DE19742358A1 - Miniature air purification unit with fan and air purification stage - Google Patents
Miniature air purification unit with fan and air purification stageInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein transportables Kleinstluftreinigungsgerät in Form eines Handgerätes, das ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Gebläse und einer Reinigungsstufe aufweist.The invention relates to a portable micro air purifier in the form of a hand-held device that has a housing with a blower arranged therein and has a cleaning stage.
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.Air purification devices are already known and are used in practice mainly inside buildings to clean indoor air used. The air cleaning device must have its performance characteristics len such as air flow and degree of cleaning of the device emitted clean air to be adapted to the volume of the room, the especially with large volume interiors the problem is that either a very powerful and therefore large air purification device required will be used or a variety of air purification devices have to.
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. From DE 195 02 262 an air cleaning device for cleaning the Indoor air is known, the proposal making in this document to place the device near a person, that person then benefits from that in the area of the air outlet opening of the device the outgoing clean air has a zone of reduced pollutant content that is. However, it has been found that such a local Using the air purification device, the effectiveness of the device is essential Lich from the. Size and shape of the zone created to reduce pollution Air and the uniformity of the pollutant reduction within it Zone is dependent and that the requirements in DE 195 02 262 described device are insufficiently fulfilled.
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.A filter system for air purification is known from DE 20 63 762. This system uses a particulate and an air filter Activated carbon filter and for killing germs present in the filter air a lamp producing UV light. Because the filter system in a ventilation pipe installed, this system has no freely accessible air outlet area on.
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.The object of the present invention is to provide a portable micro air cleaner to create a device of the type described in the introduction, specifically for the Use in the vicinity of a person is designed and that allows in Area of this person a particularly pronounced and in particular even achieve ßigen pollutant reduction.
Diese Aufgabe ist durch ein transportables Kleinstluftreinigungsgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This task is accomplished with a portable micro air purifier Features solved according to claim 1. Appropriate further training is in the dependent claims.
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. The formation of the air flow as a directed jet creates a particularly uniform, steady and essentially vortex-free air flow brought about in the exit area, which causes that behind the Outflow device with an essentially unmixed clean air flow forms a precisely defined flow profile. This clean air flow points due to its property, especially as a laminar flow, both in Inside as well as on the side outside areas essentially free flow pattern created by parallel "flow threads" is characterized. This will make training a particularly far-reaching one the, club-shaped clean air zone allows, the vortex freedom of Clean air flow especially in its outside areas by mixing counteracts the current with ambient air.
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.In addition, the directional clean air flow means that a person who located in the flow area, essentially of the flow flows around closed and is not only blown turbulently, so that the zone of polluted air also over a certain Area continues downstream of the person. Because of this flow behavior becomes in an advantageous manner quasi around the person Bell of pollutant-reduced clean air built up and maintained.
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.According to a preferred embodiment, the outflow device is as Laminar flow body formed, which a bundle of parallel Has individual tubes or individual channels, the diameter of the individual pipes or individual channels in the range from 0.05 to 10 mm and in particular is in the range of 0.05 to 1 mm. It has been shown that such Laminar flow body has a very effective air calming effect and therefore creates a particularly pronounced laminar flow, whereby the uniformity and laminarity of the generated air flow increasing pipe or channel diameter increased.
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.According to a further preferred embodiment, the outflow device is as a flow guide in the form of a Coanda shape or as a rectangle entrance channel formed with a stall edge. The flow guide is preferably integral with the housing at its outlet opening 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.The throw of the outlet clean air stream is preferably H. the Removing the end of the polluted air zone from the air exit area of the device about 0.5 to 3 m and can in particular between between 0.7 and 1.5 m. This enables the use of the device for example as a tabletop device or near a bed, whereby also especially for the use of the device in the vicinity of small children, for example in the area of the stroller, the cradle or the playpen, is thought, why the device is preferably portable.
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.For the greatest possible swirl freedom and laminarity of the outlet air flow ensure the flow rate is in the central area of the laminar exhaust air flow preferably not higher than about 0.5 m / sec and can in particular be less than 0.3 m / sec.
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.The cleaning stage of the air cleaner according to the invention preferably has a microfine filter and a UV light generating lamp as well in particular a carbon active filter element. In this case, marks Another preferred embodiment of the air purification device is characterized by that the microfine filter in the flow direction before the UV light generating Lamp is arranged such that the UV light generating the irradiated downstream side of the microfine filter. This ensures that biogenic deposits on the microfine filter such as mold mushrooms or the like especially if they are the microfine filter able to penetrate element in the direction of flow - for example molds grow on the upstream side of the micro deposit the ultra-fine filter element over time through the filter - at the downstream side of the microfine filter denatured and thus harmless be made.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Luftreinigungs geräts sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous refinements of the air purification according to the invention devices are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung be schrieben; in dieser zeigt: The invention will be exemplified below with reference to the drawing wrote; in this shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Luftreinigungsgeräts, Fig. 1 is a schematic representation of one embodiment of to the invention OF INVENTION air cleaning device,
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. 2 is a schematic representation of the zone reduced pollutant concentration at two different Geblseeinstellun conditions and representations of the flow profile depending on the distance from the air purifier, and
Fig. 3A bis 3D Meßwertdarstellungen des Strömungsgeschwindigkeitsprofils in Abhängigkeit von dem Abstand vom Luftreinigungsgerät. Figs. 3A to 3D measurement representations of the flow velocity profile as a function of the distance from the air cleaning device.
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.According to Fig. 1, an embodiment of the air cleaning device according to the invention supply a housing consisting of a bottom 1 and a cover 2 with integrated operating part 5. The air inlet area of the device is provided with an inflow grille 9 , to which an exchangeable microfine filter 10 , accommodated in a filter frame 13 , is connected in the flow direction. The microfine filter 10 can be a pleated filter (pleated filter) with a pore size of approximately 20 μm.
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.In the flow direction behind the microfine filter 10 there is preferably a UV light-emitting lamp 6 , which irradiates both the back of the microfine filter 10 and the front (in the direction of flow) of a first carbon active filter 14 A lying in the flow direction behind the UV lamp 6 . The UV light emitted by the lamp 6 denatures biogenic components of the inlet air in the region of the chamber formed between the microfine filter 10 and the first carbon active filter element 4 a and thus renders them harmless. In addition, by the back radiation of the microfine filter 10, the lifespan or service life of this filter is positively influenced, since the UV light is a growth of the microfine filter 10 with mold or other biologically active substances that are on the front of the microfine filter 10 with the Deposits time, prevents.
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 addition to the already mentioned first carbon active filter element 4 a, a further second carbon active filter element 4 b is preferably provided, whereby the gas absorption capacity of the air cleaning device according to the invention is increased. The two carbon active filter elements 4 a and 4 b are also interchangeable in the air cleaning device.
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.In the flow direction behind the cleaning stage consisting of the microfine filter 10 , UV lamp 6 and the carbon active filter elements 4 a, 4 b, there is a blower, which in the embodiment shown in FIG. 1 is designed as a fan wheel 3 , but is equally good in the form of a fan Radial blower can be provided.
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.Downstream of the fan wheel 3 , a laminar flow body 8 is provided in the air outlet area of the air cleaning device. This Laminarstromkör by 8 is formed from a bundle of parallel pipes or individual channels and serves to generate the laminar, largely vortex-free exhaust air flow and thus effectively prevents early mixing of this output air flow with ambient air of comparatively increased pollutant content. The diameter of the individual pipes or channels can be dimensioned differently over a wide range.
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. In the direction of flow in front of the laminar flow body 8 , a blow-out grille 7 can optionally be provided, this blow-out grille 7 then having to be designed in such a way that it does not have a negative influence on the vortex-free or laminarity of the outlet air flow.
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.The air cleaning device is supplied with power via a 230 volt electrical connection 12 or, alternatively, can also be operated at low voltage via an external transformer.
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.According to FIG. 2 may be a function of the fan setting different Lich large zones pollutant reduced air can be obtained. The zone 20 obtained with a low blower output is shown hatched and smaller than the zone 30 obtained with a higher blower output, the distance from the air purification device according to the invention being plotted in mm units in FIG. 2.
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.Furthermore, four measuring curves A, B, C and D can be seen from FIG. 2, each of which illustrates the speed profile of the outlet flow at a distance of 250 mm, 500 mm, 750 mm and 1000 mm from the air cleaning device. All flow profiles A, B, C and D are laminar flow profiles and therefore show that laminar flow conditions are present everywhere and in particular even at greater distances in the outlet air flow. With increasing distance from the air cleaning device, a broadening of the respective flow profiles A, B, C and D can be determined.
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.In FIGS. 3A to 3D, the speed values are each represented by airfoils in matrix form and type in units of cm / sec attached. The flow profiles of FIGS. 3A, B, C and D were determined at a distance of 250 mm, 500 mm, 750 mm and 1000 mm from the air cleaning device. While the flow profiles shown in FIGS . 3A, C and D were determined with a low blower output, the flow profile shown in FIG. 3B corresponds to a higher blower output.
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