DE202006017471U1

DE202006017471U1 - Reinigungseinrichtung zur Reinigung von Zuluft in einem Belüftungssystem für einen Kraftfahrzeug-Insassenraum

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Publication number: DE202006017471U1
Application number: DE202006017471U
Authority: DE
Original assignee: Jahnke Wolfgang Prof; Tao Hong Dr
Current assignee: Jahnke Wolfgang Prof; Tao Hong Dr
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2016-11-11

Abstract

Reinigungseinrichtung zur Reinigung von Zuluft in einem Belüftungssystem für einen Kraftfahrzeug-Insassenraum, wobei das Belüftungssystem mindestens eine Zuluft – Strömungskammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung mindestens eine UV-Strahlungseinrichtung aufweist, deren Strahlung in die Zuluft – Strömungskammer gerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung zur Reinigung von Zuluft in einem Belüftungssystem für einen Kraftfahrzeug-Insassenraum, wobei das Belüftungssystem mindestens eine Zuluft-Strömungskammer aufweist.
Es ist bekannt, dass insbesondere in Ballungszentren die Umgebungsluft zum Teil starke Verunreinigungen mit z.B. Fein- oder Feinststaub aufweist. Dieser Fein- oder Feinststaub ist gesundheitsschädlich für die menschlichen Atmungsorgane. Des Weiteren ist bekannt, dass insbesondere in den wärmeren Jahreszeiten eine Belastung der Umgebungsluft mit Blütenpollen auftreten kann. Eine zunehmende Anzahl von Menschen entwickelt gegen derartige Blütenpollen Allergien. Ein Insasse eines Kraftfahrzeuges in einem Ballungszentrum ist demzufolge im schlimmsten Fall im Stadtverkehr Fein- und Feinststaub sowie in wärmeren Jahreszeiten Pollenflug ausgesetzt. Der Kraftfahrzeug-Insasse kann sich gegen die Umgebungsluft z.B. dadurch schützen, dass er den Zustrom von Umgebungsluft nur durch ein mit Filtern versehenes Belüftungs- bzw. Heiz- oder Klimasystem des Kraftfahrzeuges in dessen Innenraum ermöglicht.
Es hat sich allerdings herausgestellt, dass sich insbesondere in Kfz-Klimaanlagen, die zur Erwärmung des Kfz-Insassenraumes verwendet werden, Bakterien bilden, die zusammen mit der erwärmten Luft dem Insassenraum zugeführt werden. Derartige Bakterien bzw. Mikroorganismen können ebenfalls schädigend auf den menschlichen Organismus wirken.
Zum Schutz gegen Verunreinigungen in der in den Kfz-Insassenraum strömenden Zuluft werden in herkömmlicher Weise Filter im Zuluft-System angeordnet, um in der Umgebungsluft enthaltene Partikel herauszufiltern. Derartige herkömmliche Filter sind allerdings nicht oder nicht ausreichend in der Lage, Fein- oder Feinststaub, Blütenpollen unterschiedlicher Größe und Bakterien effektiv aus der Zuluft herauszufiltern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur Reinigung der Zuluft für einen Kfz-Insassenraum zur Verfügung zu stellen, mit dem effektiv unterschiedliche gesundheitsschädliche Bestandteile der Umgebungsluft unschädlich gemacht bzw. entfernt werden können. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Einrichtungen mit den in den Ansprüchen 1, 13 und 14 genannten Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Es wird eine Reinigungseinrichtung zur Reinigung von Zuluft in einem Belüftungssystem für einen Kraftfahrzeug-Insassenraum zur Verfügung gestellt, bei dem das Belüftungssystem mindestens eine Zuluft-Strömungskammer aufweist und des Weiteren eine UV-Strahlungseinrichtung aufweist, deren Strahlung in die Zuluft-Strömungskammer gerichtet ist. Die Zuluft-Strömungskammer kann dabei eine einfache Leitung wie z.B. ein Luftschlauch sein, der eine Lufteintrittsseite und eine Luftaustrittsseite aufweist. Mittels dieser Zuluft-Strömungskammer gelangt ein Zuluftstrom von der Umgebung in den Insassenraum zu den Insassen. Bei Vorhandensein einer Heizeinrichtung oder einer Klimaanlagen kann die Zuluft- Strömungskammer auch an diese Heiz- oder Klimaeinrichtung angeschlossen sein. In diesem Falle strömt bereits erwärmte Umgebungsluft in den Insassenraum. Mittels der in die Zuluft-Strömungskammer gerichteten UV-Strahlungseinrichtung wird die von außen aufgenommene Luft bestrahlt und es werden somit Krankheitserreger wie z.B. Bakterien oder Kleinstorganismen und allergieerzeugende Stoffe ausgefällt. Bei Zufuhr von in dieser Weise behandelter Zuluft in den Kfz-Insassenraum werden die Insassen nicht mehr durch bakteriell oder in ähnlicher Weise verschmutzte Umgebungsluft gefährdet.
In vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung an eine bereits bestehende Zuluft-Strömungskammer anbringbar, wobei die UV-Strahlung durch eine seitliche Öffnung der Zuluft-Strömungskammer in diese gerichtet ist. Das bedeutet, dass bestehende Leitungen eines Luftsystems eines Kfz nachgerüstet werden können, indem z.B. ein Schlitz oder eine Öffnung anderer Form in die Zuluft-Strömungskammer eingebracht wird, durch die die UV-Strahlung der UV-Strahlungseinrichtung der Reinigungseinrichtung strahlt. In dieser Ausführungsform ist somit die bereits bestehende Zuluft-Strömungskammer nicht Bestandteil der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung, sondern die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung ist an der Zuluft-Strömungskammer befestigt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung ist diese derart ausgestaltet, dass sie an einer Zuluft-Strömungskammer, die eine Leitung einer Belüftungseinrichtung des Kraftfahrzeuges ist, anbringbar ist. Eine solche Zuluft-Strömungskammer ist z.B. ein einfacher Lüftungsschlauch oder ein Rohr zur Zufuhr von Frisch luft in den Insassenraum oder zu einer Wärmetauscheinrichtung, deren Luft wiederum dem Insassenraum zugeführt wird.
In einer alternativen Ausgestaltung kann die Zuluft-Strömungskammer auch ein Bestandteil einer Klimaanlage des Kraftfahrzeuges sein. In dieser Ausgestaltung ist die Zuluft-Strömungskammer bevorzugt z.B. ein austauschbares Element einer Klimaanlage.
Bei den genannten Ausführungsformen einer Zuluft-Strömungskammer als Lüftungsschlauch oder als Klimaanlagenteil ist die an diese Zuluft-Strömungskammer anbringbare Reinigungseinrichtung in ihrer Kontur der Zuluft-Strömungskammer angepasst und an dieser entweder angeschraubt oder angeklebt oder in ähnlicher Weise befestigt.
Vorteilhaft ist des Weiteren vorgesehen, dass die Reinigungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass der Emitter der UV-Strahlungseinrichtung in die Zuluft-Strömungskammer hineinragt, wobei der Emitter entweder die direkt einwirkende UV-Strahlungsquelle (Lampe) oder die Lichtaustrittsstelle einer Vorrichtung zur Lichtwellenleitung (LWL) ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Innenraum einer z.B. hohlzylinderförmig ausgestalteten Zuluft-Strömungskammer im Bereich der Anordnung der UV-Strahlungseinrichtung vollständig den UV-Strahlen ausgesetzt ist. Die Ausfällung bzw. Abtötung aller Mikroorganismen in der Zuluft wird dadurch ermöglicht.
In einer ergänzenden Ausführung der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung weist diese des Weiteren einen Abscheider zur Abscheidung von Feststoffen auf. Dieser Abscheider ist dabei bevorzugt der UV-Strahlungseinrichtung nachgeord net. Der Abscheider ist derart aufgebaut, dass er die Abscheidung von Fein- und Feinststaub ermöglicht, das heißt, Partikel mit einer Größe < 10 μm und > 10 μm. Des Weiteren wird durch die Anordnung des Abscheiders in Zuluft-Strömungsrichtung nach der UV-Strahlungseinrichtung ermöglicht, bereits abgetötete Bakterienpartikel abzuscheiden.
In alternativer Ausgestaltung kann ein Abscheider allerdings auch der UV-Strahlungseinrichtung vorgeordnet sein, um bereits vor der UV-Bestrahlung gröbere Bestandteile aus der Umgebungsluft herauszufiltern.
Als Abscheider lässt sich vorteilhafterweise ein Fliehkraftabscheider einsetzen. Mit diesem sogenannten Zyklon lässt sich sehr energieeffizient die Abscheidung von Feststoffen aus der Umgebungsluft realisieren. Auch die Kombination mit Filtervorrichtungen, die Filtermatten, Aktivkohle, Feuchtigkeitsabsorber oder sonstige technisch verwendbare Filtereinrichtungen verwendet, ist möglich.
Um die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung den jeweiligen Zuluft-Parametern anzupassen, ist vorgesehen, dass die UV-Strahlungseinrichtung und/oder der Abscheider derart eingerichtet sind, dass ihre jeweilige Leistung der Größe des Volumenstromes in der Zuluft-Strömungskammer und/oder der Temperatur der Zuluft in der Zuluft-Strömungskammer anpassbar ist. Das heißt, dass z.B. bei einem großen Volumenstrom in der Zuluft-Strömungskammer oder auch bei einer hohen Temperatur eine hohe Anzahl von gesundheitsschädigenden Partikeln je Zeiteinheit die Zuluft-Strömungskammer passieren und diese hohe Anzahl von Partikeln mittels vergrößerter UV-Strahlungsleistung bzw. derartiger geometrischer Veränderungen des Innenraums eines Fliehkraftabscheiders verändert werden, dass eine stärkere UV-Strahlung bzw. eine effektivere Abscheidung der Luftverunreinigungen ermöglicht wird.
Diese Ausgestaltung weist des Weiteren bevorzugt eine Steuereinheit auf, die den UV-Strahler und/oder den Abscheider hinsichtlich deren Leistung entsprechend der Größe des Volumenstromes und/oder der Temperatur in der Zuluft-Strömungskammer steuert. Somit kann eine Anpassung der UV-Strahlungsleistung bzw. der Abscheidungsleistung automatisch in Abhängigkeit zum Volumenstrom bzw. zur Temperatur der Zuluft geregelt werden, ohne einen Anschluss an die Bordsteuerung des Kfz vornehmen zu müssen. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung eignet sich somit insbesondere für die Nachrüstung von Kfz.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Reinigungseinrichtung einen zusätzlichen, der UV-Strahlungseinrichtung vorgeordneten Trockenfilter umfasst. Dieser vorgelagerte Trockenfilter dient zum Ausfiltern von Grob-Partikeln, die somit nicht mehr in der UV-Strahlungseinrichtung und dem Abscheider anfallen und dort entsorgt werden müssen.
In vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung derart ausgestaltet, dass sie an ein Karosserieteil oder an ein Motor-Peripherieteil oder an ein Fahrwerksteil des Kraftfahrzeuges montierbar ist. Somit wird die Gewichtskraft der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung in ein stabiles Kraftfahrzeugteil eingeleitet und führt somit zur Entlastung der jeweiligen Zuluft-Strömungskammern.
An Karosserieteile oder andere stabile Teile des Kraftfahrzeuges montierte Reinigungseinrichtungen weisen bevorzugt eine mit dem Montageelement verbundene schwingungsdämpfende Einrichtung auf. Eine solche schwingungsdämpfende Einrichtung dient zur Vermeidung von Beschädigungen aufgrund von Schwingungen bzw. Erschütterungen des Kraftfahrzeuges.
Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, die eine Reinigungseinrichtung mit den vorher genannten Merkmalen aufweist. In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist somit die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung nicht an ein bestehendes Klimaanlagenteil des Kraftfahrzeuges montierbar, sondern ist fest in einer Klimaanlage montiert und somit Bestandteil der Klimaanlage.
Eine alternative Ausführung der Erfindung ist ein Leitungsteil eines Zuluft-Systemes eines Kraftfahrzeuges, welches die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung mit den vorher genannten Merkmalen umfasst. Wie auch in der Ausführungsform als Klimaanlage ist hier die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung ein fester Bestandteil zumindest eines Teiles eines bestehenden Lüftungssystemes.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen
1 eine an eine Zuluft-Strömungskammer montierte UV-Strahlungseinrichtung und
2 eine UV-Strahlungseinrichtung und einen Fliehkraftabscheider, die an eine Zuluft-Strömungskammer montiert sind.
In 1 ist eine Zuluft-Strömungskammer 10 dargestellt, in der sich Partikel 1 in Richtung der dargestellten Pfeile mit der durch die Zuluft-Strömungskammer 10 strömenden Luft bewegen. Die Zuluft-Strömungskammer 10 weist eine seitliche Öffnung 11 auf, durch die der Emitter 21 einer UV-Strahlungseinrichtung 20 zumindest teilweise in die Zuluft-Strömungskammer 10 hineinragt. Der Emitter 21 der UV-Strahlungseinrichtung 20 ist z.B. eine UV-Schwarzlichtröhre und ist an einer Emitterhalterung 22 befestigt. Diese Emitterhalterung 22 ist mittels Verschraubungen 24 an einem die seitliche Öffnung 11 abdeckenden Gehäuse 23 angeordnet. Dieses Gehäuse 23 ist wiederum mittels Verschraubungen 24 an die Außenwand der Zuluft-Strömungskammer 10 geschraubt. Über den Netzanschluss 25 wird die UV-Strahlungseinrichtung 20 mit elektrischer Energie versorgt, woraufhin sie eine UV-Strahlung 2 in die Zuluft-Strömungskammer 10 aussendet, die von den Partikeln 1 durchquert werden muss. Durch die Bestrahlung der Partikel 1 mit der UV-Strahlung 2 werden Mikroorganismen wie z.B. Bakterien ausgefällt. Nachdem die Zuluft die UV-Strahlung 2 passiert hat, wird sie entweder dem Kraftfahrzeug-Insassenraum direkt oder einer Heiz- bzw. Klimaanlage zugeführt, von der sie in den Kraftfahrzeug-Insassenraum gelangt. Die mittels der UV-Strahlung 2 abgetöteten Bakterien bzw. Mikroorganismen können somit nicht mehr die Kfz-Insassen schädigen.
In einer alternativen Ausgestaltung der Anordnung der UV-Strahlungseinrichtung 20 kann auch vorgesehen sein, dass diese UV-Strahlungseinrichtung 20 als integraler Bestandteil einer Zuluft-Strömungskammer 10 ausgebildet ist.
2 zeigt eine Zuluft-Strömungskammer 10, an der wie in 1 eine UV-Strahlungseinrichtung 20 angeordnet ist. An dem die UV-Strahlungseinrichtung 20 aufnehmenden Gehäuse 23 ist hier des Weiteren mittels einer weiteren Verschraubung 24 ein Abscheider 30 angeordnet. Dieser Abscheider ist ein Fliehkraftabscheider bzw. ein Zyklon. Der Abscheider 30 umfasst im Wesentlichen die Lufteinleitung 32, die in direkter Verbinder mit der Zuluft-Strömungskammer 10 steht, die Luftableitung 34, aus der Zuluft, die keine Partikel bzw. eine geringfügige Konzentration von Partikeln aufweist, ausströmen kann sowie eine Partikelableitung 36 zur Ableitung der abgeschiedenen Partikel. Die durch die Zuluft-Strömungskammer 10 entsprechend der Pfeilrichtung strömende Zuluft strömt in den Abscheider 30, wobei sie und die in der Zuluft enthaltenen Partikel 1 aufgrund einer tangentialen Anordnung der Lufteinleitung 32 am zylinderförmigen Körper des Abscheiders 30 in Rotation versetzt werden, so dass aufgrund von Zentrifugalkräften die Partikel 1 an die Hohlzylinderinnenwand des Abscheiders 30 gedrückt werden und dort aufgrund der Schwerkraft nach unten sinken und sich vor der Partikelableitung 36 sammeln, um durch die Partikelableitung 36 aus dem Abscheider 30 entsorgt zu werden. Die partikelfreie bzw. -gesäuberte Zuluft verlässt den Abscheider 30 über die Luftableitung 34 in den Kfz-Insassenraum bzw. in eine Heizung oder Klimaanlage. Fein- bzw. Feinststaub kann somit effektiv auch nach Behandlung der Zuluft mit UV-Strahlung entzogen werden, so dass keine Gesundheitsbelastung von Kfz-Insassen durch Fein- bzw. Feinststaub mehr auftreten kann.

1: Partikel
10: Zuluft-Strömungskammer
11: seitliche Öffnung
2: UV-Strahlung
20: UV-Strahlungseinrichtung
21: Emitter
22: Emitterhalterung
23: Gehäuse
24: Verschraubungen
25: Netzanschluss
30: Abscheider
32: Lufteinleitung
34: Luftableitung
36: Partikelableitung

Claims

Reinigungseinrichtung zur Reinigung von Zuluft in einem Belüftungssystem für einen Kraftfahrzeug-Insassenraum, wobei das Belüftungssystem mindestens eine Zuluft – Strömungskammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung mindestens eine UV-Strahlungseinrichtung aufweist, deren Strahlung in die Zuluft – Strömungskammer gerichtet ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung an eine bestehende Zuluft – Strömungskammer anbringbar ist, wobei die UV-Strahlung durch eine seitliche Öffnung der Zuluft – Strömungskammer in diese strahlt.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluft – Strömungskammer eine Leitung einer Belüftungseinrichtung des Kraftfahrzeuges ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluft – Strömungskammer ein Bestandteil einer Klimaanlage des Kraftfahrzeuges ist.
Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass der Emitter der UV-Strahlungseinrichtung in die Zuluft – Strömungskammer hineinragt.
Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung des Weiteren einen Abscheider zur Abscheidung von Feststoffen umfasst.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheider ein Fliehkraftabscheider ist.
Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlungseinrichtung und/oder der Abscheider derart eingerichtet sind, dass ihre jeweilige Leistung der Größe des Volumenstromes in der Zuluft – Strömungskammer und/oder der Temperatur der Zuluft in der Zuluft – Strömungskammer anpassbar ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung eine Steuereinheit umfasst, die den UV-Strahler und/oder den Abscheider hinsichtlich deren Leistung entsprechend der Größe des Volumenstroms und/oder der Temperatur der Zuluft in der Zuluft – Strömungskammer steuert.
Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung einen zusätzlichen, der UV-Strahlungseinrichtung vorgeordneten Trockenfilter umfasst.
Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie an ein Karosserieteil, Motor-Peripherieteil oder an ein Fahrwerksteil des Kraftfahrzeuges montierbar ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung wenigstens eine mit einem Montageelement verbundene schwingungsdämpfende Einrichtung aufweist.
Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es die Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 5–11 umfasst.
Leitungsteil eines Zuluftsystems eines Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es die Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 5–11 umfasst.