WO2017016881A1

WO2017016881A1 - Irradiation module for irradiating waste air, exhaust gas system and use thereof

Info

Publication number: WO2017016881A1
Application number: PCT/EP2016/066709
Authority: WO
Inventors: Tobias Carstens; Hector Julian Ruiz; Thomas Arnold
Original assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Current assignee: Excelitas Noblelight GmbH
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2018-01-24
Also published as: DE102015112096A1; DE102015112096B4

Abstract

Known irradiation modules for irradiating waste air in a waste air duct comprise a housing and, arranged in the interior thereof, a radiation source for irradiating the waste air with ultraviolet radiation. In order, proceeding herefrom, to specify an irradiation module in which the deposition of waste air particles onto the UV radiation source is reduced, the invention proposes that the housing can be connected to the waste air duct such that the housing interior forms a lateral branch on the waste air duct, and in that the lateral branch contains the radiation source and a blower, the blower being designed such that increased pressure can be generated in the lateral branch.

Description

Bestrahlungsmodul zur Bestrahlung von Abluft, Abgassystem und deren Irradiation module for the irradiation of exhaust air, exhaust system and their

Verwendung Beschreibung Use description

Technischer Hintergrund Technical background

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bestrahlungsmodul zur Bestrahlung von Abluft in einem Abluftkanal, umfassend ein Gehäuse und eine in einem Innenraum desselben angeordnete Strahlungsquelle zur Bestrahlung der Abluft mit ultravio- letter Strahlung. The present invention relates to an irradiation module for irradiating exhaust air in an exhaust duct, comprising a housing and a radiation source arranged in an interior thereof for irradiating the exhaust air with ultraviolet radiation.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Abgassystem zur Bestrahlung von Abluft, umfassend einen Abluftkanal zur Abführung der Abluft, und ein Bestrahlungsmodul zur Bestrahlung der Abluft im Abluftkanal mit ultravioletter Strahlung. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung des Bestrahlungsmoduls beziehungsweise des Abgassystems. In addition, the present invention relates to an exhaust system for irradiating exhaust air, comprising an exhaust duct for discharging the exhaust air, and an irradiation module for irradiating the exhaust air in the exhaust duct with ultraviolet radiation. Furthermore, the present invention relates to a use of the irradiation module or the exhaust system.

Bestrahlungsmodule beziehungsweise Abgassysteme im Sinne der Erfindung werden zur Reinigung von Abluft, beispielsweise bei der Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln, eingesetzt. Sie sind insbesondere zur Reinigung der Abluft von Holzkohleöfen geeignet, wie sie beispielsweise in Pizzerien Verwendung finden; sie können aber auch bei der industriellen Fertigung von Lebensmitteln, als auch in Großküchen oder im häuslichen Bereich eingesetzt werden. Irradiation modules or exhaust systems according to the invention are used for the purification of exhaust air, for example in the production and processing of food. They are particularly suitable for cleaning the exhaust air from charcoal kilns, as used for example in pizzerias; But they can also be used in the industrial production of food, as well as in commercial kitchens or in the home.

Stand der Technik State of the art

Es ist bekannt, dass bei der Verarbeitung von Lebensmitteln regelmäßig Abluft entsteht, die fetthaltige Koch- oder Backdünste (Wrasen) enthält. Zur Aufreinigung dieser Abluft werden häufig Dunstabzugsvorrichtungen eingesetzt. Übliche Dunstabzugsvorrichtungen weisen ein Gehäuse mit einer Ansaugöffnung zum Ansaugen der Kochwrasen, sowie ein darin angeordnetes Ansauggebläse und einen Abluft-Auslass auf. Die Abluft wird bei diesen Vorrichtungen zunächst von dem Gebläse über die Ansaugöffnung in das Gehäuse-Innere angesaugt, um dort durch eine Filtereinheit geführt zu werden. Anschließend wird die gefilterte Luft unmittelbar durch das Gebläse geführt, um schließlich über den Abluft- Auslass entweder ins Freie abgeführt (Abluft-Betrieb) oder wieder in den Raum zurückgeführt zu werden (Umluft-Betrieb). It is known that the processing of food regularly produces exhaust air containing fatty cooking or baking fumes (vapors). To purify this exhaust often extractor devices are used. Conventional extractor devices have a housing with a suction opening for sucking in the cooking turf, as well as an intake fan arranged therein and an exhaust air outlet. The exhaust air is sucked in these devices, first by the blower via the suction port into the housing interior to be guided there by a filter unit. The filtered air is then passed directly through the fan to be finally discharged via the exhaust outlet to the outside (exhaust air operation) or to be returned to the room (recirculation mode).

Der Einsatz einer Filtereinheit hat allerdings den Nachteil, dass nicht alle Abluft- Partikel, insbesondere Kochwrasen, durch eine mechanische Filterung entfernbar sind. Vielmehr wird durch die Filtereinheit nur eine Abreicherung der Parti- kel/Wrasen in der Abluft erzielt. However, the use of a filter unit has the disadvantage that not all exhaust air particles, in particular cooking turfs, are removable by mechanical filtering. On the contrary, only a depletion of the particles / vapor in the exhaust air is achieved by the filter unit.

Um die Partikel/Wrasen weitestgehend zu entfernen und Fettablagerungen im Lüftungssystem zu reduzieren, wird in der US 2008/0121224 A1 vorgeschlagen, eine UV-Lampe innerhalb des Gehäuses der Dunstabzugshaube zu positionieren. Bei dieser Dunstabzugshaube ist somit innerhalb eines Gehäuses mit einer inneren Kammer neben einer Filtereinheit auch eine UV-Lampe angeordnet. Die UV- Lampe ist in Strömungsrichtung hinter der Filtereinheit angeordnet und ist zur Emission von UV-C- und VUV-Strahlung geeignet. Durch den Einsatz der UV-Lampe wird durch photo-chemische Reaktion das mit dem Wrasen eingesaugte Fett in Wasser, Kohlendioxid und Mineralsäuren zersetzt, die über den Abluft-Auslass aus der Vorrichtung ausgetragen werden, so dass eine Fettanhäufung vermindert wird. Gleichzeitig werden hierdurch die hygienischen Bedingungen innerhalb der Vorrichtung verbessert, das Brandrisiko ver- ringert, sowie eine Zersetzung von Geruchsstoffen und damit eine Geruchsreduktion erreicht. In order to remove the particles / vapor as much as possible and to reduce grease deposits in the ventilation system, it is proposed in US 2008/0121224 A1 to position a UV lamp within the housing of the extractor hood. In this extractor hood, a UV lamp is thus arranged within a housing with an inner chamber in addition to a filter unit. The UV lamp is arranged behind the filter unit in the flow direction and is suitable for the emission of UV-C and VUV radiation. Through the use of the UV lamp, the fat sucked in with the vapor is decomposed into water, carbon dioxide and mineral acids by photo-chemical reaction, which are discharged via the exhaust outlet from the device, so that an accumulation of fat is reduced. At the same time, this improves the hygienic conditions within the device, reduces the risk of fire, as well as a decomposition of odorous substances and thus an odor reduction.

Auch die DE 10 2013 104 466 A1 offenbart eine Dunstabzugshaube mit einer UV- Strahlungsquelle. Der Einsatz einer UV-Lampe geht zwar mit einer Verringerung der Kochwrasen in der Abluft einher, allerdings werden auch hier Kochwrasen aus der Abluft nicht vollständig entfernt. DE 10 2013 104 466 A1 also discloses an extractor hood with a UV radiation source. Although the use of a UV lamp goes hand in hand with a reduction in the cooking turf in the exhaust air, cooking torrents from the exhaust air are not completely removed here as well.

Bevor die UV-behandelte Abluft mit den darin verbliebenen Kochwrasen den Ab- luft-Auslass passiert, wird sie unmittelbar durch das Gebläse geführt. Dies hat den Nachteil, dass Fettablagerungen im Lüftungssystem, insbesondere im Gebläse, beobachtet werden, die mit einem gewissen Brandrisiko einhergehen. Before the UV-treated exhaust air with the cooking hobs remaining in it passes through the exhaust air outlet, it is led directly through the fan. This has the disadvantage that fat deposits are observed in the ventilation system, especially in the fan, which are associated with a certain risk of fire.

Darüber hinaus können sich beispielsweise Fett- oder Staubpartikel auch auf der UV-Lampe niederschlagen, wodurch die Durchlässigkeit des Lampenkolbens für UV-Strahlung beeinträchtigt wird. In addition, for example, grease or dust particles can also precipitate on the UV lamp, whereby the transmission of the lamp envelope for UV radiation is impaired.

Technische Aufgabe Technical task

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu überwinden, und ein Bestrahlungsmodul anzugeben, bei dem die Abscheidung von Abluft-Partikeln auf der UV-Strahlungsquelle verringert ist. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Abgassystem anzugeben, das eine verringerte Abscheidung von Abluft-Partikeln auf der UV- Strahlungsquelle des Abgassystems zeigt. The invention is therefore based on the object to overcome the above-mentioned disadvantages, and to provide an irradiation module in which the deposition of exhaust air particles is reduced to the UV radiation source. In addition, the invention has for its object to provide an exhaust system, which shows a reduced deposition of exhaust particles on the UV radiation source of the exhaust system.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verwendung für das Bestrahlungsmodul beziehungsweise das Abgassystem anzugeben. Allgemeine Beschreibung der Erfindung Furthermore, the invention has the object of specifying a use for the irradiation module or the exhaust system. General description of the invention

Hinsichtlich des Bestrahlungsmoduls wird diese Aufgabe ausgehend von einem Bestrahlungsmodul der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse derart mit dem Abluftkanal verbindbar ist, dass der Gehäuse-Innenraum einen Seitenzweig zum Abluftkanal bildet, und dass in dem Sei- tenzweig die Strahlungsquelle und ein Gebläse angeordnet sind, wobei das Gebläse derart ausgelegt ist, dass ein Überdruck im Seitenzweig erzeugbar ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Anordnung der UV- Strahlungsquelle bezogen auf die Abluft-Strömung Einfluss auf Abscheidung von Partikeln und Kochwrasen auf der UV-Strahlungsquelle hat. With regard to the irradiation module, this object is achieved on the basis of an irradiation module of the type mentioned in the introduction in that the housing can be connected to the exhaust air duct such that the housing interior forms a side branch to the exhaust air duct, and that in the side branch the radiation source and a Blower are arranged, wherein the blower is designed such that an overpressure in the side branch can be generated. The invention is based on the finding that the arrangement of the UV radiation source with respect to the exhaust air flow has an influence on the separation of particles and cooking waves on the UV radiation source.

Gemäß der Erfindung werden zur Lösung der oben genannten Aufgabe drei Modi- fikationen gegenüber dem Stand der Technik vorgeschlagen, von denen die erste das Vorsehen eines Seitenzweiges des Abluftkanals, die zweite das Anordnen der UV-Strahlungsquelle im Seitenzweig und die dritte das Beaufschlagen des Seitenzweigs mit einem Überdruck betrifft. According to the invention, in order to achieve the above-mentioned object, three modifications are proposed over the prior art, of which the first involves providing one side branch of the exhaust duct, the second arranging the UV radiation source in the side branch, and the third applying the side branch an overpressure concerns.

Dadurch, dass das Gehäuse des Bestrahlungsmoduls unter Ausbildung eines Seitenzweigs mit dem Abluftkanal verbindbar ist, wird eine mit dem Abluftkanal in fluidischer Verbindung stehende Zone erhalten, die von der Abluft-Strömung vermindert durchströmt wird. Eine solche Zone hat den Vorteil, dass in Folge der geringeren Durchflussmenge durch diese Zone dort eine verringerte Abscheidung von Abluft-Partikeln beobachtet wird. Dadurch, dass die UV-Strahlungsquelle im Seitenzweig angeordnet ist, ist diese nicht unmittelbar der Abluft-Strömung ausgesetzt. An ihr werden folglich weniger Partikel abgeschieden. Due to the fact that the housing of the irradiation module can be connected to the exhaust air duct to form a side branch, a zone in fluid communication with the exhaust air duct is obtained, through which the exhaust air flow flows. Such a zone has the advantage that as a result of the lower flow through this zone there is a reduced separation of exhaust air particles is observed. The fact that the UV radiation source is arranged in the side branch, this is not directly exposed to the exhaust air flow. Consequently, less particles are deposited on it.

Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Seitenzweig mit einem Überdruck gegenüber dem Abluft-Druck im Bereich des Seitenzweigs zu beauf- schlagen. Zur Erzeugung des Überdrucks ist ein Gebläse vorgesehen, das ebenfalls im Seitenzweig angeordnet ist. Dies trägt dazu bei, einem Einströmen von Abluft in den Seitenzweig und einer Partikelabscheidung auf der UV- Strahlungsquelle entgegenzuwirken, da die Abluft an der Strahlungsquelle vorbeigeführt wird. Im einfachsten Fall wird über das Gebläse Umgebungsluft ange- saugt, und diese dem Abluftkanal zusätzlich zugeführt. In addition, according to the invention, the side branch is to be subjected to an overpressure relative to the exhaust air pressure in the region of the side branch. To generate the overpressure, a blower is provided, which is also arranged in the side branch. This helps to counteract an inflow of exhaust air into the side branch and a particle deposition on the UV radiation source, since the exhaust air is guided past the radiation source. In the simplest case, ambient air is sucked in via the fan, and this is additionally fed to the exhaust air duct.

Der Einsatz eines Gebläses hat darüber hinaus den Vorteil, dass die von der UV- Strahlungsquelle erzeugten Ozon-Moleküle durch den Überdruck im Seitenzweig in den Abluftkanal gelangen können, wo sie mit Abluft-Partikeln reagieren, die dadurch eliminiert werden. Dadurch, dass auch das Gebläse im Seitenzweig des Abluftkanals angeordnet ist, ist auch dieses vor der Abscheidung von Kochwrasen geschützt. Eine solche Anordnung geht mit einem geringen Brand-Risiko einher. Darüber hinaus hat das Vorsehen eines Gebläses den Vorteil, dass der von dem Gebläse erzeugte Über- druck beispielsweise die Gebläsestärke oder -leistung variabel einstellbar ist und einfach an einen veränderten Abluftdruck angepasst werden können. Insbesondere kann der Abluftdruck mit einem Sensor einfach erfasst werden, so dass eine elektronische Regelung des Gebläses in Abhängigkeit vom erfassten Abluftdruck möglich ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Bestrahlungsmoduls ist vorgesehen, dass das Gebläse eine Strömungsrichtung festlegt, und dass in dem Gehäuse eine Steuereinheit für die Strahlungsquelle angeordnet ist, die in Strömungsrichtung gesehen dem Gebläse nachgeordnet und der Strahlungsquelle vorgeordnet ist. Das Gebläse erzeugt vorzugsweise eine achsensymmetrische Strömung. Eine solche Strömung ist insbesondere für den Einsatz in einem rohrförmigen Gehäuse geeignet. Die durch den Betrieb des Gebläses bewirkte Strömung legt eine Strömungsrichtung fest, die in Richtung zum Abluftkanal gerichtet ist. The use of a blower has the additional advantage that the ozone molecules generated by the UV radiation source can pass through the pressure in the side branch in the exhaust duct, where they react with exhaust particles, which are thereby eliminated. The fact that the fan is also located in the side branch of the exhaust duct, this is also protected from the deposition of cooking turf. Such an arrangement is associated with a low fire risk. In addition, the provision of a blower has the advantage that the overpressure generated by the blower, for example, the blower power or performance is variably adjustable and can be easily adapted to a modified exhaust air pressure. In particular, the exhaust air pressure can be easily detected with a sensor, so that an electronic control of the blower in dependence on the detected exhaust air pressure is possible. In a preferred embodiment of the irradiation module is provided that the fan defines a flow direction, and that in the housing, a control unit for the radiation source is arranged, which downstream seen the flow direction of the fan and the radiation source is arranged upstream. The fan preferably generates an axisymmetric flow. Such a flow is particularly suitable for use in a tubular housing. The flow caused by the operation of the fan defines a direction of flow directed towards the exhaust duct.

Ist die Steuereinheit für die Strahlungsquelle in dem Gehäuse angeordnet, wird eine kompakte Bauform des erfindungsgemäßen Bestrahlungsmoduls ermöglicht, da das Gebläse gleichzeitig zur Kühlung der Steuereinheit und der UV-Lampe als auch zur Erzeugung einer Gebläse-Strömung eingesetzt werden kann. If the control unit for the radiation source is arranged in the housing, a compact design of the irradiation module according to the invention is made possible, since the fan can be used simultaneously for cooling the control unit and the UV lamp as well as for generating a fan flow.

Vorzugsweise ist das Gebläse Bestandteil der Steuereinheit. Steuereinheiten sind häufig mit einem Gebläse zur Kühlung ausgestattet. Bei entsprechender Dimensi- onierung kann das Gebläse der Steuereinheit gleichzeitig auch zur Verwirklichung der oben genannten Funktionen des Bestrahlungsmoduls insgesamt verwendet werden. Es hat sich bewährt, wenn die Strahlungsquelle ein U-förmiges Strahlerrohr aufweist, und wenn das Gebläse derart angeordnet ist, dass es eine Strömung erzeugt, die die Steuereinheit und die Strahlungsquelle umströmt. Preferably, the fan is part of the control unit. Control units are often equipped with a blower for cooling. With appropriate dimensioning, the blower of the control unit can at the same time also be used for realizing the above-mentioned functions of the radiation module as a whole. It has proven useful if the radiation source has a U-shaped radiator tube and if the blower is arranged such that it generates a flow which flows around the control unit and the radiation source.

Eine Strahlungsquelle mit einem U-förmigen Strahlerrohr ist besonders gut für einen Einsatz im Bestrahlungsmodul geeignet. Dennoch können gute Ergebnisse auch mit Strahlungsquellen mit einer anderen Strahlerrohrform erzielt werden, beispielsweise mit einem stabförmigen Strahlerrohr. Eine Strahlungsquelle mit einem U-förmigen Strahlerrohr ist in der Regel einseitig gesockelt, und trägt daher zu einer einfachen elektrischen Kontaktierung der Strahlungsquelle bei. Darüber hinaus hat ein U-förmiges Strahlerrohr den Vorteil, dass es eine Strahlerfläche festlegt, die einfach von der Gebläse-Strömung durchströmt werden kann, und dabei nur eine geringe Strömungsverwirbelung hervorruft. Hierdurch wird einem Eintrag von Partikeln aus der Abluft in den Seitenzweig entgegengewirkt. Vorzugsweise ist das U-förmige Strahlerrohr derart angeordnet, dass die von ihm festgelegte Strahlerfläche senkrecht zur Strömungsrichtung der Gebläse- Strömung verläuft. A radiation source with a U-shaped radiator tube is particularly well suited for use in the irradiation module. Nevertheless, good results can also be achieved with radiation sources with a different radiator tube shape, for example with a rod-shaped radiator tube. A radiation source with a U-shaped radiator tube is usually socketed on one side, and therefore contributes to a simple electrical contacting of the radiation source. In addition, a U-shaped radiator tube has the advantage that it defines a radiator surface, which can be easily flowed through by the fan flow, thereby causing only a small flow turbulence. As a result, an entry of particles from the exhaust air is counteracted in the side branch. Preferably, the U-shaped radiator tube is arranged such that the radiator surface defined by it runs perpendicular to the flow direction of the blower flow.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Gehäuse rohrförmig ausgebildet ist. It has proven to be advantageous if the housing is tubular.

Ein rohrförmig ausgebildetes Gehäuse ist gut zur Durchleitung einer laminaren Strömung geeignet und führt selbst im Bereich einer Abwinkelung des Rohrs nur zu geringen Verwirbelungen der Strömung. Darüber hinaus ist ein rohrformiges Gehäuse einfach mit dem Abluftkanal verbindbar. A tubular housing is well suited for the passage of a laminar flow and leads even in the region of a bend of the pipe only to low turbulence of the flow. In addition, a rohrformiges housing is easily connectable to the exhaust duct.

Vorzugweise weist das Gehäuse zur Verbindung mit dem Abluftkanal ein An- schluss-Hohlelement mit der Form eines schiefen Kegelstumpfs auf. Preferably, the housing has a connecting hollow element with the shape of an oblique truncated cone for connection to the exhaust air duct.

Im Bereich der Verbindung von Seitenzweig und Abluftkanal ist es wünschens- wert, dass die Überdruck-Strömung (Gebläse-Strömung) aus dem Seitenzweig so auf die Abluft-Strömung geführt wird, das Verwirbelungen der Abluft- und der Gebläse-Strömung möglichst vermieden werden. Da die Abluftströmung im Abluftkanal eine Abluft-Strömungsrichtung aufweist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gebläse-Strömung möglichst in einem flachen Winkel zur Abluftströmungsrichtung auf die Abluft-Strömung trifft. In the area of the connection between the side branch and the exhaust air duct, it is desirable that the overpressure flow (fan flow) from the side branch be routed to the exhaust air flow so that turbulence of the exhaust air and fan flow is avoided as far as possible. Since the exhaust air flow in the exhaust air duct has an exhaust air flow direction, it has proved to be advantageous when the fan flow hits the exhaust air flow as possible at a shallow angle to the exhaust air flow direction.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn mit dem Gebläse eine Strömung mit einer Richtung erzeugbar ist, die mit einer Strömungsrichtung der Abluft im Abluftkanal einen Winkel im Bereich von 20° bis 80°, vorzugsweise im Bereich von 25° bis 65°, einschließt. It has proved to be advantageous if with the blower a flow with a direction can be generated, which encloses an angle in the range of 20 ° to 80 °, preferably in the range of 25 ° to 65 ° with a flow direction of the exhaust air in the exhaust duct.

Trifft die Gebläse-Strömung in einem Winkel von 20° bis 80° auf die Abluft im Abluftkanal, kann das Auftreten von Verwirbelungen im Bereich der Einmündung des Seitenzweigs in den Abluftkanal verringert werden. Ein Winkel unterhalb von 20° ist nur aufwendig zu erreichen. Bei einem Winkel von mehr als 80° verliert sich der verwirbelungsverringernde Effekt. Besonderes gute Ergebnisse hinsichtlich der Verringerung von Verwirbelungen werden erhalten, wenn dieser Winkel im Bereich von 25° bis 65° liegt. If the fan flow meets the exhaust air in the exhaust air duct at an angle of 20 ° to 80 °, the occurrence of turbulence in the region of the junction of the side branch into the exhaust air duct can be reduced. An angle below 20 ° is difficult to achieve. At an angle of more than 80 °, the vortex reducing effect is lost. Particularly good results in terms of reducing turbulence are obtained when this angle is in the range of 25 ° to 65 °.

Bei einer bevorzugten Modifikation des Bestrahlungsmoduls ist das Gehäuse aus Edelstahl gefertigt ist und für Ablufttemperaturen bis 220 °C ausgelegt. In a preferred modification of the irradiation module, the housing is made of stainless steel and designed for exhaust air temperatures up to 220 ° C.

Ein Gehäuse aus Edelstahl weist eine gute chemische und mechanische Stabilität auf und ist insbesondere für hohe Ablufttemperaturen geeignet. A housing made of stainless steel has good chemical and mechanical stability and is particularly suitable for high exhaust air temperatures.

Hinsichtlich des Abgassystems wird die oben genannte Aufgabe ausgehend von einem Abgassystem der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Abluftkanal eine Verzweigung zu einem Seitenzweig aufweist, in dem die Strahlungsquelle und ein Gebläse angeordnet sind, wobei das Gebläse derart ausgelegt ist, dass es einen Überdruck im Seitenzweig erzeugt. With regard to the exhaust system, the above object is achieved by starting from an exhaust system of the type mentioned in the present invention, that the exhaust duct has a branch to a side branch, in which the radiation source and a fan are arranged, wherein the blower is designed such that there is a Overpressure generated in the side branch.

Das erfindungsgemäße Abgassystem umfasst neben einem Bestrahlungsmodul einen Abluftkanal oder einen Teil desselben. Dadurch, dass das Abgassystem mindestens einen Teil des Abluftkanals umfasst, kann dieses einfach in ein bestehendes Abgasrohr oder Rohrsystem integriert werden. Hierdurch ist ein einfaches Nachrüsten eines bestehenden Rohrsystems möglich. Hinsichtlich des Bestrahlungsmoduls und dessen Anordnung wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Durch das Vorsehen einer Verzweigung, in der neben der Strahlungs- quelle ein Gebläse angeordnet ist, mit dem ein Überdruck im Seitenzweig gegenüber einem Abluftdruck im Abluftkanal erzeugbar ist, wird es ermöglicht, einem Einströmen von Abluft in den Seitenzweig und einer Partikelabscheidung auf der UV-Strahlungsquelle entgegenzuwirken, da die Abluft an der Strahlungsquelle vorbeigeführt wird. The exhaust gas system according to the invention comprises, in addition to an irradiation module, an exhaust air duct or a part thereof. The fact that the exhaust system comprises at least a portion of the exhaust duct, this can be easily integrated into an existing exhaust pipe or pipe system. As a result, a simple retrofitting of an existing pipe system is possible. With regard to the irradiation module and its arrangement, reference is made to the above statements. By providing a branch in which, in addition to the radiation Source is arranged a blower with which an overpressure in the side branch against an exhaust air pressure in the exhaust duct can be generated, it is possible to counteract an influx of exhaust air into the side branch and a particle deposition on the UV radiation source, since the exhaust air is guided past the radiation source.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgassystems legt der Abluftkanal eine Abluftrichtung fest, und dem Bestrahlungsmodul ist in Abluftrichtung gesehen ein elektrostatischer Abscheider nachgeordnet. In a preferred embodiment of the exhaust gas system according to the invention, the exhaust air duct defines an exhaust air direction, and the irradiation module is arranged downstream of an electrostatic precipitator seen in the exhaust direction.

Ein dem Bestrahlungsmodul nachgeordneter elektrostatischer Abscheider trägt dazu bei, eine möglichst vollständige Abscheidung von Partikeln aus dem Abluftstrom zu gewährleisten. A downstream of the irradiation module electrostatic precipitator helps to ensure the most complete separation of particles from the exhaust air flow.

Es hat sich bewährt, das erfindungsgemäße Bestrahlungsmodul oder das Abgassystems zur Reinigung der Abluft-Rauchgase von Holz-, Kohle-, Öl- oder Gas- Feuerstätten oder zur Reinigung von Kochwrasen-enthaltender Abluft zu verwen- den. It has proven useful to use the irradiation module according to the invention or the exhaust gas system for cleaning the exhaust air flue gases of wood, coal, oil or gas furnaces or for cleaning kitchen air-containing exhaust air.

Die Abluft von Holz-, Kohle-, Öl- oder Gas-Feuerstätten weist neben anderen Teilchen auch einen gewissen Anteil an organischen Verbindungen auf, die mittels UV-Bestrahlung aus der Abluft entfernt werden können. Enthalt die Abluft zusätzlich Kochwrasen, beispielsweise bei einem Holzkohle-Pizzaofen, lassen sich durch das Bestrahlungsmodul beziehungsweise das Abgassystem organische Anteile sowohl der Kochwrasen als auch des Holzkohleverbrennungsprozesses entfernen. The exhaust air of wood, coal, oil or gas fireplaces has, among other particles also a certain proportion of organic compounds that can be removed by UV irradiation from the exhaust air. If the exhaust air additionally contains cooking grills, for example in a charcoal pizza oven, organic parts of both the cooking grates and the charcoal combustion process can be removed by the irradiation module or the exhaust system.

Ausführunqsbeispiel Working Example

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und vier Zeichnungen näher beschrieben. Im Einzelnen zeigt in schematischer Darstellung: The invention will be described in more detail with reference to embodiments and four drawings. In detail shows in a schematic representation:

Figur 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bestrahlungsmoduls zur Bestrahlung von Abluft, Figur 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bestrah- lungsmoduls, FIG. 1 shows a first embodiment of the irradiation module according to the invention for irradiating exhaust air, FIG. 2 shows a second embodiment of the irradiation module according to the invention,

Figur 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgassystems, und Figure 3 shows an embodiment of the exhaust system according to the invention, and

Figur 4 eine Ausführungsform einer UV-Lampe zum Einsatz in dem erfindungsgemäßen Bestrahlungsmodul beziehungsweise Abgassystem. FIG. 4 shows an embodiment of a UV lamp for use in the irradiation module or exhaust system according to the invention.

Die Figur 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bestrahlungsmoduls zur Bestrahlung von Abluft, der insgesamt die Bezugsziffer 100 zugeordnet ist. FIG. 1 schematically shows a first embodiment of the irradiation module according to the invention for irradiating exhaust air, to which the reference numeral 100 as a whole is assigned.

Das Bestrahlungsmodul 100 umfasst ein Gehäuse 1 10, in dem ein Axial-Lüfter 1 1 1 , eine UV-Lampe 1 12, und eine Steuer-Einheit 1 13 für die elektrische Ansteu- erung der UV-Lampe 1 12 angeordnet sind. The irradiation module 100 comprises a housing 1 10 in which an axial fan 1 1 1, a UV lamp 1 12, and a control unit 1 13 for the electrical control of the UV lamp 1 12 are arranged.

Der Axial-Lüfter 1 1 1 saugt einerseits Umgebungsluft 1 16 an und erzeugt eine Kühlluftströmung 1 15 in Richtung der Steuer-Einheit 1 13 und der UV-Lampe 1 12. Der Axial-Lüfter 1 1 1 weist ein Axial-Laufrad (nicht dargestellt). Dem Axial-Lüfter 1 1 1 ist die Steuer-Einheit 1 13 unmittelbar nachgeordnet, wobei die von dem Axial-Lüfter 1 1 1 erzeugte Kühlluftströmung 1 15 zunächst durch die Steuer-Einheit 1 13 geführt wird und zur Kühlung der Steuer-Einheit 1 13 beiträgt. The axial fan 1 1 1 sucks on the one hand ambient air 1 16 and generates a cooling air flow 1 15 in the direction of the control unit 1 13 and the UV lamp 1 12. The axial fan 1 1 1 has an axial impeller (not shown ). The axial fan 1 1 1, the control unit 1 13 is immediately downstream, the cooling air flow generated by the axial fan 1 1 1 1 15 is first performed by the control unit 1 13 and for cooling the control unit 1 13th contributes.

Die Steuer-Einheit 1 13 ist elektrisch mit der UV-Lampe 1 12 verbunden und dient zu deren Ansteuerung. Die UV-Lampe 1 12 weist ein U-förmiges Strahlerrohr auf, das eine Strahlerfläche festlegt. Die UV-Lampe 1 12 ist in dem Bestrahlungsmodul derart ausgerichtet, dass die Strahlerfläche senkrecht zur Kühlluftströmung verläuft. Hierdurch wird eine Durchströmung der UV-Lampe 1 12 mit der Kühlluft und damit eine effektive Kühlung der UV-Lampe 1 12 gewährleistet. The control unit 1 13 is electrically connected to the UV lamp 1 12 and serves to drive them. The UV lamp 1 12 has a U-shaped radiator tube, which defines a radiator surface. The UV lamp 1 12 is aligned in the irradiation module such that the radiator surface is perpendicular to the cooling air flow. As a result, a flow through the UV lamp 1 12 with the cooling air and thus effective cooling of the UV lamp 1 12 is ensured.

Das Gehäuse 1 10 ist aus Edelstahl gefertigt und für Temperaturen bis 220°C ausgelegt. Es ist rohrförmig ausgebildet und umfasst ferner ein Anschlusselement 1 14, über das das Gehäuse 1 10 mit einem Abluftkanal 101 verbindbar ist. Der Abluftkanal 101 ist in Figur 1 lediglich zur Verdeutlichung der Verbindbarkeit des Bestrahlungsmoduls 100 mit einem Abluftkanal schraffiert dargestellt, ist aber selbst ist kein Bauteil des Bestrahlungsmoduls 100. Der Abluftkanal 101 weist eine Längsachse 102 auf und wird von der Abluft in Pfeilrichtung 103 durchströmt. Das Anschlusselement 1 14 ist als Hohlelement ausgebildet und weist die äußere Form eines schiefen Kreiskegelstumpfs auf. Durch die Form des Anschlusselements 1 14 wird der von dem Axiallüfter erzeugte Kühlluftstrom 1 15 in einem Winkel α von etwa 45° bezogen auf die Richtung der Abluft 103 in den Abluftkanal 102 geführt. Figur 2 zeigt ein Bestrahlungsmodul 200 zur Reinigung von Kochwrasen- enthaltender Abluft, die einen Abluftkanal 101 in Durchströmungsrichtung 103 durchströmt. The housing 1 10 is made of stainless steel and designed for temperatures up to 220 ° C. It is tubular and further comprises a connection element 1 14, via which the housing 1 10 with an exhaust duct 101 is connectable. The exhaust air duct 101 is shown hatched in Figure 1 only to illustrate the connectivity of the irradiation module 100 with an exhaust duct, but is itself no component of the irradiation module 100. The exhaust duct 101 has a longitudinal axis 102 and is traversed by the exhaust air in the direction of arrow 103. The connecting element 1 14 is formed as a hollow element and has the outer shape of an oblique circular truncated cone. Due to the shape of the connecting element 1 14 of the generated by the axial fan cooling air flow 1 15 at an angle α of about 45 ° relative to the direction of the exhaust air 103 is guided into the exhaust duct 102. FIG. 2 shows an irradiation module 200 for cleaning cooking-air-containing exhaust air which flows through an exhaust air duct 101 in the flow direction 103.

Das Bestrahlungsmodul 200 umfasst ein Gehäuse 210 mit einem Innenraum 216, in dem eine UV-Lampe 212 und eine Steuereinrichtung 217 für die UV-Lampe 212 angeordnet sind. The irradiation module 200 comprises a housing 210 with an inner space 216, in which a UV lamp 212 and a control device 217 for the UV lamp 212 are arranged.

Die Steuereinrichtung 217 umfasst ein Gebläse 21 1 und ein Steuermodul 213 für die UV-Lampe 212. Dadurch, dass Steuermodul 213 und Gebläse 21 1 in der Steuereinrichtung zusammengefasst sind, wird eine kompakte Bauform des Bestrahlungsmoduls 200 ermöglicht. Das Gebläse 21 1 ist ein Radiallüfter mit einem Lüfter-Durchmesser von 200 mm, der im Gehäuse 210 eine Gebläse-Strömung mit einer Strömungsrichtung 215 erzeugt. Die Leistungsaufnahme des Radial- Lüfters 21 1 beträgt 35 W. The control device 217 comprises a blower 21 1 and a control module 213 for the UV lamp 212. As a result of the control module 213 and blower 21 1 being combined in the control device, a compact design of the irradiation module 200 is made possible. The fan 21 1 is a centrifugal fan with a fan diameter of 200 mm, which generates a fan flow in the housing 210 with a flow direction 215. The power consumption of the radial fan 21 1 is 35 W.

Die UV-Lampe 212 ist ein Flächenstrahler, das heißt sie weist einen beleuchteten Abschnitt auf, der im Wesentlichen in einer Strahlerebene verläuft, nämlich eine Lampe mit einem U-förmigen Lampenrohr. Die UV-Lampe hat eine Strahlerrohr- Länge von 359,5 mm und einen Strahlerrohr-Außendurchmesser von 23 mm. Die Lampenleistung beträgt 145 W bei einem Lampenstrom von 2,1 A und einer Lampenspannung von 70 V. In einer alternativen Ausgestaltung (nicht dargestellt) sind mehrere, vorzugsweise zwei, UV-Lampen mit langgestrecktem Strahlerrohr in einer Strahlerebene unter Bildung eines Flächenstrahlers angeordnet. Die UV-Lampen weisen jeweils eine Strahlerrohr-Länge von 600 mm bei einem Strahlerrohr-Außendurchmesser von 15,2 mm auf; sie zeichnen sich jeweils durch eine Lampenleistung von 92 W bei einem nominalen Lampenstrom von 1 ,6 A und einer Lampenspannung von 56 V aus. The UV lamp 212 is a surface radiator, that is, it has an illuminated portion which extends substantially in a radiator plane, namely a lamp with a U-shaped lamp tube. The UV lamp has a radiator tube length of 359.5 mm and a radiator tube outside diameter of 23 mm. The lamp power is 145 W at a lamp current of 2.1 A and a lamp voltage of 70 V. In an alternative embodiment (not shown) several, preferably two, UV lamps are arranged with elongated radiator tube in a radiator plane to form a surface radiator. The UV lamps each have a radiator tube length of 600 mm with a radiator tube outer diameter of 15.2 mm; They are each characterized by a lamp power of 92 W at a nominal lamp current of 1, 6 A and a lamp voltage of 56 V.

Die UV-Lampe 212 ist derart angeordnet, dass sie von der Gebläse-Strömung in Strömungsrichtung 215 senkrecht zur Strahlerebene durchströmt wird. Das Gehäuse 210 weist eine Lufteinlassöffnung 219 und eine Luftauslassöffnung 218 auf, wobei die Luftauslassöffnung 218 mit einem Anschlusselement 214 verbunden ist. Das Anschlusselement 214 dient dazu, die Luftauslassöffnung 218 des Gehäuses 210 mit einer Öffnung 104 des Abluftkanals 101 zu verbinden. Durch diese Art der Verbindbarkeit können das Gehäuse 210 und das Verbin- dungselement 214 im mit dem Abluftkanal 101 verbundenen Zustand einen Seitenzweig zum Abluftkanal 101 bilden, so dass die im Seitenzweig angeordneten Bauteile wie beispielsweise die UV-Lampe 215 oder die Steuereinrichtung 217 nicht unmittelbar mit der Abluft in Kontakt kommen. Hierdurch wird die Ablagerung von Partikeln aus der Abluft auf diesen Bauteilen minimiert. Das Verbindungselement 214 ist ein Hohlelement, das die äußere Form eines schiefen Kegelstumpfs aufweist. Diese Form trägt dazu bei, die Gebläse- Strömung möglichst verwirblungsarm auf die Abluft-Strömung zu führen. The UV lamp 212 is arranged such that it is flowed through by the fan flow in the flow direction 215 perpendicular to the radiator plane. The housing 210 has an air inlet opening 219 and an air outlet opening 218, wherein the air outlet opening 218 is connected to a connection element 214. The connection element 214 serves to connect the air outlet opening 218 of the housing 210 to an opening 104 of the exhaust air duct 101. As a result of this type of connectivity, the housing 210 and the connecting element 214 can form a side branch to the exhaust air duct 101 in the state connected to the exhaust air duct 101, so that the components arranged in the side branch, for example the UV lamp 215 or the control device 217, are not directly involved come in contact with the exhaust air. As a result, the deposition of particles from the exhaust air is minimized on these components. The connecting member 214 is a hollow member having the outer shape of an oblique truncated cone. This shape helps to guide the fan flow as swirling as possible to the exhaust air flow.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgassystems, dem insgesamt die Bezugsziffer 300 zugeordnet ist. Das Abgassystem ist sowohl zur Reinigung von Abluft-Rauchgasen von Holz-, Kohle- Öl- oder Gas- Feuerstätten als auch zur Reinigung von Kochwrasen-enthaltender Abluft geeignet. Figure 3 shows an embodiment of an exhaust system according to the invention, to which the reference numeral 300 is assigned overall. The exhaust system is suitable both for the purification of exhaust fumes from wood, coal oil or gas fireplaces as well as for the cleaning of cooking turf-containing exhaust air.

Das Abgassystem umfasst einen Abluftkanal 301 und einen Seitenzweig zum Abluftkanal 301 , der von einem Bestrahlungsmodul 302 mit einem Gehäuse 303, einem Gehäuse-Innenraum 305, einem an der Außenseite des Gehäuses 303 angebrachten Gebläses 304, sowie einem Anschlusselement 306 gebildet wird. The exhaust system comprises an exhaust duct 301 and a side branch to the exhaust duct 301, which from an irradiation module 302 with a housing 303, a housing interior 305, a mounted on the outside of the housing 303 blower 304, and a connection element 306 is formed.

Der Abluftkanal 301 wird von Abluft durchströmt. Die Durchströmungsrichtung ist mit dem Pfeil 310 gekennzeichnet. Da die Abluft den Abluftkanal 301 durchströmt, weist sie einen Abluftdruck auf. The exhaust duct 301 is traversed by exhaust air. The direction of flow is indicated by the arrow 310. Since the exhaust air flows through the exhaust duct 301, it has an exhaust air pressure.

Innerhalb des Gehäuses 303 sind zwei UV-Lampen 307 und eine Steuereinheit 308 für die UV-Lampen 307 derart angeordnet, dass die Steuereinheit 308 in einer von dem Gebläse 304 festgelegten Strömungsrichtung 309 gesehen dem Gebläse 304 nachgeordnet und den UV-Lampen 307 vorgeordnet ist. Durch diese Art der Anordnung werden einerseits die Steuereinheit 308 als auch die UV- Lampen 307 von dem Gebläse 304 gekühlt. Darüber hinaus ist das Gebläse 304 so ausgelegt, dass es im Gehäuse 303 einen Überdruck gegenüber dem Abluftdruck im Abluftkanal 301 erzeugt. Dies trägt dazu bei, dass die Strömungsrichtung 309 der von dem Gebläse 304 erzeugten Strömung im Seitenzweig in Rich- tung des Innenraums des Abluftkanals 301 weist. Durch den Überdruck im Seitenzweig wird einem Einströmen von Abluft in den Seitenzweig entgegengewirkt. Inside the housing 303, two UV lamps 307 and a control unit 308 for the UV lamps 307 are arranged such that the control unit 308, viewed in a flow direction 309 defined by the blower 304, is arranged downstream of the blower 304 and upstream of the UV lamps 307. By this type of arrangement, on the one hand, the control unit 308 and the UV lamps 307 are cooled by the blower 304. In addition, the blower 304 is designed so that it generates an overpressure in the housing 303 with respect to the exhaust air pressure in the exhaust duct 301. This contributes to that the flow direction 309 of the flow generated by the blower 304 in the side branch points in the direction of the interior of the exhaust air duct 301. Due to the overpressure in the side branch, an inflow of exhaust air into the side branch is counteracted.

Die UV-Lampen 307 weisen jeweils eine Strahlerrohr-Länge von 600 mm bei einem Strahlerrohr-Außendurchmesser von 15,2 mm auf; sie zeichnen sich jeweils durch eine Lampenleistung von 92 W bei einem nominalen Lampenstrom von 1 ,6 A und einer Lampenspannung von 56 V aus. The UV lamps 307 each have a radiator tube length of 600 mm with a radiator tube outer diameter of 15.2 mm; They are each characterized by a lamp power of 92 W at a nominal lamp current of 1, 6 A and a lamp voltage of 56 V.

Um eine möglichst vollständige Abscheidung von Verunreinigungen zu gewährleisten, ist dem Abgassystem 300 ein elektrostatischer Abscheider nachgeordnet (nicht dargestellt). In order to ensure as complete a separation of impurities, the exhaust system 300 is followed by an electrostatic precipitator (not shown).

Figur 4 zeigt eine Ausführungsform einer UV-Lampe, der insgesamt die Bezugs- Ziffer 400 zugeordnet ist. Die UV-Lampe 400 ist zum Einsatz in den Bestrahlungsmodulen gemäß Figuren 1 und 2 und zum Einsatz in dem Abgassystem gemäß Figur 3 geeignet. Sie weist eine Längsachse 405 auf und ist insbesondere zur Emission von UV-C-Strahlung ausgelegt. Die UV-Lampe 400 hat ein U-förmiges Leuchtrohr 401 aus Quarzglas, das an seinen beiden Enden mit jeweils einem Sockel 402, 403 versehen ist. Aus den Sockeln 402, 403 sind jeweils zwei elektrische Anschlusselemente 404 herausgeführt. Die UV-Lampe 400 zeichnet sich durch eine Lampenleistung von 145 W bei einem nominalen Lampenstrom von 2,1 A und einer Lampenspannung von 70V aus. Die UV-Lampe 400 ist für einen Betrieb an einem elektronischen Vorschalt- gerät (nicht dargestellt) vorgesehen. Sie ist für eine vertikale Brennlage geeignet. FIG. 4 shows an embodiment of a UV lamp to which the reference numeral 400 as a whole is assigned. The UV lamp 400 is suitable for use in the irradiation modules according to FIGS. 1 and 2 and for use in the exhaust gas system according to FIG. It has a longitudinal axis 405 and is designed in particular for the emission of UV-C radiation. The UV lamp 400 has a U-shaped luminous tube 401 made of quartz glass, which is provided at its two ends, each with a base 402, 403. From the pedestals 402, 403 two electrical connection elements 404 are led out in each case. The UV lamp 400 is characterized by a lamp power of 145 W at a nominal lamp current of 2.1 A and a lamp voltage of 70V. The UV lamp 400 is intended for operation on an electronic ballast (not shown). It is suitable for a vertical burning position.

Das Leuchtrohr 401 weist einen Außendurchmesser von 19 mm und eine Leucht- rohr-Gesamtlänge von 720 mm (360 mm je Schenkel auf). The light tube 401 has an outer diameter of 19 mm and a total light tube length of 720 mm (360 mm per leg on).

Claims

claims

1 . Irradiation module for irradiating exhaust air in an exhaust duct, comprising a housing and a radiation source arranged in an interior thereof for irradiating the exhaust air with ultraviolet radiation, characterized in that the housing is connectable to the exhaust duct, that the housing interior a side branch to the exhaust duct forms, and that in the side branch, the radiation source and a fan are arranged, wherein the blower is designed such that a pressure in the side branch is generated.

2. Irradiation module according to claim 1, characterized in that the blower defines a flow direction, and that in the housing, a control unit for the radiation source is arranged, which downstream seen the flow downstream of the blower and the radiation source is pre-assigned.

3. Irradiation module according to claim 2, characterized in that the radiation source has a U-shaped radiator tube, and that the blower is arranged such that it generates a flow which flows around the control unit and the radiation source.

4. Irradiation module according to one of the preceding claims, characterized in that the housing is tubular.

5. Irradiation module according to one of the preceding claims, characterized in that the housing for connection to the exhaust duct has a connection hollow element with the shape of an oblique truncated cone.

6. Irradiation module according to one of the preceding claims, characterized in that with the blower, a flow with a direction can be generated, which with a flow direction of the exhaust air in the exhaust duct of a NEN angle in the range of 20 ° to 80 °, preferably in the range of 25 ° to 65 °, includes.

7. Irradiation module according to one of the preceding claims, characterized in that the housing is made of stainless steel and is designed for exhaust air temperatures up to 220 ° C.

8. Exhaust system for irradiating exhaust air, comprising an exhaust duct for discharging the exhaust air, and an irradiation module for irradiating the exhaust air in the exhaust duct with ultraviolet radiation, characterized in that the exhaust duct has a branch to a side branch, in which the radiation source and a fan arranged are, wherein the blower is designed such that it generates an overpressure in the side branch.

9. The exhaust system according to claim 8, characterized in that the exhaust air duct defines an exhaust air direction, and that the irradiation module is viewed downstream in the exhaust air direction, an electrostatic precipitator.

10.Verwendung of an irradiation module according to any one of the preceding claims 1 to 7 or an exhaust system according to any one of the preceding claims 8 or 9 for cleaning the exhaust fumes of wood, coal, oil or gas fireplaces.

1 1.Use of an irradiation module according to one of the preceding claims 1 to 7 or an exhaust gas system according to one of the preceding claims 8 or 9 for the purification of kitchen air-containing exhaust air.