WO2008031606A1 - Reinigungsmodul zum reinigen und befeuchten von luft - Google Patents

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WO2008031606A1 PCT/EP2007/008014 EP2007008014W WO2008031606A1 WO 2008031606 A1 WO2008031606 A1 WO 2008031606A1 EP 2007008014 W EP2007008014 W EP 2007008014W WO 2008031606 A1 WO2008031606 A1 WO 2008031606A1
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Thomas Rotter
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/84—Biological processes
    • B01D53/85—Biological processes with gas-solid contact
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D2259/4508—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for cleaning air in buildings
    • 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
    • F24F2006/005—Air-humidification, e.g. cooling by humidification using plants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning module for use in a device with a hydroponic culture for cleaning and humidifying air in rooms, in particular in living spaces.
  • a disadvantage of such air cleaning devices is that the granules are heavily polluted and dry out in the medium term because of the direct supply of contaminated ambient air into the hydroponic culture. Both soiling and dehydration have a detrimental effect on the growth of the plants and the micro-life in the granules of the hydroponic culture, whereby the granules have a filtering effect with respect to the dust or dirt particles of the ambient air and biodegrade the filtered contaminations.
  • the present invention has for its object to provide a device with a hydroponic culture for cleaning and humidifying air in rooms, especially in living spaces, in which the medium-term contamination and dehydration of the granules is omitted and which is also inexpensive and efficient.
  • the present invention has for its object to provide a method for cleaning and humidifying ambient air.
  • the device according to the invention for cleaning and humidifying air comprises a plant vessel and a substrate of a liquid or solid substance underlying it for at least one plant, at least one plant rooted in the substrate, and a cleaning module arranged in the plant vessel ,
  • the cleaning module of the device comprises a cleaning container having a first opening for supplying the water in the substrate by means of a water pump unit and supplying contaminated ambient air by means of a suction unit, wherein a cleaning unit made of a hydrophilic, i. water wettable material is used as a filter on which forms a substantially continuous water film for pre-filtering and moistening the sucked ambient air when feeding the water, and at the passage of which the water mixed with the ambient air.
  • the cleaning container comprises a second opening, via which the water supplied to the cleaning container flows into the plant container. In principle, a drain line can also be discharged from this opening and open into the substrate.
  • the cleaning container comprises a third opening for discharging the contaminated ambient air supplied to the cleaning container by means of the suction unit, wherein the suction unit presses the ambient air into the substrate via the third opening.
  • the cleaning module of the device according to the invention also comprises a water pump unit for conveying the water from the substrate into the cleaning module and a suction unit for supplying and discharging the contaminated ambient air, the suction unit basically inside (downstream of the filter) or outside (upstream) the filter) of the cleaning tank can be arranged.
  • An advantage of the device according to the invention is that it pre-cleans or prefilters the cleaned, sucked ambient air by means of the water film on the cleaning unit acting as a filter, i. freed from coarse dust particles, and on the other hand moistened before it introduces the ambient air in the substrate of the hydroponic or depresses.
  • This counteracts the aforementioned medium-term contamination and drying of the substrate, since the water / air mixture can condense in the form of fine droplets on the substrate.
  • the device returns the enriched in the cleaning tank with the contaminated ambient air water back into the substrate to finally get rid of it by the substrate as the main and final filter biologically largely from the impurities.
  • the described cleaning and moistening process of the ambient air is an iterative process whose effect will only become noticeable to the user of the device after some time.
  • FIG. 1a shows a first perspective illustration of a device according to the invention for cleaning and humidifying air
  • FIG. 1 b shows a second perspective illustration of the same device according to the invention
  • Figure 2 is a sectional view of the illustrated in Figures 1 and 2, the inventive device and
  • FIG. 3 shows a sectional view of a further embodiment of the device according to the invention with suction device arranged upstream of the filter.
  • a plant vessel 2 of a hydroponic plant 6 together with a culture pot 5 is arranged on the vessel bottom 2b and thereby inserted into a substrate 4 made of a solid, structurally stable substance, preferably expanded clay, with water 4b in the substrate 4.
  • a cleaning module according to the invention is preferably arranged in the plant vessel 2 on the vessel bottom 2b next to the plant 6 and likewise inserted into the substrate 4.
  • the cleaning module does not have to be arranged completely, ie with all its components in the plant vessel 2.
  • Embodiments of the device according to the invention in which individual components of the cleaning module are arranged outside the plant vessel 2 are also conceivable.
  • the cleaning module comprises a multi-part cleaning container 8 with a first, in the position of use top cover 8a and first container part; a second, in the use position upper container part 8b, on which the cover 8a is arranged; a third, in the position of use middle container part 8c and second, in the position of use middle lid on which the second container part 8b is arranged together with cover 8a, and a fourth, in the position of use lower container part 8d, on which the middle lid 8c including construction is arranged.
  • the first, second and third container part form a first container space
  • the third and the fourth container part form a second container space, wherein both container spaces are separated from each other by the middle lid 8c.
  • the fourth container part 8d is expediently provided at its lower end in the position of use on two opposite sides with air outlet slots for removing ambient air.
  • this fourth container part 8d could also be provided with legs and instead of the lateral air outlet slots with formed at the bottom of the container part 8d air outlet slots.
  • a source stone 28 is advantageously arranged on the lid 8a, which is connected to a water pump unit 22 arranged in the fourth container part 8d in the region near the bottom of the plant container 2, the water pump unit 22 projecting into the water 4b located in the substrate 4.
  • the water line 24 extends from the water pump unit 22 through an opening in the middle lid 8c and an opening in the upper lid 8a to the spring stone 28 and its inner water pipe 26th
  • a further opening 10 is provided, into which a cleaning unit 12, acting as a filter, of a water-wettable material is inserted.
  • two further openings 14 and 18 are provided in the middle lid 8c, wherein a discharge line 16 expediently integrally formed integrally with the middle lid 8c discharges from the opening 14 and opens into the substrate 4, whereas a suction unit 20 is preferably inserted into the third opening 18 is.
  • the suction unit 20 can also be located outside the cleaning container 8, for example above the cleaning unit 12, i. be arranged in the flow direction of the ambient air in front of the cleaning unit 12.
  • the cleaning unit 12 does not have to be concave with respect to the cleaning container 8, as shown in the present exemplary embodiment. Rather, a convex, i. based on the cleaning container 8 raised training of the cleaning unit 12 conceivable, which expediently takes the place of the source stone 28 and in turn has a water outlet 30 which is connected to the water line 24.
  • the cleaning unit 12 preferably comprises stainless steel fibers in fabric form. In principle, however, natural or artificial fibers for the cleaning unit 12 are conceivable.
  • the fibers thereby form a mesh size of 0.1 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm, in particular 0.2 to 0.4 mm.
  • the diameter of the fibers can be 0.05 to 1.5 mm.
  • the suction power of the suction unit 20 is 10 to 100m 3 air / h, preferably 25 to 60m 3 air / h, in particular about 50m 3 air / h.
  • the pumping capacity of the water pump unit is 1 to 5 L / min, preferably 2 to 4 L / min.
  • the water pump unit 22 requests the water 4b located in the substrate 4 via the water line 24 to the water outlet 30 of the source stone 28 to drain the water 4b along the source stone 28 to the upper side of the upper cover 8a in the position of use.
  • the lid 8a is designed in such a way that it supplies the water 4b to the opening 10 with the filtering cleaning unit 12 inserted therein and allows it to flow into it. In this case, a largely continuous water film is formed on the filter of the cleaning unit 12.
  • the suction unit 20 sucks the contaminated ambient air to be cleaned through the cleaning unit 12 into the first tank space of the cleaning module.
  • the water film filters out the ambient air on the one hand, i. frees the ambient air from coarse dust or dirt particles, and on the other hand enriches the ambient air with water, i. moistens the sucked in ambient air.
  • the suction unit 20 sucks the sucked in the first container space, prefiltered and humidified ambient air through the opening 18 and at the same time in the second container space of the cleaning module. For this second container space, the suction unit 20 presses the ambient air through the said air outlet slots of the fourth container part 8d in the near-bottom region of the plant vessel into the substrate 4 and supplies the substrate with sufficient air and moisture.
  • the ambient air penetrates the substrate 4 to the outside.
  • the height of the substrate in the plant container is designed so that the filtered air is passed through the interstices of the expanded clay to the outside and thereby comes into contact with the surface of the expanded clay. Surface contact initiates condensation of the water, i. larger droplets from the air / water mixture are removed. Through this aqueous condensate film and the water in the sump, the air is again enriched with water vapor, so that the entire environment adjusts to a pleasant relative humidity of 50-65%.
  • the suction process enriches the water flowing into the first container space of the cleaning module with contaminated ambient air, wherein the enrichment of the water with contaminated ambient air both at the cleaning unit 12 acting as a filter itself and in the flow direction of the Ambient air takes place immediately behind the cleaning unit 12 when the water film breaks down into individual drops of water.
  • the water flows back through the opening 14 and the line 16 into the plant vessel 2, where it is finally freed from the substrate 4 as a main or final filter as far as possible from the biological contaminants.
  • FIG. 3 shows a second embodiment in which the suction unit is arranged outside the cleaning tank 8 and above the cleaning unit 12.
  • the suction unit 20 usually a fan
  • the cleaning container 8 which is open both at its upper and at its lower end, directly in the water 14 and there takes the water pump unit 22 in its interior.
  • the upper end of the cleaning container 8 is guided over the substrate 4, which surrounds the cleaning container 8 on all sides.
  • the cleaning container 8 has a substantially horizontally extending bottom 36, in which the first opening 10 is embedded with the filter 12.
  • the suction unit 20 is by means of a closed bell-shaped wall, which may optionally have openings for the regulation of the air on.
  • the water pipe 24 passes through the annular bottom 36, on the surface of which water is pumped by means of the water pump 22.
  • the opening 10 is surrounded on the bottom 36 with an annular wall 40 so that an annular water reservoir 42 can form on the ground. This reservoir 42 equalizes the flow of water to the filter 12.
  • the effect of the suction unit 20 is shown by the arrows in FIG. So it sucks the suction unit 20 ambient air and pushes them through the water wetted filters 12. A water / air mixture is formed entraining the contaminated particles, with most of the droplets falling into the sump through the second opening 14.
  • the air flows downstream of the filter 12 through the third openings 18, which are provided in the cleaning tank 8, in the substrate 4, which serves on the one hand as a condensing agent for entrained water droplets and on the other hand to enrich the air with water vapor.
  • the finely divided substrate in the form of expanded clay particles is coated with a water film, which evaporates the water in the form of water vapor due to the large surface of the expanded clay when passing air.
  • the air escapes from the substrate it is saturated with water vapor, which causes the relative humidity of dry rooms to increase gradually, with a constant value between 50 and 65%, which is very pleasant.
  • An advantage of the device according to the invention is that it pre-cleans or prefilters the cleaned, sucked ambient air by means of the water film on the cleaning unit 12 functioning as a filter on the one hand. freed from coarse dust particles, and on the other hand moistened before it introduces or compresses the ambient air in the substrate 4 of the hydroponic culture. This counteracts the aforementioned medium-term heavy pollution and drying of the substrate 4. By preventing dehydration, the organic life in the substrate 4 does not die off.
  • the device returns the enriched in the cleaning tank 8 with the contaminated ambient air water back into the substrate 4, to finally free it by means of the substrate 4 as a main or final filter biologically as far as possible from the impurities.
  • the described cleaning and moistening process of the ambient air is an iterative process whose effect will only become noticeable to the user of the device after some time.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Hydrokultur zum Reinigen und Befeuchten von Luft in Räumen, insbesondere in Wohnräumen, ein Reinigungsmodul zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen und Befeuchten von Luft. Die Vorrichtung umfasst ein Pflanzengefäß (2) und ein sich darin befindendes Substrat (4) aus einer flüssigen oder festen Substanz als Untergrund für mindestens eine Pflanze, mindestens eine Pflanze (6), die im Substrat (4) eingewurzelt ist, und ein Reinigungsmodul, das im Pflanzengefäß (2) angeordnet ist.

Description

Reinigungsmodul zum Reinigen und Befeuchten von Luft
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsmodul zur Verwendung in einer Vorrichtung mit einer Hydrokultur zum Reinigen und Befeuchten von Luft in Räumen, insbesondere in Wohnräumen.
Bekannt sind Luftreinigungsvorrichtungen mit einer Hydrokultur für Wohnräume, welche die zu reinigende, kontaminierte Umgebungsluft ansaugen und ohne Vorreinigung in das Substrat der Hydrokultur, das Aktivkohle enthalten kann, einleiten. Dabei saugen diese Vorrichtungen mittels eines Ventilators, der beispielsweise seitlich am Pflanzengefäß der Hydrokultur angebracht ist, die Umgebungsluft an und führen diese entweder von der Seite oder von unten dem Pflanzengefäß mit dem sich darin befindenden Granulat zu, in dem die Hydrokultur eingewurzelt ist.
Nachteilig an derartigen Luftreinigungsvorrichtungen ist, dass das Granulat wegen der unmittelbaren Zuführung der kontaminierten Umgebungsluft in die Hydrokultur mittelfristig stark verschmutzt und austrocknet. Sowohl die Verschmutzung als auch die Austrocknung wirken sich nachteilig auf das Wachstum der Pflanzen und das Mikroleben im Granulat der Hydrokultur aus, wobei das Granulat in Bezug auf die Staub- bzw. Schmutzpartikel der Umgebungsluft filternd wirkt und die gefilterten Kontaminationen biologisch abbaut.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einer Hydrokultur zum Reinigen und Befeuchten von Luft in Räumen, insbesondere in Wohnräumen, bereitzustellen, bei der die mittelfristige Verschmutzung und Austrocknung des Granulats unterbleibt und die zugleich kostengünstig und effizient ist.
Außerdem liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsmodul zur Verwendung im Pflanzengefäß einer solchen Vorrichtung bereitzustellen. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Reinigen und Befeuchten von Umgebungsluft bereitzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen und Befeuchten von Luft umfasst ein Pflanzengefäß und ein sich darin befindendes Substrat aus einer flüssigen oder festen Substanz als Untergrund für mindestens eine Pflanze, mindestens eine Pflanze, die im Substrat eingewurzelt ist, und ein Reinigungsmodul, das im Pflanzengefäß angeordnet ist.
Das Reinigungsmodul der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst einen Reinigungsbehälter, der eine erste Öffnung zum Zuführen des sich im Substrat befindenden Wassers mittels einer Wasserpumpeneinheit und zum Zuführen von kontaminierter Umgebungsluft mittels einer Ansaugeinheit umfasst, wobei in die Öffnung eine Reinigungseinheit aus einem hydrophilen, d.h. mit Wasser benetzbaren Material als Filter eingesetzt ist, an dem sich beim Zuführen des Wassers ein weitgehend durchgehender Wasserfilm zum Vorfiltern und zum Befeuchten der angesaugten Umgebungsluft bildet, und bei dessen Passage das Wasser mit der Umgebungsluft vermischt. Weiterhin umfasst der Reinigungsbehälter eine zweite Öffnung, über die das dem Reinigungsbehälter zugeführte Wasser in das Pflanzengefäß abfließt. Grundsätzlich kann auch von dieser Öffnung eine Abflussleitung abführen und in das Substrat münden. Ferner umfasst der Reinigungsbehälter eine dritte Öffnung zum Abführen der dem Reinigungsbehälter zugeführten, kontaminierten Umgebungsluft mittels der Ansaugeinheit, wobei die Ansaugeinheit die Umgebungsluft über die dritte Öffnung in das Substrat eindrückt.
Das Reinigungsmodul der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst zudem eine Wasserpumpeneinheit zum Fördern des Wassers aus dem Substrat in das Reinigungsmodul und eine Ansaugeinheit zum Zu- und Abführen der kontaminierten Umgebungsluft, wobei die Ansaugeinheit grundsätzlich innerhalb (stromab des Filters) oder außerhalb (stromauf des Filters) des Reinigungsbehälters angeordnet sein kann.
Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass sie die zu reinigende, angesaugte Umgebungsluft mittels des Wasserfilmes an der als Filter fungierenden Reinigungseinheit einerseits vorreinigt bzw. vorfiltert, d.h. von groben Staubpartikeln befreit, und andererseits befeuchtet, bevor sie die Umgebungsluft in das Substrat der Hydrokultur einleitet bzw. eindrückt. Dies wirkt der eingangs genannten mittelfristig starken Verschmutzung und Austrocknung des Substrates entgegen, da das Wasser/Luft- Gemisch in Form von feinen Tröpfchen an dem Substrat kondensieren kann. Durch die Unterbindung der Austrocknung stirbt das sich im Substrat befindende Bioleben nicht ab. Andererseits führt die Vorrichtung das im Reinigungsbehälter mit der kontaminierten Umgebungsluft angereicherte Wasser in das Substrat zurück, um es schließlich mittels des Substrats als Haupt- bzw. Endfilter biologisch weitestgehend von den Verunreinigungen zu befreien. Der beschriebene Reinigungs- und Befeuchtungsprozess der Umgebungsluft ist ein iterativer Prozess, dessen Wirkung erst nach einiger Zeit für den Verwender der Vorrichtung spürbar wird.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung mit Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur Ia eine erste perspektivische Abbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen und Befeuchten von Luft,
Figur Ib eine zweite perspektivische Abbildung derselben erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 2 eine Schnittdarstellung der in den Figuren 1 und 2 abgebildeten, erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Figur 3 eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit stromauf des Filters angeordneter Ansaugvorrichtung. In einem Pflanzengefäß 2 einer Hydrokultur ist eine Pflanze 6 samt Kulturtopf 5 auf dem Gefäßboden 2b angeordnet und dabei in ein Substrat 4 aus einer festen, strukturstabilen Substanz, vorzugsweise Blähton, eingelegt, wobei sich im Substrat 4 Wasser 4b befindet. Ein erfindungsgemäßes Reinigungsmodul ist vorzugsweise im Pflanzengefäß 2 auf dem Gefäßboden 2b neben der Pflanze 6 angeordnet und ebenfalls in das Substrat 4 eingelegt. Grundsätzlich muss das Reinigungsmodul nicht gänzlich, d.h. mit all seinen Komponenten im Pflanzengefäß 2 angeordnet sein. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der einzelne Komponenten des Reinigungsmoduls außerhalb des Pflanzengefäßes 2 angeordnet sind, sind ebenfalls denkbar.
Das erfindungsgemäße Reinigungsmodul umfasst einen mehrteiligen Reinigungsbehälter 8 mit einem ersten, in der Gebrauchslage oberen Deckel 8a bzw. ersten Behälterteil; einem zweiten, in der Gebrauchslage oberen Behälterteil 8b, auf dem der Deckel 8a angeordnet ist; einem dritten, in der Gebrauchslage mittleren Behälterteil 8c bzw. zweiten, in der Gebrauchslage mittleren Deckel, auf dem der zweite Behälterteil 8b samt Deckel 8a angeordnet ist, und einen vierten, in der Gebrauchslage unteren Behälterteil 8d, auf dem der mittlere Deckel 8c samt Aufbau angeordnet ist. Dabei bilden der erste, zweite und der dritte Behälterteil einen ersten Behälterraum, während der dritte und der vierte Behälterteil einen zweiten Behälterraum bilden, wobei beide Behälterräume durch den mittleren Deckel 8c voneinander getrennt sind. Der vierte Behälterteil 8d ist zweckmäßigerweise an seinem in der Gebrauchslage unteren Ende an zwei gegenüberliegenden Seiten mit Luftaustrittsschlitzen zum Abfuhren von Umgebungsluft versehen. Alternativ dazu könnte dieser vierte Behälterteil 8d auch mit Beinen versehen sein und anstelle der seitlichen Luftaustrittsschlitze mit am Boden des Behälterteils 8d ausgebildeten Luftaustrittsschlitzen.
Auf dem Deckel 8a ist vorteilhafterweise ein Quellstein 28 angeordnet, der mit einer im vierten Behälterteil 8d, im bodennahen Bereich des Pflanzengefäßes 2 angeordneten Wasserpumpeneinheit 22 über eine Wasserleitung 24 verbunden ist, wobei die Wasserpumpeneinheit 22 in das sich im Substrat 4 befindende Wasser 4b ragt. Die Wasserleitung 24 erstreckt sich von der Wasserpumpeneinheit 22 durch eine Öffnung im mittleren Deckel 8c und eine Öffnung im oberen Deckel 8a bis zum Quellstein 28 bzw. dessen innerer Wasserleitung 26.
Im oberen Deckel 8a ist eine weitere Öffnung 10 vorgesehen, in die eine als Filter fungierende Reinigungseinheit 12 aus einem mit wasservernetzbaren Material eingesetzt ist. Im mittleren Deckel 8c sind dagegen zwei weitere Öffnungen 14 und 18 vorgesehen, wobei von der Öffnung 14 vorzugsweise eine zweckmäßigerweise einstückig mit dem mittleren Deckel 8c ausgebildete Abflussleitung 16 abführt und in das Substrat 4 mündet, wohingegen in die dritte Öffnung 18 vorzugsweise eine Ansaugeinheit 20 eingesetzt ist. Grundsätzlich kann die Ansaugeinheit 20 auch außerhalb des Reinigungsbehälters 8, etwa oberhalb der Reinigungseinheit 12, d.h. in Strömungsrichtung der Umgebungsluft vor der Reinigungseinheit 12 angeordnet sein.
Grundsätzlich muss die Reinigungseinheit 12 nicht, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt, konkav in Bezug auf den Reinigungsbehälter 8 ausgebildet sein. Vielmehr ist auch eine konvexe, d.h. bezogen auf den Reinigungsbehälter 8 erhabene Ausbildung der Reinigungseinheit 12 denkbar, die zweckmäßigerweise an die Stelle des Quellsteins 28 tritt und ihrerseits einen Wasseraustritt 30 aufweist, der mit der Wasserleitung 24 verbunden ist.
Die Reinigungseinheit 12 weist vorzugsweise Edelstahlfasern in Gewebeform auf. Grundsätzlich sind aber auch natürliche oder künstliche Fasern für die Reinigungseinheit 12 denkbar. Die Fasern bilden dabei eine Maschenweite von 0,1 bis lmm, vorzugsweise 0,1 bis 0,5mm, insbesondere 0,2 bis 0,4mm. Der Durchmesser der Fasern kann 0,05 bis 1,5mm betragen. Die Saugleistung der Ansaugeinheit 20 beträgt 10 bis 100m3 Luft/h, vorzugsweise 25 bis 60m3 Luft/h, insbesondere ca. 50m3 Luft/h. Die Pumpleistung der Wasserpumpeneinheit beträgt 1 bis 5L/min, vorzugsweise 2 bis 4L/min.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Einzelnen erläutert. Die Wasserpumpeneinheit 22 fordert das sich im Substrat 4 befindende Wasser 4b über die Wasserleitung 24 bis zum Wasseraustritt 30 des Quellsteins 28, um das Wasser 4b am Quellstein 28 entlang auf die in der Gebrauchslage obere Seite des oberen Deckels 8a abfließen zu lassen. Der Deckel 8a ist dabei derart ausgebildet, dass er das Wasser 4b der Öffnung 10 mit der darin eingesetzten, filternden Reinigungseinheit 12 zuführt und in diese einfließen lässt. Dabei bildet sich am Filter der Reinigungseinheit 12 ein weitgehend durchgehender Wasserfilm.
Die Ansaugeinheit 20 saugt die zu reinigende, kontaminierte Umgebungsluft durch die Reinigungseinheit 12 in den ersten Behälterraum des Reinigungsmoduls ein. Dabei filtert der Wasserfilm die Umgebungsluft einerseits vor, d.h. befreit die Umgebungsluft von groben Staub- bzw. Schmutzpartikeln, und reichert die Umgebungsluft andererseits mit Wasser an, d.h. befeuchtet die angesaugte Umgebungsluft. Außerdem saugt die Ansaugeinheit 20 die in den ersten Behälterraum eingesaugte, vorgefilterte und befeuchtete Umgebungsluft über die Öffnung 18 ab und gleichzeitig in den zweiten Behälterraum des Reinigungsmoduls ein. Aus diesem zweiten Behälterraum drückt die Ansaugeinheit 20 die Umgebungsluft durch die besagten Luftaustrittsschlitze des vierten Behälterteils 8d im bodennahen Bereich des Pflanzengefäßes in das Substrat 4 ein und versorgt das Substrat dadurch mit ausreichend Luft und Feuchtigkeit. Schließlich durchdringt die Umgebungsluft das Substrat 4 nach außen. Die Höhe des Substrats im Pflanzengefaß ist so ausgelegt, dass die gefilterte Luft durch die Zwischenräume des Blähtons nach außen geführt wird und dabei mit der Oberfläche des Blähtons in Berührung kommt. Durch den Oberflächenkontakt wird eine Kondensatbildung des Wassers eingeleitet, d.h. größere Tröpfchen aus dem Luft/Wasser-Gemisch werden entfernt. Durch diesen wässrigen Kondensatfilm und das im Sumpf befindliche Wasser wird die Luft wieder mit Wasserdampf angereichert, so dass sich die gesamte Umgebung auf eine angenehme relative Luftfeuchtigkeit von 50-65 % einstellt.
Andererseits reichert der Ansaugvorgang das in den ersten Behälterraum des Reinigungsmoduls einfließende Wasser mit kontaminierter Umgebungsluft an, wobei die Anreicherung des Wassers mit kontaminierter Umgebungsluft sowohl an der als Filter fungierenden Reinigungseinheit 12 selbst als auch in Strömungsrichtung der Umgebungsluft unmittelbar hinter der Reinigungseinheit 12 beim Zerfallen des Wasserfilmes in einzelne Wassertropfen erfolgt. Das Wasser fließt über die Öffnung 14 und die Leitung 16 in das Pflanzengefäß 2 zurück, um dort schließlich vom Substrat 4 als Haupt- bzw. Endfilter biologisch weitestgehend von den Verunreinigungen befreit zu werden.
Im Falle der außerhalb des Reinigungsbehälters 8 und oberhalb der Reinigungseinheit 12 angeordneten Ansaugeinheit 20, wie dies in Figur 4 gezeigt ist, drückt diese die Umgebungsluft durch die Reinigungseinheit 12 in den Reinigungsbehälter 8 ein und aus diesem wieder raus.
In Figur 3 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt, bei der die Ansaugeinheit außerhalb des Reinigungsbehälters 8 und oberhalb der Reinigungseinheit 12 angeordnet ist. In diesem Fall saugt die Ansaugeinheit 20 (üblicherweise ein Ventilator) Umgebungsluft an und fördert diese von oben dem Filter 12 zu.
Dabei steht der Reinigungsbehälter 8, der sowohl an seinem oberen als auch an seinem unteren Ende offen ist, unmittelbar im Wasser 14 und nimmt dort die Wasserpumpeneinheit 22 in seinem Inneren auf. Das obere Ende des Reinigungsbehälters 8 ist über das Substrat 4 geführt, das den Reinigungsbehälter 8 allseits umgibt. In seinem Inneren weist der Reinigungsbehälter 8 einen im wesentlichen horizontal verlaufenden Boden 36 auf, in die die erste Öffnung 10 mit dem Filter 12 eingelassen ist. Auf dieser ringförmigen Fläche des Bodens 36 steht die Ansaugeinheit 20 mittels einer geschlossenen glockenförmigen Wand, die ggf. Durchbrechungen zur Regulierung der Luft aufweisen kann, auf. Weiterhin durchsetzt die Wasserleitung 24 den ringförmigen Boden 36, auf dessen Oberfläche mittels der Wasserpumpe 22 Wasser gepumpt wird. Vorteilhafterweise ist die Öffnung 10 auf dem Boden 36 mit einer ringförmigen Wand 40 umgeben, so dass sich auf dem Boden ein ringförmiges Wasserreservoir 42 bilden kann. Dieses Reservoir 42 vergleichmäßigt den Fluss des Wassers zum Filter 12.
Die Wirkung der Ansaugeinheit 20 ist mit Hilfe der Pfeile in Figur 4 dargestellt. Es saugt also die Ansaugeinheit 20 Umgebungsluft an und drückt diese durch das mit Wasser benetzte Filter 12. Es bildet sich ein Wasser/Luft-Gemisch, das die kontaminierten Partikel mitreißt, wobei der größte Teil der Tröpfchen in den Wassersumpf durch die zweite Öffnung 14 fällt. Die Luft strömt stromab des Filters 12 durch die dritten Öffnungen 18, die im Reinigungsbehälter 8 vorgesehen sind, in das Substrat 4, das einerseits als Kondensationsmittel für noch mitgerissene Wassertröpfchen und andererseits zur Anreicherung der Luft mit Wasserdampf dient. Infolgedessen überzieht sich das feinteilige Substrat in Form von Blähtonteilchen mit einem Wasserfilm, der aufgrund der großen Oberfläche des Blähtons beim Durchführen von Luft das Wasser in Form von Wasserdampf verdampft. Bei Austritt der Luft aus dem Substrat ist diese mit Wasserdampf gesättigt, was dazu führt, dass die relative Luftfeuchtigkeit von trocknen Räumen allmählich ansteigt, wobei sich ein konstanter Wert zwischen 50 und 65 % einstellt, was als sehr angenehm empfunden wird.
Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass sie die zu reinigende, angesaugte Umgebungsluft mittels des Wasserfilmes an der als Filter fungierenden Reinigungseinheit 12 einerseits vorreinigt bzw. vorfiltert, d.h. von groben Staubpartikeln befreit, und andererseits befeuchtet, bevor sie die Umgebungsluft in das Substrat 4 der Hydrokultur einleitet bzw. eindrückt. Dies wirkt der eingangs genannten mittelfristig starken Verschmutzung und Austrocknung des Substrates 4 entgegen. Durch die Unterbindung der Austrocknung stirbt das sich im Substrat 4 befindende Bioleben nicht ab. Andererseits führt die Vorrichtung das im Reinigungsbehälter 8 mit der kontaminierten Umgebungsluft angereicherte Wasser in das Substrat 4 zurück, um es schließlich mittels des Substrats 4 als Haupt- bzw. Endfilter biologisch weitestgehend von den Verunreinigungen zu befreien. Der beschriebene Reinigungs- und Befeuchtungsprozess der Umgebungsluft ist ein iterativer Prozess, dessen Wirkung erst nach einiger Zeit für den Verwender der Vorrichtung spürbar wird.

Claims

Patentansprüche:
1. Reinigungsmodul zum Reinigen und Befeuchten von Luft zur Verwendung in einem Pflanzengefäß (2) und einem sich darin befindenden Substrat (4) aus einer flüssigen oder festen Substanz als Untergrund für mindestens eine Pflanze, die im Substrat (4) eingewurzelt ist, aufweisend
eine Wasserpumpeneinheit (22), mit der Wasser (4b) aus dem Substrat (4) in das Reinigungsmodul förderbar ist, eine Ansaugeinheit (20), mit der kontaminierte Luft zuführbar ist, und
einen Reinigungsbehälter (8), der in das Pflanzengefäß (2) einsetzbar ist, eine erste Öffnung (10) zum Zuführen des sich im Substrat (4) befindenden Wassers (4b) mittels der Wasserpumpeneinheit (22) und zum Zuführen der kontaminierten Umgebungsluft mittels der Ansaugeinheit (20), wobei in die Öffnung (10) eine Reinigungseinheit (12) aus einem mit Wasser benetzbaren Material als Filter eingesetzt ist, auf dem sich beim Zuführen des Wassqrs (4b) ein weitgehend durchgehender Wasserfilm bildet und die durchgesaugte Umgebungsluft befeuchtet und somit mit Wasser anreichert,
eine zweite Öffnung (14), über die das der Reinigungseinheit zugeführte Wasser (4b) in das Pflanzengefäß (2) abfließen kann, und
ferner eine dritte Öffnung (18) aufweist, durch die die der Reinigungseinheit zugeführte, kontaminierte Umgebungsluft mittels der Ansaugeinheit (20) abführbar ist, wobei die Ansaugeinheit (20) die Umgebungsluft über die dritte Öffnung (18) in das Substrat (4) eindrücken kann.
2. Reinigungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Öffnung (10) eingesetzte Reinigungseinheit (12) eine in Bezug auf den Reinigungsbehälter konkav oder konvex ausgebildete Form aufweist.
3. Reinigungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugeinheit (20) in die dritte Öffnung (18) eingesetzt ist.
4. Reinigungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugeinheit (20) in ihrer Gebrauchslage in stromauf vor der ersten Öffnung (10) angeordnet ist.
5. Reinigungsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugeinheit (20) mittels einer glockenförmigen Wand (30) auf einem Boden (36) angeordnet ist, der im wesentlichen horizontal den Reinigungsbehälter (8) durchzieht und die erste Öffnung (10) aufweist, die über die Ansaugeinheit (20) mit der Umgebung in Strömungsverbindung steht.
6. Reinigungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (12) metallische, natürliche oder künstliche Fasern, insbesondere Edelstahlfasern mit einem Durchmesser der Fasern 0,05 bis 1,5 mm beträgt und eine Maschenweite von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm, insbesondere 0,2 bis 0,4 mm aufweist.
7. Reinigungsmodul nach einem der Ansprüche Ibis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugleistung der Ansaugeinheit (20) 10 bis 100m3 Luft/h, vorzugsweise 25 bis 60m3 Luft/h, insbesondere ca. 50m3 Luft/h beträgt.
8. Reinigungsmodul nach einem der Ansprüche 10 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpleistung der Wasserpumpeneinheit 1 bis 5L/min, vorzugsweise 2 bis 4L/min beträgt.
9. Vorrichtung zum Reinigen und Befeuchten von Luft mit
einem Pflanzengefäß (2) und einem sich darin befindenden Substrat (4) aus einer flüssigen oder festen Substanz als Untergrund für mindestens eine Pflanze, die im Substrat (4) eingewurzelt ist, einem im Pflanzengefäß (2) vorgesehenen Reinigungsmodul,
einer Wasserpumpeneinheit (22) zum Fördern von Wasser (4b) aus dem Substrat (4) in das Reinigungsmodul sowie einer Ansaugeinheit (20) zum Zufuhren von kontaminierter Luft,
wobei das Reinigungsmodul einen Reinigungsbehälter (8) aufweist, der eine erste Öffnung (10) zum Zufuhren des sich im Substrat (4) befindenden Wassers (4b) mittels der Wasserpumpeneinheit (22) und zum Zufuhren der kontaminierten Umgebungsluft mittels der Ansaugeinheit (20), wobei in die Öffnung (10) eine Reinigungseinheit (12) aus einem mit Wasser benetzbaren Material als Filter eingesetzt ist, auf dem sich beim Zuführen des Wassers (4b) ein weitgehend durchgehender Wasserfϊlm bildet, der die durchgesaugte Umgebungsluft befeuchtet und somit mit Wasser anreichert,
eine zweite Öffnung (14), über die das der Reinigungseinheit zugeführte Wasser (4b) in das Pflanzengefäß (2) abfließt, und
ferner eine dritte Öffnung (18) zum Abführen der der Reinigungseinheit zugeführten, kontaminierten Umgebungsluft mittels der Ansaugeinheit (20) aufweist, wobei die Ansaugeinheit (20) die Umgebungsluft über die dritte Öffnung (18) in das Substrat (4) eindrückt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine feste, strukturstabile Substanz, vorzugsweise Blähton ist.
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