DE102022004013A1 - Luftreiniger mit wasserbasierter Deaktivierung von Krankheitserregern - Google Patents

Luftreiniger mit wasserbasierter Deaktivierung von Krankheitserregern Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreiniger mit wasserbasierter Deaktivierung von Krankheitserregern. Vorgesehen ist dazu eine Luftreinigungseinheit bestehend aus einem Gehäuse (2), das im unteren Teil mit Wasser (3) befüllt ist und im oberen Teil eine Zuluft-Öffnung (5) aufweist, über welche ein Lüfter (6) aus der Umgebung Luft ansaugt. Aus der angesaugten Luft im Wasser abgeschiedene Krankheitserreger werden durch wenigstens eine UV-C Quelle (11) deaktiviert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Luftreinigung und Befeuchtung bei gleichzeitiger Deaktivierung von aerosolgeführten Krankheitserregern. Diese Krankheitserreger, zum Beispiel Viren, werden nach dem Stand der Technik durch Luftfilter oder mittels energiereicher Strahlung, zum Beispiel UV-Strahlung, deaktiviert.
  • Bei der Verwendung von Luftreinigern mit Luftfiltern nach dem Stand der Technik ist ein regelmäßiger Filtertausch erforderlich, weil sich im Betrieb eine Verkeimung der Filter einstellt. Fallweise wird eine kurzzeitige Erhitzung der Filter zur Deaktivierung der in den Filtern aufgefangenen Krankheitserreger vorgesehen. Dies verursacht hohe Kosten bzw. Aufwand in der Bedienung oder/und Anlagensteuerung.
  • Ein weiterer Stand der Technik sieht eine UV-C Leuchte zur Deaktivierung von Krankheitserregern vor. Die UV-C Leuchte wird durch Bewegungssensoren deaktiviert, sobald sich eine Person im Erfassungsbereich befindet. Dies ist erforderlich, weil UV-C Strahlung zur Gefährdung von Personen führen kann. Somit ist die Funktion auf Zeiten verringert, in welchen keine Personen anwesend sind.
  • Ein anderer Stand der Technik sieht eine horizontal angeordnete Röhre vor, in welcher eine UV-C Leuchte zur Deaktivierung von Krankheitserregern untergebracht ist. Optional ist ein Lüfter zur Durchströmung der Röhre vorgesehen. Die Anbringung einer solchen Röhre erfolgt in der Regel an der Decke eines Raumes und erfordert eine Stromversorgung, die in der Regel im Bestand nachinstalliert werden muss. Zusätzlich ist Platz an der Decke eines Raumes erforderlich. Die Konditionierung der Raumlauft und damit die Deaktivierung von aerosolgeführten Krankheitserregern erreicht so nur jene Luftschichten, welche im oberen Raumbereich liegen.
  • Auch ein weiterer Stand der Technik verwendet solche UV-C Leuchten. Es sind dies sogenannte Wasserklärer oder UV-Klärer. Sie werden zur Wasserbehandlung in Aquarien, Teichen und Pools eingesetzt. Dabei ist in einer ersten Röhre eine zweite Röhre aus Glas angeordnet. In dieser zweiten Röhre befindet sich eine UV-C Leuchte. Wasser wird über eine Pumpe durch den Wasserklärer befördert und fließt zwischen der ersten und der zweiten Röhre. Dadurch wird es einer UV-C Strahlung ausgesetzt, was zur Verringerung von Bakterien- und Algenwachstum führt.
  • Ein anderer Stand der Technik sieht wasserbasierte Luftreiniger vor. Wasserbasierte Luftreiniger können einen vorteilhaften Einfluss auf die Luftfeuchtigkeit in Räumen nehmen. Sie führen angesaugte Luft über wasserbenetzte Scheiben. Verunreinigungen der Luft lagern sich auf den Scheiben und im Wasser ab. Um eine Verkeimung des Wassers zu verhindern, müssen dem Wasser Entkeimungsmittel zugesetzt werden. Dies ist mit Kosten und Aufwand verbunden. Des Weiteren ist für den Antrieb der Scheiben ein mechanischer Antrieb erforderlich, was einen hohen konstruktiven Aufwand bedeutet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein wasserbasierter Luftreiniger eine UV-C Quelle zu Deaktivierung aus der Luft abgeschiedener Krankheitserreger aufweist.
  • Die Lösung der Aufgabe verwendet eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Patentansprüchen.
  • Demnach wird eine Luftreinigungseinheit bereitgestellt, welche aus einem Gehäuse besteht, das im unteren Teil mit Wasser befüllt ist. Im oberen Teil weist das Gehäuse eine Zuluft-Öffnung auf, über welche ein Lüfter aus der Umgebung Luft ansaugt und auf den Wasserspiegel führt. Durch den Aufprall, der durch den Lüfter beschleunigten Luft auf den Wasserspiegel, gehen in der Luft enthaltene Schwebstoffe in das Wasser über. Zu den Schwebstoffen gehören auch Aerosole mit Krankheitserregern. Die somit im Wasser befindlichen Krankheitserreger werden mittels einer UV-C Quelle im Wasserbad deaktiviert. Zur Steigerung der Wirksamkeit ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse eine reflektierende Auskleidung aufweist. Die gereinigte Luft tritt über Abluft-Öffnungen wieder aus dem Gehäuse aus.
  • In einer Optimierung kann die vom Lüfter eingeleitete Luftströmung auf mindestens ein im Gehäuse gelagertes Flügelrad treffen. Der Luftstrom versetzt das Flügelrad in Bewegung, wodurch wechselweise ein neuer Flügel in das Wasserbad eintaucht und eine verbesserte Abscheidung der in der Luft enthaltenen Schwebstoffe in das Wasser erfolgt.
  • In einer vereinfachten Ausführung kann die UV-C Quelle im Luftraum oberhalb des Wasserspiegels angeordnet sein, was weniger Aufwand hinsichtlich Isolation und Schutz der UV-Lampe bedeutet (Entfall einer schützenden Glasröhre über der Lampe ist möglich).
  • Grundsätzlich ist es möglich, das Gehäuse durch einen Aufsatz soweit zu verlängern, dass ein Ansaugen in einer vorteilhaften Höhe erfolgt.
  • Die Gestaltung der Flügelräder kann neben einfachen Flügelrädern auch solche mit Ausnehmungen/Wänden umfassen, um die benetzte Oberfläche zu erhöhen und eine vorteilhafte Benetzung und/oder Luftführung zu erzielen.
  • In einer vereinfachten Ausführung kann auf Flügelräder verzichtet werden, indem ein Trenn-Element schwimmend auf die Wasserfläche aufgebracht wird. Es weist auf der, dem Wasser zugewandten Seite Luftführungen und/oder Wirbel-Elemente auf. Somit wird die UV-C Bestrahlungszeit, der durch den Lüfter zwischen Wasser und Trenn-Element eingebrachten Luft, verlängert und über die Verwirbelung die Abscheidung von Schwebstoffen/Aerosolen/Krankheitserregern verbessert.
  • Eine weitere Verbesserung der Luftreinigung kann erzielt werden, wenn der durch den Lüfter erzeugte Luftstrom durch einen Sprühnebel geleitet wird. In diesem Fall ist es vorteilhaft, einen Abscheider vorzusehen, der Wasser aus der gereinigten Luft abscheidet. Zur Deaktivierung von Krankheitserregern ist dabei vorgesehen, UV-C Quellen im Wasserbereich und/oder im Sprühnebel-Bereich und/oder im AbluftBereich einzusetzen.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.
  • Es zeigen
    • 1 Schematische Darstellung eines Luftreiniger mit wasserbasierter Deaktivierung von Krankheitserregern
    • 2 Schematische Darstellung einer Ausführung mit Flügelrädern
    • 3 Schematische Darstellung eines Luftreiniger mit UV-C Quelle im Luftraum oberhalb des Wasserspiegels
    • 4 Schematische Darstellung eines Luftreiniger mit Aufsatz zum Ansaugen in einer vorteilhaften Höhe
    • 5 Schnitt durch ein Flügelrad
    • 6 Schnitt durch ein Flügelrad mit zwei seitlichen Wänden
    • 7 Schnitt durch ein Flügelrad mit einer seitlichen Wand
    • 8 Schnitt durch ein Flügelrad mit einer mittigen Wand
    • 9 Schematische Darstellung eines Luftreiniger mit Trenn-Element
    • 10 Schematische Darstellung eines Luftreiniger mit Trenn-Element und daran befindlichem Lüfter
    • 11 Untersicht eines Trenn-Elementes mit spiralförmiger Luftführung
    • 12 Untersicht eines Trenn-Elementes mit bogensegmentförmiger Luftführung
    • 13 Schnitt durch Luftführung mit Wirbel-Element in Form einer Erhebung
    • 14 Schnitt durch Luftführung mit Wirbel-Element in Form einer Vertiefung
    • 15 Schematische Darstellung eines Luftreinigers mit Sprühnebel-Einrichtung
  • Die Figuren sind beispielhaft und schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren stehen für gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale.
  • 1 zeigt einen insgesamt mit dem Bezugszeichen (1) versehenen Luftreiniger, bestehend aus einem Gehäuse (2), teilweise befüllt mit Wasser (3). In Gehäuse (2) befestigt ist eine UV-C Quelle (11) im Wasserbad (3) angeordnet. Des Weiteren weist Gehäuse (2) eine Zuluft-Öffnung (5) auf, in welcher ein Lüfter (6) eine Luftströmung (12) erzeugt. Diese Luftströmung (12) trifft auf den Wasserspiegel von Wasser (3) auf. Durch den Aufprall gehen in der Luft enthaltene Schwebstoffe in das Wasser über. Zu den Schwebstoffen gehören auch Aerosole mit Krankheitserregern. Die somit im Wasser befindlichen Krankheitserreger werden in Wasser (3) durch UV-C Quelle (11) deaktiviert. Zur Steigerung der Wirksamkeit weist Gehäuse (2) eine reflektierende Auskleidung (13) auf. Die gereinigte Luft tritt über Abluft-Öffnungen (7) wieder aus dem Gehäuse (2) aus.
  • 2 weicht von 1 in folgenden Punkten ab: Der von Lüfter (6) eingeleitete Luftstrom 12 trifft auf Flügelräder (4), welche drehbar in Gehäuse (2) gelagert sind. Luftstrom (12) versetzt die Flügelräder (4) in Bewegung, wodurch wechselweise ein neuer Flügel in das Wasserbad eintaucht und eine verbesserte Abscheidung der in der Luft enthaltenen Schwebstoffe in das Wasser (3) erfolgt.
  • 3 weicht von 1 in folgenden Punkten ab: UV-C Quelle (11) ist im Luftraum oberhalb von Wasser (3) angeordnet und nimmt von dort aus die Deaktivierung von Krankheitserregern vor.
  • 4 zeigt einen insgesamt mit dem Bezugszeichen (1) versehenen Luftreiniger, bestehend aus einem Gehäuse (2) mit Einbauten, einem Abluft-Gitter (10), einem Aufsatz (8) und einem Zuluft-Gitter (9). Die Länge von Aufsatz (8) erlaubt ein Ansaugen in einer für den jeweiligen Einsatz vorteilhaften Höhe.
  • 5 zeigt einen Schnitt durch ein Flügelrad (4). Eine Aufnahme (14) ist in Umfangsrichtung von flügelformenden Taschen (15) umgeben.
  • 6 zeigt einen Schnitt durch ein Flügelrad (4) wie in 5, jedoch sind hier die Taschen (15) von zwei seitlichen Wänden begrenzt.
  • 7 zeigt einen Schnitt durch ein Flügelrad (4) wie in 5, jedoch sind hier die Taschen (15) nur von einer seitlichen Wand begrenzt.
  • 8 zeigt einen Schnitt durch ein Flügelrad (4) wie in 5, jedoch sind hier die Taschen (15) links und rechts einer mittigen Wand angeordnet.
  • 9 weicht von 1 in folgenden Punkten ab: Ein Trenn-Element (16) ist mit einer Beweglichkeit (19) an Zuluft-Öffnung (5) so geführt, dass Luftstrom (12) zwischen Trenn-Element (16) und Wasser (3) geleitet wird. Vorteilhafterweise ist Trenn-Element (16) schwimmfähig auf Wasser (3) ausgeführt. Durch geeignete Abmessungen und/oder Öffnungen ist sichergestellt, dass Luftstrom (12) nach Passieren von Trenn-Element (16) über Abluft-Öffnung (7) aus dem Gehäuse (2) entweichen kann. Ein Zuluft-Gitter (9) verhindert das Eindringen von Fremdkörpern in die Luftreinigungseinheit (1).
  • 10 weicht von 9 dahingehend ab, dass Lüfter (6) in Trenn-Element (16) aufgenommen ist und somit die gesamte Einheit auf Wasser (3) schwimmend ausgeführt ist. Zur Verbesserung der Schwimmfähigkeit sind Auftriebselemente (20) vorgesehen. Eine Abluft-Führung (21) deckt Gehäuse (2) nach oben ab. Sie weist eine Öffnung auf, um Zuluft-Öffnung (5) - beinhaltet in Trenn-Element (16) - eine Beweglichkeit (19) zu erlauben. Die Notwendigkeit der Beweglichkeit (19) ergibt sich aus dem Stand von Wasser (3). Vorteilhaft ist Zuluft-Gitter (9) so ausgeführt, dass bei Absinken des Standes von Wasser (3) ein Kontakt von Zuluft-Gitter (9) und Abluft-Führung (21) eintritt. So wird ein nötiges Nachfüllen von Wasser (3) signalisiert und ein Kontakt von Trenn-Element (16) zu UV-C Quelle (11) mit einer möglichen Beschädigung verhindert.
  • 11 zeigt die Untersicht eines Trenn-Elementes (16) mit spiralförmiger Luftführung. In Form einer Spirale leiten Luftführungen (18) einen von Lüfter (16) eingebrachten Luftstrom (12) vom Zentrum nach außen. Somit wird die UV-C Bestrahlungszeit, der durch den Lüfter (16) zwischen (hier nicht dargestelltem) Wasser (3) und Trenn-Element (16) eingebrachten Luft, verlängert und Abscheidung/Deaktivierung von Schwebstoffen/Aerosolen bzw. Krankheitserregern verbessert.
  • 12 zeigt die Untersicht eines Trenn-Elementes (16) mit bogensegmentförmigen Luftführungen (18). Durch die von den Luftführungen (18) erzeugten Richtungswechsel und Umwege wird die UV-C Bestrahlungszeit, der durch den Lüfter (16) zwischen Wasser (3) und Trenn-Element (16) eingebrachten Luft, verlängert und die Abscheidung/Deaktivierung von Schwebstoffen/Aerosolen bzw. Krankheitserregern verbessert.
  • 13 zeigt einen Schnitt durch eine Luftführung (18) mit einem Wirbel-Element (17) in Form einer Erhebung auf Trenn-Element (16). Sie führt zur Verwirbelung von Luftstrom (12) und damit zu einer verbesserten Abscheidung von Schwebstoffen bzw. Aerosolen bzw. Krankheitserregern in Wasser (3).
  • 14 zeigt einen Schnitt durch eine Luftführung (18) mit einem Wirbel-Element (17) in Form einer Vertiefung in Trenn-Element (16). Sie führt zur Verwirbelung von Luftstrom (12) und damit zu einer verbesserten Abscheidung von Schwebstoffen bzw. Aerosolen bzw. Krankheitserregern in Wasser (3).
  • 15 zeigt die schematische Darstellung eines Luftreinigers mit Sprühnebel-Einrichtung. Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen (1) versehener Luftreiniger saugt durch Zuluft-Gitter (9) mittels eines Lüfters (6) über eine Zuluft-Öffnung (5) Luft an. Der so erzeugte Luftstrom (12) trifft im Inneren auf einen Sprühnebel (24), erzeugt durch eine Sprüheinrichtung (23) gespeist von einer Pumpe (22). Pumpe (22) fördert aus Wasser (3). Durch den Kontakt von Luftstrom (12) mit Sprühnebel (24) werden Schwebstoffe und Aerosole bzw. Krankheitserreger ausgewaschen und in Wasser (3) gelöst. In Wasser (3) gelöste Krankheitserreger werden durch die in Wasser (3) angeordnete UV-C Quelle (11 a) deaktiviert. Im Sprühnebel (24) befindliche Krankheitserreger werden durch UV-C Quelle (11 b) deaktiviert. Im Zuge der Durchströmung des Luftreinigers (1) fließt Luftstrom (12) durch einen Abscheider (25), der überschüssige Flüssigkeit zurückhält. Über dem Abscheider, im Bereich von Abluft-Öffnung (7) ist eine weitere UV-C Quelle (11c) zur Deaktivierung noch verbliebener Krankheitserreger angeordnet.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen, sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination bei der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Luftreinigungseinheit
    2
    Gehäuse
    3
    Wasser
    4
    Flügelrad
    5
    Zuluft-Öffnung
    6
    Lüfter
    7
    Abluft-Öffnung
    8
    Aufsatz
    9
    Zuluft-Gitter
    10
    Abluft-Gitter
    11
    UV-C Quelle
    12
    Luftstrom
    13
    Reflektierende Auskleidung
    14
    Aufnahme
    15
    Taschen
    16
    Trenn-Element
    17
    Wirbel-Element
    18
    Luftführung
    19
    Beweglichkeit
    20
    Auftriebselement
    21
    Abluft-Führung
    22
    Pumpe
    23
    Sprüheinrichtung
    24
    Sprühnebel
    25
    Abscheider

Claims (10)

  1. Luftreinigungseinheit bestehend aus einem Gehäuse (2), das im unteren Teil mit Wasser (3) befüllt ist und im oberen Teil eine Zuluft-Öffnung (5) aufweist, über welche ein Lüfter (6) aus der Umgebung Luft ansaugt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Luftreinigungseinheit wenigstens eine UV-C Quelle (11) vorgesehen ist.
  2. Luftreinigungseinheit nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass direkt oder indirekt in Gehäuse (2) drehbar gelagerte Flügelräder (4) durch Lüfter (6) über Luftstrom (12) in Rotation versetzt werden.
  3. Luftreinigungseinheit nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine UV-C Quelle in Wasser (3) oder/und im Luftraum oberhalb Wasser (3) angeordnet ist.
  4. Luftreinigungseinheit nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufsatz (8) das Ansaugen in einer für den jeweiligen Einsatz vorteilhaften Höhe erlaubt. Dazu kann der Aufsatz austauschbar oder/und höhenverstellbar ausgeführt sein.
  5. Luftreinigungseinheit nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Trenn-Element (16) mit einer Beweglichkeit (19) an Zuluft-Öffnung (5) so geführt ist, dass Luftstrom (12) zwischen Trenn-Element (16) und Wasser (3) geleitet wird.
  6. Luftreinigungseinheit nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Lüfter (6) in ein Trenn-Element (16) aufgenommen ist und somit die gesamte Einheit auf Wasser (3) schwimmend ausgeführt ist.
  7. Luftreinigungseinheit nach einem der Ansprüche 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass Trennelement (16) auf der, dem Wasser zugewandten Seite Luftführungen (18) und/oder Wirbel-Elemente (17) aufweist.
  8. Luftreinigungseinheit nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Lüfter (6) erzeugte Luftstrom durch einen Sprühnebel (24) geleitet wird.
  9. Luftreinigungseinheit nach Patentanspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass in einem Raum über einem Abscheider (25) eine UV-C Quelle (11c) und/oder in einem Raum unter einem Abscheider (25) eine UV-C Quelle (11b) und/oder im Wasser (3) eine UV-C Quelle (11a) vorgesehen ist.
  10. Luftreinigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Gehäuse (2) und/oder an Trenn-Element (16) eine reflektierende Auskleidung (13) vorgesehen ist.
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