DE102017129469B4

DE102017129469B4 - Tragbare Luftreinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017129469B4
Application number: DE102017129469.4A
Authority: DE
Inventors: Oliver Haaf
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2023-11-30
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: JP3220657U; CN208536174U; DE102017129469A1

Abstract

Luftreinigungsvorrichtung (1) mit einem einen menschlichen Kopf eines Trägers überspannenden und an dem Kopf befestigbaren Kopfbügel (2), mindestens zwei Ventilatoren (3, 4) und mindestens einem Filtermedium durch das die mindestens zwei Ventilatoren im Betrieb angesaugte Umgebungsluft zur Reinigung hindurch fördern, wobei die mindestens zwei Ventilatoren (3, 4) und das mindestens eine Filtermedium integral innerhalb des Kopfbügels (2) aufgenommen sind, wobei an dem Kopfbügel (2) mindestens zwei an einer linken und einer rechten Gesichtsseite des Trägers ausrichtbare Ausblaskanäle (5, 6) ausgebildet sind und jeder der Ausblaskanäle (5, 6) mit jeweils einem individuellen der Ventilatoren strömungsverbunden ist, so dass von dem jeweiligen Ventilator angesaugte und durch das Filtermedium geförderte und mithin gereinigte Umgebungsluft über den jeweiligen Ausblaskanal (5, 6) ausblasbar ist, wobei der Kopfbügel (2) mindestens eine Ansaugöffnung (7) für die mindestens zwei Ventilatoren (3, 4) umfasst, die auf einer dem Kopf des Trägers gegenüberliegenden Außenseite des Kopfbügels (2) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine tragebare Luftreinigungsvorrichtung mit einem an dem Kopf eines Trägers befestigbaren Kopfbügel.
Aufgrund von steigender Luftverschmutzung in Städten besteht ein Bedarf an Luftreinigungsvorrichtungen zur Verbesserung der Atemluft. Aus dem Stand der Technik sind dabei unter anderem Atemmasken, stationäre Luftwäscher oder Ionisations-Luftreiniger bekannt. Zudem gibt es mobile Atemschutzeinrichtungen, insbesondere solche für Rettungskräfte, bei denen über Mundstücke Reinluft oder Pressluft geatmet wird. Sobald eine mobile Nutzung gewünscht ist, sind meist Zusatzeinrichtungen wie Atemregler, Mundstücke, Pressluftflaschen oder dergleichen mitzuführen, welche sowohl die Beweglichkeit als auch die Nutzung des Mundes für Sprechen oder Essen einschränken. Auch ist problematisch, dass bei einem Weglassen von Mundstücken und einer aktiven Zuführung von gereinigter Atemluft im Falle von aus verschiedenen Richtungen einwirkenden Windströmungen eine gegebenenfalls auf die Nase gerichtete Atemluft durch verunreinigte Umgebungsluft überlagert wird.
Stand der Technik aus dem vorliegenden technischen Gebiet ist beispielsweise bekannt aus den Druckschriften DE 10 2015 122 316 A1 , US 7 036 502 B2 , US 6 119 689 A , WO 2015/ 140 776 A1 , WO 2017/ 074 954 A1 , WO 2017/ 120 992 A1 und CN 106 823 178 A .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mobil tragbare und einfach auch bei Wind nutzbare Luftreinigungsvorrichtung bereitzustellen, die im öffentlichen Raum jederzeit tragbar ist, ohne die Mobilität oder die Tätigkeit des Trägers einzugrenzen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine Luftreinigungsvorrichtung mit einem einen menschlichen Kopf eines Trägers überspannenden und an dem Kopf befestigbaren Kopfbügel, mindestens zwei Ventilatoren und mindestens einem Filtermedium, durch das die mindestens zwei Ventilatoren im Betrieb angesaugte Umgebungsluft zur Reinigung hindurch fördern, vorgeschlagen. Die mindestens zwei Ventilatoren und das mindestens eine Filtermedium sind integral innerhalb des Kopfbügels aufgenommen, wobei an dem Kopfbügel mindestens zwei an einer linken und einer rechten Gesichtsseite des Trägers ausrichtbare Ausblaskanäle ausgebildet sind und jeder der Ausblaskanäle mit jeweils einem individuellen der Ventilatoren strömungsverbunden ist, so dass von dem jeweiligen Ventilator angesaugte und durch das Filtermedium geförderte und mithin gereinigte Umgebungsluft über den jeweiligen Ausblaskanal ausblasbar ist. Dabei ist vorzugsweise jeder der Ventilatoren bezüglich seines geförderten Volumenstromes über eine in den Kopfbügel oder den jeweiligen Ventilator integrierte elektronische Regelung individuell regelbar.
Soweit Windeinflüsse aus einer Richtung auf den Träger und die Luftreinigungsvorrichtung wirken, kann die Drehzahl des einen oder der beiden Ventilatoren erhöht und der Beeinflussung von außen entgegengewirkt werden.
Als praktikable Lösung zeigt sich, den Kopfbügel so auszubilden, dass er sich wie eine Kopfhörer von einem Ohr zu dem anderen Ohr des Trägers erstreckt und dabei eine Vorspannkraft auf den Kopf des Trägers zur selbständigen Befestigung ausüben kann. Hierzu kann auch ein Zusatzbügel verwendet werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante sieht die Luftreinigungsvorrichtung vor, dass an ihr bzw. an dem Kopfbügel mindestens ein mit der Regelung signalverbundener Sensor zur Bestimmung einer durch die Umgebung auf die Luftreinigungsvorrichtung einwirkenden Luftströmungsgeschwindigkeit (Windstärke) und/oder ein auf die Luftreinigungsvorrichtung einwirkender Luftdruck angeordnet ist. Über die Regelung können Messwerte des Sensors ausgewertet und die Volumenströme der einzelnen Ventilatoren individuell angepasst werden. Beispielsweise bei einer Windbeeinflussung von einer Seitenrichtung kann die Drehzahl eines Ventilators erhöht und somit der Volumenstrom vergrößert werden, um der Windbeeinflussung auch richtungsmäßig entgegenzuwirken. Bei Feststellung von Wind kann auch grundsätzlich die Drehzahl aller Ventilatoren erhöht werden, um mehr gereinigte Luft auszublasen, die dann von dem Träger eingeatmet wird.
Auch umfasst ist eine Lösung, bei der die Regelung mittels Erfassung des Windes über eine Arbeitspunktermittlung der Ventilatoren aus hinterlegten Ventilatorkennlinien erfolgt, wobei der Zusammenhang von Ventilatordrehzahl und - leistung zur Bestimmung des jeweiligen Arbeitspunktes des jeweiligen Ventilators und die Windstärke und die Unterschiede der beiden Arbeitspunkte zur Bestimmung der Richtungsermittlung eingesetzt werden.
Ferner ist eine Ausbildung der Luftreinigungsvorrichtung günstig, bei der sie als Muschelkopfhörer mit zwei Ohrmuschelüberdeckungsmitteln ausgebildet ist. Als Ohrmuschelüberdeckungsmittel können beispielsweise herkömmlich Kopfhörerpolster herangezogen werden, die auf den Ohren des Trägers aufliegen oder diese überdecken bzw. umschließen.
Zusätzlich ist eine Ausführung von Vorteil, bei der die Muschelkopfhörer eine aktive Geräuschunterdrückungseinrichtung umfassen, wie sie im Stand der Technik für Kopfhörer bereits bekannt ist. Hierbei kann auf bestehende Systeme der Kopfhörer zurückgegriffen werden. Eine Geräuschbelastung durch die Ventilatoren wird zum einen durch die Kopfhörerpolster, zum anderen durch die aktive Geräuschunterdrückung minimiert.
Als Filtermedium können Filterpapiere, Filtervliese, Aktivkohlefilter oder lonisationsfilter sowie Kombination daraus eingesetzt werden. Die von den Ventilatoren angesaugte Umgebungsluft wird zunächst durch das Filtermedium gefördert und anschließend als gereinigte Luft über die Ausblaskanäle ausgeblasen.
Ein Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Ausblaskanäle bogenförmig ausgebildet sind und sich im bestimmungsgemäßen Gebrauch um die Ohren des Trägers und entlang der Wange erstrecken, so dass ein aus den Ausblaskanälen jeweils ausgeblasener Volumenstrom in einen Bereich vor dem Gesicht des Trägers förderbar ist.
In einer Weiterbildung sind die Ausblaskanäle aufeinander zu ausgerichtet, so dass ihre gedachte Verlängerung einen Schnittpunkt im Bereich der Atmungsorgane (Mund, Nase) des Trägers bildet und somit die von den Ventilatoren erzeugten Volumenströme in dem Schnittpunkt aufeinander treffen.
In einer Weiterbildung ist die Luftreinigungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblaskanäle derart aufeinander zu ausgerichtbar sind, dass der tatsächliche oder theoretische Schnittpunkt in einem Bereich zwischen 5cm vor und hinter, insbesondere zwischen 1cm vor und 3cm hinter, einer Nasenöffnung des Trägers liegt. Der Schnittpunkt liegt idealerweise genau zwischen Nase und Mund des Trägers. Dabei erfolgt die Ausströmung in einer Weise, dass die Luftströmungen vorteilhafterweise an der Hautoberfläche des Trägers entlang gleiten, wobei die Strömungen an der Haut anliegen.
Ferner ist eine Ausführung umfasst, bei der die Ausblaskanäle derart aufeinander zu ausrichtbar sind, dass der Schnittpunkt in einem Bereich unmittelbar vor einer Nasenöffnung des Trägers liegt. Somit ist die eingeatmete Luft im Wesentlichen ausschließlich über die Ausblaskanäle geliefert.
Auch ist zur leichteren Handhabbarkeit und Anpassbarkeit der Strömungsrichtung aus den Ausblaskanälen vorteilhaft, diese gegenüber dem Kopfbügel flexibel beweglich zu gestalten. Die Ausblaskanäle können zudem in mindestens zwei Positionen, einer Trageposition und einer Transportposition fixierbar sein, wobei die Ausblaskanäle in der Transportposition an den Kopfbügel angeklappt werden und den Platzbedarf der Luftreinigungsvorrichtung minimieren.
Die Luftreinigungsvorrichtung sieht erfindungsgemäß ferner vor, dass der Kopfbügel mindestens eine Ansaugöffnung für die mindestens zwei Ventilatoren umfasst, die auf einer dem Kopf des Trägers gegenüberliegenden Außenseite des Kopfbügels ausgebildet ist. Die Ansaugung ist mithin frei und auch in engen Umgebungsverhältnissen, beispielsweise Bussen oder Bahnen stets gegeben. Die Gefahr einer Ansaugung von Gegenständen oder Bekleidungsteilen ist minimiert. Zudem kann die Ansaugöffnung mit einem Schutzgitter überdeckt sein.
Für die Ventilatoren und die Regelung umfasst die Luftreinigungsvorrichtung in einer vorteilhaften Ausführung eine integrale aufladbare Stromversorgung.
Die Einstellung der Regelung kann entweder direkt über einen Regler an dem Kopfbügel oder über einen externen Regler erfolgen. Für eine externe Steuerung umfasst die Luftreinigungsvorrichtung eine mit der elektronischen Regelung zusammenwirkende Funkeinheit, die eine Verbindung zu einem externen Gerät, insbesondere einem Computer oder Smartphone ermöglicht, über welches die Volumenströme der Ventilatoren regelbar sind.
Ferner sieht eine Weiterbildung der Luftreinigungsvorrichtung vor, dass der Kopfbügel eine schwingungsentkoppelnde Aufhängung umfasst. Hierdurch kann eine Entkopplung zwischen dem Kopfbügel und den Ausblaskanälen erfolgen und mithin die Geräuscheinwirkung reduziert werden.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1 eine Luftreinigungsvorrichtung auf einem Kopf eines Trägers in einer ersten Ausführungsvariante;
2 eine Luftreinigungsvorrichtung auf einem Kopf eines Trägers in einer zweiten Ausführungsvariante;
3 eine Schnittansicht der Luftreinigungsvorrichtung aus 2.

In 1 ist eine Luftreinigungsvorrichtung 1 ausgebildet als Kopfhörer mit die Ohren umschließenden Kopfhörerpolstern 8, 9 auf einem Kopf eines Trägers dargestellt. Die Luftreinigungsvorrichtung 1 umfasst den Kopfbügel 2 mit zwei darin integrierten Radialventilatoren 3, 4, die Umgebungsluft über ihre jeweilige Ansaugöffnung 7 ansaugen und in an dem Kopfbügel 2 unmittelbar befestigte Ausblaskanäle 5, 6 ausblasen. Innerhalb des Kopfbügels 2 sind Filter (nicht gezeigt) innerhalb des Strömungsweges der beiden Ventilatoren 3, 4 , durch welche die angesaugte Luft hindurchgefördert und gereinigt wird, bevor sie in die Ausblaskanäle 5, 6 gefördert wird. Die Ausblaskanäle 5, 6 sind flexibel und in der gewünschten Position arretierbar. Ihre Ausrichtung ist in einer Weise, dass ihre Ausblasöffnungen in Richtung des Bereichs vor der Nase weisen. In dem Kopfbügel 2 ist ferner die nicht gezeigte elektronische Regelung, über welche die Drehzahl des jeweiligen Ventilators 3, 4 individuell geregelt wird. Eine aktive Geräuschunterdrückung kann in den Kopfhörer integriert sein.
2 und 3 zeigen eine alternative Ausführung der Luftreinigungsvorrichtung 1, welche die Merkmale derjenigen aus 1 umfasst, jedoch ohne, dass die Luftreinigungsvorrichtung 1 als Kopfhörer ausgebildet ist. Die Ohren des Trägers bleiben frei. Der Kopfbügel 2 erstreckt sich in Querrichtung über den Kopf des Trägers. Die Ausblaskanäle 5, 6 verlaufen wie in 1 bogenförmig um die Ohren des Trägers und entlang der Wange, so dass der aus den Ausblaskanälen 5, 6 jeweils ausgeblasene Volumenstrom in einen Bereich vor dem Gesicht, insbesondere vor der Nase gefördert wird. In der schematischen Schnittansicht gemäß 3 sind die Radialventilatoren 3, 4 zu erkennen, nicht jedoch die erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehene elektronische Regelung. Auch wenn in den schematischen 1 - 3 nicht ausdrücklich gezeigt, können sämtliche offenbarten Merkmale in die Ausführungsformen integriert werden, beispielsweise die Sensoren zur Windbestimmung oder die integrale Stromversorgung.

Claims

Luftreinigungsvorrichtung (1) mit einem einen menschlichen Kopf eines Trägers überspannenden und an dem Kopf befestigbaren Kopfbügel (2), mindestens zwei Ventilatoren (3, 4) und mindestens einem Filtermedium durch das die mindestens zwei Ventilatoren im Betrieb angesaugte Umgebungsluft zur Reinigung hindurch fördern, wobei die mindestens zwei Ventilatoren (3, 4) und das mindestens eine Filtermedium integral innerhalb des Kopfbügels (2) aufgenommen sind, wobei an dem Kopfbügel (2) mindestens zwei an einer linken und einer rechten Gesichtsseite des Trägers ausrichtbare Ausblaskanäle (5, 6) ausgebildet sind und jeder der Ausblaskanäle (5, 6) mit jeweils einem individuellen der Ventilatoren strömungsverbunden ist, so dass von dem jeweiligen Ventilator angesaugte und durch das Filtermedium geförderte und mithin gereinigte Umgebungsluft über den jeweiligen Ausblaskanal (5, 6) ausblasbar ist, wobei der Kopfbügel (2) mindestens eine Ansaugöffnung (7) für die mindestens zwei Ventilatoren (3, 4) umfasst, die auf einer dem Kopf des Trägers gegenüberliegenden Außenseite des Kopfbügels (2) ausgebildet ist.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Ventilatoren (3, 4) bezüglich seines geförderten Volumenstromes über eine in den Kopfbügel (2) integrierte elektronische Regelung individuell regelbar ist.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfbügel (2) ausgebildet ist, sich bogenförmig von einem linken Ohr zu einem rechten Ohr des Trägers zu erstrecken und selbst oder mittels einem Zusatzbügel eine Vorspannkraft auf den Kopf des Trägers zur selbständigen Befestigung an dem Kopf auszuüben.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Luftreinigungsvorrichtung (1) mindestens ein mit der Regelung signalverbundener Sensor zur Bestimmung einer durch die Umgebung auf die Luftreinigungsvorrichtung (1) einwirkenden Luftströmungsgeschwindigkeit und/oder ein auf die Luftreinigungsvorrichtung einwirkender Luftdruck angeordnet ist.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass über die Regelung Messwerte des Sensors ausgewertet und die Volumenströme der einzelnen Ventilatoren (3, 4) individuell anpassbar sind.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Muschelkopfhörer mit zwei Ohrmuschelüberdeckungsmitteln ausgebildet ist.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Muschelkopfhörer eine aktive Geräuschunterdrückungseinrichtung umfasst.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium einen Aktivkohlefilter und/oder einen Ionisationsfilter umfasst.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblaskanäle (5, 6) bogenförmig ausgebildet sind und sich im bestimmungsgemäßen Gebrauch um die Ohren des Trägers und entlang der Wange erstrecken, so dass ein aus den Ausblaskanälen (5, 6) jeweils ausgeblasener Volumenstrom in einen Bereich vor dem Gesicht förderbar ist.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblaskanäle (5, 6) aufeinander zu ausgerichtet sind, so dass ihre gedachte Verlängerung einen Schnittpunkt im Bereich der Atmungsorgane des Trägers bildet.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblaskanäle (5, 6) derart aufeinander zu ausgerichtbar sind, dass der tatsächliche oder theoretische Schnittpunkt in einem Bereich zwischen 5cm vor und hinter, insbesondere zwischen 1cm vor und 3cm hinter, einer Nasenöffnung des Trägers liegt.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblaskanäle (5, 6) gegenüber dem Kopfbügel (2) flexibel beweglich sind.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine integrale aufladbare Stromversorgung zumindest für die Ventilatoren (3, 4) und die Regelung aufweist.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit der Regelung zusammenwirkende Funkeinheit umfasst, die eine Verbindung zu einem externen Gerät, insbesondere einem Computer oder Smartphone ermöglicht, über welches die Volumenströme der Ventilatoren regelbar sind.
Luftreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfbügel eine schwingungsentkoppelnde Aufhängung umfasst.