DE10326424A1 - Thermodynamic energy conversion facility employs microprocessor for the targeted influence of heat transmission - Google Patents

Thermodynamic energy conversion facility employs microprocessor for the targeted influence of heat transmission Download PDF

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Abstract

The facility performs a targeted breaking of the laminar gas border via a heat exchanger through the acceleration of charge carriers in an electric field, which convert the laminar barrier layer into a turbulent barrier layer when the charge carriers break through. This enables a targeted variation of the nominal conditions, which influence the heat transmission i.e. strength and direction of the accelerating electric field. The temperature difference of the gas flow before entering and after leaving the heat exchanger provides the control signal for the control circuit. The microprocessor uses this signal and varies the parameters in pre-determined time intervals to control the system in the desired manner.

Description

Wärmeübergänge spielen bei Energiewandlungen – insbesondere in der Thermodynamik und der thermischen Prozesstechnik – eine überragende Rolle. Kommt es doch darauf an die wertvolle von den Primärenergieträgern gelieferte Wärmte möglichst voll umfänglich in mechanische Arbeit zu wandeln oder ihr Potenzial für die verschiedensten Prozesse optimal zu nutzen.Play heat transfers with energy changes - in particular in thermodynamics and thermal process technology - an outstanding role. It all comes down to the valuable ones supplied by the primary energy sources warming preferably fully extensive to convert into mechanical work or their potential for the most diverse Optimal use of processes.

Sehr oft hat man es hierbei mit Übergängen zwischen relativ zueinander bewegten Festkörpern und Gasen zu tun. Nach den bekannten Gesetzen der Strömungslehre kommt es zur Ausbildung laminarer Grenzschichten, die sich unmittelbar an die Festkörperfläche anschmiegen und den Wärmefluss vom Gas in den Festkörper und umgekehrt stark reduzieren. Durch lokale Beeinflussung dieser Grenzschicht versucht man daher die Strömung so auszubilden, dass die sie charakterisierende Reynold Zahl Werte erreicht, die dazu führen, dass die laminare Grenzschicht in eine turbulente umschlägt, die einen wesentlich verbesserten Wärmefluss bedingt. Allerdings ist dieser positive Effekt von einem negativen begleitet, da im Falle der turbulenten Strömung der Strömungswiderstand erheblich zunimmt. Zur Aufrechterhaltung der turbulenten Strömung ist somit ein höherer Druckgradient durch den Einsatz von erheblich mehr Fremdenergie als im Falle der laminaren Strömung nötig. Technisch versucht man in der Regel turbulente Grenzschichten durch eine geeignete Strukturierung der Festkörperoberfläche zu schaffen. Damit entstehen grundsätzlich zwei Probleme: zum Ersten hat man die Turbulenzen "fest eingebaut", kann also nicht wahlweise von turbulent auf laminar und umgekehrt schalten – was beispielweise zur Leistungsregelung von thermodynamischen Maschinen sehr nützlich wäre. Zum Zweiten gelingt es mit dieser Methode in den allermeisten Fällen nicht, laminare Restgrenzschichten, wie sie sich in den Microrauhigkeiten der wärmetauschenden Flächen und auch als laminare Unterschichten unter der turbulenten Strömung bilden, zu beseitigen.Very often you have it with transitions between solids and gases moving relative to each other. To the known laws of fluid mechanics there is the formation of laminar boundary layers, which are immediate nestle on the solid surface and the heat flow from Gas in the solid and vice versa greatly reduce. By influencing this locally The boundary layer is therefore attempted to design the flow so that the characterizing Reynold number reaches values that lead to the laminar boundary layer changes into a turbulent one a significantly improved heat flow conditionally. However, this positive effect is accompanied by a negative one, there in the case of turbulent flow the flow resistance increases significantly. To maintain turbulent flow is thus a higher one Pressure gradient through the use of considerably more external energy than in the case of laminar flow necessary. Technically, you usually try through turbulent boundary layers to create a suitable structuring of the solid surface. With it arise in principle two problems: first, the turbulence is "built in", so it cannot switch from turbulent to laminar and vice versa - what for example would be very useful for regulating the output of thermodynamic machines. To the Secondly, this method does not succeed in most cases, laminar residual boundary layers, as found in the microroughness the heat exchanging surfaces and also form as laminar sublayers under the turbulent flow, to eliminate.

Auch die in der gängigen Praxis angewandte Nutzung pneumatischer Mittel (Gebläse, Ausblasdüsen, usw.) leidet unter diesen Einschränkungen.Also the in the common Practical use of pneumatic means (blowers, blow nozzles, etc.) suffers from these limitations.

Eine grundsätzlich andere Methode zur gezielten Aufbrechung der laminaren Grenzschichten, inklusive der Restgrenzschichten und der laminaren Unterschichten, besteht erfindungsgemäß darin, daß Ionen und/oder freie Elektronen des die Wärme tauschenden oder transportierenden Gases durch ein elektrisches Feld so beschleunigt werden, daß sie als kaskadenförmiger Projektilstrom die Grenzschicht durchdringen und durch Wechselwirkung mit dem Elektronensystem der Gasmoleküle die laminare Struktur aufbrechen und in den turbulenten Strömungszustand übergehen lassen.A in principle other method for the targeted breakup of the laminar boundary layers, inclusive the residual boundary layers and the laminar sublayers according to the invention in that ions and / or free electrons of the heat exchanging or transporting Gases are accelerated by an electric field so that they act as a cascade projectile stream penetrate the boundary layer and interact with the electron system of the gas molecules break up the laminar structure and change to the turbulent flow state to let.

Dabei können erfindungsgemäß die wesentlichen Parameter des den Wärmeübergang beeinflussenden Vorganges gezielt verändert werden. Diese sind: Stärke und Richtung (Gleich- oder Wechselfeld) des beschleunigenden elektrischen Feldes. Im Sonderfalle der Erzeugung der Ionen durch Hochspannung Korona Entladung kann auch die Anzahl der pro Zeiteinheit erzeugten Ionen variiert werden.there can the essential according to the invention Parameters of the heat transfer influencing process can be changed in a targeted manner. These are: strength and Direction (same or Alternating field) of the accelerating electric field. In special cases the generation of ions by high voltage corona discharge can the number of ions generated per unit of time can also be varied.

In den meisten Fällen wird das Ziel der Beeinflussung des wärmetauschenden Vorganges darin bestehen, unter Einsatz von möglichst wenig Fremdenergie den optimalen Wärmeübergang zwischen Festkörper und Gas und umgekehrt zu erzielen. Es sind aber auch Anwendungen sinnvoll, bei denen genau das Gegenteil gewünscht wird (Leistungsregelung von thermodynamischen Maschinen und wärmetechnischen Anlagen).In most cases the goal of influencing the heat exchange process will be using as much as possible little external energy the optimal heat transfer between solid and To achieve gas and vice versa. However, applications also make sense where exactly the opposite is desired (power regulation of thermodynamic machines and thermal engineering systems).

Erfindungsgemäß wird als Steuersignal für den Regelkreis die Temperaturdifferenz des Gasstromes, vor und nach Durchlaufen der Wärmetauschstrecke, genutzt. Dieses wird einem elektronischen Mikroprozessor zugeführt, der in definierten Zeitabständen die beschriebenen Parameter variiert und nach Vergleich mit der Temperaturdifferenz das System in der gewünschten Weise regelt.According to the invention is considered Control signal for the Control loop the temperature difference of the gas flow, before and after Passing through the heat exchange path, used. This is fed to an electronic microprocessor which at defined intervals the described parameters varied and after comparison with the Temperature difference regulates the system in the desired way.

Durch diese, in vorwählbaren Zeitabständen erfolgende Abtastung des Systemzustandes kann der Wärmeübergang auch bei sich ändernden Massenströmen des Gases und der Wärmetauschertemperaturen in optimaler Weise beeinflußt werden.By these, in preselectable Time intervals Scanning the system state, the heat transfer can also change mass flows of the gas and the heat exchanger temperatures influenced in an optimal way become.

In der europäischen Patentschrift: EP0837824, B1 , „Vorrichtung zum Ablösen der gasförmigen laminaren Grenzschicht" wird beschrieben, wie eine schnellaufende Materialbahn aus Papier mittels eines „Ionenwindes" so behandelt wird, daß die Trocknung der bedruckte Bahn in optimaler Weise erfolgt. Dazu ist es nötig, die laminare Gasgrenzschicht, die sich auf der Oberfläche der schnell bewegten Druckfahne ausbildet, zu durchbrechen, um einerseits den benötigten Stofftransport (Wasserdampf) und andererseits den dazugehörigen Wärmetransport zu gewährleisten. Damit ist grundsätzlich die Möglichkeit beschrieben, durch eine elektrostatische Methode Strömungszustände zu beeinflussen.In the European patent specification: EP0837824, B1 "Device for detaching the gaseous laminar boundary layer" describes how a high-speed web of paper is treated by means of an "ion wind" so that the printed web is dried in an optimal manner. To do this, it is necessary to break through the laminar gas boundary layer that forms on the surface of the rapidly moving pressure vane in order to ensure the required mass transfer (water vapor) on the one hand and the associated heat transfer on the other. This basically describes the possibility of influencing flow conditions using an electrostatic method.

Das Patent EP0837824, B1 beschränkt sich laut Anspruch 1 auf eine schnellaufende Materialbahn oberhalb derer sich bei Reynoldszahlen kleiner als 3×106 die abzulösende, laminare Grenzschicht, ausbildet. Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auf alle Arten von Systemen, bei denen die Relativgeschwindigkeit zwischen Gas und Festkörper zur Ausbildung laminarer Grenzschichten führt, also insbesondere auf den in der Wärmetechnik wichtigen Fall eines bewegten Gases in der Umgebung fester Wände.The patent EP0837824, B1 is limited according to claim 1 to a high-speed material web above which, at Reynolds numbers less than 3 × 10 6 , the laminar boundary layer to be removed forms. The present invention extends to all types of systems in which the relative velocity between gas and solid leads to the formation of laminar boundary layers, that is to say in particular those which are important in thermal engineering Case of a moving gas in the vicinity of solid walls.

Die weiteren abgrenzenden Merkmale der vorliegenden Erfindung zur EP0837824, B1 sind:

  • 1. Regelbarkeit von Ionenfluß, Stärke und zeitlicher Funktion des beschleunigenden E-Feldes (Gleich- oder Wechselfeld). Durch die gezielte Variation dieser Parameter können bei wechselnden Strömungs- und Temperaturbedingungen die jeweils günstigsten Betriebspunkte (typisch: minimaler Fremdenergiebedarf (-Strom) zur Grenzschichtaufbrechung) erzielt werden. In EP0837824, B1 wird festgestellt, daß „überraschenderweise" die Grenzschichtaufbrechung auch dann gelingt, wenn die Ionenerzeugende Korona-Aufladungselektrode an negativer statt an positiver Hochspannung liegt. Dies macht einerseits den nur unvollständig verstandenen, komplizierten Gesamtmechanismus der beschriebenen Methode deutlich. Auf der anderen Seite ist die Komplexität des Vorganges, insbesondere bei den in der Praxis oft vorherrschenden, wechselnden Strömungs- und Temperaturbedingungen, der Ausgangspunkt für die in der vorliegenden Erfindung beschriebene dynamische Abtastung und Regelung der wesentlichen Beeinflussungsparameter.
  • 2. In EP0837824, B1 werden die zur Grenzschichtaufbrechung benötigten Ionen und Elektronen ausschließlich durch elektrisch betriebene Korona Ionisatoren erzeugt. In der vorliegenden Erfindung werden neben dieser Erzeugungsmethode auch zwei andere wichtige Ionisationsprozesse mit einbezogen: 1. Bereits durch den Verbrennungsvorgang ionisierte, heiße Gase. In diesem Falle (Beispiele: Erhitzerköpfe von fossil oder Biomasse beheizten Stirlingmotoren; Luftvorerwärmer bei Brennern; Hochtemperaturwärmetauscher usw.) ist nur für die Erzeugung eines entsprechenden, die geladenen Partikel beschleunigenden E-Feldes, zu sorgen. 2. Lichtinduzierte, photokatalytische Erzeugung von Sekundärionen an der Oberfläche speziell dotierter Absorber. Photokatalytisch wirksame Oberflächen, beispielsweise aus TiO2 bilden unter der Einstrahlung des natürlichen Sonnenspektrums freie Oberflächenradikale aus, die in der unmittelbaren Luftumgebung dieser Oberflächen zur Erzeugung von Sekundärionen führen. Diese können durch ein E-Feld in die laminare Grenzschicht hinein beschleunigt werden. Damit sind, insbesondere auf dem Gebiete der Solartechnik wichtige Prozessoptimierungen möglich. Als einige typische Beispiele seien hier genannt: Verbesserung von Warmluftkollektoren, Erhöhung der Verdunstungsrate bei solaren Entsalzen, Trocknung und Verdunstungskühlern.
The other delimiting features of the present invention EP0837824, B1 are:
  • 1. controllability of ion flow, strength and temporal function of the accelerating E-field (direct or alternating field). Through the targeted variation of these parameters, the most favorable operating points (typically: minimal external energy requirement (current) for breaking up the boundary layer) can be achieved with changing flow and temperature conditions. In EP0837824, B1 it is found that "surprisingly" the boundary layer can be broken even if the ion-generating corona charging electrode is connected to negative instead of positive high voltage. On the one hand, this makes the only incompletely understood, complicated overall mechanism of the described method clear. On the other hand, the complexity of the Process, in particular in the case of the changing flow and temperature conditions which often prevail in practice, the starting point for the dynamic scanning and control of the essential influencing parameters described in the present invention.
  • 2. In EP0837824, B1 the ions and electrons required to break up the boundary layer are generated exclusively by electrically operated corona ionizers. In addition to this production method, the present invention also includes two other important ionization processes: 1. Hot gases already ionized by the combustion process. In this case (examples: heater heads of fossil or biomass-heated Stirling engines; air preheaters for burners; high-temperature heat exchangers, etc.), it is only necessary to ensure that a corresponding electric field accelerates the charged particles. 2. Light-induced, photocatalytic generation of secondary ions on the surface of specially doped absorbers. Photocatalytically active surfaces, for example made of TiO 2, form free surface radicals under the radiation of the natural solar spectrum, which lead to the generation of secondary ions in the immediate air environment of these surfaces. These can be accelerated into the laminar boundary layer by an E field. This enables important process optimization, particularly in the field of solar technology. Some typical examples are: Improvement of warm air collectors, increase the evaporation rate with solar desalination, drying and evaporative coolers.

In 1 ist eine Version der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Dabei stellt (1) eine durch einen Brenner erhitzte Wärmetauschplatte dar, über die das zu erwärmende Gas (2) mittels einer Hilfsenergiequelle (3) (im Beispiel ein Luftgebläse) strömt. Das Gas tritt mit der Temperatur T1 auf den Wärmetauscher und verläßt ihn mit der Temperatur T2. Als normaler Strömungszustand ist eine laminate Strömung (2b) mit entsprechend schlechtem Wärmeübergang von der Wärmetauschplatte (1) in das Gas (2) angenommen. Im geringen Abstand oberhalb der Wärmetauschplatte befinden sich die Spitzen oder Schneiden eines industrieüblichen Korona-Hochspannungsluftionisators (4).In 1 a version of the device according to the invention is shown schematically. Here, ( 1 ) represents a heat exchange plate heated by a burner, via which the gas to be heated ( 2 ) by means of an auxiliary energy source ( 3 ) (an air blower in the example) flows. The gas enters the heat exchanger at the temperature T 1 and leaves it at the temperature T 2 . A laminate flow is the normal flow state ( 2 B ) with correspondingly poor heat transfer from the heat exchange plate ( 1 ) in the gas ( 2 ) accepted. At a short distance above the heat exchange plate are the tips or cutting edges of an industrial corona high-voltage air ionizer ( 4 ).

Die Spitzen (4) liegen am positiven die Wärmetauschplatte (1) am negativen Hochspannungspotential. Um die Spitzen (Schneiden) herum, entsteht aufgrund der geometrisch bedingten hohen Feldstärken durch Korona Entladung ein Gasplasma. Während die negativen Ladungsträger (negativen Ionen, Elektronen) im Feld in Richtung auf (4) hin beschleunigt werden, werden die positiven Ionen längs der Feldlinien (2a) zur Oberfläche von (1) hin beschleunigt, wo sie die laminate Grenzschicht (2b) in eine turbulente (2c) umschlagen lassen. Einem Mikroprozessor (5) wird als Regelgröße der Wert ΔT des Gasstromes eingegeben. Der Prozessor (5) variiert nach einem vorgegebenem, zeitlichem Algorithmus die Beeinflussungsgrößen Spannung (U), Polarität (+/-) und Schaltfrequenz (f) der erfindungsgemäßen Vorrichtung und vergleicht diese mit dem Initialwert von ΔT. Dadurch regelt der Mikroprozessor (5) auch bei sich ändernden Gasmasseströmen und Temperaturen der Wärmetauschplatte die Vorrichtung so, daß bei minimalem Fremdenergieeinsatz die optimale Wärmeausbeute erfolgt.The tips ( 4 ) are due to the positive the heat exchange plate ( 1 ) at the negative high voltage potential. A gas plasma is created around the tips (cutting edges) due to the geometrically high field strengths caused by corona discharge. While the negative charge carriers (negative ions, electrons) in the field towards ( 4 ) are accelerated towards, the positive ions along the field lines ( 2a ) to the surface of ( 1 ) accelerates to where it passes the laminate boundary layer ( 2 B ) in a turbulent ( 2c ) have it turned over. A microprocessor ( 5 ) the value ΔT of the gas flow is entered as the control variable. The processor ( 5 ) varies the influencing variables voltage (U), polarity (+/-) and switching frequency (f) of the device according to the invention according to a predetermined, temporal algorithm and compares them with the initial value of ΔT. This regulates the microprocessor ( 5 ) even with changing gas mass flows and temperatures of the heat exchange plate, the device in such a way that the optimum heat yield takes place with minimal use of external energy.

Statt der heißen Wärmetauschplatte, die das darüberströmende Gas erhitzt kann unter Wahrung des beschriebenen Prinzips umgekehrt ein heißer Gasstrom eine kühlere Platte erhitzen.Instead of the hot Heat exchange plate, the the gas flowing over it can be heated while respecting the principle described vice versa a hot gas stream a cooler Heat the plate.

Die Abstände der Ladungsträger erzeugenden Spitzen oder Schneiden (4) müssen dabei so nahe an (1) liegen, daß die Rekombinationslänge unterschritten wird.The distances between the tips or cutting edges generating the charge carrier ( 4 ) must be so close to ( 1 ) lie that the recombination length is not reached.

In 2 ist dargestellt, wie durch das Ein- und Ausschalten der Spannung am Ionisator (4) die Austrittstemperatur des Gasstromes quasi instantan ansteigt oder wieder absinkt. Mit der gestrichelten Linie wird angedeutet, wie durch Reduktion der Spannung an (4) weniger Ladungsträger erzeugt werden, die nur zu einer Teilzerstörung der laminaren Grenzschicht führen.In 2 is shown how the voltage on the ionizer is switched on and off ( 4 ) the outlet temperature of the gas flow rises almost instantaneously or falls again. The dashed line indicates how the voltage at ( 4 ) fewer charge carriers are generated which only partially destroy the laminar boundary layer.

In 3 sind bei ansonsten gleicher Anordnung die mit Gleichspannung betriebenen ladungsemittierenden Aufladeelektroden der 1 (4) durch mit Wechselspannung betriebene Entladeelektroden (4a) ersetzt. Über den Koronaeffekt bilden sich an der Emissionseite dieser Ionisatoren Raumladungswolken von positiven und negativen Ladungsteilchen, die je nach Polarität der Wärmetauschplatte in die laminare Gasgrenzschicht beschleunigt werden.In 3 are otherwise the same arrangement, the charge-emitting charging electrodes operated with DC voltage 1 ( 4 ) by discharge electrodes operated with alternating voltage ( 4a ) replaced. The corona effect creates space charge clouds of positive and negative charge particles on the emission side of these ionizers, which are accelerated into the laminar gas boundary layer depending on the polarity of the heat exchange plate.

In 4 ist dargestellt, wie ein bereits thermisch ionisierter Gasstrom (2) durch einen Kanal (6,6a) strömt, dessen metallische, als Wärmetauscher wirkende Begrenzungsflächen als Plattenkondensator ausgebildet sind.In 4 shows how an already thermally ionized gas stream ( 2 ) through a channel ( 6 . 6a ) flows, the metallic boundary surfaces acting as heat exchangers are designed as plate condensers.

Im elektrischen Feld (7) werden die Ladungsträger zur jeweils gegenpoligen Platte beschleunigt und brechen dort in beschriebener Weise, die laminare Grenzschicht auf. Die vom Mikroprozessor (5) gesteuerten und kontrollierten Einflußparameter beschränken sich in diesem Falle auf Spannung, Polarität und zeitliche Änderung der Polarität.In the electrical field ( 7 ) the charge carriers are accelerated to the opposite pole plate and break there in the described manner, the laminar boundary layer. The microprocessor ( 5 ) controlled and controlled influencing parameters in this case are limited to voltage, polarity and temporal change in polarity.

In 5 ist eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei der die Ionen lichtinduziert photokatalytisch erzeugt werden.In 5 A variant of the device according to the invention is shown, in which the ions are generated photocatalytically in a light-induced manner.

Das einfallende (Sonnen-) Licht (8) dringt durch eine gitterförmige und dadurch lichtdurchlässige Kondensatorplatte (9) auf eine senkrecht zu diesen orientierte Anordnung dünner Streifen (10). Diese Streifen sind einerseits mit einer photokatalytischen Schicht dotiert und andererseits geometrisch so angeordnet (Länge, Abstände), daß sie einen Großteil der einfallenden (Sonnen-) Lichtphotonen absorbieren (Lichtsumpf). Im unmittelbaren Nahbereich dieser belichteten Streifen entstehen Sekundärionen (11). Im elektrischen Feld des durch die Platten (9, 9a) gebildeten Plattenkondensators werden die Ionen entsprechend ihrer Polarität und dem jeweiligen Schaltzustand der Kondensatorplatten (9, 9a) in die laminare Grenzschicht (2b) gelenkt die sie dann aufbrechen (2c).The incident (sun) light ( 8th ) penetrates through a grid-shaped and thus translucent capacitor plate ( 9 ) to an arrangement of thin strips oriented perpendicular to these ( 10 ). On the one hand, these strips are doped with a photocatalytic layer and on the other hand they are geometrically arranged (length, spacing) so that they absorb a large part of the incident (sun) light photons (light sump). Secondary ions form in the immediate vicinity of these exposed strips ( 11 ). In the electrical field of the through the plates ( 9 . 9a ) formed plate capacitor, the ions according to their polarity and the respective switching state of the capacitor plates ( 9 . 9a ) in the laminar boundary layer ( 2 B ) which they then break open ( 2c ).

Die Beeinflussungsparameter des Mikroprozessors beschränken sich im Falle der Sonnenlichtnutzung auf Spannung, Polarität und deren zeitliche Änderung. Wird der Photonenstrom durch eine Kunstlichtquelle erzeugt, so kann zusätzlich die Intensität des Lichtes variiert werden. In einem Sonderfall ist diese Variation der Einstrahlungsdichte auch bei Sonnenlicht mittels optischer Systeme (Konzentratoren) erreichbar.The Influencing parameters of the microprocessor are limited in the case of sunlight use for voltage, polarity and their change over time. If the photon current is generated by an artificial light source, it can additionally the intensity of the light can be varied. In a special case this is variation the irradiance even in sunlight using optical systems (Concentrators) reachable.

Claims (8)

Vorrichtung zur Mikroprozessor-gesteuerten Beeinflussung von Wärmeübergängen, im Folgendem Vorrichtung genannt, dadurch gekennzeichnet, daß Ionen und/oder Elektronen des die Wärme tauschenden und transportierenden Gases mittels eines elektrischen Feldes so beschleunigt werden, daß sie in gezielter Weise, bei minimalem Fremdenergieeinsatz, die laminare Grenzschicht zwischen Gas und Festkörper durchschlagen und ein Umkippen vom laminaren in den turbulenten Strömungszustand bewirken.Device for the microprocessor-controlled influencing of heat transfers, hereinafter referred to as device, characterized in that ions and / or electrons of the heat-exchanging and transporting gas are accelerated by means of an electric field in such a way that they are laminar in a targeted manner with minimal use of external energy Break through the boundary layer between gas and solid and cause the laminar to tip over into the turbulent flow state. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch die Korona-Entladung an den Spitzen oder Schneiden mittels Hochspannung (Gleich- oder Wechselspannung) betriebenen Ionisatoren ionisiert wird und die geladenen Partikel längs der Feldlinien des sich zwischen dem Ionisator und der Festkörperfläche ausbildenden Feldes zum am elektrischen Gegenpol angeschlossenem Festkörper beschleunigt werden.Device according to claim 1 characterized in that the Gas through the corona discharge at the tips or cutting edges by means of high voltage (DC or AC voltage) operated ionizers and the ionized charged particles lengthways the field lines of the line that forms between the ionizer and the solid surface Field accelerated to the solid body connected to the electrical opposite pole become. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom bereits thermisch ionisiert ist und die geladenen Partikel mittels geeignet angeordneter Komponenten zum Erzeugen gerichteter elektrischer Felder zur Festkörperoberfläche hin beschleunigt werden.Device according to claim 1 characterized in that the Gas flow is already thermally ionized and the charged particles by means of suitably arranged components for producing directed electric fields towards the solid surface be accelerated. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die geladenen Partikel lichtinduziert, photokatalytisch erzeugt werden.Device according to claim 1 characterized in that the charged particles are light-induced, photocatalytically generated. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 4 dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung von senkrecht zur Lichteintrittsebene stehenden Lamellen mit einer geeigneten photokatalytisch wirkenden Substanz in der Weise dotiert sind, daß die sich in unmittelbarer Nähe zu diesen Oberflächen befindlichen Gas (Luft-) Moleküle, ionisiert werden.Device according to claim 1, 4 characterized in that a Arrangement of slats perpendicular to the light entry plane with a suitable photocatalytically active substance in the Are endowed that the yourself in the immediate vicinity to these surfaces located gas (air) molecules, be ionized. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 4, 5 dadurch gekennzeichnet, daß die photokatalytisch wirksame Substanz TiO2 ist.Device according to claim 1, 4, 5, characterized in that the photocatalytically active substance is TiO 2 . Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 4, 5, 6 dadurch gekennzeichnet, daß sich oberhalb der Lamellen, in der Apertur des einfallenden Strahlungsfeldes, eine gitterförmige Elektrodenplatte befindet die mit der sich unterhalb der Lamellen befindlichen Wärmetauschplatte einen die Ionen beschleunigenden Plattenkondensator bildet.Device according to claim 1, 4, 5, 6 characterized in that above the slats, a grid-shaped electrode plate in the aperture of the incident radiation field is the one with the heat exchange plate located below the fins forms a plate capacitor accelerating the ions. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 dadurch gekennzeichnet, daß sie als rückgekoppelter Regelkreis ausgeführt ist in der ein Mikroprozessor nach einem festgelegtem Algorithmus die Beeinflussungsparameter Spannung, Polarität und Frequenz so variiert, daß die Fremenergie zum Aufbrechen der laminaren Grenzschicht minimiert wird.Device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 characterized in that it is designed as a feedback control loop in which a microprocessor uses a specified algorithm Influencing parameters voltage, polarity and frequency so varied that the Minimized external energy to break up the laminar boundary layer becomes.
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