DE2901448A1

DE2901448A1 - Reinigungsgeraet fuer fliessfaehige medien

Info

Publication number: DE2901448A1
Application number: DE19792901448
Authority: DE
Inventors: Pierre De Castella
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-01-20
Filing date: 1979-01-16
Publication date: 1979-07-26
Also published as: IT7967124A0; FR2414945B1; JPS6148049B2; NL7900268A; CA1133400A; GB2012612A; SE7900462L; NO153446C; IT1119251B; CH619622A5; NO790194L; DK22079A; JPS54117139A; FR2414945A1; GB2012612B; NO153446B; SE438602B

Description

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Pierre de Castella, Monnaz (Schweiz)

Reinigungsgerät für fliessfähige Medien

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät für strömende Gase, mit einem Motor und einem Rotor, der vom Motor angetrieben wird.

Mann kennt bereits eine grosse Vielfalt von Reinigungsgeräten für Gasströme, insbesondere Luftreinigungsapparate. Diese Reinigungsapparate bestehen im allgemeinen aus einem Ventilator, der von einem Rotor angetrieben wird, und einem Filter, welches sich im vom Ventilator erzeugten Gasstrom befindet und von diesem Gasstrom durchsetzt wird. Teilchen, die

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sich in dem zu reinigenden Gasstrom in Suspension befinden, werden im Filter zurückgehalten, und dieses sättigt oder verstopft sich mehr oder weniger schnell, je der nach der Menge und der Art der zurückzuhaltenden Teilchen.

Aufgabe der Erfindung war die Schaffung eines Reinigungsgerätes mit Filterelementen, die vom zu reinigenden Gasstrom nicht mehr durchsetzt werden.

Das erfindungsgemässe Gasstrom-Reinigungsgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor abwechselnd gekrümmte Flächenbereiche aufweist oder aber ebene Flächenbereiche, welche mit/ander Winkel bilden, wobei die genannten Flächenbereiche so angeordnet sind, dass sie im Gasstrom, welchen sie erzeugen, eine turbulente Strömung hervorrufen und diese Strömung zwingen, in Berührung mit ihnen zu treten.

Im erfindungsgemässen Reinigungsgerät wird das Filter nicht mehr durch den zu reinigenden Gasstrom durchsetzt, sondern seine Oberflächen treten in innige Berührung mit dem Gasstrom, wodurch in Suspension befindliche Teilchen zurückgehalten werden. Weiterhin wird die Reinigungsfunktion und auch die Ventilationsfunktion von den gleichen Mitteln bewirkt, d.h. durch die Form und Anordnung der Rotoroberflächen. Das Ganze verhält sich wie ein Radialventilator, welcher die zusätzliche Eigenschaft besitzt, den Gasstrom zu reinigen, der durch ihn hindurchgeht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rotor mindestens zwei im Abstand befindliche Scheiben mit einer gemeinsamen Symmetrie- oder Rotationsachse auf, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Scheiben konisch ausgebildet ist und der Abstand zwischen den beiden Scheiben am Umfange des Reinigungsgerätes kleiner als der Abstand im Mittelpunkt ist, wobei eine kreisförmige, zentrale Ansaug-

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öffnung in mindestens einer der beiden Scheiben vorgesehen ist.

Diese Anordnung, insbesondere deren Rotor, reinigt die Luft durch Adsorption. Dieser neue Weg bei der Ausnutzung der bekannten Erscheinungen der Adsorption wird von uns "Adsorptionsrotor" genannt, welcher seine Adsorption auf physikalischem, physikalisch-chemischem oder rein chemischem Wege ausüben kann. Das bekannteste Adsorptionsmittel ist Aktivkohle, welche giftige Gase und Gerüche adsorbiert.

Aus den wissenschaftlichen Lehrbüchern, welche die Adsorption behandeln, geht hervor, dass "pulverförmige oder poröse Feststoffe die Eigenschaft haben, an ihren Oberflächen gasförmige oder flüssige Moleküle festzuhalten, die mit ihnen in Berührung kommen. Diese physikalisch-chemische Erscheinung wird Adsorption genannt, vom lateinischen "ad" ("auf") und "sorbere" ("zurückhalten", um sie von der Absorption unterscheiden zu können, welche kein Oberflächenphänomen darstellt. Der Feststoff wird Adsorbens und das Gas oder die Flüssigkeit Adsorbat genannt. Die Adsorbentien können fest oder flüssig sein und die Adsorbate gasförmig, flüssig in Lösung oder selbst in Suspension." Es scheint nicht der Fall zu sein, dass man bisher die Erscheinungen der Adsorption eines Feststoffes auf einem anderen Feststoff oder einer Flüssigkeit auf einem Feststoff stark ausgenützt hat. Der filtrierende Rotor der vorliegenden Erfindung erfüllt ebenfalls diese beiden Funktionen zufriedenstellend.

Auf dem Gebiet der Mechanik strömender Stoffe kennt man seit dem letzten Jahrhundert die Grenzschichttheorie, die zum Studium der Besonderheiten bei der Bewegung eines viskosen Strömungsmediums und hohen Reynoldszahlen dient. Im Inneren der Grenzschicht, d.h. derjenigen Schicht des Strömungsmediums, welche in Berührung mit einer sich bewegenden festen Wand

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steht (oder umgekehrt), kann ein laminarer oder turbulenter Strömungszustand herschen. Der Uebergang vom laminaren zum turbulenten Strömungszustand in der Grenzschicht tritt auf, wenn die Reynoldszahl ihren kritischen Wert erreicht.

Bei der vorliegenden Erfindung werden die Auswirkungen des turbulenten Strömungszustandes ausgenutzt, bei dem die Teilchen des Strömungsmediums ungeordnet strömen, wobei die Ursache dieser ungeordneten Strömung in den Reibungskräften des Strömungsmediums an den festen, bewegten Wänden liegt. Bei der turbulenten Strömung erfährt der Wert der Geschwindigkeit der Teilchen im Strömungsmedium an jedem Raumpunkt kontinuierliche Veränderungen, sowohl bezüglich Wert als auch Richtung. Diese ungeordnete Bewegung der strömenden Massen begünstigt eine innige Berührung letzterer mit den festen Flächen, welche die adsorbierenden Oberflächen bilden. Die Haftung der festen oder flüssigen Teilchen in Suspension im Gas bei der Berührung mit den festen Flächen, die das Gas umgeben, ist umso besser, je raiier diese Oberflächen sind.

Bis heute war es nicht möglich, theoretisch ein

genaues und gültiges Gesetz für den Druckverlust der turbulenten Grenzschicht aufzustellen. Zu diesem Zweck verwendet man vielmehr die Ergebnisse experimenteEer Untersuchungen der laminaren Grenzschicht und verschiedene vereinfachende Hypothesen. Aus diesem Grund sind die modernen Berechnungsmethoden der turbulenten Grenzschicht halb empirisch, und ihre Genauigkeit hängt von der Reproduzxerbarkeit der Versuchsmaterialien ab, die als Grundlage bei der Bestimmung der Gesetze für die Geschwindigkeitverteilung und den Druckverlust verwendet werden. Bis auf einige Ausnahmen wurden sämtliche Untersuchungen derart ausgeführt, dass das Auftreten turbulenter Bewegungen zwischen sich bewegenden Wänden und einem Gas (oder umgekehrt) vermieden wurde , wogegen die vorliegende Erfindung die Aufgabe hat,

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turbulente Bewegungen zu erzeugen, um aus einem bisher nicht ausgenutzten Effekt Vorteil zu ziehen, nämlich die Filtration von Gasströmen durch physikalische oder chemische Adsorption
oder beides, wenn nämlich der Werkstoff des Adsorptionsrotors mit einem chemischen Reagens imprägniert ist, dessen katalytische wirkung die im zu reinigenden Gas suspendierten Verunreinigungen chemisch umwandelt. Diese Erscheinung der
chemischen Adsorption wird in Sonderfällen ebenfalls "Chemisorption" genannt.

Versetzt man den Rotor in Drehung, so saugt er verunreinigtes Gas an, bewirkt dessen Reinigung durch Adsorption und stösst einen gereinigten Gasstrom aus. Der Rotor kann sich frei in der Luft wie ein einfacher Axialventilator drehen und erzeugt dabei eine Konvektion in der Umgebungsluft, also eine Ventilation in geschlossenem Kreislauf des Raumes, worin er
sich befindet, sowie eine allmähliche Reinigung der Luft in
diesem Raum. Der Rotor kann aber auch in einem Gehäuse eingeschlossen sein, wodurch es ermöglicht wird, verunreinigte Luft einem geschlossenen Raum zu entnehmen und in einen anderen
Raum die gleiche, aber gereinigte Luft einzuführen. Messungen an einem Aerosol von Chromsäure haben gezeigt, dass es ohne
weiteres möglich ist, eine mittlere Filtrationswirksamkeit
zwischen 92,8% und 98,5% nach einem einzigen Durchgang der
verunreinigten Luft durch das Gehäuse des Reinigungsgerätes
zu erzielen, welches unterschiedliche Ausbildungen des genannten Adsorptionsrotors enthält.

Das den Rotor bildende Material ist vorzusweise
von rauher Beschaffenheit. Es kann sich um einen faserigen,
starren oder nachgiebigen, gewobenen oder agglomerierten,
gaufrierten, mit Streifen oder Höhlungen versehenen Werkstoff handeln.

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Andererseits kann dieser Werkstoff mit mindestens einem chemischen Reagens imprägniert oder überzogen sein, welches die Fähigkeit besitzt, mit den verunreinigten Bestandteilen des Gases (Chemiesorption) oder geruchstragenden Teilchen im Gasstrom zu reagieren, oder umgekehrt ist es möglich, dass der Rotor wohlriechende Teilchen abgibt, mit welchen man das gereinigte Gas versehen will.

Man kann das Rotormaterial, wenn nötig oder gewünscht, mit einem Flammschutzmittel behandeln, um eine Entflammung zu vermeiden, wenn die chemische Reaktion mit den Verunreinigungen zu heftig vor sich geht oder wenn der Gasstrom sich an einer kritischen Temperatur befindet.

Rund um den Rotor des Reinigungsgerätes kann sich eine zylindrische oder kegelstumpfformige Ablenkfläche befinden, um den vom Rotor erzeugten Gasstrom nach oben und/oder nach unten abzuleiten. Diese zylindrische Fläche besteht aus einem starren Werkstoff, dessen Oberfläche glatt sein kann, wobei aber rauhe, gerippte, gaufrierte, eingedrückte oder gefaltete Oberflächen bzw. Flächen bevorzugt sind.

Es können mehrere Zylinderflächen oder Ringflächen hintereinander angeordnet werden, um in den vom Rotor abströmenden Gasstrom ein festes Hindernis zu stellen, welches eine neue Turbulenz hervorruft und/oder diesem ablenkt. Der beabsichtigte Zweck besteht darin, sämtliche verunreinigenden Teilchen, die im Gasstrom suspendiert sind und vom Rotor bewegt werden, in Berührung mit einer der adsorbierenden Flächen zu treten, die im Gasstrom angeordnet sind. Es ist auf diese Weise möglich, Aerosole wie Rauch, Russ, Pollen und Staub bis zu einer Teilchengrösse von einigen 10 Mikron mittels der adsorbierenden Flächen einhundertprozentig zu entfernen.

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Wie der Rotor, so können auch die genannten zylindrischen Flächen, die nach dem Rotor angeordnet sind, mit mindestens einem chemischen Reagenz imprägniert oder überzogen werden, um chemisch oder physikalisch Gase zu neutralisieren, die sich im angesaugten Gasstrom befinden. Diese ringförmigen Flächen kann man anfeuchten und demgemäss wird auch die Luft befeuchtet, welche an diesen Flächen entlang streicht, wobei nun die Gasreinigung durch eine Befeuchtung des GasStroms ergänzt wird, der durch den Rotor bewegt wird. Die genannten Flächen können parfümiert, flammfest gemacht oder mit keimtötenden Wirkstoffen versehen werden, wobei sie die entsprechenden Funktionen erfüllen. Man kann sie aber auch aus Metall ausführen und mit einer Wärmequelle oder Kältequelle verbinden, um den abströmenden Gasstrom aufzuheizen oder abzukühlen.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemassen Gasreinigungsgerätes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Reinigungsgerätes, das sich als Adsorptionsrotor darstellt,

Fig. 2 einen Schnitt des Reinigungsgerätes gemäss der Linie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 und 2 dargestellte Reinigungsgerät,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Reinigungsgerätes mit einem Gehäuse, welches ortsfeste Reinigungsteile beiderseits eines Adsorptionsrotors aufweist,

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Fig. 5 eine Draufsicht auf der Ausführungsform gemäss Fig. 4,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform, die wiederum als Adsorptionsrotor ausgebildet ist,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform eines Reinigungsgerätes in Form zweier gefalter Scheiben, welche von einem Zylinder umgeben sind,

Fig. 8 einen Schnitt gemäss der Linie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform eines Reinigungsgerätes, und

Fig. 10 eine Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform des Reinigungsgerätes.

Der in Fig. 1 bis 3 dargestellte Apparat weist einen Rotor 1 aus zwei Scheiben 2 und 3 auf, welche sonnenförmig im Zickzack gefaltet sind und die gleiche Drehachse 4 aufweisen, wobei die Scheibe 3 eben ist und auf einer kreisförmigen Grundplatte 5 befestigt ist, während der Umfang der Scheibe 2 mit dem Umfang der ebenen Scheibe 3 zusammenfällt, wobei seitliche Oeffnungen 6 frei bleiben, die die Austrittsoffnungen des Rotors 1 darstellen. Die Grundplatte 5, die Scheibe 3 und die Scheibe 2, die kegelstumpfförmig ausgeführt ist, weisen mittige Oeffnungen 7 und 8 auf, durch welche das Gas angesaugt wird. Die kegelstumpfförmige, gefaltete Scheibe 2 wird im Mittelbereich durch eine Schnur oder einen Draht 9 zusammengehalten, durch welchen ein Aufgehen der Scheibe vermieden wird, wenn der Rotor 1 in Umdrehung versetzt wird. Die Grundplatte 5 weist nicht dargestellte Befestigungsmittel auf, womit diese Platte

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auf eine ebenfalls nicht dargestellte Scheibe aufgesetzt werden kann, die vom Antriebsmotor angetrieben wird. Die nicht dargestellten Befestigungsmittel der Platte 5 können Velcro-Bänder, selbstklebende Bänder, Druckknopfvorrichtungen u.a. sein. Die Mittenöffnung 7 der Scheibe 3 wird nicht ausgenutzt, wenn der Rotor 1 auf einer Motorplatte befestigt wird, wie eben beschrieben wurde.

Die gefalteten Scheiben 2 und 3 des Rotors 1 werden ausgehend von einem rechteckigen Streifen eines dünnen Werkstoffes mit rauher Oberfläche hergestellt, den man der Breite nach mit einer Harmonikafaltung aus aufeinander^iolgenden parallelen Knicken faltet; dann werden die beiden Enden miteinander verbunden, wodurch die sonnen- oder lampionartige Faltung entsteht.

Der Werkstoff, aus dem die gefalteten Scheiben bestehen, muss eine möglichst rauhe Oberfläche aufweisen. Er ist beispielsweise Löschpapier, ein Flächengebilde aus gepressten Fasern oder ein Material mit Oberflächen, die mit Agglomeraten überzogen sind, welche Erhebungen, Vertiefungen oder Spitzen aufweisen, und solche Werkstoffe können im zu reinigenden Gas suspendierte Teilchen zurückhalten, wenn man das Gas an diesen Oberflächen entlang leitet.

Der nicht dargestellte Antriebsmotor des Rotors 1 kann diesen auf verschiedene Weise in Bewegung setzen, und die Antriebsart beeinflusst die Arbeitsweise des Adsorptionsrotors nicht. Die bevorzugte Ausführungsform besteht in der Befestigung des Rotors über die Adhäsionswirkung von Klebebändern auf der Platte 5 mit dem gleichen Durchmesser wie der Rotor und konzentrisch zur Motorwelle. Da der Rotor 1 sehr leicht ist, gestattet diese Befestigungsart eine ganz beliebige Anordnung des Motors, ohne dass sich der Rotor von

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der Platte löst, die mit der Welle des Motors verbunden ist. Auch kann man der Rotor auf diese Weise ohne Zuhilfenahme von Werkzeug auswechseln.

Die Adsorptionswirkung des Rotors beginnt sofort nach dessen Inbetriebsetzung. Die Umdrehungsgeschwindigkeit muss selbstverständlich an die Abmessungen und die Art des zur Herstellung des Rotors 1 verwendeten Materials angepasst werden. Sie muss auch ausreichend sein/ um im Inneren und am Aeusseren des Rotors eine turbulente Strömung des Gases zu erzeugen, welches automatisch in Richtung der Pfeile 10 und (Fig. 2) in Umlauf versetzt wird. Die Inbetriebsetzung des Rotors erzeugt einen Unterdruck im oberen Mittelbereich des Rotors (Oeffnung 8 in Fig. 1 bis 3), wodurch Umgebungsluft längs der Aussenwandung des Rotors angesaugt wird, bis zum Inneren des Rotors, längs der oberen Wandung und der kreisförmigen unteren Scheibe (Faltenscheibe 3 in Fig. 2).

Das ins Innere des Rotors eingetretene Gas tritt unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft durch die Umfangsöffnungen 6 aus, die in Fig. 1 bis 3 gezeigt sind. Nach Massgabe der Annäherung an den Umfang des Rotors steigt die Gasgeschwindigkeit an, wodurch gleichzeitig der statische Druck abnimmt (Satz von Bernoulli).

Die in Fig. 2 dargestellte Höhe h wird durch die ringförmige Umschnürung 9 oben am Kegel 2 der Falten der konischen Wandung konstant gehalten. Die gleiche gefaltete Wandung wird an ihrem Umfang auf der ebenen gefalteten Scheibe 3 des Rotors durch Anheften, punktförmigen Annähen, Kleben, usw. festgehalten, derart, dass sich die Austrittsöffnungen 6 ausbilden.

Die Grundplatte 5 ist starr und kann aus dem gleichen

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Werkstoff ausgeschnitten werden, der zur Herstellung der Scheiben 2 und 3 dient. Diese Scheiben können auch aus nicht gefalteten, ebenen Stücken oder aus Rotationsflächen bestehen. Die gefaltete Form erhöht aber die Turbulenz des Gasstroms und die wirksame Oberfläche des Rotors, wodurch die Abscheidung von Verunreinigungen auf den Wandungen des Rotors erleichtert wird.

Wie schon oben erwähnt wurde, ist die Herstellung der gefalteten Scheiben 2 und 3 einfach und geschieht ausgehend von einem rechteckigen Streifen eines dünnen Werkstoffes mit rauhen oder mit Höhlungen versehenen Oberflächen, welcher eine Harmonikafaltung erhält.

Es ist möglich, mehrere kegelförmige gefaltete Scheiben konzentrisch zur Motorwelle (die in Fig. 1 bis 3 nicht dargestellt ist) übereinander anzuordnen, um die Berührungsflächen des gewählten Werkstoffes mit dem strömenden Gas zwischen übereinander liegenden Wandungen zu vergrössern. Man kann dann abwechselnd einen gefalteten und einen glatten Kegel anordnen, oder aber man zieht nur gefaltete oder nur glatte Kegel vor. In allen Fällen tritt das Gas nicht durch die einzelnen konischen oder ebenen Wandungen, sondern streicht nur mit turbulenter Strömung über diese Wände, d.h. mit einer über dem kritischen Wert liegenden Geschwindigkeit, unter dem die Strömung des Gases laminar ist.

Zwei konische Rotoren, identisch mit denen gemäss Fig. 1 bis 3, können mit ihren Rücken aneinander auf der zylindrischen Fläche des Rotors eines Aussenläufermotors befestigt werden, wodurch sich nur ein einziger Rotor mit zwei gegenüberliegenden Zuströmöffnungen des angesaugten Gases bildet, und die beiden gereinigten Gasströme treten am Umfang parallel zueinander aus. Diese Konstruktion bewirkt die Ver-

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dopplung des Durchsatzes an einem einzigen Rotor, ohne dass die Abmessungen des Reinigungsapparates wesentlich steigen. Bei manchen Reinigungsproblemen der Raumluft in Räumen mit grosser Bauhöhe ist diese Konstruktion oft besonders zweckmässig, da sie die Konvergenz der verunreinigten Luft in Richtung des Reinigungsapparates, der an der Decke des Raumes aufgehängt ist, verbessert. Eine derartige Ausführungsform, deren Konstruktion für den Fachmann auf der Hand liegt, ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Die kegelstumpfförmige Ausbildung des Rotors 1, die eben beschrieben wurde, bewirkt eine wesentliche Vergrösserung des Durchsatzes und der Turbulenz des angesaugten Gasstroms im Vergleich zu einem ebenen Rotor, und auch die Berührung des Gasstroms mit den Wandungen wird verbessert. Durch Einschliessen des gefalteten und ebenen Rotors in ein doppelkegelförmiges und festes Gehäuse (Stator) erhält man die gleichen dynamischen Effekte.

In Fig. 4 und 5 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der ein gefalteter Rotor 12 am Umfang eines Aussenläufermotors 13 (aussenliegender Rotor 14) befestigt ist, wobei die Achse 15 und der Aufhängungsring 16 feststehen.

Ein fester Stator 17, der mit der Motorwelle verbunden ist, besteht aus zwei Teilens Dem bei 19 abnehmbaren unteren Teil 18, der als unterer Deckel dient und die Auswechselung des Rotors gestattet, sowie dem oberen Teil mit den oberen und unteren Einsätzen 20 bzw. 21 des Stators. Der Stator besteht aus Metall oder gespritztem Kunststoff. Er weist einen oberen und unteren Lufteinlass 22.bzw. 23 auf, durch welche das angesaugte verunreinigte Gas bei Inbetriebsetzung des Motors in den Stator eintritt, sowie ümfangsöffnungen 24, durch welche die gereinigte Luft den Stator verlassen kann. Die inneren

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Oberflächen des Stators können mit gefalteten Ringen 25 und 26 versehen sein, die aus dem gleichen oder ähnlichen Werkstoff wie der Adsorptionsrotor 12 bestehen. Diese Garnituren erhöhen die Turbulenz des Gasstromes im Inneren des Reinigungsgerätes und tragen zur Reinigung bei, indem sie auf ihren Oberflächen suspendierte Verunreinigungen aus dem Gasstrom abscheiden. Diese Garnituren sind auswechselbar.. Sie können an den Innenflächen des Stators durch Klammern, Klebebänder oder beliebige andere, nicht dargestellte Mittel befestigt werden.

Der Rotor 12 bildet mit der ringförmigen gefalteten Garnitur 25 bzw. 26 einen ringförmigen Strömungsweg für das zu reinigende Gas, der sich verengt, derart, dass die obere Hälfte des Rotors 12 mit der Garnitur 25 und die untere Hälfte des Rotors 12 mit der Garnitur 26 je eine Vorrichtung bilden, die derjenigen gemäss Fig. 1 bis 3 ähnelt, mit dem einzigen Unterschied, dass die Garnituren 25 und 26 ortsfest sind.

In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform weist der Adsorptionsrotor 30 eine untere Scheibe 31 auf, die beispielsweise aus dünnem Blech besteht, sowie eine obere Scheibe 32, die ebenfalls aus dünnem Blech besteht, jedoch die Form eines sehr flachen Kegelstumpfes hat und eine mittige Ansaugöffnung 33 aufweist. Der Umfang der Scheiben 32 und 33 umfasst einen Stapel 34 aus ringförmigen, rauhen Blättern 35, die durch Abstandshalter 36 im Abstand gehalten werden. Das Ganze wird durch Stifte 37 miteinander verbunden. Die inneren Flächen der Scheiben 31 und 32 sind mit einer rauhen Schicht 38 überzogen, die aus Fasern bestehen, die entweder gewebt sind oder mittels eines Bindemittels verfilzt wurden.

Der Adsorptionsrotor 30 weist auf der äusseren

Fläche der unteren Scheibe 31 nicht dargestellte Befestigungsmittel mit einer Antriebsscheibe eines nicht dargestellten

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Motors auf. Um den Durchsatz des Adsorptionsrotors gemäss Fig. 6 weiter zu erhöhen, ist es natürlich möglich, eine zweite, nicht dargestellte mittige Ansaugöffnung auf der unteren Scheibe 31 anzubringen oder mehrere, übereinander liegende kegeistumpfformige obere Scheiben vorzusehen, wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 bereits besprochen wurde. Die Scheiben 31 und 32 können ebenfalls aus gefalteten Werkstoffen bestehen, deren innere Flächen gegebenenfalls überzogen sind. Sie können aber auch aus einfachen, glatten Flächen bestehen, wobei sich der mit der Zeit ansammelnde Staub die erforderliche Rauheit der Oberflächen bildet.

Der besondere Vorteil der Ausführungsform gemäss Fig. 6 besteht darin, dass diese die Vorteile des konischen Adsorptionsrotors mit denjenigen eines einfachen ringförmigen Mehrschichtenrotors vereinigt, und diese Vorteile sind insbesondere die folgenden:

- grosse adsorbierende Oberfläche,

- ausgezeichneter Berührungsgrad mit dem zu reinigenden Gas,

- einfache Imprägnierung zur Adsorption von Gasen auf chemischen Wege (Chemisorption),

- in einer Variante eine Neutralisierung von Gerüchen durch Ringe, die aus Papierbögen ausgeschnitten sind, welche beispielsweise mit Aktivkohle durchsetzt sind, oder

- in einer anderen Variante, die Neutralisation störender Gerüche durch Abgabe eines Parfüms, mit dem die Ringscheiben zuvor imprägniert wurden.

Zusammenfassend sei gesagt, dass der mittlere, konische Bereich des Rotors das zu reinigende Gas mit einem grossen Durchsatz und unter einem relativ grossen Druck (20 bis 30 mm WS)

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fordert und dabei Stäube, Aerosole, Russ, Pollen usw» abscheidet^ und die imprägnierten Ringbereiche vervollständigen diese Reinigung durch chemische Neutralisation giftiger Gase, die sich gegebenenfalls im Gasstrom befinden.

Die chemische Imprägnierung des Innenbereiches .soll nicht ausgeschlossen sein, ist jedoch im allgemeinen überflüssig, wenn der Ringbereich zur Neutralisation der ihn durchsetzenden Gase chemisch imprägniert ist.

Die vierte Ausführungsform des Reinigungsgerätes, die in Fig. 7 und 8 dargestellt ist, stellt" sich als Variante des bereits beschriebenen Hotors gemäss Fig» 1 bis 3 dar, unterscheidet sich jedoch von flieser durch.flen Zusatz einer festen, gefalteten, sylindrisehen RiagflSeh©, die parallel zur Rotationsachse des Rotors liegt»

.Wie aus Fig» 7 uaä 8 hervorgeht, befinden sich zwei gefaltete Rotoren 40 «ad 41 im Äfastaaä aad sind durch nicht dargestellte Mittel aa einer ebeafalls niehfc dargestellten Welle ©ines Hatrlebsmotors befestigt„ Die. Welle land öer ^tage- hörige _t sieht dargestellt® Stot©s? siafl. q© ausgebildet_ff äamm sie den aus den Scheiben 40 and 41 besteheaöea J&aorptioasrotor la der Achse 42 (Fig., 8) und die gleiche Weiss wie öle bereits beschriebenen Rotoren la Umöretong vesrsefcsea <, SSiae zylindrische Riagflache 43 ist konzentrisch «ad im Ubstaad su dea Rotoren 40 und 41 derart angeorSast, class sie als ümlenkfliehe der Gasstr&mung dient, die am Uaifaag der Sotorea erseagt i-yird» Die Fläche 43 dient zur Jftstütgöag eiaer zweiten gefaltetea Flache 44, di© punktweise bei 45 aa der Fliehe 43 befestigt ist« Die gefaltete Fliehe 44 kann beispielsweise puaktoeise aa die 2y Hader flache 43 angeaeftet oü&z angeklebt tiieräeHo Die gefaltete FlSehe 44 stellt bei der Umgfihriiagsfoöa geHiass FIg₀ und § ©ine Ihaliche "Palfctang t?le "diejenige der Motorea 40 und

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41 dar. Die Faltung kann jedoch gleich wie bei den Rotoren der Ausführungsformen gemäss Fig. 1 bis 6 durch eine Rippung, eine Gaufrierung und selbst in Grenzfällen durch eine glatte Fläche ersetzt werden.

Wenn sich die beiden Rotoren 40 und 41 anfangen zu drehen, wird das Gas, in dem sich die Rotoren 40 und 41 drehen, am Mittelbereich gemäss der Pfeile 46 und 47 (Fig. 8) angesaugt und strömt entlang der Rotorflächen, um dann auf die gefaltete Zylinderfläche 44 aufzutreffen, wo es um 90 umgelenkt wird. Der Fluidstrom tritt dann nach oben und nach unten im Sinne der Pfeile 48 und 49 aus. Wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen gemäss Fig. 1 bis 6 werden die Rotoren 40 und 41 mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben, dass der Gasstrom turbulent ist. Die beschriebene Ausführungsform kann ebenfalls in ein Gehäuse eingeschlossen werden, wie es bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 und 5 der Fall ist. Andererseits ist es dem Fachmann klar, dass weitere Ablenkflächen, die derjenigen der gefalteten Zylinderfläche 44 ähnlich sind, angefügt werden können. Beispielsweise ist es möglich, nicht dargestellte ebene Ringfläche vorgesehen, die oberhalb und unterhalb der Fläche 44 und im Winkel dazu angeordnet sind, derart, dass der Gasstrom, der von der Fläche 44 abströmt und durch die Pfeile 48 und 49 dargestellt ist, die ebenen Ringflächen praktisch senkrecht beaufschlagt.

In der Ausführungsform 50 gemäss Fig. 9 sind zwei konische, gefaltete Scheiben 51 und 52 am Umfang miteinander verbunden, wobei seitliche Oeffnungen 53 freibleiben, durch welche das gereinigte Gas ausströmen kann. Die beiden Scheiben können punktweise zusammengeheftet oder zusammeiv-geklebt sein. Auch können die beiden Scheiben 51 und 52 aus einem Stück bestehen, indem man von einem zuvor gefalteten rechteckigen Blatt ausgeht und die seitlichen Oeffnungen 53 vor dem endgültigen

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Zusammenbau einschneidet. Die beiden gegenüberliegenden Ränder des nicht dargestellten gefalteten Blattes, welche parallel zu den Falten liegen, werden zusammengeführt und miteinander verbunden, wobei ein Zylinder entsteht. Die beiden Stirnseiten des Zylinders werden dann zusammen-gedrückt, wobei der in Fig. dargestellte Rotor entsteht.

Das obere Ende der Faltenscheibe 51 ist mit einem Stellring 54 verbunden, der auf der Antriebswelle 55 eines nicht dargestellten Motors befestigt wird. Wenn sich der in Fig. 9 dargestellte Rotor 50 dreht, tritt Fluid im Sinne der Pfeile 56 in sein Inneres ein und tritt durch die Oeffnungen 53 bei 57 wieder aus. Der im Inneren des Rotors sich bewegende Fluidstrom streicht über die Innenflächen der konischen Faltenscheiben 51 und 52, und die im Fluid suspendierten Teilchen können sich an den Innenflächen niederschlagen. Auf die gleiche Weise wird das Umgebungsfluid längs der Aussenflächen der konischen Scheiben 51 und 52 im Sinne der Pfeile 58 bewegt. Der Ausführungsform 50 gemäss Fig. 9 hat den Vorteil, dass sie vor ihrer Verwendung nur sehr wenig Raum einnimmt. Sie hat dann die Form eines doppelten, gefalteten Fächers, der beim Lagern und Transport nur den Mindestraum einimmt. Will man ihn einsetzen, so brauchen nur die gegenüberliegenden Ränder der gefalteten Blätter zusammen'-geheftet oder zusammengeklebt werden.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 9, hat der Rotor 50 nur eine einzige Eintrittsöffnung, die sich"unten befindet. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass es möglich ist, am Stellring 54 ein anderes Befestigungsmittel anzubringen, beispielsweise drei nicht dargestellte Stäbe in gleichförmigem Abstand um die Achse 59 und mit dem Stellring 54 verbunden, die das Fluid ins Innere des Stellringes 54 eintreten lassen. Bei dieser Variante arbeitet der Rotor mit zwei Zutrittsöffnungen,

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die eine oben, die andere unten am Rotor. Andererseits ist es wie bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 7 und 8 möglich, gegenüber den Austrittsoffnungen 53 gefaltete oder ungefaltete Ablenkflächen zuzufügen.

Nach der Ausführungsform gemäss Fig. 10 weist ein Rotor 60 zwei konische Faltenscheiben 61 und 62 auf, wobei die Kegelspitzen an einem Stellring 63 miteinander verbunden sind. Im Inneren des Rotors 60.sind nicht dargestellte Befestigungsmittel für diesen Rotor an der Antriebswelle 64 eines nicht dargestellten Motors vorgesehen. Der in Fig. 10 dargestellte Rotor 60 kann beispielsweise ausgehend von einem gefalteten rechteckigen Blatt hergestellt werden, wobei die gegenüberliegenden, mit den Falten parallelen Ränder vor der Verwendung miteinander verbunden werden. Wie der Rotor 50 gemäss Fig. 9 kann auch der Rotor 60 bei Lagerung oder Transport zu einem doppelten Fächer zusammen--gelegt werden.

Wenn sich der Rotor 60 zu drehen beginnt, erzeugt er Strömungen entlang seiner Oberflächen, welche durch die Pfeile 65, 66; 67, 68 und 69, 70 angedeutet werden. Wie in den Ausfuhrungsformen gemäss Fig. 6 bis 9 kann auch der Rotor 60 in ein Gehäuse gebracht werden, und Ablenkungsflächen ähnlich derjenigen gemäss 44 in Fig. 7 und 8 können um den Rotor gelegt werden.

Der Werkstoff zur Herstellung der ebenen, gefalteten, kegelstumpfförmigen, ringförmigen Schreiben usw. ist vorzugsweise ein rauhes Material. Wenn dieses Material imprägniert werden soll, beispielsweise mit chemischen Produkten, Parfüms, Insektiziden, Bakteriziden, oder einfach mit Wasser, so wählt man einen Werkstoff, der nicht nur eine rauhe Oberfläche besitzt, sondern ausserdem absorbierende Eigenschaften hat. Diese letztere sind nur erforderlich, wenn man mit einer Lösung

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imprägnieren will. Andere Materialien können mit den genannten Stoffen beschichtet werden» beispielsweise durch Aufbringen von Aerosolen.

Die Imprägnierung der den Rotor oder die Ringe bildenden Werkstoffe kann mit beliebigen natürlichen oder künstlnchen Stoffen geschehen, angefangen von einer einfachen Befeuchtung mit Wasser und über sämtliche chemischen Reagenzien, oxydierende Metallverbindungen (beispielsweise aktiviertes Mangandioxyd MnO,), bis zu Papier, welches in seiner Masse Aktivkohle eingearbeitet enthält, unbrennbaren Papieren und Stoffen und parfümierten Materialien. Die Materialien können insbesondere auf dieheweilige Verunreinigung im Gas bzw. der Luft abgestimmt werden. Unabhängig von jeder chemischen Imprägnierung hält der Rotor Stäube und Aerosole in beliebiger Form und Dimensionen, selbst die schwierigsten Verunreinigungen wie beispielsweise Tabakrauch, bis zu einer oberen Grössengrenze, die von der am Teilchen angreifenden Zentrifugalkraft abhängt, zurück, wobei die Obergrenze wahrscheinlich bei 100 Mikron bei den üblichen Umdrehungsgeschwindigkeiten zwischen 200 und 1500 min , liegt.

Grundsätzlich bestehen keine Dimensionsgrenzen zur Herstellung der beschriebenen Gasreinigungsapparate. Mit steigendem Druchmesser steigt auch die Grosse der adsorbierenden Fläche und der Durchsatz an Fluid. Bei grösserer Faltung steigt auch der erzielte Fluiddurchsatz. Mit steigender Umdrehungszahl des Rotors steigt auch der Durchsatz an Fluid, wenn die anderen Parameter gleich bleiben.

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Claims

PATENTANSPRUECHE 2QÜU48

1./Reinigungsvorrichtung für gasförmige Fluide, mit einem Motor und einen vom Motor angetriebenen Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor wechselweise gekrümmte Flächenbereiche oder ebene, einen Winkel miteinander bildende Flächenbereiche aufweist, die so ausgebildet sind, dass sie in dem von ihnen geförderten gasförmigen Fluid eine turbulente Strömung erzeugen und diese Strömung so lenken, dass sie mit ihnen in Berührung tritt.

2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Scheiben im Abstand voneinander aufweist, welche eine gemeinsame Rotations- oder Symmetrieachse haben.

3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Scheiben vom Motor angetrieben wird.

4. Reinigungsvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mehrere Scheiben aufweist, wobei mindestens eine von zweien konische Form hat und der Abstand zwischen den beiden Scheiben am Umfange des Rotors kleiner als im Mittelbereich ist, und dass eine mittige kreisförmige Ansaugöffnung an mindestens einer der beiden Scheiben vorgesehen ist.

5. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor drei Scheiben enthält, von denen eine eben und die beiden anderen konisch sind und jede Scheibe mit der benachbarten Scheibe Luftaustritte bildet, wobei die Höhe der Luftwege in Richtung auf den Umfang immer kleiner wird.

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6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben des Rotors am Umfang derart miteinander verbunden sind, dass noch eine oder mehrere Austrittsöffnungen verbleiben.

7. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang der Scheiben an der Austrittsöffnung und in derselben ein Stapel ringförmiger Blätter eingebaut ist.

8. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Scheiben konische Form aufweisen, und dass ihr gemeinsamer Umfang seitliche Ausströmöffnungen aufweist.

9. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Scheiben konische Form haben, und die Kegel an den Spitzen miteinander verbunden sind.

10. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine ringförmige, starre Prallfläche den Rotor parallel zu dessen Umdrehungsachse umgibt.

11. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Fläche zylindrisch oder kegelstumpfförmig ist.

12. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben, die ringförmigen Blätter oder die Ablenkflächen aus einem Werkstoff mit rauher Oberfläche bestehen.

13. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben oder die Ablenk-

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flächen gefaltet sind und aus Faseragglomeraten bestehen, die gewebt oder nicht gewebt sind»

14. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben aus einem Werkstoff mit solchen Oberflächen bestehen, die Höhlungen aufweisen, mit Rippen versehen oder gaufriert sind.

15. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben, die ringförmigen Blätter oder die Ablenkflächen mit einem chemischen Reaktionsmittel imprägniert oder überzogen sind, welches die Eigenschaft hat, gasförmige, unerwünschte Komponenten aus dem zu reinigenden Fluid abzuscheiden.

16. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch

gekennzeichnet, dass das Reaktionsmittel aktiviertes Mangandioxyd ist, welches gegebenenfalls Kaliumpermanganat enthält.

17. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,, dass das Reaktionsmittel eine basische Substanz: ist, welche saure Oxydationsprodukte von Verunreinigungen in dem zu reinigenden Fluid bindet.

18. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben, die ringförmigen Blätter oder die Ablenkflächen mit Wasser, einem keimtötenden Mittel oder einem Parfüm imprägniert sind.

19. Reinigungsvorrichtung nach Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Fläche, welche den Rotor umgibt, aus einem porösen Werkstoff besteht.

20. Reinigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 10 und

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11, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Fläche, welche den Rotor umgibt, aus Metall ist und mit einer Vorrichtung zur Lieferung von Kälte verbunden ist.

21. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor, die ringförmigen Blätter und die Ablenkflächen auswechselbare, nach Gebrauch wegwerfbare Objekte sind.

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