DE102005036468A1

DE102005036468A1 - Raumluftfiltervorrichtung

Info

Publication number: DE102005036468A1
Application number: DE102005036468A
Authority: DE
Inventors: Michael Hager
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2007-02-08

Abstract

Es wird eine Raumluftfiltervorrichtung (1) zum Herausfiltern von Partikeln, insbesondere von Pollen aus der Raumluft beschrieben. Die Raumluftfiltervorrichtung (1) umfasst ein Gehäuse (3), das wenigstens eine Eintrittsöffnung (19, 53) für zu reinigende Luft und wenigstens eine Austrittsöffnung (25) für gereinigte Luft aufweist. Es sind wenigstens ein Mittel (65, 73) zum Ansaugen und/oder Ausblasen der Luft in das Gehäuse (3) beziehungsweise aus diesem heraus und eine Einrichtung (35) zum Erzeugen wenigstens eines flächigen Strahls (37, 39) eines als Filter wirkenden flüssigen Fluids in einem Strömungsweg (21) der Luft im Inneren des Gehäuses (3) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Raumluftfiltervorrichtung zum Herausfiltern von Partikeln, insbesondere von Pollen, aus der Raumluft, mit einem Gehäuse, das wenigstens eine Eintrittsöffnung für zu reinigende Luft und wenigstens einer Austrittsöffnung für gereinigte Luft aufweist.

Bekannte Raumluftfiltervorrichtungen, beispielsweise Luftwäscher, zum Herausfiltern von Partikeln, insbesondere von Pollen, Feinstaub, Dieselruß oder dergleichen sind in einem Luftkreislauf von Klimaanlagen oder Klimageräten, wie sie in der Gebäudetechnik verwendet werden, integriert. Solche Klimaanlagen/Klimageräte haben, um eine erforderliche Kühl-/Heizwirkung zu erreichen, einen entsprechend großen Luftmengendurchsatz. Eine effiziente Filterwirkung erfordert daher entsprechend große, leistungsstarke Raumluftfiltervorrichtungen. Diese Raumluftfiltervorrichtungen sind technisch aufwendig und darüber hinaus sehr wartungsintensiv, insbesondere müssen sie regelmäßig mit großem Aufwand gereinigt werden, Beispielsweise bei Luftwäschern muss insbesondere erwärmtes Waschwasser entweder aufbereitet oder insbesondere mit Bioziden behandelt werden, um Keimbildungen zu verhindern. Dies ist aufwändig und teuer.

Es gibt auch kleine, transportable und in den Räumen aufstellbare Vorrichtungen zur Luftreinigung, die sich jedoch das ehrgeizige Ziel setzen, die Raumluft von allen Arten Verunreinigungen, also Partikeln aller Größen und darüber hinaus von Aerosolen zu befreien. Diese Vorrichtungen sind entsprechend kompliziert und teuer.

Es ist wünschenswert, insbesondere in räumlich begrenzten Bereichen, wo sich gegen Pollen allergische Personen aufhalten, beispielsweise an deren Arbeitsplätzen, eine möglichst flexible, preiswerte transportable Raumluftfiltervorrichtung anzubringen, mit dem die Pollenbeladung in der Raumluft speziell dort verringert werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Raumluftfiltervorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass sie ohne großen technischen Aufwand hergestellt und einfach betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch wenigstens ein Mittel zum Ansaugen und/oder Ausblasen der Luft in das Gehäuse beziehungsweise aus diesem heraus und eine Einrichtung zum Erzeugen wenigstens eines flächigen Strahls eines als Filter wirkenden flüssigen Fluids in einem Strömungsweg der Luft im Inneren des Gehäuses.

Erfindungsgemäß durchströmt die zu reinigende Raumluft den Fluidstrahl, wobei bestimmte in der Raumluft enthaltene Partikel, insbesondere Pollen durch das Fluid gebunden werden. Ein Fluidstrahl ist „flächig" im hier verwendeten Sinne, wenn er ähnlich einem Vorhang oder Film eine zweidimensionale, auch gekrümmte Erstreckung senkrecht zur Strahlrichtung hat, die deutlich größer als die Dicke dieses Vorhangs oder Films ist. Ein „flächiger" Fluidstrahl steht somit im Gegensatz zu einem einfachen Strahl, der ähnlich wie ein Brausestrahl ein eher eindimensionales Gebilde ist, dessen Erstreckung in allen Richtungen senkrecht zur Strahlrichtung etwa gleich groß ist. Da die Raumluftfiltervorrichtung ein eigenes Mittel zum Ansaugen und/oder Ausblasen der Luft umfasst und auch ansonsten alle erforderlichen Bauteile insbesondere in dem Gehäuse aufweist, kann sie separat, insbesondere ohne dass ein Luftanschluss an ein Klimagerät oder eine Klimaanlage erforderlich ist, betrieben werden. Sie kann daher flexibel auch in räumlich begrenzten Bereichen eingesetzt werden, wo gereinigte Luft benötigt wird. Beispielsweise kann eine entsprechend klein gestaltete Raumluftfiltervorrichtung bei Bedarf auf einem Schreibtisch platziert werden, um dort beispielsweise die Pollenbeladung in der Raumluft zu verringern. Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt einen besonders gelungenen Kompromiss zwischen Reinigungswirkung und Kosten dar, indem sie sich bewusst in der Art der Verunreinigung, die sie zu beseitigen sucht, beschränkt und hauptsächlich auf Pollen konzentriert.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform erzeugt die Einrichtung zum Erzeugen des wenigstens einen Fluidstrahls wenigstens einen Fluidfilm und der Strömungsweg der Luft verläuft durch den Fluidfilm hindurch. Dies hat den Vorteil, dass die Luft gezwungenermaßen mit dem Fluid in Berührung kommt, und keine Partikel ungehindert an den Fluidstrahl vorbeiströmen können.

Zweckmäßigerweise ist das Fluid Wasser, welches einfach erhältlich und nach einem Wasserwechsel ohne großen Aufwand entsorgt werden kann. Außerdem ist die Raumluft mit dem Wasser befeuchtbar.

Das Mittel zum Ansaugen und/oder Ausblasen der Luft kann ein Ventilator sein, der einfach in dem Gehäuse montierbar ist und effizient wirkt.

Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Einrichtung zum Erzeugen des wenigstens einen Fluidstrahls wenigstens umfassen:

a) einen um eine im Wesentlichen vertikale Achse rotierenden, insbesondere mit seiner Spitze nach unten zeigenden kegelstumpfförmigen, Körper, der mit seinem unteren Bereich in ein mit dem Fluid gefülltes Behältnis eintaucht, wobei der rotierende Körper wenigstens ein Fluidleitmittel, insbesondere einen Fluidströmungskanal oder eine Strömungsschiene, aufweist, welches entlang der Mantelfläche des rotierenden Körpers von dessen unterem, in Fluid eingetauchten Bereich insbesondere schräg bis zu einem Abstrahlbereich am oberen Ende des rotierenden Körpers verläuft;
b) eine im Wesentlichen vertikale, insbesondere eine hohlzylinderförmige, den rotierenden Körper umge bende Prallwand im radialen Abstand zu dem rotierenden Körper und im vertikalen Abstand zur Oberfläche des Fluids.

Mit dem rotierenden Körper können technisch einfach zwei Fluidfilme realisiert werden. Das Fluid wird hierzu mit dem rotierenden Körper aus dem Fluidbehältnis, geführt von dem Fluidleitmittel, durch die Zentrifugalkraft nach oben transportiert und im Abstrahlbereich radial nach außen zur Prallwand geschleudert. Mit dem rotierenden Fluidstrahl wird um den rotierenden Körper herum eine kreisförmige horizontale Fläche überfahren und so ein erster horizontaler Fluidfilm zwischen dem rotierenden Körper und der Prallwand gebildet. Das horizontal entlang der Prallwand verteilte Fluid kann dann an der Prallwand entlang nach unten fließen und in das Fluidbehältnis abtropfen, so dass ein zweiter vertikaler Fluidfilm zwischen der Unterseite der Prallwand und der Fluidoberfläche im Fluidbehältnis entsteht. Mit einer hohlzylinderförmigen Prallwand können jeweils umlaufend geschlossene Fluidfilme realisiert werden. Die Luft kann dann von oben in axialer Richtung durch den die Prallwand realisierenden Hohlzylinder, durch den ersten horizontalen Fluidfilm, wo sie vorgereinigt wird, dem Bereich zwischen dem rotierenden Körper und den zweiten hohlzylinderförmigen Fluidfilm zuströmen. Von dort aus strömt die vorgereinigte Luft in radialer Richtung durch den zweiten vertikalen Fluidfilm hindurch, wodurch der Reinigungseffekt deutlich verstärkt wird.

Um das Fluid und damit die das Gehäuse der Raumluftfiltervorrichtung durchströmende Luft insbesondere bei hohen oder geringen Lufttemperaturen kühlen beziehungsweise erwärmen zu können, kann wenigstens eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung für das Fluid, insbesondere mit einem Peltierelement, einem insbesondere ein eutektisches Gemisch enthaltenden Kühlkörper oder einer Widerstandsheizung, vorgesehen sein. Eine modulare Kühl- und/oder Heizeinrichtung kann ein darüber hinaus bei Bedarf optional insbesondere mit dem Fluidbehältnis funktionell verbunden werden. Ein Peltierelement hat darüber hinaus den Vorteil, dass es je nach Polung der Stromversorgung sowohl als Heizeinrichtung als auch als Kühleinrichtung verwendbar ist. Eine Widerstandsheizung hat den Vorteil, dass sie technisch einfach realisierbar ist. Ein insbesondere ein eutektisches Gemisch enthaltender Kühlkörper ist robust und kann einfach vor dem Gebrauch beispielsweise in einem Kühlschrank abgekühlt werden.

Die Ansammlung von Kondensat unterhalb des Gehäuses insbesondere bei der Verwendung der Kühleinrichtung zum Kühlen des Fluids wird bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verhindert, bei der eine Sammeleinrichtung für an einer Außenfläche des Gehäuses sich niederschlagendes Kondensat vorgesehen sein kann. Mit der Sammeleinrichtung wird das Kondensat aufgefangen und kann gegebenenfalls bei der Verwendung eines Peltierkühlelements dessen heißer Seite zugeleitet werden, wo es verdunstet.

Der Strömungsweg für die Luft kann vorteilhafterweise in einem Bereich vor der Austrittsöffnung labyrinthartig verlaufen. Dort können von der gereinigten Luft mitgeführte Fluidtropfen noch innerhalb des Gehäuses abgeschieden und dem Fluidbehältnis wieder zugeführt werden.

Die Eintrittsöffnung für Luft kann ein Schutzgitter aufweisen, mit dem verhindert wird, dass angesaugte, größere Objekte, beispielsweise Insekten, in das Gehäuse eindringen.

Ferner können das Mittel zum Ansaugen und/oder Ausblasen der Luft und die Einrichtung zum Erzeugen des Fluidstrahls ein gemeinsames Antriebsmittel, insbesondere einen Motor mit einer gemeinsamen Antriebswelle, aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass lediglich ein einziges Antriebsmittel erforderlich ist. Durch Verwendung einer gemeinsamen Antriebswelle können das Mittel zum Ansaugen und/oder Ausblasen der Luft und die Einrichtung zum Erzeugen des Fluidstrahls platzsparend linear angeordnet sein.

Im Übrigen kann eine Füllstandsanzeige vorgesehen sein, mit der von außerhalb des Gehäuses, ohne dass dieses geöffnet werden muss, der Fluidstand insbesondere im Fluidbehältnis erfasst werden kann.

Außerdem kann außerhalb des Gehäuses ein Fluidtank angebracht sein, der von außen befüllt und aus dem Fluid dem Fluidbehältnis im Gehäuse automatisch nachgespeist werden kann.

Um eine Verkeimung zu verhindern können Oberflächen insbesondere von mit Fluid in Berührung kommenden Bereichen antibakteriell beschichtet sein.

Außerdem können wenigstens Oberflächen von mit Fluid in Berührung kommende Oberflächen korrosionsbeständig, insbesondere aus Edelstahl oder Kunststoff, sein. Auf diese Weise kann auch Salzwasser als Fluid verwendet werden. Damit kann eine Raumluftatmosphäre ähnlich der in Meeresnähe erzeugt werden. Auf diese Weise kann das Gerät therapeutischen Zwecken dienen.

Vorteilhafterweise kann eine Steuereinheit vorgesehen sein, mit der der Luftmengenstrom, insbesondere die Drehzahl des Ventilators, einstellbar ist, Auf diese Weise kann der Luftmengenstrom abhängig vom Verschmutzungsgrad der Raumluft eingestellt werden, um so eine optimale Filterung zu erreichen.

Um die Raumluftfiltervorrichtung unmittelbar dort platzieren zu können, wo gefilterte, beispielsweise von Pollen befreite, Luft erforderlich ist, kann das Gehäuse ein Tischgehäuse sein. Auf diese Weise kann die Raumluftfiltervorrichtung beispielsweise auf einen Schreibtisch direkt vor eine beispielsweise auf Pollen und/oder Feinstaub allergische Person gestellt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
1 schematisch einen Axialschnitt in Längsrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Raumluftfiltervorrichtung für Pollen mit einem in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Ventilator zum Ansaugen der Raumluft und einem Rotor zum Erzeugen eines vertikalen und eines horizontalen Wasserfilms zum Reinigen der Raumluft und einer modularen Heiz-/Kühleinrichtung zum Beheizen beziehungsweise Kühlen des Wassers;
2 schematisch eine Detailansicht der Raumluftfiltervorrichtung aus 1 im Bereich des Rotors;
3 schematisch eine perspektivische Vorderansicht der Raumluftfiltervorrichtung aus 1, deren Gehäuse in seiner Mantelfläche acht Austrittsschlitze für gereinigte Luft aufweist, die in zwei Spalten angeordnet sind;
4 schematisch eine perspektivische Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer der in 1 dargestellten ähnlichen Raumluftfiltervorrichtung, wobei hier zwölf Austrittsschlitze für gereinigte Luft in drei Spalten angeordnet sind.
In 1 ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Raumluftfiltervorrichtung zum Herausfiltern von Pollen aus der Raumluft im seitlichen Teilschnitt dargestellt. Die Raumluftfiltervorrichtung 1 ist in 3 perspektivisch von vorne gezeigt.
Die Raumluftfiltervorrichtung 1 weist ein tragbares Gehäuse 3 auf, welches beispielsweise auf einen Tisch gestellt werden kann (Tischgehäuse), und versorgt räumlich begrenzte Bereiche, beispielsweise den Bereich um einen Arbeitsplatz einer gegen Pollen allergischen Person, mit gereinigter, „gewaschener" Luft. Darüber hinaus ist mit ihr die Luft befeuchtbar sowie optional kühlbar beziehungsweise erwärmbar.
Das Gehäuse 3 der Raumluftfiltervorrichtung 1 hat im Wesentlichen die Form eines kreisförmigen Hohlzylinders. Bevorzugt ist ein Außendurchmesser zwischen 100 mm und 200 mm. Die untere Stirnseite eines Gehäusegrundkörpers 5 ist mit einem Gehäuseboden 7 verschlossen, die Außenränder seiner unteren Stirnseite sind abgeschrägt. Seine obere Stirnseite ist mit einen abnehmbaren Gehäusedeckel 9 verschlossen.
Der Gehäusedeckel 9 hat die Form eines kreiszylinderförmigen Topfes mit dem gleichen Durchmesser wie der Gehäusegrundkörper 5. Er steht umgekehrt mit dem Rand seiner Deckelwand 11 auf dem Rand der Gehäusewand 13 des Gehäusegrundkörpers 5, wobei die Konturen der Mantelflächen des Gehäusegrundkörpers 5 in die Konturen der Mantelflä chen der Deckelwand 11 übergehen. Zur lateralen Stabilisierung weisen die aneinander angrenzenden Stirnseiten der Deckelwand 11 und der Gehäusewand 13 komplementäre umlaufende Stufen 15, 16 auf, die ineinander greifen. Die Stufe 15 am Rand der Gehäusewand 13 schließt sich hierbei an deren Innenmantelfläche an, die Stufe 16 am Rand des Deckelwand 11 schließt sich an deren Außenmantelfläche an. Der Boden des den Gehäusedeckel 9 bildenden Topfes weist eine Vielzahl von in axialer Richtung durchgängigen Lufteintrittslöchern 19 auf. Durch die Lufteintrittslöcher 19 kann Raumluft in Richtung der durchgezogenen Pfeile 21, die auch den weiteren Luftströmungsverlauf im Gehäuse 3 und aus diesem heraus kennzeichnen, in das Gehäuse 3 eingesaugt werden. Die Lufteintrittslöcher 19 weisen jeweils ein Schutzgitter 23 auf, um das Eindringen von Objekten, insbesondere von Insekten, in das Gehäuse 3 zu verhindern.
In der oberen, dem Gehäusedeckel 9 zugewandten Hälfte der Gehäusewand 13 sind in 1 auf der linken Seite insgesamt acht durchgängige in Umfangsrichtung längliche Luftaustrittsschlitze 25 eingebracht. Die Luftaustrittsschlitze 25 sind in zwei in axialer Richtung verlaufende Spalten verteilt; dies ist in 3 sichtbar. Die jeweils vier einer Spalte zugehörigen Luftaustrittsschlitze 25 sind etwa äquidistant in axialer Richtung untereinander angeordnet.
Der Gehäuseboden 7 weist eine in Richtung der Gehäuseachse betrachtet koaxiale kreisförmige Stufe 27 auf, welche zum Inneren des Gehäusegrundkörpers 5 hin eine plateauförmige Erhebung 29 und von außen, in 1 von unten, betrachtet eine entsprechende Senke 31 bildet.
Auf der Erhebung 29 ist mittig koaxial zum Gehäuse 3 ein gestauchter, rotationssymmetrischer Zentrierkegel 33 befestigt, dessen abgerundete Spitze zum Inneren des Gehäusegrundkörpers 5, in 1 nach oben, zeigt. Der Zentrierkegel 33 dient zum Zentrieren eines in der unteren Hälfte des Gehäusegrundkörpers 5 angeordneten, weiter unten näher beschrieben Rotors 35 zum Erzeugen von zwei Wasserfilmen 37, 39.
Der untere Bereich des Gehäusegrundkörpers 5 ist als Wasserbehältnis 41 ausgebildet und mit Wasser gefüllt. Der bevorzugte Wasserstand 43 befindet sich in axialer Richtung von dem Gehäuseboden 7 aus betrachtet auf etwa einem Viertel der Höhe des Gehäusegrundkörpers 5.
Auf der Innenseite des Bodens des Gehäusedeckels 9 ist ein hohles, kreiszylinderförmiges Strömungskanalelement 45 befestigt. Das Strömungskanalelement 45 besteht im Wesentlichen aus einem kreiszylinderförmigen Strömungskanal 47, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäusegrundkörpers 5 und der koaxial zu diesem angeordnet ist. Die Wand des Strömungskanals 47 ist mit ihrer dem Gehäusedeckel 9 zugewandten Stirnseite koaxial an einer kreisrunden, ebenen Strömungskanalplatte 51 befestigt. Der Außendurchmesser der Strömungskanalplatte 51 entspricht dem Innendurchmesser des Gehäusedeckels 9 und überragt so die Außenmantelfläche der Wand des Strömungskanals 47.
Das Strömungskanalelement 45 ist mit der Strömungskanalplatte 51 voran in 1 von unten in den Gehäusedeckel 9 eingesetzt und dort befestigt. An den Stellen, an denen der Gehäusedeckel 9 Lufteintrittsöffnungen 23 aufweist sind auch in der Strömungskanalplatte 51 in Axialrichtung betrachtet deckungsgleiche durchgängige Lufteintrittsöffnungen 53 vorgesehen. Die Lufteintrittsöffnungen 23, 53 im Gehäusedeckel 9 beziehungsweise in der Strömungskanalplatte 51 befinden sich alle innerhalb eines durch die Wand des Strömungskanals 47 begrenzten Bereichs.
Die dem Gehäusedeckel 9 abgewandte Stirnseite der Wand des Strömungskanals 47 befindet sich in Längsrichtung etwa mittig im Gehäusegrundkörper 5 unterhalb der Luftaustrittsschlitze 25 in der Gehäusewand 13 und deutlich oberhalb des bevorzugten Wasserstands 43.
Durch die Innenmantelfläche der Gehäusewand 13, die Außenmantelfläche der Wand des Strömungskanals 47 und den über die Wand des Strömungskanals 47 überstehenden Rand der Strömungskanalplatte 51 wird ein Ringraum 55 begrenzt. Auf seiner der Strömungskanalplatte 51 abgewandten Seite ist der Ringraum 55 durch einen labyrinthförmigen Tropfenabscheider 57 begrenzt.
Der Tropfenabscheider 57 befindet sich auf der dem Gehäusedeckel 9 abgewandten Seite der Luftaustrittsschlitze 25, so dass alle Luftaustrittsschlitze 25 in den Ringraum 55 münden. Mit dem Tropfenabscheider 57 werden von der gereinigten Luft mitgeführte Wassertropfen noch innerhalb des Gehäuses 3 abgeschieden und dem Wasserbehältnis 41 zugeführt.
Der Tropfenabscheider 57 umfasst zwei kreisringförmige gehäuseseitige Labyrinthwände 59, 61 und dazwischen eine kreisringförmige strömungskanalseitige Labyrinthwand 63. Alle Labyrinthwände 59, 61, 63 sind koaxial zum Gehäuse 3 angeordnet. Die gehäuseseitigen Labyrinthwände 59, 61 schließen sich jeweils einstückig an die Innenmantelfläche der Gehäusewand 13 an, die strömungskanalseitige Labyrinthwand 63 schließt sich einstückig an die Außenmantelfläche der Wand des Strömungskanals 47 an. Die jeweiligen Breiten der Labyrinthwände 59, 61, 63 in radialer Richtung sind kleiner als der Abstand zwischen der Innenmantelfläche der Gehäusewand 13 und der Außenmantelfläche der Wand des Strömungskanals 47. Vorzugsweise sind die Labyrinthwände 59, 61, 63 etwa halb so breit wie dieser Abstand. Die obere, dem Gehäusedeckel 9 zugewandten gehäuseseitige Labyrinthwand 59 befindet sich von dem Gehäusedeckel 9 aus in Axialrichtung betrachtet etwas hinter dem letzten Luftaustrittsschlitz 25. Die untere, dem Gehäusedeckel 9 abgewandte gehäuseseitige Labyrinthwand 61 ist auf Höhe der unteren Stirnseite der Wand des Strömungskanals 47 angeordnet.
Auf der dem Strömungskanal 47 zugewandten Innenfläche der Strömungskanalplatte 51 ist mittig ein Elektromotor 65 befestigt. Der Elektromotor 65 ist über nicht dargestellte Leitungen mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung und einer nicht dargestellten Stromversorgungseinrichtung, beispielsweise einer Batterie oder einem Netzteil, verbunden. Mit der Steuereinrichtung kann die Motordrehzahl verändert werden.
Mit dem Elektromotor 65 wird eine Antriebswelle 67 angetrieben, welche mit einem Ende in der Strömungskanalplatte 51 gelagert ist und axial zum Gehäuse 3 nach unten in Richtung des Gehäuseboden 7 verläuft. Die Antriebswelle 67 ist etwas oberhalb der unteren Stirnseite der Wand des Strömungskanals 47 in einer in axialer Richtung länglichen Wellenhülse 69 zur lateralen Stabilisierung geführt. Die Wellenhülse 69 ist im Bereich ihres der Strömungskanalplatte 51 abgewandten Endes über paarweise gegenüberliegend angeordnete, radial zur Gehäuseachse verlaufende Wellenhülsenstreben 71 an der Innenmantelfläche der Wand des Strömungskanals 47 befestigt.
Die Antriebswelle 67 endet von der Strömungskanalplatte 51 aus betrachtet hinter der Wellenhülse 69, etwas vor der unteren Stirnseite der Wand des Strömungskanals 47.
Auf der Antriebswelle 67 ist im Bereich des Elektromotors 65 auf dessen der Strömungskanalplatte 51 abgewandten Seite ein Flügelrad 73 axial befestigt. Die Flügel 75 des Flügelrads 73 reichen bis nahe an die Innenmantelfläche der Wand des Strömungskanals 47 ohne diese zu berühren. Auf diese Weise ist ein Axial-Ventilator realisiert, mit dem Raumluft von außen durch die Lufteintrittslöcher 19, 53 hindurch angesaugt und in den Strömungskanal 47 geblasen werden kann.
An dem der Strömungskanalplatte 51 abgewandten Ende der Antriebswelle 67 ist koaxial der in 3 im Detail dargestellte rotationssymmetrische kreiskegelstumpfförmige Rotor 35 mittig an seiner großen Stirnfläche mit seiner Spitze in Richtung des Gehäusebodens 7 befestigt. Die kleine Stirnseite des Rotors 35 weist mittig eine halbkugelige, um die Rotorachse rotationssymmetrische Zentriersenke 79 zur Aufnahme des am Gehäuseboden 7 befestigten Zentrierkegels 33 auf. Der Innendurchmesser der Zentriersenke 79 ist deutlich größer als der Außendurchmesser des Zentrierkegels 33. Mit dem Zentrierkegel 33 ist der Rotor 35 im Gehäuse zentriert.
Der Rotor 35 reicht mit seiner oberen großen Stirnseite bis in den Strömungskanal 47 hinein. Der Mantel des Rotors 35 weist oben im Bereich seiner großen Stirnseite im Inneren des Strömungskanals 47 einen zylindrischen Bereich 81 auf. Der Rotor 35 taucht mit seiner dem Gehäuseboden 7 zugewandten Seite in axialer Richtung betrachtet etwa zur Hälfte in das Wasser im Wasserbehältnis 41 ein.
Im Mantel des Rotors 35 sind mehrere radial nach außen offene Wasserströmungskanäle 83 angeordnet, welche von seiner unteren, kleinen Stirnseite schräg zu seiner Achse etwa schraubenförmig, in axialer Richtung betrachtet etwa spiralförmig, bis zu dem zylindrischen Bereich 81 des Mantels an seiner oberen großen Stirnseite verlaufen. Die Wasserströmungskanäle 83 sind zur kleinen Stirnseite hin offen und zur großen Stirnseite hin geschlossen.
Der Öffnungswinkel des Rotors 35 und der Verlauf der Wasserströmungskanäle 83 sind so aneinander angepasst, dass bei rotierendem Rotor 35 Wasser aus dem Wasserbehältnis 41 in Folge der Zentrifugalkraft entgegen der Schwerkraft durch die Wasserströmungskanäle 83 in Richtung von gestrichelten Pfeilen 85, welche auch die Richtung des weiteren Wasserflusses kennzeichnen, nach oben in Richtung der großen Stirnseite des Rotors 35 transportiert wird und bei Erreichen der geschlossenen Enden der Wasserströmungskanäle 83 im zylindrischen Bereich 81 des Mantels radial nach außen in Richtung der Innenmantelfläche der Wand des Strömungskanals 47 geschleudert wird. Bei entsprechend schneller Drehung des Rotors 35 wird so zwischen dem oberen Ende des Rotors 35 und der Innenmantelfläche der Wand des Strömungskanals 47 ein ringförmiger, horizontaler erster Wasserfilm 37 erzeugt. Das herausgeschleuderte Wasser prallt gegen die Innenmantelfläche der Wand des Strömungskanals 47, fließt nach unten zu der dem Gehäuseboden 7 zugewandten Stirnfläche des Strömungskanals 47 und rieselt von dieser zurück in das Wasserbe hältnis 41. Durch das herabrieselnde Wasser wird ein kreiszylindrischer, zur Gehäuseachse koaxialer, zweiter Wasserfilm 39 zwischen dem Strömungskanal 47 und der Wasseroberfläche auf Höhe des bevorzugten Wasserstandes 43 gebildet.
Darüber hinaus ist im Wasserbehältnis 41 in einem Bereich außerhalb des von dem hohlzylindrischen zweiten Wasserfilm begrenzten Bereichs, in 1, 2 rechts, ein elektronischer Füllstandsmesser 90 angeordnet, mit dem der Wasserstand erfassbar und an eine nicht dargestellte Füllstandsanzeige übermittelbar ist. Der Füllstandsmesser 90 ist auf Höhe des bevorzugten Wasserstands 43 angebracht, so dass mit ihm eine Abweichung von diesem erfassbar ist. Die Füllstandsanzeige befindet sich in einem leicht einsehbaren Bereich außerhalb des Gehäuses 3.
Alle mit Wasser in Berührung kommenden Oberflächen der Raumluftfiltervorrichtung 1 sind aus Edelstahl und antibakteriell beschichtet.
Auf dem Gehäuseboden 7 ist von außen in axialer Richtung ein modulare kombinierte Heiz-/Kühleinrichtung 91, in 1 unten, optional anordenbar. Die Heiz-/Kühleinrichtung 91 umfasst ein an beiden Enden geschlossenes hohlzylinderförmiges Modulgehäuse 92, dessen Profil in axialer Richtung betrachtet im Wesentlichen dem Profil des Gehäusegrundkörpers 5 entspricht. Die dem Gehäusegrundkörper 5 abgewandte Unterseite des Modulgehäuses 92 ist eben. Seine Oberseite weist eine Modulgehäusestufe 93 auf, die komplementär zur Senke 31 in der Unterseite des Gehäusebodens 7 des Gehäusegrundkörpers 5 ist.
An der dem Inneren des Modulgehäuses 92 zugewandten Innenfläche der Modulgehäusestufe 93 ist ein Peltierelement 94 angebracht und mit dieser wärmeleitend verbunden. Das Peltierelement 94 erstreckt sich über die gesamte horizontale Fläche der Modulgehäusestufe 93. Es ist auf seiner der Modulgehäusestufe 93 abgewandten Unterseite wärmeleitend mit einem Kühlkörper 95 verbunden. Das Peltierelement 94 ist über nicht dargestellte Leitungen mit einer Stromversorgungseinrichtung verbunden. Je nach Polung der Stromversorgung ist das Peltierelement 94 wahlweise als Heizelement zum Erwärmen des Wassers im Wasserbehältnis 41 oder als entsprechendes Kühlelement einsetzbar. Durch das Wasser ist dann indirekt auch die das Gehäuse 3 durchströmende Luft erwärmbar beziehungsweise kühlbar. Über die Temperatur des Wassers kann auch die Luftfeuchte geregelt werden.
Ferner ist in der Wand des Modulgehäuses 91 in 1 rechts ein durchgängiges Belüftungsloch 96 eingebracht.
Zur Vorbereitung der Raumluftfiltervorrichtung 1 wird zunächst der Gehäusedeckel 9 mitsamt dem daran befestigten Strömungskanalelement 45, dem Elektromotor 65, dem Flügelrad 73 und dem Rotor 35 in axialer Richtung von dem Gehäusegrundkörper 5 abgezogen. Anschließend wird das Wasserbehältnis 41 bis zum bevorzugten Wasserstand 43 mit Wasser befüllt. Der Gehäusedeckel 9 wird dann mit den daran befestigten Bauteilen in axialer Richtung auf den Gehäusegrundkörper 5 gesteckt.
Zur Inbetriebnahme der Raumluftfiltervorrichtung 1 wird der Elektromotor 65 gestartet und mit der Steuereinrichtung die gewünschte Drehzahl eingestellt. Mit dem Elektromotor 65 wird sowohl das Flügelrad 73 als auch der Rotor 35 angetrieben, so dass gleichzeitig mit dem Flügelrad 73 Raumluft in Richtung der durchgezogenen Pfeile 21 durch die Lufteintrittslöcher 19, 53 angesaugt und in Axialrichtung nach unten durch den Strömungskanal 47 geleitet wird. Mit dem Rotor 35 werden gleichzeitig der erste horizontale Wasserfilm 37 und der zweite vertikale Wasserfilm 39 erzeugt.
Der Luftstrom verläuft durch den ersten Wasserfilm 37 hindurch, wo die Raumluft von mitgeführten Pollen vorgereinigt wird. Die von dem Wasser im ersten Wasserfilm 37 gebundenen Partikel werden mit dem Wasser gegen die Innenmantelfläche der Wand des Strömungskanals 47 geschleudert und mit dem herabrieselnden Wasser in das Wasserbehältnis 41 transportiert. Die vorgereinigte Luft strömt anschließend dem Bereich zwischen dem Rotor 35 und dem vertikalen zweiten Wasserfilm 39 zu. Durch die Luftströmung dort werden die gegebenenfalls noch in der Luft enthaltenen Pollen in Richtung des im Wasserbehältnis 41 bevorrateten Wassers gelenkt und von diesem gebunden. Die Luft wird vor der Wasseroberfläche umgelenkt und passiert den vertikalen zweiten Wasserfilm 39, wobei gegebenenfalls noch enthaltene Pollen von dem herabrieselnde Was ser gebunden und in das Wasserbehältnis 41 befördert werden.
Die Luft wird beim Passieren der beiden Wasserfilme 37, 39 abhängig von der Wassertemperatur zusätzlich befeuchtet und temperiert.
Die gereinigte Luft passiert anschließend den Tropfenabscheider 57, wo in der Luft enthaltene Wassertropfen abgeschieden und dem Wasserbehältnis 41 zugeführt werden, und strömt dem Ringraum 55 zu. von dort aus verlässt die gereinigte, befeuchtete Luft das Gehäuse 3 durch die Luftaustrittsschlitze 25.
Mit der Steuereinheit wird die Motordrehzahl und somit die Drehzahl des Flügelrades 73 einstellt. Durch Verändern der Flügelraddrehzahl wird der Luftmengenstrom verändert und so die Filterleistung an den Verschmutzungsgrad der zu reinigenden Raumluft angepasst.
Um die Luft zu erwärmen oder zu kühlen wird zum Temperieren des Wassers die Heiz-/Kühleinrichtung 91 von unten am Gehäuseboden 7 angebracht und das Peltierelement 94 entsprechend als Heizelement beziehungsweise Kühlelement betrieben.
Bei einer nicht dargestellten Abwandlung des Ausführungsbeispiels ist eine Sammeleinrichtung für insbesondere bei dem als Kühlelement verwendeten Peltierelement 94 an einer Außenfläche des Gehäuses 3 sich niederschlagendes Kondensat vorgesehen. Mit der Sammeleinrichtung wird das Kondensat aufgefangen. Es kann zusätzlich eine Leitung vorgesehen sein, durch die das aufgefangene Kondensat von der Sammeleinrichtung der heißen Seite des Peltierelements 94 zugeleitet werden kann, wo es verdunstet.
Darüber hinaus ist bei einer weiteren, nicht dargestellten Abwandlung der Raumluftfiltervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zusätzlich seitlich außerhalb des Gehäuses 3 ein Wassertank angebracht, der von außen befüllt und aus dem Wasser über eine Wasserleitung dem Wasserbehältnis 41 automatisch nachgespeist werden kann.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in 4, sind diejenigen Elemente, die zu denen des ersten, in 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen, so dass bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten lediglich dadurch, dass im zweiten Ausführungsbeispiel in der Gehäusewand 113 zwölf Luftaustrittsschlitze 125 in drei Spalten angeordnet sind.
Anstelle von reinem Wasser kann auch ein anderes flüssiges Reinigungsfluid, beispielsweise eine ein Biozid enthaltende Flüssigkeit, verwendet werden, mit dem Partikel aus der Raumluft gefiltert werden können.
Die Raumluftfiltervorrichtung 1; 101 kann auch mit einem Gehäuseaußendurchmesser von weniger als 100 mm oder mehr als 200 mm realisiert werden.
Es können auch jeweils nur eine Ein- beziehungsweise Austrittsöffnung- für die Luft in dem Gehäuse 3; 103 vorgesehen sein. Anstelle der Lufteintrittslöcher 19, 53; 119 beziehungsweise der Luftaustrittsschlitze 25; 125 können auch andersförmige Öffnungen vorgesehen sein.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Elektromotor 65 mit dem Flügelrad 73 kann auch ein andersartiges Mittel zum Ansaugen der Luft eingesetzt werden. Das Mittel kann auch zum Ausblasen der Luft in Luftströmungsrichtung vor der Austrittsöffnung angeordnet sein. Es können auch einen Vielzahl von Ansaug- und/oder Ausblasmittel kombiniert werden.
Statt des kegelstumpfförmigen Rotors 35 kann auch ein andersartiger im Wesentlichen um eine vertikale Achse rotierender insbesondere sich nach unten verjüngender rotierender Körper verwendet werden, mit dem das Wasser erfindungsgemäß transportiert und verteilt werden kann. Der rotierende Körper, insbesondere der Rotor 35, kann statt der Wasserströmungskanäle 83 auch wenigstens ein andersartiges Strömungsmittel, beispielsweise auch wenigstens eine Strömungsschiene aufweisen, mit dem sich eine Pumpwirkung erzeugen läßt. Der Wassertransport kann auch mit einer herkömmlichen Pumpe erfolgen.
Die Achse des Rotors 35 kann auch schräg verlaufen.
Statt einer hohlzylinderförmigen Strömungskanals 47 mit kreisförmiger Grundfläche kann auch eine andersartige Prallwand, beispielsweise eine mit ovaler oder eckiger Grundfläche oder. auch eine ebene Prallwand eingesetzt werden. Der Luftströmungsweg verläuft im letzteren Fall vorzugsweise ausschließlich durch den Bereich zwischen der Unterseite der ebenen Prallwand und der Wasseroberfläche im Wasserbehältnis 41. Der Strömungskanal 47 kann auch schräg verlaufen. Er kann sich auch nach unten verjüngen oder erweitern.
Statt oder zusätzlich zum Peltierelement 94 kann wenigstens ein andersartiges Kühl- und/oder Heizmittel für das Wasser, beispielsweise mit einem ein eutektisches Gemisch enthaltenden Kühlkörper oder einer Widerstandsheizung, vorgesehen sein. Die Kühl- und/oder Heizeinrichtung 91 kann statt modular angefügt auch ein festes Bestandteil des Gehäuses 3 sein.
Das Flügelrad 73 und der Rotor 35 können auch separate Antriebsmittel, insbesondere Elektromotoren, aufweisen.
Mit Luft und/oder Wasser in Berührung kommende Oberflächen können statt aus Edelstahl auch aus einem anderen korrosionsbeständigen Material, beispielsweise aus Kunststoff sein.
Die Füllstandsmessung und -anzeige kann statt elektronisch auch mechanisch erfolgen. Beispielsweise kann ein mit dem Wasserbehältnis 41 unten verbundenes, in einen einsehbaren Bereich außerhalb des Gehäuse 3 führendes durchsichtiges, vertikales Rohr und ein darin angeordneter Schwimmer vorgesehen sein. Es können auch die Gehäusewand 13 und die Behältniswand bereichsweise durchsichtig sein, so dass der Wasserstand direkt von außerhalb des Gehäuses 3 ersichtlich ist.
Auf die Steuereinheit kann auch verzichtet werden, wenn eine feste Drehzahl für den Elektromotor 51 vorgegeben wird.
Statt eines Tischgehäuses kann auch ein andersartiges Gehäuse, beispielsweise ein größeres Gehäuse zur Bodenaufstellung verwendet werden.

Claims

Raumluftfiltervorrichtung zum Herausfiltern von Partikeln, insbesondere von Pollen aus der Raumluft, mit einem Gehäuse, das wenigstens eine Eintrittsöffnung für zu reinigende Luft und wenigstens einer Austrittsöffnung für gereinigte Luft aufweist, gekennzeichnet durch wenigstens ein Mittel (65, 73) zum Ansaugen und/oder Ausblasen der Luft in das Gehäuse (3; 103) beziehungsweise aus diesem heraus und eine Einrichtung (35) zum Erzeugen wenigstens eines flächigen Strahls (37, 39) eines als Filter wirkenden flüssigen Fluids in einem Strömungsweg (21) der Luft im Inneren des Gehäuses (3; 103).
Raumluftfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (35) zum Erzeugen des wenigstens einen Fluidstrahls wenigstens einen Fluidfilm (37, 39) erzeugt und der Strömungsweg (21) der Luft durch den Fluidfilm (37, 39) hindurch verläuft.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid Wasser ist.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Ansaugen und/oder Ausblasen der Luft ein Ventilator (65, 73) ist.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen des wenigstens einen Fluidstrahls (37, 39) wenigstens umfasst a) einen um eine im Wesentlichen vertikale Achse rotierenden, insbesondere mit seiner Spitze nach unten zeigenden kegelstumpfförmigen, Körper (35), der mit seinem unteren Bereich in ein mit dem Fluid gefülltes Behältnis (41) eintaucht, wobei der rotierende Körper (35) wenigstens ein Fluidleitmittel, insbesondere einen Fluidströmungskanal (83) oder eine Strömungsschiene, aufweist, welches entlang der Mantelfläche des rotierenden Körpers (35) von dessen unterem, in Fluid eingetauchten Bereich insbesondere schräg bis zu einem Abstrahlbereich (81) am oberen Ende des rotierenden Körpers (35) verläuft; b) eine im Wesentlichen vertikale, insbesondere eine hohlzylinderförmige, den rotierenden Körper (35) umgebende Prallwand (47) im radialen Abstand zu dem rotierenden Körper (35) und im vertikalen Ab stand zur Oberfläche des Fluids oberhalb des Fluids.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine, insbesondere modulare, Kühl- und/oder Heizeinrichtung (91) für das Fluid, insbesondere mit einem Peltierelement (94), einem insbesondere ein eutektisches Gemisch enthaltenden Kühlkörper oder einer Widerstandsheizung.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sammeleinrichtung für an einer Außenfläche des Gehäuses (3; 103) sich niederschlagendes Kondensat.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg (21) für die Luft in einem Bereich (57) vor der Austrittsöffnung (25; 125) labyrinthartig verläuft.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung (19, 53; 119) für Luft ein Schutzgitter (23) aufweist.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (65, 73) zum Ansaugen und/oder Ausblasen der Luft und die Einrichtung (35, 83) zum Erzeugen des Fluidstrahls (37, 39) ein gemeinsames Antriebsmittel, insbesondere einen Motor (65) mit einer gemeinsamen Antriebswelle (67), aufweisen.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Füllstandsanzeige.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen außerhalb des Gehäuses (3) angebrachten Fluidtank.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächen insbesondere von mit Fluid in Berührung kommenden Bereichen antibakteriell beschichtet sind.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens Oberflächen von mit Fluid in Berührung kommenden Bereichen korrosionsbeständig, insbesondere aus Edelstahl oder Kunststoff, sind.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, mit der der Luftmengenstrom, insbesondere die Drehzahl des Ventilators (65, 73), einstellbar ist.
Raumluftfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) ein Tischgehäuse ist.