NL1006247C2 - Inrichting en werkwijze voor het zuiveren van lucht en het genereren van negatief geladen ionen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Inrichting en werkwijze voor het zuiveren van lucht en het genereren van negatief geladen ionen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting volgens de aanhef van conclusie 1.

Een dergelijke inrichting is bekend uit ΕΡ-Ά-654 640. Hierbij wordt te zuiveren lucht door een ventilator aan een 5 omgevingsruimte onttrokken en vervolgens onder hoge snelheid in een mengkamer geleid. In deze mengkamer bevindt zich een schroef die ervoor zorgt dat de luchtstroom met hoge snelheid een schroeflijnvormig pad doorloopt. In het midden van de mengkamer zijn meerdere sproeikoppen aange-10 bracht die waterdruppels in radiale richting in de luchtstroom spuiten. Door het krachtenspel tussen de luchtstroom en de waterdruppels treedt er een ionisatieproces op. Het water-luchtmengsel komt vervolgens terecht in een cycloon-scheider, waarin de lucht en het water van elkaar worden 15 gescheiden, waarna de afgescheiden lucht weer kan worden afgegeven aan de omgevingsruimte.

Nadelig bij deze bekende inrichting is dat er een ventilator nodig is om de te zuiveren lucht aan te zuigen en vervolgens om te vormen in een snel ronddraaiende lucht-20 stroom. De ventilator maakt veel lawaai en verbruikt veel energie. Verder omvat de bekende inrichting zeer veel afzonderlijke bouwelementen, neemt veel ruimte in beslag en is daardoor minder geschikt om te worden opgesteld in een afgesloten schone en kiemarme omgevingsruimte waarvan de 25 lucht behandeld dient te worden.

Het doel van de onderhavige uitvinding is een inrichting te verschaffen waarbij deze nadelen worden ondervangen.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt door het 30 kenmerk van conclusie 1. Onder invloed van de axiale in-spuitrichting van vloeistofdruppels in de vloeistofstraal-pijp wordt de te zuiveren lucht via de luchtaanzuigopening in de vloeistofstraalpijp gezogen. Hierdoor is het bij de 1006247 - 2 - inrichting volgens de uitvinding niet nodig om een afzonderlijke ventilator voor het aanzuigen en verder transporteren van lucht te voorzien. De inrichting volgens de uitvinding brengt hierdoor minder lawaai voort, heeft 5 minder onderdelen en kan mede daardoor ook worden opgesteld in een omgevingsruimte zelf waarvan de lucht behandeld dient te worden. Tijdens het mengen van de vloeistofdruppels met de aangezogen lucht worden vervuilende stofdeeltjes, microben en gasvormige fracties uit de lucht gevangen 10 door de vloeistofdruppels, terwijl aan de grensvlakken van de vloeistofdruppels negatieve ladingen ontstaan. In de vloeistof-luchtscheidingsmiddelen worden de vloeistofdrup-pels en de daarin gevangen fracties afgescheiden en wordt de negatieve lading overgedragen aan de lucht. De aldus 15 gezuiverde en negatief geïoniseerde lucht kan dan weer worden afgegeven aan de omgevingsruimte.

Voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding zijn vastgelegd in conclusies 2-18.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze 20 voor het zuiveren van lucht en het genereren van negatief geladen ionen volgens conclusie 19.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin: fig. 1 een langsdoorsnede toont van een eerste uitvoe-25 ringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding; fig. 2 een aanzicht is in perspectief van de inrichting in fig. 1; en fig. 3 een aanzicht is in perspectief, gedeeltelijk in langsdoorsnede, van een tweede uitvoeringsvorm van de 30 inrichting volgens de uitvinding.

In fig. 1 is de inrichting voor het zuiveren van lucht en het genereren van negatief geladen ionen uitgevoerd als verticale kolomeenheid. Aan de onderzijde van de inrichting bevindt zich een vloeistof reservoir 1 dat tot een bepaald 35 vulniveau gevuld is met vloeistof, in het bijzonder water. In het vloeistofreservoir 1 is een gewoonlijk meertraps dompelpomp 3 aangebracht. Deze dompelpomp 3 heeft als grote voordeel dat hij bijna geen lawaai veroorzaakt. De dompel- :006247 - 3 - pomp 3 dient ertoe om water uit het vloeistofreservoir 1 op druk te brengen en via een toevoerleiding 5 toe te voeren aan een sproeikop 7. Deze sproeikop 7 is aangebracht in een zogenaamde vloeistofstraalpijp 9. De vloeistofstraalpijp 9 5 wordt gevormd door een verticaal opgestelde langwerpige pijp met ten minste één ingangs- en één uitgangsopening 16 resp. 17. De sproeikop 7 is in de ingangsopening 16 van de vloeistofstraalpijp 9 geplaatst en is gericht van de ingangs- naar de uitgangsopening 16 resp. 17. Stroomafwaarts 10 van de sproeikop 7 is een luchtaanzuigopening 15 aangebracht in de pijpwand. De luchtaanzuigopening 15 staat in open verbinding met een luchtinlaat 11. De luchtinlaat 11 bevindt zich aan de bovenzijde van de kolomeenheid en is opgenomen in een kap waarin ook de later te behandelen 15 luchtuitlaat is opgenomen. In de luchtinlaat 11 is een luchtfilter 13 opgenomen, dat dient voor het uitfilteren van grove stofdeeltjes en dergelijke. De luchtinlaat 11 gaat naar beneden toe over in een ringvormige luchtinlaat-kamer 12 die in open verbinding staat met de luchtaanzuig-20 opening 15 van de vloeistofstraalpijp 9. De uitgangsopening 17 van de vloeistofstraalpijp 9 mondt tangentiaal uit in een doorvoerkamer 19 boven het vloeistofniveau in het vloeistofreservoir 1. In deze doorvoerkamer 19 kunnen naar keuze één of meerdere sproeikoppen 20 zijn geplaatst. Deze 25 sproeikoppen 20 worden eveneens gevoed door de dompelpomp 3 en geven vloeistof druppel stromen af die in kruis-, mee- en tegenstroom zijn geplaatst. Boven de doorvoerkamer 19 bevindt zich een demister 22 die ertoe dient de vloeistof-druppels te scheiden van de lucht en naar beneden af te 30 voeren in het vloeistofreservoir 1. De demister 22 kan bijvoorbeeld bestaan uit flexichevron, chevron of draad. Boven de demister 22 bevindt zich de luchtuitlaat 24. De luchtuitlaat 24 mondt uit in een ringvormige luchtuitlaatkamer 25 die zich binnenin de ringvormige luchtinlaatkamer 35 12 bevindt. Aldus zijn de luchtinlaat 11 en de luchtuitlaat 24, alsmede het luchtfilter 13 tezamen opgenomen in een kap. Deze kap wordt ondersteund door de vloeistofstraalpijp 9. De kap kan echter bijvoorbeeld ook worden ondersteund 1006247 - 4 - door de vloeistof toevoerleiding 5. De gemeenschappelijke wand van de luchtinlaat 11 en de luchtuitlaat 24 wordt met voordeel gebruikt als warmtewisselaar.

De werking van de inrichting zoals weergegeven in 5 fig.l kan als volgt worden omschreven: De sproeikop 7 spuit een stroom vloeistofdruppels in axiale richting naar beneden in de vloeistofstraalpijp 9. De vloeistofdruppels stromen met hoge snelheid langs de luchtaanzuigopening 15 en zuigen lucht naar binnen in de vloeistofstraalpijp 9. 10 Het uit de sproeikop 7 afkomstige drijfwater zorgt er aldus voor dat de lucht zonder externe hulpmiddelen wordt aangezogen via de aanzuigopening 15. Omdat de aanzuigopening 15 in open verbinding staat met de luchtinlaat 11, wordt verontreinigde warme omgevingslucht vanuit een hoge lokatie 15 in een omgevingsruimte aangezogen en door het lucht filter 13 gevoerd. De lucht zal veelal licht verontreinigd zijn en kleine stofdeeltjes, kiemen, aërosolen en andere kleine fracties bevatten. Te denken valt ook aan geringe concentraties aan gasvormige verontreinigingen, zoals geurcompo-20 nenten sigarettenrook en bijvoorbeeld ethylene dampen afkomstig van voedingsmiddelen in opslag. De lucht passeert de ringvormige lucht in laatkamer 12 van de luchtinlaat 11, die tegelijkertijd dient als voorkoelkamer, en daalt hierbij enkele graden Celcius in temperatuur. In de vloeistof-25 straalpijp 9 worden de kleine vervuilende stofdeeltjes die niet door het luchtfilter 13 zijn tegengehouden, de zogenaamde colloidale deeltjes, en aërosolen en gasvormige fracties door de druppels gevangen. Verder worden in de vloeistofstraalpijp 9 impuls-, schuif-, gravitatie- en 30 corioliskrachten bewerkstelligt. Aan de grensvlakken van de druppels met daarin de gevangen colloidale deeltjes ontstaat een verhoging van negatieve grensvlakladingen. Het overdragen van deze negatieve ladingen onder invloed van de genoemde krachten aan de lucht geeft de gewenste negatieve 35 ionisatie van de lucht. Hierna wordt het vloeistof-luchtmengsel via de uitgangsopening van de vloeistofstraalpijp 9 in de doorvoerkamer 19 met daarin de sproeikoppen 20 geleid. De instroomrichting van dit vloeistof-luchtmengsel in 1006247 - 5 - de doorvoerkamer 19 is bij voorkeur tangentiaal en de sproeibanen afkomstig van de sproeikoppen 20 zijn bij voorkeur in kruis-, mee- en tegenstroom, zodat door de hierbij extra opgewekte krachten verdere ionisatie van de 5 lucht wordt bewerkstelligd. Vervolgens wordt het vloeistof-deel afgevangen in de demister 22 en wordt de gezuiverde lucht voorzien van negatief geladen ionen via de luchtuit-laat 24 weer naar buiten in de omgevingsruimte geblazen. De vloeistofdruppels bevloeien hierbij de demister 22 en 10 zorgen ervoor dat de demisteronderdelen continu worden gereinigd. De afgescheiden vloeistofdruppels vallen tezamen met de erin gevangen colloidale deeltjes en geabsorbeerde gasvormige fracties terug in het vloeistofreservoir 1.

De drijvende kracht bij dit gehele proces wordt steeds 15 gerealiseerd door de in axiale richting in de vloeistof-straalpijp gespoten stroom vloeistofdruppels, deze is in staat om de gehele drukval over de inrichting te overbruggen.

Het plaatsen van de luchtinlaat 11 aan de bovenzijde 20 van de kolomeenheid heeft als voordeel dat lucht op die plaats uit de omgevingsruimte wordt gezogen waar zich vaak de meest warme en vervuilde lucht bevindt.

Het plaatsen van de luchtuitlaat 24 aan de bovenzijde van de kolomeenheid onder de luchtinlaat 11 maakt het 25 mogelijk om de uitstroomrichting van de luchtuitlaat 24 bij voorkeur langs het oppervlak van de kolomeenheid naar beneden te richten. Aldus zorgt de gezuiverde luchtstroom er als een luchtdouche voor dat de buitenzijde van de kolomeenheid voortdurend wordt schoon gespoeld en dat er 30 zich geen condens op de buitenzijde van de kolomeenheid kan vormen.

Door de temperatuur van de vloeistof lager te kiezen dan de temperatuur van de te zuiveren lucht, kan de inrichting tevens dienen als luchtkoeler. De wand 26 tussen de 35 ringvormige luchtinlaatkamer 12 en luchtuitlaatkamer 25 kan hierbij bovendien dienen als warmtewisselaar, zodat de ingaande lucht enkele graden kan worden afgekoeld en de uitgaande lucht weer enigszins kan worden herverhit. Deze 1006247 - 6 - herverhitting dient mede ter verlaging van de uittredende relatieve vochtigheid en ter eliminatie van oververzadiging.

De vloeistof in het reservoir 1 kan afhankelijk van de 5 vervuilingsgraad van de te zuiveren lucht met enige regelmaat in zijn geheel worden ververst, maar kan bijvoorbeeld ook aan de onderzijde met een vloeistoftoevoer 27 worden aangesloten op een drinkwaterleiding en aan de bovenzijde worden voorzien van een overloop 28 die is aangesloten op 10 een toiletgroep om zo een continue verversing te bereiken. Via de overloop 28 kan ook vanuit de aangezogen lucht gecondenseerde vloeistof continu worden gespuit.

Zoals duidelijk te zien in fig. 2 zijn in totaal vier vloeistofstraalpijpen 9 rondom de kolomeenheid aangebracht. 15 (In fig. 1 is voor een vereenvoudigde weergave slechts één daarvan getoond.) De dompelpomp 3 is aangesloten op een ringleiding 29 die aftakkingen heeft naar vier vloeistof-toevoerleidingen 5 die op hun beurt zijn aangesloten op de bijbehorende sproeikoppen 7. Met voordeel is de demister 20 opgenomen in een uitwisselbaar kokervormig element 23 dat snel en eenvoudig tussen twee vloeistofstraalpijpen 9 door verwijderd kan worden zonder dat daarbij de kap met de luchtinlaat 11 en de luchtuitlaat 24 hoeft te worden verwijderd. Ook de dompelpomp 3, de sproeikop 20, etc zijn 25 hierdoor eenvoudig toegankelijk. Het verwijderen kan plaatsvinden door het element 23 iets op te tillen en vervolgens de onderzijde van het element 23 naar voren te kantelen.

In fig. 3 is een alternatief voor het in fig. 1 ge-30 toonde demisterpakket getoond. De demister omvat hierbij een schroeflijnvormig plaatelement 30 dat is opgenomen in een cilindrische vloeistof-luchtscheidingsruimte 32. De vloeistofluchtstroom blijft hierdoor tangentiaal circuleren. Bij de randen van het schroeflijnvormige plaatelement 3 5 30 is de wand van de vloeistof-luchtscheidingsruimte 32 voorzien van een naar buiten uitstekende eveneens spiraalvormige vloeistofafvoergroef 34. Deze uitvoeringsvorm van de demister kan zeer effectief de druppels van de lucht 1006247 - 7 - scheiden en deze via de vloeistof af voergroef 34 weer naar beneden toe in het vloeistofreservoir afvoeren. Bovendien treedt de luchtstroom tangentiaal uit de vloeistof-lucht-scheidingsruimte 32 in de luchtuitlaat 36, zodat de lucht 5 de luchtuitlaat 36 zonder veel weerstand op één punt, bijvoorbeeld via een luchtuitlaatkanaal 38, de inrichting kan verlaten. Het luchtuitlaatkanaal 38 kan hierbij bijvoorbeeld zijn voorzien van een ULPA-filter. Deze uitvoeringsvorm is dan ook zeer geschikt voor de levering van 10 kiemvrij geïoniseerd gas of lucht op één lokatie.

Aldus is volgens de uitvinding een inrichting en een werkwijze voor het zuiveren en desgewenst koelen van lucht, en het genereren van negatief geladen ionen verschaft die zeer goed functioneert, zeer geluidsarm is, en bovendien 15 kan worden gebruikt voor asceptische toepassingen in een omgevingsruimte zelf waarvan de lucht behandeld dient te worden. In plaats van zuurstof houdende omgevingslucht kan ook elke andere vervuilde gasstroom met behulp van de inrichting worden behandeld.

1006247

Claims (19)

1. Inrichting voor het zuiveren van lucht en het genereren van negatief geladen ionen, omvattende: pompmiddelen (3), een vloeistofreservoir (1), een luchtinlaat (11), een vloeistoftoevoerleiding (5), een sproeikop (7), vloeistof- 5 luchtscheidingsmiddelen (22), en een luchtuitlaat (24), waarbij de pompmiddelen (3) zijn uitgevoerd voor het op druk brengen van vloeistof uit het vloeistofreservoir (1) om deze via de vloeistoftoevoerleiding (5) en de sproeikop (7) als vloeistofdruppels te verspreiden, net het kenmerk, 10 dat de inrichting verder omvat: ten minste één vloeistof-straalpijp (9) met een ingangs- en een uitgangsopening (16 respectievelijk 17) , die in de ingangsopening (16) is voorzien van de sproeikop (7), en stroomafwaarts van de sproeikop (7) is voorzien van een luchtaanzuigopening (15), 15 welke luchtaanzuigopening (15) in open verbinding staat met de luchtinlaat (11), waarbij de sproeikop (7) gericht is van de ingangs- naar de uitgangsopening (16 respectievelijk 17) .

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 de pompmiddelen (3) worden gevormd door een in het vloeistofreservoir (1) aangebrachte dompelpomp.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de inrichting als verticale kolomeenheid is uitgevoerd.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat 25 de luchtinlaat (11) aan de bovenzijde van de kolomeenheid is geplaatst.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de luchtuitlaat (24) aan de bovenzijde van de kolomeenheid onder de luchtinlaat (11) is geplaatst.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de luchtuitlaat (24, 25) langs de buitenwand van de kolom- 1006247 -9- eenheid naar beneden is gericht.

7. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de luchtinlaat (11, 12) en de lucht-uitlaat (24, 25) als warmtewisselaar zijn uitgevoerd.

8. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vloeistofstraalpijp (9) verticaal is opgesteld, waarbij de ingangsopening (16) zich aan de bovenzijde bevindt.

9. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, 10 met het kenmerk, dat de luchtinlaat (11, 12) en de lucht- uitlaat (24, 25) zijn opgenomen in een kap die wordt ondersteund door de vloeistofstraalpijp (9) en/of de vloeistof-toevoerleiding (5).

10. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, 15 met het kenmerk, dat de uitgangsopening (17) van de vloeistof straalpijp (9) uitmondt in een doorvoerkamer (19) boven het vloeistofniveau in het vloeistofreservoir (1).

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat in de doorvoerkamer (19) een sproeikop (20) is aangebracht.

12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, met het ken merk, dat de uitgangsopening (17) van de vloeistof straalpijp (9) tangentiaal in de doorvoerkamer (19) wordt geleid.

13. Inrichting volgens een van de conclusies 1-12, met het kenmerk, dat de vloeistof-luchtscheidingsmiddelen een 25 demister (22) omvatten.

14. Inrichting volgens een van de conclusies 1-12, met het kenmerk, dat de vloeistof-luchtscheidingsmiddelen een schroeflijnvormig plaatelement (30) omvatten dat verticaal is opgesteld. 1006241 - 10 -

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het plaatelement (30) is opgenomen in een vloeistof-lucht-scheidingskamer (32) waarvan de omtrekswand een naar buiten uitstekende spiraalvormige vloeistofafvoergroef (34) heeft.

16. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vloeistof-luchtscheidingsmiddelen zijn opgenomen in een uitwisselbare eenheid (23; 32).

17. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vloeistof in het vloeistofreservoir 10 (1) continu wordt ververst.

18. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vloeistof water is.

19. Werkwijze voor het zuiveren van lucht en het genereren van negatief geladen ionen, waarbij te zuiveren lucht via 15 een luchtinlaat naar binnen wordt gezogen, met vloeistof-druppels wordt gemengd en na scheiding van de lucht en de vloeistofdruppels weer wordt afgegeven, met het kenmerk, dat de vloeistofdruppels met hoge snelheid in axiale richting in een buisvormig kanaal worden gespoten, welk buis-20 vormig kanaal is voorzien van een luchtaanzuigopening, waarbij de ingespoten vloeistofdruppels met hoge snelheid langs de luchtaanzuigopening stromen en de te zuiveren lucht via de luchtaanzuigopening naar binnen zuigt en meevoert. WÜ6247