DE102010042795A1

DE102010042795A1 - Filtermodul und Verfahren zum Betreiben eines Filtermoduls

Info

Publication number: DE102010042795A1
Application number: DE102010042795A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Metz Daniel; Holger Eich; Volkmar Uebele; Abdullah Adar
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2012-04-26
Also published as: EP2444159B1; EP2444159A3; ES2766270T3; EP2444159A2; PL2444159T3

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Filtermodul zum Reinigen von einem das Filtermodul durchströmenden Fluid, insbesondere Wrasen, mit einem Feldbereich und einem von dem Feldbereich getrennten, in Durchströmrichtung des Fluides nachgeordneten Reaktionsbereich. Der Feldbereich ist dazu eingerichtet, das Fluid einem elektrischen Wechselfeld zum Erzeugen von Fluidteilprodukten auszusetzen. In dem nachgeordneten Reaktionsbereich reagieren die Fluidteilprodukte miteinander oder mit einem Filtermedium. Der Durchflussquerschnitt des Feldbereichs ist kleiner als ein Durchflussquerschnitt des Reaktionsbereiches.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filtermodul zum Reinigen von einem das Filtermodul durchströmenden Fluid, beispielsweise einem Wrasenstrom.
Filtermodule der genannten Art sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2004 053 030 A1 , DE 10 2008 062 415 A1 und DE 10 2009 012 680 A1 bekannt.
Dabei beschreibt die Druckschrift DE 10 2004 053 030 A1 ein Verfahren zum Herausfiltern von Gerüchen aus einer Luftströmung und eine Filtervorrichtung mit einem Geruchsfilter. Ein Geruchsstoffe enthaltender Luftstrom wird durch eine Filtervorrichtung mit einem Geruchsfilter hindurchgeführt. Der Geruchsfilter hat ein Filtermaterial, zum Beispiel Aktivkohle. Zumindest ein Teil der in der Luftströmung enthaltenen Teilchen wird vor dem Eintritt in den Geruchsfilter ionisiert und/oder dissoziiert.
Die Druckschrift DE 10 2008 062 415 A1 zeigt eine Ionisierungsvorrichtung für Luftbehandlungsanlagen. Die Ionisierungsvorrichtung hat zwei Elektroden, die mit einer eine Wechselspannung erzeugenden Hochspannungsquelle verbindbar sind und zwischen denen dielektrisch behinderte Entladung zur Erzeugung eines Plasmas herbeigeführt werden kann. Jede Elektrode hat ein verformbares Gebilde mit einem elektrischen Leiter, der mit einem dielektrischen Material ummantelt ist. Die beiden verformbaren Gebilde berühren sich mindestens bereichsweise oder haben einen ausreichend geringen Abstand zueinander, um die dielektrisch behinderte Entladung herbeiführen zu können.
Die Druckschrift DE 10 2009 012 680 A1 beschreibt ein Verfahren zur Reinigung einer Luftströmung und eine Reinigungsvorrichtung. Verfahren zur Reinigung einer Luftströmung. Dabei wird in einer Verunreinigungen und Gerüche enthaltenden Luftströmung eine dielektrisch behinderte Entladung erzwungen. Dadurch wird ein Plasma erzeugt, bevor die Luftströmung anschließend durch Aktivkohle oder ein vergleichbares Filtermaterial geführt wird. Die Luftströmung wird in einem Eingangsbereich umgelenkt. Anschließend wird die Strömungsgeschwindigkeit vermindert, um eine fliehkraftbedingte Abscheidung von partikelförmigen Verunreinigungen zu erzwingen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Konzept für ein verbessertes Filtermodul der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Filtermodul mit einem Feldbereich mit einem elektrischen Wechselfeld und einem dem Feldbereich nachgeordneten, getrennten Reaktionsbereich ausgestattet wird, wobei der Durchflussquerschnitt des Feldbereiches kleiner als der Durchflussquerschnitt des Reaktionsbereiches ausgebildet ist. Dadurch, dass der Durchflussquerschnitt des Feldbereiches kleiner als der Durchflussquerschnitt des Reaktionsbereiches ist, ist der Feldbereich gegenüber dem Reaktionsbereich eingegrenzt.
Folglich ergibt sich eine erzwungene Führung des Fluides durch den eingegrenzten Feldbereich. Der eingegrenzte Feldbereich bewirkt eine verbesserte Mischung oder Verwirbelung der durch das elektrische Wechselfeld aufgespalteten Fluidteilprodukte, z. B. der Moleküle des Wrasen. Die verbesserte Mischung oder Verwirbelung bewirkt wiederum verbesserte Reaktionsmöglichkeiten für die Fluidteilprodukte und verhindert Phasenbildung.
Im Reaktionsbereich des Filtermoduls können sich die kurzlebigen Reaktionsprodukte des Fluides, insbesondere des Wrasen, abbauen und verbleibende Stoffe des Fluides umwandeln. Das Filtermodul oder Luftreinigermodul ist insbesondere für Dunstabzüge und auf Küchengerüche angepasst und als Zubehör geeignet. Insbesondere ist das Filtermodul dazu eingerichtet, direkt oder indirekt über einem Lüfterkasten eines Dunstabzugs angeordnet zu werden.
Erfindungsgemäß ergibt sich durch die Optimierung der Strömung im Filtermodul eine deutliche Reduzierung des Geräuschpegels im Vergleich zum konventionellen Dunstabzug im Umluftbetrieb. In Abhängigkeit des verwendeten Lüfters kann das Fördervolumen durch das Filtermodul, im Vergleich zu einem Dunstabzug in konventionellem Umluftbetrieb, nach Dunstabzugsnorm (Norm IEC 61591) gemessen deutlich erhöht werden. Die Geruchsreduzierung ist nach Dunstabzugsnorm gemessen insbesondere besser als konventionelle Umluftdunstabzüge. Folglich ergibt sich eine deutlich höhere Effektivität in der Geruchsreduzierung im Vergleich zu herkömmlichen Adsorbern.
Demgemäß wird ein Filtermodul zum Reinigen von einem das Filtermodul durchströmenden Fluid, insbesondere Wrasen, mit einem Feldbereich und einem von dem Feldbereich getrennten, in Durchströmrichtung des Fluides nachgeordneten Reaktionsbereich vorgeschlagen. Der Feldbereich ist dazu eingerichtet, das Fluid einem elektrischen Wechselfeld zum Erzeugen von Fluidteilprodukten auszusetzen. In dem nachgeordneten Reaktionsbereich reagieren die Fluidteilprodukte miteinander oder mit einem Filtermedium. Der Durchflussquerschnitt des Feldbereichs ist kleiner als ein Durchflussquerschnitt des Reaktionsbereiches. Dadurch wird der Feldbereich als eine Führungsvorrichtung zur Strömungsvorrichtung des Fluides. Das Fluid wird im Feldbereich zur Durchmischung und Wechselwirkung mit dem Feld gezwungen.
Insbesondere ist ein dem Feldbereich vorgeordneter Einströmbereich zum Leiten des erkannten strömenden Fluides in den Feldbereich vorgesehen. In dem Feldbereich ist vorzugsweise zumindest ein Sensor zum Erkennen des strömenden Fluides angeordnet.
Vorzugsweise hat der Einströmbereich zumindest ein Sensorpaar zum Erkennen des strömenden Fluides.
Ferner hat der Einströmbereich insbesondere zumindest eine Klappe zum Leiten des strömenden Fluides in den Feldbereich, die den Sensor oder die Sensoren ansteuert.
Das Filtermodul ist insbesondere dazu eingerichtet, ein Wechselfeld in Abhängigkeit einer Strömungsgeschwindigkeit des Fluids zu erzeugen, wobei das Fluid in dem Feldbereich dem Wechselfeld ausgesetzt wird.
Der Sensor kann insbesondere auch die Erzeugung des elektrischen Wechselfeldes in dem Feldbereich aktivieren. Folglich wirkt die Erkennung des Fluid- oder Wrasenstromes als ein Auslöser für die Aktivierung des elektrischen Wechselfeldes. Dabei steuert eine Klappe zumindest zwei Sensoren, die bei Erkennen des strömenden Fluides ab einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit auslösen. D. h., das Wechselfeld wird erst ab der vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit aktiviert.
Vorzugsweise ist das Volumen des Feldbereiches kleiner als das Volumen des Reaktionsbereiches. In einer bevorzugten Ausführungsform umgibt der Reaktionsbereich den Feldbereich. Damit ergibt sich ein kompakter Aufbau für das Filtermodul.
Beispielsweise sind der Feldbereich und der Reaktionsbereich in einem einzigen Gehäuse angeordnet. Insbesondere begrenzen die Außenwände des Gehäuses den Reaktionsbereich.
Eine Steuervorrichtung zum Steuern der Elektroden des Feldbereiches und zum Aufnehmen von Sensorsignalen der zumindest zwei Sensoren ist vorzugsweise in einem weiteren Gehäuse angeordnet.
Insbesondere sind die Elektroden, die in dem Feldbereich vorgesehen sind, zum Erzeugen des elektrischen Wechselfeldes mit einer vorgegebenen Frequenz eingerichtet. Vorzugsweise ist dabei die Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet, die Elektroden derart anzusteuern, dass das erzeugte Wechselfeld eine Feldstärke hat, welche zum Erzeugen von Plasma und ionisierten Teilchen im durchströmenden Fluid geeignet ist.
Das Filtermedium ist in einer bevorzugten Ausführungsform ausschließlich in dem Reaktionsbereich vorgesehen. Insbesondere hat das Filtermedium Aktivkohle und/oder ein katalytisches Material.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Reaktionsbereich zumindest eine Filteraufnahme zum Aufnehmen zumindest eines Filterelementes oder eines Filtermediums auf.
Des Weiteren ist bevorzugt zumindest ein Sicherheitselement vorgesehen, welches das Einsetzen einer vorbestimmten Art des Filtermoduls in die Filteraufnahme sicherstellt und ein Wiedereinsetzen eines benutzten Filtermediums in die Filteraufnahme, insbesondere durch Zerstörung eines Erkennungsmerkmals beim erstmaligen Einsetzen, verhindert. Ferner ist auch ein Betrieb ohne Filter verhindert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Dunstabzug vorgeschlagen, welcher ein wie oben erläutertes erfindungsgemäßes Filtermodul aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Filtermoduls zum Reinigen von einem das Filtermodul durchströmenden Fluid vorgeschlagen, wobei das Fluid in einem Feldbereich einem elektrischen Feld zum Erzeugen von Fluidteilprodukten ausgesetzt wird und die erzeugten Fluidteilprodukte in einem von dem Feldbereich getrennten, in Durchströmrichtung des Fluides nachgeordneten Reaktionsbereich miteinander oder mit einem Filtermedium reagieren. Der Durchflussquerschnitt des Feldbereiches wird kleiner als der Durchflussquerschnitt des Reaktionsbereiches ausgebildet.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Filtermoduls; und
2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Filtermoduls.
In der 1 ist eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Filtermoduls 1 zum Reinigen von einem das Filtermodul 1 durchströmenden Fluid dargestellt. Das Fluid besteht beispielsweise aus Wrasen. Das Filtermodul 1 hat einen Feldbereich 2 und einen von dem Feldbereich 2 getrennten, in Durchströmrichtung 3 des Fluides nachgeordneten Reaktionsbereich 4. In dem Feldbereich 2 wird das Fluid einem elektrischen Wechselfeld zum Erzeugen von Fluidteilprodukten ausgesetzt. In dem Reaktionsbereich 4 reagieren die erzeugten Fluidteilprodukte miteinander und/oder mit einem vorgesehenen Filtermedium.
Der Durchflussquerschnitt 5 des Feldbereiches 2 ist kleiner als der Durchflussquerschnitt 6 des Reaktionsbereiches 4. Insbesondere ist das Volumen des Feldbereiches 2 kleiner als das Volumen des Reaktionsbereiches 4.
Wie in 1 gezeigt, umgibt der Reaktionsbereich 4 den Feldbereich 2 vollständig. Damit ergibt sich ein kompakter Aufbau des Filtermoduls 1. Der Feldbereich 2 und der Reaktionsbereich 4 sind in einem Gehäuse 8 des Filtermoduls 1 vorgesehen. Das Gehäuse 8 hat eine Öffnung 9, in welchem ein Einströmbereich 7 zum Erkennen des strömenden Fluides und zum Leiten des erkannten strömenden Fluides in den Feldbereich 2 vorgesehen ist.
Beispielsweise ist der Einströmbereich 7 mit einem Sensor zum Erkennen des strömenden Fluides oder mit zumindest einer Klappe zum Leiten des strömenden Fluids und zur Ansteuerung der Sensoren ausgestattet. Zum Erzeugen des elektrischen Wechselfeldes ist der Feldbereich 2 mit Elektroden (nicht gezeigt) ausgestattet.
Die 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels zum Betreiben eines Filtermoduls zum Reinigen von einem das Filtermodul durchströmenden Fluids.
In Schritt S1 wird die Strömung im Einströmbereich erkannt und von den Sensoren ein Signal an die Steuerelektronik weitergegeben.
In Schritt S2 wird das Fluid in einem Feldbereich einem elektrischen Wechselfeld zum Erzeugen von Fluidteilprodukten ausgesetzt.
Die erzeugten Fluidteilprodukte werden in einem Schritt S3 in einen von dem Feldbereich getrennten, in Durchströmrichtung nachgeordneten Reaktionsbereich geleitet, so dass die erzeugten Fluidteilprodukte miteinander oder mit einem in dem Reaktionsbereich vorgesehenen Filtermedium reagieren.
Dabei wird der Durchflussquerschnitt des Feldbereiches derart ausgebildet, dass er kleiner als der Durchflussquerschnitt des Reaktionsbereiches ist und eine Durchmischung und intensive Wechselwirkung mit dem Feld gegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Filtermodul
2: Feldbereich
3: Durchflussrichtung
4: Reaktionsbereich
5: Durchflussquerschnitt des Feldbereiches
6: Durchflussquerschnitt des Feldbereiches
7: Einströmbereich
8: Gehäuse
9: Öffnung
S1–S3: Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004053030 A1 [0002, 0003]
DE 102008062415 A1 [0002, 0004]
DE 102009012680 A1 [0002, 0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm IEC 61591 [0010]

Claims

Filtermodul (1) zum Reinigen von einem das Filtermodul (1) durchströmenden Fluid mit einem Feldbereich (2) mit einem elektrischen Wechselfeld zum Erzeugen von Fluidteilprodukten und einem von dem Feldbereich (2) getrennten, in Durchströmrichtung (3) nachgeordneten Reaktionsbereich (4), in welchem die erzeugten Fluidteilprodukte miteinander oder mit einem Fluidfiltermedium reagieren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchflussquerschnitt (5) des Feldbereiches (2) kleiner als ein Durchflussquerschnitt (6) des Reaktionsbereiches (4) ist.
Filtermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldbereich (2) eine Führungsvorrichtung zur Strömungsführung des Fluides ausbildet.
Filtermodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Feldbereich (2) vorgeordneter Einströmbereich (7) zum Leiten des strömenden Fluides in den Feldbereich (2) vorgesehen ist, wobei der Einströmbereich (7) zumindest einen Sensor zum Erkennen des strömenden Fluides aufweist.
Feldmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einströmbereich (7) eine Klappe und zumindest ein von der Klappe angesteuertes Sensorpaar zum Erkennen des strömenden Fluides in den Feldbereich (2) aufweist.
Filtermodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermodul (1) dazu eingerichtet ist, ein Wechselfeld in Abhängigkeit einer Strömungsgeschwindigkeit des Fluids zu erzeugen, wobei das Fluid in dem Feldbereich (2) dem Wechselfeld ausgesetzt wird.
Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumen des Feldbereiches (2) kleiner als ein Volumen des Reaktionsbereiches (4) ist.
Filtermodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsbereich (4) den Feldbereich (2) umgibt.
Filtermodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldbereich (2) und der Reaktionsbereich (4) in einem Gehäuse (8) angeordnet sind, wobei die Außenwände des Gehäuses (8) den Reaktionsbereich (4) begrenzen.
Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldbereich (2) Elektroden zum Erzeugen des elektrischen Wechselfeldes aufweist
Filtermodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, die Elektroden derart anzusteuern, dass das erzeugte elektrische Wechselfeld eine Feldstärke und/oder eine Frequenz aufweist, welche zum Erzeugen von Plasma und ionisierten Reaktionsprodukten aus dem Fluid geeignet ist.
Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium ausschließlich in dem Reaktionsbereich (4) vorgesehen ist.
Filtermodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsbereich (4) zumindest eine Filteraufnahme zum Aufnehmen zumindest eines Filtermediums aufweist.
Filtermodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sicherheitselement vorgesehen ist, welches das Einsetzen einer vorbestimmten Art des Filtermediums in die Filteraufnahme sicherstellt und/oder ein Wiedereinsetzen eines benutzten Filtermediums in die Filteraufnahme verhindert.
Dunstabzug mit einem Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Verfahren zum Betreiben eines Filtermoduls zum Reinigen von einem das Filtermodul durchströmenden Fluid, wobei das Fluid in einem Feldbereich einem elektrischen Wechselfeld zum Erzeugen von Fluidteilprodukten ausgesetzt wird und die erzeugten Fluidteilprodukte in einem von dem Feldbereich getrennten, in Durchströmrichtung nachgeordneten Reaktionsbereich miteinander oder mit einem Filtermedium reagieren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchflussquerschnitt des Feldbereiches kleiner als ein Durchflussquerschnitt des Reaktionsbereiches ausgebildet wird.