DE102018211049A1

DE102018211049A1 - Vorrichtung zur Reinigung von Luft mit Filtermitteln und mindestens einem Ventilator, Anordnung derartiger Vorrichtungen und softwaregestützte Applikation

Info

Publication number: DE102018211049A1
Application number: DE102018211049.2A
Authority: DE
Inventors: Robert Krüger
Original assignee: TRITTEC AG
Current assignee: TRITTEC AG
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-07-04
Publication date: 2019-07-18
Also published as: CN111867704A; JP2021510803A; WO2019137822A2; DE102018211039A1; WO2019137822A3; KR20200116469A; EP3737489A2; DE102018211040A1; US20200348033A1

Abstract

Um eine Vorrichtung zur Reinigung von Luft, insbesondere im Außenbereich, umfassend mindestens ein Gehäuse (2), welches mindestens einen Lufteinlass (3), Filtermittel (4, 5), mindestens einen Ventilator (6) sowie mindestens einen Luftauslass (8, 108, 208) aufweist, anzugeben, welche geringere Lärmemissionen verursacht als die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, wird vorgeschlagen, dass die Filtermittel erste Filtermittel (4) und entlang einer Strömungsrichtung stromabwärts von den ersten Filtermitteln (4) angeordnete zweite Filtermittel (5) umfassen, wobei der mindestens eine Ventilator (6) entlang der Strömungsrichtung zwischen den ersten Filtermitteln (4) und den zweiten Filtermitteln (5) angeordnet istFerner betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung von mehreren Vorrichtungen zur Reinigung von Luft sowie eine softwaregestützte Applikation, insbesondere Smartphone-Applikation, für Vorrichtungen zur Reinigung von Luft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Luft, insbesondere im Außenbereich, umfassend mindestens ein Gehäuse, welches mindestens einen Lufteinlass, Filtermittel, mindestens einen Ventilator sowie mindestens einen Luftauslass aufweist.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung von mehreren Vorrichtungen zur Reinigung von Luft.
Ebenfalls betrifft die vorliegende Erfindung eine softwaregestützte Applikation, insbesondere Smartphone-Applikation, für Vorrichtungen zur Reinigung von Luft.
Der hohe Bedarf der Menschheit an elektrischer Energie, die derzeit zu einem großen Teil mittels Verbrennungskraftmaschinen aus fossilen Brennstoffen, beispielsweise Kohle, erzeugt wird, sorgt für eine erhebliche Verschmutzung der Atemluft. Ebenso verursachen die für die Mobilität der Menschheit benötigten Kraftfahrzeuge, Flugzeuge und Schiffe, die derzeit ebenfalls primär durch fossile Brennstoffe verbrennende Verbrennungskraftmaschinen angetrieben werden, erhebliche Emissionen, die die Atemluft stark belasten. Zu den Emissionen gehören neben dem bei der Verbrennung entstehenden CO₂ unter anderem auch Stickoxide NOx und Feinstäube, die die Atemluft verunreinigen. Weitere Emissionen, die die Atemluft zusätzlich belasten, können beispielsweise der Abrieb von Reifen oder beim Betrieb von Kraftfahrzeugbremsen entstehende Bremsstäube sein.
Bei der Reinigung der durch die zuvor genannten Emissionen belasteten Luft im Außenbereich ist zu beachten, dass große Mengen von Luft zu filtern sind, um eine spürbare Reinigungswirkung zu erzielen. Auch ist zu berücksichtigen, dass die Aufstellorte, an denen eine Reinigung der Luft benötigt wird, zeitlich variieren, da auch die für die Verschmutzung der Luft verantwortlichen Ursachen, wie beispielsweise von Verbrennungsmotoren angetriebene Kraftfahrzeuge, in Abhängigkeit der Zeit an unterschiedlichen Orten zur Wirkung kommen.
Aus der WO 2017/1799984 A1 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorbekannt. Die bekannte Vorrichtung ist insbesondere zur Reinigung von Luft, die durch Feinstaubpartikel verschmutzt ist, geeignet. Hierzu kommen bei der bekannten Vorrichtung unterschiedliche Filter und Luftionisatoren zum Einsatz. Die bekannte Vorrichtung wird mittels eines Installationstischs auf einer Aufstellfläche montiert und an eine Energieversorgung angeschlossen. Sie kann beispielsweise auf einem Gebäude oder in einem Wohnraum platziert werden, um die Luft in der Umgebung der Vorrichtung zu reinigen.
Nachteil der bekannten Vorrichtung ist, dass die Vorrichtung an den einmal gewählten Aufstellort gebunden ist und ein Aufstellen der Vorrichtung an einem anderen Ort mit erheblichem Aufwand und Kosten verbunden ist und die für die Vorrichtung benötigte Peripherie, beispielsweise ausreichend Aufstellfläche und ein ausreichend dimensionierter Stromanschluss, nicht immer vorhanden ist.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist, dass die Vorrichtung erhebliche Lärmemissionen verursacht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Reinigung von Luft, insbesondere im Außenbereich, eine Anordnung von mehreren Vorrichtungen zur Reinigung von Luft sowie eine softwaregestützte Applikation, insbesondere Smartphone-Applikation, für Vorrichtungen zur Reinigung von Luft bereitzustellen, die geringere Lärmemissionen verursachen als die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen.
Bezüglich der Vorrichtung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher die Filtermittel erste Filtermittel und entlang einer Strömungsrichtung stromabwärts von den ersten Filtermitteln angeordnete zweite Filtermittel umfassen, wobei der mindestens eine Ventilator entlang der Strömungsrichtung zwischen den ersten Filtermitteln (4) und den zweiten Filtermitteln (5) angeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird mit Vorteil eine Reduzierung der Lärmemissionen des Luftreinigers, die primär durch den Ventilator hervorgerufen werden, erreicht. Auch ist der Ventilator bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform des Luftreinigers aufgrund der Einbauposition hinter einem Filter einer reduzierten Anzahl an Luftpartikeln im Luftstrom ausgesetzt. Hierdurch wird der abrasive Verschleiß des Ventilators mit Vorteil reduziert. Diese erfindungsgemäßen Merkmale sind sowohl für transportierbare als auch für fest am Aufstellort verbaute, fundamentierte und/oder verankerte Ausführungsformen von Vorteil.
In Ausgestaltung der Vorrichtung ist diese transportierbar und an unterschiedlichen Aufstellorten positionierbar ausgestaltet. Hierdurch ist es möglich, die Vorrichtung von einem Aufstellort an einen anderen Aufstellort zu transportieren und dort aufzustellen. Somit kann die Vorrichtung mit geringem Aufwand an unterschiedlichen Aufstellorten betrieben werden, an denen eine Reinigung der Luft gerade erforderlich und/oder sinnvoll ist. Die Aufstellung an dem Aufstellort kann vorzugsweise mittels mechanischer und/oder hydraulischer Hubsysteme erfolgen, wobei die Hubsysteme insbesondere eine Aufstellung auf unebenen Flächen ermöglichen. Ebenfalls ist es hierdurch möglich, die Vorrichtung am Aufstellort so aufzustellen, dass beispielsweise der Fahrtwind von Kraftfahrzeugen auf der Straße die zu reinigende Luft in den Lufteinlass der Vorrichtung drückt. Auf diese Weise kann die für das Ansaugen der zu reinigenden Luft benötigte Antriebsleistung der Ventilatoren mit Vorteil reduziert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung ist der Lufteinlass bei bestimmungsgemäßer Verwendung für ein Einsaugen der Luft horizontal zu einer Aufstellfläche ausgebildet und/oder der Luftauslass ist für ein Ausblasen der Luft vertikal zu einer Aufstellfläche ausgebildet. Hierdurch wird mit Vorteil ein nicht richtungsgleiches Einsaugen und Ausblasen der Luft erreicht. Hierdurch wird einerseits mit Vorteil der Anteil angesaugter, bereits gereinigter Luft reduziert. Andererseits wird auf diese Weise mit Vorteil beispielsweise ein Aufwirbeln von Schmutz und/oder ein Abblasen von den Luftreiniger passierenden Menschen und/oder Fahrzeugen vermieden. Ebenso wird auf diese Weise in vorteilhafter Weise die Lärmemission am Luftauslass reduziert.
In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Strömungsrichtung der Luft am Lufteinlass bei bestimmungsgemäßer Verwendung im rechten Winkel zu einer Strömungsrichtung am Luftauslass ausgerichtet. Hierdurch wird mit Vorteil ein nicht richtungsgleiches Einsaugen und Ausblasen der Luft erreicht. Hierdurch wird einerseits mit Vorteil der Anteil angesaugter, bereits gereinigter Luft reduziert. Andererseits wird auf diese Weise mit Vorteil beispielsweise ein Aufwirbeln von Schmutz und/oder ein Abblasen von den Luftreiniger passierenden Menschen und/oder Fahrzeugen vermieden. Ebenso wird auf diese Weise in vorteilhafter Weise die Lärmemission am Luftauslass reduziert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass sie in Strömungsrichtung zwischen dem Lufteinlass und dem Luftauslass angeordnete Luftumlenkmittel aufweist. Die Luftumlenkmittel ermöglichen ein Umlenken der Luft, also ein Verändern der Strömungsrichtung der Luft. Luftumlenkmittel können beispielsweise hinter dem Lufteinlass und/oder vor dem Luftauslass befestigte Luftumlenkeinheiten in Form eines 90 Grad-Rohrkrümmers oder in Form eines Kastens mit zwei Öffnungen, die 90 Grad zueinander versetzt sind, sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass eine Luftumlenkmitteleintrittsfläche größer als eine Luftumlenkmittelaustrittsfläche ist, vorzugsweise ist die Luftumlenkmitteleintrittsfläche etwa dreimal so groß wie die Luftumlenkmittelaustrittsfläche. Hierdurch wird am Luftauslass mit Vorteil eine höhere Strömungsgeschwindigkeit der Luft erzeugt.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass sie Transportmittel, insbesondere ein Fahrgestell mit Rädern, aufweist. Auf diese Weise weist die Vorrichtung das für einen Transport der Vorrichtung erforderliche Transportmittel auf, sodass ein einfacher und kurzfristiger Transport der Vorrichtung möglich ist. Ein mögliches Transportmittel kann ein fest und/oder lösbar mit der Vorrichtung verbundenes Fahrgestell, ähnlich einem Fahrgestell eines Anhängers, sein. Alternativ können die Transportmittel im Rahmen der Erfindung auch LKWs, Auflieger von LKWs und/oder Flugtransporter, wie Hubschrauber und/oder Lastenzeppeline, sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Transportmittel Antriebsmittel, insbesondere durch einen Motor angetriebene Räder, aufweisen.
Hierdurch ist die Vorrichtung zur Reinigung von Luft dazu ausgebildet, sich ohne zusätzliche Hilfsmittel wie einen PKW und/oder einen LKW fortzubewegen.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass sie für eine autonome Mobilität ausgebildet ist. Auf diese Weise ist die Vorrichtung zur Reinigung von Luft als sich eigenständig von Aufstellungsort zu Aufstellungsort bewegende Vorrichtung ausgebildet. Ein Fahrer wird nicht benötigt, sodass die Vorrichtung kostengünstig und flexibel betreibbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Gehäuse die Abmessungen eines Standardcontainers aufweist. Hierdurch wird einerseits sichergestellt, dass die Abmessungen einen einfachen und kurzfristigen Transport zulassen, da die Abmessungen von Containern so ausgelegt sind, dass sie auf unterschiedliche Weisen, z. B. durch LKW oder PKW mit Anhänger, auch ohne Sondergenehmigung auf Straßen transportiert werden können. Andererseits ermöglichen die genormten Abmessungen eines Containers das Stapeln von mehreren Vorrichtungen. Hierdurch können auf einfache Weise größere Systeme mit höherer Reinigungsleistung aus mehreren Vorrichtungen erzeugt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Gehäuse bei bestimmungsgemäßer Verwendung für eine Strömungsrichtung horizontal zu einer Aufstellfläche ausgebildet ist. Diese Bauform mit horizontaler Luftführung kommt insbesondere den Abmessungen eines Standardcontainers, der seine größte Ausdehnung in horizontaler Längsrichtung aufweist, entgegen und ermöglicht einen kompakten und dennoch standardisierten Aufbau.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass sie Energieversorgungsmittel aufweist. Die Energieversorgungsmittel dienen mit Vorteil dazu, die Komponenten der Vorrichtung mit Energie, insbesondere elektrische Energie, die für den Betrieb erforderlich ist, zu versorgen.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Energieversorgungsmittel Energieerzeugungsmittel, insbesondere eine Photovoltaikanlage und/oder eine Brennstoffzelle, aufweisen. Hierdurch wird die Vorrichtung zur Reinigung von Luft am Aufstellort mit Energie, im Falle einer Photovoltaikanlage sogar mit regenerativer Energie, versorgt. Eine externe Stromversorgung ist nicht zwingend erforderlich. Die Aufstellung der Vorrichtung wird hierdurch vereinfacht, da am Aufstellort keine Stromversorgung an die Vorrichtung angeschlossen werden muss. Alternativ zu einer Photovoltaikanlage und/oder einer Brennstoffzelle können im Rahmen der Erfindung auch andere Arten von Energieerzeugungsmitteln genutzt werden. Dies können vorzugsweise Windkraftgeneratoren und/oder durch Kraftstoffe wie Gas, Benzin und/oder Diesel angetriebene Generatoren sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Energieversorgungsmittel Energieanschlussmittel, insbesondere einen Stromanschluss, aufweisen. Hierdurch wird die Vorrichtung zur Reinigung von Luft am Aufstellort mit Energie versorgt. Diese Bauform ist im Falle des Vorhandenseins einer externen Stromversorgung am Aufstellort für den Betrieb der Vorrichtung von Vorteil, da die Vorrichtung hierdurch auch für einen Betrieb bei hoher Leistungsaufnahme unabhängig von anderen Umgebungsbedingungen, insbesondere Wetterbedingungen, ausgebildet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Energieversorgungsmittel Energiespeicherungsmittel, insbesondere Batterien, aufweisen. Hierdurch wird die Vorrichtung zur Reinigung von Luft am Aufstellort mit Energie versorgt. Die in den Energiespeicherungsmitteln gespeicherte Energie kann abgerufen werden, wenn sie für den Betrieb der Vorrichtung benötigt wird. Auf diese Weise kann die Vorrichtung auch betrieben werden, wenn kein externer Stromanschluss und/oder keine Energieerzeugungsmittel vorhanden sind. Mit Hilfe der Energiespeicherungsmittel ist es auch möglich, erzeugte Überkapazitäten, beispielsweise einer Photovoltaikanlage, die nicht für den Betrieb der Vorrichtung benötigt werden, zu speichern. Auch können die Energiespeicherungsmittel im Falle einer angeschlossenen Stromversorgung mit Energie geladen werden. Alternativ zu Batterien können im Rahmen der Erfindung auch andere Arten von Energiespeicherungsmitteln genutzt werden. Dies können vorzugsweise Kondensatoren und/oder Druckluftspeicher sein.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Energieversorgungsmittel Energierückgewinnungsmittel, insbesondere einen Abluftwindgenerator, aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, einen Teil der Energie, die für den Betrieb des Ventilators zur Bewegung der Luft durch die Filter benötigt wird, wieder zurückzugewinnen, indem der Luftstrom hinter dem Filter einen Abluftwindgenerator antreibt, der elektrische Energie erzeugt, die dann in Energiespeicherungsmitteln, vorzugsweise in Batterien, gespeichert wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der Lufteinlass des Gehäuses bei bestimmungsgemäßer Verwendung auf einer Höhe im Bereich 1,5 m bis 2,5 m, vorzugsweise 2 m, oberhalb der Aufstellfläche anordenbar ist. Das Ansaugen der verunreinigten Luft in dieser Höhe ist besonders vorteilhaft, da die Konzentration an Schadstoffen und Stickoxiden in dieser Höhe über dem Boden bzw. der Straße, auf der Kraftfahrzeuge fahren, besonders hoch ist und somit eine hohe Reinigungseffizienz, ausgedrückt in Menge an Schadstoffen bzw. Feinstaubpartikeln und/oder Stickoxiden pro Zeiteinheit, erreicht werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Filtermittel Vorfiltermittel, Feinstaubfiltermittel und/oder Aktivkohlefiltermittel aufweisen. Hierbei sind die Feinstaubfiltermittel insbesondere zur Reinigung der Luft von Feinstäuben, beispielsweise Ruß, Reifen- und Bremsenabrieb, ausgebildet, während die Aktivkohlefiltermittel insbesondere zur Reinigung der Luft von Stickoxiden und anderen gasförmigen Verbrennungsrückständen ausgebildet sind. Die Vorfiltermittel, beispielsweise ein Gewebe, sind hingegen zur Vorreinigung der Luft vor dem Eintritt in die Feinstaubfiltermittel ausgebildet. Hierdurch wird mit Vorteil eine Abscheidung größerer Partikel, die die Feinstaubfiltermittel schnell zusetzen würden, erzielt.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Filtermittel, insbesondere die Vorfiltermittel, Fäden aufweisen, welche triboelektrisch durch einen Luftstrom aufladbare Trägerstoffe aufweisen, die, insbesondere vollständig, mit einer einen hydrophoben Beschichtungsstoff aufweisenden Beschichtung versehen sind. Mit einer hydrophoben Beschichtung versehene Fäden, vorzugsweise vorbekannte Fäden aus der WO 2012/003852 , laden sich an der Luft selbsttätig statisch auf, ohne dass es einer aktiven Aufladung bedarf. Ein entsprechender Faden ist daher zur Herstellung eines eine Maschenstruktur aufweisenden Filtermittels hervorragend geeignet. Denn die Eigenaufladbarkeit und das ebenfalls empirisch beobachtete langfristige Unterbinden einer Ableitung der elektrostatischen Aufladung bei geeigneter Wahl des Trägerstoffs lässt es mit Vorteil zu, die Maschenweite eines aus dem erfindungsgemäßen Faden hergestellten Gewebes in einer Größenordnung zu wählen, die für Filtermittel hervorragend geeignet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Filtermittel, insbesondere die Vorfiltermittel, Fäden aufweisen, welche einen Kern aufweisen, wobei der Kern eine Beschichtung aufweist, die wärmeaktivierbare Klebemittel zum stoffschlüssigen Verbinden mit sich selbst oder anderen Fäden umfasst, wobei der Kern einen höheren Schmelzpunkt als die Klebemittel aufweist, wobei die Beschichtung hydrophobe Abstoßmittel umfasst. Ein derartiger Faden, vorzugsweise der vorbekannte Faden aus der DE 10 2011 057 150 , erlaubt ein lokal begrenztes Verkleben von Kettfäden und Schussfäden an Knotenpunkten des Gewebes des Filtermaterials. Durch die Wahl eines wärmeaktivierbaren Klebemittels ist die Handhabung des Fadens in einem deaktivierten, nicht klebrigen Zustand, der bei allen natürlichen Umgebungstemperaturen vorliegt, völlig problemlos. Die Aktivierung des Klebemittels erfolgt auf denkbar einfache Art und Weise, nämlich durch Erhitzen. Über die Temperatur lässt sich somit sehr genau steuern, wann der Faden klebeaktiviert beziehungsweise deaktiviert ist. Hierzu erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass der Kern einen höheren Schmelzpunkt als die Klebemittel aufweist. Somit können die Klebemittel aufgeschmolzen und mithin klebeaktiviert werden, jedoch ohne dass der Kern schmilzt oder substanziell erweicht, um ein Reißen des Fadens beim Verkleben zu verhindern. Da die Temperatur eine sehr gut beherrschbare Prozessgröße ist, kann die industrielle Fertigung des Fadens und auch des Gewebes unter einfachen und damit kostengünstigen Bedingungen durchgeführt werden. Von der Erfindung umfasst sind Beschichtungen, die den Faden vollständig ummanteln, aber auch solche, die als zur Längsachse des Fadens parallele Streifen oder entlang des Umfangs des Fadens verlaufende Ringe endlicher Breite ausgebildet sind. Selbst diskrete, punktartige Beschichtungsmuster sind möglich. Der Faden ist besonders effizient zu einem Gewebe für Filtermittel verarbeitbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Ventilator als Rohrventilator und/oder als Ventilator mit regelbarem Scheibenankermotor und/oder mit rückwärts gekrümmten Schaufeln ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Ausführungsform mit Rohrventilator ist vorteilhaft, da es sich bei Rohrventilatoren typischerweise um kostengünstige, kompakt bauende Standardventilatoren handelt. Ferner ist die erfindungsgemäße Ausführungsform mit einem Ventilator mit regelbarem Scheibenankermotor und/oder mit rückwärts gekrümmten Schaufeln von Vorteil, da diese Ventilatortypen besonders energieeffizient und leise sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass mindestens einer der Ventilatoren entlang einer Strömungsrichtung zwischen den Feinstaubfiltermitteln und den Aktivkohlefiltermitteln und/oder zwischen den Vorfiltermitteln und den Feinstaubfiltermitteln angeordnet ist. Hierdurch wird mit Vorteil eine Reduzierung der Lärmemissionen des Luftreinigers, die primär durch den Ventilator hervorgerufen werden, erreicht. Auch ist der Ventilator bei dieser Ausführungsform des Luftreinigers aufgrund der Einbauposition hinter einem Filter einer reduzierten Anzahl an Luftpartikeln im Luftstrom ausgesetzt. Hierdurch wird der abrasive Verschleiß des Ventilators mit Vorteil reduziert.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Lufteinlass verjüngt ausgebildet ist, sodass eine Luftansaugfläche eine geringere Querschnittsfläche als eine Durchströmungsfläche aufweist. Auf diese Weise wird mit Vorteil die Strömungsgeschwindigkeit der angesaugten Luft am Lufteinlass erhöht, da die von der Luft durchströmte Querschnittsfläche, beispielsweise durch konisch von der Durchströmungsfläche in Richtung der Luftansaugfläche zulaufende Luftleitbleche, reduziert ist. Optimierte Strömungsverhältnisse am Lufteinlass sowie ein größerer Luftansaugbereich vor dem Lufteinlass sind die vorteilhaften Folgen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass sie eine Regelungseinheit zum Regeln einer Reinigungsleistung in Abhängigkeit einer Eingangsgröße aufweist, wobei die Regelungseinheit vorzugsweise Kommunikationsmittel zum Austausch von Daten mit einer externen Einheit und/oder einer weiteren Vorrichtung zur Reinigung von Luft aufweist. Hierdurch ist die Regelungseinheit dazu ausgelegt, Daten bzw. Informationen von Kommunikationspartnern, dies können externe Einheiten, beispielsweise externe Steuerungseinheiten, und/oder andere Vorrichtungen zur Reinigung von Luft sein, zu empfangen und Daten bzw. Informationen an diese zu senden. Kommunikationsmittel für den Austausch der Informationen können im Rahmen der Erfindung Kommunikationsgeräte für Mobilfunknetze (LTE, UMTS etc.), Kommunikationsgeräte für WLAN-Netzwerke, Kommunikationsgeräte für LAN-Netzwerke und/oder Kommunikationsgeräte für Telefon- und DSL-Netzwerke sein. Daten bzw. Informationen, die versendet und/oder empfangen werden, sind vorzugsweise Informationen über das Verkehrsaufkommen, Informationen zur Luftverschmutzung und/oder Informationen zum Betriebszustand der Vorrichtung.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass sie Mittel zur Bestimmung einer die Luftverschmutzung kennzeichnenden Größe und/oder Mittel zur Bestimmung einer das Verkehrsaufkommen kennzeichnenden Größe und/oder Mittel zum Bestimmen eines Schallpegels als Eingangsgröße für die Regelungseinheit aufweist. Hierdurch wird es in vorteilhafter Weise ermöglicht, die Reinigungsleistung der Vorrichtung in Abhängigkeit der Luftverschmutzung, in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens und/oder dem Lärm- bzw. Schallpegel zu regeln und unter Berücksichtigung der aktuellen Rahmenbedingungen eine gewünschte Reinheit der Luft zu erreichen. Die Reinigungsleistung der Vorrichtung in Abhängigkeit der Luftverschmutzung zu regeln ist vorteilhaft, da die Reinigungsleistung der Vorrichtung auf diese Weise an die aktuelle Luftverschmutzung angepasst wird. Das bedeutet, dass im Falle einer hohen Luftverschmutzung möglichst mit voller Leistung gereinigt werden sollte, während bei geringerer Luftverschmutzung eine Verringerung der Reinigungsleistung möglich ist, um Energie zu sparen. Die Reinigungsleistung der Vorrichtung in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens, also in Abhängigkeit der die Vorrichtung pro Zeiteinheit passierenden Anzahl an Kraftfahrzeugen, zu regeln ist vorteilhaft, da insbesondere in den Innenstädten Kraftfahrzeuge die primären Verursacher der Luftverschmutzung sind. Die Reinigungsleistung der Vorrichtung in Abhängigkeit des Schallpegels zu regeln ist vorteilhaft, da zu bestimmten Tageszeiten, insbesondere Nachts, gewisse Schallpegelgrenzen vor dem Hintergrund einer möglichen Lärmbelästigung nicht überschritten werden sollten. Die Mittel zur Bestimmung einer die Luftverschmutzung kennzeichnenden Größe sind vorzugsweise Sensoren zur Messung der Feinstaubkonzentration, Sensoren zur Messung der Kohlenstoffdioxidkonzentration sowie Sensoren zur Messung der Stickoxidkonzentration in der Luft. Ferner können die Mittel zur Bestimmung einer die Luftverschmutzung kennzeichnenden Größe vorzugsweise auch Sensoren zur Ermittlung der Windrichtung, des Sauerstoffgehalts, der Temperatur und/oder der Luftfeuchtigkeit umfassen. Die Mittel zur Bestimmung einer das Verkehrsaufkommen kennzeichnenden Größe sind vorzugsweise Lichtschranken, Radarsensoren, Laserscanner und/oder Kameras. Auch Verkehrsinformationsdienste, ähnlich denen von Navigationssystemen, können genutzt werden. Die Mittel zum Bestimmen eines Schallpegels sind vorzugsweise Schallpegelmessgeräte und/oder Mikrofone.
Bezüglich der Anordnung wird die Aufgabe durch eine Anordnung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher zumindest einige der Vorrichtungen zum Datenaustausch untereinander ausgebildet sind und/oder dass eine Anordnungsregelungseinheit zum Regeln einer Reinigungsleistung der Anordnung vorgesehen ist, wobei zumindest einige der Vorrichtungen zum Datenaustausch mit der Anordnungsregelungseinheit ausgebildet sind. Hierdurch ist die Anordnung in vorteilhafter Weise einerseits für einen Datenaustausch zwischen den Vorrichtungen und andererseits für einen Datenaustausch mit einer Anordnungsregelungseinheit, die die Reinigungsleistung der Vorrichtungen regeln kann, ausgebildet. Der Datenaustausch untereinander kann beispielsweise mit Kommunikationsgeräten für Mobilfunknetze (LTE, UMTS etc.), Kommunikationsgeräten für WLAN-Netzwerke, Kommunikationsgeräten für LAN-Netzwerke und/oder Kommunikationsgeräten für Telefon- und DSL-Netzwerke erfolgen. Daten bzw. Informationen, die untereinander ausgetauscht werden können, sind vorzugsweise Informationen über das Verkehrsaufkommen, Luftverschmutzungsmesswerte, Klimamesswerte, Informationen zum Verkehrsaufkommen und/oder Informationen zum Betriebszustand der Vorrichtungen, beispielsweise die aktuelle Ventilatorleistung. Die Anordnungsregelungseinheit, vorzugsweise ein Industrie-PC mit einem Kommunikationsgerät zum Datenaustausch über Mobilfunknetze, ist ebenfalls für den Empfang der Informationen ausgelegt. Die Anordnungsregelungseinheit kann entweder in eine der Vorrichtungen integriert sein oder aber unabhängig von den Vorrichtungen an einem beliebigen Ort aufgestellt sein.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass sie Luftverschmutzungsmessmittel zum Bereitstellen einer die Luftverschmutzung kennzeichnenden Eingangsgröße für die Anordnungsregelungseinheit aufweist. Auf diese Weise ist die Anordnung mit Vorteil dazu ausgelegt, die Reinigungsleistung der Vorrichtungen in Abhängigkeit der mit den Luftverschmutzungsmessmitteln ermittelten Messwerte zu regeln, da die Messwerte der Luftverschmutzungsmessmittel Eingangsgrößen der Anordnungsregeleinheit sind. Die Luftverschmutzungsmessmittel können vorzugsweise Sensoren zur Messung der Feinstaubkonzentration, Sensoren zur Messung der Kohlenstoffdioxidkonzentration und/oder Sensoren zur Messung der Stickoxidkonzentration in der Luft sein. Zusätzlich können die Luftverschmutzungsmessmittel vorzugsweise auch Sensoren zur Ermittlung der Windrichtung, des Sauerstoffgehalts, der Temperatur und/oder der Luftfeuchtigkeit umfassen. Die Sensoren können sowohl an den Vorrichtungen montiert als auch unabhängig von der Vorrichtung beispielsweise an Luftmessstationen, Gebäuden, Ampeln, Verkehrsschildern und/oder der Anordnungsregelungseinheit angebracht sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, dass sie Fahrzeugdetektionsmittel zum Bereitstellen einer das Verkehrsaufkommen kennzeichnenden Eingangsgröße für die Anordnungsregelungseinheit aufweist. Hierdurch ist die Anordnung mit Vorteil dazu ausgelegt, die Reinigungsleistung der Vorrichtungen der Anordnung in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens zu regeln und unter Berücksichtigung der aktuellen Rahmenbedingungen eine gewünschte Reinheit der Luft zu erreichen. Die Reinigungsleistung der Vorrichtung in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens, also in Abhängigkeit der die Vorrichtung pro Zeiteinheit passierenden Anzahl an Kraftfahrzeugen, zu regeln ist vorteilhaft, da insbesondere in den Innenstädten Kraftfahrzeuge die primären Verursacher der Luftverschmutzung sind. Ein Vorteil des Austauschs der Informationen zum Verkehrsaufkommen zwischen den Vorrichtungen und/oder mit der Anordnungsregelungseinheit ist, dass ein hohes Verkehrsaufkommen in unmittelbarer Umgebung eines Fahrzeugdetektionsmittels ein erhöhtes Verkehrsaufkommen bei einer Vorrichtung zur Reinigung von Luft zur Folge haben kann, wenn bekannt ist, dass die Kraftfahrzeuge aufgrund des Straßenverlaufs die Vorrichtung passieren werden. In diesem Fall kann die Reinigungsleistung der Vorrichtung bereits vor dem Eintreffen der Kraftfahrzeuge erhöht werden. Die Fahrzeugdetektionsmittel sind vorzugsweise Lichtschranken, Radarsensoren, Laserscanner und/oder Kameras. Diese können entweder an den Vorrichtungen montiert oder unabhängig von den Vorrichtungen beispielsweise an Verkehrsmessstationen, Gebäuden, Verkehrsschildern und/oder der Anordnungsregelungseinheit angebracht sein. Auch Verkehrsinformationsdienste, ähnlich denen von Navigationssystemen, können als Fahrzeugdetektionsmittel genutzt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, dass die Anordnungsregelungseinheit Servermittel aufweist, um Daten der Fahrzeugdetektionsmittel und/oder Daten der Luftverschmutzungsmessmittel in einem Datennetzwerk zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise ist die Anordnungsregelungseinheit dazu ausgelegt, die Daten der Fahrzeugdetektionsmittel und/oder die Daten der Luftverschmutzungsmessmittel in einem Datennetzwerk zur Verfügung zu stellen, sodass diese von Datennetzwerknutzern bzw. -teilnehmern auf vielfältige Weise datentechnisch weiterverarbeitet werden können. So ist es beispielsweise möglich, in dem Datennetzwerk Informationen über das aktuelle Verkehrsaufkommen und/oder die aktuelle Luftverschmutzung an den unterschiedlichen Aufstellorten zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise können beispielsweise Jogger und Fahrradfahrer auf Basis einer entsprechenden datentechnischen Auswertung eine optimale, möglichst wenig belastende Lauf- bzw. Fahrstrecke planen.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass die Anordnungsregelungseinheit dazu ausgebildet ist, erforderliche Reinigungsleistungen der Vorrichtungen auf Basis der Daten der Fahrzeugdetektionsmittel und/oder der Daten der Luftverschmutzungsmessmittel zu bestimmen und diese an die Vorrichtungen zu übermitteln. Hierdurch ist die Anordnung in vorteilhafter Weise dazu ausgebildet, die Reinigungsleistung der Vorrichtungen in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens und/oder in Abhängigkeit der Luftverschmutzung zu regeln. Die Reinigungsleistung der Vorrichtungen in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens, also in Abhängigkeit der die Vorrichtung pro Zeiteinheit passierenden Anzahl an Kraftfahrzeugen, zu regeln ist vorteilhaft, da insbesondere in den Innenstädten Kraftfahrzeuge die primären Verursacher der Luftverschmutzung sind. Die Reinigungsleistung der Vorrichtungen in Abhängigkeit der Luftverschmutzung zu regeln ist vorteilhaft, da die Reinigungsleistung der Vorrichtungen auf diese Weise an die aktuelle Luftverschmutzung angepasst wird. Das bedeutet, dass im Falle einer hohen Luftverschmutzung möglichst mit voller Leistung gereinigt werden sollte, während bei geringerer Luftverschmutzung eine Verringerung der Reinigungsleistung möglich ist, um Energie zu sparen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, dass die Anordnungsregelungseinheit dazu ausgebildet ist, auf Basis der Daten der Fahrzeugdetektionsmittel und/oder der Daten der Luftverschmutzungsmessmittel eine Verkehrsführung zu berechnen, bei der die Luftverschmutzung einen Luftverschmutzungsmaximalwert nicht überschreitet und/oder minimal ausfällt. Um sicherzustellen, dass gewisse Luftverschmutzungsmaximalwerte nicht überschritten werden, ist die Anordnungsregelungseinheit dazu ausgebildet, auf Basis der Daten der Fahrzeugdetektionsmittel und/oder der Daten der Luftverschmutzungsmessmittel alternative Verkehrsführungen zu berechnen, die eine geringere Luftverschmutzung zur Folge haben. Hierzu können beispielsweise Maßnahmen wie veränderte Ampelschaltungen, zeitweise Sperrungen von Straßen und zeitweise Einrichtungen von Einbahnstraßen ergriffen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass die Anordnungsregelungseinheit dazu ausgebildet ist, auf Basis der Daten der Fahrzeugdetektionsmittel und/oder der Daten der Luftverschmutzungsmessmittel Aufstellorte der Vorrichtungen zur Reinigung von Luft zu berechnen, bei denen ein optimales Luftreinigungsergebnis erzielt wird. Um das Luftreinigungsergebnis zu optimieren ist die Anordnungsregelungseinheit dazu ausgebildet, eine optimale geografische Anordnung, also optimale Aufstellorte, der Vorrichtungen der Anordnung zu berechnen, um unter den gegebenen Rahmenbedingungen eine möglichst optimale Reinigungswirkung der Luft zu erzielen. Basierend auf den berechneten Aufstellorten der einzelnen Vorrichtungen können dann Umpositionierungen der Vorrichtungen vorgenommen werden. Vorteilhaft ist außerdem, dass häufig davon auszugehen ist, dass sich gewisse Rahmenbedingungen, wie beispielsweise das Verkehrsaufkommen zu bestimmten Tageszeiten, wiederholen werden, sodass bereits mit einem gewissen Vorlauf Umpositionierungen vorgenommen werden können, da aus den Erfahrungen bzw. Messwertverläufen der Vergangenheit auf zukünftige Ereignisse geschlossen werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass mindestens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist. Auch Ausführungen der Anordnung, bei denen unterschiedliche Ausprägungen der Vorrichtungen zur Reinigung von Luft, insbesondere mobile Ausprägungen, Ausprägungen mit umgelenkter Luftführung und Ausprägungen mit zwischen den Filtermitteln angeordneten Ventilatoren, kombiniert werden, sind im Rahmen der Erfindung möglich.
Bezüglich der softwaregestützten Applikation wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine softwaregestützte Applikation der eingangs genannten Art gelöst, welche zur Kommunikation mit mindestens einer Regelungseinheit einer Vorrichtung zur Reinigung von Luft, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 11 bis 12, und/oder zur Kommunikation mit einer Anordnungsregelungseinheit einer Anordnung von Vorrichtungen zur Reinigung von Luft, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 13 bis 14, ausgebildet ist. Hierdurch ist die softwaregestützte Applikation in vorteilhafter Weise für eine Kommunikation mit den Regelungseinheiten einer Vorrichtung zur Reinigung von Luft und/oder zur Kommunikation mit einer Anordnungsregelungseinheit einer Anordnung von Vorrichtungen zur Reinigung von Luft ausgebildet. Die Kommunikation kann beispielsweise mit Kommunikationsgeräten für Mobilfunknetze (LTE, UMTS etc.), Kommunikationsgeräten für WLAN-Netzwerke, Kommunikationsgeräten für LAN-Netzwerke und/oder Kommunikationsgeräten für Telefon- und DSL-Netzwerke erfolgen. Daten bzw. Informationen, die untereinander kommuniziert werden können, sind vorzugsweise Informationen über das Verkehrsaufkommen, Luftverschmutzungsmesswerte, Klimamesswerte, Informationen zum Betriebszustand der Vorrichtungen, beispielsweise die aktuelle Ventilatorleistung, und/oder Steuerbefehle für die Ventilatoren der Vorrichtungen.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen softwaregestützten Applikation ist vorgesehen, dass sie zur Bereitstellung und/oder Darstellung von Informationen zur Luftverschmutzung und/oder zur Bereitstellung und/oder Darstellung von Informationen zum Verkehrsaufkommen ausgebildet ist. Hierdurch ist die softwaregestützte Applikation dazu ausgebildet, den Anwendern Informationen über das aktuelle Verkehrsaufkommen und/oder die aktuelle Luftverschmutzung an unterschiedlichen Aufstellorten zur Verfügung zu stellen und/oder darzustellen. Auf diese Weise können beispielsweise Jogger und Fahrradfahrer eine optimale, möglichst wenig belastende Lauf- bzw. Fahrstrecke planen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen softwaregestützten Applikation ist vorgesehen, dass sie zur Steuerung einer Vorrichtung zur Reinigung von Luft und/oder zur Steuerung einer Anordnung von Vorrichtungen zur Reinigung von Luft ausgebildet ist. Auf diese Weise ist die softwaregestützte Applikation für eine einfache Steuerung von Vorrichtungen zur Reinigung von Luft und/oder Anordnungen von Vorrichtungen zur Reinigung von Luft ausgebildet. Hierdurch wird es insbesondere Betreibern von Vorrichtungen zur Reinigung von Luft, beispielsweise Stadtbehörden, erheblich erleichtert, die Vorrichtungen zu steuern und diese beispielsweise kurzfristig für Wartungszwecke und oder Umpositioniervorgänge zu deaktivieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:

1: schematische Darstellung einer Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Luft in Seitenansicht - mobiler Luftreiniger;
2: schematische Darstellung einer Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Anordnung von erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Reinigung von Luft entlang einer Straße in Draufsicht;
3: schematische Darstellung einer Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Anordnung von erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Reinigung von Luft in einer Stadt in Draufsicht;
4: schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Luft in Schnittansicht - Kombinationsfiltereinheit;
5: schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Luft in perspektivischer Ansicht - mobiler Stadtluftreiniger umfassend drei Kombinationsfiltereinheiten nach 4;
6: schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Luft in perspektivischer Ansicht - Stadtluftreiniger in Gehäusebauform;
7: Seitenansicht der Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Luft nach 6 - Stadtluftreiniger in Gehäusebauform;
8: schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Luft in Schnittansicht - Kombinationsfiltereinheit waagerecht mit Luftumlenkeinheit;
9: schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Luft in perspektivischer Ansicht - mobiler Stadtluftreiniger umfassend drei Kombinationsfiltereinheiten nach 8;
10: schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Luft in Schnittansicht - Kombinationsfiltereinheit senkrecht mit Luftumlenkeinheit;
11: schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Luft in perspektivischer Ansicht - mobiler Stadtluftreiniger umfassend drei Kombinationsfiltereinheiten nach 10.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Luftreinigungseinheit 1 in Seitenansicht. Verunreinigte Luft 21 der Umgebung tritt über den Lufteinlass 3 in das Gehäuse 2 der Luftreinigungseinheit 1 ein. Die Luft 21 wird mittels eines Ventilators 6 durch einen Feinstaubfilter 4 und einen Aktivkohlefilter 5 befördert, wobei die Luft durch die beiden Filter von Schadstoffen, wie Feinstaub und Stickoxiden, gereinigt wird. Die Luft 21 wird dann mittels des Ventilators 6 über einen Abluftwindgenerator 7 durch den Luftauslass 8 wieder in die Umgebung der Luftreinigungseinheit 1 befördert. Die Luftreinigungseinheit 1 verfügt über eine Regelungseinheit 9, basierend auf einem Industrie-PC, die die Steuerung aller Funktionen der Luftreinigungseinheit 1, wie beispielsweise Ventilatorleistung, Energiemanagement und/oder Kommunikation mit peripheren Einheiten, übernimmt. Die Luftreinigungseinheit 1 ist vorliegend auf einer asphaltierten Straße 10 aufgestellt. Für den Transport verfügt die Luftreinigungseinheit 1 über ein Fahrgestell 11, das sowohl Räder 12 zum Fahren bzw. Rollen sowie Stützen 13 für einen stabilen Stand aufweist. Für einen autarken Betrieb ohne externen Stromanschluss verfügt die Luftreinigungseinheit 1 über eine Photovoltaikanlage 14, die auf dem Gehäuse 2 der Luftreinigungseinheit 1 befestigt ist und bei gegebener Sonneneinstrahlung Strom erzeugt. Ebenfalls besitzt die Luftreinigungseinheit 1 einen Stromanschluss 15, über den eine externe Stromquelle zum Betreiben der Luftreinigungseinheit 1 angeschlossen werden kann. Darüber hinaus ist eine Batterie 16 auf dem Gehäuse 2 befestigt, die die von der Photovoltaikanlage 14 erzeugte elektrische Energie speichern kann. Diese kann zum Betrieb der Luftreinigungseinheit 1 verwendet werden. Um die Verunreinigung der Luft 21 sowohl am Lufteinlass 3 als auch am Luftauslass 8 bestimmen zu können, verfügt die Luftreinigungseinheit sowohl am Lufteinlass 3 als auch am Luftauslass 8 über Feinstaubsensoren 17 und Stickoxidsensoren 18.
Um das aktuelle Verkehrsaufkommen bestimmen zu können, befindet sich auf dem Gehäuse eine Verkehrskamera 20, die alle vorbeifahrenden Kraftfahrzeuge erfasst. Auch der aktuelle Schallpegel wird mit einem Schallpegelmessgerät (26) erfasst. Für die Kommunikation besitzt die Luftreinigungseinheit ein Kommunikationsgerät für Mobilfunknetze (LTE) 19, mit dem die Regelungseinheit 9 Informationen mit peripheren Einheiten, z. B. anderen Luftreinigungseinheiten und/oder dezentralen Steuerungen, austauschen kann.
2 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung von mehreren Luftreinigungseinheiten 1 entlang einer Straße in Draufsicht. Die Luftreinigungseinheiten 1 sind vorliegend entlang einer von Kraftfahrzeugen 22 befahrenen Straße 23 aufgestellt. Die Luftreinigungseinheiten 1 kommunizieren mittels ihrer Kommunikationsgeräte für Mobilfunknetze (LTE) 19 mit der Anordnungsregelungseinheit 24. Ebenfalls befindet sich an der Straße eine dezentrale Luftmesseinheit 25, die mittels eines Feinstaubsensors 17 und eines Stickoxidsensors 18 Luftmesswerte bestimmt und diese mit einem Kommunikationsgerät für Mobilfunknetze (LTE) 19 an die Anordnungsregelungseinheit 24 kommuniziert.
3 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung von mehreren Luftreinigungseinheiten 1, Luftmesseinheiten 25 und eine Anordnungsregelungseinheit 24 in einer Stadt auf einem Stadtplan in Draufsicht. Die Luftreinigungseinheiten 1 und die Luftmesseinheiten 25 sind über das gesamte abgebildete Stadtgebiet verteilt und mittels der Kommunikationsgeräte für Mobilfunknetze (LTE) 19 und der Anordnungsregelungseinheit 24 informationstechnisch miteinander verbunden. Die 3 verdeutlicht außerdem, dass durch die in den einzelnen Luftreinigungseinheiten 1 integrierten Feinstaubsensoren 17 und Stickoxidsensoren 18 sowie die Luftmesseinheiten 25 Luftqualitätswerte für zahlreiche Standorte vorliegen. Gleiches gilt für die durch die in den einzelnen Luftreinigungseinheiten 1 integrierten Verkehrskameras 20 bereitgestellten Verkehrsinformationen.
4 zeigt in schematischer Darstellung eine Kombinationsfiltereinheit 27 für eine Luftreinigungseinheit in Schnittansicht. Verunreinigte Luft der Umgebung 21 tritt über den mit Luftleitblechen 29 verjüngten Lufteinlass 3 in die Kombinationsfiltereinheit 27 ein. Durch die Luftleitbleche 29 wird die Strömungsgeschwindigkeit der angesaugten Luft 21 am Lufteinlass 3 im Bereich der Luftansaugfläche 35 gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Durchströmungsfläche 36 erhöht. Die Luft 21 wird mittels zweier parallel zur Strömungsrichtung nebeneinander angeordneten Ventilatoren 6 durch einen Vorfilter 28 und einen Feinstaubfilter 4, vorliegend ein Taschenfilter, befördert, wobei die Luft 21 durch die beiden Filter von Schadstoffen, insbesondere Feinstaub, gereinigt wird. Die Luft 21 wird dann mittels der Ventilatoren 6 durch einen Aktivkohlefilter 5 über den Luftauslass 8 wieder in die Umgebung der Kombinationsfiltereinheit 27 befördert. Die Ventilatoren 6 sind zwischen dem Feinstaubfilter 4 und dem Aktivkohlefilter 5 verbaut, um die Lärmemissionen der Kombinationsfiltereinheit 27 möglichst gering zu halten. Wie im Weiteren ausführlich erläutert, können mehrere Kombinationsfiltereinheiten 27 zu einer Luftreinigungseinheit kombiniert werden.
5 zeigt in perspektivischer Ansicht eine schematische Darstellung einer mobilen Luftreinigungseinheit 1. Die Luftreinigungseinheit 1 umfasst drei Kombinationsfiltereinheiten 27 nach 4, die auf einem Fahrgestell 11 mit Gehäuse 3 montiert sind und jeweils einen Lufteinlass 3 und einen Luftauslass 8 aufweisen. Das Fahrgestell 11 umfasst Räder 12, um beispielsweise von einem Kraftfahrzeug transportiert werden zu können. Ebenso umfasst das Fahrgestell 11 Stützen 13, um beispielsweise an einem Ort, an dem die Luft gereinigt werden soll, aufgestellt werden zu können und Unebenheiten im Untergrund ausgleichen zu können. Im vorderen Teil des Gehäuses 3 der Luftreinigungseinheit 1 sind in einem Stauraum 34 Batterien 16 angeordnet, die die Kombinationsfiltereinheiten 27 der Luftreinigungseinheit 1, insbesondere die Ventilatoren 6 der Kombinationsfiltereinheiten 27, siehe 4, mit Strom versorgen. Die Batterien 16 werden mit Brennstoffzellen 30 geladen, die wiederum durch Methanoltanks 30 mit Brennstoff, vorliegend Methanol, versorgt werden.
6 zeigt in perspektivischer Ansicht eine schematische Darstellung einer Luftreinigungseinheit 1 in Gehäusebauform, die drei nicht dargestellte Kombinationsfiltereinheiten 27 aus 4 im Inneren des Gehäuses 2 umfasst. Mittels höhenverstellbarer Stützen 13 ist die Luftreinigungseinheit 1 an einem Ort, an dem verunreinigte Luft 21 gereinigt wird, aufgestellt. Die verunreinigte Luft 21 der Umgebung dringt über einen in das Gehäuse 2 integrierten Lufteinlass 3 in die Luftreinigungseinheit 1 ein, durchströmt die Kombinationsfiltereinheiten 27, wie in Bezug auf 4 beschrieben, und tritt danach wieder durch einen in eine Flügeltür 32 integrierten Luftauslass 8 in die Umgebung aus. In einem Stauraum 34 der Luftreinigungseinheit 1 befinden sich Batterien 16, die die Kombinationsfiltereinheiten 27, insbesondere die Ventilatoren 6 der Kombinationsfiltereinheiten, siehe 4, mit Strom versorgen. Die Batterien 16 werden mit Brennstoffzellen 30 geladen, die wiederum durch Methanoltanks 30 mit Brennstoff, vorliegend Methanol, versorgt werden. Ebenso können die Batterien durch eine Photovoltaikanlage 14, die sich auf dem Gehäuse 2 der Luftreinigungseinheit 1 befindet, geladen werden.
7 zeigt in Seitenansicht die Luftreinigungseinheit 1 aus 6. Wie zu erkennen, umfasst die Luftreinigungseinheit 1 ein Auszugsystem 33, um Kombinationsfiltereinheiten 27 aus 4 in das Gehäuse 2 der Luftreinigungseinheit 1 einzusetzen. Hierzu wird eine Flügeltür 32, die einen Lufteinlass 3 aufweist, geöffnet. Das Auszugsystem 33 erleichtert sowohl das Einsetzen als auch das Entfernen der Kombinationsfiltereinheiten 27, da diese durch das Auszugsystem 33 geführt sind. Auch eine Wartung der Kombinationsfiltereinheiten 27 wird auf diese Weise mit Vorteil erleichtert, In einem Stauraum 34 des Gehäuses 2 der Luftreinigungseinheit 1, der durch eine Flügeltür 32 zugänglich ist, befinden sich Batterien 16, die die Kombinationsfiltereinheiten 27, insbesondere die Ventilatoren 6 der Kombinationsfiltereinheiten, siehe 4, mit Strom versorgen. Die Batterien 16 werden mit Brennstoffzellen 30 geladen, die wiederum durch Methanoltanks 30 mit Brennstoff, vorliegend Methanol, versorgt werden. Ebenso können die Batterien durch eine Photovoltaikanlage 14, die sich auf dem Gehäuse 2 der Luftreinigungseinheit 1 befindet, geladen werden.
8 zeigt in schematischer Darstellung eine Kombinationsfiltereinheit 127 für eine Luftreinigungseinheit in Schnittansicht. Der Aufbau entspricht der Kombinationsfiltereinheit 27 aus 4. Abweichend zu der Ausgestaltungsform in 4 wird die Luft 21 jedoch durch eine Luftumlenkeinheit 137 vor dem Luftauslass 108 um 90 Grad umgelenkt, sodass die Luft 21 am Luftauslass 108 um 90 Grad umgelenkt zur Luftströmungsrichtung im Gehäuse 2 sowie zur Luftströmungsrichtung am Lufteinlass 3 aus der Kombinationsfiltereinheit 127 ausgeblasen wird. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Kombinationsfiltereinheit 127 bedeutet dies, dass die Luft 21 am Lufteinlass 3 waagerecht mittels der Ventilatoren 6 in die Kombinationsfiltereinheit 127 eingesaugt wird und am Luftauslass 108 mittels der Ventilatoren 6 senkrecht nach oben, also entgegengesetzt zum Schwerefeld der Erde, aus der Kombinationsfiltereinheit 127 ausgeblasen wird. Vorliegend ist die Luftumlenkeinheit 137 aus vier Blechen zu einem Kasten mit zwei 90 Grad zueinander versetzten Öffnungen zusammengeschweißt.
9 zeigt in perspektivischer Ansicht eine schematische Darstellung einer mobilen Luftreinigungseinheit 1. Der Aufbau der Luftreinigungseinheit 1 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der Luftreinigungseinheit aus 5. Abweichend zu der Ausgestaltungsform in 5 umfasst die Luftreinigungseinheit 1 jedoch drei Kombinationsfiltereinheiten 127 nach 8, sodass die Luft 21 am Luftauslass 108 um 90 Grad umgelenkt zur Ansaugrichtung der Luft 21 am Lufteinlass 3 aus der Kombinationsfiltereinheit 127 ausgeblasen wird. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Luftreinigers 1 bedeutet dies, dass die Luft 21 waagerecht an den Lufteinlässen 3 in die Kombinationsfiltereinheiten 127 der Luftreinigungseinheit 1 eingesaugt und senkrecht nach oben, also entgegengesetzt zum Schwerefeld der Erde, an den Luftauslässen 108 aus den Kombinationsfiltereinheiten 127 der Luftreinigungseinheit 1 ausgeblasen wird.
10 zeigt in schematischer Darstellung eine Kombinationsfiltereinheit 227 für eine Luftreinigungseinheit in Schnittansicht. Der Aufbau entspricht der Kombinationsfiltereinheit 127 aus 8. Abweichend zu der Ausgestaltungsform in 8 ist die Kombinationsfiltereinheit 227 jedoch nicht für einen waagerechten, sondern einen senkrechten Betrieb ausgelegt. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Kombinationsfiltereinheit 227 bedeutet dies, dass die Luft 21 am Lufteinlass 3 senkrecht nach oben, also entgegengesetzt zum Schwerefeld mittels der Ventilatoren 6 in die Kombinationsfiltereinheit 227 eingesaugt wird und am Luftauslass 208 mittels der Ventilatoren 6 waagerecht aus der Kombinationsfiltereinheit 27 ausgeblasen wird.
11 zeigt in perspektivischer Ansicht eine schematische Darstellung einer mobilen Luftreinigungseinheit 1. Der Aufbau der Luftreinigungseinheit 1 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der Luftreinigungseinheit aus 9. Abweichend zu der Ausgestaltungsform in 9 umfasst die Luftreinigungseinheit 1 jedoch drei Kombinationsfiltereinheiten 227 nach 10, sodass die Luft 21 bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Luftreinigungseinheit 1 senkrecht nach oben, also entgegengesetzt zum Schwerfeld der Erde an den Lufteinlässen 3 in die Kombinationsfiltereinheiten 227 der Luftreinigungseinheit 1 eingesaugt und waagerecht an den Luftauslässen 208 aus den Kombinationsfiltereinheiten 227 der Luftreinigungseinheit 1 ausgeblasen wird.
Im Folgenden wird die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Luft, der Anordnung von mehreren Vorrichtungen zur Reinigung von Luft sowie der softwaregestützten Applikation für Vorrichtungen zur Reinigung von Luft erläutert:
Die Luftreinigungseinheit 1 wird, sofern bei der Bauform vorhanden, mittels des Fahrgestells 11 an den Aufstellort transportiert und auf der Aufstellfläche, hier einer asphaltierten Straße 10, mittels der Stützen 13 positioniert. Anschließend wird die Luftreinigungseinheit 1 mittels des Stromanschlusses 15 an eine externe Stromquelle angeschlossen, um die elektrische Energie zum Betrieb bereitzustellen, und in Betrieb genommen. Insofern keine externe Stromquelle vorhanden ist oder die Luftreinigungseinheit 1 keinen Stromanschluss 15 aufweist, erfolgt der Betrieb mittels der Photovoltaikanlage 14 und/oder der in den Batterien 16 gespeicherten elektrischen Energie, die in Abhängigkeit der Bauform entweder über eine Brennstoffzelle 30, den Stromanschluss 15 oder die Photovoltaikanlage 14 geladen werden.
Sobald die Luftreinigungseinheit 1 in Betrieb genommen wurde, wird die Luft 21 der Umgebung mittels dem bzw. den Ventilator/en 6 über den Lufteinlass 3 durch den Feinstaubfilter 4 und den Aktivkohlefilter 5 befördert und von Verunreinigungen wie Feinstaub und Stickoxiden gereinigt, wobei der Ventilator 6 bzw. die Ventilatoren 6 bei einigen Bauformen zwischen dem Feinstaubfilter 4 und dem Aktivkohlefilter 5 verbaut sind. Bei einigen Bauformen kann auch ein Vorfilter 28 vorhanden sein. Entlang der Luftführung im Gehäuse 2 der Luftreinigungseinheit 1 kann die Luft 21 bei einigen Bauformen weiter über einen Abluftwindgenerator 7 befördert werden, mit dem ein Teil der für die Beförderung der Luft 21 benötigten Energie zurückgewonnen wird. Anschließend wird die Luft 21 über den Luftauslass 8, 108, 208 wieder an die Umgebung abgegeben.
Während des Betriebs werden permanent am Lufteinlass 3 und am Luftauslass 8 Messwerte mit Feinstaubsensoren 17 und Stickoxidsensoren 18 ermittelt, um die Reinigungswirkung der Luftreinigungseinheit 1 beurteilen zu können. Ebenfalls werden während des Betriebs permanent mittels einer Verkehrskamera 20 Daten zum aktuellen Verkehrsaufkommen aufgezeichnet. Sowohl die Daten der Verkehrskamera 20 als auch die Messwerte der Feinstaubsensoren 17 und Stickoxidsensoren 18 werden an die Regelungseinheit 9 übertragen. Die Regelungseinheit 9 nutzt diese Daten und Messwerte einerseits für einen verkehrs- und luftverschmutzungsgesteuerten Betrieb der Luftreinigungseinheit 1. Andererseits überträgt die Steuerungseinheit 9 die Daten und Messwerte mittels des Kommunikationsgeräts für Mobilfunknetze (LTE) 19 an die Anordnungsregelungseinheit 24. Die Anordnungsregelungseinheit 24 erhält darüber hinaus Messdaten von anderen Luftreinigungseinheiten 1 und dezentralen Luftmesseinheiten 25, die einerseits für einen koordinierten Betrieb der Luftreinigungseinheiten 1 genutzt werden und andererseits mittels eines in der Anordnungsregelungseinheit 24 integrierten Servers Nutzern einer Smartphone-Applikation zur Verfügung gestellt werden.
Somit sind verschiedene Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Reinigung von Luft, insbesondere im Außenbereich, einer Anordnung von mehreren Vorrichtungen zur Reinigung von Luft sowie einer softwaregestützten Applikation, insbesondere Smartphone-Applikation, für Vorrichtungen zur Reinigung von Luft angegeben, die kostengünstig und einfach anwendbar ist, und es dem Anwender ermöglicht, Luft zu beliebigen Zeiten an beliebigen Orten von Schadstoffen zu reinigen.
Bezugszeichenliste

1: Luftreinigungseinheit
2: Gehäuse
3: Lufteinlass
4: Feinstaubfilter
5: Aktivkohlefilter
6: Ventilator
7: Abluftwindgenerator
8: Luftauslass
9: Regelungseinheit
10: Asphaltierte Straße
11: Fahrgestell
12: Räder
13: Stützen
14: Photovoltaikanlage
15: Stromanschluss
16: Batterie
17: Feinstaubsensor
18: Stickoxidsensor
19: Kommunikationsgerät für Mobilfunknetze (LTE)
20: Verkehrskamera
21: Luft
22: Kraftfahrzeug
23: Straße
24: Anordnungsregelungseinheit
25: Dezentrale Luftmesseinheit
26: Schallpegelmessgerät
27: Kombinationsfiltereinheit
28: Vorfilter
29: Luftleitblech
30: Brennstoffzelle
31: Methanoltanks
32: Flügeltüren
33: Auszugsystem
34: Stauraum
35: Luftansaugfläche
36: Durchströmungsfläche
108: Luftauslass
127: Kombinationsfiltereinheit
137: Luftumlenkeinheit
138: Luftumlenkeinheitseintrittsfläche
139: Luftumlenkeinheitsaustrittsfläche
208: Luftauslass
227: Kombinationsfiltereinheit
237: Luftumlenkeinheit
238: Luftumlenkeinheitseintrittsfläche
239: Luftumlenkeinheitsaustrittsfläche

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

WO 2017/1799984 A1 [0006]
WO 2012/003852 [0029]
DE 102011057150 [0030]

Claims

Vorrichtung zur Reinigung von Luft, insbesondere im Außenbereich, umfassend mindestens ein Gehäuse (2), welches mindestens einen Lufteinlass (3), Filtermittel (4, 5), mindestens einen Ventilator (6) sowie mindestens einen Luftauslass (8, 108, 208) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermittel erste Filtermittel (4) und entlang einer Strömungsrichtung stromabwärts von den ersten Filtermitteln (4) angeordnete zweite Filtermittel (5) umfassen, wobei der mindestens eine Ventilator (6) entlang der Strömungsrichtung zwischen den ersten Filtermitteln (4) und den zweiten Filtermitteln (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) die Abmessungen eines Standardcontainers aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) bei bestimmungsgemäßer Verwendung für eine Strömungsrichtung horizontal zu einer Aufstellfläche (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (3) des Gehäuses (2) bei bestimmungsgemäßer Verwendung auf einer Höhe im Bereich 1,5 m bis 2,5 m, vorzugsweise 2 m, oberhalb einer Aufstellfläche (10) anordenbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Filtermittel und/oder die zweiten Filtermittel Vorfiltermittel (28), Feinstaubfiltermittel (4) und/oder Aktivkohlefiltermittel (5) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermittel (4, 5), insbesondere die Vorfiltermittel (28), Fäden aufweisen, welche triboelektrisch durch einen Luftstrom aufladbare Trägerstoffe aufweisen, die, insbesondere vollständig, mit einer einen hydrophoben Beschichtungsstoff aufweisenden Beschichtung versehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermittel (4, 5), insbesondere die Vorfiltermittel (28), Fäden aufweisen, welche einen Kern aufweisen, wobei der Kern eine Beschichtung aufweist, die wärmeaktivierbare Klebemittel zum stoffschlüssigen Verbinden mit sich selbst oder anderen Fäden umfasst, wobei der Kern einen höheren Schmelzpunkt als die Klebemittel aufweist, wobei die Beschichtung hydrophobe Abstoßmittel umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (6) als Rohrventilator und/oder als Ventilator mit regelbarem Scheibenankermotor und/oder mit rückwärts gekrümmten Schaufeln ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Ventilatoren (6) entlang einer Strömungsrichtung zwischen den Feinstaubfiltermitteln (4) und den Aktivkohlefiltermitteln (5) und/oder zwischen den Vorfiltermitteln (28) und den Feinstaubfiltermitteln (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (3) verjüngt ausgebildet ist, sodass eine Luftansaugfläche (35) eine geringere Querschnittsfläche als eine Durchströmungsfläche aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Regelungseinheit (9) zum Regeln einer Reinigungsleistung in Abhängigkeit einer Eingangsgröße aufweist, wobei die Regelungseinheit (9) vorzugsweise Kommunikationsmittel (19) zum Austausch von Daten mit einer externen Einheit und/oder einer weiteren Vorrichtung (1) zur Reinigung von Luft (21) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur Bestimmung einer die Luftverschmutzung kennzeichnenden Größe (17, 18) und/oder Mittel zur Bestimmung einer das Verkehrsaufkommen kennzeichnenden Größe (20) und/oder Mittel zum Bestimmen eines Schallpegels (26) als Eingangsgröße für die Regelungseinheit aufweist.
Anordnung von mehreren Vorrichtungen zur Reinigung von Luft nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Vorrichtungen (1) zum Datenaustausch untereinander ausgebildet sind und/oder dass eine Anordnungsregelungseinheit (24) zum Regeln einer Reinigungsleistung der Anordnung vorgesehen ist, wobei zumindest einige der Vorrichtungen (1) zum Datenaustausch mit der Anordnungsregelungseinheit (24) ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
Softwaregestützte Applikation, insbesondere Smartphone-Applikation, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Kommunikation mit mindestens einer Regelungseinheit (9) einer Vorrichtung (1) zur Reinigung von Luft (21), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 11 bis 12, und/oder zur Kommunikation mit einer Anordnungsregelungseinheit (24) einer Anordnung von Vorrichtungen (1) zur Reinigung von Luft (21), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 13 bis 14, ausgebildet ist.
Softwaregestützte Applikation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Bereitstellung und/oder Darstellung von Informationen zur Luftverschmutzung und/oder zur Bereitstellung und/oder Darstellung von Informationen zum Verkehrsaufkommen ausgebildet ist.
Softwaregestützte Applikation nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Steuerung einer Vorrichtung (1) zur Reinigung von Luft (1) und/oder zur Steuerung einer Anordnung von Vorrichtungen (1) zur Reinigung von Luft (21) ausgebildet ist.