DE69321459T2

DE69321459T2 - Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft

Info

Publication number: DE69321459T2
Application number: DE69321459T
Authority: DE
Inventors: Hideo Yachiyo-Shi Chiba Yoshikawa
Original assignee: Ajiawasu KK
Current assignee: Ajiawasu KK
Priority date: 1993-06-02
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2013-11-06
Also published as: EP0627263A1; US5492677A; DE69321459D1; EP0627263B1; KR950000197A

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von verunreinigter Luft, und insbesondere betrifft sie eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft, die dafür ausgelegt ist, den Anteil an teilchenförmigen Stoffen, wie z. B. Staub oder ähnlichem, welcher in Luft schwebt oder in dieser suspendiert ist, teilchenförmigen Stoffen wie beispielsweise Ruß oder ähnliches, die durch eine Verbrennungsmaschine erzeugt wurden, sowie Luftverunreinigungsstoffen wie beispielsweise Stickoxide (NOx), die im Abgas von einer Verbrennungsmaschine oder ähnlichem enthalten sind, zu senken.
Konventionellerweise wurde Filtration unter Verwendung verschiedener Arten von Filtern benutzt, um teilchenförmige Stoffe, wie z. B. Staub oder ähnliches als Luftverunreinigungsstoff zu beseitigen. In Abhängigkeit von dem benutzten Filter versagt die Filtration jedoch oftmals, wenn teilchenförmige Stoffe von mikroskopischer Größe eingefangen werden sollen, und neigt dazu, Filter bei deren Gebrauch mit teilchenförmigen Stoffen von erheblicher Größe zu verstopfen.
Angesichts dieser Nachteile wurde vorgeschlagen, daß eine elektrische Staubsammeleinrichtung in Verbindung mit oder anstelle von einem Filter benutzt wird. Ein typisches Beispiel einer solchen Staubsammeleinrichtung ist im allgemeinen so aufgebaut, daß eine Koronaentladung aufgrund des Anlegens einer Hochspannung an die teilchenförmigen Stoffe benutzt wird. Solch eine Anordnung ist beispielsweise in DE-A-23 10 901 gezeigt. Ferner ist bekannt, daß eine derartige Filtration durch elektrostatisches Aufladen von teilchenförmigen Stoffen mittels Koronaentladung aufgrund des Anlegens einer Hochspannung von etwa 6 bis 10 kV und dem anschließenden Fangen der teilchenförmigen Stoffe mittels einer elektrischen Staubsammeleinrichtung mit einer Spannung von etwa 3,3 bis 6 kV erreicht werden kann.
Aus DE-A-39 21 387 ist ferner eine Anordnung bekannt, bei welcher eine Koronaentladung bei einer negativen Spannung von 4,5 kV bis 6,5 kV erfolgt, an die sich ein Staubsammeln und eine Beseitigung von Ozon bei einer Spannung von etwa 12 bis 24 V anschließt.
Unglücklicherweise verursacht die so aufgebaute Staubsammeleinrichtung in jedem Fall verschiedenartige Probleme aufgrund des Anlegens einer Hochspannung an teilchenförmige Stoffe, wie beispielsweise die Erzeugung eines lauten störenden Geräusches, die Erzeugung von dem menschlichen Körper schädlichem Ozon und ähnliches. Außerdem zeigt die Staubsammeleinrichtung andere Nachteile insofern, als sie große Abmessungen aufweist, da in großem Maße Isolationsmaterialien erforderlich sind.
Stoffe, die in jüngster Zeit als Luftverunreinigungsstoffe erkannt wurden, beinhalten ferner teilchenförmige Stoffe wie beispielsweise in Abgas oder ähnlichem enthaltenen Ruß sowie NOx. Die Beseitigung von Ruß wird ausgeführt, indem der Ruß mittels eines keramischen Filters oder ähnlichem gesammelt wird. Alternativ kann sie mittels den oben beschriebenen elektrischen Staubsammeltechniken unter Verwendung einer Koronaentladung mittels einer Hochspannung von 6 bis 10 kV erreicht werden. Beide Techniken konnten jedoch nicht in die Praxis umgesetzt werden, da beide insofern nach teilhaft sind, als zusätzliche Ausrüstungen erforderlich sind, wenn sie bei einer kleinen Verbrennungsmaschine wie z. B. einem Automobil oder ähnlichem angewendet werden sollen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Ausrüstung notwendigerweise große Abmessungen hat.
Eine Senkung der Konzentration an NOx in Abgas wird in erheblichem Maße durch ein katalytisches Ammoniakreduktionsverfahren oder ähnliches erreicht, wenn eine Produktion von NOx mittels einer festen Herstellungsquelle wie z. B. einem Rauchgas von einer Fabrik oder ähnlichem ausgeführt wird. Bisher wurde jedoch noch keine Denitrierungsausrüstung entwickelt, die effektiv NOx beseitigen kann, welches von einer sich bewegenden Quelle wie z. B. einem Automobil oder ähnlichem erzeugt wird, insbesondere von einem Dieselmotor.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik gemacht.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft zu schaffen, die in der Lage ist, den Anteil an teilchenförmigen Stoffen wie beispielsweise Staub oder ähnlichem, welche in Luft enthalten sind, teilchenförmigen Stoffen wie Ruß oder ähnlichem, die in einem von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Gas enthalten sind, sowie an Luftverunreinigungsstoffen wie beispielsweise NOx oder ähnlichem zu vermindern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Gleichspannungsstromversorgung eine Zelle aufweisen, wobei die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft als eine Maske fungiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft ferner einen Hochleistungs-Teilchenfilterabschnitt aufweisen, der auf einer stromab gegenüber dem Reinigungsfilterabschnitt liegenden Seite in dem Einströmungsweg für venmreinigte Luft angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft außerdem einen Denitrierungsfilterabschnitt aufweisen, der in dem Einströmungsweg für verunreinigte Luft vorgesehen ist. Der Denitrierungsfilterabschnitt weist eine Schicht auf, die Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen enthält.
Die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, erlaubt es, teilchenförmige Stoffe wie beispielsweise Staub in Luft, Ruß in Abgas und ähnliches effektiv zu beseitigen sowie eine Konzentration an NOx in Abgas in erheblichem Maße zu verringern.
Bei der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung werden teilchenförmige Stoffe wie beispielsweise Staub in Luft, Ruß in Abgas und ähnliches in dem Elektrifizierungsgitterabschnitt elektrostatisch negativ geladen und dann an dem Reinigungsfilterabschnitt mittels Coulombkräften elektrischen adsorbiert. Eine zu diesem Zweck an die teilchenförmigen Stoffe angelegte Spannung ist niedrig wie beispielsweise 12 bis 500 V, was dazu führt, daß die Erzeugung von störenden Geräuschen und dem menschlichen Körper schädlichem Ozon auf effektive Weise verhindert wird. Durch eine Verkleinerung der Komponenten der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft und die Verwendung einer Zelle oder Batterie mit geringer Spannung als Stromversorgung kann die Vorrichtung als eine Maske zum Überdecken der Nase, des Mundes und ähnlichem benutzt werden.
Das Vorsehen eines Hochleistungsteilchenfilters (im folgenden als "HEPA-Filter" bezeichnet) bei der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft erlaubt, daß die Adsorption und Beseitigung von teilchenförmigen Stoffen von recht großer Größe in dem Reinigungsfilterabschnitt ausgeführt werden können und daß die Adsorption und Beseitigung von teilchenförmigen Stoffen geringer Größe in dem HEPA-Filterabschnitt ausgeführt werden können. Solch eine Anordnung führt zu einer Verbesserung der Dauerhaftigkeit des HEPA-Filters.
Ferner führt das Vorsehen eines Denitrierungsfilterabschnittes in der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft dazu, daß NOx, welches hauptsächlich aus NO besteht, in N&sub2; und CO&sub2; sowie eine geringe Menge an CO gemäß den folgenden Gleichungen umgewandelt wird:
2C + 2NO → N&sub2; + 2(C---O)
(C---O) + C + 2NO → N&sub2; + CO&sub2; + (C---O) + ΔH
wobei C von Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen abgeleitet wird und wobei (C---O) ein Zwischenprodukt ist und eine aktive Gruppe bezeichnet.
Die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung kann für eine Vielzahl von Anwendungen vorgesehen werden. Beispielsweise kann sie zur Ventilation eines Wohnhauses oder Geschäftshauses sowie zur Ventilation in Fahrzeugen wie beispielsweise Automobilen, Zügen, Schiffen, Flugzeugen und ähnlichem, zur Ventilation und Sterilisation in einem Krankenhaus, einem Reinraum, einem Raum für Bakterienkulturen, verschiedenen Forschungseinrichtungen, Nahrungsherstellungseinrichtungen, Einrichtungen für die Herstellung von kosmetischen Produkten, Medizinproduktionseinrichtungen, Einrichtungen zum Erzeugen von elektronischen Ausrüstungen und ähnlichem; sowie zur Ventilation von Einrichtungen benutzt werden, in welchen elektronische Ausrüstungen wie z. B. Computer, Textverarbeitungseinrichtungen und ähnliches installiert sind, sowie zum Schutz der elektronischen Ausrüstungen. Sie kann ferner angewendet werden auf Masken zur Verhinderung von Pollinose, Hausstaub, Erkältungen und ähnlichem; Arbeitsmasken und medizinischen Masken zur Verhinderung des Einatmens von Staub wie beispielsweise Ruß. Flugasche, Asbest, Bakterien und ähnlichem. Ferner kann sie als Abgasreinigungseinrichtung für eine feststehende Verbrennungseinrichtung wie beispielsweise einen Boiler, einen Heizofen oder ähnlichem sowie für sich bewegende Verbrennungsmaschinen wie z. B. Automobile, Schiffe, Züge, Flugzeuge oder ähnliches benutzt werden. Insbesondere wird sie zweckmäßigerweise als Abgasreinigungsvorrichtung für einen Dieselmotor benutzt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Aufgaben sowie viele der sich ergebenden Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Teile bezeichnen. Hierbei ist:
Fig. 1 ein Längsschnitt, der eine Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 bis 5 jeweils ein Längsschnitt, der einen Reinigungsfilterabschnitt zeigt, der dafür ausgelegt ist, in einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen zu werden;
Fig. 6 und 7 jeweils eine schematische Ansicht, welche die Adsorption von teilchenförmigen Stoffen an einem Reinigungsfilterabschnitt zeigt;
Fig. 8 bis 10 jeweils eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse eines Staubsammeltests zeigt, der unter Verwendung einer Reinigungsvorrichtung für verunreinige Luft gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurde;
Fig. 11 eine Schnittansicht, die eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, die in Form einer Maske ausgeführt ist;
Fig. 12a eine Schnittansicht, welche die Art und Weise zeigt, in welcher ein Staubsammeltest mittels der in Fig. 11 gezeigten Maske durchgeführt wurde;
Fig. 12b eine Schnittansicht, welche die Art und Weise zeigt, in welcher ein Staubsammeltest mittels einer kommerziell verfügbaren Maske durchgeführt wurde;
Fig. 13 bis 16 jeweils eine Längsschnittansicht, die eine andere Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 17 bis 20 jeweils eine Blockdiagramm, welches zeigt, wie Komponenten einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander kombiniert werden können;
Fig. 21 ein Blockdiagramm, welches ein Anwendungsbeispiel für eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Vorrichtung in einem Strömungsweg für Abgas eines Automobils vorgesehen ist;
Fig. 22 eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse eines Staubsammeltests zeigt, der unter Verwendung einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde; und
Fig. 23 eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse eines Staubsammel- und Denitrierungstests zeigt, der unter Verwendung einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Im folgenden wird eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen 1 bis 5 ist eine Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, die dafür ausgelegt ist, verunreingte Luft, die teilchenförmige Stoffe wie beispielsweise Staub oder ähnliches enthält, zu behandeln oder zu reinigen.
Eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der veranschaulichten Ausführungsform, wie sie allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, weist ein Luftströmungsrohr 3 auf, welches einen Einströmungsweg für verunreinigte Luft (im folgenden als "Luftstromweg" oder "Abgasstromweg" bezeichnet) auf. Das Luftströmungsrohr 3 ist im Inneren mit einem Elektrifizierungsgitterabschnitt 10 und einem Reinigungsfilterabschnitt 20 versehen, die nacheinander ausgehend von einem Lufteinlaß oder Ansauganschluß 5 in der Richtung angeordnet sind, in welcher verunreinigte Luft in dem Luftströmungsrohr 3 strömt, wie es in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet ist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform stellt das Luftströmungsrohr 3 ein Beispiel des Luftstromwegs dar. Daher kann bei der vorliegenden Erfindung der Luftstromweg durch ein Luftströmungsrohrbauteil gebildet sein, das mit einem Lufteinlaßanschluß und einem Luftauslaßanschluß versehen ist, ein geschlossenes Gefäß oder ein geschlossener Behälter von gewünschter Konfiguration oder ein Volumen sein, wie beispielsweise ein zylindrischer Behälter mit vergrößertem Durchmesser.
Der Elektrifizierungsgitterabschnitt 10 ist in dem Luftströmungsrohr 3 mittels eines Trägers 14 so vorgesehen, daß er in eine Innenfläche 12 des Luftströmungsrohrs 3 eingepaßt und senkrecht zu der Längsrichtung des Luftströmungswegs 3 bzw. der durch die Pfeile in Fig. 1 angedeuteten Richtung ausgerichtet ist. Der Elektrifizierungsgitterabschnitt 10 ist ferner über einen Leiter 27 mit einer negativen Elektrode einer Gleichspannungsstromversorgung 16 elektrisch verbunden. Der Träger 14 ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gefertigt, um zu verhindern, daß ein Strom von einer positiven Elektrode der Stromversorgung zu der negativen Elektrode derselben durch das Luftströmungsrohr 3 fließt, welches einen Körper der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft 1 darstellt. Die Geichspannungsstromversorgung erzeugt eine Spannung von etwa 12 bis 500 V.
Das leitfähige Material, aus welchem der Elektrifizierungsgitterabschnitt 10 gefertigt ist, ist nicht auf ein spezielles Material beschränkt, sofern es luftdurchlässig ist.
Der Elektrifizierungsgitterabschnitt 10 kann aus einem jeglichen geeigneten Werkstoff gefertigt sein, wie beispielsweise Netzwerkstoff mit 40 bis 500 Maschen, einem gestanzten Metallwerkstoff mit 40 bis 500 Maschen, einem gewebten Werkstoff mit 40 bis 500 Maschen oder einem nicht gewebten Werkstoff. Die Materialien hierfür beinhalten beispielsweise Kohlenstofffaserfilz, Kohlenstofffasertuch, Netze aus rostfreiem Stahl, rostfreiem Stahldrahtfilz, Kunstfasergewebestoffe, auf die Metallpulver, wie z. B. Kupfer, Titan, Nickel, Eisen oder ähnliches mittels stromlosem Plattieren oder Elektroplattieren oder mittels eines Klebstoffes aufgebracht sind, sowie nicht gewebtes Kunststofffasertuch, auf welches Metallpulver wie oben beschrieben mittels der oben genannten Techniken aufgebracht wurde. Alternativ kann die Ausbildung der Metallpulver auf dem gewebten oder nicht gewebten Tuch mittels Beschichten ausgeführt werden. Zwei oder mehrere solcher Materialien können in Kombination miteinander verwendet werden.
Der Kohlenstofffaserfilz oder das Kohlenstoffasertuch können aus Kohlenstofffasern gefertigt sein, wie sie in der Technik bekannt sind und ohne daß diese einer weiteren Bearbeitung unterzogen werden. Alternativ können der Filz oder das Tuch aus Kohlenstofffasern gefertigt sein, die einer Modifizierungsbehandlung unterzogen oder in eine multizellulare Struktur gebracht wurden, was dazu führt, daß die Oberfläche auf einen Wert von etwa 200 bis 2000 m²/g erhöht wurde. Solche modifizierten Kohlenstofffasern können erhalten werden, indem konventionelle Kohlenstofffasern einer geeigneten Behandlung unterworfen werden. Beispielsweise kann sie durch Kontaktieren von konventionellen Kohlenstofffasern mit Wasserdampf mit einer Temperatur von etwa 1000ºC über etwa 1 bis 2 Stunden erhalten werden. Alternativ kann sie erzeugt werden, indem die Kohlenstofffaser mit Stickstoffmonoxidgas bei einer Temperatur von etwa 100 bis 500ºC für eine Zeitdauer von 7 bis 12 Stunden in Kontakt gebracht wird. Ferner kann sie durch Kontaktieren der Kohlenstofffaser mit einer Salpetersäurelösung von bis zu 63,1% bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 75ºC über etwa 5 Minuten bis 2 Stunden hergestellt werden.
Der Reinigungsfilterabschnitt 20 ist in dem Luftströmungsrohr 3 über einen Träger 22 derart angebracht, daß er in die Innenfläche 12 des Luftströmungsrohrs 3 eingepaßt ist und senkrecht oder parallel zu der Längsrichtung des Luftströmungsrohrs 3 ausgerichtet ist (Fig. 4 und 5). Der Reinigungsfilterabschnitt 20 ist elektrisch mit der positiven Elektrode der Gleichspannungsstromversorgung 16 über einen Leiter 27 verbunden. Das leitfähige Material für den Reinigungsfilterabschnitt 20 und das Material für den Träger 22 können die gleichen sein wie jene für den Elektrifizierungsgitterabschnitt 10 bzw. den Träger 14, die oben beschrieben wurden. Der Reinigungsfilterabschnitt 20 kann eine Lage beinhalten, die Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen enthält oder eine Lage, die Filz oder Tuch enthält, der bzw. das aus Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen gefertigt ist. Alternativ kann er eine Lage beinhalten, die ein elektrisch leitfähiges Material enthält, bei welchem es sich nicht um Kohlenstofffasern und Kohlenstoffteilchen handelt. Die Kohlenstofffasern oder der aus Kohlenstofffasern gefertigte Filz oder das aus Kohlenstoffasern gefertigte Tuch kann für diesen Zweck der modifizierte Kohlenstoff oder der aus den modifizierten Kohlenstofffasern gefertigte Filz oder das aus den modifizierten Kohlenstofffasern gefertigte Tuch sein, wie oben unter Bezug auf den Elektrifizierungsgitterabschnitt 10 ausgeführt. Die Kohlenstoffteilchen können im wesentlichen so modifiziert sein, wie es oben für die Kohlenstofffasern beschrieben wurde.
Der Reinigungsfilterabschnitt 20 kann in Abhängigkeit von dem elektrisch leitfähigen Material, welches für diesen verwendet wird, in jegliche gewünschte Form gebracht werden. Beispielsweise kann er, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, als eine Struktur aufgebaut sein, in welcher ein Filz 32, der aus Kohlenstofffasern gefertigt ist, zwischen gewebtem oder nicht gewebtem Tuch 30, welches aus Kunststofffasern gefertigt ist und auf welches Kupferpulver mittels stromlosem Plattieren oder Elektroplattieren aufgebracht wurde, angeordnet sein. Das gewebte oder nicht gewebte Tuch 30 kann durch ein Netz aus rostfreiem Stahl ersetzt sein, und der Filz 30 kann durch ein Netz aus rostfreiem Stahldraht oder ein Filz aus rostfreiem Stahldraht ersetzt sein. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann er auch dadurch gebildet werden, daß eine Mehrzahl solcher elektrisch leitfähiger Materialien wie oben beschrieben so angeordnet sind, daß sie in Abständen von 2 bis 5 mm in Abstand zueinander angeordnet sind. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann er auch dadurch gebildet sein, daß eine Mehrzahl der elektrisch leitfähigen Werkstoffe in einem Abstand zueinander in Intervallen von 2 bis 5 mm und parallel zueinander angeordnet sind. Alternativ kann er, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, dadurch aufgebaut sein, daß Kohlenstofffaserfilzwerkstoffe oder Filzwerkstoffe aus rostfreiem Stahldraht mit einer Mehrzahl von durchgehenden Löchern einer jeglichen gewünschten Konfiguration versehen werden. Die Ausbildung solcher durchgehender Löcher wird vorgenommen, um Druckverluste zu vermindern. Die durchgehenden Löcher sind vorzugsweise jeweils derart ausgebildet, daß sie sich wellenförmig in Längsrichtung des Reinigungsfilterabschnittes 20 erstrecken, da eine solche Form es ermöglicht, die Fläche des elektrisch leitfähigen Materials, mit welchem die zu behandelnde Luft in Kontakt gebracht wird, erheblich zu vergrößern.
Die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft 1 kann ferner einen Filter aufweisen, der beispielsweise aus Drahtnetz gefertigt ist und Staubteilchen recht großer Größe, wie z. B. Lint oder ähnliches ausfiltert und der in dem Luftstromweg stromauf mit Bezug auf den Elektrifizierungsgitterabschnitt 10 angeordnet ist. Ferner kaim an jeder gewünschten Stelle ein Luftgebläse vorgesehen werden, um der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft 1 Einsatzluft zuzuführen.
Die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der veranschaulichten Ausführungsform kann ferner eine Mehrzahl an Kombinationen eines Elektrifizierungsgitterabschnittes mit einem Reinigungsfilterabschnitt aufweisen, wobei jede derselben den Elektrifizierungsgitterabschnitt und den Reinigungsfilterabschnitt aufweist.
Im folgenden wird der Betrieb der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft der veranschaulichten Ausführungsform, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 6 und 7 beschrieben.
Verunreinigte Luft, die durch den Lufteinlaß oder Ansauganschluß 5 in das Luftströmungsrohr 3 der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft 1 eingeleitet wurde, wird zu dem Elektrifizierungsgitterabschnitt 10 geleitet, in welchem elektrisch neutral gehaltener Staub 70 elektrostatisch negativ aufgeladen wird. Dann wird die Luft zu dem Reinigungsfilterabschnitt 20 geleitet, was dazu führt, daß der negativ geladene Staub elektrostatisch an dem Reinigungsfilterabschnitt 20 mittels Coulombkräften adsorbiert und an diesem adsorbiert gehalten wird. Nachstehend wird die Adsorption in Verbindung mit dem Reinigungsfilterabschnitt 20 beschrieben, der aus einem Verbundmaterial gefertigt ist, welches dadurch erzeugt wird, daß ein Kohlenstofffaserfilz zwischen Lagen aus gewebtem oder nicht gewebtem Tuch aus Kunstfasern angeordnet wird, auf die mittels stromlosem Plattieren oder Elektroplattieren Kupferpulver aufgebracht wurde, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Zuerst wird Staub 71 von relativ großer Größe wie in Fig. 6 gezeigt adsorbiert, und Staub 72 von relativ kleiner Größe wird an den Kupferpulvern 74 adsorbiert. Hier hindurch geleiteter Staub 72 wird an einer Oberfläche des Kohlenstofffaserfilzes 76 adsorbiert, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Die durch den Kohlenstofffaserfilz 76 hindurch strömende Luft wird erneut einer Adsorptionsbehandlung unterzogen, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Die so gereinigte Luft wird durch einen Luftauslaß oder Abgabeanschluß 7 zur Außenseite der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft 1 ausgegeben.
Der Reinigungsfilterabschnitt 20 wird abgeschaltet und dann wird eine externe Vibration auf diesen angewendet, so daß an dem Reinigungsfilterabschnitt 20 adsorbierter Staub von diesem entfernt wer den kann. Daher kann der Reinigungsfilterabschnitt 20 und somit die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft 1 über eine lange Zeitdauer betrieben werden. Alternativ kann der Reinigungsfilterabschnitt 20 von der Reinigungsvorrichtung für verunreingte Luft 1 abgenommen werden, um gereinigt zu werden.
Die Verwendung von Kohlenstofffasern oder ähnlichem, welche einer Modifizierungsbehandlung unterworfen wurden, erlaubt es, daß die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft auf effiziente Weise für eine Desodorisierungsfunktion zusätzlich zu der Staubsammelfunktion sorgt.

Testbeispiel 1

Ein Staubsammeltest wurde unter Verwendung einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft durchgeführt, die wie in Fig. 1 gezeigt aufgebaut war. Die Ergebnisse sind in Fig. 8 dargestellt.

Testprozedur

Einem Einlaßanschluß wurde kontinuierlich Zigarettenrauch von einem Mund zugeführt, und die Anzahl an Teilchen (Teilchendurchmesser: 0,3 bis 10 um) am Lufteinlaßanschluß der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft und jene am Luftauslaßanschluß derselben wurde gemessen. Die Messung wurde mittels eines Teilchenzählers durchgeführt, der mittels eines Lasers eine Ablesefunktion bereitstellte. Ein Staubsammelgrad wurde mittels der folgenden Formel erhalten:
Staubsammelgrad (%) = (A - B)/A · 100
wobei A die Zahl der Teilchen am Lufteinlaßanschluß und B die Zahl der Teilchen am Luftauslaßanschluß ist.

Testbedingungen

Elektrifizierungsgitterabschnitt: 6 Stücke aus Drahtnetz aus rostfreiem Stahl (200 Maschen, 380 mm 125 mm) wurden für einen Elektrifizierungsgitterabschnitt verwendet.
Reinigungsfilterabschnitt: ein Reinigungsfilterabschnitt wurde aufgebaut, indem ein Kohlenstofffaserfilz (Länge der Fasern: 14 um, Dicke des Filzes: 20, 90 und 140 mn) zwischen zwei Stücke eines nicht gewebten Tuches angeordnet wurde, auf welches Kupferpulver mittels stromlosem Plattieren aufgebracht wurde, wie in Fig. 2 dargestellt. Auf diese Weise wurden drei Arten des Reinigungsfilterabschnittes hergestellt, die sich in der Dicke des Kohlenstofffaserfilzes unterschieden.
Angelegte Spannung: 50 V
Durchflußrate der eingeleiteten Luft: 3 m³/min

Testbeispiel 2

Fig. 9 zeigt die Ergebnisse von Fig. 8, wenn diese als Staubsammelgrad dargestellt werden, wie er in Abhängigkeit von der Spannung und dem Teilchendurchmesser erhalten wurde. Die in Fig. 9 gezeigten Ergebnisse betreffen nur den Kohlenstofffaserfilz mit einer Dicke von 140 mm.

Testbeispiel 3

Ein Staubsammeltest wurde unter Verwendung einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft durchgeführt, die wie in Fig. 1 gezeigt aufgebaut war. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in Fig. 10 dargestellt.

Testablauf

Mittels des oben beschriebenen Teilchenzählers wurde die Anzahl von Teilchen gemessen, die durch Abbrennen von 5 Räucherstäbchen in einem geschlossenen Raum mit einem Volumen von 1,94 m³ erzeugt wurden. Dann wurde die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung in dem selben geschlossenen Raum in Betrieb genommen, und es ergab sich die Anzahl an Teilchen, die in dem Raum verblieben, wobei diese bei vorbestimmten Zeitintervallen gemessen wurde, um einen Staubsammelgrad in Verbindung mit Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,3 und 0,5 um gemäß der folgenden Formel zu erhalten:
Staubsammelgrad (%) = (C - D)/C · 100
wobei C die Zahl an Teilchen vor dem Betrieb ist und D die Zahl nach dem Betrieb. Zu Vergleichszwecken wurde der Test mit Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik wiederholt. Die Ergebnisse sind in Fig. 10 dargestellt.

Testbedingungen

(vorliegende Erfindung)

Elektrifizierungsgitterabschnitt: 7 Stücke aus nicht gewebtem Tuch, auf das jeweils Kupferpulver mittels stromlosem Plattieren aufgebracht wurde, wurden für einen Elektrifizierungsgitterabschnitt benutzt.
Reinigungsfilterabschnitt: Ein Reinigungsfilterabschnitt wurde benutzt, der aufgebaut war, indem Kohlenstofffaserfilz (Dicke: 10 mm) zwischen zwei Stücken eines nicht gewebten Tuchs angeordnet wurde, auf das jeweils mittels stromlosem Plattieren Kupferpulver aufgebracht worden war (siehe Fig. 2).
Angelegte Spannung: 200 V.

(Stand der Technik)

Elektrifizierungsabschnitt: Für einen Elektrifizierungsabschnitt wurden Elektroden zur Koronaentladung bei einer Spannung von 6,6 kV benutzt.
Staubsammelabschnitt: Für einen Staubsammelabschnitt wurden zwei Sätze von 3,5 kV Elektroden benutzt, die jeweils 37 Elektrodenplatten aufwiesen.
Bezugnehmend auf die Fig. 11 und 12 ist eine zweite Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei zu behandelnde verunreinigte Luft teilchenförmige Stoffe wie beispielsweise Staub oder ähnliches enthält. Eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der zweiten Ausführungsform ist dafür ausgelegt, als eine Maske verwendet zu werden, und sie beinhaltet einen Elektrifizierungsgitterabschnitt und einen Reini gungsfilterabschnitt, die im wesentlichen in der gleichen Weise aufgebaut sind, wie jene der ersten Ausführungsform.
Eine Maske 101 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen äußeren Gitterabschnitt 102, einen Elektrifizierungsgitterabschnitt 104, einen Reinigungsfilterabschnitt 106 und einen inneren Gitterabschnitt 103 auf, die nacheinander in Richtung des Stroms der verunreinigten Luft angeordnet sind, wie es in Fig. 11 durch Pfeile angedeutet ist. Die Maske 101 weist ferner einen Isolationsabschnitt 105 auf, der zwischen dem Elektrifizierungsgitterabschnitt 104 und dem Reinigungsfilterabschnitt 106 angeordnet ist.
Der äußere Gitterabschnitt 102 dient dazu, Staub imt größerem Durchmesser zu fangen. Der äußere Gitterabschnitt 102 kann aus einem jeglichen geeigneten Material gefertigt sein, wie beispielsweise einem offen gewebten Tuch wie z. B. Gaze, gewebtes Kunststofffasertuch, Drahtnetz oder ähnliches. Der innere Gitterabschnitt 103 kann aus einem jeglichen geeigneten Material gebildet sein, sofern dieser Luftpermeabilität aufweist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird jedoch der innere Gitterabschnitt 103 in Kontakt mit der Haut gebracht und daher ist er vorzugsweise aus einem Werkstoff gefertigt, der für den menschlichen Körper nicht schädlich ist, wie z. B. Gaze, gewebtes Tuch aus Synthesefaser oder ähnlichem.
Der Elektrifizierungsgitterabschnitt 104 ist so angeordnet, daß er senkrecht zu der oben beschriebenen Strömungsrichtung der verunreinigten Luft ausgerichtet ist, und er ist über einen Leiter 108 elektrisch mit der negativen Elektrode der Stromversorgung 109 verbunden. Die Stromversorgung 109 kann eine Mehrzahl von kleinen leichtgewichtigen Niederspannungszellen sein, die je nach Bedarf miteinander verbunden sind. Die Stromversorgung 109 liefert vorzugsweise eine Spannung im Bereich zwischen etwa 1,5 V und etwa 15 V.
Der Reinigungsfilterabschnitt 106 ist so angeordnet, daß er senkrecht zu der Strömungsrichtung der Luft ausgerichtet ist, und er ist über den Leiter 108 mit der positiven Elektrode der Stromversorgung 109 elektrisch verbunden. Der Reinigungsfilterabschnitt 106 kann dadurch gebildet werden, daß aus Holzpaste, Kohle, Kokosnußschale oder ähnlichem hergestellte pulverisierte Aktivkohle in einen Beutel aus Kunstharz gefüllt wird. Die pulverisierte Aktivkohle kann durch Kohlenstofffasern ersetzt werden. Die vorzugsweise verwendete pulverisierte Aktivkohle hat einen Teilchendurchmesser von 1 mm oder weniger, da dies effektiv verhindert, daß die Dicke der Maske 101 übermäßig oder erheblich gesteigert wird.
Ferner kann die Maske 101 eine Mehrzahl von Kombinationen eines Elektrifizierungsgitterabschnittes mit einem Reinigungsfilterabschnitt aufweisen, wobei jede Kombination den Elektrifizienmgsgitterabschnitt 104 und den Reinigungsfilterabschnitt 106 aufweist. Im folgenden wird die Betriebsweise der Maske, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben.
In verunreinigter Luft enthaltener Staub von relativ großer Größe wird von dem äußeren Gitterabschnitt 102 aufgefangen. Staub 110 in der Luft, die durch den äußeren Gitterabschnitt 102 hindurch gelangt, ohne von dem Abschnitt 102 gefangen zu werden, wird in dem Elektrifizierungsgitterabschnitt 104 elektrostatisch negativ aufgeladen. Dann wird der Staub 110 an dem Reinigungsfilterabschnitt 106 adsorbiert. Auf diese Weise wird die Luft gereinigt und gelangt dann durch den inneren Gitterabschnitt 103, um eingeatmet zu werden.

Testbeispiel 4

Zwei zylindrische Behälter 130, deren Boden geschlossen ist, wurden wie gezeigt in den Fig. 12a und 12b vorbereitet und mit gelbem Kalkpulver (Teilchendurchmesser: 2 bis 10 um) 131 in gleicher Menge gefüllt. Dann wurde ein offenes Ende oder eine Öffnung von einem der Behälter nut einer Maske 101 gemäß der vorliegenden Erfindung wie in Fig. 12a gezeigt bedeckt und der andere Behälter wurde mit einer kommerziell verfügbaren Maske 120 abgedeckt, wie dies in Fig. 12b gezeigt ist. Dann wurden die Masken jeweils der Saugwirkung eines Staubsaugers ausgesetzt und visuell und mikroskopisch untersucht. In der Maske 101 gemäß der vorliegenden Erfindung waren ein Elektrifizierungsgitterabschnitt und ein Reinigungsfilterabschnitt jeweils aus einem einzigen Stück aus nicht gewebtem Nylontuch (Dicke 0,3 mm) gefertigt, auf welches mittels stromlosem Plattieren Kupferpulver aufgebracht war, ein äußerer Gitterabschnitt 102 und ein innerer Gitterabschnitt 103 waren jeweils aus einer einzigen Lage Gaze gefertigt, und eine Stromversorgung (3 V) wies zwei miteinander verbundene Zellen auf. Die kommerziell verfügbare Maske 120 wies zwei Gazelagen 120a und 120b auf, die miteinander laminiert waren.
Bei der kommerziell verfügbaren Maske 120 wurde die obere Gazeschicht 120b eine Minute nach dem Beginn des Tests gelb. Im Gegensatz dazu wurde bei der Maske 101 gemäß der vorliegenden Erfindung keine Veränderung in dem inneren Gitterabschnitt 103 beobachtet. Eine ausgedehnte Untersuchung des Reinigungsfilterabschnittes 106 der Maske 101 mittels eines Mikroskops mit dreißigfacher Vergrößerung ergab, daß Kalkpulver an den Nylonfasern und dem Kupferpulver anhaftete.
Unter Bezugnahme auf Fig. 13 wird eine dritte Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, die dafür ausgelegt ist, venmreinigte Luft, die teilchenförmige Stoffe wie beispielsweise Staub oder ähnliches enthält, zu behandeln oder zu reinigen. Bei der dritten Ausführungsform können ein Elektrifizierungsgitterabschnitt und ein Reinigungsfilterabschnitt in im wesentlichen der gleichen Weise aufgebaut sein, wie jene der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
Eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der dritten Ausführungsform, wie sie in Fig. 13 allgemein mit den Bezugszeichen 201 bezeichnet ist, weist ein Luftströmungsrohr 203 auf, welches einen Luftstromweg bildet, in welchem ein Elektrifizierungsgitterabschnitt 210, ein Staubsammelfilter 220 und ein IEPA-Filter 230 der Reihe nach ausgehend von einem Lufteinlaß oder einem Ansauganschluß 205 oder in Richtung des Stromes der verunreinigten Luft, wie sie in Fig. 13 mit Pfeilen angedeutet ist, angeordnet sind. Das Bezugszeichen 235 bezeichnet einen aus einem Drahtnetz oder ähnlichem gefertigten Filter, der je nach Bedarf vorgesehen sein kann. Das Bezugszeichen 236 bezeichnet einen Lüfter, beispielsweise ein Axialgebläse, einen Schirokkolüfter oder ähnliches. Bei der veranschaulichten Ausführungsform stellt das Luftströmungsrohr 203 ein Beispiel für eine Anordnung zum Bereitstellen eines Luftstromweges dar. Daher kann bei der veranschaulichten Ausführungsform der Luftstromweg aus einem Luftströmungsrohr mit vermindertem Durchmesser gebildet sein, welches mit einem Lufteinlaßanschluß und einem Luftauslaßanschluß versehen ist, oder ein geschlossener Behälter oder ein geschlossenes Gefäß von gewünschter Konfiguration oder ein Volumen, wie beispielsweise ein zylindrischer Behälter mit vergrößertem Durchmesser oder ähnliches, der mit dem Luftströmungsrohr verbunden ist.
Der Elektrifizierungsgitterabschnitt 210 ist in dem Luftströmungsrohr 203 so angeordnet, daß er in eine Innenfläche 212 des Luftströmungsrohrs 210 über einen isolierenden Träger 214 eingepaßt ist und senkrecht zu der Längsrichtung des Luftströmungsrohrs 203 oder in Strömungsrichtung der Luft in dem Luftströmungsrohr 203 ausgerichtet ist. Der Elektrifizierungsgitterabschnitt 210 ist über einen Leiter 227 mit einer negativen Elektrode einer Gleichspannungsstromversorgung 216 elektrisch verbunden. Die Gleichspannungsstromversorgung 216 erzeugt vorzugsweise eine Spannung von etwa 12 bis 500 V.
Der Staubsammelfilterabschnitt 220 ist auf einer stromabwärtigen Seite in Richtung des Luftstromes ausgehend von dem Elektrifizierungsgitterabschnitt 210 angeordnet, wobei er auf der Innenfläche 212 des Luftströmungsrohres 203 über einen isolierenden Träger 222 so angeordnet ist, daß er senkrecht zu der Längsrichtung des Luftströmungsrohrs 203 ausgerichtet ist. Der Staubsammelfilter 220 ist mittels eines Leiters 227 mit einer positiven Elektrode der Gleichspannungsstromversorgung 216 elektrisch verbunden.
Der HEPA-Filterabschnitt 230 ist auf einer stromabwärtigen Seite in Richtung der Strömung der verunreinigten Luft ausgehend von dem Staubsammelfilterabschnitt 220 angeordnet, wobei er an der Innenfläche 212 des Luftströmungsrohrs 203 über ein Dichtungsbauteil (nicht gezeigt) derart angeordnet ist, daß er senkrecht zu der Längsrichtung des Luftströmungsrohrs 203 ausgerichtet ist.
Die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der veranschaulichten Ausführungsform kann eine Mehrzahl von Kombinationen aus Elektrifizierungsgitterabschnitt und Staubsammelfilterabschnitt aufweisen, die jeweils den Elektrifizierungsgitterabschnitt 210 und den Staubsammelfilterabschnitt 220 aufweisen. In diesem Fall kann ein oder können mehrere solche HEPA-Filterabschnitte 230 passend angeordnet werden.
Im folgenden wird die Betriebsweise der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft 230 gemäß der veranschaulichten Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben.
Durch die Wirkung des Gebläses 236 über den Luftansauganschluß 205 in das Luftströmungsrohr 203 eingeleitete verunreinigte Luft wird zu dem Filter 235 geleitet, in welchem Staub von großer Größe, wie z. B. Lint oder ähnliches, aus der Luft entfernt wird. Dann wird die Luft zu dem Elektrifizierungsgitterabschnitt 210 geleitet, in welchem elektrisch neutral gehaltener Staub 27 elektrostatisch negativ aufgeladen wird. Anschließend wird die Luft zu dem Staubsammelfilterabschnitt 220 geführt, so daß der Staub 270 an dem Filterabschnitt 220 durch Coulombkräfte adsorbiert und an diesem gehalten wird. Die durch den Staubsammelfilterabschnitt 220 geführte Luft wird ferner zu dem HEPA-Filterabschnitt 230 geleitet, so daß sie gefiltert wird, und sie wird über das Gebläse 236 nach außen ausgestoßen.

Testbeispiel 5

Unter Verwendung einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft 210, die gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform aufgebaut war, wurde ein Staubsammeltest durchgeführt. Der Test erfolgte gemäß der nachstehenden Prozedur und unter den nachstehenden Bedingungen. Zu Vergleichszwecken wurde ein Test unter Verwendung einer Staubsammeleinheit, die nur einen HEPA- Filter aufwies, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Testprozedur

Die Anzahl der durch das vollständige Verbrennen von drei Räucherstäbchen, die in einem Luftströmungsrohr in der Nähe eines Luftansauganschlusses angeordnet waren, erzeugten Teilchen wurde mittels eines Teilchenzählers gemessen, bei dem mittels Laser eine Ablesung erfolgte, um somit einen Staubsammelgrad für jeden Teilchendurchmesser zu erhalten. Der Staubsammelgrad wurde gemäß der folgenden Formel berechnet:
Staubsammelgrad (%) (A - B)/A · 100
wobei A die Anzahl an Teilchen am Luftansauganschluß und B die Anzahl an Teilchen am Luftansauganschluß ist.

Testbedingungen

Elektrifizierungsgitterabschnitt: ein Stück aus nicht gewebtem Tuch (300 mm · 300 mm) wurde als Elektrifizierungsgitterabschnitt benutzt.
Staubsammelfilterabschnitt: Ein Staubsammelfilterabschnitt wurde dadurch aufgebaut, daß eine Kohlenstofffaserfilzlage mit einer Dicke von 10 mm zwischen zwei Stücke eines nicht gewebten Tuchs (300 mmx 300 mm), auf das mittels Plattieren Kupfer aufgebracht war, angeordnet wurde.
Angelegte Spannung: 200 V.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 16 ist eine vierte Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, die zum Behandeln oder Reinigen von Abgas von einer Verbrennungsmaschine ausgelegt ist. Daher ist eine Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der vierten Ausführungsform in Form einer Abgasreinigungsvorrichtung ausgebildet. Bei der vierten Ausführungsform können ein Elektrifizierungsgitterabschnitt und ein Reinigungsfilterabschnitt im wesentlichen in der gleichen Weise aufgebaut sein, wie jene bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
Die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft gemäß der veranschaulichten Ausführungsform, die allgemein mit dem Bezugszeichen 301 bezeichnet ist, weist ein Luftströmungsrohr 303 auf, welches einen Abgasströmungsweg bildet und als ein Abgasströmungsrohr wirkt. Das Abgasströmungsrohr 303 ist im Inneren mit einem Elektrifizierungsgitterabschnitt 310, einem Reinigungsfilterabschnitt 320 und einem Denitrierungsfilterabschnitt 330 versehen, die nacheinander ausgehend von einem Verbrennungsmotor stromab in dem Abgasströmungsrohr 303 in Richtung des Stromes der Abgase angeordnet sind. Bei der veranschaulichten Ausführungsform stellt das Abgasströmungsrohr 303 ein Beispiel zum Bereitstellen des Abgasströmungsweges dar. Daher kann bei der veranschaulichten Ausführungsform der Abgasströmungsweg ein Abgasströmungsrohr von vermindertem Durchmesser, wel ches mit einem Abgaseinlaß oder Ansauganschluß sowie einem Abgasauslaß oder Auslaßanschluß versehen ist, oder ein geschlossener Behälter von gewünschter Konfiguration bzw. ein Volumen, wie z. B. ein zylindrischer Behälter von vergrößertem Durchmesser oder ähnliches sein, welcher bzw. welches mit dem Abgasströmungsrohr verbunden ist.
Der Elektrifizierungsgitterabschnitt 310 ist in eine Innenfläche des Abgasströmungsrohrs 303 über einen isolierenden Träger 314 derart eingepaßt, daß er senkrecht zu der Längsrichtung des Abgasströmungsrohrs 303 bzw. in der Strömungsrichtung des Abgases angeordnet ist, wie es bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Fall war. Der Elektrifizierungsgitterabschnitt 310 ist ferner über einen Leiter 327 mit einer negativen Elektrode einer Gleichspannungsstromversorgung 316 verbunden. Die von der Gleichspannungsstromversorgung 316 erzeugte Spannung beträgt vorzugsweise etwa 12 bis 500 V.
Der Staubsammelfilterabschnitt 320 ist ausgehend von dem Elektrifizierungsgitterabschnitt 310 stromab in Strömungsrichtung des Abgases angeordnet und in die Innenfläche des Abgasströmmugsrohrs 303 über einen isolierenden Träger 322 eingepaßt, so daß er senkrecht zu der Längsrichtung des Abgasströmungsrohrs 303 angeordnet ist, welches den Abgasströmungsweg bestimmt. Der Staubsammelfilterabschnitt 320 ist ferner über einen Leiter 327 mit einer positiven Elektrode der Gleichspannungsstromversorgung 316 elektrisch verbunden.
Der Denitrierungsfilterabschnitt 330 weist zwei Abdeckelemente 332 auf, die aus einem porösen leitenden Material gefertigt sind, sowie eine Kohlenstofflage 334, die aus Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen gefertigt ist und zwischen den Abdeckelementen 332 angeordnet ist. Der Denitrierungsfilterabschnitt 330 kann im Vergleich zu dem Elektrifizierungsgitterabschnitt 310 in der Nähe einer Verbrennungsmaschine oder ausgehend von der Verbrennungsmaschine stromauf in Strömungsrichtung des Abgases angeordnet sein.
Der poröse leitende Werkstoff, aus dem die Abdeckelemente 332 gefertigt ist, kann ein Drahtnetzwerkstoff, ein gestanztes Metallmaterial oder ähnliches sein. Vorzugsweise ist ein solches Drahtnetz oder ein solches gestanztes Metall so ausgebildet, daß es etwa 40 bis 500 Maschen aufweist, da dies erlaubt, daß Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen auf diesem in zufriedenstellender Weise getragen werden können.
Für die Kohlenstofflage 334 können jegliche geeigneten Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen benutzt werden, wie sie in der Technik bekannt sind. Vorzugsweise werden jedoch die oben beschriebenen modifizierten Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen mit vergrößerter Oberfläche verwendet. Die Kohlenstofffaser weist vorzugsweise eine Faserlänge von 0,5 bis 15 um auf. Die Kohlenstofffaser kann in Form ihrer ursprünglichen Form benutzt werden. Alternativ kann sie in Form eines gewobenen Filzes, einer Matte oder eines Tuchs benutzt werden. Die Kohlenstoffteilchen haben vorzugsweise im wesentlichen Kugelform und einen Durchmesser zwischen 0,01 mm und 2 mm.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 14 die Betriebsweise der Abgasreinigungsvorrichtung 301 beschrieben.
In dem von der Verbrennungsmaschine zugeführten Abgas enthaltene teilchenförmige Stoffe wie beispielsweise Ruß und ähnliches werden in dem Elektrifizierungsgitterabschnitt 310 elektrostatisch ne gativ aufgeladen und dann an dem Reinigungsfilterabschnitt 320 adsorbiert. Das Abgas, von welchem die teilchenförmigen Stoffe somit entfernt wurden, wird dann mit der Kohlenstofflage 334 in dem Denitrierungsfilterabschnitt 330 in Kontakt gebracht, wobei es hierbei noch Stickoxide (NOx) enthält, bei welchen es sich in erster Linie um NO handelt. In dem Denitrierungsfilterabschnitt 330 wird NO mit Kohlenstoffatomen zur Reaktion gebracht, um ein Zwischenprodukt (C --- O) zu bilden, welches an der Kohlenstofflage 334 adsorbiert wird, die aus Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen gefertigt ist. Dies bewirkt, daß N in N&sub2; umgewandelt wird, und das oben beschriebene adsorbierte Zwischenprodukt in CO&sub2; sowie eine geringe Menge CO aufgrund der Hochtemperaturatmosphäre umgewandelt wird. Das durch den Denitrierungsfilterabschnitt 330 gelangende Abgase ist daher frei von teilchenförmigen Stoffen und weist in erster Linie N&sub2;, CO&sub2;, und CO anstelle von Stickoxiden auf, wie aus den oben beschriebenen Reaktionen ersichtlich ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15 wird im folgenden eine Modifikation der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht. Eine modifizierte Abgasreinigungsvorrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 401 bezeichnet ist, weist ein Abgaseinlaßrohr 402, ein Abgasauslaßrohr 403 und eine Expansionskammer 405 auf, die zwischen dem Abgaseinlaßrohr 402 und dem Abgasauslaßrohr 403 derart angeordnet ist, daß sie die beiden verbindet. Ein Elektrifizierungsgitterabschnitt 406 ist in dem Abgaseinlaßrohr 402 über einen isolierenden Träger (nicht gezeigt) angeordnet. Der Elektrifizierungsgitterabschnitt 406 ist mit der negativen Elektrode einer Gleichspannungsstromversorgung (nicht gezeigt) verbunden. Die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dieser Modifikation weist ferner einen Reinigungsfilterabschnitt 407 auf, der Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen trägt und überdies als ein Denitrierungsfilterabschnitt wirkt. Der Reinigungsfilterabschnitt 407 ist in der Expansionskammer 405 mittels einem isolierenden Träger 410 angeordnet. Der Reinigungsfilterabschnitt 407 ist mit der positiven Elektrode der Gleichspannungsstromversorgung verbunden. Die Abgasreinigungsvorrichtung 401 weist ferner eine Rußsammelkammer 408 auf, die unterhalb der Expansionskammer 405 angeordnet ist, und die an einer Bodenseite derselben mit einer Heizeinrichtung 405 versehen ist, die mit einer externen Stromversorgung verbunden ist.
Im folgenden wird der Betrieb der Abgasreinigungsvorrichtung 401 gemäß der Modifikation unter Bezugnahme auf Fig. 15 beschrieben.
Teilchenförmige Stoffe in dem in das Abgaseinlaßrohr 402 eingebrachten Abgas werden durch den Elektrifizierungsgitterabschnitt 406 elektrostatisch negativ geladen und dann an dem Reinigungsfilterabschnitt 407 adsorbiert. Der Reinigungsfilterabschnitt 407 enthält Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen, was dazu führt, daß er ferner als Denitrierungsfilterabschnitt dient, wie es oben beschrieben wurde. Daher wird in dem Reinigungsfilterabschnitt 407 sowohl eine Adsorption der teilchenförmigen Stoffe an diesem als auch eine Denitrierung ausgeführt. Das so gereinigte Abgas wird durch das Abgasauslaßrohr 403 ausgegeben. Die an dem Reinigungsfilterabschnitt 407 durch den wiederholten oben beschriebenen Betrieb adsorbierten teilchenförmigen Stoffe werden, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet wird und eine externe Vibration auf den Reinigungsfilterabschnitt 407 angewendet wird, dazu gebracht, in die Rußsammelkammer 408 zu fallen, so daß diese darin gesammelt werden. Die so gesammelten teilchenförmigen Stoffe werden von der Heizeinrichtung 409 erwärmt und unter Bildung von CO&sub2; verbrannt, welches dann durch das Abgasauslaßrohr 403 ausgegeben wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 16 wird eine weitere Modifikation der in Fig. 14 gezeigten Abgasreinigungsvorrichtung veranschaulicht. Eine derart modifizierte Abgasreinigungsvorrichtung ist allgemein mit dem Bezugszeichen 501 bezeichnet und weist gleichfalls eine zwischen einem Abgaseinlaßrohr 502 und einem Abgasauslaßrohr 503 angeordnete Expansionskammer 505 auf. Ein Elektrifizierungsgitterabschnitt 506 ist aus einem Netz aus rostfreiem Stahldraht gefertigt und in dem Abgaseinlaßrohr 502 mittels eines isolierenden Trägers angeordnet. Der Elektrifizierungsgitterabschnitt 506 ist mit einer negativen Elektrode einer Gleichspannungsstromversorgung elektrisch verbunden.
Ein Reinigungsfilterabschnitt 508 ist aus Netz aus rostfreiem Stahldraht gefertigt und in der Expansionskammer 505 mittels eines isolierenden Trägers 509 angeordnet. Ein Denitrierungsfilterabschnitt 511, der auch als ein Reinigungsfilterabschnitt dient, ist in einem inneren Raum der Expansionskammer 505 so angeordnet, daß er in eine Innenfläche der Expansionskammer 505 eingepaßt ist. Der Denitrierungsfilterabschnitt 511 ist mit einer positiven Elektrode der Gleichspannungsstromversorgung elektrisch verbunden, so daß er auch als der Reinigungsfilterabschnitt dient, wie es oben beschrieben wurde. Die offenen Enden des Abgaseinlaßrohrs 502 und des Abgasauslaßrohrs 503, über die die beiden Rohre 502 und 503 mit der Expansionskammer sos in Verbindung stehen, sind in Räumen angeordnet, die voneinander mittels eines der Filter des Reinigungsfilterabschnittes 508 getrennt sind.
Im folgenden wird der Betrieb der Abgasreinigungsvorrichtung 501 unter Bezugnahme auf Fig. 16 beschrieben. Teilchenförmige Stoffe, wie beispielsweise Ruß oder ähnliches, die in Abgas enthalten sind, der von einer Verbrennungsmaschine zu dem Abgaseinlaßrohr 502 geleitet werden, werden mittels des Elektrifizierungsgitterabschnittes 506 elektrostatisch negativ geladen, wie es bei der Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Fall war. Dann werden die teilchenförmigen Stoffe an dem Reinigungsfilterabschnitt 508 adsorbiert. Die oben beschriebenen offenen Enden des Abgaseinlaßrohrs 502 und des Abgasauslaßrohrs 503 sind in Innenräumen der Expansionskammer 505 so angeordnet, daß sie, wie oben beschrieben, voneinander getrennt sind, so daß das über das Abgaseinlaßrohr 502 in die Expansionskammer 505 eingeleitete Abgas mit dem Reinigungsfilterabschnitt 508 in Kontakt gebracht werden kann. Der Denitrierungsfilterabschnitt 511 ist mit der Stromversorgung elektrisch verbunden, so daß in dem Abgas enthaltene teilchenförmige Stoffe an diesem ebenso adsorbiert werden. Das Abgas, von dem die teilchenförmigen Stoffe derart entfernt wurden, wird dann mit in dem Denitrierungsfilterabschnitt 511 enthaltenen Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen in Kontakt gebracht, während es immer noch Stickoxide, in erster Linie NO, enthält, was dazu führt, daß die Stickoxide in N&sub2;, CO&sub2; und CO durch eine Reihe von Reaktionen umgewandelt werden, wie es oben ausgeführt wurde. Das Abgas wird daher gereinigt und dann durch das Abgasauslaßrohr 503 nach außen herausgeführt.
Im folgenden werden Kombinationen von Komponenten der oben beschriebenen Abgasreinigungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 17 bis 20 beschrieben.
In jeder der Fig. 17 bis 20 bezeichnet die Abkürzung "D. E." einen Dieselmotor, "Comb. 1" bezeichnet eine Kombination des Elektrifizierungsgitterabschnittes und des Reinigungsfilterabschnittes (welcher einen Nicht-Denitrierungswerkstoff enthält), und "Comb. 2" bezeichnet eine Kombination des Elektrifizierungsgitterabschnittes und eines Reinigungsfilterabschnittes (welcher den Denitrierungswerkstoff oder die Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen enthält). Es sei angemerkt, daß der Reinigungsfilterabschnitt in Comb. 2 ferner auch als der Denitrierungsfilterabschnitt wirkt.
"D. N. F." bezeichnet einen Denitrierungsfilterabschnitt, der nicht mit der Stromversorgung verbunden ist. Jede ausgezogene Linie zwischen den Komponenten bezeichnet den Abgasströmungsweg und die Länge der ausgezogenen Linien bezeichnet eine Positionsbeziehung zwischen den Komponenten. Die Komponenten können auch zusammen in dem gleichen abgeschlossenen Raum angeordnet sein (geschlossenes Gefäß oder Behälter). Alternativ können sie separat voneinander in zwei oder mehreren geschlossenen Räumen angeordnet sein (geschlossene Gefäße oder Behälter).
Der Abgasströmungsweg für Abgas von der Verbrennungsmaschine variiert hinsichtlich seiner Temperatur in Abhängigkeit von der jeweiligen Position. Insbesondere weist ein Teil des Abgasströmungswegs in der Nähe der Verbrennungsmaschine eine erhöhte Temperatur auf und seine Temperatur nimmt graduell mit steigendem Abstand von der Verbrennungsmaschine ab. Ferner gibt es für alle zu benutzenden Materialien eine jeweils geeignete Temperatur. Beispielsweise zeigen Kohlenstofffasern und Kohlenstoffteilchen im allgemeinen eine zufriedenstellende Funktion bei einer Temperatur von etwa 550ºC oder weniger. Daher sind die Komponenten Comb. 2 und D. N. F, welche die Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen enthalten, vorzugsweise jeweils so angeordnet, daß die Komponente Comb. 1 zwischen der Komponente und dem Dieselmotor D. E. angeordnet ist, wie es in den Fig. 17, 18 und 20 dargestellt ist. Alternativ können sie vorzugsweise in Abstand zueinander bei vorbestimmten Intervallen oder in größeren Absänden von dem Dieselmotor angeordnet sein, wie es in Fig. 19 gezeigt ist. Außerdem ist es oftmals erforderlich, die Komponenten Comb. 2 und D. N. F. in der Nähe zu einer Verbrennungsstätte anzuordnen, wobei dies aus baulichen Aspekten der Verbrennungsmaschine oder zu Zwecken der Behandlung von Abgas von übermäßig hoher Temperatur erfolgt. In diesem Fall kann eine Kühlrippe zum Kühlen des Abgases an jeder geeigneten Position in dem Abgasströmungsweg vorgesehen werden. Solch eine Anordnung der Kühlrippe erlaubt es, die Komponenten Comb. 2 und D. N. F. näher an der Verbrennungsmaschine zu plazieren. Außerdem erlaubt dies, die Abgasreinigungsvorrichtung auf eine Verbrennungsmaschine anzuwenden, die Abgas mit höherer Temperatur ausstößt.
Bezugnehmend auf Fig. 21 ist die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in einem Abgaszirkulationsweg einer Dieselmaschine D. E. angeordnet ist, veranschaulicht. Bei dem in Fig. 21 gezeigten Beispiel ist eine Abgasreinigungsvorrichtung a in einem Abgasauslaßweg zwischen der Dieselmaschine D. E. und einem Abgasauslaßanschluß angeordnet. An einem Ende ist ein Abgasumwälzweg zwischen der Abgasreinigungsvorrichtung a und dem Abgasauslaßanschluß angeschlossen, und am anderen Ende ist ein Lufteinlaß oder Ansaugweg vorgesehen. Der Abgasumwälzweg ist mit einer Abgasreinigungsvorrichtung b, einem Kühler und einem Gebläse ausgestattet.
Von der Dieselmaschine D. E. abgegebenes Abgas wird mittels der Abgasreinigungsvorrichtung a wie oben beschrieben gereinigt. Dann wird das gereinigte Abgas teilweise über den Abgasauslaßanschluß abgegeben, und der Rest des Abgases wird dem Abgasumwälzweg zugeführt. Das dem Abgasumwälzweg zugeführte Abgas wird zuerst der Abgasreinigungsvorrichtung b mittels des Gebläses zugeführt. Die Abgasreinigungsvorrichtung b dient dazu, das Abgas zu reinigen und die Temperatur des Abgases aufgrund des Inkontaktbringens des Abgases mit der Vorrichtung b zu senken. Dann wird das gereinigte Abgas mittels des Kühlers weiter gekühlt. Somit wird das Abgas zweimal gereinigt, um so eine Verschmutzung des Kühlers wesentlich zu vermindern, so daß der Kühler seine Kühlleistung voll erbringen kann. Die gekühlte Luft wird dem Lufteinlaßweg zugeführt und dann der Dieselmaschine D. E. zusammen mit Luft, die in den Lufteinlaßweg eingebracht wurde.
Der wie oben beschrieben aufgebaute Abgasumwälzweg erlaubt es, die Temperatur von umgewälztem Abgas zu senken, was dazu führt, daß die Temperaturdifferenz zwischen der eingeleiteten Luft und dem Abgas der Dieselmaschine D. E. wesentlich auf einen Wert verringert wird, der so klein wie etwa 28ºC sein kann, im Vergleich zu einem Temperaturunterschied von etwa 175ºC gemäß dem Stand der Technik. Somit erlaubt das Umwälzen des Abgases eine Verbesserung des Brennstoffverbrauchs oder eine Senkung der Produktion von C0, so daß die Abgabe der Dieselmaschine D. E. erhöht werden kann. Das Vorsehen der Abgasreinigungsvorrichtung in der Dieselmaschine senkt wesentlich die NOx-Konzentration am Einlaß zu der Maschine im Vergleich zu einer ohne die Vorrichtung, wodurch die Verbrennungstemperatur gesenkt wird, was zu einer Senkung der Erzeugung von NOx führt.

Testbeispiel 6

Unter Verwendung einer Abgasreinigungsvorrichtung, die wie in Fig. 14 gezeigt aufgebaut war, wurde ein Abgasreinigungstest durchgeführt. Es wurden die nachfolgend beschriebenen Testbedingungen eingesetzt. Die Konzentration an teilchenförmigen Stoffen wurde mittels eines Bosch-Rauchdensitometers gemäß der Norm JIS D8004 gemessen. Der Grad des Einsammelns von teilchenförmigen Stoffen oder der Staubsammelgrad wurde gemäß der folgenden Formel berechnet:
Staubsammelgrad (%) = (E - F)/E · 100
wobei E die Anfangskonzentration der teilchenförmigen Stoffe ist und F die Konzentration der teilchenförmigen Stoffe nach der Behandlung.
Die Ergebnisse sind in Fig. 22 dargestellt.

Testbedingungen

Elektrifizierungsfilter: Als Elektrifizierungsfilter wurden zwei Stücke eines Netzes aus rostfreiem Stahldraht (60 Maschen) benutzt.
Reinigungsfilter: Als Reinigungsfilter wurden 12 Stücke eines nicht gewebten Nylontuchs (300 Illlll 1 300 mm) benutzt, auf die mittels Elektroplattieren Kupferpulver aufgebracht worden war, sowie 12 Stücke eines Netzes aus rostfreiem Stahldraht (200 Maschen, 300 mm · 300 mm). Der Reinigungsfilter wurde alle 12 Stunden abgenommen, um an diesem haftendes Material zu entfernen, dann wurde er erneut benutzt.
Angelegte Spannung: Gleichstrom 24 V.
Benutzte Maschine: 500 ml Dieselmotor.
Verdrängung: 1,2 m³/Minute.

Testbeispiel 7

Unter Verwendung einer Abgasreinigungsvorrichtung, die wie in Fig. 16 gezeigt aufgebaut war, wurde ein Abgasreinigungsversuch durchgeführt. Es wurden die folgenden Testbedingungen ange wendet. Die Messung der teilchenförmigen Stoffe und die Berechnung des Staubsammelgrades erfolgten wie oben beschrieben. Ein Denitrierungsgrad wurde gemäß der folgenden Formel erhalten:
Denitrierungsgrad (%) = (G - H)/G · 100
wobei G eine Anfangskonzentration von NOx ist und wobei H die Konzentration von NOx nach der Behandlung ist.

Testbedingungen

Elektrifizierungsfilter: Es wurden zwei Stücke eines Netzes aus rostfreiem Stahldraht (60 Maschen) als Elektrifizierungsfilter benutzt.
Reinigungsfilter: Als Reinigungsfilter wurden drei Stücke eines Netzes aus rostfreiem Stahldraht (60 Maschen, 300 mm · 300 mm) benutzt. Der Reinigungsfilter wurde alle 6 Stunden abgenommen, um an diesem haftende Materialien zu entfernen; daraufhin wurde er erneut benutzt.
Denitrierungsfilter: An drei Stellen wurde ein Denitrierungsfilter angeordnet, der ein Gemisch (101 g, Dicke: 10 mm) von Kohlenstofffasern und Kohlenstoffteilchen aufwies. Die Kohlenstofffasern und Kohlenstoffteilchen wurden mit einer Salpetersäurelösung (63,1%) zwei Stunden lang behandelt. Die Oberfläche betrug 500 m²/g.
Angelegte Spannung: Gleichstrom 100 V, 24 V, 12 V, 0 V (Vergleich).
Benutzte Maschine: 199 ml Dieselmotor.
Verdrängung: 0,47 m³/min.
Während bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung recht detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurden, sind in Anbetracht der obigen Lehren verschiedene Modifikationen und Variationen möglich. Es versteht sich daher, daß die Erfindung im Rahmen der anhängenden Ansprüche anders als im einzelnen beschrieben ausgeführt werden kann.

Claims

1. Reinigungsvorrichtung (1, 101, 201, 301, 401, 501) für verunreinigte Luft versehen mit einem Einströmungsweg für verunreinigte Luft, einem Elektrifizierungsgitterabschnitt (10, 104, 210, 310, 406, 506), der ein poröses leitfähiges Material aufweist und mit einer negativen Elektrode einer Gleichspannungsstromversorgung mit einer Spannung zwischen 12 und 500 V (16, 109, 216, 316) verbunden ist, sowie einem Reinigungsfilterabschnitt (20, 106, 220, 320, 407, 508), der eine ein leitfähiges Material enthaltende Schicht aufweist und mit einer positiven Elektrode der Gleichspannungsstromversorgung verbunden ist, wobei der Elektrifizierungsgitterabschnitt und der Reinigungsabschnitt ihrerseits in Strömungsrichtung der verunreinigten Luft in dem Einströmungsweg für die verunreinigte Luft angeordnet sind.

2. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse leitfähige Material, welches in dem Elektrifizierungsgitterabschnitt enthalten ist, aus der 40 bis 500 Maschen aufweisende Netze, gestanztes Metall mit 40 bis 500 Maschen, gewebte Stoffe mit 40 bis 500 Maschen oder nicht gewebte Stoffe umfassenden Gruppe ausgewählt ist.

3. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrifizierungsgitterabschnitt mindestens ein Element der Gruppe aufweist, die besteht aus Kohlenstofffaserfilz, Kohlenstofffasertuche, Netze aus rostfreiem Stahl, rostfreiem Stahldrahtfilz, Kunstfasergewebestoffe mit Metallpulvern, die auf diesem durch stromloses Plattieren oder Elektroplattieren aufgebracht sind, sowie nicht gewebten Synthesefaserstoffen, auf die mittels Elektroplattieren oder stromlosem Plattieren Metallpulver aufgebracht wurden.

4. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstofffaserfilz und das Kohlenstofffasertuch jeweils aus Kohlenstofffasern mit einer mittleren Oberfläche von 200 bis 2000 m²/g gefertigt sind.

5. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des Reinigungsfilterabschnittes, welche das leitfähige Material enthält, ein Element der Gruppe aufweist, die besteht aus Kohlenstofffasern, Kohlenstoffteilchen, Kohlenstofffaserfilz (32) und Kohlenstofffasertuch.

6. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstofffasern und Kohlenstoffteilchen jeweils eine mittlere Oberfläche von 200 bis 2000 m²/g haben.

7. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstofffaserfilz und das Kohlenstofffasertuch jeweils aus Kohlenstofffasern mit einer mittleren Oberfläche von 200 bis 2000 m²/g gefertigt sind.

8. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des Reinigungsfilterabschnittes, die das leitfähige Material enthält, mindestens ein Element der Gruppe aufweist, die Kohlenstofffaserfilz (32), Kohlenstofffasertuch, rostfreies Stahldrahtnetz, rostfreien Stahldrahtfilz, Kunststofffaserwebstoffe, auf die mittels stromlosem Plattieren oder Elektroplattieren Metallpulver aufgebracht wurden, sowie nicht gewebten Synthesefaserstoffen, auf die mittels stromlosem Plattieren oder Elektroplattieren Metallpulver aufgebracht wurden, umfaßt.

9. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Sätzen von Kombinationen bestehend aus dem Elektrifizierungsgitterabschnitt und dem Reinigungsfilterabschnitt vorgesehen ist, die jeweils den Elektrifizienrungsgitterabschnitt und den Reinigungsfilterabschnitt aufweisen.

10. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung zum zwangsweisen Ansaugen und/oder Ausgeben von Luft vorgesehen ist.

11. Reinigungsvorrichtung (101) für verunreinigte Luft nach einem der Ansprüche 1 und 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsstromversorgung eine Zelle (109) aufweist und die Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft als eine Maske (101) fungiert.

12. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske einen äußeren Gitterabschnitt (102), der als äußerste Schicht fungiert, durch die verunreinigte Luft in die Maske eingebracht wird, und einen inneren Gitterabschnitt (103) aufweist, der als innerste Schicht fungiert.

13. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Gitterabschnitt aus einem Werkstoff gefertigt ist, der für den menschlichen Körper nicht schädlich ist.

14. Reinigungsvorrichtung (201) für verunreinigte Luft nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochleistungsteilchenfilterabschnitt (230) auf einer stromab gegenüber dem Reinigungsfilterabschnitt (202) liegenden Seite in dem Einströmungsweg für verunreinigte Luft angeordnet ist.

15. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Axialgebläse oder ein Schirokkolüfter (236) vorgesehen ist.

16. Reinigungsvorrichtung (301) für verunreinigte Luft nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Denitrierungsfilterabschnitt (330) in dem Einströmungsweg für verunreinigte Luft vorgesehen ist; und

der Denitrierungsfilterabschnitt eine Schicht (334) aufweist, die Kohlenstofffasern oder Kohlenstoffteilchen enthält.

17. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstofffasern oder die Kohlenstoffteilchen eine mittlere Oberfläche von jeweils 200 bis 2000 m²/g haben.

18. Reinigungsvorrichtung für verunreinigte Luft nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlanordnung vorgesehen ist.