WO2021099112A1

WO2021099112A1 - Filtereinheit für luftreinigungsvorrichtung und luftreinigungsvorrichtung

Info

Publication number: WO2021099112A1
Application number: PCT/EP2020/080894
Authority: WO
Inventors: Georg Hepperle; Daniel Vollmar
Original assignee: BSH Hausgeräte GmbH
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2020-11-04
Publication date: 2021-05-27
Also published as: EP4061534A1; CN114641346A; DE102019217831A1; US20220339577A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinheit für eine Luftreinigungsvorrichtung, wobei die Filtereinheit (1) einen Geruchsfilter (2) zur Geruchsneutralisation umfasst, der eine Vorrichtung zur Plasmaerzeugung darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Geruchsfilter (2) mindestens eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode (20) und mindestens eine luftdurchlässige Gegenelektrode (21) umfasst, die jeweils durch ein Flächenelement gebildet sind, und die mindestens eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode (20) und die mindestens eine luftdurchlässige Gegenelektrode (21) in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Weiterhin wird eine Luftreinigungsvorrichtung mit einer solchen Filtereinheit (1) beschrieben.

Description

Filtereinheit für Luftreinigungsvorrichtung und Luftreinigungsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinheit für eine Luftreinigungsvorrichtung und eine Luftreinigungsvorrichtung.

Speziell bei Dunstabzügen im Umluftbetrieb ist die Filtereffizienz der verbauten Filtermedien maßgebend dafür verantwortlich, inwieweit die beim Kochvorgang entstehende Wrasenluft, durchsetzt von feinsten Partikeln und Kochgerüchen, gefiltert wird. Dies ist insofern relevant, da die vom Dunstabzug angesaugte Wrasenluft nicht nach außen in die freie Umgebung gefördert wird, sondern im geschlossenen Raum (Wohnraum, Küche, etc.) rezirkuliert. Weisen die im Dunstabzug verbauten Filtermedien eine niedrige beziehungsweise nicht zufriedenstellende Filtereffizienz auf, so verbleiben die Kochdünste in der geschlossenen Wohnraumlauft, bestehend aus einem Aerosol und olfaktorisch unangenehmen flüchtigen organischen Verbindungen. In diesem Zusammenhang werden an die im Dunstabzug verbauten Filtermedien hinsichtlich der Filtereffizienz hohe Ansprüche gestellt. Zweck der Erfindung ist die Luftreinhaltung sowohl von Wohnräumen als auch von Fahrgastkabinen im Automobilbereich.

In Dunstabzügen werden zur Filtration von Aerosolen (festen und flüssigen Partikeln) mechanische Filter eingesetzt. Hierbei handelt es sich um Streckmetallfilter, Lochblechfilter, Baffle-Filter, Vliese (Fasermaterial), Randabsaugungsfilter, Sinterkunststoffe und sonstige poröse Medien oder Ähnliches. Alle diese genannten Filtermedien filtern nach mechanischen Abscheidemechanismen wie dem Diffusionseffekt, Sperreffekt und maßgebend dem Trägheitseffekt. Bei der Abscheidung nach dem Trägheitseffekt kann das Partikel aufgrund seiner Masseträgheit der Stromlinie des Gases (Luft) um die einzelnen Filterfasern, Streckmetalllagen, porösen Medien oder Ähnliches nicht folgen und kollidiert infolge dessen mit diesen. Im Hinblick auf die Geruchsfiltration von Kochgerüchen und sonstigen organisch, flüchtigen Verbindungen VOC’s werden in der Praxis für den Umluftbetrieb hauptsächlich Aktivkohlefilter und Zeolithfilter (in der Praxis für Dunstabzüge auch als Umluftfilter bezeichnet) in Form von Filterkassetten verwendet. Diese werden üblicherweise direkt hinter dem Fettfilter (noch vor dem Lüfter) verbaut oder im Ausblasbereich des Dunstabzuges hinter dem Lüfter. Neben diesen genannten Adsorbentien finden in der Praxisanwendung weiterhin Plasmafilter Einsatz, die als autarkes System zur Geruchsneutralisierung eingesetzt werden. Diese Systeme, meist als Zukaufteil gedacht, werden auf den Ausblasstutzen (hinter dem Lüfter) des Dunstabzugs als Aufsatz verbaut. In der Regel sind diese Plasmafilter zylinderförmig aufgebaut, um auf dem Luftauslassstutzen des Lüftergehäuses aufgebracht zu werden.

Wesentlich für diese beschriebenen Systeme ist die Tatsache, dass der Fettfilter und der Geruchsfilter beziehungsweise System zur Geruchsneutralisation (Plasmafilter) räumlich voneinander entlang der Luftströmungsführung getrennt sind. Ein weiterer Nachteil der aktuell vorhanden Plasmafilter ist die Tatsache, dass diese relativ viel Platzbedarf / Bauraum benötigen und nicht mit jeder Art von Dunstabzug kombinierbar sind. Weiterhin sind sowohl die Adsorber (Aktivkohlefilter, Zeolithfilter) als auch Plasmafilter im Normalfall keine abreinigbaren Systeme. Vereinzelt werden auf dem Markt regenerierbare Systeme angeboten. Die Standzeit dieser Geruchsfilter beziehungsweise Systeme zur Geruchsneutralisation (Plasmafilter) ist niedriger als die eines handelsüblichen Dunstabzugs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu schaffen, mittels derer geringem Raumbedarf zuverlässig eine ausreichende Filtereffizienz gewährleistet werden kann.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung daher eine Filtereinheit für eine Luftreinigungsvorrichtung, wobei die Filtereinheit einen Geruchsfilter zur Geruchsneutralisation umfasst, der eine Vorrichtung zur Plasmaerzeugung darstellt. Die Filtereinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass der Geruchsfilter mindestens eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode und mindestens eine luftdurchlässige Gegenelektrode umfasst die jeweils eine Freiformfläche bilden und die mindestens eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode und die mindestens eine luftdurchlässige Gegenelektrode in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.

Die Filtereinheit wird im Folgenden auch als Filtermodul oder Filterkassette bezeichnet.

Die Luftreinigungsvorrichtung, in der die Filtereinheit eingesetzt werden kann, kann eine Dunstabzugsvorrichtung beziehungsweise ein Dunstabzug oder sonstige Wrasenabsaugvorrichtung oder ein Luftreiniger für Innenräume oder für Fahrgastkabinen im Automobilbereich sein.

Der Geruchsfilter zur Geruchsneutralisation wird im Folgenden auch als Plasmafilter, Plasmaeinheit, Plasmamodul oder Plasmasegment bezeichnet. Der Plasmafilter dient dazu den angesaugten Luftstrom von flüchtigen organischen Verbindungen, kurz VOC’s (Volatile Organic Compounds) zu befreien.

Erfindungsgemäß weist der Plasmafilter mindestens eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode und mindestens eine luftdurchlässige Gegenelektrode auf. Die Elektroden des Plasmafilters sind jeweils Flächenelemente. Die mindestens eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode und die mindestens eine luftdurchlässige Gegenelektrode sind in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet. Als Strömungsrichtung wird die Durchströmungsrichtung bezeichnet in der angesaugte Luft durch die Filtereinheit strömt. Die Form der Hochspannungselektrode und der Gegenelektrode, das heißt der Flächenelemente kann eine ebene Fläche sein. Alternativ kann das Flächenelement aber beispielsweise auch eine gewölbte, gewellte oder plissierte Form aufweisen. Die Elektroden des Plasmafilters liegen vorzugsweise parallel zueinander. Bei Elektroden, die eine von einer ebenen Fläche abweichendes Flächenelement darstellen, ist die Form der Hochspannungselektrode(n) und der Gegenelektrode(n) gleich, das heißt deren Krümmung, Krümmung der einzelnen Wellen oder Steigung der plissierten Spitzen ist gleich. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass der Abstand zwischen den Elektroden über die Fläche der Elektroden gleich ist. Zwischen der Hochspannungselektrode und der Gegenelektrode wird bei Betrieb der Filtereinheit ein Plasma erzeugt.

Hinsichtlich der Spannungsform, die an den Elektroden des Geruchsfilters anliegt, wird für die luftdurchlässige Hochspannungselektrode entweder eine gepulste Spannung, beispielsweise mit Us_cheiteiwen >= 500 V und einer Periodendauer T <= 1s eingesetzt. Bei der gepulsten Spannung kann es sich um positive oder negative Spannungsart handeln. Alternativ ist eine Wechselspannung mit beispielsweise U_Effektivwen >= 500V und einer Periodendauer T >= 1s möglich. Für die Wechselspannung und die gepulste Spannung sind diverse Spannungsformen möglich. Anwendung findet hier beispielsweise eine sinusförmige, rechteckförmige, dreieckförmige oder sägezahnförmige Spannungsform. Die luftdurchlässige Gegenelektrode ist mit dem elektrischen Gegenpotential verbunden, damit eine sich ändernde elektrische Spannungsdifferenz AU zwischen der Hochspannungselektrode und der Gegenelektrode gewährleistet werden kann. Alternativ kann die luftdurchlässige Gegenelektrode geerdet sein. Für diesen Anwendungsfall ist die luftdurchlässige Gegenelektrode elektrisch mit dem Schutzleiter PE (protective earth) verbunden.

Da die Elektroden jeweils ein Flächenelement darstellen, wird eine Plasmawand in dem Abstand zwischen den Elektroden ausgebildet, durch die die zu reinigende Luft hindurchtritt und dort gereinigt wird.

Indem die Hochspannungselektrode und die Gegenelektrode luftdurchlässig sind und in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, kann eine Reihe von Vorteilen erzielt werden. Insbesondere kann eine große Effizienz hinsichtlich der Geruchsminderung erzielt werden. Dies ist dem geschuldet, dass sich mittels der mindestens einen luftdurchlässigen Hochspannungselektrode und der mindestens einen luftdurchlässigen Gegenelektrode eine Plasmawand im Betrieb aufbaut, durch die die mit Geruchsmolekülen beladene Luft hindurchströmt. Beim Hindurchströmen der in der Luft befindlichen Geruchsmoleküle durch diesen lonisationsbereich, der als „Plasmawand“ bezeichnet wird, kommt es zu einer vollständigen chemischen Reaktion dieser genannten Geruchsmoleküle mit den reaktiven Spezies. Anders ausgedrückt findet eine vollständige Durchmischung von Geruchsmolekülen und sonstigen reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und reaktiven Stichstoffspezies (RNS) statt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Filtereinheit einen elektrostatischen Filter auf, der eine lonisationseinheit und eine Abscheideeinheit aufweist. Der elektrostatische Filter dient zum Ausfiltern von Partikeln, sogenannten Aerosolen, wie beispielsweise Fett, Wasser oder Schmutz aus der Luft. Der elektrostatische Filter wird auch als elektrostatischer Partikelfilter, Partikelfilter oder Fettfilter bezeichnet. Der elektrostatische Filter weist eine lonisationseinheit auf, die auch als lonisationsstufe oder lonisationssegment bezeichnet wird. In der lonisationseinheit erfolgt eine Partikelaufladung beispielsweise mittels der sogenannten Korona-Entladung. Hierzu sind vorzugsweise mindestens eine Sprühelektrode und mindestens eine Gegenelektrode in der lonisationseinheit vorgesehen. Besonders bevorzugt ist jeweils zwischen zwei Gegenelektroden der lonisationseinheit eine Sprühelektrode vorgesehen. Die Partikel, die in dem elektrostatischen Filter abgeschieden werden sollen, weisen in deren ursprünglichen Zustand keine beziehungsweise für eine effiziente elektrostatische Abscheidung ungenügende elektrische Ladung auf. Durch die lonisationseinheit wird eine elektrische Partikelaufladung jedes einzelnen Partikels, vorzugsweise bis zu seiner maximalen elektrischen Sättigungsladung q_s, erzeugt. Die Sprühelektrode, die beispielsweise einen Draht darstellen kann, steht dabei vorzugsweise unter elektrischer Hochspannung. Die Spannung kann entweder eine positive oder eine negative Spannung sein. Eine positive elektrische Spannung ist aufgrund der geringeren Ozonemission bevorzugt. Die Spannungsform kann beispielsweise eine Gleichspannung, beispielsweise mit U >= 1 kV DC oder alternativ eine gepulste Spannung, beispielsweise mit einer Spannung Us_cheiteiwen >= 1 kV und einer Periodendauer T<= 1s sein. Bei der gepulsten Spannung kann es sich sowohl um eine sinusförmige, rechteckförmige, dreieckförmige oder sägezahnförmige Spannungsform handeln. Die Gegenelektroden der lonisationseinheit sind vorzugsweise elektrisch mit dem elektrischen Gegenpotential verbunden. Gemäß einer Ausführungsform sind die Gegenelektroden der lonisationseinheit mit dem Schutzleiter PE (protective earth) verbunden.

Alternativ zu der beschriebenen lonisationseinheit zur Partikelaufladung, die nach dem Prinzip der Korona-Entladung arbeitet kann auch eine lonisationseinheit, bei der ein anderer Mechanismus zur Partikelaufladung Anwendung findet verwendet werden. Hierzu zählt eine lonisationseinheit, bei der die Partikelaufladung mittels der dielektrisch behinderter Barriereentladung (DBE) oder der Photoemission erfolgt.

Durch die in Strömungsrichtung nach der lonisationseinheit angeordnete Abscheideeinheit, die auch als Abscheidesegment bezeichnet werden kann, strömen die durch lonisationseinheit elektrisch geladenen Partikel hindurch. In der Abscheideeinheit wird durch mindestens zwei Niederschlagselektroden, die unter elektrischer Hochspannung stehen ein elektrisches Feld zueinander aufgebaut. Die aus der lonisationseinheit austretende Luft mit den elektrisch geladenen Partikeln strömt in die Abscheideeinheit. Aufgrund des dort zwischen den Niederschlagselektroden aufgebauten elektrischen Feldes werden die Partikel an den Niederschlagselektroden abgeschieden und damit aus der Luft ausgefiltert. Indem die Filtereinheit zusätzlich zu dem Geruchsfilter einen elektrostatischen Filter aufweist, vereint diese Ausführungsform die Funktion eines Partikelfilters und eines Geruchsfilters in einem System, das heißt in einer Filtereinheit. Durch diese Ausführungsform wird die Luft von jeglicher Art von Verunreinigungen befreit.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Abscheideeinheit des elektrostatischen Filters mindestens eine spannungsführende Niederschlagselektrode und mindestens eine geerdete Niederschlagselektrode auf. Die Niederschlagselektroden sind hierbei vorzugsweise alternierend in der Abscheideeinheit angeordnet. Die Niederschlagselektroden der Abscheideeinheit können gemäß einer Ausführungsform luftundurchlässige Platten sein. In diesem Fall kann die Abscheideeinheit auch als Plattenabscheider bezeichnet werden. Zwischen den alternierend angeordneten Platten bildet sich im Filterbetrieb eine elektrische Feldstärke E (=Spannung / Plattenabstand) aus, welche wiederum auf das jeweils geladene Partikel eine äußere Kraft ausübt. Dadurch wird das geladene Partikel in Richtung der Niederschlagselektroden umgelenkt und an diesen abgeschieden. Die Partikel sammeln sich an der Oberfläche der Platten an. Die Platten sind vorzugsweise parallel zu der Strömungsrichtung der Luft durch die Filtereinheit angeordnet.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform stellen die Niederschlagselektroden luftdurchlässige Elektroden dar. Im diesem Fall erfolgt die Partikelabscheidung an den ebenfalls alternierend angeordneten spannungsführenden luftdurchlässigen Niederschlagselektroden und den geerdeten, luftdurchlässigen Niederschlagselektroden. Die Niederschlagselektroden sind vorzugsweise als Flächenelemente, beispielsweise als ebene Flächenelemente, ausgestaltet. In dem Fall von luftdurchlässigen Niederschlagselektroden sind diese vorzugsweise in einer Richtung angeordnet, die zu der Strömungsrichtung geneigt und vorzugsweise senkrecht zu der Strömungsrichtung ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Geruchsfilter der Filtereinheit in Strömungsrichtung nach dem elektrostatischen Filter angeordnet. Dadurch wird gewährleistet, dass die verunreinigte Luft, insbesondere der Kochwrasen zunächst von Partikeln, insbesondere Aerosolen befreit wird und anschließend die in der Luft enthaltenen Gerüche, insbesondere Kochgerüche, neutralisiert werden. Alternativ kann der Geruchsfilter räumlich auch zwischen den Segmenten des elektrostatischen Filters, das heißt zwischen dem lonisationssegment und dem Abscheidesegment angeordnet sein. In einerweiteren Alternative ist der Geruchsfilter in Strömungsrichtung vor dem elektrostatischen Filter, insbesondere vor der lonisationseinheit angeordnet sein.

Gemäß einer Ausführungsform sind der Geruchsfilter und der elektrostatische Filter in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen. Das Gehäuse kann auch als Rahmen bezeichnet werden. Vorzugsweise sind die Segmente der Filtereinheit, insbesondere das lonisationssegment, das Abscheidesegment und der Geruchsfilter lösbar in dem Gehäuse aufgenommen. Hierbei können alle drei Segmente einzeln aus dem Gehäuse entnommen werden. Es ist allerdings auch möglich, dass die Segmente des elektrostatischen Filters miteinander verbunden sind und nur gemeinsam aus dem Gehäuse entnommen werden können, während der Geruchsfilter separat zu dem elektrostatischen Filter aus dem Gehäuse entnommen werden kann. Das Gehäuse kann bei lösbar aufgenommen Segmenten fest in der Luftreinigungsvorrichtung befestigt sein. Die Segmente der Filtereinheit können aber auch fest in dem Gehäuse verbunden sein. In diesem Fall ist das Gehäuse vorzugsweise lösbar in der Luftreinigungsvorrichtung gehalten. Hierdurch können der Geruchsfilter und der elektrostatische Filter gemeinsam aus der Luftreinigungsvorrichtung entnommen werden. Allerdings kann auch in diesem Fall das Gehäuse fest in der Luftreinigungsvorrichtung gehalten sein. Optional weist jedes Segment ein eigenständiges Filtergehäuse auf. Diese werde in diesem Fall dann form-, kraft- oder stoffschlüssig miteinander verbunden.

Die Entnahme eines oder mehrerer Segmente der Filtereinheit kann beispielsweise zu Wartungs- oder Reinigungszwecken notwendig sein. Bei form- und kraftschlüssiger Verbindung zwischen einzelnen Filtergehäusen sind die Segmente für den Benutzer für Wartungs- oder Reinigungszwecke zerlegbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Elektroden des Geruchsfilters in einer Richtung angeordnet, die zu der Hauptströmungsrichtung geneigt ist. Vorzugsweise stehen die Elektroden des Geruchsfilters senkrecht zu der Strömungsrichtung. Durch diese Ausrichtung der Elektroden kann zum einen die Fläche der durch die Elektroden erzeugten Plasmawand maximiert werden, ohne dass die Tiefe der Filtereinheit, das heißt deren Abmessung in Strömungsrichtung vergrößert werden muss. Zum anderen kann bei dieser Ausrichtung das Durchströmen der luftdurchlässigen Elektroden durch die zu reinigende Luft gewährleistet werden und dadurch die Durchmischung der Luft gewährleistet werden, wodurch ein effizienterer Abbau von Geruchsmolekülen und sonstigen VOC’s auch bei geringerem Energieeintrag gewährleistet wird.

Vorzugsweise weist mindestens eine der Elektroden des Geruchsfilters an zumindest einer Oberfläche eine Isolationsbeschichtung auf.

Der Wirkmechanismus des Geruchsfilters zur Geruchsbeseitigung ist erfindungsgemäß das Konzept der dielektrischen behinderten Barriereentladung (DBE). Die an mindestens einer Elektrode des Geruchsfilters vorgesehen Isolationsbeschichtung kann daher als Dielektrikum zwischen der Hochspannungselektrode und der Gegenelektrode fungieren.

Die kapazitive Geruchsfilteranordnung, bestehend aus mindestens zwei Elektroden (Hochspannungselektrode, Gegenelektrode) unterschiedlichen elektrischen Spannungspotentials zueinander und mindestens einem Dielektrikum zwischen diesen beiden Elektroden, führt unter Einsatz einer sich zeitlich ändernden elektrischen Spannungsdifferenz AU zwischen diesen beiden Elektroden zu einem elektrischen Verschiebestrom I, welcher wiederum eine Ionisation der Luft durch lonisationsprozesse bewirkt. Durch diesen lonisationsprozess im lonisationsbereich (Plasmabereich) werden durch Stoßionisationsprozesse reaktive Spezies gebildet, sogenannte reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und reaktive Stickstoffspezies (RNS). Diese reaktiven Spezies sind energetisch hoch reaktionsfreudige Moleküle, welche unter anderem mit unangenehmen Geruchsmolekülen und sonstigen flüchtigen organischen Verbindungen (VOC’s) chemische Verbindungen eingehen, wodurch diese unangenehmen Geruchsmoleküle chemisch umgewandelt werden in andere chemische Verbindungen. Durch chemische Prozesse zwischen den Geruchsmolekülen und den reaktiven Spezies kommt es folglich zur Geruchsminderung bis zur vollständigen Geruchsbeseitigung.

Beruhend auf diesem Prozess / dieser Funktionsweise werden in dem Geruchsfilter, das heißt in dem Segment zur Geruchsneutralisation poröse Elektroden eingesetzt, welche nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Barriereentladung eine Ionisation der Luft zwischen den Elektroden bewirken. Diese Ionisation der Luft im lonisationsbereich (Plasmabildung) führt zum Abbau/Neutralisation von olfaktorisch unangenehmen Geruchsmolekülen und sonstigen flüchtigen chemischen Verbindungen (VOC’s). Aus diesem Grund weist mindestens eine der beiden Elektroden des Geruchsfilters eine elektrische Oberflächen-Isolation (ein Dielektrikum) auf, um elektrische Überschläge und Kurzschlüsse zwischen den beiden Elektroden zu unterbinden und die Funktion der Plasmaeinheit zu gewährleisten. Idealerweise ist die luftdurchlässige Hochspannungselektrode elektrisch isolierend beschaffen. Alternativ kann die luftdurchlässige Gegenelektrode elektrisch isolierend beschaffen sein oder alle Elektroden weisen eine elektrische Isolation an deren Oberfläche auf.

Als Beschichtungsverfahren zur elektrischen Isolation der Elektrode(n) des Geruchsfilters kommen beispielsweise funktionelle Pulver- und Keramikbeschichtungen, Wirbelsinterverfahren, Sol-Gel-Verfahren, Tauchbeschichtung, Emaillieren, Lackieren oder Gummierung der Elektrode/n in Betracht.

Die Elektroden des Geruchsfilters sind vorzugsweise alternierend zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass jeweils eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode zu einer luftdurchlässigen Gegenelektrode angeordnet ist. Bei der in Strömungsrichtung ersten und letzten Elektrode kann es sich entweder um eine luftdurchlässige Gegenelektrode oder um eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode handeln.

Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens eine Hochspannungselektrode und/oder mindestens eine Gegenelektrode mehrlagig aufgebaut. Bei dieser Ausführungsform besteht die jeweilige Elektrode aus mehreren luftdurchlässigen Lagen (n>= 1).

Erfindungsgemäß sind die Elektroden des Geruchsfilters luftdurchlässig. Gemäß einer Ausführungsform bestehen die mindestens eine Hochspannungselektrode und die mindestens eine Gegenelektrode aus luftdurchlässigem Material. Bei dieser Ausführungsform werden die Elektroden auch als poröse Elektroden bezeichnet. Die Elektroden können alle aus dem gleichen luftdurchlässigen Material bestehen. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass verschiedene Elektroden aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Der Vorteil der Verwendung von luftdurchlässigem Material für die Elektroden des Geruchsfilters besteht darin, dass zum einen die Herstellung des Geruchsfilters erleichtert ist, da die geforderte Luftdurchlässigkeit durch das Material selber gegeben ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform bestehen die Elektroden des Geruchsfilters aus einem luftundurchlässigen Material mit mindestens einer Luftdurchlassöffnung. Es ist auch möglich, dass nur einige der Elektroden, beispielsweise nur die Hochspannungselektroden oder nur die Gegenelektroden aus einem solchen Material bestehen und die jeweils anderen Elektroden aus luftdurchlässigem Material bestehen.

Unabhängig davon ob die Elektroden des Geruchsfilters aus einem luftdurchlässigen Material oder aus luftundurchlässigem Material mit Luftdurchlassöffnungen besteht, ist das Material der Elektroden so gewählt, dass dieses elektrisch leitend oder antistatisch ist.

Die Elektroden des Geruchsfilters können beispielsweise perforierte Bleche, z.B. Lochbleche, Schweißgitter, gewebte Drahtgitter, Streckmetalle, Sinterwerkstoffe und Schaumstoffe sein.

Die Elektroden des Geruchsfilters sind vorzugsweise zueinander versetzt angeordnet, um eine optimale Ionisation der durchströmenden, mit Geruchsmolekülen beladenen Luft zu gewährleisten, welche wiederum zur optimalen Neutralisation der Geruchsstoffe / Geruchsmoleküle führt. Als versetzte Anordnung wird eine Anordnung bezeichnet, bei der die Öffnungen in einer Elektrode sich nicht mit den Öffnungen einer benachbarten Elektrode decken.

Gemäß einer Ausführungsform sind eine Hochspannungselektrode und eine Gegenelektrode so zueinander angeordnet, dass deren Struktur in der Ebene der jeweiligen Elektrode um eine Achse gedreht, liegt. Dies bedeutet, dass die einzelnen Elektroden in der Ebene der jeweiligen Elektrode um eine Rotationsachse, die senkrecht zu der Ebene der Elektrode steht um einen Winkel 0 bis 360° im eingebauten Zustand versetzt sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Elektroden des Geruchsfilters mit einer Hochspannung beaufschlagt, die sich über die Zeit ändert. Die Hochspannung kann beispielsweise Wechselspannung oder eine gepulste Spannung sein. Gemäß einer Ausführungsform weist die Geruchsfilter daher einen Hochspannungsübertrager auf, durch den eine sich zeitlich ändernde Hochspannung für die Elektroden des Geruchsfilters, insbesondere die Hochspannungselektrode des Geruchfilters, erzeugt werden kann. Der Hochspannungsübertrager dient dabei zur Generierung beziehungsweise der Erzeugung der notwendigen elektrischen Hochspannung. Der Hochspannungsübertrager kann auch als Hochspannungserzeuger oder Hochspannungsnetzteil bezeichnet werden. Dieser Hochspannungsübertrager versorgt auf der Sekundärseite über die Anschlussleitungen die Elektroden des Geruchsfilters, insbesondere die mindestens eine Hochspannungselektrode und mindestens einer Gegenelektrode mit elektrischer Hochspannung beziehungsweise mit elektrischer Energie. Auf der Primärseite erfolgt die elektrische Spannungsversorgung des Hochspannungsübertragers über einen Anschluss beziehungsweise eine Anschlussleitungen für geringere Spannung. Bei dieser geringeren Spannung auf der Primärseite des Hochspannungsübertragers kann es sich um eine Gleichspannung von <= 1500 V DC oder eine Wechselspannung von <= 1000 V AC handeln.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Luftreinigungsvorrichtung, die mindestens eine erfindungsgemäße Filtereinheit aufweist.

Vorteile und Merkmale, die bezüglich der Filtereinheit beschrieben werden, gelten - soweit anwendbar - entsprechend für die Luftreinigungsvorrichtung und umgekehrt.

Die Luftreinigungsvorrichtung kann beispielsweise ein Luftreiniger zum Filtern von Raumluft, eine Vorrichtung zum Filtern von in einer Fahrgast-Kabine im Automobilbereich angesaugter Luft oder einen Dunstabzug für Küchen sein. Die Luftreinigungsvorrichtung kann mehrere erfindungsgemäße Filtereinheiten gemäß der Erfindung aufweisen. Die mindestens eine Filtereinheit ist vorzugsweise an der Ansaugseite der Luftreinigungsvorrichtung angeordnet. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung zusätzlich oder alternativ mindestens eine Filtereinheit an der Luftauslassseite der Luftreinigungsvorrichtung vorzusehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform stellt die Luftreinigungsvorrichtung eine Dunstabzugshaube dar und die mindestens eine Filtereinheit ist vor dem Gebläse der Dunstabzugsvorrichtung angeordnet. Bezogen auf den Dunstabzug ist die erfindungsgemäße Filtereinheit, die auch als ionisierende Filtereinheit /Filterkassette bezeichnet werden kann, vorzugsweise im Lufteinsaugbereich des Dunstabzuges angeordnet, um die dahinterliegenden Komponenten desgleichen nicht mit Kochwrasen/Aerosolen/Schmutz zu kontaminieren. Jedoch kann eine solche ionisierende Filtereinheit optional auch im Luftausblasbereich im Dunstanzug angeordnet werden oder entlang der Luftströmungsführung zwischen dem Einlass- und Auslassbereich des Dunstabzugs. Die geometrischen Abmessungen (Länge, Breite und Höhe) eines solchen ionisierenden Filtermoduls variieren in Abhängigkeit des Einbauortes beziehungsweise der Art und Geometrie des Dunstabzugs.

Die Erfindung wird im Folgenden erneut unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 : eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinheit;

Figur 2: eine schematische Perspektivansicht einerweiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinheit;

Figur 3: eine schematische, perspektivische Explosionsansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinheit;

Figur 4: eine schematische, perspektivische Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinheit;

Figur 5: eine schematische Blockdarstellung einer Ausführungsform des Geruchsfilters der erfindungsgemäßen Filtereinheit;

Figur 6: eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform des Geruchsfilters der erfindungsgemäßen Filtereinheit;

Figur 7: eine schematische Detailansicht einer weiteren Ausführungsform des Geruchsfilters der erfindungsgemäßen Filtereinheit; Figuren 8a, 8b und 8c: schematische Darstellungen einer Ausführungsform der

Elektrodengeometrie des Geruchsfilters der erfindungsgemäßen Filtereinheit;

Figuren 9a und 9b: schematische Darstellungen einer weiteren Ausführungsform der Elektrodengeometrie des Geruchsfilters der erfindungsgemäßen Filtereinheit;

Figuren 10a, 10b und 10c: schematische Darstellungen einer weiteren Ausführungsform der Elektrodengeometrie des Geruchsfilters der erfindungsgemäßen Filtereinheit;

Figuren 11a bis 11 d: schematische Darstellung möglicher Spannungsverläufe der Spannung für den Geruchsfilters der erfindungsgemäßen Filtereinheit;

Figuren 12a und 12b: schematische Darstellungen unterschiedlicher Geometrien der Elektroden des Geruchsfilters; und

Figur 13: eine schematische Blockdarstellung einer Ausführungsform eines Hochspannungsübertragers.

In Figur 1 ist eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinheit 1 gezeigt. Die Filtereinheit stellt eine elektrisch ionisierende Filtereinheit 1 dar und wird auch als Filtermoduls/Filterkassette bezeichnet. Die Filtereinheit 1 besteht aus einem Geruchsfilter 2, der auch als Plasmafilter bezeichnet wird und einem elektrostatischen Filter 3. Der elektrostatische Filter 3 hat die Funktion feste und flüssige Partikel (Aerosole) aus dem Luftstrom herauszufiltern. Der nachgeschaltete Plasmafilter 2 dient zur Geruchsneutralisation von Kochgerüchen und sonstigen VOC’s aus dem Luftstrom. Das genannte elektrisch ionisierende Filtermodul 1 besteht nach Figur 1 aus drei Segmenten. Insbesondere besteht die Filtereinheit 1 aus einem Segment zur Partikelaufladung, das auch als lonisationseinheit 30 bezeichnet wird, einem Segment zur Partikelabscheidung, das auch als Abscheideeinheit 31 bezeichnet wird und dem Segment zur Geruchsneutralisation, das auch als Geruchsfilter 2 oder Plasmafilter bezeichnet wird. Alle drei Segmente 30, 31, 2 sind räumlich hintereinander in Luftströmungsrichtung, die in den Figuren durch einen Blockpfeil gezeigt ist, angeordnet und stellen nach außen ein autarkes Filtersystem dar.

Hinsichtlich der Orientierung der einzelnen Segmente 30, 31, 2 entlang der Luftströmungsrichtung ist in Figur 1 das Segment für Partikelaufladung 30 vor dem Segment zur Partikelabscheidung 31 angeordnet. Das Segment zur Geruchsneutralisation 2 mittels Plasma bildet vorzugsweise die letzte Luftbehandlungsstufe. Dadurch wird gewährleistet, dass der Kochwrasen zunächst von Aerosolen gefiltert wird und anschließend die Kochgerüche neutralisiert werden. Alternativ kann das Segment zur Geruchsneutralisation räumlich auch zwischen den anderen beiden Segmenten angeordnet sein oder an erster Stelle stehend noch vor dem Segment der Partikelaufladung.

In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform der Filtereinheit 1 gezeigt. Diese unterscheidet sich von der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform nur durch die Tiefe der einzelnen Segmente, das heißt deren Erstreckung in Strömungsrichtung.

Die Einzelteile der einzelnen Segmente 2, 30, 31 einer Ausführungsform der Filtereinheit 1 sind in Figur 3 dargestellt. Zur Partikelfiltration bei der Ausführungsform nach Figur 3 wird ein elektrostatischer Filter 3 verwendet, der sich aus dem Segment zur Partikelaufladung 30 und dem Segment der Partikelabscheidung 31 zusammensetzt. Die Partikelaufladung erfolgt in der lonisationseinheit 30 mittels der Korona-Entladung. Hierzu ist eine Sprühelektrode 300 jeweils zwischen zwei Gegenelektroden 301 angeordnet. In der lonisationseinheit 30 werden die in der Luft befindlichen Partikel (fest und flüssig) mittels der Korona-Entladung elektrisch aufgeladen. In der lonisationseinheit 30 wird dabei die elektrische Partikelaufladung jedes einzelnen Partikels vorzugweise bis zu seiner maximalen elektrischen Sättigungsladung qs erzielt.

Die Sprühelektrode 300 steht dabei unter elektrischer Hochspannung. Hinsichtlich der elektrischen Spannung kann sowohl positive als auch negative Spannung Anwendung finden. Vorzugsweise ist aufgrund der geringeren Ozonemission eine positive elektrische Spannung zu bevorzugen. Hinsichtlich der Spannungsform kann sowohl Gleichspannung mit U >= 1 kV DC (Direct Current) (siehe Figur 11a) oder alternativ gepulste Spannung mit Us_cheiteiwert >= 1 kV (siehe Figur 11b) und eine Periodendauer T<= 1s Verwendung finden. Bei der gepulsten Spannung kann es sich sowohl um eine sinusförmige, rechteckförmige, dreieckförmige oder sägezahnförmige Spannungsform handeln. Die geerdeten Gegenelektroden 301 sind elektrisch mit dem elektrischen Gegenpotential verbunden, in dieser Ausführungsform mit dem Schutzleiter PE (protective earth). Alternativ kann für die lonisationseinheit 30 zur Partikelaufladung neben dem erläuterten Prinzip der Korona- Entladung auch ein anderer Mechanismus zur Partikelaufladung Anwendung finden. Hierzu zählt die Partikelaufladung mittels der dielektrischen behinderter Barriereentladung (DBE) sowie die Photoemission.

Anschließend strömen die elektrisch geladenen Partikel durch die Abscheideeinheit 31.

Die Abscheideeinheit 31 ist in der Ausführungsform nach Figur 3 durch einen Plattenabscheider gebildet. In der Ausführungsform nach Figur 4 ist die Abscheideeinheit 31 alternativ mit luftdurchlässigem Abscheidemedium in Form von luftdurchlässigen Elektroden 312, 313 aufgebaut. Beide Optionen sind möglich und können je nach Einsatzzweck in der ionisierenden Filtereinheit 1 zur Partikelabscheidung Anwendung finden.

Der Plattenabscheider setzt sich aus mindestens einer spannungsführenden, plattenförmigen Niederschlagselektrodenplatte 310 und mindestens einer geerdeten, plattenförmigen Niederschlagselektrodenplatte 311 zusammen, welche jeweils alternierend angeordnet sind. Zwischen den alternierend angeordneten Platten 310, 311 bildet sich im Filterbetrieb eine elektrische Feldstärke E (=Spannung / Plattenabstand) aus, welche wiederum auf das jeweils geladene Partikel eine äußere Kraft ausübt.

Dadurch wird das geladene Partikel in Richtung der Niederschlagselektroden 310, 311 umgelenkt und an diesen abgeschieden. Die Partikel sammeln sich an der Oberfläche der Platten 310, 311 an.

Im Fall eines luftdurchlässigen Abscheidemediums (siehe Figur 4) erfolgt die Partikelabscheidung an den ebenfalls alternierend angeordneten spannungsführenden, luftdurchlässigen Niederschlagselektroden 312 und den geerdeten, luftdurchlässigen Niederschlagelektroden 313. Bei den dargestellten luftdurchlässigen Niederschlagselektroden 312, 313 kann es sich grundsätzlich um jedes Material / Medium handeln, welches luftdurchlässig ist. Als Beispiel kommen hier Schweißgitter, Drahtgewebe, Faserwerkstoffe, Lochbleche, Streckmetalle, Sinterkunststoffe und Schaumstoffe oder ähnliche luftdurchlässige Medien in Betracht. Werden poröse Kunststoffmedien verwendet, so müssen diese elektrisch leitend in Hinblick auf Ihre spezifischen Eigenschaften beschaffen sein, damit sich das elektrische Feld zwischen den einzelnen Lagen aufbauen kann.

Hinsichtlich der Spannungsart kann für die spannungsführende Niederschlagselektrodenplatte 310 beziehungsweise spannungsführende, luftdurchlässigen Niederschlagselektrode 312 eine positive oder negative Spannung verwendet werden. Hinsichtlich der Spannungsform kann sowohl Gleichspannung mit U >= 1 kV DC (siehe Figur 11a) oder alternativ gepulste Spannung mit Us_cheiteiwen >= 1 kV (siehe Figur 11b) und einer Periodendauer T <= 1s eingesetzt werden. Bei der gepulsten Spannung kann es sich sowohl um eine sinusförmige, rechteckförmige, dreieckförmige oder sägezahnförmige Spannung handeln. Die geerdete Niederschlagselektrodenplatte 311 beziehungsweise die geerdete, luftdurchlässige Niederschlagselektrode 313 sind elektrisch mit dem Gegenpotential verbunden, dem Schutzleiteranschluss PE (protective earth).

Der Plasmafilter 2 nach Figur 3 und Figur 4 besteht aus mindestens einer luftdurchlässigen Hochspannungselektrode 20 (n>=1) und mindestens einer luftdurchlässigen Gegenelektrode 21 (n>=1). Bei den dargestellten porösen Elektroden 20, 21 nach Figur 3 und 4 kann es sich grundsätzlich um jedes Material / Medium handeln, welches luftdurchlässig und elektrisch leitend oder antistatisch ist. Als Beispiel kommen hier perforierte Bleche, z.B. Lochbleche, Schweißgitter, gewebte Drahtgitter, Streckmetalle, Sinterwerkstoffe und Schaumstoffe in Betracht.

Zum besseren Verständnis sind in Figuren 8 bis 10 solche Geometrien der Elektroden des Geruchsfilters 2 teils dargestellt. In Figur 8a ist die luftdurchlässige Gegenelektrode 21 durch ein gewebtes Drahtgitter gebildet, das in Figur 8b gezeigt ist. Die luftdurchlässige Hochspannungselektrode 20 ist in der Ausführungsform nach Figur 8a durch ein Schweißgitter gebildet, das in Figur 8c gezeigt ist. Das Schweißgitter ist elektrisch isoliert. In Figur 9a sind die luftdurchlässige Gegenelektrode 21 und die luftdurchlässige Hochspannungselektrode 20 jeweils durch ein Lochblech gebildet, das in Figur 9b gezeigt ist. Das Lochblech, das die luftdurchlässige Hochspannungselektrode 20 bildet, ist vorzugsweise elektrisch isoliert. In Figur 10a sind die luftdurchlässige Gegenelektrode 21 und die luftdurchlässige Hochspannungselektrode 20 jeweils durch ein Streckmetall gebildet. Das Streckmetall, das die luftdurchlässige Gegenelektrode 21 bildet ist in Figur 10b gezeigt und das Streckmetall, das die luftdurchlässige Hochspannungselektrode 20 bildet, ist in Figur 10c gezeigt und ist elektrisch isoliert.

Werden Kunststoffmedien als luftdurchlässiges Material für die Elektroden 20, 21 des Geruchfilters 2 verwendet, so muss zumindest eine elektrisch leitend oder antistatisch mit einem Oberflächenwiderstand R<= 10¹¹ Ohm in Hinblick auf ihre spezifischen Eigenschaften beschaffen sein, damit sich ein elektrisches Feld beim Anlegen einer elektrischen Spannungsdifferenz AU zwischen den Elektroden 20, 21 aufbauen kann und eine Ionisation stattfindet.

In den Figuren 12a und 12b sind weitere Ausführungsformen der Geometrie der Elektroden des Geruchsfilters gezeigt. In Figur 12a ist jede der Elektroden 20, 21 plissiert. In der Figur 12b ist jede der Elektroden 20, 21 gewellt ausgestaltet. Obwohl in der Figur 12b der Abstand zwischen den Elektroden 20, 21 variiert, ist bevorzugt, dass der Abstand über die Fläche der Elektroden gleich ist.

In Figur 5 ist der Aufbau des Geruchsfilters schematisch in einer Blockdarstellung gezeigt. Der Abstand / die Distanz d zwischen der luftdurchlässigen Gegenelektrode 21 und der luftdurchlässigen Hochspannungselektrode 20 entspricht >=0mm. Vorzugsweise liegt der Abstand d zwischen 0 und 6 mm. Der Abstand ist abhängig vom Betrag der an die spannungsführende Elektrode 20 angelegten elektrischen Spannung. In dem lonisationsbereich 23 zwischen der luftdurchlässigen Gegenelektrode 21 und der luftdurchlässigen Hochspannungselektrode 20 wird das Plasma gebildet. Die luftdurchlässigen Hochspannungselektrode 20 ist mit einer Isolationsbeschichtung 22 versehen, die das Dielektrikum bildet und auch als Ummantelung bezeichnet werden kann.

Wie in Figur 6 gezeigt ist, sind die Elektroden 20 und 21 alternierend zueinander angeordnet. Bei der in Strömungsrichtung ersten und letzten Elektrode kann es sich sowohl um eine luftdurchlässige Elektrode 21 als auch um eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode 20 handeln.

Weiterhin kann die in Figur 5 gezeigte einzelne luftdurchlässige Gegenelektrode 21 ihrerseits aus mehreren luftdurchlässigen Lagen (n>= 1) aufgebaut sein. Dasselbe gilt auf für die luftdurchlässige Hochspannungselektrode 20.

Zudem kann die Anzahl der luftdurchlässigen Elektroden 21 zwischen zwei luftdurchlässigen Hochspannungselektroden 20 größer gleich 1 sein. Dasselbe gilt auch im umgekehrten Fall, in dem die Anzahl der luftdurchlässigen Hochspannungselektroden 20 zwischen zwei luftdurchlässigen Gegenelektroden 21 größer gleich 1 ist .

Hinsichtlich der Spannungsform wird für die luftdurchlässige Hochspannungselektrode 20 eine gepulste Spannung mit Us_cheiteiwen >= 500 V (siehe Figur 11c) und einer Periodendauer T <= 1s eingesetzt. Bei der gepulsten Spannung kann es sich um positive oder negative Spannungsart handeln. Alternativ ist eine Wechselspannung mit U_Effektivwen >= 500V (siehe Figur 11 d) und einer Periodendauer T >= 1s möglich. Für die Wechselspannung und die gepulste Spannung sind diverse Spannungsformen möglich. Anwendung findet hier beispielsweise eine sinusförmige, rechteckförmige, dreieckförmige oder sägezahnförmige Spannungsform. Die luftdurchlässige Gegenelektrode ist mit dem elektrischen Gegenpotential verbunden, damit eine sich ändernde elektrische Spannungsdifferenz AU zwischen der Hochspannungselektrode 20 und der Gegenelektrode 21 gewährleistet werden kann.

Alternativ kann die luftdurchlässige Gegenelektrode 21 geerdet sein. Für diesen Anwendungsfall ist die luftdurchlässige Gegenelektrode 21 elektrisch mit dem Schutzleiter PE (protective earth) verbunden.

Der Geruchsfilter 2 kann einen Hochspannungsübertrager 4 aufweisen, der in der Figur 13 schematisch als Blockdiagramm gezeigt ist. Dieser Hochspannungsübertrager 4 versorgt auf der Sekundärseite 44 über die Anschlussleitungen 40, 41 die Hochspannungselektrode 20 und Gegenelektrode 21 mit elektrischer Hochspannung beziehungsweise mit elektrischer Energie. Mögliche Spannungsverläufe an der Sekundärseite 44 des Hochspannungsübertragers 4 sind in den Figuren 11c und 11 d gezeigt. Auf der Primärseite 43 erfolgt die elektrische Spannungsversorgung des Hochspannungsübertragers 4 über den Anschluss/Anschlussleitungen 42 beispielsweise mit Gleichstrom oder Wechselstrom.

Bezüglich der Anordnung / Ausrichtung der einzelnen luftleitenden Elektroden 20, 21 zueinander sollten diese vorzugsweise, wie in den Figuren 8 bis 10 gezeigt, versetzt zueinander angeordnet sein, um eine optimale Ionisation der durchströmenden, mit Geruchsmolekülen beladenen Luft zu gewährleisten, welche wiederum zur optimalen Neutralisation der Geruchsstoffe / Geruchsmoleküle führt.

Weiterhin können die einzelnen Elektroden um eine Rotationsachse in der Ebene von 0 bis 360° zueinander im eingebauten Zustand versetzt sein. Dies ist beispielhaft in Figur 7 gezeigt, in der die Elektroden 20, 21 zueinander in einem Versatz zueinander um 45° gedreht liegen.

Gemäß dem Konzept der dielektrisch behinderten Barriereentladung (DBE) kommt es zu einem elektrischen Verschiebestrom I zwischen zwei Elektroden mit mindestens einem Dielektrikum, wenn zwischen diesen zwei Elektroden bei Umgebungsbedingungen eine zeitlich sich ändernde elektrische Spannung U angelegt wird, die sogenannte Zündspannung Uzun_dspann_ung. Der Betrag der Zündspannung hängt von vielen Faktoren ab, wie der Elektrodengeometrie, dem Isolationsmaterial (Dielektrika), der Spaltbreite d, der Spannungsform, der Gaszusammensetzung, etc. Dieser elektrische Verschiebestrom I bewirkt zwischen den beiden Elektroden eine Ionisation der Luft. Durch diesen lonisationsprozess im lonisationsbereich (Plasmabereich) werden durch Stoßionisationsprozesse reaktive Spezies gebildet, sogenannte reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und reaktive Stickstoffspezies (RNS). Diese reaktiven Spezies sind energetisch hoch reaktionsfreudige Moleküle, welche unter anderem mit unangenehmen Geruchsmolekülen und sonstigen flüchtigen organischen Verbindungen (VOC’s) chemische Verbindungen eingehen, wodurch diese unangenehmen Geruchsmoleküle chemisch umgewandelt werden in andere chemische Verbindungen. Durch chemische Prozesse zwischen den Geruchsmolekülen und den reaktiven Spezies kommt es folglich zur Geruchsminderung bis zur vollständigen Geruchsbeseitigung. Beruhend auf diesem Prozess / dieser Funktionsweise werden bei der erfindungsgemäßen Filtereinheit im Segment zur Geruchsneutralisation luftdurchlässige Elektroden eingesetzt, welche nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Barriereentladung eine Ionisation der Luft zwischen den Elektroden bewirken. Diese Ionisation der Luft im lonisationsbereich (Plasmabildung) führt zum Abbau/Neutralisation von olfaktorisch unangenehmen Geruchsmolekülen und sonstigen flüchtigen chemischen Verbindungen (VOC’s).

Die vorliegende Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine kompakte, autarke ionisierende Filtereinheit, welche sowohl Partikel als auch olfaktorisch unangenehme Geruchsmoleküle aus der Luft beseitigen kann.

Die ionisierende Filtereinheit benötigt aufgrund ihres Konzeptes mit den porösen Elektroden zur Geruchsminderung im Vergleich zu den aktuell auf dem Markt vorhandenen Plasmafiltern deutlich weniger Platz.

Der erfindungsgemäß verwendete Plasmafilter (System zur Geruchsneutralisation) besteht lediglich aus luftdurchlässigen, hintereinander angeordneten Elektroden, durch die die Luft hindurchströmt. Diese einfache und zur Geruchsminderung erdachte Erfindung macht die Plasmaeinheit kosteneffizient in Hinblick auf die Material- und Fertigungskosten.

Die erfindungsgemäß verwendete Plasmaeinheit (Segment zur Geruchsneutralisation) besteht aus hintereinander angeordneten porösen beziehungsweise luftdurchlässigen Elektroden und weist im Gegensatz zu anderen Plasmafiltern eine weitaus größere Effizienz hinsichtlich der Geruchsminderung auf. Dies ist dem geschuldet, dass sich mittels der porösen Elektroden eine Plasmawand im Betrieb aufbaut, durch die die mit Geruchsmolekülen beladene Luft hindurchströmt. Beim Hindurchströmen der in der Luft befindlichen Geruchsmoleküle durch diesen lonisationsbereich „Plasmawand“ kommt es zu einer vollständigen chemischen Reaktion dieser genannten Geruchsmoleküle mit den reaktiven Spezies. Anders ausgedrückt findet eine vollständige Durchmischung von Geruchsmolekülen und sonstigen reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und reaktiven Stichstoffspezies (RNS) statt. Die luftdurchlässigen Elektroden der Plasmaeinheit führen aufgrund ihrer geometrischen Eigenschaften zu einer besseren Durchmischung der durchströmten Luft. Wegen der effizienten Durchmischung der Luft und dem daraus resultierenden effizienteren Abbau von Geruchsmolekülen und sonstigen VOC’s ist im Gegensatz zu den vorhandenen Plasmasystem bei gleicher Filtereffizienz weniger zugeführte elektrische Leistung (Energieeintrag) notwendig. Die ionisierende Filtereinheit kann sowohl im Geschirrspüler als auch von Hand unter Einsatz von Reinigungssubstanzen und Wasser gereinigt werden. Dadurch ist die Standzeit einer solchen ionisierenden Filtereinheit unbegrenzt verfügbar. Sowohl die luftdurchlässigen Elektroden zur Geruchsminderung als auch der elektrostatische Filter können unter Wasser von Schmutz und Verunreinigungen ausgewaschen werden. Die aktuell verfügbaren Plasmafilter sind für Reinigungszwecke nicht geeignet oder laut Hersteller nicht gedacht. Dies gilt insbesondere für Reinigungszwecke im privaten Hausgebrauch.

Bezugszeichenliste

1 Filtereinheit

2 Geruchsfilter

20 Hochspannungselektrode

21 Gegenelektrode (Geruchsfilter)

22 elektrische Isolierung

23 lonisationsbereich

3 elektrostatische Filter

30 lonisationseinheit

300 Sprühelektrode

301 geerdete Gegenelektrode (lonisationseinheit)

31 Abscheideeinheit

310 spannungsführende Niederschlagselektrodenplatte

311 geerdete Niederschlagselektrodenplatte

312 spannungsführende Niederschlagselektrode

313 geerdete Niederschlagselektrode

4 Hochspannungsübertrager

40 Anschlussleitung der Hochspannungselektrode

41 Anschlussleitung der Gegenelektrode

42 Anschluss geringerer Spannung

43 Primärseite

44 Sekundärseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Filtereinheit für eine Luftreinigungsvorrichtung, wobei die Filtereinheit (1) einen Geruchsfilter (2) zur Geruchsneutralisation umfasst, der eine Vorrichtung zur Plasmaerzeugung darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Geruchsfilter (2) mindestens eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode (20) und mindestens eine luftdurchlässige Gegenelektrode (21) umfasst, die jeweils durch ein Flächenelement gebildet sind, und die mindestens eine luftdurchlässige Hochspannungselektrode (20) und die mindestens eine luftdurchlässige Gegenelektrode (21) in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.

2. Filtereinheit nach Anspruch 1 , wobei die Filtereinheit (1) einen elektrostatischen Filter (3) umfasst, der eine lonisationseinheit (30) und eine Abscheideeinheit (31) aufweist.

3. Filtereinheit nach Anspruch 2, wobei die Abscheideeinheit (31) des elektrostatischen Filters (3) mindestens eine spannungsführende Niederschlagselektrode (310, 312) und mindestens eine geerdete Niederschlagselektrode (311, 313) aufweist und die Niederschlagselektroden luftundurchlässige Platten (310, 311) oder die Niederschlagselektroden luftdurchlässige Elektroden (312, 313) darstellen.

4. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei der Geruchsfilter (2) in Strömungsrichtung nach dem elektrostatischen Filter (3) angeordnet ist.

5. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Geruchsfilter (2) und der elektrostatische Filter (3) in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind.

6. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Elektroden (20, 21) des Geruchsfilters (2) in einer Richtung angeordnet sind, die zu der Strömungsrichtung geneigt ist.

7. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mindestens eine der Elektroden (20, 21) des Geruchsfilters (2) an zumindest einer Oberfläche eine Isolationsbeschichtung (22) aufweist.

8. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens eine Hochspannungselektrode (20) und/oder mindestens eine Gegenelektrode (21) mehrlagig aufgebaut ist.

9. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die mindestens eine Hochspannungselektrode (20) und die mindestens eine Gegenelektrode (21) aus luftdurchlässigem Material bestehen oder aus einem luftundurchlässigen Material mit mindestens einer Luftdurchlassöffnung bestehen.

10. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens eine Hochspannungselektrode (20) und/oder mindestens eine Gegenelektrode (21) aus Lochblech, Schweißgitter, gewebte Drahtgitter, Streckmetalle, Sinterwerkstoff und/oder Schaumstoff besteht.

11. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei mindestens eine Hochspannungselektrode (20) und eine Gegenelektrode (21) so zueinander angeordnet sind, dass deren Struktur in der Ebene der jeweiligen Elektrode um eine Achse gedreht, liegen.

12. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Geruchsfilter (2) einen Hochspannungsübertrager (4) aufweist, durch den eine sich zeitlich ändernde Hochspannung für die Hochspannungselektrode (20) des Geruchsfilters (2) erzeugt werden kann.

13. Luftreinigungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftreinigungsvorrichtung zumindest eine Filtereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist.

14. Luftreinigungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftreinigungsvorrichtung eine Dunstabzugsvorrichtung ist und die Filtereinheit (1) vor dem Gebläse der Dunstabzugsvorrichtung angeordnet ist.