Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln, insbesondere Befeuchten, Reinigen und/oder Waschen, von Luft, wie einen Luftbefeuchter, einen Luftreiniger, einen Luftwäscher oder dergleichen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Luftbehandlungssystem mit wenigstens zwei parallel geschalteten Luftbehandlungsvorrichtungen.

Gattungsgemäße Luftbehandlungsvorrichtungen dienen dazu, Luft, welche in geschlossenen Räumen und/oder Gebäuden vorhanden ist, aufzubereiten, insbesondere zu reinigen, zu befeuchten und/oder zu waschen. Die Luftbehandlungsvorrichtungen können zahlreiche Anwendungsgebiete haben, beispielsweise in der Medizintechnik oder in der Gesundheitsindustrie, insbesondere in Arztpraxen, Isolationsräumen, Krankenzimmern, Intensivstationen oder Reinsträumen, im Privathaushalt, insbesondere in Schlafräumen, Wohnräumen, Küchen oder Kinderzimmer, in öffentlichen oder Industriegebäuden, wie Museen, Theater, Regierungsgebäude oder Büro räumen, und/oder in der Mobilität, beispielsweise für die Fahrzeuginnenraumreinigung insbesondere bei Taxis, Mietwagen oder Fahrzeug-Sharing-Konzepten. Beispielsweise handelt es sich bei den Luftbehandlungsvorrichtungen um Standgeräte und/oder um Elektro-Kleingeräte, welche in Gebäuden bzw. Räumen auf dem Boden oder auch auf Ablagen, wie Tischen, abgestellt werden können.

In der Regel sind Luftreiniger mit mehrschichtigen Filtersystemen ausgestattet. Dabei wird ein hochwirksamer Schwebstofffilter durch weitere Filter ergänzt, so dass die angesaugte Raumluft gereinigt und von Schadstoffen befreit wird. Luftwäscher arbeiten hingegen i.d.R. ohne zusätzliche Filter und führen die Luft durch ein Wasserbad, wo sie gereinigt und zugleich befeuchtet wird.

DE 196 21 996 Ai offenbart einen Luftbefeuchter mit einem Flüssigkeitsspeicher, aus dem Flüssigkeit mittels eines Steigrohrs an einen Scheitelpunt einer gewölbten Luftanströmfläche aus Glas gepumpt wird. Das Wasser fließt an der Luftanströmfläche ab und befeuchtet anströmende Luft. Anschließend fließt das Wasser über einen Abflussrand zurück in den Flüssigkeitsspeicher.

An die Luftbehandlung werden immer höhere Anforderungen gestellt. Dies hängt zum einen mit sich verschärfenden gesetzlichen Anforderungen als auch mit dem stetig wachsenden Gesundheitsbewusstsein der Bevölkerung zusammen. Insbesondere der in der Luft vorhandene Feinstaub, welcher Feststoffpartikel im ug/nV-Bereich aufweist, hat sich dabei als besonders kritisch erwiesen. Feinstaub kann ferner Bakterien, Pollen, Viren, Sporen, Fasern oder ähnliches beinhalten. Es existieren im Allgemeinen zwei Gattungen von Luftbehandlungsvorrichtungen, nämlich passive Luftbehandlungsvorrichtungen und aktive Luftbehandlungsvorrichtungen. Bei passiven Luftbehandlungsvorrichtungen wird keine zusätzliche Energie in das System eingebracht, um die Luft aufzubereiten. Aktive Luftbehandlungsvorrichtungen kennzeichnen sich dadurch, dass zusätzliche Energie aufgewendet wird, um die Luftbehandlung durchzuführen. Bekannte Luftbehandlungsvorrichtungen sind in ihrer Effektivität bezüglich der Luftbehandlung beschränkt. Insbesondere die passiven Systeme sind nicht dazu imstande, auch die Feinstaubpartikel effektiv aus der Luft zu trennen.

Im Stand der Technik existieren ferner bereits Ansätze für Luftbehandlungsvorrichtungen, in denen die Elektroabscheide-Technologie eingesetzt wird. Derartige Systeme haben aber den prinzipiellen Nachteil, dass trockene Partikel und damit Nichtaerosole nur schwer auf einer Gegenelektrode zu sammeln und abzutransportieren sind. Feinstäube werden entweder nach dem Kontakt mit der Gegenelektrode durch den Luftstrom wieder mitgenommen oder „verklumpen“ zu einer nicht elektrisch leitfähigen Masse auf der Gegenelektrode. Damit ist zum einen der Abscheidegrad stark von der Aerodynamik des Luftstromes abhängig, zum Anderen leidet die Funktion der Gegenelektrode durch die Reduktion ihrer notwendigen elektrischen Leitfähigkeit. Eine derartige Luftbehandlungsvorrichtung ist beispielsweise aus CN204469891U bekannt, die ein zyklonartiges Luftführungsgehäuse mit einem in dem zyklonartigen Luftführungsgehäuse integrierten und konzentrisch dazu angeordneten Elektroabscheider aufweist. Über die zyklonartige Luftführung werden auf Basis des Prinzips der Fliehkraftabscheidung die in der Luft vorhandenen Partikel nach radial außen gedrängt. Die Emissionselektrode befindet sich zentral und ist von der die Gegenelektrode bildenden zyklonartigen Gehäusewand umgeben. Um die oben beschriebenen Problematik im Hinblick auf die trockenen Partikel und die Verringerung der Effizienz des Abscheidesystems zu verbessern, wird die die Gegenelektrode bildende zyklonartige Gehäusewand mit Wasser benetzt, damit die Gehäusewand gereinigt werden kann.

An der Luftbehandlungsvorrichtung gemäß CN204469891U hat sich vor allem dessen aufwändige Struktur insbesondere wegen der Integration von Elektroabscheider und Zyklonabscheider als nachteilig erwiesen. Bei der integrierten Anordnung des Elektroabscheiders inmitten des mit Wasser benetzten Zyklonabscheiders hat sich ferner als nachteilig herausgesteht, dass die Luftbehandlungsvorrichtung zu elektrischen Kurzschlüssen tendiert, die den Betrieb der Luftbehandlungsvorrichtung erheblich beeinträchtigen und die Vorrichtung beschädigen können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu verbessern, insbesondere eine im Aufbau vereinfachte und/oder im Betrieb sicherere Luftbehandlungsvorrichtung bereitzustehen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Danach ist eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere Reinigen, Befeuchten und/oder Waschen von Luft bereitgesteht. Die Luft kann beispielsweise mit festen und/oder flüssigen Partikeln, insbesondere Verunreinigungen, versehen sein, die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wenigstens teilweise aus der Luft getrennt werden können. Bei der Luft handelt es sich insbesondere um Luft, welche in geschlossenen Räumen und/oder Gebäuden vorhanden ist, wie Raumluft, und mit welcher Menschen direkt in Kontakt geraten können. Beispielsweise handelt es sich bei der Luftbehandlungsvorrichtung um einen Elektrokl eingerät und/oder ein Standgerät, welches in Gebäuden beziehungsweise in Räumen ab- beziehungsweise aufgesteht werden kann oder welches in eine Raum- und/oder Gebäudebelüftung, wie beispielsweise eine Fahrzeuginnenraumbelüftung, integriert sein kann. Neben der Möglichkeit, dass die Luftbehandlungsvorrichtung als eigenständiges Gerät, insbesondere Standgerät, ausgebildet sein kann, ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Luftbehandlungsvorrichtung in Lüftungsanlagen, Dunstabzugshauben oder sonstige in einem Raum eines Gebäudes oder einem Raum eines Fahrzeugs angeordnete Belüftungssysteme zu integrieren. Die Vorrichtung kann dazu in der Lage sein, die Luft von flüssigen Partikeln, wie Fett- oder Ölpartikeln, sowie von Feinstaub-Festpartikeln zu befreien, und zwar selbst für

Feststoffpartikelkonzentrationen im ug/m ³ - Bereich. Insbesondere ist die Vorrichtung dazu in der Lage, die Feinstaub-Grenzwerte einzuhalten, wobei beispielsweise ein Feinstaub-Grenzwert PMio von 40 pg/m ³ erreichbar ist. Als Feinstaubpartikel werden Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von 10 Mikrometer oder kleiner verstanden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Luftführungsgehäuse. Das Luftführungsgehäuse dient im Allgemeinen dazu, die zu behandelnde Luft durch die Vorrichtung zu führen und zwischen den verschiedenen Stationen bzw. Behandlungsschritten zu transportieren. Das Luftführungsgehäuse kann aerodynamisch geformt sein, insbesondere derart, dass die Luftströmung möglichst hindernisfrei und/oder unter Aufbau eines möglichst geringen Staudrucks durch das Luftführungsgehäuse strömen kann. Ferner kann das Luftführungsgehäuse so ausgebildet sein, dass die zu behandelnde Luft seitlich in das Luftführungsgehäuse gelangen kann, insbesondere angesaugt wird, und nach vertikal oben austreten kann, insbesondere heraus befördert wird. Das Luftführungsgehäuse kann einen Lufteingang, über den die zu behandelnde Luft in das Luftführungsgehäuse gelangen kann, und einen Luftausgang aufweisen, über den die behandelte Luft das Luftführungsgehäuse wieder verlassen kann.

Ferner umfasst die Vorrichtung einen in dem Luftführungsgehäuse angeordneten Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/ oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft. Der Elektroabscheider weist eine Gegenelektrode und ein Array an Emissionselektrodennadeln auf. Der Elektroabscheider, der auch als Plasmaabscheider ausgebildet sein kann, arbeitet im Wesentlichen nach dem folgenden Prinzip: Freisetzung von elektrischen Ladungen, insbesondere Elektronen; Aufladung von Partikeln, die in der Luft vorhanden sein können, in einem elektrischen Feld; Transport der elektrisch geladenen Partikel zu einem Gegenpol; Entladung der geladenen Partikel an dem Gegenpol; und Entfernung der Partikel von dem Gegenpol. Der Elektroabscheider kann beispielsweise ein elektrisches Hochspannungsfeld erzeugen, insbesondere im Bereich von 8 bis 16 kV, vorzugweise im Bereich von n bis 14 kV. Beispielweise kann das dem Elektroabscheider zugrunde liegende Prinzip der Ladungserzeugung die Stoßionisation sein. Mit Überschreiten einer sogenannten Corona-Einsatzfeldstärke können Elektronen freigesetzt werden und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Gasmolekülen der Luft treten, wodurch sich eine negative Corona bildet. In der Luft vorhandene freie Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Corona stark beschleunigt, sodass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen auf Gasmoleküle in der Luft können weitere Elektronen abgespalten werden oder sich an die Gasmoleküle anlagern. Die negativen Ladungen bewegen sich innerhalb der Luftbehandlungsvorrichtung, insbesondere innerhalb des Elektroabscheiders. Beim Eintritt eines partikelbeladenen Luftstroms lagern sich die negativ geladenen Ladungen an den Partikeln an. Durch die einwirkende elektrostatische Kraft des anliegenden Gleichspannungsfeldes, welches quer zur Strömungsrichtung der Luft innerhalb der Vorrichtung orientiert sein kann, werden die negativ aufgeladenen Partikel umgelenkt und können so aus dem Luftstrom separiert werden. Die vorliegende Erfindung deckt auch Ausführungen ab, bei denen anstatt der negativen Corona beziehungsweise der negativ geladenen Ladungen eine positive Corona bzw. eine positiv geladene Ladung erzeugt wird. Zur Vermeidung von Wiederholungen beschränkt sich die Beschreibung der Erfindung auf die Ausführung der negativen Ladungssituation.

Die Gegenelektrode und die Emissionselektrodennadeln können voneinander isoliert sein und/oder jeweils aus einem Stück hergestellt sein. Das Array an Emissionselektrodennadeln bildet im gesamten eine Emissionselektrode, auch Sprühelektrode genannt, und dient im Wesentlichen zur Emission insbesondere negativ geladener Teilchen. Die Gegenelektrode, auch Niederschlagselektrode genannt, bildet den Gegenpol. An der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ist eine elektrische Hochspannung anlegbar, sodass zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 bis 16 kV. Beispielsweise kann der Raum zwischen Emissionselektrode und Gegenelektrode als Abscheideraum bezeichnet werden, in dem die festen und/oder flüssigen Partikel aus dem Luftstrom abgeschieden werden. Während des Betriebs des Elektroabscheiders ist eine elektrische Hochspannung zwischen der wenigstens einen Emissionselektrode und der Gegenelektrode angelegt, sodass ein Hochspannungsfeld zwischen Emissionselektrode und der Gegenelektrode geniert ist. Insbesondere wird der Elektroabscheider unterhalb der Durchschlag- beziehungsweise Überschlagspannung betrieben. Als Durchschlagspannung, auch Überschlagspannung genannt, wird diejenige Spannung bezeichnet, welche überschritten werden muss, damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material beziehungsweise einen Stoff, zum Beispiel einen Isolator oder Gas, erfolgt. Mit Überschreiten der sogenannten Corona-Einsatzfeldstärke treten Elektronen aus der Emissionselektrode aus und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Luftmolekülen, wodurch sich eine sogenannte negative Corona bildet. In der Luft vorhandene freie Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Corona stark beschleunigt, sodass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen auf Luftmoleküle können weitere Elektronen abgespalten werden oder sich an die Luftmoleküle anlagern. Die negativen Ladungen bewegen sich dann in Richtung der neutral geladenen Gegenelektrode. Die Gegenelektrode kann beispielsweise geerdet sein und/oder auf Massepotenzial liegen. Beim Eintritt eines partikelgeladenen Gasstroms lagern sich die negativ geladenen Ladungen an den Partikeln an. Durch die einwirkende elektrostatische Kraft des Gleichspannungsfeldes quer zur Strömungsrichtung des Luftstroms durch die Luftbehandlungsvorrichtung wandern die negativ aufgeladenen Partikel in Richtung der Gegenelektrode, wo sie Ihre Ladung erneut abgeben können.

Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung, wie eine Düse oder ein Zerstäuber oder dergleichen, zum Benetzen der Gegenelektrode. Beispielsweise wird auf der Gegenelektrode ein Flüssigkeitsfilm gebildet. Der Flüssigkeitsfilm kann sich zumindest zeitweise bewegen, insbesondere kontinuierlich fließen und/oder eine Filmdicke im Bereich von 0,1 mm bis l mm besitzen. Die Gegenelektrode kann vollständig, d.h. entlang ihrer gesamten Erstreckung, elektrisch leitfähig sein und/oder auf Massepotential hegen. Beispielsweise besitzt die Gegenelektrode eine wenigstens abschnittsweise elektrisch leitfähige Oberfläche und/oder elektrisch leitfähige Oberflächenbeschichtung. Beispielsweise kann die Vorrichtung Betriebszustände, wie einen Aus-Zustand oder einen vorbestimmten deaktivierten Betriebszustand, aufweisen, bei dem die Gegenelektrode nicht benetzt ist. Die Flüssigkeit kann von einem der Vorrichtung zugehörigen Reservoir, einem separatem Flüssigkeitsspeicher oder -reservoir oder anderweitig zugeführt werden. Bei der Flüssigkeit handelt es sich im Allgemeinen um einen fließfähiges Spül- und/ oder Kollektormedium, beispielsweise kommt Wasser, insbesondere auch Regenwasser, ein hygroskopisches Sammelmaterial, wie beispielsweise in einer Flüssigkeit gelöstes Natriumhydroxid, ein Gel, welches beispielsweise auf eine bestimmte Temperatur erhitzt ist, sodass ein flüssiger Aggregatzustand erreicht ist, wie beispielsweise ein Wachs oder Ähnliches, eine ionische Flüssigkeit, wie beispielsweise geschmolzene oder ausgelöste Salze, oder auch hochviskose Öle, die beispielweise mit elektrisch leitfähigen Partikeln versetzt sind, wie Kupfer, zum Einsatz. Beispielweise kann die Flüssigkeit eine vorbestimmte minimale elektrische Leitfähigkeit besitzen, beispielweise von wenigstens 0,005 S/m. In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung einen lokalen Flüssigkeitsspeicher. Unter lokal ist gemeint, dass der Flüssigkeitsspeicher Teil der Vorrichtung ist und/oder dieser unmittelbar zugeordnet ist, im Unterschied zu einem separaten Flüssigkeitsspeicher oder einer separaten Flüssigkeitsversorgung. Beispielsweise ist der Flüssigkeitsspeicher unterhalb des Elektroabscheiders und/ oder unterhalb der Benetzungseinrichtung angeordnet. Zum einen ergibt sich dadurch eine kompakte Struktur der Luftbehandlungsvorrichtung, zum anderen kann die Flüssigkeit auf konstruktiv einfache Weise unter Ausnutzung der Gewichtskraft wieder zurück in den Flüssigkeitsspeicher gelangen. In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Flüssigkeitsspeicher in einen Flüssigkeitskreislauf derart integriert, dass die gegebenenfalls mit Partikeln versetzte Flüssigkeit nach dem Benetzen der Gegenelektrode zurück in den Flüssigkeitsspeicher gelangen kann. Die abgeschiedenen Partikel können von der Flüssigkeit mitgerissen werden und in den Flüssigkeitsspeicher transportiert und dort gesammelt werden. Bekannte Elektroabscheider haben im Allgemeinen den Nachteil, dass diese mit den abgeschiedenen Partikeln zusetzen, das heißt verschmutzt werden, sodass sich die Abscheidewirkung des Elektroabscheiders reduziert. Die Benetzungsflüssigkeit verhindert ein Ansammeln und Ablagern der abgeschiedenen Partikel an Komponenten des Elektroabscheiders und führt die Partikel gezielt ab, nämlich in den Flüssigkeitsspeicher. Gemäß einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Vorrichtung eine Luftfördereinrichtung, insbesondere eine Luftansaugeinrichtung, wie einen Ventilator, auf. Als Ventilator wird im Allgemeinen eine Strömungsmaschine verstanden, die ein Druckverhältnis zwischen l und 1,3 zwischen Ansaug- und Druckseite aufbaut, um Luft zu fördern. Die Luftfördereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, Luft aus der Umgebung anzusaugen und/oder Luft in Richtung des Elektroabscheiders zu fördern. Insbesondere ist die Luftfördereinrichtung dazu in der Lage beziehungsweise dazu vorgesehen, die zu behandelnde Luft, insbesondere Gebäude- und/oder Raumluft, in die Vorrichtung anzusaugen und dem Elektroabscheider zuzuführen beziehungsweise diesem auszusetzen, um die zu behandelnde Luft einem Elektroabscheideprozess zu unterziehen, um feste und/oder flüssige Partikel aus der zu behandelnden Luft abzuscheiden, um so die zu behandelnde Luft zu reinigen. Die Luftfördereinrichtung kann derart ausgelegt sein, dass die angesaugte Luft Geschwindigkeiten im Bereich von 2 m/s bis 10 m/s erreicht. Nach dem Passieren des Elektroabscheiders kann die elektrisch aufgeladene Luft mit Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich von 0,1 m/s bis 0,5 m/s durch die Vorrichtung strömen, insbesondere transportiert werden.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Luftführungsgehäuse der Vorrichtung eine dem Array nachgeschaltete Umlenkstruktur zum Umlenken der zu reinigenden Luftströmung um wenigstens 180 ⁰ auf. Die Umlenkstruktur kann so ausgebildet sein, dass die Luftströmung um wenigstens 225 ⁰ , um wenigstens 270°, um wenigstens 315 ⁰ , um wenigstens 360°, oder um ein Vielfaches davon umlenkt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass ein wesentliches Problem bestehender Luftabscheidesysteme mit Elektroabscheidern darin besteht, dass die sogenannte Abscheidestrecke, also diejenige Wegstrecke der Luftströmung, in er die Luft effektiv dahingehend behandelt wird, dass feste und/ oder flüssige Partikel aus der Luftströmung herausgefiltert bzw. abgeschieden werden, zu kurz ist, und damit der Abscheidegrad verbesserungsfähig ist. Um gleichzeitig den Bedarf einer kompakten Einheit insbesondere im Hinblick auf Bauraum, vor allem für den Einsatz bei Elektrokleingeräten in Gebäudeinnenräumen, gewährleisten zu können, besteht die Idee der vorliegenden Erfindung abstrakt formuliert darin, auf möglichst platzsparende Weise die Abscheidestrecke zu verlängern. Dies wird vorliegend dadurch erreicht, dass die Luftströmung der zu behandelnden Luft nach der elektrischen Aufladung über den Elektroabscheider durch eine Umlenkstruktur geführt wird, in der sie um wenigstens i8o° umgelenkt wird, ehe sie die Vorrichtung verlässt. Mit anderen Worten kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die Gegenelektrode des Elektroabscheiders im Bereich der Emissionselektrodennadeln, insbesondere diesen gegenüberliegend, beginnt, dort mit Flüssigkeit benetzt wird und sich bis zum Ende oder sogar über die Umlenkstruktur hinaus erstreckt. Am Ende der Umlenkstruktur, die mit Flüssigkeit benetzt sein kann, gibt die Umlenkstruktur die Flüssigkeit, in der die von der zu behandelnden Luft abgeschiedenen Partikel gefangen und mitgenommen werden, insbesondere wegtransportiert werden, wieder ab. Die bereinigte Luft wird separat von der Flüssigkeitsbenetzung von der Vorrichtung abgeführt und in die Umgebung abgegeben. Bei der erfmdungsgemäßen Vorrichtung kann eine klare örtliche Trennung der verschiedenen Stufen der Vorrichtung vorgesehen sein: elektrische Aufladung der flüssigen und/oder festen Partikel in der zu behandelnden Luft im Bereich des Elektroabscheiders; und Abscheidestreckenverlängerung stromabwärts des Elektroabscheiders mittels der Umlenkstruktur. Aufgrund der verlängerten Abscheidestrecke hat die zu behandelnde Luft mehr Zeit bzw. mehr Weg zur Verfügung, dass die elektrisch aufgeladenen Partikel sich aus der Luft effektiv trennen können und nicht wieder in diese zurückkehren bzw. von dieser mitgerissen werden. Die Abscheidestreckenverlängerung macht sich vor allem bei erhöhter Strömungsgeschwindigkeit der zu behandelnden Luft bemerkbar. Mittels der Benetzung der Gegenelektrode kann ein Wasserfilm auf der Gegenelektrode erzeugt werden, der zum „Spülen“ der Gegenelektrode dient, sodass Feinstäube, Bakterien und Viren unter anderem gebunden und abtransportiert werden können. Eine Verlängerung der Gegenelektrode kann auf geringem Bauraum erfindungsgemäß durch die Umlenkstruktur des Luftführungsgehäuses ermöglicht werden. Die durch den Elektroabscheider aufgeladenen Partikel werden in der Umlenkstruktur an die Begrenzung bzw. Wand der Umlenkstruktur gedrängt, dort durch die vorhandene Flüssigkeitsbenetzung gebunden und abtransportiert. Die Vorrichtung kann so eingestellt sein, dass im Bereich der Umlenkstruktur nicht im klassischen Sinn abgeschieden wird, sondern diese rein dazu genutzt wird, die Abscheidestrecke und die Flüssigkeitssammelstrecke zum Aufnehmen der aufgeladenen Partikel zu verlängern.

Gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das Luftführungsgehäuse einen Lufteingang auf, über den die zu behandelnde Luft in das Luftführungsgehäuse gelangen kann. Der Lufteingang kann als im Querschnitt beliebige Öffnung innerhalb des Luftführungsgehäuses ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Lufteingang in einer Horizontalebene orientiert und/oder so ausgebildet, dass Luft seitlich in die Vorrichtung einströmen kann. Um möglichst großvolumig Luft einströmen lassen zu können, insbesondere ansaugen zu können, und gleichzeitig den Bauraum möglichst gering zu halten, kann sich eine gekrümmte Form des Luft eingangs, insbesondere konvex gekrümmt, als vorteilhaft erweisen. Ferner ist das Array im Bereich des Lufteingangs angeordnet. Insbesondere ist das Array ausschließlich im Bereich des Lufteingangs oder höchstens unmittelbar daran anschließend stromabwärts des Eingangs angeordnet. Dadurch soll die gewünschte örtliche Trennung von elektrischer Aufladung der Partikel und Ansammlung der Partikel an der Gegenelektrode und Abtransport mittels der Flüssigkeit erreicht werden. In einer beispielhaften Weiterbildung erstreckt sich das Array quer zu einer Haupteinströmungsrichtung der zu behandelnden Luft in das Luftführungsgehäuse. Die Vielzahl an Emissionselektrodennadeln nehmen demnach in Luftströmungsrichtung betrachtet einen deutlich geringeren Platz ein als quer dazu. Beispielsweise erstreckt sich das Array über die gesamte Breitenerstreckung des Luftführungsgehäuses im Bereich des Luftführungseingangs. Auf diese Weise kann über den gesamten Lufteinströmungsquerschnitt die zu behandelnde Luft elektrisch aufgeladen werden. Das Array kann an die Form des Lufteingangs angepasst sein, insbesondere in der Array-Längserstreckung gekrümmt, insbesondere konvex gekrümmt, sein.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verjüngt sich das Luftführungsgehäuse im Querschnitt hin zu der Umlenkstruktur insbesondere kontinuierlich. Beispielsweise kann sich das Luftführungsgehäuse ausgehend von einem Lufteingang, über dem die zu behandelnde Luft in das Luftführungsgehäuse gelangen kann, hin zur Umlenkstruktur insbesondere kontinuierlich verjüngen. Das Luftführungsgehäuse kann in Umfangsrichtung eine geschlossene Wandstruktur aufweisen. Beispielsweise mit einem rechteckigen oder abgerundeten Querschnitt, der sich beispielsweise trichterartig in Richtung der Umlenkstruktur verjüngt. Damit nimmt der Strömungsquerschnitt insbesondere kontinuierlich hin zur Umlenkstruktur ab, um die Luftströmung zu konzentrieren. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist wenigstens eine insbesondere vom Lufteingang zur Luftumlenkstruktur führende Gehäusewand, wie beispielsweise eine Seitenwand, gekrümmt, insbesondere konvex geformt. Dies bedeutet, dass die Strömungsquerschnittsreduktion zu Beginn, das heißt nahe dem Lufteingang, stärker ist und zunehmend in Richtung Umlenkstruktur hin ab nimmt. Dadurch erfolgt eine besonders effektive Konzentrierung und Fokussierung der Luftströmung in die Umlenkstruktur.

In einer beispielhaften Weiterausführung der vorliegenden Erfindung ist die Gegenelektrode abschnittsweise durch eine den Emissionselektrodennadeln zugewandte Bodenwand des Luftführungsgehäuses, insbesondere ausgehend von einem Lufteingang, über den die zu behandelnde Luft in das Luftführungsgehäuse gelangen kann, und darin anschließend von der Umlenkstruktur gebildet. Mit anderen Worten ist die Gegenelektrode des Elektroabscheiders bis hin zur Umlenkstruktur, entlang der vollständigen Erstreckung und/oder über die Umlenkstruktur hinaus verlängert, um auf platzsparende Art und Weise die Abscheidestrecke und die Möglichkeit, elektrisch aufgeladene Partikel in der Flüssigkeitsbenetzung anzusammeln, zu verlängern. Die Bodenwand kann unmittelbar in die Umlenkstruktur übergehen und/oder aus einem Stück mit einem Teil der Umlenkstruktur, falls diese mehrteilig ausgebildet ist, hergestellt sein. Sowohl die Bodenwand als auch die Umlenkstruktur können elektrisch leitfähig sein und sind mit Flüssigkeit benetzt.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der Elektroabscheider und die Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung derart aufeinander abgestimmt, dass von dem Elektroabscheider aufgeladene flüssige und/oder feste Partikel in die die Gegenelektrode benetzende Flüssigkeit gelangen. Die von dem Elektroabscheider elektrisch aufgeladenen Partikel werden von dessen Gegenelektrode angezogen und können somit in der Flüssigkeitsbenetzung, die beispielsweise als ein auf der Gegenelektrode gebildeter Flüssigkeitsfilm insbesondere mit einer Dicke im Bereich von 0,1 mm bis l mm, gefangen werden und von der Flüssigkeitsbenetzung, insbesondere dem Flüssigkeitsfilm, mitgenommen und abtransportiert werden, insbesondere während die davon bereinigte Luftströmung separat weitergeführt und schließlich in die Umgebung wieder zurück abgegeben wird. Durch die Aufeinanderabstimmung bzw. die Kombination von Elektroabscheider und Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung mit der verlängerten Abscheidestrecke kann auf effektive Art und Weise die Abscheiderate der Luftbehandlungsvorrichtung deutlich gesteigert werden. Die Flüssigkeitsbenetzung der Gegenelektrode hat neben dem Vorteil, dass die abgeschiedenen Partikel in der Flüssigkeit gebunden und abtransportiert werden können, den positiven Effekt, dass die Gegenelektrode mittels der Flüssigkeit vor Verschmutzungen oder Ablagerungen gereinigt, insbesondere gespült, wird.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Umlenkstruktur einen Tangential-Zyklon oder eine spiralförmige Strömungspfadbegrenzung. Die Innenwände des Tangential-Zyklons oder der Strömungspfadbegrenzung setzen die Gegenelektrode fort und sind wenigstens abschnittsweise mit Flüssigkeit benetzt und/oder elektrisch leitend. Beispielsweise sind die Innenwände mit einem Flüssigkeitsfilm versehen. In dem Tangential-Zyklon bzw. in der spiralförmigen Strömungsleitbegrenzung kann auf Bauraum technisch effizienteste Art und Weise die Abscheidestrecke, also der Weg der zu behandelnden Luft durch die Vorrichtung deutlich verlängert werden. Beispielsweise kann der Tangential-Zyklon bzw. die spiralförmige Strömungsleitstruktur so ausgebildet bzw. derart in die Vorrichtung integriert sein, dass innerhalb des Tangential-Zyklons bzw. innerhalb der spiralförmigen Strömungspfandbegrenzung nicht im klassischen Sinn insbesondere unter Ausnutzung der Fliehkraft, abgeschieden wird, sondern rein die jeweilige Struktur dazu ausgenutzt wird, die Abscheidestrecke und insbesondere die Gegenelektrode zu verlängern, sodass sich die elektrisch aufgeladenen Partikel von der Gegenelektrode anziehen lassen und aus der Luftströmung abgeschieden werden. In einer alternativen Ausführung kann der Tangential-Zyklon bzw. die spiralförmige Strömungspfadbegrenzung als Fliehkraftabscheider betrieben werden, sodass unter Ausnutzung von Zentrifugalkräften, welche durch Erzeugung einer Wirbelströmung entstehen, eine zusätzliche Erhöhung der Abscheiderate dadurch einhergeht, dass innerhalb des Tangential-Zyklons bzw. der spiralförmigen Strömungsleitströmungspfadbegrenzung zusätzlich abgeschieden wird.

In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Vorrichtung ist der Elektroabscheider dazu eingerichtet ist, unter Generierung von Ozon Partikel aus der zu Luft abzuscheiden. Der Elektroabscheider kann bei einem elektrischen Hochspannungsfeld des Elektroabscheiders im Bereich von 8 kV bis 16 kV ein stabiles Gleichspannungsplasma erzeugen. Der Plasmastrom an den Emissionselektroden kann dabei zwischen 4 uA und 10 uA liegen. Durch die im Elektroabscheider erzeugten insbesondere negativen Ladungen wird zumindest ein Teil des Sauerstoffs (0 ₂ ) der in der zu behandelnden Luft enthalten ist, in einzelne Sauerstoffatome aufgespalten, die sich anschließend zu Ozon (0 ₃ ) zusammenschließen können. Der Elektroabscheider generiert, insbesondere bei der Erzeugung eines Plasmas, also als Nebenprodukt Ozon. Je höher dabei die Spannung zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode ist, desto mehr Ozon wird als Nebenprodukt im Elektroabscheider erzeugt. Um wenigstens einen Teil des durch den Elektroabscheider generierten Ozons abzubauen, ist in Luftströmungsrichtung betrachtet vor, an oder nach dem Array ein Nebelerzeuger zum Anreichern der zu behandelnden Luft mit Wassertröpfchen vorgesehen. Das Ozon (0 ₃ ) reagiert mit dem Wasser (H ₂ 0) in der zu behandelnden Luft und wird unter Erzeugung von Nebenprodukten, wie Hydroxid-Ionen (OH) oder Wasserstoffperoxid (H ₂ 0 ₂ ), in Sauerstoff (0 ₂ ) umgewandelt. Somit benötigt die Vorrichtung keine zusätzlichen Bauteile, wie Katalysatoren, im Anschluss an den Elektroabscheider, um das als Nebenprodukt generierte Ozon aus der Luft zu entfernen, bevor dieses in die Umwelt gelangt. Es kann vorgesehen sein, dass der Nebelerzeuger in unmittelbarer Nähe vor, an oder nach dem Array an Emissionselektroden angeordnet ist. Auf diese Weise kann das entstehende Ozon bereits möglichst nahe an der Quelle reduziert werden, so dass eine Schädigung der restlichen Bauteile, die in der Luftstrecke des Luftreinigers stromabwärts des Elektroabscheiders angeordnet sind, durch das Ozon verhindert werden kann. Durch den Nebelerzeuger ergibt sich so ein im Vergleich zum Stand der Technik kostengünstigerer und effizienterer Aufbau des Raumluftreinigers. Durch die Anreicherung der zu reinigenden Luft mit Wasser können außerdem auch nahezu masselose Teilchen, wie Feinstaub, Viren, Feinstpartikel, Sporen, Allergene, Pollen oder Bakterien, durch eine Anlagerung von Wasser an den Teilchen mit Masse versehen werden, so dass sie im Elektroabscheider schneller in Richtung der Gegenelektrode wandern und so gegenüber dem Stand der Technik effektiver abgeschieden werden können. Der Nebelerzeuger kann also auch dazu dienen, den Abscheidegrad des Elektroabscheiders zu erhöhen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Nebel erzeuger zusätzlich zur Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung dazu dient, die Gegenelektrode mit Flüssigkeit zu benetzten. Der Nebelerzeuger kann einen Sprühnebel erzeugen und/oder dazu eingerichtet sein, die zu reinigende Luft mit Wasser zu übersättigen, und/oder als Ultraschallnebelerzeuger oder Hochdruckwasserdüse (14) ausgebildet sein, wobei insbesondere der Nebelerzeuger als Verdampfer, Verdunster oder Zerstäuber ausgebildet ist. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung weisen die Emissionselektrodennadeln einen Schaft auf, der einen, vorzugsweise konstanten, im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt mit einem Schaftdurchmesser von mindestens 0,2 mm und höchstens 1 mm aufweist. Beispielsweise beträgt der Schaftdurchmesser etwa 0,4 mm. Des Weiteren kann die Emissionselektrodennadel derart gebildet sein, dass der im Wesentlichen zylindrische, langgezogene Schaft nicht angespitzt ist, sondern eine gerade Endfläche besitzt, an der die Elektronen die Emissionselektrode verlassen. Entgegen dem allgemeinen Vorurteil, den Schaftdurchmesser von Emissionselektrodennadeln immer weiter zu verringern, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass ein Mindestdurchmesser von 0,2 mm notwendig ist, um ein gleichmäßiges elektrisches Feld zu erzeugen und/oder eine gleichmäßige Zündung der Emissionselektroden zu gewährleisten. Es wurde herausgefunden, dass zu dünne Emissionselektrodenschaftdurchmesser dazu tendieren, dass sich an den dünnen Emissionselektrodenspitzen Ablagerungen bilden, die dann einen neuen Spitzenradius definieren, der größer als der originäre Spitzenradius der Emissionselektroden ist. Dadurch steigt an diesen Emissionselektroden die Koronaeinsatzspannung und es bildet sich ein ungleiches Zündverhältnis zwischen den Emissionselektroden aus. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass der Maximaldurchmesser von 1 mm ebenfalls notwendig ist, um die gleichmäßige Zündung der Emissionselektroden zu gewährleisten und/oder ein gleichmäßiges elektrisches Feld zu bilden. Denn bei Schaftdurchmessern von über 1 mm wurde herausgefunden, dass die sich an den Schaftspitzen ergebenden Ablagerungen zunehmend an den Spitzen haften bleiben und sich kein Selbstreinigungseffekt mehr ergibt. Insofern wurde der oben angegebene Bereich des Schaftdurchmessers als Optimum in Bezug auf eine Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes innerhalb des Abscheideraums des Elektroabscheiders und/oder in Bezug auf die Vergleichmäßigung des Zündverhaltens der einzelnen Emissionselektroden herausgefunden. In einer beispielhaften Ausführung ist der Schaft an einem gegenelektrodenseitigen Ende abgeflacht, verjüngt sich insbesondere kegelförmig zu einer Spitze hin oder weist ein gegenelektrodenseitiges Ende auf, das hin zur Gegenelektrode gewölbt ist. Dabei kann ein Wölbungsradius im Bereich von mindestens 0,2 mm und höchstens 1 mm hegen und/oder etwa 0,4 mm betragen. Die obigen Ausführungen in Bezug auf die optimale Abmessung des Schaftdurchmessers gelten in analoger Weise für den Wölbungsradius. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist die Emissionselektrode aus einem Blech oder einem Endlosrohling, wie einem Endlosdraht, vorzugsweise aus einem Metall, wie Edelstahl, Titan, Wolfram, Aluminium-Chromid, Nickel oder auch aus einem elektrisch-leitfähigen Kunststoffmaterial bzw. aus einem elektrischem Isolator, der mit elektrisch-leitfähigen Partikeln versetzt ist, hergestellt. Wenigstens ein Schaftende, insbesondere das gegenelektrodenseitige Schaftende, ist abgebrochen oder abgeschert. Auf diese Weise kann die Emissionselektrode besonders kostengünstig hergesteht werden. Ferner kann das Array und/oder die einzelnen Emissionselektrodennadeln derart von einem Träger gehalten sein, dass der Schaft der Emissionselektrodennadeln um wenigstens 0,5 mm und vorzugsweise 8 mm von dem Träger vorsteht. Dabei kann der Träger eine elektrische Leitfähigkeit von weniger 1er ⁸ S*cm-i aufweisen. Der Träger kann ferner aus einem fluidundurchlässigen Material hergestellt sein, sodass insbesondere sichergestellt ist, dass Fluidpartikel des durch den Elektroabscheider strömenden Luftstroms nicht den Abscheideraum über den Träger verlassen können.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung besitzt der Träger eine im Wesentlichen ebene, der Gegenelektrode zugewandte Oberfläche, die wenigstens bereichsweise den Abscheideraum des Elektroabscheiders begrenzen kann. Beispielsweise ist der Träger, insbesondere dessen dem Abscheideraum zugewandte Oberfläche, derart bemessen, dass sie, für den Fall, dass mehrere Emissionselektroden zur Bildung eines Emissionselektrodenfeldes vorgesehen sind, größer bemessen ist, als eine Außenumfangs-Abmessung des Emissionselektrodenfeldes. Entlang der flächigen Erstreckung der Oberfläche des Trägers können mehrere Emissionselektroden des Emissionselektrodenfeldes gleichmäßig verteilt sein, wobei insbesondere zwei zueinander beabstandete Emissionselektroden jeweils einen gleichen Abstand zueinander besitzen können. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger Kunststoff, vorzugsweise duroplastischen Kunststoff, und/oder Vergussmasse, wie Epoxidharz oder Silikon umfassen. Beispielsweise kann der Träger durch eine Platine realisiert sein. Zur Fertigung des Elektroabscheiders kann vorgesehen sein, dass der mit der Emissionselektrode bestückte Träger, insbesondere die mit der Emissionselektrode bestückte Plaüne, in ein Gehäuse des Elektroabscheiders, dass beispielsweise aus einem Blow-By-Gas-beständigen Material hergesteht ist, wie z. B. Polyamid, eingelegt wird, und anschließend mit einer Vergussmasse vergossen wird. Dadurch ist aus Fertigungssicht eine besonders kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung eines Elektroabscheiders realisiert. Insbesondere liegt der Vorteil des Vergießens der Emissionselektroden darin, dass auf einen zusätzlichen Fertigungsschritt zum Versiegeln und/oder Blow-By- Dichten und/oder Blow-By-beständigen Einfügen bzw. Integrieren der Emissionselektroden in das Elektroabscheidegehäuse eingespart werden kann.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung kann die Emissionselektrodennadel auf einer Leiterplatte vormontiert sein. Beispielsweise ist die Emissionselektrodennadel derart dimensioniert und von Träger-Gussmaterial umgossen, dass der Schaft um wenigstens 0,5 mm und vorzugsweise 8 mm von dem Träger nach Verfestigung des Träger-Gussmaterials vorsteht. In Bezug auf die beschriebenen Schaftlängen der Emissionselektroden haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass dadurch ein Optimum in Bezug auf die Vermeidung von Verunreinigungen und/oder Ablagerungen erzielt werden kann. Insbesondere wurde herausgefunden, dass eine Schaftlänge nicht zu groß gewählt werden darf, so dass die Emissionselektroden nicht zu weit in den Abscheideraum hineinragen, um einen nichtaktiven, abscheidungsfreien Bereich innerhalb des Abscheideraums möglichst gering zu halten. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass die Schaftlänge auch nicht zu kurz gewählt werden darf, da sich an den Emissionselektrodenenden, insbesondere Schaftspitzen, ansammelnde Anlagerungen ansonsten dazu tendieren, entlang des Emissionselektrodenschafts bis hin zum Träger zu wandern und sich dort anzusammeln.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Array wenigstens zwei insbesondere parallele Reihen von wenigstens fünf, wenigstens zehn oder wenigstens 15 Emissionselektrodennadeln. Dabei kann ein Abstand zweier benachbarter Emissionselektrodennadeln derselben Reihe im Bereich von 5 mm bis 15 mm liegen und/oder ein Abstand zweier Emissionselektrodennadeln benachbarter Reihen im Bereich von 5 mm bis 15 mm. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass zuverlässig ein gleichmäßiges, insbesondere homogenes, elektrisches Feld aufgebaut wird, ohne dass sich die einzelnen Emissionselektrodennadeln gegenseitig beeinflussen, insbesondere stören.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Luftbehandlungssystem mit wenigstens zwei insbesondere erfindungsgemäßen Luftbehandlungsvorrichtungen vorgesehen. Das Luftbehandlungssystem aus den zwei Luftbehandlungsvorrichtungen kann beispielsweise ein Elektrokleingerät oder ein Standgerät sein, welches in Gebäuden bzw. in Räumen ab bzw. aufgestellt wird oder welches in eine Raum- oder Gebäudelüftung wie beispielsweise eine Fahrzeuginnenraumbelüftung, integriert sein kann. Ferner ist es möglich, dass das Luftbehandlungssystem in Lüftungsanlagen, Dunstabzugshauben oder sonstige in einem Raum eines Gebäudes oder einem Raum eines Fahrzeugs vorhandene Belüftungssysteme integriert ist. Die beiden Luftbehandlungsvorrichtungen können entsprechend einem der zuvor beschriebenen Aspekte bzw. einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgebildet sein.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Luftbehandlungssystem umfassen die Luftbehandlungsvorrichtungen jeweils ein Luftführungsgehäuse. Das Luftführungsgehäuse dient im Allgemeinen dazu, die zu behandelnde Luft durch die jeweilige Vorrichtung zu führen und zwischen den verschiedenen Stationen bzw. Behandlungsschritten zu transportieren. Das Luftführungsgehäuse kann aerodynamisch geformt sein, insbesondere derart, dass die Luftströmung möglichst hindernisfrei und/oder unter Aufbau eines möglichst geringen Staudrucks durch das Luftführungsgehäuse strömen kann. Ferner kann das Luftführungsgehäuse so ausgebildet sein, dass die zu behandelnde Luft seitlich in das Luftführungsgehäuse gelangen kann, insbesondere angesaugt wird, und nach vertikal oben austreten kann, insbesondere heraus befördert wird. Das Luftführungsgehäuse kann einen Lufteingang, über den die zu behandelnde Luft in das Luftführungsgehäuse gelangen kann, und einen Luftausgang aufweisen, über den die behandelte Luft das Luftführungsgehäuse wieder verlassen kann.

Ferner umfassen die Vorrichtungen einen in dem Luftführungsgehäuse angeordneten Elektroabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/ oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft, der eine Gegenelektrode und ein Array an Emissionselektrodennadeln aufweist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird in Bezug auf den Elektroabscheider und die Komponenten des Elektroabscheiders auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen, die gleichermaßen für das erfindungsgemäße Luftbehandlungssystem übertragbar sind. Des Weiteren umfasst jede Luftbehandlungsvorrichtung auch eine Einrichtung zum Benetzen der Gegenelektrode mit Flüssigkeit. Auch in Bezug auf die Fluidbenetzungseinrichtung wird auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen, da diese in analoger Weise auf das Luftbehandlungssystem übertragbar sind.

Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die wenigstens zwei Vorrichtungen so angeordnet, dass eine in das Luftbehandlungssystem einströmende Luftströmung, die von dem Luftbehandlungssystem zu behandeln ist, in die beiden Vorrichtungen aufteilbar ist. Auf diese Weise wird die einströmende, insbesondere angesaugte Luftströmung in zwei Teilluftströmungen aufgeteilt, die jeweils von einem der beiden Vorrichtungen behandelt werden. Mit anderen Worten sind die beiden Vorrichtungen in dem Luftbehandlungssystem parallel angeordnet. Die Parallelschaltung der beiden Vorrichtungen steigert, insbesondere verdoppelt, die Effizienz bzw. die Abscheiderate eines Luftbehandlungssystems gegenüber einzelnen Luftbehandlungsvorrichtungen.

In einer beispielhaften Ausführung des Erfindungsgemäßen Luftbehandlungssystems weist dieses wenigstens drei, insbesondere wenigstens vier, fünf oder wenigstens sechs Luftbehandlungsvorrichtungen auf, die in einem Kreis insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Somit ist eine kompakte, im Rahmen eines Elektrokleingerätes und/oder eines Standgeräts umzusetzende Gesamtstruktur des Luftbehandlungssystems gegeben. Sämtliche Vorrichtungen können entsprechend einem der zuvor beschriebenen Aspekte bzw. entsprechend einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgebildet sein.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung weist das Luftbehandlungssystem wenigstens drei, insbesondere vier, fünf oder wenigstens sechs, insbesondere entsprechend einem der zuvor beschriebenen Aspekte bzw. entsprechend einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgebildeten, Vorrichtungen auf, die so angeordnet sind, dass die einzelnen Luftführungsgehäuse der Vorrichtungen gemeinsam einen umfänglich geschlossenen, insbesondere ringförmigen, Lufteingang bilden. Durch die derartige Anordnung der einzelnen Luftbehandlungsvorrichtungen kann besonders effektiv insbesondere in 36o°-Erstreckung Luft in das Luftbehandlungssystem einströmen, insbesondere von dem Luftbehandlungssystem angesaugt werden, sodass aus verschiedensten Richtungen des zu behandelnden Raums zu behandelnde Luft erreicht wird.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung des Luftbehandlungssystems weisen die Luftführungsgehäuse der einzelnen Vorrichtungen jeweils eine Luftführungspfadbegrenzung auf, wie eine Umlenkstruktur, die beispielsweise entsprechend der oben beschriebenen Umlenkstruktur einer erfindungsgemäßen Luftbehandlungsvorrichtung ausgebildet ist, insbesondere einen Tangential-Zyklon oder eine spiralförmige Strömungsleitstruktur auf. Die Luftführungspfadbegrenzungen sind in einem Kreis insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnet. Beispielsweise ist die Anordnung der einzelnen Luftpfadbegrenzungen an die Anordnung der Vorrichtungen angepasst. Alternativ oder zusätzlich können die Luftführungspfadbegrenzungen der einzelnen Vorrichtungen einem gemeinsamen Flüssigkeitsauffangbecken zugeordnet sein. Mit anderen Worten können die mit Flüssigkeit benetzen Luftführungspfadbegrenzungen die Flüssigkeitsbenetzung in ein gemeinsames Flüssigkeitsbecken abgeben bzw. jeweils darin münden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verfahren zum Behandeln, insbesondere Reinigen, Befeuchten und/oder Waschen von Luft insbesondere Raum- und/oder Gebäudeluft oder von Luft beispielsweise in einem Fahrzeuginnenraum breit gestellt.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zu behandelnde Luft mittels eines Elektroabscheiders zum Abscheiden von flüssigen und/ oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft, der eine Gegenelektrode und einen Array an Emissionselektrodennadeln aufweist, elektrisch aufgeladen.

Ferner wird die Gegenelektrode mit Flüssigkeit benetzt. Insbesondere wird ein Flüssigkeitsfilm beispielsweise mit eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm auf der Gegenelektrode ausgebildet.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zu behandelnde Luft nach dem Passieren des Arrays, also insbesondere die elektrisch aufgeladene Luft, um wenigstens i8o° umgelenkt. Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Behandeln, insbesondere Reinigen, Befeuchten und/oder Waschen von Luft, insbesondere der Raum- und/oder Gebäudeluft oder von Luft beispielsweise in einem Fahrzeuginnenraum, vor, bei dem die zu behandelnde Luft in Teilströmungen aufgeteilt wird, die dann jeweils mittels eines Elektroabscheiders zum Abscheiden von flüssigen und/ oder festen Partikeln aus den Teilluftströmungen, die jeweils eine Gegenelektrode und ein Array an Emissionselektrodennadeln aufweisen, elektrisch aufgeladen werden und ferner werden die Gegenelektroden jeweils mit Flüssigkeit benetzt.

Beispielsweise kann das Verfahren dazu eingerichtet sein, entsprechend eine erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder entsprechend eines erfindungsgemäßen Luftbehandlungssystems Luft zu behandeln.

Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

Figur l eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen

Luftbehandlungsvorrichtung;

Figur 2 eine Unteransicht der Luftbehandlungsvorrichtung aus Figur l;

Figur 3 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Figur 4 eine perspektivische Teilansicht der Vorrichtung gemäß Figur 3.

In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen sind eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Behandeln von Luft im Allgemeinen mit Bezugsziffer 1 und ein erfindungsgemäßes Luftbehandlungssystem im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 100 versehen. Die Vorrichtung 1 zum Behandeln von Luft, im Folgenden auch als Luftbehandlungsvorrichtung 1 bezeichnet, kann je nach Betriebszustand bzw. durch konstruktiv einfache Erweiterung verschiedene Funktionen erfüllen, nämlich eine Luftbefeuchtung, eine Luftreinigung, ein Luftwaschen sowie eine Partikelabscheidung, welche die Luftreinigung besonders effektiv gestaltet. Für die Beschreibung beispielhafter Ausführungen anhand der Figuren 1 bis 4 kann beispielhaft davon ausgegangen werden, dass es sich bei der Luftbehandlungsvorrichtung 1 um ein Standgerät bzw. ein Elektro-Kleingerät handelt, welches vor allem dafür vorgesehen ist, in Gebäuderäumen beispielsweise auf einem Tisch oder in einem Regal abgestellt zu werden.

In Figur 1 ist eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Luftbehandlungssystems 100 in perspektivischer Ansicht abgebildet, das eine Einheit aus sechs beispielhaften Ausführungen von erfindungsgemäßen Luftbehandlungsvorrichtungen 1 ist. Die Luftbehandlungsvorrichtungen 1, insbesondere deren Funktionsweise und die einzelnen Komponenten, werden im Hinblick auf die Figuren 3 bis 4 näher erläutert. Wie in Figur 1 zu sehen ist, sind die sechs vorhandenen Luftbehandlungsvorrichtungen 1 in einem Kreis angeordnet und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt. Ferner sind alle Luftbehandlungsvorrichtungen 1 identisch ausgebildet.

Die Luftbehandlungsvorrichtungen 1 umfassen die folgenden Hauptkomponenten: Ein Luftführungsgehäuse 3; einen in dem Luftführungsgehäuse 3 angeordneten Elektroabscheider 5 zum Abscheiden von flüssigen und/ oder festen Partikeln aus der zu behandelnden Luft, der eine Gegenelektrode 7 und ein Array 9 an Emissionselektrodennadeln 11 aufweist; eine nicht abgebildete Fluidbenetzungseinrichtung; und eine dem Array 9 nachgeschaltete Umlenkstruktur, die im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 15 versehen ist, die zum Umlenken der zu behandelnden, elektrisch aufgeladenen Luftströmung um wenigstens 180 ⁰ dient und gemäß sämtlichen beispielhaften Ausführungen der beiliegenden Figuren als Tangential-Zyklon realisiert ist.

Das Luftführungsgehäuse 3 weist einen Lufteingang 17 mit einem rechtförmigen Querschnitt auf, über dessen Breitenerstreckung, also quer zur Haupteinströmungsrichtung der zu behandelnden Luftströmung, das Array 9 sich erstreckt. Auf diese Weise formen die einzelnen Luftbehandlungsvorrichtungen 1 durch deren Kreis-Anordnung einen umfänglich geschlossenen, ringförmigen Lufteingang 17 über den in 36o°-Umfangserstreckung Luft in das Luftbehandlungssystem 100 gelangen kann. Die einzelnen Luftbehandlungsvorrichtungen 1 können über Verbindungsstellen 19 aneinandergekoppelt werden, beispielsweise miteinander verklipst, verklebt, verschraubt oder anderweitig aneinander befestigt werden. Die Verbindungsstellen können beispielsweise durch das Luftführungsgehäuse 3 im Bereich der seitlichen Begrenzung der jeweiligen Lufteingänge 17 realisiert sein.

Die Luftbehandlungsvorrichtungen 1 umfassen ferner einen Luftausgang 21, der gemäß den beispielhaften Ausführungen als runder Austrittsstutzen oder -Öffnung im Luftführungsgehäuse 3 an einer vertikalen Oberseite 23 gebildet ist. Das Luftführungsgehäuse 3 weist ferner ein trichterartiges oder kegelförmiges Tauchrohr 25 auf, welches unmittelbar an die Umlenkstruktur 15 anschließt und in ein nicht dargestelltes Flüssigkeitsauffangbecken mündet, um die Flüssigkeit der Fluidbenetzungseinrichtung abgeben und sammeln zu können. Das Tauchrohr 25 ist beispielsweise mit dem Fluidausgang 21 konzentrisch zueinander angeordnet.

Bezugnehmend auf Figur 2, die eine Draufsicht auf das Luftbehandlungssystem 100 aus Figur 1 darstellt und in der jeweils die Oberseite 23 der Luftführungsgehäuse 3 bildenden Gehäuseabschnitte weggelassen sind, um den Blick in das Innere der Luftbehandlungsvorrichtungen 1 zu zeigen. Figur 2 verdeutlicht ferner die Kreis- Anordnung der einzelnen Luftbehandlungsvorrichtungen 1, die einen Mittelpunkt M aufweist in dem Zentrum des Luftbehandlungssystems 100.

Bezugnehmend auf die Figuren 3 bis 4 wird die Struktur und die Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Luftbehandlungsvorrichtung 1, wie sie beispielsweise auch in dem erfindungsgemäßen Luftbehandlungssystemen 100 der Figuren 1 und 2 vorhanden ist, näher erläutert. Die zu behandelnde Luft gelangt über den Lufteingang 17 in die Vorrichtung 1 bzw. in dessen Luftführungsgehäuse 3. Insbesondere in Figur 3 ist zu sehen, dass das Luftführungsgehäuse 3 mehrteilig aufgebaut ist und das Tauchrohr 25 ein daran befestigtes Basisgehäuseteil 27 und ein wiederum damit befestigtes Deckelteil 29 aufweist, welches einen seitlichen Befestigungsflansch 31 aufweist, der das Basisteil 27 außenseitig überlappt.

Das Luftführungsgehäuse 3 dient im Wesentlichen dazu, die zu behandelnde Luft durch die Vorrichtung gezielt zu führen, sodass diese behandelt werden kann. Am Lufteingang 17 ist das Array 9 an Emissionselektrodennadeln 11 angeordnet, um möglichst frühzeitig die zu behandelnde Luft bzw. die darin befindlichen festen und/oder flüssigen Partikel, die es abzuscheiden gilt, elektrisch aufzuladen. Das Luftführungsgehäuse 3 bzw. dessen Basisteil 27 weist eine sich verjüngende Durchströmungsstruktur für die zu behandelnde Luft auf, die durch eine geradlinige Seitenwand 33 und eine dieser gegenüberliegenden konvex gekrümmten Seitenwand 35 gebildet ist, welche unmittelbar in die Umlenkstruktur 15 münden. In der Draufsicht weist das Luftführungsgehäuse 3 jeweils bis hin zur Umlenkstruktur 15 eine Art fächerartige Form auf, um möglichst großvolumig einen Lufteinlass gewährleisten zu können, insbesondere Luft ansaugen zu können. In Luftströmungsrichtung betrachtet ist dem Array 9 ein Wassernebelerzeuger 14 unmittelbar nachgeschaltet, der beispielhaft durch drei Wasserdüsen 16 angedeutet ist, die an dem Deckelteil 29 angeordnet sein können und dazu dienen, zusätzlich zu der Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung für die Gegenelektrode 7 einen Wassernebel zu generieren, der vor allem dazu dient das als Nebenprodukt im Elektroabscheiders 5 erzeuge Ozon in Sauerstoff umzuwandeln bevor dieses in die Umgebung gelangen kann.

Die elektrisch aufgeladene Luftströmung gelangt insbesondere geführt von den Seitenwänden 33, 35 gezielt in die Umlenkstruktur 15, die derart geformt ist, dass die zu behandelnde Luftströmung um wenigstens 180 ⁰ umgelenkt wird. Der Vorteil besteht darin, dass es möglich ist, auf bauraumtechnisch günstige Art und Weise die Abscheidestrecke zu verlängern und somit den Abscheidegrad selbst bei hohen Strömungsgeschwindigkeit hoch zu halten. Wie bereits erwähnt, ist die Umlenkstruktur 15 im vorliegendem Fall als Tangential-Zyklon gebildet. Die Innenwände 37 des Tangential-Zyklons sind ebenfalls von der Flüssigkeitsbenetzungseinrichtung mit Flüssigkeit benetzt, welche an deren Innenwänden über das Tauchrohr 25 entlang läuft und schließlich über einen Ablenkschirm 39 in ein nicht dargestelltes Flüssigkeitsauffangbecken gelangen kann.

Die Innenwände 37 setzen ferner die Gegenelektrode 7 fort. Dadurch, dass die Zyklon- Innenwände 37 mit Flüssigkeit benetzt sind und elektrisch leitend ausgebildet sind, kann auf bauraumtechnisch günstige Art und Weise die Gegenelektrode deutlich verlängert werden, wodurch insgesamt ein deutlich verlängerter Abscheideweg vorhanden ist. Die elektrisch aufgeladenen Partikel haben demnach viel mehr Zeit bzw. Wegstrecke zur Verfügung, von der elektrisch leitenden, einen Pol bildenden Gegenelektrode angezogen zu werden und sich in dem darauf geführten Flüssigkeitsfilm anzusammeln und davon abtransportiert zu werden. In dem Tangential-Zyklon 15 strömt die Luftströmung demnach wirbelartig entlang, wobei die elektrisch aufgeladenen Partikel nach radial außen in Richtung der mit Flüssigkeit benetzten und elektrisch leitenden Gegenelektroden-Zyklon-Innenwand 37 gedrängt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt sich demnach so dar, dass der die außenseitigen, die Gegenelektrode bildenden Zyklon-Innenwände 37 benetzende Flüssigkeitsfilm inklusive der darin abgeschiedenen Partikel entlang der Zyklon- Innenwände 37 über das trichterartige Tauchrohr 25 in das Flüssigkeitsauffangbecken geführt wird, um die abgeschiedenen Partikel abzutransportieren, was über den gestrichelten Pfeil mit den Bezugszeichen 41 angedeutet ist, während die von den Partikeln bereinigte Luftströmung über das konzentrisch zu dem Tauchrohr 25 angeordnete Luftausgangsrohr bzw. -stutzen 21 das Luftführungsgehäuse 3 verlassen kann, was über die gekrümmten Pfeile mit den Bezugszeichen 43 angedeutet ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Bezugszeichenliste

Vorrichtung

3 Luftführungsgehäuse

5 Elektroabscheider

7 Gegenelektrode

9 Array

11 Emissionselektrodennadel

14 Wassernebelerzeuger i6 Wasserdüse

15 U mlenkstruktur 17 Lufteingang 19 Verbindungsstelle 21 Luftausgang 23 Oberseite 25 Tauchrohr

27 Basisgehäuseteil

29 Deckelteil

31 Befestigungsflansch

33 Seitenwand

35 Seitenwand

37 Innenwand

39 Ablenkschirm

41, 43 Pfeil M Mittelpunkt