DE102021213417A1 - Lüftungseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lüftungseinrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (2), mit einer ersten Luftbehandlungseinrichtung (3) und einem Ionisator (4) mit einer Elektrode (5).Um Bauraum- und Kostenvorteile zu realisieren, ist vorgesehen, dass eine Gegenelektrode (6) des Ionisators (4) elektrisch leitend mit der ersten Luftbehandlungseinrichtung (3) verbunden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lüftungseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Luftbehandlungseinrichtung und einem Ionisator mit einer Elektrode, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einer solchen Lüftungseinrichtung.
  • Insbesondere in Kraftfahrzeugen werden heutzutage eine Vielzahl an Filtersystemen zur Reinigung von Luft eingesetzt, die unterschiedliche Filterelemente, beispielsweise zum Herausfiltern von Feinstaub, Pollen, Viren, Bakterien, etc. aufweisen. Auch Strahlungsquellen, welche ultraviolettes Licht aussenden, können eingesetzt werden, um beispielsweise Keime abzutöten. Ebenfalls eingesetzt werden können sogenannte Ionisatoren, mit welchen die zu reinigende Luft partiell ionisiert wird. Wird diese ionisierte Luft in beispielsweise einen Fahrgastinnenraum eingeblasen, können die dabei entstehenden Radikale chemische Abbauprozesse fördern, was zur Geruchsneutralisierung und Desinfektion genutzt werden kann. Derartige Ionisatoren arbeiten dabei üblicherweise mit Hochspannung, meistens von einigen tausend Volt, und einer elektrischen Entladung an Elektroden. Die ionisierte Luft unterstützt eine staubbindende Wirkung, da die geladenen Ionen sich an Staubpartikel in der Luft anlagern und durch ihre elektrostatische Wechselwirkung die Bildung von Clustern fördern. Derartige Cluster, das heißt eine Ansammlung von Staubpartikeln, können dann wiederum aufgrund des größeren Volumens einfacher von Filterelementen herausgefiltert werden.
  • Bislang werden dabei derartige Ionisatoren als separate Baugruppen ausgebildet und beispielsweise stromauf eines Filterelements in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs eingebaut. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass derartige Ionisatoren nicht nur einen nicht unerheblichen Bauraumbedarf erfordern, sondern auch einen nicht zu unterschätzenden Montageaufwand.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Lüftungseinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen bislang beispielsweise im Bereich einer Klimaanlage bzw. generell einer Lüftungseinrichtung eingesetzten Ionisator nicht mehr als separat vorgefertigte Baugruppe auszubilden, sondern zumindest einzelne Bestandteile des Ionisators in bereits bestehende Komponenten der Lüftungseinrichtung zu integrieren und dadurch nicht nur einen Bauraumbedarf, sondern auch einen Montageaufwand zu reduzieren. Die erfindungsgemäße Lüftungseinrichtung, welche beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, besitzt dabei eine erste Luftbehandlungseinrichtung sowie einen Ionisator mit einer Elektrode. Erfindungswesentlich ist nun, dass eine Gegenelektrode des Ionisators elektrisch leitend mit der ersten Luftbehandlungseinrichtung verbunden ist. Die Gegenelektrode des Ionisators ist somit nicht mehr Bestandteil des Ionisators selbst, sondern der ersten Luftbehandlungseinrichtung. Hierdurch lassen sich wesentliche Vorteile bezüglich des Bauraums und der Kosten erreichen. Zudem lässt sich die Effizienz erhöhen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lüftungseinrichtung besteht darin, dass bei einer gleichen Funktionalität ein Druckverlust reduziert werden kann, insbesondere sofern die erste Luftbehandlungseinrichtung eine Filtereinrichtung ist. Vorhandene Bauteile, wie z.B. der Verdampfer, werden als Gegenelektrode verwendet. Dadurch muss diese Gegenelektrode nicht in beispielsweise den Ionisator, davor oder danach, integriert werden und somit erhöht dadurch auch nicht zusätzlich den Strömungswiderstand durch eine zusätzliche Elektrode.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lüftungseinrichtung ist die erste Luftbehandlungseinrichtung als Filtereinrichtung, beispielsweise als elektrisch leitfähiges Aktivkohlefilter, als Verdampfer, als Wärmeübertrager, als PDC-Heizelement oder als Lüfter ausgebildet. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, welch mannigfaltige Ausführungsformen für die erste Luftbehandlungseinrichtung möglich sind. Zwingend erforderlich ist dabei lediglich ein Bauteil der ersten Luftbehandlungseinrichtung, welches als Gegenelektrode des Ionisators nutzbar ist und welches mit einem Steuergerät zum Steuern des Ionisators elektrisch leitend verbunden wird. Dabei sind selbstverständlich auch die Gehäusebauteile der ersten Luftbehandlungseinrichtung als Gegenelektrode bzw. als elektrische Verbindung zur Gegenelektrode denkbar, so dass im günstigsten Fall auf bislang bereits bei einer solchen Filtereinrichtung vorhandene Bauteile als Gegenelektrode bzw. als Stromleiter zur Gegenelektrode zurückgegriffen werden kann. Hierdurch verringert sich nicht nur der Bauraumbedarf, sondern auch ein Verkabelungsaufwand.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist eine zweite Luftbehandlungseinrichtung vorgesehen, wobei die Gegenelektrode des Ionisators zusätzlich elektrisch leitend mit der zweiten Luftbehandlungseinrichtung verbunden ist. In diesem Fall wird somit der Ionisator mit seiner Elektrode vorzugsweise in Durchströmungsrichtung zwischen den beiden Luftbehandlungseinrichtungen angeordnet, wobei letztere jeweils eine Gegenelektrode des lonisators bilden. Hierdurch kann ein elektromagnetisches Feld in zwei Richtungen aufgespannt und dadurch eine Luftreinigung deutlich verbessert werden. Rein theoretisch ist selbstverständlich auch denkbar, dass die beiden Luftbehandlungseinrichtungen in Strömungsrichtung parallel zueinander angeordnet sind, wobei in diesem Fall der Ionisator mit seiner Elektrode stromauf der beiden Luftbehandlungseinrichtungen angeordnet wird, um dort die strömende Luft zu ionisieren und eine Clusterbildung, insbesondere von Staubpartikeln, zu unterstützen, die anschließend in den stromab des Ionisators angeordneten Luftbehandlungseinrichtungen besser abgeschieden werden können, als einzelne, deutlich kleinere Staubpartikel. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lüftungseinrichtung ist die zweite Luftbehandlungseinrichtung als Filtereinrichtung, beispielsweise als elektrisch leitfähiges Aktivkohlefilter ausgebildet.
  • Alternativ dazu ist auch denkbar, dass die zweite Luftbehandlungseinrichtung als Wärmeübertrager, als PTC-Heizelement oder als Lüfter ausgebildet ist. Auch diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, welch mannigfaltige Möglichkeiten für die Ausbildung der zweiten Luftbehandlungseinrichtung gegeben sind. So ist beispielsweise denkbar, dass der Ionisator mit seiner Elektrode stromab einer ersten Luftbehandlungseinrichtung und stromauf einer zweiten Luftbehandlungseinrichtung angeordnet ist, wobei die beiden Luftbehandlungseinrichtungen beispielsweise zwei Filtereinrichtungen oder eine Filtereinrichtung und ein Verdampfer sein können. Hierdurch kann insbesondere eine verbesserte Gasabscheidung sowie eine verbesserte antibakterielle und antivirale Wirkung erzielt werden.
  • Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einer in den vorherigen Absätzen beschriebenen Lüftungseinrichtung auszustatten und dadurch die zuvor beschriebenen Vorteile hinsichtlich eines reduzierten Bauraumbedarfs sowie reduzierter Kosten auf eine solche Klimaanlage zu übertragen.
    Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
  • 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.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Die einzige 1 zeigt eine erfindungsgemäße Lüftungseinrichtung.
  • Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Lüftungseinrichtung 1, insbesondere für ein Kraftfahrzeug 2, eine erste Luftbehandlungseinrichtung 3 sowie einen Ionisator 4 mit einer Elektrode 5 auf. Erfindungsgemäß ist nun eine Gegenelektrode 6 nicht mehr Bestandteil des Ionisators 4 selbst, sondern elektrisch leitend mit der ersten Luftbehandlungseinrichtung 3 verbunden bzw. ein Bestandteil derselben. In der in 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lüftungseinrichtung 1 kann dabei die erste Luftbehandlungseinrichtung 3 stromauf oder stromab des Ionisators 4 angeordnet sein.
  • Die erste Luftbehandlungseinrichtung 3 kann dabei als Filtereinrichtung, beispielsweise als elektrisch leitfähiges Aktivkohlefilter, als Verdampfer, als Wärmeübertrager, als PTC-Heizelement oder als Lüfter ausgebildet sein.
  • Ebenso kann auch eine zweite Luftbehandlungseinrichtung 7 vorgesehen sein, wobei in diesem Fall die Gegenelektrode 6 nicht nur mit der ersten Luftbehandlungseinrichtung 3, sondern zusätzlich auch mit der zweiten Luftbehandlungseinrichtung 7 elektrisch leitend verbunden sein kann. Hierdurch lässt sich ein elektromagnetisches und die die Lüftungseinrichtung 1 durchströmende Luft 8 ionisierendes elektromagnetisches Feld in zwei Richtungen aufgespannt werden, nämlich vom Ionisator 4 in Richtung der ersten Luftbehandlungseinrichtung 3 und in Richtung der zweiten Luftbehandlungseinrichtung 7.
  • Die zweite Luftbehandlungseinrichtung 7 kann dabei als Filtereinrichtung, beispielsweise als elektrisch leitfähiges Aktivkohlefilter, als Verdampfer, als Wärmeübertrager oder als PTC-Heizelement bzw. Lüfter ausgebildet sein. Rein theoretisch ist sogar denkbar, dass noch eine dritte, nicht gezeigte Luftbehandlungseinrichtung elektrisch leitend mit der Gegenelektrode 6 verbunden ist, so dass auch zwischen dem Ionisator 4 bzw. dessen Elektrode 5 und der dritten Luftbehandlungseinrichtung ein elektromagnetisches und die Luft 8 ionisierendes Feld aufgespannt werden kann.
  • Durch die Ionisierung der Luft 8 kann auch die staubbindende Wirkung deutlich erhöht werden, da sich die geladenen Ionen an Staubpartikeln in der Luft 8 anlagern und durch ihre elektrostatische Wechselwirkung eine Clusterbildung von Staubpartikeln fördern. Derartige vergrößerte Staubpartikelcluster können dann in einer stromab des Ionisators 4 angeordneten Luftbehandlungseinrichtung 3, 7 besser herausgefiltert werden, als beispielsweise Einzelpartikel. Hierdurch lassen sich sowohl ein Abscheidegrad als auch eine Reinigungsleistung der Lüftungseinrichtung 1 erhöhen.
  • Neben der staubbindenden Wirkung kann das bei der Ionisation der Luft 8 entstehende Ozon auch zur Neutralisierung geruchsbildender Moleküle genutzt werden, da das hochreaktive Ozon derartige Geruchsmoleküle aufspaltet und dadurch neutralisiert. Ozon besitzt darüber hinaus auch eine antibakterielle, fungizid und anti-virale Wirkung, wodurch die Rauminnenluft in einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs 2 ebenfalls verbessert werden kann. Die Elektrode 5 und die Gegenelektrode(n) 6 sind dabei mit einem Steuergerät 9 elektrisch leitend verbunden, worüber eine Hochspannung auf die Elektrode 5 oder die Gegenelektrode(n) 6 aufgebracht wird.
  • Die Gegenelektrode 6 kann dabei ein einfacher elektrisch leitender Bestandteil der ersten Luftbehandlungseinrichtung 3 und/oder der zweiten Luftbehandlungseinrichtung 7 sein, beispielsweise auch ein Gehäuseteil derselben. Die erfindungsgemäße Lüftungseinrichtung 1 kann dabei auch Bestandteile einer Klimaanlage 10 eines Kraftfahrzeugs 2 sein. Mit der erfindungsgemäßen Lüftungseinrichtung 1 lassen sich insbesondere eine Reduzierung des Bauraums sowie eine Reduzierung der Kosten aufgrund eines reduzierten Verkabelungsaufwand sowie auch eine Erhöhung der Effizienz erreichen.

Claims (10)

  1. Lüftungseinrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (2), - mit einer ersten Luftbehandlungseinrichtung (3), - mit einem Ionisator (4) mit einer Elektrode (5), dadurch gekennzeichnet, dass eine Gegenelektrode (6) des Ionisators (4) elektrisch leitend mit der ersten Luftbehandlungseinrichtung (3) verbunden ist.
  2. Lüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Luftbehandlungseinrichtung (3) als Filtereinrichtung, insbesondere als elektrisch leitfähiges Aktivkohlefilter, als Verdampfer, als Wärmeübertrager, als PTC-Heizelement oder als Lüfter ausgebildet ist.
  3. Lüftungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Luftbehandlungseinrichtung (7) vorgesehen ist, wobei die Gegenelektrode (6) des Ionisators (4) zusätzlich elektrisch leitend mit der zweiten Luftbehandlungseinrichtung (7) verbunden ist.
  4. Lüftungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Luftbehandlungseinrichtung (7) als Filtereinrichtung, insbesondere als elektrisch leitfähiges Aktivkohlefilter, ausgebildet ist.
  5. Lüftungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Luftbehandlungseinrichtung (7) als Verdampfer ausgebildet ist.
  6. Lüftungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Luftbehandlungseinrichtung (7) als Wärmeübertrager ausgebildet ist.
  7. Lüftungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Luftbehandlungseinrichtung (7) als PTC-Heizelement ausgebildet ist.
  8. Lüftungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Luftbehandlungseinrichtung (7) als Lüfter ausgebildet ist.
  9. Lüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionisator (3) stromab der ersten Luftbehandlungseinrichtung (3) und stromauf der zweiten Luftbehandlungseinrichtung (7) angeordnet ist, oder umgekehrt.
  10. Klimaanlage (10) eines Kraftfahrzeugs (2) mit einer Lüftungseinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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