DE3728308A1 - Luftreinigungsgeraet - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftreinigungs­ gerät mit einem Luftfilter, einem Ventilator zum Bewegen der Luft durch den Luftfilter sowie mit einem Sensor und einer Steuereinheit zum Steuern des Ventilators. Das Luftreinigungsgerät ist insbesondere zum Einsatz in Wohnhäusern, Büros oder dergleichen gedacht.

Bei konventionellen Luftreinigungsgeräten dieser Art enthält ein Luftfilter ein Adsorbat wie Aktivkohle oder dergleichen, und mit Hilfe eines Ventilators wird die zu reinigende Luft durch den Luftfilter transportiert. Es sind auch Luftreinigungsgeräte und -anlagen bekannt, die zusätzlich zu einem solchen Luftfilter mit einem elektrostatischen Staubfilter ausgerüstet sind. Bei ein­ geschaltetem Luftreinigungsgerät wird die Gaskonzentration innerhalb des Gerätes gemessen und die Luft automatisch gereinigt.

Die für einen Gassensor relevante Information, d.h. das Gas, auf das reagiert werden soll, erreicht den Sensor jedoch lediglich über die bewegte Luft, in der es ent­ halten ist. Der Nachteil solcher Gassensoren der bekannten Art liegt darin, daß die Funktion des Gerätes gegenüber dem Auftreten des zu entfernenden Gases um 5 bis 20 Minuten, teilweise sogar um 40 bis 50 Minuten, verzögert beginnt. Der Zeitpunkt, an dem die Funktion beginnt, hängt dabei von räumlichen Verhältnissen, der Richtung der Luftbe­ wegung, der Gaskonzentration und von anderen Einflüssen ab. Ein solcher später Funktionsbeginn stellt ein Problem dar und sollte vermieden werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftreinigungsgerät vorzuschlagen, dessen Funktion schnell einsetzt, sobald die Luft von Gerüchen, Staub oder dergleichen zu reinigen ist.

Luftreinigungsgeräte werden in 70 bis 80% aller Fälle in Wohn-, Büro- und ähnlichen Räumen eingesetzt, insbe­ sondere, um Zigarettenrauch oder unangenehme Gerüche aus der Luft zu entfernen. Der größte Teil der übrigen Luft­ reinigungsgeräte soll hauptsächlich bei der Klimatisierung auftretende Gerüche, durch Gas- oder Ölöfen erzeugte üble Gerüche oder dergleichen entfernen.

Die vorstehend aufgeführte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Luftreinigungsgerät der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Sensor ein UV-Strahlen-Sensor zum Feststellen von UV-Strahlen ist, wie sie von Flammen erzeugt werden. Die Erfindung nutzt dabei die Erkenntnis aus, daß bei den vorstehend ange­ gebenen Anwendungsfällen im Zusammenhang mit der Verun­ reinigung der Luft häufig Flammen auftreten, die von Feuerzeugen, Streichhölzern oder von der Gas- bzw. Öl­ verbrennung oder dergleichen herrühren. Solche Flammen strahlen ultraviolettes Licht aus, das durch den UV-Strahlen- Sensor erkannt wird. Somit wird der Ventilator des Luft­ reinigungsgerätes frühzeitig eingeschaltet, um die erst später auftretenden Gase und Gerüche in der Luft zu ent­ fernen.

Zusätzlich zu dem UV-Strahlen-Sensor ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ein Gassensor zum Fest­ stellen des in der zu reinigenden Luft enthaltenen Gas­ anteils vorgesehen, der zusammen mit dem UV-Strahlen- Sensor die Steuereinheit steuert.

In dem erfindungsgemäßen Gerät stellt der UV-Strahlen- Sensor entstehende UV-Strahlen fest, die durch Flammen von Streichhölzern, Feuerzeugen oder beim Verbrennen von Leuchtgas oder Flüssigkeit entstehen, während der Gas­ sensor das Vorhandensein und die Konzentration eines Gases in der zu reinigenden Luft feststellt.

Der UV-Strahlen-Sensor gibt nach Eintreffen des UV-Lichtes sofort ein Ausgangssignal ab, das das Gerät in Betrieb setzt, oder es wird über das Feststellen von vorhandenem Gas automatisch der Betrieb des Gerätes ausgelöst, auch wenn am UV-Strahlen-Sensor keine UV-Strahlen ankommen.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Gerätes;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Gerät nach Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Gassensors;

Fig. 4 eine Teilansicht eines UV-Strahlen-Sensors;

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Sensor-Ausgangssignal und der Zeit;

Fig. 6 eine grafische Darstellung der Steuerung des Ventilators; und

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit für das erfindungsgemäße Luftreinigungsgerät.

In der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen ver­ sehen.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen wird der Grundaufbau einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftreinigungsgerätes gezeigt. Dieses setzt sich zusammen aus einem Luftfilter 1 mit Aktivkohle oder einem anderen Stoff mit reinigender Wirkung, einem elektrostatischen Filter 2, Entladungsdrähten mit ihren Gegenelektroden 4, Schutzabdeckungen 5 für die Entladungsdrähte 3, einem Ventilator 7, der die Luft durch den Luftfilter und die Entladungsdrähte bewegt, einem Antriebsmotor 6 für den Ventilator und einem Gehäuse 8. In der Vorderfläche des Gehäuses 8 sind ein UV-Strahlen-Sensor 9 sowie ein Gas­ sensor 10 vorgesehen. Weiter sind in der Vorderseite ein Grill 11 und ein Grobfilter 12 angeordnet.

Im oberen Teil des Gehäuses 8 sind Öffnungen vorgesehen, und die verschmutzte Luft A tritt durch den Grill 11 in der Vorderseite in das Gerät ein und durch Öffnungen 13 als gereinigte Luft B wieder aus. An einem Bedienungs­ pult 14 werden Schalt- und Steuervorgänge für den auto­ matischen oder manuellen Betrieb, für die Luftströmung und die Zeitsteuerung vorgenommen. Dieses Bedienungs­ pult 14 weist Bedienungselemente 15, 16 sowie Anzeige­ abschnitte 17, 18 auf. Die Filter 1 und 2 können gemeinsam durch einen Klappenabschnitt 19 aus dem Gehäuse 8 heraus­ genommen werden.

Der zentrale Teil des Gassensors 10 ist in Fig. 3 darge­ stellt. Der elektrische Widerstand zwischen zwei Elektroden 20 ändert sich, wenn Gase wie z.B. Methan, Aldehyd, Ammoniak, Alkohol, Merkaptan, Propan oder dergleichen das Halbleiter­ material 19 erreichen, welches aus ZnO, SnO₂ oder dergleichen besteht und das Vorhandensein von Gas sowie seine Konzen­ tration feststellt. Da das Halbleitermaterial 19 hierzu normalerweise eine hohe Temperatur aufweisen muß, wird es über eine Heizung 21 aufgeheizt. Im praktischen An­ wendungsfall sind zusätzlich eine Schutzabdeckung sowie Anschlußklemmen (nicht gezeigt) vorgesehen.

Der UV-Strahlen-Sensor 9 absorbiert im wesentlichen Wellenlängen von 200 bis 300 nm (10^-6 m). Wenn UV-Strahlen hr von etwa 200 nm das UV- oder Quarzglas 22 passiert haben und auf die beiden Nickel-Elektroden 23 treffen, die mit einer Gleichspannung von 200 bis 440 V vorgespannt sind, beginnt eine Entladung, und zwischen den Elektroden 23 fließt ein entsprechender Strom. Hierdurch wird das Vor­ handensein der UV-Strahlen festgestellt. Der UV-Strahlen- Sensor 9 reicht durch die Öffnung 8 a in der Gehäusevorder­ seite nach außen.

Nachfolgend werden zwei Anwendungsbeispiele für die Sensoren 9, 10 in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben. Bei hoher Gaskonzentration ergibt sich für das Ausgangs­ signal des Gassensors 10 die Kurve I, bei mittlerer Konzentration die Kurve II und bei niedriger Konzentration die Kurve III in Form von Widerstandsänderungen zwischen den Elektroden 20. Der UV-Strahlen-Sensor 9 gibt Impuls­ signale entsprechend der Darstellung IV ab, wobei die UV-Strahlen von der Flamme eines Gasfeuerzeuges oder der­ gleichen herrühren. Die Signale IV werden vom UV-Strahlen- Sensor 9 sehr schnell (innerhalb weniger Minuten), zu einem Zeitpunkt C, an dem ein Feuerzeug oder dergleichen angezündet wurde, abgegeben und schalten den Motor 6 und damit den Ventilator 7 des Luftreinigungsgerätes ein. Die Menge des beim Zigarettenrauchen entstehenden Rauches nimmt im Laufe der Zeit in Haupt- und Nebenschwaden all­ mählich zu (siehe Kurvenverläufe I, II, III), und ist abhängig von der Anzahl der gerauchten Zigaretten, Raum­ größe, Luftbewegungsrichtung usw.

Obgleich das Signal IV zu einem Zeitpunkt J verschwindet, wenn die Flamme des Feuerzeuges erlischt, verstreicht ein gewisser Zeitraum, bis das Gas den Gassensor 10 in der erforderlichen Konzentration erreicht und diese dann langsam zunimmt. Das Ausgangssignal des Gassensors 10 erreicht also erst später ausreichende Werte. Die nachfolgende Beschreibung gilt für den Fall einer hohen Gaskonzentration (Kurvenzug I). Es ist möglich, den Ventilator 7 zum Zeitpunkt C automatisch auf eine mittlere Stärke einzuschalten und die Luftbewegung bei Erreichen des Wertes a auf eine schwache Luftbewegung abzuschwächen. Weiterhin ist es möglich, die schwache Luftbewegung zum Zeitpunkt E (Wert b) bei zunehmender Konzentration zu verstärken.

Nachfolgend wird beschrieben, wie der Ventilator 7 ausge­ schaltet wird. Während die Luft gereinigt wird, nimmt die Gaskonzentration allmählich ab, was durch den Sensor fest­ gestellt wird. Der Ventilator 7 wird mittels eines Aus- Signals zum Zeitpunkt H bei Erreichen des Wertes c abge­ schaltet.

Ist eine mittlere Gaskonzentration vorhanden, wird das Signal des UV-Strahlen-Sensors 9 wie im Kurvenzug II gezeigt empfangen und schaltet zum Zeitpunkt C eine schwache Luftbewegung ein. Danach wird die schwache Luftbewegung in eine etwas stärkere umgeschaltet, wenn zum Zeitpunkt F der Wert a für das Ausgangssignal erreicht ist. Da jedoch der Wert b nicht erreicht wird, wird die Luftbewegung nicht auf stark umgeschaltet. Das Herunterschalten wird zu einem Zeitpunkt G während des Luftreinigungsbetriebes vorge­ nommen, um die Ausgangsleistung auf den Wert c zu ver­ ringern.

Bei geringer Gaskonzentration (Kurvenzug III) wird das Ausgangssignal a nicht erreicht. Die Luftbewegung bleibt infolgedessen zum Zeitpunkt C an, an dem das Signal des UV-Strahlen-Sensors 9 empfangen wurde, bis zum Zeit­ punkt i, der von einem Zeitgeber oder dergleichen vorbe­ stimmt ist und den Abschaltvorgang ausführt, schwach. Die grafischen Darstellungen für I bis III sind auch in Fig. 6 enthalten.

Gibt der UV-Strahlen-Sensor 9 kein Signal ab, weil bei­ spielsweise die Flamme an versteckter Stelle aufleuchtet, so wird der Ventilator erst dann betätigt, wenn das Aus­ gangssignal des Gassensors 10 größer ist als der Wert a. Zu einem Zeitpunkt G oder H, wenn das Ausgangssignal den Wert a unterschreitet, wird der Abschaltvorgang durchgeführt.

Nachfolgend wird eine andere Betriebsart des erfindungsge­ mäßen Gerätes beschrieben. Das Ausgangssignal des Gas­ sensors 10 ist der Gaskonzentration proportional, wobei die Gaskonzentration entsprechend dem Verhältnis von über den Ventilator 7 erzeugter Luftbewegung (stark, mittel, schwach) zur Luftreinigungszeit abnehmen wird. Um den Be­ trieb des Ventilators 7 zu beenden, kann das Abschaltsignal über eine Zeitgeberfunktion unabhängig vom Schwächerwerden des Ausgangssignals des Gassensors 10 erzeugt werden. Die Zeitdauer kann dabei X (z.B. 40 Minuten) entsprechend etwa dem Zeitraum von E bis H betragen, wobei zum Zeit­ punkt E das Ausgangssignal des Gassensors 10 den einge­ stellten Wert b erreicht. Die Zeitdauer Y (z.B. 20 Minuten) entspricht etwa dem Zeitraum von F (Erreichen des Wertes a) bis G, und die Zeitdauer Z (z.B. 30 Minuten) kann wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel eingestellt sein, wenn das Ausgangssignal a nicht erreicht und eine vorher­ bestimmte Zeitdauer eingestellt ist. In den beschriebenen Ausführungsformen werden Schaltvorgänge durch eine Mikro­ computersteuerung vorgenommen.

Eine solche Steuerung wird nachfolgend anhand der Fig. 7 kurz beschrieben. Eine Steuereinheit 25, die mit einer Stromversorgung 24 versorgt wird, empfängt vom Bedienungs­ pult 14 das Signal zum Betätigen des Motors 6 des Ventilators 7. Wird der automatische Betrieb gewählt, so wird das Ausgangssignal des Gassensors 10 der Steuereinheit 25 über den Detektorkreis 26 und das Ausgangssignal des UV- Strahlen-Sensors 9 der Steuereinheit 25 über den Detektor­ kreis 27 zugeleitet, so daß die Steuereinheit 25 den Motor 6 automatisch und in Übereinstimmung mit jedem der Eingangssignale steuert. Der Gassensor 10 stellt im wesent­ lichen Rauch z.B. von Zigaretten oder Gasbestandteile fest, während der UV-Strahlen-Sensor Flammen eines Feuer­ zeuges 29 feststellt, mit dem Zigaretten angezündet werden. Die Steuereinheit 25 ist so ausgelegt, daß sie den Betrieb des Ventilators 7 nach einem Luftreinigungsvorgang ab­ schalten kann, wie dies bereits beschrieben wurde.

Aus der Beschreibung geht hervor, daß über den kombi­ nierten Einsatz eines UV-Strahlen-Sensors und eines Gas­ sensors der Betrieb des Gerätes außerordentlich gleich­ mäßig verläuft. Die Anlage spricht sehr schnell an, insbe­ sondere, wenn ein Lichtsignal empfangen wird. Wird z.B. in einem Raum eine Zigarette angezündet, so beginnt das Luftreinigungsgerät sofort zu arbeiten und reinigt die Luft spürbar. Erreicht kein Licht das Gerät, sondern nur ein Gas, so läuft der normale Betrieb an, was einen auto­ matischen Betrieb bedeutet. Es wird also normalerweise gereinigte Luft unter optimalen Bedingungen erzeugt.

Obgleich die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen vollständig beschrieben wurde, sind dem Fachmann Änderungen im Rahmen der Erfindung möglich. Wenn solche Modifikationen nicht in anderer Hinsicht aus dem Rahmen dieser Erfindung herausfallen, sollen sie als eingeschlossen betrachtet werden.

Claims (8)

1. Luftreinigungsgerät mit einem Luftfilter, einem Ventilator zum Bewegen der Luft durch den Luftfilter sowie mit einem Sensor und einer Steuereinheit zum Seuern des Ventilators, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein UV-Strahlen- Sensor (9) zum Feststellen von V-Strahlen ist, wie sie von offenen Flammen erzeugt werden.

2. Luftreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der UV-Strahlen-Sensor (9) an der Vorderseite des Gerätegehäuses angeordnet ist.

3. Luftreinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum UV-Strahlen- Sensor (9) ein Gassensor (10) zum Feststellen von Gasen in der zu reinigenden Luft vorgesehen ist.

4. Luftreinigungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (25) mindestens ein Ausgangssignal von dem UV-Strahlen- Sensor (9) oder dem Gassensor (10) zur Durchführung der Steuertätigkeit empfängt.

5. Luftreinigungsgerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (25) eine Einrichtung enthält, die den Ventilator (7) nach einem Luftreinigungsvorgang abschaltet.

6. Luftreinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abschalten des Ventilators (7) vom UV-Strahlen-Sensor (9) ein Signal über das Vorhandensein einer Flamme empfängt und den Ventilator (7) nach einer konstanten Zeitdauer (Z) ab­ schaltet, wenn der Gassensor (10) kein Signal abgibt, und daß der Ventilator (7) nach Verstreichen einer Zeit (X, Y) abgeschaltet wird, die von der Stärke des Aus­ gangssignals des Gassensors (10) abhängt.

7. Luftreinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abschalten des Ventilators (7) nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit (Z) den Ventilator (7) abschaltet.

8. Luftreinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abschalten des Ventilators (7) nach Feststellen einer Verringerung der Gaskonzentration in der zu reinigenden Luft den Ventilator (7) abschaltet.