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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen und/oder
Befeuchten von Gasen, insbesondere von Raumluft, mit wenigstens
einem, in einem Gehäuse
angeordneten, zum Teil in einer Flüssigkeit eintauchenden und/oder
mit Flüssigkeit
benetzbaren, sich bewegenden, insbesondere rotierenden dreidimensionalen
Körper.
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Vorrichtungen
zum Reinigen von Gasen, insbesondere von Raumluft sind in unterschiedlichen Ausführungsformen
bekannt. So beschreibt die
DE 37
35 219 A1 eine derartige Vorrichtung, bei der ein Plattenstapel
innerhalb eines Gehäuses
um eine horizontale Achse rotiert und in eine Flüssigkeit eintaucht, so dass
der Stapel von Flüssigkeit
benetzt wird. Die zu reinigende Raumluft wird an der Plattenstapelfläche vorbeigeleitet
und gibt dabei die Schadstoffe ab, die dann in der Flüssigkeit
abgeschieden werden.
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Eine
derartige Vorrichtung ist weiterhin aus der
DE 44 14 045 A1 bekannt.
Hierbei umfasst der Rotationskörper
zusätzlich
einen Wärmetauscher, wobei
der Rotationskörper
als Wärmetauschkörper ausgebildet
ist und eine Halterung aufweist, in welche ein Behälter (Kälteakku)
zur Aufnahme eines Kältemittels
einsetzbar ist.
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Eine
Vorrichtung zur Reinigung von Gasen mit einem rotierenden Plattenstapel
ist weiterhin aus der
EP
0 243 536 B1 bekannt.
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Diese
bekannten Reinigungsvorrichtungen haben sich in der Praxis als sehr
effektiv erwiesen, bspw. zur Reinigung von Luft innerhalb von geschlossenen
Räumen.
Das zwischen den rotierenden Plattenstapeln anhaftende Wasser eignet
sich hervorragend zur Aufnahme der Luft und zum Binden aller darin
enthaltenen Partikel und Verunreinigungen, die beim anschließenden Eintauchen
des Plattenstapels im Wasser dort gebunden bleiben. Allerdings sind diese, üblicherweise
aus Kunststoff gefertigten Plattenstapel in der Herstellung relativ
aufwändig
und damit teuer, da die Werkzeugformen hohe Kosten verursachen.
Zudem bereitet die Reinigung des Plattenstapels sowie des Gehäuses mit
dem darin befindlichen Wasser oftmals Probleme. Nach länger andauerndem
Betrieb unterliegen diese Vorrichtungen zudem einer ausgeprägten Verkalkung.
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Eine
Vorrichtung zum Befeuchten von Luft ist weiterhin aus der
DE 33 11 381 A1 bekannt.
In einem teilweise mit Wasser gefüllten Gehäuse ist ein Gebläse angeordnet,
das für
eine Anströmung
einer aus porösem
Werkstoff bestehenden hohlzylindrischen Walze sorgt. Die Walze ist
um eine waagrechte Achse drehbar im Aufnahmegehäuse angeordnet und taucht teilweise
in das im Aufnahmegehäuse
befindliche Wasser ein.
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Bei
diesen bekannten Einrichtungen zur Luftbefeuchtung haben sich die
verwendeten porösen Materialien,
die sich mit Wasser voll saugen und dieses an die umgebende Luft
abgeben sollen, als teilweise wenig effektiv für eine Reinigung der Luft von darin
befindlichen Schwebstoffen und Staubpartikeln erwiesen, da die verwendeten
Schaumstoffmaterialen relativ viel Wasser aufnehmen und dieses nur langsam
wieder abgeben. Eine effektive Bindung von Staubpartikeln an der
Schaumstoffoberfläche
findet nur sehr eingeschränkt
statt.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zur Reinigung von Gasen vorzuschlagen, die einfach und kostengünstig herstellbar
sowie auf einfache Weise wartbar ist, und die gleichzeitig eine
sehr effektive Reinigung der Gase ermöglicht.
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Dieses
Ziel wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht.
Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den jeweils davon abhängigen
Ansprüchen.
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Eine
erste Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen
von Gasen, insbesondere von Raumluft, umfasst wenigstens einen dreidimensionalen
Körper,
der zumindest teilweise in eine Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser,
eintaucht und der an seiner Außenseite
eine mit Flüssigkeit
benetzbare und/oder eine Flüssigkeit
transportierende bzw. fördernde
Struktur aufweist. Diese Struktur ist dazu geeignet, die Reinigungsflüssigkeit
bzw. das Wasser teilweise aufzunehmen und von dieser bzw. diesem
benetzt zu werden. Eine auf diese Weise an einem nicht in die Flüssigkeit
eintauchenden Abschnitt der Struktur des dreidimensionalen Körpers anhaftende
Reinigungsflüssigkeit
kann Partikel, Schwebstoffe und Verunreinigungen aufnehmen, die in
einer auf die Oberseite des dreidimensionalen Körpers auftreffenden Raumluft
bzw. einem dort auftreffenden Gas enthalten sind. Durch ein anschließendes Eintauchen
dieses Abschnitts der Struktur in die Flüssigkeit wird die die Struktur
benetzende bzw. die sich in der Struktur befindliche Flüssigkeit
zumindest weitgehend gegen frische Flüssigkeit getauscht. Hierbei
gehen auch die Schmutzteilchen in die im Gehäuse befindliche Reinigungsflüssigkeit über. Der betroffene
Strukturabschnitt wird hierbei regeneriert und für eine weitere Aufnahme von
Schmutzteilchen vorbereitet. Die Flüssigkeit im Gehäuse wird
zweckmäßigerweise
in regelmäßigen Zeitabständen durch neue
Flüssigkeit
ersetzt.
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Für eine effektive
Befreiung der Luft bzw. des Gases von darin enthaltenen Schmutzpartikeln,
Stoffen und Verunreinigungen durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
wird die Außenseite
des wenigstens einen dreidimensionalen Körpers mit vorbeistreichender
Luft bzw. vorbeiströmendem
Gas beaufschlagt, so dass ein möglichst
großes
Luft- bzw. Gasvolumen an der Reinigungsstruktur vorbei streicht und
hierbei seine Verunreinigungen abscheidet.
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Für eine effektive
Befreiung der Luft bzw. des Gases von darin enthaltenen Schmutzpartikeln,
Stoffen und Verunreinigungen durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
wird weiterhin der wenigstens eine dreidimensionale Körper permanent
in Bewegung gehalten, so dass die luftreinigende Struktur des wenigstens
einen dreidimensionalen Körpers
kontinuierlich gewaschen und mit frischer Flüssigkeit benetzt wird, und
somit ein kontinuierlicher Reinigungsprozess stattfinden kann. Insbesondere
führt der
wenigstens eine Körper
eine im Wesentlichen rotierende Bewegung aus, so dass die Abschnitte
des Körpers,
die die mit Flüssigkeit
benetzbare und/oder eine Flüssigkeit
transportierende bzw. fördernde
Struktur tragen, in regelmäßigen Abständen in
die Flüssigkeit eintauchen
bzw. an der Oberfläche
zu liegen kommen, um mit vorbeiströmendem Gas bzw. Luft in Berührung zu
kommen bzw. gewaschen zu werden.
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Erwähnenswert
ist in diesem Zusammenhang, dass nicht nur der Körper für eine Reinigung der Luft sorgt,
sondern dass sich bei Versuchen herausgestellt hat, dass bereits
die direkt von zu reinigender Luft bzw. von zu reinigendem Gas angeströmte Flüssigkeit
selbst für
eine gewisse Reinigung des Gases bzw. der Luft sorgen kann, da die
im Gas bzw. in der Luft transportierten Staub- und Feinpartikel
an der Oberfläche
der Flüssigkeit
gebunden werden und in dieser verbleiben. Durch entsprechende Anströmung der
Flüssigkeit
mittels des Gebläses kann
eine Rotation bzw. eine Kreisströmung
erzeugt werden, die für
ein Absinken der gebundenen Partikel auf den Grund des Behälters sorgt.
Dort verbleiben die Partikel, so dass nach einiger Zeit die Flüssigkeit
ausgetauscht und der Behälter
gereinigt werden kann, wodurch er für einen weiteren Benutzungszyklus
vorbereitet ist.
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Um
eine möglichst
effektive Reinigungswirkung zu erzielen, kann das Gehäuse hohlzylindrisch oder
abschnittsweise hohlkegelförmig
ausgebildet sein, so dass die Flüssigkeit
durch die Luftströmung schnell
in eine erwünschte
Rotation versetzt werden kann, was zum erwähnten Transport der gebundenen
Partikel auf den Behältergrund
sorgt. Weiterhin kann die Reinigungswirkung durch Zugabe von Substanzen
in die Reinigungsflüssigkeit
verbessert werden, welche gezielt deren Oberflächenspannung reduzieren, bspw.
durch Zugabe von Öl
in Wasser.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist vorzugsweise ein Gebläse
auf, das Luft bzw. das Gas ansaugt und auf die Außenseite
des dreidimensionalen Körpers
strömen
lässt,
um auf diese Weise den Reinigungseffekt herbeizuführen. Das
Gebläse
ist vorzugsweise an einer Oberseite des Gehäuses bzw. an einer Gehäuseabdeckung
angeordnet, so dass der Luft- bzw. Gasstrom von oben her auf die
Außenmantelfläche des
wenigstens einen dreidimensionalen Körpers bzw. auf die Reinigungsflüssigkeit
auftrifft. Das Gebläse
ist vorzugsweise ein Axialgebläse, das
wenig Raum beansprucht. Der Antrieb des Gebläses erfolgt vorzugsweise mittels
eines Elektromotors bzw. mehrerer Elektromotoren.
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Wahlweise
sorgt das Gebläse
durch den auf den wenigstens einen dreidimensionalen Körper gerichteten
Luftstrom für
dessen Bewegung, insbesondere für
eine Rotationsbewegung des dreidimensionalen Körpers. Darüber hinaus oder alternativ
ist ein weiterer Antrieb für
den wenigstens einen dreidimensionalen Körper vorgesehen, bspw. in Form
eines elektromotorischen Antriebs, der ggf. mit dem Lüfterantrieb
gekoppelt sein kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach
aufzubauen und einfach zu warten. Der bzw. die dreidimensionalen
Körper
können
bspw. zu Reinigungs- oder zu Austauschzwecken einfach aus der Flüssigkeit
genommen und wieder hineingesetzt werden; eine Montage kann bspw. durch Einstecken
einer horizontalen Achse in eine Gehäuseseitenwand erfolgen. Die
Achse kann bspw. mittels einer Schnappverbindung drehbar im Gehäuse gelagert
sein. Wahlweise kann die Achse auch an Haltestreben gelagert sein,
die am Deckel befestigt sind. Auf diese Weise ist eine Entnahme
des Deckels mitsamt dem rotierenden Körper möglich, um die Reinigungsflüssigkeit
leicht austauschen zu können.
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Wahlweise
kann die vom Gebläse
erzeugte Luft- oder Gasströmung
für eine
gezielte Rotation der im runden Gehäuse befindlichen Reinigungsflüssigkeit
sorgen, so dass Schmutzpartikel nach unten gefördert werden und sich dort
absetzen können.
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Alternativ
ist es ebenso denkbar, dass der teilweise in die Flüssigkeit
eintauchende dreidimensionale Körper
an einer feststehenden horizontalen Achse gelagert ist und seine
Bewegung hierdurch geführt
ist. Ein gesonderter Antrieb ist möglich. Der Antrieb des Körpers kann
bspw. mit dem Antrieb des Gebläses
gekoppelt sein, bspw. mittels einer sich drehenden Schnecke, die
mit einem Zahnrad im Eingriff steht. In allen genannten Varianten
ist jedoch ein Antrieb bzw. ein Zusatzantrieb durch den Luftstrom des
Gebläses
denkbar. Beim Einsatz mehrerer an Achsen gelagerter Körper sind
die Achsen vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet. Die Drehrichtungen
derart gelagerter Körper
können
gleich oder gegensinnig sein. Je nach Baugröße und gewünschter Reinigungskapazität können bspw.
zwei gegensinnig rotierende trommelförmige Körper vorgesehen sein, wie dies
aus dem Stand der Technik (z.B.
DE 44 14 045 A1 ) bekannt ist.
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Der
wenigstens eine dreidimensionale Körper kann insbesondere mit
einer Umdrehungsgeschwindigkeit zwischen 20 und 200 Umdrehungen pro
Minute rotieren, wobei sich eine Umdrehungsgeschwindigkeit von ca.
50 bis 100 Umdrehungen pro Minute als besonders vorteilhaft herausgestellt
hat. Die angegebenen Drehzahlen können grundsätzlich in sehr weiten Grenzen
variieren, je nachdem welche Baugröße die Vorrichtung aufweist
und welche Reinigungswirkung erzielt werden soll. So kann es ggf. vorteilhaft
sein, einen relativ großen
Körper
mit 5 oder mehr Umdrehungen je Minute rotieren zu lassen. Ein sehr
kleiner Körper
hingegen kann auch mit Drehzahlen von bis zu 400 Umdrehungen je
Minute noch effektiv betrieben werden.
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An
nahezu beliebiger Stelle im Gehäuse,
innerhalb dessen sich der wenigstens eine dreidimensionale Körper bewegt
und innerhalb dessen die Flüssigkeit
angeordnet ist, können
Luftaustrittsöffnungen
angeordnet sein, durch welche die gereinigte Luft austreten kann,
da nach dem Auftreffen der Luft bzw. des Gases auf den Köper der
Reinigungseffekt bereits stattgefunden hat. Diese Luftaustrittsöffnungen
können
bspw. in Form von länglichen
Schlitzen an allen vier Seiten eines quaderförmigen Gehäuses vorgesehen sein. Besonders
bevorzugt sind die Luftaustrittsöffnungen
in eine Gehäuseabdeckung eingebracht.
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Die
Gehäuseabdeckung
kann so ausgeführt sein,
dass sie auf ein beliebiges Gefäß mit einer Öffnung,
deren Durchmesser in einem gewissen Durchmesserbereich liegt, aufsetzbar
ist. Ein reines Auflegen der Abdeckung, die auch als Luftzirkulationshaube
bezeichnet werden kann, reicht für
die Funktion aus. Der Einsatz von Fixierungseinrichtungen, die eine
Befestigung der Abdeckung an dem Gefäß ermöglichen, bspw. Klammern, Spangen,
o. ä. ist
ebenfalls denkbar.
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Die
einfachste Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht somit
aus einer Kombination einer Gehäuseabdeckung
mit integriertem Gebläse und
Luftaustrittsöffnungen
(„Luftzirkulations-Haube") und einer im hohlzylindrischen
oder hohlkegeligen Gehäuse
befindlichen Reinigungsflüssigkeit,
die zusammen mit einem beliebigen handelsüblichen Gefäß, bspw. einer Tasse oder einer
Vase, einen einfachen, hygienischen und effektiven Luftreiniger
und -befeuchter ergeben. Zudem ist wenigstens ein erfindungsgemäßer dreidimensionaler
Körper
vorhanden. Die Bauteile ergeben zusammen mit einem beliebigen handelsüblichen
Gefäß, bspw.
einer Tasse oder einer Vase, einen einfachen, hygienischen und effektiven
Luftreiniger und/oder -befeuchter.
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Der
dreidimensionale Körper
kann für
den Einsatz in der vorliegenden Erfindung im Prinzip jede beliebige
Gestalt aufweisen. Insbesondere muss die dreidimensionale Gestalt
des Körpers
eine Drehbewegung des Körpers
zulassen bzw. sollte diese begünstigen.
Bevorzugt ist der Körper
daher zylindrisch bzw. walzenförmig
in Form einer Trommel oder kugelig ausgebildet.
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Der
dreidimensionale Körper
kann grundsätzlich
aus jedem denkbaren Material bestehen, sofern die Funktion – die Aufnahme
und der Transport der Reinigungsflüssigkeit – mit der gewünschten
Effektivität
erfüllt
wird. Die Struktur des dreidimensionalen Körpers kann die unterschiedlichsten
Gestalten und Ausführungsformen
umfassen. Wesentlich dabei sind der ausreichende Benetzungsgrad
und der ausreichende Flüssigkeitstransport
durch den teilweise in die Flüssigkeit
eintauchenden dreidimensionalen Körper während dessen Rotation. Die
Struktur kann bspw. gitternetzartig, wabenartig, schaumartig oder mit
zahlreichen Löchern
versehen sein. Es ist nicht unbedingt notwendig, dass die gesamte
Außenmantelfläche des
Körpers
die mit Reinigungsflüssigkeit benetzbare
und/oder eine Flüssigkeit
transportierende bzw. aufnehmende Struktur aufweist. Es kann auch
ausreichen, dass Teile der Körperoberfläche bzw.
des gesamten dreidimensionalen Körpers
die gewünschte
Struktur aufweisen, während
andere Abschnitte des dreidimensionalen Körpers bspw. eine glatte Struktur
o. dgl. aufweisen.
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Insbesondere
der Kern der dreidimensionalen Körpers
kann aus beliebigem Material bestehen, bspw. aus einem Kunststoff
oder Schaumstoff.
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Die
mit Reinigungsflüssigkeit
benetzbare Struktur des dreidimensionalen Körpers kann bspw. durch eine
Umhüllung
eines Kerns des dreidimensionalen Körpers erzielt werden, die ggf.
abnehmbar und gesondert von dem Kern des dreidimensionalen Körper reinigbar
sein kann. Wahlweise kann der dreidimensionale Körper auch aus einem Vollmaterial gebildet
sein, das die gewünschte
benetzbare Struktur aufweist.
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Wahlweise
kann weitgehend das gesamte Volumen des dreidimensionalen Körpers durch
die schwamm- bzw. wabenartige oder gitternetzartige o. ä. Struktur
gebildet sein. Bei einem an einer Achse gelagerten Körper kann
es in diesem Fall ggf. sinnvoll sein, den Bereich nahe der starren
Drehwelle, die im Gehäuse
der Vorrichtung drehbar gelagert ist, steifer auszubilden als den
elastischeren Bereich des übrigen
Körpers.
Diese lokale Verhärtung
kann ggf. durch eine gezielte Wärmebehandlung
der elastischen Struktur im inneren Bereich um die Drehwelle erfolgen,
so dass dieser zumindest teilweise aushärtet.
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Der
dreidimensionale Körper
kann auch eine gitternetzartige Struktur aufweisen. Hierbei kann
die Außenmantelfläche des
Körpers
oder Teile davon als Kunststoff- oder Metallgitterstruktur ausgebildet
sein. Als mit Flüssigkeit
benetzbare Struktur kommt bspw. auch ein Metallgeflecht, bestehend
aus einem Drahtgeflecht o. dgl., in Frage. Eine effektive Benetzbarkeit mit
Reinigungsflüssigkeit
kann auch dadurch hergestellt sein, dass die Außenmantelfläche des Körpers eine Vielzahl von kleinen
Löchern
aufweist, die vorzugsweise nach innen hin geschlossen sind. Diese Löcher können bspw.
in einem elastischen Material wie Kautschuk oder einem geeigneten
elastomeren Kunststoff eingebracht sein. Die Einbringung der Löcher in
das Material kann bspw. durch ein geeignetes Gießverfahren erfolgen. Die nach
innen zum Trommelmittelpunkt hin geschlossenen Löcher verhindern während der
Rotation des Körpers
ein Ablaufen der aufgenommenen Reinigungsflüssigkeit nach innen hin, bevor
der Bereich innerhalb der Reinigungsvorrichtung erreicht ist, bei
dem die Außenmantelfläche des
Körpers
mit dem zu reinigenden Gas bzw. mit der zu reinigenden Luft beaufschlagt
wird. Dies ist meist der obere Bereich des dreidimensionalen Körpers, kann
jedoch auch ein seitlicher Bereich sein.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform der
Erfindung sieht vor, dass an der Außenmantelfläche des dreidimensionalen Körpers eine
Mehrzahl von Flüssigkeit
aufnehmenden und/oder schöpfenden
Bechern angeordnet ist. Diese Becher können in großer Anzahl über die Oberfläche des
Körpers
verteilt sein. Wahlweise können
die Becher auch länger ausgebildet
sein und sich über
die Längserstreckungsrichtung
eines walzenförmigen
Körpers
erstrecken. Diese Becher sorgen für ein Schöpfen der Reinigungsflüssigkeit
nach oben, während
die Trommel rotiert. Die Außenmantelfläche der
Trommel wird hierbei mit einer ausreichenden Menge an Reinigungsflüssigkeit
benetzt, so dass die gewünschte Reinigungswirkung
für das
Gas bzw. die Luft erzielbar ist.
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Alle
erwähnten
Strukturen können
in nahezu beliebig kombinierter Form vorhanden sein. So kann der
dreidimensionale Körper
bspw. eine schwamm- bzw. gitternetzartige Struktur aufweisen und
zusätzlich
mit den erwähnten
Schöpfbechern
versehen sein. Auch andere Kombinationen sind möglich, bspw. eine elastische
Struktur mit einer Vielzahl von Löchern, die ebenfalls eine Schöpfwirkung
aufweisen. Diese Schöpfwirkung
wird je nach Durchmesser und Tiefe der Löcher kombiniert bzw. überlagert
von der Kapillarwirkung der als Röhren ausgebildeten Löcher. Diese
Kapillarwirkung kann weiterhin durch die jeweilige Oberflächenspannung
der verwendeten Reinigungsflüssigkeit
beeinflusst werden.
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Die
an der Außenseite
des dreidimensionalen Körpers
aufgebrachte Struktur kann insbesondere eine schwammartige oder
schaumartige bzw. wabenartige, gitternetzartige und/oder gelochte
Struktur aufweisen, insbesondere mit einer Poren- bzw. Lochgröße zwischen 0,2 und 5 mm. Als
besonders vorteilhaft hat sich eine Poren- bzw. Lochgröße von ca. 1 bis 3 oder 4 mm
herausgestellt, da diese Struktur in der Lage ist, für eine besonders
gute Benetzung mit Wasser zu sorgen. Auf diese Weise kann der Körper relativ
langsam bewegt werden und dabei dennoch eine relativ große Menge
von Wasser aufnehmen, das an der Außenseite des Körpers anhaftet.
Der Schwamm bzw. die mit Flüssigkeit
benetzbare Struktur kann eine offenporige oder geschlossenporige Struktur
aufweisen. Die mit Flüssigkeit
benetzbare Struktur weist vorzugsweise eine elastische Verformbarkeit
auf, wodurch die Montage an der Trommel sowie die Trennung der Einzelteile
erleichtert wird.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung besteht der dreidimensionale Körper bzw. zumindest Teile seiner
Außenmantelfläche aus
einem offenporigen oder geschlossenporigen, weichelastischen Schwammgummi.
Hierbei handelt es sich um schwammig-porös getriebenen bzw. geblähten Gummi,
der meist aus Naturkautschuk hergestellt wird. Insbesondere geeignet
ist Schwammgummi RG 160, ohne Haut, mittel- oder großporig.
Derartige Schwammgummis sind preisgünstig im Handel erhältlich und
auch unter der Trivialbezeichnung „Maurerschwamm" bekannt. Durch seine
Bläschen-
bzw. Wabenstruktur eignet sich dieser Schwammgummi ganz besonders
gut für
den erfindungsgemäßen Einsatz.
Die Waben füllen
sich mit Wasser, das beim Auftauchen auch in den Waben verbleibt;
vorbeiströmende
Schmutzpartikel werden leicht darin aufgenommen und verbleiben auch
darin, bis die Waben durch erneutes Eintauchen in das Wasser ausgewaschen
werden. Bspw. Hausstaub, Pollen, Zigarettenrauch und unangenehme
Gerüche werden
durch derartige Schwammgummis sehr effektiv aus der Luft gefiltert.
Dieser erfindungsgemäß verwendbare
Schwammgummi hat die besonders vorteilhafte Eigenschaft, dass das
aufgenommene Wasser weitest gehend an der Oberfläche gebunden wird, da sich
das Material nicht so stark mit eindringendem Wasser voll saugt,
wie dies bspw. bei herkömmlichem
Schaumstoff der Fall ist. Aus diesem Grund kann ein sehr großer Anteil
der in der anströmenden
Luft enthaltenen Partikel von dem an der Oberfläche des Schwammgummis gebundenen Wasser
aufgenommen und gehalten werden. Beim Eintauchen in das Wasser bzw.
die Reinigungsflüssigkeit
findet ein schneller und weitgehend vollständiger Austausch mit frischem
Wasser statt, wobei nahezu der gesamte Anteil der an der Oberfläche gebundenen
Staub- und Schmutzpartikel ausgewaschen und in der im Gehäuse befindlichen
Flüssigkeit gebunden
wird.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform der
Erfindung kann vorsehen, dass der dreidimensionale Körper um
eine senkrechte oder schräg
geneigte Achse rotiert.
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Hierbei
kann vorgesehen sein, dass der Körper
nicht in die Flüssigkeit
eintaucht, sondern auf geeignete Weise von dieser benetzt wird,
bspw. mit Hilfe einer Sprüheinrichtung.
Gleichzeitig wird der mit Flüssigkeit
benetzte dreidimensionale Körper
mit dem zu reinigenden Gas bzw. mit der zu reinigenden Raumluft
beaufschlagt, so dass hierbei die darin enthaltenen Schmutz- und
Staubpartikel sowie die Schwebstoffe an dem dreidimensionalen Körper haften
bleiben. Durch die permanente Besprühung des dreidimensionalen
Körpers
mit der Reinigungsflüssigkeit
werden die Schmutzpartikel abgewaschen und im Flüssigkeitsreservoir am Behälterboden
gesammelt. Der Grad der Befeuchtung des Gases bzw. der Raumluft
ist bei dieser Variante gegenüber
der zuvor beschriebenen Variante mit dem in die Flüssigkeit
eintauchenden dreidimensionalen Körper ggf. leicht verbessert.
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Selbstverständlich kann
auch bei einer Variante mit einem in der Flüssigkeit schwimmenden, frei beweglichen
oder bei einer Variante mit einem in die Flüssigkeit eintauchenden, um
eine horizontale Achse rotierenden dreidimensionalen Körper eine
zusätzliche
Sprüheinrichtung
vorgesehen sein, mit der der Benetzungsgrad der Körperaußenseite
mit der Reinigungsflüssigkeit
erhöht
werden kann.
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Ein
willkommener Nebeneffekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
dass ein Teil des von der waben- oder gitternetzartigen bzw. mit
einem Lochmuster versehenen Struktur an der Außenfläche des dreidimensionalen Körpers gebundenen
Wassers von der austretenden Luft gebunden wird und somit die Luftfeuchtigkeit
im Raum erhöhen kann.
Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichzeitig
als Luftbefeuchter eingesetzt werden, insbesondere zur Vermeidung
von zu trockener Innenraumluft, bspw. in den Wintermonaten. Die
diesem vorteilhaften Effekt zu Grunde liegende Kaltverdunstung kann
insbesondere mit herkömmlichem
Wasser als Reinigungsflüssigkeit
erzielt werden.
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Eine
Verbesserung der Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann dadurch erzielt werden, dass die Reinigungsflüssigkeit
bzw. das Wasser mit reinigenden Mitteln versetzt wird, die insbesondere
die Oberflächenspannung
der Flüssigkeit
reduzieren, so dass der dreidimensionale Körper noch besser benetzt wird.
Ggf. können
auch Duftstoffe in die Flüssigkeit
gegeben werden, die beim Austreten der Luft einen angenehmen Geruch
verbreiten.
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Ein
besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
dass die Vorrichtung sehr kompakt ausgeführt sein kann, sehr leicht
zerlegbar ist, aus nur sehr wenigen und kostengünstig herstellbaren Bauteilen
besteht und sehr leicht zu reinigen ist. Ein Deckel mit darin eingebrachten
Luftauslassöffnungen
und einem darin angeordneten Gebläse und elektromotorischem Antrieb
kann bspw. von einem wannenförmigen
Behälter
abgenommen werden, innerhalb dessen sich das Reinigungswasser befindet,
in dem wiederum ein oder mehrere erfindungsgemäße dreidimensionale Körper schwimmen. Der
Deckel kann bspw. einen Durchmesser von nur 85 mm aufweisen. Die
dreidimensionalen Körper können bspw.
Kugeln mit einem Durchmesser von nur 20 mm sein. Derartige Reinigungsbälle können aus
dem Gehäuse
herausgenommen und zu Reinigungszwecken bspw. in eine herkömmliche
Geschirrspülmaschine
gelegt werden. In gleicher Weise kann der Behälter mit der Reinigungsflüssigkeit
in einer Spülmaschine
gereinigt werden, was die Handhabbarkeit bei länger dauerndem Gebrauch deutlich
vereinfacht. Auch kann im Prinzip jeder beliebige Behälter verwendet
werden, so dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung
und Befeuchtung von Gasen oder Raumluft auf einfache Weise individuell gestaltet
und/oder unauffällig
im Raum platziert werden kann. Die Reinigungsstruktur kann vorzugsweise von
einem Körperkern
abgenommen werden, bspw. mittels einer Klemmverbindung o. dgl. und
kann damit separat gereinigt werden, vorzugsweise ebenfalls in einer
Geschirrspülmaschine
o. dgl.
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Die
Einsatzbereiche der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mannigfaltig
und umfassen bspw. Wohn- und Schlafbereiche, Küchen, Büros, Hotels, Gastronomie, Altenheime,
Krankenhäuser,
Autos, Boote, Campingbereiche usw.
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Der
Wirkungsgrad einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist enorm. Die bisher kleinste getestete erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einer Luftzirkulationshaube mit 85 mm Durchmesser auf einem
Becher mit 83 mm Durchmesser und 90 mm Höhe und Reinigungsbällen mit
20 mm Durchmesser ist zur Reinigung von ca. 7,5 Kubikmeter Umgebungsluft
geeignet.
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Wenn
im vorliegenden Zusammenhang teilweise von Wasser und teilweise
von Reinigungsflüssigkeit
die Rede ist, so ist damit grundsätzlich gemeint, dass neben
Wasser auch andere Reinigungsflüssigkeiten
verwendet werden können.
Auch kann das Wasser bzw. die Reinigungsflüssigkeiten mit Geruch erzeugenden
und/oder die Oberflächenspannung
reduzierenden Zusätzen
vermischt sein, wodurch die Reinigungswirkung zusätzlich verbessert werden
kann.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Teile werden
dabei grundsätzlich
mit gleichen Bezugszeichen versehen und teilweise nicht mehrmals erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von
Gasen oder Luft.
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2 zeigt
eine beispielhafte Schaum- bzw. Wabenstruktur, die auf einer Außenmantelfläche einer
rotierenden Trommel der erfindungsgemäßen Vorrichtung angebracht
ist.
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3 zeigt
eine beispielhafte Gitternetzstruktur, die auf der Außenmantelfläche der
rotierenden Trommel angebracht ist.
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4 zeigt
eine beispielhafte Lochstruktur, die auf der Außenmantelfläche der rotierenden Trommel
aufgebracht ist.
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5 zeigt
eine Struktur mit einer Vielzahl von an der Außenseite der Trommel angeordneten Schöpfbechern.
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Die
schematische Darstellung der 1 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Reinigung und/oder Befeuchtung von Gasen, insbesondere von Raumluft
in schematischer Schnittdarstellung. Die Vorrichtung 10 weist
einen wannen- oder
topfförmigen
Behälter 12 mit
darin befindlicher Reinigungsflüssigkeit 14,
insbesondere Wasser auf. In der Reinigungsflüssigkeit 14 rotiert
ein walzenförmiger
dreidimensionaler Körper 18,
der zumindest an seinem Außenumfang
aus einer mit Reinigungsflüssigkeit
benetzbaren bzw. Flüssigkeit
aufnehmenden und/oder transportierenden Struktur 22 besteht.
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Eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Struktur 22 wird
anhand der 2 näher erläutert. Die Porengröße der als
Schwammstruktur 221 ausgebildeten Struktur 22 beträgt vorzugsweise
zwischen 0,2 und 5 mm. Eine besonders gute Benetzbarkeit kann jedoch
mit einer Poren- bzw. Wabengröße zwischen
1 und 4 mm erreicht werden, wie dies in 2 dargestellt
ist. Die Schwammstruktur 221 kann insbesondere durch einen
Schwamm mit geeigneter Poren- bzw. Wabengröße gebildet sein. Grundsätzlich jedoch
eignet sich als Schwammstruktur jeder beliebige Körper, der
die gewünschten Effekte
zeigt, bspw. eine keramische Struktur, eine geeignete Schaumstoffstruktur,
ein Drahtgewirke, dessen Drähte
ggf. mit einer geeigneten Umhüllung versehen
sein können
o. dgl.
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Besonders
geeignet für
die erfindungsgemäße Anwendung
ist ein schwammigporös
getriebener bzw. geblähter
Gummi, insbesondere aus Naturkautschuk, der auch unter der Bezeichnung „Maurerschwamm" bekannt ist. Dieser
weist die gewünschte Porengröße und auch
eine sehr gute Benetzbarkeit mit Wasser und anderen Reinigungsflüssigkeiten
auf. Dieser Schwammgummi kann bspw. in einer rechteckförmigen Bahn
zugeschnitten sein, so dass er einen trommelförmigen Kern eines dreidimensionalen Körpers gemäß vorliegender
Erfindung umhüllen
und an der Trommelaußenseite
befestigt werden kann, bspw. mit einer geeigneten Klemmeinrichtung.
In dem in 1 gezeigten Beispiel besteht
der dreidimensionale Körper 18 nur
an seiner Außenseite
aus einem derartigen Schwammgummi.
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Die
schematische Darstellung der 3 zeigt
eine weitere alternative Ausgestaltung der Struktur 22,
die hier als Gitternetzstruktur 222 ausgebildet ist. Die
Gitternetzstruktur 222 kann wahlweise starr oder flexibel,
regelmäßig oder
ungeordnet, eng- oder weitmaschig ausgebildet sein, solange die
gewünschte
Wirkung – die
Aufnahme, die Benetzbarkeit mit und der Transport von Reinigungsflüssigkeit – erzielt
werden kann. Wahlweise kann die Gitternetzstruktur 222 einen
Teil der Dicke an der Außenmantelfläche 20 des
dreidimensionalen Körpers 18 ausmachen.
Alternativ hierzu kann der gesamte dreidimensionale Körper 18 durch
die Gitternetzstruktur 222 gebildet sein. Die Struktur 22 entsprechend 3 kann
bspw. aus spritzgegossenem Kunststoff, aus Metalldraht o. dgl. bestehen.
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Die
schematische Schnittdarstellung der 4 zeigt
eine weitere alternative Ausgestaltung der Struktur 22,
die hier als gelochte Struktur 223 bzw. als Lochstruktur 223 mit
einer Vielzahl von eng beieinander liegenden, kleinen, nach innen
zur Körperinnenseite
hin geschlossenen Löchern 224,
die für
einen ausreichenden Transport von Reinigungsflüssigkeit während der Bewegung des dreidimensionalen
Körpers 18 sorgen.
Die Größe der Löcher 224 beeinflusst
die Benetzbarkeit der Oberfläche
des dreidimensionalen Körpers,
da die Flüssigkeit
teilweise durch Schöpfen
und teilweise durch die Kapillarwirkung der Löcher 224 aufgenommen
und transportiert wird. Die Löcher 224 sind
nur zur Außenseite 20 des
Körpers 18 hin
offen. Zur Innenseite des Körpers 18 hin
sind sie geschlossen, damit die aufgenommene Flüssigkeit nicht sogleich wieder
abläuft,
bevor der Körper 18 die
Position erreicht hat, bei der die von dem zu reinigenden Gas angeströmte Flüssigkeit ihre
Reinigungswirkung erzielen kann.
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Die
schematische Darstellung der 5 verdeutlicht
eine weitere alternative Ausgestaltung der Struktur 22,
die hier eine Vielzahl von auf der Außenseite 20 des Körpers verteilten
Schöpfbechern 225 umfasst.
Wahlweise können
diese Becher 225 in großer Anzahl auf der Außenseite
des Körpers 18 verteilt
sein. Es ist jedoch ebenso möglich,
die Schöpfbecher
als längliche
Streben o. dgl. auszubilden, die in Längserstreckungsrichtung eines
walzenförmigen Körpers 18 an
dessen Außenseite 20 angeordnet sind.
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1 zeigt
weiterhin ein oberhalb des um die horizontal angeordnete Achse 16 rotierenden Körpers 18 angeordnetes
Axialgebläse 24,
das insbesondere in einen Deckel 26 eingearbeitet ist und das
vorzugsweise von einem Elektromotor 28 angetrieben wird.
Die von oben durch den Deckel 26 angesaugte Luft 30 wird
mittels des Axialgebläses 24 von
oben auf die mit Reinigungsflüssigkeit 14 benetzte
Außenseite 20 und
somit auf die Flüssigkeit
aufnehmende Struktur 22 des dreidimensionalen Körpers 18 gefördert, wobei
in der Luft 30 befindliche Schadstoffe, Partikel, Schmutzstoffe
etc. an der Struktur 22 bzw. der darin gebundenen Reinigungsflüssigkeit 14 abgeschieden
werden. Diese Verunreinigungen der Luft 30 bleiben an der
Reinigungsflüssigkeit 14 haften,
die in der Struktur 22 an der Außenseite 20 des dreidimensionalen
Körpers 18 gebunden
ist. Die Beaufschlagung des dreidimensionalen Körpers 18 mit Luft 30 durch
das Gebläse 24 sorgt dafür, dass
die Verunreinigungen der Luft 30 kontinuierlich in der
im Behälter 12 befindlichen
Reinigungsflüssigkeit 14 ausgewaschen
werden. Auf diese Weise ist eine permanente Reinigung der Luft 30 möglich.
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Ausströmöffnungen 32 für die gereinigte
und befeuchtete Luft 34 können prinzipiell an beliebiger Stelle
des Behälters 12 angeordnet
sein, bspw. an den Behälterseitenwänden 36.
Von besonderem Vorteil kann es sein, die Luftaustrittsöffnungen 32 in
den Deckel 26 einzubringen. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
nahezu unabhängig
von der Art des Behälters 12,
da alle benötigten
Komponenten (Gebläse 24,
Lüftungsschlitze 32)
im Deckel 24 eingebracht sind, ohne sie an einer Zusatzstruktur montieren
zu müssen.
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Ein
besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 besteht
darin, dass die Einzelteile leicht voneinander getrennt und die
mit Schmutzpartikeln versetzten Teile leicht gereinigt werden können. Hierzu
kann beispielsweise der Deckel 26 mit dem Axialgebläse 24 abgenommen
und von anhaftendem Staub befreit werden. Alle Teile können problemlos
voneinander getrennt und bspw. in einer herkömmlichen Geschirrspülmaschine
gereinigt werden, ohne dass hierdurch irgendwelche Schäden entstehen
können.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 besteht
darin, dass das Erscheinungsbild individuell angepasst werden und
somit besonders unauffällig
im Raum platziert werden kann.
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Die
Baugröße der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 richtet
sich in erster Linie nach der gewünschten Reinigungskapazität. Prinzipiell
ist die Vorrichtung 10 nahezu beliebig skalierbar. So kann eine
sehr kleine Vorrichtung einen Behälter 12 mit Seitenlängen von
lediglich 10 cm oder weniger aufweisen, wodurch die Raumluft relativ
kleiner Räume gereinigt
werden kann. Allerdings kann der Behälter 12 auch ein Fassungsvermögen von
mehreren Litern Flüssigkeit 14 aufweisen,
so dass die Luft größerer Räume in kurzer
Zeit gereinigt und/oder befeuchtet werden kann.
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Zur
Verbesserung der Reinigungswirkung kann die Reinigungsflüssigkeit 14 bzw.
das Wasser mit Reinigungsmitteln versetzt werden, die zudem die
Oberflächenspannung
reduzieren und damit für eine
bessere Benetzbarkeit der Struktur 22 sorgen.
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Wie
in 1 gezeigt ist, kann der dreidimensionale Körper 18 insbesondere
walzenförmig
ausgebildet sein und an einer Achse 16 in dem Gehäuse 12 gelagert
sein. Wahlweise kann der Körper 18 auch trommelförmig, kugelförmig, elliptisch
oder andersartig gestaltet sein. Die um eine horizontale Achse 16 rotierende
Trommel 18 taucht zumindest teilweise in die Reinigungsflüssigkeit 14 ein,
so dass an einer Außenseite 20 der
Trommel 18 Teile der Reinigungsflüssigkeit 14 anhaften
können.
Um diesen Effekt zu verbessern, ist an der Außenseite 20 der Trommel 18 eine
mit Reinigungsflüssigkeit
benetzbare bzw. Flüssigkeit
aufnehmende und/oder transportierende Struktur 22 aufgebracht,
die für
eine besonders gute Benetzbarkeit mit der Reinigungsflüssigkeit 14 sorgen
kann. Neben der beispielhaften Darstellung der Trommel 18,
die nur an ihrer Außenseite 20 mit
der Flüssigkeit
aufnehmenden und/oder transportierenden Struktur 22 versehen
ist, sind selbstverständlich auch
andere Ausführungsformen
möglich.
So kann bspw. die Trommel 18 auch weitgehend durch die Struktur 22 selbst
gebildet sein, die lediglich im Bereich ihrer horizontalen Achse
etwas starrer ausgebildet sein kann.
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Eine
derartig gelagerte Trommel kann ebenfalls durch einen auf sie gerichteten
Luftstrom 30 angetrieben werden. Alternativ oder zusätzlich kann
ein Antrieb der Trommel 18 bspw. mit dem Antrieb des Axialgebläses 24 gekoppelt
sein. Ggf. kann die Trommel 18 auch über einen separaten Antrieb
verfügen, bspw. über einen
Elektromotor (nicht dargestellt), der an einer Behälterseitenwand
befestigt sein kann.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass die Trommel 18 zusätzlich mittels
einer geeigneten Sprühvorrichtung
(nicht dargestellt) mit Flüssigkeit 14 benetzt
wird, so dass der Reinigungsgrad und/oder der Befeuchtungsgrad des
zu reinigenden Gases bzw. der zu reinigenden Raumluft 30 erhöht wird. Ggf.
kann die Trommel 18 auch um eine geneigte oder um eine
vertikale Achse rotieren, wobei sie nicht in die Flüssigkeit 14 eintaucht,
sondern ausschließlich
von außen
benetzt wird. Weitere Kombinationen und/oder alternative Varianten
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 sind
darüber
hinaus denkbar und sinnvoll.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten
Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung
sein. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr
ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von
dem erfindungsgemäßen Gedanken
Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.