DE202007018887U1

DE202007018887U1 - Vorrichtung zum Reinigen eines mit einer Gruppe von Partikeln verunreinigten gasförmigen Mediums

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Publication number: DE202007018887U1
Application number: DE202007018887U
Authority: DE
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2017-12-08
Also published as: WO2008071633A1; ES2301414B1; ES2301414A1

Abstract

Vorrichtung zum Reinigen eines mit einer Gruppe von Partikeln (P) verunreinigten gasförmigen Mediums, insbesondere Luft, welche Gruppe Partikel größer (P_G) und Partikel kleiner gleich (P_K) 0,1 μm aufweist, umfassend einen Strömungskanal (2) mit:
a) einem Ionisierungsbereich (B_i) mit einer Ionisierungseinrichtung (6) zum Ionisieren der Partikel (P_G, P_K);
b) einer Ozon-Erzeugungseinrichtung (6) zum Erzeugen von Ozon in dem gasförmigen Medium, die eine Ozon-Erzeugungskapazität besitzt, die in einem Bereich von 200 μg/m³ (ca. 0,1 ppm) bis 1000 μg/m³ (ca. 0,5 ppm) liegt;
c) einer elektrostatischen Abscheide-Einrichtung (10) mit einem Partikel-Sammelbereich (B_S), zum elektrostatischen Abscheiden von ionisierten Partikeln (P_G), die größer 0,1 μm sind;
d) einem Partikel-Oxidationsbereich (B_O) zum Oxidieren von ionisierten Partikeln (P_K), die kleiner gleich 0,1 μm sind, mittels des erzeugten Ozons; und
e) einem dem Partikel-Oxidationsbereich (P_O) nachgeschalteten Ozon-Behandlungsbereich (B_B) mit einer Ozon-Verringerungseinrichtung (14; 16; 32), die dazu ausgelegt ist, den zuvor genannten Gehalt des...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines mit einer Gruppe von Partikeln verunreinigten gasförmigen Mediums. Offenbart ist auch ein entsprechendes Verfahren.
STAND DER TECHNIK
Luft oder Abgase sind häufig mit Schadstoffen belastet, die ein Gesundheitsrisiko darstellen oder das Wohlbefinden beeinträchtigen können. Bei diesen Schadstoffen handelt es sich z. B. um kleine Partikel wie Staub oder Zigarettenrauch sowie organische Partikel wie Sporen, Milben, Bakterien, Viren oder flüchtige organische Verbindungen.
Es sind Vorrichtungen zum Reinigen eines mit Partikeln verunreinigten gasförmigen Mediums (insbesondere Luft) bekannt, welche einen Strömungskanal besitzen, der ausgestattet ist mit: einem Gebläse, einem Ionisierungsbereich mit einer Ionisierungseinrichtung zum Ionisieren der Partikel und einer elektrostatischen Abscheid-Einrichtung mit einem Partikel-Sammelbereich, zum elektrostatischen Abscheiden der ionisierten Partikel. Die in diesen Vorrichtungen verwendete Ionisierungseinrichtung erzeugt sehr starke elektrische Felder. Handelt es sich bei dem zu reinigenden gasförmigen Medium um Luft (bzw. andere Sauerstoff enthaltende Gase), so neigt der Sauerstoff dazu, sich in einem starken elektrischen Feld, wie es die Ionisierungseinrichtung erzeugt, zu dreiatomigen Ozon (O₃) zu verbinden. Ozon ist ein unangenehm riechendes Gas, welches in Konzentrationen von > 200 μg/m³ (> ca. 0.1 ppm) gesundheitsschädlich bzw. toxisch ist. Das Ozon ist beim Reinigungsprozess daher ein unerwünschtes Nebenprodukt, was zur Vermeidung von Gesundheitsrisiken aus der Luft bzw. dem Gas entfernt werden sollte.
Mit Vorrichtungen der zuvor beschriebenen Art lassen sich lediglich Partikel, die größer beziehungsweise wesentlich größer als 0,1 μm sind, sicher abscheiden und aus dem gasförmigen Medium entfernen.
Partikel, die kleiner 0,1 μm sind, können hingegen nicht bzw. nicht hinreichend entfernt werden. Diese sehr feinen Partikel sind jedoch besonders leicht lungengängig und können bei bestimmten Konzentrationen Atemwegserkrankungen verursachen. Vorrichtungen der zuvor genannten Art werden daher oftmals noch mit speziellen, sehr feinen Barrierefiltern, wie zum Beispiel nanoporösen Filtern (Nanofilter) versehen. Es sind auch Barrierefilter bekannt, die in Vorrichtungen der zuvor genannten Art als Grob-Vorfilter eingesetzt werden. Solche Barrierefilter neigen aber auf Grund der geringen Poren- oder Maschengröße dazu, schnell durch die herausgefilterten Partikel zu verstopfen. Sie müssen dann in relativ kurzen Intervallen ausgewechselt oder aufwändig gereinigt werden. Darüber hinaus verursachen sie einen hohen Strömungswiderstand im Strömungskanal. Das Gebläse muss daher mit einem erhöhten Energieaufwand betrieben werden, um eine hinreichend große Menge des gasförmigen Mediums durch den Strömungskanal und den Barrierefilter zu bewegen. Neben dem erhöhten Energieaufwand führt dies insbesondere zu einer erhöhen Geräuschbelästigung.
Die meisten Barrierefilter sind auch nicht in der Lage, organische Partikel wie Sporen, Milben, Bakterien, Viren, Gerüche oder flüchtige organische Verbindungen aus dem gasförmigen Medium zu entfernen. Entweder sind hierzu spezielle Barrierefilter-Kombinationen erforderlich (z. B. ein Aktivkohlefilter in Kombination mit einem Nanofilter), oder aber zusätzliche Systeme, wie zum Beispiel Strahlungsvorrichtungen, welche das gasförmige Medium mit ultraviolettem Licht bestrahlen. Derartige Lösungen konsumieren jedoch nicht nur sehr viel Energie, sondern haben sich in der Praxis auch als nicht zufrieden stellend erwiesen, da sie nur eine recht geringe Menge des durch den Strömungskanal strömenden gasförmigen Mediums zu reinigen in der Lage sind.
Grundsätzlich wäre es mit den zuvor beschriebenen konventionellen Mitteln zwar möglich, ein gasförmiges Medium von Partikeln größer und kleiner gleich 0,1 μm zu reinigen. Aufgrund der erläuterten technischen Nachteile ist es jedoch offensichtlich, dass, falls man eine entsprechende Vorrichtung mit solchen Mitteln realisierte, diese recht uneffektiv arbeiten würde und eine konstruktiv extrem aufwändige und teure Bauweise sowie überdies ein extrem hohes Bauvolumen aufweisen würde.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche/welches es ermöglicht, ein gasförmiges Medium (insbesondere Luft), welches mit Partikel verunreinigt ist, die größer und kleiner gleich 0,1 μm sind, auf einfache und effektive Art und Weise von diesen Partikeln zu reinigen.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1:
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen eines mit einer Gruppe von Partikeln verunreinigten gasförmigen Mediums, insbesondere Luft, welche Gruppe Partikel größer und Partikel kleiner gleich 0,1 μm aufweist, umfasst einen Strömungskanal mit:

a) einem Ionisierungsbereich mit einer Ionisierungseinrichtung zum Ionisieren bzw. Aufladen der Partikel;
b) einer Ozon-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Ozon in dem gasförmigen Medium, die eine Ozon-Erzeugungskapazität besitzt, die in einem Bereich von 200 μg/m³ (ca. 0,1 ppm) bis 1000 μg/m³ (ca. 0,5 ppm), insbesondere 200 μg/m³ bis 950 μg/m³, insbesondere 200 μg/m³ bis 850 μg/m³, liegt;
c) einer elektrostatischen Abscheide-Einrichtung mit einem Partikel-Sammelbereich, zum elektrostatischen Abscheiden von ionisierten Partikeln, die größer 0,1 μm sind;
d) einem Partikel-Oxidationsbereich zum Oxidieren von ionisierten Partikeln, die kleiner gleich 0,1 μm sind, mittels des erzeugten Ozons; und
e) einem dem Partikel-Oxidationsbereich (und der elektrostatischen Abscheide-Einrichtung) nachgeschalteten Ozon-Behandlungsbereich mit einer Ozon-Verringerungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, den zuvor genannten Gehalt des in dem gasförmigen Medium enthaltenen Ozons auf einen Anteil kleiner gleich 100 μg/m³ ca. 0,05 ppm) zu verringern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise als tragbares Haushalts-Luftreinigungs- und/oder Klimatisierungsgerät ausgestaltet.
Die Ionisierungseinrichtung bildet in Verbindung mit der elektrostatischen Abscheide-Einrichtung einen elektrostatischen Filter. Der Strömungskanal der Vorrichtung kann grundsätzlich einen oder mehrere Strömungskanal-Arme aufweisen und sich in seinem Verlauf auch verzweigen. Die Ionisierungseinrichtung besitzt vorzugsweise eine Entladungselektrode, die an eine Hochspannungsquelle angeschlossen ist und um sich herum eine Aufladezone zum Aufladen der in dem gasförmigen Medium befindlichen Partikel bildet (Korona-Effekt). Die Entladungselektrode kann in Form eines oder mehrerer Drähte ausgebildet sein, oder auch in Form eines länglichen, mit Nadeln, Stacheln, Zacken oder anderen scharfen oder spitzen Kanten oder dergleichen versehenen Elementes, oder auch in Form eines Netzes oder eines Gitters. Die elektrostatische Abscheide-Einrichtung verfügt zweckmäßiger Weise über mindestens zwei sich in einem Abstand gegenüber liegende plattenförmige Kollektorelektroden, deren Oberflächen innerhalb des Strömungskanals bzw. als Teil desselben den Partikel-Sammelbereich definieren. Die Anordnung und Form der plattenförmigen Kollektorelektroden ist der Form des Strömungskanals angepasst. Der zuvor erläuterte elektrostatische Filter kann als trockener oder nasser Filter ausgestaltet sein.
Vorzugsweise ist die Ionisierungseinrichtung als die Ozon-Erzeugungseinrichtung ausgestaltet. Neben der Ionisierungseinrichtung kann jedoch grundsätzlich auch eine separate Ozon-Erzeugungseinrichtung vorgesehen sein. Der Partikel-Oxidationsbereich bildet einen Teil des Strömungskanals bzw. ist innerhalb desselben angeordnet. Insbesondere wenn die Ionisierungseinrichtung als die Ozon-Erzeugungseinrichtung ausgestaltet ist, können sich der Ionisierungsbereich und der Partikel-Oxidationsbereich vorzugsweise teilweise oder (im Wesentlichen) vollständig überlappen oder ineinander übergehen. Die Ionisierung und Oxidierung der Partikel findet dann in dem gleichen oder annähernd gleichen Volumenelement des durch den Strömungskanal strömenden Mediums statt. Der Ionisierungsbereich und/oder der Partikel-Oxidationsbereich können sich zudem mit dem Partikel-Sammelbereich überlappen.
Auch der Ozon-Behandlungsbereich bildet einen Teil des Strömungskanals (vorzugsweise einen Endbereich desselben) bzw. ist innerhalb desselben angeordnet. Obwohl der Ozon-Behandlungsbereich (in dem das Ozon einer Behandlung unterzogen wird) dem Partikel-Oxidationsbereich grundsätzlich nachgeschaltet ist, können sich diese Bereiche dennoch zumindest teilweise geringfügig überlappen oder ineinander übergehen.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung dient der elektrostatische Filter als eine erste Filterstufe, und zwar für die Partikel größer 0,1 μm. Ferner wird gemäß der erfindungsgemäßen Lösung innerhalb des elektrostatischen Filters gezielt eine große Menge Ozon produziert, welche zu einem hohen Ozongehalt (oder weitaus höheren Ozongehalt als üblich) in dem zu reinigen gasförmigen Medium führt. Mittels dieses Ozons werden die ionisierten Partikel, die kleiner gleich 0,1 μm sind und sich durch den elektrostatischen Filter kaum einfangen lassen, in dem Partikel-Oxidationsbereich oxidiert und dadurch zerstört, zersetzt bzw. unschädlich gemacht. Dadurch kann das gasförmige Medium auch von organischen Partikeln wie Sporen, Milben, Bakterien, Viren, Gerüchen oder flüchtigen organischen Verbindungen gereinigt werden. Der Partikel-Oxidationsbereich fungiert damit als zweite Filterstufe, und zwar für die Partikel kleiner gleich 0,1 μm. Da sich, wie bereits vorher erwähnt, der Ionisierungsbereich und der Partikel-Oxidationsbereich (und ggf. auch der Partikel-Sammelbereich) bei dieser Konfiguration wesentlich bzw. vollständig überlappen und einen gemeinsamen, einheitlichen Bereich des Strömungskanals formen, bilden die erste und zweite Filterstufe in sich gewissermaßen eine Einheit oder eine einheitliche, integrale Funktionskomponente. Dies führt zu einer extrem kompakten Bauweise bzw. einem sehr geringen Bauvolumen der Vorrichtung und ermöglicht bezogen auf eine vorgegebene Länge des Strömungskanals eine sehr hohe Reinigungsleistung.
Zur Entfernung der Partikel kleiner gleich 0,1 μm aus dem Medium ist bei der erfindungsgemäßen Lösung auch nicht zwingend ein Barrierefilter erforderlich. Vielmehr kann die „Filterung” bzw. das Unschädlichmachen der Partikel kleiner gleich 0,1 μm im freien Durchtrittsquerschnitt des Strömungskanals erfolgen. Auf diese Weise ist der Strömungswiderstand im Strömungskanal im Vergleich zu konventionellen Vorrichtung erheblich reduziert, was sich auch positiv auf die Geräuschemission der Vorrichtung auswirkt. Und sofern die Vorrichtung mit einem Gebläse ausgestattet wird, um das gasförmige Medium durch den Strömungskanal zu leiten, so ist nur eine geringe Gebläseleistung und folglich nur ein geringer Energieverbrauch erforderlich. Auch dies trägt zu einer Geräuschreduzierung bei.
Da für die Partikel größer und kleiner gleich 0,1 μm ein Barrierefiltern nicht zwingend erforderlich ist, entfällt auch ein aufwändiges Austauschen eines Barrierefilters. Und die Reinigung des Strömungskanals der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist extrem einfach. Werden zum Beispiel die plattenförmigen Kollektorelektroden der elektrostatischen Abscheide-Einrichtung („erste Filterstufe”) gereinigt, erfolgt damit zwangsläufig gleichzeitig auch die Reinigung der integralen „zweiten Filterstufe”. Dies ist sehr einfach und effektiv.
Wird bei der erfindungsgemäßen Lösung, wie oben bereits erwähnt, vorzugsweise die Ionisierungseinrichtung als die Ozon-Erzeugungseinrichtung ausgestaltet, und/oder überlappen sich der Ionisierungsbereich und der Partikel-Oxidationsbereich teilweise oder vollständig, so führt dies zu einem weiteren positiven technischen Synergieeffekt: Eine Erhöhung der Ionisationsleistung der Ionisierungseinrichtung wird nämlich nicht nur die elektrostatische Abscheidungsleistung (erste Filterstufe) verbessern, sondern gleichzeitig auch die Erzeugung von Ozon erhöhen (was bei konventionellen Einrichtungen zumeist unerwünscht ist, bei der Erfindung jedoch nicht) und damit die Leistung der o. g. zweiten Filterstufe verbessern.
Zur Vermeidung von Gesundheitsrisiken muss der sehr hohe Ozongehalt, der innerhalb des Strömungskanals generiert wurde, selbstverständlich wieder auf einen zulässigen Wert reduziert werden, bevor das von den Partikeln gereinigte gasförmige Medium den Strömungskanal verlässt und in die Umgebung bzw. Umgebungsluft geleitet wird. Dies geschieht im Ozon-Behandlungsbereich mittels der Ozon-Verringerungseinrichtung. Als Ozon-Verringerungseinrichtung können diverse, nachfolgend noch näher beschriebene Elemente und Mittel verwendet werden, die sich wiederum strömungsgünstig in den Strömungskanal integrieren lassen. Auch dies trägt zur Reduzierung des Strömungswiderstandes, zu einem niedrigen Energieverbrauch und einer Geräuschreduzierung bei. Da der Ozon-Behandlungsbereich der elektrostatischen Abscheide-Einrichtung und dem Partikel-Oxidationsbereich nachgeschaltet ist und somit nur von solchen Volumenanteilen des gasförmigen Mediums durchströmt wird, die bereits von den Partikeln gereinigt sind, wird sich die Ozon-Verringerungseinrichtung nicht mit Partikeln zusetzen und ist daher extrem langlebig.
Zusammenfassend ermöglicht es die erfindungsgemäße Vorrichtung somit, ein gasförmiges Medium (insbesondere Luft), welches mit Partikel verunreinigt ist, die sowohl größer als auch kleiner gleich 0,1 μm sind, auf einfache und effektive Art und Weise wirkungsvoll zu reinigen.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der erfindungsgemäßen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 16:
Dem gemäß sieht eine bevorzugte vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die Ozon-Verringerungseinrichtung einen Ozonfilter besitzt, der ein katalytisch wirksames Mittel aufweist, welches die Umwandlung von Ozon zu Sauerstoff fördert. Bei dem katalytisch wirksamen Mittel kann es sich zum Beispiel um Manganoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Spinel oder Mullite handeln. Dabei ist Spinel als eine Mischung aus Magnesium und Aluminiumoxid definiert. Mullite ist dabei als eine Mischung aus Aluminium und Silicon-Oxid definiert. Auch eine Kombination aus diesen und beliebig anderen geeigneten katalytisch wirksamen Mittel, welche die Umwandlung von Ozon zu Sauerstoff fördern, kann verwendet werden. Das katalytisch wirksame Mittel lässt sich zum Beispiel in Form eines Anstrichs, einer Beschichtung, eines plattenförmigen oder andersartig geformten Elementes oder dergleichen strömungsgünstig in den Strömungskanal integrieren.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass diese ein Gebläse zum zwangsweisen Hindurchleiten des gasförmigen Mediums durch den Strömungskanal besitzt. Das Gebläse kann grundsätzlich an jeder geeigneten Stelle des Strömungskanals angeordnet sein. Sofern es sich bei dem Gebläse um ein Druckgebläse handelt, ist es jedoch zweckmäßig, dieses in einem Eingangsbereich des Strömungskanals anzuordnen. Mit Hilfe des Gebläses kann der Durchsatz des gasförmigen Mediums durch den Strömungskanal erhöht werden.
In mindestens einer bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Gebläse jedoch ein der elektrostatischen Abscheide-Einrichtung nachgeschaltetes Saug-Gebläse zum zwangsweisen Hindurchsaugen des gasförmigen Mediums durch den Strömungskanal. Diese Ausgestaltung und Anordnung des Gebläses ermöglicht es, mit dem Gebläse eine vorteilhafte, über die reine Gebläsefunktion hinaus gehende Mehrfachfunktion auszuüben, wie nachfolgend noch näher beschrieben werden wird.
Gemäß einer noch anderen, besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zumindest ein Teil des Saug-Gebläses als Ozonfilter ausgebildet. Auf diese Weise kann das Gebläse teilweise die Funktion eines Ozonfilters übernehmen.
In diesen Zusammenhang ist es bevorzugt, dass der als Ozonfilter ausgebildete Teil des Saug-Gebläses eine dem gasförmigen Medium zugeordnete, strömungsbehaftete Oberfläche aufweist, welche mit dem katalytisch wirksamen Mittel versehen ist. Auf Grund dieser Bauweise kann eine relativ große, katalytisch wirksame Oberfläche bereitgestellt werden, die mit dem gasförmigen Medium, welches von dem Saug-Gebläse bewegt wird, in Kontakt gelangt. Dies gestattet es, die Reduzierung des Ozonsgehaltes in der Luft am Endbereich des Strömungskanals zu verbessern.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Saug-Gebläse Gebläse-Schaufeln besitzt, und dass die mit dem katalytisch wirksamen Mittel versehene strömungsbehaftete Oberfläche eine Oberfläche der Gebläse-Schaufeln ist. Auf diese Weise kann wiederum eine besonders große Oberfläche bereitgestellt werden, welche mit dem katalytisch wirksamen Mittel versehbar ist. Dadurch ist es möglich, die Reduzierung des Ozonsgehaltes in dem gasförmigen Medium am Endbereich des Strömungskanals weiter zu verbessern.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zumindest ein Teilbereich einer strömungsbehafteten Oberfläche des Strömungskanals als Ozonfilter ausgebildet und mit dem katalytisch wirksamen Mittel versehen. Hierbei ist der mit dem katalytisch wirksamen Mittel versehene Teilbereich der strömungsbehafteten Innenoberfläche des Strömungskanals vorzugsweise der Ionisierungseinrichtung (und deren Entladungselektrode) nachgeschaltet und dem Saug-Gebläse vorgeschaltet. Auch diese Maßnahmen tragen dazu bei, dem im gasförmigen Medium enthaltenen Ozon eine möglichst große, mit dem katalytisch wirksamen Mittel versehene Oberfläche bereitzustellen und dadurch den Ozongehalt effektiv zu verringern.
In diesem Zusammenhang hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, dass in einer noch anderen bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung der mit dem katalytisch wirksamen Mittel versehene Teilbereich der strömungsbehafteten Innenoberfläche des Strömungskanal eine Ummantelung des Saug-Gebläses bildet. Dieser Teilbereich fungiert damit nicht nur als Ummantelung des Saug-Gebläses, sonder gleichzeitig auch als Ozonfilter bzw. Teils eines Ozonfilters und übt somit eine vorteilhafte Doppelfunktion aus.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass der mit dem katalytisch wirksamen Mittel versehene Teilbereich der strömungsbehafteten Innenoberfläche des Strömungskanals ein Ausgangsbereich des Strömungskanals ist. Falls die Vorrichtung über ein Saug-Gebläse verfügt, kann dieser Ausgangsbereich dem Saug-Gebläse nachgeschaltet sein oder zumindest teilweise eine Ummantelung des Saug-Gebläses bilden. Auf diese Weise lässt sich der Ozongehalt des aus dem Strömungskanal austretenden gasförmigen Mediums weiter verringern.
Ferner sieht eine zusätzliche, vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass der Ozonfilter ein in den Strömungskanal integrierbares Strömungsgitter aufweist, dessen Oberfläche mit dem katalytisch wirksamen Mittel versehen ist. Somit kann ein Ozonfilter mit einem sehr geringen Strömungswiderstand bereitgestellt werden, welcher gleichzeitig der Bildung übermäßiger Turbulenzen in der Strömung des gasförmigen Mediums entgegenwirkt und folglich auch zu einer Geräuschreduzierung beiträgt.
In mindestens einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Strömungskanal mit einem Ozon-Vorfilter versehen, der bezogen auf die Strömungsrichtung im Strömungskanal der Ionisierungseinrichtung (und deren Entladungselektrode) nachgeschaltet und dem Ozonfilter vorgeschaltet ist. Der Vorfilter kann grundsätzlich gleich oder ähnlich wie der zuvor beschriebene Ozonfilter aufgebaut sein. Des Weiteren ist es im Sinne der Erfindung möglich, mehrere Ozonfilter in Serie anzuordnen. Diese Maßnahmen dienen wiederum einer besonders effektiven Verringerung des Ozongehaltes in dem gasförmigen Medium vor dessen Austritt aus dem Strömungskanal.
Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ionisierungsbereich und der Partikel-Oxidationsbereich einen gemeinsamen Bereich bilden; auch können der Ionisierungsbereich, der Partikel-Sammelbereich und der Partikel-Oxidationsbereich einen gemeinsamen Bereich bilden. Hinsichtlich der dadurch erzielbaren technischen Vorteile wird auf die obigen Ausführungen zum Patentanspruch 1 verwiesen, in denen dieser Aspekt bereits angesprochen wurde.
Gemäß einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt diese eine Kontrolleinrichtung zum Kontrollieren der Menge des von der Ozon-Erzeugungseinrichtung zu erzeugenden Ozons. Der Kontrolleinrichtung ist hierbei vorzugsweise ein Partikel-Sensor zugeordnet, welcher direkt und/oder indirekt die Menge der in dem gasförmigen Medium enthaltenen Partikel kleiner gleich 0,1 μm erfasst und ein Messsignal an die Kontrolleinrichtung liefert. Auf der Grundlage des Messsignals steuert und/oder regelt die Kontrolleinrichtung die Menge des von der Ozon-Erzeugungseinrichtung zu erzeugenden Ozons und damit die Höhe des Ozongehalts. Falls das gasförmige Medium nur gering mit Partikeln kleiner gleich 0,1 μm belastet ist, kann somit ein geringer Ozongehalt generiert werden, der für die gewünschte Reinigungswirkung ausreicht. Falls das Medium hingegen eine hohe Belastung mit Partikeln kleiner gleich 0,1 μm aufweist, kann ein hoher Ozongehalt erzeugt und eine hohe Reinigungsleistung erbracht werden. Mittels der Kontrolleinrichtung kann die Ozonerzeugung folglich stets den jeweiligen Partikelbelastungs-Verhältnissen (bezogen auf Partikel kleiner gleich 0,1 μm) angepasst werden. Dies schont auch den Ozonfilter (bzw. den Ozon-Vorfilter) und erhöht dessen Lebensdauer.
Offenbart ist auch ein Verfahren zum Reinigen eines mit einer Gruppe von Partikeln verunreinigten gasförmigen Mediums, insbesondere Luft, welche Gruppe Partikel größer und Partikel kleiner gleich 0,1 μm aufweist, umfasst folgende Schritte:

a) Ionisieren und Aufladen der Partikel;
b) Erzeugen eines Ozonanteils bzw. Ozongehaltes in dem gasförmigen Medium, der in einem Bereich von 200 μg/m³ (ca. 0,1 ppm) bis 1000 μg/m³ (ca. 0,5 ppm) liegt;
c) elektrostatisches Abscheiden der ionisierten Partikel, die größer 0,1 μm sind;
d) Oxidieren der ionisierten Partikel, die kleiner gleich 0,1 μm sind, mittels des erzeugten Ozons; und
e) Verringern des Anteils des in dem gasförmigen Medium enthaltenen Ozons auf einen Anteil kleiner gleich 100 μg/m³ (ca. 0,05 ppm).

Das offenbarte Verfahren kann zum Beispiel mittels der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind in Wesentlichen die gleichen Vorteile erzielbar, die bereits weiter oben in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurden.
Vorzugsweise wird das offenbarte Verfahren als ein kontinuierliches Durchlaufverfahren durchgeführt. Auf diese Weise ist möglich, auch große Mengen des gasförmigen Mediums effektiv von den Partikeln zu reinigen.
Gemäß einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform des offenbarten Verfahrens erfolgen die Schritten a) und b) gleichzeitig (oder im Wesentlichen gleichzeitig). Des Weiteren ist es bevorzugt, die Schritten b) und c) gleichzeitig (oder im Wesentlichen gleichzeitig) auszuführen.
Ebenso können in Rahmen des offenbarten Verfahrens die Schritte c) und d) gleichzeitig (oder im Wesentlichen gleichzeitig) erfolgen.
Auf Grund der zuvor beschriebenen bevorzugten zeitlichen Abfolge der Schritte des offenbarten Verfahrens lässt sich eine sehr hohe Reinigungsleistung bei gleichzeitig hoher Reinigungsgeschwindigkeit auf engstem Raum erzielen.
Vorzugsweise erfolgt im Schritt e) das Verringern des Anteils des in dem gasförmigen Medium enthaltenen Ozons mittels eines katalytisch wirksamen Mittels, welches die Umwandlung von Ozon zu Sauerstoff fördert.
Und schließlich sieht eine besonders vorteilhafte bevorzugte Ausführungsform des offenbarten Verfahrens vor, dass zumindest die Schritte c) und d) annährend gleichzeitig in einem gleichen Volumenelement des gasförmigen Mediums durchgeführt werden. Auf diese Weise können zwei Reinigungs- bzw. Filterfunktionen (zum einen für die Partikel größer Partikel 0,1 μm und zum anderen für die Partikel kleiner gleich 0,1 μm) nahezu gleichzeitig und auf geringstem Raum in einem gleichen Volumenelement des gasförmigen Mediums realisiert werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
4 eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform; und
5 eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.
DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten auch mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich ist.
In der 1 ist eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Diese Vorrichtung dient zum Reinigen eines mit einer Gruppe von Partikeln verunreinigten gasförmigen Mediums (in diesem Fall Luft), welche Gruppe Partikel P_G größer und Partikel P_K kleiner gleich 0,1 μm aufweist. Die Vorrichtung besitzt einen Strömungskanal 2 mit einem Kanaleingang 2a und einem Kanalausgang 2b. Im Kanaleingang 2a ist ein Druckgebläse 4 zum zwangsweisen Hindurchleiten der Luft durch den Strömungskanal 2 angeordnet. Die Strömungsrichtung der Luftströmung im Strömungskanal 2 ist durch Pfeile L angedeutet. Der Strömungskanal 2 besitzt des Weiteren einen Ionisierungsbereich B_i mit einer Ionisierungseinrichtung zum Ionisieren der in der Luft enthaltenen Partikel P_G, P_K. Diese Ionisierungseinrichtung ist mit einer dünnen, drahtförmigen Entladungselektrode 6 ausgestattet, die über eine elektrische Leitung 8a an eine Hochspannungsquelle 8 (erstes elektrisches Potential) angeschlossen ist. Die Ionisierung mittels der Entladungselektrode 6 erfolgt dann durch den sog. Korona-Effekt. Der Bereich um die Entladungselektrode 6 herum, in dem der Korona-Effekt hinreichend wirksam ist, ist in der 1 schematisch durch eine gestrichelte Linie angedeutet.
Im Strömungskanal 2 ist ferner eine Ozon-Erzeugungseinrichtung angeordnet, die zum Erzeugen von Ozon in der Luft dient. Diese Ozon-Erzeugungseinrichtung besitzt eine Ozon-Erzeugungskapazität, die in einen Bereich von 200 μg/m² (ca. 0,1 ppm) bis 1.000 μg/m³ (ca. 0,5 ppm) liegt. In diesem Ausführungsbeispiel dient die Entladungselektrode 6 gleichzeitig als die Ozon-Erzeugungseinrichtung.
Der Strömungskanal 2 ist ferner mit einer elektrostatischen Abscheide-Einrichtung 10 mit einem Partikel-Sammelbereich B_S versehen. In Verbindung mit der Ionisierungseinrichtung bildet die elektrostatische Abscheide-Einrichtung 10 einen elektrostatischen Filter zum elektrostatischen Abscheiden von ionisierten Partikeln P_G, die größer 0,1 μm sind. Der Partikel-Sammelbereich B_S wird im Wesentlichen durch zwei in einem Abstand einander gegenüberliegende plattenförmige Kollektorelektroden 12 gebildet, welche zwei Seitenwände des Strömungskanals 2 definieren. Die Kollektorelektroden 12 sind an ein zweites und/oder drittes elektrisches Potential (elektrische Hochspannung) angeschlossen. Die Länge der Kollektorelektroden 12 in Strömungsrichtung L kann je nach Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterschiedlich sein und folglich von der in 1 schematisch dargestellten Variante abweichen.
Die Ozonproduktion der Ozon-Erzeugungseinrichtung, d. h. hier der Entladungselektrode 6, ist proportional zu der Strömstärke I, die zwischen der Entladungselektrode 6 und den Kollektorelektroden 12 fließt. Der Abstand R zwischen der Entladungselektrode und einer benachbarten Kollektorplatte 12 kann als ohmscher Widerstand angesehen werden. Für das Verhältnis zwischen der an die Entladungselektrode 6 angelegte Hochspannung U, dem Abstand bzw. Widerstand R und der Strömstarke I gilt daher annähernd das Ohmsche Gesetz R = U/I bzw. U = R·I bzw. I = U/R
Die Regulierung der Ozonproduktion bzw. die Steuerung bzw. Regelung des Ozonsgehaltes kann daher entweder durch Verändern der Größe der Hochspannung U, der Stromstärke I oder des Abstandes R (der hier als Widerstand auftritt) zwischen Entladungselektrode 6 und der betreffenden Kollektorelektrode 12 realisiert werden. Im vorliegenden Beispiel ist der Abstand R konstruktiv fest vorgegeben.
Überdies besitzt der Strömungskanal 2 einen Partikel-Oxidationsbereich B_O zum Oxidieren von ionisierten Partikeln P_K, die kleiner gleich 0,1 μm sind, mittels des erzeugten Ozons. Wie in der 1 angedeutet ist, überlappen sich der Ionisierungsbereich B_i, der Partikel-Sammelbereich B_S und der Partikel-Oxidationsbereich B_O zumindest teilweise.
Der Strömungskanal 2 ist ferner mit einer Ozon-Verringerungseinrichtung 14 ausgestattet, welche dem Partikel-Oxidationsbereich B_O nachgeschaltet ist und einen Ozon-Behandlungsbereich B_B (also einen Bereich, in dem das Ozon einer Behandlung unterzogen wird) definiert. Die Ozon-Verringerungseinrichtung 14 ist dazu ausgelegt, den Gehalt des in der Luft enthaltenen Ozons auf einen Anteil kleiner gleich 100 μg/m³ (ca. 0,05 ppm) zu verringern. Zu diesem Zweck besitzt die Ozon-Verringerungseinrichtung 14 mindestens einen Ozonfilter 16, der ein katalytisch wirksames Mittel 16a aufweist, welches die Umwandlung von Ozon zu Sauerstoff fördert. Im vorliegenden Beispiel handelte sich bei dem katalytisch wirksamen Mittel 16a um Manganoxid. Wie aus der 1 ferner hervorgeht, ist der Ozonfilter 16 im Kanalausgang 2b angeordnet. Der Ozonfilter 16 weist ein in den Strömungskanal 2 integriertes, herausnehmbares Strömungsgitter 16b auf, dessen Oberfläche mit dem katalytisch wirksamen Mittel 16a versehen ist.
Die Vorrichtung ist des Weiteren (optional) mit einer Kontrolleinrichtung 18 zum Kontrollieren der Menge des von der Ozon-Erzeugungseinrichtung 6 zu erzeugenden Ozons ausgerüstet. Der Kontrolleinrichtung 18 ist ein Partikel-Sensor 20 zugeordnet, welcher die Menge von Partikeln P_K erfasst, die kleiner gleich 0,1 μm sind und in der Luft enthalten sind, welche in den Strömungskanal 2 eintritt. Der Partikel-Sensor 20 liefert über eine Signalleitung 22 ein die Menge der erfassten Partikel P_K kleiner gleich 0,1 μm repräsentierendes Messsignal an die Kontrolleinrichtung 18. Auf Grundlage dieses Messsignals steuert und/oder regelt die Kontrolleinrichtung 18 die Menge des von der Ozon-Erzeugungseinrichtung 6 zu erzeugenden Ozons und damit die Höhe des Ozonsgehalts in der Luft im Strömungskanal 2. Eine solche Steuerung und/oder Regelung kann zum Beispiel durch eine Veränderung der an die Ozon-Erzeugungseinrichtung/Entladungselektrode 6 angelegten Hochspannung erfolgen. Zu diesem Zweck ist die Kontrolleinrichtung 18 funktional mit der Hochspannungsquelle 8 gekoppelt. Falls eine von der Entladungselektrode 6 separate Ozon-Erzeugungseinrichtung verwendet werden würde, könnte die Höhe des Ozonsgehaltes zum Beispiel auch über die Ozonerzeugungsleistung dieser Einrichtung beeinflusst werden.
Es wird nun das mittels dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbare erfindungsgemäße Verfahren zum Reinigen eines mit einer Gruppe von Partikeln verunreinigten gasförmigen Mediums (hier: Luft), welche Gruppe Partikel P_G größer und Partikeln P_K kleiner gleich 0,1 μm aufweist, beschrieben werden.
Die durch das Druckgebläse 4 in den Strömungskanal 2 gedrückte Luft wird mittels der Entladungselektrode 6 ionisiert. Hierbei werden auch die in der Luft enthaltenen Partikeln P_G, P_K größer und kleiner gleich 0,1 μm aufgeladen. (Schritt a). Da die Entladungselektrode 6 in diesem Fall auch als Ozon-Erzeugungseinrichtung fungiert, wird bei entsprechender Größe der Hochspannung U bzw. der Stromstärke I gleichzeitig mit dem Ionisieren und Aufladen der Partikeln P_G, P_K auch ein Ozonanteil bzw. Ozongehalt in der Luft generiert, der in einen Bereich von 200 μg/m³ (ca. 0,1 ppm) bis circa 1.000 μg/m³ (0,5 ppm) liegt (Schritt b). Die Schritte a) und b) erfolgen also gleichzeitig bzw. im Wesentlichen gleichzeitig. Die ionisierten Partikel werden an den Kollektorelektroden 12 elektrostatisch abgeschieden. Hierbei werden hauptsächlich Partikel P_G größer 0,1 μm erfasst (Schritt c).
Mittels des generierten Ozons werden primär die ionisierten Partikel P_K, die kleiner gleich 0,1 μm sind, oxidiert und damit zerstört, zersetzt bzw. unschädlich gemacht (Schritt d). Da der Ionisierungsbereich B_i um die Entladungselektrode 6 herum teilweise bis in den Partikel-Sammelbereich B_S hinein reicht, erfolgen die Schritte b) und c) also gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig. Da des Weiteren das von der Ozon-Erzeugungseinrichtung (hier: Entladungselektrode) 6 produzierte Ozon mit der Luft in Strömungsrichtung L durch den Strömungskanal 2 getragen wird und hierbei auch durch den Partikel-Sammelbereich B_S hindurch tritt, erfolgend die Schritte c) und d) ebenfalls gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig.
Die von den Partikeln P_G, P_K größer und kleiner gleich 0,1 μm gereinigte Luft, die jedoch einen hohen Ozongehalt besitzt, strömt nun in die Ozon-Verringerungseinrichtung und deren Ozonfilter 16 ein. Im Ozonfilter 16 wird der Anteil des in der Luft enthaltenen Ozons mittels des katalytisch wirksamen Mittels 16a auf einen Anteil kleiner gleich 100 μg/m³ (ca. 0,05 ppm) verringert (Schritt e). Die derart von den Partikeln P_G, P_K gereinigte und im Wesentlich ozonfreie Luft verlässt den Ozonfilter 16 und den Kanalausgang 2b des Strömungskanals 2 in Strömungsrichtung L.
2 zeigt eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese Variante ähnelt im Wesentlichen der gemäß 1. Jedoch ist der Partikel-Sammelbereich B_S anders ausgestaltet. So sind die zwei plattenförmigen Kollektorelektroden 12 jeweils nach außen ausgebuchtet (12a), so dass sich ein erweiterter Strömungskanal-Zwischenbereich 2c ergibt. In diesem Kanal-Zwischenbereich 2c ist ein umströmbarer, stangenartiger Körper 24 angeordnet, der sich über die gesamte Höhe des Strömungskanals 2 erstreckt. Die plattenförmigen Kollektorelektroden 12 sind an ein erstes elektrisches Potential angeschlossen. Dieses erste elektrische Potential ist in vorliegendem Ausführungs-Beispiel Erde. Der stangenartige Körper 24 wiederum ist an ein zweites elektrisches Potential angeschlossen, d. h. in diesem Fall an eine elektrische Hochspannung. Im Partikel-Sammelbereich B_S bildet sich daher ein besonders geformtes elektrisches Feld aus (in der 2 durch Pfeile 26 angedeutet), welches zu einer Erhöhung der Abscheidungsleistung für die Partikel P_G größer 0,1 μm beiträgt.
Überdies ist bei der Ausführungsform nach 2 ein Teilbereich der strömungsbehafteten Innenoberfläche des Strömungskanals 2 (nämlich die Innenfläche eines dem Ozonfilter 16 in Strömungsrichtung L nachfolgenden Strömungskanal-Ausgangsbereichs 2b1) als ein zusätzlicher Ozonfilter ausgebildet und mit dem katalytisch wirksamen Mittel 16a versehen. Auf diese Weise wird die Ozon-Verringerungsleistung erhöht. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist in der 2 das Mittel 16a an dem Ozonfilter 16 nicht bildlich dargestellt.
3 zeigt eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform. Im Gegensatz zu der Variante nach 1 und 2 ist bei dieser Variante das Gebläse als ein Saug-Gebläse 28 ausgestaltet, welches in einem Endbereich des Strömungskanals 2 angeordnet ist. Mittels dieses Saug-Gebläses 28 wird die Luft zwangsweise durch den Strömungskanal 2 hindurch gesaugt. Das Saug-Gebläse 28 ist in diesem Beispiel als Radialgebläse ausgebildet. Es kann jedoch grundsätzlich auch als Axialgebläse ausgestaltet sein. Die Besonderheit der Variante nach 3 liegt darin, dass zumindest ein Teil des Saug-Gebläses 28 als Ozonfilter ausgebildet ist. So ist der als Ozonfilter ausgebildete Teil des Saug-Gebläses 28 eine der Luft, die durch das Gebläse hindurch tritt, zugeordnete strömungsbehaftete Oberfläche des Saug-Gebläses 28. Diese Oberfläche ist mit einem katalytisch wirksamen Mittel 16a versehen. Wie in der 3 zu erkennen ist, besitzt das Saug-Gebläse 28 Gebläse-Schaufeln 28a, die eine relative große Oberfläche aufweisen. Diese Oberfläche der Gebläse-Schaufeln 28a ist mit einem katalytisch wirksamen Mittel 16a versehen. Grundsätzlich können jedoch auch andere Oberflächen des Saug-Gebläses 28, welche mit der durch das Gebläse hindurch tretenden Luft in Kontakt gelangen, mit dem katalytisch wirksamen Mittel 16a versehen sein.
Bei der Ausführungsform nach 3 ist des Weiteren ein Teilbereich 2d der strömungsbehafteten Innenoberfläche des Strömungskanals 2, welche der Ionisierungs-Einrichtung und deren Entladungselektrode 6 (und auch bevorzugt dem Partikel-Sammelbereich B_S) nachgeschaltet und dem Saug-Gebläse 28 vorgeschaltet ist, mit dem katalytisch wirksamen Mittel 16a versehen. Darüber hinaus ist derjenige Teilbereich 2e der strömungsbehafteten Innenoberfläche des Strömungskanals 2, welcher eine Ummantelung 30 des Saug-Gebläses 28 bildet, mit dem katalytisch wirksamen Mittel 16a versehen.
4 zeigt eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. Diese Variante stellt im Wesentlichen eine Kombination aus den Ausführungsformen gemäß 2 und 3 dar.
5 zeigt eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform. Diese Variante entspricht weitgehend der gemäß 1. Bei der Ausführungsform nach 5 ist der Ozonfilter jedoch als ein poröser Ozonfilter 32 ausgestaltet. Dieser poröse Ozonfilter 32 stellt eine Art Barrierefilter dar, welcher gegenüber den Varianten gemäß 1 bis 4 einen erhöhten Strömungswiderstand aufweist. Dagegen lässt sich mit einem derartigen Ozonfilter 32 jedoch auch eine sehr hohe Ozon-Verringerungsleistung erzielen.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen des Schutzumfangs der beigefügten Schutzansprüche können die erfindungsgemäße Vorrichtung und das offenbarte Verfahren auch andere als die oben konkret beschriebenen Ausgestaltung- bzw. Ausführungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den Merkmalen der oben erläuterten Ausführungsbeispiele darstellen. Auch ist es möglich, den Strömungskanal mit einem Ozon-Vorfilter zu versehen, der bezogen auf die Strömungsrichtungen in Strömungskanal der Ionisierungseinrichtung und deren Entladungselektrode nachgeschaltet und dem Ozonfilter bzw. Haupt-Ozonfilter vorgeschaltet ist. Grundsätzlich sollte es vermieden werden, die Kollektorplatten mit einem für die Ozon-Verringerung verwendbaren katalytisch wirksamen Mittel zu versehen, da diese Platten in der Regel herausnehmbar ausgebildet sind, um von einem Anwender mittels Wasser oder spezieller Chemikalien gereinigt werden zu können.
Obwohl die Ozon-Erzeugungskapazität bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem offenbarten Verfahren besonders bevorzugt in einem Bereich von 200 μg/m³ (ca. 0,1 ppm) bis 1000 μg/m³ (ca. 0,5 ppm) liegt, kann die Ozon-Erzeugungskapazität in bestimmten Fällen auch erheblich größer als 1000 μg/m³ sein, z. B. 1500 μg/m³ bis 5000 μg/m³. Auch dann sind noch die erfindungsgemäßen Vorteile erzielbar. Mehrere der Strömungskanäle der Vorrichtung können auch parallel zusammengeschaltet sein und über ein gemeinsames oder jeweils separates Gebläse verfügen. Sofern die Vorrichtung kein Gebläse besitzt, kann das gasförmige Medium z. B. auch durch natürliche Konvektion durch den Strömungskanal geleitet werden. Die Vorrichtung kann bei Bedarf zudem mit weiteren Filtern und auch einem Wärmetauscher ausgestattet sein.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.

2: Strömungskanal
2a: Kanaleingang von 2
2b: Kanalausgang von 2
2b1: Strömungskanal-Ausgangsbereich
2c: Erweiterter Strömungskanal-Zwischenbereich
2d: Teilbereich von 2
2e: Teilbereich von 2
4: Druckgebläse
6: Entladungselektrode (hier gleichzeitig Ozon-Erzeugungseinrichtung)
8: Hochspannungsquelle
8a: Elektrische Leitung
10: Elektrostatische Abscheide-Einrichtung
12: Kollektorelektroden
12a: Ausbuchtungen von 12
14: Ozon-Verringerungseinrichtung
16: Ozonfilter
16a: Katalytisch wirksames Mittel
16b: Strömungsgitter
18: Kontrolleinrichtung
20: Partikel-Sensor
22: Signalleitung
24: Umströmbarer, stangenartiger Körper
26: Elektrisches Feld
28: Saug-Gebläse
28a: Gebläse-Schaufeln von 28
30: Ummantelung von 28
32: Poröser Ozonfilter
B_B: Ozon-Behandlungsbereich
B_i: Ionisierungsbereich
B_O: Partikel-Oxidationsbereich
B_S: Partikel-Sammelbereich
L: Luftströmung
P_G: Partikel größer 0,1 μm
P_K: Partikel kleiner gleich 0,1 μm

Claims

Vorrichtung zum Reinigen eines mit einer Gruppe von Partikeln (P) verunreinigten gasförmigen Mediums, insbesondere Luft, welche Gruppe Partikel größer (P_G) und Partikel kleiner gleich (P_K) 0,1 μm aufweist, umfassend einen Strömungskanal (2) mit: a) einem Ionisierungsbereich (B_i) mit einer Ionisierungseinrichtung (6) zum Ionisieren der Partikel (P_G, P_K); b) einer Ozon-Erzeugungseinrichtung (6) zum Erzeugen von Ozon in dem gasförmigen Medium, die eine Ozon-Erzeugungskapazität besitzt, die in einem Bereich von 200 μg/m³ (ca. 0,1 ppm) bis 1000 μg/m³ (ca. 0,5 ppm) liegt; c) einer elektrostatischen Abscheide-Einrichtung (10) mit einem Partikel-Sammelbereich (B_S), zum elektrostatischen Abscheiden von ionisierten Partikeln (P_G), die größer 0,1 μm sind; d) einem Partikel-Oxidationsbereich (B_O) zum Oxidieren von ionisierten Partikeln (P_K), die kleiner gleich 0,1 μm sind, mittels des erzeugten Ozons; und e) einem dem Partikel-Oxidationsbereich (P_O) nachgeschalteten Ozon-Behandlungsbereich (B_B) mit einer Ozon-Verringerungseinrichtung (14; 16; 32), die dazu ausgelegt ist, den zuvor genannten Gehalt des in dem gasförmigen Medium enthaltenen Ozons auf einen Anteil kleiner gleich 100 μg/m³ (ca. 0,05 ppm) zu verringern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ozon-Verringerungseinrichtung (14) einen Ozonfilter (16; 32) besitzt, der ein katalytisch wirksames Mittel (16a) aufweist, welches die Umwandlung von Ozon zu Sauerstoff fördert.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Gebläse (4; 28) zum zwangsweisen Hindurchleiten des gasförmigen Mediums durch den Strömungskanal (2) besitzt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse ein der elektrostatischen Abscheide-Einrichtung nachgeschaltetes Saug-Gebläse (28) zum zwangsweisen Hindurchsaugen des gasförmigen Mediums durch den Strömungskanal (2) ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil (28a) des Saug-Gebläses (28) als Ozonfilter ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Ozonfilter ausgebildete Teil (28a) des Saug-Gebläses (28) eine dem gasförmigen Medium zugeordnete, strömungsbehaftete Oberfläche aufweist, welche mit dem katalytisch wirksamen Mittel (16a) versehen ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Saug-Gebläse (28) Gebläse-Schaufeln (28a) besitzt, und die mit dem katalytisch wirksamen Mittel (16a) versehene strömungsbehaftete Oberfläche eine Oberfläche der Gebläse-Schaufeln (28a) ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich (2b1, 2d, 2e) einer strömungsbehafteten Innenoberfläche des Strömungskanals (2) als Ozonfilter ausgebildet und mit dem katalytisch wirksamen Mittel (16a) versehen ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem katalytisch wirksamen Mittel (16a) versehene Teilbereich (2d) der strömungsbehafteten Innenoberfläche des Strömungskanals (2) der Ionisierungseinrichtung (6) nachgeschaltet und dem Saug-Gebläse (28) vorgeschaltet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem katalytisch wirksamen Mittel (16a) versehene Teilbereich (2e) der strömungsbehafteten Innenoberfläche des Strömungskanals (2) eine Ummantelung (30) des Saug-Gebläses (28) bildet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem katalytisch wirksamen Mittel (16a) versehene Teilbereich (2b1) der strömungsbehafteten Innenoberfläche des Strömungskanals (2) ein Ausgangsbereich des Strömungskanals (2) ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ozonfilter (16) ein in den Strömungskanal (2) integrierbares Strömungsgitter (16b) aufweist, dessen Oberfläche mit dem katalytisch wirksamen Mittel (16a) versehen ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (2) mit einem Ozon-Vorfilter versehen ist, der bezogen auf die Strömungsrichtung (L) im Strömungskanal (2) der Ionisierungseinrichtung (6) nachgeschaltet und dem Ozonfilter (16; 32) vorgeschaltet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionisierungsbereich (B_i) und der Partikel-Oxidationsbereich (B_O) einen gemeinsamen Bereich bilden; oder der Ionisierungsbereich (B_i) und der Partikel-Sammelbereich (B_S) und der Partikel-Oxidationsbereich (B_O) einen gemeinsamen Bereich bilden.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Kontrolleinrichtung (18) zum Kontrollieren der Menge des von der Ozon-Erzeugungseinrichtung (6) zu erzeugenden Ozons besitzt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrolleinrichtung (18) ein Partikel-Sensor (20) zugeordnet ist, welcher die Menge der in dem gasförmigen Medium enthaltenen Partikel (P_K) kleiner gleich 0,1 μm erfasst und ein Messsignal an die Kontrolleinrichtung (18) liefert, auf dessen Grundlage die Kontrolleinrichtung (18) die Menge des von der Ozon-Erzeugungseinrichtung (6) zu erzeugenden Ozons und damit die Höhe des Ozongehalts steuert und/oder regelt.