WO2017121442A1 - Vorrichtung zur abscheidung ultrafeiner partikel (ufp) aus einem in kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlagen fliessenden luftstrom - Google Patents

Vorrichtung zur abscheidung ultrafeiner partikel (ufp) aus einem in kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlagen fliessenden luftstrom Download PDF

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Ralf MÖNKEMÖLLER
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Definitions

  • the invention relates to a device for the separation of ultrafine particles (UFP) from a flow of air flowing in motor vehicle ventilation and air conditioning systems.
  • UFP ultrafine particles
  • Air conditioning system arranged that even in üm Kunststoffchtiere beautiful the air flow repeatedly flows through this filter.
  • Air conditioning system ensures that with increasing duration of the air flow more and more of such fine dust is released.
  • the filters or conventionally used Feinstaubfil ⁇ ter evidence about the deposition of ultrafine particles (UFP) considerable shortcomings.
  • UFP ultrafine particles
  • the separation efficiency is comparatively low. This separation can only be raised stabili ⁇ hen if a greater pressure loss is accepted the filter or dust filter.
  • ultrafine particles UFP
  • electrostatic precipitation measures from industrial processes it is known to filter out ultrafine particles (UFP) by means of electrostatic precipitation measures from an air flow.
  • UFP ultrafine particles
  • the two-stage ar ⁇ BEITEN In a first stage, the ultrafine particles (UFP) are ionized, for example by means of a corona discharge, also by means of spray electrodes. As a result, the ultrafine particles (UFP) are charged with an electrical charge.
  • the electrically charged particles as described above pass through an electrode arrangement which is charged electrically in such a way that the charged dust particles attach to this electrode arrangement or the deposition electrode due to the electrical forces. Due to the below-mentioned disadvantageous aspects, electrostatic precipitators in the field of motor vehicle ventilation and air-conditioning systems have not been successful so far. On the one hand is in modern motor vehicles in the field of automotive ventilation and
  • the device for depositing ultrafine particles is designed as an electrostatic precipitator with a precipitation electrode to which ultrafine particles charged upstream in the electrostatic precipitator in the flow direction of the air flow can be applied, and in which the precipitating electrode of the electrostatic precipitator From- Sheath device is arranged with respect to an evaporator of the motor vehicle ventilation and air-conditioning system so that the collecting electrode is automatically cleaned by means of condensation arising on the evaporator.
  • the invention it is thus provided to use the condensate present on the evaporator for the purification of the collecting electrode.
  • the existing in all known motor vehicle ventilation and air conditioning evaporator cools and dehumidifies the air.
  • the precipitation electrode of the electrostatic precipitation device is geometrically arranged so that the condensate formed on the evaporator surface flows off via the precipitation electrode to a drain opening for the condensed water.
  • particulate matter deposited on the collecting electrode is bound into the condensed water and rinsed off with the condensation water.
  • an electrically conductive surface of the evaporator of the motor vehicle ventilation and air-conditioning system is designed as a precipitation electrode of the electrostatic precipitator.
  • the evaporator itself is used directly as a precipitation electrode.
  • the evaporator top surface is usually formed of a conductive metal.
  • an electrostatic precipitator can be integrated.
  • the electrically conductive surface of the evaporator is formed by deposited on the surface of the evaporator condensed water.
  • Air conditioning system acted upon by a high electrical potential and formed as an additional separation stage of the electrostatic precipitator.
  • the heat exchanger designed as an additional separation stage of the electrostatic precipitator is expediently arranged in the flow direction of the air flow downstream of the precipitation electrode.
  • the electrostatic precipitation device has a charging or spraying electrode by means of which the ultrafine particles (UFP) present in the air stream can be charged by a corona discharge, preferably in a positive manner.
  • UFP ultrafine particles
  • the collecting electrode of the electrostatic precipitator or of the is steamer negatively chargeable, wherein preferably the Aufla ⁇ dung to a negative level between -20kV and -50kV occurs.
  • the second separation stage or the heat exchanger is expediently rechargeable with a high electrical potential.
  • the second separation stage or heat exchanger is chargeable with a high negative electrical potential and the ultrafine particles (UFP) have been positively charged, further ultrafine particles can be trapped from the airflow at the heat exchanger.
  • UFP ultrafine particles
  • FIGURE shows an embodiment of a device according to the invention for the separation of ultrafine particles (UFP) from a in a motor vehicle ventilation and
  • FIG. 1 an essential for the present invention portion of a conventional in modern motor vehicles automotive ventilation and air conditioning system 1 is shown. Belongs to this motor vehicle ventilation and air conditioning system 1, an air duct 2, through which an air flow 3 and introduced into a not shown in the figure driving ⁇ convincing interior. The air flow 3 is generated or alsrech ⁇ tertainable by a fan 4 arranged in the air duct 2.
  • an evaporator 5 and a heat exchanger 6 of a heating system of the motor vehicle ventilation and air-conditioning installation 1 are provided in the air duct 2 of the motor vehicle ventilation and air-conditioning installation 1, where the air flow conveyed by the blower 4 through the air duct 2 3 flowed past.
  • the air flow 3 is cooled and dehumidified. In this case, moisture settles on the evaporator surface when the dew point is reached. This occurs regularly during normal operation of the motor vehicle ventilation and air-conditioning installation 1.
  • a drain opening 7 for condensed water is provided below the evaporator 5.
  • Motor vehicle ventilation and air conditioning system 1 is integrated an apparatus for the separation of ultrafine particles (UFP) from the air stream 3 flowing through the air duct 2.
  • This device for the separation of ultrafine particles (UFP) is designed in the case of the invention as an electrostatic precipitator 8.
  • electrostatic precipitator 8 includes a voltage source 9, by means of which in the figure only by an arrow shown charging or spraying electrode 10 is supplied with electrical energy. Through the charging or spraying electrode
  • a precipitation or deposition electrode 11 which is so chargeable by means of the voltage source 9, that the in the flow direction of the air flow 3 upstream of the precipitation or deposition electrode 11 arranged charging or spraying electrode belongs to the electrostatic Abscheidevor ⁇ direction 8 10 of the electrostatic precipitator 8 charged dust particles due to the acting electrical forces to the precipitation or deposition electrode 11 attach.
  • the precipitation or deposition electrode 11 can be used.
  • Such an arrangement of the precipitation electrode 11 ensures, during normal operation of the motor vehicle ventilation and air-conditioning system 1, that the precipitation electrode 11 is regularly cleaned, without it being necessary for this, a special operation with the motor vehicle or to visit a workshop.
  • its precipitation electrode 11 is formed by the evaporator surface 5 of the evaporator 5, which is usually formed of a conductive metal, and which can be electrically charged by means of the voltage source 9.
  • Air conditioning system 1 is equipped, can be equipped with the electrostatic precipitator 8 accordingly.
  • dust particles present in the air flow 3 are electrically, for example by means of a corona discharge, by means of the embodiment shown in the single figure in the flow direction of the air flow 3 downstream of the fan 4 charged.
  • the particles mentioned can be charged either positively or negatively.
  • the particles are charged positively, since then the breakdown voltage at the charging or spraying electrodes 10 is significantly greater than the breakdown voltage on technically comparable negatively charged charge or discharge electrodes 10.
  • the particles charged by means of the charging or spraying electrode 10 are arranged in the flow direction of the air stream 3 downstream, designed in the form of the evaporator surface of the evaporator 5 precipitation or deposition electrode 11 separated from the air stream 3 and attracted to the adhesion, rauss the evaporation or deposition electrode 11 ausgestaltende, consisting of an electrically conductive material evaporator surface of the evaporator 5 are charged by means of the voltage source with an opposite of the particles of the electrical potential. Accordingly, when the particles have been positively charged as described above, the evaporator surface must be negatively charged as much as possible so that an attraction force sufficient for attracting and adhering to the positively charged particles in the airflow 3 is exerted.
  • the evaporator surface forming the precipitation electrode 11 is charged to an electrical potential between -20 kV and -50 kV.
  • refrigerant lines are electrically conductively connected to the evaporator 5.
  • the evaporator 5 When the evaporator surface is heavily charged, the evaporator 5 must be electrically isolated from the rest of the motor vehicle and the motor vehicle ventilation and air-conditioning system 1.
  • a further improvement of the electrostatic precipitation device 8 according to the invention can be achieved if the heat exchanger 6 of the heating system of the motor vehicle ventilation and air-conditioning installation 1, which is always arranged downstream of the evaporator 5 in the flow direction of the air flow 3, is likewise charged with an electrical potential.
  • the heat exchanger 6 of the heating system of the motor vehicle ventilation and air-conditioning installation 1 which is always arranged downstream of the evaporator 5 in the flow direction of the air flow 3 is likewise charged with an electrical potential.
  • two different approaches are available.
  • the heat exchanger 6 is charged with the same polarity as the particles. For transported with the air flow 3 on the evaporator 5 over the smallest ultrafine particles then exert the exerted by the heat exchanger 6 repulsion forces an insurmountable hurdle. According to the second procedure, the heat exchanger 6 is charged with one of the opposite polarity of the particles. With the air stream 3 on the evaporator 5 over transported smallest ultrafine particles are then attached to the heat exchanger 6.

Abstract

Um bei einer Vorrichtung zur Abscheidung ultrafeiner Partikel (UFP) aus einem in Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlagen (1) fließenden Luftstrom (3) einen höheren Abscheidegrad für diese ultrafeinen Partikel (UFP) sicherzustellen, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zur Abscheidung als elektrostatische Abscheidevorrichtung (8) ausgebildet ist, mit einer Niederschlagselektrode (11), an der in der elektrostatischen Abscheidevorrichtung (8) in Strömungsrichtung des Luftstroms (3) stromauf aufgeladene ultrafeine Partikel anlagerbar sind, und dass die Niederschlagselektrode (11) der elektrostatischen Abscheidevorrichtung (8) in Bezug auf einen Verdampfer (5) der Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage (1) so angeordnet ist, dass die Niederschlagselektrode (11) mittels am Verdampfer (5) entstehenden Kondenswassers automatisch reinigbar ist.

Description

„Vorrichtung zur Abscheidung ultrafeiner Partikel (UFP) aus einem in Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlagen fließenden Luftstrom"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abscheidung ultrafeiner Partikel (UFP) aus einem in Kraftfahrzeugbe- lüftungs- und -klimatisierungsanlagen fließenden Luftstrom.
Es ist bekannt, dass Feinstäube gesundheitlich bedenklich sind. Je feiner diese Feinstäube sind, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich in der Lunge von Fahrzeuginsassen festsetzen und zu erheblichen Krankheiten führen.
Entsprechend rüsten Fahrzeughersteller seit geraumer Zeit ihre Kraftfahrzeuge mit immer besseren Filtern aus, um das Eindringen derartiger Feinstäube in den Innenraum von Kraftfahrzeugen zu verhindern. Die meisten dieser Filter sind darüber hinaus so innerhalb der Kraftfahrzeugsbelüftungs- und
-klimatisierungsanlage angeordnet, dass auch im ümluftbetrieb der Luftstrom immer wieder durch diesen Filter strömt. So wird im Umluftbetrieb der Kraftfahrzeugbelüftungs- und
-klimatisierungsanlage sichergestellt, dass mit zunehmender Zeitdauer der Luftstrom immer mehr von derartigen Feinstäuben befreit wird. Die herkömmlicherweise eingesetzten Filter bzw. Feinstaubfil¬ ter weisen jedoch hinsichtlich der Abscheidung ultrafeiner Partikel (UFP) erhebliche Defizite auf. In Bezug auf diese ultrafeinen Partikel (UFP) ist der Abscheidegrad vergleichs- weise gering. Dieser Abscheidegrad lässt sich nur dann erhö¬ hen, wenn am Filter bzw. am Feinstaubfilter ein größerer Druckverlust akzeptiert wird.
Aus industriellen Verfahren ist es bekannt, ultrafeine Parti- kel (UFP) mittels elektrostatischer Abscheidemaßnahmen aus einer Luftströmung herauszufiltern . Hierzu werden elektrosta¬ tische Abscheidevorrichtungen eingesetzt, die zweistufig ar¬ beiten. In einer ersten Stufe werden die ultrafeien Partikel (UFP) z.B. mittels einer Koronaentladung, auch mittels Sprüh- elektroden, ionisiert. Hierdurch werden die ultrafeinen Partikel (UFP) mit einer elektrischen Ladung beaufschlagt.
In einer zweiten Stufe der elektrostatischen Abscheidevorrichtung passieren die wie - vorstehend beschrieben - elekt- risch aufgeladenen Partikel eine Elektrodenanordnung, die e- lektrisch so aufgeladen ist, dass sich die geladenen Staubpartikel aufgrund der elektrischen Kräfte an dieser Elektrodenanordnung bzw. der Abscheideelektrode anlagern. Aufgrund der nachstehend erläuterten nachteiligen Aspekte haben sich elektrostatische Abscheidevorrichtungen im Bereich der Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlagen bisher nicht durchgesetzt. Zum einen ist in modernen Kraftfahrzeugen im Bereich der Kraftfahrzeugbelüftungs- und
-klimatisierungsanlage der Bauraum so beschränkt, dass die
Integration einer elektrostatischen Abscheidevorrichtung auf erhebliche Schwierigkeiten trifft. Ein weiteres ungelöstes Problem liegt in der Wartung einer elektrostatischen Abscheidevorrichtung. Eine solche elektrostatische Abscheidevorrichtung muss regelmäßig von den an ihr angelagerten Staubpartikeln befreit werden, um einen störungsfreien Betrieb der e- lektrostatischen Abscheidevorrichtung aufrecht zu erhalten. Eine solche regelmäßige Abtrennung angelagerter Staubpartikel steht dem grundsätzlichen Bestreben der Fahrzeughersteller entgegen, die Wartungsintervalle der Kraftfahrzeuge immer länger zu machen. Die aus industriellen Verfahren bekannten automatischen Reinigungsanlagen für derartige elektrostatische Abscheidevorrichtungen sind in einem Kraftfahrzeug nicht erwünscht und aus Gründen des technisch-wirtschaftlichen Aufwands auch nicht realisierbar. Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abscheidung ultrafeiner Partikel (UFP) aus einem in
Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlagen fließenden Luftstrom zur Verfügung zu stellen, bei der unter einem vertretbaren technisch-konstruktiven und wirtschaftlichen
Aufwand eine erhebliche Erhöhung des Abscheidegrades für ultrafeine Partikel (UFP) realisierbar und ein höherer Druckverlust innerhalb der Kraftfahrzeugbelüftungs- und
-klimatisierungsanlage vermeidbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur Abscheidung ultrafeiner Partikel (UFP) als elektrostatische Abscheidevorrichtung ausgebildet ist, mit einer Niederschlagselektrode, an der in der elektrostatischen Abscheidevorrichtung in Strömungsrichtung des Luftstroms stromauf aufgeladene ultrafeine Partikel anlagerbar sind, und dass die Niederschlagselektrode der elektrostatischen Ab- Scheidevorrichtung in Bezug auf einen Verdampfer der Kraft- fahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage so angeordnet ist, dass die Niederschlagselektrode mittels am Verdampfer entstehenden Kondenswassers automatisch reinigbar ist. Erfin- dungsgemäß ist somit vorgesehen, das am Verdampfer vorhandene Kondenswasser für die Reinigung der Niederschlagselektrode einzusetzen. Der in allen bekannten Kraftfahrzeugbelüftungsund -klimatisierungsanlagen vorhandene Verdampfer kühlt und entfeuchtet die Luft. Wenn auf der Verdampferoberflache der Taupunkt unterschritten wird, was im üblichen Betrieb regelmäßig vorkommt, schlägt sich Feuchtigkeit auf der Verdampferoberfläche nieder. Erfindungsgemäß ist die Niederschlagselektrode der elektrostatischen Abscheidevorrichtung geometrisch so angeordnet, dass das an der Verdampferoberfläche entstehende Kondenswasser über die Niederschlagselektrode zu einer AblaufÖffnung für das Kondenswasser abfließt. Hier- bei wird an der Niederschlagselektrode angelagerter Feinstaub in das Kondenswasser eingebunden und mit dem Kondenswasser abgespült. Somit wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene An- Ordnung der Niederschlagselektrode sichergestellt, dass, ohne dass hierfür eine Werkstatt oder ein Spezialbetrieb aufgesucht werden müsste, die Niederschlagselektrode regelmäßig gereinigt wird. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheidevorrichtung ist eine elektrisch leitende Oberfläche des Verdampfers der Kraftfahrzeugbelüf- tungs- und -klimatisierungsanlage als Niederschlagselektrode der elektrostatischen Abscheidevorrichtung ausgebildet. Hier- durch wird quasi der Verdampfer selbst unmittelbar als Niederschlagselektrode verwendet. Dies ist ohne großen technisch-konstruktiven Aufwand möglich, da die Verdampferober- fläche üblicherweise aus einem leitenden Metall ausgebildet ist. Hierdurch können auch sämtliche hinsichtlich des Bauraums existenten Probleme gelöst werden. Mit dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheidevor- richtung ist erreichbar, dass in nahezu jedem mit einer
Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage ausgerüsteten Kraftfahrzeug eine elektrostatische Abscheidevorrichtung integriert werden kann. Vorteilhaft ist die elektrisch leitende Oberfläche des Verdampfers durch auf der Oberfläche des Verdampfers niedergeschlagenes Kondenswasser gebildet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen elektrostatischen Abscheidevorrichtung ist ein Wärmetauscher der Kraftfahrzeugbelüftungs- und
-klimatisierungsanlage mit einem hohen elektrischen Potential beaufschlagbar und als zusätzliche Abscheidestufe der elektrostatischen Abscheidevorrichtung ausgebildet.
Der als zusätzliche Abscheidestufe der elektrostatischen Abscheidevorrichtung ausgebildete Wärmetauscher ist zweckmäßigerweise in Strömungsrichtung des Luftstroms stromab der Niederschlagselektrode angeordnet.
Vorteilhaft weist die elektrostatische Abscheidevorrichtung eine Lade- bzw. Sprühelektrode auf, mittels der die im Luftstrom vorhandenen ultrafeinen Partikel (UFP) durch eine Koronaentladung, vorzugsweise positiv, aufladbar sind.
Entsprechend ist es zweckmäßig, wenn die Niederschlagselektrode der elektrostatischen Abscheidevorrichtung bzw. der Ver- dampfer negativ aufladbar ist, wobei vorzugsweise die Aufla¬ dung auf ein negatives Niveau zwischen -20kV und -50kV erfolgt . Die zweite Abscheidestufe bzw. der Wärmetauscher ist zweckmäßigerweise mit einem hohen elektrischen Potential aufladbar.
Wenn die zweite Abscheidestufe bzw. der Wärmetauscher mit einem hohen negativen elektrischen Potential aufladbar ist und die ultrafeinen Partikel (UFP) positiv aufgeladen worden sind, können am Wärmetauscher weitere ultrafeine Partikel aus dem Luftstrom eingefangen werden.
Wenn die zweite Abscheidestufe bzw. der Wärmetauscher und die ultrafeinen Partikel mit einem hohen positiven elektrischen Potential aufgeladen sind, stellt der Wärmetauscher für die ultrafeinen Partikel aufgrund der wirkenden Abstoßungskräfte eine unüberwindbare Hürde dar. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Deren einzige Figur zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abscheidung ultrafeiner Partikel (UFP) aus einem in einer Kraftfahrzeugbelüftungs- und
-klimatisierungsanlage fließenden Luftstrom.
In der einzigen Figur ist ein für die vorliegende Erfindung wesentlicher Teilabschnitt einer in modernen Kraftfahrzeugen üblichen Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage 1 dargestellt. Zu dieser Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage 1 gehört ein Luftkanal 2, durch den hindurch ein Luftstrom 3 geführt und in einen in der Figur nicht dargestellten Fahr¬ zeuginnenraum eingeleitet wird. Der Luftstrom 3 ist durch ein im Luftkanal 2 angeordnetes Gebläse 4 erzeug- bzw. aufrech¬ terhaltbar .
Stromab des Gebläses 4 sind im Luftkanal 2 der Kraftfahrzeug- belüftungs- und -klimatisierungsanlage 1 ein Verdampfer 5 und ein Wärmetauscher 6 einer Heizungsanlage der Kraftfahrzeugbe- lüftungs- und -klimatisierungsanlage 1 vorgesehen, an denen der mittels des Gebläses 4 durch den Luftkanal 2 geförderte Luftstrom 3 vorbeiströmt. Mittels des Verdampfers 5 der Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage 1 wird der Luftstrom 3 gekühlt und entfeuchtet. Hierbei schlägt sich Feuchtigkeit auf der Verdampferoberfläche nieder, wenn der Taupunkt unterschritten wird. Dies kommt im üblichen Betrieb der Kraftfahrzeugbelüf- tungs- und -klimatisierungsanlage 1 regelmäßig vor. Um die auf der Verdampferoberfläche niedergeschlagene Feuchtigkeit bzw. das daraus resultierende Kondenswasser aus der Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage 1 abzuführen, ist unterhalb des Verdampfers 5 eine AblaufÖffnung 7 für Kon- denswasser vorgesehen.
In die in der einzigen Figur hinsichtlich ihres für die vorliegende Erfindung wesentlichen Teilabschnitts gezeigte
Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage 1 integ- riert ist eine Vorrichtung zur Abscheidung ultrafeiner Partikel (UFP) aus dem den Luftkanal 2 durchströmenden Luftstrom 3. Diese Vorrichtung zur Abscheidung ultrafeiner Partikel (UFP) ist im Falle der Erfindung als elektrostatische Abscheidevorrichtung 8 ausgestaltet. Zu dieser elektrostatischen Abscheidevorrichtung 8 gehört eine Spannungsquelle 9, mittels der eine in der Figur lediglich durch einen Pfeil dargestellte Lade- bzw. Sprühelektrode 10 mit elektrischer Energie versorgbar ist. Durch die Lade- bzw. Sprühelektrode
10 werden im Luftstrom 3 vorhandene Staubpartikel - auch ultrafeine Partikel (UFP) - z.B. mittels einer Koronaentladung ionisiert, wodurch sie mit einer elektrischen Ladung beauf- schlagt werden.
Des Weiteren gehört zu der elektrostatischen Abscheidevor¬ richtung 8 eine Niederschlags- bzw. Abscheidelektrode 11, die mittels der Spannungsquelle 9 so aufladbar ist, dass die in der in Strömungsrichtung des Luftstroms 3 stromauf der Niederschlags- bzw. Abscheideelektrode 11 angeordnete Lade- bzw. Sprühelektrode 10 der elektrostatischen Abscheidevorrichtung 8 aufgeladenen Staubpartikel aufgrund der wirkenden elektrischen Kräfte an der Niederschlags- bzw. Abscheidelektrode 11 anlagern.
Wesentlich im Falle der erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheidevorrichtung 8 zur Abscheidung auch der ultrafeinen Partikel (UFP) aus dem den Luftkanal 2 durchströmenden Luft- ström 3 ist, dass das am Verdampfer 5 der Kraftfahrzeugbelüf- tungs- und -klimatisierungsanlage 1 entstehende Kondenswasser für die Reinigung der Niederschlags- bzw. Abscheideelektrode
11 genutzt werden kann. Hierzu ist es an sich lediglich erforderlich, die Niederschlags bzw. Abscheideelektrode 11 geometrisch bzw. räumlich so anzuordnen, so dass das am Verdampfer 5 anfallende Kon- denswasser auf seinem Weg zur AblaufÖffnung 7 über die Niederschlags- bzw. Abscheideelektrode 11 fließt und dabei die dort abgelagerten Feinstaubpartikel aufnimmt, einbindet und abspült. Durch eine solche Anordnung der Niederschlags- bzw. Abscheideelektrode 11 wird im normalen Betrieb der Kraftfahr- zeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage 1 sichergestellt, dass die Niederschlags- bzw. Abscheideelektrode 11 regelmäßig gereinigt wird, ohne dass es hierfür erforderlich wäre, mit dem Kraftfahrzeug einen Spezialbetrieb oder eine Werkstatt aufzusuchen.
Bei der in der einzigen Figur gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheidevorrichtung 8 ist deren Niederschlags- bzw. Abscheideelektrode 11 durch die üblicherweise aus einem leitenden Metall ausgebildete Verdampferoberfläche des Verdampfers 5 selbst ausgestaltet, die mittels der Spannungsquelle 9 elektrisch aufladbar ist.
Hierdurch ist für die Niederschlags- bzw. Abscheideelektrode 11 der elektrostatischen Abscheidevorrichtung 8 keinerlei zusätzlicher Stauraum erforderlich. Praktisch jedes Kraftfahrzeug, das mit einer Kraftfahrzeugbelüftungs- und
-klimatisierungsanlage 1 ausgerüstet ist, kann entsprechend mit der elektrostatischen Abscheidevorrichtung 8 ausgerüstet werden.
Im Betrieb der elektrostatischen Abscheidevorrichtung 8 werden im Luftstrom 3 vorhandene - auch ultrafeine - Staubpartikel mittels der im in der einzigen Figur dargestellten Aus- führungsbeispiel in Strömungsrichtung des Luftstroms 3 stromab des Gebläses 4 angeordneten Lade- bzw. Sprühelektrode 10, z.B. mittels einer Koronaentladung, elektrisch aufgeladen. Hierbei können die genannten Partikel entweder positiv oder negativ aufgeladen werden. In der Regel und auch im Falle der in der einzigen Figur gezeigten elektrostatischen Abscheidevorrichtung 8 werden die Partikel positiv aufgeladen, da dann die Überschlagspannung an den Lade- bzw. Sprühelektroden 10 deutlich größer ist als die Überschlagspannung an technisch vergleichbaren negativ aufgeladenen Lade- bzw. Sprühelektroden 10. Damit die mittels der Lade- bzw. Sprühelektrode 10 aufgeladenen Partikel in der in Strömungsrichtung des Luftstroms 3 stromab angeordneten, in Form der Verdampferoberfläche des Verdampfers 5 ausgestalteten Niederschlags- bzw. Abscheideelektrode 11 aus dem Luftstrom 3 abgetrennt und zur Anhaftung angezogen werden, rauss die die Niederschlags- bzw. Abscheideelektrode 11 ausgestaltende, aus einem elektrisch leitenden Werkstoff bestehende Verdampferoberfläche des Verdampfers 5 mittels der Spannungsquelle mit einem dem der Partikel entgegengesetzten elektrischen Potential aufgeladen werden. Wenn die Partikel, wie vorstehend beschrieben, positiv aufgeladen worden sind, muss die Verdampferoberfläche entsprechend möglichst stark negativ aufgeladen werden, so dass eine zur Anziehung und Anhaftung ausreichende Anziehungskraft auf die im Luftstrom 3 befindlichen positiv geladenen Partikel ausgeübt wird.
In der in der einzigen Figur gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheidevorrichtung 8 wird die die Niederschlags- bzw. Abscheideelektrode 11 aus- bildende Verdampferoberfläche auf ein elektrisches Potential zwischen -20kV und -50kV aufgeladen. Ein noch stärkeres e- lektrisches Potential wäre zwar vorteilhaft, ist jedoch nur mit einem erheblichen zusätzlichen' technisch-konstruktiven Aufwand beherrschbar, da mit einem stärkeren negativen Potential die Gefahr elektrischer Überschläge überproportional ansteigt .
In der Regel sind Kältemittelleitungen elektrisch leitend mit dem Verdampfer 5 verbunden. Wenn die Verdampferoberflache stark aufgeladen wird, muss der Verdampfer 5 elektrisch vom übrigen Kraftfahrzeug und der Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage 1 isoliert werden.
Eine regelmäßige Reinigung der Verdampferoberflache des Verdampfers 5 findet statt, indem das an der Verdampferoberflache vorhandene Kondenswasser, in dem sich die Partikel ansam- mein, mit den Partikeln von der Verdampferoberfläche zur Ablauföffnung 7 abfließt.
Eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheidevorrichtung 8 ist erreichbar, wenn der Wärme- tauscher 6 der Heizungsanlage der Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage 1, der in Strömungsrichtung des Luftstroms 3 stets stromab des Verdampfers 5 angeordnet ist, ebenfalls mit einem elektrischen Potential aufgeladen wird. Bei einer solchen Ausgestaltung des Wärmetauschers 6 bieten sich zwei unterschiedliche Vorgehensweisen an.
Gemäß der ersten Vorgehensweise wird der Wärmetauscher 6 mit der gleichen Polarität wie die Partikel aufgeladen. Für mit dem Luftstrom 3 am Verdampfer 5 vorbei transportierte kleinste ultrafeine Partikel stellen dann die vom Wärmetauscher 6 ausgeübten Abstoßungskräfte eine unüberwindliche Hürde dar. Gemäß der zweiten Vorgehensweise wird der Wärmetauscher 6 mit einer der der Partikel entgegengesetzten Polarität aufgeladen. Mit dem Luftstrom 3 am Verdampfer 5 vorbei transportierte kleinste ultrafeine Partikel werden dann am Wärmetauscher 6 angelagert.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Vorrichtung zur Abscheidung ultrafeiner Partikel (UFP) aus einem in Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisie- rungsanlagen (1) fließenden Luftstrom (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Abscheidung als elektrostatische Abscheidevorrichtung (8) ausgebildet ist, mit einer Niederschlagselektrode (11), an der in der elektrostatischen Abscheidevorrichtung (8) in Strömungsrichtung des Luftstroms (3) stromauf aufgeladene ultrafeine Partikel anlagerbar sind, und dass die Niederschlagselektrode (11) der elektrostatischen Abscheidevorrichtung (8) in Bezug auf einen Verdampfer (5) der Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage (1) so angeordnet ist, dass die Niederschlagselektrode (11) mittels am Verdampfer (5) entstehenden Kondenswassers automatisch reinigbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine elektrisch leitende Oberfläche des Verdampfers (5) der Kraftfahrzeug- belüftungs- und -klimatisierungsanlage (1) als Niederschlagselektrode (11) der elektrostatischen Abscheidevorrichtung (8) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die elektrisch leitende Oberfläche des Verdampfers (5) durch auf der Oberfläche des Verdampfers (5) niedergeschlagenes Kondenswasser gebildet ist .
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der ein Wärmetauscher (6) der Kraftfahrzeugbelüftungs- und -klimatisierungsanlage (1) mit einem hohen elektrischen Potential beaufschlagbar und als zusätzliche Abscheidestufe der elektrostatischen Abscheidevorrichtung (8) ausgebildet ist .
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Wärmetauscher (6) als zusätzliche Abscheidestufe der elektrostatischen Abscheidevorrichtung (8) in Strömungsrichtung des Luftstroms (3) stromab der Niederschlagselektrode (11) angeord- net ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, deren elektrostatische Abscheidevorrichtung (8) eine Lade- bzw. Sprühelektrode (10) aufweist, mittels der die im Luftstrom (8) vorhandenen ultrafeinen Partikel (UFP) durch eine Koronaentladung, vorzugsweise positiv, aufladbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Niederschlagselektrode (11) bzw. der Verdampfer (5) ne- gativ, vorzugsweise auf -20kV bis -50kV, aufladbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der die zweite Abscheidestufe bzw. der Wärmetauscher (6) mit einem hohen elektrischen Potential aufladbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei der die zweite Abscheidestufe bzw. der Wärmetauscher (6) mit einem hohen negativen elektrischen Potential aufladbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei der die zweite Abscheidestufe bzw. der Wärmetauscher (6) mit einem hohen positiven elektrischen Potential aufladbar ist.
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