DE102015122316A1

DE102015122316A1 - Tragbares individuelles Luftreinigungssystem

Info

Publication number: DE102015122316A1
Application number: DE102015122316.3A
Authority: DE
Inventors: Alexander Brändle; Henning Hayn; Michael Meyer; Dirk Webert; Simon Blaschke
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2017-06-22
Also published as: WO2017103246A1

Abstract

Um ein tragbares individuelles Luftreinigungssystem umfassend eine tragbare individuelle Luftreinigungsvorrichtung mit einem von einem Anwender tragbaren Gehäuse, einer Luftfiltereinrichtung zum Filtern von Umgebungsluft, einer Luftfördereinrichtung zum Erzeugen eines ungefilterten Luftstroms zur Luftfiltereinrichtung hin und eines gefilterten Luftstroms von der Luftfiltereinrichtung weg, einer Luftführungseinrichtung zum Führen des gefilterten Luftstroms und einer Luftabgabeeinrichtung zum Abgeben des gefilterten Luftstroms, wobei die Luftfiltereinrichtung und die Luftfördereinrichtung fluidwirksam miteinander verbunden und im Gehäuse angeordnet oder ausgebildet sind und wobei die Luftführungseinrichtung, insbesondere mindestens ein Teil derselben, die Luftfördereinrichtung und die Luftabgabeeinrichtung fluidwirksam miteinander verbindet, weiter zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Luftfördereinrichtung den gefilterten Luftstrom mit einer Strömungsgeschwindigkeit fördert und dass die Strömungsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms beim Austritt aus der Luftabgabeeinrichtung einer Austrittsgeschwindigkeit in einem Bereich von etwa 1 m/s bis etwa 5 m/s entspricht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein tragbares individuelles Luftreinigungssystem umfassend eine tragbare individuelle Luftreinigungsvorrichtung mit einem von einem Anwender tragbaren Gehäuse, einer Luftfiltereinrichtung zum Filtern von Umgebungsluft, einer Luftfördereinrichtung zum Erzeugen eines ungefilterten Luftstroms zur Luftfiltereinrichtung hin und eines gefilterten Luftstroms von der Luftfiltereinrichtung weg, einer Luftführungseinrichtung zum Führen des gefilterten Luftstroms und einer Luftabgabeeinrichtung zum Abgeben des gefilterten Luftstroms, wobei die Luftfiltereinrichtung und die Luftfördereinrichtung fluidwirksam miteinander verbunden und im Gehäuse angeordnet oder ausgebildet sind und wobei die Luftführungseinrichtung, insbesondere mindestens ein Teil derselben, die Luftfördereinrichtung und die Luftabgabeeinrichtung fluidwirksam miteinander verbindet.
Ein zunehmendes Problem, insbesondere in Ballungsräumen dieser Erde, stellt die Luftverschmutzung dar. Hohe Feinstaubkonzentrationen sowie hohe Schadstoffkonzentrationen bestimmen den Alltag in vielen Großstädten. In manchen Städten besteht aufgrund der starken Luftverschmutzung ein erhöhtes Risiko, Atemwegserkrankungen zu erleiden, beispielsweise von einfachen Infekten bis hin zu Krebserkrankungen. Da die Luftverschmutzung an vielen Orten nur mit einem sehr großen Aufwand und kurzfristig überhaupt nicht reduzierbar ist, bietet es sich an, dass Menschen individuelle Luftreinigungsvorrichtungen einsetzen, um bei Bedarf die benötigte Atemluft vor dem Einatmen durch Filtern der Umgebungsluft zu reinigen und gegebenenfalls weiter aufzubereiten.
Ein tragbares individuelles Luftreinigungssystem der eingangs beschriebenen Art mit einer tragbaren individuellen Luftreinigungsvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 363 706 B1 bekannt. Diese umfasst zum Abgeben gefilterter Luft einen Diffusor, welcher näher an der Nase und dem Mund des Anwenders positioniert ist und eine Breite besitzt, die groß genug ist, um sich sowohl über den Bereich der Nase als auch des Mundes zu erstrecken.
Ein Problem dieser bekannten Luftreinigungsvorrichtung ist jedoch, dass aufgrund des verwendeten Diffusors eine große Luftmenge erforderlich ist, um den Anwender mit einer hinreichenden Menge gefilterter Luft zu versorgen. Um dieses Fördervolumen zu erreichen, ist eine entsprechend groß dimensionierte und damit auch große Luftfördereinrichtung erforderlich.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein tragbares individuelles Luftreinigungssystem der eingangs beschriebenen Art weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einem tragbaren individuellen Luftreinigungssystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Luftfördereinrichtung den gefilterten Luftstrom mit einer Strömungsgeschwindigkeit fördert und dass die Strömungsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms beim Austritt aus der Luftabgabeeinrichtung einer Austrittsgeschwindigkeit in einem Bereich von etwa 1 m/s bis etwa 5 m/s entspricht.
Durch die vorgeschlagene Weiterbildung des bekannten Luftreinigungssystems wird insbesondere erreicht, dass die aus der Luftabgabeeinrichtung austretende gefilterte Luft hinreichend schnell ist, um Atemöffnungen des Anwenders, also dessen Mund und/oder dessen Nase, zu erreichen, ohne dass eine nicht mehr tolerable Menge an Umgebungsluft in diesen gefilterten Luftstrom gelangen und zu den Atemöffnungen des Anwenders geleitet werden kann. Dies wird insbesondere durch eine Austrittsgeschwindigkeit im angegebenen Bereich erreicht. Die Luftfördereinrichtung kann insbesondere ausgebildet sein, um die Strömungsgeschwindigkeit und beispielsweise auch die Austrittsgeschwindigkeit gezielt vorgeben zu können. Dies hat insbesondere Vorteile, wenn sich der Anwender bewegt und aufgrund seiner Reletivbewegung zur ihn umgebenden ungefilterten Luft oder eine Windströmung der ihn umgebenden Luft die aus der Luftabgabeeinrichtung austretende gefilterte Luft ablenken könnte, sodass sie nicht zu den Atemöffnungen oder nicht im Wesentlichen zu den Atemöffnungen des Anwenders gelangen kann. Derartige Austrittsgeschwindigkeiten sind mit der aus der EP 1 363 706 B1 bekannten Luftreinigungsvorrichtung gerade nicht möglich, da diese Luftreinigungsvorrichtung einen Diffusor verwendet. Aufgrund dessen Ausgestaltung wird die Strömungsgeschwindigkeit im Austrittsbereich des Diffusors verringert, sodass Austrittsgeschwindigkeiten deutlich unterhalb von 1 m/s liegen. Mit dem vorgeschlagenen tragbaren individuellen Luftreinigungssystem kann somit insbesondere auch bei großen Relativgeschwindigkeiten dem aus der Luftabgabeeinrichtung austretenden gefilterten Luftstrom und der Umgebungsluft eine hinreichende Luftströmung zu den Atemöffnungen des Anwenders sichergestellt oder im Wesentlichen sichergestellt werden, was die bekannte Luftreinigungsvorrichtung aus dem Stand der Technik gerade nicht ermöglicht. Ferner ermöglicht es die vorgeschlagene Weiterbildung, grundsätzlich auf das Gesicht des Anwenders bedeckende Masken oder große Diffusoren, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, zu verzichten. Die Strömungsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms kann auf ihrem Weg von der Luftfördereinrichtung zur Luftabgabeeinrichtung unterschiedlich sein. Zudem hängt sie auch vom geförderten Volumenstrom ab. Es ist daher dem Fachmann ohne Weiteres möglich, in Abhängigkeit einer verfügbaren Luftfördereinrichtung durch geeignete Ausbildung der Luftführungseinrichtung sowie der Luftabgabeeinrichtung, dass die Austrittsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms beim Austritt aus der Luftabgabeeinrichtung im angegebenen Bereich liegt.
Günstig ist es, wenn die Austrittsgeschwindigkeit in einem Bereich von etwa 2 m/s bis etwa 4 m/s liegt. Die Austrittsgeschwindigkeit in diesem Bereich vorzusehen, hat insbesondere den Vorteil, dass der auf die Atemöffnungen des Anwenders auftreffende gefederte Luftstrom vom Anwender nicht als unangenehm empfunden wird.
Ferner ist es günstig, insbesondere auch bei einem tragbaren individuellen Luftreinigungssystem der eingangs beschriebenen Art, wenn die Luftfördereinrichtung ausgebildet ist zum Erzeugen eines Volumenstroms von maximal 75 Liter pro Minute. Eine derart limitierte Luftfördereinrichtung kann in einer kleinen kompakten und leichten Bauform bereitgestellt werden. Damit kann die Luftreinigungsvorrichtung insgesamt kleiner und leichter ausgebildet werden. Um die Baugröße weiter zu verringern, ist es vorteilhaft, wenn die Luftfördereinrichtung ausgebildet ist zum Erzeugen eines Volumenstroms von maximal 60 Liter pro Minute. Insbesondere kann sie ausgebildet sein zum Erzeugen eines Volumenstroms von maximal 50 Liter pro Minute. Weiter kann sie insbesondere ausgebildet sein zum Erzeugen eines Volumenstroms von maximal 40 Liter pro Minute. Insbesondere ist es dadurch möglich, anders als aus dem Stand der Technik bekannt, ein alltagstaugliches Luftreinigungssystem auszubilden mit einer minimalen Luftförderleistung, die höchstens so groß ist, vorzugsweise jedoch niedriger ist, als aus dem Stand der Technik bekannt. Trotzdem kann durch die größere Austrittsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms beim Austritt aus der Luftabgabeeinrichtung die Funktion des Systems hinreichend sichergestellt werden.
Vorteilhaft ist es, insbesondere auch bei einem tragbaren individuellen Luftreinigungssystem der eingangs beschriebenen Art, wenn die Luftfördereinrichtung ausgebildet ist zum Erzeugen eines Volumenstroms von mindestens 10 Liter pro Minute. Insbesondere kann die Luftfördereinrichtung ausgebildet sein zum Erzeugen eines Volumenstroms von mindestens 20 Liter pro Minute, weiter insbesondere von mindestens 30 Liter pro Minute. Eine Luftfördereinrichtung mit einem Mindestvolumenstrom von mindestens 10 Liter pro Minute vorzusehen, ermöglicht es, einem Anwender eine hinreichende Menge gefilterter Luft zu seinen Atemöffnungen zu leiten. Bewegt sich ein Anwender und hat deswegen einen höheren Luftbedarf, ist insbesondere eine Luftfördereinrichtung vorteilhaft, die einen größeren Volumenstrom erzeugen kann, also insbesondere mindestens 20 Liter pro Minute oder sogar mindestens 30 Liter pro Minute. Insbesondere kann ein praxistaugliches Luftreinigungssystem bereitgestellt werden, dessen Luftfördereinrichtung einen Volumenstrom von mindestens 10 Liter pro Minute und weniger als 40 Liter pro Minute ermöglicht.
Vorzugsweise weist die Luftabgabeeinrichtung mindestens eine Luftaustrittsöffnung auf. Es können auch zwei oder mehr Luftaustrittsöffnungen vorgesehen sein, durch die der gefilterte Luftstrom austreten und zum Mund und/oder der Nase des Anwenders hin geleitet oder gerichtet werden kann.
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Luftaustrittsöffnung in Form einer Düse ausgebildet ist zum Definieren eines gerichteten gefilterten Luftstroms. Durch die Ausbildung der mindestens einen Luftaustrittsöffnung in Form einer Düse, ist es bereits bei relativ geringen Austrittsgeschwindigkeiten möglich und sichergestellt, dass der gefilterte Luftstrom die Atemöffnungen des Anwenders erreichen kann, insbesondere mit Austrittsgeschwindigkeiten in den oben angegebenen bevorzugten Geschwindigkeitsbereichen.
Vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Luftaustrittsöffnung eine Austrittsfläche in einem Bereich von etwa 1 cm² bis etwa 6 cm² aufweist. Insbesondere kann auch eine von mehreren Luftaustrittsöffnungen definierte kumulierte oder Gesamtaustrittsfläche im angegebenen Bereich liegen. Vorzugsweise liegt die Austrittsfläche in einem Bereich von etwa 2 cm² bis etwa 5 cm². Günstig ist es, wenn die Austrittsfläche in einem Bereich von etwa 3 cm² bis etwa 4 cm² liegt. Eine derart dimensionierte Luftaustrittsöffnung kann klein und kompakt ausgebildet werden. Sie lässt sich auf verschiedene Arten anordnen, beispielsweise an einem Haltebügel, oder aber auch in Bekleidungsstücke des Anwenders integrieren, beispielsweise in einen Kragen einer Jacke oder in einen Schal. Zudem wird nicht ein Großteil des Gesichts des Anwenders durch die Luftaustrittsöffnung verdeckt.
Ferner kann es vorteilhaft sein, insbesondere auch bei einem tragbaren individuellen Luftreinigungssystem der eingangs beschriebenen Art, wenn das Luftreinigungssystem eine Halteeinrichtung zum Halten der Luftabgabeeinrichtung am Kopf oder einem Bekleidungsstück eines Anwenders umfasst derart, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung in Richtung auf den Mund und/oder die Nase und/oder mindestens ein Auge des Anwenders gerichtet ist zum Abgeben eines gerichteten gefilterten Luftstroms in Richtung auf den Mund und/oder die Nase und/oder zum Abgeben eines gerichteten gefilterten Luftstroms zur Ausbildung eines Luftvorhangs vor dem mindestens einen Auge. Selbstverständlich kann die mindestens eine Luftaustrittsöffnung auch in Richtung auf beide Augen des Anwenders in der beschriebenen Weise gerichtet sein zur Ausbildung eines Luftvorhangs vor beiden Augen. Die Halteeinrichtung ermöglicht es insbesondere, dass ein Anwender sich keine Gedanken machen muss, wo die Luftaustrittsöffnung angeordnet ist, sondern er kann, ähnlich wie bei einem drahtlosen Headset, sich praktisch frei bewegen. Durch die Halteeinrichtung zum Halten der Luftabgabeeinrichtung kann dann unabhängig von einer Blickrichtung oder einer Orientierung des Gesichts die Luftabgabeeinrichtung, insbesondere die mindestens eine Luftaustrittsöffnung, zu den Atemöffnungen oder in der oben definierten Weise zu mindestens einem Auge hin gerichtet bleiben.
Vorteilhaft ist es, wenn die Halteeinrichtung einstellbar ausgebildet ist zum Anpassen an unterschiedliche Kopfformen. Diese Weiterbildung ermöglicht es insbesondere, das Luftreinigungssystem für unterschiedlich große Menschen mit unterschiedlich geformten Köpfen sinnvoll einsetzen zu können.
Eine weiter verbesserte Anpassung des Luftreinigungssystems an unterschiedliche Nutzer kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Luftabgabeeinrichtung und die Halteeinrichtung modular ausgebildet sind. So kann mit einer einzigen Luftabgabeeinrichtung durch Austausch der Halteeinrichtung eine Anpassung des Luftreinigungssystems an unterschiedlich große Menschen vorgenommen werden. Auch eine Anpassung zum Befestigen des Luftreinigungssystems, insbesondere der Luftabgabeeinrichtung an unterschiedliche Körperbereichen oder auch an Kleidungsstücke, lässt sich so vornehmen.
Ein besonders kompakter und variabler Aufbau des Luftreinigungssystems lässt sich erreichen, wenn die Luftführungseinrichtung und die Halteeinrichtung modular ausgebildet sind.
Vorzugsweise sind die Luftabgabeeinrichtung und/oder die Luftführungseinrichtung aus einem transparenten Material hergestellt. Beispielsweise kann dies ein transparenter Kunststoff sein. Durch die transparente Ausbildung, insbesondere der beiden genannten Einrichtungen, kann eine weniger auffällige Anmutung des Luftreinigungssystems erreicht werden. Es kann dadurch insgesamt weniger störend wirken.
Vorzugsweise ist die Luftabgabeeinrichtung in Form eines Auslassstutzens ausgebildet oder umfasst einen Auslassstutzen, welcher die mindestens eine Luftaustrittsöffnung umfasst. Beispielsweise kann der Auslassstutzen modular ausgebildet sein, insbesondere vom verbleibenden Teil der Luftabgabeeinrichtung, beispielsweise einem Grundkörper derselben, abtrennbar, sodass der Auslassstutzen, insbesondere auch abhängig von einer Kopfform, ausgetauscht werden kann, um das Luftreinigungssystem optimal an unterschiedliche Personen anzupassen. Ferner kann auch eine Orientierung der Luftaustrittsöffnung optional variiert werden, entweder durch Austausch des Auslassstutzens oder durch entsprechend angepasste Positionierung desselben.
Um den gefilterten Luftstrom in eine gewünschte Richtung zu lenken, ist es vorteilhaft, wenn die Luftabgabeeinrichtung mindestens ein Luftleitelement umfasst. Dieses kann insbesondere in Form einer eine Luftleitfläche definierenden Leitschaufel ausgebildet sein. Das mindestens eine Luftleitelement kann plattenförmig ausgebildet sein oder aber auch gekrümmt und beliebige gekrümmte äußere Oberflächen aufweisen, insbesondere zum Umlenken des gefilterten Luftstroms in eine gewünschte Richtung.
Vorzugsweise unterteilt das mindestens eine Luftleitelement die Luftaustrittsöffnung in mindestens zwei Luftaustrittssegmente. Alternativ können die mindestens zwei Luftaustrittssegmente selbst auch als Luftaustrittsöffnungen bezeichnet werden. Insbesondere können die mindestens zwei Luftaustrittssegmente in unterschiedliche Richtungen weisend ausgebildet sein, um den gefilterten Luftstrom in unterschiedliche Raumrichtungen zu leiten.
Um einen gefilterten Luftstrom möglichst individuell ausrichten zu können, ist es vorteilhaft, wenn mehrere Luftleitelemente vorgesehen sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Luftabgabeeinrichtung ausgebildet ist zum Anordnen des mindestens einen Luftleitelements in verschiedenen Ausrichtungen oder Orientierungen oder zum Bewegen des mindestens einen Luftleitelements von einer ersten Ausrichtstellung in eine zweite Ausrichtstellung. Die vorgeschlagenen Weiterbildungen ermöglichen es insbesondere, das mindestens eine Luftleitelement oder auch mehrere Luftleitelemente so auszurichten oder zu orientieren, dass der gefilterte Luftstrom genau dort ankommt, wo er ankommen soll, nämlich im Bereich der Atemöffnungen eines Anwenders, oder dass er einen Luftvorhang vor einem oder beiden Augen eines Anwenders ausbilden kann. Insbesondere kann das mindestens eine Luftleitelement verschiebbar und/oder verschwenkbar an der Luftabgabeeinrichtung angeordnet oder ausgebildet sein, um den gefilterten Luftstrom individuell für einen Anwender ausrichten zu können.
Vorzugsweise lenkt das mindestens eine Luftleitelement den gefilterten Luftstrom vor dem Austreten aus der mindestens einen Luftaustrittsöffnung um. Diese Ausgestaltung ermöglicht insbesondere einen besonders kompakten Aufbau der Luftabgabeeinrichtung. Insbesondere kann der gefilterte Luftstrom auf kleinstem Raum umgelenkt werden, beispielsweise auch in einem Winkelbereich von etwa 180 Grad. Beispielsweise kann so der gefilterte Luftstrom an einer Wange des Anwenders vorbei geführt und in praktisch entgegengesetzter Richtung zum Mund und/oder zur Nase des Anwenders hin umgelenkt werden.
Günstig ist es, wenn ein Querschnitt der Luftaustrittsöffnung maximal etwa doppelt so groß ist wie ein minimaler Querschnitt der Luftabgabeeinrichtung.
Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der austretende Luftstrom, wie bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Diffusor, übermäßig aufgeweitet wird. Vielmehr kann durch eine Begrenzung von Querschnittsverhältnissen wie angegeben eine Ausrichtung des gefilterten Luftstroms verbessert und auch der gefilterte Luftstrom selbst im Vergleich insbesondere zu windigen Umgebungsbedingungen oder bei einem sich bewegenden Anwender optimiert werden.
Eine besonders kompakte Bauform des Luftreinigungssystems kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der minimale Querschnitt der Luftabgabeeinrichtung im Übergangsbereich zum Auslassstutzen ausgebildet ist. Insbesondere kann an diesem Bereich eine Kupplung ausgebildet sein, um den Auslassstutzen vom übrigen Teil der Luftabgabeeinrichtung zu trennen. Insbesondere kann auch eine Strömungsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung des Fördervolumens und des minimalen Querschnitts für das Luftreinigungssystem vorgegeben werden.
Vorteilhafterweise bildet der Auslassstutzen die Luftabgabeeinrichtung oder ein freies Ende derselben. So kann insbesondere eine Form des Auslassstutzens direkt den austretenden Luftstrom in gewünschter Weise ausrichten. Zudem kann an dieser Position der Luftabgabeeinrichtung der Auslassstutzen auch auf einfache Weise bei einer modularen Ausgestaltung entfernt oder ausgetauscht werden, beispielsweise zu Reinigungszwecken oder zur individuellen Anpassung an unterschiedliche Anwender. Insbesondere kann eine Kopplung des Auslassstutzens mit den verbleibenden Teilen und Elementen der Luftabgabeeinrichtung über eine Rast- oder Schnappverbindungseinrichtung oder aber auch durch eine magnetische Kopplung erfolgen. Insbesondere dann, wenn der Auslassstutzen die Luftabgabeeinrichtung bildet, lässt sich das Luftreinigungssystem besonders kompakt ausbilden.
Auf einfache Weise lässt sich die mindestens eine Luftaustrittsöffnung für einen Anwender optimal ausrichten, wenn der Auslassstutzen verstellbar an der Luftabgabeeinrichtung angeordnet oder ausgebildet ist. Insbesondere kann er verdreh- und/oder verschiebbar an der Luftabgabeeinrichtung angeordnet oder ausgebildet sein.
Für eine optimale Anpassung des Luftreinigungssystems an einen Anwender ist es vorteilhaft, wenn die Luftabgabeeinrichtung verstellbar an der Halteeinrichtung angeordnet oder ausgebildet ist. Insbesondere kann sie verdrehund/oder verschiebbar an der Halteeinrichtung angeordnet oder ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn das Luftreinigungssystem eine Energieversorgungseinrichtung zum Betreiben der Luftfördereinrichtung umfasst. Insbesondere kann diese in Form einer netzunabhängigen Energieversorgungseinrichtung ausgebildet sein. Mit einer netzunabhängigen Energieversorgungseinrichtung ist es insbesondere möglich, dass sich ein Anwender frei bewegen kann. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Energieversorgungseinrichtung außerhalb des Gehäuses angeordnet und über eine elektrische Verbindungsleitung, beispielsweise ein USB-Kabel, mit dem Gehäuse und/oder der Luftfördereinrichtung verbunden ist. Beispielsweise kann am Gehäuse eine Steckbuchse für die elektrische Verbindungsleitung vorgesehen sein, die mit der Luftfördereinrichtung oder einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung des Luftreinigungssystems elektrisch leitend verbunden ist. So lässt sich das Verbindungskabel bei Nichtgebrauch abziehen.
Besonders einfach und kostengünstig ausbilden lässt sich das Luftreinigungssystem, wenn die Energieversorgungseinrichtung in Form einer Batterie ausgebildet ist. Insbesondere kann diese in Form einer wiederaufladbaren Batterie ausgebildet sein. Die Energieversorgungseinrichtung kann insbesondere außerhalb des Gehäuses angeordnet und über eine entsprechende Verbindungseinrichtung mit der Luftfördereinrichtung im Gehäuse gekoppelt sein. Beispielsweise können hierfür Anschlusskontakte am Gehäuse angeordnet oder ausgebildet sein, die mit der Luftfördereinrichtung verbunden sind, um so eine externe Energieversorgungseinrichtung mit der Luftreinigungsvorrichtung zu verbinden.
Insbesondere auf einfache Weise und kompakt ausbilden lässt sich das Luftreinigungssystem, wenn die Energieversorgungseinrichtung im oder am Gehäuse angeordnet ist. Beispielsweise können Ladekontakte vorgesehen sein, um eine wiederaufladbare Batterie an einem Stromnetz aufzuladen. Optional kann ein Ladegerät im Gehäuse angeordnet sein. Es kann aber auch außerhalb des Gehäuses angeordnet sein, sodass es vom Anwender bei der Nutzung des Luftreinigungssystems nicht getragen werden muss, sodass ein Gewicht tragbarer Komponenten des Luftreinigungssystems minimiert werden kann.
Günstig ist es, wenn die Luftfördereinrichtung ein motorbetriebenes Gebläse umfasst. Ein solches Gebläse kann klein und kompakt sowie auch leicht ausgebildet werden.
Vorzugsweise umfasst das Gebläse einen Elektromotor. Dies ermöglicht einen Betrieb des Luftreinigungssystems mit einer Energieversorgungseinrichtung in Form einer Batterie, insbesondere einer wiederaufladbaren Batterie. Zudem sind derartige Gebläse mit einem Elektromotor wartungsarm und ermöglichen daher lange Standzeiten.
Um Umgebungsluft effektiv filtern zu können, ist es günstig, wenn am Gehäuse mindestens eine Lufteintrittsöffnung angeordnet oder ausgebildet ist, welche mit der Luftfördereinrichtung direkt oder indirekt fluidwirksam verbunden ist. Es können selbstverständlich auch mehrere Lufteintrittsöffnungen vorgesehen sein. Beispielsweise können mehrere Lufteintrittsöffnungen in einem regelmäßigen Raster am Gehäuse ausgebildet sein, sodass eine Gesamtquerschnittsfläche aller Lufteintrittsöffnungen möglichst groß vorgesehen werden kann, um einen großen Volumenstrom mit minimalem Energieaufwand fördern zu können. Eine indirekte fluidwirksame Verbindung kann insbesondere realisiert werden, indem die mindestens eine Lufteintrittsöffnung fluidwirksam mit der Luftfiltereinrichtung einerseits und die Luftfiltereinrichtung andererseits mit der Luftfördereinrichtung fluidwirksam verbunden sind.
Damit nur gefilterte Luft zur Luftabgabeeinrichtung gefördert wird, ist es vorteilhaft, wenn die Filtereinrichtung die mindestens eine Lufteintrittsöffnung vollständig überdeckt. Eine vollständige Überdeckung hat insbesondere den Vorteil, dass die gesamte durch die mindestens eine Lufteintrittsöffnung strömende Luft durch die Filtereinrichtung hindurchströmen muss.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Querschnittsfläche der mindestens einen Lufteintrittsöffnung mindestens etwa ein Fünffaches der Querschnittsfläche der mindestens einen Luftaustrittsöffnung beträgt. Insbesondere beträgt die Querschnittsfläche der mindestens einen Lufteintrittsöffnung mindestens etwa ein Zehnfaches der Querschnittsfläche der mindestens einen Luftaustrittsöffnung. Auf diese Weise kann Luft mit einer relativ geringen Strömungsgeschwindigkeit durch die Luftfiltereinrichtung strömen, um dann mit der Luftfördereinrichtung auf die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere beim Austritt aus der Luftabgabeeinrichtung, beschleunigt zu werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, möglichst eine gesamte Außenfläche des Gehäuses, die nicht am Körper des Anwenders anliegt, mit Lufteintrittsöffnungen zu versehen, um einen maximalen Volumenstrom mit geringer Geschwindigkeit durch die Luftfiltereinrichtung zu bewegen.
Besonders kompakt ausbilden lässt sich das Luftreinigungssystem, wenn ein Lufteinlass der Luftfördereinrichtung mit der Luftfiltereinrichtung fluidwirksam verbunden ist. Ferner hat dies insbesondere auch den Vorteil, dass die Luftfördereinrichtung nur bereits gefilterte Luft fördern muss. So kann eine Verschmutzung der Luftfördereinrichtung minimiert werden. Schmutzpartikel, die aus der Luft herausgefiltert werden, verbleiben dann beispielsweise in einem Filterelement der Filtereinrichtung, das bei Bedarf ausgetauscht oder auch gereinigt werden kann.
Insbesondere nur kurze Luftführungen müssen vorgesehen werden, wenn die Filtereinrichtung zwischen dem Lufteinlass und der mindestens einen Lufteintrittsöffnung angeordnet ist. So können die Luftreinigungsvorrichtung besonders kompakt ausgebildet und eine Größe des Gehäuses minimiert werden.
Auf einfache Weise lässt sich gefilterte Luft zur Luftabgabeeinrichtung leiten, wenn ein Luftauslass der Luftfördereinrichtung mit der Luftführungseinrichtung fluidwirksam verbunden ist. Unter dem Luftauslass der Luftfördereinrichtung ist insbesondere die Druckseite der Luftfördereinrichtung zu verstehen, unter dem Lufteinlass der Luftfördereinrichtung eine Unterdruckseite der Luftfördereinrichtung. So kann durch den Lufteinlass Luft angesaugt werden, durch den Luftauslass ausgeblasen.
Gefilterte Luft lässt sich in gewünschter Weise dort hinleiten, wo sie benötigt wird, wenn die Luftführungseinrichtung einen Luftkanal umfasst oder bildet.
Um die Luftführungseinrichtung möglichst unauffällig am Anwender anzuordnen, ist es günstig, wenn diese mindestens teilweise flexibel und/oder elastisch ausgebildet ist. So kann sie insbesondere am Körper eines Anwenders entlanggeführt werden vom Gehäuse, insbesondere der im Gehäuse angeordneten oder ausgebildeten Luftfördereinrichtung, zur Luftabgabeeinrichtung.
Besonders kostengünstig ausbilden lässt sich das Luftreinigungssystem, wenn die Luftführungseinrichtung mindestens abschnittsweise in Form eines Schlauchs ausgebildet ist. Insbesondere kann eine gute Formstabilität erreicht werden, wenn der Schlauch in Form eines Wellschlauchs ausgebildet ist.
Um die Strömungsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms in gewünschter Weise zu erhöhen, sodass diese beim Austritt aus der Luftabgabeeinrichtung die erforderliche Austrittsgeschwindigkeit aufweist, ist es vorteilhaft, wenn die Luftführungseinrichtung in Richtung auf die Luftabgabeeinrichtung hin im Querschnitt verjüngend ausgebildet ist. Insbesondere kann sie konisch ausgebildet sein.
Um einen unerwünschten Verschluss der Luftführungseinrichtung zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn sie mindestens teilweise starr ausgebildet ist. Insbesondere ein Kollabieren der Luftführungseinrichtung kann so wirksam verhindert werden. Ferner können insbesondere Abschnitte der Luftführungseinrichtung, die zu einer Umlenkung des Luftstroms dienen, den Luftstrom so in gezielter Weise leiten und führen, insbesondere zur Luftabgabeeinrichtung. Insbesondere kann eine starr ausgebildete Luftführungseinrichtung das Gehäuse und die Luftabgabeeinrichtung direkt miteinander verbinden, so dass das Gehäuse beispielsweise am Kopf oder im Halsbereich des Anwenders getragen werden kann. Dies ermöglicht es, die Luftführungseinrichtung besonders kurz und kompakt auszubilden, was geringere Anforderungen an eine Förderleistung der Luftfördereinrichtung ermöglicht.
Vorzugsweise ist die Luftführungseinrichtung mindestens abschnittsweise in Form eines Rohres oder röhrenförmig ausgebildet. So können insbesondere eine Stabilität des Luftreinigungssystems verbessert und ein Kollabieren der Luftführungseinrichtung in besonders sensiblen Bereichen verhindert werden. Auch ermöglicht eine solche Ausgestaltung eine direkte starre Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Luftabgabeeinrichtung.
Vorteilhafterweise umfasst die Luftfiltereinrichtung mindestens ein Filterelement. Sie kann auch mehrere Filterelemente umfassen. Diese können identisch ausgebildet sein sowohl nach Art als auch nach Größe. Mehrere Filterelemente können nebeneinander angeordnet sein, um jeweils einen Teil der durch die mindestens eine Lufteintrittsöffnung einströmenden verschmutzten Luft zu filtern. Alternativ ist es auch denkbar, mindestens zwei Filterelemente hintereinander, also seriell anzuordnen, sodass einströmende verschmutzte Luft beide Filterelemente nacheinander durchströmen muss. Beispielsweise können so unterschiedliche Filtertypen eingesetzt werden, um unterschiedliche Filterwirkungen zu erzielen. Beispielsweise kann das eine Filterelement ein mechanisches Filterelement und das andere Filterelement ein chemisches Filterelement sein. Das mindestens eine Filterelement kann in Form einer Filterkassette ausgebildet sein. In einer Filterkassette können auch mehrere Filterelemente, sowohl unterschiedlicher Grüße als auch unterschiedlichen Typs angeordnet werden. Ein Austausch insbesondere von mehreren unterschiedlichen Filterelementen kann so auf einfache Weise realisiert werden. Insbesondere kann das Gehäuse ein Verschlusselement aufweisen, sodass auf einfache Weise ein Zugriff auf das beispielsweise in einer Filteraufnahme des Gehäuses angeordnete mindestens eine Filterelement möglich ist, um es aus dem Gehäuse zu entnehmen, beispielsweise um es auszutauschen oder um es zu reinigen. Das mindestens eine Filterelement kann beispielsweise auch in Form eines Pollenfilters ausgebildet sein. Dieser ermöglicht es auch Allergikern, sich bei einer hohen Pollenkonzentration in der Außenluft im Freien zu bewegen, und zwar mit einer hohen Wirksamkeit.
Vorteilhafterweise ist das mindestens eine Filterelement in Form eines mechanischen und/oder chemischen Filterelements ausgebildet. So lassen sich insbesondere Feinstaubpartikel mit einem mechanischen Filterelement aus der verschmutzten Luft herausfiltern, schädliche chemische Substanzen wie Stickoxide oder dergleichen mit einem chemischen Filterelement.
Günstig ist es, wenn das mindestens eine Filterelement in Form eines Grobstaubfilters und/oder in Form eines Feinstaubfilters und/oder in Form eines Schwebstofffilters ausgebildet ist. Mit derartigen Filterelementen lassen sich Schmutzpartikel unterschiedlicher Größe sicher aus der Umgebungsluft herausfiltern.
Insbesondere kostengünstig ausbilden lässt sich die Filtereinrichtung, wenn das mindestens eine Filterelement in Form eines HEPA-Filters ausgebildet ist. Beispielsweise können HEPA-Filter auswaschbar ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Filterelement entsprechend der Filterklasse E12 oder H13 ausgebildet ist. So können insbesondere Abscheidegrade von nahe 100 % erreicht werden.
Ferner kann es günstig sein, wenn das mindestens eine Filterelement entsprechend der Filterklasse E11 oder gröber ausgebildet ist. Beispielsweise kann es sich dabei also um einen Außenluftfilter handeln mit einem mittleren Wirkungsgrad von etwa 40 bis 60 % gemessen an Partikeln mit einer mittleren Größe von 0,4 µm.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Luftreinigungssystem eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zum Steuern und/oder Regeln eines von der Luftfördereinrichtung erzeugten Volumenstroms gefilterter Luft umfasst. Beispielsweise kann damit eine Menge des gefilterten Luftstroms und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit desselben gesteuert und/oder geregelt werden. Die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung kann insbesondere im Gehäuse der Luftreinigungsvorrichtung angeordnet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn das Luftreinigungssystem eine Betätigungseinrichtung zum Aktivieren und Deaktivieren der Luftfördereinrichtung umfasst. Insbesondere kann die Betätigungseinrichtung manuell betätigbar sein oder aber auch automatisch in Abhängigkeit von mit Sensoren ermittelten Messwerten.
Besonders einfach und kostengünstig ausbilden lässt sich das Luftreinigungssystem, wenn die Betätigungseinrichtung ein elektrisches Schaltelement umfasst zum Aktivieren und Deaktivieren der Luftfördereinrichtung. So kann ein Anwender das Luftreinigungssystem manuell aktivieren oder deaktivieren. Insbesondere kann die Betätigungseinrichtung am Gehäuse angeordnet sein. Die Betätigungseinrichtung kann alternativ auch einen Taster umfassen oder berührungslos über ein vom Gehäuse der Luftfördereinrichtung getrenntes Gerät, beispielsweise ein Smartphone oder eine Fernbedienung, mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zusammenwirkend ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise umfasst das Luftreinigungssystem mindestens einen Sensor zum Messen von Umgebungsbedingungen. Der mindestens eine Sensor kann beispielsweise an einer Komponente der Luftreinigungsvorrichtung angeordnet oder ausgebildet sein, beispielsweise an der Luftabgabeeinrichtung oder am Gehäuse. Optional kann der mindestens eine Sensor auch an einem externen Gerät, beispielsweise einem Smartphone oder dergleichen angeordnet sein.
Günstig ist es, wenn der mindestens eine Sensor in Form eines Beschleunigungssensors, eines Luftqualitätssensors oder eines Partikelsensors ausgebildet ist. Beispielsweise lässt sich mit dem Beschleunigungssensor ermitteln, wie schnell sich der Anwender bewegt. Mit dem Luftqualitätssensor kann insbesondere bestimmt werden, ob und gegebenenfalls welche Schadstoffe in der Umgebungsluft enthalten sind. Es kann der Luftqualitätssensor also insbesondere chemische Sensoren umfassen, um bestimmte chemische Stoffe in der Umgebungsluft nachzuweisen. Mit dem Partikelsensor kann insbesondere eine Größe und eine Anzahl von Schmutz, beispielsweise Feinstaubpartikeln, bestimmt werden. Ferner können auch Windgeschwindigkeitssensoren und Temperatursensoren vorgesehen sein, um eine Windgeschwindigkeit sowie eine Temperatur der Umgebungsluft zu messen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung ausgebildet ist zum automatischen Steuern und/oder Regeln des von der Luftfördereinrichtung erzeugten Volumenstroms gefilterter Luft in Abhängigkeit eines mit dem mindestens einen Sensor ermittelten Messwertes. Beispielsweise kann ein Volumenstrom erhöht werden, wenn der mindestens eine Sensor, der beispielsweise eine Atemfrequenz des Anwenders misst, einen erhöhten Bedarf gefilterter Luft feststellt. Ferner kann auch eine Geschwindigkeit des geförderten Volumenstroms erhöht werden in Abhängigkeit einer sich erhöhenden Bewegungsgeschwindigkeit des Anwenders oder einer zunehmenden Windgeschwindigkeit in der Umgebung des Anwenders.
Ferner kann es günstig sein, wenn das Luftreinigungssystem eine Funkschnittstelle zum Kommunizieren und/oder zum Austausch von Daten, insbesondere mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung, mit anderen Geräten, insbesondere mit einem Computer und/oder einem Smartphone, umfasst. So können beispielsweise Messwerte, die mit Sensoren an einem externen Computer oder einem Smartphone gemessen werden, durch die Funkschnittstelle zur Steuer- und/oder Regelungseinrichtung übertragen werden, sodass diese die Luftfördereinrichtung entsprechend ansteuern und/oder regeln kann. Beispielsweise können so extern Daten aus dem Internet heruntergeladen und auf die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung übertragen werden.
Insbesondere einfach handzuhaben ist das Luftreinigungssystem, wenn es eine manuell betätigbare Volumenstromeinstelleinrichtung zum manuellen Einstellen eines von der Luftfördereinrichtung erzeugten Volumenstroms umfasst. Beispielsweise kann ein Anwender dann in Abhängigkeit von seiner körperlichen Anstrengung den von der Luftfördereinrichtung erzeugten Volumenstrom nach seinen individuellen Bedürfnissen einstellen.
Insbesondere ist es günstig, wenn die manuell betätigbare Volumenstromeinstelleinrichtung mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zusammenwirkend ausgebildet ist. Beispielsweise kann die manuell betätigbare Volumenstromeinstelleinrichtung ein Einstellelement in Form eines Drehknopfs umfassen. Alternativ kann sie auch einen Schieberegler am Gehäuse oder einen virtuellen Schieberegler an einem externen Gerät, beispielsweise einem Smartphone umfassen, welcher auf einem Bildschirm des externen Geräts dargestellt und beispielsweise durch eine Wischbewegung des Anwenders zum Vorgeben eines gewünschten Volumenstroms positioniert werden kann.
Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn das Luftreinigungssystem ein Smartphone, insbesondere zum Erfassen von Daten zur Charakterisierung von Umgebungsbedingungen und/oder von Vitalwerten des Anwenders, umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann das Luftreinigungssystem auch einen Computer umfassen, insbesondere einen tragbaren Computer.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Smartphone ein Anwendungsprogramm umfasst zum Übertragen, insbesondere zum berührungslosen Übertragen, der Daten und/oder Vitalwerte und/oder von aus dem Internet abrufbaren Werten zur Beschreibung von Umgebungsbedingungen vom Smartphone zur Steuer- und/oder Regelungseinrichtung. Mit dem Anwendungsprogramm, einer sogenannten "App", kann dann ein Anwender das Luftreinigungssystem, insbesondere die Luftreinigungsvorrichtung, einfach und bequem bedienen, beispielsweise an und ausschalten oder einen Volumenstrom oder eine Austrittsgeschwindigkeit manuell oder automatisch einstellen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Daten und/oder Vitalwerte eine herrschende Windgeschwindigkeit, insbesondere im Bereich der mindestens einen Luftaustrittsöffnung, eine Bewegungsgeschwindigkeit des Anwenders, eine Schrittfrequenz des Anwenders und/oder eine Herzfrequenz des Anwenders sind. Es können aber auch eine Umgebungstemperatur oder eine Atemfrequenz des Anwenders als Daten- und/oder Vitalwerte genutzt werden.
Um die Tragbarkeit der Luftreinigungsvorrichtung zu verbessern, ist es günstig, wenn mindestens eine Zugentlastungseinrichtung zum Verhindern, dass Zugkräfte von der Luftführungseinrichtung auf die Luftabgabeeinrichtung übertragen werden, vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Zugentlastungseinrichtung ein Halteband umfassen, das eine Relativbewegung zwischen der Luftführungseinrichtung und der Luftabgabeeinrichtung minimiert oder in bestimmten Situationen ganz verhindert.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das Luftreinigungssystem eine Duftabgabeeinrichtung zum Beimischen mindestens eines Duftstoffs zu dem gefilterten Luftstrom umfasst. Es können auch mehrere Duftstoffe dem gefilterten Luftstrom beigemischt werden. Dies kann beispielsweise innerhalb des Gehäuses zwischen dem Luftauslass der Luftfördereinrichtung und einem Anschluss für die Luftführungseinrichtung erfolgen. Alternativ können Duftstoffe beispielsweise auch mittels an der Luftabgabeeinrichtung einsetzbarer Duftstoffkapseln dem gefilterten Luftstrom zugeführt werden.
Günstig ist es, wenn das Luftreinigungssystem eine Luftaufbereitungseinrichtung zum Aufbereiten des gefilterten Luftstrom umfasst. Beispielsweise können durch die Luftaufbereitungseinrichtung Keime oder Bakterien abgetötet werden. Insbesondere kann die Luftaufbereitungseinrichtung auch ausgebildet sein zum Entferner chemischer Schadstoffe durch Zugabe von Substanzen, die mit den Schadstoffen zu unschädlichen Produkten reagieren.
Vorteilhaft ist es, wenn die Luftaufbereitungseinrichtung einen Ionengenerator zum Ionisieren des gefilterten Luftstroms umfasst. So können zum Beispiel Partikel in der Luft geladen oder entladen oder durch entstehen freier Radikale chemische Abbauprozesse gefördert werden, insbesondere zur Geruchsbeseitigung oder zur Desinfektion.
Um insbesondere die Luftreinigungsvorrichtung am Körper des Anwenders in definierter Weise festlegen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Luftreinigungssystem eine Befestigungseinrichtung zum Festlegen des Gehäuses am Körper oder an der Bekleidung des Anwenders umfasst. Beispielsweise kann die Befestigungseinrichtung in Form einer Tasche ausgebildet sein, die luftdurchlässig ist und in der das Gehäuse am Körper des Anwenders oder an seiner Bekleidung getragen werden kann.
Besonders einfach und kostengünstig ausbilden lässt sich die Befestigungseinrichtung, wenn sie mindestens ein Befestigungsband umfasst. Insbesondere kann das Befestigungsband in Form eines Klettbandes ausgebildet sein. Es kann mit einem weiteren Klettband zusammenwirken, um beispielsweise das Gehäuse an einem Oberarm eines Anwenders festzulegen. Das Befestigungsband kann aber auch mit Befestigungsbändern an einem Bekleidungsstück des Anwenders zusammenwirkend ausgebildet sein, um so das Gehäuse beispielsweise im Brustbereich einer Jacke oder am Rücken des Anwenders an einer Jacke befestigen zu können.
Vorteilhaft ist es, wenn die Befestigungseinrichtung mindestens eine am Gehäuse angeordnete oder ausgebildete Befestigungselementaufnahme umfasst zum Durchführen des mindestens einen Befestigungsbandes. Auf diese Weise lässt sich das mindestens eine Befestigungsband zum Beispiel am Gehäuse festlegen und/oder das Gehäuse am Anwender oder einem Bekleidungsstück desselben befestigen.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die mindestens eine Luftaustrittsöffnung an einer Maske oder einem Mundschutz zum Bedecken von Mund und/oder Nase eines Anwenders angeordnet oder ausgebildet ist. Insbesondere kann die Maske oder der Mundschutz Teil des Luftreinigungssystems sein. Eine Maske oder ein Mundschutz lassen sich in definierter Weise am Kopf eines Anwenders festlegen, so dass der gefilterte Luftstrom sicher zu einer Atemöffnung des Anwenders geleitet werden kann. Zudem bieten eine Maske oder ein Mundschutz eine zusätzliche Abschirmung, um das Einatmen verschmutzter Umgebungsluft zu vermeiden oder zumindest zu minimieren.
Ferner kann es günstig sein, wenn die mindestens eine Luftaustrittsöffnung an einem Kleidungsstück angeordnet oder ausgebildet ist. Beispielsweise kann sie an einem Kragen des Kleidungsstücks angeordnet sein derart, dass sie in Richtung des Mundes oder der Nase des Trägers des Kleidungsstücks hin gerichtet ist. Auf diese Weise kann beim Verlassen eines geschlossenen Raumes die Luftreinigungsvorrichtung automatisch vom Anwender beim Anziehen des Kleidungsstücks angelegt werden.
Günstigerweise ist das Kleidungsstück in Form eines Schals, eines Hemds oder einer Jacke ausgebildet. Die genannten Kleidungsstücke ermöglichen es insbesondere, die mindestens eine Luftaustrittsöffnung des Luftreinigungssystems in gewünschter Weise zu platzieren, um es dem Anwender zu ermöglichen, möglichst ausschließlich gefilterte Luft einzuatmen.
Ferner kann es günstig sein, wenn die mindestens eine Luftaustrittsöffnung an einem Kopfhörer, einem Headset oder einem Helm angeordnet oder ausgebildet ist. Die beschriebenen Vorrichtungen können beispielsweise lösbar verbindbar mit einer Luftführungseinrichtung ausgebildet sein, um den Kopfhörer, das Headset oder einen Helm mit einer Luftfördereinrichtung, die wie oben beschrieben in einem Gehäuse angeordnet oder ausgebildet sein kann, zu verbinden. Insbesondere kann so ein modularer Aufbau des Luftreinigungssystems weiter verbessert werden, so dass Teile des Systems an Geräten oder Vorrichtung angeordnet werden, die ein Anwender sowieso tragen muss, beispielsweise einen Helm beim Fahrradfahren oder beim Motorradfahren. Der Helm wird dann nur noch mit den Teilen des Luftreinigungssystems verbunden, die nicht am Helm angeordnet oder ausgebildet sind.
Um Tragbarkeit der Luftreinigungsvorrichtung möglichst variabel zu gestalten, ist es vorteilhaft, wenn die Befestigungseinrichtung ausgebildet ist zum Befestigen des Gehäuses an einem Arm, am Kopf, am Rücken oder an der Hüfte des Anwenders.
Um mit einem möglichst geringen Energieverbrauch verschmutzte Umgebungsluft filtern zu können, ist es günstig, wenn ein Gesamtdruckverlust zwischen dem Luftauslass und der mindestens einen Luftsaustrittsöffnung höchstens etwa 5 mbar beträgt. Insbesondere ist es günstig, wenn er höchstens etwa 1,6 mbar beträgt. Beispielsweise kann dies durch entsprechende Querschnitte der Luftführungseinrichtung sowie eine Begrenzung von deren Länge zwischen der Luftfördereinrichtung und der Luftabgabeeinrichtung erreicht werden.
Die vorstehende Beschreibung umfasst somit insbesondere die nachfolgend in Form durchnummerierter Sätze definierten Ausführungsformen tragbarer individueller Luftreinigungssysteme:

1. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem (10) umfassend eine tragbare individuelle Luftreinigungsvorrichtung (12) mit einem von einem Anwender tragbaren Gehäuse (16), einer Luftfiltereinrichtung (18) zum Filtern von Umgebungsluft (14), einer Luftfördereinrichtung (20) zum Erzeugen eines ungefilterten Luftstroms zur Luftfiltereinrichtung (18) hin und eines gefilterten Luftstroms von der Luftfiltereinrichtung (18) weg, einer Luftführungseinrichtung (22) zum Führen des gefilterten Luftstroms und einer Luftabgabeeinrichtung (24) zum Abgeben des gefilterten Luftstroms, wobei die Luftfiltereinrichtung (18) und die Luftfördereinrichtung (20) fluidwirksam miteinander verbunden und im Gehäuse angeordnet oder ausgebildet sind und wobei die Luftführungseinrichtung (22), insbesondere mindestens ein Teil derselben, die Luftfördereinrichtung (20) und die Luftabgabeeinrichtung (24) fluidwirksam miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (20) den gefilterten Luftstrom (38) mit einer Strömungsgeschwindigkeit fördert und dass die Strömungsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms (38) beim Austritt aus der Luftabgabeeinrichtung (24) einer Austrittsgeschwindigkeit in einem Bereich von etwa 1 m/s bis etwa 5 m/s entspricht.
2. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsgeschwindigkeit in einem Bereich von etwa 2 m/s bis etwa 4 m/s liegt.
3. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (20) ausgebildet ist zum Erzeugen eines Volumenstroms von maximal 75 Liter pro Minute, insbesondere von maximal 60 Liter pro Minute, weiter insbesondere von maximal 50 Liter pro Minute, weiter insbesondere von maximal 40 Liter pro Minute.
4. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (20) ausgebildet ist zum Erzeugen eines Volumenstroms von mindestens 10 Liter pro Minute, insbesondere von mindestens 20 Liter pro Minute, weiter insbesondere von mindestens 30 Liter pro Minute.
5. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabgabeeinrichtung (24) mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) aufweist.
6. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) in Form einer Düse (36) ausgebildet ist zum Definieren eines gerichteten gefilterten Luftstroms (38).
7. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) eine Austrittsfläche in einem Bereich von etwa 1 cm² bis etwa 6 cm² aufweist, insbesondere in einem Bereich von etwa 2 cm² bis etwa 5 cm², weiter insbesondere in einem Bereich von etwa 3 cm² bis etwa 4 cm².
8. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung (40) zum Halten der Luftabgabeeinrichtung (24) am Kopf oder an einem Bekleidungsstück eines Anwenders derart, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) in Richtung auf den Mund (42) und/oder die Nase (44) und/oder mindestens ein Auge (46) des Anwenders gerichtet ist zum Abgeben eines gerichteten gefilterten Luftstroms (38) in Richtung auf den Mund und/oder die Nase und/oder zum Abgeben eines gerichteten gefilterten Luftstroms (38) zur Ausbildung eines Luftvorhangs (50) vor dem mindestens einen Auge (46).
9. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (40) einstellbar ausgebildet ist zum Anpassen an unterschiedliche Kopfformen.
10. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabgabeeinrichtung (24) und die Halteeinrichtung (40) modular ausgebildet sind und/oder dass die Luftführungseinrichtung (22) und die Halteeinrichtung (40) modular ausgebildet sind.
11. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabgabeeinrichtung (24) und/oder die Luftführungseinrichtung (22) aus einem transparenten Material hergestellt sind.
12. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabgabeeinrichtung (24) in Form eines Auslassstutzens (54) ausgebildet ist oder einen Auslassstutzen (54) aufweist, welcher die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) umfasst.
13. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabgabeeinrichtung (24) mindestens ein Luftleitelement (56) umfasst.
14. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Luftleitelement (56) die Luftaustrittsöffnung (34) in mindestens zwei Luftaustrittssegmente unterteilt.
15. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 13 oder 14, gekennzeichnet durch mehrere Luftleitelemente (56).
16. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabgabeeinrichtung (24) ausgebildet ist zum Anordnen des mindestens einen Luftleitelements (56) in verschiedenen Ausrichtungen oder Orientierungen oder zum Bewegen des mindestens einen Luftleitelements (56) von einer ersten Ausrichtstellung in eine zweite Ausrichtstellung.
17. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Luftleitelement (56) den gefilterten Luftstrom (38) vor dem Austreten aus der mindestens einen Luftaustrittsöffnung (34) umlenkt.
18. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt der Luftaustrittsöffnung (34) maximal etwa doppelt so groß ist wie ein minimaler Querschnitt der Luftabgabeeinrichtung (24).
19. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 18, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Querschnitt der Luftabgabeeinrichtung (24) im Übergangsbereich zum Auslassstutzen (54) ausgebildet ist.
20. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassstutzen (54) die Luftabgabeeinrichtung (24) oder ein freies Ende (58) derselben bildet.
21. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassstutzen (54) verstellbar, insbesondere verdreh- und/oder verschiebbar, an der Luftabgabeeinrichtung (24) angeordnet oder ausgebildet ist.
22. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabgabeeinrichtung (24) verstellbar, insbesondere verdreh- und/oder verschiebbar, an der Halteeinrichtung angeordnet oder ausgebildet ist.
23. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch eine Energieversorgungseinrichtung (64) zum Betreiben der Luftfördereinrichtung (20), insbesondere in Form einer netzunabhängigen Energieversorgungseinrichtung (64).
24. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinrichtung (64) in Form einer Batterie (66) ausgebildet ist, insbesondere in Form einer wiederaufladbaren Batterie (66).
25. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinrichtung (64) im oder am Gehäuse (16) angeordnet ist.
26. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (20) ein motorbetriebenes Gebläse (74) umfasst.
27. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (74) einen Elektromotor umfasst.
28. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (16) mindestens eine Lufteintrittsöffnung (80) angeordnet oder ausgebildet ist, welche mit der Luftfördereinrichtung (20) direkt oder indirekt fluidwirksam verbunden ist.
29. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfiltereinrichtung (18) die mindestens eine Lufteintrittsöffnung (80) vollständig überdeckt.
30. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche der mindestens einen Lufteintrittsöffnung (80) mindestens etwa ein Fünffaches der Querschnittsfläche der mindestens einen Luftaustrittsöffnung (34) beträgt, insbesondere mindestens etwa ein Zehnfaches.
31. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lufteinlass (78) der Luftfördereinrichtung (20) mit der Luftfiltereinrichtung (18) fluidwirksam verbunden ist.
32. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfiltereinrichtung (18) zwischen dem Lufteinlass (78) und der mindestens einen Lufteintrittsöffnung (80) angeordnet ist.
33. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftauslass (30) der Luftfördereinrichtung (20) mit der Luftführungseinrichtung (22) fluidwirksam verbunden ist.
34. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung (22) einen Luftkanal (86) umfasst oder bildet.
35. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung (22) mindestens teilweise flexibel und/oder elastisch ausgebildet ist.
36. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung (22) mindestens abschnittsweise in Form eines Schlauchs (88) ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Wellschlauchs.
37. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung (22) in Richtung auf die Luftabgabeeinrichtung (24) hin im Querschnitt verjüngend, insbesondere konisch, ausgebildet ist.
38. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung (22) mindestens teilweise starr ausgebildet ist.
39. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung (22) mindestens abschnittsweise in Form eines Rohres (90) oder röhrenförmig ausgebildet ist.
40. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfiltereinrichtung (18) mindestens ein Filterelement (92) umfasst.
41. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 40, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Filterelement (92) in Form eines mechanischen und/oder chemischen Filterelements (92) ausgebildet ist.
42. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Filterelement (92) in Form eines Grobstaubfilters und/oder in Form eines Feinstaubfilters und/ oder in Form eines Schwebstofffilters ausgebildet ist.
43. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Filterelement (92) in Form eines HEPA-Filters ausgebildet ist.
44. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 40 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Filterelement (92) entsprechend der Filterklasse E12 oder H13 ausgebildet ist.
45. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 40 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Filterelement (92) entsprechend der Filterklasse E11 oder gröber ausgebildet ist.
46. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (94) zum Steuern und/oder Regeln eines von der Luftfördereinrichtung (22) erzeugten Volumenstroms gefilterter Luft.
47. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch eine Betätigungseinrichtung (96) zum Aktivieren und Deaktivieren der Luftfördereinrichtung (20).
48. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (96) ein elektrisches Schaltelement (98) umfasst zum Aktivieren und Deaktivieren der Luftfördereinrichtung.
49. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor (110) zum Messen von Umgebungsbedingungen.
50. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 49, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (110) in Form eines Beschleunigungssensors, eines Luftqualitätssensors oder eines Partikelsensors ausgebildet ist.
51. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (94) ausgebildet ist zum automatischen Steuern und/oder Regeln des von der Luftfördereinrichtung (20) erzeugten Volumenstroms gefilterter Luft in Abhängigkeit eines mit dem mindestens einen Sensors (110) ermittelten Messwertes.
52. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch eine Funkschnittstelle (114) zum Kommunizieren und/oder zum Austauschen von Daten, insbesondere mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (94), mit anderen Geräten (100), insbesondere mit einem Computer und/oder einem Smartphone (102).
53. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch eine manuell betätigbare Volumenstromeinstelleinrichtung (116) zum manuellen Einstellen eines von der Luftfördereinrichtung (20) erzeugten Volumenstroms.
54. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 53, dadurch gekennzeichnet, dass die manuell betätigbare Volumenstromeinstelleinrichtung (116) mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (94) zusammenwirkend ausgebildet ist.
55. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch ein Smartphone (102), insbesondere zum Erfassen von Daten zur Charakterisierung von Umgebungsbedingungen und/oder von Vitalwerten des Anwenders (48).
56. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 55, dadurch gekennzeichnet, dass das Smartphone (102) ein Anwendungsprogramm umfasst zum Übertragen, insbesondere zum berührungslosen Übertragen, der Daten und/oder Vitalwerte und/oder von aus dem Internet abrufbaren Werten zur Beschreibung von Umgebungsbedingungen vom Smartphone (102) zur Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (94).
57. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 55 oder 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten und/oder Vitalwerte eine herrschende Windgeschwindigkeit, insbesondere im Bereich der mindestens einen Luftaustrittsöffnung (34), eine Bewegungsgeschwindigkeit des Anwenders (48), eine Schrittfrequenz des Anwenders (48) und/oder eine Herzfrequenz des Anwenders (48) sind.
58. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch eine Zugentlastungseinrichtung (122) zum Verhindern, dass Zugkräfte von der Luftführungseinrichtung (22) auf die Luftabgabeeinrichtung (24) übertragen werden.
59. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch eine Duftabgabeeinrichtung (130) zum Beimischen mindestens eines Duftstoffs zu dem gefilterten Luftstrom (38).
60. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch eine Luftaufbereitungseinrichtung (128) zum Aufbereiten des gefilterten Luftstroms (38).
61. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 60, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaufbereitungseinrichtung (128) einen Ionengenerator zum Ionisieren des gefilterten Luftstroms (38) umfasst.
62. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch eine Befestigungseinrichtung (134) zum Festlegen des Gehäuses (16) am Körper oder an der Bekleidung des Anwenders (48).
63. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (134) mindestens ein Befestigungsband (136), insbesondere in Form eines Klettbandes, umfasst.
64. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (134) mindestens eine am Gehäuse (16) angeordnete oder ausgebildete Befestigungselementaufnahme (138) umfasst zum Durchführen des mindestens einen Befestigungsbandes (136).
65. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 5 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) an einer Maske (206) oder einem Mundschutz zum Bedecken von Mund (42) und/oder Nase (44) eines Anwenders (48) angeordnet oder ausgebildet ist.
66. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 5 bis 65, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) an einem Kleidungsstück (204) angeordnet oder ausgebildet ist.
67. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Satz 66, dadurch gekennzeichnet, dass das Kleidungsstück (204) in Form eines Schals, eines Hemds oder einer Jacke (204) ausgebildet ist.
68. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 5 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) an einem Kopfhörer, einem Headset oder einem Helm angeordnet oder ausgebildet ist.
69. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 62 bis 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (134) ausgebildet ist zum Befestigen des Gehäuses (16) an einem Arm, am Kopf, am Rücken oder an der Hüfte des Anwenders (48).
70. Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Sätze 33 bis 69, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtdruckverlust zwischen dem Luftauslass (32) und der mindestens einen Luftaustrittsöffnung (34) höchstens etwa 5 mbar beträgt, insbesondere höchstens etwa 1,6 mbar.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung. Es zeigen:
1: eine schematische Prinzipskizze des Aufbaus eines tragbaren individuellen Luftreinigungssystems;
2: ein Ausführungsbeispiel eines Luftreinigungssystems beim Tragen durch einen weiblichen Anwender;
3: eine perspektivische, teilweise durchbrochene Explosionsdarstellung eines Teils des Luftreinigungssystems aus 2;
4: eine perspektivische, teilweise durchbrochene Ansicht der Anordnung aus 3 von hinten;
5: eine Explosionsdarstellung der Anordnung aus den 3 und 4;
6: eine perspektivische Ansicht einer Luftabgabeeinrichtung des Luftreinigungssystems;
7: eine Ansicht der Luftabgabeeinrichtung aus 6 in Richtung des Pfeils A;
8: eine Explosionsdarstellung der Luftabgabeeinrichtung aus den 6 und 7;
9: eine Schnittansicht der Luftabgabeeinrichtung aus 8 längs Linie 9-9;
10: eine schematische Darstellung des Frischluftanteils in Prozent in Abhängigkeit des Volumenstroms in Liter/Minute bei einer Anordnung der mindestens einen Luftaustrittsöffnung wie in der Figur oberhalb des Diagramms dargestellt im Vergleich bei Wind und körperlicher Belastung einerseits und ohne Wind und ohne körperliche Belastung andererseits;
11: eine schematische Darstellung der Strömungsgeschwindigkeiten des aus der mindestens einen Luftaustrittsöffnung ausgetretenen gefilterten Luftstroms bei einem Volumenstrom von 50 Liter pro Minute und Gegenwind;
12: eine schematische Darstellung ähnlich 11, jedoch bei einem Volumenstrom von 75 Liter pro Minute und Gegenwind;
13: eine schematische Darstellung der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung beim Einsatz der Luftabgabeeinrichtung, die in den 6 und 7 dargestellt ist;
14: eine schematische Darstellung des Austritts eines gefilterten Luftstroms bei unterschiedlichen Austrittsgeschwindigkeiten;
15: eine schematische Darstellung der Spürbarkeit einer Luftströmung bei frontaler Anströmung von Mund und Nase;
16: eine schematische Darstellung der Spürbarkeit einer Luftströmung bei tangentialer Anströmung der Augen;
17: eine schematische Darstellung einer Baugröße von Gesamtgeräten in Abhängigkeit eines erzeugten Volumenstroms;
18: eine schematische Darstellung einer Abhängigkeit eines Filterbauvolumens vom Volumenstrom;
19: eine schematische Darstellung eines weiteren, an einem weiblichen Anwender angelegten Luftreinigungssystems;
20: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines an einem männlichen Anwender angelegten Luftreinigungssystems;
21: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines an einen weiblichen Anwender angelegten Luftreinigungssystems;
22: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines an einen weiblichen Anwender angelegten Luftreinigungssystems;
23: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines an einen weiblichen Anwender angelegten Luftreinigungssystems;
24: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines an einen weiblichen Anwender angelegten Luftreinigungssystems;
25: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines an einen weiblichen Anwender angelegten Luftreinigungssystems;
26: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines an einen weiblichen Anwender angelegten Luftreinigungssystems;
27: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines an einen weiblichen Anwender angelegten Luftreinigungssystems;
28: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines an einen weiblichen Anwender angelegten Luftreinigungssystems; und
29: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Luftreinigungssystems.
In 1 ist schematisch eine Prinzipdarstellung des Aufbaus eines tragbaren individuellen Luftreinigungssystems 10 mit wesentlichen und optionalen Komponenten dargestellt. Es umfasst eine tragbare individuelle Luftreinigungsvorrichtung 12 zum Filtern von Umgebungsluft 14.
Die Luftreinigungsvorrichtung 12 umfasst ein tragbares Gehäuse 16, das auch in Form eines Grundträgers oder Grundrahmens ausgebildet sein kann. Am oder im Gehäuse 16 ist eine Luftfiltereinrichtung 18 angeordnet zum Filtern der Umgebungsluft 14. Ferner ist im oder am Gehäuse 16 eine Luftfördereinrichtung 20 angeordnet zum Erzeugen eines ungefilterten Luftstroms zur Luftfiltereinrichtung 18 hin und zum Erzeugen eines gefilterten Luftstroms von der Luftfiltereinrichtung 18 weg.
Die Luftreinigungsvorrichtung 12 umfasst ferner eine Luftführungseinrichtung 22 zum Führen des gefilterten Luftstroms. Ferner umfasst die Luftreinigungsvorrichtung 12 eine Luftabgabeeinrichtung 24 zum Abgeben des gefilterten Luftstroms.
Die Luftfiltereinrichtung 18 und die Luftfördereinrichtung 20 sind fluidwirksam miteinander verbunden, beispielsweise über einen Luftkanal 26.
Die Luftführungseinrichtung 22 verbindet die Luftfördereinrichtung 20 und die Luftabgabeeinrichtung 24 fluidwirksam miteinander. Insbesondere können die Luftführungseinrichtung 22 und die Luftabgabeeinrichtung auch integral oder aus einem Stück ausgebildet sein. Luftführungseinrichtung 22 umfasst einen Luftkanal 28, welcher einen Luftauslass 30 der Luftfördereinrichtung 20 mit einem Luftanschluss 32 am Gehäuse 16 fluidwirksam verbindet. Auch der Luftkanal 26 kann als Teil der Luftführungseinrichtung 22 der Luftreinigungsvorrichtung 12 betrachtet werden.
Die Luftabgabeeinrichtung 24 umfasst mindestens eine Luftaustrittsöffnung 34. Diese kann insbesondere in Form einer Düse 36 ausgebildet sein zum Definieren eines gerichteten gefilterten Luftstroms 38.
Das Luftreinigungssystem 10 kann ferner optional eine Halteeinrichtung 40 zum Halten der Luftabgabeeinrichtung 24 am Kopf oder an einem Bekleidungsstück eines Anwenders 48 umfassen. Die Halteeinrichtung 40 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung 34 in Richtung auf den Mund 42 und/oder die Nase 44 und/oder mindestens ein Auge 46 des Anwenders 48 hin gerichtet ist zum Abgeben des gerichteten gefilterten Luftstroms 38 in Richtung auf den Mund 42 und/oder die Nase 44 und/oder zum Abgeben des gerichteten gefilterten Luftstroms 38 zur Ausbildung eines Luftvorhangs 50 vor einem oder beiden Augen 46.
Die Halteeinrichtung 40 kann insbesondere individuell einstellbar ausgebildet sein zum Anpassen an unterschiedliche Kopfformen. Sie ist zudem optional über eine Verbindungseinrichtung 52 mit der Luftabgabeeinrichtung 24 verbunden. Insbesondere können die Luftführungseinrichtung 22 und/oder die Luftabgabeeinrichtung 24 und die Halteeinrichtung 40 modular ausgebildet sein. Die Verbindungseinrichtung 52 kann hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass die Halteeinrichtung 40 von der Luftabgabeeinrichtung 24 abtrennbar ist, um unterschiedlich ausgestaltete Halteeinrichtung 40 einerseits mit unterschiedlich ausgestalteten Luftabgabeeinrichtungen 24 andererseits beliebig kombinieren zu können.
Die Luftabgabeeinrichtung 24 und/oder die Luftführungseinrichtung 22 können insbesondere ganz oder teilweise aus einem transparenten Material hergestellt sein. Beispielsweise kann es sich um einen transparenten Kunststoff handeln wie Polyethylen oder Polystyrol.
Die Luftabgabeeinrichtung 24 kann optional einen Auslassstutzen 54 aufweisen oder in Form eines Auslassstutzens ausgebildet sein. Am Auslassstutzen kann die mindestens eine Luftaustrittsöffnung 34 angeordnet oder ausgebildet sein. Insbesondere kann der Auslassstutzen 54 insgesamt die Düse 36 definieren.
Die Luftabgabeeinrichtung 24 kann ferner ein oder mehrere Luftleitelemente 56 zum Führen des gefilterten Luftstroms 38 vor dem Austreten aus der mindestens einen Luftaustrittsöffnung 34 umfassen. Sie dienen der Führung und gegebenenfalls Umlenkung des Luftstroms 38 vor dem Austritt aus der mindestens einen Luftaustrittsöffnung
Die Luftabgabeeinrichtung 24 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass das mindestens eine Luftleitelement 56 in verschiedenen Ausrichtungen oder Orientierungen anordenbar ist oder dass das mindestens eine Luftleitelement 56 von einer ersten Ausrichtstellung in eine zweite Ausrichtstellung bewegbar ist. Insbesondere kann das mindestens eine Luftleitelement 56 am Auslassstutzen 54 verschiebbar und/oder verschwenkbar angeordnet oder ausgebildet sein.
In 1 ist schematisch dargestellt, dass der Auslassstutzen ein freies Ende 58 der Luftabgabeeinrichtung 24 bildet. Er kann insbesondere verstellbar an der Luftabgabeeinrichtung 24 angeordnet oder ausgebildet sein. Insbesondere kann er verdreh- und/oder verschiebbar an der Luftabgabeeinrichtung 24 angeordnet oder ausgebildet sein.
Optional kann eine Kopplungseinrichtung 60 vorgesehen sein, um den Auslassstutzen 54 von einem Grundkörper 62 der Luftabgabeeinrichtung 24 lösen und wieder mit diesem verbinden zu können. Insbesondere kann die Kopplungseinrichtung 60 miteinander zusammenwirkende magnetische Elemente umfassen, die einerseits am Grundkörper 62 und andererseits am Auslassstutzen 54 angeordnet oder ausgebildet sind.
Zum Betreiben insbesondere der Luftfördereinrichtung 20 dient eine Energieversorgungseinrichtung 64. Diese kann insbesondere in Form einer netzunabhängigen Energieversorgungseinrichtung 64 ausgebildet sein.
Die Energieversorgungseinrichtung 64 kann optional in Form einer Batterie 66 ausgebildet sein. Insbesondere kann die Batterie 66 wiederaufladbar sein. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Anschlussbuchse 68 am Gehäuse 16 ausgebildet sein, um die Batterie mit einem externen Ladegerät an einem Stromnetz aufzuladen.
In 1 nicht dargestellt kann optional auch eine Ladeschaltung im Gehäuse 16 angeordnet oder ausgebildet sein, so dass die Batterie 66 direkt über eine Verbindung zwischen der Anschlussbuchse 68 und einem Stromnetz aufgeladen werden kann.
Die Energieversorgungseinrichtung 64 muss nicht zwingend im Gehäuse 16 angeordnet sein. Beispielsweise kann sie auch extern vom Anwender 48 mitgeführt werden. Insbesondere kann sie dann über die Anschlussbuchse 68 elektrische Energie an die Luftfördereinrichtung 20 liefern.
Optional kann die Anschlussbuchse 68 auch dazu dienen, dann, wenn die Batterie 66 leer ist, eine externe Batterie 70 über eine Anschlussleitung 72 mit der Luftfördereinrichtung 20 zu verbinden, um einen Weiterbetrieb des Luftreinigungssystems 10 zu ermöglichen.
Die Luftfördereinrichtung 20 kann insbesondere ein motorgetriebenes Gebläse 74 mit einem Elektromotor 76 umfassen.
Die Luftfördereinrichtung drückt geförderte Luft durch den Luftauslass 30 in die Luftführungseinrichtung 22. Der Luftauslass 30 bildet daher einen Druckanschluss der Luftfördereinrichtung 20. Ein Lufteinlass 78 der Luftfördereinrichtung 20 bildet einen Unterdruckanschluss derselben. Dieser kann wie bereits beschrieben optional über den Luftkanal 26 mit der Luftfiltereinrichtung 18 fluidwirksam verbunden sein.
Am Gehäuse 16 sind ein oder mehrere Lufteintrittsöffnungen 80 ausgebildet, die über fluidwirksame Verbindungen 82 mit der Luftfiltereinrichtung 18 fluidwirksam verbunden sind. Durch die Lufteintrittsöffnungen 80 kann verschmutzte Umgebungsluft 14 eintreten und durch die Verbindungen 82, die insbesondere auch Teil der Luftführungseinrichtung 22 sein können, zur Filtereinrichtung 18 gefördert werden, wenn die Luftfördereinrichtung 20 in Betrieb ist.
Wie beschrieben steht die Luftfördereinrichtung 20 indirekt über die Luftfiltereinrichtung 18 mit den Lufteintrittsöffnungen 80 fluidwirksam in Verbindung. Alternativ kann die Luftfiltereinrichtung auch druckseitig mit dem Luftauslass 30 fluidwirksam verbunden sein, so dass Umgebungsluft 14 direkt durch die Lufteintrittsöffnungen 80 über den Lufteinlass 78 zur Luftfördereinrichtung 20 geleitet und erst dann von der Luftfiltereinrichtung gedrückt wird.
Die Luftfiltereinrichtung 18 kann optional auch derart angeordnet sein, dass sie die Lufteintrittsöffnungen 80 vollständig überdeckt. Ein ungefilterter Luftstrom 84 von Umgebungsluft 14 strömt dann direkt durch die Lufteintrittsöffnungen 80 in die Luftfiltereinrichtung 18 hinein.
Die Luftführungseinrichtung 22 kann einen Luftkanal 86 umfassen oder ausbilden, durch den gefilterte Luft vom Luftauslass 30 zur Luftabgabeeinrichtung 24 geleitet werden kann.
Um eine individuelle Anpassung des Luftreinigungssystems 10 an einen Anwender zu ermöglichen, ist die Luftführungseinrichtung 22 mindestens teilweise flexibel und/oder elastisch ausgebildet. So kann der Luftkanal 86 beispielsweise durch einen Schlauch 88 gebildet sein.
Insbesondere im Inneren des Gehäuses 86 kann die Luftführungseinrichtung 22 beispielsweise in Form eines Rohres 90 oder rohrenförmig ausgebildet sein.
Die Luftfiltereinrichtung 18 kann ein oder mehrere Filterelemente 92 umfassen. Die Filterelemente 92 können in Form mechanischer oder chemischer Filterelemente 92 ausgebildet sein. Beispielsweise können sie Grobstaubfilter, Feinstaubfilter und/oder Schwebstofffilter bilden. Insbesondere können sie als HEPA-Filter ausgebildet sein.
Die Filterelemente 92 können entsprechend der Filterklassen E12 oder H13 oder aber auch E11 oder gröber ausgebildet sein. Es können ein oder mehrere Filterelemente hintereinander angeordnet sein, so dass der ungefilterte Luftstrom 84 durch mehrere Filterelemente 92 hindurchströmen muss. Beispielsweise können mechanische Filterelemente und chemische Filterelemente hintereinander angeordnet sein, so dass der Luftstrom 84 sowohl von Partikeln als auch chemischen Schadstoffen gereinigt werden kann.
Grundsätzlich könnte die Luftreinigungsvorrichtung 12 derart ausgebildet sein, dass zum Aktivieren und Deaktivieren der Luftfördereinrichtung 20 ein einfaches Schaltelement vorgesehen ist, um einen Stromkreis, in dem die Luftfördereinrichtung 20 und die Energieversorgungseinrichtung 64 angeordnet sind, zu unterbrechen oder zu schließen.
Optional kann auch eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 94 vorgesehen sein zum Steuern und/oder Regeln eines von der Luftfördereinrichtung 22 erzeugten Volumenstroms gefilterter Luft.
Das Luftreinigungssystem 10 kann ferner eine beispielsweise am Gehäuse 16 angeordnete Betätigungseinrichtung 96 umfassen. Mit ihr kann optional auch die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 94 aktiviert werden zum Trennen oder Schließen einer Energieversorgungsleitung, die die Energieversorgungseinrichtung 64 mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 94 verbindet.
Die Betätigungseinrichtung 96 kann insbesondere ein elektrisches Schaltelement 98 umfassen. Dieses kann beispielsweise als Schalter oder Taster ausgebildet sein.
Das Luftreinigungssystem 10 kann ferner eine externe Bedieneinrichtung 100 umfassen. Diese kann beispielsweise als eigenständiger Computer oder als Smartphone 102 ausgebildet sein. Auf dem Smartphone 102 kann beispielsweise ein Anwendungsprogramm installiert sein, mit dem sich das Luftreinigungssystem 10, insbesondere die Luftfördereinrichtung 20, aktivieren oder deaktivieren lässt. Hierfür kann beispielsweise das Anwendungsprogramm in Form einer sogenannten "App" auf einem Bildschirm 104 virtuelle Schaltelement 106 und 108 anzeigen, mit denen sich die Luftfördereinrichtung 20 vom Anwender 48 manuell aktivieren oder deaktivieren lässt.
Das Luftreinigungssystem 10 kann ferner einen oder mehrere Sensoren 110 umfassen zum Messen von Umgebungsbedingungen. So kann beispielsweise ein Sensor in Form eines Beschleunigungssensors, eines Luftqualitätsensors oder eines Partikelsensors ausgebildet sein.
Ein oder mehrere Sensoren können am Gehäuse 16 angeordnet sein. Es können aber auch Sensoren der Bedieneinrichtung 110 genutzt werden. Beispielsweise kann ein Beschleunigungssensor des Smartphones 102 genutzt werden. Mit den Sensoren 110 können insbesondere auch eine herrschende Windgeschwindigkeit im Bereich von Mund 42, Nase 44 oder Auge 46 des Anwenders 48 gemessen werden.
Ferner kann beispielsweise über einen GPS-Sensor an der Bedieneinrichtung 100 oder der Luftreinigungsvorrichtung 12 eine Bewegungsgeschwindigkeit des Anwenders 48 oder eine Schrittfrequenz gemessen werden. Mit einem Herzfrequenzsensor kann zudem optional auch eine Herzfrequenz des Anwenders 48 gemessen werden. Auch eine Atemfrequenz lässt sich auf diese Weise messen.
Mit dem Anwendungsprogramm, das auf dem Smartphone 102 betrieben wird, können insbesondere Daten und/oder Vitalwerte und/oder von aus dem Internet 112 abrufbare Werten zur Beschreibung von Umgebungsbedingungen vom Smartphone 102 zur Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 94 übertragen werden. Hierzu kann insbesondere eine Funkschnittstelle 114 dienen, die einen berührungslosen Datenaustausch mit der Bedieneinrichtung 100 ermöglicht. Insbesondere können hier eine Bluetooth-Verbindung oder aber auch WLAN-Verbindung genutzt werden.
Die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 94 kann insbesondere ausgebildet sein zum automatischen Steuern und/oder Regeln des von der Luftfördereinrichtung 20 erzeugten Volumenstroms gefilterter Luft in Abhängigkeit eines oder mehrerer mit einem oder mehreren der Sensoren 110 ermittelten Messwerte. Beispielsweise kann ein Volumenstrom erhöht werden, wenn ein erhöhter Luftbedarf des Anwenders 48 festgestellt wird. Dies kann beispielsweise festgestellt werden durch Messen der Atemfrequenz des Anwenders oder abhängig von seiner Schrittfrequenz, seiner Herzfrequenz und/oder seiner Bewegungsgeschwindigkeit. Idealerweise steuert und/oder regelt die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 94 den Volumenstrom gefilterter Luft derart, dass nur so viel Luft durch die Luftabgabeeinrichtung 24 dem Anwender bereitgestellt wird, wie dieser tatsächlich benötigt. Auf diese Weise kann eine Standzeit, insbesondere bei einer begrenzten Kapazität der Energieversorgungseinrichtung 64, optimiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Luftreinigungssystem 10 auch eine manuell betätigbare Volumenstromeinstelleinrichtung 116 umfassen zum manuellen Einstellen eines von der Luftfördereinrichtung 20 erzeugten Volumenstroms. Die Volumenstromeinstelleinrichtung 116 kann insbesondere mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 94 zusammenwirkend ausgebildet sein. Für den Anwender 48 kann beispielsweise ein Einstellglied 118 in Form eines am Gehäuse 16 angeordneten Drehknopfs oder Schiebereglers vorgesehen sein, mit welchem der Anwender den Volumenstrom, der durch die Luftfördereinrichtung 20 gefördert wird, individuell manuell einstellen kann.
Alternativ oder zusätzlich kann auch an der Bedieneinrichtung 100 ein Einstellglied 118 vorgesehen sein. Beispielsweise kann es sich dabei um einen virtuellen Schieberegler 120 handeln, welcher auf dem Bildschirm 104 des Smartphones 102 dargestellt wird und mit dem durch Berühren und Verschieben durch den Anwender 48 mit einem seiner Finger die Luftfördereinrichtung 20 derart beeinflusst werden kann, dass der geförderte Volumenstrom erhöht oder erniedrigt wird.
Das Luftreinigungssystem 10 kann ferner eine Zugentlastungseinrichtung 122 umfassen. Mit dieser kann beispielsweise verhindert werden, dass Zugkräfte von der Luftführungseinrichtung 22 auf die Luftabgabeeinrichtung 24 übertragen werden. Beispielsweise kann die Zugentlastungseinrichtung 122 ein Zugband umfassen, das einerseits mit einem Halteglied 124 der Luftführungseinrichtung 22 und andererseits mit einem Halteglied 126 an der Luftabgabeeinrichtung 24 verbunden ist.
Ein weiteres optionales Element des Luftreinigungssystems 10 kann eine Luftaufbereitungseinrichtung 128 bilden zum Aufbereiten des gefilterten Luftstroms 38. Beispielsweise kann die Luftaufbereitungseinrichtung 128 einen Ionengenerator zum Ionisieren des gefilterten Luftstroms 38 umfassen oder als ein solcher ausgebildet sein.
Ferner kann die Luftreinigungsvorrichtung 12 eine Duftabgabeeinrichtung 130 zum Beimischen mindestens eines Duftstoffs zu dem gefilterten Luftstrom 38 umfassen. Die Duftabgabeeinrichtung 130 kann beispielsweise einen Vorratsbehälter 132 für eine Duftstofflösung umfassen und mit dem Luftauslass 30 oder dem Luftkanal 28 oder dem Luftanschluss 32 fluidwirksam verbunden sein. Beispielsweise können mit der Duftabgabeeinrichtung 130 ätherische Öle in für den Anwender verträglicher Dosierung dem gefilterten Luftstrom 38 zugesetzt werden.
Ferner kann das Luftreinigungssystem 10 eine Befestigungseinrichtung 134 zum Festlegen des Gehäuses 16 am Körper oder an der Bekleidung des Anwenders 48 umfassen. Beispielsweise kann die Befestigungseinrichtung 134 mindestens ein Befestigungsband 136 umfassen. Dieses kann als ein oder zwei miteinander zusammenwirkende Klettbänder ausgebildet sein, so dass das Gehäuse 16 für den Anwender 48 einfach und schnell am Körper festlegbar ist. Das Befestigungsband 136 kann auch in Form eines Gürtels oder eines Trageriemens ausgebildet sein, so dass das Gehäuse 16 an der Hüfte des Anwenders 48 oder beispielsweise in der Art einer Umhängetasche vom Anwender 48 getragen werden kann.
Zum einfachen Festlegen des Befestigungsbandes 136 kann optional am Gehäuse 16 mindestens eine Befestigungselementaufnahme 138 angeordnet oder ausgebildet sein, durch die das Befestigungsband 136 durchführbar oder durchschleifbar ist.
Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen für die Befestigungseinrichtung 134 denkbar, um das Gehäuse 16 an einem Arm, am Kopf, am Rücken oder an der Hüfte des Anwenders 48 mindestens temporär für die Dauer des Einsatzes des Luftreinigungssystems 10 festzulegen.
In den 2 bis 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Luftreinigungssystems 10 beispielhaft dargestellt. Zu seiner Bezeichnung werden, ebenso für alle weiteren nachfolgend noch beschriebenen Ausführungsbeispiele, für identische oder ähnliche Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet wie bei dem in 1 dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Das Gehäuse 16 der Luftreinigungsvorrichtung 12 kann mit einem Befestigungsband 136 im Hüftbereich des Anwenders 48 getragen werden. Ein Luftkanal 86 in Form eines Schlauchs 88 verbindet den Luftanschluss 32 mit der Luftabgabeeinrichtung 24. Diese umfasst einen Grundkörper 62 in Form einer Führungshülse 140 mit einem stutzenförmigen Lufteinlass 142, in den der Schlauch 88 eingesteckt ist.
Der Lufteinlass 142 geht etwa unter einem Winkel von 45° in die Führungshülse 140 über. Deren anderes Ende ist um etwa 90° gekrümmt und mündet in einen kreisringförmigen Anschlussring 144, welcher ein erstes Kopplungselement 146 der Kopplungseinrichtung 60 bildet. Mit diesem zusammenwirkend ist ein zweites Kopplungselement 148 der Kopplungseinrichtung 60 vorgesehen, welches am vom Grundkörper 62 abnehmbaren Auslassstutzen 54 ausgebildet ist. Beispielsweise kann eines der beiden Kopplungselemente ein oder mehrere Magnete umfassen, das andere Kopplungselement einen magnetischen oder aus einem ferromagnetischen Material hergestellten oder ein solches enthaltenden Ringkörper, um so eine magnetische Kopplung zwischen den Kopplungselementen 146 und 148 in einer Kopplungsstellung herstellen zu können, wie sie beispielshaft in 2 schematisch dargestellt ist.
Im Übergangsbereich zwischen dem Lufteinlass 142 und der Führungshülse 140 ist eine Verstelleinrichtung 150 angeordnet. Diese ermöglicht es, die Luftabgabeeinrichtung 24 relativ zu einem die Halteeinrichtung 40 bildenden Haltebügel 152 zu verstellen. Ein freies Ende des Haltebügels 152 ist in eine Ausnehmung 154 der Verstelleinrichtung 150 eingesetzt. Der Haltebügel 152 umgreift einen Hinterkopf des Anwenders 48 und weist zwei Ohrauflagen 156 auf, die auf den Ohren des Anwenders 48 aufliegen.
Die Verstelleinrichtung 150 ermöglicht eine individuelle Anpassung und Ausrichtung der Führungshülse 140 durch den Anwender 48, so dass die Luftaustrittsöffnungen 34 am Auslassstutzen 54 in Richtung auf den Mund 42 und/oder die Nase 44 des Anwenders 48 ausgerichtet werden können.
Der Auslassstutzen 54 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet.
Das zweite Kopplungselement 148 umgibt einen im Wesentlichen kreisförmigen Lufteinlass 160, welcher eine Eintrittsebene 162 definiert, welche quer, insbesondere senkrecht, zu einer Austrittsebene 164 verläuft, welche durch die Luftaustrittsöffnungen 34 definiert ist.
Der Auslassstutzen 54 definiert zwar grundsätzlich nur eine Luftaustrittsöffnung 34, doch ist diese durch drei Luftleitelemente 56 in vier Luftaustrittsöffnungen 34 oder Luftaustrittssegmente unterteilt. Die Luftleitelemente 56 sind in Form von Leitschaufeln 166 ausgebildet, die insgesamt vier voneinander getrennte Luftkanäle 168 definieren. Diese verbinden den Lufteinlass 160 und die Luftaustrittsöffnungen 34 fluidwirksam miteinander.
Zwei der Leitschaufeln 166 ragen aus dem Lufteinlass 160 heraus und in die Führungshülse 140 hinein. Die Luftleitschaufeln 166 sind abschnittsweise in Form ebener Plattenbereiche und abschnittsweise in Form eines Viertels einer zylindrischen Hülse ausgebildet. Im Bereich der Luftaustrittsöffnungen 34 ragen die Leitschaufeln 166 nicht aus dem Auslassstutzen 54 vor.
Durch die besondere Ausgestaltung der Kopplungseinrichtung 60 kann der Auslassstutzen 54 um eine Drehachse 170 verdreht werden. Die Drehachse wird definiert durch eine Mittelachse der Kopplungselemente 146 und 148.
In den 3 bis 5 ist das Gehäuse 16 mit einigen der darin angeordneten Komponenten schematisch dargestellt.
Das Gehäuse 16 umfasst ein Oberteil 172 und ein Unterteil 174, die miteinander über nicht dargestellte Schrauben verschraubbar sind. Zu diesem Zweck sind am Unterteil 174 vier Schraubenaufnahmen 176 ausgebildet, die das Gehäuse 16 durchbrechen. Am Oberteil 172 sind vier korrespondierende, sacklochförmige Schraubenaufnahmen 178 angeformt. Sowohl das Oberteil 172 als auch das Unterteil 174 sind vorzugsweise aus einem Kunststoff durch Spritzgießen ausgebildet.
Insgesamt bildet das Gehäuse 16 im Wesentlichen die Form eines Quaders aus.
Auf einer Oberseite 180 des Oberteils 172 ist eine Mehrzahl von Bohrungen 182 ausgebildet, die mehr als die Hälfte einer Oberfläche die durch die Oberseite 180 definiert wird, bedecken.
Am Unterteil 174 ist im Inneren seitlich eine Aufnahme 184 ausgebildet, in die die schematisch quaderförmig dargestellte Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 94 eingesetzt ist.
Im Inneren ist der Luftanschluss 32 durch ein trichterförmiges Element 186 in Richtung auf die andere Seitenfläche hin erweitert.
In einer Seitenwand 188, welche der Aufnahme 184 gegenüberliegt, ist eine Ausnehmung 190 ausgearbeitet, in die das Schaltelement 98 eingesetzt ist.
In das Unterteil 174 ist die Luftfördereinrichtung 20 eingesetzt, die als Gebläse 74 ausgebildet ist. Der Luftauslass 30 des Gebläses 98 ragt in das trichterförmige Element 186 hinein, welches gegenüber dem Gebläse 74 abgedichtet ist, so dass die gesamte, vom Gebläse 74 durch den Luftauslass 30 gedrückte Luft durch das den Luftkanal 28 bildende trichterförmige Element 186 hindurch gedrückt und zum im Querschnitt deutlich verringerten Luftausschluss 32 hin beschleunigt wird.
Die in den Figurgen dargestellte Luftfiltereinrichtung 18 umfasst beispielhaft sechs Filterelemente 92, die die Lufteintrittsöffnungen 80, die durch die Bohrungen 182 definiert werden, vollständig bedecken, so dass die gesamte, durch die Lufteintrittsöffnungen 80 hindurch strömende Umgebungsluft zwangsläufig auch durch die Filterelemente 92 strömt. Gleichzeitig überdecken die Filterelemente 92 auch den im Wesentlichen kreisringförmigen Lufteinlass 78 des Gebläses 74. Der Übersichtlichkeit wegen ist in den 3 bis 5 der Motor des Gebläses 74 sowie der von diesem angetriebene Rotor mit den Rotorblättern zum Fördern der Luft nicht dargestellt.
Im Gehäuse 16 ist ferner eine Batterie 66 angeordnet, die im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und neben dem Gebläse 74 in das Unterteil 174 eingesetzt ist.
Auf einer Rückseite des Unterteils 174 sind ein vorstehender Haltebügel 192 ausgebildet sowie ein Schlitz 194, durch die das Befestigungsband 136 hindurch geführt werden kann.
Zwischen den beiden Schraubenaufnahmen 176, die auf einer dem Luftanschluss 32 gegenüberliegenden Seitenwand des Unterteils 174 ausgebildet sind, ist eine weitere elektronische Schaltung 196 angeordnet. Der Übersichtlichkeit wegen sind hier ebenfalls elektrische Verbindungsleitungen weggelassen.
Die Luftfördereinrichtung 20 ist ausgebildet zum Erzeugen eines Volumenstroms von maximal 75 Liter pro Minute. Insbesondere kann das Maximum des Volumenstroms auch unter 40 Litern pro Minute liegen. Die Luftfördereinrichtung 20 ist ferner dazu geeignet, einen Volumenstrom von mindestens 10 Litern pro Minute zu erzeugen, insbesondere auch mehr als 20 Liter pro Minute. Vorzugsweise beträgt der von der Luftfördereinrichtung erzeugte minimale Volumenstrom mindestens etwa 30 Liter pro Minute.
In 10 ist schematisch ein Vergleich des Frischluftanteils in Prozent in Abhängigkeit des Volumenstroms der geförderten Luft mit der Luftfördereinrichtung 20 in Liter pro Minute einerseits bei Wind und körperlicher Belastung und andererseits ohne Wind und ohne körperliche Belastung dargestellt. Es ist erkennbar, dass bereits bei einem Volumenstrom von etwa 25 Liter pro Minute ohne Wind und körperliche Belastung ein Frischluftanteil, also ein Anteil gefilterter Luft, von 50 % erreicht werden kann. Dies ist insbesondere wie in 10 oben dargestellt möglich, wenn der Auslassstutzen 54 unterhalb der Nase 44 positioniert und in Richtung auf diese hin gerichtet ist. Bei Wind und körperlicher Belastung kann bei einem Volumenstrom von 25 Liter pro Minute immerhin ein Frischluftanteil von 40 % erreicht werden. Dieser erhöht sich bei einer Verdopplung des Volumenstroms auf 50 Liter pro Minute auf 80 % bei Wind und körperlicher Belastung sowie deutlich über 90 % ohne Wind und ohne körperliche Belastung.
11 zeigt schematisch die Strömungsgeschwindigkeit des aus der Luftaustrittsöffnung 34 des Auslassstutzens 54 austretenden gefilterten Luftstroms 38. Der düsenartige Auslassstutzen 54 leitet den Luftstrom 38 gerichtet mit einer Geschwindigkeit von gut 1 m/s zur Nase 44 hin. Der Volumenstrom bei der schematischen Darstellung in 11 beträgt 50 Liter pro Minute. Ferner herrscht bei diesen simulierten Bedingungen Gegenwind.
In 12 ist die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des Luftstroms 38, der vom Auslassstutzen 54 zur Nase 44 des Anwenders 48 hin geleitet wird, bei einem Volumenstrom von 75 Liter pro Minute bei Gegenwind dargestellt. Hier erreicht ein Großteil des Luftstroms 38 die Nase 44. Die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms 38 beim Austritt aus der Luftabgabeeinrichtung 24 beträgt etwa zwei bis drei Meter pro Sekunde.
Idealerweise fördert die Luftfördereinrichtung 20 den gefilterten Luftstrom 38 mit einer Strömungsgeschwindigkeit derart, dass die Strömungsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms 38 beim Austritt aus der Luftabgabeeinrichtung 24 eine Austrittsgeschwindigkeit in einem Bereich von etwa 1 m/s bis etwa 5 m/s entspricht. Günstigerweise liegt die Austrittsgeschwindigkeit in einem Bereich von etwa 2 m/s bis etwa 4 m/s.
Anders als bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Diffusor ist der Auslassstutzen 54 düsenartig oder im Wesentlichen düsenartig ausgebildet und ermöglicht es daher, die Luftströmung 38 zielgerichtet zur Nase 44 und/ oder zum Mund 42 des Anwenders 48 zu leiten. Hierfür genügt es, wenn die mindestens eine Luftaustrittsöffnung 34 insgesamt, also bei mehreren Luftaustrittsöffnungen 34 kumuliert, eine Austrittsfläche in einem Bereich von etwa 1 cm² bis etwa 6 cm² definiert. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Austrittsfläche eine Größe in einem Bereich von etwa 2 cm² bis etwa 5 cm² aufweist. Weiterhin ist es günstig, wenn die Austrittsfläche in einem Bereich von etwa 3 cm² bis etwa 4 cm² liegt. Die durch die Luftleitelemente 46 voneinander getrennten Bereiche der Luftaustrittsöffnung 34, die selbst auch als Luftaustrittsöffnungen 34 bezeichnet werden können oder Luftaustrittssegmente definieren, weisen dann einen anteiligen Flächenanteil der angegebenen Gesamtflächenbereiche auf.
Die 13 und 14 zeigen weitere Optimierungen des Luftstroms 38, um einen möglichst hohen Frischluftanteil, also den Anteil gefilterter Luft, zur Nase 44 des Anwenders zu bringen. Insbesondere ist die Austrittsgeschwindigkeit in 14 rechts am größten. Ein hinreichend guter Filtereffekt kann jedoch bereits erreicht werden, wenn, wie oben beschrieben, die Austrittsgeschwindigkeit in einem Bereich von etwa 2 m/s bis etwa 4 m/s liegt.
In 15 ist die Spürbarkeit einer Luftströmung bei frontaler Anströmung von Mund und Nase schematisch dargestellt. Ein günstiger Bereich für die Austrittsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms 38 liegt demnach in einem Geschwindigkeitsbereich von etwa 1 m/s bis etwa 3 m/s.
Ein Grenzwert bei frontaler Anströmung auf die Augen liegt bei etwa 1,5 m/s. Eine direkte Anströmung im Gesicht ist unterhalb von 4 m/s akzeptabel, ein tangentiales Vorbeiströmen am Ohr 158 bis maximal 2 m/s.
16 zeigt schematisch die Spürbarkeit einer Luftströmung bei tangentialer Anströmung der Augen 46. Bei knapp 1 m/s Luftgeschwindigkeit ist die Luftströmung bei tangentialer Anströmung der Augen 46 deutlich spürbar, daher kann hier ein Grenzwert für eine tangentiale Anströmung der Augen 46 mit etwa 1,5 m/s definiert werden. Dieser Wert wird beispielsweise erreicht, wenn die Ausströmgeschwindigkeit aus der Luftaustrittsöffnung 34 bei etwa 10 m/s liegt. In dem oben angegebenen bevorzugten Geschwindigkeitsbereichen für die Austrittsgeschwindigkeit wird daher nur eine kaum spürbare Strömung im Bereich der Augen 46 erreicht.
In 17 ist eine Abhängigkeit der Baugröße in dm³ in Abhängigkeit des Volumenstroms in Liter pro Sekunde dargestellt, und zwar von Innenraumreinigern als Vergleichswerte für die Simulationen der Strömungsverteilungen, die in den 11 bis 14 dargestellt sind. Im Vergleich zu diesen Werten ergibt sich eine optimierte Baugröße von weniger als 0,2 dm³ bei einem Volumenstrom von 0,2 Liter pro Sekunde, also etwa 12 Liter pro Minute. Bei einer Verdopplung des Volumenstroms wäre dann eine rechnerische Baugröße von etwa 0,35 dm³ erforderlich. Es kann also ein sehr kompaktes Gerät ausgebildet werden, das sich vom Anwender 48 leicht tragen lässt und somit nur einen geringen Raumbedarf aufweist und folglich auch nur ein geringes Gewicht.
In 18 ist schematisch ein Filterbauvolumen in dm³ in Abhängigkeit eines Volumenstroms in Liter pro Sekunde für die Filterklassen H11 dargestellt. Die eingetragenen Datenpunkte stammen von Wärmetauschern und Lüftungsanlagen. Beim Filtervolumen sind Vorfilter und Aktivkohlefilter nicht berücksichtigt.
Für einen Auslassstutzen 54 der eher düsenartig geformt ist, ergibt sich ein rechnerisches Filtervolumen von etwa 0,03 dm³ bei einem Volumenstrom von 312 Litern pro Minute sowie ein rechnerisches Filtervolumen von etwa 0,05 dm bei einem Volumenstrom von etwa 25 Litern pro Minute. Damit ist nachgewiesen, dass bereits mit einem geringen Filtervolumen ein hinreichender Volumenstrom reinigbar ist.
In den 19 bis 28 sind weitere optionale Ausgestaltungen des Luftreinigungssystems 10 dargestellt.
In 19 ist ein Kragen 198 beispielhaft dargestellt, in dem zwei Luftkanäle 86 angeordnet sind, um gefilterte Luft zu Auslassstutzen 54 zu leiten, aus denen der gefilterte Luftstrom 38 gerichtet in Richtung auf Mund 42 und Nase 44 des Anwenders 48 strömen kann.
In 20 ist eine ähnliche Anordnung dargestellt für einen männlichen Anwender sowohl der Kragen für einen weiblichen Anwender in 19 als auch der Kragen 198 in 20 kann aus einem textilartigen Material oder auch aus einem stabilen Kunststoff geformt sein, um eine Formstabilität zu gewährleisten.
In 21 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Gehäuse 16 mit einem Befestigungsband 136 um die Hüfte eines weiblichen Anwenders festgelegt ist. Der Luftkanal 86 wird im Bereich eines Verteilers 200 in zwei Luftkanäle 86 aufgeteilt, die über einen hinter den Ohren 158 gehaltenen Nasenbügel zum Auslassstutzen 54 geleitet werden, der direkt unterhalb der Nase 44 sitzt. Der Auslassstutzen 54 kann sowohl in Richtung auf die Nase 44 als auch in Richtung auf den Mund 42 hin gerichtete Luftaustrittsöffnungen 34 aufweisen.
In 22 ist eine ähnliche Anordnung beispielshaft dargestellt wie in 21. Das Gehäuse 16 ist mit einem Befestigungsband 136 am Oberarm des weiblichen Anwenders 48 befestigt. Ein asymmetrischer, hinter einem Ohr 158 gehaltener Ohrbügel 202 leitet die gefilterte Luft zum Auslassstutzen 54, der, wie bei der in 21 dargestellten Variante 21, direkt unterhalb der Nase 44 angeordnet ist und optional Luftaustrittsöffnungen zur Nase 44 und/oder zum Mund 42 hin aufweisen kann.
In 23 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Luftreinigungssystems 10 schematisch dargestellt. Es ist mindestens teilweise in eine Jacke 204 integriert. Das Gehäuse 16 ist im seitlichen vorderen Bereich der Jacke 204 angeordnet. Der Luftkanal 86 ist im Wesentlichen innerhalb der Jacke 204 geführt und endet im Bereich eines Kragens 198 der Jacke an rechten und linken Auslassstutzen 54, deren Luftaustrittsöffnungen 34 in Richtung auf Mund 42 und Nase 44 des weiblichen Anwenders 48 hin gerichtet sind.
In 24 ist lediglich beispielhaft ein Kragen 198 als separates Kleidungsstück dargestellt, welches einen Hals des weiblichen Anwenders 48 umgibt. Am Kragen sind zwei Auslassstutzen 54 angeordnet, die über jeweils einen Luftkanal 86 mit dem nicht dargestellten Gehäuse 16 fluidwirksam verbunden sind. Die Luftaustrittsöffnungen 34 der Auslassstutzen 54 sind wiederum derart ausgerichtet, dass mindestens eine der Luftaustrittsöffnungen 34 in Richtung auf Mund 42 und Nase 44 des Anwenders hin weist.
In 25 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Luftreinigungssystems 10 schematisch dargestellt. Mit dem Befestigungsband 136 ist das Gehäuse 16 im Hüftbereich des weiblichen Anwenders 48 festgelegt und über den flexiblen Luftkanal 86 mit einem Verteiler 200 verbunden, der den Luftkanal in zwei Luftkanäle 86 aufteilt. Diese sind wiederum jeweils mit einem nicht näher dargestellten Auslassstutzen 54 verbunden, der in einer Maske 206 angeordnet ist. Die Maske bedeckt den Mund 42 und die Nase 44 des Anwenders vollständig.
In 26 ist eine im Vergleich zur Variante in 25 weitergebildete Maske 206 beispielhaft dargestellt. Von dieser abstehend sind zwei Augenbügel 208 die Augen 46 seitlich umgebend ausgebildet. Sie dienen als Luftkanäle 86 und enden in einem integrierten Auslassstutzen 54, welcher jeweils eine Luftaustrittsöffnung 34 aufweist, aus welcher ein gerichteter gefilterter Luftstrom 38 tangential zu den Augen 46 austritt. So kann ein Luftvorhang 50 vor den Augen 46 ausgebildet werden.
Die in den 27 und 28 beispielhaft dargestellten Varianten von Luftreinigungssystemen 10 sind in ihrem Aufbau der Variante aus 25 ähnlich. Die Variante in 27 umfasst jedoch keinen Verteiler und nur einen hinter der Maske 206 gebildeten Auslassstutzen. Bei der in 27 dargestellten Variante wird das Gehäuse 16 mit einem Befestigungsband 136 im Hüftbereich gehalten, bei der in 28 dargestellten Variante mit einem Befestigungsband 136 im Bereich des Oberarms.
In 29 ist eine weitere Variante eines Luftreinigungssystems 10 schematisch dargestellt. Es umfasst einen Ohrbügel 212, welcher über ein Ohr 158 des Anwenders eingehängt ist. Das Gehäuse 16 ist in den Ohrbügel 212 integriert und bildet ein freies Ende desselben, welches im Hals oder Nackenbereich des Anwenders angeordnet ist. Optional kann auch für das andere, in 29 nicht dargestellte Ohr ein Ohrbügel vorgesehen sein, der mit dem dargestellten Ohrbügel 212 über einen Nackenbügel verbunden ist. Das Gehäuse 16 kann dann beispielsweise auch in den Nackenbügel integriert sein oder diesen bilden. Vom Gehäuse erstreckt sich eine rohrförmige Luftführungseinrichtung 22, deren freies Ende die Luftabgabeeinrichtung 24 bildet, welche die Luftaustrittsöffnung 34 definiert. Bei der in 29 dargestellten Variante ist die Energieversorgungseinrichtung 64, beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie 66, außerhalb des Gehäuses 16 angeordnet und über ein Verbindungskabel 214 mit dem Gehäuse 16 verbunden. Am Gehäuse 16 kann eine Steckbuchse für das Verbindungskabel 214 vorgesehen sein, so dass das Verbindungskabel 214 bei Bedarf vom Gehäuse getrennt werden, beispielsweise zu Lagerungszwecken. Durch die im Vergleich zu anderen, oben beschriebenen Varianten von Luftreinigungssystem kurze Luftführungseinrichtung 22, kann eine Förderleistung der Luftfördereinrichtung 20 weiter verringert werden, wodurch sich eine besonders kleine und kompakte Bauform des Gehäuses 16 realisieren lässt.
Vorzugsweise ist bei allen oben beschriebenen Varianten des Luftreinigungssystems 10 vorgesehen, dass ein Querschnitt, insbesondere ein Gesamtquerschnitt, der mindestens einen Luftaustrittsöffnung 34 maximal etwa doppelt so groß ist wie ein minimaler Querschnitt der Luftabgabeeinrichtung 24. Insbesondere kann der minimale Querschnitt der Luftabgabeeinrichtung 24 im Übergangsbereich zum Auslassstutzen 54 definiert sein, also im Bereich der Kopplungseinrichtung 60.
Um einen möglichst Volumenstrom durch die Luftfiltereinrichtung 20 zu ermöglichen, ist eine Querschnittsfläche der mindestens einen Lufteintrittsöffnung 80 oder eine Gesamtfläche aller Lufteintrittsöffnungen 80 mindestens etwa fünfmal so groß wie eine Querschnittsfläche der mindestens einen Luftaustrittsöffnung 34 beziehungsweise einer gesamten Querschnittsfläche aller Luftaustrittsöffnungen 34.
Vorzugsweise ist die Gesamtquerschnittsfläche aller Lufteintrittsöffnungen 80 mindestens etwa zehnmal so groß wie eine gesamte Querschnittsfläche aller Luftaustrittsöffnungen 34. Damit kann ein großes Luftvolumen mit einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Luftfiltereinrichtung 18 gefiltert werden. Der gefilterte Luftstrom 38 kann jedoch mit der erforderlichen höheren Austrittsgeschwindigkeit aus der mindestens einen Luftaustrittsöffnung 34 herausströmen.
Um den gefilterten Luftstrom in der Luftführungseinrichtung 22 in gewünschter Weise beschleunigen zu können, kann die Luftführungseinrichtung 22 in Richtung auf die Luftabgabeeinrichtung 24 hin im Querschnitt verjüngend ausgebildet sein. Insbesondere kann sich auch ein Querschnitt im Bereich der Luftabgabeeinrichtung 24 in Richtung auf die Kopplungseinrichtung 60 hin verjüngen. So kann unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Fördervolumens der Luftfördereinrichtung 22 die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms 38, insbesondere beim Austritt aus der mindestens einen Luftaustrittsöffnung 34, in gewünschter Weise vorgegeben werden.
In den Figuren nicht dargestellt sind weitere Varianten des Luftreinigungssystems 10, bei dem die mindestens eine Luftaustrittsöffnung 34 an einen Kopfhörer, einem Headset oder einem Helm angeordnet oder ausgebildet ist.
Ferner beträgt bei den oben beschriebenen Luftreinigungssystemen 10 ein Gesamtdruckverlust zwischen dem Luftauslass 32 und der mindestens einen Luftaustrittsöffnung 34 höchstens etwa 5 mbar. Insbesondere kann er sogar höchstens etwa 1,6 mbar betragen. Dies ermöglicht eine hohe Austrittsgeschwindigkeit bei einem minimalen Fördervolumen und damit einem minimalen Energieverbrauch der Luftfördereinrichtung 20.
Die beschriebenen Varianten der Luftreinigungssysteme 10 können grundsätzlich mit ihren Elementen sowie den Anordnungen des Gehäuses und der Luftaustrittsöffnungen 34 am Anwender 48 praktisch beliebig kombiniert werden.
Durch die relativ hohe Austrittsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms 38 im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Luftreinigungsvorrichtungen kann mit einem minimalen Volumenstrom ein maximaler Frischluftanteil zu Mund 42 und Nase 44 eines Anwenders 48 gefördert werden. Dadurch kann bei gleicher Baugröße eine größere Batteriekapazität bereitgestellt und damit eine längere Betriebsdauer des Luftreinigungssystems 10 erreicht werden als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Luftreinigungsvorrichtungen. Alternativ kann dadurch die Baugröße des Gehäuses und das Gewicht des Luftreinigungssystems 10 insgesamt verringert werden.
Bezugszeichenliste

10: Luftreinigungssystem
12: Luftreinigungsvorrichtung
14: Umgebungsluft
16: Gehäuse
18: Luftfiltereinrichtung
20: Luftfördereinrichtung
22: Luftführungseinrichtung
24: Luftabgabeeinrichtung
26: Luftkanal
28: Luftkanal
30: Luftauslass
32: Luftanschluss
34: Luftaustrittsöffnung
36: Düse
38: Luftstrom
40: Halteeinrichtung
42: Mund
44: Nase
46: Auge
48: Anwender
50: Luftvorhang
52: Verbindungseinrichtung
54: Auslassstutzen
56: Luftleitelement
58: Ende
60: Kopplungseinrichtung
62: Grundkörper
64: Energieversorgungseinrichtung
66: Batterie
68: Anschlussbuchse
70: Batterie
72: Anschlussleitung
74: Gebläse
76: Elektromotor
78: Lufteinlass
80: Lufteintrittsöffnung
82: Verbindung
84: Luftstrom
86: Luftkanal
88: Schlauch
90: Rohr
92: Filterelement
94: Steuer- und/oder Regelungseinrichtung
96: Betätigungseinrichtung
98: Schaltelement
100: Bedieneinrichtung
102: Smartphone
104: Bildschirm
106: Schaltelement
108: Schaltelement
110: Sensor
112: Internet
114: Funkschnittstelle
116: Volumenstromeinstelleinrichtung
118: Einstellglied
120: Schieberegler
122: Zugentlastungseinrichtung
124: Halteglied
126: Halteglied
128: Luftaufbereitungseinrichtung
130: Duftabgabeeinrichtung
132: Vorratsbehälter
134: Befestigungseinrichtung
136: Befestigungsband
138: Befestigungselementaufnahme
140: Führungshülse
142: Lufteinlass
144: Anschlussring
146: erstes Kopplungselement
148: zweites Kopplungselement
150: Verstelleinrichtung
152: Haltebügel
154: Ausnehmung
156: Ohrauflage
158: Ohr
160: Lufteinlass
162: Eintrittsebene
164: Austrittsebene
166: Leitschaufel
168: Luftkanal
170: Drehachse
172: Oberteil
174: Unterteil
176: Schraubenaufnahme
178: Schraubenaufnahme
180: Oberseite
182: Bohrung
184: Aufnahme
186: Element
188: Seitenwand
190: Ausnehmung
192: Haltebügel
194: Schlitz
196: Schaltung
198: Kragen
200: Verteiler
202: Ohrbügel
204: Jacke
206: Maske
208: Augenbügel
212: Ohrbügel
214: Verbindungskabel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1363706 B1 [0003, 0007]

Claims

Tragbares individuelles Luftreinigungssystem (10) umfassend eine tragbare individuelle Luftreinigungsvorrichtung (12) mit einem von einem Anwender tragbaren Gehäuse (16), einer Luftfiltereinrichtung (18) zum Filtern von Umgebungsluft (14), einer Luftfördereinrichtung (20) zum Erzeugen eines ungefilterten Luftstroms zur Luftfiltereinrichtung (18) hin und eines gefilterten Luftstroms von der Luftfiltereinrichtung (18) weg, einer Luftführungseinrichtung (22) zum Führen des gefilterten Luftstroms und einer Luftabgabeeinrichtung (24) zum Abgeben des gefilterten Luftstroms, wobei die Luftfiltereinrichtung (18) und die Luftfördereinrichtung (20) fluidwirksam miteinander verbunden und im Gehäuse angeordnet oder ausgebildet sind und wobei die Luftführungseinrichtung (22), insbesondere mindestens ein Teil derselben, die Luftfördereinrichtung (20) und die Luftabgabeeinrichtung (24) fluidwirksam miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (20) den gefilterten Luftstrom (38) mit einer Strömungsgeschwindigkeit fördert und dass die Strömungsgeschwindigkeit des gefilterten Luftstroms (38) beim Austritt aus der Luftabgabeeinrichtung (24) einer Austrittsgeschwindigkeit in einem Bereich von etwa 1 m/s bis etwa 5 m/s entspricht.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsgeschwindigkeit in einem Bereich von etwa 2 m/s bis etwa 4 m/s liegt.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (20) ausgebildet ist zum Erzeugen eines Volumenstroms von maximal 75 Liter pro Minute, insbesondere von maximal 60 Liter pro Minute, weiter insbesondere von maximal 50 Liter pro Minute, weiter insbesondere von maximal 40 Liter pro Minute.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (20) ausgebildet ist zum Erzeugen eines Volumenstroms von mindestens 10 Liter pro Minute, insbesondere von mindestens 20 Liter pro Minute, weiter insbesondere von mindestens 30 Liter pro Minute.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabgabeeinrichtung (24) mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) aufweist.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) in Form einer Düse (36) ausgebildet ist zum Definieren eines gerichteten gefilterten Luftstroms (38) und/oder dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) eine Austrittsfläche in einem Bereich von etwa 1 cm² bis etwa 6 cm² aufweist, insbesondere in einem Bereich von etwa 2 cm² bis etwa 5 cm², weiter insbesondere in einem Bereich von etwa 3 cm² bis etwa 4 cm², und/oder dass die Luftabgabeeinrichtung (24) einen Auslassstutzen (54) aufweist, welcher die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) umfasst.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung (40) zum Halten der Luftabgabeeinrichtung (24) am Kopf oder an einem Bekleidungsstück eines Anwenders derart, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) in Richtung auf den Mund (42) und/oder die Nase (44) und/oder mindestens ein Auge (46) des Anwenders gerichtet ist zum Abgeben eines gerichteten gefilterten Luftstroms (38) in Richtung auf den Mund und/oder die Nase und/oder zum Abgeben eines gerichteten gefilterten Luftstroms (38) zur Ausbildung eines Luftvorhangs (50) vor dem mindestens einen Auge (46).
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (40) einstellbar ausgebildet ist zum Anpassen an unterschiedliche Kopfformen und/oder dass die Luftabgabeeinrichtung (24) und die Halteeinrichtung (40) modular ausgebildet sind und/oder dass die Luftführungseinrichtung (22) und die Halteeinrichtung (40) modular ausgebildet sind.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabgabeeinrichtung (24) und/oder die Luftführungseinrichtung (22) aus einem transparenten Material hergestellt sind und/oder dass die Luftabgabeeinrichtung (24) mindestens ein Luftleitelement (56) umfasst.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Luftleitelement (56) die Luftaustrittsöffnung (34) in mindestens zwei Luftaustrittssegmente unterteilt und/oder dass das Luftreinigungssystem mehrere Luftleitelemente (56) umfasst und/oder dass die Luftabgabeeinrichtung (24) ausgebildet ist zum Anordnen des mindestens einen Luftleitelements (56) in verschiedenen Ausrichtungen oder Orientierungen oder zum Bewegen des mindestens einen Luftleitelements (56) von einer ersten Ausrichtstellung in eine zweite Ausrichtstellung und/oder dass das mindestens eine Luftleitelement (56) den gefilterten Luftstrom (38) vor dem Austreten aus der mindestens einen Luftaustrittsöffnung (34) umlenkt.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassstutzen (54) ein freies Ende (58) der Luftabgabeeinrichtung (24) bildet oder dass die Luft.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Energieversorgungseinrichtung (64) zum Betreiben der Luftfördereinrichtung (20), insbesondere in Form einer netzunabhängigen Energieversorgungseinrichtung (64).
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (16) mindestens eine Lufteintrittsöffnung (80) angeordnet oder ausgebildet ist, welche mit der Luftfördereinrichtung (20) direkt oder indirekt fluidwirksam verbunden ist.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lufteinlass (78) der Luftfördereinrichtung (20) mit der Luftfiltereinrichtung (18) fluidwirksam verbunden ist und/oder dass ein Luftauslass (30) der Luftfördereinrichtung (20) mit der Luftführungseinrichtung (22) fluidwirksam verbunden ist und/oder dass die Luftführungseinrichtung (22) einen Luftkanal (86) umfasst oder bildet und/oder dass die Luftführungseinrichtung (22) mindestens teilweise flexibel und/ oder elastisch ausgebildet ist.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung (22) mindestens abschnittsweise in Form eines Schlauchs (88) ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Wellschlauchs und/oder dass die Luftführungseinrichtung (22) in Richtung auf die Luftabgabeeinrichtung (24) hin im Querschnitt verjüngend, insbesondere konisch, ausgebildet ist und/oder dass die Luftführungseinrichtung (22) mindestens teilweise starr ausgebildet ist.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung (22) mindestens abschnittsweise in Form eines Rohres (90) oder röhrenförmig ausgebildet ist und/oder dass die Luftfiltereinrichtung (18) mindestens ein Filterelement (92) umfasst.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Filterelement (92) in Form eines mechanischen und/oder chemischen Filterelements (92) ausgebildet ist und/oder dass das mindestens eine Filterelement (92) in Form eines Grobstaubfilters und/oder in Form eines Feinstaubfilters und/oder in Form eines Schwebstofffilters ausgebildet ist und/oder dass das mindestens eine Filterelement (92) in Form eines HEPA-Filters ausgebildet ist und/oder dass das mindestens eine Filterelement (92) entsprechend der Filterklasse E12 oder H13 ausgebildet ist und/oder dass das mindestens eine Filterelement (92) entsprechend der Filterklasse E11 oder gröber ausgebildet ist.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (94) zum Steuern und/oder Regeln eines von der Luftfördereinrichtung (22) erzeugten Volumenstroms gefilterter Luft und/oder dass das Luftreinigungssystem eine Betätigungseinrichtung (96) zum Aktivieren und Deaktivieren der Luftfördereinrichtung (20) umfasst.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor (110) zum Messen von Umgebungsbedingungen.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (110) in Form eines Beschleunigungssensors, eines Luftqualitätssensors oder eines Partikelsensors ausgebildet ist und/oder dass die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (94) ausgebildet ist zum automatischen Steuern und/oder Regeln des von der Luftfördereinrichtung (20) erzeugten Volumenstroms gefilterter Luft in Abhängigkeit eines mit dem mindestens einen Sensors (110) ermittelten Messwertes.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Funkschnittstelle (114) zum Kommunizieren und/oder zum Austauschen von Daten, insbesondere mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (94), mit anderen Geräten (100), insbesondere mit einem Computer und/oder einem Smartphone (102), und/oder dass das Luftreinigungssystem eine manuell betätigbare Volumenstromeinstelleinrichtung (116) zum manuellen Einstellen eines von der Luftfördereinrichtung (20) erzeugten Volumenstroms.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Smartphone (102), insbesondere zum Erfassen von Daten zur Charakterisierung von Umgebungsbedingungen und/oder von Vitalwerten des Anwenders (48).
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Smartphone (102) ein Anwendungsprogramm umfasst zum Übertragen, insbesondere zum berührungslosen Übertragen, der Daten und/oder Vitalwerte und/oder von aus dem Internet abrufbaren Werten zur Beschreibung von Umgebungsbedingungen vom Smartphone (102) zur Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (94) und/oder dass die Daten und/oder Vitalwerte eine herrschende Windgeschwindigkeit, insbesondere im Bereich der mindestens einen Luftaustrittsöffnung (34), eine Bewegungsgeschwindigkeit des Anwenders (48), eine Schrittfrequenz des Anwenders (48) und/oder eine Herzfrequenz des Anwenders (48) sind.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zugentlastungseinrichtung (122) zum Verhindern, dass Zugkräfte von der Luftführungseinrichtung (22) auf die Luftabgabeeinrichtung (24) übertragen werden, und/oder dass das Luftreinigungssystem eine Duftabgabeeinrichtung (130) zum Beimischen mindestens eines Duftstoffs zu dem gefilterten Luftstrom (38) umfasst und/oder dass das Luftreinigungssystem eine Luftaufbereitungseinrichtung (128) zum Aufbereiten des gefilterten Luftstroms (38) umfasst.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Befestigungseinrichtung (134) zum Festlegen des Gehäuses (16) am Körper oder an der Bekleidung des Anwenders (48).
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) an einer Maske (206) oder einem Mundschutz zum Bedecken von Mund (42) und/oder Nase (44) eines Anwenders (48) angeordnet oder ausgebildet ist und/oder dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) an einem Kleidungsstück (204) angeordnet oder ausgebildet ist.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (34) an einem Kopfhörer, einem Headset oder einem Helm angeordnet oder ausgebildet ist.
Tragbares individuelles Luftreinigungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtdruckverlust zwischen dem Luftauslass (32) und der mindestens einen Luftaustrittsöffnung (34) höchstens etwa 5 mbar beträgt, insbesondere höchstens etwa 1,6 mbar.