WO2023006669A1 - Raumluftreiniger mit nebelerzeuger zum ozonabbau - Google Patents

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WO2023006669A1
WO2023006669A1 PCT/EP2022/070797 EP2022070797W WO2023006669A1 WO 2023006669 A1 WO2023006669 A1 WO 2023006669A1 EP 2022070797 W EP2022070797 W EP 2022070797W WO 2023006669 A1 WO2023006669 A1 WO 2023006669A1
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Woco Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the present invention relates to a device, namely a room air cleaner, and a method for treating, in particular humidifying, cleaning and/or washing air, such as an air humidifier, an air cleaner, an air washer or the like. Furthermore, the present invention relates to an air treatment system with at least two room air cleaners connected in parallel and a method for air cleaning.
  • Generic air treatment devices are used to prepare, in particular to clean, humidify and/or wash air that is present in closed rooms and/or buildings.
  • the air treatment devices can have numerous areas of application, for example in medical technology or in the health industry, especially in doctor's offices, isolation rooms, sick rooms, intensive care units or clean rooms, in private households, especially in bedrooms, living rooms, kitchens or children's rooms, in public or industrial buildings such as museums, theaters , government buildings or offices, and/or in mobility, for example for cleaning vehicle interiors, especially in taxis, rental cars or vehicle sharing concepts.
  • the air treatment devices are standing devices and/or small electrical devices that can be placed in buildings or rooms on the floor or on shelves such as tables.
  • air purifiers are equipped with multi-layer filter systems.
  • a highly effective particle filter is supplemented by additional filters so that the intake air is cleaned and freed from pollutants.
  • air washers work however, usually without additional filters and lead the air through a water bath, where it is cleaned and humidified at the same time.
  • ozone can be formed intentionally or unintentionally. For this reason, air conditioning systems generally do not generate ozone.
  • the German Lung Foundation warns against eliminating the bad smell of smoky rooms with ozone-generating air purifiers.
  • the guideline VDI 6022 Sheet 5 Air conditioning technology, indoor air quality - avoidance of allergenic loads - requirements for the testing and evaluation of technical devices and components that influence the breathing air” therefore recommends determining the ozone emission rate when using ionizers.
  • a room air cleaner for cleaning, humidifying and/or washing air.
  • the air can, for example, be provided with solid and/or liquid particles, in particular impurities, which can be at least partially separated from the air by means of the room air cleaner according to the invention.
  • the air is in particular air that is present in closed rooms and/or buildings, such as room air, and with which people can come into direct contact.
  • the room air cleaner is a small electrical device and/or a stand-alone device that can be set up or removed in buildings or rooms or that can be integrated into a room and/or building ventilation system, such as a vehicle interior ventilation system.
  • the room air cleaner can be designed as an independent device, in particular a stand-alone device, it is also possible to integrate the room air cleaner according to the invention in ventilation systems, extractor hoods or other ventilation systems arranged in a room in a building or in a room in a vehicle.
  • the room air purifier may be able to remove liquid particles, such as fat or oil particles, as well as fine dust and solid particles from the air, even for solid particle concentrations in the pg/m 3 range.
  • the room air cleaner is able to comply with the fine dust limit values, for example a fine dust limit value PM10 of 40 ng/ m3 is achievable. Fine dust particles are understood to mean particles with an aerodynamic diameter of 10 ⁇ m or smaller.
  • the room air cleaner according to the invention comprises an electrostatic precipitator, which serves to separate solid and/or liquid particles from the air to be cleaned while generating ozone and, in particular, to eliminate unpleasant odors.
  • the electrostatic precipitator has a counter-electrode and an array of emission electrodes that allow the particles to be separated from the air.
  • the emission electrodes can be designed as emission electrode needles.
  • the electrostatic precipitator can be designed as a plasma precipitator.
  • the counter electrode and the emission electrodes can be insulated from each other and/or can each be made in one piece.
  • the array of emission electrodes as a whole forms an emission electrode, also known as a spray electrode, and essentially serves to emit negatively charged particles in particular.
  • the counter electrode also known as the collecting electrode, forms the opposite pole.
  • the space between the emission electrode and the counter-electrode can be referred to as the separation space, in which the solid and/or liquid particles are separated from the air flow.
  • a high electrical voltage is applied between the emission electrode and the counter-electrode, so that a high-voltage field is generated between the emission electrode and the counter-electrode.
  • the high voltage is in the range from 8 to 16 kV, in particular in the range from n to 14 kV.
  • the electrostatic precipitator is operated below the breakdown or flashover voltage.
  • the breakdown voltage also known as the breakdown voltage, is the voltage that must be exceeded in order for a voltage breakdown to occur through a material or substance, for example an insulator or gas.
  • the principle of charge generation on which the electrostatic precipitator is based can be impact ionization. When the so-called corona onset field strength is exceeded, electrons escape from the emission electrode and interact with the surrounding air molecules, resulting in the formation of a so-called negative corona.
  • Free electrons present in the air are strongly accelerated in the electrostatic field of the corona, so that a gas discharge can occur.
  • the free electrons hit air molecules, further electrons can be split off or attached to the air molecules.
  • the negative Charges then move in the direction of the neutrally charged counter-electrode.
  • the counter-electrode can, for example, be grounded and/or at ground potential.
  • the negatively charged charges accumulate on the particles. Due to the acting electrostatic force of the DC voltage field, which can be oriented transversely to the flow direction of the air through the room air cleaner, the negatively charged particles migrate in the direction of the counter-electrode, where they can release their charge and can be removed from the counter-electrode.
  • the present invention also covers embodiments in which a positive corona or a positively charged charge is generated instead of the negative corona or the negatively charged charges. To avoid repetition, the description of the invention is limited to the implementation of the negative charge situation.
  • the room air cleaner can have an air conveying device, in particular an air intake device such as a fan.
  • a fan is generally understood to be a turbomachine that builds up a pressure ratio between 1 and 1.3 between the suction and pressure sides in order to convey air.
  • the air conveying device can be set up to suck in air from the environment and/or to convey air in the direction of the electrostatic precipitator.
  • the air conveying device is able or intended to suck the air to be treated, in particular building and/or room air, into the room air cleaner and to feed it to the electrostatic precipitator or expose it to it in order to subject the air to be treated to an electrostatic precipitator process, solid and/or or separate liquid particles from the air to be treated and thus clean the air to be treated.
  • the air conveying device can be designed in such a way that the sucked-in air reaches speeds in the range from 2 m/s to 10 m/s. After passing through the electrostatic precipitator, the electrically charged air can flow through the room air cleaner at flow speeds in the range from 0.1 m/s to 0.5 m/s, in particular it can be transported.
  • the electrostatic precipitator can generate a stable DC voltage plasma with an electrical high-voltage field of the electrostatic precipitator in the range from 8 kV to 16 kV.
  • the plasma current at the emission electrodes can be between 4 mA and 10 ⁇ A. Due to the particularly negative ones generated in the electrostatic precipitator charges, at least part of the oxygen (0 2 ) contained in the air to be cleaned is split into individual oxygen atoms, which can then combine to form ozone (0 3 ).
  • the electrostatic precipitator generates, in particular when generating a plasma, i.e. as a by-product ozone. The higher the voltage between the emission electrode and the counter electrode, the more ozone is produced as a by-product in the electrostatic precipitator.
  • the room air cleaner comprises a fog generator arranged in the air flow direction before, on or after the array of emission electrodes.
  • the fog generator is used to enrich the air to be cleaned with water droplets.
  • the fog generator makes it possible to break down at least part of the ozone generated.
  • the ozone (0 3 ) reacts with the water (H 2 0) in the air to be cleaned and is converted into oxygen (0 2 ) with the production of by-products such as hydroxide ions (OH) or hydrogen peroxide (H 2 0 2 ). .
  • the room air cleaner does not require any additional components, such as catalytic converters, downstream of the electrostatic precipitator in order to remove the ozone generated as a by-product from the air before it is released into the environment.
  • the smoke generator results in a more cost-effective and efficient construction of the room air cleaner compared to the prior art.
  • the fog generator can be arranged within the array between the individual emission electrodes, so that the air to be treated can be enriched with water at the same time as the air particles are charged by the electrostatic precipitator.
  • the water in the air to be cleaned can lead to short circuits between the individual emission electrodes.
  • short circuits between the emission electrodes can occur accordingly, because there is already water in the air to be cleaned when the air to be cleaned enters the electrostatic precipitator.
  • short circuits can be prevented from occurring if the water droplets have the same potential as the emission electrodes.
  • Arranging the fog generator in the direction of flow immediately after the array offers the advantage that no short circuits can occur between the emission electrodes, because in this version the air to be cleaned is still in the area of the emission electrodes, i.e. at the time when the air particles are charged by the electrostatic precipitator not enriched with water droplets. As a result, the ozone can be converted into oxygen in a particularly reliable and safe manner.
  • the fog generator serves to increase the degree of separation of the electrostatic precipitator.
  • the fog generator also serves to wet the counter-electrode with liquid through condensation or agglomeration of the water droplets generated by the fog generator in order to bind the charged particles in the liquid to the counter-electrode and prevent the particles from of the counter-electrode clump together or be carried away again by the air flow.
  • An arrangement of the fog generator in the air flow direction directly after the array of emission electrodes can also be advantageous here.
  • the almost massless particles only move to the counter-electrode after the emission electrodes and not before or in the electrostatic precipitator, for example due to the weight of the water droplets.
  • the counter-electrode can be better wetted with liquid because the water mist does not already condense at least partially in front of or on the emission electrodes.
  • the mist generator generates spray mist.
  • the fog generator is set up to supersaturate the air to be cleaned with water. Due to the spray, the water droplets are distributed particularly evenly in the air to be cleaned, so that a particularly large amount of ozone can be converted into oxygen. The conversion of ozone to oxygen is all the better, the denser the spray is or the stronger the air is water is supersaturated.
  • the mist generator is designed as an ultrasonic mist generator or as a high-pressure water nozzle.
  • the fog generator can be designed as an evaporator, vaporizer or atomizer.
  • the mist generator is set up to spray water droplets with a size of at least 1 ⁇ m, in particular at least 5 ⁇ m, at least 10 ⁇ m or at least 20 ⁇ m and/or at most 100 ⁇ m, in particular at most 80 ⁇ m, 60 ⁇ m or at most 50 ⁇ m to create.
  • Water droplets of this size are spherical after detachment from the fog generator due to the surface tension of the water.
  • the preferred size of the water droplets can refer to the diameter of the water droplets.
  • the room air cleaner includes a device for wetting the counter-electrode with liquid.
  • the liquid wetting device can be provided to realize the wetting of the counter-electrode with liquid alone or together with the fog generator.
  • the liquid wetting device can be designed, for example, as a nozzle or atomizer.
  • the liquid wetting device and/or the mist generator is/are set up to form a liquid film on the counter-electrode that moves at least temporarily, in particular that flows continuously. It can be provided that the liquid film has a film thickness in the range from 0.1 mm to 1 mm.
  • the electrostatic precipitator and the liquid wetting device are matched to one another in such a way that particles charged by the electrostatic precipitator get into the liquid wetting the counter-electrode, in particular into the liquid film formed on the counter-electrode.
  • the particles electrically charged by the electrostatic precipitator are attracted by its counter-electrode and can thus be caught in the liquid wetting and taken away by the liquid wetting, in particular the liquid film, and transported away, in particular while the air flow cleaned by it is carried on separately and finally released back into the environment becomes.
  • the liquid wetting of the counter-electrode also has the advantage that the counter-electrode by means of the liquid Soiling or deposits are cleaned, especially rinsed.
  • the liquid wetting device can have operating states, such as an off state or a predetermined deactivated operating state, in which the counter-electrode is not wetted.
  • the liquid is generally a flowable rinsing and/or collector medium, for example water, in particular also rainwater, a hygroscopic collecting material, such as sodium hydroxide dissolved in a liquid, a gel which is heated to a certain temperature, for example, so that a liquid state of aggregation is reached, such as a wax or the like, an ionic liquid, such as melted or dissolved salts, or highly viscous oils that are mixed with electrically conductive particles, such as copper, for example.
  • a flowable rinsing and/or collector medium for example water, in particular also rainwater, a hygroscopic collecting material, such as sodium hydroxide dissolved in a liquid, a gel which is heated to a certain temperature, for example, so that a liquid state of aggregation is reached, such as
  • the liquid may have a predetermined minimum electrical conductivity, for example at least 0.005 S/m.
  • a predetermined minimum electrical conductivity for example at least 0.005 S/m.
  • the room air cleaner includes a local liquid reservoir.
  • local is meant that the liquid reservoir is part of and/or directly associated with the room air cleaner as opposed to a separate liquid reservoir or supply.
  • the liquid reservoir is arranged below the electrostatic precipitator and/or below the liquid wetting device and/or below the mist generator.
  • the liquid reservoir can serve to supply the liquid wetting device and/or the fog generator with liquid or water.
  • the liquid reservoir is integrated into a liquid circuit in such a way that the liquid, which may contain particles, can flow back into the liquid reservoir after wetting the counter-electrode.
  • the separated particles can be entrained by the liquid and transported to the liquid reservoir and collected there.
  • Known electrostatic precipitators generally have the disadvantage that they become clogged with the separated particles, ie become soiled, so that the separating effect of the electrostatic precipitator is reduced.
  • the wetting liquid prevents the separated particles from accumulating and depositing on components of the electrostatic precipitator and carries the particles away in a targeted manner, namely into the liquid reservoir.
  • the fog generator and the electrostatic precipitator are arranged in relation to one another in such a way that the water droplets can reach the counter-electrode under the influence of the weight force, in particular downstream of the array of emission electrodes.
  • the smoke generator can be arranged on an upper side of the electrostatic precipitator in the vertical direction and the counter-electrode can be arranged on a lower side, ie under the smoke generator. Provision can be made for the mist generator to generate sufficient wetting on the counter-electrode in this way, even without an additional liquid-wetting device, in order to form a liquid film on the counter-electrode and to be able to use the associated effects and advantages.
  • the room air cleaner also includes an air duct housing with an air inlet through which the air to be cleaned can enter the air duct housing.
  • the air duct housing can be used to guide the air to be cleaned through the room air cleaner.
  • the air duct housing can be aerodynamically shaped so that the air flow is as free of obstacles as possible and/or with the lowest possible dynamic pressure building up through the
  • Air duct housing can flow.
  • the air inlet can be designed as an opening within the air duct housing with any desired cross section.
  • Air duct housing can also have an air outlet. Furthermore, the air duct housing can be designed in such a way that the air to be treated can enter the air duct housing from the side, in particular is sucked in, and can exit vertically upwards, in particular is conveyed out.
  • the array of emission electrodes is arranged in the area of the air inlet. Provision can be made for the array of emission electrodes to extend in the area of the air inlet transversely to a main direction of flow of the air to be cleaned. Provision can also be made for the smoke generator to be attached to the air duct housing, in particular in the area of the air inlet.
  • the air duct housing has a deflection structure downstream of the array of emission electrodes and/or the smoke generator for deflecting the air flow to be cleaned by at least 180°.
  • the deflection structure comprises a tangential cyclone or a spiral flow path delimitation, the inner walls of which continue the counter-electrode and are wetted with liquid at least in sections by the mist generator and/or the liquid wetting device and/or are electrically conductive at least in sections.
  • the inner walls of the tangential cyclone or the spiral flow path limitation are provided with a liquid film by the liquid wetting device and/or the mist generator.
  • the deflection structure can be designed in such a way that it deflects the air flow by at least 225 ° , by at least 270°, by at least 315 ° , by at least 360°, or by a multiple thereof. Due to the deflection structure, the separation distance can be extended and the degree of separation of the room air cleaner can be improved.
  • the deflection structure is designed in such a way that the water droplets introduced by the mist generator into the air to be cleaned agglomerate at the deflection structure, in particular under the influence of centrifugal force, and/or are deflected by the deflection structure while the air is being transported through the room air cleaner .
  • the water droplets can be pressed radially outwards by the centrifugal force that occurs when the air to be cleaned flows through the deflection structure at a sufficient speed and thus wet the walls of the deflection structure with liquid.
  • the agglomerated water droplets run along the deflection structure and, for example, are returned to the liquid reservoir below the deflection structure.
  • the array of emission electrodes of the electrostatic precipitator comprises at least two, in particular parallel, rows of at least five, at least ten or at least 15 emission electrodes, in particular emission electron needles.
  • a distance between two adjacent emission electrodes in the same row can be in the range from 5 mm to 15 mm and/or a distance between two emission electrodes in adjacent rows can be in the range from 5 mm to 15 mm. In this way it is guaranteed that a uniform, in particular homogeneous, electrical field is reliably built up without the individual emission electrode needles influencing one another, in particular interfering with one another.
  • an air treatment system with at least two room air cleaners is provided.
  • the room air cleaners are arranged in such a way that an air flow flowing into the air treatment system can be divided into the two room air cleaners.
  • the air treatment system can be, for example, a small electrical device or a stand-alone device that is installed or installed in buildings or in rooms or that can be integrated into a room or building ventilation such as a vehicle interior ventilation. It is also possible for the air treatment system to be integrated into ventilation systems, exhaust hoods or other ventilation systems present in a room, a building or a room in a vehicle.
  • a method for air purification is provided.
  • particles are electrically separated from the air to be cleaned in the method with the generation of ozone and the air to be cleaned is enriched with water before, during or after the electrodeposition in order to break down at least part of the ozone generated and to prevent the ozone in the environment reached.
  • the method is set up to clean the air with a room air cleaner according to the invention or an air treatment system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic outline sketch of one according to the invention
  • Figure 2 is a plan view of the air treatment system of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of an exemplary embodiment of a room air cleaner according to the invention
  • FIG. 4 shows a perspective view of the room air cleaner from FIG. 3;
  • Figure 5 is a plan view of the room air cleaner from Figures 3 and 4.
  • a room air cleaner according to the invention is generally given the reference number 1 and an air treatment system according to the invention is given the reference number 100 .
  • the room air cleaner 1 can fulfill various functions depending on the operating state or by structurally simple expansion, namely air humidification, air purification, air washing and particle separation, which makes the air purification particularly effective.
  • the room air cleaner 1 is a free-standing device or a small electrical device which is primarily intended for use in building rooms, for example on a table or in to be placed on a shelf.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an air treatment system 100 according to the invention in a perspective view, which is a unit from six exemplary embodiments of room air cleaners 1 according to the invention.
  • the room air cleaner 1 in particular its mode of operation and the individual components, are explained in more detail with regard to FIGS.
  • the six existing room air cleaners 1 are arranged in a circle and distributed evenly in the circumferential direction. Furthermore, all room air cleaners 1 are identical.
  • the room air cleaners 1 each essentially comprise the following components: an air guide housing 3; an electrostatic precipitator 5 arranged in the air duct housing 3 for separating liquid and/or solid particles from the air to be treated, which has a counter electrode 7 and an array 9 of emission electrodes 11; a smoke generator 13 also arranged in the air duct housing 3 (in Figure 1 covered by the air duct housing 3), which is used to break down ozone generated in the electrostatic precipitator 5, for wetting the counter-electrode 7 with water and is used to improve the separation of almost massless particles such as fine dust, viruses, very fine particles, spores, allergens, pollen or bacteria in the electrostatic precipitator 5; and a deflection structure 15 downstream of the array 9 of emission electrodes 11 for deflecting the air flow to be treated, which is electrically charged by the electrostatic precipitator 5, by at least 180° and for lengthening the separation distance of the room air cleaner 1 .
  • the air-guiding housing 3 has an air inlet 17 with a rectangular cross section, over the width of which, ie transversely to the main inflow direction of the air flow to be treated, the array 9 of emission electrodes 11 extends.
  • the air inlets 17 of the individual room air cleaners 1 due to their circular arrangement, form a circumferentially closed, ring-shaped air inlet via which air can enter the air treatment system 100 in a 360° circumferential extension.
  • connection points 19 can be implemented, for example, by the air duct housing 3 in the area of the lateral delimitation of the respective air inlets 17 .
  • the room air cleaner 1 and the air duct housing 3 also each include an air outlet 21 which, according to the exemplary embodiments, is formed as a round outlet nozzle or opening in the air duct housing 3 on a vertical upper side 23 of the room air cleaner 1 .
  • the air-guiding housing 3 also has a funnel-like or cone-shaped dip tube 25, which is directly connected to the deflection structure 15 and opens into a liquid-collecting basin (not shown) that serves as a local liquid storage.
  • the liquid from the mist generator 13 and/or the liquid from a liquid wetting device, not shown, which can be used in addition to the mist generator 13 for wetting the counter-electrode 7, can be collected in the liquid collecting basin.
  • the immersion tube 25 is arranged concentrically with one another, for example with the fluid outlet 21 .
  • FIG. 2 shows a top view of the air treatment system 100 from FIG Inside the room air cleaner 1 and in particular to release the fog generator 13.
  • FIG. 2 also illustrates the circular arrangement of the individual room air cleaners 1, which has a center point M in the center of the air treatment system 100.
  • the smoke generator 13 comprises three high-pressure water nozzles 14 which are arranged directly behind the array 9 of emission electrodes 11 in the area of the air inlet 17 in the air flow direction.
  • the high-pressure water nozzles 14 generate a water spray and are evenly distributed over the width of the air inlet 17, so that the entire air to be cleaned is enriched with spray or water droplets.
  • the air to be treated reaches the room air cleaner 1 or its air duct housing 3 via the air inlet 17. It can be seen in particular in FIG. 3 that the air duct housing 3 is constructed in several parts.
  • the air duct housing 3 comprises an immersion tube 25, a base housing part 27 attached thereto and a cover part 29 attached thereto, which has a lateral fastening flange 31 which overlaps the base housing part 27 on the outside and thus fixes the cover part 29 on the base part 27.
  • the air guide housing 3 essentially serves to guide the air to be treated through the room air cleaner 1 in a targeted manner so that it can be treated.
  • the array 9 of emission electrodes 11 is arranged at the air inlet 17 in order to electrically charge the air to be treated or the solid and/or liquid particles in it that are to be separated as early as possible, so that they migrate in the direction of the counter-electrode 7 as early as possible .
  • the array 9 of emission electrodes 11 extends transversely to the flow direction of the air in order to be able to electrically charge all of the air to be cleaned that enters through the air inlet 17 .
  • the emission electrodes 11 are designed as thin, elongated emission electrode needles.
  • the emission electrode needles are arranged on an upper side 32 of the electrostatic precipitator 5 . It can be seen in particular from Figure 5 that the emission electrodes 11 of the array 9 are arranged in two rows 41, 43 of twelve emission electrodes 11 each, which are arranged one behind the other in the direction of flow and each extend over the entire width of the air inlet 17. The emission electrodes 11 of the two rows 41 , 43 are offset from one another in the width direction of the air inlet 17 . An emission electrode 11 in row 41 is located between two emission electrodes 11 in row 43, viewed transversely to the air flow direction. The distance between two emission electrodes 11 within a row can be between 5 mm and 15 mm. The distance between an emission electrode 11 in row 41 and an emission electrode 11 in row 43 can also be between 5 mm and 15 mm.
  • the counter-electrode 7 of the electrostatic precipitator is arranged below the emission electrodes 11 in the embodiments in FIGS.
  • Ozone is produced as a by-product in the electrostatic precipitator 5 when the voltage between the emission electrodes 11 and the counter-electrode 7 is between 8 kV and 16 kV.
  • the array 9 of emission electrodes 11 is therefore immediately followed by the mist generator 13, which consists of three high-pressure water nozzles 14, as in the embodiments in FIGS.
  • the high-pressure water nozzles 14 like the emission electrodes 11 , are fastened to the cover part 29 of the air-guiding housing 3 and are therefore arranged above the counter-electrode 7 .
  • the high-pressure water nozzles 14 are used to generate a water spray and to enrich the air to be cleaned with water droplets.
  • the water droplets preferably have a size between 5 ⁇ m and 50 ⁇ m.
  • the ozone generated in the electrostatic precipitator 5 can be broken down by the water mist before it reaches the environment.
  • the ozone generated in the electrostatic precipitator 5 reacts with the water in the air and is converted into oxygen.
  • the ozone is already converted into oxygen close to the source and cannot damage the other components of the room air cleaner 1, such as the deflection structure 15 or the outlet 21, which are arranged behind the fog generator 13 in the air flow direction.
  • the mist generator 13 can also be used to wet the counter-electrode 7 with liquid by the water mist condensing and agglomerating on the counter-electrode 7 .
  • the counter-electrode 7 is arranged vertically below the emission electrodes 11 and the mist generator 13, as already described, so that the water droplets can reliably reach the counter-electrode 7 and wet it due to the force of weight.
  • the room air cleaner 1 can have an additional device for wetting the counter-electrode 7 with water (not shown in FIGS. 1 to 5), which supports or enhances the liquid wetting of the counter-electrode 7 by the mist generator 13.
  • the mist generator 13 and/or the liquid wetting device produce a continuously flowing liquid film on the counter-electrode 7, which has a film thickness in the range from 0.1 mm to 1 mm. Due to the wetting of the liquid, the particles charged by the electrostatic precipitator 5 are bound to the counter-electrode 7 without clumping together or being picked up again by the air flow after the separation.
  • the electrically charged air flow in the electrostatic precipitator 5 reaches the deflection structure 15 in a targeted manner, which is shaped in such a way that the air flow to be treated is deflected by at least 180 ° .
  • the advantage is that it is possible to lengthen the separation distance in a way that is favorable in terms of installation space and thus to keep the degree of separation high even at high flow rates.
  • the deflection structure 15 is designed as a tangential cyclone.
  • the inner walls 37 of the tangential cyclone are wetted by the mist generator 13 and optionally by the liquid wetting device with liquid by the water droplets being wetted under the influence of centrifugal force, which pushes the water droplets out of the air flow radially outwards.
  • the water droplets agglomerate on the inner walls 37 of the deflection structure 15 and form a liquid film there.
  • the liquid trickles down due to the force of gravity down the inner walls 37 via the dip tube 25 and finally reaches a liquid collecting tank, not shown, via a deflection screen 39 .

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Raumluftreiniger, umfassend einen Elektroabscheider, der eine Gegenelektrode und ein Array an Emissionselektrodennadeln aufweist, und dazu dient, unter Generierung von Ozon Partikel aus der zu reinigenden Luft abzuscheiden, und einen in Luftströmungsrichtung vor, an oder nach dem Array angeordneten Nebelerzeuger zum Anreichern der zu reinigenden Luft mit Wassertröpfchen, um wenigstens einen Teil des generierten Ozons abzubauen.

Description

Raumluftreiniger mit Nebelerzeuger zum Ozonabbau
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, nämlich einen Raumluftreiniger, und ein Verfahren zum Behandeln, insbesondere Befeuchten, Reinigen und/oder Waschen, von Luft, wie einen Luftbefeuchter, einen Luftreiniger, einen Luftwäscher oder dergleichen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Luftbehandlungssystem mit wenigstens zwei parallel geschalteten Raumluftreinigern und ein Verfahren zur Luftreinigung.
Gattungsgemäße Luftbehandlungsvorrichtungen dienen dazu, Luft, welche in geschlossenen Räumen und/ oder Gebäuden vorhanden ist, aufzubereiten, insbesondere zu reinigen, zu befeuchten und/oder zu waschen. Die Luftbehandlungsvorrichtungen können zahlreiche Anwendungsgebiete haben, beispielsweise in der Medizintechnik oder in der Gesundheitsindustrie, insbesondere in Arztpraxen, Isolationsräumen, Krankenzimmern, Intensivstationen oder Reinsträumen, im Privathaushalt, insbesondere in Schlafräumen, Wohnräumen, Küchen oder Kinderzimmern, in öffentlichen oder Industriegebäuden, wie Museen, Theater, Regierungsgebäuden oder Büroräumen, und/oder in der Mobilität, beispielsweise für die Fahrzeuginnenraumreinigung insbesondere bei Taxis, Mietwagen oder Fahrzeug- Sharing-Konzepten. Beispielsweise handelt es sich bei den Luftbehandlungsvorrichtungen um Standgeräte und/oder um Elektro-Kleingeräte, welche in Gebäuden bzw. Räumen auf dem Boden oder auch auf Ablagen, wie Tischen, abgestellt werden können.
In der Regel sind Luftreiniger mit mehrschichtigen Filtersystemen ausgestattet. Dabei wird ein hochwirksamer Schwebstofffilter durch weitere Filter ergänzt, so dass die angesaugte Raumluft gereinigt und von Schadstoffen befreit wird. Luftwäscher arbeiten hingegen i.d.R. ohne zusätzliche Filter und führen die Luft durch ein Wasserbad, wo sie gereinigt und zugleich befeuchtet wird.
An die Luftbehandlung werden immer höhere Anforderungen gestellt. Dies hängt zum einen mit sich verschärfenden gesetzlichen Anforderungen als auch mit dem stetig wachsenden Gesundheitsbewusstsein der Bevölkerung zusammen. Insbesondere der in der Luft vorhandene Feinstaub, welcher Feststoffpartikel im pg/ nV-Bereich aufweist, hat sich dabei als besonders kritisch erwiesen. Feinstaub kann ferner Bakterien, Pollen, Viren, Sporen, Fasern oder ähnliches beinhalten. Es existieren im Allgemeinen zwei Gattungen von Luftbehandlungsvorrichtungen, nämlich passive Luftbehandlungsvorrichtungen und aktive Luftbehandlungsvorrichtungen. Bei passiven Luftbehandlungsvorrichtungen wird keine zusätzliche Energie in das System eingebracht, um die Luft aufzubereiten. Aktive Luftbehandlungsvorrichtungen kennzeichnen sich dadurch, dass zusätzliche Energie aufgewendet wird, um die Luftbehandlung durchzuführen. Bekannte Luftbehandlungsvorrichtungen sind in ihrer Effektivität bezüglich der Luftbehandlung beschränkt. Insbesondere die passiven Systeme sind nicht dazu imstande, auch die Feinstaubpartikel effektiv aus der Luft zu trennen.
Im Stand der Technik existieren ferner bereits Ansätze für Luftbehandlungsvorrichtungen, in denen die Elektroabscheide-Technologie eingesetzt wird. Derartige Systeme haben aber den prinzipiellen Nachteil, dass trockene Partikel und damit Nichtaerosole nur schwer auf einer Gegenelektrode zu sammeln und abzutransportieren sind. Feinstäube werden entweder nach dem Kontakt mit der Gegenelektrode durch den Luftstrom wieder mitgenommen oder „verklumpen“ zu einer nicht elektrisch leitfähigen Masse auf der Gegenelektrode. Damit ist zum einen der Abscheidegrad stark von der Aerodynamik des Luftstromes abhängig, zum anderen leidet die Funktion der Gegenelektrode durch die Reduktion ihrer notwendigen elektrischen Leitfähigkeit.
Beim Betrieb von Raumluftreinigungsgeräten mit elektrostatischen Abscheidern (Elektrofiltern) kann es gezielt oder ungewollt zur Bildung von Ozon kommen. Deshalb wird in der Regel bei raumlufttechnischen Anlagen davon abgesehen, Ozon zu erzeugen. Z.B. die Deutsche Lungenstiftung warnt davor, den schlechten Geruch verrauchter Räume mit Ozon generierenden Luftreinigern zu beseitigen. Die Richtlinie VDI 6022 Blatt 5 „Raumlufttechnik, Raumluftqualität - Vermeidung allergener Belastungen - Anforderung an die Prüfung und Bewertung von technischen Geräten und Komponenten mit Einfluss auf die Atemluft“ empfiehlt daher, beim Einsatz von Ionisatoren gegebenenfalls die Ozon-Emissionsrate zu bestimmen. Ferner gibt es darauf aufbauende Ansätze, wie beispielsweise in EP 2774628 Ai beschrieben, das generierte Ozon wieder über einen nachgeschalteten Katalysator abzubauen, um dessen Abgabe in die Umgebung zu verhindern. Allerdings sind Katalysatoren teuer, tendieren zum Zusetzen und müssen regelmäßig erneuert werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu verbessern, insbesondere einen kostengünstigeren und/oder weniger gesundheitsschädlichen Raumluftreiniger insbesondere mit erhöhter Abscheideeffizienz bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Danach ist ein Raumluftreiniger zum Reinigen, Befeuchten und/oder Waschen von Luft bereitgestellt. Die Luft kann beispielsweise mit festen und/oder flüssigen Partikeln, insbesondere Verunreinigungen, versehen sein, die mittels des erfindungsgemäßen Raumluftreinigers wenigstens teilweise aus der Luft getrennt werden können. Bei der Luft handelt es sich insbesondere um Luft, welche in geschlossenen Räumen und/ oder Gebäuden vorhanden ist, wie Raumluft, und mit welcher Menschen direkt in Kontakt geraten können. Beispielsweise handelt es sich bei dem Raumluftreiniger um ein Elektrokleingerät und/oder ein Standgerät, welches in Gebäuden beziehungsweise in Räumen ab- bzw. aufgestellt werden kann oder welches in eine Raum- und/oder Gebäudebelüftung, wie beispielsweise eine Fahrzeuginnenraumbelüftung, integriert sein kann. Neben der Möglichkeit, dass der Raumluftreiniger als eigenständiges Gerät, insbesondere Standgerät, ausgebildet sein kann, ist es auch möglich, den erfindungsgemäßen Raumluftreiniger in Lüftungsanlagen, Dunstabzugshauben oder sonstige in einem Raum eines Gebäudes oder einem Raum eines Fahrzeugs angeordnete Belüftungssysteme zu integrieren. Der Raumluftreiniger kann dazu in der Lage sein, die Luft von flüssigen Partikeln, wie Fett- oder Ölpartikeln, sowie von Feinstaub- Festpartikeln zu befreien, und zwar selbst für Feststoffpartikelkonzentrationen im pg/m3-Bereich. Insbesondere ist der Raumluftreiniger dazu in der Lage, die Feinstaub- Grenzwerte einzuhalten, wobei beispielsweise ein Feinstaub-Grenzwert PM10 von 40 ng/ m3 erreichbar ist. Als Feinstaubpartikel werden Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von 10 pm oder kleiner verstanden.
Der erfindungsgemäße Raumluftreiniger umfasst einen Elektroabscheider, der dazu dient, unter Generierung von Ozon feste und/oder flüssige Partikel aus der zu reinigenden Luft abzuscheiden und insbesondere unangenehme Gerüche zu beseitigen. Der Elektroabscheider weist eine Gegenelektrode und ein Array an Emissionselektroden auf, die die Abscheidung der Partikel aus der Luft ermöglichen. Die Emissionselektroden können als Emissionselektrodennadeln ausgebildet sein.
Der Elektroabscheider kann als Plasmaabscheider ausgebildet sein. Die Gegenelektrode und die Emissionselektroden können voneinander isoliert sein und/oder jeweils aus einem Stück hergestellt sein. Das Array an Emissionselektroden bildet im gesamten eine Emissionselektrode, auch Sprühelektrode genannt, und dient im Wesentlichen zur Emission insbesondere negativ geladener Teilchen. Die Gegenelektrode, auch Niederschlagselektrode genannt, bildet den Gegenpol. Beispielsweise kann der Raum zwischen Emissionselektrode und Gegenelektrode als Abscheideraum bezeichnet werden, in dem die festen und/oder flüssigen Partikel aus dem Luftstrom abgeschieden werden. Während des Betriebs des Elektroabscheiders ist eine elektrische Hochspannung zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode angelegt, sodass ein Hochspannungsfeld zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode generiert wird. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 bis 16 kV, insbesondere im Bereich von n bis 14 kV. Insbesondere wird der Elektroabscheider unterhalb der Durchschlag- bzw. Überschlagspannung betrieben. Als Durchschlagspannung, auch Überschlagspannung genannt, wird diejenige Spannung bezeichnet, welche überschritten werden muss, damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material beziehungsweise einen Stoff, zum Beispiel einen Isolator oder Gas, erfolgt. Beispielweise kann das dem Elektroabscheider zugrundeliegende Prinzip der Ladungserzeugung die Stoßionisation sein. Mit Überschreiten der sogenannten Corona- Einsatzfeldstärke treten Elektronen aus der Emissionselektrode aus und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Luftmolekülen, wodurch sich eine sogenannte negative Corona bildet. In der Luft vorhandene freie Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Corona stark beschleunigt, sodass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen der freien Elektronen auf Luftmoleküle können weitere Elektronen abgespalten werden oder sich an die Luftmoleküle anlagern. Die negativen Ladungen bewegen sich dann in Richtung der neutral geladenen Gegenelektrode. Die Gegenelektrode kann beispielsweise geerdet sein und/oder auf Massepotenzial liegen. Beim Eintritt eines partikelgeladenen Gasstroms lagern sich die negativ geladenen Ladungen an den Partikeln an. Durch die einwirkende elektrostatische Kraft des Gleichspannungsfeldes, welche quer zur Strömungsrichtung der Luft durch den Raumluftreiniger orientiert sein kann, wandern die negativ aufgeladenen Partikel in Richtung der Gegenelektrode, wo sie ihre Ladung abgeben können und von der Gegenelektrode entfernt werden können. Auf diese Weise können die Partikel aus dem Luftstrom separiert werden. Die vorliegende Erfindung deckt auch Ausführungen ab, bei denen anstatt der negativen Corona beziehungsweise der negativ geladenen Ladungen eine positive Corona beziehungsweise eine positiv geladene Ladung erzeugt wird. Zur Vermeidung von Wiederholungen beschränkt sich die Beschreibung der Erfindung auf die Ausführung der negativen Ladungssituation.
Der Raumluftreiniger kann eine Luftfördereinrichtung, insbesondere eine Luftansaugeinrichtung, wie einen Ventilator, aufweisen. Als Ventilator wird im Allgemeinen eine Strömungsmaschine verstanden, die ein Druckverhältnis zwischen l und 1,3 zwischen Ansaug- und Druckseite aufbaut, um Luft zu fördern. Die Luftfördereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, Luft aus der Umgebung anzusaugen und/oder Luft in Richtung des Elektroabscheiders zu fördern. Insbesondere ist die Luftfördereinrichtung dazu in der Lage beziehungsweise dazu vorgesehen, die zu behandelnde Luft, insbesondere Gebäude- und/ oder Raumluft, in den Raumluftreiniger anzusaugen und dem Elektroabscheider zuzuführen beziehungsweise diesem auszusetzen, um die zu behandelnde Luft einem Elektroabscheideprozess zu unterziehen, feste und/ oder flüssige Partikel aus der zu behandelnden Luft abzuscheiden und so die zu behandelnde Luft zu reinigen. Die Luftfördereinrichtung kann derart ausgelegt sein, dass die angesaugte Luft Geschwindigkeiten im Bereich von 2 m/s bis io m/s erreicht. Nach dem Passieren des Elektroabscheiders kann die elektrisch aufgeladene Luft mit Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich von o,i m/s bis 0,5 m/s durch den Raumluftreiniger strömen, insbesondere transportiert werden.
Der Elektroabscheider kann bei einem elektrischen Hochspannungsfeld des Elektroabscheiders im Bereich von 8 kV bis 16 kV ein stabiles Gleichspannungsplasma erzeugen. Der Plasmastrom an den Emissionselektroden kann dabei zwischen 4 mA und 10 uA liegen. Durch die im Elektroabscheider erzeugten insbesondere negativen Ladungen wird zumindest ein Teil des Sauerstoffs (02) der in der zu reinigenden Luft enthalten ist, in einzelne Sauerstoffatome aufgespalten, die sich anschließend zu Ozon (03) zusammen schließen können Der Elektroabscheider generiert, insbesondere bei der Erzeugung eines Plasmas, also als Nebenprodukt Ozon. Je höher dabei die Spannung zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ist, desto mehr Ozon wird als Nebenprodukt im Elektroabscheider erzeugt.
Um wenigstens einen Teil des durch den Elektroabscheider generierten Ozons abzubauen, so dass dieses nicht in die Umwelt gelangt, umfasst der Raumluftreiniger erfindungsgemäß einen in Luftströmungsrichtung vor, an oder nach dem Array an Emissionselektroden angeordneten Nebelerzeuger. Der Nebelerzeuger dient zum Anreichern der zu reinigenden Luft mit Wassertröpfchen. Durch den Nebelerzeuger ist es möglich, wenigstens einen Teil des generierten Ozons abzubauen. Das Ozon (03) reagiert mit dem Wasser (H20) in der zu reinigenden Luft und wird unter Erzeugung von Nebenprodukten, wie Hydroxid-Ionen (OH) oder Wasserstoffperoxid (H202), in Sauerstoff (02) umgewandelt. Somit benötigt der Raumluftreiniger keine zusätzlichen Bauteile, wie Katalysatoren, im Anschluss an den Elektroabscheider, um das als Nebenprodukt generierte Ozon aus der Luft zu entfernen, bevor dieses in die Umwelt gelangt. Es kann vorgesehen sein, dass der Nebel erzeuger in unmittelbarer Nähe vor, an oder nach dem Array an Emissionselektroden angeordnet ist. Auf diese Weise kann das entstehende Ozon bereits möglichst nahe an der Quelle reduziert werden, so dass eine Schädigung der restlichen Bauteile, die in der Luftstrecke des Luftreinigers stromabwärts des Elektroabscheiders angeordnet sind, durch das Ozon verhindert werden kann. Durch den Nebelerzeuger ergibt sich so ein im Vergleich zum Stand der Technik kostengünstigerer und effizienterer Aufbau des Raumluftreinigers. Bei einer Anordnung des Nebel erzeugers direkt an dem Array an Emissionselektroden kann der Nebelerzeuger innerhalb des Arrays zwischen den einzelnen Emissionselektroden angeordnet sein, so dass die Anreicherung der zu behandelnden Luft mit Wasser zeitgleich mit der Aufladung der Luftpartikel durch den Elektroabscheider realisiert sein kann. Durch das Wasser in der zu reinigenden Luft kann es zu Kurzschlüssen zwischen den einzelnen Emissionselektroden kommen. Auch bei einer Anordnung des Wassernebel erzeugers in Luftströmungsrichtung vor dem Array an Emissionselektroden kann es entsprechend zu Kurzschlüssen zwischen den Emissionselektroden kommen, weil sich bereits Wasser in der zu reinigenden Luft befindet, wenn die zu reinigende Luft in den Elektroabscheider eintritt. Das Auftreten von Kurzschlüssen kann jedoch verhindert werden, wenn die Wassertröpfchen das gleiche Potential aufweisen wie die Emissionselektroden. Eine Anordnung des Nebelerzeugers in Strömungsrichtung unmittelbar nach dem Array bietet den Vorteil, dass keine Kurzschlüsse zwischen den Emissionselektroden entstehen können, weil die zu reinigende Luft bei dieser Ausführung im Bereich der Emissionselektroden, also zu dem Zeitpunkt, wenn die Luftpartikel vom Elektroabscheider aufgeladen werden, noch nicht mit Wassertröpfchen angereichert ist. Dadurch kann das Ozon auf besonders zuverlässige und sichere Art und Weise in Sauerstoff umgewandelt werden. Durch die Anreicherung der zu reinigenden Luft mit Wassertröpfchen können außerdem auch nahezu masselose Teilchen, wie Feinstaub, Viren, Feinstpartikel, Sporen, Allergene, Pollen oder Bakterien, durch eine Anlagerung von Wasser an den Teilchen mit Masse versehen werden, so dass sie im Elektroabscheider schneller in Richtung der Gegenelektrode wandern und so gegenüber dem Stand der Technik effektiver abgeschieden werden können. Der Nebelerzeuger dient also auch dazu, den Abscheidegrad des Elektroabscheiders zu erhöhen. Es kann vorgesehen sein, dass der Nebel erzeuger zusätzlich dazu dient, die Gegenelektrode durch Kondensation bzw. Agglomeration der vom Nebelerzeuger erzeugten Wassertröpfchen mit Flüssigkeit zu benetzten, um die aufgeladenen Partikel in der Flüssigkeit auf der Gegenelektrode zu binden und zu verhindern, dass die Partikel an der Gegenelektrode verklumpen oder wieder vom Luftstrom mitgenommen werden. Hier kann eine Anordnung des Nebel erzeugers in Luftströmungsrichtung direkt nach dem Array an Emissionselektroden ebenfalls vorteilhaft sein. Zum einen bewegen sich die nahezu masselosen Teilchen dadurch erst im Anschluss an die Emissionselektroden zur Gegenelektrode und nicht bereits vor oder im Elektroabscheider beispielsweise durch die Gewichtskraft der Wassertröpfchen. Zum anderen kann dadurch die Gegenelektrode besser mit Flüssigkeit benetzt werden, weil der Wassernebel nicht bereits wenigstens teilweise vor oder an den Emissionselektroden kondensiert.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung erzeugt der Nebelerzeuger Sprühnebel. Alternativ oder zusätzlich ist der Nebel erzeuger dazu eingerichtet, die zu reinigende Luft mit Wasser zu übersättigen. Durch den Sprühnebel verteilen sich die Wassertröpfchen besonders gleichmäßig in der zu reinigenden Luft, so dass besonders viel Ozon in Sauerstoff umgewandelt werden kann. Die Umwandlung von Ozon zu Sauerstoff ist dabei umso besser, je dichter der Sprühnebel ist bzw. je stärker die Luft dadurch mit Wasser übersättigt ist. Alternativ oder zusätzlich ist der Nebelerzeuger als Ultraschallnebelerzeuger oder als Hochdruckwasserdüse ausgebildet. Insbesondere kann der Nebelerzeuger als Verdampfer, Verdunster oder Zerstäuber ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung ist der Nebelerzeuger dazu eingerichtet, Wassertröpfchen mit einer Größe von wenigstens l um, insbesondere wenigstens 5 pm, wenigstens 10 pm oder wenigstens 20 pm und/ oder höchstens 100 pm, insbesondere höchstens 80 pm, 60 pm oder höchstens 50 pm zu erzeugen. Wassertröpfchen in dieser Größe sind nach der Ablösung vom Nebelerzeuger aufgrund der Oberflächenspannung des Wassers kugelförmig ausgebildet. Die bevorzugte Größe der Wassertröpfchen kann sich also auf den Durchmesser der Wassertröpfchen beziehen.
In einer beispielhaften Ausführung umfasst der Raumluftreiniger eine Einrichtung zum Benetzten der Gegenelektrode mit Flüssigkeit. Die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung kann dafür vorgesehen sein, die Benetzung der Gegenelektrode mit Flüssigkeit alleine oder zusammen mit dem Nebel erzeuger zu realisieren. Die
Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung kann zum Beispiel als Düse oder Zerstäuber ausgebildet sein. In einer beispielhaften Weiterbildung ist/sind die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung und/oder der Nebel erzeuger dazu eingerichtet, einen sich zumindest zeitweise bewegenden, insbesondere kontinuierlich fließenden Flüssigkeitsfilm auf der Gegenelektrode auszubilden. Es kann vorgesehen sein, dass der Flüssigkeitsfilm eine Filmdicke im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm aufweist.
In einer beispielhaften Weiterbildung sind der Elektroabscheider und die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung derart aufeinander abgestimmt, dass von dem Elektroabscheider aufgeladene Partikel in die die Gegenelektrode benetzende Flüssigkeit, insbesondere in den auf der Gegenelektrode gebildeten Flüssigkeitsfilm, gelangen. Die von dem Elektroabscheider elektrisch aufgeladenen Partikel werden von dessen Gegenelektrode angezogen und können somit in der Flüssigkeitsbenetzung gefangen werden und von der Flüssigkeitsbenetzung, insbesondere dem Flüssigkeitsfilm, mitgenommen und abtransportiert werden, insbesondere während die davon bereinigte Luftströmung separat weitergeführt und schließlich in die Umgebung wieder zurück abgegeben wird. Die Flüssigkeitsbenetzung der Gegenelektrode hat außerdem den Vorteil, dass die Gegenelektrode mittels der Flüssigkeit von Verschmutzungen oder Ablagerungen gereinigt, insbesondere gespült, wird. Beispielsweise kann die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung Betriebszustände, wie einen Aus-Zustand oder einen vorbestimmten deaktivierten Betriebszustand, aufweisen, bei dem die Gegenelektrode nicht benetzt ist. Bei der Flüssigkeit handelt es sich im Allgemeinen um ein fließfähiges Spül- und/oder Kollektormedium, beispielsweise kommt Wasser, insbesondere auch Regenwasser, ein hygroskopisches Sammelmaterial, wie beispielsweise in einer Flüssigkeit gelöstes Natriumhydroxid, ein Gel, welches beispielsweise auf eine bestimmte Temperatur erhitzt ist, sodass ein flüssiger Aggregatzustand erreicht ist, wie beispielsweise ein Wachs oder Ähnliches, eine ionische Flüssigkeit, wie beispielsweise geschmolzene oder ausgelöste Salze, oder auch hochviskose Öle, die beispielweise mit elektrisch leitfähigen Partikeln versetzt sind, wie Kupfer, zum Einsatz. Beispielweise kann die Flüssigkeit eine vorbestimmte minimale elektrische Leitfähigkeit besitzen, beispielweise von wenigstens 0,005 S/m. Bei einer Benetzung der Gegenelektrode mit Wasser ergibt sich der Vorteil, dass die Benetzung besonders einfach durch die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung und den Nebelerzeuger zusammen erzeugt werden kann.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst der Raumluftreiniger einen lokalen Flüssigkeitsspeicher. Unter lokal ist gemeint, dass der Flüssigkeitsspeicher Teil des Raumluftreinigers ist und/oder diesem unmittelbar zugeordnet ist, im Unterschied zu einem separaten Flüssigkeitsspeicher oder einer separaten Flüssigkeitsversorgung. Beispielsweise ist der Flüssigkeitsspeicher unterhalb des Elektroabscheiders und/oder unterhalb der Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung und/ oder unterhalb des Nebel erzeugers angeordnet. Der Flüssigkeitsspeicher kann dazu dienen, die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung und/oder den Nebel erzeuger mit Flüssigkeit bzw. Wasser zu versorgen. Zum einen ergibt sich dadurch eine kompakte Struktur des Raumluftreinigers, zum anderen kann die Flüssigkeit auf konstruktiv einfache Weise unter Ausnutzung der Gewichtskraft wieder zurück in den Flüssigkeitsspeicher gelangen. In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Flüssigkeitsspeicher in einen Flüssigkeitskreislauf derart integriert, dass die gegebenenfalls mit Partikeln versetzte Flüssigkeit nach dem Benetzen der Gegenelektrode zurück in den Flüssigkeitsspeicher gelangen kann. Die abgeschiedenen Partikel können von der Flüssigkeit mitgerissen werden und in den Flüssigkeitsspeicher transportiert und dort gesammelt werden. Bekannte Elektroabscheider haben im Allgemeinen den Nachteil, dass diese mit den abgeschiedenen Partikeln zusetzen, das heißt verschmutzt werden, sodass sich die Abscheidewirkung des Elektroabscheiders reduziert. Die Benetzungsflüssigkeit verhindert ein Ansammeln und Ablagern der abgeschiedenen Partikel an Komponenten des Elektroabscheiders und führt die Partikel gezielt ab, nämlich in den Flüssigkeitsspeicher.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung sind der Nebelerzeuger und der Elektroabscheider so zueinander angeordnet, dass die Wassertröpfchen unter dem Einfluss der Gewichtskraft insbesondere stromabwärts des Arrays an Emissionselektroden zur Gegenelektrode gelangen können. Beispielsweise kann der Nebelerzeuger an einer in Vertikalrichtung oberen Seite des Elektroabscheiders und die Gegenelektrode an einer unteren Seite, also unter dem Nebelerzeuger angeordnet sein. Es kann vorgesehen sein, dass der Nebel erzeuger auf diese Weise auch ohne eine zusätzliche Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung eine ausreichende Benetzung auf der Gegenelektrode erzeugt, um einen Flüssigkeitsfilm auf der Gegenelektrode auszubilden, und die damit verbundenen Effekte und Vorteile nutzen zu können.
In einer beispielhaften Ausführung umfasst der Raumluftreiniger außerdem ein Luftführungsgehäuse mit einem Lufteingang, über den die zu reinigende Luft in das Luftführungsgehäuse gelangen kann. Das Luftführungsgehäuse kann dazu dienen, die zu reinigende Luft durch den Raumluftreiniger zu führen. Das Luftführungsgehäuse kann aerodynamisch geformt sein, so dass die Luftströmung möglichst hindernisfrei und/oder unter Aufbau eines möglichst geringen Staudrucks durch das
Luftführungsgehäuse strömen kann. Der Lufteingang kann als im Querschnitt beliebige Öffnung innerhalb des Luftführungsgehäuses ausgebildet sein. Das
Luftführungsgehäuse kann außerdem einen Luftausgang aufweisen. Ferner kann das Luftführungsgehäuse so ausgebildet sein, dass die zu behandelnde Luft seitlich in das Luftführungsgehäuse gelangen kann, insbesondere angesaugt wird, und nach vertikal oben austreten kann, insbesondere heraus befördert wird. Das Array an Emissionselektroden ist in dieser Ausführung im Bereich des Lufteingangs angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass sich das Array an Emissionselektroden im Bereich des Lufteingangs quer zu einer Hauptströmungsrichtung der zu reinigenden Luft erstreckt. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Nebelerzeuger an dem Luftführungsgehäuse, insbesondere im Bereich des Lufteingangs, befestigt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführung weist das Luftführungsgehäuse eine dem Array an Emissionselektroden und/oder dem Nebelerzeuger nachgeschaltete Umlenkstruktur zum Umlenken der zu reinigenden Luftströmung um wenigstens i8o° auf. In einer beispielhaften Weiterbildung umfasst die Umlenkstruktur einen Tangential-Zyklon oder eine spiralförmige Strömungspfadbegrenzung, dessen Innenwände die Gegenelektrode fortsetzen und wenigstens abschnittsweise durch den Nebelerzeuger und/oder die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung mit Flüssigkeit benetzt und/oder wenigstens abschnittsweise elektrisch leitend sind. In einer beispielhaften Weiterbildung sind die Innenwände des Tangential-Zyklons oder der spiralförmigen Strömungspfadbegrenzung durch die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung und/ oder den Nebel erzeuger mit einem Flüssigkeitsfilm versehen. Die Umlenkstruktur kann so ausgebildet sein, dass sie die Luftströmung um wenigstens 2250, um wenigstens 270°, um wenigstens 3150, um wenigstens 360°, oder um ein Vielfaches davon umlenkt. Durch die Umlenkstruktur kann die Abscheidestrecke verlängert und dadurch der Abscheidegrad des Raumluftreinigers verbessert werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung ist die Umlenkstruktur so ausgestaltet, dass die vom Nebel erzeuger in die zu reinigende Luft eingebrachten Wassertröpfchen insbesondere unter Einfluss von Fliehkraft sich an der Umlenkstruktur agglomerieren und/oder von der Umlenkstruktur umgelenkt werden, während die Luft durch den Raumluftreiniger transportiert wird. In der Luftströmung können die Wassertröpfchen durch die Fliehkraft, die entsteht, wenn die zu reinigende Luft mit einer ausreichenden Geschwindigkeit durch die Umlenkstruktur strömt, nach radial außen gedrückt werden und so die Wände der Umlenkstruktur mit Flüssigkeit benetzen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die agglomerierten Wassertröpfchen an der Umlenkstruktur entlang rinnen und beispielsweise in den Flüssigkeitsspeicher unterhalb der Umlenkstruktur zurückgeleitet werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Array an Emissionselektroden des Elektroabscheiders wenigstens zwei insbesondere parallele Reihen von wenigstens fünf, wenigstens zehn oder wenigstens 15 Emissionselektroden, insbesondere Emissionselektronennadeln. Dabei kann ein Abstand zweier benachbarter Emissionselektroden derselben Reihe im Bereich von 5 mm bis 15 mm hegen und/oder ein Abstand zweier Emissionselektroden benachbarter Reihen im Bereich von 5 mm bis 15 mm hegen. Auf diese Weise ist sichergesteht, dass zuverlässig ein gleichmäßiges, insbesondere homogenes, elektrisches Feld aufgebaut wird, ohne dass sich die einzelnen Emissionselektrodennadeln gegenseitig beeinflussen, insbesondere stören.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Luftbehandlungssystem mit wenigstens zwei erfindungsgemäßen Raumluftreinigern bereitgestellt. Die Raumluftreiniger sind so angeordnet, dass eine in das Luftbehandlungssystem einströmende Luftströmung in die beiden Raumluftreiniger aufteilbar ist. Das Luftbehandlungssystem kann beispielsweise ein Elektrokleingerät oder ein Standgerät sein, welches in Gebäuden bzw. in Räumen ab bzw. aufgestellt wird oder welches in eine Raum-/oder Gebäudelüftung wie beispielsweise eine Fahrzeuginnenraumbelüftung, integriert sein kann. Ferner ist es möglich, dass das Luftbehandlungssystem in Lüftungsanlagen, Dunstabzugshauben oder sonstige in einem Raum, eines Gebäudes oder einem Raum eines Fahrzeugs vorhandene Belüftungssysteme integriert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verfahren zur Luftreinigung bereitgestellt. Erfindungsgemäß werden bei dem Verfahren unter Generierung von Ozon Partikel aus der zu reinigenden Luft elektrisch abgeschieden und die zu reinigende Luft vor, während oder nach dem Elektroabscheiden mit Wasser angereichert, um wenigstens einen Teil des generierten Ozons abzubauen und zu verhindern, dass das Ozon in Umgebung gelangt.
Es kann vorgesehen sein, dass das Verfahren dazu eingerichtet ist, die Luft mit einem erfindungsgemäßen Raumluftreiniger oder einem erfindungsgemäßen Luftbehandlungssystem zu reinigen.
Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
Figur l eine schematische Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen
Luftbehandlungssystems; Figur 2 eine Draufsicht auf das Luftbehandlungssystem aus Figur l;
Figur 3 eine schematische Schnittansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Raumluftreinigers;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Raumluftreinigers aus Figur 3; und
Figur 5 eine Draufsicht auf den Raumluftreiniger aus den Figuren 3 und 4.
In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen sind ein erfindungsgemäßer Raumluftreiniger im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 und ein erfindungsgemäßes Luftbehandlungssystem mit der Bezugsziffer 100 versehen. Der Raumluftreiniger 1 kann je nach Betriebszustand bzw. durch konstruktiv einfache Erweiterung verschiedene Funktionen erfüllen, nämlich eine Luftbefeuchtung, eine Luftreinigung, ein Luftwaschen sowie eine Partikelabscheidung, welche die Luftreinigung besonders effektiv gestaltet. Für die Beschreibung beispielhafter Ausführungen anhand der Figuren 1 bis 5 kann beispielhaft davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Raumluftreiniger 1 um ein Standgerät bzw. ein Elektro-Kleingerät handelt, welches vor allem dafür vorgesehen ist, in Gebäuderäumen beispielsweise auf einem Tisch oder in einem Regal abgestellt zu werden.
In Figur 1 ist eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Luftbehandlungssystems 100 in perspektivischer Ansicht abgebildet, das eine Einheit aus sechs beispielhaften Ausführungen von erfindungsgemäßen Raumluftreinigern 1 ist. Die Raumluftreiniger 1, insbesondere deren Funktionsweise und die einzelnen Komponenten, werden im Hinblick auf die Figuren 3 bis 5 näher erläutert. Wie in Figur 1 zu sehen ist, sind die sechs vorhandenen Raumluftreiniger 1 in einem Kreis angeordnet und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt. Ferner sind alle Raumluftreiniger 1 identisch ausgebildet.
Die Raumluftreiniger 1 umfassen jeweils im Wesentlichen die folgenden Komponenten: Ein Luftführungsgehäuse 3; einen in dem Luftführungsgehäuse 3 angeordneten Elektroabscheider 5 zum Abscheiden von flüssigen und/ oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft, der eine Gegenelektrode 7 und ein Array 9 an Emissionselektroden 11, aufweist; einen ebenfalls in dem Luftführungsgehäuse 3 angeordneten Nebelerzeuger 13 (in Figur 1 vom Luftführungsgehäuse 3 verdeckt), der zum Abbauen von im Elektroabscheider 5 erzeugtem Ozon, zum Benetzen der Gegenelektrode 7 mit Wasser und zum Verbessern der Abscheidung von nahezu masselosen Teilchen wie Feinstaub, Viren, Feinstpartikel, Sporen, Allergene, Pollen oder Bakterien im Elektroabscheider 5 dient; und eine dem Array 9 an Emissionselektroden 11 nachgeschaltete Umlenkstruktur 15 zum Umlenken der zu behandelnden, vom Elektroabscheider 5 elektrisch aufgeladenen Luftströmung um wenigstens 1800 und zum Verlängern der Abscheidestrecke des Raumluftreinigers 1.
Das Luftführungsgehäuse 3 weist einen Lufteingang 17 mit einem rechteckförmigen Querschnitt auf, über dessen Breitenerstreckung, also quer zur Haupteinströmungsrichtung der zu behandelnden Luftströmung, sich das Array 9 an Emissionselektroden 11 erstreckt. Auf diese Weise formen die Lufteingänge 17 der einzelnen Raumluftreiniger 1 durch deren Kreis-Anordnung einen umfänglich geschlossenen, ringförmigen Lufteingang über den in 36o°-Umfangserstreckung Luft in das Luftbehandlungssystem 100 gelangen kann.
Die einzelnen Raumluftreiniger 1 können über Verbindungsstellen 19 aneinandergekoppelt werden, beispielsweise miteinander verklipst, verklebt, verschraubt oder anderweitig aneinander befestigt werden. Die Verbindungsstellen 19 können beispielsweise durch das Luftführungsgehäuse 3 im Bereich der seitlichen Begrenzung der jeweiligen Lufteingänge 17 realisiert sein.
Die Raumluftreiniger 1 bzw. die Luftführungsgehäuse 3 umfassen ferner jeweils einen Luftausgang 21, der gemäß den beispielhaften Ausführungen als runder Austrittsstutzen oder -Öffnung im Luftführungsgehäuse 3 an einer vertikalen Oberseite 23 der Raumluftreiniger 1 gebildet ist. Das Luftführungsgehäuse 3 weist ferner ein trichterartiges oder kegelförmiges Tauchrohr 25 auf, welches unmittelbar an die Umlenkstruktur 15 anschließt und in ein nicht dargestelltes Flüssigkeitsauffangbecken mündet, das als lokaler Flüssigkeitsspeicher dient. In dem Flüssigkeitsauffangbecken kann die Flüssigkeit des Nebel erzeugers 13 und/oder die Flüssigkeit einer nicht dargestellten Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung, die zusätzlich zum Nebelerzeuger 13 zum Benetzen der Gegenelektrode 7 genutzt werden kann, gesammelt werden. Das Tauchrohr 25 ist beispielsweise mit dem Fluidausgang 21 konzentrisch zueinander angeordnet.
Figur 2 stellt eine Draufsicht auf das Luftbehandlungssystem 100 aus Figur 1 dar, in der jeweils die Oberseite 23 der Luftführungsgehäuse 3 weggelassen sind, um den Blick ins Innere der Raumluftreiniger 1 und insbesondere auf die Nebelerzeuger 13 freizugeben. Figur 2 verdeutlicht ferner die Kreis-Anordnung der einzelnen Raumluftreiniger 1, die einen Mittelpunkt M in dem Zentrum des Luftbehandlungssystems 100 aufweist. In der Ausführung in den Figuren 1 und 2 umfasst der Nebelerzeuger 13 jeweils drei Hochdruckwasserdüsen 14, die in Luftströmungsrichtung unmittelbar hinter dem Array 9 an Emissionselektroden 11 im Bereich des Lufteingangs 17 angeordnet sind. Die Hochdruckwasserdüsen 14 erzeugen einen Wassersprühnebel und sind gleichmäßig über die Breite des Lufteingangs 17 verteilt, so dass die gesamte zu reinigende Luft mit Sprühnebel bzw. Wassertröpfchen angereichert wird.
Bezugnehmend auf die Figuren 3 bis 5 wird die Struktur und die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Raumluftreinigers 1, wie sie beispielsweise auch in dem erfindungsgemäßen Luftbehandlungssystemen 100 der Figuren 1 und 2 vorhanden ist, und der einzelnen Komponenten des Raumluftreinigers 1 näher erläutert.
Die zu behandelnde Luft gelangt über den Lufteingang 17 in den Raumluftreiniger 1 bzw. in dessen Luftführungsgehäuse 3. Insbesondere in Figur 3 ist zu sehen, dass das Luftführungsgehäuse 3 mehrteilig aufgebaut ist. Das Luftführungsgehäuse 3 umfasst ein Tauchrohr 25, ein daran befestigtes Basisgehäuseteil 27 und ein wiederum daran befestigtes Deckelteil 29, welches einen seitlichen Befestigungsflansch 31 aufweist, der das Basisgehäuseteil 27 außenseitig überlappt und so das Deckelteil 29 auf dem Basisteil 27 fixiert.
Das Luftführungsgehäuse 3 dient im Wesentlichen dazu, die zu behandelnde Luft durch den Raumluftreiniger 1 gezielt zu führen, sodass diese behandelt werden kann. Am Lufteingang 17 ist das Array 9 an Emissionselektroden 11 angeordnet, um möglichst frühzeitig die zu behandelnde Luft bzw. die darin befindlichen festen und/ oder flüssigen Partikel, die es abzuscheiden gilt, elektrisch aufzuladen, so dass diese möglichst frühzeitig in Richtung der Gegenelektrode 7 wandern. Das Array 9 an Emissionselektroden 11 erstreckt sich quer zur Strömungsrichtung der Luft, um die gesamte durch den Lufteingang 17 eintretende zu reinigende Luft elektrisch aufladen zu können. In den beispielhaften Ausführungen in den Figuren 3 bis 5 sind die Emissionselektroden 11 als dünne, längliche Emissionselektrodennadeln ausgebildet. Die Emissionselektrodennadeln sind an einer Oberseite 32 des Elektroabscheiders 5 angeordnet. Insbesondere aus Figur 5 wird ersichtlich, dass die Emissionselektroden 11 des Arrays 9 in zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten, sich jeweils über die gesamte Breite des Lufteingangs 17 erstreckende Reihen 41,43 aus jeweils zwölf Emissionselektroden 11 angeordnet sind. Die Emissionselektroden 11 der beiden Reihen 41,43 sind in Breitenrichtung des Lufteingangs 17 versetzt zueinander angeordnet. Eine Emissionselektrode 11 der Reihe 41 befindet sich quer zur Luftströmungsrichtung betrachtet jeweils zwischen zwei Emissionselektroden 11 der Reihe 43. Der Abstand zwischen zwei Emissionselektroden 11 innerhalb einer Reihe kann zwischen 5 mm und 15 mm betragen. Auch der Abstand zwischen einer Emissionselektrode 11 der Reihe 41 und einer Emissionselektrode 11 der Reihe 43 kann zwischen 5 mm und 15 mm betragen. Die Gegenelektrode 7 des Elektroabscheiders ist bei den Ausführungen in den Figuren 3 bis 5 unterhalb der Emissionselektroden 11 angeordnet.
Im Elektroabscheider 5 wird bei einer zwischen den Emissionselektroden 11 und der Gegenelektrode 7 anliegenden Spannung zwischen 8 kV und i6kV als Nebenprodukt Ozon erzeugt. Die im Elektroabscheider 5 erzeugten negativen Ladungen, die sich an den in der zu reinigenden Luft enthaltenen Partikeln anlagern, die dadurch im Elektroabscheider 5 nach unten in Richtung der Gegenelektrode 7 wandern und aus dem Luftstrom separiert werden, spalten zumindest einen Teil des in der zu reinigenden Luft enthaltenen Sauerstoffs (02) in einzelne Sauerstoffatome auf, die sich anschließend zu Ozon (03) zusammenschließen können.
In Luftströmungsrichtung betrachtet ist dem Array 9 an Emissionselektroden 11 deswegen der Nebelerzeuger 13, der wie in den Ausführungen in den Figuren 1 und 2 aus drei Hochdruckwasserdüsen 14 besteht, unmittelbar nachgeschaltet. In Figur 3 ist ersichtlich, dass die Hochdruckwasserdüsen 14, wie die Emissionselektroden 11, am Deckelteil 29 des Luftführungsgehäuses 3 befestigt sind und somit oberhalb der Gegenelektrode 7 angeordnet sind. Die Hochdruckwasserdüsen 14 dienen dazu einen Wassersprühnebel zu generieren und die zu reinigende Luft mit Wassertröpfchen anzureichern. Die Wassertröpfchen haben bevorzugt eine Größe zwischen 5 pm und 50 um. Durch den Wassernebel kann das im Elektroabscheider 5 generierte Ozon abgebaut werden, bevor es in die Umgebung gelangt. Je dichter dabei der Sprühnebel ist und je stärker dadurch die zu reinigende Luft mit Wasser übersättigt wird, desto mehr Ozon kann abgebaut werden. Das im Elektroabscheider 5 generierte Ozon reagiert mit dem Wasser in der Luft und wird zu Sauerstoff umgewandelt. Durch die Anordnung der Hochdruckwasserdüsen 14 in unmittelbarer Nähe zu den Emissionselektroden 11 wird das Ozon bereits nahe an der Quelle in Sauerstoff umgewandelt und kann die in Luftströmungsrichtung hinter dem Nebel erzeuger 13 angeordneten weiteren Komponenten des Raumluftreinigers 1, wie die Umlenkstruktur 15 oder der Auslass 21, nicht beschädigen.
Der Nebelerzeuger 13 kann außerdem dafür eingesetzt werden, die Gegenelektrode 7 mit Flüssigkeit zu benetzen, indem der Wassernebel auf der Gegenelektrode 7 kondensiert und agglomeriert. In den Ausführungen in den Figuren 3 bis 5 ist die Gegenelektrode 7 wie bereits beschrieben in Vertikalrichtung unterhalb der Emissionselektroden 11 und des Nebelerzeugers 13 angeordnet, so dass die Wassertröpfchen durch die Gewichtskraft zuverlässig nach unten zur Gegenelektrode 7 gelangen und diese benetzen können. Der Raumluftreiniger 1 kann eine zusätzliche Einrichtung zum Benetzen der Gegenelektrode 7 mit Wasser aufweisen (in den Figuren 1 bis 5 nicht dargestellt), die die Flüssigkeitsbenetzung der Gegenelektrode 7 durch den Nebelerzeuger 13 unterstützt bzw. verstärkt. Der Nebelerzeuger 13 und/oder die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung erzeugen einen kontinuierlich fließenden Flüssigkeitsfilm auf der Gegenelektrode 7, der eine Filmdicke im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm aufweist. Durch die Flüssigkeitsbenetzung werden die vom Elektroabscheider 5 aufgeladenen Partikel an der Gegenelektrode 7 gebunden ohne zu verklumpen oder vom Luftstrom nach der Abscheidung wieder aufgenommen zu werden.
Die im Elektroabscheider 5 elektrisch aufgeladene Luftströmung gelangt geführt von den Seitenwänden 33, 35 des Luftführungsgehäuses 3 gezielt in die Umlenkstruktur 15, die derart geformt ist, dass die zu behandelnde Luftströmung um wenigstens 1800 umgelenkt wird. Der Vorteil besteht darin, dass es möglich ist, auf bauraumtechnisch günstige Art und Weise die Abscheidestrecke zu verlängern und somit den Abscheidegrad selbst bei hohen Strömungsgeschwindigkeit hoch zu halten. In den beispielhaften Ausführungen in den Figuren 3 bis 5 ist die Umlenkstruktur 15 als Tangential-Zyklon gebildet. Die Innenwände 37 des Tangential-Zyklons werden vom Nebel erzeuger 13 und gegebenenfalls von der Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung mit Flüssigkeit benetzt, indem die Wassertröpfchen unter Einfluss von Fliehkraft, die die Wassertröpfchen aus der Luftströmung heraus nach radial außen drückt, benetzt. Die Wassertröpfchen agglomerieren sich an den Innenwänden 37 der Umlenkstruktur 15 und bilden dort einen Flüssigkeitsfilm. Die Flüssigkeit rinnt durch die Gewichtskraft an den Innenwänden 37 über das Tauchrohr 25 entlang nach unten und gelangt schließlich über einen Ablenkschirm 39 in ein nicht dargestelltes Flüssigkeitsauffangbecken.
Durch die Anreicherung der Luft mit Wassertröpfchen durch den Nebelerzeuger 13 können außerdem auch nahezu masselose Teilchen, wie Feinstaub, Viren, Feinstpartikel, Sporen, Allergene, Pollen oder Bakterien, durch eine Anlagerung von Wasser an den Teilchen mit Masse versehen werden, so dass sie im Elektroabscheider 5 schneller nach unten in Richtung der Gegenelektrode 7 wandern und so gegenüber dem Stand der Technik effektiver abgeschieden werden können.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste
1 Raumluftreiniger
100 Luftbehandlungssystem
3 Luftführungsgehäuse
5 Elektroabscheider
7 Gegenelektrode
9 Array
11 Emissionselektrode
13 Nebelerzeuger
14 Wasserdüse
15 U mlenkstruktur 17 Lufteingang 19 Verbindungsstelle 21 Luftausgang 23 Oberseite 25 Tauchrohr
27 Basisgehäuseteil
29 Deckelteil
31 Befestigungsflansch
32 Oberseite
33 Seitenwand 35 Seitenwand 37 Innenwand 39 Ablenkschirm
41,43 Emissionselektrodenreihen
M Mittelpunkt

Claims

ANSPRÜCHE
1. Raumluftreiniger (l) umfassend:
- einen Elektroabscheider (5), der eine Gegenelektrode (7) und ein Array (9) an Emissionselektroden (11) aufweist und dazu dient, unter Generierung von Ozon Partikel aus der zu reinigenden Luft abzuscheiden; und
- einen in Luftströmungsrichtung vor, an oder nach dem Array (9) angeordneten Nebelerzeuger (13) zum Anreichern der zu reinigenden Luft mit Wassertröpfchen, um wenigstens einen Teil des generierten Ozons abzubauen.
2. Raumluftreiniger (1) nach Anspruch 1, wobei der Nebelerzeuger (13) Sprühnebel erzeugt und/oder dazu eingerichtet ist, die zu reinigende Luft mit Wasser zu übersättigen, und/oder als Ultraschallnebelerzeuger oder Hochdruckwasserdüse (14) ausgebildet ist, wobei insbesondere der Nebelerzeuger (13) als Verdampfer, Verdunster oder Zerstäuber ausgebildet ist.
3. Raumluftreiniger (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Nebelerzeuger (13) dazu eingerichtet ist, Wassertröpfchen mit einer Größe von wenigstens 1 um, insbesondere von wenigstens 5 um, wenigstens 10 um oder wenigstens 20 um, und/oder höchstens 100 um, insbesondere höchstens 80 pm, 60 pm oder höchstens 50 pm, zu erzeugen.
4. Raumluftreiniger (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Einrichtung zum Benetzen der Gegenelektrode (7) mit Flüssigkeit, wobei insbesondere die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung dazu eingerichtet ist, einen, insbesondere sich zumindest zeitweise bewegenden, insbesondere kontinuierlich fließenden, Flüssigkeitsfilm, insbesondere mit einer Filmdicke im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm, auf der Gegenelektrode (7) auszubilden, wobei insbesondere der Elektroabscheider (5) und die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung derart aufeinander abgestimmt sind, dass von dem Elektroabscheider (5) aufgeladene Partikel in die die Gegenelektrode (7) benetzende Flüssigkeit, insbesondere in einen auf der Gegenelektrode (7) gebildeten Flüssigkeitsfilm, gelangen.
5. Raumluftreiniger (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Nebelerzeuger (13) und der Elektroabscheider (5) so zueinander angeordnet sind, dass die Wassertröpfchen unter dem Einfluss der Gewichtskraft insbesondere stromabwärts des Arrays (9) zur Gegenelektrode (7) gelangen können.
6. Raumluftreiniger (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Luftführungsgehäuse (3) mit einem Lufteingang (17), über den die zu reinigende Luft in das Luftführungsgehäuse (3) gelangen kann, wobei das Array (9) im Bereich des Lufteingangs (17) angeordnet ist, wobei insbesondere sich das Array (9) quer zu einer Haupteinströmungsrichtung der zu reinigenden Luft erstreckt.
7. Raumluftreiniger (1) nach Anspruch 6, wobei das Luftführungsgehäuse (3) eine dem Array (9) und/oder dem Nebel erzeuger (13) nachgeschaltete Umlenkstruktur (15) zum Umlenken der zu reinigenden Luftströmung um wenigstens 1800 aufweist, wobei insbesondere die Umlenkstruktur (15) einen Tangential-Zyklon oder eine spiralförmige Strömungspfadbegrenzung umfasst, dessen Innenwände (37) die Gegenelektrode (7) fortsetzen und wenigstens abschnittsweise mit Flüssigkeit benetzt und/oder wenigstens abschnittsweise elektrisch leitend sind, insbesondere mit einem Flüssigkeitsfilm versehen sind.
8. Raumluftreiniger (1) nach Anspruch 7, wobei die Umlenkstruktur (15) so ausgestaltet ist, dass die Wassertröpfchen insbesondere unter Einfluss von Fliehkraft sich an der Umlenkstruktur (15) agglomerieren und/oder von der Umlenkstruktur (15) umgelenkt werden, insbesondere daran entlang rinnen.
9. Raumluftreiniger (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Array (9) wenigstens zwei insbesondere parallele Reihen (41, 43) von wenigstens 5, insbesondere wenigstens 10 oder wenigstens 15, Emissionselektroden (11), insbesondere Emissionselektrodennadeln, aufweist, wobei insbesondere ein Abstand zweier benachbarter Emissionselektroden (11) im Bereich von 5 mm bis 15 mm liegt und/ oder ein Abstand zweier Emissionselektroden (11) benachbarter Reihen (41, 43) im Bereich von 5 mm bis 15 mm liegt.
10. Luftbehandlungssystem (100) umfassend wenigstens zwei nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildete Raumluftreiniger (1), die so angeordnet sind, dass eine in das Luftbehandlungssystem (100) einströmende Luftströmung in die beiden Raumluftreiniger (1) aufteilbar ist.
11. Verfahren zur Raumluftreinigung insbesondere mittels eines Raumluftreinigers (l) nach einem der Ansprüche l bis 9 oder einem Luftbehandlungssystem (100) nach Anspruchio, bei dem:
- unter Generierung von Ozon Partikel aus der zu reinigenden Luft elektrisch abgeschieden werden; und
- die zu reinigende Luft vor, während oder nach dem Elektroabscheiden mit Wasser angereichert wird, um wenigstens einen Teil des generierten Ozons abzubauen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, das dazu eingerichtet ist, entsprechend des Raumluftreinigers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder entsprechend des Luftbehandlungssystems (100) nach Anspruch 10 Luft zu reinigen.
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