EP2406011A1 - Verfahren zur reinigung einer luftströmung und reinigungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur reinigung einer luftströmung und reinigungsvorrichtung

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EP2406011A1
EP2406011A1 EP10711996A EP10711996A EP2406011A1 EP 2406011 A1 EP2406011 A1 EP 2406011A1 EP 10711996 A EP10711996 A EP 10711996A EP 10711996 A EP10711996 A EP 10711996A EP 2406011 A1 EP2406011 A1 EP 2406011A1
Authority
EP
European Patent Office
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cleaning device
air flow
cleaning
inlet opening
flow
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10711996A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred H. Langner
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2406011A1 publication Critical patent/EP2406011A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/14—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by the additional use of mechanical effects, e.g. gravity
    • B03C3/155—Filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/36—Controlling flow of gases or vapour
    • B03C3/361—Controlling flow of gases or vapour by static mechanical means, e.g. deflector
    • B03C3/363—Controlling flow of gases or vapour by static mechanical means, e.g. deflector located before the filter

Definitions

  • the invention relates to a method for purifying an air flow, wherein a dielectrically impeded discharge is forced into a stream of air containing impurities and odors, and thereby a plasma is generated, before the air flow is subsequently passed through activated carbon or a comparable filter material.
  • Such a cleaning method for filtering out odors and impurities from an air flow is known, for example, from DE 10 2004 053 030 A1. It has been found that by generating a plasma in the airflow by passing it through a region in which a dielectrically impeded discharge is constantly forced by applying an alternating voltage, the particles contained in the air flow, and in particular the odorous molecular compounds ionized and / or dissociated, which in combination with a subsequent activated carbon filter or a comparable absorbent filter material, a surprisingly improved cleaning performance and detectable odor reduction can be achieved. Odor filters based on this process are already being offered and sold as standalone filter devices or as components of airflow treatment devices. It is known from practice that such odor filter in
  • Cleaning devices can be integrated, which use additional cleaning and / or filtering procedures
  • the air stream may or may have corresponding components in order to remove not only odors, but also particulate impurities from the air stream can.
  • Maintaining the air flow can be provided.
  • an increase in noise with increasing cleaning effect is usually unavoidable.
  • Extractor hoods or regularly used in inhabited premises supply air, exhaust air and circulating air systems not to.
  • the reduced flow rate has an advantageous effect in the subsequent purification steps, since individual particles or molecule compounds each stay longer in the region of the individual purification stages and can be separated or eliminated more effectively from the air flow.
  • the reduction of the flow velocity is not enforced due to an increased flow resistance, but by the expansion of a cross-sectional area in the flow channel - 4 - LAN 6352 PC
  • An improved separation of moisture and small liquid droplets can be achieved by guiding the air flow through an open-pored, hydrophilic foam material in a further process step after the diversion and reduction of the flow velocity and optionally before the electrostatic particle separation.
  • aerosols and hydrophilic foam material In the air flow located aerosols and
  • Liquid droplets and in particular small droplets of fat are deposited in the open-pore hydrophilic foam material from the air flow and collect below or in a lower region of the foam material.
  • the purified air flow is supplied to a heat exchanger in a subsequent process step.
  • the purification process for purifying the supply air is used, for example, in clean rooms or the like, additional conditioning and, if appropriate, air conditioning of the clean rooms can be achieved by the heat exchanger.
  • the cleaning method according to the invention is used for exhaust hoods or recirculation hoods in the private or commercial food preparation, the frequently heated runoff can be cooled to the ambient temperature before it leaves a cleaning device, or an energy recovery can be carried out before the cleaned airflow leaves the environment ,
  • a cleaning of the suction by means of at least one spray liquid spraying a spray nozzle is feasible.
  • the cleaning liquid can be carried out automatically depending on contamination of the suction area. If, with the use of suitable sensors, a strongly increasing contamination of the air flow by particles or the like is detected, the cleaning liquid can be sprayed during operation in order to improve the cleaning effect by depositing an additional separation of in - 6 - LAN 6352 PC
  • the invention also relates to a cleaning device for an air flow containing impurities and odors, with a plasma generating device which forces a dielectrically impeded discharge to generate the plasma by means of alternating voltage, and with a filter device containing an activated carbon or a comparable filter material.
  • the cleaning device has a housing with a slot-like inlet opening for the air flow and with a flow channel opening into the inlet opening, wherein in the curved flow channel a rounded or thickened one
  • End region exhibiting, extending substantially parallel to the slot-like inlet opening deflecting element is arranged.
  • the cleaning device arranged a laterally adjacent to the slot-like inlet opening - 7 - LAN 6352 PC
  • Transfer passage has, which deflects the air flow sucked through the inlet opening and the parallel to the slot-like inlet opening successively arranged plasma generating device and filter device supplies. Investigations have shown that, for example, at a width of the slot-like inlet opening of 2-3 cm, which extends in the longitudinal direction over 1 to 2 m, already usual flow volume of 1500 m 3 / h, for example, at a subsequent one-sided or double-sided
  • an electrostatic filter unit is arranged between the deflecting element and the plasma generating device.
  • the electrostatic filter unit is used to separate larger particles from the air flow, so that the following cleaning components such as the plasma generating device and the activated carbon filter are freed of a corresponding particle load, so that both the cleaning effect of these components increases, as well as their rapid addition or - 8 - LAN 6352 PC
  • Impairment of the cleaning performance is prevented by impurities.
  • an open-pore hydrophilic foam is arranged between the deflection element and the plasma generation device, which can in particular effectively deposit moisture and small liquid droplets.
  • a flame protection device is arranged between the deflecting element and the plasma generating device.
  • the flame protection device is expediently arranged in the flow direction either after the deflecting element or immediately before a subsequently arranged open-pore hydrophilic foam and prevents the foam material possibly loaded with numerous fat droplets from burning up.
  • the cleaning in the region of the curved running flow channel inspection openings or releasably attachable flow channel wall elements. In this way, a cleaning of the intake, in which the centrifugal separation of particulate
  • At least one spray nozzle spraying a cleaning liquid is arranged in the region of the flow channel.
  • a plurality of spray nozzles are expediently arranged along the slot-like inlet opening in such a way that the cleaning liquid sprayed through the spray nozzles can dissolve and remove deposits due to centrifugal force in the area of the flow channel without the sprayed cleaning liquid passing through the slot-like
  • Entrance opening could escape.
  • a collection channel for sprayed cleaning liquid is provided below the slot-like inlet opening, which opens into a collecting sump.
  • a heat exchanger is arranged in front of an outlet opening for the air flow from the cleaning device.
  • Plasma generating device is arranged a fan.
  • the fan is expediently arranged approximately centrally between the slot-like inlet opening and an outlet opening for the air flow.
  • the fan can be operated without additional sound insulation, which in turn would usually be associated with a significant flow resistance and would have affected or reduced the effect of the fan.
  • Fig. 2 is a front sectional view of a cleaning device
  • Fig. 3 is a sectional view of the cleaning device shown in Fig. 2 from another direction.
  • a first method step 1 the air to be cleaned is sucked through a slit-like inlet opening of a cleaning device explained in more detail in the following FIGURE and deflected along a curved flow channel, in order subsequently to reach bottom an extension of the cross-sectional area of the flow channel to be braked. Due to the forced deflection, a centrifugal force-dependent deposition of particulate contaminants on an outer wall of the flow channel is brought about. This separation of particulate impurities is enhanced, or supported by the subsequent reduction, or lowering of the
  • the sucked and freed in a first step 1 of larger particles air flow is then redirected depending on the design and shape of the cleaning device again and fed to the subsequently usually rectilinearly arranged cleaning stages.
  • the air flow is passed through a flame guard to avoid that especially fatty deposits could ignite in a subsequent cleaning stage and thereby damage or destroy the cleaning device.
  • a method step 3 the air flow is passed through an open-pored, hydrophilic foam material, by means of which moisture and liquid droplets are deposited. Due to the open-pore configuration of the filter material, the deposited droplets in the foam material can flow downwards due to gravity and be collected or removed there.
  • the flow rate is adjusted and optionally maintained in order to ensure a reliable discharge of the sucked air flow through the cleaning device can.
  • Ventilation device is advantageously surrounded on both sides by other cleaning components, so that no troublesome fan noise penetrate to the outside without costly soundproofing measures.
  • the air flow is conducted in a known manner in the process steps 6 and 7 by a plasma that is generated by means of alternating voltage by forced dielectrically impeded discharges, or subsequently passed through an activated carbon filter.
  • odors are eliminated and final impurities are deposited. Due to the already previously performed cleaning components accumulate hardly any impurities in the activated carbon filter, so that long maintenance intervals are possible and the operation of the cleaning device is facilitated.
  • the cleaned air flow Before the cleaned air flow leaves the cleaning device, it is passed through a heat exchanger in a last method step 8 in order to be able to adjust or specify the temperature of the cleaned air flow to the environment and possibly recover subsequently no longer usable heat energy.
  • Cleaning device 9 has a housing 10 with a slot-like inlet opening 11.
  • Inlet opening 11 extends almost over the entire length of the cleaning device 9 and has a width, or opening width of about 2 to 3 cm.
  • a curved flow channel 12 begins with the slot-like inlet opening 11. The flow channel is guided around a deflecting element 13 with a rounded, thickened end area 14 and then widens in a slowing down area 15.
  • a schematically indicated by arrows 16 air flow is sucked through the slot-like inlet opening 11 into the flow channel 12 and deflected around the deflecting element 13. Supported by the reduction in a flow velocity of the air flow taking place in the deceleration region 15, particles are deposited on the centrifugal force 12 preferably on a side wall 17 of the flow channel 12 opposite the deflection element 13.
  • two spray nozzles 18 are arranged rotatably and optionally movable, which can spray at intervals or continuously a cleaning liquid for cleaning the flow channel 12 of deposits and the like.
  • particulate impurities can, if necessary, be washed out of the air flow by means of a spray in a manner already known.
  • the slot-like inlet opening 11 is formed on a bottom edge opposite the thickened end region 14 of the deflecting element 13 by a channel-shaped collecting sump 19 for
  • the sprayed cleaning liquid for example, water if necessary - 15 - LAN 6352 PC
  • Slowing down area 15 passed air flow is then deflected again by a laterally arranged next to the slot-like inlet opening 11 transfer channel 20, to be subsequently supplied to the straight above and along the slot-like inlet opening 11 arranged subsequent cleaning components.
  • a very compact design is possible, can be arranged at the same time very small amount of space and combined with each other numerous cleaning components.
  • the air flow diverted through the transfer passage 20 is then first through a flame guard 21, through a layer of an open-pore, hydrophilic
  • a fan 24 by means of which the flow rate of the air flow can be maintained and, if necessary, increased.
  • the fan 24 is surrounded on all sides by cleaning components and by the housing 10 of the cleaning device 9, so that an unavoidable noise development of the fan 24 is insulated even without expensive soundproofing measures by the surrounding cleaning components.
  • a plasma generating device 25 an activated carbon filter 26 and a heat exchanger 27 are arranged before the air flow exits through an outlet opening 28 from the cleaning device 9 again.
  • the housing 10 of the cleaning device 9 has in the region of the above the slot-like inlet opening 11 arranged cleaning components inspection openings, or inspection flaps 29, which allow maintenance of the individual cleaning components.
  • the deflecting element 13 forming bottom flaps 30 are arranged to facilitate maintenance and cleaning of the flow channel 12.
  • Bottom flaps 30 formed, removable portions 13 of the deflector 13 can also be other flow channel side walls hinged or removable to facilitate cleaning and maintenance.

Landscapes

  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Reinigung einer Luftströmung, wobei in einer Verunreinigungen und Gerüche enthaltenden Luftströmung eine dielektrisch behinderte Entladung erzwungen und dadurch ein Plasma erzeugt wird, bevor die Luftströmung anschließend durch Aktivkohle (26) oder ein vergleichbares Filtermaterial geführt wird, wird die Luftströmung zunächst in einem Eingangsbereich umgelenkt und die Strömungsgeschwindigkeit anschließend vermindert, um eine fliehkraftbedingte Abscheidung von partikelförmigen Verunreinigungen zu erzwingen.

Description

- 1 - LAN 6352 PC
Verfahren zur Reinigung einer Luftströmung und Reinigungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung einer Luftströmung, wobei in einer Verunreinigungen und Gerüche enthaltenden Luftströmung eine dielektrisch behinderte Entladung erzwungen und dadurch ein Plasma erzeugt wird, bevor die Luftströmung anschließend durch Aktivkohle oder ein vergleichbares Filtermaterial geführt wird.
Ein derartiges Reinigungsverfahren zum Herausfiltern von Gerüchen und Verunreinigungen aus einer Luftströmung ist beispielsweise aus DE 10 2004 053 030 Al bekannt. Es hat sich gezeigt, dass durch die Erzeugung eines Plasmas in der Luftströmung, indem diese durch einen Bereich geführt wird, in dem durch Anlegen einer Wechselspannung ständig eine dielektrisch behinderte Entladung erzwungen wird, die in der Luftströmung enthaltenen Partikel und insbesondere die für Gerüche verantwortlichen Molekülverbindungen ionisiert und/oder dissoziiert werden, wodurch in Kombination mit einem anschließenden Aktivkohlefilter oder einem vergleichbaren absorbierenden Filtermaterial eine überraschend verbesserte Reinigungsleistung und nachweisbare Geruchsverminderung erzielt werden kann. Auf diesem Verfahren beruhende Geruchsfilter werden bereits als eigenständige Filtervorrichtungen oder als Komponenten von Reinigungsvorrichtungen zur Behandlung von Luftströmungen angeboten und vertrieben. Dabei ist es aus der Praxis bekannt, dass derartige Geruchsfilter in
Reinigungsvorrichtungen integriert werden können, die zusätzliche Reinigungs- und/oder Filterverfahren anwenden
BESTÄTIGUNGSKOPfE - 2 - LAN 6352 PC
können bzw. entsprechende Komponenten aufweisen können, um nicht nur Gerüche, sondern auch partikelförmige Verunreinigungen aus dem Luftstrom entfernen zu können.
Mit zunehmender Anzahl der einzelnen Verfahrensschritte bzw. Reinigungs- und Filterkomponenten steigt üblicherweise der Strömungswiderstand für die zu reinigende Luftströmung erheblich an. Um dennoch eine ausreichende Ansaugleistung für die Luftströmung in einem Ansaugbereich gewährleisten zu können und gleichzeitig eine ausreichende
Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung aufrechterhalten zu können, während die Luftströmung durch die einzelnen Komponenten der Reinigungsvorrichtung strömt, müssen oftmals großvolumige Reinigungsanlagen mit gegebenenfalls mehreren Einrichtungen zur Strömungserzeugung bzw. zur
Aufrechterhaltung der Luftströmung vorgesehen sein. Zudem ist in der Regel ein Anstieg der Geräuschentwicklung mit zunehmender Reinigungswirkung unvermeidbar.
Während beispielsweise bei industriell benutzten
Reinigungsvorrichtungen oftmals ein ausreichender Platz zur Verfügung gestellt werden kann und eine gesonderte Schallisolierung der Reinigungsvorrichtung bzw. zusätzliche schallisolierende Maßnahmen ohne weiteres möglich sind, treffen derartige Voraussetzungen bei
Dunstabzugshauben bzw. bei in bewohnten Räumlichkeiten genutzten Zuluft-, Abluft- und Umluft-Anlagen regelmäßig nicht zu.
Es wird deshalb als eine Aufgabe der Erfindung angesehen, ein bereits bekanntes Reinigungsverfahren der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, dass bei möglichst - 3 - LAN 6352 PC
kleinem Raumbedarf eine wirksame Reinigung einer Luftströmung von partikelförmigen Verunreinigungen und Gerüchen ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Luftströmung in einem Ansaugbereich umgelenkt und die Strömungsgeschwindigkeit anschließend vermindert wird, um eine fliehkraftbedingte Abscheidung von partikelförmigen Verunreinigungen zu erzwingen. Untersuchungen haben ergeben, dass durch die Kombination einer vorab durchgeführten fliehkraftbedingten Abscheidung von partikelförmigen Verunreinigungen mit einer anschließenden plasmabasierenden Beseitigung kleinster, bislang nicht abgeschiedener Partikel und Gerüche eine umfassende, hoch wirksame und geräuscharme Reinigung einer Luftströmung bei gleichzeitig geringem Raumbedarf möglich ist. Dies kann unter anderem darauf zurückgeführt werden, dass im Gegensatz zu anderen mechanischen Reinigungsverfahren bei der fliehkraftbedingten Abscheidung von partikelförmigen Verunreinigungen die Strömungsgeschwindigkeit nach einer Umlenkung beispielsweise durch eine Aufweitung einer Querschnittsfläche eines Strömungskanals vermindert wird, um die Wirkung der fliehkraftbedingten Abscheidung zu verbessern. Die verringerte Strömungsgeschwindigkeit wirkt sich vorteilhaft bei den nachfolgenden Reinigungsschritten aus, da einzelne Partikel oder Molekülverbindungen jeweils länger in dem Bereich der einzelnen Reinigungsstufen verweilen und effektiver aus der Luftströmung abgeschieden bzw. beseitigt werden können. Die Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit wird dabei nicht auf Grund eines erhöhten Strömungswiderstandes erzwungen, sondern durch die Aufweitung einer Querschnittsfläche im Strömungskanal - 4 - LAN 6352 PC
herbeigeführt, was bei einer geeigneten Auslegung und Ausgestaltung des Strömungskanals und des für die Fliehkraft bedingte Abscheidung verwendeten Umlenkelements äußerst geräuscharm erfolgen kann.
Um kleinste partikelförmige Verunreinigungen und insbesondere einen bei einer Verbrennung von Fett entstehenden Blaurauch aus der Luftströmung abscheiden zu können ist vorgesehen, dass in einem weiteren Verfahrensschritt vor der Erzeugung des Plasmas eine elektrostatische Partikelabscheidung erfolgt.
Eine verbesserte Abscheidung von Feuchtigkeit und kleinen Flüssigkeitströpfchen kann dadurch erreicht werden, dass in einem weiteren Verfahrensschritt nach der Umlenkung und Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit und gegebenenfalls vor der elektrostatischen Partikelabscheidung die Luftströmung durch ein offenporiges, hydrophiles Schaumstoffmaterial geführt wird. In der Luftströmung befindliche Aerosole und
Flüssigkeitströpfchen sowie insbesondere kleine Fetttröpfchen werden in dem offenporigen hydrophilen Schaumstoffmaterial aus der Luftströmung abgeschieden und sammeln sich unterhalb bzw. in einem unteren Bereich des Schaumstoffmaterials. Durch eine geeignete Vorgabe der
Porengröße und der Ausdehnung des Schaumstoffmaterials in Strömungsrichtung kann trotz eines vergleichsweise geringen Strömungswiderstands eine wirksame Abscheidung von Feuchtigkeit und kleinen Flüssigkeitströpfchen erreicht werden. - 5 - LAN 6352 PC
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die gereinigte Luftströmung in einem anschließenden Verfahrensschritt einem Wärmetauscher zugeführt wird. Wenn das Reinigungsverfahren zur Reinigung der Zuluft beispielsweise bei Reinsträumen oder dergleichen eingesetzt wird, kann durch den Wärmetauscher eine zusätzliche Konditionierung und gegebenenfalls Klimatisierung der Reinsträume erreicht werden. Wird das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren bei Ablufthauben oder Umlufthauben bei der privaten oder gewerblichen Speisenzubereitung verwendet, so kann die oftmals erhitzte Ablauft vor einem Austritt aus einer Reinigungsvorrichtung auf die Temperatur der Umgebung abgekühlt werden bzw. eine Energierückgewinnung vor einem Austritt der gereinigten Luftströmung in die Umgebung vorgenommen werden.
Um einen möglichst wartungsfreien Betrieb der fliehkraftbedingten Abscheidung von partikelförmigen Verunreinigungen zu ermöglichen und die Reinigungswirkung zusätzlich zu verstärken ist vorgesehen, dass in zeitlichen Abständen eine Reinigung des Ansaugbereichs mittels mindestens einer eine Reinigungsflüssigkeit versprühenden Sprühdüse durchführbar ist. Die Reinigungsflüssigkeit kann automatisiert in Abhängigkeit von einer Verschmutzung des Ansaugbereichs durchgeführt werden. Wird bei Verwendung geeigneter Sensoren eine stark ansteigende Verunreinigung der Luftströmung durch Partikel oder dergleichen festgestellt, so kann zur Verbesserung der Reinigungswirkung die Reinigungsflüssigkeit während des Betriebs versprüht werden, um durch einen Sprühnebel aus Reinigungsflüssigkeit eine zusätzliche Abscheidung von in - 6 - LAN 6352 PC
der Luftströmung mitgerissenen bzw. mitgeführten Partikeln zu ermöglichen.
Die Erfindung betrifft auch eine Reinigungsvorrichtung für eine Luftströmung, die Verunreinigungen und Gerüche enthält, mit einer Plasmaerzeugungsvorrichtung, die zur Erzeugung des Plasmas mittels Wechselspannung eine dielektrisch behinderte Entladung erzwingt, und mit einer Aktivkohle oder ein vergleichbares Filtermaterial enthaltenden Filtereinrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Reinigungsvorrichtung ein Gehäuse mit einer schlitzartigen Eintrittsöffnung für die Luftströmung und mit einem in die Eintrittsöffnung mündenden Strömungskanal aufweist, wobei in dem gekrümmt verlaufenden Strömungskanal ein einen abgerundeten oder verdickten
Endbereich aufweisendes, im Wesentlichen parallel zu der schlitzartigen Eintrittsöffnung verlaufendes Umlenkelement angeordnet ist. Durch eine geeignete Dimensionierung der schlitzartigen Eintrittsöffnung und eine daran angepasste Ausgestaltung des Strömungskanals und des Umlenkelements kann erreicht werden, dass sich in einem Bereich vor der schlitzartigen Eintrittsöffnung vorteilhafte Strömungsbedingungen einstellen, die bewirken, dass in diesem Bereich befindliche Verunreinigungen und Gerüche effizient in die Reinigungsvorrichtung angesaugt und während eines Durchströmens durch die Reinigungsvorrichtung abgeschieden bzw. beseitigt werden können.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Reinigungsvorrichtung einen seitlich neben der schlitzartigen Eintrittsöffnung angeordneten - 7 - LAN 6352 PC
Überführungskanal aufweist, der die durch die Eintrittsöffnung angesaugte Luftströmung umlenkt und den parallel zu der schlitzartigen Eintrittsöffnung hintereinander angeordneten Plasmaerzeugungsvorrichtung und Filtereinrichtung zuführt. Untersuchungen haben ergeben, dass beispielsweise bei einer Breite der schlitzartigen Eintrittsöffnung von 2-3 cm, die sich in Längsrichtung über 1 bis 2 m erstreckt, bereits übliche Strömungsvolumen von beispielsweise 1500 m3/h ausreichen, um bei einer anschließend einseitig oder beidseitig erfolgenden
Absaugung bzw. Umlenkung der angesaugten Luftströmung über die gesamte Ausdehnung der schlitzartigen Eintrittsöffnung eine im Wesentlichen gleichmäßige Druckverteilung gewährleisten zu können. Dabei werden im Bereich der schlitzartigen Eintrittsöffnung Strömungsgeschwindigkeiten von beispielsweise 5-10 m/s erreicht, was in Verbindung mit einem geeignet dimensionierten Strömungskanal und einem daran angepassten Umlenkelement eine wirksame fliehkraftbedingte Abscheidung von partikelförmigen Verunreinigungen bei einer gleichzeitig geringen Geräuschentwicklung ermöglicht.
Es ist vorgesehen, dass zwischen dem Umlenkelement und der Plasmaerzeugungsvorrichtung eine elektrostatische Filtereinheit angeordnet ist. Die elektrostatische Filtereinheit dient dazu, größere Partikel aus der Luftströmung abzuscheiden, so dass die nachfolgenden Reinigungskomponenten wie beispielsweise die Plasmaerzeugungsvorrichtung und der Aktivkohlefilter von einer entsprechenden Partikelfracht befreit werden, so dass sich sowohl die Reinigungswirkung dieser Komponenten erhöht, als auch deren rasche Zusetzung bzw. - 8 - LAN 6352 PC
Beeinträchtigung der Reinigungsleistung durch Verunreinigungen verhindert wird.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Umlenkelement und der Plasmaerzeugungsvorrichtung ein offenporiger hydrophiler Schaumstoff angeordnet ist, der insbesondere Feuchtigkeit und kleine Flüssigkeitströpfchen wirksam abscheiden kann.
Um zu verhindern, dass sich die in dem offenporigen hydrophilen Schaumstoff bevorzugt abgeschiedenen Aerosole und insbesondere Fetttröpfchen entzünden und durch den dann entstehenden Brand die Reinigungsvorrichtung bestätigen oder zerstören ist vorgesehen, dass zwischen dem Umlenkelement und der Plasmaerzeugungsvorrichtung eine Flammenschutzeinrichtung angeordnet ist. Die Flammenschutzeinrichtung ist zweckmäßigerweise in Strömungsrichtung entweder nach dem Umlenkelement oder unmittelbar vor einem anschließend angeordneten offenporigen hydrophilen Schaumstoff angeordnet und verhindert, dass das gegebenenfalls mit zahlreichen Fetttröpfchen beladene Schaumstoffmaterial in Brand gerät.
Um eine Reinigung insbesondere in dem Ansaugbereich der Reinigungsvorrichtung zu erleichtern ist vorgesehen, dass die Reinigung im Bereich des gekrümmt verlaufenden Strömungskanals Revisionsöffnungen bzw. lösbar befestigbare Strömungskanalwandelemente aufweist. Auf diese Weise wird eine Reinigung des Ansaugbereichs, in dem die fliehkraftbedingte Abscheidung von partikelförmigen
Verunreinigungen stattfindet, merklich erleichtert. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Revisionsöffnungen einen - 9 - LAN 6352 PC
Zugriff auf und gegebenenfalls eine Entnahme von einzelnen Reinigungskomponenten erleichtern. Zusätzlich können in anderen Bereichen der Reinigungsvorrichtung bzw. des Gehäuses der Reinigungsvorrichtung weitere Klappen oder Revisionsöffnungen vorgesehen sein, um die Wartung und Reparatur der einzelnen Reinigungskomponenten zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.
Um zumindest in Teilbereichen der ReinigungsVorrichtung eine automatisierte Reinigung von anhaftenden
Verunreinigungen oder Ablagerungen zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass im Bereich des Strömungskanals mindestens eine eine Reinigungsflüssigkeit versprühende Sprühdüse angeordnet ist. Zweckmäßigerweise sind entlang der schlitzartigen Eintrittsöffnung mehrere Sprühdüsen derart angeordnet, dass die durch die Sprühdüsen versprühte Reinigungsflüssigkeit durch die Fliehkraft bedingte bzw. herbeigeführte Ablagerungen im Bereich des Strömungskanals lösen und entfernen können, ohne dass die versprühte Reinigungsflüssigkeit durch die schlitzartige
Eintrittsöffnung austreten könnte. Um die versprühte Reinigungsflüssigkeit auffangen und wiederverwenden zu können ist vorgesehen, dass unterhalb der schlitzartigen Eintrittsöffnung eine Sammelrinne für versprühte Reinigungsflüssigkeit vorgesehen ist, die in einen Sammelsumpf mündet.
Um die Temperatur der aus der Reinigungsvorrichtung abgeführten, gereinigten Luftströmung beeinflussen und gegebenenfalls vorgeben zu können ist vorgesehen, dass vor einer Austrittsöffnung für die Luftströmung aus der Reinigungsvorrichtung ein Wärmetauscher angeordnet ist. - 10 - LAN 6352 PC
Um ohne zusätzliche Schallschutzmaßnahmen die während eines Betriebs der Reinigungsvorrichtung unvermeidbare Geräuschentwicklung möglichst gering halten zu können ist vorgesehen, dass zwischen dem Umlenkelement und der
Plasmaerzeugungsvorrichtung ein Lüfter angeordnet ist. Der Lüfter ist zweckmäßigerweise etwa mittig zwischen der schlitzartigen Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung für die Luftströmung angeordnet. Insbesondere in den Fällen, in denen neben der fliehkraftbedingten Abscheidung und der Plasmaerzeugungsvorrichtung weitere Reinigungskomponenten angeordnet sind und den Lüfter auf beiden Seiten umgeben und dadurch eine Geräuschentwicklung abschirmen, kann der Lüfter ohne eine zusätzliche Schalldämmung betrieben werden, die ihrerseits üblicherweise mit einem merklichen Strömungswiderstand verbunden wäre und die Wirkung des Lüfters beeinträchtigt bzw. herabgesetzt hätte.
Durch eine geeignete Abstimmung der einzelnen Komponente aufeinander und eine geeignete Dimensionierung und Formgebung der Reinigungsvorrichtung sowie der darin enthaltenen Komponenten lässt sich auf kleinstem Raum eine kompakte und sehr geräuscharme Reinigungsvorrichtung realisieren. Es hat sich gezeigt, dass gerade durch diese vorangehend beschriebene Kombination und Anordnung einzelner Reinigungsverfahren, bzw. Komponenten einer Reinigungsvorrichtung die Wirksamkeit der einzelnen Verfahrensschritte, bzw. Komponenten in vorteilhafter Weise aufeinander abgestimmt und auf Grund auftretender Synergie- Effekte eine merklich über die Einzelleistungen einzelner Reinigungsstufen gesteigerte Wirksamkeit ermöglichen. - 11 - LAN 6352 PC
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Ablauf einzelner Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reinigung einer Luftströmung,
Fig. 2 eine vordere Schnittansicht einer Reinigungsvorrichtung und
Fig. 3 eine Schnittansicht der in Fig. 2 abgebildeten Reinigungsvorrichtung aus einer anderen Richtung.
Bei dem in Fig. 1 lediglich beispielhaft abgebildeten Verfahrensablauf eines erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens wird zunächst in einem ersten Verfahrensschritt 1 die zu reinigende Luft durch eine schlitzartige Eintrittsöffnung einer in den nachfolgenden Fig. näher erläuterten ReinigungsVorrichtung angesaugt und längs eines gekrümmt verlaufenden Strömungskanals umgelenkt, um anschließend auf Grund einer Erweiterung der Querschnittsfläche des Strömungskanals abgebremst zu werden. Durch die erzwungene Umlenkung wird eine fliehkraftbedingte Abscheidung von partikelförmigen Verunreinigungen an einer Außenwand des Strömungskanals herbeigeführt. Diese Absonderung von partikelförmigen Verunreinigungen wird verstärkt, bzw. unterstützt durch die anschließende Verminderung, bzw. Absenkung der
Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung, da bei geringerer Geschwindigkeit insbesondere größere Partikel - 12 - LAN 6352 PC
von der langsamen Luftströmung nicht mehr mitgerissen werden und sich an den Seitenwänden des Strömungskanals ablagern .
Die angesaugte und in einem ersten Verfahrensschritt 1 von größeren Partikeln befreite Luftströmung wird dann je nach Ausgestaltung und Formgebung der Reinigungsvorrichtung erneut umgelenkt und den nachfolgend üblicherweise gradlinig angeordneten Reinigungsstufen zugeführt.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt 2 wird die Luftströmung durch einen Flammenschutz geführt, um zu vermeiden, dass sich insbesondere fetthaltige Ablagerungen in einer nachfolgenden Reinigungsstufe entzünden könnten und dadurch die Reinigungsvorrichtung beschädigen oder zerstören könnten.
In einem Verfahrensschritt 3 wird die Luftströmung durch ein offenporiges, hydrophiles Schaumstoffmaterial geführt, mittels dessen Feuchtigkeit und Flüssigkeitströpfchen abgeschieden werden. Auf Grund der offenporigen Ausgestaltung des Filtermaterials können die abgeschiedenen Tröpfchen in dem Schaumstoffmaterial schwerkraftbedingt nach unten abfließen und dort gesammelt bzw. abgeführt werden.
Anschließend werden in einem Verfahrensschritt 4 noch in der Luftströmung befindliche Partikel mittels elektrostatischen Filterverfahren weitestgehend abgeschieden und eine Verunreinigung nachfolgender Reinigungsstufen mit diesen Partikeln vermieden. - 13 - LAN 6352 PC
Nachfolgend wird in einem Verfahrensschritt 5 mittels einer Lüftereinrichtung die Strömungsgeschwindigkeit angepasst und gegebenenfalls aufrecht erhalten, um eine zuverlässige Abführung der angesaugten Luftströmung durch die Reinigungsvorrichtung gewährleisten zu können. Die
Lüftereinrichtung ist in vorteilhafter Weise beidseitig von anderen Reinigungskomponenten umgeben, so dass auch ohne aufwendige Schallschutzdämmungsmaßnahmen keine störenden Lüftergeräusche nach außen dringen.
Anschließend wird die Luftströmung in bereits bekannter Weise in den Verfahrensschritten 6 und 7 durch ein Plasma geführt, dass mittels WechselSpannung durch erzwungene dielektrisch behinderte Entladungen erzeugt wird, bzw. darauf folgend durch einen Aktivkohlefilter geführt. In den Verfahrensschritten 6 und 7 werden Gerüche beseitigt und letzte Verunreinigungen abgeschieden. Auf Grund der bereits vorher durchlaufenen Reinigungskomponenten sammeln sich in dem Aktivkohlefilter kaum noch Verunreinigungen, so dass lange Wartungsintervalle möglich sind und der Betrieb der Reinigungsvorrichtung erleichtert wird.
Bevor die gereinigte Luftströmung die Reinigungsvorrichtung verlässt, wird sie in einem letzten Verfahrensschritt 8 durch einen Wärmetauscher geführt, um die Temperatur der gereinigten Luftströmung an die Umgebung anpassen, bzw. vorgeben zu können und eventuell nachfolgend nicht mehr nutzbare Wärmeenergie zurückgewinnen zu können.
Eine in den Fig. 2 und 3 beispielhaft dargestellte
Reinigungsvorrichtung 9 weist ein Gehäuse 10 mit einer schlitzartigen Eintrittsöffnung 11 auf. Die schlitzartige - 14 - LAN 6352 PC
Eintrittsöffnung 11 erstreckt sich nahezu über die gesamte Länge der Reinigungsvorrichtung 9 und weist eine Breite, bzw. Öffnungsweite von etwa 2 bis 3 cm auf. Mit der schlitzartigen Eintrittsöffnung 11 beginnt ein gekrümmt verlaufender Strömungskanal 12. Der Strömungskanal wird um ein Umlenkelement 13 mit einem abgerundeten, verdickten Endbereich 14 herum geführt und weitet sich anschließend in einem Verlangsamungsbereich 15 auf.
Eine durch Pfeile 16 schematisch angedeutete Luftströmung wird durch die schlitzartige Eintrittsöffnung 11 in den Strömungskanal 12 angesaugt und um das Umlenkelement 13 umgelenkt. Unterstützt durch die in dem Verlangsamungsbereich 15 erfolgende Verringerung einer Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung werden vorzugsweise an einer dem Umlenkelement 13 gegenüberliegenden Seitenwand 17 des Strömungskanals 12 Partikel fliehkraftbedingt abgeschieden.
In dem Strömungskanal 12 sind drehbar und gegebenenfalls verfahrbar zwei Sprühdüsen 18 angeordnet, die in Intervallen oder kontinuierlich eine Reinigungsflüssigkeit zur Reinigung des Strömungskanals 12 von Ablagerungen und dergleichen versprühen können. Zusätzlich können erforderlichenfalls mittels eines Sprühnebels in bereits bekannter Weise partikelförmige Verunreinigungen aus der Luftströmung ausgewaschen werden. Die schlitzartige Eintrittsöffnung 11 wird an einer dem verdickten Endbereich 14 des Umlenkelements 13 gegenüberliegenden Unterkante von einem rinnenförmigen Sammelsumpf 19 für
Reinigungsflüssigkeit begrenzt. Die versprühte Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser gegebenenfalls - 15 - LAN 6352 PC
mit zugefügten Reinigungsmitteln, wird in dem Sammelsumpf 19 gesammelt und einer Wiederverwendung zugeführt, bzw. bei übermäßiger Verschmutzung abgeführt .
Die durch die schlitzartige Eintrittsöffnung 11 angesaugte und durch den Strömungskanal 12 mit dem
Verlangsamungsbereich 15 hindurchgeführte Luftströmung wird anschließend durch einen seitlich neben der schlitzartigen Eintrittsöffnung 11 angeordneten Überführungskanal 20 erneut umgelenkt, um anschließend sukzessive den gradlinig über und entlang der schlitzartigen Eintrittsöffnung 11 angeordneten nachfolgenden Reinigungskomponenten zugeführt zu werden. Auf diese Weise wird eine sehr kompakte Bauweise ermöglicht, bei der zahlreiche Reinigungskomponenten bei gleichzeitig äußerst geringem Raumbedarf angeordnet und miteinander kombiniert werden können.
Die durch den Überführungskanal 20 umgelenkte Luftströmung wird dann zuerst durch einen Flammenschutz 21, durch eine Schicht aus einem offenporigen, hydrophilen
Schaumstoffmaterial 22 und durch einen elektrostatischen Filter 23 geführt.
Im Anschluss daran und vor nachfolgenden Reinigungskomponenten befindet sich ein Lüfter 24, mittels dessen die Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung aufrecht erhalten und erforderlichenfalls erhöht werden kann. Der Lüfter 24 ist allseitig von Reinigungskomponenten sowie von dem Gehäuse 10 der Reinigungsvorrichtung 9 umgeben, so dass eine unvermeidbare Geräuschentwicklung des Lüfters 24 auch ohne aufwendige Schallschutzmaßnahmen durch die umgebenden Reinigungskomponenten gedämmt wird. Ein - 16 - LAN 6352 PC
ansonsten mit Schal1Schutzmaßnahmen notwendigerweise einhergehender zusätzlicher Strömungswiderstand kann dadurch vermieden werden, so dass die Reinigungsvorrichtung 9 mit geringerer Leistungsaufnahme bessere Ergebnisse erzielen kann.
Nachfolgend sind eine Plasmaerzeugungsvorrichtung 25, ein Aktivkohlefilter 26 und ein Wärmetauscher 27 angeordnet, bevor die Luftströmung durch eine Austrittsöffnung 28 aus der Reinigungsvorrichtung 9 wieder austritt.
Das Gehäuse 10 der Reinigungsvorrichtung 9 weist im Bereich der oberhalb der schlitzartigen Eintrittsöffnung 11 angeordneten Reinigungskomponenten Revisionsöffnungen, bzw. Revisionsklappen 29 auf, die eine Wartung der einzelnen Reinigungskomponenten ermöglichen. Zusätzlich sind im Bereich des Umlenkelements 13 mindestens abschnittsweise herausnehmbare, das Umlenkelement 13 bildende Bodenklappen 30 angeordnet, um eine Wartung und Reinigung des Strömungskanals 12 zu erleichtern. An Stelle der als
Bodenklappen 30 ausgebildeten, herausnehmbaren Abschnitte 13 des Umlenkelements 13 können auch andere Strömungskanalseitenwände aufklappbar oder herausnehmbar sein, um die Reinigung und Wartung zu erleichtern.

Claims

- 17 - LAN 6352 PCVerfahren zur Reinigung einer Luftströmung und Reinigungsvorrichtungi P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Reinigung einer Luftströmung, wobei in einer Verunreinigungen und Gerüche enthaltenden Luftströmung eine dielektrisch behinderte Entladung erzwungen und dadurch ein Plasma erzeugt wird, bevor die Luftströmung anschließend durch Aktivkohle oder ein vergleichbares Filtermaterial geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmung in einem Eingangsbereich umgelenkt und die Strömungsgeschwindigkeit anschließend vermindert wird, um eine fliehkraftbedingte Abscheidung von partikelförmigen Verunreinigungen zu erzwingen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt (4) vor der Erzeugung des Plasmas eine elektrostatische Partikelabscheidung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt (3) nach der Umlenkung und Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit und gegebenenfalls vor der elektrostatischen Partikelabscheidung die Luftströmung durch ein offenporiges, hydrophiles Schaumstoffmaterial (22) geführt wird. - 18 - LAN 6352 PC
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gereinigte Luftströmung in einem anschließenden Verfahrensschritt (8) einem Wärmetauscher (27) zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zeitlichen Abständen eine Reinigung eines Strömungskanals (12) mittels mindestens einer eine Reinigungsflüssigkeit versprühenden Sprühdüse (18) durchführbar ist.
6. Reinigungsvorrichtung für eine Luftströmung, die Verunreinigungen und Gerüche enthält, mit einer Plasmaerzeugungsvorrichtung, die zur Erzeugung des Plasmas mittels WechselSpannung eine dielektrisch behinderte Entladung erzwingt und mit einer Aktivkohle oder ein vergleichbares Filtermaterial enthaltenden Filtereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (9) ein Gehäuse (10) mit einer schlitzartigen Eintrittsöffnung (11) und mit einem in die Eintrittsöffnung (11) mündenden Strömungskanal (12) aufweist, wobei in dem gekrümmt verlaufenden Strömungskanal (12) ein einen abgerundeten oder verdickten Endbereich (14) aufweisendes, im Wesentlichen parallel zu der schlitzartigen Eintrittsöffnung (11) verlaufendes Umlenkelement (13) angeordnet ist.
7. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (9) einen seitlich neben der schlitzartigen Eintrittsöffnung (11) angeordneten Überführungskanal (20) aufweist, der die durch die Eintrittsöffnung (11) angesaugte Luftströmung umlenkt - 19 - LAN 6352 PC
und den parallel zu der schlitzartigen Eintrittsöffnung
(11) hintereinander angeordneten
Plasmaerzeugungsvorrichtung (25) und der Filtereinrichtung (26) zuführt.
8. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Umlenkelement (13) und der Plasmaerzeugungsvorrichtung (25) eine elektrostatische Filtereinheit (23) angeordnet ist.
9. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Umlenkelement (13) und der Plasmaerzeugungsvorrichtung (25) ein offenporiger, hydrophiler Schaumstoff (22) angeordnet ist.
10. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, das zwischen dem Umlenkelement (13) und der Plasmaerzeugungsvorrichtung (25) eine Flammenschutzeinrichtung (21) angeordnet ist.
11. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (9) im Bereich des gekrümmt verlaufenden Strömungskanals (12) Revisionsöffnungen (29) bzw. lösbar befestigbare Strömungskanalwandelemente aufweist.
12. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6-11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Strömungskanals
(12) mindestens eine eine Reinigungsflüssigkeit versprühende Sprühdüse (18) angeordnet ist. - 20 - LAN 6352 PC
13. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6-12, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Austrittsöffnung (28) für die Luftströmung aus der Reinigungsvorrichtung (9) ein Wärmetauscher (27) angeordnet ist.
14. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6-13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Umlenkelement (13) und der Plasmaerzeugungsvorrichtung (24) ein Lüfter (24) angeordnet ist.
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