DE102005001726A1 - Purifying air, especially in a room, by passage through coarse and fine filters, using continuous or periodic heating with microwaves to regenerate the fine filter - Google Patents

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Abstract

In a method for purifying air by passing the air through a filter and removing volatile fat residues and dirt particles, the air is then passed through a fine filter which is continuously or periodically heated by microwave radiation. An independent claim is included for corresponding apparatus, comprising filter(s), a microwave device for irradiating the filter and at least one supply device for transporting the air through the filter(s), where an air-permeable coarse filter (2) and an air-permeable fine filter (3) are arranged in series in the air transport direction and the microwave device (5) is arranged to irradiate the fine filter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Luft, insbesondere Raumluft, bei dem mit Hilfe wenigstens eines Filters flüchtige Fettreste und/oder Schmutzpartikel aus der zu reinigenden Luft entfernt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The The invention relates to a process for purifying air, in particular Room air in which with the help of at least one filter volatile fat residues and / or Dirt particles are removed from the air to be cleaned, as well a device for carrying out this procedure.

Die Verunreinigung von Luft kann durch chemische Ausscheidungsprozesse von Gegenständen, Lebewesen, durch Chemikalien, flüchtige organische Verbindungen, verschiedene Pollenarten, Schimmelpilze, Schimmelsporen, Staub, Batterien, Ozon, Geruchsmoleküle, Kohlenmonoxide, Stickstoffoxide, Formaldehyde, Tabakrauch, Reste von Hausstaubmilden und dergleichen hervorgerufen werden. Derartige Luftverunreinigungen gefährden die menschliche Gesundheit und sind häufig Primärursachen für verschiedene Krankheitsbilder. Zur Luftreinigung werden Filter verschiedenster Art, beispielsweise Fettfilter, HEPA-Filter (high effective particulate arresting filter), Membranfilter, Karbonfilter, Ionen- oder Plasmafilter, katalytische Filter, photokatalytische Filter, Ultraviolettlichtfilter sowie Filter, welche Ozon erzeugen, und dergleichen verwendet.The Pollution of air can be due to chemical precipitation processes of objects, living beings, through chemicals, volatile organic compounds, various types of pollen, molds, Mold spores, dust, batteries, ozone, odor molecules, carbon monoxide, Nitrogen oxides, formaldehyde, tobacco smoke, remnants of house dust mites and the like. Such air pollutants threaten human health and are often primary causes of various clinical pictures. For air purification are filters of various kinds, such as grease filters, HEPA filter (high-effective particulate arresting filter), membrane filter, Carbon Filter, Ion or Plasma Filter, Catalytic Filter, Photocatalytic Filters, ultraviolet light filters and filters that produce ozone, and the like.

Aus US 5,938,823 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Bio-Aerosolen aus Raumluft bekannt, wobei elektrostatische Abscheider in Form von Abscheiderplatten mittels Mikrowellenstrahlung aufgeheizt werden. Die Abscheiderplatten besitzen eine Beschichtung aus elektrisch leitenden und gleichzeitig mikrowellenabsorbierenden Werkstoffen. Elektrostatisch abgefangene Bio-Aerosole und Schmutzpartikeln sowie Mikroorganismen werden unmittelbar bei Beginn der Mikrowellenstrahlung freigegeben, weil das elektrostatische Feld dann nicht mehr vorhanden ist. Das elektrostatische Feld wird nämlich durch die elektromagnetischen Strömungen, die in den elektrisch leitenden Schichten der Abscheiderplatten durch die Mikrowellenstrahlung induziert werden, neutralisiert. Die Luftreinigung und Beseitigung von Bio-Aerosolen gestaltet sich daher schwierig. Außerdem reflektieren die Ablenkplatten, welche in der bekannten Vorrichtung zwischen den Abscheiderplatten verwendet werden, die Mikrowellenenergie und können die Mikrowellenquelle somit zerstören.Out US 5,938,823 For example, a method and a device for removing bio-aerosols from room air are known, wherein electrostatic precipitators in the form of separator plates are heated by means of microwave radiation. The separator plates have a coating of electrically conductive and at the same time microwave-absorbing materials. Electrostatically trapped bio-aerosols and dirt particles as well as microorganisms are released immediately at the beginning of the microwave radiation because the electrostatic field is then no longer present. Namely, the electrostatic field is neutralized by the electromagnetic currents induced in the electrically conductive layers of the separator plates by the microwave radiation. The air purification and removal of bio-aerosols is therefore difficult. In addition, the baffles used in the known device between the separator plates reflect the microwave energy and can thus destroy the microwave source.

Aus US 5,269,892 ist eine katalytische Reinigung von Holzkohlegasen durch die Aufheizung mit Mikrowellenenergie bekannt, wobei der aktivierte, katalytische Filter auf Karbonbasis erhitzt wird. Aus US 6,419,799 ist eine Gasstromreinigung durch die Aufheizung des aktivierten katalytischen Filters mittels Mikrowellenenergie bekannt. Das US-Patent 6,171,479 beschreibt die Benutzung der Mikrowellenenergie zur Erwärmung der katalytischen Werkstoffe eines Filters, um deren katalytischen Eigenschaften zu verstärken.Out US 5,269,892 For example, catalytic purification of charcoal leaches by microwave energy heating is known wherein the activated carbon-based catalytic filter is heated. Out US 6,419,799 is a gas stream cleaning by the heating of the activated catalytic filter using microwave energy known. U.S. Patent 6,171,479 describes the use of microwave energy to heat the catalytic materials of a filter to enhance its catalytic properties.

Bei diesen Reinigungssystemen besteht Brandgefahr, da aktiviertes Karbon bereits bei Temperaturen von ca. 400°C brennt. Bei hohen Sauerstoffkonzentrationen verbrennt Karbon auch bei niedrigen Temperaturen. Darüber hinaus haben diese Filter einen geringen Wirkungsgrad.at These cleaning systems pose a fire hazard because activated carbon already burning at temperatures of about 400 ° C. At high oxygen concentrations burns carbon even at low temperatures. Furthermore these filters have a low efficiency.

Das US-Patent 6,207,023 beschreibt ein Verfahren zur Luftreinigung, bei dem Schmutzpartikel in einem aktivierten Karbonfilter absorbiert werden. Im nachfolgenden Prozess sollen die Schmutzpartikel durch mikrowelleninitiierte Desorption zerstört werden. Neben dem begrenzten Wirkungsgrad dieser karbonbasierenden Filter besteht die Gefahr des schnellen Verlustes der Absorptionseigenschaften bei unvollständiger Desorption der Schmutzpartikel.The US Pat. No. 6,207,023 describes a process for air purification, absorbed in the dirt particles in an activated carbon filter become. In the following process, the dirt particles should pass through microwave-initiated desorption are destroyed. In addition to the limited Efficiency of these carbon-based filters is at risk the rapid loss of absorption properties with incomplete desorption the dirt particles.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Luft, insbesondere Raumluft zu schaffen, bei dem nicht nur flüchtige Fettreste und grobe Schmutzpartikel, sondern auch gesundheitsschädliche Bestandteile jeglicher Art sowie Geruchsmoleküle beseitigt werden.task The invention is a process and a device for cleaning of air, especially indoor air, in which not only volatile fat remains and coarse dirt particles, but also harmful components of any kind and odor molecules be eliminated.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig bei der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und vorrichtungsmäßig durch die Merkmale des Patentanspruches 13 gelöst.These Task is procedurally the invention by the features of claim 1 and apparatus by the features of claim 13 solved.

Bei der Erfindung kommen einzelne Funktionskaskaden zur Anwendung, wobei nach dem Entfernen der Fettreste und Schmutzpartikel durch ein Grobfilter die Luft anschließend durch ein Feinfilter transportiert wird, welches mittels kontinuierlicher oder periodischer Mikrowellenstrahlung aufgeheizt wird. Hierdurch erreicht man einen regenerierbaren Luftreinigungsfilter.at The invention uses individual function cascades, wherein after removing the grease residues and dirt particles through a coarse filter the air afterwards is transported through a fine filter, which by means of continuous or Periodic microwave radiation is heated. This achieves this a regenerable air purification filter.

Dabei erreicht man neben der Luftreinigung auch eine Luftentfeuchtung. Die erfindungsgemäße Lösung erfordert technisch nur einen geringen Aufwand und kann bevorzugt zur Luftreinigung und zur Luftentfeuchtung im Haushalt, beispielsweise bei Dunstabzugshauben, Klimaanlagen oder auch als allgemeine Luftreinigungsanlage zum Einsatz kommen.there In addition to air purification, air dehumidification is also achieved. The solution according to the invention requires technically only a small effort and may preferably for air purification and for dehumidifying the household, for example in extractor hoods, Air conditioners or as a general air purification system for use come.

Bei der Erfindung kommen im wesentlichen eine kontinuierliche oder periodische Luftreinigung mit Hilfe eines Feinfilters und eine kontinuierliche oder periodische Regenerierung und Entfeuchtung des Feinfilters durch schnelle Aufheizung mittels Mikrowellenstrahlung zum Einsatz. Durch die kontinuierliche oder periodische Mikrowellenbestrahlung kann eine zusätzliche mikrowellenunterstützte, katalytische Luftreinigung erreicht werden.In the invention, essentially a continuous or periodic air purification using a fine filter and a continuous or periodic regeneration and dehumidification of the fine filter by rapid heating by means of microwave radiation are used. By continuous or periodic microwave irradiation An additional microwave-assisted, catalytic air purification can be achieved.

Gleichzeitig können die durchströmende Luft gereinigt und die Feinfiltereinheit regeneriert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform strömt die verunrei nigte Luft durch einen Bereich des Feinfilters, währenddessen ein anderer Bereich des Feinfilters zeitgleich regeneriert wird. Die Regenerierung wird in der raschen Mikrowellenaufheizphase erreicht. Die Aufheiztemperaturen sind abhängig vom Verschmutzungsgrad und sind vorzugsweise im Temperaturbereich von 200°C bis 1200°C regelbar.simultaneously can the flowing through Air cleaned and the fine filter unit to be regenerated. at a preferred embodiment flows the polluted air through a section of the fine filter, meanwhile another area of the fine filter is regenerated at the same time. The regeneration is achieved in the rapid microwave heating phase. The heating temperatures are dependent the degree of contamination and are preferably in the temperature range from 200 ° C up to 1200 ° C adjustable.

Außerdem ist es möglich, die Luft am Grobfilter zu entfeuchten und weitere Luftfeuchtigkeitsanteile im Mikrowellenraum zunächst zu verdampfen und anschließend zu kondensieren, so dass in einer zweiten Stufe der Luftentfeuchtung das Kondensat entfernt werden kann.Besides that is it is possible to dehumidify the air at the coarse filter and other humidity components in the microwave room first to evaporate and then to condense, so in a second stage of dehumidification the condensate can be removed.

Zur Beseitigung von Schmutzpartikeln und Fettpartikeln aus der zu reinigenden Luft kommt ein dem Feinfilter vorgeschalteter Grobfilter zum Einsatz. Dieser Grobfilter kann aus Edelstahl, aus Aluminium oder aus einer geeigneten Legierung bestehen. Der luftdurchlässige Filterkörper des Grobfilters, welcher beispielsweise aus Edelstahl oder Aluminium besteht, ist in einer besonderen Ausführungsart mit Bismuth (Bi) oder ähnlichen Werkstoffen beschichtet. Mit Hilfe von elektrischen Kontakten kann zwischen der Beschichtung und dem Filterkörper eine elektrische Spannung (U) angelegt werden, die von der Dicke der Beschichtung abhängig ist und im Bereich von 1V bis 20V gewählt werden kann. Aufgrund des Seebeckeffektes wird eine thermoelektrische Abkühlung an der Filteroberfläche erreicht. Damit ist es möglich, dass erste Flüssigkeitsanteile aus der Luft an der Oberfläche des Grobfilters kondensiert und abgeführt werden können.to Removal of dirt particles and grease particles from the to be cleaned Air is used a coarse filter upstream of the fine filter. This Coarse filter can be made of stainless steel, aluminum or a suitable Alloy exist. The air permeable filter body of Coarse filter, which for example made of stainless steel or aluminum is in a particular embodiment with bismuth (Bi) or similar Coated materials. With the help of electrical contacts can between the coating and the filter body, an electrical voltage (U), which depends on the thickness of the coating and can be chosen in the range of 1V to 20V. Due to the Seebeck effect becomes a thermoelectric cooling on the filter surface reached. This makes it possible that first liquid portions from the air at the surface of the coarse filter can be condensed and removed.

Grundsätzlich ist der Feinfilter aus einem mikrowellenabsorbierenden Werkstoff aufgebaut und besitzt eine luftdurchlässige Struktur. Dies kann eine Wabenstruktur oder eine aufgeschäumte poröse Struktur sein.Basically the fine filter constructed of a microwave-absorbing material and has an air-permeable Structure. This may be a honeycomb structure or a foamed porous structure be.

Für den Feinfilter wird vorzugsweise ein keramischer Filter oder ein Filter aus Kompositionswerkstoffen zur Luftreinigung verwendet. Dieser Feinfilter ist bezüglich seiner Luftdurchlässigkeit auf das zu filternde Luftvolumen pro Zeit ausgelegt. Dieser Filter kann aus einem porösen Keramikkörper, keramischen Fasern und deren Kompositionen bestehen. In bestimmten Ausführungsarten sind auch Metallpolymere im Feinfilter enthalten. Metallpolymere sind bekannt aus:

  • – D.D. Khalyarin et al: „Electrochemial growth and properties of LaMn1-xCoxO3 (0 < x ≤ 1) single crystrals", Cryst. Res. Technol. 38, No. 9, 748-754 (2003);
  • – Xian Ouyan et al: „A One-Dimensional Metallopolymer of 2,5-Dimethyl-N,N'-Dicyanoquinone Diimine (2,5-DM-DCNQ1)", Inorg. Chem. 1996, 35, 7188-7189;
  • – Paul W. Cyr et al: „Quantum dots in a metallopolymer host: studies of composites of polyferrocenes and CdSe nanocrystals," J. Mater. Chem, 2003, 13, 2213-2219;
  • – Christopher L. Kean et al: "A low band gap conjugated metrallopolymer with nickel bis (dithiolene) crosslinks", Chem. Commun, 2001, 815-816;
For the fine filter, a ceramic filter or a filter made of composite materials for air purification is preferably used. This fine filter is designed with respect to its air permeability to the air volume to be filtered per time. This filter may consist of a porous ceramic body, ceramic fibers and their compositions. In certain embodiments, metal polymers are also included in the fine filter. Metal polymers are known from:
  • DD Khalyarin et al .: "Electrochemical growth and properties of LaMn 1-x Co x O 3 (0 <x ≤ 1) single crystrals", Cryst. Res. Technol. 38, No. 9, 748-754 (2003);
  • Xian Ouyan et al: "A One-Dimensional Metallo Polymer of 2,5-Dimethyl-N, N'-Dicyanoquinone Diimine (2,5-DM-DCNQ1)", Inorg. Chem. 1996, 35, 7188-7189;
  • Paul W. Cyr et al: "Quantum dots in a metallo polymer host: studies of composites of polyferrocenses and CdSe nanocrystals," J. Mater Chem, 2003, 13, 2213-2219;
  • Christopher L. Kean et al: "A low band gap conjugated metrallopolymer with nickel bis (dithiolene) crosslinks", Chem. Commun, 2001, 815-816;

Durch die Verwendung von Metallpolymeren im Feinfilter kann die Reinigungsvorrichtung auch bei Klima- und Filtersystemen auf dem medizinischen Sektor zur biologischen, antimikrobiellen oder virologischen Reinigung der Luft verwendet werden. Metallpolymere sind auch bei hohen Temperaturen beständig und können bis 800°C belastet werden. Ferner können Metallpolymere Mikrowellen absorbieren und besitzen antimikrobielle Eigenschaften.By the use of metal polymers in the fine filter may be the cleaning device also in air conditioning and filter systems in the medical sector for biological, antimicrobial or virological purification used in the air. Metal polymers are also at high temperatures resistant and can up to 800 ° C be charged. Furthermore, can Metal polymers absorb microwaves and have antimicrobial properties Properties.

Bei einer weiteren Ausführungsform besteht der Feinfilter aus Keramik und katalytisch aktiven, mikrowellenempfindlichen Zusatzwerkstoffen. Diese Zusatzwerkstoffe sind beispielsweise „elektronische Bronzen" oder Oxidbronzen, wie NaxV2O5, die als komplexe Oxidsysteme in Kombination mit Mikrowellenenergie den Wirkungsgrad des Filters erhöhen. Diese Zusatzwerkstoffe zeichnen sich durch katalytische Wirkung, effektive Oxidation von Gasen, wie NO, CO, SO, von Kohlenwasserstoffen und von anderer gesundheitsschädlicher Luftbestandteile sowie durch Zerstörung von Mikroben und Bakterien aus. Diese speziellen Wirkungen beinhalten weiterhin die Beseitigung von Geruchsmolekülen. Beispiele für elektronische Bronzen sind noch bekannt aus:

  • – A Kuzmin et al: „X-Ray Absorption Study of the Short Range Order of Tungsten and Molybdenum Ions in BaO-P2O5-WO3 and CaO-P2O5-MoO3 Glasses", J. Phys. IV France 7 (1997), C2 – 971-973;
  • – A. Kuzmin et al: «X-ray diffraction, extended x-ray absorption fine structure and Raman spectroscopy studies of WO3 powders and (1-x)WO3-y-xReO2 mixtures", Journal of applied Physics, Vol. 84, No. 10, 1998, 5515-5524;
  • – Ozerov RP et al: "Electron density in the sodium vanadium oxide bronze beta-Na(x)V(2)O(5) at 9 K"; Acta Crystallogr. B 2001, Jun; 57(Pt 3): 244-50;
In another embodiment, the fine filter consists of ceramic and catalytically active, microwave-sensitive filler materials. These additional materials are, for example, "electronic bronzes" or oxide bronzes, such as Na x V 2 O 5 , which increase the efficiency of the filter as complex oxide systems in combination with microwave energy.These filler materials are characterized by catalytic action, effective oxidation of gases, such as NO, CO , SO, hydrocarbons and other harmful air constituents, as well as the destruction of microbes and bacteria, and these specific effects include the elimination of odor molecules.Examples of electronic bronzes are still known from:
  • A Kuzmin et al: "X-Ray Absorbance Study of the Short Range Order of Tungsten and Molybdenum Ions in BaO-P 2 O 5 -WO 3 and CaO-P 2 O 5 -MoO 3 Glasses", J. Phys. IV France 7 (1997), C2-971-973;
  • - A. Kuzmin et al: "X-ray diffraction, extended x-ray absorption fine structure and Raman spectroscopy studies of WO3 powders and (1-x) WO3-y -xReO 2 Mixtures", Journal of applied Physics, Vol 84, No. 10, 1998, 5515-5524;
  • - Ozerov RP et al: "Electron density in the sodium vanadium oxide bronze beta-Na (x) V (2) O (5) at 9 K"; Acta Crystallogr. B 2001, Jun; 57 (Pt 3): 244-50;

Eine Abschirmung kann so ausgebildet sein, dass sie den Feinfilter umhüllt und die Umgebung des Filtersystems vor Mikrowellenstrahlung schützt. Ferner kann die Abschirmung so ausgebildet sein, dass die zugeführte Mikrowellenenergie auf bestimmte Bereiche des Feinfilters konzentriert wird und nach außen isoliert wird. Ferner können die Abschirmung und der Feinfilter beweglich zueinander angeordnet sein, um die Mikrowellenstrahlung nur segmentweise oder in begrenzter Fläche auf den Feinfilter einzuleiten. Hier kann entweder das Feinfilter oder die Abschirmung oder können beide beweglich angeordnet sein. Durch das Erhitzen des Feinfilters verdampfen weitere Luftfeuchtigkeitsanteile und kondensieren an der Abschirmung. Luftfeuchtigkeit, die an der Abschirmung kondensiert ist, wird durch die Abschirmung abgeführt.A shield may be formed so as to envelop the fine filter and protect the environment of the filter system from microwave radiation. Further, the shield may be formed so that the supplied microwave energy is concentrated on certain areas of the fine filter and isolated to the outside. Furthermore, the shield and the fine filter can be arranged to be movable relative to each other, to the microwave radiation only in segments or in a limited area on the Initiate fine filter. Here, either the fine filter or the shield or both can be arranged to be movable. By heating the fine filter evaporate more humidity components and condense on the shield. Humidity condensed on the shield is dissipated by the shield.

Die Mikrowelleneinheit kann eine Mikrowellenquelle, ein Netzteil und eine Steuereinheit aufweisen. Durch die Mikrowellenstrahlung wird der Feinfilter regeneriert und/oder werden die katalytischen Eigenschaften des Feinfilters aktiviert. Die Mikrowelleneinheit in Verbindung mit dem Feinfilter bildet eine wesentliche Baugruppe des Luftreinigungssystems. Die Mikrowellenquelle befindet sich im überwiegenden Fall außerhalb des abgeschirmten Mikrowellenraums.The Microwave unit can be a microwave source, a power supply and have a control unit. By the microwave radiation is the fine filter regenerates and / or the catalytic properties of the fine filter activated. The microwave unit in connection with the fine filter forms an essential assembly of the air purification system. The Microwave source is mostly outside the shielded microwave space.

Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung noch näher erläutert.Based The figures will be based on embodiments the invention even closer explained.

Es zeigtIt shows

1 als Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der Luftreinigungsvorrichtung, welche in Funktionskaskaden verschiedene Baugruppen enthält; 1 as a block diagram of an embodiment of the air purification device, which contains different modules in function cascades;

2 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform für ein Grobfilter, welches beim Ausführungsbeispiel der 1 zur Anwendung kommen kann; und 2 a schematic representation of an embodiment of a coarse filter, which in the embodiment of the 1 can be used; and

3 eine Ausführungsform für eine ein Feinfilter, eine Abschirmung und eine Mikrowelleneinheit enthaltende Baugruppe, welche beim Ausführungsbeispiel der 1 zum Einsatz kommen kann. 3 an embodiment for a fine filter, a shield and a microwave unit containing assembly, which in the embodiment of the 1 can be used.

Das in den Figuren schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel einer Luftreinigungsvorrichtung 1 beinhaltet in der Funktionskaskade als erste Baugruppe einen Grobfilter 2, mit dem grobe Schmutz- und Fettpartikel aus der zu reinigenden Luft beseitigt werden. Der Grobfilter 2 beinhaltet einen luftdurchlässigen Filterkörper 9 aus Edelstahl, Aluminium oder einer anderen geeigneten Legierung, welche elektrisch leitend ist. Der Filterkörper kann als Gewebe, Gestrick oder Filtermatte ausgebildet sein. Der Filterkörper für das Grobfilter kann auch aus einer oder mehreren Blechplatten mit ausgestanzten und gebogenen Lamellen bestehen. Insbesondere zur Erzielung einer thermoelektrischen Kühlung (Peltier-Effekt) eignet sich ein Filterkörper aus gestanztem und/oder gebogenem Blech, auf das vorher eine geeigneten Beschichtung aufgebracht wurde. Zur Erzielung der thermoelektrischen Kühlung (Pettier-Effekt) kann der Filterkörper 9 (2) mit einer Beschichtung 10, beispielsweise mit Bismuth (Bi) oder ähnlichen thermoelektrischen Werkstoffen beschichtet sein. Über entsprechende elektrische Kontakte 11, 12 wird zur Erzielung eines thermoelektrischen Stromes zwischen einem Filtergrundkörper 13 aus elektrisch leitendem Material und der ebenfalls elektrisch leitenden Beschichtung 10 eine elektrische Spannung U zur Erzielung der thermoelektrischen Kühlung angelegt. Diese Spannung U (Gleichspannung) kann in Abhängigkeit von der Art der Beschichtung 10 und insbesondere der Dicke der Beschichtung 10 im Bereich von 1V bis 20V liegen. Hierdurch wird die Oberfläche des beschichteten Filterkörpers 9 abgekühlt und man erreicht zur Entfernung von Flüssigkeitsanteilen aus der Luft eine Kondensierung der Flüssigkeit, die dann abgeführt wird.The embodiment of an air purification device shown schematically in the figures 1 contains in the function cascade as the first module a coarse filter 2 , which removes coarse dirt and grease particles from the air to be cleaned. The coarse filter 2 includes an air-permeable filter body 9 stainless steel, aluminum or other suitable alloy which is electrically conductive. The filter body may be formed as a fabric, knitted fabric or filter mat. The filter body for the coarse filter may also consist of one or more sheet metal plates with punched and curved blades. In particular, to achieve a thermoelectric cooling (Peltier effect), a filter body made of stamped and / or bent sheet, to which a suitable coating has previously been applied. To achieve the thermoelectric cooling (Pettier effect), the filter body 9 ( 2 ) with a coating 10 For example, be coated with bismuth (Bi) or similar thermoelectric materials. Via appropriate electrical contacts 11 . 12 is used to obtain a thermoelectric current between a filter body 13 made of electrically conductive material and also electrically conductive coating 10 applied an electrical voltage U to achieve the thermoelectric cooling. This voltage U (DC voltage) can vary depending on the type of coating 10 and in particular the thickness of the coating 10 range from 1V to 20V. As a result, the surface of the coated filter body 9 cooled and you reached to remove liquid fractions from the air, a condensation of the liquid, which is then removed.

Die zweite Baugruppe bildet ein Feinfilter 3 mit einer Abschirmung 4 und eine Mikrowelleneinheit 5, welche in 1 schematisch dargestellt ist. Mit der Abschirmung 4 kann der Feinfilter 3 ganz oder teilweise abgedeckt werden, so dass die Umgebung gegenüber der von der Mikrowelleneinheit 5 abgegebenen Mikrowellenstrahlung geschützt wird.The second module forms a fine filter 3 with a shield 4 and a microwave unit 5 , what a 1 is shown schematically. With the shield 4 can the fine filter 3 be covered in whole or in part, so that the environment opposite to that of the microwave unit 5 emitted microwave radiation is protected.

Beispielsweise können die Abschirmung 4 und der Feinfilter 3 gegeneinander beweglich sein, wobei die von der Mikrowelleneinheit 5 abgegebene Mikrowellenenergie dem Feinfilter 3 segmentweise oder auf einer begrenzten Fläche des Feinfilters zugeführt wird.For example, the shield 4 and the fine filter 3 be movable against each other, wherein the of the microwave unit 5 emitted microwave energy to the fine filter 3 segment by segment or on a limited area of the fine filter is supplied.

Bei der in der 3 schematisch dargestellten Ausführungsform der zweiten Baugruppe ist der Feinfilter 3 um eine Achse 14 in einem Gehäuse 17 drehbar gelagert. Das Innere des Gehäuses 17 ist in zwei Bereiche unterteilt. In den einen Bereich wird die Mikrowellenstrahlung der Mikrowelleneinheit 5 auf einen Teil des Feinfilters 3 gerichtet. Im anderen Bereich des Gehäuses 17 befindet sich der Teil des Feinfilters 3, durch welchen die zu reinigende Luft geleitet wird. Hierzu wird die Luft durch eine beispielsweise rohrförmig ausgebildete Luftleitung 15 vom Grobfilter 2 in das Gehäuseinnere geleitet. Die durch den Feinfilter 3 gelangte Luft wird durch eine weitere Luftleitung 16 aus dem Gehäuse transportiert und beispielsweise einer Steuereinheit 6, welche im einzelnen noch erläutert wird, zugeleitet. Für den Transport der zu reinigenden Luft sorgt eine Lüftereinheit 7, wie aus 1 zu ersehen ist. Anstelle der Drehbewegung, mit welcher ein Teil des Feinfilters 3 in den Bestrahlungsbereich und ein Teil des Feinfilters 3 in den Luftreinigungsbereich im Gehäuse 17 gebracht werden, kann auch eine andere Bewegung, beispielsweise Translationsbewegung oder eine überlagerte Rotations- und Translationsbewegung angewendet werden. Wie aus 3 zu ersehen ist, ist zumindest der Bestrahlungsbereich, in welchem der zu regenerierende und/oder zu entfeuchtende Teil des Feinfilters 3 sich befindet, mit einer Abschirmung 4, welche strichliert dargestellt ist, versehen. Die Abschirmung 4 kann an der Innenseite des Gehäuses 17 vorgesehen sein und den Bestrahlungsbereich vom Luftreinigungsbereich im Gehäuseinnern trennen. Es ist natürlich auch möglich, die Abschirmung 4 an der gesamten Gehäuseinnenseite vorzusehen. Die Mikrowelleneinheit 5 kann dann auch so angeordnet werden, dass der gesamte von der zu reinigenden Luft durchströmte Feinfilter 3 mit der Mikrowellenstrahlung bestrahlt wird.When in the 3 schematically illustrated embodiment of the second assembly is the fine filter 3 around an axis 14 in a housing 17 rotatably mounted. The interior of the housing 17 is divided into two areas. In one area, the microwave radiation of the microwave unit 5 on a part of the fine filter 3 directed. In the other area of the housing 17 is the part of the fine filter 3 through which the air to be purified is passed. For this purpose, the air through an example tubular-shaped air duct 15 from the coarse filter 2 directed into the housing interior. The through the fine filter 3 reached air is through another air line 16 transported from the housing and, for example, a control unit 6 , which will be explained in detail, forwarded. A fan unit ensures the transport of the air to be cleaned 7 , like out 1 can be seen. Instead of the rotary motion, with which a part of the fine filter 3 in the irradiation area and part of the fine filter 3 in the air cleaning area in the housing 17 can be brought, another movement, such as translational movement or a superimposed rotational and translational movement can be applied. How out 3 it can be seen, is at least the irradiation area, in which the part of the fine filter to be regenerated and / or to be dehumidified 3 is located, with a shield 4 , Which dashed lines is provided. The shield 4 can be on the inside of the case 17 be provided and separate the irradiation area of the air cleaning area inside the housing. Of course it is also possible the shielding 4 provided on the entire inside of the housing. The microwave unit 5 can then be arranged so that the entire flowed through by the air to be purified fine filter 3 is irradiated with the microwave radiation.

Hierdurch lässt sich ein kontinuierliches oder periodisches Luftreinigungsverfahren erreichen, wobei eine kontinuierliche oder periodische Regenerierung und Entfeuchtung des Feinfilters 3 durch die Aufheizung mittels der Mikrowellenstrahlung erzielt wird. Ferner kann durch die Einlagerung von katalytisch aktiven und mikrowellenempfindliche Zusatzwerkstoffe, die in den keramischen Filterwerkstoff eingebunden oder eingesintert sind, eine katalytische Luftreinigung bei der kontinuierlichen oder periodischen Mikrowellenbestrahlung erreicht werden.This can achieve a continuous or periodic air purification process, with a continuous or periodic regeneration and dehumidification of the fine filter 3 is achieved by the heating by means of the microwave radiation. Furthermore, by the incorporation of catalytically active and microwave-sensitive filler materials, which are incorporated or sintered into the ceramic filter material, a catalytic air purification in the continuous or periodic microwave irradiation can be achieved.

Die durch den Feinfilter strömende Luft wird gereinigt, wobei der Feinfilter 3 durch die Mikrowellenbestrahlung regeneriert wird.The air flowing through the fine filter is cleaned, with the fine filter 3 is regenerated by the microwave irradiation.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie beispielsweise in 3 gezeigt ist, strömt die verunreinigte Luft durch einen Bereich oder ein Segment des Feinfilters 3, während ein anderer Bereich bzw. ein anderes Segment des Feinfilters 3 zeitgleich durch die Mikrowellenaufheizung regeneriert wird. Die Aufheiztemperaturen sind abhängig vom Verschmutzungsgrad und können in einem Temperaturbereich von 200°C bis 1200°C eingestellt werden. Ferner kann dabei die Luft am Grobfilter entfeuchtet werden.In a preferred embodiment, as for example in 3 is shown, the contaminated air flows through an area or a segment of the fine filter 3 while another area or segment of the fine filter 3 is regenerated at the same time by the microwave heating. The heating temperatures depend on the degree of soiling and can be set in a temperature range from 200 ° C to 1200 ° C. Furthermore, the air can be dehumidified on the coarse filter.

Zusätzlich ist es möglich, restliche Luftfeuchtigkeitsanteile im Feinfilter bei der Aufheizung durch die Mikrowellenbestrahlung zu verdampfen und an der Abschirmung 4 zu kondensieren. Das Kondensat kann dann von der Abschirmung 4 in einfacher Weise beseitigt werden. Man erreicht hierdurch eine zweite Stufe der Luftentfeuchtung.In addition, it is possible to evaporate residual air moisture content in the fine filter during heating by the microwave irradiation and on the shield 4 to condense. The condensate can then be removed from the shield 4 be easily eliminated. This achieves a second stage of dehumidification.

Die Steuereinheit 6 in der Luftreinigungsvorrichtung 1 erhält von verschiedenen nicht näher dargestellten Sensoren Signale, welche den Verschmutzungsgrad der durchströmenden Luft, die in der zu reinigenden Luft enthaltene Luftfeuchtigkeit, die Temperatur der durchströmenden Luft, Ozonwerte sowie den Verschmutzungsgrad des Grob- und Feinfilters angeben. In Abhängigkeit von diesen Informationssignalen, die in der Steuereinheit 6 rechnergestützt verarbeitet werden, wird die gesamte Luftreinigungsvorrichtung und insbesondere die Relativbewegung von Feinfilter 3 und Abschirmung 4 gegeneinander sowie die von der Mikrowelleneinheit 5 abgegebene Mikrowellenstrahlung gesteuert.The control unit 6 in the air purification device 1 receives from various sensors, not shown, signals indicating the degree of contamination of the air flowing through, the humidity contained in the air to be cleaned, the temperature of the air flowing through, ozone levels and the degree of soiling of the coarse and fine filters. In response to these information signals stored in the control unit 6 computer-aided processing, the entire air cleaning device and in particular the relative movement of fine filter 3 and shielding 4 against each other as well as from the microwave unit 5 emitted microwave radiation controlled.

Ferner ist die Lüftereinheit 7 vorgesehen, welche die Durchströmung der einzelnen Funktionskaskaden mit der zu reinigenden Luft, insbesondere des Grobfilters 2 und des Feinfilters 3 regelt. Die Steuerungen der Lüftereinheit 7 und der Regenerierungs- und Entfeuchtungsschritte für den Feinfilter 3 werden von der Steuereinheit 6 durchgeführt.Furthermore, the fan unit 7 provided, which the flow through the individual function cascades with the air to be cleaned, in particular the coarse filter 2 and the fine filter 3 regulates. The controls of the fan unit 7 and the regeneration and dehumidification steps for the fine filter 3 be from the control unit 6 carried out.

Die Steuereinheit 6 kann ferner manuell von einem Bedienfeld 8 aus mit von einer Bedienungsperson veranlassten Betätigungssignalen gegebenenfalls zusätzlich oder allein gesteuert werden.The control unit 6 can also be done manually from a control panel 8th optionally be controlled in addition or alone with actuated by an operator actuating signals.

11
LuftreinigungsvorrichtungAir cleaner
22
Grobfiltercoarse filter
33
Feinfilterfine filter
44
Abschirmungshielding
55
Mikrowelleneinheitmicrowave unit
66
Steuereinheitcontrol unit
77
Lüftereinheitfan unit
88th
BedienfeldControl panel
99
Filterkörperfilter body
1010
Beschichtungcoating
11,1211.12
elektrische Kontakteelectrical contacts
1313
FiltergrundkörperFilter body
1414
Achseaxis
15,1615.16
Luftleitungenair lines
1717
Gehäusecasing

Claims (19)

Verfahren zur Reinigung von Luft, insbesondere Raumluft, bei dem die zu reinigende Luft durch wenigstens ein Filter transportiert wird und flüchtige Fettreste und Schmutzpartikel entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen der Fettreste und Schmutzpartikel die Luft anschließend durch ein Feinfilter geleitet wird, welches mittels kontinuierlicher oder periodischer Mikrowellenstrahlung aufgeheizt wird.A method for purifying air, in particular room air, in which the air to be cleaned is transported through at least one filter and volatile fat residues and dirt particles are removed, characterized in that after removal of the fat residues and dirt particles, the air is then passed through a fine filter, which is heated by continuous or periodic microwave radiation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Feinfilter, insbesondere bei der Mikrowellenstrahlung eine katalytische Luftreinigung durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that with the fine filter, especially in the microwave radiation a catalytic air purification is performed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufheizen des Feinfilters Feuchtigkeitsanteile aus der zu reinigenden Luft entfernt werden.Method according to claim 1 or 2, characterized that when heating the fine filter moisture content from the be removed to be cleaned air. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeitsanteile beim Aufheizen des Feinfilters verdampft und für die endgültige Beseitigung der Dampf kondensiert wird.Method according to claim 3, characterized that the moisture content evaporates during heating of the fine filter and for the final elimination the steam is condensed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinfilter segmentweise mit der Mikrowellenstrahlung aufgeheizt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the fine filter is heated in segments with the microwave radiation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Mikrowellenstrahlung der Feinfilter regeneriert und/oder katalytische Eigenschaften des Feinfilters zur Luftreinigung aktiviert werden.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that regenerates with the microwave radiation of the fine filter and / or catalytic properties of the fine filter activated for air purification become. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenbestrahlung des Feinfilters und/oder die transportierte Luftmenge in Abhängigkeit von wenigstens einem der Parameter Verschmutzungsgrad der Luft, Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur, Ozonwerte der Luft, Verschmutzungsgrad des Filters bzw. der Filter gesteuert werden oder wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized that the microwave irradiation of the fine filter and / or the transported air quantity dependent on of at least one of the parameters degree of pollution of the air, Humidity, air temperature, ozone levels of the air, level of pollution the filter or the filter can be controlled or will. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zu reinigende Luft durch einen bestimmten Bereich des Feinfilters geleitet wird, während zeitgleich ein anderer Filterbereich mittels der Mikrowellenstrahlung regeneriert wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the air to be purified through a certain area of the fine filter is being conducted while at the same time another filter area by means of the microwave radiation is regenerated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Mikrowellenstrahlung bestrahlte Filterbereich auf 200°C bis 1200°C aufgeheizt wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized that the irradiated with the microwave radiation filter area on Heated to 200 ° C to 1200 ° C. becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Mikrowellenstrahlung Luft am Grobfilter entfeuchtet wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized that the microwave radiation dehumidifies air at the coarse filter becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Feinfilter NO, CO oxidiert werden.Method according to one of claims 1 to 10, characterized that NO, CO are oxidized in the fine filter. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Feinfilter gesundheitsschädliche Luftbestandteile beseitigt und Mikroben und Bakterien zerstört werden.Method according to one of claims 1 to 11, characterized that eliminates harmful air components in the fine filter and microbes and bacteria destroyed become. Vorrichtung zur Reinigung von Luft, insbesondere Raumluft mit wenigstens einem Filter und einer Mikrowelleneinrichtung zum Bestrahlen des wenigstens einen Filter und wenigstens einer Fördereinrichtung, mit welcher die zu reinigende Luft durch den Filter transportiert wird, gekennzeichnet durch die Hintereinanderschaltung eines luftdurchlässigen Grobfilters (2) und eines luftdurchlässigen Feinfilters (3) in Transportrichtung der Luft, wobei die Mikrowelleneinrichtung (5) zum Bestrahlen des Feinfilters (3) angeordnet ist.Device for cleaning air, in particular room air, with at least one filter and a microwave device for irradiating the at least one filter and at least one conveying device, with which the air to be cleaned is transported through the filter, characterized by the series connection of an air-permeable coarse filter ( 2 ) and an air-permeable fine filter ( 3 ) in the transport direction of the air, wherein the microwave device ( 5 ) for irradiating the fine filter ( 3 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Feinfilter (3) aus einem temperaturbeständigen und luftdurchlässigen und mikrowellenabsorbierenden Werkstoff, insbesondere Keramik besteht.Apparatus according to claim 13, characterized in that the fine filter ( 3 ) consists of a temperature-resistant and air-permeable and microwave-absorbing material, in particular ceramic. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterwerkstoff des Feinfilters (3) katalytisch aktive, insbesondere durch die Mikrowellenenergie aktivierbare Zusatzwerkstoffe aufweist.Apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that the filter material of the fine filter ( 3 ) catalytically active, in particular activatable by the microwave energy filler materials. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinfilter (3) von einer die Mikrowellenstrahlung abschirmenden Abschirmung (4) ganz oder teilweise umhüllt ist.Device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the fine filter ( 3 ) of a shielding the microwave radiation shielding ( 4 ) is completely or partially wrapped. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (4) und der Feinfilter (3) relativ zueinander beweglich sind.Apparatus according to claim 15, characterized in that the shield ( 4 ) and the fine filter ( 3 ) are movable relative to each other. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowelleneinrichtung (15) eine Mikrowellenquelle aufweist, die außerhalb des den Feinfilter (3) aufweisenden Mikrowellenraums angeordnet ist.Device according to one of claims 13 to 17, characterized in that the microwave device ( 15 ) has a microwave source outside of the fine filter ( 3 ) having microwave space is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Grobfilter (2) einen metallischen Filterkörper aufweist, dessen Oberfläche mit Bismuth beschichtet ist und eine elektrische Spannung zwischen der Bismuthschicht und dem Filterkörper zur Erzielung einer thermoelektrischen Oberflächenkühlung anlegbar ist.Apparatus according to claim 13, characterized in that the coarse filter ( 2 ) has a metallic filter body whose surface is coated with bismuth and an electrical voltage between the bismuth layer and the filter body to achieve a thermoelectric surface cooling can be applied.
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