut wird, durch welche Staubpartikel aus der umgebenden Luft in Richtung Isolator bewegt werden und sich auf dessen Oberfläche absetzen und so aus der Raumluft entfernt werden, und dass gleichzeitig eine Desinfektion durch Bestrahlung der sich bewegenden Staubteilchen mit UV-Licht durchgeführt wird.

[0015] Dabei wird vorrichtungsgemäß auf einer Platte aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus einem Isolierstoff, ein oder mehrere deren Oberfläche kontaktierende(r) Besen oder Pinsel, bevorzugt deren Oberfläche überstreichend, bewegt, auf dem/denen eine oder mehrere mit konstantem oder pulsförmigem Strom durchflossene, ihre Strahlung auf die genannte Oberfläche der Platte richtende UV-Diode/n oder UV-Laserdiode/n montiert ist/sind.

[0016] Dabei weist die Vorrichtung zur Luftreinigung eine rotierende Maschine auf, mittels welcher der oder die Besen oder Pinsel rotatorisch bewegbar ist /sind oder sie weist eine sich translatorisch bewegende Linearmaschine oder eine derartige oszillierende Maschine oder eine Vorrichtung für die mechanische Umsetzung einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung auf, mittels welcher der oder die Besen oder Pinsel bewegbar ist/sind. Dabei kann der oder die Besen oder Pinsel mittels einer sich translatorisch bewegenden Linearmaschine oder einer derartigen oszillierenden Maschine oder durch eine Vorrichtung für die mechanische Umsetzung einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung translatorisch über die Oberfläche der Platte hinausbewegbar sein, wodurch der dort angesammelte Staub von der Platte entfernbar und in eine Staub- Auffangvorrichtung verbring- bzw. verschiebbar ist.

[0017] Die Staub-Auffangvorrichtung kann mit einem staubfesthaltenden, beispielsweise permanent klebrigen, Material gefüllt oder ausgekleidet sein.

[0018] Die Staub-Auffangvorrichtung selbst kann mit einer oder mehreren mit konstantem oder pulsförmigem Strom durchflossenen UV-Diode/n oder UV-Laserdiode/n bestrahlbar sein.

[0019] Die Vorrichtung zur Luftreinigung kann mit einer Schutzabdeckung versehen sein, durch welche ein Berühren des/der Besens/Besen bzw. Pinsels/Pinsel während des Betriebs derselben verhinderbar ist.

[0020] Die Vorrichtung kann über Batterien oder über ein potentialgetrenntes Netzteil mit Strom versorgt werden.

[0021] Dabei gilt, dass die Vorrichtung zur Versorgung der Erzeugung der UV-Strahlung für die einzelnen Besen oder Pinsel getrennt bzw. individuell ein- und ausschaltbar ist und dass weiters die Vorrichtung zur Versorgung der Erzeugung der UV-Strahlung für die Besen oder Pinsel einerseits und für die Staub- Auffangvorrichtung andererseits gesondert ein- und ausschaltbar ist.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Luftreinigung, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem, beispielsweise plattenförmigen, Isolator durch Reibung mit einem anderen Isolator eine Ladung (Spannung) aufgebaut wird, durch welche Staubpartikel aus der umgebenden Luft in Richtung Isolator bewegt werden und sich auf dessen Oberfläche absetzen und so aus der Raumluft entfernt werden, und dass gleichzeitig eine Desinfektion durch Bestrahlung der sich bewegenden Staubteilchen mit UV-Licht durchgeführt wird.
2. Vorrichtung zur Luftreinigung gemäß dem Luftreinigungs-Verfahren nach Anspruch-!, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Platte aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus einem Isolierstoff, ein oder mehrere deren Oberfläche kontaktierende^) Besen oder Pinsel, bevorzugt deren Oberfläche überstreichend, bewegbar ist/sind, auf dem/denen eine oder mehrere mit konstantem oder pulsförmigem Strom durchflossene, ihre Strahlung auf die genannte Oberfläche der Platte richtende UV-Diode/n oder UV-Laserdiode/n montiert ist/sind.
3. Vorrichtung zur Luftreinigung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine rotierende Maschine aufweist, mittels welcher der oder die Besen oder Pinsel rotatorisch bewegbar ist/sind.
4. Vorrichtung zur Luftreinigung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine sich translatorisch bewegende Linearmaschine oder einer derartige oszillierende Maschine oder eine Vorrichtung für die mechanische Umsetzung einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung aufweist, mittels welcher der oder die Besen oder Pinsel bewegbar ist/sind.
5. Vorrichtung zur Luftreinigung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Besen oder Pinsel mittels einer sich translatorisch bewegenden Linearmaschine oder einer derartigen oszillierenden Maschine oder durch eine Vorrichtung für die mechanische Umsetzung einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung translatorisch über die Oberfläche der Platte hinausbewegbar ist/sind, wodurch der dort angesammelte Staub von der Platte entfernbar und in eine Staub-Auffangvorrichtung verbring- bzw. verschiebbar ist.
6. Vorrichtung zur Luftreinigung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Staub-Auffangvorrichtung mit einem staubfesthaltenden, beispielsweise permanentklebrigen, Material gefüllt oder ausgekleidet ist.
7. Vorrichtung zu Luftreinigung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Staub-Auffangvorrichtung selbst mit einer oder mehreren mit konstantem oder pulsförmigem Strom durchflossenen UV-Diode/n oder UV-Laserdiode/n bestrahlbar ist.
8. Vorrichtung zur Luftreinigung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Schutzabdeckung versehen ist, durch welche ein Berühren des/der Besens/Besen bzw. Pinsels/Pinsel während des Betriebs derselben verhinderbar ist.
9. Vorrichtung zur Luftreinigung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie über Batterien oder über ein potentialgetrenntes Netzteil mit Strom versorgbar ist.
10. Vorrichtung zur Luftreinigung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Versorgung der Erzeugung der UV-Strahlung für die einzelnen Besen oder Pinsel getrennt bzw. individuell ein- und ausschaltbar ist und dass weiters die Vorrichtung zur Versorgung der Erzeugung der UV-Strahlung für die Besen o-der Pinsel einerseits und für die Staub-Auffangvorrichtung andererseits gesondert ein- und ausschaltbar ist. Hierzu keine Zeichnungen