Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftreinigungsvorrichtung zur Bereitstellung eines Atemluftstroms an Personen, wobei der Atemluftstrom gegenüber einer Umgebungsluft eine verminderte Schadstoffkonzentration, insbesondere eine verminderte Virenkonzentration, aufweist, mit Gebläsemitteln zur Erzeugung eines Luftstroms zur Speisung des Atemluftstroms und mit in dem Luftstrom angeordneten Filtermitteln zum Entfernen von Schadstoffen aus dem Luftstrom.

Die vorliegende Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren zur Bereitstellung eines Atemluftstroms an Personen, wobei der Atemluftstrom gegenüber einer Umgebungsluft eine verminderte Schadstoffkonzentration, insbesondere eine verminderte Virenkonzentration, aufweist, bei welchem ein Luftstrom zur Speisung des Atemluftstroms erzeugt wird und Schadstoffe aus dem Luftstrom entfernt werden.

Gattungsgemäße Luftreinigungsvorrichtungen gleichermaßen wie gattungsbildende Verfahren sind in vielen öffentlichen Gebäuden installiert. In der Regel sind entsprechende Lüftungssysteme im Bereich der Decke des Gebäudes, etwa im Bereich der Dachkonstruktion eines Flughafenterminals, installiert. Insbesondere bei geschlossenen Räumen wie Schiffssalons, Flughafengebäuden, Sporthallen, Konzerthäusern, Hörsälen, Klassenräumen, Hoteleingangsbereichen, Ladengeschäften, Bahnhofsgebäuden und dergleichen kann mit den bekannten Luftreinigungsvorrichtungen und vorbekannten Verfahren zur Luftreinigung mit Nachteil nur eine unzureichende Verbesserung der Atemluft erreicht werden. Im ungünstigsten Falle kann eine deckenmontierte Luftreinigungsvorrichtung sogar eine Ausbreitung von Schadstoffen im Raum mit Nachteil sogar begünstigen.

Die Luftreinigung in Innenräumen hat mit Ausbruch der globalen Coronapandemie erheblich an Bedeutung gewonnen. Nach aktuellem Wissensstand kann das Corona Virus, welches die Lungenkrankheit Covid 19 auslösen kann, nicht nur über Tröpfchen sondern zu 50 % auch durch coronavirenhaltige Bioaerosole übertragen werden. Dabei bleiben kleinste coronavirenhaltige Partikel ähnlich wie Feinstaub in der Luft. Die Bioaerosole können verwirbeln und werden so über längere Strecken transportiert und sind dabei nach derzeitigem Wissensstand über mehrere Stunden ansteckend. Für eine Ansteckung kann es bereits genügen, wenn eine Person die virusbelastete Luft einatmet, nachdem eine infizierte Person sich in demselben Raum aufhält oder aufgehalten hatte. Die Unzulänglichkeit herkömmlicher Luftreinigungsvorrichtungen in geschlossenen Räumen hat bereits in vielen Fällen zur Einführung einer Pflicht zum Tragen von Atemmasken geführt.

Es besteht daher ein Bedarf daran, zusätzlich zu generellen Sicherheitsund Hygieneregeln eine effektive Lösung zur Bereitstellung von gesunder Atemluft anzugeben, um das Infektionsrisiko auf ein akzeptables Minimum herunterzufahren. Dies gilt insbesondere in geschlossenen Räumen, in bevölkerten Bereichen und in engen Kontaktzonen, bzw. allgemein in baulich begrenzten Lufträumen ohne ausreichende Frischluftzufuhr, bei Menschenmengen und bei engen Kontaktsituationen.

Der vorliegenden Erfindung liegt vor dem geschilderten Hintergrund die Aufgabe zu Grunde, eine Luftreinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren der vorgenannten Art zur Bereitstellung eines Atemluftstroms an Personen anzugeben, welche einen Atemluftstrom mit verminderter Schadstoffkonzentration, insbesondere mit verminderter Virenkonzentration, bereitstellen.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Luftreinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass sie zur Erzeugung eines Atemluftstroms mit einer nach unten gerichteten Strömungsrichtungskomponente ausgebildet ist, wobei der Atemluftstrom vorzugsweise zusätzlich eine horizontale Strömungsrichtungskomponente aufweist. Durch diese Maßnahme wird erfindungsgemäß mit Vorteil eine vertikal nach unten gerichtete Luftströmung erzeugt, bei welcher Atem lüft insbesondere mit Vorteil in Kopfhöhe der Personen mit einem nach unten gerichteten Strom bereitgestellt wird. Die Ausatemluft der Personen wird dabei zusätzlich mit Vorteil nach unten abgelenkt, um mit möglichst geringerem Risiko von weiteren Personen eingeatmet zu werden. Durch die vertikale Luftführung lässt sich erfindungsgemäß daher eine Atem lüft mit verminderter Schadstoffkonzentration, insbesondere mit verminderter Virenkonzentration, erzeugen. Der Atemluftstrom funktioniert, wenn er in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung neben einer vertikalen Strömungsrichtungskomponente auch eine horizontale Strömungsrichtungskomponente aufweist, wie ein Schirm, der mögliche Aerosole und andere Schadstoffe nach unten richtet. Auf diese Weise wirkt der Atemluftstrom erfindungsgemäß durch Ausbreitung möglicher Schadstoffe im Raumvolumen entgegen.

Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung, wenn bei der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung eine Ansaugöffnung zum Ansaugen der Umgebungsluft in Bodennähe vorgesehen ist. Im Zusammenwirken mit dem erfindungsgemäßen Atemluftstrom mit einer abwärts gerichteten Strömungsrichtungskomponente kann das Ansaugen der Umgebungsluft mit Vorteil weiter zur Erzeugung eines Luftstromes von oben nach unten beitragen. Dadurch wird verhindert, dass von Personen ausgeatmete Luft sich in dem gesamten Raumvolumen ausbreiten kann.

Die Bereitstellung eines Atemluftstroms an Personen bereitet sich in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung besonders günstig, wenn eine Ausblasöffnung zum Ausblasen des Atemluftstroms in einer an eine Körperhaltung der Personen angepassten Höhe angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Höhe variabel ist. Durch diese Maßnahme lässt sich der von der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtungen erzeugte Atemluftstrom mit verminderter Schadstoffkonzentration gezielt dorthin lenken, wo Mund und Nase der zu versorgenden Personen befindlich sind. Mit Vorteil kann die erfindungsmäße Luftreinigungsvorrichtung durch gezielte Luftreinigung für einen sicheren und entspannten Aufenthalt mit mehreren Menschen an öffentlichen Orten sorgen, indem die Personen möglichst geringe Mengen potentiell schadstoffhaltiger, insbesondere virenverseuchter, Luft einatmen müssen. Erfindungsgemäß wird durch diese Maßnahme der Atemluftstrom direkt auf Atemhöhe der Personen zugeführt.

Die Maßnahme, dass in Weiterbildung der Erfindung die Höhe variabel ist, ermöglicht es mit Vorteil, die Luftreinigungsvorrichtung an unterschiedliche Einsatzkonstellationen anzupassen. Beispielsweise kann sie in geschlossenen Räumen, in denen die Personen überwiegend sitzen, auf eine niedrigere Höhe der Auslassöffnung justiert werden, wohingegen sie in Räumen, in denen überwiegend gestanden wird, etwa in einer Flughafenhalle oder im Check-in Bereich eines Flughafens, auf eine größere Höhe der Auslassöffnung justiert werden.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind erste Umlenkmittel zur Änderung einer Strömungsrichtung des Luftstroms vorgesehen. Insbesondere bei Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung, bei denen eine Luftansaugung in Bodennähe erfolgt und ein Ausblasen des gereinigten Atemluftstroms in Atemhöhe erfolgt, muss mittels der Gebläsemittel zunächst von der Luftreinigungsvorrichtung ein im Wesentlichen nach oben gerichteter Luftstrom erzeugt werden. Um am Ende einen Atemluftstrom mit einer nach unten gerichteten Strömungsrichtungskomponente zu erhalten, sind gemäß dieser Variante der Erfindung mit Vorteil die ersten Umlenkmittel vorgesehen. Als Umlenkmittel kommen alle dem Fachmann für sich genommen bekannten Maßnahmen und Vorrichtungen infrage. Insbesondere kann zur Umlenkung der Strömungsmittel als Umlenkmittel eine Umlenkplatte in den Luftstrom geführt sein.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfassen die ersten Umlenkmittel eine, vorzugsweise mindestens in einer Raumrichtung, insbesondere konkav, gekrümmte, Platte. Eine Platte im Luftstrahl ermöglicht mit Vorteil eine besonders einfache und insoweit kostengünstige Bauform, um eine Umlenkung des Luftstrahls zu bewirken. Der Vorteil einer konkav gekrümmten Platte als Umlenkmittel ist darüber hinaus zunächst, dass eine Strömungsumrichtung um 90° oder mehr erreicht werden kann, wobei die Entstehung verl ustbehafteter Verwirbelungen aufgrund der konkaven Wölbung bei geeigneter Auslegung der Radien zumindest vermindert werden kann. Bei geeigneter Anordnung der konkav gekrümmten Platte kann diese neben einer Änderung der Strömungsrichtung des Luftstromes auch eine Teilung der Strömung erreichen. Wenn etwa eine in einer Raumrichtung konkav gekrümmte Platte vorgesehen ist, kann der Luftstrom in zwei in etwa gleich starke Teilströme mit entgegengesetzter Strömungsrichtung aufgeteilt werden. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, um einen Atemluftstrom an zwei Seiten der Luftreinigungsvorrichtung zu erzeugen. Die Luftreinigungsvorrichtung kann in diesem Falle beispielsweise als Trennwand zwischen Warteschlangen eingesetzt werden, wobei eine Luftreinigungsvorrichtung bei geeignet platzierter konkav gekrümmter Platte als Umlenkmittel zwei parallel nebeneinander stehende Warteschlangen von mit Atem lüft zu versorgenden Personen versorgt.

Wenn die Umlenkmittel in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung eine in zwei Raumrichtungen konkav gekrümmte Ebene umfassen, kann man in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung einen Atemluftstrom mit ringförmigem Querschnitt erzeugen. Dadurch kann mit Vorteil erfindungsgemäß die erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung in einer Art Insellösung beispielsweise in Hotellobbys, Besprechungsräumen, Restaurants und Bars eingesetzt werden, bei denen Personen Kommunikationen führen oder in Fitnessclubs, bei denen Sportler auf engem Raum nebeneinander trainieren.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung sind Mittel zum Variieren der ersten Umlenkmittel vorgesehen, um die Änderung der Strömungsrichtung des Luftraums zu variieren. Durch diese Maßnahme ist es gemäß der Erfindung mit Vorteil möglich, den Atemluftstrom an die Gegebenheiten am Aufstellort der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung anzupassen, um sicherzustellen, dass der Atemluftstrom in Atemhöhe zugeführt wird. Als Mittel zum Variieren der Umlenkmittel kann ein Scharnier oder Ähnliches in dem Fachmann für sich genommen wohlbekannter Weise dienen. Insbesondere können die Mittel zum Variieren der ersten Um lenkmittel auch Antriebsmittel umfassen, um die Feinjustierung besonders komfortabel zu gestalten bzw. um in Verbindung mit einer Steuerung und/oder geeigneter Sensorik eine automatisierte Justierung zu ermöglichen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung sind erste Stromteilungsmittel vorgesehen, um den Luftstrom in zwei oder mehr Teilluftströme aufzuteilen. So kann der Luftstrom beispielsweise in zwei oder mehr horizontale Richtungen abgelenkt werden, um unterschiedliche Bereiche um die Luftreinigungsvorrichtung mit einem Atemluftstrom zu versorgen. Gleichermaßen kann im Rahmen der Erfindung ein Teilstrom nach oben gerichtet und ein oder mehrere Teilströme in unterschiedliche horizontale Richtungen erzeugt werden.

Insbesondere ist es gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorteilhaft, wenn die ersten Stromteilungsmittel den Luftstrom in einen dem Atemluftstrom (18) unmittelbar zuzuführenden Atemluftteilstrom und einen im Wesentlichen nach oben gerichteten Raumstrom aufteilen Mit Vorteil lässt sich gemäß dieser Ausgestaltungsvariante der Erfindung durch geeignete Wahl des Teilungsverhältnisses die Stärke des Atemluftteilstrom auf ein für die zu versorgenden Personen angenehmes Maß einstellen. Dabei wird mit Vorteil die durch die Gebläsemittel erzeugte Reinigungsleistung erhalten. Denn der im Wesentlichen nach oben gerichtete Raumstrom besteht ebenfalls aus dem durch die Filtermittel geführten Luftstrom und somit aus schadstoffverminderter Luft. Im Allgemeinen wird eine Strömungsgeschwindigkeit von unter 2 m/s für die Behaglichkeit der Personen als geeignet angesehen, damit keine Zugerscheinungen entstehen. Durch die Stromtrennungsmittel lässt sich mit Vorteil mittels der erfindungsmäßen Luftreinigungsvorrichtung somit zum Reinigen des Luftraumvolumens mit großer Leistung auf der einen Seite und auf der anderen Seite für eine gezielte Erzeugung eines Atemluftstroms zur Zuführung zu den zu versorgenden Personen in Atemhöhe mit einer dafür geeigneten Strömungsgeschwindigkeit, welche erheblich kleiner sein kann als jene des Raumstroms, erreichen.

Insbesondere kann der Raumstrom im Wesentlichen senkrecht nach oben gerichtet sein, um mit im Vergleich zum Atemluftstrom großer Strömungsgeschwindigkeit ausgeblasen zu werden, ohne die Behaglichkeit der Personen zu beeinträchtigen.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zum Variieren der ersten Stromteilungsmittel vorgesehen, um das Verhältnis der Teilluftströme zueinander, insbesondere das Verhältnis des Atemluftteilstroms zu dem Raumstrom, zu variieren. Dadurch kann mit Vorteil eine den Gegebenheiten am Aufstellort und den gewünschten Strömungsgeschwindigkeiten für den Atemluftteilstrom angepasste Betriebsweise gewählt werden. Beispielsweise kann eine Öffnung mit variablem Querschnitt für den Raumstrom vorgesehen sein, welche den Anteil des Raumstroms und damit indirekt jene des Atemluftteilstroms bestimmt.

In Weiterbildung der Erfindung sind die ersten Umlenkmittel integral mit den ersten Stromteilungsmitteln ausgeformt. Insbesondere kann ein in einer oder zwei Dimensionen gewölbtes Dach in den senkrecht nach oben gerichteten Luftstrom eingebracht werden, welches eine verschließbare Öffnung aufweist. In diesem Falle strömt der Raumstrom durch die Öffnung, wenn diese nicht verschlossen ist. Gleichzeitig wird durch das Dach eine Umlenkung des Atemluftteilstroms bewirkt, sodass diese eine Strömungsgeschwindigkeitskomponente nach unten erhält. Die integrale Ausformung der Umlenkmittel mit den ersten Stromteilungsmitteln ermöglicht einen kompakten Aufbau und einen besonders wirtschaftlichen Betrieb. Zudem können die mit den Stromtrennungsmitteln integral ausgeformten Umlenkmittel auch als austauschbares Modul ausgestaltet sein, um die erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung je nach den Gegebenheiten am Aufstellort mit einer passenden Einheit zum Umlenken und Stromteilen zu versehen. Mit Vorteil sind bei einer Variante der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung zweite Stromteilungsmittel vorgesehen, um von dem Atemluftteilstrom mindestens einen, vorzugsweise von der Ausblasöffnung im Wesentlichen direkt zur Ansaugöffnung gerichteten, Bypassstrom abzuzweigen. Im Zusammenwirken mit den ersten Stromteilungsmitteln wird der Luftstrom somit erfindungsgemäß in drei Basisluftströmungen aufgeteilt, nämlich den vorzugsweise im Wesentlichen nach oben gerichteten Raumstrom, den Atemluftstrom mit einer Strömungsrichtungskomponente nach unten und vorzugsweise einer horizontalen Strömungsrichtungskomponente sowie den Bypassstrom. Der Vorteil der Abzweigung eines Bypassstroms im vorgenannten Sinne ist, dass dieser einen Schleier bilden kann, welcher die gesamte Vorder- und Hinterseite einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung zur Luftführung in den Ansaugbereich nutzt. Durch diese Maßnahme erhöht sich die Ansaugeffektivität einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung mit Vorteil deutlich.

Andererseits kann bei geeigneter Auslegung der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung der nach oben gerichtete Raumstrom nach Passieren der Filtermittel den größten Anteil des Luftstroms bilden. Auf diese Weise sorgt der Raumstrom mit Vorteil für eine gute Luftqualität auch in einem großen Raumvolumen. Gleichzeitig kann der Raumstrom erfindungsgemäß im Bereich des Raumstromes einen lokalen Überdruck in dem Raumvolumen bilden. Dies sorgt mit Vorteil für eine bessere Abführung von schadstoffhaltiger Luft.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung zweite Umlenkmittel zur Änderung einer Strömungsrichtung des Bypassstroms vorgesehen sind, lässt sich der Bypassstrom unter Berücksichtigung der Gegebenheiten am Aufstellort der Luftreinigungsvorrichtung und unter Berücksichtigung der äußeren Abmessungen eines Gehäuses der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung justieren, um die vorteilhaften Wirkungen des Bypassstroms zu maximieren. Die zweiten Umlenkmittel können insbesondere eine gegenüber den ersten Umlenkmitteln abgewinkelte Umlenkplatte beinhalten.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn Mittel zum Variieren der zweiten Umlenkmittel vorgesehen sind, um die Strömungsrichtung des Luftstroms variabel zu ändern. Beispielsweise kann eine Umlenkklappe drehbar gelagert sein und vorzugsweise mit einem elektrischen Schrittmotor antreibbar sein. Eine Optimierung der Richtung des Bypassstroms kann somit mit Vorteil im Zusammenwirken mit einer entsprechenden Steuerung auch automatisch erfolgen.

Zur Verminderung der Schadstoffkonzentration können in bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung die Filtermittel einen Schwebstofffilter, insbesondere HEPA Filter, und/oder einen UVC Filter aufweisen. HEPA Schwebstofffilter werden regelmäßig in medizinischen Bereichen wie Krankenhäusern oder Reinraum laboren zur Luftreinhaltung eingesetzt und haben sich dort bewährt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Luftreinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung dienen HEPA Schwebstoffilter mit Vorteil zur Reinigung der Umgebungsluft von Aerosolen, Bakterien und Viren.

In dem Zusammenhang haben HEPA Filter den Vorteil, dass sie außer den Bioaerosolen auch ultrafeine Stäube aus der Umgebungsluft filtern, welche tief in die Lunge eindringen können und die Anfälligkeit für Atemwegserkrankungen erhöhen. Dabei steht HEPA für high efficiency particulate air filter.

Wenn die Filtermittel mit einem UVC Filter versehen sind, kann eine UV Desinfektion mit den kurzwelligen UVC Anteilen des Lichtes mit Vorteil die herausgefilterten Viren unschädlich machen. Auf diese Weise gewährleisten die UVC Filter mit Vorteil die Keimfreiheit der Filtermedien, um eine zuverlässige und umweltfreundliche Desinfektionsmethode bereitzustellen. Dabei sind die UVC-Filter insbesondere von Nutzen, um die Anlage außerhalb der Betriebszeiten, das heißt bei stillstehenden Gebläsemitteln, zu desinfizieren durch Abtöten etwaiger im Innern der Anlage vorhandener Viren. Die Wirksamkeit der UVC-Filter ist im nicht durchströmten Zustand der Anlage besonders günstig.

Im Rahmen der Erfindung hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Filtermittel im Luftstrom derart angeordnet sind, dass an der Saugseite der Gebläsemittel zunächst ein erstes HEPA Filter angeordnet ist und strömungsmäßig zwischen dem ersten HEPA Filter und den Gebläsemitteln ein aus einem Paar UVC Lampen bestehendes erstes UVC Filter. An der Druckseite der Gebläsemittel kann erfindungsgemäß vorzugsweise erneut ein UVC Filter angeordnet sein, stromabwärts von dem ein zweites HEPA Filter folgen kann. Diese Kaskadierung von Filterelementen an der Saug- und Druckseite der Gebläsemittel hat sich im Rahmen der Erfindung als besonders effizient erwiesen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind thermische Reinigungsmittel vorgesehen, um nach Betrieb bei stehenden Gebläsemitteln (5) im Innern der Luftreinigungsvorrichtung (1 , 101 , 201 ) verbleibende Schadstoffe unschädlich zu machen. Insbesondere wenn es sich bei den Schadstoffen um Viren wie zum Beispiel das Corona-Virus handelt, ist eine thermische Reinigung des Innenraums des Gerätes von entscheidender Bedeutung, um eine Kontaminierung des Bedienpersonals beim Austauschen der Filtermittel zu verhindern. Erfindungsgemäß können die thermischen Reinigungsmittel insbesondere als elektrische Heizspiralen ausgestaltet sein. Diese werden vorzugsweise aktiviert, wenn die Gebläsemittel nach Beendigung einer Betriebsphase stehen. In diesem Zustand vermögen die Heizspiralen das stehende Luftvolumen im Innern der Anlage auf eine zum Unschädlichmachen der jeweiligen Schadstoffe angepasste Temperatur erwärmen.

Die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem der Atemluftstrom mit einer nach unten gerichteten Strömungsrichtungskomponente bereitgestellt wird, wobei vorzugsweise der Atemluftstrom zusätzlich eine horizontale Strömungsrichtungskomponente erhält.

Der auf diese Weise gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellte Atemluftstrom kann mit Vorteil wie ein Schirm funktionieren, der mögliche Aerosole nach unten richtet und so verhindert, dass sich mögliche Kontaminanten im Raumvolumen ausbreiten. Erfindungsgemäß erreicht man somit zum einen eine gezielte Versorgung von Personen mit gefilterter Luft und vermindert gleichzeitig die weitere Kontaminierung des Raumvolumens durch die von Personen ausgeatmete Luft.

Besonders günstig gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren, wenn der Luftstrom in einen dem Atemluftstrom zuzuführenden Atemluftteilstrom und einen, vorzugsweise senkrecht nach oben gerichteten, Raumstrom aufgeteilt wird. Insbesondere kann man den Luftstrom im Rahmen der Erfindung derart aufteilen, dass der größte Anteil des gefilterten Luftstroms nach oben gerichtet ist, um eine hohe Luftqualität im gesamten Raumvolumen zu erzielen. Ein weiterer günstiger Effekt ist, dass der Raumstrom auf diese Weise im Bereich des Raumstromes in dem Raumvolumen einen lokalen Überdruck erzeugt. Dies ist für eine bessere Abführung von kontaminierter Luft zuträglich.

Indem im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung die Umgebungsluft in Bodennähe angesaugt wird und/oder indem der Atemluftstrom in einer an eine Körperhaltung der Personen angepassten Höhe ausgeblasen wird, werden die vorteilhaften Wirkungen zur Bereitstellung gereinigter Luft an die Personen einerseits und zur Verhinderung der Ausbreitung kontaminierter Ausatemluft der Personen in dem Raum andererseits gleichermaßen weiter verbessert.

Besonders günstig gestaltet sich das Verfahren in einer Weiterbildung der Erfindung, wenn von dem Atemteilluftstrom mindestens ein Bypassstrom abgezweigt wird. Der Bypassstrom wird insbesondere direkt in Bodennähe geleitet, um dort wieder angesaugt zu werden. Auf diese Weise vermag der Bypassstrom einen Schleier zu bilden, der die Ansaugeffektivität des Verfahrens deutlich erhöht.

Besonders günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Bypassstrom im Wesentlichen senkrecht nach unten gerichtet wird.

Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen sind.

Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 : eine schematische Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße

Luftreinigungsvorrichtung in einer ersten beispielhaften Ausgestaltung;

Fig. 2: eine schematische Darstellung in Seitenansicht einer

Anordnung dreier erfindungsgemäßer Luftreinigungsvorrichtungen gemäß Fig. 1 zur Veranschaulichung deren Wirkungsweise; Fig. 3: schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 3a: eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 3;

Fig. 4: schematische perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung mit zwei Umlenkmitteln und zwei Stromteilungsmitteln;

Fig. 5: Detailansicht der erfindungsgemäßen

Luftreinigungsvorrichtung gemäß Fig. 4 in gegenüber der Perspektive nach Fig. 4 um die Zeichenebene im Uhrzeigersinn geringfügig gedrehter Ansicht in einem gegenüber jenem der Fig. 4 veränderten Betriebsmodus;

Fig. 6: schematische Darstellung in Seitenansicht der mit der

Luftreinigungsvorrichtung gemäß den Figuren 4 und 5 erzeugbaren Strömungsverhältnisse.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung 1 in einer ersten bevorzugten Ausgestaltungsform. Die Luftreinigungsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 weist am unteren Ende eine Ansaugöffnung 3 zum Ansaugen von Umgebungsluft 4 auf. Im Innern des Gehäuses 2 der Luftreinigungsvorrichtung 1 ist ein Ventilator 5 angeordnet, um einen Luftstrom 6 durch das Gehäuse 2 der Luftreinigungsvorrichtung 1 zu erzeugen.

Dabei ist der Ventilator 5 derart angeordnet und das Gehäuse 2 der Luftreinigungsvorrichtung 1 derart ausgerichtet, dass der Luftstrom 6 innerhalb des Gehäuses 2 senkrecht nach oben gerichtet ist. Stromabwärts der Ansaugöffnung 3 und somit oberhalb der Ansaugöffnung 3 ist ein erster HEPA Filter 7 im Luftstrom 6 angeordnet. Weiter stromabwärts von dem ersten HEPA Filter 7 und somit oberhalb des HEPA Filters 7 ist links im Innern des Gehäuses 2 der Luftreinigungsvorrichtung 1 eine UVC Lampe 8 angeordnet, um ein UVC Filter zu bilden. In dem Bereich zwischen dem HEPA-Filter 7 und dem Ventilator 5 ist in der schematischen Darstellung gegenüber von der UVC Lampe 8 eine Heizspirale 9 angeordnet. Diese kann insbesondere bei stehendem Ventilator 5 aktiviert werden, um das stehende Luftvolumen im Innern der Luftreinigungsvorrichtung 1 auf eine zum Unschädlichmachen der im Innern verbleibenden Schadstoffe ausreichende Temperatur zu erhitzen. Stromabwärts und somit oberhalb des Ventilators 5 ist eine weitere UVC Lampe 8 in gleicher Weise angeordnet, um ein zweites UVC Filter zu bilden. Stromabwärts und damit oberhalb der zweiten UVC-Lampe 8 ist ein zweites HEPA Filter 10 im Luftstrom 6 innerhalb des Gehäuses 2 der Luftreinigungsvorrichtung 1 angeordnet. . In dem Bereich zwischen dem Ventilator 5 und dem zweiten HEPA-Filter 10 5 ist in der schematischen Darstellung gegenüber von der zweiten UVC Lampe 8 eine Heizspirale 9 angeordnet. Auch die zweite Heizspirale 9 kann insbesondere bei stehendem Ventilator 5 aktiviert werden, um das stehende Luftvolumen im Innern der Luftreinigungsvorrichtung 1 auf eine zum Unschädlichmachen der im Innern verbleibenden Schadstoffe ausreichende Temperatur zu erhitzen.

Am oberen Ende des Gehäuses 2 ist ein Luftauslass 11 für den Luftstrom 6 ausgeformt. Oberhalb und somit weiter stromabwärts des Luftauslasses 11 ist an das Gehäuse 2 der Luftreinigungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 ein Dachmodul 12 angeformt. Das Dachmodul 12 weist in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine in der Zeichenebene konkav gewölbte Umlenkplatte 13 auf. Dabei ist die Umlenkplatte 13 derart in den Luftstrom 6 eingesetzt, dass der Luftstrom 6 beim Auftreffen auf deren konkav gewölbte Fläche in zwei im Wesentlichen gleich große Teilströme 14, 15 nach links bzw. nach rechts geteilt wird. Weiter bewirkt die konkav gewölbte Innenfläche der Umlenkplatte 13, dass die beiden in etwa gleich großen Teilströme 14, 15 eine nach unten gerichtete vertikale Strömungsrichtungskomponente 16 aufweisen. Dies ist in Fig. 1 durch eine Vektor Zerlegung veranschaulicht. Die Teilströme 14, 15 weisen zusätzlich zu der nach unten gerichteten vertikalen Strömungsrichtungskomponente 16 auch eine horizontale Strömungsrichtungskomponente 17 auf. Insgesamt bewirkt die konkav gewölbte Innenfläche der Umlenkplatte 13 des Dachmoduls 12 der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung somit, dass nach links und rechts jeweils ein Atemluftstrom 18 bereitgestellt wird, welcher schräg nach unten zum Boden gerichtet ist.

Die Fig. 2 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung mehrerer Luftreinigungsvorrichtungen 1 gemäß Fig. 1 . Es sind in einer schematischen Seitenansicht zwei Korridore 19, 20 gezeigt. In jedem der Korridore 19, 20 befinden sich nebeneinander jeweils zwei Warteschlangen 21 , 22 bzw. 23, 24. Die Warteschlangen, 21 , 22, 23, 24 sind in der schematischen Darstellung in der Seitenansicht jeweils durch eine Person in Frontalansicht angedeutet. Wie zu erkennen, sind die beiden Korridore 19, 20 seitlich jeweils durch zwei erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtungen gemäß Fig. 1 begrenzt.

Weiterhin ist in Fig. 2 zu erkennen, dass jede der Luftreinigungsvorrichtungen 1 einen schräg nach unten gerichteten Atemluftstrom 18 für die in den Warteschlangen 21 , 22, 23, 24 wartenden Personen bereitstellt. Dabei ist aufgrund der Höhe der Ausblasöffnung 25 für den Atemluftstrom 18 gewährleistet, dass der Atemluftstrom 18 in einer Atemhöhe der zu versorgenden Personen angeordnet ist. Weiter ist in Fig. 2 zu erkennen, dass aufgrund der Wirkung des Ventilators 5 jeder der Luftreinigungsvorrichtungen 1 eine Ansaugung von Umgebungsluft 4 durch die Ansaugöffnung 3 im Bodenbereich der Luftreinigungsvorrichtungen 1 derart erfolgt, dass eine im Wesentlichen nach unten verlaufende Zirkulation 25 entsteht. Dies führt mit Vorteil dazu, dass die von den Personen in den Warteschlangen 21 , 22, 23, 24 ausgeatmete Luft nach unten abgesaugt wird und somit einer Ausbreitung von Aerosolen zwischen den Warteschlangen 21 , 22, 23, 24 wirksam entgegengewirkt wird.

Die Fig. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung 100 im Zusammenwirken mit einer ebenfalls nur schematisch dargestellten Person 26. Einzelheiten der Luftreinigungsvorrichtung 101 sind in der Fig. 3 nicht zu erkennen. Der prinzipielle Aufbau entspricht jenem der Luftreinigungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1. Im Unterschied zu dem Dachmodul 12 der Luftreinigungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 ist das Dachmodul 112 der Luftreinigungsvorrichtung 101 gemäß Fig. 3 jedoch mit einer schalenartigen Umlenkplatte 113 versehen, welche in dem vertikalen Luftstrom 6 angeordnet ist. Die Umlenkplatte 113 ist schalenartig aufgebaut mit einer Wölbung in zwei Raumdimensionen.

Wie in der Fig. 3a zu erkennen, welche eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 3 zeigt, bewirkt die schalenartige Umlenkplatte 113 des Dachmoduls 112 der Luftreinigungsvorrichtung 101 gemäß Fig. 3 eine Umwandlung des senkrecht nach oben aus dem Gehäuse der Luftreinigungsvorrichtung 101 austretenden Luftstroms in einem Azimutwinkelbereich von 360° um die Luftreinigungsvorrichtung 101 herum. Entsprechend entsteht eine Strömung mit einem ringförmigen Querschnitt. Mit Vorteil können auf diese Weise Personen rund um die Luftreinigungsvorrichtung 101 in Atemhöhe mit schadstoffbereinigter Atemluftstrom 18 versorgt werden.

Die Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung in perspektivischer Ansicht noch eine weitere bevorzugte Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung 201. Übereinstimmend mit der Luftreinigungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 weist die Luftreinigungsvorrichtung 201 gemäß Fig. 4 ein Gehäuse 202 auf, in dessen nicht dargestelltem Innern Filter und Gebläse analog zu der Luftreinigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 angeordnet sein können.

Ebenfalls weist die Luftreinigungsvorrichtung 201 in Bodennähe eine Ansaugöffnung 203 auf.

Der entscheidende Unterschied der Luftreinigungsvorrichtung 201 gemäß Fig. 4 zu der Luftreinigungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 besteht in der Ausgestaltung des Dachmoduls 212. Das Dachmodul 212 der Luftreinigungsvorrichtung 201 gemäß Fig. 4 weist eine in einer Raumrichtung konkav gewölbte Umlenkplatte 213 auf, deren Form der konkav gewölbten Umlenkplatte 310 des Dachmoduls 12 der Luftreinigungsvorrichtung 1 aus Fig. 1 entspricht. Jedoch weist die Umlenkplatte 213 des Dachmoduls 212 der Luftreinigungsvorrichtung 201 aus Fig. 4 eine Abblasöffnung 227 auf, welche symmetrisch zu dem vertikalen Luftstrom 6 aus dem Gehäuse 202 heraus angeordnet ist. In der Fig. 4 nicht dargestellte verschiebbare Platten können den Querschnitt der Abblasöffnung 227 variieren.

Ferner sind jeweils links und rechts an die konkav gewölbte Um lenkplatte 213 mit der Abblasöffnung 227 kleine rechteckige Umlenkplatten 228 in einem Winkel 229, 230 befestigt. In der Fig. 4 ist die Umlenkplatte 228 an der linken Seite in einem Winkel 229 von 90° zu der Umlenkplatte 213 angebracht, wohingegen die rechte Umlenkplatte 228 in einem Winkel 230 von 330°, also schräg nach oben zeigend, angebracht ist.

Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Luftreinigungsvorrichtung 201 gemäß Fig. 4 und insbesondere des Dachmoduls 212 in einer leicht um die vertikalen vertikale Achse gedrehten perspektivischen Ansicht. Gemäß Fig. 5 weist die rechteckige Umlenkplatte 228 an ihrer der konkav gewölbten Umlenkplatte 213 zugewandten Längsseite eine rechteckige Ausnehmung 231 auf. Auf diese Weise entsteht zwischen der konkav gewölbten Umlenkplatte 213 und der rechteckigen Umlenkplatte 228 ein seitlicher Schlitz 232, welcher als Ausblasöffnung zum Ausblasen des Atemluftstroms 18 dient. Der Winkel 229 bzw. 230 zwischen der planen Umlenkplatte 228 mit der Ausnehmung von 231 und der konkav gewölbten Umlenkplatte 213 ist über ein in der Figur 5 nicht näher dargestelltes Scharnier, optional über einen in den Figuren 4 und 5 ebenfalls nicht dargestellten Antrieb, variabel. Zwischen dem der konkav gewölbten Umlenkplatte 213 abgewandten Längskante der planen Umlenkplatte 228 und dem Gehäuse 202 der Luftreinigungsvorrichtung

201 entsteht ein Bypass-Durchlass 233.

Die Fig. 6 veranschaulicht die Funktionsweise der Luftreinigungsvorrichtung gemäß den Figuren 4 und 5. Die Figur 6 ist schematisch und zeigt eine Seitenansicht entsprechend der Perspektive gemäß Fig. 1. Zunächst ist in der Fig. 6 die Luftreinigungsvorrichtung 201 gemäß Fig. 5 zu erkennen. Außerdem sind die durch Simulationsrechnungen ermittelten Luftströme außerhalb der Luftreinigungsvorrichtung 201 veranschaulicht. Demnach zeigt Fig. 6 einen senkrecht nach oben gerichteten Raumstrom 33. Der Raumstrom 33 entsteht aus dem senkrechten Luftstrom 6 innerhalb des Gehäuses

202 der Luftreinigungsvorrichtung 201 und ist der Teil der Strömung, welche durch die Abblasöffnung 227 in der konkav gewölbten Umlenkplatte 213 des Dachmoduls 212 senkrecht nach oben tritt. Der schräg nach unten gerichtete Atemluftstrom 18 tritt aus dem durch die Ausnehmung 231 in der planen Umlenkplatte 228 gebildeten Schlitz 232 aus.

Wie in den Figuren 4 und 5 zu erkennen, ist die Querschnittsfläche der Abblasöffnung 227 deutlich größer als jene des Schlitzes 232. Dementsprechend ist die Strömungsgeschwindigkeit in dem Raumstrom 233 vertikal nach oben erheblich größer als die Strömungsgeschwindigkeit in dem Atemluftstrom 18. Entsprechendes gilt für den Volumenstrom. Dabei ist zu beachten, dass sowohl der Atemluftstrom 18 als auch der Raumstrom 233 bereits durch die im Gehäuse 202 der Luftreinigungsvorrichtung 201 angeordneten Filter gelaufen ist und insofern eine gegenüber der Umgebungsluft 4 verminderte Schadstoffkonzentration, beispielsweise verminderte Virenkonzentration, aufweist. Weiter ist in Fig. 6 zu erkennen, dass durch die Bypass-Öffnung 233 ein Bypassstrom 235 strömt. Der Bypassstrom 235 strömt entlang des Gehäuses 202 der Luftreinigungsvorrichtung 201 auf direktem Wege zu der Ansaugöffnung 203.

Schließlich ist ein Ansaugstrom 236 zu erkennen, welcher in die Ansaugöffnung 203 durch die in der Fig. 6 nicht zu erkennenden Gebläsemittel gesaugt wird. In der in Fig. 6 schematisch gezeigten Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung 201 dient zunächst der Raumstrom 234 dazu, den größten Anteil der gereinigten Luft senkrecht nach oben in den Raum zu blasen. Dies sorgt für eine hohe Luftqualität in einem großen Raumvolumen. Gleichzeitig wird durch den Raumstrom 234 ein Hepack in dem Raumvolumen erzeugt. Dies führt zu einer verbesserten Abführung von verschmutzter Luft. Andererseits fungiert der Atemluftstrom 18 als Schirm, welcher mögliche Aerosole, die von den zu versorgenden Personen ausgeatmet werden, nach unten ablenkt und so verhindert, dass sich mögliche Kontaminanten im Raumvolumen weiter ausbreiten. Bei geeignet gewählter Dimensionierung der Ausnehmung 231 in der Umlenkplatte 228 wird über den Schlitz 232 ein Atemluftstrom 18 mit einer Strömungsgeschwindigkeit unter 2 m/s, insbesonders 0.5 m/s, erzeugt. Durch die in Fig. 6 veranschaulichte Strömungsverteilung können bei einer Nebeneinanderanordnung mehrerer Geräte, wie sie in Fig. 2 skizziert ist, effektiv Zwischenräume mit einer Breite von beispielsweise 3,5 m gesund gehalten werden.

Der Bypassstrom 235 bildet einen Schleier, der die gesamte Vorder- und Hinterseite des Gehäuses 202 der Luftreinigungsvorrichtung 201 zur Luftführung in den Ansaugbereich um die Ansaugöffnung 203 nutzt. Dadurch erhöht sich die Ansaugeffektivität mit Vorteil.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Betriebsweise der Luftreinigungsvorrichtung 201 ist der Ansaugstrom 236 deutlich größer als die Summe aus dem Atemluftstrom 18 und dem Bypassstrom 235. Dies bedeutet, dass die lokal kontaminierte Luft tendenziell eher in den Bereich der Ansaugöffnung 203 geführt wird.

Die Strömungsverteilung, welche in Fig. 6 veranschaulicht ist, erhält man mit der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung 201 gemäß den Figuren 4 und 5, wenn die Winkel 229, 230 90° oder weniger betragen, sodass der Bypassstrom 235 im Wesentlichen senkrecht nach unten in Richtung zur Ansaugöffnung 203 geführt wird. Die Richtung des Atemluftstroms 18 schräg nach unten ist durch die Wölbung der Umlenkplatte 213 definiert, welche die Richtung für den durch den Schlitz 232 tretenden Luftstrom 18 vorgibt. Um die Luftreinigungsvorrichtung 201 gemäß der Erfindung in der Ausgestaltungsform nach den Figuren 4 und 5 an andere Aufstellbegebenheiten anzupassen, können die Winkel 229, 230 zwischen der an die konkav gewölbte Umlenkplatte 213 angrenzenden planen Umlenkplatte 228 variiert werden.

Auf diese Weise kann mit der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung oder mit geeigneten Anordnungen mehreren der erfindungsgemäßen Luftluftreinigungsvorrichtung eine Versorgung von Personen mit gefilterter Atemluft mit einer den Komfort minimal beeinträchtigenden Strömungsgeschwindigkeit sichergestellt werden. Die vertikale Luftströmung von oben nach unten stellt dabei kurze Wege für die kontaminierte Luft zum Luftreiniger sicher. Die Verstellbarkeit von Umlenkelementen ermöglicht den universalen Einsatz der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung bei verschiedenen Raumgeometrien.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Luftreinigungsvorrichtung

2 Gehäuse

3 Ansaugöffnung

4 Umgebungsluft

5 Ventilator

6 Luftstrom

7 erster HEPA-Filter

8 UVC-Lampe

9 Heizspirale

10 zweiter HEPA-Filter

11 Luftauslass

12 Dachmodul

13 Umlenkplatte

14 linker Teilstrom

15 rechter Teilstrom

16 vertikale Strömungsrichtungskomponente

17 horizontale Strömungsrichtungskomponente

18 Atemluftstrom

19 Korridor

20 Korridor

21 Warteschlange

22 Warteschlange

23 Warteschlange

24 Warteschlange

25 Zirkulation

101 Luftreinigungsvorrichtung

103 Ansaugöffnung

26 Person

112 Dachmodul 113 schalenartige Umlenkplatte

201 Luftreinigungsvorrichtung

202 Gehäuse

203 Ansaugöffnung 212 Dachmodul

213 Umlenkplatte

227 Abblasöffnung

228 Umlenkplatte

229 Winkel 230 Winkel

231 Ausnehmung

232 Schlitz

233 Bypassöffnung

234 Raumstrom 235 Bypassstrom

236 Ansaugstrom