EP1624782A1 - Keramikfilter und reinigungsgerät, insbesondere staubsauger - Google Patents

Keramikfilter und reinigungsgerät, insbesondere staubsauger

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Publication number
EP1624782A1
EP1624782A1 EP04733343A EP04733343A EP1624782A1 EP 1624782 A1 EP1624782 A1 EP 1624782A1 EP 04733343 A EP04733343 A EP 04733343A EP 04733343 A EP04733343 A EP 04733343A EP 1624782 A1 EP1624782 A1 EP 1624782A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ceramic filter
filter
ceramic
partially
boundary walls
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04733343A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Kemmerzell
Albert Kleinhenz
Michael Krammer
Georg Schwalme
Thomas Strehler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP1624782A1 publication Critical patent/EP1624782A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/12—Dry filters
    • A47L9/122—Dry filters flat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/20—Shape of filtering material
    • B01D2275/206—Special forms, e.g. adapted to a certain housing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/55—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for cleaning appliances, e.g. suction cleaners

Definitions

  • the invention relates to ceramic filters, in particular for use in a vacuum cleaner, according to the preambles of claims 1 and 7.
  • the invention further relates to a cleaning device, in particular a vacuum cleaner.
  • HEPA filters High Efficiency Particulate Air
  • These usually consist of a glass fiber composite, which is arranged in a carrier material, for example paper.
  • a carrier material for example paper.
  • a known ceramic filter which also serves as a dust filter, is designed as a rectangular ceramic box with an inlet opening. Air loaded with foreign particles is supplied through the inlet opening, which then exits through the porous ceramic in a cleaned form. The coarser dirt collects in the box; fine dust remains in the ceramic pores.
  • the invention has for its object to further develop generic ceramic filters and thus the cleaning devices for which they are intended so that the filter effect is improved.
  • the invention is based on the generic ceramic filter according to claim 1 in that the boundary walls of the room, which are made of ceramic material, are at least partially wave-shaped to increase their surface area.
  • the wave-like shape of the surface increases it compared to a flat surface. This increases the active surface of the ceramic filter and thus the filter effect.
  • the ceramic filter can be used over a longer, uninterrupted period without being cleaned.
  • a large surface of the ceramic filter further reduces the internal frictional resistance, which increases the suction power of the vacuum cleaner for a given electrical power.
  • the invention is further developed in a particularly advantageous manner in that cross-sectional boundary walls are at least partially shaped in a meandering manner so that the boundary walls have peaks and valleys. Such a meandering design can be easily implemented with ceramics, and it creates a considerable increase in the active surface.
  • opposite boundary walls are at least partially shaped like a rake in cross section, so that the boundary walls have peaks and valleys.
  • the ceramic filter according to the invention can be developed in a useful manner in that the mountains of opposite boundary walls are at least partially opposite one another and that the valleys of opposite boundary walls are at least partially opposite one another. In this way, only a very small installation space is required despite the curved surface, since the curved surfaces interlock.
  • the space is a hollow chamber which is closed except for the inlet opening, so that air can only escape through the pores of the ceramic. In this way, the blown-out air is thoroughly cleaned, the volume of dust being absorbed being limited by the volume of the hollow chamber.
  • the invention builds on the generic ceramic filter according to claim 7 in that the surface for enlarging its surface is at least partially wave-shaped.
  • the surface for enlarging its surface is at least partially wave-shaped.
  • the surface is at least partially shaped like a rake in cross section.
  • the ceramic filter can be thermally regenerated. Due to the thermal regenerability, the ceramic filter can be cleaned in a simple and thorough manner, so that the filter effect can be made available again without the need to be exchanged for another filter.
  • a heating device is provided on the ceramic filter.
  • the cleaning can therefore take place in the device while the device is in operation. Due to the curved shape of the surfaces of the ceramic filter, the
  • Heating device be inserted deep into the ceramic filter.
  • the filter can be regenerated in a shorter time with less energy consumption.
  • the ceramic filter device which is electrically insulating in itself, can be heated with
  • Silicon are treated, which is embedded in the pores. It is then only necessary to apply an electrical voltage to the ceramic filter via graphite electrodes in order to bring about heating.
  • the invention further relates to a cleaning device, in particular a vacuum cleaner, with a ceramic filter according to the invention.
  • a cleaning device in particular a vacuum cleaner
  • a ceramic filter according to the invention in this way, the advantages and special features of the ceramic filter according to the invention are realized when used in a cleaning device.
  • the ceramic filter can be arranged downstream of at least one other filter device of the cleaning device with respect to a main direction of flow of the air.
  • the ceramic filter device thus serves for fine filtering, in particular allergy-producing substances are to be removed from the air.
  • ceramics with a pore size of 10 ⁇ m or smaller are preferred.
  • the ceramic filter device as the primary filter device.
  • direction for example as a ceramic dust collector, to be provided in the cleaning device, in particular since ceramics with different pore sizes are available.
  • the ceramic filter can also be useful for the ceramic filter to have at least one further filter device downstream of the main flow direction of the air. Since ceramic filter devices with different pore sizes can be used, a downstream filter device for fine filtering can be useful when using comparatively large pores. This can also be realized by a ceramic filter device, but with a smaller pore size.
  • the at least one further filter device comprises a HEPA filter.
  • a HEPA filter This combines the advantages of the pyrolytically cleanable ceramic filter with the reliability of proven HEPA filters. Due to the filtering of the air by the ceramic filter and the associated removal of fine particles from the air, the HEPA filter has a considerably longer service life due to this combination.
  • the ceramic filter can be removed from the cleaning device for cleaning purposes without the use of tools.
  • the ceramic filter can be freed of the dust accumulated in the chamber in a simple manner, for example when it is designed with a hollow chamber, and can optionally be thermally regenerated in an oven.
  • the invention is based on the finding that the filter effect is improved by the wave-like shaping of the surface.
  • the time between cleaning cycles increases and the suction power of the vacuum cleaner can be improved for a given electrical power.
  • numerous other applications can be considered, for example in air conditioning systems or air washing systems.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of part of an inventive
  • Figure 2 is a sectional view of a first embodiment of a ceramic filter according to the invention.
  • Figure 3 is a sectional view of a second embodiment of a ceramic filter according to the invention.
  • Figure 4 is a sectional view of a third embodiment of a ceramic filter according to the invention.
  • FIG. 5 shows a sectional view of a fourth embodiment of a ceramic filter according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of part of a cleaning device according to the invention.
  • the representation is highly schematic. In particular, the relative dimensions of the components shown are chosen in part arbitrarily.
  • a plurality of filter devices are provided in a housing 30 of a vacuum cleaner 12.
  • the air symbolized by an arrow initially flows into a filter device 26, which can be a conventional filter bag, for example.
  • the air flowing out of the filter bag 26 then reaches a ceramic filter 10 according to the invention, so that fine particles remaining in the air are filtered out of the vacuum cleaner 12 before the air is blown out.
  • the ceramic filter 10 which consists of a ceramic foam that includes, for example, aluminum oxide, has a pore size on the order of 10 ⁇ m or less, so that the finest particles can be filtered out.
  • This filter 28 can be a HEPA filter known in the prior art, which has proven itself above all to filter out allergy-causing substances.
  • the pore size of the ceramic filter 10 can also be selected to be larger thus assigning the ceramic filter 10 the task of first filtering out coarser particles from the air stream.
  • the mode of action can thus be determined via the pore size 10 of the ceramic filter. This can go so far that the ceramic filter 10 can be used in a vacuum cleaner 12 without an upstream filter device 26, that is to say can form the primary filter device.
  • the ceramic filter 10 can be provided with a heating device (not shown) which enables the ceramic filter 10 to be thermally regenerated during operation. It can also be provided that the ceramic filter 10 can be removed from the cleaning device 12 for cleaning purposes without the use of tools.
  • FIG. 2 shows a sectional view of a first embodiment of a ceramic filter according to the invention.
  • a space 14 enclosed by a ceramic 16 formed as a thin layer can be seen, which is preferably designed as a hollow chamber.
  • an inlet opening (not shown) is provided for the entry of air loaded with foreign particles into the space 14.
  • the inlet opening is preferably circular with a diameter in the range from 20 to 40 mm.
  • the ceramic filter 10 comprises two opposing boundary walls 18, 20, which are meandered in cross section. The "mountains" resulting from the meandering formation lie opposite one another, as well as the resulting "valleys".
  • Air to be cleaned enters the space 14 in the ceramic filter 10 through the inlet opening (not shown) and flows out through the ceramic 16.
  • the ceramic 16 is preferably made as thin as possible; for example, its thickness is a few millimeters. This also applies to the embodiments of ceramic filters according to the invention described below.
  • FIG. 3 shows a sectional view of a second embodiment of a ceramic filter according to the invention.
  • the boundary walls 18 ', 20' are shaped like a rake. These boundary walls 18 ', 20' interlock so that the mountains of the boundary walls 18 ', 20' are opposite each other; the valleys of the boundary walls 18 ', 20' are also opposite one another.
  • Ceramic filter according to FIG. 3 is referred to the explanations for the first embodiment according to FIG. 2.
  • FIG. 4 shows a sectional view of a third embodiment of a ceramic filter according to the invention.
  • the properties with regard to the inlet opening and the ceramic are also similar again, as explained in connection with FIG. 2 and FIG. 3.
  • the boundary walls 18 ', 20' again have a meandering shape in cross section. In contrast to FIG. 2, however, the valleys of the boundary wall 18 "lie opposite the mountains of the boundary wall 20". Conversely, the mountains of the boundary wall 18 "face the valleys of the boundary wall 20". A larger amount of dust can thus accumulate in the space 14 which is enclosed by the ceramic 16, so that the ceramic filter 10 has to be emptied less frequently.
  • FIG. 5 shows a sectional view of a fourth embodiment of a ceramic filter according to the invention.
  • the ceramic filter 10 shown here is designed as a surface filter, the surface 22 in turn being shaped like a meander. Other curvatures of the surface are also conceivable, such as a rake-like shape.
  • An air stream 24 to be cleaned flows through the ceramic filter 10, the dirt particles remaining on the surface.
  • the ceramic filter 10 can be arranged as a flat component in the air flow. It is also conceivable that it forms a boundary wall of a dust container into which air to be cleaned enters and exits through the ceramic filter 10 in a cleaned form.
  • the different embodiments of ceramic filters according to FIGS. 2 to 5 can be manufactured in different ways. It is possible to use sand casting, centrifugal casting, a divisible casting mold or a lost wax process.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Keramikfilter (10), insbesondere zur Verwendung in einem Staubsauger (12) wobei das Keramikfilter (10) einen Raum (14) mit einer Einlassöffnung für mit Fremdpartikeln beladene Luft umgibt, welche zumindest teilweise durch Poren der Keramik (16) in gereinigter Form aus dem Raum austritt. Um die aktive Oberfläche des Keramikfilters (10) zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass die aus keramischem Material bestehenden Begrenzungswände (18, 20; 18', 20'; 18'', 20'') des Raums zur Vergrösserung ihrer Oberfläche zumindest teilweise wellenartig geformt sind, beispielsweise mäanderartig oder rechenartig. Vergleichbare Vorteile werden bei einem Flächenfilter durch die wellenartige Formung seiner Oberfläche erzielt. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung wird unter anderem erreicht, dass die Filterwirkung bei gegebenem Bauraum erhöht wird.

Description

Keramikfilter und Reinigungsgerät, insbesondere Staubsauger
Die Erfindung betrifft Keramikfilter, insbesondere zur Verwendung in einem Staubsauger, gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 7.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Reinigungsgerät, insbesondere einen Staubsauger.
Herkömmliche Staubsauger arbeiten nach dem Prinzip, dass mit Fremdpartikeln beladene Luft angesaugt, in dem Staubsauger gefiltert und in gereinigter Form aus dem Staubsauger ausgeblasen wird. Da in der angesaugten Luft unterschiedlichste Fremdpartikel be- ziehungsweise Fremdkörper enthalten sein können, sind an die Filtereinrichtungen innerhalb des Staubsaugers besondere Anforderungen zu stellen. Aus diesem Grund ist es üblich, verschiedene Filtereinrichtungen in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung der mit Fremdpartikeln beladenen Luft hintereinander anzuordnen, wobei diese Filtereinrichtungen unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Beispielsweise ist es bekannt, gröbere Fremdpar- tikel in einem Filterbeutel zu sammeln und die aus dem Filterbeutel ausströmende Luft dann durch ein feinporiges Filtervlies zu führen, so dass verbleibende feine Fremdpartikel vor dem Ausblasen der Luft in die Atmosphäre ebenfalls noch herausgefiltert werden können. Für eine solche Funktionszuweisung zu den einzelnen Filtereinrichtungen ist es erforderlich, die Porengröße in den Filtereinrichtungen entsprechend zu wählen.
Um sehr feine Fremdpartikel aus der Luft herauszufiltern, werden in Staubsaugern vielfach sogenannte HEPA-Filter (High Efficiency Particulate Air) eingesetzt. Diese bestehen zumeist aus einem Glasfaserverbund, der in einem Trägermaterial, beispielsweise Papier, angeordnet ist. Mit diesen HEPA-Filtem kann erreicht werden, dass sehr kleine gesund- heitsschädliche Partikel, insbesondere allergieauslösende Stoffe, aus der auszublasenden Luft entfernt werden. Zu diesen Stoffen gehören beispielsweise Pollen, Pilze und Milben beziehungsweise deren Stoffwechselprodukte oder Bestandteile.
Auch wenn mit derartigen HEPA-Filtern gute Ergebnisse erzielt werden, ist dennoch als nachteilig zu verzeichnen, dass die Filter aufwendig aufgebaut sind und nach einer bestimmten Betriebsdauer aufgrund ihrer Verschmutzung ausgetauscht werden müssen. Es ist ebenfalls. bekannt, Filter aus keramischem Material zu verwenden. Ein Beispiel eines Staubsaugers mit einer Keramikfiltereinrichtung ist in der WO 01/41619 A1 offenbart.
Im Zusammenhang mit Keramikfiltereinrichtungen wurde in einer unveröffentlichten Patentanmeldung bereits vorgeschlagen, eine solche zu verwenden, die pyrolytisch, das heißt durch Erhitzen auf beispielsweise 500 °C, gereinigt werden kann. Hierzu eignen sich Keramikschäume, die beispielsweise aus Aluminiumdioxid bestehen. Aufgrund ihrer Re- generierbarkeit sind Keramikfilter daher im Vergleich zu zahlreichen anderen Filtereinrichtung vorteilhaft.
Ein bekanntes, gleichzeitig als Staubfilter dienendes Keramikfilter ist als quaderförmige Keramikbox mit einer Einlassöffnung gestaltet. Durch die Einlassöffnung wir mit Fremdpartikeln beladene Luft zugeführt, die dann durch die poröse Keramik in gereinigter Form austritt. Der gröbere Schmutz sammelt sich in der Box; feiner Staub verbleibt in den Keramikporen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße Keramikfilter und damit die Reinigungsgeräte, für die sie bestimmt sind, so weiterzubilden, dass die Filterwirkung verbessert wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Keramikfilter gemäß Anspruch 1 dadurch auf, dass die aus keramischem Material bestehenden Begrenzungswände des Raums zur Vergrößerung ihrer Oberfläche zumindest teilweise wellenartig geformt sind. Durch die wellenartige Formung der Oberfläche wird diese im Vergleich zu einer flachen Oberfläche vergrößert. Dies erhöht die aktive Oberfläche des Keramikfilters und damit die Filterwir- kung. Insbesondere kann das Keramikfilter über einen längeren ununterbrochenen Zeitraum eingesetzt werden, ohne gereinigt zu werden. Eine große Oberfläche des Keramikfilters verringert weiterhin den inneren Reibungswiderstand, wodurch die Saugleistung des Staubsaugers bei gegebener elektrischer Leistung erhöht wird. Die Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass gegenüberliegende Begrenzungswände im Querschnitt zumindest teilweise mäanderartig geformt sind, so dass die Begrenzungswände Berge und Täler aufweisen. Eine solche mäanderartige Ausbildung ist mit Keramiken gut realisierbar, und sie schafft eine erhebliche Ver- größerung der aktiven Oberfläche.
Aus vergleichbaren Gründen kann es sinnvoll sein, dass gegenüberliegende Begrenzungswände im Querschnitt zumindest teilweise rechenartig geformt sind, so dass die Begrenzungswände Berge und Täler aufweisen.
Das erfindungsgemäße Keramikfilter kann in nützlicher Weise dadurch weitergebildet sein, dass sich die Berge gegenüberliegender Begrenzungswände zumindest teilweise gegenüberliegen und dass sich die Täler gegenüberliegender Begrenzungswände zumindest teilweise gegenüberliegen. Auf diese Weise wird trotz gekrümmter Oberfläche ein nur sehr geringer Bauraum benötigt, da die gekrümmten Oberflächen ineinander greifen.
Es kann aber auch sinnvoll sein, dass sich Berge und Täler gegenüberliegender Begrenzungswände zumindest teilweise gegenüberliegen. Auf diese Weise wird ein vergrößerter Raum zwischen den Begrenzungswänden zur Verfügung gestellt, so dass die Staubauf- nahmekapazität erhöht ist.
Insbesondere ist dies bei einer Weiterbildung der Erfindung nützlich, bei der vorgesehen ist, dass der Raum eine bis auf die Einlassöffnung geschlossene Hohlkammer ist, so dass der Austritt von Luft nur durch die Poren der Keramik möglich ist. Auf diese Weise findet eine gründliche Reinigung der ausgeblasenen Luft statt, wobei das Staubaufnahmevolumen durch das Volumen der Hohlkammer begrenzt ist.
Die Erfindung baut in einer weiteren Ausführungsform auf dem gattungsgemäßen Keramikfilter gemäß Anspruch 7 dadurch auf, dass die Fläche zur Vergrößerung ihrer Oberflä- ehe zumindest teilweise wellenartig geformt ist. Auch bei einem Flächenfilter ist es sinnvoll, die Oberfläche zur Erhöhung der aktiven Filterfläche zu vergrößern, um auch hier die Einsatzdauer zwischen den Reinigungszyklen und die förderbare Luftleistung zu vergrößern. Auch bei einem Flächenfilter ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Fläche im Querschnitt zumindest teilweise mäanderartig geformt ist.
Ebenso kann es sinnvoll sein, dass die Fläche im Querschnitt zumindest teilweise re- chenartig geformt ist.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Keramikfilter thermisch regenerierbar ist. Durch die thermische Regene- rierbarkeit lässt sich das Keramikfilter in einfacher und gründlicher Weise reinigen, so dass die Filterwirkung ohne die Notwendigkeit eines Austauschs gegen ein anderes Filter wieder zur Verfügung gestellt werden kann.
In diesem Zusammenhang ist besonders nützlich, dass an dem Keramikfilter eine Heizeinrichtung vorgesehen ist. Die Reinigung kann also im Gerät während des Betriebs des Geräts erfolgen. Durch die gekrümmte Gestalt der Oberflächen des Keramikfilters kann die
Heizeinrichtung tief in das Keramikfilter eingeführt werden. Hierdurch kann das Filter in einer kürzeren Zeit mit geringerem Energieaufwand regeneriert werden. Zum Zwecke der
Erhitzung kann die keramische Filtereinrichtung, die an sich elektrisch isolierend ist, mit
Silizium behandelt werden, das sich in den Poren einlagert. Es muss dann lediglich über Graphitelektroden eine elektrische Spannung an das Keramikfilter angelegt werden, um so eine Erwärmung herbeizuführen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Reinigungsgerät, insbesondere einen Staubsauger, mit einem erfindungsgemäßen Keramikfilter. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Keramikfilters bei der Verwendung in einem Reinigungsgerät realisiert.
In diesem Zusammenhang kann nützlich sein, dass das Keramikfilter mindestens einer anderen Filtereinrichtung des Reinigungsgeräts in Bezug auf eine Hauptströmungsrichtung der Luft nachgeordnet ist. Somit dient die Keramikfiltereinrichtung der Feinfilterung, wobei insbesondere allergieerzeugende Substanzen aus der Luft entfernt werden sollen. In diesem Zusammenhang werden Keramiken mit einer Porengröße von 10 μm oder kleiner bevorzugt. Es ist jedoch auch denkbar, die Keramikfiltereinrichtung als primäre Filterein- richtung, beispielsweise als keramischen Staubsammelbehälter, im Reinigungsgerät vorzusehen, insbesondere da Keramiken mit unterschiedlichen Porengrößen verfügbar sind.
Ebenfalls kann es nützlich sein, dass dem Keramikfilter mindestens eine weitere Filtereinrichtung in Bezug auf eine Hauptströmungsrichtung der Luft nachgeordnet ist. Da Kera- mikfiltereinrichtungen mit unterschiedlichen Porengrößen verwendet werden können, kann bei Verwendung vergleichsweise großer Poren eine nachgeordnete Filtereinrichtung zur Feinfilterung sinnvoll sein. Diese kann ebenfalls durch eine Keramikfiltereinrichtung, allerdings mit geringerer Porengröße, realisiert sein.
In diesem Zusammenhang ist es nützlich, dass die mindestens eine weitere Filtereinrichtung ein HEPA-Filter umfasst. Somit werden die Vorteile des pyrolytisch zu reinigenden Keramikfilters mit der Zuverlässigkeit erprobter HEPA-Filter kombiniert. Aufgrund der Filterung der Luft durch das Keramikfilter und eine damit verbundene weitgehende Befreiung der Luft von Feinstpartikeln, hat das HEPA-Filter durch diese Kombination eine erheblich vergrößerte Lebensdauer.
Nützlicherweise ist vorgesehen, dass das Keramikfilter zu Reinigungszwecken dem Reinigungsgerät ohne den Einsatz von Werkzeug entnehmbar ist. Hierdurch kann das Keramikfilter beispielsweise in dem Fall, wenn es mit einer Hohlkammer ausgebildet ist, in ein- facher Weise von dem in der Kammer angesammelten Staub befreit werden und gegebenenfalls in einem Ofen thermisch regeneriert werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch die wellenartige Formung der Oberfläche die Filterwirkung verbessert wird. Insbesondere erhöht sich die Zeit zwischen Reinigungszyklen, und die Saugleistung des Staubsaugers kann bei gegebener elektrischer Leistung verbessert werden. Neben der Anwendung der Erfindung bei einem Staubsauger kommen zahlreiche andere Anwendungen in Betracht, beispielsweise bei Klimaanlagen oder Luftwäschesystemen.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen
Reinigungsgerätes;
Figur 2 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Keramikfilters;
Figur 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Keramikfilters;
Figur 4 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Keramikfilters; und
Figur 5 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemä- ßen Keramikfilters.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Reinigungsgerätes. Die Darstellung ist stark schematisiert. Insbesondere sind die dargestellten relativen Abmessungen der Komponenten teilweise willkürlich gewählt. In einem Ge- häuse 30 eines Staubsaugers 12 sind mehrere Filtereinrichtungen vorgesehen. Die durch einen Pfeil symbolisierte Luft strömt zunächst in eine Filtereinrichtung 26 ein, bei der es sich beispielsweise um einen herkömmlichen Filterbeutel handeln kann. Die aus dem Filterbeutel 26 ausströmende Luft erreicht dann ein erfindungsgemäßes Keramikfilter 10, so dass in der Luft verbliebene feine Partikel vor dem Ausblasen der Luft aus dem Staub- sauger 12 herausgefiltert werden. Dabei hat das Keramikfilter 10, welches aus einem Keramikschaum besteht, der beispielsweise Aluminiumoxid umfasst, eine Porengröße in der Größenordnung von 10 μm oder darunter, so dass feinste Partikel herausgefiltert werden können. Gleichwohl kann es sinnvoll sein, in Strömungsrichtung der Luft hinter dem Keramikfilter 10 ein weiteres Filter 28 anzuordnen, um nochmals eine Feinfilterung vorzu- nehmen. Bei diesem Filter 28 kann es sich um ein im Stand der Technik bekanntes HEPA-Filter handeln, das sich vor allem zur Herausfilterung von allergieauslösenden Substanzen bewährt hat. Insbesondere kann bei der Verwendung eines nachgeordneten HEPA-Filters 28 die Porengröße des Keramikfilters 10 auch größer gewählt werden, um so dem Keramikfilter 10 die Aufgabe zuzuweisen, zunächst gröbere Partikel aus dem Luftstrom herauszufiltern. Über die Porengröße 10 des Keramikfilters lässt sich somit die Wirkungsweise bestimmen. Dies kann so weit gehen, dass das Keramikfilter 10 ohne vorgeschaltete Filtereinrichtung 26 in einem Staubsauger 12 verwendet werden kann, das heißt die primäre Filtereinrichtung bilden kann. Das Keramikfilter 10 kann mit einer (nicht dargestellten) Heizeinrichtung versehen sein, die eine thermische Regenerierung des Keramikfilters 10 während des Betriebs ermöglicht. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das Keramikfilter 10 zu Reinigungszwecken dem Reinigungsgerät 12 ohne den Einsatz von Werkzeug entnehmbar ist.
Figur 2 zeigt eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Keramikfilters. Es ist ein von einer als dünne Schicht ausgebildeten Keramik 16 umschlossener Raum 14 zu erkennen, der vorzugsweise als Hohlkammer ausgebildet ist. Weiterhin ist eine (nicht dargestellte) Einlassöffnung zum Eintritt von mit Fremdpartikeln beladener Luft in den Raum 14 vorgesehen. Die Einlassöffnung ist vorzugsweise kreis- förmig mit einem Durchmesser im Bereich von 20 bis 40 mm. Das Keramikfilter 10 umfasst zwei sich gegenüberliegende Begrenzungswände 18, 20, die im Querschnitt mäanderartig geformt sind. Die sich aufgrund der mäanderartigen Ausbildung ergebenden "Berge" liegen einander gegenüber, ebenso wie die sich ergebenden "Täler".
Zu reinigende Luft tritt durch die (nicht dargestellte) Einlassöffnung in den Raum 14 in dem Keramikfilter 10 ein und strömt durch die Keramik 16 nach außen. Um die Saugleistung des Staubsaugers möglichst wenig aufgrund des Durchtritts der Luft durch die Keramik 16 zu beeinflussen, ist die Keramik 16 vorzugsweise möglichst dünn ausgebildet; beispielsweise beträgt ihre Dicke einige Millimeter. Dies gilt auch für die nachfolgend be- schriebenen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Keramikfilter.
Figur 3 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Keramikfilters. Im Unterschied zu Figur 2 sind hier die Begrenzungswände 18', 20' rechenartig geformt. Diese Begrenzungswände 18', 20' greifen ineinander, so dass sich auch hier die Berge der Begrenzungswände 18', 20' gegenüberliegen; ebenso liegen sich auch die Täler der Begrenzungswände 18', 20' gegenüber. Im Hinblick auf die Einlassöffnung und die sonstigen Merkmale der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Keramikfilters gemäß Figur 3 wird auf die Erläuterungen zur ersten Ausführungsform gemäß Figur 2 verwiesen.
Figur 4 zeigt eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Keramikfilters. Die Eigenschaften im Hinblick auf die Einlassöffnung und die Keramik sind ebenfalls wieder ähnlich, wie im Zusammenhang mit Figur 2 und Figur 3 erläutert. Die Begrenzungswände 18', 20' weisen wiederum im Querschnitt eine mäanderförmige Gestalt auf. Im Gegensatz zu Figur 2 liegen hier jedoch die Täler der Begrenzungswand 18" den Bergen der Begrenzungswand 20" gegenüber. Umgekehrt liegen die Berge der Begrenzungswand 18" den Tälern der Begrenzungswand 20" gegenüber. In dem Raum 14, der von der Keramik 16 eingeschlossen wird, kann sich somit eine größere Menge Staub ansammeln, so dass das Keramikfilter 10 weniger häufig entleert werden muss. Um diesen Vorteil zu erreichen nimmt man unter Umständen den Nachteil im Vergleich zu Figur 2 in Kauf, dass nämlich das Keramikfilter 10 gemäß Figur 4 wesentlich größer baut als das Keramikfilter 10 gemäß Figur 2.
Figur 5 zeigt eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Keramikfilters. Das hier dargestellte Keramikfilter 10 ist als Flächenfilter ausgebildet, wobei die Fläche 22 wiederum mäanderartig geformt ist. Ebenfalls sind andere Krümmungen der Fläche denkbar, wie zum Beispiel eine rechenartige Ausformung. Das Keramikfilter 10 wird von einem zu reinigenden Luftstrom 24 durchströmt, wobei die Schmutzpartikel an der Fläche verbleiben. Das Keramikfilter 10 kann als flächiges Bauelement im Luftstrom angeordnet werden. Ebenfalls ist es denkbar, dass es eine Begrenzungswand eines Staubbehälters bildet, in den zu reinigende Luft eintritt und in gereinigter Form durch das Keramikfilter 10 austritt.
Die verschiedenen Ausführungsformen von Keramikfiltern gemäß den Figuren 2 bis 5 können in unterschiedlicher Weise hergestellt werden. Es ist möglich, Sandguss, Schleu- derguss, eine teilbare Gießform beziehungsweise ein Wachsausschmelzverfahren zu verwenden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. Bezugszeichenliste
10 Keramikfilter
12 Staubsauger / Reinigungsgerät
14 Raum
16 Keramik
18, 18', 18" Begrenzungswände
20, 20', 20" Begrenzungswände
22 Fläche
24 Luftstrom
26 Filtereinrichtung
28 Filter
30 Gehäuse

Claims

Patentansprüche
1. Keramikfilter (10), insbesondere zur Verwendung in einem Staubsauger (12), wobei das Keramikfilter (10) einen Raum (14) mit einer Einlassöffnung für mit Fremdpartikeln beladene Luft umgibt, welche zumindest teilweise durch Poren der Keramik (16) in gerei- nigter Form aus dem Raum (14) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass die aus keramischem Material bestehenden Begrenzungswände (18, 20; 18', 20'; 18", 20") des Raums zur Vergrößerung ihrer Oberfläche zumindest teilweise wellenartig geformt sind.
2. Keramikfilter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber- liegende Begrenzungswände (18, 20; 18", 20") im Querschnitt zumindest teilweise mäanderartig geformt sind, so dass die Begrenzungswände Berge und Täler aufweisen.
3. Keramikfilter (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüberliegende Begrenzungswände (18', 20') im Querschnitt zumindest teilweise rechenar- tig geformt sind, so dass die Begrenzungswände Berge und Täler aufweisen.
4. Keramikfilter (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Berge gegenüberliegender Begrenzungswände (18, 20; 18', 20') zu- mindest teilweise gegenüberliegen und
dass sich die Täler gegenüberliegender Begrenzungswände (18, 20; 18', 20') zumindest teilweise gegenüberliegen.
5. Keramikfilter (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich Berge und Täler gegenüberliegender Begrenzungswände (18", 20") zumindest teilweise gegenüberliegen.
6. Keramikfilter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Raum (14) eine bis auf die Einlassöffnung geschlossene Hohlkammer ist, so dass der Austritt von Luft nur durch die Poren der Keramik möglich ist.
7. Keramikfilter (10), insbesondere zur Verwendung in einem Staubsauger, wobei das Keramikfilter (10) eine flächige Gestalt hat, so dass Luft durch die Fläche (22) des Keramikfilters (10) hindurchtreten und in gereinigter Form aus dem Keramikfilter (10) austreten kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (22) zur Vergrößerung ihrer O- berfläche zumindest teilweise wellenartig geformt ist.
8. Keramikfilter (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (22) im Querschnitt zumindest teilweise mäanderartig geformt ist.
9. Keramikfilter (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche im Querschnitt zumindest teilweise rechenartig geformt ist.
10. Keramikfilter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikfilter (10) thermisch regenerierbar ist.
11. Keramikfilter (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Keramikfilter (10) eine Heizeinrichtung vorgesehen ist.
12. Reinigungsgerät (12), insbesondere Staubsauger, mit einem Keramikfilter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
13. Reinigungsgerät (12) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikfilter (10) mindestens einer anderen Filtereinrichtung (26) des Reinigungsgeräts (12) in Bezug auf eine Hauptströmungsrichtung der Luft nachgeordnet ist.
14. Reinigungsgerät (12) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Keramikfilter (10) mindestens eine weitere Filtereinrichtung (28) in Bezug auf eine Hauptströmungsrichtung der Luft nachgeordnet ist. .
15. Reinigungsgerät (12) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die min- destens eine weitere Filtereinrichtung (28) ein HEPA-Filter umfasst.
16. Reinigungsgerät (12) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikfilter (10) zu Reinigungszwecken dem Reinigungsgerät (12) ohne den Einsatz von Werkzeug entnehmbar ist.
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