WO1991011246A1 - Luftreiniger - Google Patents

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Abstract

Dieser Luftreiniger weist einen Motor (1) und einen von diesem getriebenen Radial-Lüfter (2) mit einem darin enthaltenen Adsorber (3) auf. Der Radial-Lüfter (2) besteht aus einer geschlossenen Grundfläche (5) und einer mit einer Ansaugöffnung (6) für die zu reinigende Luft (7) versehenen Deckfläche (8), sowie einer Vielzahl von radial angeordneten Turbinenschaufeln (9). Wesentlich für die zu erzielende Reinigungswirkung sind die im Inneren des Radial-Lüfters (2) angeordneten Adsorberscheiben (10) aus einem flächigen, für die zu reinigende Luft (7) im wesentlichen undurchlässigen, adsorptionsfähigen, im Luftstrom suspendierte Schmutzteilchen zrückhaltenden Material.

Description

Luftreiniger
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Reinigung von Luft mit darin suspendierten Schmutzteilchen, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekannte Vorrichtungen zum Reinigen von Luft weisen meist für den zu reinigenden Luftstrom durchlässige Filter auf, was zu deren raschen Verstopfung und damit Ineffizienz führt. Es sind auch schon Luftreiniger bekannt, beispielsweise gemäss der DE-C 26 52 297, welche für die zu reinigende Luft im wesentlichen undurchlässige Filterscheiben verwenden. Sie weisen jedoch, konstruktionsbedingt, eine sehr geringe Luftdurchsatz¬ menge pro Zeiteinheit und einen hohen Lärmpegel auf.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, - eine Vorrichtung zur Reinigung von Luft mit darin suspendierten Schmützteilchen zu schaffen, welche trotz geringer Lärmentwicklung eine hohe Luftdurchsatzleistung und damit auch eine hohe Reinigungsleistung ermöglicht.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Reinigung von Luft wird die zu reinigende Luft durch einen mittels eines Motors angetriebenen Radial-Lüfter befördert. Ein solcher Radial- Lüfter ist von zylindrischer Form und weist eine geschlossene Grundfläche, eine mit einer Ansaugöffnung für die zu reinigende Luft versehene Deckfläche, sowie eine Vielzahl von radial ange¬ ordneten Turbinenschaufeln auf.
Die Dimension des Radial-Lüfters kann innerhalb weiter Grenzen gewählt werden, doch haben sich insbesondere bei Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung als Luftreiniger im Wohn- und Arbeitsbereich ein radialer Durchmesser zwischen 300 - 375 mm, vorzugsweise von 330 - 360 mm und eine Höhe von 50 bis 55 mm als optimal erwiesen.
Die Anzahl der Turbinenschaufeln ist ebenfalls innerhalb weiter Grenzen - vor allem nach oben - beliebig wählbar. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, dass eine relativ hohe Zahl von Turbinenschaufeln, von mindestens 35, vorzugsweise mindestens 100 Turbinenschaufeln besonders hohe Förderleistungen gestattet.
Die Form und Anordnung der Turbinenschaufeln am Radial-Lüfter kann ebenfalls variiert werden. Vorteilhaft hat sich eine Anordnung der Turbinenschaufeln erwiesen, bei der gegenüber der Mantelfläche des Radial-Lüfters ein Anstellwinkel zwischen 40° und 50*, vorzugsweise zwischen 43* und 47* eingehalten wird. Die Turbinenschaufeln weisen vorzugsweise eine konkave, bzw. konvexe Oberfläche auf um einen möglichst guten Luftdurchsatz zu erzielen. Der Radial-Lüfter kann aus den üblichen für solche Turbinen verwendeten Materialien, z.B. Stahlblech gefertigt werden, doch sind auch verstärkte Kunststoffe möglich.
Der im Inneren des Radial-Lüfters angeordnete Adsorber besteht aus einem flächigen, für die zu reinigende Luft im wesentlichen undurchlässigen, adsorptionsfähigen, im Luftstrom suspendierte Schmutzteilchen zurückhaltenden Material. Als besonders vorteilhaft haben sich solche Adsorber erwiesen, welche aus mehreren im wesentlichen parallel zu den Grund- und Deckflächen des Radial-Lüfters angeordneten Adsorberscheiben bestehen. Um die Wirksamkeit weiter zu erhöhen kann die Oberfläche solcher Adsorberscheiben durch eine geeignete Strukturierung vergrössert werden, z.B. durch Adsorberscheiben in Form von Falten, Zacken, Wellen, Spiralen oder Plattensegmenten.
Die Adsorberscheiben können aus Papier (z.B. Löschpapier, Sandpapier, Schmiergelpapier), Karton oder irgendwelchen anderen geeigneten Materialien gefertigt werden, doch sollte die Oberfläche des Adsorbers, bzw. der Adsorberscheiben zweck- mässigerweise aufgerauht sein (0,1 bis 0,5 mm tief) um eine gute Adsorption der in der Luft suspendierten Schmutzteilchen zu gewährleisten. Die Wirksamkeit des Adsorbers, insbesondere auch gegenüber speziellen Verunreinigungen (z.B. Schwefeldioxid) kann weiter verbessert werden durch Imprägnierung mittels geeigneter Chemikalien (z.B. wässerige Kaliumpermanganatlösung). Der Adsorber, bzw. die Adsorberscheiben können einfach innerhalb des Radial-Lüfters eingelegt werden, so dass sie sich mit dem
Radial-Lüfter gleichsinnig bewegen. Es ist aber auch möglich die Adsorberscheiben fest mit «dem Aussengehäuse der erfindungsgemässen Vorrichtung zu verbinden, so dass der
Adsorber ruht und lediglich der Radial-Lüfter rotiert.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin den
Adsorber in Gegenrichtung des Radial-Lüfters drehbar anzuordnen.
Damit kann mittels eines geringen apparativen Mehraufwandes bei unveränderten äusseren Dimensionen die Leistung des
Luftreinigers wesentlich erhöht werden oder eine Betriebsweise mit geringerer Tourenzahl und entsprechend reduzierter
Lärmentwicklung ermöglicht werden.
Die Adsorberscheiben können untereinander durch Abstandsringe getrennt werden, so dass ein genau definierter Abstand zwischen den Adsorberscheiben eingehalten wird.
Der Zwischenraum zwischen den einzelnen Adsorberscheiben kann 1 bis 10 mm betragen und sollte in Relation zur Grosse der aus der Luft zu entfernenden. Schmutzteilchen gewählt werden. Wichtig ist es, dass sich auf der Oberfläche des Adsorbers, bzw. der Adsorberscheiben eine turbulente Luftströmung ausbilden kann.
Um die Leistung der erfindungsgemässen Vorrichtung weiter zu erhöhen, ist sie zweckmässigerweise von einem äusseren zylindrischen Gehäuse eingeschlossen, welches an seiner Deckfläche eine mit der Ansaugöffnung des Radial-Lüfters und der Aussenatmosphäre kommunizierende Einlassöffnung sowie eine mit der Aussenatmosphäre kommunizierende Auslassöffnung aufweist.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass dank der erfindungsgemässen Vorrichtung eine hohe Luftfördermenge erzielt werden kann, so dass auch bei einer für Haushaltszwecke beschränkten Grosse der Vorrichtung ein wirkungsvoller Reinigungseffekt erzielt werden kann. Trotz der gegenüber bekannten Vorrichtungen erhöhten Leistung ist die Lärmentwicklung geringer, was besonders im Wohn- und Arbeitsbereich (Büros) von ausschlaggebender Bedeutung ist.
Obwohl bei dieser Art von Luftreiniger keine Verstopfung von Filtern auftritt, verschmutzt die Oberfläche des Adsorbers .mit der Zeit wegen der darauf adsorbierten Schmutzteilchen. Die periodische Regenerierung des Adsorbers kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen:
- Der Adsorber, bzw. die Adsorberscheiben können dem Radial-Lüfter entnommen werden und durch einen frischen Adsorber ersetzt werden;
- Der Radial-Lüfter und der darin enthaltenen Adsorber kann als Ganzes der erfindungsgemässen Vorrichtung entnommen werden und durch eine neuen Radial-Lüfter mit Adsorber ersetzt werden (Austausch-Kassetten-Prinzip);
- Der Adsorber kann für sich oder zusammen mit dem Radial-Lüfter gewaschen werden Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches zugleich das Funktionsprinzip erläutert, ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine, bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem Aussengehäuse;
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Teilansicht des Radial- Lüfters der Vorrichtung gemäss Fig. 1; und
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Teilänsicht eines Adsorberscheibe der Vorrichtung gemäss Fig. 1
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Reinigung von Luft besteht im wesentlichen aus einem Motor 1, welcher einen Radial-Lüfter 2 mit Adsorber 3 über ein Getriebe 4 antreibt.
Der zylinderförmig ausgebildete Radial-Lüfter weist eine ge¬ schlossene Grundfläche 5, eine mit einer Ansaugöffnung 6 für die zu reinigende Luft 7 versehene Deckfläche 8, sowie eine Viel¬ zahl von radial an der Mantelfläche angeordnete Turbinen¬ schaufeln 9 auf. Der Radial-Lüfter 2 ist aus Stahlblech gefer¬ tigt und besitzt bei dieser bevorzugten Ausführungsform einen äusseren Durchmesser von 350 mm, eine Höhe von 50 mm und 38 Turbinenschaufeln 9. Wie in Fig. 2 näher dargestellt sind die Turbinenschaufeln 9 des Radial-Lüfters 2 gegenüber der Mantelfläche des Radial-Lüfters 2 um 45° angewinkelt. Die Turbinenschaufeln sind zwischen 10 und 15 mm breit und entweder nach vorne oder nach hinten gebogen.
Der Motor 1 und das Getriebe 4 sind derart ausgelegt, dass der Radial-Lüfter 2 mit etwa 800 Umdrehungen pro Minute angetrieben werden kann, so dass eine Luftfördermenge von etwa 600 3/Stunde erzielt werden kann. Der Asynchron-M tor 1 läuft mit 2450 Umdrehungen/Minute bei einer Nennleistung von 100 Watt. Das Getriebe 4 ist konventioneller Art und kann entweder ein Friktions- oder Riemen-Getriebe sein.
Der im Inneren des Radial-Lüfters 2 angeordnete Adsorber 3 be¬ steht aus einer Vielzahl von im wesentlichen parallel zu den Grund- und Deckflächen 5 und 8 des Radial-Lüfters 2 angeordneten Adsorberscheiben 10, welche aus einem mit wässeriger Ka- liu permanganatlösung imprägnierten, rauhen Papier oder Karton bestehen. Die Oberfläche der Adsorberscheiben 10 ist zur Erzie¬ lung einer höheren Adsorptionsfläche, wie in Fig. 3 im Detail dargestellt, mit einer Wellenstruktur 18 versehen. Der Abstand zwischen den einzelnen Adsorberscheiben 10 wird durch dazwischenliegende (zeichnerisch nicht dargestellte) Abstandsringe erreicht und richtet sich in seiner absoluten Grosse nach den Dimensionen der haupsächlichen Schmutzpartikel in der zu reinigenden Luft. Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäss Fig. 1 sind die ge¬ wellten Adsorberscheiben 10 drehfest im Inneren des Radial- Lüfters 2 befestigt, so dass sie sich beim Betrieb der Vorrich¬ tung gleichsinnig mit dem Radial-Lüfter 2 mitbewegen.
Um die Leistung der erfindungsgemässen Vorrichtung weiter zu erhöhen, ist sie von einem äusseren zylindrischen Gehäuse 11 eingeschlossen, welches an seiner Deckfläche 12 eine mit der Ansaugöffnung 6 des Radial-Lüfters 2 luftdicht verbundene und mit der Aussenatmosphäre kommunizierende Einlassöffnung 13 aufweist. .Die Einlassöffnung 13 des Gehäuses 11 und die Ansaugöffnung 6 des Radial-Lüfters 2 sind konisch ausgebildet um eine optimale Ansaugung des zu reinigenden Luftstroms 7 zu gewährleisten.
Die durch die Einlassöffnung 13 und die Ansaugöffnung 6 in den Adsorber 3 eintretende Luft 7 strömt durch die Saugwirkung 14 des Radial-Lüfters 2 zwischen den Adsorberscheiben 10 zur Peripherie des Radial-Lüfters 2, wobei allfällig in der Luft 7 suspendierte Schmutzteilchen an der Oberfläche der Adsorber¬ scheiben 10 adsorbiert werden. Nach Durchtritt der derart gereinigten Luft durch die Turbinenschaufeln 9 tritt die Luft in den Innenraum 16 des Gehäuses 11 ein, von wo es durch einen Aktivkohlefilter 15 und ein Gitter 17 hindurch in die Aus¬ senatmosphäre treten kann. Die zu reinigende Luft 7 ist somit gezwungen, durch die Wirkung des Radial-Lüfters 2 durch den Adsorber 3 hindurchzuströmen und wird dabei durch die Adsorptionswirkung der Oberfläche des Adsorbers 3 von den in ihr suspendierten Schmutzteilchen befreit.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Reinigung von Luft mit darin suspendierten Schmutzteilchen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale a) einem Motor (1)-, b) einem von Motor (1) getriebenen Radial-Lüfter (2) mit einer geschlossene Grundfläche (5) und einer mit einer Ansaugöffnung (6) für die zu reinigende Luft (7) versehenen Deckfläche (8), sowie einer Vielzahl von radial angeordneten Turbinenschaufeln (9) , und c) einen im Inneren des Radial-Lüfters (2) angeordneten Adsorber (3) aus einem flächigen, für die zu reinigende Luft (7) im wesentlichen undurchlässigen, adsorptionsfähigen, im Luftstrom suspendierte Schmutzteilchen zurückhaltenden Material.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass-der Adsorber (3) aus mehreren im wesentlichen parallel zu den Grund- und Deckflächen (5,8) des Radial-Lüfters (2) angeordneten Adsorberscheiben (10) besteht, deren Oberfläche vorzugsweise durch eine Strukturierung (18) vergrössert ist, beispielsweise in Form von Falten, Zacken, Wellen, Spiralen oder Plattensegmenten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Adsorbers (3,-10) aufgerauht ist, vorzugsweise über einen Tiefenbereich von 0,1 bis 0,5 mm, beispielsweise in Form von Löschpapier, Schleifpapier oder Schmiergelpapier.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Radial-Lüfter (2) im Inneren eines Gehäuses (11) angeordnet ist, welches über eine mit der Ansaugöffnung (6) des Radial-Lüfters (2) und der Aussenatmosphäre kommuni¬ zierende Einlassöffnung (13) sowie eine mit der Aussenatmosphäre kommunizierende Auslassöffnung (17) verfügt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch geken¬ nzeichnet, dass der Adsorber (3;10) drehfest am Radial-Lüfter (2) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch geken¬ nzeichnet, dass der Adsorber (3ir10 ) fest mit dem Gehäuse (11) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch geken¬ nzeichnet, dass der Adsorber (3;10 )in Gegenrichtung des Radial- Lüfters (2) drehbar angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch geken¬ nzeichnet, dass der Radial-Lüfter (2) einen radialen Durchmesser zwischen 300 - 375 mm, vorzugsweise von 330 - 360 mm aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch geken¬ nzeichnet, dass der Radial-Lüfter (2) mindestens 35, vorzugs¬ weise mindestens 100 Turbinenschaufeln (9) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenschaufeln (9) des Radial-Lüfters (2) gegenüber der Mantelfläche des Radial-Lüfters (2) einen Winkel zwischen 40" und 50°, vorzugsweise zwischen 43° und 47°, aufweisen.
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