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DE102020205986B4 - Fan for air disinfection - Google Patents

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Abstract

Ventilator (1) mit einem Flügel (4) aufweisenden Rotor (2) zur Erzeugung eines Luftstroms (5), mit einem Stator (6), der mindestens eine Durchgangsöffnung (7) zur Hindurchführung des Luftstroms (5) aufweist, wobei der Rotor (2) in der Durchgangsöffnung (7) angeordnet ist, und mit UV-Lichtquellen (10), die UV-Licht in den Luftstrom (5) abstrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquellen (10) an den Flügeln (4) des Rotors (2) angeordnet sind.Fan (1) with a rotor (2) having blades (4) for generating an air flow (5), with a stator (6) which has at least one through-opening (7) for guiding the air flow (5), wherein the rotor (2) is arranged in the through-opening (7), and with UV light sources (10) which emit UV light into the air flow (5), characterized in that the UV light sources (10) are arranged on the blades (4) of the rotor (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ventilator mit einem Flügel aufweisenden Rotor zur Erzeugung eines Luftstroms, mit einem Stator, der mindestens eine Durchgangsöffnung zur Hindurchführung des Luftstroms aufweist, wobei der Rotor in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, und mit UV-Lichtquellen, die UV-Licht in den Luftstrom abstrahlen.The present invention relates to a fan with a rotor having blades for generating an air flow, with a stator having at least one through-opening for the passage of the air flow, wherein the rotor is arranged in the through-opening, and with UV light sources which emit UV light into the air flow.

Ein derartiger Ventilator ist beispielsweise aus der JP 2019- 155 261 A bekannt geworden.Such a fan is, for example, from the JP 2019- 155 261 A known.

Die Verwendung von Ventilatoren zur Kühlung oder zum Trocknen ist aus dem Stand der Technik bekannt. Der Rotor eines Ventilators umfasst hierbei insbesondere ein Laufrad, wobei die Luft in einer Richtung parallel zur Drehachse des Laufrads strömt. Der Stator umfasst insbesondere einen Halter, wie zum Beispiel einen Ständer oder ein Gehäuse, an dem der Rotor angeordnet ist.The use of fans for cooling or drying is known from the prior art. The rotor of a fan comprises in particular an impeller, with the air flowing in a direction parallel to the axis of rotation of the impeller. The stator comprises in particular a holder, such as a stand or a housing, on which the rotor is arranged.

Bei dem aus JP 2019- 155 261 A bekannten Ventilator ist eine Ventilatoreinheit mit einem Rotor mit Flügeln in der Durchgangsöffnung eines zylindrischen Gehäuses vorgesehen, durch welches Luft geblasen wird. UV-Strahler, die UV-Licht in den Luftstrom abstrahlen, sind im Innern des Gehäuses (Stator) oder an den radial ausgerichteten Leitwerkstreben angeordnet.In the JP 2019- 155 261 A In the known fan, a fan unit with a rotor with blades is provided in the through-opening of a cylindrical housing through which air is blown. UV lamps, which emit UV light into the air flow, are arranged inside the housing (stator) or on the radially aligned tail unit struts.

US 2009 / 0 035 177 A1 offenbart einen Deckenventilator mit einem Rotor und einem Stator. Im Stator befinden sich UV-Lampen, deren UV-Licht durch Gehäuseöffnungen hindurch in den vom Ventilator erzeugten, in sich geschlossenen Luftstrom gerichtet wird. US 2009 / 0 035 177 A1 discloses a ceiling fan with a rotor and a stator. The stator contains UV lamps whose UV light is directed through openings in the housing into the self-contained air flow generated by the fan.

Weiter offenbart US 2009 / 0 117 000 A1 einen Deckenventilator mit einem Rotor sowie mit einem Stator und einer Abschirmung. Der Rotor ist von einer ringförmigen UV-Lampe umgeben, deren UV-Licht in den Zwischenraum zwischen Stator und Abschirmung radial nach außen abgestrahlt wird.Further revealed US 2009 / 0 117 000 A1 a ceiling fan with a rotor, a stator and a shield. The rotor is surrounded by a ring-shaped UV lamp, whose UV light is emitted radially outwards into the space between the stator and the shield.

Ferner offenbart US 2003 / 0 230 477 A1 einen Sanitärapparat zum Desinfizieren von Luft mittels UV-Licht.Furthermore, US 2003 / 0 230 477 A1 a sanitary device for disinfecting air using UV light.

Schließlich offenbart EP 1 870 114 A1 einen Deckenventilator mit einem Rotor und einem Stator sowie mit einer Katalysatoroberfläche und einer UV-Lampe auf der Oberseite der Rotorblätter, um durch UV-Licht eine photokatalytische Reaktion an der Katalysatoroberfläche zu bewirken.Finally, EP 1 870 114 A1 a ceiling fan with a rotor and a stator as well as with a catalyst surface and a UV lamp on the top of the rotor blades to cause a photocatalytic reaction on the catalyst surface using UV light.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Ventilator bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an alternative fan.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Ventilator erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die UV-Lichtquellen an den Flügeln des Rotors angeordnet sind.This object is achieved according to the invention in the fan mentioned at the beginning in that the UV light sources are arranged on the blades of the rotor.

Erfindungsgemäß wird das UV-Licht in räumlicher Nähe des Ventilators, also der kinematischen Energie, in den Luftstrom eingebracht. Die Durchgangsöffnungen des Stators umfassen insbesondere Gitteröffnungen, zum Beispiel von Schutzgittern, Düsenöffnungen, und/oder eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme des Rotors. Die Luft strömt durch diese Durchgangsöffnungen hindurch und am Rotor entlang. Das von den UV-Lichtquellen emittierte ultraviolette (UV)-Licht tötet Bakterien/Viren in dem Luftstrom ab. Dadurch ist die aus dem Ventilator herausströmende Luft von Bakterien/Viren desinfiziert. Die UV-Lichtquellen können einreihig oder mehrreihig, z.B. in Kettenanordnung, angeordnet sein. Die Lichtquellen werden durch den Luftstrom gekühlt. Der von der UV-Strahlung erfasste Raumbereich wird durch die Geometrie des Ventilators, insbesondere durch die Form der Durchgangsöffnungen, begrenzt.According to the invention, the UV light is introduced into the air flow in the spatial proximity of the fan, i.e. the kinematic energy. The through openings of the stator comprise in particular grid openings, for example of protective grids, nozzle openings, and/or a through opening for receiving the rotor. The air flows through these through openings and along the rotor. The ultraviolet (UV) light emitted by the UV light sources kills bacteria/viruses in the air flow. As a result, the air flowing out of the fan is disinfected of bacteria/viruses. The UV light sources can be arranged in a single row or in multiple rows, e.g. in a chain arrangement. The light sources are cooled by the air flow. The spatial area covered by the UV radiation is limited by the geometry of the fan, in particular by the shape of the through openings.

Erfindungsgemäß sind die UV-Lichtquellen an Flügeln des Rotors angeordnet. Die gesamte durch den Ventilator hindurchtretende Luft strömt unmittelbar oder mit geringem Abstand an den Flügeln vorbei, so dass Bakterien/Viren von dem UV-Licht mit vergleichsweise hoher Intensität bestrahlt und dabei abgetötet werden. Insbesondere bewirken Schleifkontakte am Innendurchmesser der sich drehenden Rotorwelle eine statorseitige Stromversorgung der UV-Lichtquellen.According to the invention, the UV light sources are arranged on the blades of the rotor. All of the air passing through the fan flows directly past the blades or at a short distance, so that bacteria/viruses are irradiated by the UV light with a comparatively high intensity and are killed in the process. In particular, sliding contacts on the inner diameter of the rotating rotor shaft ensure that the UV light sources are supplied with power on the stator side.

Zusätzlich können UV-Lichtquellen auch an einem Leitwerk des Stators, insbesondere an radial ausgerichteten, z.B. schaufelförmigen Leitwerkstreben, angeordnet sein. Das Leitwerk ist insbesondere an oder in einer Durchgangsöffnung des Stators, in der der Rotor angeordnet ist, in Richtung des Luftstroms eintrittsseitig oder austrittsseitig angeordnet.In addition, UV light sources can also be arranged on a tail unit of the stator, in particular on radially aligned, e.g. blade-shaped tail unit struts. The tail unit is arranged in particular on or in a through-opening of the stator in which the rotor is arranged, on the inlet side or outlet side in the direction of the air flow.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungswand der Durchgangsöffnung reflektiv für das UV-Licht der UV-Lichtquellen ist, insbesondere spiegelnd wirkt. Durch diese Maßnahme wird die Weglänge des UV-Lichts im Ventilator erhöht, so dass mehr Bakterien/Viren abgetötet werden.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the opening wall of the passage opening is reflective for the UV light of the UV light sources, in particular has a mirror-like effect. This measure increases the path length of the UV light in the fan, so that more bacteria/viruses are killed.

Besonders vorteilhaft sind die UV-Lichtquellen am Rotor und/oder am Stator jeweils flächenbündig zu der Rotor- bzw. Statoroberfläche angeordnet bzw. eingelassen. So stehen die UV-Lichtquellen nicht über die Rotor- bzw. Statoroberfläche vor und bewirken keine Verwirbelungen des Luftstroms.It is particularly advantageous if the UV light sources on the rotor and/or stator are arranged or embedded flush with the rotor or stator surface. This means that the UV light sources do not protrude beyond the rotor or stator surface and do not cause turbulence in the air flow.

Der Wellenlängenbereich des abgestrahlten UV-Lichts liegt insbesondere zwischen 100 nm bis 280 nm, vorzugsweise bei 265-275 nm (UV-C-Licht).The wavelength range of the emitted UV light is in particular between 100 nm and 280 nm, preferably 265-275 nm (UV-C light).

Vorzugsweise sind die UV-Lichtquellen durch UV-Leuchtdioden (LEDs) gebildet, die sich durch hohe Kompaktheit und Langlebigkeit auszeichnen.Preferably, the UV light sources are UV light-emitting diodes (LEDs), which are characterized by high compactness and longevity.

Der Ventilator weist bevorzugt eine Regeleinheit auf, welche die Intensität der UV-Lichtquellen in Abhängigkeit von Eigenschaften des Luftstroms insbesondere von der Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms, einstellt. Beispielsweise kann die Regeleinheit die Intensität in Abhängigkeit von der Drehzahl bzw. Stromstärke des Antriebsmotors einstellen. Je höher die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms, desto größer kann die Intensität der UV-Lichtquellen eingestellt werden.The fan preferably has a control unit which adjusts the intensity of the UV light sources depending on the properties of the air flow, in particular the flow speed of the air flow. For example, the control unit can adjust the intensity depending on the speed or current of the drive motor. The higher the flow speed of the air flow, the greater the intensity of the UV light sources can be adjusted.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages and advantageous embodiments of the subject matter of the invention can be found in the description, the drawing and the claims. The features mentioned above and those listed below can also be used individually or in combination in any desired way. The embodiment shown and described is not to be understood as an exhaustive list, but rather has an exemplary character for the description of the invention.

Es zeigen:

  • 1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Ventilators; und
  • 2 einen erfindungsgemäßen Ventilator mit einem Leitwerk.
Show it:
  • 1 an exploded view of a fan according to the invention; and
  • 2 a fan according to the invention with a tail unit.

Der in 1 gezeigte Ventilator 1 weist einen Rotor 2 auf, der ein Laufrad 3 mit Flügeln 4 zur Erzeugung eines Luftstroms 5 umfasst. Zur Aufnahme des Rotors 2 dient ein Stator 6 mit einer Durchgangsöffnung 7 für den Luftstrom 5. Um die Durchgangsöffnung 7 herum weist der Stator 6 einen Eintrittsring 8 für den Luftstrom 5 auf. In dem Eintrittsring 8 kann eine Eintrittsdüse 9 eingesetzt sein, durch die hindurch die Luft in den Ventilator 1 eintritt.The 1 The fan 1 shown has a rotor 2 which comprises an impeller 3 with blades 4 for generating an air flow 5. A stator 6 with a through opening 7 for the air flow 5 serves to accommodate the rotor 2. The stator 6 has an inlet ring 8 for the air flow 5 around the through opening 7. An inlet nozzle 9 can be inserted into the inlet ring 8, through which the air enters the fan 1.

Zur Abtötung von Bakterien/Viren in dem Luftstrom 5 sind UV-Lichtquellen 10, insbesondere UV-LEDs, die UV-C-Licht mit einer Wellenlänge von ca. 275 nm abstrahlen, am Rotor 2 und/oder am Stator 6 angeordnet. Wie in 1 gezeigt, sind die UV-Lichtquellen 10 vorteilhaft innenseitig an den Flügeln 4 des Laufrads 3, außenseitig am Laufrad 3 und innenseitig am Eingangsrings 8 vorgesehen, da dort der gesamte Luftstrom 5 entlang fließt und somit maximal viele Bakterien/Viren abgetötet werden können. Der Eintrittsring 8 oder, falls vorhanden, die Eintrittsdüse 9 sind innenseitig möglichst spiegelnd, um das UV-Licht der UV-Lichtquellen 10 in den Gasstrom 5 zu reflektieren. Durch die Spiegelung wird die Weglänge des UV-Lichts im Ventilator 1 erhöht, so dass mehr Bakterien/Viren abgetötet werden. Die UV-Lichtquellen 10 sind in Ausnehmungen der Rotor- bzw. Statoroberfläche möglichst flächenbündig angeordnet, um den daran vorbeiströmenden Luftstrom 5 nicht zu verwirbeln. Die UV-Lichtquellen 10 können, z.B. in LED-Kettenanordnung, am Rotor 2 und am Stator 6 jeweils einreihig oder mehrreihig hintereinander angeordnet sein.To kill bacteria/viruses in the air flow 5, UV light sources 10, in particular UV LEDs, which emit UV-C light with a wavelength of approximately 275 nm, are arranged on the rotor 2 and/or on the stator 6. As in 1 shown, the UV light sources 10 are advantageously provided on the inside of the blades 4 of the impeller 3, on the outside of the impeller 3 and on the inside of the inlet ring 8, since the entire air flow 5 flows along there and thus the maximum number of bacteria/viruses can be killed. The inlet ring 8 or, if present, the inlet nozzle 9 are as reflective as possible on the inside in order to reflect the UV light of the UV light sources 10 into the gas flow 5. The reflection increases the path length of the UV light in the fan 1 so that more bacteria/viruses are killed. The UV light sources 10 are arranged as flush as possible in recesses in the rotor or stator surface in order not to swirl the air flow 5 flowing past them. The UV light sources 10 can be arranged on the rotor 2 and the stator 6 in one row or in multiple rows one behind the other, e.g. in an LED chain arrangement.

Der Ventilator 1 weist außerdem einen Antriebsmotor 11 zum Drehen des Rotors 2 und ein Schutzgitter 12 auf, das am Stator 6 befestigt ist und den Antriebsmotor 12 trägt. Optional kann die Intensität der UV-Lichtquellen 10 von einer Regeleinheit 13 in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms 5, also z.B. von der Drehzahl bzw. Stromstärke des Antriebsmotors 11, eingestellt werden. Je höher die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms 5, desto größer wird die Intensität der UV-Lichtquellen 10 eingestellt.The fan 1 also has a drive motor 11 for rotating the rotor 2 and a protective grille 12 which is attached to the stator 6 and carries the drive motor 12. Optionally, the intensity of the UV light sources 10 can be adjusted by a control unit 13 depending on the flow rate of the air flow 5, i.e., for example, on the speed or current of the drive motor 11. The higher the flow rate of the air flow 5, the greater the intensity of the UV light sources 10 is set.

In 2 ist ein Leitwerk 20 des Stators 6 gezeigt, das stromauf- oder stromabwärts des Rotors 2 angeordnet ist. Das Leitwerk 20 hat die Form eines Gitters mit radialen Leitwerkstreben 21. Am Leitwerk 20, insbesondere ein- oder beidseitig an den Leitwerkstreben 21, können ebenfalls UV-Lichtquellen 10 angeordnet sein.In 2 a tail assembly 20 of the stator 6 is shown, which is arranged upstream or downstream of the rotor 2. The tail assembly 20 has the form of a grid with radial tail assembly struts 21. UV light sources 10 can also be arranged on the tail assembly 20, in particular on one or both sides of the tail assembly struts 21.

Claims (7)

Ventilator (1) mit einem Flügel (4) aufweisenden Rotor (2) zur Erzeugung eines Luftstroms (5), mit einem Stator (6), der mindestens eine Durchgangsöffnung (7) zur Hindurchführung des Luftstroms (5) aufweist, wobei der Rotor (2) in der Durchgangsöffnung (7) angeordnet ist, und mit UV-Lichtquellen (10), die UV-Licht in den Luftstrom (5) abstrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquellen (10) an den Flügeln (4) des Rotors (2) angeordnet sind.Fan (1) with a rotor (2) having blades (4) for generating an air flow (5), with a stator (6) which has at least one through-opening (7) for guiding the air flow (5), the rotor (2) being arranged in the through-opening (7), and with UV light sources (10) which emit UV light into the air flow (5), characterized in that the UV light sources (10) are arranged on the blades (4) of the rotor (2). Ventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungswand der Durchgangsöffnung (7) reflektiv für das UV-Licht der UV-Lichtquellen (10) ist.Fan after Claim 1 , characterized in that the opening wall of the passage opening (7) is reflective for the UV light of the UV light sources (10). Ventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Luftstrom-Leitwerk (20) des Stators (6) UV-Lichtquellen (10) angeordnet sind, die UV-Licht in den Luftstrom (5) abstrahlen.Fan after Claim 1 or 2 , characterized in that UV light sources (10) are arranged on an air flow guide unit (20) of the stator (6), which emit UV light into the air flow (5). Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquellen (10) am Rotor (2) und/oder am Stator (6) jeweils flächenbündig zu der Rotor- bzw. Statoroberfläche angeordnet sind.Fan according to one of the preceding claims, characterized in that the UV light sources (10) are arranged on the rotor (2) and/or on the sta tor (6) are each arranged flush with the rotor or stator surface. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquellen (10) Licht im UV-C Bereich emittieren.Fan according to one of the preceding claims, characterized in that the UV light sources (10) emit light in the UV-C range. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquellen (10) als UV-LEDs ausgebildet sind.Fan according to one of the preceding claims, characterized in that the UV light sources (10) are designed as UV LEDs. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Regeleinheit (13), welche die Intensität der UV-Lichtquellen (10) in Abhängigkeit von Eigenschaften des Luftstroms (5) einstellt.Fan according to one of the preceding claims, characterized by a control unit (13) which adjusts the intensity of the UV light sources (10) depending on properties of the air flow (5).
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