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EP1542786A1 - Air transport and/or preparation systems with catalytically coated air elutriating surfaces entering into contact with the air - Google Patents

Air transport and/or preparation systems with catalytically coated air elutriating surfaces entering into contact with the air

Info

Publication number
EP1542786A1
EP1542786A1 EP03798071A EP03798071A EP1542786A1 EP 1542786 A1 EP1542786 A1 EP 1542786A1 EP 03798071 A EP03798071 A EP 03798071A EP 03798071 A EP03798071 A EP 03798071A EP 1542786 A1 EP1542786 A1 EP 1542786A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
catalytically active
activated carbon
ozone
conveying system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03798071A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hanns Rump
Rainer Klein
Carsten Supply
Jessica Gerhart
Uwe Koziol
Sebastian Neufang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Automotive AG
Original Assignee
TEM Technische Entwicklungen und Management GmbH
Automotive AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TEM Technische Entwicklungen und Management GmbH, Automotive AG filed Critical TEM Technische Entwicklungen und Management GmbH
Publication of EP1542786A1 publication Critical patent/EP1542786A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/15—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means
    • F24F8/167—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means using catalytic reactions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H3/00—Other air-treating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H3/00—Other air-treating devices
    • B60H3/0071—Electrically conditioning the air, e.g. by ionizing
    • B60H3/0078—Electrically conditioning the air, e.g. by ionizing comprising electric purifying means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H3/00—Other air-treating devices
    • B60H3/06—Filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/15—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means
    • F24F8/158—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means using active carbon

Definitions

  • DE 100 13 841 specifies a method for keeping the ozone and ion production constant with the aid of an electrical control circuit. Because ozone and ion production is subject to a wide variety of influences and also because during long-term operation the electrical and mechanical values of the ozone and ion Change production used assemblies. This has an advantageous effect on ozone and ion production, so that no constant conditions can be achieved without the use of this invention, which is of concern with the known toxicity of ozone.
  • DE 196 51 403.7 proposes an ozone and ion generator in the flow direction upstream of the evaporator in air conditioning systems, e.g. Motor vehicles, buildings or compact air conditioning systems to arrange an ozone and ion source and to flow around the humid evaporator with ozone and air ions.
  • air conditioning systems e.g. Motor vehicles, buildings or compact air conditioning systems to arrange an ozone and ion source and to flow around the humid evaporator with ozone and air ions.
  • ozone dissolves in the water on the surface of the evaporator and forms hydro radicals, which have an extremely bactericidal and fungicidal effect and have been tested and reliably prevent any biological activity on the surface of the evaporator.
  • a catalyst is proposed which breaks down excess ozone into normal diatomic oxygen. This invention is advantageous for the safe, sterile operation of air conditioning systems of all kinds, in particular those in motor vehicles.
  • DE 199 33 180.4 it was proposed in DE 199 33 180.4 to arrange the ozone and ion source in front of the air inlet and in front of the air filter.
  • This air filter is equipped in such a way that excess ozone is catalytically broken down.
  • DE 101 03 905.0 proposes to enrich the air with ozone and oxygen ions in a tumble dryer, with the result that germs and odor-carrying substances in the (moist) laundry are killed.
  • the complex mechanism of action and in particular the action of ozone dissolved in water (hydroradicals are formed) has been described in more detail.
  • the effect is primarily based on the oxidative chemical effect of the three-atom and one-atom ozone.
  • the proposed solutions to problems make the handling of ozonization devices safer and more predictable. Due to the need to adjust the ozone concentration in the blown air to one of the American Environmental Protection Agency (US-EPA / Environment Protection Agency) and the DIN / EN standard EN 60335-2-65; (1995) to limit the mandatory value so that an ozone level of more than 50ppb can never arise in the rooms thus ventilated, the patent application presented here deals with the beneficial effects of ionized air ions and the technical and safe use of active oxygen ions Compliance with the required limit values.
  • both ions and ozone are formed.
  • the chemical reactivity of ozone is higher than the chemical reactivity of oxygen ions.
  • the usefulness of airborne oxygen ions has been described in numerous works and is a principle of nature for cleaning the air from particles as well as for sterilizing air and surfaces.
  • the ozone added to the air flow to be treated must be destroyed before it reaches breathing air. According to the state of the art, this is done by activated carbon filters. It is known to provide filters with chemical admixtures that react chemically with gases that are contained in the air. For example, sodium bicarbonate can chemically bind acidic air components such as sulfur dioxide.
  • the present invention deals with the problem of improving the efficiency of the catalytically active filter system.
  • Oxidizable substances (such as CsH ⁇ 8 ) adsorb on surfaces, accumulate to reactive concentrations and react there with active oxygen, ideally to 8 (CO 2 ) and 8 (H 2 O). The reaction takes place in particular on the surface of the sorption catalyst arranged in the flow direction after ozonization, which is usually an activated carbon filter.
  • Active oxygen and ozone dissolve in the water stored in the sorption catalyst / filter and form hydrogen peroxide H 2 O 2 and oxygen radicals.
  • Oxygen radicals react violently with oxidizable substances and are extremely bactericidal and fungicidal (concentrations of 1-5ppm active oxygen dissolved in water are sufficient).
  • the half-life of oxygen radicals stored in the sorption catalyst can be up to a few days. Contamination of the A-carbon filter is reliably prevented and airborne bacteria and germs are destroyed. This is because the chemical oxidation process continues even after the ozone supply has ended.
  • Moisture present on the surface forms hydroradicals.
  • Intermediate steps stands for the highly radical monatomic oxygen ions, the reactivity of which is once again greater by a factor of 1000 than that for the atomic oxygen ions.
  • Germs, protein residues and odor-carrying chemical substances (organic substances) attached to the sorption catalyst are advantageously oxidatively destroyed or denatured.
  • the sorption catalyst remains permanently hygienic and olfactory.
  • catalytically active substances can be mixed with the activated carbon and can be used together as filter material. It is also possible to have catalytic activity on the upstream side of the activated carbon filter Apply material as a layer. Finally, it is possible to apply a layer of the catalytically active material on the outflow side of the activated carbon filter.
  • Salts or oxides or compounds of these substances have also been tested as catalytically active, for example
  • Non-noble metals are also catalytically active if chemical energy in the form of e.g. Ozone is supplied and the reactions supported:
  • Titanium and titanium dioxide have good catalytic properties.
  • titanium dioxide (TiO 2 ) is applied to a suitable carrier as a gas-permeable coating on the outflow side of an activated carbon filter.
  • the catalytic activity of titanium dioxide is stimulated by the chemical energy that is inherent in ozone and air ions.
  • Oxidizable material such as odor-bearing gases or vapors as well as organic material such as bacteria and viruses are advantageously destroyed on the surface of the catalyst.
  • Gases such as nitrogen oxides, sulfur dioxide, phosphorus dioxide and other reducible gases are catalytically reduced.
  • the ozone content in the air is reduced to an innocuous minimum. Since the titanium dioxide used in the example works as a catalyst and is not involved in the chemical process itself, there is no wear that shortens the life of the sorption catalyst. Rather, the outflowing air maintains its neutral character.
  • FIG. 1 shows an example of a typical air treatment system, such as that used in vehicles, in compact air treatment devices and in building air conditioning systems Commitment comes.
  • a pre-filter 1 is shown, which retains dusts and particles.
  • the particle filter plays no role in the functional context of this invention.
  • an air-promoting blower 2 is shown, which of course can be arranged elsewhere within the functional series.
  • the ozone and ion generator 3, which enriches the air with a certain amount of ozone, is also shown. Concentrations between 50-200 ⁇ g / m 3 are typical for applications in the field of air treatment.
  • an activated carbon filter 4 is shown, which also serves as an ozone converter and as a simple catalyst and is therefore called “sorption catalyst”.
  • FIG. 2 shows a structure which is identical in principle, but is supplemented by the catalyst 5.
  • the catalyst 5 in one embodiment of the invention consists of catalytically active material, for example titanium dioxide (TiO 2 ).
  • the catalyst can be applied to its own, air-permeable carrier layer and can be attached as a separate component behind the activated carbon sorption catalyst 4.
  • the catalyst 5 can also be adhered to the outflow side of the sorption catalyst 4.
  • the catalyst 5 - not shown in the picture - can be contained in the activated carbon sorption catalyst 4 as a mixture of the activated carbon.
  • the catalyst 5 can - not shown in the figure - be adhered to the upstream side of the activated carbon sorption catalyst 4 or can be arranged as a separate component on an air-permeable carrier layer in front of the active sorption catalyst.
  • the aim is to maximize the depletion of natural ozone and to maximize the useful processes taking place in conjunction with ozone and air constituents and to optimize the service life of the filters.
  • activated carbon filters for air conditioning tasks of all kinds with catalytically active substances in the sense of the invention presented here, in order to improve the efficiency of the filters against oxidizable air components beyond the pure absorption of the activated carbon and to reduce oxygen radicals in the Reliably destroy breathing air.
  • a catalytically active material for example titanium dioxide
  • air conditioning systems which can be located, for example, in buildings, in compact devices or in automobiles.
  • a small amount of ozone is added to the airflow that is directed to the evaporators. If ozone comes into contact with the catalyst, the chemical reactions described above intensify. This makes it possible to effectively prevent the known dangerous and unpleasant contamination of the evaporator with the help of gassing with ozone and active oxygen ions in a very low concentration.
  • the ozone contained in the supplied air is broken down on the surface of the fumigated evaporator and thus extracted from the air.
  • the evaporator itself functions here as the sorption catalyst described above.
  • the invention it is proposed to add at least one of the catalytically active materials described above to the activated carbon coating.
  • the result is advantageously that the efficiency for the degradation of (zon as well as for the oxidative destruction of VOC, bacteria and viruses is increased significantly.
  • the invention extends not only to the aforementioned examples but we are used wherever in the interaction of air, ozone, air ions and air contents such as gases, vapors, bacteria, viruses, fungi, spores of the effect? degree of the reaction mechanisms described in principle is to be improved.

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Abstract

The invention relates to special catalysts and filters for air elutriation systems, wherein especially ozone and/or air ions of the air which is to be elutriated are mixed for oxidative destruction of organic air contents and bacteria. When catalytic finishes are added to catalytic coatings of surfaces entering into contact with the air, said coatings are more efficient at decomposing ozone and oxidatively destroying oxidizable gases and vapours and organic material. Technical embodiments are disclosed by the invention.

Description

Lufttransport- und/oder Aufbereitungsanlagen mit katalytisch beschichten O- berflächen luftberührender FlächenAir transport and / or treatment plants with catalytically coated surfaces in contact with air
Es besteht vielfach der Wunsch, in Belüftungsanlagen von Gebäuden, Fahrzeugen, Klimageräten und Kraftfahrzeugen als auch in kompakten Luftaufbereitungs- und Luftkonditionierungsanlagen die Luft nicht nur von Stäuben und Partikeln zu befreien, sondern auch von Gerüchen und vor allem von Keimen ( Bakterien und Pilzen) zu befreien. Die (im Betrieb feuchte) Oberfläche des Verdampfers als auch eingesetzte Filter in Fahrzeugen mit Klimaanlagen sind Nährboden für Keime und Pilze aller Art. Die vom Luftstrom abgerissenen und in die Kabine bzw. in Räume getragenen Bakterien, Pilze und Keime sowie die Stoffwechselprodukte der Bakterien, Pilze und Keime sondern einen üblen Geruch ab und sind gesundheitlich bedenklich.There is often a desire to not only clear the air of dusts and particles in ventilation systems of buildings, vehicles, air conditioning units and motor vehicles as well as in compact air conditioning and air conditioning systems, but also to remove odors and, above all, germs (bacteria and fungi) to free. The surface of the evaporator (which is moist during operation) and the filters used in vehicles with air conditioning systems are breeding grounds for all kinds of germs and fungi. Fungi and germs emit a bad smell and are harmful to health.
In DE 195 43 296 ; DE 196 46 269; DE 196 51 403; DE 199 02 304; DE 199 19 623; DE 199 31 366; DE 199 33 180; DE 100 14485; DE 100 13 841 ; DE 100 04 326; DE 100 58 476; PCT/DE 00/ 02164; PCT/EP 01/00672; DE 101 03 905, DE 101 180 78 sind verschiedene Methoden vorgeschlagen worden, um diesen Problemen unter Einsatz von lonisations- und Ozonisierungsapparaten abzuhelfen.In DE 195 43 296; DE 196 46 269; DE 196 51 403; DE 199 02 304; DE 199 19 623; DE 199 31 366; DE 199 33 180; DE 100 14485; DE 100 13 841; DE 100 04 326; DE 100 58 476; PCT / DE 00/02164; PCT / EP 01/00672; DE 101 03 905, DE 101 180 78, various methods have been proposed to remedy these problems using ionization and ozonization apparatus.
In der DE 199 31 366 ist z.B. eine flache Baugruppe mit planarem Aufbau vorgeschlagen worden, die vorteilhaft und langzeitstabil Ozon und Sauerstoffionen nach dem physikalischen Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung nach Anlegen einer elektrischen Hochfrequenz-Hochspannung erzeugt.DE 199 31 366 e.g. A flat assembly with a planar structure has been proposed, which generates advantageous and long-term stable ozone and oxygen ions according to the physical principle of dielectric barrier discharge after application of an electrical high-frequency high voltage.
In der DE 100 13 841 ist z.B. ein Verfahren angegeben, die Ozon und lonenprodukti- on mit Hilfe einer elektrischen Regelschaltung konstant zu halten. Weil die Ozon- und lonenproduktion verschiedensten Einflüssen unterliegt und auch weil bei Langzeitbetrieb sich die elektrischen und mechanischen Werte der zur Ozon- und Ionen- Produktion eingesetzten Baugruppen verändern. Das wirkt sich vorteilhaft auf die Ozon- und lonenproduktion auf, so dass ohne Einsatz dieser Erfindung keine konstanten Bedingungen erreicht werden, was bei der bekannten Toxizität von Ozon bedenklich ist.DE 100 13 841, for example, specifies a method for keeping the ozone and ion production constant with the aid of an electrical control circuit. Because ozone and ion production is subject to a wide variety of influences and also because during long-term operation the electrical and mechanical values of the ozone and ion Change production used assemblies. This has an advantageous effect on ozone and ion production, so that no constant conditions can be achieved without the use of this invention, which is of concern with the known toxicity of ozone.
Aus der DE 100 58 476.4 ist bekannt, die Produktionsmenge von Ozon - und Sau- erstoffionen als Funktion der Luftmenge zu begreifen und mit Signalen des die Ventilatoren steuernden zentralen Lüftungssteuergeräts so auf den Ozon- und lonenerzeuger einzuwirken, dass auch bei unterschiedlichen Luftmengen eine konstante Konzentration an Ozon und Ionen entsteht. Dies ist die Voraussetzung für eine kon- trollierte und sichere Funktion der Geräte, weil bei zu geringer Konzentration keine wesentliche Wirkung mehr besteht und weil bei zu hoher Ozonkonzentration negative Effekte auf das beteiligte Material erfolgen, ohne dass die lufttechnische Wirkung größer wird.From DE 100 58 476.4 it is known to understand the production quantity of ozone and oxygen ions as a function of the air quantity and to act on the ozone and ion generator with signals from the central ventilation control device controlling the fans in such a way that a constant concentration even with different air quantities of ozone and ions. This is the prerequisite for controlled and safe functioning of the devices, because if the concentration is too low there is no longer any significant effect and because if the ozone concentration is too high, there will be negative effects on the material involved, without the ventilation effect increasing.
In der DE 196 51 403.7 ist vorgeschlagen, einen Ozon- und lonenerzeuger in Strömungsrichtung vor dem Verdampfer in Klimaanlagen von z.B. Kraftfahrzeugen, Gebäuden oder kompakten Klimatisierungsanlagen eine Ozon- und lonenquelle anzuordnen und den feuchten Verdampfer mit Ozon- und Luftionen zu umströmen. Vor allem Ozon löst sich im Wasser auf der Oberfläche des Verdampfers und bildet Hyd- roradikale, die extrem bakterizid und fungizid wirken und erprobt und sicher jegliche biologische Aktivität auf der Oberfläche des Verdampfers unterbinden. In Strömungsrichtung nach dem Verdampfer wird ein Katalysator vorgeschlagen, der überschüssigen Ozon zu normalem zweiatomigem Sauerstoff abbaut. Diese Erfindung ist vorteilhaft zum sicheren, sterilem Betrieb von Klimaanlagen aller Art, insbesondere von solchen in Kraftfahrzeugen.DE 196 51 403.7 proposes an ozone and ion generator in the flow direction upstream of the evaporator in air conditioning systems, e.g. Motor vehicles, buildings or compact air conditioning systems to arrange an ozone and ion source and to flow around the humid evaporator with ozone and air ions. Above all, ozone dissolves in the water on the surface of the evaporator and forms hydro radicals, which have an extremely bactericidal and fungicidal effect and have been tested and reliably prevent any biological activity on the surface of the evaporator. In the direction of flow downstream of the evaporator, a catalyst is proposed which breaks down excess ozone into normal diatomic oxygen. This invention is advantageous for the safe, sterile operation of air conditioning systems of all kinds, in particular those in motor vehicles.
Ergänzend wurde in DE 199 33 180.4 vorgeschlagen, die Ozon- und lonenquelle vor dem Lufteinlass und vor dem Luftfilter anzuordnen. Dieser Luftfilter ist so ausgerüstet, dass überschüssiges Ozon katalytisch abgebaut wird. In der DE 101 03 905.0 wird vorgeschlagen, in einem Wäschetrockner die Luft mi Ozon und Sauerstoffionen anzureichen mit dem Ergebnis, dass Keime und geruchstragende Substanzen in der (feuchten) Wäsche abgetötet werden. Der komplexe Wirkungsmechanismus und insbesondere die Wirkung von in Wasser gelösten- Ozon (Hydroradikale werden gebildet) ist näher beschrieben worden. Das Verstand- nis dieser Vorgänge ist von Bedeutung, weil Wasser sich auf allen Oberflächen unc in allen Materialien befindet und dieses Wasser mit zugeführtem Ozon Hydroradikale bildet, welche extrem wirksam gegen Bakterien, Viren und Pilzen als auch Gerücher sind. Insofern ist die Lehre der genannten Erfindung auch ganz allgemein bei Luftaufbereitungsanlagen vorteilhaft einsetzbar, weil die Oxidationskraft und damit die Bakterizidität des in Hydroradikalen abgespalteten einatomigen Sauerstoffes (O-i) sehr viel höher ist als die Oxidationskraft des Ozon O3.In addition, it was proposed in DE 199 33 180.4 to arrange the ozone and ion source in front of the air inlet and in front of the air filter. This air filter is equipped in such a way that excess ozone is catalytically broken down. DE 101 03 905.0 proposes to enrich the air with ozone and oxygen ions in a tumble dryer, with the result that germs and odor-carrying substances in the (moist) laundry are killed. The complex mechanism of action and in particular the action of ozone dissolved in water (hydroradicals are formed) has been described in more detail. The understanding of these processes is important because water is on all surfaces unc in all materials and this water with added ozone forms hydroradicals, which are extremely effective against bacteria, viruses and fungi as well as odors. In this respect, the teaching of the invention mentioned can also be used very advantageously in general in air treatment plants, because the oxidizing power and thus the bactericidal nature of the monatomic oxygen (Oi) split off in hydroradicals is very much higher than the oxidizing power of ozone O 3 .
In den vorgenannten Patentanmeldungen wird die Wirkung vor allem auf die oxidati- ve chemische Wirkung des dreiatomigen und einatomigen Ozon abgestellt. Die vor- geschlagenen Problemlösungen machen die Handhabung von Ozonisierungseinrich- tungen sicherer und berechenbarer. Aufgrund der Notwendigkeit, die Ozonkonzentration in der ausgeblasenen Luft auf einen von der amerikanischen Umweltbehörte (US-EPA/Environment Protection Agency) und der DIN/EN-Norm EN 60335-2-65; (1995) zwingend geforderten Wert sicher so zu begrenzen, dass niemals in den so belüfteten Räumen ein Ozon-Pegel von mehr als 50ppb entstehen kann, beschäftigt sich die hier vorgestellte Patentanmeldung mit der nützlichen Wirkung ionisierter Luftionen und der technischen und sicheren Anwendung aktiver Sauerstoffionen unter Einhaltung der geforderten Grenzwerte.In the abovementioned patent applications, the effect is primarily based on the oxidative chemical effect of the three-atom and one-atom ozone. The proposed solutions to problems make the handling of ozonization devices safer and more predictable. Due to the need to adjust the ozone concentration in the blown air to one of the American Environmental Protection Agency (US-EPA / Environment Protection Agency) and the DIN / EN standard EN 60335-2-65; (1995) to limit the mandatory value so that an ozone level of more than 50ppb can never arise in the rooms thus ventilated, the patent application presented here deals with the beneficial effects of ionized air ions and the technical and safe use of active oxygen ions Compliance with the required limit values.
Es ist bekannt, Luft mit Hilfe hoher elektrischer Spannungen zu ionisieren. Prinzipiell entsteht dabei Ozon, wenn es zu energiereichen Entladungen im Raum kommt (Stoßionisation). Die Ionisation erfolgt zumeist mit der Methode der Koronarentladung (Spitzenentladung). Dabei ragen feine Spitzen in den Luftraum, die an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind. Diese Spitzen können auch zu Bündeln zusammengefasst werden, die feinen Pinseln ähneln. Als Materialien sind Metallnadel, Metallfäden, und neuerdings auch elektrisch leitfähige Kunststoffe bekannt. Vor allem luftgetragene Partikel aller Art werden bevorzugt ionisiert und tragen insoferr eine negative elektrische Ladung. Diese elektrische Ladung veranlasst die ionisierter Partikel sich auf Oberflächen (Abscheide-Elektrode) abzulagern um dort das überschüssige Elektron abzugeben. Vom Ergebnis her kommt es zu einer Befreiung dei Luft von Partikeln und Keimen, was in sogenannten elektrostatischen Luftaufberei- tungsgeräten und Entstaubungsanlagen seit Jahrzehnten industriell ausgenutzt wird.It is known to ionize air with the aid of high electrical voltages. In principle, ozone is created when there are high-energy discharges in the room (impact ionization). The ionization mostly takes place with the method of coronary discharge (peak discharge). Fine tips protrude into the airspace, which are connected to a high-voltage source. These tips can also be combined into bundles that resemble fine brushes. Metal needles, metal threads, and recently also electrically conductive plastics are known as materials. In front All airborne particles of all types are preferably ionized and therefore carry a negative electrical charge. This electrical charge causes the ionized particles to deposit on surfaces (deposition electrode) in order to release the excess electron there. The result is that the air is freed from particles and germs, which has been used industrially for decades in so-called electrostatic air conditioning devices and dedusting systems.
Bei Apparaten nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung, wie zum Beispiel bei der seit 1857 (Analen der Physik) bekannten Siemensröhre oder bei dem in DE 199 31 366 beschriebenen Flachmodul, entstehen sowohl Ionen als auch O- zon. Die chemische Reaktivität von Ozon ist höher als die chemische Reaktivität von Sauerstoffionen. Die Nützlichkeit luftgetragener Sauerstoffionen ist in zahlreichen Arbeiten beschrieben worden und ein Prinzip der Natur zur Reinigung der Luft von Partikeln als auch zur Sterilisierung von Luft und von Oberflächen.In the case of apparatuses based on the principle of dielectric barrier discharge, such as, for example, the Siemens tube known since 1857 (Anals der Physik) or the flat module described in DE 199 31 366, both ions and ozone are formed. The chemical reactivity of ozone is higher than the chemical reactivity of oxygen ions. The usefulness of airborne oxygen ions has been described in numerous works and is a principle of nature for cleaning the air from particles as well as for sterilizing air and surfaces.
Da in der Natur unter Einwirkung von ionisierendem ultravioletten Sonnenlicht stets sowohl ein- und dreiatomiges Ozon als auch zweiatomige Sauerstoffionen entstehen, liegt es nahe, dieses hochwirksame und nützliche Prinzip der Natur technisch zur Aufbereitung von Luft auszunutzen.Since in nature under the influence of ionizing ultraviolet sunlight both mono- and tri-atomic ozone as well as diatomic oxygen ions always arise, it makes sense to use this highly effective and useful principle of nature technically to process air.
In jedem Fall muss das dem zu behandelnden Luftstrom zugemischte Ozon vernichtet werden, bevor er Atemluft erreicht. Dies erfolgt dem Stand der Technik nach durch Aktivkohle-Filter. Es ist bekannt, Filter mit chemischen Beimengungen zu versehen, welche chemisch mit Gasen reagieren, welche in der Luft enthalten sind. Etwa kann Natriumbicarbonat saure Luftbestandteile wie etwa Schwefeldioxid che- misch binden.In any case, the ozone added to the air flow to be treated must be destroyed before it reaches breathing air. According to the state of the art, this is done by activated carbon filters. It is known to provide filters with chemical admixtures that react chemically with gases that are contained in the air. For example, sodium bicarbonate can chemically bind acidic air components such as sulfur dioxide.
Die hier vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, den Wirkungsgrad des katalytisch wirksamen Filtersystems zu verbessern.The present invention deals with the problem of improving the efficiency of the catalytically active filter system.
Der grundsätzliche Wirkungsmechanismus/Chemismus für Luftaufbereitungsgeräte mit Ozon funktioniert in mehreren Phasen. Reaktionen des Ozons mit anderen Sub- stanzen in der Gasphase erfolgen aufgrund der geringen Konzentration nicht odei kaum.The basic mechanism of action / chemistry for air treatment units with ozone works in several phases. Reactions of ozone with other sub- Due to the low concentration, punching in the gas phase is not often done.
Oxidierbare Substanzen (etwa CsHι8) adsorbieren an Oberflächen, reichern sich zu reaktionsfähigen Konzentrationen an und reagieren dort mit aktivem Sauerstoff prin- zipiell im Idealfall zu 8(CO2 ) und 8(H2O). Die Reaktion erfolgt insbesondere auf dei Oberfläche des in Strömungsrichtung nach der Ozonisierung angeordneten Sorbti- onskatalysators, welcher zumeist ein Aktivkohle-Filter ist.Oxidizable substances (such as CsHι 8 ) adsorb on surfaces, accumulate to reactive concentrations and react there with active oxygen, ideally to 8 (CO 2 ) and 8 (H 2 O). The reaction takes place in particular on the surface of the sorption catalyst arranged in the flow direction after ozonization, which is usually an activated carbon filter.
Aktiver Sauerstoff und Ozon lösen sich im im Sorbtionskatalysator/Filter eingespei- chertem Wasser und bilden Wasserstoffperoxid H2O2 und Sauerstoffradikale. Sauerstoffradikale reagieren heftig mit oxidierbaren Substanzen und sind extrem bakterizid und fungizid (Konzentrationen von 1-5ppm im Wasser gelöster aktiver Sauerstoff reicht aus). Die Halbwertzeit von im Sorbtionskatalysator eingespeicherten Sauerstoffradikalen kann bis zu einigen Tagen betragen. Verkeimung des A-Kohlefilters wird sicher verhindert und luftgetragene Bakterien und Keime werden vernichtet. Denn der chemische Oxidationsprozess wird auch nach Beendigung der Ozon- Zuführung fortgesetzt.Active oxygen and ozone dissolve in the water stored in the sorption catalyst / filter and form hydrogen peroxide H 2 O 2 and oxygen radicals. Oxygen radicals react violently with oxidizable substances and are extremely bactericidal and fungicidal (concentrations of 1-5ppm active oxygen dissolved in water are sufficient). The half-life of oxygen radicals stored in the sorption catalyst can be up to a few days. Contamination of the A-carbon filter is reliably prevented and airborne bacteria and germs are destroyed. This is because the chemical oxidation process continues even after the ozone supply has ended.
Sowohl eingespeicherte oxidierbare Gase oder Dämpfe als auch adsorbierte Bakteri- en und Pilze werden abgebaut bzw. finden kein Milieu zur Verbreitung. Die in der A- Kohle (Sorbtionskatalysator) eingespeicherte Feuchte spielt eine große, bisher wenig beachtete Rolle. In Rohrleitungen und Luftkanälen kommt es zu vergleichbaren Sorb- tions- und damit Agglomerationseffekten auf den Oberflächen. Es kommt zu lokal sehr hohen Konzentrationen beider Fraktionen, was eine chemische Reaktion zwi- sehen aktiven Sauerstoff-Ionen und oxidierbaren Gasen oder Dämpfen ermöglicht. (VOC = volatile organic compounds )Stored oxidizable gases or vapors as well as adsorbed bacteria and fungi are broken down or find no environment for spreading. The moisture stored in the activated carbon (sorption catalyst) plays an important role that has so far been neglected. In pipes and air ducts there are comparable sorption and thus agglomeration effects on the surfaces. There are locally very high concentrations of both fractions, which enables a chemical reaction between active oxygen ions and oxidizable gases or vapors. (VOC = volatile organic compounds)
Es ist bekannt, dass aktive Sauerstoff-Ionen gemeinsam mit der im Filter bzw. aufIt is known that active oxygen ions together with that in the filter or on
Oberflächen vorhandenen Feuchte (das sind auf der gesamten Oberfläche der A- Kohle jeweils einige Molekül-Lagen) Hydroradikale bildet. Über Zwischenschritte ent- steht das hochradikale einatomige Sauerstoff-Ionen, dessen Reaktivität noch einmal um den Faktor 1000 größer ist das dreiatomige Sauerstoff-Ionen.Moisture present on the surface (these are a few molecular layers on the entire surface of the activated carbon) forms hydroradicals. Intermediate steps stands for the highly radical monatomic oxygen ions, the reactivity of which is once again greater by a factor of 1000 than that for the atomic oxygen ions.
Dieser Reaktionsmechanismus spielt sich auf der Oberfläche des Katalysators bzw. den Oberflächen der Luftkanäle ab und ist der Grund, dass mit relativ viel geringeren Konzentrationen aktiver Sauerstoffionen gearbeitet werden kann, als es rein stöchi- ometrisch Betrachtungsweisen nahe legen. Ein Teil des Ozon löst sich im Wasser, welches praktisch überall auf allen Oberflächen enthalten ist, etwa in Aktiv-Kohle- Luftfiltern ( max. 4,94ml ( entspricht ca. 10mg ) Ozon löst sich in 1000ml Wasser ).This reaction mechanism takes place on the surface of the catalyst or the surfaces of the air channels and is the reason that it is possible to work with relatively much lower concentrations of active oxygen ions than purely stoichiometric considerations suggest. Part of the ozone dissolves in the water, which is present practically everywhere on all surfaces, for example in activated carbon air filters (max. 4.94 ml (corresponds to approx. 10 mg) ozone dissolves in 1000 ml of water).
Dabei bilden sich hochreaktive Hydroradikale ( OH ) oder Hydroperoxiradikale (O2H):Highly reactive hydro radicals (OH) or hydroperoxy radicals (O 2 H) are formed:
1. Stufe O3 — ► O(1 D) +O21st stage O3 - ► O (1 D) + O2
2. Stufe U( I U) + M iU ^ n Uιr Il_+LD-Mπ i2nd stage U (IU) + M iU ^ n Uιr Il_ + L D-Mπ i
3. Stufe OH +O3 — ► H2= +O23rd stage OH + O3 - ► H2 = + O2
Bei der nachfolgenden Oxidation werden in mehrstufigen Reaktionen unter Bildung sogenannter Peroxyradikale O2R ( R = organischer Rest ) organische Verbindungen immer weiter oxidiert, Bakterien und Viren werden vernichtet bzw. biologisch passi- viert / denaturiert.In the subsequent oxidation, organic compounds are oxidized more and more in multi-stage reactions with the formation of so-called peroxy radicals O 2 R (R = organic residue), bacteria and viruses are destroyed or biologically passivated / denatured.
Vorteilhaft werden am Sorbtionskatalysator angelagerte Keime, Eiweißreste und geruchstragende chemische Substanzen (organische Substanzen ) oxidativ vernichtet oder denaturiert. Der Sorbtionskatalysator bleibt dauerhaft hygienisch und olfakto- risch einwandfrei.Germs, protein residues and odor-carrying chemical substances (organic substances) attached to the sorption catalyst are advantageously oxidatively destroyed or denatured. The sorption catalyst remains permanently hygienic and olfactory.
Die vorgenannten Effekte verstärken sich nachhaltig, wenn zusätzlich oder ergänzend oder alternativ zur Aktivkohle kataiytisch wirksame Substanzen verwendet werden. Grundsätzlich können kataiytisch wirksame Substanzen mit der Aktivkohle vermischt werden und können gemeinsam als Filtermaterial eingesetzt werden. Es ist ebenfalls möglich, an der Anströmseite des Aktivkohlefilters kataiytisch wirksamen Materials als Schicht aufzubringen. Zuletzt ist es möglich, an der Abströmseite des Aktivkohlefilters eine Schicht des kataiytisch wirksamen Materials aufzubringen.The above-mentioned effects are intensified if, in addition to, or in addition to, or as an alternative to activated carbon, catalytically active substances are used. In principle, catalytically active substances can be mixed with the activated carbon and can be used together as filter material. It is also possible to have catalytic activity on the upstream side of the activated carbon filter Apply material as a layer. Finally, it is possible to apply a layer of the catalytically active material on the outflow side of the activated carbon filter.
Als kataiytisch wirksames Material kommen erfindungsgemäß alle Übergangsmetalle und deren Verbindungen in Frage. Als kataiytisch wirksame Substanz sind weiterhin erprobt:According to the invention, all transition metals and their compounds can be considered as catalytically active material. The following have also been tried and tested as a catalytically active substance:
• Silber, Platin, Palladium, Vanadium, Wolfram• Silver, platinum, palladium, vanadium, tungsten
Auch Salze oder Oxide oder Verbindungen dieser Substanzen sind als kataiytisch wirksam getestet, etwaSalts or oxides or compounds of these substances have also been tested as catalytically active, for example
• Palladiumchlorid, Wolframtrioxid, Vanadiumtitanat.• Palladium chloride, tungsten trioxide, vanadium titanate.
Nicht edle Metalle sind ebenfalls kataiytisch wirksam, wenn chemische Energie ir Form von z.B. Ozon zugeführt wird und die Reaktionen unterstützt:Non-noble metals are also catalytically active if chemical energy in the form of e.g. Ozone is supplied and the reactions supported:
• Eisen, Nickel, Kupfer, Zinn und Zink, sowie deren chemische Verbindungen, insbesondere deren Oxide. • Titan und Titandioxid haben kataiytisch gute Eigenschaften.• Iron, nickel, copper, tin and zinc, and their chemical compounds, especially their oxides. • Titanium and titanium dioxide have good catalytic properties.
In einer beispielhaften Ausformung des erfindungsgemäßen Gedankens wird Titandioxid (TiO2 ) auf einem geeigneten Träger als gasdurchlässige Beschichtung auf der Abströmseite eines Aktivkohlefilters aufgebracht. Die katalytische Aktivität des Titan- dioxids wird durch die chemische Energie angeregt, welche Ozon und Luftionen in- newohnen. Oxidierbares Material wie geruchstragende Gase oder Dämpfe als auch organisches Material wie Bakterien und Viren werden auf der Oberfläche des Katalysators vorteilhaft vernichtet. Gase wie Stickoxide, Schwefeldioxid, Phosposdioxid und andere reduzierbaren Gase werden kataiytisch reduziert. Der Ozongehalt der Luft wird auf ein unschädliches Minimum vermindert. Da das im Beispiel genutzte Titandioxid als Katalysator arbeitet und nicht am chemischen Prozess selbst beteiligt ist, kommt es zu keinem die Lebensdauer des Sorbtionskatalysators verkürzenden Verschleiß. Die abströmende Luft behält vielmehr dauerhaft ihren neutralen Charakter.In an exemplary embodiment of the concept according to the invention, titanium dioxide (TiO 2 ) is applied to a suitable carrier as a gas-permeable coating on the outflow side of an activated carbon filter. The catalytic activity of titanium dioxide is stimulated by the chemical energy that is inherent in ozone and air ions. Oxidizable material such as odor-bearing gases or vapors as well as organic material such as bacteria and viruses are advantageously destroyed on the surface of the catalyst. Gases such as nitrogen oxides, sulfur dioxide, phosphorus dioxide and other reducible gases are catalytically reduced. The ozone content in the air is reduced to an innocuous minimum. Since the titanium dioxide used in the example works as a catalyst and is not involved in the chemical process itself, there is no wear that shortens the life of the sorption catalyst. Rather, the outflowing air maintains its neutral character.
Figur 1 zeigt beispielhaft eine typische Luftaufbereitungsanlage, wie sie in Fahrzeugen, in kompakten Luftaufbereitungsgeräten als auch in Gebäudeklimaanlagen zum Einsatz kommt. Dabei ist ein Vorfilter 1 dargestellt, welches Stäube und Partikel zurückhält. Im Funktionszusammenhang dieser Erfindung spielt der Partikelfilter keine Rolle. Weiterhin ist ein luftförderndes Gebläse 2 dargestellt, welches selbstverständlich an anderer Stelle innerhalb der Funktionsreihe angeordnet sein kann. Der Ozon- und lonenerzeuger 3, welcher die Luft mit einer bestimmten Menge von Ozon anrei- chert, ist ebenfalls dargestellt. Typisch für Anwendungen im Bereich der Luftaufbereitung sind Konzentrationen zwischen 50-200μg/m3. Zudem ist ein Aktivkohlefilter 4 dargestellt, welches hier auch als Ozonvemichter und als einfacher Katalysator dient und aus diesem Grunde „Sorbtionskatalysator" genannt wird.FIG. 1 shows an example of a typical air treatment system, such as that used in vehicles, in compact air treatment devices and in building air conditioning systems Commitment comes. A pre-filter 1 is shown, which retains dusts and particles. The particle filter plays no role in the functional context of this invention. Furthermore, an air-promoting blower 2 is shown, which of course can be arranged elsewhere within the functional series. The ozone and ion generator 3, which enriches the air with a certain amount of ozone, is also shown. Concentrations between 50-200μg / m 3 are typical for applications in the field of air treatment. In addition, an activated carbon filter 4 is shown, which also serves as an ozone converter and as a simple catalyst and is therefore called “sorption catalyst”.
Figur 2 stellt einen prinzipiell identischen Aufbau dar, ergänzt jedoch um den Katalysator 5. Der Katalysator 5 besteht in einer Ausformung der Erfindung aus kataiytisch wirksamem Material, etwa aus Titandioxid (TiO2). Der Katalysator kann auf einer eigenen, luftdurchlässigen Trägerschicht aufgebracht sein und als separates Bauteil hinter dem Aktivkohle-Sorbtionskatalysator 4 angebracht sein. Der Katalysator 5 kann auch haftend auf der Abströmseite des Sorbtionskataiysators 4 aufgebracht sein. Der Katalysator 5 kann - im Bild nicht gezeigt - als Gemenge der Aktivkohle im Aktivkohle-Sorbtionskatalysator 4 enthalten sein. Der Katalysator 5 kann - im Bild nicht gezeigt - haftend auf der Anströmseite des Aktivkohle-Sorbtionskatalysators 4 aufgebracht sein oder als eigenes Bauteil auf einer luftdurchlässigen Trägerschicht vor dem Aktiv-Sorbtionskatalysator angeordnet sein.FIG. 2 shows a structure which is identical in principle, but is supplemented by the catalyst 5. The catalyst 5 in one embodiment of the invention consists of catalytically active material, for example titanium dioxide (TiO 2 ). The catalyst can be applied to its own, air-permeable carrier layer and can be attached as a separate component behind the activated carbon sorption catalyst 4. The catalyst 5 can also be adhered to the outflow side of the sorption catalyst 4. The catalyst 5 - not shown in the picture - can be contained in the activated carbon sorption catalyst 4 as a mixture of the activated carbon. The catalyst 5 can - not shown in the figure - be adhered to the upstream side of the activated carbon sorption catalyst 4 or can be arranged as a separate component on an air-permeable carrier layer in front of the active sorption catalyst.
In Kraftfahrzeugen befinden sich oft sogenannte Kombinationsfilter, welche sowohl als Partikelfilter Stäube und Partikel zurückhalten als auch als Aktivkohlefilter unangenehme Gerüche - etwa Auspuffgase - zurückhalten. Auch ohne technische Ozon- quelle findet sich beim Einsatz dieser Filter bei bestimmten Wetterlagen ein natürlicher Wirkungsmechanismus, ähnlich dem, wie er vorstehend beschrieben wurde. Dies, weil die natürlicher Ozon oder eine hohe lonenzahl in der Außenluft gelegentlich in mehr oder weniger hohen, stark schwankenden und regional unterschiedlichen Konzentrationen enthalten ist. Im Falle gelegentlich auftretender höherer Ozonkon- zentrationen wirken die Aktivkohlefilter tatsächlich als Sorbtionskatalysatoren und bauen luftgetragenen Ozon ab, was der Gesundheit der Fahrzeuginsassen zugute kommt, denn Ozon ist ein Atemgift.There are often so-called combination filters in motor vehicles, which both retain dusts and particles as a particle filter and also retain unpleasant odors - such as exhaust gases - as an activated carbon filter. Even without a technical ozone source, when using these filters in certain weather conditions there is a natural mechanism of action similar to that described above. This is because the natural ozone or a high number of ions in the outside air is occasionally contained in more or less high, strongly fluctuating and regionally different concentrations. In the case of occasionally higher ozone concentrations, the activated carbon filters actually act as sorption catalysts and break down airborne ozone, which benefits the health of vehicle occupants, because ozone is a respiratory poison.
Erfindungsgemäß wird ergänzend vorgeschlagen, in Automobilen zum Einsatz kommenden Luftfiltern diese mit Katalysatoren im Sinne dieser Erfindung zu kombinieren. Dies mit dem Ziel, den Abbau von natürlichem Ozon zu maximieren und um die in Zusammenwirken mit Ozon und Luftinhaltstoffen stattfindenden, nützlichen Prozesse zu maximieren und um die Standzeit der Filter zu optimieren.According to the invention, it is additionally proposed to combine air filters used in automobiles with catalysts in the sense of this invention. The aim is to maximize the depletion of natural ozone and to maximize the useful processes taking place in conjunction with ozone and air constituents and to optimize the service life of the filters.
Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, Aktivkohlefilter für Luftauf bereitungs- aufgaben aller Art mit kataiytisch wirksamen Substanzen im Sinne der hier vorgestellten Erfindung zu versehen, um den Wirkungsgrad der Filter gegenüber oxidierbaren Luftbestandteilen über die reine Absorbtion der A-Kohle hinaus zu verbessern und um Sauerstoffradikale in der Atemluft zuverlässig zu vernichten.According to the invention, it is further proposed to provide activated carbon filters for air conditioning tasks of all kinds with catalytically active substances in the sense of the invention presented here, in order to improve the efficiency of the filters against oxidizable air components beyond the pure absorption of the activated carbon and to reduce oxygen radicals in the Reliably destroy breathing air.
In einer Ausführung der Erfindung wird ein kataiytisch wirksames Material, zum Beispiel Titandioxid, auf der Oberfläche von Verdampfern in Klimaanlagen aufgebracht, welche sich zum Beispiel in Gebäuden, in Kompaktgeräten oder in Automobilen befinden können. Dem Luftstrom, welcher zu den Verdampfern geleitet wird, wird Ozon in geringer Menge zugesetzt. Kommt Ozon mit dem Katalysator in Berührung, setzen verstärkt die chemische Reaktionen ein, welche vorstehend beschrieben wurden. Damit ist es möglich, die bekannt gefährliche und unangenehme Verkeimung des Verdampfers mithilfe von Begasung mit Ozon und aktiven Sauerstoffionen in sehr geringer Konzentration wirkungsvoll zu unterbinden. Der in der zugeführten Luft enthaltene Ozon wird auf der Oberfläche des begasten Verdampfers abgebaut und da- mit der Luft entzogen. Der Verdampfer selbst arbeitet hier in der Funktion des vorstehend beschriebenen Sorbtionskataiysators.In one embodiment of the invention, a catalytically active material, for example titanium dioxide, is applied to the surface of evaporators in air conditioning systems, which can be located, for example, in buildings, in compact devices or in automobiles. A small amount of ozone is added to the airflow that is directed to the evaporators. If ozone comes into contact with the catalyst, the chemical reactions described above intensify. This makes it possible to effectively prevent the known dangerous and unpleasant contamination of the evaporator with the help of gassing with ozone and active oxygen ions in a very low concentration. The ozone contained in the supplied air is broken down on the surface of the fumigated evaporator and thus extracted from the air. The evaporator itself functions here as the sorption catalyst described above.
Als Sorbtionskatalysatoren mit besonders geringem Strömungswiderstand sind inAs sorption catalysts with a particularly low flow resistance are in
DE 100 04 326 technische Einrichtungen beschrieben worden, welche großflächige und mit Aktivkohle beschichtete Platten aufweisen, welche parallel zur Strömung ausgerichtet sind. An der mit Hilfe der Aktivkohle massiv vergrößerten Oberfläche adsorbieren Luftinhaltstoffe und Bakterien, als auch Ozon. Aufgrund vorstehend b schriebenen Reaktionsmechanismen kommt es einerseits zum Ozonabbau und z Vernichtung von VOC und Bakterien, Viren und Pilzen sowie deren Sporen.DE 100 04 326 technical devices have been described which have large-area plates coated with activated carbon, which are aligned parallel to the flow. On the surface that has been massively enlarged with the help of activated carbon adsorb air and bacteria, as well as ozone. On the one hand, the reaction mechanisms described above lead to ozone depletion and destruction of VOC and bacteria, viruses and fungi and their spores.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, der Aktivkohlebeschichtung mindestens ein« der vorstehend beschriebenen kataiytisch wirksamen Materialien hinzuzufügen. Vo Ergebnis her wird vorteilhaft erreicht, dass der Wirkungsgrad für den Abbau von ( zon als auch für die oxidative Vernichtung von VOC, Bakterien und Viren erhebl gesteigert wird.According to the invention, it is proposed to add at least one of the catalytically active materials described above to the activated carbon coating. The result is advantageously that the efficiency for the degradation of (zon as well as for the oxidative destruction of VOC, bacteria and viruses is increased significantly.
Ferner wird vorgeschlagen, Klimakanäle von innen mit zum Beispiel Titandioxid ; beschichten, weil die Oberflächen von Klimakanälen Luftinhaltstoffe adsorbiere Wenn gleichzeitig geringe Mengen von Luftionen und/oder von Ozon in die Klimaki näle eingebracht werden, werden diese ebenfalls an den Oberflächen adsorbierei Die vorbeschriebenen chemischen Reaktion setzen ein und werden kataiytisch ve stärkt mit dem Ergebnis, dass die transportierte Luft frei wird von Ozon, von oxidie baren Gasen und Dämpfen und von Bakterien, Viren, Pilzen und deren Sporen. Di mit wäre ein wichtiger Beitrag gegen das sogenannte „Sick-building-Syndrom" geleii tet.It is also proposed that indoor air ducts with, for example, titanium dioxide; Coating because the surfaces of climate channels adsorb air constituents If small amounts of air ions and / or ozone are introduced into the climate channels at the same time, they will also adsorb on the surfaces.The chemical reaction described above sets in and is catalytically strengthened with the result that the transported air is free of ozone, oxidizable gases and vapors and bacteria, viruses, fungi and their spores. This would make an important contribution against the so-called "sick building syndrome".
Die Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die vorgenannten Beispiele sondern wir überall dort eingesetzt, wo in Zusammenwirken von Luft, Ozon, Luftionen sowie Luf inhaltstoffen wie Gasen, Dämpfen, Bakterien, Viren, Pilzen, Sporen der Wirkung? grad der im Prinzip vorbeschriebenen Reaktionsmechanismen zu verbessern ist. The invention extends not only to the aforementioned examples but we are used wherever in the interaction of air, ozone, air ions and air contents such as gases, vapors, bacteria, viruses, fungi, spores of the effect? degree of the reaction mechanisms described in principle is to be improved.
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Claims

Patentansprüche claims
1. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlage, bestehend aus Transportkanal für Luft, Gebläse zum Transport der Luft, Ein- und Auslass für Luft, wobei technische Einrichtungen zur Erzeugung von Luftionen und/oder Ozon und deren Einleitung in den Luftstrom vorhanden sein können, wobei technische Einrichtungen zum Kühlen, Heizen oder Befeuchten der Luft vorhanden sein können, wobei technische Einrichtungen zur mechanischen Filterung der Luft vorhanden sein können, wobei Aktivkohlefilter zur Absorbtion organischer Dämpfe oder Gase in der Luftführung vorhanden sein können, dadurch gekennzeichnet, dass luftberührende Oberflächen mit kataiytisch wirksamem Material ganz oder teilweise beschichtet sind, welches bei Anwesenheit reduzierbarer Gase chemische Reaktionen mit oxidierbarem oder organischem Material in Gang setzt und/oder beschleunigt.1. Air treatment and air conveying system, consisting of a transport duct for air, blower for transporting air, inlet and outlet for air, whereby technical facilities for generating air ions and / or ozone and their introduction into the air stream may be present, technical facilities for cooling, heating or humidifying the air, technical equipment for mechanical filtering of the air may be present, activated carbon filters for absorbing organic vapors or gases in the air duct, characterized in that air-contacting surfaces with catalytically active material are entirely present or are partially coated, which in the presence of reducible gases initiates and / or accelerates chemical reactions with oxidizable or organic material.
2. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Luftstrom zur Absorption oxidierbarer oder organischer Dämpfe, Gase oder BakterienΛ/iren ein oder mehrere Aktivkohlefilter angeordnet sind, und dass in Strömungsrichtung vor dem/den Aktivkohlefilter(n) ein luftdurchlässiges Trägermaterial angeordnet ist, welches mit einem kataiytisch wirksamen Material beschichtet ist.2. Air treatment and air conveying system according to claim 1, characterized in that one or more activated carbon filters are arranged in the air flow for absorption of oxidizable or organic vapors, gases or bacteria and / and that in the flow direction upstream of the activated carbon filter (s) is an air-permeable carrier material is arranged, which is coated with a catalytically active material.
3. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftstrom zur Absorption oxidierbarer und/oder organischer Dämpfe, Gase oder Bakterien/Viren Aktivkohlefilter angeordnet sind, und dass in Strömungsrichtung nach dem Aktivkohlefilter ein luftdurchlässiges Trägermaterial angeordnet ist, welches mit einem kataiytisch wirksamen Mate- rial beschichtet ist. 3. Air treatment and air conveying system according to claim 1 or 2, characterized in that activated carbon filters are arranged in the air flow for absorption of oxidizable and / or organic vapors, gases or bacteria / viruses, and that an air-permeable carrier material is arranged in the flow direction after the activated carbon filter, which is coated with a catalytically active material.
4. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftstrom Aktivkohlefilter zur Absorption o- xidierbarer und/oder organischer Dämpfe, Gase oder Bakterien / Viren angeordnet sind, wobei der Aktivkohle ein kataiytisch wirksames Material beigemischt ist.4. Air treatment and air conveying system according to one of claims 1 to 3, characterized in that activated carbon filters for absorbing oxidizable and / or organic vapors, gases or bacteria / viruses are arranged in the air flow, the activated carbon being admixed with a catalytically active material.
5. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftstrom ein Verdampfer zum Zwecke der Kühlung angebracht ist, dessen Oberflächen mit einem kataiytisch wirksamen Material beschichtet sind.5. Air treatment and air conveying system according to one of claims 1 to 4, characterized in that an evaporator is attached for the purpose of cooling in the air flow, the surfaces of which are coated with a catalytically active material.
6. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Luft transportierende Klimakanäle innen mit einer kataiytisch wirksamen Substanz beschichtet sind.6. Air treatment and air conveying system according to one of claims 1 to 5, characterized in that air-transporting air conditioning channels are coated on the inside with a catalytically active substance.
7. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als kataiytisch wirksames Material Übergangsmetalle und deren kataiytisch wirksame Verbindungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel Platin, Palladium, Vanadium, Wolfram.7. Air treatment and air conveying system according to one of claims 1 to 6, characterized in that transition metals and their catalytically active compounds are used as the catalytically active material, such as platinum, palladium, vanadium, tungsten.
8. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als kataiytisch wirksames Material nichtedle Metalle eingesetzt werden wie Eisen, Kupfer, Nickel, Zinn, Zink, Titan oder Legierungen aus diesen Metallen und/oder deren Oxide. 8. Air treatment and air conveying system according to one of claims 1 to 7, characterized in that non-noble metals such as iron, copper, nickel, tin, zinc, titanium or alloys of these metals and / or their oxides are used as the catalytically active material.
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