Gerät zllr Ionis!ereng der Luft
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Ionisierung der Luft, das einen Spannungsvervielfacher, eine Ionisationselektrode und eine Ablenkelektrode aufweist.
Es ist bekannt, dass sich ein Teil der Luftmoleküle sowohl im Freien als auch in geschlossenen Räumen infolge verschiedener physikalischer Einwirkungen elektrisch auflädt. Die biologische Wirkung solcher, Aeroionen genannten, Luftteilchen mit elektrischer Ladung erweckte schon längst die allgemeine Aufmerksamkeit, und es wurden Forschungen zwecks Untersuchung der physikalischen und biologischen Wirkung der Aeroionen durchgeführt.
Mit Hilfe klimatologischer und biometeorologischer Untersuchungen wurde festgestellt, dass ein Überge- wicht von positiven Aeroionen in der Luft bei den meisten Menschen eine ungünstige Wirkung ausübt, sowie Nervosität und eine Abnahme der Konzentrationsfähigkeit verursacht, die oft durch starke Kopfschmerzen verschlimmert werden. Laut statistischer Angaben wird durch diese Erscheinungen die Unfallgefahr erhöht, beispielsweise bei Kraftfahrern, die mehrere Stunden lang ohne Unterbrechung gefahren sind.
Die biometeorologischen Forschungen haben aber auch ergeben, dass das Funktionieren des Organismus durch die Einatmung von Luft mit bereits relativ niedriger, negativer Ionenkonzentration günstig beeinflusst wird. Eines der kennzeichnenden Symptome hierfür ist, dass der Rhytmus des Atmens langsamer wird und gleichzeitig die Tiefe des Atmens zunimmt, wodurch eine grössere Luftmenge in die Lunge gelangt. Der Sauerstoff wird durch den Organismus besser verwertet, da die Verlangsamung des Atmungsrhytmus dem Sauerstoff mehr Zeit lässt, durch die Wand der Alveolen zu dringen. Durch den Blutkreislauf beeinflussen die Aeroionen negativer Ladung das zentrale Nervensystem günstig. Infolgedessen normalisiert sich der Blutdruck, die Neigung zur Ermüdung vermindert sich, die Konzentrationsfähigkeit nimmt zu. Die im ganzen beruhigende Wirkung sichert ein angenehmes Allgemeinbefinden.
Es sind bereits für die Herstellung von Aeroionen negativer Polarität geeignete, aufgrund des Koronaentladungsprinzipes arbeitende, mit einem Draht sehr kleinen Durchmessers gefertigte Ionisatoren bekannt. Bei diesen bekannten Geräten werden als Ionisationselektrode aus Draht verfertigte Spitzen, bzw. bei den Geräten grösserer Abmessung Draht von sehr kleinem Durchmesser, der auf einen Rahmen aufgespannt ist, verwendet. Die Herstellung dieser Elektroden ist kompliziert, weil die Spitzen durch Löten oder Punktschweissen auf einen besonderen Träger befestigt werden müssen.
Ein weiterer Nachteil dieser Geräte besteht darin, dass wegen des kleinen, 0,03 bis 0,04 mm betragenden, Durchmessers sowohl das Zerschneiden wie auch das Befestigen desselben unter der Lupe durchzuführen sind. Um die nötige mechanische Festigkeit zu garantieren, müssen die Spitzen aus hartgezogenem Material, z. B. aus Bronze gefertigt werden. Diese können aber nur durch Schweissen befestigt werden. Trotz aller Vorsichtsmassnahmen wird jedoch die Spitze leicht beschädigt und umgebogen, wodurch der Wirkungsgrad des Gerätes wesentlich herabgesetzt wird.
Bei den in Kraftwagen verwendbaren Ionisatoren ergibt sich noch ein weiteres Problem. Die Lage der Spitze muss im Verhältnis zur Ausblaseöffnung genau eingestellt werden, was bei einem durch Punktschweissen befestigten Drahtstück von einigen hundertstel Millimetern Durchmesser in industriellem Masstab gar nicht möglich ist. Die bekannten, für therapeutische Zwecke verwendeten ionisierenden Vorrichtungen sind ausschliesslich zur Herstellung von Aeroionen negativer Polarität geeignet, und die Tonisationsspitze wird auch bei diesen aus einem Draht von kleinem Durchmesser angefertigt. Ihr weiterer Nachteil besteht darin, dass sie blosse in Tischbauart hergestellt werden können und deshalb nur sitzend benutzbar sind. Zur Behandlung von bettlägerigen Kranken sind sie nicht geeignet.
Falls die Einatmung von positiven Aeroionen nötig ist, so können diese Vorrichtungen bloss nach elektrischer Umschaltung benutzt werden. Für biologische Versuche sind dieselben überhaupt nicht geeignet, da dort schon von vornherein Aeroionen beider Polaritäten erforderlich sind.
Zweck der Erfindung ist es, die genannten Nach- teile zu beseitigen, d. h. einen Aeroionisator zu schaffen, der den Anforderungen der Praxis voll Rechnung trägt.
Der Aeroionisator soll sowohl in Kraftwagen als auch für therapeutische Behandlungen, sowie zu biologischen Versuchen gleicherweise verwendbar sein.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Gerät zur Ionisierung der Luft gelöst, das einen Spannungsvervielfacher, eine Ionisationselektrode und eine Ablenkelektrode aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ionisationselektrode aus mindestens einem Metallband besteht, das sägezahnartige Ansätze aufweist. Zweckmässigerweise beträgt die Dicke des Metallbandes 0,04 bis 0,05 mm. das Verhältnis zwischen der Höhe der Sägezähne und der Höhe des kontinuierlichen Bandes unterhalb der Zähne 3:1 und der Öffnungswinkel der Zähne im Zahngrund maximal 200.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des vorgeschlagenen Gerätes können zwei auf einer Kunststoffscheibe konzentrisch befestigte Ringe vorgesehen sein, wobei auf der Aussenfläche des inneren Ringes die Ionisationselektrode befestigt, auf der Aussenseite des äusseren Ringes aber eine Ablenkelektrode angebracht ist und die Kunststoffscheibe und die Elektroden zusammen von einem Kunststoffgehäuse umgeben sind, dessen Deckel eine Öffnung aufweist, in welche eine Kunststoffscheibe eingeführt ist. Das Gehäuse und die Scheibe sind antistatisch und die Kante der im Deckel des Gehäuses befindlichen Öffnung gegen den Mittelpunkt des Gehäuses hin, der Rand der Scheibe aber in einer zur Kante des Gehäusedeckels entgegengesetzten Richtung abgeschrägt ist, wobei zwischen den beiden Kanten ein Spalt vorhanden ist, in welchen sich die Spitzen der Ionisationselektrode erstrecken.
Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Gerät einen Ionisatorkopf, ein damit verbundenesSpannungsvervielfachergehäuse und einen an diesem angeschlossenen Stromversorgungsteil aufweisen. Der Ionisatorkopf kann ein im Querschnitt viereckiges Kunststoffgehäuse besitzen, das von innen mit einer die Ablenkelektrode bildenden Metallfolie ausgekla8det ist, wobei die Metallfolie im Bereiche der Ecken des Gehäuses mit einem solchen Radius gebogen ist, der grösser ist als ein Viertel des Abstandes gegenüberliegenden Ecken des Gehäuses.
Schliesslich können mehrere Ionisationselektroden parallel zueinander im Gehäuse angebracht sein, welches an seiner Stirnseite mit einem Kunststoffgitter abgeschlossen ist, das antistatisch ist, wobei die Elektroden im Bereiche von durch die Gitterstäbe begrenzten Spalte liegen und wobei die Kanten der Gitterstäbe gegen die Elektroden hin abgeschrägt sind.
Der grösste Vorteil des vorgeschlagenen Gerätes besteht darin. dass seine Herstellung sehr einfach ist, da das Ausschneiden der Ionisationselektroden aus dem dünnen Metallband durch Stanzen erfolgen kann.
Gleichzeitig weist der kontinuierliche untere Teil des Metallbandes eine viel grössere mechanische Festigkeit auf, als die bekannten Elektroden aus Drähten oder aus Nadeln. Dadurch wird auch die Betriebssicherheit wesentlich gesteigert, da die Wahrscheinlichkeit einer Verschiebung der aus dem Band ausgebildeten Elektrodenspitzen minimal ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der kontinuierliche untere Teil des Metallbandes als Hilfselektrode wirkt, was zur Folge hat, dass das zwischen der Ionisationselektrode und der Ablenkelektrode entstandene elektronische Feld eine Form aufweist, welche den im Ausgangsteil entstehenden Aeroionenverlust verringert. Auf diese Weise ist die Leistung des Gerätes viel grösser, als die der ähnlichen Geräte, etwa 5,10g Ion/m/sec.
Die in Kraftwagen verwendbare Ausführung des Gerätes weist den weiteren Vorteil auf, dass sie unter den vergleichbaren Geräten die kleinsten Abmessungen hat und gleichzeitig die grösste Leistung bietet.
Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Gerätes besteht darin, dass es an die Wand oder auf ein Gerüst montierbar und so auch für die Behandlung von bettlägerigen Kranken geeignet ist. Der Raumbedarf ist gering, da das Gerüst bei der Behandlung von Kranken, die im Krankensaal liegen, unmittelbar neben das Bett gestellt werden kann. Da der Polaritätswechsel ausserordentlich einfach zu lösen ist, kann dieses Gerät auch zur Durchführung biologischer Versuche verwendet werden.
Anhand zweier Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 das Schema eines Ausführungsbeispieles im Längsschnitt;
Fig. 2 den aus Metallband ausgebildeten Ionisationselektrodensatz ausgebreiteter Ansicht;
Fig. 3 die schematische Darstellung des Längsschnittes eines therapeutischen Gerätes in auseinandergezogenem Zustand;
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3;
Fig. 5 eine Draufsicht von Fig. 4.
In Fig. 1 ist ein in Kraftwagen benutzbares Miniaturgerät dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind auf der einen Seite einer Kunststoffscheibe 1 zwei konzentrische Ringe 2 und 3 starr angeordnet. Der innere Ring 3 ist schmäler als der äussere Ring 2. Die Ringe 2 und 3 und die Scheibe 1 können auch aus einem Stück bestehen und z. B. nach dem Spritzgiessverfahren hergestellt sein. Die Dicke der Scheibe und der Ringe beträgt ca. 2 mm. Am inneren Ring 3 ist von aussen ein Metallband 4 so befestigt, dass im Ring ein
Spalt ausgeschnitten wird und die zwei Enden des gebogenen Metallbandes 4 in diesen Spalt eingesetzt werden. Das Metallband 4 ist 0,04 bis 0,05 mm dick und sein oberes freistehendes Ende ist sägezahnartig aus bildet (siehe Fig. 2).
Das Verhältnis zwischen der Höhe c der Sägezähne und der Höhe a des kontinuierlichen Bandes unterhalb der Zähne ist 3:1, die Höhe c und die Höhe a bestimmen zusammen die Breite d des Metallbandes 4. Im Zahngrund b ist der Winkel oc maximal 20'. Die Sägezähne des Metallbandes 4 bilden die Ionisationselektroden.
Auf die Aussenseite des äusseren Ringes 2 wird eine glatte Metallfolle angeklebt, oder ein elektrisch leitender Farbstoff aufgetragen. Diese Metallfolie oder Farbstoffschicht bildet die Ablenkelektrode 5.
Die Scheibe 1 und die Ionisationselektrode 4, sowie die Ablenkelektrode 5 sind in einem Kunststoffgehäuse 6 angeordnet. Im Deckel des Gehäuses 6 ist eine kreisförmige Öffnung ausgeschnitten, und zwar so, dass die Öffnung in einer gegen den Mittelpunkt des Gehäuses geneigten Kante 8 ausläuft. In die Öffnung ist eine aus Kunststoff hergestellte Scheibe 9 konzentrisch auf der Scheibe 1 befestigt, z.B. mit Hilfe einer Schraube 11. Der Rand der Scheibe 9 ist entlang einer Kante 10 abgeschnitten, welche Kante 10 in einer zur Kante 8 entgegengesetzten Richtung verläuft, wobei die Höhe der Kante 10 mit der Höhe der Kante 8 übereinstimmt. Die Scheibe 9 ist so angebracht, dass die beiden Kanten 10 und 8 einander genau gegenüberliegen und zwischen ihnen ein Spalt 12 frei bleibt.
Die Sägezähne des die Ionisationselektrode bildenden Metallbandes 4 müssen unter diesem Spalt 12 angebracht sein, und zwar genau in der Mitte des Spaltes. Die Spitzen der Ionisationselektrode sind mit den Kanten 10 und 8 in gleicher Höhe.
Die Innenfläche der Scheibe 9 wird in bekannter Weise antistatisch gemacht, da diese sonst den Austritt der Aeroionen verhindern würde. Wird das Gehäuse 6 aus sich statisch aufladendem Kunststoff hergestellt, dann muss auf die Innenwand des Gehäusedeckels eine weitere Ablenkelektrode 15 angebracht werden, entweder durch Ankleben einer Metallfolie, oder durch Auftragen einer elektrisch leitfähigen Farbe. Diese AbÅaenk- elektrode 15 wird mit der Ablenkelektrode 5 elektrisch verbunden.
Auf der zu den Elektroden entgegengesetzt liegenden Seite der Scheibe 1 sind ein Transverter, ein Spannungsvervielfacher, sowie eine den Betrieb anzeigende Glimmlampe befestigt. Ferner ist eine Speisespan nungsleitung 14 an das Transverterpaneel ange6cK0s- sen und steht mit einer Niederspannungs-Stromquelle von 6 bis 12 Volt in Verbindung. Diese elektronischen Bestandteile sind mit einer Kunststoffschicht 13 überzogen. In der Kunststoffschicht 13 ist ein Gewindeloch vorhanden, in welches eine mit einem Gelenklager versehene Gummihaftscheibe einschraubbar ist, mit deren Hilfe das Gerät an jede beliebige ebene Fläche, insbesondere an die Glasscheibe von Kraftwagen angebracht werden kann.
Das beschriebene Miniaturgerät arbeitet wie folgt:
Die Leitung 14 wird an eine entsprechende Stromquelle, z. B. an die Batterie des Autos angeschlossen, worauf der Transverter zu arbeiten beginnt. Die durch den Transverter hergestellte Tonfrequenzspannung wird vom Vervielfacher auf die zur Ionisierung nötige Gleichspannung von mehreren tausend Volt (ca. 3 bis 4 kV) erhöht. Unter Einwirkung dieser mehrere tausend Volt starken negativen Spannung ionisiert die im Bereiche der Ionisationselektroden auftretende Koronaentladung die Luft. Aus den Aeroionenpaaren, die in dem bei den Plattenspitzen entstehenden, stark inhomogenen elektrischen Feld zustande kommen, werden die positiven Ionen neurtalisiert, während sich die negativen Ionen mit grosser Geschwindigkeit entfernen.
Durch die Ablenkelektrode wird dafür gesorgt, dass die auf den Plattenspitzen entstehenden Aeroionen negativer Ladung nur durch den Spalt 12 austreten.
Der kontinuierliche Teil des Metallbandes unterhalb der Sägezähne arbeitet als Hilfselektrode und bringt mit der Ablenkelektrode zusammen ein elektrostatisches Feld von solcher Form zustande, dass die auf den Ionisatorspitzen entstehenden Aeroionen sich durch den Spalt 12 parallel entfernen; gleichzeitig wird in diesem Spalt der Aeroionenverlust verringert.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Gerätes wird in Fig. 3 veranschaulicht. Dieses Gerät besteht aus drei Teilen: aus einem Ionisatorkopf 21, einem Spannungsvervielfachergehäuse 22 und einem Netzteil 23. Der Ionisatorkopf 21 ist aus Kunststoff, mit viereckigem Querschnitt hergestellt und vorn durch ein Gitter 24 aus Kunststoff und von hinten durch einen Kontakt 25 abgeschlossen. Zwischen diesen beiden Teilen befindet sich eine an die Seitenwände des Kopfes von innen anliegende Metallfolie 26, welche die Aufgabe der Ablenkelektrode erfüllt. Die Metallfolie ist an den Ecken gebogen, und zwar so, dass der Radius 34 der gegenüberliegenden Krümmungen grösser ist als ein Viertel der gegenseitigen Entfernung.
Ist die Ablenkelektrode durch eine auf das Innere der Seitenwand des Kopfes aufgetragene, elektrisch leitfähige Farbschicht gebildet, dann müssen diese Radien auf irgendeine Art gesichert werden.
An den auf der Innenwand des Gitters 24 gebildeten, ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Trägern 28 sind Ionisationselektroden 27 in mehreren, miteinander parallelen Reihen befestigt. Die Ionisationselektroden 27 bestehen aus Metallbändern, die dem vorherigen Ausführungsbeispiel vollkommen ähnlich ausgebildet sind. Das Verhältnis der Höhe c der Sägezähne zur Höhe a des kontinuierlichen Bandes ist auch in diesem Falle 3:1 und der Winkel oc in dem Zahngrund b bb trägt wiederum maximal 20 . Der einzige Unterschied besteht darin, dass der mit Sägezähnen versehene Teil und der kontinuierliche Teil des Metallbandes so gebogen sind, dass sie miteinander einen rechten Winkel einschliessen, wie dies aus Fig. 5 klar ersichtlich ist.
Das Gitter 24 muss in entsprechender Weise antistatisch gemacht werden. Im Gitter 24 sind Spalte 35 vorhanden, die in der Richtung der Elektroden sich verengen.
Die Hochspannung gelangt über einen Leitungsdraht 29 und einen Kontakt 30 zu den ionisierenden Elektroden.
Der Kontakt 25 trägt einen Schutzwiderstand 31, der zum Berührungsschutz dient.
Der Spannungsvervielfacher und die den Betrieb anzeigende Glimmlampe sind im Spannungsvervielfachergehäuse 22 angeordnet. Auf der Seite dieses Ge häuses ist ein zur Befestigung des Gerätes dienender Klemmbügel 32 vorhanden, mittels welchem das Gerät an einem Gerüst befestigt werden kann.
Im Netzteil 23 befindet sich der Netzanschluss, zu welchem Zwecke eine Leitung 33 vorhanden ist. Ausserhalb des Netzteiles 23 sind Glimmiampen angeordnet, welche die Polarität anzeigen.
Das beschriebene Gerät arbeitet wie folgt:
Der Stecker der Leitung 33 wird in eine Steckdose gesteckt, wodurch das Gerät eingeschaltet wird. Die Netzspannung wird gleichgerichtet und durch den Spannungsvervielfacher die zur Ionisierung nötige Spannung von mehren tausend Volt (ca. 3 bis 4kV) erzeugt. Im weiteren funktioniert das Gerät genau gleich wie das beschriebene Miniaturgerät.
Das Gerät ist zur Herstellung von negativen und positiven Aeroiaaen gleÅacherweise geeignet Der Polar tätswechsel geht einfach so vor sich, dass der Ionisatorkopf 21 und der Netzteil 23 vom Vervielfachergehäuse 22 getrut weatden, worauf das Veavieilfachergb häuse 22 um 1800 verdreht wird. Danach werden die Köpfe 21 und 23 wieder aufgeschlossen. Das Gerät muss beim Polaritätswechsel nicht ausgeschaltet werden, da die Netzspannung durch den in den Netzteil 23 eingebauten Augenblickschalter beim Auslösen ge trennt wird.