DE102005015280A1

DE102005015280A1 - Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Raumluft und Verfahren zur Abscheidung von Verunreinigungen aus einer verunreinigten Raumluft

Info

Publication number: DE102005015280A1
Application number: DE102005015280A
Authority: DE
Inventors: Klaus Weber; Manfred Schmieg; Janko Despot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2006-10-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Raumluft und ein Verfahren zur Abscheidung von Verunreinigungen aus einer verunreinigten Raumluft. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen verbesserten Reinigungseffekt aufweist und die in dem zu reinigenden Raum günstigere Druckverhältnisse der Raumluft gestattet. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Abscheidung von Verunreinigungen aus einer verunreinigten Raumluft zu schaffen. DOLLAR A Gelöst wird dies dadurch, indem die verunreinigte Raumluft in einer Strömungsrichtung 14 durch einen in einem Behälter 3 angeordneten Flüssigkeitsvorhang 8 geführt wird. Dabei werden die Verunreinigungen mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht und mit dieser nach dem Schwerkraftprinzip einer Auffangwanne 16 zugeführt. In der Auffangwanne 16 erfolgt eine Sedimentation der Verunreinigungen von der Flüssigkeit und die Verunreinigungen werden gesammelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Raumluft und ein Verfahren zur Abscheidung von Verunreinigungen aus einer verunreinigten Raumluft nach den Oberbegriffen von Anspruch 1 und 15. Die Vorrichtung sowie das Verfahren eignen sich zum Reinigen von insbesondere mit Schmutzpartikeln, Rauchpartikeln bzw. Faserpartikeln belasteter Luft in einem Raum.

Eine Reinigungsvorrichtung dieser Art ist aus DE 88 08 274.1 U1 zum Entstauben eines Arbeitsraumes bekannt, welcher insbesondere durch Sandstrahlarbeiten verunreinigte Raumluft aufweist. Zur Erzeugung eines Unterdruckes und zum Absaugen des Staubes in diesem Arbeitsraum ist außerhalb ein Sauggebläse mit einer Saugleitung angeordnet. Eine Druckleitung des Sauggebläses führt in ein Wasserbad, welches in einem Behälter aufgenommen ist. Der Behälter weist weiterhin eine Filterabdeckung auf. Über die Druckleitung wird der Staub in das Wasserbad eingeblasen und dort gebunden. Geringe Mengen an Staub können mit auftretenden Luftblasen aus dem Wasserbad austreten und werden von der Filterabdeckung aufgenommen, so dass keine Staubbelastung der Umgebung auftritt. Von Nachteil ist hierbei, dass mit Zunahme des Unterdruckes im Arbeitsraum der Wirkungsgrad der Reinigungsvorrichtung beeinträchtigt wird bzw. der Energieverbrauch ansteigt. Eine unter erhöhtem Unterdruck stehende Raumluft ist für sich im Arbeitsraum aufhaltende Personen ungünstig. Weiterhin ist durch das Einblasen des Staubes in das Wasserbad der Reinigungseffekt begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen verbesserten Reinigungseffekt aufweist und die in dem zu reinigenden Raum günstigere Druckverhältnisse der Raumluft gestattet. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Abscheidung von Verunreinigungen aus einer verunreinigten Raumluft zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildungsmerkmale von Anspruch 1 und 15 gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein erster Vorteil der Reinigungsvorrichtung sowie des Verfahrens ist darin begründet, dass die Reinigung von verunreinigten Raumluft verbessert wird, indem die mit Verunreinigungen behaftete Raumluft durch einen in einem Behälter vorhandenen "Flüssigkeitsvorhang" geführt wird. Dabei geraten die Verunreinigungen mit der Flüssigkeit bzw. deren Aerosolen in Kontakt und werden mit der Flüssigkeit bzw. den Aerosolen nach dem Schwerkraftprinzip abgeführt, durch mindestens eine Sedimentation von der Flüssigkeit (einschließlich der Aerosole) abgeschieden (getrennt) und vorzugsweise separat gesammelt. Danach werden die von Verunreinigungen getrennte Flüssigkeit bzw. Aerosole in einem Umlaufleitungssystem dem Behälter wieder zugeführt.

Weiterhin kann eine vorzugsweise separate Entsorgung der Verunreinigungen erfolgen. Bei Bedarf kann ebenso die von Verunreinigungen freie Flüssigkeit vollständig oder teilweise entsorgt werden und durch eine andere Flüssigkeit ersetzt werden.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, dass die von Verunreinigungen, wie Schmutzpartikeln, Rauchpartikeln bzw. Faserpartikeln, befreite, gereinigte Luft in den gleichen Raum zurückgeführt wird, so dass in dem Raum kein wesentlich erhöhter Unterdruck der Raumluft vorliegt und die gereinigte Luft wieder zugeführt wird. Ein aufwendiges Abdichten des mit verunreinigter Raumluft belasteten Raumes, beispielsweise durch Abkleben von Öffnungen (Türen, Fenstern, etc.), ist nicht mehr notwendig.

Alternativ kann die gereinigte Luft auch in einen vom Raum getrennten Außenbereich, beispielsweise in einen anderen Raum oder vorzugsweise in das Freie, abgeführt werden. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass eine Druckregulierung durch nachströmende Luft, vorzugsweise Frischluft, innerhalb des zu reinigenden Raumes vorzunehmen ist, so dass kein die Effizienz der Reinigungsvorrichtung sowie die Arbeitsbedingungen beeinträchtigender wesentlich erhöhter Unterdruck der Raumluft im zu reinigenden Raum vorliegt.

Ein dritter Vorteil ergibt sich dadurch, dass die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung in einem zu reinigenden Raum stationär oder bevorzugt mobil angeordnet werden kann. Bei letzterer Anordnung ist vorzugsweise die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung möglichst nahe am Entstehungsort für die verunreinigte Raumluft, insbesondere mit ihrer Aufnahmeöffnung, angeordnet.

Als vierter Vorteil ist anzuführen, dass der Wirkungsgrad des "Flüssigkeitsvorhanges° gesteigert werden kann, indem die eingesetzte Flüssigkeit über Kaskaden und/oder Labyrinthe und/oder mit Flüssigkeit benetzte Flächen, beispielsweise Lamellen, nach dem Schwerkraftprinzip geführt wird und damit der Reinigungseffekt der verunreinigten Raumluft gesteigert werden kann. Als Flüssigkeiten sind vorzugsweise Wasser bzw. alternativ bevorzugt Wasser enthaltende Flüssigkeiten einsetzbar. In einer weiteren Ausbildung können den Flüssigkeiten Zusätze, beispielsweise zur Erhöhung des Reinigungseffektes und/oder als Duftzusätze, beigefügt werden.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen schematisch:
1 eine in einem Raum angeordnete Reinigungsvorrichtung mit einer Rückführung gereinigter Luft in diesen Raum,
2 eine in einem Raum angeordnete Reinigungsvorrichtung mit einer Abführung gereinigter Luft in einen Außenbereich.
In 1 ist in einem Raum 2 mit entstehender oder bereits vorhandener verunreinigter Raumluft zumindest eine Reinigungsvorrichtung 1 bevorzugt auf dem Boden des Raumes 2 mobil bewegbar, beispielsweise manuell oder bevorzugt motorisch verfahrbar, angeordnet. Die Reinigungsvorrichtung 1 weist einen im Wesentlichen geschlossenen Behälter 3 für die Aufnahme von verunreinigter Raumluft aus dem Raum 2 auf.
Hierbei weist der Behälter 3 ein in den oberen Teil des Behälters 3 eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser oder eine Wasser enthaltende Flüssigkeit, einspeisendes und im unteren Teil des Behälters 3 ein die Flüssigkeit abförderndes, mit einer Pumpe 6 gekoppeltes Leitungssystem 7 auf. Innerhalb des Behälters 3 ist mittels der von oben eingespeisten Flüssigkeit ein Flüssigkeitsvorhang 8 erzeugbar durch den die über eine Aufnahmeöffnung 4 in den Behälter 3 einströmbare, verunreinigte Raumluft in einer Strömungsrichtung 14 in Richtung einer Auslassöffnung 15 des Behälters 3 in durch den Flüssigkeitsvorhang 8 gereinigter Form ausströmbar ist.
Die Verunreinigungen aus der verunreinigten Raumluft sind in Strömungsrichtung 14 mit dem Flüssigkeitsvorhang 8 in Kontakt bringbar und sind gemeinsam (Verunreinigungen und Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorhang 8) mittels Schwerkraft in eine Auffangwanne 16 des Behälters 3 abführbar. In der Auffangwanne 16 sind die Verunreinigungen durch mindestens eine Sedimentation von der Flüssigkeit (Flüssigkeitsvorhang 8) abscheidbar und sind in der Auffangwanne 16 sammelbar. Die Auffangwanne 16 ist bevorzugt mit dem Behälter 3 lösbar verbunden, so dass die Verunreinigungen entsorgt werden können.
Oberhalb der in der Auffangwanne 16 gesammelten Verunreinigungen wird mittels Leitungssystem 7 und Pumpe 6 die Flüssigkeit abgefördert und in einem Kreislauf von oben in den Behälter 3 erneut eingespeist.
Die Strömungsrichtung 14 der zuerst verunreinigten, nach Durchströmung des Flüssigkeitsvorhanges 8 gereinigten Raumluft ist durch eine dem Behälter 3 vorgeordnete Blasluftquelle erzeugbar. Alternativ und in den 1 und 2 gezeigt ist in Strömungsrichtung der Raumluft 14 dem Behälter 3 vorzugsweise eine Saugluftquelle 5 nachgeordnet. Bevorzugt ist die Saugluftquelle 5 der Auslassöffnung 1 unmittelbar nachgeordnet.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Reinigungsvorrichtung 1 können im Bereich des Flüssigkeitsvorhanges 8 kaskadenförmige, d.h. stufenförmig gestaffelte, Elemente innerhalb des Behälters 3 angeordnet sein, über die die verunreinigte Raumluft in Strömungsrichtung 14 strömt.
Alternativ oder in Kombination mit kaskadenförmigen Elementen können im Bereich des Flüssigkeitsvorhanges 8 labyrinthförmige Elemente innerhalb des Behälters 3 angeordnet sein, über die die verunreinigte Raumluft in Strömungsrichtung 14 strömt sowie die Flüssigkeit, einschließlich Aerosole, abrieselt.
Alternativ oder in Kombination mit kaskadenförmigen und/oder labyrinthförmigen Elementen können im Bereich des Flüssigkeitsvorhanges 8 flächenförmige Elemente innerhalb des Behälters 3 angeordnet sein über die die verunreinigte Raumluft in Strömungsrichtung 14 strömt sowie die Flüssigkeit, einschließlich Aerosole, abrieselt.
In bevorzugter Ausbildung sind die flächenförmigen Elemente als Lamellen ausgeführt. Die Lamellen sind vorzugsweise vertikal aufgehängt, so dass die den Flüssigkeitsvorhang 8 bildende Flüssigkeit über die Lamellen abläuft bzw. abrieselt in Richtung Auffangwanne 16. Bevorzugt sind die Lamellen innerhalb des Behälters 3 einstellbar angeordnet, so dass über deren Anordnung der Volumenstrom der verunreinigten Raumluft in Strömungsrichtung 14 regulierbar ist.
In einer Weiterbildung weist die Reinigungsvorrichtung 1 eine Abluftleitung 9 auf, welche der Auslassöffnung 15 des Behälters 3 – alternativ bei Vorhandensein einer Saugluftquelle 5 – der Saugluftquelle 5 in Strömungsrichtung 14 nachgeordnet ist. Diese Abluftleitung 9 führt in einen anderen Raum oder bevorzugt in einen Außenbereich 10 (freie Umgebung). Bei einer derartigen Ausbildung ist vorzugsweise im Raum 2 ein Druckregler 12 angeordnet, welcher einen insbesondere erhöhten Unterdruck im Raum 2 erfasst. Der Druckregler 12 ist mit einem eine Öffnung 11 im Raum 2 öffnenden bzw. verschließenden Element 13, beispielsweise einer Tür oder einem Fenster, gekoppelt. In einer weiteren Ausbildung ist der Druckregler 12 zusätzlich mit der Blasluftquelle oder der Saugluftquelle schaltungstechnisch 15 verbunden. Je nach vorherrschendem Unterdruck im Raum 2 wird über den Druckregler 12 das Element 13 (Tür/Fenster) betätigt, so dass erneut Luft in den Raum 2 nachströmt bzw. das Nachströmen unterbunden wird.
Das Verfahren zur Abscheidung von Verunreinigungen aus einer verunreinigten Raumluft ist wie folgt. Die verunreinigte Raumluft wird in einer Strömungsrichtung 14 durch einen Flüssigkeitsvorhang 8 geführt, dabei werden die Verunreinigungen mit der Flüssigkeit des Flüssigkeitsvorhanges 8 in Kontakt gebracht und mit dieser Flüssigkeit nach dem Schwerkraftprinzip abgeführt. Danach werden die Verunreinigungen durch mindestens eine Sedimentation von der Flüssigkeit abgeschieden und separat gesammelt. Bevorzugt wird nach der Sedimentation die Flüssigkeit dem Flüssigkeitsvorhang 8 erneut zugeführt.
In einer Ausbildung wird der Luftstrom der verunreinigten Raumluft in Strömungsrichtung 14 durch eine vor dem Flüssigkeitsvorhang 8 wirksame Blasluftströmung gebildet.
In einer weiteren Ausbildung wird der Luftstrom der verunreinigten Raumluft in Strömungsrichtung 14 durch eine nach dem Flüssigkeitsvorhang 8 wirksame Saugluftströmung gebildet.
Der Flüssigkeitsvorhang 8 kann ebenso durch Aerosole der Flüssigkeit gebildet werden oder zumindest Aerosole enthalten.
Die Wirkungsweise der Reinigungsvorrichtung 1 ist wie folgt: Die verunreinigte Raumluft wird über die Aufnahmeöffnung 4 in den Behälter 3 in Strömungsrichtung 14 eingeblasen oder eingesaugt und wird über die Auslassöffnung 15 als gereinigte Raumluft, d.h. von Verunreinigungen, wie Schmutzpartikeln und/oder Rauchpartikeln und/oder Faserpartikeln, befreit, abgeführt. Gemäß 1 wird die gereinigte Raumluft in den Raum 2 zurückgeführt. Hingegen wird gemäß 2 die gereinigte Raumluft in den Außenbereich 10 abgefördert und über die Öffnung 11 strömt bevorzugt frische Luft in den Raum 2 nach. Durch diese Ausbildungen herrscht im Raum 2 ein gewisser Unterdruck vor, jedoch liegt kein die Effizienz der Reinigungsvorrichtung 1 beeinträchtigender bzw. die Arbeitsbedingungen beeinträchtigender, wesentlich erhöhter Unterdruck der Raumluft im zu reinigenden Raum 2 vor.
In einer bevorzugten Ausbildung ist der Behälter 3 mit einem außerhalb am Behälter 3 angeordneten Anzeigesystem 17, vorzugsweise einem Flüssigkeits- bzw. Wasserstandsanzeiger, verbunden. Hierdurch ist beispielsweise optisch das Füllstandsniveau innerhalb des Behälters 3 kontrollierbar und bei Bedarf steuerbar.
In einer weiteren Ausbildung weist der Behälter 3 eine in seinem Inneren angeordnete Schalteinrichtung 18 auf. Die Schalteinrichtung 18 ist mit der Pumpe 6 und der Blasluftquelle oder der Saugluftquelle 5 gekoppelt. Die Schalteinrichtung 18 ist vorzugsweise ein Schwimmerschalter, mittels dem die Pumpe 6 und die jeweilige Blasluftquelle oder Saugluftquelle 5 je nach Flüssigkeitsniveau im Behälter 3 schaltbar, beispielsweise bei zu niedrigem Flüssigkeitsstand, abschaltbar ist.
In einer Weiterbildung ist in das Leitungssystem 7 ein Ventil 19 integriert und das Ventil 19 ist mit einer nachgeordneten Entleerungsleitung 20 verbunden. Beispielsweise kann mittels Ventil 19, vorzugsweise ein Zwei-Wege-Schaltventil, der Flüssigkeitsumlauf im Leitungssystem 7 umgeschaltet werden.
Somit kann die Flüssigkeit bei Bedarf über die Entleerungsleitung 20 abgelassen werden. Alternativ kann neue Flüssigkeit in das Leitungssystem 7 über die Entleerungsleitung 20 zugeführt werden.

1: Reinigungsvorrichtung
2: Raum
3: Behälter
4: Aufnahmeöffnung
5: Saugluftquelle
6: Pumpe
7: Leitungssystem
8: Flüssigkeitsvorhang
9: Abluftleitung
10: Außenbereich
11: Öffnung
12: Druckregler
13: Element (Tür/Fenster)
14: Strömungsrichtung
15: Auslassöffnung
16: Auffangwanne
17: Anzeigesystem
18: Schalteinrichtung
19: Schaltventil
20: Entleerungsleitung

Claims

Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Raumluft mit einem die verunreinigte Raumluft aus einem Raum aufnehmenden Behälter, dadurch gekennzeichnet, dass in den oberen Teil des Behälters (3) ein eine Flüssigkeit einspeisendes und im unteren Teil des Behälters (3) ein die Flüssigkeit abförderndes, mit einer Pumpe (6) gekoppeltes Leitungssystem (7) angeordnet ist, dass innerhalb des Behälters (3) mittels der eingespeisten Flüssigkeit ein Flüssigkeitsvorhang (8) erzeugbar ist, durch den die über eine Aufnahmeöffnung (4) in den Behälter (3) einströmbare, verunreinigte Raumluft in einer Strömungsrichtung (14) in Richtung einer Auslassöffnung (15) des Behälters (3) in gereinigter Form ausströmbar ist, dass die Verunreinigungen mit dem Flüssigkeitsvorhang (8) in Kontakt bringbar sind und gemeinsam mittels Schwerkraft in eine Auffangwanne (16) des Behälters (3) abführbar sind, dass in der Auffangwanne (16) die Verunreinigungen durch mindestens eine Sedimentation von der Flüssigkeit abscheidbar sind und in der Auffangwanne (16) sammelbar sind.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung (14) dem Behälter (3) eine Blasluftquelle vorgeordnet ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung (14) dem Behälter (3) eine Saugluftquelle (5) nachgeordnet ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Flüssigkeitsvorhanges (8) kaskadenförmige Elemente innerhalb des Behälters (3) angeordnet sind über die die verunreinigte Raumluft in Strömungsrichtung (14) strömt.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Flüssigkeitsvorhanges (8) labyrinthförmige Elemente innerhalb des Behälters (3) angeordnet sind über die die verunreinigte Raumluft in Strömungsrichtung (14) strömt.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Flüssigkeitsvorhanges (8) flächenförmige Elemente innerhalb des Behälters (3) angeordnet sind über die die verunreinigte Raumluft in Strömungsrichtung (14) strömt.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die flächenförmigen Elemente Lamellen sind.
Reinigungsvorrichtung nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassöffnung (15) des Behälters (3) in Strömungsrichtung (14) eine Abtuftleitung (9) nachgeordnet ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Raum (2) ein Druckregler (12) angeordnet ist, welcher einen erhöhten Unterdruck erfasst, und mit einem eine Öffnung (11) im Raum (2) öffnenden bzw. verschließenden Element (13) gekoppelt ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 9 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler (12) schaltungstechnisch mit der Blasluftquelle oder Saugluftquelle (15) verbunden ist.
Reinigungsvorrichtung nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (1) auf dem Boden des Raumes (2) verfahrbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) mit einem außerhalb angeordneten Anzeigesystem (17) verbunden ist.
Reinigungsvorrichtung nach wenigstens Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Behälters (3) eine Schalteinrichtung (18) angeordnet ist, welche mit der Pumpe (6) und der Blasluftquelle oder der Saugluftquelle (5) gekoppelt ist.
Reinigungsvorrichtung nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das Leitungssystem (7) ein Ventil (19) integriert ist und das Ventil (19) mit einer nachgeordneten Entleerungsleitung (20) verbunden ist.
Verfahren zur Abscheidung von Verunreinigungen aus einer verunreinigten Raumluft, dadurch gekennzeichnet, dass die verunreinigte Raumluft in einer Strömungsrichtung durch einen Flüssigkeitsvorhang geführt wird, dabei die Verunreinigungen mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht und mit der Flüssigkeit nach dem Schwerkraftprinzip abgeführt werden, danach durch mindestens eine Sedimentation von der Flüssigkeit abgeschieden und separat gesammelt werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Sedimentation die Flüssigkeit dem Flüssigkeitsvorhang erneut zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung vor dem Flüssigkeitsvorhang durch eine Blasluftströmung gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung nach dem Flüssigkeitsvorhang durch eine Saugluftströmung gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsvorhang durch Aerosole gebildet wird oder zumindest Aerosole enthält.