DE19742358A1 - Transportables Kleinstluftreinigungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein transportables Kleinstluftreinigungsgerät in Form eines Handgerätes, das ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Gebläse und einer Reinigungsstufe aufweist.

Luftreinigungsgeräte sind bereits bekannt und werden in der Praxis haupt­ sächlich in Innenräumen von Gebäuden zur Reinigung der Innenraumluft eingesetzt. Dabei muß das Luftreinigungsgerät von seinen Leistungsmerkma­ len wie beispielsweise Luftdurchsatz und Reinigungsgrad der von dem Gerät abgegebenen Reinluft dem Raumvolumen angepaßt sein, wobei sich ins­ besondere bei großvolumigen Innenräumen das Problem ergibt, daß entweder ein sehr leistungsstarkes und damit baugroßes Luftreinigungsgerät erforderlich wird oder aber eine Vielzahl von Luftreinigungsgeräten eingesetzt werden müssen.

Aus der DE 195 02 262 ist ein Luftreinigungsgerät zur Reinigung der Innenraumluft bekannt, wobei in dieser Schrift der Vorschlag gemacht wird, das Gerät in der Nähe einer Person anzuordnen, wobei diese Person dann davon profitiert, daß im Bereich der Luftaustrittsöffnung des Gerätes durch die ausströmende Reinluft eine Zone verminderten Schadstoffgehalts vorhan­ den ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei einer solchen lokalen Verwendung des Luftreinigungsgerätes die Wirksamkeit des Gerätes wesent­ lich von der. Größe und Form der erzeugten Zone schadstoffverminderter Luft sowie von der Gleichmäßigkeit der Schadstoffabsenkung innerhalb dieser Zone abhängig ist und daß die Anforderungen bei dem in der DE 195 02 262 beschriebenen Gerät nur unzureichend erfüllt sind.

Eine Filteranlage zur Luftreinigung ist aus der DE 20 63 762 bekannt. Dieses Anlage verwendet zur Luftfilterung einen Schwebstoff- sowie einen Aktivkohlefilter und zur Abtötung von in der Filterluft vorhandenen Keimen eine UV-Licht erzeugende Lampe. Da die Filteranlage in ein Lüftungsrohr eingebaut ist weist diese Anlage keinen frei zugänglichen Luftaustrittsbereich auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein transportables Kleinstluftreini­ gungsgerät der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das speziell für den Einsatz im Nahbereich einer Person ausgelegt ist und das es gestattet, im Bereich dieser Person eine besonders ausgeprägte und insbesondere gleichmä­ ßige Schadstoffabsenkung zu erzielen.

Diese Aufgabe ist durch ein transportables Kleinstluftreinigungsgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Durch die Ausbildung des Luftstromes als gerichteter Strahl wird eine besonders gleichmäßige, stetige und im wesentlichen wirbelfreie Luftberuhi­ gung im Austrittsbereich herbeigeführt, was bewirkt, daß sich hinter der Ausströmvorrichtung ein im wesentlichen unvermischter Reinluftstrom mit einem genau definierten Strömungsprofil ausbildet. Dieser Reinluftstrom weist aufgrund seiner Eigenschaft insbesondere als Laminarstrom ein sowohl im Inneren als auch an den seitlichen Außenbereichen im wesentlichen wirbei­ freies Strömungsbild auf, das durch parallel verlaufende "Strömungsfäden" charakterisiert ist. Dadurch wird die Ausbildung einer besonders weitreichen­ den, keulenförmigen Reinluftzone ermöglicht, wobei die Wirbelfreiheit des Reinluftstromes insbesondere in seinen Außenbereichen einer durch Mischung des Stroms mit Umgebungsluft entgegenwirkt.

Darüber hinaus führt der gerichtete Reinluftstrom dazu, daß eine Person, die sich im Strömungsbereich befindet, von der Strömung im wesentlichen geschlossen umströmt und nicht lediglich turbulent angeblasen wird, so daß sich die Zone schadstoffverminderter Luft auch noch über einen gewissen Bereich stromabwärts von der Person fortsetzt. Aufgrund dieses Umströ­ mungsverhaltens wird in vorteilhafter Weise um die Person herum quasi eine Glocke schadstoffverminderter Reinluft aufgebaut und aufrechterhalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausströmungsvorrichtung als Laminarstromkörper ausgebildet, welcher ein Bündel parallel verlaufender Einzelrohre oder Einzelkanäle aufweist, wobei der Durchmesser der Einzel­ rohre oder Einzelkanäle im Bereich von 0,05 bis 10 mm und insbesondere im Bereich von 0,05 bis 1 mm liegt. Es hat sich gezeigt, daß ein solcher Laminarstromkörper eine sehr wirkungsvolle Luftberuhigungswirkung aufweist und daher eine besonders ausgeprägte Laminarströmung erzeugt, wobei sich die Gleichmäßigkeit und Laminarität der erzeugten Luftströmung mit ab­ nehmendem Rohr- bzw. Kanaldurchmesser erhöht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausströmvorrichtung als Strömungsleitkörper in Form einer Coanda-Form oder als Rechteckaus­ trittskanal mit Strömungsabrißkante ausgebildet. Der Strömungsleitkörper ist vorzugsweise integral mit dem Gehäuse an dessen Austrittsöffnung ausgebil­ det.

Vorzugsweise beträgt die Wurfweite des Austrittsreinluftstroms, d. h. die Entfernung des Endes der Zone schadstoffverminderter Luft von dem Luft­ austrittsbereich des Gerätes etwa 0,5 bis 3 m und kann insbesondere zwi­ schen 0,7 bis 1,5 m liegen. Dies ermöglicht die Verwendung des Gerätes beispielsweise als Tischgerät oder in der Nähe eines Bettes, wobei auch speziell an den Einsatz des Gerätes in der Umgebung von Kleinkindern, beispielsweise im Bereich des Kinderwagens, der Wiege oder des Laufstalles, gedacht ist, weshalb das Gerät bevorzugt portabel ausgeführt ist.

Um eine weitestgehende Wirbelfreiheit und Laminarität des Austrittsluftstroms sicherzustellen, liegt die Strömungsgeschwindigkeit im zentralen Bereich des laminaren Austrittsluftstroms vorzugsweise nicht höher als etwa 0,5 m/sec und kann insbesondere weniger als 0,3 m/sec betragen.

Vorzugsweise weist die Reinigungsstufe des erfindungsgemäßen Luftreini­ gungsgeräts ein Mikrofeinstfilter und eine UV-Licht erzeugende Lampe sowie insbesondere ein Kohleaktivfilterelement auf. In diesem Fall kennzeichnet sich eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Luftreinigungsgeräts dadurch, daß das Mikrofeinstfilter in Strömungsrichtung vor der UV-Licht erzeugenden Lampe angeordnet ist, derart, daß die UV-Licht erzeugende Lampe die abströmseitige Seite des Mikrofeinstfilter bestrahlt. Dadurch wird erreicht, daß biogene Ablagerungen am Mikrofeinstfilter wie beispielsweise Schimmel­ pilze oder dergleichen insbesondere dann, wenn sie das Mikrofeinstfilter­ element in Strömungsrichtung zu durchdringen vermögen - beispielsweise wachsen Schimmelpilze, die sich auf der zustromseitigen Seite des Mikro­ feinstfilterelements ablagern, mit der Zeit durch das Filter hindurch - an der abstromseitigen Seite des Mikrofeinstfilters denaturiert und somit unschädlich gemacht werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Luftreinigungs­ geräts sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung be­ schrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Luftreinigungsgeräts,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Zone verminderter Schad­ stoffkonzentration bei zwei unterschiedlichen Gebläseeinstellun­ gen sowie Darstellungen des Strömungsprofils in Abhängigkeit von der Entfernung vom Luftreinigungsgerät, und

Fig. 3A bis 3D Meßwertdarstellungen des Strömungsgeschwindigkeitsprofils in Abhängigkeit von dem Abstand vom Luftreinigungsgerät.

Nach Fig. 1 weist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftreini­ gungsgeräts ein Gehäuse bestehend aus einem Boden 1 und einem Deckel 2 mit integriertem Bedienteil 5 auf. Der Lufteintrittsbereich des Gerätes ist mit einem Einströmgitter 9 versehen, dem in Strömungsrichtung ein auswechsel­ bares Mikrofeinstfilter 10, aufgenommen in einem Filterrahmen 13, nach­ geschaltet ist. Bei dem Mikrofeinstfilter 10 kann es sich um ein Plisseefilter (Faltenfilter) mit einer Porengröße von etwa 20 µm handeln.

In Strömungsrichtung hinter dem Mikrofeinstfilter 10 befindet sich vorzugs­ weise eine UV-Licht aussendende Lampe 6, die sowohl die Rückseite des Mikrofeinstfilters 10 als auch die Vorderseite (in Strömungsrichtung) eines in Strömungsrichtung hinter der UV-Lampe 6 liegenden ersten Kohleaktivfil­ ters 14A bestrahlt. Durch das von der Lampe 6 ausgesendete UV-Licht werden im Bereich der zwischen dem Mikrofeinstfilter 10 und dem ersten Kohleaktivfilterelement 4a gebildeten Kammer biogene Bestandteile der Eintrittsluft denaturiert und somit unschädlich gemacht. Darüber hinaus wird durch die rückseitige Bestrahlung des Mikrofeinstfilters 10 die Lebensdauer bzw. Standzeit dieses Filters positiv beeinflußt, da das UV-Licht eine Durch­ wachsung des Mikrofeinstfilters 10 mit Schimmelpilzen oder anderen biolo­ gisch aktiven Substanzen, die sich an der Vorderseite des Mikrofeinstfilters 10 mit der Zeit ablagern, verhindert.

Vorzugsweise ist neben dem bereits erwähnten ersten Kohleaktivfilterelement 4a ein weiteres zweites Kohleaktivfilterelement 4b vorgesehen, wodurch die Gas-Absorptionskapazität des erfindungsgemäßen Luftreinigungsgeräts erhöht wird. Die beiden Kohleaktivfilterelemente 4a und 4b sind ebenfalls aus­ wechselbar im Luftreinigungsgerät aufgenommen.

In Strömungsrichtung hinter der aus dem Mikrofeinstfilter 10, UV-Lampe 6 und den Kohleaktivfilterelementen 4a, 4b bestehenden Reinigungsstufe befin­ det sich ein Gebläse, das in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform als Lüfterrad 3 ausgebildet ist, jedoch ebenso gut in Form eines Radialgebläses vorgesehen sein kann.

Abstromseitig des Lüfterrades 3 ist im Luftaustrittsbereich des Luftreini­ gungsgeräts ein Laminarstromkörper 8 vorgesehen. Dieser Laminarstromkör­ per 8 ist aus einem Bündel parallel verlaufender Einzelrohre bzw. Einzel­ kanäle gebildet und dient der Erzeugung des laminaren, weitestgehend wirbelfreien Austrittsluftstroms und verhindert somit wirkungsvoll eine frühe Durchmischung dieses Ausgangsluftstromes mit Umgebungsluft von ver­ gleichsweise erhöhtem Schadstoffgehalt. Der Durchmesser der Einzelrohre bzw. -kanäle kann über einen weiten Bereich unterschiedlich dimensioniert sein.

In Strömungsrichtung vor dem Laminarstromkörper 8 kann gegebenenfalls ein Ausblasgitter 7 vorgesehen sein, wobei dieses Ausblasgitter 7 dann so gestaltet sein muß, daß es die Wirbelfreiheit bzw. Laminarität des Austritts­ luftstromes nicht negativ beeinflußt.

Das Luftreinigungsgerät wird über einen 230 Volt Elektroanschluß 12 mit Strom versorgt oder kann in alternativer Weise über einen externen Trans­ formator auch mit Niederspannung betrieben werden.

Nach Fig. 2 können in Abhängigkeit von der Gebläseeinstellung unterschied­ lich große Zonen schadstoffverminderter Luft erhalten werden. Die bei einer niedrigen Gebläseleistung erhaltene Zone 20 ist schraffiert dargestellt und kleiner als die bei einer höheren Gebläseleistung erhaltene Zone 30, wobei auf der X-Achse in Fig. 2 die Entfernung von dem erfindungsgemäßen Luftreinigungsgerät in Einheiten von mm aufgetragen ist.

Ferner sind aus Fig. 2 vier Meßkurven A, B, C und D erkennbar, die jeweils das Geschwindigkeitsprofil der Austrittsströmung unter einem Abstand von 250 mm, 500 mm, 750 mm bzw. 1000 mm von dem Luftreinigungs­ gerät veranschaulichen. Alle Strömungsprofile A, B, C und D sind Lami­ narströmungsprofile und zeigen daher, daß im Austrittsluftstrom überall und insbesondere auch noch bei größeren Entfernungen laminare Strömungsver­ hältnisse vorliegen. Mit wachsender Entfernung vom Luftreinigungsgerät ist eine Verbreiterung der jeweiligen Strömungsprofile A, B, C und D festzu­ stellen.

In den Fig. 3A bis 3D sind jeweils die Geschwindigkeitsmeßwerte von Strömungsprofilen in Matrizenform dargestellt und in Einheiten cm/sec ange­ geben. Die Strömungsprofile der Fig. 3A, B, C und D wurden im Abstand von 250 mm, 500 mm, 750 mm bzw. 1000 mm von dem Luftreinigungs­ gerät ermittelt. Während die in den Fig. 3A, C und D gezeigten Strö­ mungsprofile bei einer geringen Gebläseleistung ermittelt wurden, entspricht das in Fig. 3B gezeigte Strömungsprofil einer höheren Gebläseleistung.

Claims (10)

1. Transportables Kleinstluftreinigungsgerät, welches als Handgerät ausgebil­ det ist und ein Gehäuse (1, 2) sowie ein darin angeordnetes Gebläse (3) und eine Luftreinigungsstufe (4a, 4b, 6, 10) zur Erzeugung eines gereinigten Luftstromes aufweist, wobei das Kleinstluftreinigungsgerät eine als Strömungsleitkörper (7, 8) ausgebildete Ausströmvorrichtung aufweist, mittels welcher der Luftstrom als gerichteter Strahl im wesent­ lichen unvermischt mit ungereinigter Luft auf einen Benutzer zur Schaf­ fung einer räumlich begrenzten Atmosphäre für den Benutzer leitbar ist, wobei die Geschwindigkeit am Austritt aus dem Kleinstluftreinigungs­ gerät so gestaltet ist, daß sie in einem Abstand des Kleinstluftreini­ gungsgerätes vom Benutzer von 1 m oder weniger, maximal 0,2 bis 0,3 m/s beträgt, so daß der Benutzer im wesentlichen keinen luftströ­ mungsbedingten schädlichen Wirkungen ausgesetzt ist.

2. Kleinstluftreinigungsgerät nach Anspruch 1, bei welchem der Strömungs­ leitkörper (7, 8) ein Laminarstromkörper ist.

3. Kleinstluftreinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Strömungsleitkörper (7, 8) eine in Coanda-Form ausgebildete Ausström­ mündung ist.

4. Kleinstluftreinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Strömungsleitkörper (7, 8) ein Rechteckaustrittskanal mit Strömungsabriß­ kante ist.

5. Kleinstluftreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei wel­ chem der Strömungsleitkörper (7, 8) integral mit dem Gehäuse (1, 2) ausgebildet ist.

6. Kleinstluftreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei wel­ chem der Strömungsleitkörper (7, 8) so ausgebildet ist, daß der Luft­ strom eine Wurfweite von etwa 0,5 bis 3 m, insbesondere etwa 0,7 bis 1,5 m aufweist.

7. Kleinstluftreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei wel­ chem die Luftreinigungsstufe (4a, 4b, 6, 10) eine UV-Licht erzeugende Lampe (6) enthält.

8. Kleinstluftreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei wel­ chem die Luftreinigungsstufe (4a, 4b, 6, 10) einen Mikrofeinstfilter (10) und eine UV-Licht erzeugende Lampe (6) sowie insbesondere wenigstens ein Kohleaktivfilterelement (4a, 4b) enthält.

9. Kleinstluftreinigungsgerät nach Anspruch 8, bei welchem der Mikro­ feinstfilter (10) in Luftströmungsrichtung vor der UV-Licht erzeugenden Lampe (6) derart angeordnet ist, daß die Lampe (6) die stromabwärtige Seite des Mikrofeinstfilters (10) bestrahlt.

10. Kleinstluftreinigungsgerät nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem der Mikrofeinstfilter (10) als Plisseefilterelement ausgebildet ist.