WO2004082808A1 - Luftwäscher - Google Patents

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risers
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Thorsten Quent
Richard Yeck Kum Wheang
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Thorsten Quent
Richard Yeck Kum Wheang
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F6/12—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air
    • F24F6/16—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air using rotating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/16—Apparatus having rotary means, other than rotatable nozzles, for atomising the cleaning liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F2006/006—Air-humidification, e.g. cooling by humidification with water treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F2006/008—Air-humidifier with water reservoir

Definitions

  • the invention relates to an air washer with an air inlet, an air conveyor, a liquid reservoir receiving a cleaning fluid and a rotating assembly driven by a motor, the axis of rotation of which is arranged substantially perpendicular to the liquid level of the cleaning fluid, which comprises a centrifugal disc and which is at least partially surrounded by a baffle element ,
  • air washers use a cleaning fluid, which in the simplest case is water. Occasionally, the cleaning fluid is enriched with active and / or aromatic substances in order to give the cleaned breathing air a special quality.
  • the prior art knows many different designs for air washers, which use different physical effects for air washing and humidification, as well as for conveying the air and the cleaning fluid.
  • An air washer is known from JP 07-243 677 A, the heart of which is an assembly which is to be called a rotating assembly here.
  • the rotation association is made up of several components that perform various sub-functions of the air washer. These components are arranged along a common axis of rotation and are rotated by a motor. added. The axis of rotation is arranged perpendicular to the liquid level of the cleaning fluid, which is received by a liquid reservoir.
  • Essential components of the rotation assembly of the cited document are a centrifugal disc, an air conveyor in the form of an axial fan and a fluid delivery device, consisting of a screw and a double-walled vortex cylinder.
  • the rotating structure is almost completely enclosed by a cloud chamber.
  • the fluid conveying device conveys the cleaning fluid from a liquid reservoir along the axis of rotation to the centrifugal disc, which is arranged above the liquid level. This is wetted by the cleaning fluid.
  • the cleaning fluid is thrown away from the centrifugal disc against a baffle element, which surrounds the rotating dressing in the region of the centrifugal disc. This finely nebulizes the cleaning fluid.
  • the axial fan generates an air flow that carries the atomized atmosphere in the cloud chamber out of the air washer and into the environment.
  • the object of the present invention is therefore to provide an air washer which ensures efficient cleaning of the ambient air.
  • an air washer of the type mentioned at the beginning the rotary assembly of which comprises risers and further centrifugal disks, the centrifugal disks being spaced apart essentially parallel to one another and provided with a wind opening in their center of rotation and the risers extending essentially parallel to the axis of rotation, penetrate the centrifugal discs, are provided with outlet openings in the region of surfaces of centrifugal discs and are in contact with cleaning fluid at their end facing the liquid reservoir.
  • the invention further proposes to provide the rotating assembly with a funnel-like feeder with an inlet and a feed basin, at least the feed basin being divided along the axis of rotation into chambers into which the risers, with their faces towards the liquid reservoir Reach in the end.
  • Such a feeder generates a sufficient hydraulic pressure in the cleaning fluid even at a low angular velocity of the rotating assembly, so that a liquid column of the required height is built up in the risers.
  • the cleaning fluid absorbs the impurities in the air, which naturally pollutes it.
  • Prolonging the cleaning fluid and improving its ability to absorb dirt immediately prior to atomization provides a further development of the invention to enclose the ends of the risers facing the liquid reservoir with a filter element.
  • the filter element can also enclose the feeder.
  • Figure 2 Section through Figure 1 along the line A-A;
  • Figure 3 Section through Figure 1 along the line B-B.
  • the air washer is designated 0 in its entirety. It has a housing 1, which is composed of a hood 2 and a panel 3.
  • the cladding 3 contains a liquid reservoir 4 which receives cleaning fluid 5.
  • the centerpiece of the air washer 0 is a rotating assembly 6, the axis of rotation 7 of which is arranged perpendicular to the liquid level 8 of the cleaning fluid 5.
  • Essential components of the rotating assembly 6 are several centrifugal disks 9, three risers 10 and a funnel-like feeder 11.
  • the risers 10 are stabilized by a carrier 12.
  • a motor 13 sets the rotating assembly 6 in rotation.
  • the rotating assembly 6 is surrounded by a baffle element 14 in the area of the centrifugal discs 10.
  • An air conveyor 15 is arranged above the rotating assembly 6 and sucks in the supply air 16 to be cleaned through an air inlet 17 in the hood 2.
  • the air conveyor 15 can both have its own drive and can also be driven by the motor 13 of the rotating assembly 6.
  • the funnel-like feeder 11 comprises an inlet 20 and a feed basin 21.
  • Guide blades 22 divide it into three chambers 23 along its axis of rotation 7.
  • the inlet 20 is located below the liquid level 8 of the cleaning fluid 5, where the feeder 11 is also surrounded by a filter element 24.
  • the centrifugal disks 9 have a wind opening 25 in their center of rotation.
  • the three risers 10 are arranged around them on a common radius.
  • the risers 10 are simple round tubes which penetrate the centrifugal disks 9 and carry them.
  • the cleaning fluid 5 emerges from the risers 10 and wets the surfaces of the centrifugal disks 9. From these, the centrifugal force throws them away in the direction of the impact element 14, as a result of which the cleaning fluid 5 is atomized.
  • the supply air 16 is blown by the air conveyor 15 into the wind openings 25 of the centrifugal discs 9. It moves together with the cleaning fluid 5 thrown off radially in the direction of the impact element 14, downwards in the direction of the liquid reservoir 4 and rises cleaned as exhaust air 27 between the impact element 14 and cladding 3, finally to the air washer 0 through an air outlet 28 between Leave hood 2 and panel 3 again.
  • the forced air flow through the foggy atmosphere allows a thorough cleaning of the air.
  • the supply air duct 19 also prevents supply air 16 and exhaust air 27 from mixing within the air washer 0.
  • the cleaning fluid 5 is filtered by the filter element 24 before it enters the riser-increasing riser 11.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftwäscher (0) mit einem Luftförderer(15), einem ein Reinigungsfluid (5) aufnehmendes Flüssigkeitsreservoir (4) und einem von einem Motor (13) angetriebenen Rotationsverband (6), dessen Rotationsachse (7) im wesentlichen senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel (8) des Reinigungsfluids (5) angeordnet ist, welcher eine Schleuderscheibe (9) umfasst und welcher zumindest teilweise von einem Prallelement (14) umgeben ist. Sie geht von der Aufgabe aus, einen Luftwäscher (0) zu schaffen, der eine besonders effiziente Reinigung der Luft gewährleistet. Dies wird erreicht durch einen Luftwäscher (0), dessen Rotationsverband (6) Steigleitungen (10) und weitere Schleuderscheiben (9) umfasst, wobei die Schleuderscheiben (9) im wesentlichen parallel zueinander beabstandet und in ihrem Rotationszentrum mit einer Windöffnung (25) versehen sind und wobei die Steigleitungen (10) sich im wesentlichen parallel zu der Rotationsachse (7) erstrecken, die Schleuderscheiben (9) durchdringen, im Bereich von Oberflächen von Schleuderscheiben (10) mit Austrittsöffnungen (26) versehen sind und an ihrem dem Flüssigkeitsreservoir (4) zugewandten Ende mit Reinigungsfluid (5) in Kontakt stehen.

Description

Luftwäscher
Die Erfindung betrifft einen Luftwäscher mit einem Lufteinlauf, einem Luftförderer, einem ein Reinigungsfluid aufnehmendes Flüssigkeitsreservoir und einem von einem Motor angetriebenen Rotationsverband, dessen Rotationsachse im wesentlichen senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel des Reinigungsfluids angeordnet ist, welcher eine Schleuderscheibe umfaßt und welcher zumindest teilweise von einem Prallelement umgeben ist.
Der Mensch sieht sich einer steigenden Luftverschmutzung ausgesetzt. Schwebeteilchen, Staub, Pollen, Bakterien oder gasförmige Verunreinigungen in der Umgebungsluft belasten und schwächen seine Atmungsorgane. Nicht selten sind chronische Allergien oder gar lebensbedrohende Erkrankungen die Folge.
Um Einwirkungen der Luftverschmutzung auf den Menschen zu verringern, wurden Luftwäscher ersonnen, welche die Atemluft von ihren schädlichen Bestandteilen befreien und zudem befeuchten, da eine mäßige Luftfeuchtigkeit das Wohlbefinden des Menschen zu steigern vermag.
Zum Reinigen und Befeuchten der Luft verwenden Luftwäscher ein Reinigungsfluid, welches im einfachsten Falle Wasser ist. Gelegentlich wird das Reinigungsfluid mit Wirk- und/oder Aromastoffen angereichert, um der gereinigten Atemluft eine besondere Qualität zu verleihen. Der Stand der Technik kennt viele unterschiedliche Bauarten für Luftwäscher, welche sich zur Luftwäsche und Befeuchtung, sowie zur Förderung der Luft und des Reinigungsfluids unterschiedliche physikalische Effekte zunutze machen.
Aus der JP 07-243 677 A ist ein Luftwäscher bekannt, dessen Herzstück eine Baugruppe darstellt, die hier Rotationsverband genannt werden soll. Der Rotationsverband setzt sich aus mehreren Bauteilen zusammen, die verschiedene Teilfunktionen des Luftwäschers erfüllen. Diese Bauteile sind entlang einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet und werden von einem Motor in Rotation . versetzt. Die Rotationsachse ist senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel des Reinigungsfluids angeordnet, welches von einem Flüssigkeitsreservoir aufgenommen wird.
Wesentliche Bestandteile des Rotationsverbands der genannten Schrift sind eine Schleuderscheibe, ein Luftförderer in Form eines Axial-Lüfters und eine Fluid-Fördereinrichtung, bestehend aus einer Schraube und einem doppelwandigen Wirbel-Zylinder. Der Rotationsverband wird fast vollständig von einer Nebelkammer umschlossen. Die Fluid-Fördereinrichtung fördert das Reinigungsfluid aus einem Flüssigkeitsreservoir entlang der Rotationsachse zu der Schleuderscheibe, die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist. Diese wird von dem Reinigungsfluid benetzt. Von der Schleuderscheibe wird das Reinigungsfluid fort gegen ein Prallelement geschleudert, welches den Rotationsverband im Bereich der Schleuderscheibe umgibt. Hierdurch wird das Reinigungsfluid fein vernebelt. Der Axiallüfter erzeugt einen Luftstrom, der vernebelte Atmosphäre in der Nebelkammer aus dem Luftwäscher heraus in die Umgebung trägt.
Die Effektivität dieses Luftwäschers ist unbefriedigend. Ein erheblicher Teil der Umgebungsluft, die der Luftwäscher durch seine Einlaßöffnungen ansaugt, durchläuft den Apparat ungereinigt, indem sie an der nebeligen Atmosphäre, die aus der Nebelkammer austritt, vorbeiströmt. Dies ist fluidmechanisch einleuchtend, da die Zuluft nicht zwangsläufig durch die Nebelkammer hindurch geführt wird. Vielmehr wird ihr ein Weg geringern Widerstandes gewährt, der an der schweren feuchten Luft vorbei führt. Von einer wirksamen Luftreinigung kann daher hier nicht die Rede sein. Allenfalls erfolgt eine Befeuchtung der Umgebungsluft, wenn sich die aus dem Apparat austretende, nebelige Atmosphäre mit dieser vermengt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Luftwäscher zu schaffen, welcher eine effiziente Reinigung der Umgebungsluft gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Luftwäscher eingangs genannter Art gelöst, dessen Rotationsverband Steigleitungen und weitere Schleuderscheiben umfasst, wobei die Schleuderscheiben im wesentlichen parallel zueinander beabstandet und in ihrem Rotationszentrum mit einer Windöffnung versehen sind und wobei die Steigleitungen sich im wesentlichen parallel zu der Rotationsachse erstrecken, die Schleuderscheiben durchdringen, im Bereich von Oberflächen von Schleuderscheiben mit Austrittsöffnungen versehen sind und an ihrem dem Flüssigkeitsreservoir zugewandten Ende mit Reinigungsfluid in Kontakt stehen.
Der Vorteil dieses Luftwäschers besteht darin, daß die zu reinigende Luft durch die nebelige Atmosphäre zwischen den einzelnen Schleuderscheiben hindurch gezwungen wird. Hierdurch wird eine besonders intensive Wäsche und Befeuchtung der Luft sicher gestellt.
Um die Befüllung der Steigleitungen zu verbessern, schlägt die Erfindung weiter vor, den Rotationsverband mit einem trichterartigen Speiser mit einem Zulauf und einem Speisbecken zu versehen, wobei zumindest das Speisbecken längs der Rotationsachse in Kammern unterteilt ist, in welche die Steigleitungen mit ihrem dem Flüssigkeitsreservoir zugewandten Ende hineinreichen.
Ein derartiger Speiser erzeugt schon bei geringer Winkelgeschwindigkeit des Rotationsverbandes einen hinreichenden hydraulischen Druck in dem Reinigungsfluid, so daß in den Steigleitungen eine Flüssigkeitssäule mit der erforderlichen Höhe aufgebaut wird.
Das Reinigungsfluid nimmt die Verunreinigungen der Luft auf, wodurch es natürlich selbst verschmutzt. Um die Standzeit des im Kreislauf geführten Reinigungsfluids zu verlängern und seine Schmutzaufnahmefähigkeit unmittelbar vor der Vernebelung zu verbessern, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, die dem Flüssigkeitsreservoir zugewandten Enden der Steigleitungen mit einem Filterelement zu umschließen. Alternativ zu den Enden der Steigleitungen kann das Filterelement auch den Speiser umschließen.
Eine Vermischung von Zuluft und gereinigter Abluft innerhalb des Luftwäschers sollte im Interesse eines guten Wirkungsgrades des Apparates vermieden werden. Deswegen besteht eine vorteilhafte Weiterbildung des Luftwäschers in einer Zuluftführung, die den Strom der Zuluft innerhalb des Luftwäschers isoliert und sich vom Lufteinlauf bis der Schleuderscheibe erstreckt, die dem Lufteinlauf am nächsten liegt.
Eine beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftwäschers soll nun anhand der Figuren vorgestellt und erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 : Prinzipbild des Luftwäschers;
Figur 2: Schnitt durch Figur 1 entlang der Linie A-A;
Figur 3: Schnitt durch Figur 1 entlang der Linie B-B.
Der Luftwäscher ist in seiner Gesamtheit mit 0 bezeichnet. Er verfügt über ein Gehäuse 1 , welches sich aus einer Haube 2 und einer Verkleidung 3 zusammensetzt. Die Verkleidung 3 birgt ein Flüssigkeitsreservoir 4, welches Reinigungsfluid 5 aufnimmt. Herzstück des Luftwäschers 0 ist ein Rotationsverband 6, dessen Rotationsachse 7 senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel 8 des Reinigungsfluids 5 angeordnet ist.
Wesentliche Bestandteile des Rotationsverbandes 6 sind mehrere Schleuderscheiben 9, drei Steigleitungen 10 und ein trichterartiger Speiser 11. Die Steigleitungen 10 werden von einem Träger 12 stabilisiert. Ein Motor 13 versetzt den Rotationsverband 6 in Rotation. Der Rotationsverband 6 ist im Bereich der Schleuderscheiben 10 von einem Prallelement 14 umgeben. Oberhalb des Rotationsverbandes 6 ist ein Luftförderer 15 angeordnet, welcher die zu reinigende Zuluft 16 durch einen Lufteinlauf 17 in der Haube 2 ansaugt. Der Luftförderer 15 kann sowohl einen eigenen Antrieb besitzen als auch von dem Motor 13 des Rotationsverbandes 6 mit angetrieben werden. Zwischen Lufteinlauf 17 und der Schleuderscheibe 18, die dem Lufteinlauf 17 am nächsten ist, erstreckt sich eine Zuluftführung 19, welche die zu reinigende Zuluft 16 innerhalb des Luftwäschers 0 isoliert.
Der trichterartige Speiser 11 umfasst einen Zulauf 20 und ein Speisbecken 21. Leitschaufeln 22 unterteilen ihn längs seiner Rotationsachse 7 in drei Kammern 23.
Der Zulauf 20 befindet sich unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 8 des Reinigungsfluids 5, dort ist der Speiser 11 auch von einem Filterelement 24 umgeben. Die Steigleitungen 10 ragen mit ihrem dem Flüssigkeitsreservoir 4 zugewandten Ende in je eine Kammer 23 innerhalb des Speisbeckens 21 hinein.
Mit steigender Winkelgeschwindigkeit des Rotationsverbands 6 entsteht vor den Leitschaufeln 22 ein Staudruck, der das Reinigungsfluid 5 hinauf durch das Speisbecken 21 hindurch bis in die Steigleitungen 10 hinein drückt. Bei Betriebsdrehzahl reicht die Flüssigkeitssäule in den Steigleitungen bis zu der Schleuderscheibe 18, die dem Lufteinlauf 17 am nächsten ist.
Die Schleuderscheiben 9 weisen in ihrem Rotationszentrum eine Windöffnung 25 auf. Um diese herum sind auf einem gemeinsamen Radius die drei Steigleitungen 10 angeordnet.
Die Steigleitungen 10 sind einfache Rundrohre, welche die Schleuderscheiben 9 durchdringen und diese tragen.
Im Bereich von Oberflächen von Schleuderscheiben 9, also dort, wo eine gedachte Ebene, welche sich in der Oberfläche der Schleuderscheibe 9 erstreckt, die Längsachse der Steigleitungen 10 schneidet, sind die Steigleitungen 10 mit Austrittsöffnungen 26 versehen, die vorzugsweise radial nach außen weisen.
Durch diese Austrittsöffnungen 26 tritt das Reinigungsfluid 5 aus den Steigleitungen 10 aus und benetzt die Oberflächen der Schleuderscheiben 9. Von diesen wird es durch die Fliehkraft fort in Richtung des Prallelement 14 geschleudert, wodurch das Reinigungsfluid 5 vernebelt wird.
Die Zuluft 16 wird von dem Luftförderer 15 in die Windöffnungen 25 der Schleuderscheiben 9 geblasen. Sie bewegt sich zusammen mit dem fort geschleuderten Reinigungsfluid 5 radial in Richtung des Prallelements 14, an diesem herab in Richtung des Flüssigkeitsreservoirs 4 und steigt gereinigt als Abluft 27 zwischen Prallelement 14 und Verkleidung 3 wieder hinauf, um schließlich den Luftwäscher 0 durch einen Luftaustritt 28 zwischen Haube 2 und Verkleidung 3 wieder zu verlassen.
Die Zwangsluftführung durch die nebelige Atmosphäre hindurch gestattet eine gründliche Reinigung der Luft. Die Zuluftführung 19 verhindert ferner, daß sich Zuluft 16 und Abluft 27 innerhalb des Luftwäschers 0 vermischen. Das Reinigungsfluid 5 wird vor Eintritt in den Staudruck-steigemden Speiser 11 durch das Filterelement 24 gefiltert.

Claims

Patentansprüche
1. Luftwäscher mit einem Lufteinlauf, einem Luftförderer, einem ein
Reinigungsfluid aufnehmendes Flüssigkeitsreservoir und einem von einem Motor angetriebenen Rotationsverband, dessen Rotationsachse im wesentlichen senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel des Reinigungsfluids angeordnet ist, welcher eine Schleuderscheibe umfasst und welcher zumindest teilweise von einem Prallelement umgeben ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rotationsverband (6) Steigleitungen (10) und weitere Schleuderscheiben (9) umfasst, wobei die Schleuderscheiben (9) im wesentlichen parallel zueinander beabstandet und in ihrem Rotationszentrum mit einer Windöffnung (25) versehen sind und wobei die Steigleitungen (10) sich im wesentlichen parallel zu der Rotationsachse (7) erstrecken, die Schleuderscheiben (9) durchdringen, im Bereich von Oberflächen von Schleuderscheiben (10) mit Austrittsöffnungen (26) versehen sind und an ihrem dem Flüssigkeitsreservoir (4) zugewandten Ende mit Reinigungsfluid (5) in Kontakt stehen.
2. Luftwäscher gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsverband (6) einen trichterartigen Speiser (11) mit einem Zulauf (20) und einem Speisbecken (21 ) umfasst, wobei zumindest das Speisbecken (21 ) längs der Rotationsachse (7) in Kammern (23) unterteilt ist, in welche die Steigleitungen (10) mit ihrem dem Flüssigkeitsreservoir (4) zugewandten Ende hineinreichen.
3. Luftwäscher gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Filterelement (24), welches die dem Flüssigkeitsreservoir (4) zugewandten Enden der Steigleitungen (10) umschließt.
4. Luftwäscher gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein s Filterelement (24), welches den Speiser (11) umschließt.
5. Luftwäscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Zuluftführung (19), die den Strom der Zuluft (16) innerhalb des Luftwäschers (0) isoliert und sich vom Lufteinlauf (17) bis zu der Schleuderscheibe (18) erstreckt, die dem Lufteinlauf (17) am nächsten liegt.
0
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