AT407296B - Luftionisator - Google Patents

Description

AT 407 296 B

Die Erfindung betrifft ein einfaches, leichtes und transportables Gerät zur Luftionisation und Anreicherung mit Ozon.

Die entkeimende Wirkung des natürlichen Desinfektors Ozon ist seit Pasteur bekannt. Eine Schädlichkeit ist nur eine Frage der Dosis. Bei Inversionswetterlagen (Smog) bringt das Lüften der Wohnung auch nur tagelang verbrauchten Sauerstoff in der Luft aus einer Dunst - oder Nebelglocke. Ähnlich bei Lüftungsanlagen mit hohem Umluftanteil. Bei der Ionisierung der Luft mit Hochspannung entsteht durch UV-Korona Ozon (3x 02 -> 2x 03), dieses ist aber nur kurz beständig und zerfällt (2x 03 -> 3x 02), d.h. es bilden sich beim Zerfall neue Sauerstoffmoleküle. Durch die Ionisierung werden Staub-, Rauchteilchen, Pollen und Bakterien gebunden.

Als bisheriger Stand der Technik wurden folgende Patente gefunden:

In der EP 0345 498 A1 wird ein Entkeimungsgerät (durch Ozon) beschrieben, der Hochspannungstrafo enthält auf je einem Schenkel Primär- und Sekundär-Wicklung; -Durch die erfindungsgemäße konzentrische Anordnung wird die Streuung minimal und die Kopplung verbessert.

Der Stand der Technik in Schichtbauweise von Schaltungsteii, Hochspannung und Elektrodenteil folgend, steht die erfindungsgemäße Kompaktbauweise HV-Trafo und Elektrode im Abschirmgehäuse gegenüber, bessere Koronaleistung und Entstörung.

Eine Isolierschicht über der Elektrode bewirkt eine kapazitive Spannungsteilung die die Hochspannung an der lonisationsstrecke vermindert, -dagegen liegt an der erfindungsgemäßen blanken Elektrode die volle Hochspannung für Ionisation. Die Stromversorgung erfolgt über Netzgleichrichtung - Gleichspannung - Zerhacker (Wandler) bei 10 kHz auf 3kV; -die erfindungsgemäße direkte Triac-Ansteuerung des HV-Trafo bringt weniger Bauteile, weniger Verluste und daher höhere Betriebssicherheit.

In der EP 0538 102 A1 wird mit aufwendiger Logikschaltung und Thyristoransteuerung des Hochspannungstrafos 400 - 800 Hz in Resonanz erzeugt; - Dagegen steht die erfmdungsgemäße einfache Triac-Steuerung, die bei ca. 30 kHz eine wesentlich höhere Korona erzeugt.

In der CH 611 248 wird über Gleichrichter, Drossel, Wechselrichter mit Thyristoren und Kommutierungsschaltung die Hochspannung erzeugt und einem Ozonrohr mit isolierten Elektroden zugeführt.

In der US 4 863 701 A McMurray, Ozongenerator:

Als Pos 24 wird ein Block als Hochspannungstrafo (7500 V 30mA) gezeigt, an dessen Anschlüssen 22a u 26b Verbindungskabel zu Röhren 18a und 18b gehen, zwischen diesen beiden sind dann mehrere zueinander parallel verlaufende Ozonröhren aus "Sodaglass" angeordnet. Diese Anordnung arbeitet vermutlich mit Netzfrequenz.

In der EP O 246 344 A Mitsubishi, Ozonizer:

Die Fig 1 zeigt einen Block Pos2 als HV-Trafo, gemäß Fig 2 mit Netzfrequenz betrieben, wobei Pos2 einen Außenzylinder Fig 1 Pos 16, indem als Pos 8 eine "Die electric Glass-discharge" Röhre mit Innenzylinder Pos 9 mit HV Anschluß verbunden ist. ln der WO 96/38229 A DKW, Modular and Low Power lonizer:

Die lonisationselektrode besteht aus einem Draht im Rohr, wobei die Gleich-HV aus einem Spannungswandler mit Power-Mos-Fet Transistoren im Gegentakt, Primärseitig und Sek-seitig mittels Diodenkaskade als Spannungsvervielfacher erzeugt wird. (Fig 3a)

Die Gegentakt-Wandlerschaltung wird aus Netzteil mit 140 V GS versorgt, für den Oszillator und die Steuer und Regellogik wird eine aufwendige IC-Schaltung benötigt.

In der WO 93/14558 A Henkel (54)Title: Power Supply zeigt mit Pos2 AC-Supply die über T2 einen Control-Circuit Pos26 versorgt, diese sicher aufwendige Schaltung steuert dann die beiden antiparallel geschalteten Tyristoren an, die dann über Drossel Pos 10 den HV-Trafo ansteuem. Der Sekundärkreis ist dann mit C der Elektroden in Resonanz., jedoch nicht der Primärkreis der wegen fehlender Rückführung nur von der Steuerlogik gesteuert wird.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ohne Gleichrichtung der Netzwechselspannung und ohne Wandler und ohne Steuerlogik mit möglichst kleinen Kern und einfacher Schaltung die Hochspannung für die Ion- und Ozonisierung zu erzeugen. Für die Elektrode war eine geringe Plattenkapazität = Epsilon * Fläche/Abstand wichtig, um eine hohe Resonanzfrequenz zu erreichen.

Diese Aufgabe wurde mit einem Triac gelöst, der als bipolarer Leistungshalbleiter einfach mit 2

Claims (5)

1. AT 407 296 B einem Diac als Triggerdiode durchschaiten lässt. Es wurde eine kapazitiv ans Netz gekoppelte selbstoszillierende Triacschaltung gewählt. Diese wird zwar von der Netzfrequenz angestoßen und mit Energie über den Längskondensator versorgt, schwingt aber dann periodisch mit der, mit dem Stellwiderstand (2) und Triggerdiode eingestellten Zündzeitpunkt an, und insgesamt in Resonanz (ca. 30 kHz von C abhängig). Mit 9 Bauteilen, einschließlich Filter-C und Schutz-C ist es eine kurzschlußsichere Schaltung, die allerdings impulsfeste Kondensatoren von 1500 V und Frequenztauglichkeit erfordert. Die scharfkantige Plattenelektrode mit den Spitzen am Gehäuse ist das Ergebnis der ÜV-Strahlungsuntersuchung der Korona - und steht im Gegensatz zu den dem Stand der Technik entsprechenden runden Zylindern und Ozonröhren, und ist wirkungsvoller. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt die elektrische Schaltung, Fig. 2 die Ansicht im Schnitt von vorne, wobei der HV-Trafo um 45° gedreht gezeichnet ist, Fig. 3 die Ansicht von oben, davon die linke Seite im Schnitt. Die Luft wird seitlich unterhalb des Ventilators (3) von diesem angesaugt und über dem Hochspannungstrafo (4) zur lonisationsplatte (6) und durch den Abschirmkäfig (7) nach oben ausgeblasen. Die elektrische Energie wird aus dem Netz über eine Triac-Schwingschaltung direkt durch Anschnittsteuerung über die Primärwicklung in den Ferritkern des Hochspannungstrafos als Impuls gepumpt. Die Hochspannungswicklung schwingt nach Ansteuerung mit der Schwingschaltung in Resonanz (ca. 30 kHz) als gedämpfte Schwingung bis zum nächsten Ansteuerimpuls aus. Die 02-Moleküle der Luft werden dabei an der lonisationsplatte des Hochspannungstrafos unterstützt durch die Spitzen am Käfig in stiller Koronaentladung ionisiert und ozonisiert zu 03. Die lonisationsplatte kann rund oder als Vieleck mit aufgebogenen Spitzen sein. Für den Betrieb mit pulsierender (Halbwelle) Hochspannung wird der Widerstand (5) durch Gleichrichter (z.Bsp. BY 176) ersetzt. Diese sind ebenso wie der Widerstand auf dem Körper der Hochspannungswicklung aufgeklebt und mit Kunststoff isoliert umgeben. Durch ein keramisches Isolierstück wird die Platte am HV-Trafo zum Käfig zentriert und bis zur Maximalspannung distanziert. Durch Luftfeuchtigkeit kann es Impulsweise zu Funkenentladungen kommen, die aber durch den Schutzwiderstand vor der lonisationsplatte und durch die kurzschlußfeste Triac-Schwingschaltung begrenzt werden. Die elektronische Ansteuerung ist im Isoliergehäuse (1) gekapselt und über Hochohmwiderstände mit dem Netz auf Potentialausgleich. Der Hochspannungsteil ist elektrisch geschirmt und vom isolierenden Außengehäuse distanziert. Die Luftaustrittsöffnungen sind so versetzt, daß ein eindringen in den Hochspannungsteil nicht möglich ist Im Mustergerät wurde die Hochspannung auf 20kV, das ist für Distanz Spitze-Platte 20 mm, eingestellt, bei einem Abschirmkäfigdurchmesser von 100 mm. Bei einem größeren Gehäuse und anderer HV-Wicklung läßt sich die Hochspannung beliebig steigern. Der Strom über die lonisationsplatte (6) lässt sich am Fußpunkt der HV-Wicklung (Massepunkt) messen und betrug beim Mustergerät 0,1 mA. Der Energieverbrauch des Axialventilators (3) beträgt 14 VA, der des Hochspannungsteils 12 VA. Das Mustergerät hat die Außenmaße 12 cm breit, 17 cm lang, 21 cm hoch, Gewicht ca. 2 kg. Für den Betrieb mit Geichspannung ist ein externer Wechselrichter vorgesehen. PATENTANSPRÜCHE: 1. Ionisator dadurch gekennzeichnet, daß die scharfkantige Plattenelektrode direkt am Hochspannungstrafo befestigt und durch Isolatorstab am Abschirmgehäuse (Gegenelektrode) distanziert und zentriert ist.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Energie vom Netz direkt mit selbsteuemder Triac-Schwingschaltung in Resonanz in den Hochspannungstrafo gepumpt wird, wo die Hochspannung zur Ionisation und Ozonisierung erzeugt wird.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, durch den kompakten Zusammenbau 3 AT 407 296 B von Hochspannungstrafo mit Plattenionisationselektrode im Abschirmgehäuse.
4. 4. Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmgehäuse mit Ausblaselöcher mit Elektrodenspitzen bestückt ist.
5. 5. Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzwiderstand am Hochspannungstrafo alternativ ein Gleichrichter ist und dadurch die lonisationselektrode mit Hochspannungs-Halbwellenimpulsen angesteuert wird. HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN 4