DE102021119736A1

DE102021119736A1 - Raumluftreiniger

Info

Publication number: DE102021119736A1
Application number: DE102021119736.8A
Authority: DE
Inventors: Sven Steffmann; Anton Wolf
Original assignee: Woco GmbH and Co KG
Current assignee: Woco GmbH and Co KG
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-02-02
Also published as: EP4124388A3; EP4124388A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Raumluftreiniger, umfassend einen Elektroabscheider, mit einer Gegenelektrode und einer Emissionselektrode zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft; einen Flüssigkeitsspeicher; und eine Flüssigkeitsförderung zum Benetzen der Gegenelektrode mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsspeicher, wobei die Flüssigkeitsförderung hin zur Gegenelektrode zwei hintereinander geschaltete Überlaufkanten aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Luftreinigung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, nämlich einen Raumluftreiniger, und ein Verfahren zum Behandeln, insbesondere Befeuchten, Reinigen und/oder Waschen, von Luft, wie einen Luftbefeuchter, einen Luftreiniger, einen Luftwäscher oder dergleichen.
Gattungsgemäße Raumluftreiniger, auch Luftbehandlungsvorrichtungen genannt, dienen dazu, Luft, welche in geschlossenen Räumen und/oder Gebäuden vorhanden ist, aufzubereiten, insbesondere zu reinigen, zu befeuchten und/oder zu waschen. Die Luftbehandlungsvorrichtungen können zahlreiche Anwendungsgebiete haben, beispielsweise in der Medizintechnik oder in der Gesundheitsindustrie, insbesondere in Arztpraxen, Isolationsräumen, Krankenzimmern, Intensivstationen oder Reinsträumen, im Privathaushalt, insbesondere in Schlafräumen, Wohnräumen, Küchen oder Kinderzimmern, in öffentlichen oder Industriegebäuden, wie Museen, Theater, Regierungsgebäude oder Büroräumen, und/oder in der Mobilität, beispielsweise für die Fahrzeuginnenraumreinigung insbesondere bei Taxis, Mietwagen oder Fahrzeug-Sharing-Konzepten. Beispielsweise handelt es sich bei den Luftbehandlungsvorrichtungen um Standgeräte und/oder um Elektro-Kleingeräte, welche in Gebäuden bzw. Räumen auf dem Boden oder auch auf Ablagen, wie Tischen, abgestellt werden können.
In der Regel sind Raumluftreiniger mit mehrschichtigen Filtersystemen ausgestattet. Dabei wird ein hochwirksamer Schwebstofffilter durch weitere Filter ergänzt, so dass die angesaugte Raumluft gereinigt und von Schadstoffen befreit wird. Luftwäscher arbeiten hingegen i.d.R. ohne zusätzliche Filter und führen die Luft durch ein Wasserbad, wo sie gereinigt und zugleich befeuchtet wird.
An die Luftbehandlung werden immer höhere Anforderungen gestellt. Dies hängt zum einen mit sich verschärfenden gesetzlichen Anforderungen als auch mit dem stetig wachsenden Gesundheitsbewusstsein der Bevölkerung zusammen. Insbesondere der in der Luft vorhandene Feinstaub, welcher Feststoffpartikel im µg/m³-Bereich aufweist, hat sich dabei als besonders kritisch erwiesen. Feinstaub kann ferner Bakterien, Pollen, Viren, Sporen, Fasern oder ähnliches beinhalten. Es existieren im Allgemeinen zwei Gattungen von Luftbehandlungsvorrichtungen, nämlich passive Luftbehandlungsvorrichtungen und aktive Luftbehandlungsvorrichtungen. Bei passiven Luftbehandlungsvorrichtungen wird keine zusätzliche Energie in das System eingebracht, um die Luft aufzubereiten. Aktive Luftbehandlungsvorrichtungen kennzeichnen sich dadurch, dass zusätzliche Energie aufgewendet wird, um die Luftbehandlung durchzuführen. Bekannte Luftbehandlungsvorrichtungen sind in ihrer Effektivität bezüglich der Luftbehandlung beschränkt. Insbesondere die passiven Systeme sind nicht dazu imstande, auch die Feinstaubpartikel effektiv aus der Luft zu trennen.
Im Stand der Technik existieren ferner bereits Ansätze für Luftbehandlungsvorrichtungen, in denen die Elektroabscheide-Technologie eingesetzt wird. Derartige Systeme haben aber den prinzipiellen Nachteil, dass trockene Partikel und damit Nichtaerosole nur schwer auf einer Gegenelektrode zu sammeln und abzutransportieren sind. Feinstäube werden entweder nach dem Kontakt mit der Gegenelektrode durch den Luftstrom wieder mitgenommen oder „verklumpen“ zu einer nicht elektrisch leitfähigen Masse auf der Gegenelektrode. Damit ist zum einen der Abscheidegrad stark von der Aerodynamik des Luftstromes abhängig, zum anderen leidet die Funktion der Gegenelektrode durch die Reduktion ihrer notwendigen elektrischen Leitfähigkeit.
Um eine Verschmutzung der Gegenelektrode zu vermeiden und einen sicheren Abtransport der abgeschiedenen Partikel sicherzustellen, wird vereinzelt bereits eine Flüssigkeit zur Benetzung der Gegenelektrode und zu dessen Umspülung eingesetzt. Beispielsweise offenbart EP 1919626 A1 einen Luftreiniger mit einer mit einem Flüssigkeitsfilm benetzten Gegenelektrode. Der Luftreiniger gemäß EP 1919626 A1 ist allerdings darauf angewiesen, dass er stets in der Waage steht, damit die Gegenelektrode zuverlässig und gleichmäßig benetzt werden kann. Ein weiterer Nachteil wurde dahingehend identifiziert, dass die Flüssigkeit unruhig bzw. mit einer recht hohen Geschwindigkeit zur Gegenelektrode gefördert wird, sodass es schwierig ist, die Gegenelektrode kontrolliert mit Wasser zu versorgen bzw. die Flüssigkeitsmenge kontrolliert einzustellen. Dies hängt insbesondere mit der Umwälzgeschwindigkeit der die Flüssigkeit fördernden Pumpe zusammen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu überwinden, insbesondere einen Raumluftreiniger mit erhöhter Abscheideeffizienz und/oder geringerer Tendenz zum Verschmutzen bereitzustellen, wobei insbesondere der Betrieb des Raumluftreinigers unabhängig von dessen Orientierung ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Danach ist ein Raumluftreiniger zum Reinigen, Befeuchten und/oder Waschen von Luft bereitgestellt. Die Luft kann beispielsweise mit festen und/oder flüssigen Partikeln, insbesondere Verunreinigungen, versehen sein, die mittels des erfindungsgemäßen Raumluftreinigers wenigstens teilweise aus der Luft getrennt werden können. Bei der Luft handelt es sich insbesondere um Luft, welche in geschlossenen Räumen und/oder Gebäuden vorhanden ist, wie Raumluft, und mit welcher Menschen direkt in Kontakt geraten können. Beispielsweise handelt es sich bei dem Raumluftreiniger um ein Elektrokleingerät und/oder ein Standgerät, welches in Gebäuden beziehungsweise in Räumen ab- bzw. aufgestellt werden kann oder welches in eine Raum- und/oder Gebäudebelüftung, wie beispielsweise eine Fahrzeuginnenraumbelüftung, integriert sein kann. Neben der Möglichkeit, dass der Raumluftreiniger als eigenständiges Gerät, insbesondere Standgerät, ausgebildet sein kann, ist es auch möglich, den erfindungsgemäßen Raumluftreiniger in Lüftungsanlagen, Dunstabzugshauben oder sonstige in einem Raum eines Gebäudes oder einem Raum eines Fahrzeugs angeordnete Belüftungssysteme zu integrieren. Der Raumluftreiniger kann dazu in der Lage sein, die Luft von flüssigen Partikeln, wie Fett- oder Ölpartikeln, sowie von Feinstaub-Festpartikeln zu befreien, und zwar selbst für Feststoffpartikelkonzentrationen im µg/m³-Bereich. Insbesondere ist der Raumluftreiniger dazu in der Lage, die Feinstaub-Grenzwerte einzuhalten, wobei beispielsweise ein Feinstaub-Grenzwert PM10 von 40 µg/m³ erreichbar ist. Als Feinstaubpartikel werden Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von 10 µm oder kleiner verstanden.
Ein erfindungsgemäßer Raumluftreiniger umfasst einen Elektroabscheider mit einer Gegenelektrode und einer Emissionselektrode zum Abscheiden der flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft. Die Emissionselektrode kann beispielsweise als ein Array an Emissionselektroden ausgebildet sein.
Der Elektroabscheider kann als Plasmaabscheider ausgebildet sein. Die Gegenelektrode und die Emissionselektrode können voneinander isoliert sein und/oder jeweils aus einem Stück hergestellt sein. Die Emissionselektrode, auch Sprühelektrode genannt, dient im Wesentlichen zur Emission insbesondere negativ geladener Teilchen. Die Gegenelektrode, auch Niederschlagselektrode genannt, bildet den Gegenpol. Beispielsweise kann der Raum zwischen Emissionselektrode und Gegenelektrode als Abscheideraum bezeichnet werden, in dem die festen und/oder flüssigen Partikel aus der zu behandelnden Luft abgeschieden werden. Während des Betriebs des Elektroabscheiders ist eine elektrische Hochspannung zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode angelegt, sodass ein Hochspannungsfeld zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode generiert wird. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 bis 16 kV, insbesondere im Bereich von 11 bis 14 kV. Insbesondere wird der Elektroabscheider unterhalb der Durchschlag- bzw. Überschlagspannung betrieben. Als Durchschlagspannung, auch Überschlagspannung genannt, wird diejenige Spannung bezeichnet, welche überschritten werden muss, damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material beziehungsweise einen Stoff, zum Beispiel einen Isolator oder Gas, erfolgt. Beispielweise kann das dem Elektroabscheider zugrundeliegende Prinzip der Ladungserzeugung die Stoßionisation sein. Mit Überschreiten der sogenannten Corona-Einsatzfeldstärke treten Elektronen aus der Emissionselektrode aus und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Luftmolekülen, wodurch sich eine sogenannte negative Corona bildet. In der Luft vorhandene freie Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Corona stark beschleunigt, sodass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen der freien Elektronen auf Luftmoleküle können weitere Elektronen abgespalten werden oder sich an die Luftmoleküle anlagern. Die negativen Ladungen bewegen sich dann in Richtung der neutral geladenen Gegenelektrode. Die Gegenelektrode kann beispielsweise geerdet sein und/oder auf Massepotenzial liegen. Beim Eintritt eines partikelgeladenen Gasstroms lagern sich die negativ geladenen Ladungen an den Partikeln an. Durch die einwirkende elektrostatische Kraft des Gleichspannungsfeldes, welche quer zur Strömungsrichtung der Luft durch den Raumluftreiniger orientiert sein kann, wandern die negativ aufgeladenen Partikel in Richtung der Gegenelektrode, wo sie ihre Ladung abgeben können und von der Gegenelektrode entfernt werden können. Auf diese Weise können die Partikel aus dem Luftstrom separiert werden. Die vorliegende Erfindung deckt auch Ausführungen ab, bei denen anstatt der negativen Corona bzw. der negativ geladenen Ladungen eine positive Corona bzw. eine positiv geladene Ladung erzeugt wird. Zur Vermeidung von Wiederholungen beschränkt sich die Beschreibung der Erfindung auf die Ausführung der negativen Ladungssituation.
Der Raumluftreiniger umfasst außerdem einen Flüssigkeitsspeicher und eine mit dem Flüssigkeitsspeicher verbundene Flüssigkeitsförderung zum Benetzen der Gegenelektrode mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsspeicher.
Während des Betriebs des Raumluftreinigers werden die vom Elektroabscheider elektrisch aufgeladenen Partikel von dessen Gegenelektrode angezogen und können somit in der Flüssigkeitsbenetzung auf der Gegenelektrode, die insbesondere als kontinuierlich fließender Flüssigkeitsfilm ausgebildet sein kann, gefangen und abtransportiert werden, insbesondere während die davon bereinigte Luftströmung separat weitergeführt und schließlich in die Umgebung wieder zurück abgegeben wird. Die Flüssigkeitsbenetzung der Gegenelektrode hat außerdem den Vorteil, dass die Gegenelektrode mittels der Flüssigkeit von Verschmutzungen oder Ablagerungen gereinigt, insbesondere gespült, wird. Bei der Flüssigkeit handelt es sich im Allgemeinen um ein fließfähiges Spül- und/oder Kollektormedium, beispielsweise kommt Wasser, insbesondere auch Regenwasser, ein hygroskopisches Sammelmaterial, wie beispielsweise in einer Flüssigkeit gelöstes Natriumhydroxid, ein Gel, welches beispielsweise auf eine bestimmte Temperatur erhitzt ist, sodass ein flüssiger Aggregatzustand erreicht ist, wie beispielsweise ein Wachs oder Ähnliches, eine ionische Flüssigkeit, wie beispielsweise geschmolzene oder ausgelöste Salze, oder auch hochviskose Öle, die beispielweise mit elektrisch leitfähigen Partikeln versetzt sind, wie Kupfer, zum Einsatz. Beispielweise kann die Flüssigkeit eine vorbestimmte minimale elektrische Leitfähigkeit besitzen, beispielweise von wenigstens 0,005 S/m.
Der Flüssigkeitsspeicher kann als lokaler Flüssigkeitsspeicher ausgebildet sein. Unter lokal ist gemeint, dass der Flüssigkeitsspeicher Teil des Raumluftreinigers ist und/oder diesem unmittelbar zugeordnet ist, im Unterschied zu einem separaten Flüssigkeitsspeicher oder einer separaten Flüssigkeitsversorgung. Beispielsweise ist der Flüssigkeitsspeicher unterhalb des Elektroabscheiders angeordnet. Die Flüssigkeit kann dann beispielsweise mit einer Pumpe nach oben, beispielsweise an die Oberseite der Gegenelektrode, gepumpt werden und anschließend auf konstruktiv einfache Weise unter Ausnutzung der Gewichtskraft über die Gegenelektrode wieder zurück in den Flüssigkeitsspeicher gelangen. Die vom Elektroabscheider abgeschiedenen Partikel können von der Flüssigkeit mitgerissen werden, in den Flüssigkeitsspeicher transportiert und dort gesammelt werden.
Die Flüssigkeitsförderung eines erfindungsgemäßen Raumluftreinigers weist auf dem Förderweg von dem Flüssigkeitsspeicher hin zur Gegenelektrode zwei hintereinander geschaltete Überlaufkanten auf. Die Flüssigkeit überläuft also auf dem Weg zur Gegenelektrode zunächst eine erste Überlaufkante und anschließend eine zweite Überlaufkante, bevor sie die Gegenelektrode benetzt. Mit anderen Worten ist einer zweiten, in Flüssigkeitsförderrichtung stromabwärtig angeordneten Überlaufkante, über die die Gegenelektrode benetzt wird, die beispielsweise durch einen Rand der Gegenelektrode gebildet sein kann, eine weitere Überlaufkante vorgeschaltet. Durch zwei Überlaufkanten statt nur einer Überlaufkante fließt die Flüssigkeit gleichmäßiger, weil Turbulenzen, die beispielsweise durch die Umwälzgeschwindigkeit der Flüssigkeit fördernden Pumpe und/oder allgemein durch eine hohe Fördergeschwindigkeit der Flüssigkeit entstehen, besser ausgeglichen werden, bevor die Flüssigkeit die Gegenelektrode erreicht. Durch die zwei Überlaufkanten entsteht somit eine besonders zuverlässige und gleichmäßige Benetzung der gesamten Gegenelektrode. Ein weiterer Vorteil einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsförderung ist, dass die Flüssigkeitsmenge zur Benetzung der Gegenelektrode gezielt eingestellt werden kann. Die zwei Überlaufkanten ermöglichen außerdem auch dann eine gleichmäßige Benetzung der Gegenelektrode, wenn der Raumluftreiniger nicht in der Waage steht, also beispielsweise geneigt ist oder in einer beliebigen anderen Orientierung angeordnet ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung weist die Flüssigkeitsförderung zwischen dem Flüssigkeitsspeicher und der Gegenelektrode zwei in Flüssigkeitsförderrichtung hintereinander geschaltete Überlaufkammern auf, wobei jeweils eine Überlaufkante jeweils einer Überlaufkammer zugeordnet ist. Beispielsweise können die Überlaufkanten in Flüssigkeitsförderrichtung unmittelbar hinter den Überlaufkammern angeordnet sein. Die Überlaufkanten können in diesem Fall die Überlaufkammern stromabwärtig begrenzen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung ist die Flüssigkeitsförderung so ausgestaltet, dass die geförderte Flüssigkeit zunächst eine stromaufwärtige Überlaufkammer füllt, bevor die Flüssigkeit an einer stromaufwärtigen Überlaufkante überläuft, um in eine stromabwärtige Überlaufkammer zu gelangen. Alternativ oder zusätzlich ist die Flüssigkeitsförderung so ausgestaltet, dass die geförderte Flüssigkeit zunächst die stromabwärtige Überlaufkammer füllt, bevor die Flüssigkeit an einer stromabwärtigen Überlaufkante überläuft, um die Gegenelektrode zu benetzen, insbesondere zu überfluten. In dieser Ausführung kann die stromaufwärtige Überlaufkammer als Ausgleichskammer betrachtet werden, die dazu dient in der Flüssigkeit auftretende Turbulenzen, die beispielsweise durch die Umwälzgeschwindigkeit der Pumpe erzeugt werden, zu beruhigen und die Fördergeschwindigkeit der Flüssigkeit zu reduzieren bzw. gleichmäßiger zu machen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Flüssigkeit wirbelfrei ist, wenn sie an die stromabwärtige Überlaufkante, beispielsweise an den Rand der Gegenelektrode, gelangt. Dadurch kann vermieden werden, dass Flüssigkeit an der stromabwärtigen Überlaufkante ausspritzt und eine besonders gleichmäßige und zuverlässige Benetzung der Gegenelektrode, insbesondere auch dann, wenn der Raumluftreiniger nicht in der Waage steht, erreicht werden.
In einer beispielhaften Ausführung ist die stromabwärtige Überlaufkammer oberhalb der stromaufwärtigen Überlaufkammer angeordnet. Alternativ oder zusätzlich sind die stromaufwärtige Überlaufkammer und die stromabwärtige Überlaufkammer von einer Trennwand getrennt. Die Trennwand ist in dieser Ausführung mit einer Öffnung, insbesondere einer Bohrung versehen, durch die die Flüssigkeit von der stromaufwärtigen Überlaufkammer in die stromabwärtige Überlaufkammer fließt. Die Bohrung bildet also die stromaufwärtige Überlaufkante. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Trennwand eine Vielzahl von Öffnungen, insbesondere Bohrungen, aufweist, die gleichmäßig über die gesamte Fläche der Trennwand verteilt sein können. Die Flüssigkeit füllt bei dieser Ausführung zunächst die stromaufwärtige Überlaufkammer und fließt dann durch die Öffnungen in der Trennwand in die darüber angeordnete stromabwärtige Überlaufkammer. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Flüssigkeit gleichmäßig in die stromabwärtige Überlaufkammer fließt, selbst dann wenn der Raumluftreiniger gekippt ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung umfasst der Raumluftreiniger außerdem ein der stromabwärtigen Überlaufkante, insbesondere der stromabwärtigen Überlaufkammer, zugeordnetes Gehäuseteil mit einem Oberrand, der in einem Abstand von höchstens 5 mm zu der stromabwärtigen Überlaufkante angeordnet ist. Der Abstand zwischen dem Oberrand und der stromabwärtigen Überlaufkante kann insbesondere im Bereich von 0,2 mm bis 3 mm liegen. In dieser Ausführung bilden der Oberrand und die stromabwärtige Überlaufkante einen definierten Spalt aus, durch den die Flüssigkeit zur Benetzung der Gegenelektrode fließen muss. Durch den definierten Spalt kann sichergestellt werden, dass immer die gleiche Flüssigkeitsmenge auf die Gegenelektrode fließt und dass die Flüssigkeit gleichmäßig über die gesamte Gegenelektrode verteilt ist. Auch bei einer Schiefstellung des Raumluftreinigers kann es nicht dazu kommen, dass die Flüssigkeit unkontrolliert nur an einer Seite der stromabwärtigen Überlaufkante auf die Gegenelektrode fließt. Alternativ oder zusätzlich ist der Oberrand derart in einem Abstand zu der stromabwärtigen Überlaufkante angeordnet, dass sich in der stromabwärtigen Überlaufkammer ein gegenüber der stromaufwärtigen Überlaufkammer erhöhter Flüssigkeitsdruck insbesondere von bis zu 0,3 bar ausbildet. Bei dieser Ausführung kann es vorgesehen sein, dass die stromaufwärtige Überlaufkante derart mit dem Spalt zwischen dem Oberrand und der stromabwärtigen Überlaufkante abgestimmt ist, dass sich ein entsprechender Überdruck ergibt. Der erhöhte Flüssigkeitsdruck unterstützt ebenfalls eine gleichmäßige Benetzung der Gegenelektrode bzw. ein gleichmäßiges Fließen der Flüssigkeit über die stromabwärtige Überlaufkante.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung weist das Gehäuseteil eine an den Oberrand anschließende, die stromabwärtige Überlaufkammer begrenzende und wenigstens abschnittsweise konkav geformte Innenwand auf. Dadurch ist sichergestellt, dass die Flüssigkeit zur Benetzung der Gegenelektrode kontrolliert durch den Spalt zwischen der stromabwärtigen Überlaufkante und dem Oberrand fließt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung weist das Gehäuseteil eine an den Oberrand anschließende, der stromabwärtigen Überlaufkammer abgewandte Luftführungswand auf. Die Luftführungswand ist derart geformt, dass sie von der zu reinigenden Luft laminar umströmt wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Luftführungswand derart gekrümmt, insbesondere derart konvex gekrümmt, ist, dass sie von der zu reinigenden Luft laminar umströmt wird. Mit anderen Worten dient die Luftführungswand dazu, Turbulenzen, also beispielsweise Verwirbelungen, der zu reinigenden Luft zu verhindern. Die Luftführungswand dient außerdem dazu, die Luftströmung und die Flüssigkeit zur Benetzung der Gegenelektrode voneinander zu trennen, so dass ein gleichmäßiges Überlaufen der Flüssigkeit an der stromabwärtigen Überlaufkante nicht durch den vorbeiströmenden Luftstrom beeinträchtigt ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Flüssigkeit einen gleichmäßigen Flüssigkeitsfilm auf der Gegenelektrode ausbildet. Die Luftführungswand kann der Innenwand des Gehäuseteils gegenüberliegen und die gleiche oder eine davon abweichende Krümmung aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Raumluftreiniger bereitgestellt, der einen Elektroabscheider mit einer Gegenelektrode und einer Emissionselektrode zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft und einen Flüssigkeitsspeicher mit Flüssigkeit zum Benetzen der Gegenelektrode umfasst.
Die Gegenelektrode weist wenigstens abschnittsweise eine Trichterform mit einem spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen auf. Der spitze Winkel kann weniger als 45° betragen und insbesondere im Bereich von 5° bis 30°, bis 20° oder bis 15° liegen. Mit anderen Worten bildet ein äußerer Rand der Gegenelektrode den höchsten Punkt der Gegenelektrode, von dem aus die Flüssigkeit zur Benetzung der Gegenelektrode durch die Gewichtskraft über die Gegenelektrode nach unten fließt.
Die Trichterinnenseite, die von der Flüssigkeit insbesondere von einem kontinuierlichen Flüssigkeitsfilm, benetzt ist, ist dabei der Emissionselektrode zugewandt und kann als Abscheidefläche bezeichnet werden. Um eine kontrollierte Benetzung der Gegenelektrode zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass der spitze Winkel der Trichterinnenseite über die gesamte Fläche der Gegenelektrode gleich bleibt oder sich verändert. Durch den spitzen Winkel fließt die Flüssigkeit langsam vom äußeren Rand der Gegenelektrode, der beispielsweis durch eine Überlaufkante gebildet sein kann, vorzugsweise über die gesamte Trichterinnenseite an der Gegenelektrode herunter und beispielsweise in die Mitte der Gegenelektrode, wobei die vom Elektroabscheider abgeschiedenen Partikel in die Flüssigkeit gelangen und von dieser mitgenommen werden. Die Mitte der Gegenelektrode kann offen ausgebildet und mit dem Flüssigkeitsspeicher verbunden sein, so dass die Flüssigkeit zusammen mit den darin aufgenommenen Partikeln in den Flüssigkeitsspeicher fließen kann. Durch die langsame Bewegung der Flüssigkeit kann eine größere Menge an Partikeln aus der zu reinigenden Luft aufgenommen werden, so dass eine derartige Trichterform die Abscheideleistung des Raumluftreinigers erhöht. Außerdem ermöglicht die Trichterform eine gleichmäßigere Benetzung der Gegenelektrode.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Raumluftreiniger bereitgestellt, der einen Elektroabscheider mit einer Gegenelektrode und einer Emissionselektrode zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft umfasst.
Der Raumluftreiniger umfasst außerdem eine rotationsförmige Luftführung zum Zuführen der zu behandelnden Luft zu einem stromabwärts des Elektroabscheiders im Rotationszentrum der Luftführung angeordneten Umlenkkörper, der zum Umlenken der von dem Elektroabscheider behandelten Luft entgegen der Gravitationsrichtung ausgelegt ist.
Beispielsweise kann die Luft gleichmäßig an allen Seiten des Raumluftreinigers einströmen und dem Elektroabscheider zugeführt werden, um die Luft zu reinigen. Anschließend wird die gereinigte Luft in Richtung des Rotationszentrums der Luftführung weitergeführt, an dem Umlenkkörper umgelenkt und entgegen der Gravitationsrichtung, also nach oben, wieder aus dem Raumluftreiniger herausgeführt. Die Erfinder haben herausgefunden, dass die Luft seitlich des Raumluftreinigers besonders viele Partikel enthält, also mit anderen Worten besonders stark verunreinigt ist, so dass durch einen seitlichen Lufteingang besonders stark verunreinigte Luft in den Raumluftreiniger einströmt und besonders viele Partikel aus der Luft abgeschieden werden können. Auf diese Weise kann die gesamte Raumluft besonders effektiv und schnell gereinigt werden. Durch den Luftaustritt nach oben ergibt sich der Vorteil, dass Personen, die sich in der Nähe des Raumluftreinigers befinden nicht von der aus dem Raumluftreiniger austretenden Luft angeblasen werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Umlenkkörper derart geformt, dass die behandelte Luft im Wesentlichen in Richtung der von dem Rotationszentrum der Luftführung definierten Rotationsachse umgelenkt wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung ist der Umlenkkörper rotationsförmig ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass der Umlenkkörper eine Kreisel-Form aufweist. Alternativ oder zusätzlich weist der Umlenkkörper eine insbesondere umlaufende wenigstens abschnittsweise konkav geformte Umlenkfläche auf, an der die gereinigte Luft entgegen der Gravitationsrichtung, also nach oben, abgelenkt wird. Durch einen rotationsförmigen Umlenkkörper kann die gereinigte Luft besonders gleichmäßig und zuverlässig umgelenkt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Raumluftreiniger umfassend einen Elektroabscheider mit einer Gegenelektrode und einer Emissionselektrode zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft bereitgestellt.
Der Raumluftreiniger umfasst außerdem eine Luftführung zum Zuführen der zu behandelnden Luft zu dem Elektroabscheider und zum Weiterführen der von dem Elektroabscheider gereinigten Luft entgegen der Gravitationsrichtung. Der Raumluftreiniger weist außerdem eine stromabwärts des Elektroabscheiders angeordnete Strömungsmaschine, wie ein Ventilator, zum Abführen der behandelten Luft auf. Als Ventilator wird im Allgemeinen eine Strömungsmaschine verstanden, die ein Druckverhältnis zwischen 1 und 1,3 zwischen Ansaug- und Druckseite aufbaut, um Luft zu fördern.
Die Luftführung und/oder die Strömungsmaschine können dazu eingerichtet sein, Luft aus der Umgebung anzusaugen und/oder Luft in Richtung des Elektroabscheiders zu fördern. Insbesondere sind die Luftführung und/oder die Strömungsmaschine dazu in der Lage beziehungsweise dazu vorgesehen, die zu behandelnde Luft, insbesondere Gebäude- und/oder Raumluft, in den Raumluftreiniger anzusaugen und dem Elektroabscheider zuzuführen bzw. diesem auszusetzen, um die zu behandelnde Luft einem Elektroabscheideprozess zu unterziehen, feste und/oder flüssige Partikel aus der zu behandelnden Luft abzuscheiden und so die zu behandelnde Luft zu reinigen. Die Luftführung und/oder die Strömungsmaschine können derart ausgelegt sein, dass die angesaugte Luft Geschwindigkeiten im Bereich von 2 m/s bis 10 m/s erreicht. Nach dem Passieren des Elektroabscheiders kann die elektrisch aufgeladene Luft mit Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich von 0,1 m/s bis 0,5 m/s durch den Raumluftreiniger, beispielsweise in die Mitte des Raumluftreinigers, strömen, insbesondere transportiert werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist die Gegenelektrode derart beschaffen und/oder behandelt, dass ein kontinuierlicher Wasserfilm auf der Gegenelektrode gebildet ist. Der Wasserfilm kann eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm aufweisen. In einer beispielhaften Weiterbildung ist eine der Emissionselektrode zugewandte Gegenelektrodenfläche, die als Abscheidefläche bezeichnet werden kann, mechanisch nachbehandelt. Die Gegenelektrodenfläche kann dabei als Ringfläche ausgebildet sein. Die Gegenelektrodenfläche kann angeraut sein, wobei eine Rauhtiefe im Bereich von 0,4 µm bis 1 µm und/oder eine Mittenrauhheit im Bereich von 1 µm bis 5 µm liegen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Gegenelektrodenfläche mit einer die Oberflächenspannung von Wasser reduzierenden Behandlung versehen sein und/oder chemisch behandelt sein. In dieser Ausführung kann die Bildung von Flüssigkeitsperlen auf der Gegenelektrode bzw. der Gegenelektrodenfläche verhindert werden, was zu einer gleichmäßigeren Benetzung der Gegenelektrode bzw. zu einem gleichmäßigeren Wasserfilm auf der Gegenelektrode führt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung ist der Raumluftreiniger im Wesentlichen rotationsförmig ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass die Gegenelektrode rotationsförmig gebildet ist und insbesondere eine der Emissionselektrode zugewandte Ringfläche definiert, die in dieser Ausführung die Abscheidefläche bildet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die stromabwärtige und/oder die stromaufwärtige Überlaufkante rotationsförmig gebildet sind. Die stromaufwärtige Überlaufkammer und die stromabwärtige Überlaufkammer können ebenfalls rotationsförmig gebildet sein. In einer beispielhaften Weiterbildung besteht ein rotationsförmiger Ringspalt zwischen dem Oberrand des der stromabwärtigen Überlaufkante zugeordneten Gehäuseteils und der stromabwärtigen Überlaufkante, der einen freien Strömungsquerschnitt festlegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verfahren zur Raumluftreinigung bereitgestellt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Flüssigkeit entlang eines Förderwegs von einem Flüssigkeitsspeicher hin zu einer Gegenelektrode eines Elektroabscheiders zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft gefördert. Die Flüssigkeit fließt dabei auf dem Förderweg von dem Flüssigkeitsspeicher hin zur Gegenelektrode über zwei hintereinander geschaltete Überlaufkanten.
Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht von der Seite einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Raumluftreinigers;
2 eine schematische Schnittansicht von der Seite einer weiteren beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Raumluftreinigers;
3 eine schematische, perspektivische Schnittansicht des Raumluftreinigers aus 2;
4 eine weitere schematische, perspektivische Schnittansicht des Raumluftreinigers aus 2 und 3;
5 eine weitere schematische, perspektivische Schnittansicht des Raumluftreinigers aus den 2 bis 4; und
6 eine schematische Schnittansicht von der Seite einer weiteren beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Raumluftreinigers.

In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen ist ein erfindungsgemäßer Raumluftreiniger im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen. Der Raumluftreiniger 1 kann je nach Betriebszustand bzw. durch konstruktiv einfache Erweiterung verschiedene Funktionen erfüllen, nämlich eine Luftbefeuchtung, eine Luftreinigung, ein Luftwaschen sowie eine Partikelabscheidung, welche die Luftreinigung besonders effektiv gestaltet. Für die Beschreibung beispielhafter Ausführungen anhand der 1 bis 6 kann beispielhaft davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Raumluftreiniger 1 um ein Standgerät bzw. ein Elektro-Kleingerät handelt, welches vor allem dafür vorgesehen ist, in Gebäuderäumen beispielsweise auf einem Tisch oder in einem Regal abgestellt zu werden.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Raumluftreinigers 1 in einer schematischen Schnittansicht. Der Raumluftreiniger 1 ist rotationsförmig ausgebildet und umfasst die folgenden Hauptkomponenten: Einen Elektroabscheider 3 zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft mit einer rotationsförmigen Gegenelektrode 5 und einer Emissionselektrode 7, die in der beispielhaften Ausführung als ein Array an Emissionselektrodennadeln 9 ausgebildet ist, das oberhalb der rotationsförmigen Gegenelektrode 5 angeordnet ist; einen Flüssigkeitsspeicher 11; eine mit dem Flüssigkeitsspeicher 11 verbundene Flüssigkeitsförderung 13 zum Benetzen der Gegenelektrode 5 mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsspeicher 11; eine rotationsförmige Luftführung 15 zum Zuführen der zu behandelnden Luft zu dem Elektroabscheider 3 und zum Weiterführen der von dem Elektroabscheider 3 gereinigten Luft zu einem stromabwärts des Elektroabscheiders 3 im Rotationszentrum des Luftreinigers 1 bzw. der Luftführung 15 angeordneten Umlenkkörper 17, der die gereinigte Luft entgegen der Gravitationsrichtung, also nach oben, umlenkt; und einen Ventilator 19 zum Erzeugen der Luftströmung durch den Raumluftreiniger 1.
Bei der Ausführung in 1 ist der Flüssigkeitsspeicher 11 unterhalb der anderen Komponenten des Raumluftreinigers 1 angeordnet. Darüber sind von unten nach oben die Flüssigkeitsförderung 13, die Gegenelektrode 5, der Umlenkkörper 17, die Emissionselektrode 7 und der Ventilator 19 angeordnet. Die Komponenten sind in einem Gehäuse 67 aus mehreren Teilen untergebracht. Die Außenseite des Luftreinigers 1 ist durch ein zylindrisches Gehäuseteil 69 und die Oberseite durch ein scheibenförmiges Gehäuseteil 76 gebildet. Das Gehäuseteil 69 und das Gehäuseteil 76 können auch einstückig ausgebildet sein.
Im Inneren des Gehäuseteils 69 befinden sich weitere Gehäuseteile, die als Träger für einzelne Komponenten des Luftreingers 1 dienen. Beispielsweise sind die Emissionselektrodennadeln 9 an einem Gehäuseteil 71 und der Ventilator 19 an einem Gehäuseteil 73 befestigt. Zwischen der Gegenelektrode 5 und der Emissionselektrode 7 befindet sich im Bereich des Lufteingangs (der mit dem Pfeil mit dem Bezugszeichen 57 angedeutet ist) ein weiteres Gehäuseteil 43, das später im Detail erläutert wird. Das Gehäuseteil 43 liegt auf einem Gehäuseteil 45, das ebenfalls später im Detail erläutert wird, auf bzw. an. Die Gehäuseteile 43, 45, 71 und 73 sind in der Ausführung in 1 rotationsförmig ausgebildet.
Die Flüssigkeit wird mithilfe einer Pumpe 21 über eine mit dem Flüssigkeitsspeicher 11 verbundene Leitung 23 aus dem Flüssigkeitsspeicher 11 an eine Oberseite 25 der Gegenelektrode 5 gepumpt. Auf dem Weg von dem Flüssigkeitsspeicher 11 zur Gegenelektrode 5 fließt die Flüssigkeit über zwei Überlaufkanten 27, 29, um eine gleichmäßige Benetzung der Gegenelektrode 5 auch dann sicherzustellen, wenn der Raumluftreiniger 1 nicht in der Waage steht, also beispielsweise geneigt ist. Anschließend läuft die Flüssigkeit durch die Gewichtskraft an der Gegenelektrode 5 nach unten und nimmt dabei die vom Elektroabscheider 3 abgeschiedenen Partikel auf. Die Flüssigkeit und die Partikel fließen dann über eine weitere Leitung 31, die sich in der Mitte der rotationsförmigen Gegenelektrode 5 befindet, wieder zurück in den Flüssigkeitsspeicher 11.
Der Förderweg der Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsspeicher 11 zur Oberseite 25 der Gegenelektrode 5 und von dort aus wieder zurück in den Flüssigkeitsspeicher 11 wird im Folgenden anhand der 2 bis 5 im Detail erläutert.
2 zeigt eine schematische Schnittansicht von der Seite einer weiteren beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Raumluftreinigers 1. Daraus ist ersichtlich, dass die Flüssigkeit, um vom Flüssigkeitsspeicher 11 zur Oberseite 25 der Gegenelektrode 5 zu gelangen, über zwei hintereinander geschaltete Überlaufkanten 27, 29 fließt. Den Überlaufkanten 27, 29 ist in Flüssigkeitsförderrichtung jeweils unmittelbar eine Überlaufkammer 33, 35 vorgeschaltet, die von der jeweiligen Überlaufkante stromabwärtig begrenzt wird. Die Flüssigkeit gelangt in der Ausführung in den 2 bis 5 über die Leitung 23 zunächst in eine stromaufwärtige Überlaufkammer 33. Die stromaufwärtige Überlaufkammer 33 füllt sich mit Flüssigkeit, bis die Flüssigkeit an einer, am oberen Rand der stromaufwärtigen Überlaufkammer 33 angeordneten, stromaufwärtigen Überlaufkante 27 überläuft. Über die stromaufwärtige Überlaufkante 27 gelangt die Flüssigkeit in eine oberhalb der stromaufwärtigen Überlaufkante 27 angeordnete stromabwärtige Überlaufkammer 35. Diese füllt sich so lange mit Flüssigkeit, bis die Flüssigkeit schließlich über eine am oberen Rand der stromabwärtigen Überlaufkammer 35 angeordnete stromabwärtige Überlaufkante 29 auf die Gegenelektrode 5 fließt, um diese zu benetzen. Die stromabwärtige Überlaufkante 29 ist in der Ausführung in den 2 bis 5 durch einen äußeren Rand 37 der rotationsförmigen Gegenelektrode 5 ausgebildet.
3 zeigt die Ausführung des Raumluftreinigers 1 aus 2 in einer schematischen perspektivischen Schnittansicht, wobei der obere Teil des Raumluftreinigers 1 abgeschnitten ist, um in Kombination mit 2 den Aufbau der stromaufwärtigen Überlaufkammer 33 zu verdeutlichen.
In der Ausführung in den 2 bis 5 ist diese rotationsförmig ausgebildet und wird durch das Gehäuseteil 43 und das Gehäuseteil 45 begrenzt. Das Gehäuseteil 45 bildet die untere, obere und radial innere Begrenzung der stromaufwärtigen Überlaufkammer 33 und das Gehäuseteil 43 die radial äußere Begrenzung. Nach unten ist die stromaufwärtige Überlaufkammer 33 mit zwischen dem Gehäuseteil 43 und dem Gehäuseteil 45 angeordneten Dichtungen 65 abgedichtet, die in dafür vorgesehen Nuten 66 im Gehäuseteil angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit nicht nach unten abfließen, was dazu führt, dass sich die stromaufwärtige Überlaufkammer 33 mit Flüssigkeit füllt.
4 zeigt die Ausführung des Raumluftreinigers 1 aus den 2 und 3 in einer weiteren schematischen perspektivischen Schnittansicht, wobei an der Oberseite des Raumluftreinigers 1 ein kleinerer Teil abgeschnitten ist als in 2, um den Aufbau der oberhalb der stromaufwärtigen Überlaufkammer 33 angeordneten stromaufwärtigen Überlaufkante 27 und der wiederum darüber angeordneten stromabwärtigen Überlaufkammer 35 in Kombination mit 2 zu verdeutlichen.
Die stromaufwärtige Überlaufkante 27 und die stromabwärtige Überlaufkammer 35 sind in der Ausführung in den 2 bis 5 beide ebenfalls rotationsförmig ausgebildet. Die stromaufwärtige Überlaufkante 27 ist durch das Gehäuseteil 45 realisiert und bildet die obere Begrenzung der stromaufwärtigen Überlaufkammer 33. Das Gehäuseteil 45 bildet also eine Trennwand 39 zwischen der stromaufwärtigen Überlaufkammer 33 und der stromabwärtigen Überlaufkammer 35. Die Flüssigkeit kann nur über Bohrungen 41 von der stromaufwärtigen Überlaufkammer 33 in die stromabwärtige Überlaufkammer 35 gelangen, die somit die stromaufwärtige Überlaufkante 27 bilden. In der Ausführung in den 2 bis 5 weist die Trennwand 39 eine Vielzahl an Bohrungen 41 auf, die gleichmäßig über den gesamten Umfang der Trennwand 39 verteilt sind.
5 verdeutlicht den Aufbau der stromabwärtigen Überlaufkammer 35 und der stromabwärtigen Überlaufkante 29, die in dieser Ausführung durch den äußeren Rand 37 der Gegenelektrode 5 ausgebildet ist. Die stromabwärtige Überlaufkammer 35 wird nach unten von dem Gehäuseteil 45 bzw. von der Trennwand 39 begrenzt. Die radial äußere und die obere Begrenzung ist durch das Gehäuseteil 43 ausgebildet. Die radial innere Begrenzung der stromabwärtigen Überlaufkammer 35 bildet bei der Ausführung in den 2 bis 5 die Gegenelektrode 5. Diese liegt mit einem umlaufenden Radialanschlag 77 an einem umlaufenden Radialanschlag 79 des Gehäuseteils 45 an.
In 5 ist zu erkennen, dass sich das Gehäuseteil 43 bis oberhalb der Gegenelektrode 5 bzw. bis oberhalb des die stromabwärtige Überlaufkante 29 bildenden Gegenelektrodenrands 37 erstreckt. Eine Innenwand 47 des Gehäuseteils 43, die die obere und radial äußere Begrenzung der stromabwärtigen Überlaufkammer 35 bildet, hat im Bereich der oberen Begrenzung in der Ausführung in den 2 bis 5 eine konkav gekrümmte Form.
In Vertikalrichtung betrachtet ist ein Oberrand 49 des Gehäuseteils 43, der sich senkrecht über dem Gegenelektrodenrand 37 befindet in einem Abstand von höchstens 5 mm, insbesondere im Bereich von 0,2 mm bis 3 mm vom Gegenelektrodenrand 37 angeordnet, so dass sich zwischen dem Oberrand 49 und der Gegenelektrode 5 ein definierter umlaufender Ringspalt 51 ergibt, durch den die Flüssigkeit fließen muss, um von der stromabwärtigen Überlaufkammer 35 auf die Gegenelektrode 5 zu gelangen und diese zu benetzen bzw. zu überfluten. Durch den Ringspalt 51 fließt immer die gleiche Flüssigkeitsmenge, auch wenn der Raumluftreiniger 1 geneigt ist, so dass eine gleichmäßige und zuverlässige Benetzung der Gegenelektrode 5 ermöglicht wird.
Die Innenwand 47 begrenzt die stromabwärtige Überlaufkammer 35 nach oben und radial außen vollständig, so dass die Flüssigkeit nur durch den Ringspalt 51 auf die Gegenelektrode 5 fließen kann. Der Ringspalt 51 ist in der Ausführung in den 2 bis 5 derart auf die Bohrungen 41 in der Trennwand 39 zwischen den beiden Überlaufkammern 33, 35 abgestimmt, dass in der stromabwärtigen Überlaufkammer 35 ein Überdruck von bis zu 0,3 bar gegenüber der stromaufwärtigen Überlaufkammer 33 entsteht, der eine gleichmäßige Benetzung der Gegenelektrode 5 bei einer Schiefstellung des Raumluftreinigers 1 unterstützt. Die stromaufwärtige Überlaufkammer 35 bildet in dieser Ausführung eine Ausgleichskammer, um Turbulenzen der Flüssigkeit, die beispielsweise durch die Umwälzgeschwindigkeit der Pumpe 21 und/oder allgemein durch eine hohe Fördergeschwindigkeit der Flüssigkeit entstehen, ausgleichen kann. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Flüssigkeit nicht an der stromabwärtigen Überlaufkante 29 ausspritzt.
Durch die zwei Überlaufkanten 27, 29 und die zwei Überlaufkammern 33, 35 fließt die Flüssigkeit also insgesamt gleichmäßiger, weil Turbulenzen ausgeglichen werden, bevor die Flüssigkeit die Gegenelektrode 5 erreicht. Durch die zwei Überlaufkanten 27, 29 und die zwei Überlaufkammern 33, 35 entsteht somit eine besonders zuverlässige und gleichmäßige Benetzung der gesamten Gegenelektrode 5, indem die Flüssigkeitsmenge zur Benetzung der Gegenelektrode 5 durch den Ringspalt 51 gezielt eingestellt werden kann. Die zwei Überlaufkanten 27, 29 und die zwei Überlaufkammern 33, 35 ermöglichen auch dann eine gleichmäßige Benetzung der Gegenelektrode 5, wenn der Raumluftreiniger 1 nicht in der Waage steht, also beispielsweise geneigt ist oder in einer beliebigen anderen Orientierung angeordnet ist.
Die Flüssigkeit fließt anschließend vom Gegenelektrodenrand 37, der die Oberseite 25 der Gegenelektrode 5 bildet, zur Benetzung der Gegenelektrode 5 über eine der Emissionselektrode 7 zugewandte Abscheidefläche 53 der Gegenelektrode 5 nach unten in die Mitte der rotationsförmigen Gegenelektrode 5 und von dort aus über eine Leitung 31 zurück in den Flüssigkeitsspeicher 11. In der Ausführung in den 2 bis 5 ist die Abscheidefläche 53 als rotationsförmige Ringfläche ausgebildet. Die Abscheidefläche 53 weist gegenüber der Horizontalen einen spitzen Winkel von weniger als 45° auf, der in 2 mit dem Bezugszeichen 55 verdeutlicht ist. Die Abscheidefläche 53 weist also eine gleichmäßige Steigung auf, so dass die Flüssigkeit gleichmäßig in die Mitte der Gegenelektrode 5 fließt. Insgesamt weist die Gegenelektrode 5 in dieser Ausführung also eine Trichterform auf.
Die Abscheidefläche 53 ist mechanisch nachbehandelt und weist eine raue Oberfläche mit einer Rauhtiefe im Bereich von 0,4 µm bis 1 µm und/oder eine Mittenrauhheit im Bereich von 1 µm bis 5 µm auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Abscheidefläche 53 mit einer die Oberflächenspannung von Wasser reduzierenden Behandlung versehen sein und/oder chemisch behandelt sein. Auf diese Weise kann die Bildung von Flüssigkeitsperlen auf der Gegenelektrode 5 verhindert werden, was zu einer gleichmäßigeren Benetzung der Gegenelektrode 5 bzw. zu einem gleichmäßigeren Wasserfilm auf der Gegenelektrode 5 führt.
Bezugnehmend auf 6 wird im Folgenden die rotationsförmige Luftführung 15 innerhalb des Raumluftreinigers 1 im Detail erläutert. Die Luftströmung durch den Raumluftreiniger 1 wird bei dieser Ausführung durch einen Ventilator 19 erzeugt, der am oberen Ende des Raumluftreinigers 1, also in Luftströmungsrichtung stromabwärts des Elektroabscheiders 3 und des Umlenkkörpers 17, angeordnet ist, erzeugt. Der Ventilator 19 ist wie bei der Ausführung in Figur an einem Gehäuseteil 73 befestigt, das an einem die Außenseite des Raumluftreinigers 1 bildenden zylindrischen Gehäuseteil 69 befestigt ist.
Die zu reinigende Luft tritt bei der Ausführung in 6 durch seitliche Öffnungen in dem Gehäuseteil 69 seitlich in den Raumluftreiniger 1 ein, was durch die Pfeile mit den Bezugszeichen 57 angedeutet ist. Die Erfinder haben herausgefunden, dass die Luft seitlich des Raumluftreinigers 1 besonders viele Partikel enthält, also mit anderen Worten besonders stark verunreinigt ist, so dass durch einen seitlichen Lufteingang besonders stark verunreinigte Luft in den Raumluftreiniger 1 geführt wird und besonders viele Partikel aus der Luft abgeschieden werden können. Auf diese Weise kann die gesamte Raumluft besonders effektiv und schnell gereinigt werden.
Das Gehäuseteil 43 weist gegenüber der der stromabwärtigen Überlaufkammer 35 zugewandten Innenseite 47 eine der stromabwärtigen Überlaufkammer 35 abgewandte Luftführungswand 59 auf. Diese ist konvex gekrümmt, was sicherstellt, dass sie von der zu reinigenden Luft, die seitlich in den Raumluftreiniger 1 eintritt und dann in Richtung des Rotationszentrums des rotationsförmigen Raumluftreinigers 1 zum Elektroabscheider 3 geführt wird, laminar, also ohne Turbulenzen, umströmt wird. In den 2 bis 5 weisen die Luftführungswand 59 und die Innenwand 47 des Gehäuseteils 43 den gleichen Krümmungsradius auf, so dass die Dicke des Gehäuseteils 43 in diesem Bereich konstant ist. Durch die Luftführungswand 59 bzw. das Gehäuseteil 43 werden die Luftströmung der zu reinigenden Luft und die über die stromabwärtige Überlaufkante 29 fließende Flüssigkeit voneinander getrennt, so dass die strömende Luft eine gleichmäßige Benetzung der Gegenelektrode 5 nicht beeinträchtigt. Die zu reinigende Luft wird anschließend über die Luftführungswand 59 in den Abscheideraum zwischen der Gegenelektrode 5 und der Emissionselektrode 7 geführt und dort einem Elektroabscheideprozess unterzogen.
Anschließend strömt die gereinigte Luft weiter ins Rotationszentrum des Raumluftreinigers 1, wo sie an einem rotationsförmigen Umlenkkörper 17 umgelenkt wird. Der Umlenkkörper 17 ist in der Ausführung in 6 im Rotationszentrum des Raumluftreinigers 1 bzw. der Luftführung 15 angeordnet. Der Umlenkkörper 17 hat eine Kreiselform mit einer konkav geformten umlaufenden Ablenkfläche 61. Der Durchmesser des Umlenkkörpers 17 ist am unteren Rand der Ablenkfläche 61 am größten und nimmt nach oben hin ab. Die Spitze des Umlenkkörpers ist bei der Ausführung in 6 rund ausgebildet. In 6 ist außerdem zu erkennen, dass der Umlenkkörper hohl ausgebildet ist und eine gleichmäßige Wandstärke aufweist. Der Umlenkkörper 17 liegt in der Ausführung in 6 auf der Gegenelektrode 5 auf. Er ist koaxial mit der Leitung 31, über die die Flüssigkeit mit den im Elektroabscheider 3 abgeschiedenen Partikeln zurück in den Flüssigkeitsspeicher 11 (in 6 nicht dargestellt) geleitet wird, in der Mitte der trichterförmigen Gegenelektrode 5 angeordnet.
An der Ablenkfläche 61 des Umlenkkörpers 17 wird die gereinigte Luft entlang der Rotationsachse R der Luftführung 15 bzw. des Raumluftreinigers 1 entgegen der Gravitationsrichtung, also nach oben, umgeleitet. Nach der Umlenkung durch den Umlenkkörper 17 strömt die gereinigte Luft durch Öffnungen im Gehäuseteil 76 nach oben aus dem Raumluftreiniger 1 heraus, was mit dem Pfeil mit dem Bezugszeichen 63 angedeutet ist. Durch den Luftaustritt nach oben ergibt sich der Vorteil, dass Personen, die sich in der Nähe des Raumluftreinigers 1 befinden nicht von der aus dem Raumluftreiniger 1 austretenden Luft angeblasen werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste

1: Raumluftreiniger
3: Elektroabscheider
5: Gegenelektrode
7: Emissionselektrode
9: Emissionselektrodennadel
11: Flüssigkeitsspeicher
13: Flüssigkeitsförderung
15: Luftführung
17: Umlenkkörper
19: Ventilator
21: Pumpe
23: Leitung
25: Oberseite der Gegenelektrode
27: stromaufwärtige Überlaufkante
29: stromabwärtige Überlaufkante
31: Leitung
33: stromaufwärtige Überlaufkammer
35: stromabwärtige Überlaufkammer
37: Gegenelektrodenrand
39: Trennwand
41: Bohrung
43: Gehäuseteil
45: Gehäuseteil
47: Gehäuseteilinnenwand
49: Oberrand
51: Spalt
53: Abscheidefläche
55: Winkel
57: Lufteintritt
59: Luftführungswand
61: Umlenkfläche
63: Luftaustritt
65: Dichtung
66: Nut
67: Gehäuse
69: zylindrisches Gehäuseteil
71, 73, 75, 76: Gehäuseteile
77,79: Radialanschlag
R: Rotationsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1919626 A1 [0006]

Claims

Raumluftreiniger (1) umfassend: - einen Elektroabscheider (3) mit einer Gegenelektrode (5) und einer Emissionselektrode (7) zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft; - einen Flüssigkeitsspeicher (11); und - eine Flüssigkeitsförderung (13) zum Benetzen der Gegenelektrode (5) mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsspeicher (11), wobei die Flüssigkeitsförderung (13) auf dem Förderweg von dem Flüssigkeitsspeicher (11) hin zur Gegenelektrode (5) zwei hintereinander geschaltete Überlaufkanten (27, 29) aufweist.
Raumluftreiniger (1) nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitsförderung (13) zwei in Flüssigkeitsfördereinrichtung hintereinander geschaltete Überlaufkammern (33, 35) aufweist, wobei jeweils eine Überlaufkante (27, 29) jeweils einer Überlaufkammer (33, 35) zugeordnet ist.
Raumluftreiniger (1) nach Anspruch 2, wobei die Flüssigkeitsförderung (13) so ausgestaltet ist, dass die geförderte Flüssigkeit zunächst eine stromaufwärtige Überlaufkammer (33) füllt, bevor die Flüssigkeit an einer stromaufwärtigen Überlaufkante (27) überläuft, um in eine stromabwärtige Überlaufkammer (35) zu gelangen, und/oder wobei die Flüssigkeitsförderung (13) so ausgestaltet ist, dass die geförderte Flüssigkeit zunächst die stromabwärtige Überlaufkammer (35) füllt, bevor die Flüssigkeit an einer stromabwärtigen Überlaufkante (29) überläuft, um die Gegenelektrode (5) zu benetzen, insbesondere zu überfluten.
Raumluftreiniger (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die stromabwärtige Überlaufkammer (35) oberhalb der stromaufwärtigen Überlaufkammer (33) angeordnet ist und/oder wobei die Überlaufkammern (33, 35) von einer Trennwand (39) getrennt sind, die mit einer die stromaufwärtige Überlaufkante (27) bildenden Öffnung (41), insbesondere Bohrung, versehen ist.
Raumluftreiniger (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend ein der stromabwärtigen Überlaufkante (29), insbesondere der stromabwärtigen Überlaufkammer (35), zugeordnetes Gehäuseteil (43) mit einem Oberrand (49), der in einem Abstand von höchstens 5 mm, insbesondere im Bereich von 0,2 mm bis 3 mm, zu der stromabwärtigen Überlaufkante (29) angeordnet ist und/oder derart in einem Abstand zu der stromabwärtigen Überlaufkante (29) angeordnet ist, dass sich in der stromabwärtigen Überlaufkammer (35) ein gegenüber der stromaufwärtigen Überlaufkammer (33) erhöhter Flüssigkeitsdruck insbesondere von bis zu 0,3 bar ausbildet.
Raumluftreiniger (1) nach Anspruch 5, wobei das Gehäuseteil (43) eine an den Oberrand (49) anschließende, die stromabwärtige Überlaufkammer (35) begrenzende und wenigstens abschnittsweise konkav geformte Innenwand (47) aufweist.
Raumluftreiniger (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei das Gehäuseteil (43) eine an den Oberrand (47) anschließende, der stromabwärtigen Überlaufkammer (43) abgewandte Luftführungswand (59) aufweist, die derart geformt, insbesondere gekrümmt, vorzugsweise konvex gekrümmt, ist, dass sie von der zu reinigenden Luft laminar umströmt wird.
Raumluftreiniger (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend: - einen Elektroabscheider (3) mit einer Gegenelektrode (5) und einer Emissionselektrode (7) zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft; - einen Flüssigkeitsspeicher (11) mit Flüssigkeit zum Benetzen der Gegenelektrode (5); wobei die Gegenelektrode (5) wenigstens abschnittsweise eine Trichterform mit einem spitzen Winkel (55) insbesondere von weniger als 45°, insbesondere im Bereich von 5° bis 30°, bis 20° oder bis 15°, gegenüber der Horizontalen aufweist.
Raumluftreiniger (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend: - einen Elektroabscheider (3) mit einer Gegenelektrode (5) und einer Emissionselektrode (7) zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft; und - eine rotationsförmige Luftführung (15) zum Zuführen der zu behandelnden Luft zu dem Elektroabscheider (3) und zum Weiterführen der von dem Elektroabscheider (3) gereinigten Luft zu einem stromabwärts des Elektroabscheiders (3) im Rotationszentrum angeordneten Umlenkkörper (17), der zum Umlenken der von dem Elektroabscheider (3) behandelten Luft entgegen der Gravitationsrichtung ausgelegt ist.
Raumluftreiniger (1) nach Anspruch 9, wobei der Umlenkkörper (17) derart geformt ist, dass die behandelte Luft im Wesentlichen in Richtung der von dem Rotationszentrum definierten Rotationsachse (R) umgelenkt wird.
Raumluftreiniger (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Umlenkkörper (17) rotationsförmig ausgebildet ist, insbesondere eine Kreisel-Form aufweist, und/oder eine insbesondere umlaufende wenigstens abschnittsweise konkav geformte Umlenkfläche (61) aufweist.
Raumluftreiniger (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend: - einen Elektroabscheider (3) mit einer Gegenelektrode (5) und einer Emissionselektrode (7) zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft; - eine Luftführung (15) zum Zuführen der zu behandelnden Luft zu dem Elektroabscheider (3) und zum Weiterführen der von dem Elektroabscheider (3) gereinigten Luft entgegen der Gravitationsrichtung; und - eine stromabwärts des Elektroabscheiders (3) angeordnete Strömungsmaschine (19), wie ein Ventilator, zum Abführen der behandelten Luft.
Raumluftreiniger (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gegenelektrode (5) derart beschaffen und/oder behandelt ist, dass ein kontinuierlicher Wasserfilm insbesondere mit einer Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm auf der Gegenelektrode (5) gebildet ist, wobei insbesondere eine der Emissionselektrode (7) zugewandte Gegenelektrodenfläche (53), insbesondere Ringfläche, mechanisch nachbehandelt, insbesondere angeraut, wobei insbesondere eine Rauhtiefe im Bereich von 0,4 µm bis 1 µm und/oder eine Mittenrauheit im Bereich von 1 µm bis 5 µm liegt, mit einer die Oberflächenspannung von Wasser reduzierenden Behandlung versehen und/oder chemisch behandelt ist.
Raumluftreiniger (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, der im Wesentlichen rotationsförmig gebildet ist, wobei insbesondere die Gegenelektrode (5) rotationsförmig gebildet ist, insbesondere eine der Emissionselektrode (7) zugewandte Ringfläche (53) definiert, und/oder die stromabwärtige und/oder die stromaufwärtige Überlaufkante (27, 29), insbesondere die Überlaufkammern (33, 35), rotationsförmig gebildet sind, wobei insbesondere ein rotationsförmiger Ringspalt (51) zwischen dem Oberrand (49) und der stromabwärtigen Überlaufkante (29) besteht, der einen freien Strömungsquerschnitt festlegt.
Verfahren zur Raumluftreinigung insbesondere mittels eines Raumluftreinigers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem: - Flüssigkeit entlang eines Förderwegs von einem Flüssigkeitsspeicher (11) hin zu einer Gegenelektrode (5) eines Elektroabscheiders (3) zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft gefördert wird; und - die Flüssigkeit auf dem Förderweg von dem Flüssigkeitsspeicher (11) hin zur Gegenelektrode (5) an zwei hintereinander geschalteten Überlaufkanten (27, 29) überläuft.