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Anwendungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Luftaufbereitung
und einen elektrostatischen Reinigungsfilter für dieses
Gerät gemäß dem Oberbegriff der betreffenden
unabhängigen Ansprüche.
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Das
Gerät zur Luftaufbereitung und der elektrostatische Reinigungsfilter,
um die es geht, fallen in den Bereich der Luftaufbereitung mit Anlagen,
Zentralen und Geräten, die zum Reinigen oder auch zum Ändern
der thermohygrometrischen Eigenschaften der Luft bestimmt sind.
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Das
Gerät und der Filter können folglich vorteilhaft
zum Filtern, Reinigen und Sanieren der Luft im Bereich der Klimatisierung,
der Beheizung und allgemeiner der Luftaufbereitung sowohl im zivilen
als auch im öffentlichen und auch im industriellen Bereich
eingesetzt werden, um optimale Bedingungen der Qualität
der Luft für die Personen zu gewährleisten, die
in den Umgebungen, denen die. Luft zugeführt wird, verweilen
oder arbeiten. Solche Umgebungen können beispielsweise
Wohnräume für den zivilen Gebrauch oder Werkshallen
oder auch öffentliche Räume wie Einkaufszentren,
Flughäfen, Krankenhäuser, Schulen, Museen, Bibliotheken,
für sportliche Tätigkeiten eingerichtete Gebäude,
Kinos, Theater usw. sein.
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Mit
dem Begriff ”Gerät zur Luftaufbereitung” soll
im Folgenden eine beliebige Einheit bezeichnet werden, die geeignet
ist, einen für einen beliebigen Raum bestimmten Luftstrom
zu filtern oder auch zu konditionieren und allgemeiner aufzubereiten.
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Das
Gerät kann daher für Räume für
den öffentlichen oder privaten Gebrauch oder für
Büros bestimmt sein und in diesem Fall kann es aus einer
Klimatisierungsanlage, einer Klimaanlage, einem Luftreiniger oder
aus anderen ähnlichen Geräten bestehen, oder es
kann für den Einsatz im industriellem Bereich bestimmt
sein und in diesem Fall kann es aus einer Absaug- oder Filtrationsanlage
oder aus einer Abscheideanlage für die Aufbereitung der
Luft bestehen, die in diesem Fall Stäube, Rauchgase, Ölnebel
und/oder Dämpfe enthalten kann, die auch schädliche
flüchtige Stoffe enthalten können.
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Das
Gerät zur Luftaufbereitung, das Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist, sieht den durch einen Reinigungsfilter ergänzten
Einsatz vor, der geeignet ist, die in der Luft enthaltenen kontaminierenden
Partikel anzuziehen und einzufangen und sie so zu eliminieren, und
der Gegenstand eines eigenständigen Anspruchs in dem vorliegenden
Rechtsschutz bildet.
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Stand der Technik
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Bekanntlich
muss die Proliferation von Mikroorganismen ebenso wie die Konzentration
von Stäuben oder Schadstoffen in den Umgebungen, in denen
die Personen verkehren oder sich aufhalten, strikt vermieden werden,
um die erforderlichen hygienischen Bedingungen zu garantieren und
um die Ausbreitung von schädlichen Stoffen oder Krankheitserregern
zu verhindern, die der Gesundheit dieser Personen Schaden zufügen
können. Zu diesem Zweck haben sich auf dem Markt zahlreiche
unterschiedliche Luftaufbereitungsgeräte und zahlreiche unterschiedliche
Reinigungsfilter verbreitet, die alle darauf ausgerichtet sind,
sei es auch mit unterschiedlichen Wirkungsgraden und unterschiedlichen
technischen Merkmalen, den Zweck zu erfüllen, die Luft
zu sanieren, indem sie die in ihr vorhandenen unerwünschten
Stoffe abscheiden.
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Bekannt
sind beispielsweise Luftaufbereitungseinheiten, die aus verschiedenen,
im Allgemeinen in einer funktionalen und räumlichen Aufeinanderfolge
angeordneten Arbeitsabschnitten bestehen, die jeweils eine Steuerung
der Eigenschaften der Luft realisieren. Im Einzelnen kann beispielsweise
eine Luftaufbereitungseinheit vorgesehen werden, die einen Lüftungsabschnitt,
der geeignet ist, einen Luftstrom in der betreffenden Umgebung zirkulieren
zu lassen, einen Filtrationsabschnitt, der geeignet ist, die passierende
Luft mit Hilfe eines Reinigungsfilters zu reinigen, indem er den
in ihr enthaltenen Staub zurückhält und gegebenenfalls
die mikrobielle Belastung senkt, einen Abschnitt zum Kühlen
der Luft, einen Heizabschnitt, einen Abschnitt zur Steuerung der Feuchtigkeit
beispielsweise mit einem Heizwiderstand, einen Luftbefeuchter zum
Regeln der Luftfeuchtigkeit usw. umfasst.
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Im
Einzelnen haben die Reinigungsfilter den Zweck, die Verunreinigungen
und den Staub einzufangen, die bekanntlich besonders in den beheizten oder
klimatisierten Räumen reichlich aufsteigen.
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In
Anbetracht der enormen Verbreitung der Geräte zur Luftaufbereitung
haben sich auf dem Markt Produktionsstandards für die oben
genannten Reinigungsfilter durchgesetzt, um beispielsweise den Austausch
eines verschlissenen Reinigungsfilters durch einen neuen Filter
zu gestatten.
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Diese
Standards vereinen jedoch die Filter, die nach ihrer Funktionsweise
einem selben Typ angehören, da Filter verschiedenen Typs
nicht untereinander ausgetauscht werden können, weil es
neben den Formeigenschaften, die manchmal auch vereinheitlicht werden
können, auch technische und funktionale Eigenschaften gibt,
die eine unterschiedliche Montage in die Aufbereitungseinheit verlangen
und aus diesem Grund keine vollständige Standardisierung
gestatten.
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Die
Luftaufbereitungseinheiten des bekannten Typs umfassen im Filtrationsabschnitt
geeignete Aufnahmen mit standardisierten Abmessungen, in denen die
Filter der vorgesehenen Typen angeordnet werden.
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Bekannt
sind beispielsweise die Filter mechanischen Typs, die in verschiedenen
Versionen verfügbar sind und auf Grundlage ihres Filterwirkungsgrads
und auf Grundlage der Größe der Partikel, die
einzufangen sie in der Lage sind, klassifiziert werden. Diese Filter
werden ferner gewöhnlich in regenerierbare Filter, deren
optimale Funktionsweise mittels Reinigen oder Waschen wiederhergestellt werden
kann, und in nicht regenerierbare Filter unterschieden, die folglich
ausgewechselt werden müssen, wenn sie verschmutzt oder
verstopft sind.
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Im
Allgemeinen weisen die regenerierbaren Filter wie beispielsweise
die Filter mit synthetischen Zellen oder die Filter mit metallischen
Zellen einen niedrigen Wirkungsgrad auf und werden alleine nur im
Falle von wenig forcierten Filtrationen verwendet, während
sie bei den forcierteren Filtrationen gewöhnlich als Schutzfilter
für nachfolgende feinere Filter mit einem höheren
Wirkungsgrad zu dem Zweck eingesetzt werden, durch Zurückhalten
der größeren Partikel das Verstopfen der letzteren
zu verhindern.
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Die
Filter, die vorwiegend in den Luftaufbereitungseinheiten des herkömmlichen
Typs eingesetzt werden, sind bekanntlich die mechanischen Taschenfilter,
die eine mittlere bis hohe Reinigungseffektivität aufweisen.
Diese Filter realisieren eine beträchtliche Filterfläche,
welche die Luft mit Hilfe einer Vielzahl von Taschen abfängt,
deren Öffnung zum Eintritt der Luft hin gerichtet ist.
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Diese
Taschen können je nach dem Material, aus dem sie hergestellt
werden, d. h. aus synthetischen Fasern, aus Glasfaser oder aus Mikroglasfaser
oder weiter noch aus Glasfaser-Cellulose-Papier, schlaff oder starr
sein.
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Die
mechanischen Filter mit starren Taschen weisen im Allgemeinen wegen
einer besseren Verteilung der sie durchquerenden Luft einen höheren
Wirkungsgrad auf. Allerdings werden die Taschenfilter auf Grundlage
der von der Norm EN 779 vorgegebenen Klassifikation
in jedem Fall als Filter mittleren Wirkungsgrads, d. h. als zur
Klasse F gehörig, definiert, da sie nicht in der Lage sind,
Partikel einzufangen, die kleiner als 0,4 μm sind. Die
verschiedenen mechanischen Taschenfilter unterscheiden sich je nach
dem Material, mit dem sie realisiert werden, einfach durch den unterschiedlichen Filterwirkungsgrad voneinander,
da letzterer zwischen 40 bis 60% (Klasse F5) und einem Wert über
95% (Klasse F9) variieren kann, wobei er sich allerdings stets auf
Partikel mit einer Größe über 0,4 μm
bezieht.
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In
Anbetracht ihrer großen Verbreitung auf dem Markt und dank
der Tatsache, dass sie analoge technische Betriebsbedingungen verlangen
(die mechanischen Taschenfilter bedürfen keiner Stromversorgung),
sind die Taschenfilter im Allgemeinen von verschiedenen Unternehmen
in Standardgrößen hergestellt auf dem Markt verfügbar,
so dass sie man in ziemlich einfacher Weise untereinander austauschen kann.
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Der
wichtigste Nachteil beim Einsatz der mechanischen Taschenfilter
in den Luftaufbereitungseinheiten und allgemeiner in den oben erwähnten Geräten
zur Aufbereitung der Luft besteht im niedrigen Abscheidegrad, d.
h. in der Unmöglichkeit, die Stäube und die Partikel
sehr kleiner Größe einzufangen und zu eliminieren.
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Ein
weiterer Nachteil der mechanischen Filter und insbesondere der mechanischen
Taschenfilter besteht in der Tatsache, dass sie insbesondere dann,
wenn sie schon teilweise verstopft sind, einen Druckabfall im Luftstrom
verursachen, der die Lüfter zwingt, mehr elektrische Leistung
aufzunehmen, um den sie durchquerenden Luftstrom konstant zu halten,
was eine Erhöhung der Betriebskosten der Luftaufbereitungseinheit
nach sich zieht.
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Um
diesem Problem zu begegnen, wurden Luftaufbereitungseinheiten realisiert,
die elektrostatische Filter verwenden, die einen besseren Wirkungsgrad
aufweisen und der Kategorie der Filter vergleichbar sind, die als
Absolutfilter bezeichnet werden und die nach der Norm EN
1822 als Typ H klassifiziert werden.
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Diese
elektrostatischen Filter des an sich bekannten Typs wirken auf die
Partikel, indem sie sie unabhängig von ihrer Größe
elektrostatisch auffangen. Auf diese Weise können sie Partikel
bis zu einer Größe von 0,01 μm anziehen
und zurückhalten, wodurch sie es ermöglichen,
Luft zu erhalten, die vollkommen frei von Verunreinigungen ist.
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Die
elektrostatischen Filter erfordern, damit sie funktionieren können,
technische Spezifikationen für die Installation in die
Geräte für die Luftaufbereitung und insbesondere
in die Luftaufbereitungseinheiten, die sie nicht mit den oben genannten
mechanischen Filtern teilen können, wie beispielsweise
die Stromversorgung, und daher haben sie sich im Markt mit unterschiedlichen
Produktionsstandards entwickelt.
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Des
Weiteren weisen die Reinigungsfilter des elektrostatischen Typs
elektrische und elektronische Komponenten beträchtlichen
Ausmaßes auf, die in der Aufnahme für einen mechanischen
Reinigungsfilter einer Luftaufbereitungseinheit keine Entsprechung
fänden.
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Zu
diesen Komponenten beträchtlichen Ausmaßes zählt
beispielsweise die Stromversorgungseinheit, die den erforderlichen
Transformator und den erforderlichen Spannungserhöher umfasst,
welche die Funktion haben, die von den Komponenten des elektrostatischen
Filters für die Realisierung des Filtrationsprozesses verlangten
Spannungspegel zu erzeugen.
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Die
Luftaufbereitungseinheiten, die elektrostatische Filter bekannten
Typs verwenden, werden ferner nur für besondere Anwendungen
realisiert, um eine besonders hohe Reinheit der aufbereiteten Luft zu
garantieren. Im Allgemeinen werden daher derartige Luftaufbereitungseinheiten
und die in sie einzubauenden elektrostatischen Filter von Mal zu
Mal auf Grundlage der spezifischen Verwendung projektiert, indem
sie in Abhängigkeit vom aufzubereitenden Luftvolumen und
dem verlangten Wirkungsgrad ausgelegt werden und indem die erforderlichen
elektrischen Anschlüsse dementsprechend im Voraus festgelegt
werden.
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Wie
oben erklärt, können die Reinigungsfilter des
elektrostatischen Typs nicht im Austausch für jene mechanischen
Typs in die Luftaufbereitungseinheiten eingesetzt werden, da sie
durch andere Produktionsstandards gekennzeichnet sind, d. h. andere technische
Installationseigenschaften erfordern.
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Aus
diesem Grund ist es derzeit nicht möglich, eine Austauschbarkeit
zwischen Filtern verschiedenen Typs vorzusehen, sondern es erweist sich
als erforderlich, im Vorhinein den Filtertyp, den man zu verwenden
wünscht, d. h. ob er des mechanischen oder des elektrostatischen
Typs ist, und folglich den erreichbaren Filterwirkungsgrad festzulegen, da
im Nachhinein eine Anpassung der Luftaufbereitungseinheit zum Ändern
des erbrachten Wirkungsgrads nicht möglich ist.
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Darüber
hinaus muss man berücksichtigen, dass die Luftaufbereitungseinheiten
regelmäßige Reinigungsarbeiten verlangen, insbesondere
um die Bildung von Bakterienkolonien speziell in den Ecken und in
jenen Zonen zu verhindern, in denen es zu einer hochgradigen Kondensation
von Feuchtigkeit kommt. Die Reinigung mit Wasser und Reinigungsmitteln
ist derzeit nun dort leicht möglich, wo nur mechanische
Filter vorhanden sind, die wie gesagt keiner Stromversorgung bedürfen,
während sie bei Vorhandensein von elektrostatischen Filtern,
die elektrische und elektronische Komponenten aufweisen, die das
Waschen mit Wasser gewiss nicht vertragen, nicht möglich
wäre.
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Aus
den oben genannten Gründen brachte bis heute das Erfordernis,
den Wirkungsgrad einer Luftaufbereitungseinheit durch Ersetzen der
herkömmlichen Reinigungsfilter mechanischen Typs und insbesondere
des Typs mit Taschen durch andere Filter des elektrostatischen Typs
mit verbessertem Wirkungsgrad zu verbessern, einen Umbau von Teilen
der Aufbereitungseinheit mit sich, der mit beträchtlichen
Kosten und mit einem qualitativen Ergebnis verbunden war, das nicht
konstant, sondern von der Erfahrung des Unternehmens abhängig
war, das die Anpassung und den Austausch der Filter vornahm.
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Darstellung der Erfindung
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Unter
diesen Umständen ist es daher eine wesentliche Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der oben genannten Lösungen
des bekannten Typs zu beseitigen und ein Gerät zur Luftaufbereitung
und einen elektrostatischen Reinigungsfilter für dieses
Gerät bereitzustellen, die eine optimale Reinigung der
Luft mit einem hohen Filterwirkungsgrad garantieren können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Gerät
zur Luftaufbereitung zu realisieren, in das ein Reinigungsfilter
des mechanischen Typs und ein Reinigungsfilter des elektrostatischen
Typs austauschbar eingebaut werden können.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät
zur Luftaufbereitung bereitzustellen, dessen Filterwirkungsgrad
auf Grundlage der Leistungsanforderungen in einfacher Weise modifiziert
werden kann.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Realisierung
eines elektrostatischen Reinigungsfilters, der ohne besondere Anpassungen
in die für die mechanischen Reinigungsfilter vorgesehenen
Aufnahmen der Luftaufbereitungseinheiten eingebaut werden kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrostatischen
Reinigungsfilter bereitzustellen, der in einfacher Weise in ein
Gerät zur Luftaufbereitung installiert werden kann, das
sich gleichzeitig als sicher und zuverlässig erweist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
technischen Merkmale der Erfindung gemäß den oben
genannten Aufgaben sind aus dem Inhalt der unten stehenden Ansprüche
klar ersichtlich und die Vorteile derselben gehen aus der nachstehenden
detaillierten Beschreibung deutlicher hervor, die mit Bezug auf
die beigefügten Zeichnungen angefertigt wurde, die eine
rein beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsform
von ihr darstellen und in denen:
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die 1 eine
perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform eines
erfindungsgegenständlichen Geräts zur Luftaufbereitung
zeigt, bei dem elektrostatische Reinigungsfilter, die ebenfalls
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, eingebaut und einige
Teile zur besseren Hervorhebung anderer Teile entfernt sind;
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die 2A und 2B eine
Seitenansicht und eine vergrößerte Detailansicht
des in 1 dargestellten Geräts zur Luftaufbereitung
zeigen;
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die 3 eine
perspektivische Vorderansicht eines erfindungsgegenständlichen
elektrostatischen Reinigungsfilters zeigt;
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die 4 eine
perspektivische Draufsicht des elektrostatischen Reinigungsfilters
von 3 zeigt, in der Mittel für den elektrischen
Anschluss separat gezeigt werden;
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die 5 eine
Explosionsansicht eines vergrößerten Teils des
erfindungsgegenständlichen elektrostatischen Reinigungsfilters
bezogen auf die oben genannten Mittel für den elektrischen
Anschluss zeigt;
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die 6 eine
perspektivische Ansicht von zwei erfindungsgemäßen
elektrostatischen Reinigungsfiltern mit unterschiedlichen Abmessungen
und mit separat hervorgehobener Darstellung der Mittel für
den elektrischen Anschluss zeigt;
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die 7A und 7B eine
Seitenansicht und eine Vorderansicht eines erfindungsgegenständlichen
elektrostatischen Reinigungsfilters gemäß einem
ersten möglichen Format zeigen;
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die 8A und 8B eine
Seitenansicht und eine Vorderansicht eines erfindungsgegenständlichen
elektrostatischen Reinigungsfilters gemäß einem
zweiten möglichen Format zeigen;
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die 9 ein
Blockdiagramm der elektronischen Schaltung zeigt, die in den Stromversorgungsmitteln
eines erfindungsgegenständlichen elektrostatischen Reinigungsfilters
enthalten ist.
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Detaillierte Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Mit
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen werden in ihrer Gesamtheit
mit 1 ein erfindungsgemäßes Gerät
zur Luftaufbereitung und mit 2 ein in dieses integrierter
elektrostatischer Reinigungsfilter bezeichnet.
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Das
Gerät 1 zur Luftaufbereitung umfasst eine allgemein
mit 3 bezeichnete Tragstruktur, die einen Kanal 4 für
den Durchgang der Luft von einem Abschnitt für den Eintritt 5 bis
zu einem Abschnitt für den Austritt 6 der Luft
definiert. Zwischen dem Eingangsabschnitt 5 und dem Ausgangsabschnitt 6 ist
in dem Luftdurchgangskanal 4 ein Raum 7 angeordnet, der
von dem Luftstrom durchgesetzt ist und auf den über eine
Abdeckplatte 8 von außen zugegriffen werden kann.
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Die
Tragstruktur 3 umfasst in ihrem Innern auf Höhe
des Raums 7 mindestens ein Paar horizontaler Führungen 9,
die quer zum Verlauf des Luftdurchgangskanals 4 angeordnet,
beabstandet und vertikal übereinander ausgerichtet sind.
Diese horizontalen Führungen 9 sind geeignet,
jeweils einen überstehenden Rand eines mechanischen Reinigungsfilters
aufzunehmen, der sich auf diese Weise als in das Innere des Luftdurchgangskanals 4 eingebaut
erweist und während des Betriebs des Geräts 1 von
dem vom Eingangsabschnitt 5 kommenden Strom der Luft getroffen
wird und diese filtert, bevor sie beim Ausgangsabschnitt 6 ankommt.
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Das
Gerät 1 umfasst außerdem einen oder mehrere
elektrostatische Reinigungsfilter 2, die jeweils mit einem
im Wesentlichen parallelflachen kastenförmigen Rahmen 11 versehen
sind, der aus vier paarweise einander gegenüberliegenden
Wänden gebildet ist, von denen zwei Seitenwände 12 und 12' einander
gegenüberliegen und eine obere Wand 13 einer unteren
Wand 14 gegenüberliegt. Der Rahmen 11 begrenzt
mit den Wänden einen Luftdurchgangskanal 15, der
sich von einer vorderen Seite 16 für den Eintritt
der Luft in den Filter bis zur einer hinteren Seite 17 für
den Austritt der Luft aus dem Filter erstreckt.
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Der
elektrostatische Reinigungsfilter 2 umfasst außerdem
Mittel zum elektrostatischen Niederschlagen 18, die im
Luftdurchgangskanal 15 des Rahmens 11 untergebracht
und mit Stromversorgungsmitteln 19 elektrisch verbunden
sind.
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Der
elektrostatische Reinigungsfilter verfügt über
einen Ionisationsabschnitt und einen Niederschlagsabschnitt. Der
Ionisationsabschnitt ist mit auf positives Potential gelegten und üblicherweise
aus Wolfram bestehenden drahtförmigen Elektroden, die sich
mit auf Erdpotential gelegten metallischen Klingen abwechseln, ausgeführt,
während der Niederschlagsabschnitt mit metallischen Sammelklingen ausgeführt
ist, die ein niedrigeres Potential als das Potential der Elektroden
haben und sich mit auf Erdpotential gelegten Klingen abwechseln.
Der Staub und die Partikel, die im eintretenden Luftstrom enthalten
sind, werden unter Ausnutzung des Koronaeffekts elektrisch aufgeladen,
wenn sie das elektrostatische Feld des Ionisationsabschnitts durchqueren. Die
derart aufgeladenen Partikel werden wegen der Potentialdifferenz
angezogen und haften an den metallischen Sammelklingen des Niederschlagsabschnitts.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung sind die obere Wand 13 und die untere
Wand 14 des Rahmens 11 des elektrostatischen Filters 2 mit
einem Rand 10 versehen, der sich rechtwinklig außen
von ihnen abstehend ausdehnt und fähig ist, sich in einer Haltebeziehung
in die horizontalen Führungen 9 der Tragstruktur 3 einzupassen.
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Der
Rand 10 ermöglicht die Installation des elektrostatischen
Filters 2 in die für die Filter mechanischen Typs
bei den Geräten für die Luftaufbereitung vorgesehenen
Aufnahmen mit Standardmaßen und garantiert die perfekte
Austauschbarkeit zwischen den mechanischen Filtern und den elektrostatischen
Filtern 2 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Vorteilhafterweise
ermöglicht es das Vorhandensein der oberen Wand 13 des
Rahmens 11 zum Abschließen des Luftdurchgangskanals 15 auf
seiner Oberseite, einen besseren Abscheidegrad bei der Filtration
des Geräts 1 zu erzielen.
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Vorzugsweise
sind die horizontalen Führungen 9 so angeordnet,
dass sich die eine bei einer Bodenwand 24 des Kanals 4 und
die andere bei einer Dachwand 25 des Kanals 4 befindet.
Gemäß dem in den beigefügten Figuren
dargestellten Beispiel sind diese Führungen 9 auf
der Dachwand 25 und der Bodenwand 24 jeweils mit
einer entsprechenden Zwischenführung verbunden, um das
Führungspaar zu realisieren, in das die Ränder 10 des
elektrostatischen Filters 2 einzuführen sind.
Ferner ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
auf jeder der Seitenwände 12 und 12' des
Rahmens 11 mindestens ein Griff 32 befestigt,
der die Vorgänge zum Einsetzen und Herausnehmen des elektrostatischen
Filters 2 aus dem Raum 7 erleichtert.
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Die
Stromversorgungsmittel 19 umfassen eine elektronische Schaltung,
die hermetisch dicht in einen undurchlässigen Kasten 20 eingeschlossen
ist, aus dem Mittel für den elektrischen Anschluss an eine
elektrische Energiequelle 100 austreten.
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Vorteilhafterweise
umfasst die im Kasten 20 enthaltene elektronische Schaltung
die Hochspannungselektronik, d. h. insbesondere den Transformator
und den Spannungserhöher, welche die Aufgabe haben, die
Spannungspegel (von den 2 bis zu den 20 kV) zu erzeugen, welche
die Komponenten des elektrostatischen Filters für die Ausführung
des Filtrationsprozesses benötigen.
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Die
elektronische Schaltung wird von der außerhalb des Filters
befindlichen elektrischen Energiequelle 100 gespeist, die
vorteilhafterweise aus dem Stromversorgungsnetz mit Nieder-Wechselspannung
von beispielsweise 230 V und 50/60 Hz besteht. Die Betriebsspannung
der elektronischen Schaltung kann in einfacher Weise an die verschiedenen
Stromversorgungsstandards der verschiedenen Länder bis zu
einem Maximum von 600 V bei 50/60 Hz angepasst werden.
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Es
ist eine an das Stromnetz 100 angeschlossene Filterungs-
und Gleichrichtungseinheit 101 vorgesehen, welche die von
der elektronischen Schaltung emittierten und empfangenen Störungen ausfiltert
und die Netzwechselspannung in Gleichspannung umwandelt. Der Gleichspannungsausgang 102 der
Filterungs- und Gleichrichtungseinheit 101 ist in eine
Leitung 103, die ein einen Aufwärtstransformator
umfassendes Leistungsmodul 104 verbindet, und in eine Leitung 105,
die ein Oszillatormodul 106 verbindet, aufgeteilt.
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Das
Oszillatormodul 106 wird mit Nieder-Gleichspannung gespeist
und sendet ein Steuersignal 107 des Typs PWM an das Leistungsmodul 104.
Letzteres steuert mittels einer Treiberschaltung aktive Komponenten
(Leistungs-MOSFET), die ihrerseits den Kontakt an den Anschlüssen
des Hochspannungs- Aufwärtstransformators öffnen
und schließen.
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Auf
diese Weise wird auf der Sekundärseite des Aufwärtstransformators
ein Rechteckwellensignal mit der Frequenz des PWM-Signals, jedoch
mit hohen Spannungswerten und niedrigen Strömen erzeugt.
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Das
Signal 108 am Ausgang der Sekundärseite des Aufwärtstransformators,
d. h. am Ausgang des Leistungsmoduls 104, wird zum Vervielfachermodul 109 gesendet,
das den Spannungswert weiter anhebt und das Rechteckwellensignal
in Gleichstrom auf zwei Niveaus umwandelt, eines für die
Ionisationsdrähte und eines für die Niederschlagsklingen.
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Die
erzeugten Spannungen werden mit Hilfe von Mitteln für die
elektrische Verbindung 110 wie Kabel und/oder Federkontakte
an die Ionisationsdrähte und die Niederschlagsklingen des
elektrostatischen Filters 2 angelegt.
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Über
eine in das Leistungsmodul 104 eingebaute Strommessschaltung
wird der durch die aktiven Komponenten fließende Strom
ständig überwacht und ein entsprechendes Signal
wird über eine Signal-Kontrollverbindung 111 an
das Oszillatormodul 106 gesendet. In funktionaler Hinsicht
begrenzt die elektronische Schaltung zum Schutz der elektronischen
Komponenten das Steuersignal, wenn das Signal den bei der Planung
vorgesehenen Grenzwert wegen übermäßiger
Aufnahmen oder Kurzschlüssen beim elektrostatischen Filter überschreitet,
und aktiviert ein Alarmsignal 112 bei einem geeigneten Alarmmodul 113.
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Über
eine in das Vervielfachermodul 109 eingebaute Spannungsmessschaltung
wird die erzeugte Spannung ständig überwacht und
das entsprechende Signal wird über eine Signal-Kontrollverbindung 114 zum
Oszillatormodul 106 gesendet.
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Unterschreitet
das Signal den bei der Planung vorgesehenen Grenzwert, aktiviert
die elektronische Schaltung das Alarmsignal 112 beim Alarmmodul 113.
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Über
eine geeignete externe Steuerung, die über eine Übertragungsleitung 115 eines
Freigabebefehls zuzuführen ist, kann die elektronische
Schaltung aktiviert oder in den Bereitschaftszustand versetzt werden,
ohne die Stromversorgung zu unterbrechen.
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Die
Mittel für die elektrische Verbindung 110 können
vorteilhafterweise aus einem Kabel oder auch aus einem Federkontakt
oder anderen ähnlichen Lösungen bestehen. Vorteilhafterweise
wird der oben genannte undurchlässige Kasten 20,
der die elektronische Schaltung enthält, durch Versiegeln seiner
Wände oder durch Verharzen der in ihm enthaltenen Komponenten
erhalten. Gemäß der in den beigefügten
Figuren veranschaulichten Ausführungsform umfassen die
Mittel für die elektrische Verbindung 110 ein
Schleifstück 21, das aus einer Federplatte aus
einem elastischen und leitenden, vorzugsweise metallischen, Material
besteht. Dieses Schleifstück 21 ist derart unten
von ihm abstehend außen am Kasten 20 befestigt,
dass es einen schleifenden elektrischen Kontakt mit den aufzuladenden
Metallklingen realisiert, die sich im Niederschlagsabschnitt des
elektrostatischen Filters 2 befinden.
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Die
Tatsache, dass die Stromversorgungsmittel 19 den undurchlässigen
Kasten 20 umfassen, ermöglicht die Ausführung
der Vorgänge zum Reinigen und Waschen des elektrostatischen
Filters 2, ohne dass das vorherige Entfernen dieser Stromversorgungsmittel 19 erforderlich
ist.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die obere Wand 13 des
Rahmens 11 des elektrostatischen Filters 2 mit
einer Stufe 22 ausgebildet, die in Längsrichtung
zwischen den Seitenwänden 12 und 12' verläuft
und einen zur hinteren Seite 17 gerichteten Auftritt 23 aufweist,
auf dem die Stromversorgungsmittel 19 Aufnahme finden.
Vorteilhafterweise sind die Stromversorgungsmittel 19,
die maßgerecht innerhalb der in den Rahmen 11 des
elektrostatischen Filters 2 eingearbeiteten Stufe 22 angeordnet
sind, auf der oberen Wand 13 und nicht auf den Seitenwänden 12 oder 12' vorgesehen,
wo sie den aufzubereitenden Luftstrom wegen des Vorhandenseins von
Teilen des Rahmens 11 gestört hätten.
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Im
Einzelnen sind die Stromversorgungsmittel 19 gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einen kastenförmigen Aufnahmekörper 26 eingebaut,
der eine längliche Form aufweist und in Längsrichtung
auf der Stufe 22 untergebracht ist, an der er mit Befestigungsmitteln 27 verankert
werden kann.
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Die
Versorgungsmittel 19 sind mittels des kastenförmigen
Körpers 26 starr am Rahmen 11 des elektrostatischen
Filters 2 befestigt und speisen daher die Mittel zum elektrostatischen
Niederschlagen 18 ohne das Erfordernis, elektrische Verbindungen zwischen
wechselseitig lösbaren Teilen herzustellen. Dies ermöglicht
es insbesondere, die Stromversorgungsmittel 19 und die
Mittel zum elektrostatischen Niederschlagen 18 vorteilhafterweise
auch dann stets in elektrischem Kontakt zu halten, wenn der elektrostatische
Filter 2 Vibrationen oder wiederholten Erschütterungen
ausgesetzt ist. Aus diesem Grund eignet sich der erfindungsgegenständliche elektrostatische
Filter 2 gut zum Einsatz auch in Fahrzeugen wie beispielsweise
Autobussen, Zügen, Taxis usw.
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Der
kastenförmige Körper 26 trägt
eine auf mindestens eine Endwand 28 oder 28' seines
Verlaufs in Längsrichtung auf Höhe einer Seitenwand 12 oder 12' des
Rahmens 11 montierte Stromanschluss-Steckvorrichtung 29.
Gemäß den beigefügten Figuren handelt
es sich bei der Stromanschluss-Steckvorrichtung 29 um einen
selbstzentrierenden Stecker.
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Die
Stromanschluss-Steckvorrichtung 29 eines ersten elektrostatischen
Filters 2 ist fähig, sich mit der Steckvorrichtung 29 eines
zweiten elektrostatischen Filters 2' elektrisch und mechanisch
zu verbinden, der neben dem ersten angeordnet ist, wobei zwei Seitenwände 12, 12' einander
gegenüberliegen und die vorderen 16 und hinteren
Seiten 17 jeweils miteinander gefluchtet sind. Im Einzelnen
wird die Verbindung zwischen den Stromanschluss-Steckvorrichtungen 29 der
zwei elektrostatischen Filter 2 und 2' durch Einfügen
einer Verbindungssteckvorrichtung 30 hergestellt.
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Auf
diese Weise können mehrere nebeneinander angeordnete elektrostatische
Filter mit Hilfe einer einzigen externen Steckvorrichtung für
die Stromversorgung 31 gespeist werden, die mit einem ersten
Filter verbunden ist, indem eine als Parallelschaltung ausgeführte
elektrische Verbindung zwischen den verschiedenen Filtern hergestellt
wird. In operativer Hinsicht wird bei einem Gerät 1 zur Luftaufbereitung
der Austausch eines mechanischen Filters durch einen elektrostatischen
Filter 2 äußerst mühelos bewerkstelligt,
indem der mechanische Filter aus den Führungen 9 gezogen
und der mit den Rändern 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung ausgebildete elektrostatische Filter 2 in
sie eingesetzt wird. Der elektrostatische Filter 2 wird
dann an die Stromversorgung angeschlossen und das Gerät 1 ist betriebsbereit,
ohne weitere Anpassungen oder Änderungen vorzunehmen.
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Die
derart konzipierte Erfindung erfüllt daher die gestellten
Aufgaben.
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Selbstverständlich
kann sie bei ihrer praktischen Ausführung auch andere Formen
und Gestalten als oben dargestellt annehmen, ohne deshalb über
den vorliegenden Schutzumfang hinauszugehen.
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Des
Weiteren können alle Bauteile durch technisch äquivalente
Elemente ersetzt werden und die Abmessungen, Formen und verwendeten
Materialien können je nach Bedarf beliebig sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - EN 779 [0017]
- - EN 1822 [0021]