CH650325A5 - Device for cleaning and preparing air - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Luftreinigungs- und Aufberei- den niedergeschlagen werden. The invention relates to an air purification and preparation to be put down.
tungsgerät sowie ein Verfahren zum Herstellen des Luftreini- 55 Zur Verstärkung der Filterwirkung kann gemäss einer gungs- und Aufbereitungsgeräts und eine Vorrichtung zur vorteilhaften Weiterbildung die Oberfläche der Filterelektro- device and a method for producing the air purifier. 55 In order to enhance the filter effect, the surface of the filter electronics
Durchführung des Verfahrens. den mit einer Metallwollschicht bedeckt und die Metallwolle Execution of the procedure. covered with a layer of metal wool and the metal wool
Es ist bekannt, dass die Luft von Wohnräumen, Arbeits- selbst mit Aktivkohle beschichtet (integriertes Filtersystem) It is known that the air from living rooms, work itself coated with activated carbon (integrated filter system)
räumen und Kraftfahrzeugen insbesondere in Ballungsgebie- sein. In einer weiteren Ausführung kann dieses Metallwolle-ten im Vergleich zur reinen Standardatmosphäre einen erhöh- 60 Aktivkohle-Filter auch hinter dem Elektrofilter als getrennte ten Gehalt an Rauch-, Russ-, Staub- und Geruchspartikeln, Einheit angeordnet sein (getrenntes Filtersystem). Das Aktiv- clearing and motor vehicles, especially in conurbations. In a further embodiment, this metal wool can be arranged as a separate content of smoke, soot, dust and odor particles, unit (separate filter system) compared to the pure standard atmosphere, an elevated activated carbon filter also behind the electrostatic precipitator. The active
Suprengasen, Keimen und Bakterien, dagegen einen vermin- kohlefilter hat den Zweck, einen Teil der die Luft verunreini- Super gases, germs and bacteria, on the other hand a carbon filter has the purpose of removing a part of the air
derten Gehalt an positiven und negativen atmosphärischen genden Spurengase aus der Luft zu entfernen. remove the content of positive and negative atmospheric trace gases from the air.
Kleinionen und an Ozon aufweist. Nach dem Verlassen der Filteranordnung strömt die ge- Has small ions and ozone. After leaving the filter arrangement, the
Es ist ferner bekannt, dass die Luft in geschlossenen Räu- 65 reinigte Luft an einem Ozonisator vorbei, der ihr eine sehr m en von der Mehrzahl der Menschen als wohltuend und bele- schwache Dosis Ozon beimischt. Dahinter folgt am Ausgang bend empfunden wird, wenn sie nicht nur die physiologisch des Strömungskanals ein Ionisator, der nebenproduktfrei ne- It is also known that the air in closed rooms cleaned air past an ozonizer, which admits it as a beneficial and weak dose of ozone by the majority of people. It is followed by bend at the exit if it is not only the physiological of the flow channel that is an ionizer that is free of by-products.
günstigen Werte von Temperatur und Feuchte hat, sondern gative Luftionen in hoher Konzentration erzeugt. Die so auf- has favorable values of temperature and humidity, but generates gative air ions in high concentration. The so
bereitete, mit negativen Kleinionen angereicherte Luft wird schliesslich durch einen Ventilator wieder in den Raum zurückgeführt. Prepared air enriched with negative small ions is finally returned to the room by a fan.
Gemäss der Erfindung ist das Gerät so aufgebaut, dass die einzelnen hintereinander liegenden Systeme der Luftbehandlung getrennt ein- und ausgeschaltet werden können. Dem Anwender stehen damit folgende Möglichkeiten zur Verfügung: Er kann die Raumluft According to the invention, the device is constructed in such a way that the individual air treatment systems lying one behind the other can be switched on and off separately. The user has the following options: He can the indoor air
- nur reinigen, - just clean,
- reinigen und mit negativen Kleinionen anreichern oder - clean and enrich with negative small ions or
- reinigen, mit negativen Kleinionen anreichern und sehr schwach ozonisieren. - Clean, enrich with negative small ions and ozonize very weakly.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von vier Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to four drawings. Show it:
Figur la ein Ausführungsbeispiel des Luftreinigungs- und Aufbereitungsgeräts mit integriertem mechanischem und Elektrofilter; Figure la shows an embodiment of the air purification and treatment device with integrated mechanical and electrostatic filter;
Figur lb ein Ausführungsbeispiel des Luftreinigungs- und Aufbereitungsgeräts mit getrenntem mechanischem und Elektrofilter; Figure lb an embodiment of the air purification and treatment device with separate mechanical and electrostatic filter;
Figur 2 die Ausführungsformen der in den Fig. la un- lb angegebenen, die Filterelektroden enthaltenden Filterelemente, FIG. 2 shows the embodiments of the filter elements which contain the filter electrodes and which are shown in FIGS.
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel des nebenproduktfreien Ionisators, und Figure 3 shows an embodiment of the by-product-free ionizer, and
Figur 4 die Ätzvorrichtung für die Herstellung der Feindrahtspitze des in Fig. 3 gezeigten Ionisators. FIG. 4 shows the etching device for producing the fine wire tip of the ionizer shown in FIG. 3.
Das Gerät nach Fig. la besteht aus einem Luftströmungs-kanal 1 mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt, in welchem durch einen Lüfter 2 mit Flügelrad 3 ein konstanter Luftstrom 4 erzeugt wird. Der Luftstrom 4 tritt durch ein Metallgitter 5 in den Strömungskanal 1 ein. Hinter dem Gitter 5 befinden sich ein oder mehrere Ionisatoren 6, welche den Luftstrom 4 negativ ionisieren. Anschliessend tritt die Luft in ein Elektrofilter ein. Dieses besteht aus einem Satz von mehreren parallelen, im Strömungskanal schräg liegenden Filterelementen 7. Die Filterelemente 7 haben eine Länge von der Grössenordnung 10 cm und einen gegenseitigen Abstand von der Grössenordnung 0,5 cm. The device according to Fig. La consists of an air flow channel 1 with a preferably rectangular cross section, in which a constant air flow 4 is generated by a fan 2 with impeller 3. The air flow 4 enters the flow channel 1 through a metal grille 5. Behind the grid 5 there are one or more ionizers 6 which ionize the air flow 4 negatively. The air then enters an electrostatic filter. This consists of a set of several parallel filter elements 7 lying obliquely in the flow channel. The filter elements 7 have a length of the order of 10 cm and a mutual distance of the order of 0.5 cm.
Jedes einzelne Filterelement des Elektrofilters ist - wie Fig. 2a deutlich zeigt - aus mehreren Schichten aufgebaut: Each individual filter element of the electrostatic filter is - as clearly shown in Fig. 2a - made up of several layers:
Eine dünne Kunststoffplatte 8 ist auf beiden Seiten mit je einer dünnen Metallschicht 9 und 10 bedeckt. Auf der Metallschicht 10 befindet sich eine Metallwollschicht 11, die den dort auftreffenden Schmutzteilchen der Luft eine grosse Abscheidefläche darbietet. Die Metallwolle kann zusätzlich mit Aktivkohle beschichtet sein, wodurch die Haftung abgeschiedener Schmutzteilchen verstärkt wird. Zwischen den Metallschichten 9 und 10 der Filterelemente 7 wird eine Hochspannung von einigen kV angelegt, so dass die Metallschichten als Filterelektroden wirken. Dadurch entsteht zwischen je zwei benachbarten Filterelementen 7 ein hohes elektrisches Feld, das die vor dem Filtereingang negativ ionisierten Schmutzteilchen der Luft zu den mit Metallwolle 11 belegten Elektrodenflächen 10 treibt, wo sie sich niederschlagen. Durch die Schrägstellung der Filterelemente 7 wird diese Abscheidewirkung verstärkt. A thin plastic plate 8 is covered on both sides with a thin metal layer 9 and 10. There is a metal wool layer 11 on the metal layer 10, which offers a large separating surface to the dirt particles of the air striking there. The metal wool can also be coated with activated carbon, which increases the adhesion of separated dirt particles. A high voltage of a few kV is applied between the metal layers 9 and 10 of the filter elements 7, so that the metal layers act as filter electrodes. This creates a high electric field between each two adjacent filter elements 7, which drives the dirt particles of the air negatively ionized in front of the filter inlet to the electrode surfaces 10 covered with metal wool 11, where they are deposited. This separation effect is increased by the inclination of the filter elements 7.
Die sehr gut gereinigte und gleichzeitig entionisierte Luft tritt anschliessend durch ein Metallgitter 12 in den Raum 13 des Strömungskanals 1 ein. Im Raum 13 befindet sich ein Ozonisator 14, dessen Bauart bekannt ist. Der Ozonisator 14 kann durch einen Schalter 15 wahlweise ein- oder ausgeschaltet werden. Er erzeugt eine kleine Menge Ozon sowie negative Kleinionen. Beide werden bei eingeschaltetem Ozonisator dem Luftstrom 4 beigemischt. Hinter dem Ozonisator 14 befinden sich Ionisatoren 6, welche die vorbeiströmende Luft 4 ozonfrei mit ausschliesslich negativen Kleinionen anreichern. Die Ionisatoren 6 können mit einem Schalter 16 wahlweise The very well cleaned and at the same time deionized air then enters the space 13 of the flow channel 1 through a metal grid 12. In room 13 there is an ozonizer 14, the type of which is known. The ozonizer 14 can optionally be switched on or off by a switch 15. It generates a small amount of ozone and negative small ions. Both are added to the air flow 4 when the ozonizer is switched on. Behind the ozonizer 14 are ionizers 6, which enrich the air 4 flowing past without ozone with exclusively negative small ions. The ionizers 6 can optionally with a switch 16
3 650 325 3,650,325
ein- oder ausgeschaltet werden. Die so vorgereinigte und aufbereitete Luft 4 verläusst schliesslich durch ein Metallgitter 17 den Strömungskanal 1 und tritt in den umgebenden Raum aus. can be switched on or off. The air 4 thus pre-cleaned and conditioned finally leaves the flow channel 1 through a metal grid 17 and exits into the surrounding space.
s Die Fig. lb zeigt eine zweite Ausführungsform des Luftreinigungs- und -Aufbereitungsgeräts. Es unterscheidet sich von dem Gerät nach Fig. la dadurch, dass die Filterelemente 7 parallel zu den Wänden des Strömungskanals 1 angeordnet und aus drei Schichten zusammengesetzt sind: Die Filterele-lo mente 7 bestehen - wie Fig. 2 b deutlich macht - in diesem Fall aus einer dünnen Kunststoffplatte 8, die auf beiden Seiten mit je einer Metallschicht 9 bzw . 10 bedeckt ist. Zwischen den Metallschichten 9 und 10 wird eine Spannung von einigen kV angelegt. Dadurch entsteht zwischen je zwei benachbarten 15 Filterelementen 7 ein starkes elektrisches Feld, welches die elektrisch geladenen Schmutzteilchen der hindurchtretenden Luft 4 zur Elektrode 10 treibt und dort niederschlägt. Hinter den Filterelementen 7 und getrennt von diesen ist ein mechanisches Filter 11 aus Metallwolle angeordnet. Die Metall-2o wolle kann mit Aktivkohle beschichtet sein. Nach dem Durchgang durch das Filter 11 tritt die gut gereinigte Luft in den Raum 13 des Strömungskanals 1 ein. Dort wird sie wie bei der Ausführungsform nach Fig. la ozonisiert und/oder negativ ionisiert und anschliessend wieder in den umgebenden 25 Raum zurückgeführt. s Fig. lb shows a second embodiment of the air purification and treatment device. It differs from the device according to FIG. 1 a in that the filter elements 7 are arranged parallel to the walls of the flow channel 1 and are composed of three layers: the filter elements 7 consist - as FIG. 2 b makes clear - in this case from a thin plastic plate 8, each with a metal layer 9 or. 10 is covered. A voltage of a few kV is applied between the metal layers 9 and 10. This creates a strong electric field between every two adjacent 15 filter elements 7, which drives the electrically charged dirt particles of the air 4 passing through to the electrode 10 and deposits it there. A mechanical filter 11 made of metal wool is arranged behind the filter elements 7 and separately therefrom. The metal wool can be coated with activated carbon. After passing through the filter 11, the well-cleaned air enters the space 13 of the flow channel 1. There it is ozonized and / or negatively ionized, as in the embodiment according to FIG. 1 a, and then returned to the surrounding space.
In Fig. 3 ist der prinzipielle Aufbau der in den beschriebenen Geräten verwendeten Ionisatoren 6 dargestellt. 3 shows the basic structure of the ionizers 6 used in the devices described.
Der Ionisator besteht aus einer Isolierstoff-Trägerplatte 18, auf der ein Metallkörper 19, vorzugsweise in Form eines 30 Zylinders, angebracht ist. Der Metallkörper 19 ist mit einer elektrischen Spannungszuführung 20 leitend verbunden und trägt an seiner oberen Stirnseite eine Bohrung, in der ein Wolframdraht 21 von 0,1 mm Durchmesser und einer freien Länge von etwa 0,5 cm steckt. The ionizer consists of an insulating material carrier plate 18 on which a metal body 19, preferably in the form of a 30 cylinder, is attached. The metal body 19 is conductively connected to an electrical voltage supply 20 and bears on its upper end face a bore in which a tungsten wire 21 of 0.1 mm diameter and a free length of approximately 0.5 cm is inserted.
35 Bei Anlegen einer negativen Gleichspannung an den Wolframdraht 21 werden in der Umgebung der Drahtspitze negative atmosphärische Kleinionen erzeugt. Die Menge der je Zeiteinheit gebildeten Ladungsträger hängt bei vorgegebener Gleichspannung im wesentlichen von der Feinheit der 40 Drahtspitze ab. Durch einen speziellen Ätzprozess, der anhand von Fig. 4 näher erläutert wird, lässt sich eine für die Ionenerzeugung optimale Drahtspitze von wenigen um Durchmesser erzielen. 35 When a negative DC voltage is applied to the tungsten wire 21, negative atmospheric small ions are generated in the vicinity of the wire tip. For a given DC voltage, the amount of charge carriers formed per unit of time essentially depends on the fineness of the 40 wire tip. By means of a special etching process, which is explained in more detail with reference to FIG. 4, an optimal wire tip with a diameter of a few μm can be achieved for the ion generation.
Die Ätzvorrichtung nach Fig. 4 besteht aus einem Glasbe-45 hälter 22, der mit Tetrachlorkohlenstoff 23 (chemische Formel: CC14) gefüllt ist. An der Oberfläche dieser Flüssigkeit 23 ist eine Metallringelektrode 24 so angeordnet, dass sie etwa bis zur Hälfte in die Flüssigkeit 23 eintaucht. Die Mittelebene des Metallrings 24 fallt dabei mit der Oberfläche der Flüssig-50 keit 23 zusammen. Durch einen am Ring 24 befestigten Arm 25 kann der Ring 24 von der Flüssigkeit 23 abgehoben oder tiefer eingetaucht werden. Durch den Ring 24 wird an der Oberfläche der Flüssigkeit 23 eine kreisförmige Fläche abgegrenzt. Auf diese Fläche wird mit Hilfe einer Pipette eine 55 dünne Schicht einer ätzenden Flüssigkeit 26, vorzugsweise Natronlauge (chemische Formel: NaOH), gebracht. In der Mitte dieser Fläche wird die zu ätzende Wolframdrahtspitze 21 so eingetaucht, dass sich die Spitze im Bereich der Ätzflüssigkeit 26 befindet. Legt man nun zwischen den Metallring 24 60 und die Drahtspitze 21 eine Wechselspannung von etwa 3 V an, so wird von der Drahtspitze 21 Material abgetragen, bis der Spitzendurchmesser nur noch wenige um beträgt. Durch vertikale Bewegung der Spitze 21 während des Ätzvorgangs mit Hilfe der Justiereinrichtung 27 kann eine optimale Form 65 der Drahtspitze erreicht werden. 4 consists of a glass container 22 which is filled with carbon tetrachloride 23 (chemical formula: CC14). A metal ring electrode 24 is arranged on the surface of this liquid 23 in such a way that it is immersed approximately halfway into the liquid 23. The center plane of the metal ring 24 coincides with the surface of the liquid 50 speed 23. By means of an arm 25 attached to the ring 24, the ring 24 can be lifted off the liquid 23 or immersed deeper. A circular area is delimited by the ring 24 on the surface of the liquid 23. A 55 thin layer of an etching liquid 26, preferably sodium hydroxide solution (chemical formula: NaOH), is placed on this surface with the aid of a pipette. The tungsten wire tip 21 to be etched is immersed in the middle of this area such that the tip is in the area of the etching liquid 26. If an AC voltage of approximately 3 V is now applied between the metal ring 24 60 and the wire tip 21, material is removed from the wire tip 21 until the tip diameter is only a few μm. By vertically moving the tip 21 during the etching process with the aid of the adjusting device 27, an optimal shape 65 of the wire tip can be achieved.
Durch die Feinheit der so hergestellten Drahtspitze ist es möglich, Ionen mit geringerer Betriebsspannung zu erzeugen, als dies mit ungeätzten Spitzen der Fall ist. Während bei un- The fineness of the wire tip produced in this way makes it possible to generate ions with a lower operating voltage than is the case with unetched tips. While at
650 325 650 325
geätzten Drahtspitzen die Einsatzspannung für die Ionisierung bei etwa 1200 V liegt, beträgt die Einsatzspannung für geätzte Feindrahtspitzen nur noch etwa 800 V. Je niedriger aber die Betriebsspannung des Ionisators ist, desto geringer ist auch die Wahrscheinlichkeit, dass der Ionisator neben den gewünschten negativen Kleinionen noch unerwünschte Nebenprodukte, wie Stickoxide oder grosse Mengen von Ozon erzeugt. etched wire tips, the threshold voltage for ionization is around 1200 V, the threshold voltage for etched fine wire tips is only about 800 V. However, the lower the operating voltage of the ionizer, the lower the likelihood that the ionizer will also have the desired negative small ions unwanted by-products such as nitrogen oxides or large amounts of ozone.
In dem beschriebenen Luftreinigungs- und Aufbereitungsgerät werden alle Hochspannung führenden Elektrôden mit negativer Spannung betrieben. Diese kann durch Spannungsteilung mit Hilfe eines einzigen Transformators oder einer 5 Hochspannungskaskade aus der Netzspannung erzeugt werden. In the air cleaning and treatment device described, all high-voltage electrodes are operated with negative voltage. This can be generated from the mains voltage by voltage division using a single transformer or a 5 high-voltage cascade.
C C.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |