DE102020214983A1

DE102020214983A1 - Luftreinigungseinrichtung

Info

Publication number: DE102020214983A1
Application number: DE102020214983.6A
Authority: DE
Inventors: Daniel Eberle; Matthias Schall
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2022-06-02

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftreinigungseinrichtung (1) zum Reinigen von Luft, welche einen photokatalytischen Luftreiniger (17) zum Reinigen der Luft aufweist. Eine verbesserte Luftreinigung sowie eine kostengünstige Umsetzung und ein reduzierter Druckabfall werden dadurch erreicht, dass ein Photokatalysator (18) des Luftreinigers (17) an einer Innenseite (16) eines Diffusors (9) angeordnet ist.Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Klimaanlage (2) mit einer solchen Luftreinigungseinrichtung (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftreinigungseinrichtung, insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, welche einen photokatalytischen Luftreiniger aufweist.
Es ist bekannt, Luft vor dem Zuführen in einen Innenraum, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, zu reinigen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Luftpartikelfilter aus einem Luftfiltermedium einzusetzen. Der Luftpartikelfilter ist dabei in einem Kanalsystem angeordnet, welches einen Strömungspfad der Luft begrenzt. Strömt Luft durch derartige Luftpartikelfilter, so werden aus der Luft Partikel ausgeschieden. Luftpartikelfilter kommen daher überwiegend zum Ausscheiden von Schadstoffen aus Luft zum Einsatz. Zum Filtern von Schadgasen ist es bekannt, Aktivkohle einzusetzen. Denkbar ist es dabei, sowohl den Luftpartikelfilter als auch die Aktivkohle einzusetzen. Die Aktivkohle kann hierbei als eine Schicht auf dem Filtermedium aufgebracht sein. Bekannt ist es auch, die Aktivkohle in Strömungsrichtung der Luft neben dem Filtermedium anzuordnen. Nachteilig hierbei ist, dass durch die Kombination des Filtermediums und der Aktivkohle ein verhältnismäßig großer Druckabfall in der Luft resultiert. Somit ist es notwendig, eine Fördereinrichtung zum Fördern der Luft entsprechend größer oder leistungsfähiger zu dimensionieren. Dies ist aber oftmals, beispielsweise beim Einsatz in begrenzten Bauräumen und/oder definierten Rahmenbedingungen, nicht möglich. Aktivkohle hat ferner den Nachteil, dass besagte Schadgase und Gerüche in der Aktivkohle bis zu einer Sättigungsgrenze gespeichert werden. Ist die Sättigungsgrenze erreicht, werden also die Schadgase und Gerüche nicht mehr aus der Luft gereinigt. Zudem können beim Auftreten entsprechender thermodynamischer Randbedingungen die zuvor aufgenommenen Schadgase und Gerüche wieder freigesetzt werden.
Aus dem Stand der Technik ist es daher bekannt, zum Entfernen von Schadgasen und Gerüchen aus Luft photokatalytische Luftreiniger einzusetzen. Derartige photokatalytische Luftreiniger umfassen in der Regel einen Photokatalysator sowie eine Strahlungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen von passenden elektromagnetischen Strahlen, insbesondere von passendem Licht, welche den Photokatalysator zur Photokatalyse aktiviert. Der aktivierte Photokatalysator ist dabei in der Lage, die Zusammensetzung der Schadgase und Gerüche zu ändern und somit die Luft zu reinigen.
Eine Luftreinigungseinrichtung mit einem derartigen photokatalytischen Luftreiniger ist beispielsweise aus der WO 03/086793 A1 bekannt. Hierbei ist der Photokatalysator auf dem Filtermedium eines Luftpartikelfilters aufgebracht. In der Folge führt der Photokatalysator zu einem Druckabfall in der durch die Luftreinigungseinrichtung strömenden Luft. Zudem sind Luftpartikelfilters in der Regel nach einer gewissen Lebensdauer auszutauschen. Dies führt zu einem erhöhten Aufwand und erhöhten Kosten bei der Herstellung und im Betrieb des Luftpartikelfilters und der Luftreinigungseinrichtung.
Aus der DE 10 2016 120 656 A1 ist eine Luftreinigungseinrichtung bekannt, bei welcher der Photokatalysator auf einem Aktivkohle umspannenden Vlies aufgebracht ist. Dementsprechend erfolgt hierdurch ein entsprechender Druckabfall in der Luft.
Eine weitere solche Luftreinigungseinrichtung ist aus der WO 2017/162577 A1 bekannt. Bei dieser Luftreinigungseinrichtung ist der Photokatalysator der Strahlungserzeugungseinrichtung gegenüberliegend in einem Kanal der Luftreinigungseinrichtung angeordnet. Um die Wechselwirkung der Luft und somit der Schadgase und/oder Gerüche mit dem Photokatalysator zu erhöhen, sind im Kanal mehrere Luftleitelemente angeordnet. Dies führt zu einer aufwändigen Herstellung der Luftreinigungseinrichtung. Zudem können auf diese Weise sowohl ein Druckabfall in der Luft als auch unerwünschte Geräuschentwicklungen entstehen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für eine Luftreinigungseinrichtung der eingangs genannten Art sowie für eine Klimaanlage mit einer solchen Luftreinigungseinrichtung verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, die sich durch eine verbesserte Luftreinigung bei zugleich vereinfachter Umsetzung und reduziertem Druckverlust auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einer Luftreinigungseinrichtung mit einem photokatalytischen Luftreiniger einen Photokatalysator des photokatalytischen Luftreinigers an einem Diffusor anzuordnen. Hierbei wird die Kenntnis genutzt, dass im Diffusor betriebsbedingt hohe Turbulenzen herrschen, sodass der Photokatalysator mit der zu reinigenden Luft großflächig und für eine erhöhte Dauer in Kontakt steht. In der Folge wird die Luft mit dem Photokatalysator effektiver und verbessert gereinigt. Zudem ist aufgrund der herrschenden Strömungsgeschwindigkeiten im Diffusor der von dem Photokatalysator verursachte Druckabfall in der Luft zumindest reduziert. Der Druckabfall wird weiter dadurch reduziert, dass der Photokatalysator an einer Innenseite des Diffusors, welche einen Strömungspfad der Luft begrenzt, angebracht ist. Das Vorsehen des Photokatalysators an der Innenseite des Diffusors ermöglicht es ferner, den Photokatalysator großflächig und somit mit einer erhöhten Kontaktfläche mit der Luft bereitzustellen, sodass wiederum eine verbesserte Luftreinigung erreicht ist. Mit dem erfindungsgemäßen Gedanken erfolgt also eine effektive Reinigung der Luft mit dem photokatalytischen Luftreiniger bei einem zugleich reduzierten Druckabfall. Darüber hinaus wird zum Unterbringen des photokatalytischen Luftreinigers, insbesondere des Photokatalysators, ein ohnehin bereits vorhandener und in der Regel nicht anderweitig genutzter Bauraum in der Luftreinigungseinrichtung, nämlich im Diffusor, genutzt. Daraus resultieren eine bauraumsparende Ausbildung der Luftreinigungseinrichtung sowie ein Vorsehen des photokatalytischen Luftreinigers mit zumindest reduzierten Anpassungen der Luftreinigungseinrichtung. Auf diese Weise wird also bei erhöhter Effizienz der Luftreinigung und reduziertem Druckabfall eine einfache und kostengünstige Herstellung der Luftreinigungseinrichtung realisiert.
Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Luftreinigungseinrichtung den photokatalytischen Luftreiniger auf. Der photokatalytische Luftreiniger umfasst den Photokatalysator sowie die Strahlungserzeugungseinrichtung. Der Photokatalysator ist im Strömungspfad der Luft angeordnet. Die Strahlungserzeugungseinrichtung erzeugt im Betrieb elektromagnetische Strahlen, insbesondere Licht, zur Aktivierung des Photokatalysators, welches auf den Photokatalysator gelangt. Die Luftreinigungseinrichtung weist ferner den Diffusor auf. Der Diffusor begrenzt hierbei den Störungspfad der Luft mit der Innenseite des Diffusors, wobei der Photokatalysator an der Innenseite angeordnet ist.
Der photokatalytische Luftreiniger dient dem Reinigen der Luft von Schadgasen und Gerüchen, insbesondere unangenehmen Gerüchen.
Unter Schadgase sind vorliegend insbesondere Kohlenwasserstoffe, Stickoxide und dergleichen zu verstehen, welche eine negative Einwirkung auf die Gesundheit haben können, insbesondere gesundheitsgefährdend sind.
Unter unangenehmen Gerüchen sind vorliegend insbesondere Ammoniak, Trimethylamin, Schwefelwasserstoff und dergleichen zu verstehen.
Die von der Strahlungserzeugungseinrichtung erzeugten elektromagnetischen Strahlen gelangen auf den Photokatalysator und aktivieren den Photokatalysator zur Photokatalyse. Im Betrieb wandelt die somit erreichte Photokatalyse die Schadgase Gerüche um Insbesondere erfolgt dabei eine bioaktive bzw. biofunktionale Umwandlung. Insbesondere werden dabei Keime, Bakterien und dergleichen abgetötet. Zu diesem Zweck sind die Strahlungserzeugungseinrichtung und der Photokatalysator entsprechend ausgestaltet. Insbesondere erzeugt die Strahlungserzeugungseinrichtung zu diesem Zweck UV-Licht, insbesondere mit Wellenlängen unterhalb von 390 nm. Der Photokatalysator kann zu diesem Zweck beispielsweise Titandioxid und somit TiO₂ und dergleichen aufweisen, insbesondere Titandioxid und dergleichen sein.
Der Photokatalysator kann eine oder mehrere Schichten aufweisen. Der Photokatalysator kann hierbei einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Photokatalysator Partikel aufweisen, die an der Innenseite aufgebracht sind.
Die von der Strahlungserzeugungseinrichtung erzeugten elektromagnetischen Strahlen können prinzipiell unmittelbar auf den Photokatalysator gelangen. Das heißt, dass die Strahlungserzeugungseinrichtung im Betrieb den Photokatalysator mit den erzeugten elektromagnetischen Strahlen anstrahlt.
Vorstellbar sind auch Ausführungsformen, bei denen die erzeugten elektromagnetischen Strahlen durch eine Umlenkung, beispielsweise durch eine reflektierende Fläche, auf den Photokatalysator gelangt.
Unter Diffusor ist vorliegend ein Kanalkörper zu verstehen, der einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei der Einlass entlang des Strömungspfads der Luft stromauf des Auslasses angeordnet ist, und wobei ein Strömungsquerschnitt des Diffusors vom Einlass bis zum Auslass, vorzugsweise gleichmäßig und/oder stetig, zunimmt.
Die Luftreinigungseinrichtung weist vorteilhaft eine Fördereinrichtung, insbesondere ein Gebläse, zum Fördern von Luft durch die die Luftreinigungseinrichtung auf.
Bevorzugt folgt auf die Fördereinrichtung der Diffusor. Das heißt, dass die Fördereinrichtung einen Auslass zum Auslassen der geförderten Luft aufweist, wobei der Auslass in den Diffusor mündet.
Der Diffusor, insbesondere der Kanalkörper, kann zumindest teilweise aus Kunststoff hergestellt sein.
Bevorzugt ist es, wenn der den Diffusor zumindest eine ebene und flache Innenseite aufweist, auf welcher der Photokatalysator aufgebracht ist. Somit wird ein einfaches und großflächiges Aufbringen des Photokatalysators an der Innenseite ermöglicht.
Als vorteilhaft gelten Ausführungsformen, bei denen die Innenseite des Diffusors zumindest einen schalldurchlässigen Abschnitt aufweist, wobei der Photokatalysator zumindest teilweise auf dem schalldurchlässigen Abschnitt aufgebracht ist. Der schalldurchlässige Abschnitt führt zu einer Reduzierung der im Diffusor in der Regel herrschenden hohen Schallbelastung, d. h. eine Reduzierung der von außen wahrnehmbaren Schallentwicklung. Durch die Schalldurchlässigkeit weist der Abschnitt ferner eine große Oberfläche auf, sodass der Photokatalysator entsprechend großflächig aufgebracht werden kann. Somit erfolgen also bei einer Reduzierung des von außen wahrnehmbaren Schalls zugleich eine Verbesserung der Luftreinigung und ein reduzierter Druckabfall in der Luft.
Der schalldurchlässige Abschnitt kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein.
Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen der schalldurchlässige Abschnitt zumindest teilweise ein Vliesstoff, vorzugsweise gänzlich ein Vliesstoff, ist, wobei der Photokatalysator auf dem Vliesstoff aufgebracht ist. Dies ermöglicht eine effektive Schallreduzierung und zugleich ein einfaches und großflächiges Aufbringen des Photokatalysators.
Das Aufbringen des Photokatalysators auf der Innenfläche des Diffusors kann beliebig ausgestaltet sein.
Vorstellbar ist es beispielsweise, den Photokatalysator mit der Innenseite zu fügen. Insbesondere kann dabei der Photokatalysator als eine Platte und/oder Folie an der Innenseite verklebt sein.
Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen der Photokatalysator an der Innenseite, besonders bevorzugt auf dem Vliesstoff, beschichtet ist. Dies ermöglicht ein großflächiges und einfaches Aufbringen des Photokatalysators, wobei zugleich die Funktionalität des Vliesstoffs als schalldurchlässiger Abschnitt zur Geräuschreduzierung nicht oder möglichst geringfügig beeinträchtigt wird. Zudem erlaubt es die Tiefenstruktur des Vliestoffs, den Photokatalysator sowohl entlang der Fläche als auch in der Tiefe des Vliesstoffs zu beschichten und führt somit insgesamt zu einer quasi dreidimensionalen Beschichtung mit dem Photokatalysator. Zugleich wird auf diese Weise der durch den Photokatalysator erzeugte Druckabfall in der Luft weiter reduziert, insbesondere minimiert.
Die Luftreinigungseinrichtung kann neben dem photokatalytischen Luftreiniger einen Luftpartikelfilter zum Filtern von Partikeln aus der Luft aufweisen. Somit wird die Gesamtreinigungswirkung der Luft mittels der Luftreinigungseinrichtung weiter verbessert.
Der Luftpartikelfilter weist zum Filtern der Partikel aus der Luft zweckmäßig ein Filtermedium auf. Durch die Reduzierung des mit dem photokatalytischen Luftreiniger bewirkten Druckabfalls in der Luft ist es hierbei möglich, den Luftpartikelfilter dicker und/oder dichter bereitzustellen. Auf diese Weise ist es möglich, Partikel besser und effektiver aus der Luft zu filtern. Darüber hinaus wird auf diese Weise die Sättigungsgrenze des Luftpartikelfilters erhöht. Das heißt, dass die Lebensdauer und/oder der Austauschzyklus des Luftpartikelfilters erhöht werden.
Bevorzugt ist es, wenn der Luftpartikelfilter in der Luftreinigungseinrichtung stromauf des photokatalytischen Luftreinigers, insbesondere stromauf des Photokatalysators, angeordnet ist. Auf diese Weise wird die photokatalytische Reinigung der Luft verbessert. Insbesondere werden auf diese Weise durch Partikel bedingte Verschmutzungen des photokatalytischen Luftreinigers vermieden oder zumindest reduziert.
Die Strahlungserzeugungseinrichtung kann prinzipiell eine einzige Strahlungsquelle zum Erzeugen der elektromagnetischen Strahlen aufweisen. Die Strahlungsquelle ist vorzugsweise halbleiterbasiert, insbesondere eine LED und/oder ein OLED.
Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Strahlungserzeugungseinrichtung zwei oder mehr Strahlungsquelleaufweist. Auf diese Weise ist ein homogenes und großflächiges Ausleuchten des Photokatalysators möglich.
Die Strahlungserzeugungseinrichtung weist zweckmäßig ferner eine Platine zum Ansteuern der zumindest einen Strahlungsquelle auf. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Platine außerhalb des vom Diffusor begrenzten Strömungspfads angeordnet. Dies führt zu einem reduzierten Druckabfall in der Luft und ferner zu einer Vermeidung von durch den Kontakt mit der Luft auftretenden Beeinträchtigungen und/oder Beschädigungen der Platine.
Die zum Strömungspfad beabstandete Anordnung der Platine ist beispielsweise dadurch realisiert, dass die Platine an einer von der Innenseite abgewandten Außenseite des Diffusors angeordnet ist.
Die zumindest eine Strahlungsquelle ist vorzugsweise am Diffusor aufgenommen. Insbesondere ist die zumindest eine Strahlungsquelle innenseitig des Diffusors angeordnet, sodass die Strahlungsquelle in den Diffusor hineinstrahlt. Vorstellbar ist es, dass zumindest einer der wenigstens einen Strahlungsquelle durch den den Diffusor ausbildenden Kanalkörper geführt ist.
Die Luftreinigungseinrichtung kann eine mit dem Diffusor fluidisch verbundene Akustikkammer zur Reduzierung des von der Luftreinigungseinrichtung erzeugten Schalls aufweisen. Die Akustikkammer ist zweckmäßig unmittelbar am Diffusor angeordnet. Bei der Akustikkammer handelt es sich beispielsweise um eine Resonanzkammer und/oder um einen Helmholtz-Resonator. Weist die Luftreinigungseinrichtung eine solche Akustikkammer auf, ist es vorstellbar, die Platine an einem Kammergehäuse der Akustikkammer anzuordnen, sodass die Platine im Ergebnis außerhalb des vom Diffusor begrenzten Strömungspfads angeordnet ist. Hierbei kann die Platine sowohl innenseitig als auch außenseitig des Kammergehäuses angeordnet sein.
Vorstellbar ist es, das Kammergehäuse zum Aufnehmen von zumindest einer der wenigstens einen Strahlungsquelle einzusetzen. Das heißt, dass zumindest eine der wenigstens einen Strahlungsquelle am Kammergehäuse derart angeordnet ist, dass die erzeugten elektromagnetischen Strahlen zum Photokatalysator gelangen.
Eine erhöhte Effizienz des photokatalytischen Luftreinigers kann dadurch erreicht werden, dass der Diffusor an der Innenseite zum Photokatalysator beabstandet zumindest abschnittsweise für die von der Strahlungserzeugungseinrichtung erzeugten elektromagnetischen Strahlen reflektierend ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Kammergehäuse innenseitig zumindest abschnittsweise für die von der Strahlungserzeugungseinrichtung erzeugten elektromagnetischen Strahlen reflektierend sein. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Diffusor und/oder das Kammergehäuse innen glänzend und/oder weiß sind.
Die Luftreinigungseinrichtung kann prinzipiell in einer beliebigen Anwendung zum Einsatz kommen, bei der die Luft stromab der Luftreinigungseinrichtung in einen Innenraum gelangt.
Die Luftreinigungseinrichtung kommt beispielsweise in einer Klimaanlage zum Klimatisieren des Innenraums zum Einsatz. Die Luftreinigungseinrichtung ist dabei Bestandteil der Klimaanlage, welche zum Temperieren der Luft zumindest einen Wärmeübertrager aufweist. Hierbei kann die Fördereinrichtung Bestandteil der Klimaanlage sein.
Bevorzugt ist es hierbei, wenn die Luftreinigungseinrichtung stromauf des Wärmeübertragers angeordnet ist.
Bei dem Wärmeübertrager kann es sich beispielsweise um einen Verdampfer zum Kühlen der Luft handeln.
Bevorzugt kommen die Luftreinigungseinrichtung und/oder die Klimaanlage in Anwendungen zum Einsatz, bei denen der verfügbare Bauraum begrenzt ist.
Insbesondere kommen die Luftreinigungseinrichtung und/oder die Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz. Hierbei gelangt die gereinigte Luft zweckmäßig in einen Innenraum, insbesondere für Insassen, des Kraftfahrzeugs.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Klimaanlage und einer Luftreinigungseinrichtung,
2 eine stark vereinfachte schematische Darstellung der Klimaanlage mit der Luftreinigungseinrichtung und einem Diffusor der Luftreinigungseinrichtung,
3 einen stark vereinfachten Schnitt durch den Diffusor,
4 eine stark vereinfachte Ansicht der Luftreinigungseinrichtung im Bereich des Diffusors bei einem anderen Ausführungsbeispiel.

Eine Luftreinigungseinrichtung 1, wie sie beispielsweise in den 1 bis 4 gezeigt ist, ist in der Regel Bestandteil einer in den 1 bis 4 gezeigten Klimaanlage 2. Mit der Luftreinigungseinrichtung 1 bzw. der Klimaanlage 2 erfolgt die Versorgung eines Innenraums 3 mit Luft. Beim in 1 gezeigten Beispiel sind der Innenraum 3 und die Klimaanlage 2 Bestandteil eines Kraftfahrzeugs 4. Zur Versorgung des Innenraums 3 mit der Luft führt, wie beispielsweise 1 entnommen werden kann, ein Strömungspfad 12 der Luft in den Innenraum 3. Die Klimaanlage 1 weist, wie beispielsweise den 1 und 2 entnommen werden kann, neben der Luftreinigungseinrichtung 1 einen Wärmeübertrager 5 zum Temperieren der Luft auf. Beim Wärmeübertrager 5 handelt es sich beispielsweise um einen Verdampfer 6 zum Kühlen der Luft. Hierbei ist der Wärmeübertrager 5 in den gezeigten Ausführungsbeispielen zwischen der Luftreinigungseinrichtung 1 und dem Innenraum 3, d. h. stromab der Luftreinigungseinrichtung 1, angeordnet.
Die Klimaanlage 2, insbesondere die Luftreinigungseinrichtung 1, weist eine Fördereinrichtung 7 zum Fördern der Luft, insbesondere ein Gebläse 8, auf, wie den 1 und 2 entnommen werden kann. An der Fördereinrichtung 7 schließt ein Diffusor 9 der Luftreinigungseinrichtung 1 an. Das heißt, dass ein Auslass 10 der Fördereinrichtung 7 zum Auslassen der geförderten Luft (vgl. 2), nachfolgend auch als Gebläseauslass 10 bezeichnet, in den Diffusor 9 mündet. Der Diffusor 9 ist im Allgemeinen als ein Kanalkörper 11 ausgebildet. Der Diffusor 9 begrenzt hierbei den Strömungspfad 12. Der Kanalkörper 11 und somit der Diffusor 9 weisen hierbei einen Einlass 13, nachfolgend auch Diffusoreinlass 13 genannt, und einen Auslass 14, nachfolgend auch als Diffusorauslass 14 bezeichnet, auf. Wie insbesondere den 2 und 4 zu entnehmen ist, vergrößert sich hierbei ein Strömungsquerschnitt des Diffusors 9 vom Diffusoreinlass 13 bis zum Diffusorauslass 14. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Vergrößerung des Strömungsquerschnitts vom Diffusoreinlass 13 bis zum Diffusorauslass 14 gleichmäßig, im Wesentlichen stetig. Der Kanalkörper 11 und somit der Diffusor 9 weist hierbei eine den Strömungspfad 12 begrenzende Wandung 15 auf. Die Wandung 15 begrenzt somit mit einer Innenseite 16 den Strömungspfad 12.
Die Luftreinigungseinrichtung 1 weist einen photokatalytischen Luftreiniger 17 auf, mit der die Luft von Schadgasen, wie beispielsweise gesundheitsgefährdende Kohlenwasserstoffe und/oder Stickoxide und dergleichen, und/oder von unangenehmen Gerüchen, wie beispielsweise Ammoniak, Trimethylamin, Schwefelwasserstoff und dergleichen, gereinigt wird. Der photokatalytische Luftreiniger 17 umfasst einen in 3 gezeigten Photokatalysator 18 sowie eine in den 2 und 4 gezeigte Strahlungserzeugungseinrichtung 19. Die Strahlungserzeugungseinrichtung 19 erzeugt im Betrieb elektromagnetische Strahlen, insbesondere Licht, zum Aktivieren des Photokatalysators 18, welche zum Aktivieren des Photokatalysators 18 auf den Photokatalysator 18 gelangen. Der aktivierte Photokatalysator 18 katalysiert hierbei Photokatalyse zum Umwandeln besagter Schadgase und/oder Gerüche, um die Luft zu reinigen. Hierbei ist der Photokatalysator 18 entsprechend 3 an der Innenseite 16 des Diffusors 9 angebracht und steht somit mit der zu reinigenden Luft in Kontakt. Auf diese Weise erfolgt eine effektive Reinigung der Luft mit dem photokatalytischen Luftreiniger 17, wobei zugleich der durch den photokatalytischen Luftreiniger 17 verursachte Druckabfall in der Luft minimiert oder zumindest reduziert ist. Durch die in den Diffusor 9 ohnehin herrschenden Turbulenzen und Strömungen der Luft sind dabei insbesondere keine separaten Turbulenzerzeuger und Strömungsleiter (jeweils nicht gezeigt) und dergleichen notwendig.
Wie insbesondere den 2 und 4 zu entnehmen ist, weist in den gezeigten Ausführungsbeispielen die Wandung 15 des Diffusors 9 mehrere, den Strömungspfad 12 begrenzende Wände 32 auf, welche zumindest an der Innenseite 16 flach und eben ausgebildet sind. Dies ermöglicht insbesondere ein großflächiges Aufbringen des Photokatalysators 18 an der Innenfläche. Dabei ist in den 2 und 4 die den Betrachter nahe Wand 32 zum besseren Verständnis transparent gezeigt.
Wie insbesondere 3 zu entnehmen ist, weist in den gezeigten Ausführungsbeispielen zumindest eine der Innenseiten 16 einen schalldurchlässigen Abschnitt 20, vorzugsweise Vliesstoff 21, auf, mit dem eine Reduzierung des von außen wahrnehmbaren Schalls der Luftreinigungseinrichtung 1 realisiert ist. Bevorzugt ist es dabei, wenn der Vliesstoff 21 mit dem Photokatalysator 18, der beispielsweise Titandioxid sein kann, beschichtet, ist. Dies erfolgt vorteilhaft durch ein Tränken des Vliesstoffs 21 in einer Lösung mit dem Photokatalysator 18, sodass im Ergebnis, wie in 3 angedeutet, der Photokatalysator 18 im Vliesstoff 21 überall und gleichmäßig verteilt angeordnet ist. Somit wird die Fläche des Photokatalysators 18 vergrößert und zugleich die Schalldurchlässigkeit des Abschnitts 20 möglichst geringfügig beeinträchtigt. In 3 ist links lediglich der Vliesstoff 21 schraffiert dargestellt. In 3 ist rechts der mit dem Photokatalysator 18 beschichtete Vliesstoff 21 gezeigt. Hierbei ist die gleichmäßige Verteilung des Photokatalysators 18 im Vliesstoff 21 mit einer von der der Schraffur des Vliesstoffs 21 unterschiedlichen und der Schraffur des Vliesstoffs 21 überlagerten Schraffur des Photokatalysators 18 angedeutet.
Die Strahlungserzeugungseinrichtung 19 weist in den gezeigten Ausführungsbeispielen zum Erzeugen der elektromagnetischen Strahlen mehrere Strahlungsquellen 23, insbesondere LEDs 24, auf. Die Strahlungsquellen 23 sind an der Wandung 15 angeordnet, derart, dass sie elektromagnetischen Strahlen in Richtung des Photokatalysators 18 abstrahlen. Wie den 2 und 4 ferner entnommen werden kann, sind hierbei die Strahlungsquellen 23 entlang des Diffusors 9 gleichmäßig verteilt angeordnet, um ein gleichmäßiges Ausleuchten des Photokatalysators 18 zu realisieren.
Die Strahlungserzeugungseinrichtung 19 weist zum Ansteuern der Strahlungsquellen 23 vorzugsweise eine Platine 25 auf, die in den 2 und 4 zu sehen ist. Die Platine 25 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen und bevorzugt zum Strömungspfad 12 im Diffusor 9 beabstandet angeordnet. Beim in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Platine 25 zu diesem Zweck auf einer von der Innenseite 16 abgewandten Außenseite 26 des Diffusors 9 angeordnet.
Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Luftreinigungseinrichtung 1 eine am Diffusor 9 angebrachte Akustikkammer 27 mit einem Kammergehäuse 28 aufweist. Das Kammergehäuse 28 ist in 4 zum besseren Verständnis transparent dargestellt. Die Akustikkammer 27 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel quer zur Abstandsrichtung des Diffusoreinlasses 13 zum Diffusorauslass 14 seitlich des Diffusors 9 angeordnet. Die Akustikkammer 27 dient der Reduzierung des von der Luftreinigungseinrichtung 1 erzeugten Schalls. Zu diesem Zweck ist die Akustikkammer 27 zweckmäßig fluidisch mit dem Diffusor 9 verbunden. Bei der Akustikkammer 27 handelt es sich insbesondere um eine Resonanzkammer 29, beispielsweise einen Helmholtz-Resonator 30. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ferner die Platine 25 am Kammergehäuse 28 der Akustikkammer 27 und zum Strömungspfad 12 im Diffusor 9 beabstandet angeordnet.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen und bevorzugt ist die Innenseite 16 und/das das Kammergehäuse 28 innenseitig zumindest teilweise für die mit den Strahlungsquellen 23 erzeugten elektromagnetischen Strahlen reflektierend. Somit erfolgt ein verbessertes und homogeneres und/oder stärkeres Ausleuchten des Photokatalysators mit den elektromagnetischen Strahlen.
Die Luftreinigungseinrichtung 1 der gezeigten Ausführungsbeispiele weist neben dem photokatalytischen Luftreiniger 17 einen Luftpartikelfilter 31 auf. Mit dem Luftpartikelfilter 31 werden aus der Luft Partikeln entfernt. Dementsprechend ist der Luftpartikelfilter 31 im Strömungspfad 12 angeordnet. Dabei ist der Luftpartikelfilter 31 der gezeigten Ausführungsbeispiele stromauf des photokatalytischen Luftreinigers 17, in den gezeigten Ausführungsbeispielen zudem stromauf der Fördereinrichtung 7, angeordnet. Somit werden insbesondere Verschmutzungen und Beschädigungen des photokatalytischen Luftreinigers 17 und/oder der Fördereinrichtung 7 vermieden oder zumindest reduziert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 03/086793 A1 [0004]
DE 102016120656 A1 [0005]
WO 2017/162577 A1 [0006]

Claims

Luftreinigungseinrichtung (1), insbesondere für eine Klimaanlage (2) eines Kraftfahrzeugs (4), - mit einem photokatalytischen Luftreiniger (17), der einen in einem Strömungspfad (12) der Luft angeordneten Photokatalysator (18) und eine Strahlungserzeugungseinrichtung (19) aufweist, welche im Betrieb elektromagnetischen Strahlen zur Aktivierung des Photokatalysators (18) erzeugt, welche auf den Photokatalysator (18) gelangen, dadurch gekennzeichnet, - dass die Luftreinigungseinrichtung einen Diffusor (9) aufweist, welcher den Strömungspfad (12) mit einer Innenseite (16) begrenzt, - dass der Photokatalysator (18) an der Innenseite (16) angeordnet ist.
Luftreinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Innenseite (16) zumindest einen schalldurchlässigen Abschnitt (20) aufweist, - dass der Photokatalysator (18) zumindest teilweise auf dem Abschnitt (20) aufgebracht ist.
Luftreinigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Photokatalysator (18) auf der Innenseite (16) beschichtet ist.
Luftreinigungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (20) Vliesstoff (21) aufweist und der Photokatalysator (18) auf dem Vliesstoff (21) aufgebracht ist.
Luftreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf des Photokatalysators (18) ein Luftpartikelfilter (31) angeordnet ist, der aus der Luft Partikel filtert.
Luftreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, - dass die Strahlungserzeugungseinrichtung (19) zumindest eine Strahlungsquelle (23) und eine Platine (25) zum Ansteuern der Strahlungsquelle (23) aufweist, - dass die Platine (25) außerhalb des vom Diffusor (9) begrenzten Strömungspfads (12) angeordnet ist.
Luftreinigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (25) an einer von der Innenseite (16) abgewandten Außenseite (26) des Diffusors (9) angeordnet ist.
Luftreinigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, - dass am Diffusor (9) eine Akustikkammer (27) mit einem Kammergehäuse (28) angeordnet ist, welche derart ausgestaltet ist, dass sie den von der Luftreinigungseinrichtung (1) erzeugten Schall reduziert, - dass die Platine (25) am Kammergehäuse (28) angeordnet ist.
Luftreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (16) zum Photokatalysator (18) beabstandet zumindest abschnittsweise für die von der Strahlungserzeugungseinrichtung (19) erzeugten elektromagnetischen Strahlen reflektierend ist.
Klimaanlage (2) zum Klimatisieren eines Innenraums (3), insbesondere eines Kraftfahrzeugs (4), wobei die Klimaanlage (2) eine Luftreinigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und einen Wärmeübertrager (5) zum Temperieren der Luft aufweist.