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Dokumentenidentifikation DE102005016715B4 15.11.2007
Titel Vorrichtung zum Reinigen und/oder Befeuchten von Gasen, insbesondere von Raumluft
Anmelder Buchner, Heinz, 84069 Schierling, DE
Erfinder Buchner, Heinz, 84069 Schierling, DE
Vertreter Benninger und Partner, 93047 Regensburg
DE-Anmeldedatum 11.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005016715
Offenlegungstag 21.09.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse F24F 6/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse A61L 9/14(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F24F 3/16(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B01D 47/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen und/oder Befeuchten von Gasen, insbesondere von Raumluft.

Vorrichtungen zum Reinigen von Gasen, insbesondere von Raumluft sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. So beschreibt die DE 37 35 219 A1 eine derartige Vorrichtung, bei der ein Plattenstapel innerhalb eines Gehäuses um eine horizontale Achse rotiert und in eine Flüssigkeit eintaucht, so dass der Stapel von Flüssigkeit benetzt wird. Die zu reinigende Raumluft wird an der Plattenstapelfläche vorbeigeleitet und gibt dabei die Schadstoffe ab, die dann in der Flüssigkeit abgeschieden werden.

Eine derartige Vorrichtung ist weiterhin aus der DE 44 14 045 A1 bekannt. Hierbei umfasst der Rotationskörper zusätzlich einen Wärmetauscher, wobei der Rotationskörper als Wärmetauschkörper ausgebildet ist und eine Halterung aufweist, in welche ein Behälter (Kälteakku) zur Aufnahme eines Kältemittels einsetzbar ist.

Eine Vorrichtung zur Reinigung von Gasen mit einem rotierenden Plattenstapel ist weiterhin aus der EP 0 243 536 B1 bekannt.

Die DE 197 43 406 C2 beschreibt eine Vorrichtung zum Reinigen und/oder Befeuchten von Luft, die ebenfalls einen rotierenden Plattenstapel aufweist. Der Plattenstapel weist einen elektromotorischen Antrieb zur Erzeugung einer Rotation auf und ist als Schwimmkörper ausgebildet.

Diese bekannten Reinigungsvorrichtungen haben sich in der Praxis als sehr effektiv erwiesen, bspw. zur Reinigung von Luft innerhalb von geschlossenen Räumen. Das zwischen den rotierenden Plattenstapeln anhaftende Wasser eignet sich hervorragend zur Aufnahme der Luft und zum Binden aller darin enthaltenen Partikel und Verunreinigungen, die beim anschließenden Eintauchen des Plattenstapels im Wasser dort gebunden bleiben. Allerdings sind diese, üblicherweise aus Kunststoff gefertigten Plattenstapel in der Herstellung relativ aufwändig und damit teuer, da die Werkzeugformen hohe Kosten verursachen. Zudem bereitet die Reinigung des Plattenstapels sowie des Gehäuses mit dem darin befindlichen Wasser oftmals Probleme. Nach länger andauerndem Betrieb unterliegen diese Vorrichtungen zudem einer ausgeprägten Verkalkung.

Eine Vorrichtung zum Befeuchten von Luft ist weiterhin aus der DE 33 11 381 A1 bekannt. In einem teilweise mit Wasser gefüllten Gehäuse ist ein Gebläse angeordnet, das für eine Anströmung einer aus porösem Werkstoff bestehenden hohlzylindrischen Walze sorgt. Die Walze ist um eine waagrechte Achse drehbar im Aufnahmegehäuse angeordnet und taucht teilweise in dem im Aufnahmegehäuse befindlichen Wasser ein.

Die DD 33 746 A beschreibt eine Zimmerluftanfeucht- und Reinigungsvorrichtung mit einem Ventilator und einer in einem Wasseruntersatz stehenden zylindrischen Filterwand, die von der Luft durchströmt wird. Im Bereich einer oberen Schutzabdeckung ist ein Aromen- bzw. Essenzgefäß angeordnet, während die Filterwand aus mit Schlitzen versehenem elastischem Streckmaterial bzw. aus einem beflockten Material besteht.

Aus der US 2 173 645 A ist eine Luftreinigungs- bzw. Befeuchtungsvorrichtung bekannt, bei der an einem Axialgebläse mehrere Schaufelblätter angeordnet sind, die Wasser aus einem Tank aufnehmen und in der Umgebungsluft verteilen sollen. Jedes der Blätter umfasst eine Kammer und adsorbierendes Material zur Aufnahme einer bestimmten Wassermenge, das bei der Bewegung der Blätter außerhalb des Wassertanks wieder abgegeben werden kann.

Andere, teilweise ähnliche Luftbefeuchtungseinrichtungen sind weiterhin aus der US 45 40 530 A, aus der US 32 85 586 A, aus der DE 85 02 815 U1 sowie aus der DE 35 22 882 C2 bekannt.

Bei diesen bekannten Einrichtungen zur Luftbefeuchtung haben sich die verwendeten porösen Materialien, die sich mit Wasser voll saugen und dieses an die umgebende Luft abgeben sollen, als teilweise wenig effektiv für eine Reinigung der Luft von darin befindlichen Schwebstoffen und Staubpartikeln erwiesen, da die verwendeten Schwämme relativ viel Wasser aufnehmen und dieses nur langsam wieder abgeben. Eine effektive Bindung von Staubpartikeln an der Schwammoberfläche findet nur sehr eingeschränkt statt.

Die DE 34 25 852 A1 beschreibt schließlich eine schwimmende und von Wind angetriebene Anlage zur Meeresluftbefeuchtung, die einen kreisrunden, segelähnlichen und rotierenden Schwimmkörper umfasst, der mittels Kammern Wasser nach oben hebt, das über Sprührohre als Rieselwasser und ein geringerer Teil für die Segelbefeuchtung herabrieselt und die Luft befeuchtet.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Reinigung von Gasen vorzuschlagen, die einfach und kostengünstig herstellbar sowie auf einfache Weise wartbar ist, und die gleichzeitig eine sehr effektive Reinigung der Gase ermöglicht.

Dieses Ziel wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweils davon abhängigen Ansprüchen.

Eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen von Gasen, insbesondere von Raumluft, umfasst wenigstens einen dreidimensionalen Körper, der zumindest teilweise in eine Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, eintaucht und der an seiner Außenseite eine mit Flüssigkeit benetzbare und/oder eine Flüssigkeit transportierende bzw. fördernde Struktur aufweist. Diese Struktur ist dazu geeignet, die Reinigungsflüssigkeit bzw. das Wasser teilweise aufzunehmen und von dieser bzw. diesem benetzt zu werden. Eine auf diese Weise an einem nicht in die Flüssigkeit eintauchenden Abschnitt der Struktur des dreidimensionalen Körpers anhaftende Reinigungsflüssigkeit kann Partikel, Schwebstoffe und Verunreinigungen aufnehmen, die in einer auf die Oberseite des dreidimensionalen Körpers auftreffenden Raumluft bzw. einem dort auftreffenden Gas enthalten sind. Durch ein anschließendes Eintauchen dieses Abschnitts der Struktur in die Flüssigkeit wird die die Struktur benetzende bzw. die sich in der Struktur befindliche Flüssigkeit zumindest weitgehend gegen frische Flüssigkeit getauscht. Hierbei gehen auch die Schmutzteilchen in die im Gehäuse befindliche Reinigungsflüssigkeit über. Der betroffene Strukturabschnitt wird hierbei regeneriert und für eine weitere Aufnahme von Schmutzteilchen vorbereitet. Die Flüssigkeit im Gehäuse wird zweckmäßigerweise in regelmäßigen Zeitabständen durch neue Flüssigkeit ersetzt.

Für eine effektive Befreiung der Luft bzw. des Gases von darin enthaltenen Schmutzpartikeln, Stoffen und Verunreinigungen durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Außenseite des wenigstens einen dreidimensionalen Körpers mit vorbeistreichender Luft bzw. vorbeiströmendem Gas beaufschlagt, so dass ein möglichst großes Luft- bzw. Gasvolumen an der Reinigungsstruktur vorbei streicht und hierbei seine Verunreinigungen abscheidet.

Für eine effektive Befreiung der Luft bzw. des Gases von darin enthaltenen Schmutzpartikeln, Stoffen und Verunreinigungen durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird weiterhin der wenigstens eine dreidimensionale Körper permanent in Bewegung gehalten, so dass die luftreinigende Struktur des wenigstens einen dreidimensionalen Körpers kontinuierlich gewaschen und mit frischer Flüssigkeit benetzt wird, und somit ein kontinuierlicher Reinigungsprozess stattfinden kann. Insbesondere führt der wenigstens eine Körper eine im Wesentlichen rotierende Bewegung aus, so dass die Abschnitte des Körpers, die die mit Flüssigkeit benetzbare und/oder eine Flüssigkeit transportierende bzw. fördernde Struktur tragen, in regelmäßigen Abständen in die Flüssigkeit eintauchen bzw. an der Oberfläche zu liegen kommen, um mit vorbeiströmendem Gas bzw. Luft in Berührung zu kommen bzw. gewaschen zu werden.

Es hat sich in Versuchen herausgestellt, dass die in der Raumluft enthaltenen Schmutzteilchen und Schwebstoffe Anteile unterschiedlicher Dichte aufweisen. Ein größerer Teil mit einem Gewichtsprozentsatz von ca. 70 % der Teilchen ist schwerer als Wasser bzw. als eine typischerweise verwendete Reinigungsflüssigkeit und sinkt zu Boden, wenn die Oberflächenspannung des Wassers überwunden werden kann. Die Oberflächenspannung kann durch den sich im Wasser bzw. in der Flüssigkeit bewegenden dreidimensionalen Körper besonders gut überwunden bzw. aufgebrochen werden, so dass die Teilchen zu Boden sinken können, die eine größere Dichte als das Wasser bzw. die Reinigungsflüssigkeit aufweisen. Die übrigen Teilen, ca. 30 % der Gesamtmasse an Teilchen, ist leichter als das Wasser bzw. die Reinigungsflüssigkeit und sinkt daher nicht an den Boden des Behälters. Allerdings werden diese Teilchen zum größten Teil durch den dreidimensionalen Körper gebunden und bleiben an diesem haften, so dass insgesamt ein sehr guter Reinigungsgrad erreicht werden kann. Bei einer weitgehenden Sättigung des dreidimensionalen Körpers bzw. der dreidimensionalen Körper können diese wieder gereinigt werden.

Grundsätzlich können auch nahezu beliebige andere schwimmende Körper zum Aufbrechen der Oberflächenspannung der Flüssigkeit genutzt werden, bspw. flache, scheibenförmige Schwimmkörper, die auf der Flüssigkeit treiben und durch Aufbrechen der Oberflächenspannung ein Absinken der schwereren Schmutz-Schwebeteile ermöglichen. Diese Schwimmkörper können wahlweise eine Schwammstruktur oder auch eine geschlossene Struktur aufweisen, so dass sie selbst keine Reinigungswirkung entfalten, sondern nur im Zusammenhang mit der Aufhebung der Oberflächenspannung der Reinigungsflüssigkeit.

Unter Umständen könnte auch völlig auf den in die Flüssigkeit eintauchenden und dort rotierenden Körper verzichtet werden, da sich bei Versuchen herausgestellt hat, dass bereits die direkt von zu reinigender Luft bzw. von zu reinigendem Gas angeströmte Flüssigkeit selbst für eine ausreichende Reinigung des Gases bzw. der Luft sorgen kann, da die im Gas bzw. in der Luft transportierten Staub- und Feinpartikel an der Oberfläche der Flüssigkeit gebunden werden und in dieser verbleiben. Durch entsprechende Anströmung der Flüssigkeit mittels des Gebläses kann eine Rotation bzw. eine Kreisströmung erzeugt werden, die für ein Absinken der gebundenen Partikel auf den Grund des Behälters sorgt. Dort verbleiben die Partikel, so dass nach einiger Zeit die Flüssigkeit ausgetauscht und der Behälter gereinigt werden kann, wodurch er für einen weiteren Benutzungszyklus vorbereitet ist. Wie erwähnt, kann jedoch ein oder mehrere Schwimmkörper vorgesehen sein, die durch das Aufbrechen der Oberflächenspannung des Wassers bzw. der Flüssigkeit ein Absinken der schwereren Schmutz- und Schwebeteilchen ermöglichen.

Um eine möglichst effektive Reinigungswirkung zu erzielen, kann das Gehäuse hohlzylindrisch oder abschnittsweise hohlkegelförmig ausgebildet sein, so dass die Flüssigkeit durch die Luftströmung schnell in eine erwünschte Rotation versetzt werden kann, was zum erwähnten Transport der gebundenen Partikel auf den Behältergrund sorgt. Selbstverständlich kann das Gehäuse auch eine kubische oder ovale oder andersartig geformte Gestalt aufweisen.

Weiterhin kann die Reinigungswirkung durch Zugabe von Substanzen in die Reinigungsflüssigkeit verbessert werden, welche gezielt deren Oberflächenspannung reduzieren, bspw. durch Zugabe von Öl in Wasser.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugsweise ein Gebläse auf, das Luft bzw. das Gas ansaugt und auf die Außenseite des dreidimensionalen Körpers strömen lässt, um auf diese Weise den Reinigungseffekt herbeizuführen. Das Gebläse ist vorzugsweise an einer Oberseite des Gehäuses bzw. an einer Gehäuseabdeckung angeordnet, so dass der Luft- bzw. Gasstrom von oben her auf die Außenmantelfläche des wenigstens einen dreidimensionalen Körpers bzw. auf die Reinigungsflüssigkeit auftrifft. Das Gebläse ist vorzugsweise ein Axialgebläse, das wenig Raum beansprucht. Der Antrieb des Gebläses erfolgt vorzugsweise mittels eines Elektromotors bzw. mehrerer Elektromotoren.

Erfindungsgemäß sorgt das Gebläse durch den auf den wenigstens einen dreidimensionalen Körper gerichteten Luftstrom für dessen Bewegung, insbesondere für eine Rotationsbewegung des dreidimensionalen Körpers. Ein weiterer Antrieb für den wenigstens einen dreidimensionalen Körper ist erfindungsgemäß nicht notwendig. Für eine optimale Funktion schwimmt der dreidimensionale Körper frei in der Flüssigkeit. Auf diese Weise treten die geringsten Reibungsverluste auf, so dass der Körper optimal beweglich ist. Zugleich ist dies die einfachste denkbare Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Sie ist einfach aufzubauen und einfach zu warten. Der bzw. die dreidimensionalen Körper können bspw. zu Reinigungs- oder zu Austauschzwecken einfach aus der Flüssigkeit genommen und wieder hineingesetzt werden; eine Montage entfällt.

Erfindungsgemäß sorgt zudem die vom Gebläse erzeugte Luft- oder Gasströmung für eine gezielte Rotation der im runden Gehäuse befindlichen Reinigungsflüssigkeit, so dass Schmutzpartikel nach unten gefördert werden und sich dort absetzen können.

Ggf. zusätzlich oder alternativ vorhandene Schwimmkörper können ebenfalls durch das Gebläse in Bewegung versetzt werden und sorgen auf diese Weise für das erwähnte Aufheben der Oberflächenspannung der Flüssigkeit, wodurch die Schmutzteilchen, die schwerer sind als die Flüssigkeit, absinken können.

Grundsätzlich wäre es ebenso denkbar, dass der teilweise in die Flüssigkeit eintauchende dreidimensionale Körper an einer feststehenden horizontalen Achse gelagert ist und seine Bewegung hierdurch geführt ist. Ein gesonderter Antrieb ist möglich. Der Antrieb des Körpers könnte bspw. mit dem Antrieb des Gebläses gekoppelt sein, bspw. mittels einer sich drehenden Schnecke, die mit einem Zahnrad im Eingriff steht. In allen genannten Varianten ist jedoch ein Antrieb bzw. ein Zusatzantrieb durch den Luftstrom des Gebläses denkbar. Beim Einsatz mehrerer an Achsen gelagerter Körper sind die Achsen vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet. Die Drehrichtungen derart gelagerter Körper können gleich oder gegensinnig sein. Je nach Baugröße und gewünschter Reinigungskapazität können bspw. zwei gegensinnig rotierende trommelförmige Körper vorgesehen sein, wie dies aus dem Stand der Technik (z.B. DE 44 14 045 A1) bekannt ist.

Der wenigstens eine dreidimensionale Körper kann insbesondere mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit zwischen 20 und 200 Umdrehungen pro Minute rotieren, wobei sich eine Umdrehungsgeschwindigkeit von ca. 50 bis 100 Umdrehungen pro Minute als besonders vorteilhaft herausgestellt hat. Die angegebenen Drehzahlen können grundsätzlich in sehr weiten Grenzen variieren, je nachdem welche Baugröße die Vorrichtung aufweist und welche Reinigungswirkung erzielt werden soll. So kann es ggf. vorteilhaft sein, einen relativ großen Körper mit 5 oder mehr Umdrehungen je Minute rotieren zu lassen. Ein sehr kleiner Körper hingegen kann auch mit Drehzahlen von bis zu 400 Umdrehungen je Minute noch effektiv betrieben werden.

An nahezu beliebiger Stelle im Gehäuse, innerhalb dessen sich der wenigstens eine dreidimensionale Körper bewegt und innerhalb dessen die Flüssigkeit angeordnet ist, können Luftaustrittsöffnungen angeordnet sein, durch welche die gereinigte Luft austreten kann, da nach dem Auftreffen der Luft bzw. des Gases auf den Köper der Reinigungseffekt bereits stattgefunden hat. Diese Luftaustrittsöffnungen können bspw. in Form von länglichen Schlitzen an allen vier Seiten eines quaderförmigen Gehäuses vorgesehen sein. Besonders bevorzugt sind die Luftaustrittsöffnungen in eine Gehäuseabdeckung eingebracht.

Die Gehäuseabdeckung kann so ausgeführt sein, dass sie auf ein beliebiges Gefäß mit einer Öffnung, deren Durchmesser in einem gewissen Durchmesserbereich liegt, aufsetzbar ist. Ein reines Auflegen der Abdeckung, die auch als Luftzirkulationshaube bezeichnet werden kann, reicht für die Funktion aus. Der Einsatz von Fixierungseinrichtungen, die eine Befestigung der Abdeckung an dem Gefäß ermöglichen, bspw. Klammern, Spangen, o. ä. ist ebenfalls denkbar.

Die einfachste Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht somit aus einer Kombination einer Gehäuseabdeckung mit integriertem Gebläse und Luftaustrittsöffnungen („Luftzirkulations-Haube"), einer im hohlzylindrischen oder hohlkegeligen Gehäuse befindlichen Reinigungsflüssigkeit und wenigstens einem erfindungsgemäßen dreidimensionalen Körper, die zusammen mit einem beliebigen handelsüblichen Gefäß, bspw. einer Tasse oder einer Vase, einen einfachen, hygienischen und effektiven Luftreiniger und -befeuchter ergeben.

Der dreidimensionale Körper kann für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung im Prinzip jede beliebige Gestalt aufweisen. Insbesondere für den Einsatz in der Variante, bei welcher der Körper frei schwimmend in der Flüssigkeit liegt, sollte die dreidimensionale Gestalt des Körpers eine Drehbewegung des Körpers zulassen bzw. sollte diese begünstigen. Erfindungsgemäß ist der Körper daher kugelförmig ausgebildet. Grundsätzlich kann der Körper auch zylindrisch bzw. walzenförmig in Form einer Trommel ausgebildet sein. Daneben kann der Körper auch eine flache bzw. scheibenförmige Kontur aufweisen.

Der dreidimensionale Körper kann grundsätzlich aus jedem denkbaren Material bestehen, sofern die Funktion – die Aufnahme und der Transport der Reinigungsflüssigkeit – mit der gewünschten Effektivität erfüllt wird. Die Struktur des dreidimensionalen Körpers kann die unterschiedlichsten Gestalten und Ausführungsformen umfassen. Wesentlich dabei sind der ausreichende Benetzungsgrad und der ausreichende Flüssigkeitstransport durch den teilweise in die Flüssigkeit eintauchenden dreidimensionalen Körper während dessen Rotation. Die Struktur kann bspw. gitternetzartig, wabenartig, schaumartig oder mit zahlreichen Löchern versehen sein. Es ist nicht unbedingt notwendig, dass die gesamte Außenmantelfläche des Körpers die mit Reinigungsflüssigkeit benetzbare und/oder eine Flüssigkeit transportierende bzw. aufnehmende Struktur aufweist. Es kann auch ausreichen, dass Teile der Körperoberfläche bzw. des gesamten dreidimensionalen Körpers die gewünschte Struktur aufweisen, während andere Abschnitte des dreidimensionalen Körpers bspw. eine glatte Struktur o. dgl. aufweisen.

Insbesondere der Kern der dreidimensionalen Körpers kann aus beliebigem Material bestehen, bspw. aus einem Kunststoff oder Schaumstoff.

Die mit Reinigungsflüssigkeit benetzbare Struktur des dreidimensionalen Körpers kann bspw. durch eine Umhüllung eines Kerns des dreidimensionalen Körpers erzielt werden, die ggf. abnehmbar und gesondert von dem Kern des dreidimensionalen Körper reinigbar sein kann. Wahlweise kann der dreidimensionale Körper auch aus einem Vollmaterial gebildet sein, das die gewünschte benetzbare Struktur aufweist.

Wahlweise kann weitgehend das gesamte Volumen des dreidimensionalen Körpers durch die schwamm- bzw. wabenartige oder gitternetzartige o. ä. Struktur gebildet sein. Bei einem an einer Achse gelagerten Körper kann es in diesem Fall ggf. sinnvoll sein, den Bereich nahe der starren Drehwelle, die im Gehäuse der Vorrichtung drehbar gelagert ist, steifer auszubilden als den elastischeren Bereich des übrigen Körpers. Diese lokale Verhärtung kann ggf. durch eine gezielte Wärmebehandlung der elastischen Struktur im inneren Bereich um die Drehwelle erfolgen, so dass dieser zumindest teilweise aushärtet.

Eine effektive Benetzbarkeit mit Reinigungsflüssigkeit kann auch dadurch hergestellt sein, dass die Außenmantelfläche des Körpers eine Vielzahl von kleinen Löchern aufweist, die vorzugsweise nach innen hin geschlossen sind. Diese Löcher können bspw. in einem elastischen Material wie Kautschuk oder einem geeigneten elastomeren Kunststoff eingebracht sein. Die Einbringung der Löcher in das Material kann bspw. durch ein geeignetes Gießverfahren erfolgen. Die nach innen zum Trommelmittelpunkt hin geschlossenen Löcher verhindern während der Rotation des Körpers ein Ablaufen der aufgenommenen Reinigungsflüssigkeit nach innen hin, bevor der Bereich innerhalb der Reinigungsvorrichtung erreicht ist, bei dem die Außenmantelfläche des Körpers mit dem zu reinigenden Gas bzw. mit der zu reinigenden Luft beaufschlagt wird. Dies ist meist der obere Bereich des dreidimensionalen Körpers, kann jedoch auch ein seitlicher Bereich sein.

Die an der Außenseite des dreidimensionalen Körpers aufgebrachte Struktur kann insbesondere eine schwammartige oder schaumartige bzw. wabenartige, gitternetzartige und/oder gelochte Struktur aufweisen, insbesondere mit einer Poren- bzw. Lochgröße zwischen 0,2 und 5 mm. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Poren- bzw. Lochgröße von ca. 1 bis 3 oder 4 mm herausgestellt, da diese Struktur in der Lage ist, für eine besonders gute Benetzung mit Wasser zu sorgen. Auf diese Weise kann der Körper relativ langsam bewegt werden und dabei dennoch eine relativ große Menge von Wasser aufnehmen, das an der Außenseite des Körpers anhaftet. Der Schwamm bzw. die mit Flüssigkeit benetzbare Struktur kann eine offenporige oder geschlossenporige Struktur aufweisen. Die mit Flüssigkeit benetzbare Struktur weist vorzugsweise eine elastische Verformbarkeit auf, wodurch die Montage an der Trommel sowie die Trennung der Einzelteile erleichtert wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der dreidimensionale Körper bzw. zumindest Teile seiner Außenmantelfläche aus einem offenporigen oder geschlossenporigen, weichelastischen Schwammgummi. Hierbei handelt es sich um schwammig-porös getriebenen bzw. geblähten Gummi, der meist aus Naturkautschuk hergestellt wird. Insbesondere geeignet ist Schwammgummi RG 160, ohne Haut, mittel- oder großporig. Derartige Schwammgummis sind preisgünstig im Handel erhältlich und auch unter der Trivialbezeichnung „Maurerschwamm" bekannt. Durch seine Bläschen- bzw. Wabenstruktur eignet sich dieser Schwammgummi ganz besonders gut für den erfindungsgemäßen Einsatz. Die Waben füllen sich mit Wasser, das beim Auftauchen auch in den Waben verbleibt; vorbeiströmende Schmutzpartikel werden leicht darin aufgenommen und verbleiben auch darin, bis die Waben durch erneutes Eintauchen in das Wasser ausgewaschen werden. Bspw. Hausstaub, Pollen, Zigarettenrauch und unangenehme Gerüche werden durch derartige Schwammgummis sehr effektiv aus der Luft gefiltert. Dieser erfindungsgemäß verwendbare Schwammgummi hat die besonders vorteilhafte Eigenschaft, dass das aufgenommene Wasser weitest gehend an der Oberfläche gebunden wird, da sich das Material nicht so stark mit eindringendem Wasser voll saugt, wie dies bspw. bei herkömmlichem Schaumstoff der Fall ist. Aus diesem Grund kann ein sehr großer Anteil der in der anströmenden Luft enthaltenen Partikel von dem an der Oberfläche des Schwammgummis gebundenen Wasser aufgenommen und gehalten werden. Beim Eintauchen in das Wasser bzw. die Reinigungsflüssigkeit findet ein schneller und weitgehend vollständiger Austausch mit frischem Wasser statt, wobei nahezu der gesamte Anteil der an der Oberfläche gebundenen Staub- und Schmutzpartikel ausgewaschen und in der im Gehäuse befindlichen Flüssigkeit gebunden wird.

Ein willkommener Nebeneffekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass ein Teil des von der waben- oder gitternetzartigen bzw. mit einem Lochmuster versehenen Struktur an der Außenfläche des dreidimensionalen Körpers gebundenen Wassers von der austretenden Luft gebunden wird und somit die Luftfeuchtigkeit im Raum erhöhen kann. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichzeitig als Luftbefeuchter eingesetzt werden, insbesondere zur Vermeidung von zu trockener Innenraumluft, bspw. in den Wintermonaten. Die diesem vorteilhaften Effekt zu Grunde liegende Kaltverdunstung kann insbesondere mit herkömmlichem Wasser als Reinigungsflüssigkeit erzielt werden.

Eine Verbesserung der Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dadurch erzielt werden, dass die Reinigungsflüssigkeit bzw. das Wasser mit reinigenden Mitteln versetzt wird, die insbesondere die Oberflächenspannung der Flüssigkeit reduzieren, so dass der dreidimensionale Körper noch besser benetzt wird. Ggf. können auch Duftstoffe in die Flüssigkeit gegeben werden, die beim Austreten der Luft einen angenehmen Geruch verbreiten.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Vorrichtung sehr kompakt ausgeführt sein kann, sehr leicht zerlegbar ist, aus nur sehr wenigen und kostengünstig herstellbaren Bauteilen besteht und sehr leicht zu reinigen ist. Ein Deckel mit darin eingebrachten Luftauslassöffnungen und einem darin angeordneten Gebläse und elektromotorischem Antrieb kann bspw. von einem wannenförmigen Behälter abgenommen werden, innerhalb dessen sich das Reinigungswasser befindet, in dem wiederum ein oder mehrere erfindungsgemäße dreidimensionale Körper schwimmen. Der Deckel kann bspw. einen Durchmesser von nur 85 mm aufweisen. Die dreidimensionalen Körper können bspw. Kugeln mit einem Durchmesser von nur 20 mm sein. Derartige Reinigungsbälle können aus dem Gehäuse herausgenommen und zu Reinigungszwecken bspw. in eine herkömmliche Geschirrspülmaschine gelegt werden. In gleicher Weise kann der Behälter mit der Reinigungsflüssigkeit in einer Spülmaschine gereinigt werden, was die Handhabbarkeit bei länger dauerndem Gebrauch deutlich vereinfacht. Auch kann im Prinzip jeder beliebige Behälter verwendet werden, so dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung und Befeuchtung von Gasen oder Raumluft auf einfache Weise individuell gestaltet und/oder unauffällig im Raum platziert werden kann. Die Reinigungsstruktur kann vorzugsweise von einem Körperkern abgenommen werden, bspw. mittels einer Klemmverbindung o. dgl. und kann damit separat gereinigt werden, vorzugsweise ebenfalls in einer Geschirrspülmaschine o. dgl.

Die Einsatzbereiche der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mannigfaltig und umfassen bspw. Wohn- und Schlafbereiche, Küchen, Büros, Hotels, Gastronomie, Altenheime, Krankenhäuser, Autos, Boote, Campingbereiche usw.

Der Wirkungsgrad einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist enorm. Die bisher kleinste getestete erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Luftzirkulationshaube mit 85 mm Durchmesser auf einem Becher mit 83 mm Durchmesser und 90 mm Höhe und Reinigungsbällen mit 20 mm Durchmesser ist zur Reinigung von ca. 7,5 Kubikmeter Umgebungsluft geeignet.

Wenn im vorliegenden Zusammenhang teilweise von Wasser und teilweise von Reinigungsflüssigkeit die Rede ist, so ist damit grundsätzlich gemeint, dass neben Wasser auch andere Reinigungsflüssigkeiten verwendet werden können. Auch kann das Wasser bzw. die Reinigungsflüssigkeiten mit Geruch erzeugenden und/oder die Oberflächenspannung reduzierenden Zusätzen vermischt sein, wodurch die Reinigungswirkung zusätzlich verbessert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Teile werden dabei grundsätzlich mit gleichen Bezugszeichen versehen und teilweise nicht mehrmals erläutert.

1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Gasen oder Luft.

2 zeigt eine beispielhafte Schaum- bzw. Wabenstruktur, die auf einer Außenmantelfläche einer rotierenden Trommel der erfindungsgemäßen Vorrichtung angebracht ist.

Die schematische Darstellung der 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung und/oder Befeuchtung von Gasen, insbesondere von Raumluft in schematischer Schnittdarstellung. Die Vorrichtung 10 weist einen wannen- oder topfförmigen Behälter 12 mit darin befindlicher Reinigungsflüssigkeit 14, insbesondere Wasser auf. In der Reinigungsflüssigkeit 14 schwimmen zwei kugelförmige dreidimensionale Körper (Reinigungsbälle) 18, die aus einer mit Reinigungsflüssigkeit benetzbaren bzw. Flüssigkeit aufnehmenden und/oder transportierenden Struktur 22 bestehen.

Eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Struktur 22 wird anhand der 2 näher erläutert. Die Porengröße der als Schwammstruktur 221 ausgebildeten Struktur 22 beträgt vorzugsweise zwischen 0,2 und 5 mm. Eine besonders gute Benetzbarkeit kann jedoch mit einer Poren- bzw. Wabengröße zwischen 1 und 4 mm erreicht werden, wie dies in 2 dargestellt ist. Die Schwammstruktur 221 kann insbesondere durch einen Schwamm mit geeigneter Poren- bzw. Wabengröße gebildet sein. Grundsätzlich jedoch eignet sich als Schwammstruktur jeder beliebige Körper, der die gewünschten Effekte zeigt, bspw. eine keramische Struktur, eine geeignete Schaumstoffstruktur, ein Drahtgewirke, dessen Drähte ggf. mit einer geeigneten Umhüllung versehen sein können o. dgl.

Besonders geeignet für die erfindungsgemäße Anwendung ist ein schwammigporös getriebener bzw. geblähter Gummi, insbesondere aus Naturkautschuk, der auch unter der Bezeichnung „Maurerschwamm" bekannt ist. Dieser weist die gewünschte Porengröße und auch eine sehr gute Benetzbarkeit mit Wasser und anderen Reinigungsflüssigkeiten auf. Dieser Schwammgummi kann bspw. in einer rechteckförmigen Bahn zugeschnitten sein, so dass er einen trommelförmigen Kern eines dreidimensionalen Körpers gemäß vorliegender Erfindung umhüllen und an der Trommelaußenseite befestigt werden kann, bspw. mit einer geeigneten Klemmeinrichtung. In dem in 1 gezeigten Beispiel bestehen die Reinigungsbälle 18 vollständig aus einem derartigen Schwammgummi.

1 zeigt weiterhin ein oberhalb der dreidimensionalen Körper 18, in diesem Fall der Reinigungsbälle, angeordnetes Axialgebläse 24, das insbesondere in einen Deckel 26 eingearbeitet ist und das vorzugsweise von einem Elektromotor 28 angetrieben wird. Die von oben durch den Deckel 26 angesaugte Luft 30 wird mittels des Axialgebläses 24 von oben auf die mit Reinigungsflüssigkeit 14 benetzte Außenseite 20 und somit auf die Flüssigkeit aufnehmende Struktur 22 der dreidimensionalen Körper 18 gefördert, wobei in der Luft 30 befindliche Schadstoffe, Partikel, Schmutzstoffe etc. an der Struktur 22 bzw. der darin gebundenen Reinigungsflüssigkeit 14 abgeschieden werden. Diese Verunreinigungen der Luft 30 bleiben an der Reinigungsflüssigkeit 14 haften, die in der Struktur 22 an der Außenseite 20 der dreidimensionalen Körper 18 bzw. der Reinigungsbälle gebunden ist. Die Beaufschlagung der dreidimensionalen Körper 18 bzw. der Reinigungsbälle mit Luft 30 durch das Gebläse 24 bedingt eine Rotationsbewegung der frei in der Flüssigkeit 14 schwimmenden dreidimensionalen Körper 18 bzw. Reinigungsbälle. Hierdurch werden die Verunreinigungen der Luft 30 kontinuierlich in der im Behälter 12 befindlichen Reinigungsflüssigkeit 14 ausgewaschen. Auf diese Weise ist eine permanente Reinigung der Luft 30 möglich.

Ausströmöffnungen 32 für die gereinigte und befeuchtete Luft 34 können prinzipiell an beliebiger Stelle des Behälters 12 angeordnet sein, bspw. an den Behälterseitenwänden 36. Von besonderem Vorteil ist es, die Luftaustrittsöffnungen 32 in dem Deckel 26 einzubringen. In dieser gezeigten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nahezu unabhängig von der Art des Behälters 12, da alle benötigten Komponenten (Gebläse 24, Lüftungsschlitze 32) im Deckel 24 eingebracht sind bzw. die Reinigungskörper 18 ganz einfach in Wasser 14, das in einem beliebigen Behälter vorliegen kann, gelegt werden, ohne sie an einer Zusatzstruktur montieren zu müssen.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 besteht darin, dass die Einzelteile leicht voneinander getrennt und die mit Schmutzpartikeln versetzten Teile leicht gereinigt werden können. Hierzu kann beispielsweise der Deckel 26 mit dem Axialgebläse 24 abgenommen und von anhaftendem Staub befreit werden. Alle Teile können problemlos voneinander getrennt und bspw. in einer herkömmlichen Geschirrspülmaschine gereinigt werden, ohne dass hierdurch irgendwelche Schäden entstehen können.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 besteht darin, dass das Erscheinungsbild individuell angepasst werden und somit besonders unauffällig im Raum platziert werden kann.

Die Baugröße der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 richtet sich in erster Linie nach der gewünschten Reinigungskapazität. Prinzipiell ist die Vorrichtung 10 nahezu beliebig skalierbar. So kann eine sehr kleine Vorrichtung einen Behälter 12 mit Seitenlängen von lediglich 10 cm oder weniger aufweisen, wodurch die Raumluft relativ kleiner Räume gereinigt werden kann. Allerdings kann der Behälter 12 auch ein Fassungsvermögen von mehreren Litern Flüssigkeit 14 aufweisen, so dass die Luft größerer Räume in kurzer Zeit gereinigt und/oder befeuchtet werden kann.

Zur Verbesserung der Reinigungswirkung kann die Reinigungsflüssigkeit 14 bzw. das Wasser mit Reinigungsmitteln versetzt werden, die zudem die Oberflächenspannung reduzieren und damit für eine bessere Benetzbarkeit der Struktur 22 sorgen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.


Anspruch[de]
Vorrichtung (10) zum Reinigen und/oder Befeuchten von Gasen, insbesondere von Raumluft (30), mit wenigstens einem in einem Gehäuse (12) angeordneten dreidimensionalen Körper (18) und mit einer im Gehäuse (12) befindlichen Flüssigkeit (14) und mit einem Gebläse (24) zur Beaufschlagung des dreidimensionalen Körpers (18) mit dem Gas bzw. der Raumluft (30), wobei zumindest ein Teil einer Außenmantelfläche (20) des dreidimensionalen Körpers (18) eine mit Flüssigkeit benetzbare und/oder eine Flüssigkeit transportierende bzw. fördernde, schwamm- bzw. wabenartige Struktur (22, 221) aufweist, und wobei der dreidimensionale Körper (18) durch das/die von dem Gebläse (24) geförderte Gas/Raumluft (30) in Bewegung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der dreidimensionale Körper (18) freibeweglich in der Flüssigkeit (14) schwimmt und eine Kugelform aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gebläse (24) vorgesehen ist, mit dem das zu reinigende Gas (30) angesaugt und auf die Mantelfläche (20) des frei in der Flüssigkeit (14) schwimmenden, dreidimensionalen Körpers (18) bzw. auf die Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit (14) geblasen wird. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (24) ein Axialgebläse ist. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (24) einen elektromotorischen Antrieb (28) aufweist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (24) in einer Gehäuseabdeckung (26) angeordnet ist. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Luftaustrittsöffnungen (32) am Gehäuse (12) vorgesehen sind, durch die das in das Gehäuse (12) geförderte Gas (30) austreten kann. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Luftaustrittsöffnungen (32) an der Gehäuseabdeckung (26) vorgesehen sind, durch die das in das Gehäuse (12) geförderte Gas (30) austreten kann. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseabdeckung (26) auf ein beliebiges Gefäß (12) aufsetzbar ist. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Flüssigkeit (14) benetzbare und/oder eine Flüssigkeit transportierende bzw. fördernde Struktur (22) lösbar an der Außenmantelfläche (20) des dreidimensionalen Körpers (18) befestigbar ist. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwamm- bzw. wabenartige Struktur (22, 221) durch einen offenporigen oder geschlossenporigen Schwamm gebildet ist. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwamm- bzw. wabenartige Struktur (22, 221) durch einen offenzelligen oder zumindest teilweise geschlossenzelligen Schwammgummi gebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Flüssigkeit (14) benetzbare und/oder eine Flüssigkeit (14) transportierende bzw. fördernde Struktur (22) eine Waben- bzw. Lochgröße bzw. einen Gitterabstand zwischen 0,2 und 5 mm aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Flüssigkeit (14) benetzbare und/oder eine Flüssigkeit (14) transportierende bzw. fördernde Struktur (22) eine Waben- bzw. Lochgröße bzw. einen Gitterabstand zwischen 1 und 4 mm aufweist. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Flüssigkeit (14) benetzbare und/oder eine Flüssigkeit (14) transportierende bzw. fördernde Struktur (22) eine elastische Verformbarkeit aufweist. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (14) Wasser ist.






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