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Verfahren zur Herstellung eines wohltuenden und gesundheitsfördernden
Ionenklimas und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft
ein Verfahren sowie auch Einrichtungen zur Herstellung eines wohltuenden und gesundheitsfördernden
Ionenklimas in einem geschlossenen Raum mit Hilfe von in elektrischen Glimm- oder
Sprühentladungen erzeugten negativen Luftionen, wobei zugleich auch Geruchs- und
Schwebstoffteilchen desodorisiert und aus der Raumluft entfernt werden. Bekanntlich
hängt das Wohlbefinden des Menschen in geschlossenen Räumen nicht nur von behaglichen
Temperatur- und Feuchtigkeitsverhältnissen, sondern auch von Staub- und Geruchsfreiheit
der Raumluft sowie auch von dem im Raum vorhandenen Elektroklima ab, das zu einem
wesentlichen Teil durch die Ionisierung der Luft bestimmt ist.
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Ein gutes Elektroklima wirkt durch Sauerstoffionenosmose in der Lunge
wohltuend auf das Leben ein, stärkt die Widerstandsfähigkeit gegen Krankheitserreger,
steigert die Vitalkapazität und Nervenleistung und verhilft auch zu schneller Erholung
nach Überanstrengungen bzw. Überarbeitungen. In der Natur trifft man gutes Elektroklima
vorwiegend in und um Erholungs- und Luftkurorten an, niemals jedoch in geschlossenen
Räumen. In der Luft geschlossener Räume sind fast immer die positiven Kohlendioxydionen
gegenüber den negativen Sauerstoffionen in der Überzahl, weil sie sich ihrer geringeren
Beweglichkeit wegen nicht so schnell wie die negativen Sauerstoffionen an die in
der Raumluft suspendierten Kerne und Staubteilchen bzw. an die Raumbegrenzungsflächen
anlagern.
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Zur Anreicherung der Raumluft mit negativen Sauerstoffionen ist bisher
nach zwei grundsätzlich verschiedenen Methoden verfahren worden: a) Bei der einen
Methode führt man einen Luftstrom an einer Ionenquelle (z. B. an einem radioaktiven
Präparat, an einer mit UV-Licht bestrahlten und Elektronen emittierenden Fläche
oder an einer elektrischen Sprühentladung) vorbei und hält die Ionen des nicht gewünschten
Vorzeichens (Kohlendioxydionen) durch ein elektrisches Gleichfeld zurück. Hierbei
kann zwar die an sich gefahrvolle Ionenquelle gegen unbefugten Zugriff abgeriegelt
bzw. ihre Strahlung gegen die im Raum befindlichen Personen abgeschirmt werden,
doch war stets als Nachteil ein Mangel an Wirksamkeit in Kauf zu nehmen, der darauf
zurückzuführen ist, daß die in der Raumluft suspendierten, meistens stark positiv
geladenen Staubteilchen die frisch erzeugten, leicht beweglichen negativen Luftionen
sehr schnell an sich reißen oder die mit dem Luftstrom in den Raum gelangende elektrische
Raumladung sich auf Grund ihres Eigenfeldes schon größtenteils an den Raumbegrenzungsflächen
niederschlägt, bevor sie sich gleichmäßig über den Raum verteilt. Aus dem gleichen
Grund ist es auch kaum möglich, die Sauerstoffionen mit einem in einer Lüftungszentrale
unipolar ionisierten Zuluftstrom auf die der Lüftungszentrale angeschlossenen Räume
zu verteilen. b) Bei der anderen Methode hat man auch schon einen Strom negativer
Sauerstoffionen ohne Luftbewegung erzeugt und der Atemluft zugeführt, mußte dabei
aber die Ionenquelle im Raum ohne Schutzhülle unterbringen. Wegen der Strahlungs-und
Hochspannungsgefahr ist das bei den radioaktiven wie auch bei den Sprühentladungsionisatoren
jedoch nur dort möglich, wo es eine ständige Überwachung durch geschultes Bedienungspersonal
gibt. Dies ist einer der Gründe dafür, daß die biologisch wirksame Ionisierung der
Raumluft bisher noch nicht in Wohnungen, sondern nur in Spitälern oder dergleichen
Instituten und auch dort bis jetzt immer nur in speziellen Behandlungsräumen praktiziert
worden ist.
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Bei den UV-Lichtionisatoren ließe sich zwar die Hochspannungsgefahr
durch Strombegrenzung mit genügend hohem Innenwiderstand vermeiden, doch wäre es
fast immer mit erheblichen
Schwierigkeiten verknüpft, das UV-Licht
von den im Raum befindlichen Personen befriedigend abzuschirmen, wenn man die Elektronen
emittierende Fläche einem luftelektrischen Raumfeld frei aussetzen wollte. UV-Licht-
und Sprühentladungsionisatoren haben zudem auch noch den Nachteil, daß mit der Ionenerzeugung
die Entwicklung von Ozon und sogar auch von Stickoxyden verbunden ist, die bereits
schon in relativ niedriger Konzentration sehr giftig sind.
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Bei der Erfindung wird die Raumluft mit negativen Sauerstoffionen
nach einer neuen, dritten Methode angereichert, welche frei ist von allen vorerwähnten
Nachteilen. Insbesondere ist bei ihr sowohl die Kopplung der Ionenerzeugung mit
der Erzeugung von Ozon als auch die Hochspannungsgefahr beseitigt und eine Bildung
von Stickoxyden vermieden.
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Kennzeichnend ist nun für das Verfahren nach der Erfindung, daß die
selbständigen Glimm- oder Sprühentladungen lediglich an den Rändern einer auf eine
Isolierschicht direkt aufgelegten dünnen Draht- oder Bandelektrode in auf Bruchteile
eines Millimeters begrenzter Länge und durch die Isolierschicht stabilisierter Intensität
durch eine auf der anderen Seite der Isolierschicht angebrachte, flächenhaft ausgebildete,
Wechselspannung führende Gegenelektrode gebildet werden und daß aus diesen selbst
noch bei physiologisch unmerklicher Ozonerzeugung bzw. weitgehend unabhängig von
der Ozonerzeungsrate negative Sauerstoffionen mit Hilfe elektrischer Gleichfelder
herausgezogen und vorwiegend durch elektrische, gegebenenfalls aber auch noch durch
Konvektions- und Diffusionskräfte in die Atemluft gebracht werden, wobei eine der
zur Aufrichtung der elektrischen Gleichfelder dienenden Elektroden halbleitend ist
und/oder die Sprühelektrode durch einen hohen Vorschaltwiderstand vor Aufnahme eines
lebensgefährlichen Berührungsstromes geschützt ist.
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Zufolge der räumlichen und intensitätsmäßigen Begrenzung der Glimm-
oder Sprühentladungen ist es erstmals ermöglicht worden, mit Hilfe elektrischer
Entladungen die negativen Sauerstoffionen selbst bei physiologisch unmerklicher
Erzeugung von Ozon und Stickoxyden bzw. weitgehend unabhängig von der Ozonerzeugungsrate
in einer mit der Stärke des Gleichfeldes regelbaren Menge zu gewinnen und den im
Raum befindlichen Personen in einer Konzentration bis zu 106 Ionen pro Kubikzentimeter
zuzuführen. Das Gleichfeld kann hierbei mit halbleitenden Elektroden aufgerichtet
werden, wie sie durch die Möbel und die Begrenzungsflächen des Raumes gegeben sind.
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Zur Erzeugung der Glimm- oder Sprühentladungen werden Wechselspannungen
von 1000 bis 4000 Volt und zur Errichtung des Gleichfeldes Gleichspannungen bis
zu 4000Volt verwendet. Die Lebensgefahr, die normalerweise mit Spannungen solcher
Höhe verbunden ist, wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung einerseits dadurch
beseitigt, daß die flächenhafte Gegenelektrode gesichert und allseitig isoliert,
des weiteren ihre Stromzuführung sowie auch die gesamte Wechselstromquelle mit einem
mit dem anderen Pol der Wechselstromquelle verbundenen metallischen Schirm umgeben
wird. Andererseits kann wegen der geringen Stärke des Ionenstromes im elektrischen
Gleichfeld die Gleichspannungsquelle ohne merklichen Spannungsverlust mit einem
inneren
Widerstand von mindestens 1090hm versehen werden, der den Strom im Fall einer
Berührung der Spannung führenden Draht- oder Bandelektrode auf einen unschädlichen
oder überhaupt nicht fühlbaren Betrag begrenzt.
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Unipolare Ionisierung der Raumluft schließt für gewöhnlich allerdings
eine gewisse Gefahr ein, nämlich die, daß die in der Luft enthaltenen feinen Aerosolteilchen
eines Durchmessers von der Größenordnung 0,1 stark aufgeladen werden und auf Grund
ihrer Ladung sich größtenteils tief in der Lunge festsetzen. In industrienahen Gebieten
können sich daher bei Einatmung unipolar ionisierter Luft tief in der Lunge giftige
Stoffe absetzen, die in ungeladenem Zustand normalerwese so gut wie restlos wieder
ausgeatmet bzw. schon in den oberen Teilen des Atemtraktes niedergeschlagen würden.
Hierbei kann aber die Sauerstoffosmose im Alveolenepithel der Lunge unter Umständen
derart behindert werden, daß sich Bewußtseinsstörungen und Erstickungserscheinungen
ergeben.
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Diese Gefahr ist in erster Linie bei der oben unter a) dargelegten
Methode gegeben, wenn die am Ionisator vorbeigeführte Luft nicht vorher durch Absolutfilter
nahezu 1000/oig von allen Schwebstoffteilchen gereinigt worden ist. Bei der unter
b) dargelegten und der Methode nach der Erfindung ist die Gefahr gebannt, wenn im
Laufe der Zeit ein großer Teil der unipolar aufgeladenen Teilchen durch das elektrische
Raumfeld aus der Atemluft herausgezogen ist und sich an den Raumbegrenzungsflächen
und allen im Raum befindlichen Gegenständen abgesetzt hat. Die Anordnung zur Durchführung
des Verfahrens stellt dann gewissermaßen ein in den Raum transponiertes Elektrofilter
dar, das die Luft trotz zehn- bis hundertfach größeren Elektrodenabstand nicht schlechter
als ein normales Elektrofilter reinigt, weil die Luft viele hundertmal länger zwischen
den Elektroden verweilt und mit ihren aufgeladenen Schwebstoffteilehen durch thermische
Konvektion langsam an die Abscheiderelektrode herangeführt wird.
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Die Raumluft wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders
gut von Schwebstoff- und Aerosolteilchen befreit, wenn gemäß einer besonderen Ausführung
zur gleichmäßigeren Erfüllung des Raumes mit Sauerstoffionen mehrere als Ionenquellen
dienende Glimm- oder Sprühentladungseinrichtungen über den Raum verteilt, an der
Decke aufgehängt oder auf Tischen aufgestellt und durch eine in ihrer Spannung regelbare
Gleichstromquelle über einen inneren Widerstand von mindestens 1090hm aufgeladen
werden oder, noch besser, wenn eine größere Zahl von als Ionenquellen dienenden
Glimm- oder Sprühentladungseinrichtungen über den Raum verteilt und dabei an der
Decke unter einer als Elektrode dienenden, isoliert aufgehängten Zwischendecke angebracht
und zusammen mit dieser Zwischendecke gegenüber dem Fußboden (Erde) durch eine in
ihrer Spannung regelbare Gleichstromquelle aufgeladen wird.
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Bei allen beiden soeben dargelegten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens gelangen die negativen Sauerstoffionen unmittelbar in die Atemluft. Allerdings
muß hierbei in Kauf genommen werden, daß der menschliche Körper von einem elektrischen
Strom durchflossen wird, der nicht wie im positiven luftelektrischen Schönwetterfeld
von oben nach unten, sondern von unten nach oben gerichtet
ist.
Da man von der Behandlung des menschlichen Körpers mit galvanischen Feinströmen
her weiß, daß bei einer solchen Stromrichtung keine günstigen physiologischen Wirkungen
erzielt werden, ist es in vielen Fällen ratsam, das erfindungsgemäße Verfahren derart
abzuwandeln, daß der Körper einem vertikal nach unten gerichteten Feld ausgesetzt
ist und die negativen Sauerstoffionen von unten nach oben fließen. Eigens hierzu
sollen die als Ionenquellen dienenden Glimm- oder Sprühentladungseinrichtungen über
den Raum verteilt im Fußboden oder auf dem Fußboden, bei Theatern und Vortragssälen
in den Rükkenlehnen der Sitze untergebracht oder, durch in ihrer Spannung regelbare
Gleichstromquellen geladen, frei auf dem Boden unterhalb des Kopfhöhenniveaus aufgestellt
werden. Die von den Ionenquellen ausgehenden Sauerstoffionen können erfindungsgemäß
auch durch ein mit Hilfe einer Deckenelektrode errichtetes positives elektrisches
Feld in die Atemluft gezogen werden, indem man hierzu de Stärke jenes Feldes in
einem durch die Verteilung der Sauerstoffionen bestimmten Rhythmus kontinuierlich
zwischen einem großen und einem kleinen Wert schwanken läßt.
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Dabei werden Amplitude und Periodendauer dieses positiven Raumfeldes
derart aufeinander abgestimmt, daß die negativen Sauerstoffionen in der Phase hoher
elektrischer Feldstärken vertikal in das Kopfhöhenniveau gehoben und in der anschließenden
Phase niedriger Feldstärken hauptsächlich in horizontaler Richtung verteilt werden
und trotz eines restlichen am Kopf überhöhten positiven Raumfeldes mit der Luftkonvektion
wie auch durch Diffusion in gewünschter Konzentration in die Atemluft gelangen.
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Es soll dabei allerdings auch noch einem ganz besonderen Erfordernis
entsprochen sein, nämlich daß die maximale Änderungsgeschwindigkeit der Feldstärke
des positiven Raumfeldes im Körper weder Verschiebungsströme größer als jene Verschiebungsströme
erzeugt, die im konstanten elektrischen Feld von 3000 Voltim durch die Körperbewegung
entstehen, noch einen Ionenstrom größer als jenen, von dem der menschliche Körper
draußen im normalen luftelektrischen Schönwetterfeld durchflossen wird.
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Wie bei den ersten beiden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird auch bei der letzteren die Sauerstoffionenkonzentration in der Atemluft
mit der negativen Aufladespannung der Glimm- oder Sprühentladungseinrichtungen auf
den gewünschten Wert eingestellt, und zwar weitgehend unabhängig von der Ozonentwicklung
der Entladungen. Letztere kann wiederum unabhängig von dem Sauerstoffionenstrom
mit Hilfe eines veränderlichen Strombegrenzungswiderstandes oder einer Stromquelle
mit veränderlicher Spannung im Wechselstromkreis der Entladungen auf einen die Geruchsteilchen
eben absättigenden Wert eingestellt werden, bei dem im Kubikzentimeter Atemluft
keine größeren Ozonmengen auftreten als 30 10-11 g.
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Bei der zweiten und dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist es möglich, den Abtransport der Sauerstoffionen von den einzelnen
Ionenquellen durch Konvektion bzw. mittels eines gefilterten Frisch- oder Zuluftstromes
zu unterstützen.
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Bei der dritten Ausführungsform ist das sogar ganz besonders vorteilhaft,
wenn die Ionenquelle hinter einem geerdeten Schutzgitter angebracht ist.
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Bei der zweiten und dritten Ausführungsform läßt sich erfindungsgemäß
eine verhältnismäßig gleich-
mäßige homogene Erfüllung des gesamten Raumes mit Sauerstoffionen
erzielen, so insbesondere dadurch, daß man das Deckenfeld auch in der Nähe der Raumwände
homogen gestaltet. Die Homogenisierung des Deckenfeldes kann erfindungsgemäß mit
einem doppelschichtigen Wand- und Deckenbelag bewirkt werden, von dem die an Wand
bzw. Decke direkt angrenzende Schicht elektrisch hochisolierend und die darüber
angebrachte Schicht halbleitend vorgesehen wird. Zur Aufrichtung des vertikalen
elektrischen Feldes mittels einer regelbaren Gleichstromquelle erhält die halbleitende
Schicht zwei metallisch leitende Stromzuführungselektrodenstreifen, von denen der
eine an der Fußbodenleiste und der andere an der Deckenleiste elektrisch leitend
angebracht wird.
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Um Feldinhomogenitäten an Fenstern und Wänden zu vermeiden, werden
Fenster- und Wandvorhänge an ihrem oberen und unteren Saum mit besser halbleitenden
oder metallisch leitenden Stromzuführungen versehen und diese in ihrer Höhe mit
dem halbleitenden Wandbelag bzw. mit den obenerwähnten metallisch leitenden Zuführungselektrodenstreifen
in elektrischen Kontakt gebracht.
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Da sich die in der Luft enthaltenen Schwebstoffteilchen mit der Zeit
an der Decke absetzen, empfiehlt es sich, den halbleitenden Deckenbelag entweder
selbst abwaschbar auszuführen oder mit einem abwaschbaren Überzug zu versehen, der
dem Ionenstrom wegen seiner geringen Stärke keinen merklichen Widerstand bietet.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Glimm- bzw. Sprühentladungsvorrichtung einmal in Ansicht
und einmal im Schnitt nach Linie A-B, Fig.2 ein Gerät erfindungsgemäßer Ausführung
in seiner Gesamtheit, F i g. 3 eine Variante der Ausführung gemäß F i g. 2 mit einerAnzeigevorrichtung
für die Ionenergiebigkeit, F i g. 4 eine Variante der Ausführung gemäß F i g. 2
mit noch anderer Glimm- bzw. Sprühentladungsvorrichtung und anderer Anzeigevorrichtung
für die Ionenergiebigkeit, F i g. 5 eine Glimm- bzw. Sprühentladungsvorrichtung
von noch anderer Ausführung als der in der Fig. 1 dargestellten teils in Ansicht
und teils in einem Schnitt nach Linie C-D.
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Die als Ionenquellen dienenden Glimm- oder Sprühentladungen werden
aus einer mit Wechselstrom von beispielsweise 50 Hz gespeisten, gegenüber Erde hochohmig
isolierten Hochsp annungs-Wechselstromquelle unterhalten, so etwa wie in F i g.
2, durch die auf 5000Volt Überschlagsspannung und mindestens mit 1011 Ohm gegenüber
Erde isolierte Sekundärwicklung 11 eines Hochspannungs-Netztransformators 5, der
mit seiner Primärwicklung 20 und dem Netzschalter 23 (s. F i g. 3 und 4) in einen
mit dem Nulleiter verbundenen metallischen Schirm 21 eingeschlossen ist. Zur Regelung
der Intensität der Entladungen dienen ein in dem primären oder sekundären Stromkreis
vorgesehener veränderlicher Widerstand 8 oder mehrere Anzapfungen des Hochspannungstransformators
5 (z. B. wie in den F i g. 3 und 4).
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Zur räumlichen Begrenzung und Stabilisierung der Glimm- bzw. Sprühentladungen
dient ein Körper einfacher geometrischer Gestalt mit einer Isolierschicht, z. B.
ein mit einer Emailleschicht überzogener Blechzylinder, oder, wie in den F i g.
1 und 3 dargestellt,
eine Glasplatte 1 oder eine Glasglocke, ein
gläserner Lampenschirm oder auch ein Glasrohr mit einem gegen Berührung gesicherten
leitfähigen Belag2 als Wechselspannung führende Elektrode auf der Innenseite und
mit unmittelbar auf der Außenseite aufliegenden dünnen Drähten, metallischen Bändern
oder Folienstreifen 3 aus einem schwer zerstäubbaren Metall als ungeschützte, nur
Gleichspannung führende zweite Glimm- oder Sprühentladungselektrode 3.
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Dabei wird vorteilhafterweise der erdkapazitäts arme Pol der Wechselstromquelle
bzw. der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators mit der gegen Berührung
geschützten Elektrode 2 und der andere Pol, also der mit der größeren Erdkapazität,
mit der ungeschützten Glimm- oder Sprühentladungselektrode 3 verbunden.
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Um die Erdkapazität der geschützten Elektrode 2 samt ihrer Stromzuführung
und dem mit ihr verbundenen Pol der Wechselstromquelle noch weiter zu verkleinern
und die äußere ungeschützte Elektrode 3 weitgehend frei von Wechselspannung zu machen,
sind die Wechselstromquelle bzw. die Sekundärwicklung 11 des Hochspannungstransformators
5 und der Zuführungsdraht zu der geschützten Elektrode 2 von einem mit dem anderen
Pol der Wechselstromquelle verbundenen metallischen Schirm 13 umgeben, der seinerseits
zusammen mit der gesamten Wechselstromquelle durch einen Isolationsüberzug auf mindestens
10" Ohm gegen Erde isoliert ist. In diesem Fall dient der Schirm des Kabels 14 zugleich
als Zuführungsleitung zu der ungeschützten Glimm- oder Sprühentladungselektrode
3.
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Zur Aufrichtung des elektrischen Gleichfeldes, das die negativen
Sauerstoffionen aus dem Glimm- oder Sprühentladungen herausziehen soll, wird die
ungeschützte Elektrode 3 bzw. der soeben erwähnte Schirm 13 mit Hilfe einer einseitig
geerdeten, in ihrer Spannung regelbaren Gleichstromquelle aufgeladen, wobei zur
Vermeidung einer Hochspannungsgefahr der nicht geerdete Pol der Quelle unter Zwischenschaltung
eines mindestens 109 Ohm betragenden Widerstandes 16 mit der ungeschützten Elektrode
3 bzw. dem Schirm 13 zu verbinden ist.
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Gemäß einer besonderen Ausführung der Erfindung kann der Hochspannungs-Netztransformator
5 in einer Schaltung gemäß Fig. 2 gleichzeitig zur Speisung der Glimm- oder Sprühentladungen
6 und zur Errichtung des Gleichfeldes 7 über diesen Entladungen dienen. Hierbei
ist es möglich, unabhängig voneinander die Intensität der stabilisierten Glimm-
oder Sprühentladungen sowie deren Ozonerzeugungsrate mit dem Vorschaltwiderstand
8 und die Stärke des Gleichfeldes sowie die Ergiebigkeit für negative Sauerstoffionen
an einem hochohmigen Potentiometer 9 zu regeln bzw. einzustellen, das zu einem die
gleichgerichtete Wechselspannung glättenden Kondensator 10 parallel geschaltet ist.
Wie bereits oben beschrieben, ist die Sekundärwicklung 11 einschließlich dem variablen
Vorschaltwiderstand 8 und dem Gleichrichter 12 von einem Schirm 13 umgeben, der
einerseits mit einem Pol der Sekundärwicklung und andererseits mit dem Schirm des
konzentrischen Zuführungskabels 14 verbunden ist. Der Schirml3 ist seinerseits von
einem zweiten, geerdeten Schirm 15 umschlossen. Der Glättungskondensator 10, das
hochohmige Potentiometer 9, der Sicherheitswiderstand 16 und die hochisolierten
Achsen des Drehwiderstandes 8 und des Drehpotentiometers 9 sind somit einwandfrei
abgeschirmt.
Der Sicherheitswiderstand 16 soll, wie schon oben gesagt worden ist, einen Widerstandswert
von mindestens 109 Ohm haben.
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Falls man sich mit einer stufenweisen Regelung der Ozon- und Ionenproduktion
zufrieden geben will, kann statt der in F i g. 2 dargestellten Schaltung eine Schaltung
gemäß Fig. 3 die gleichen Zwecke erfüllen. Die Regelungen werden hier durch verschiedene
Anzapfungen der Sekundärwicklung 11 des Hochspannungstransformators 5 bewerkstelligt,
und zwar über einen Stufenschalter 17 bei der Ozonproduktion und über einen Stufenschalter
18 bei der Ionenproduktion.
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Der Stufenschalter 17 hat eine Leerstellung, in welcher der Wechselstromkreis
der Glimmentladung unterbrochen ist und die Isolation der Ionenquelle, des Zuführungskabels
14 und der Schaltung gegenüber Erde am Spannungsabfall über dem Hochohmwiderstand
16 mit Hilfe eines elektrostatischen Voltmeters 19 kontrolliert werden kann. Der
Isolationswiderstand ist nur dann ausreichend groß, wenn dieser Spannungsabfall
klein gegenüber der Gleichspannung am Glättungskondensator 10 bleibt.
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Im übrigen ist der Spannungsabfall am Hochohmwiderstand 16 ein quantitatives
Maß für die Ionenergiebigkeit, d. h. für die Zahl der negativen Ionen, welche von
der Ionenquelle pro Sekunde in den Raum gesandt werden. Bei freier Aufstellung bzw.
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Aufhängung der Ionenquelle fließen pro Sekunde in 1 m Entfernung von
der Ionenquelle etwa 106 bzw.
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105 leichtbewegliche negative Ionen durch den Quadratzentimeter, sofern
der zusätzliche Spannungsabfall an dem Hochohmwiderstand 16 von der Größe 1010 Ohm
200 bzw. 20 Volt beträgt.
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Zweckmäßigerweise werden die zum Stufenschalter 18 führenden Anzapfungen
der Sekundärwicklung 11 so gewählt, daß die Gleichspannung und damit auch der Ionenstrom
beim Übergang zu jeder nächst niedrigeren Stufe um einen konstanten Bruchteil von
z. B. einem Drittel verkleinert wird. Durch einen zum Gleichrichter 12 oder zum
Kondensator 10 parallelgeschalteten hochohmigen Widerstand 24 ist dafür gesorgt,
daß die Gleichspannung am KondensatorlO einer solchen Reduktion der Wechselspannung
auch in einer noch abzuwartenden Zeit folgt.
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Anstatt mit einem elektrostatischen Voltmeter kann die Kontrolle
der Ionenerzeugungsrate auch mit einer billigen, im Gerät eingebauten Glimmröhrenschaltung
gemäß Fig. 4 erfolgen, deren Steuerelektrode über einen mindestens dreimal größeren
Widerstand 26 mit der nicht geerdeten Seite des Hochohmwiderstandes 16 verbunden
ist und deren Anodenkreis von einer gesonderten Wicklung 29 des Hochspannungstransformators
5 mit Strom versorgt wird. Um Störungen durch Wechselfelder zu vermeiden, ist diese
Schaltung in einen Erdschirm eingeschlossen.
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Bei geeigneter Bemessung des Widerstandes 26 und des an der Zündelektrode
liegenden Kondensators 27 zeigt diese Schaltung mit jedem Lichtblitz der Glimmröhre28
an, daß die Ionenquelle seit dem vorangegangenen Lichtblitz eine bestimmte dekadische
Zahl von negativen Ionen abgegeben hat oder daß seit dem vorangegangenen Lichtblitz
beispielsweise 106 Ionen in 1 m Entfernung von der Ionenquelle den Quadratzentimeter
passiert haben.
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Um zu vermeiden, daß der Hochohmwiderstand 16 zusätzlich von einem
Wechselstrom durchflossen wird, der vorzeitig Zündungen auslösen könnte, sind die
Primärwicklung
20 und die gesonderte Wicklung 29 des Hochspannungstransformators 5, ihre Stromzuführungen,
der Netzschalter23, das Netzkabel und die ganze Glimmröhrenschaltung von einem mit
Erde oder dem Nulleiter verbundenen Schirm 21 umschlossen. Des weiteren kann eine
Beeinflussung über die Schaltknöpfe der Drehschalter 17 und 18 durch hochohmige
Isolierung der Achsen und Erdung der Achsenstümpfe dieser Schalter verhütet werden.
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Schließlich sorgt der hochohmige Widerstand 24 dafür, daß die Gleichspannung
am Kondensator 10 beim Übergang zu niedrigeren Spannungsstufen schnell genug den
Schaltungen am Schalter 18 folgt.
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Beim Aufbau der Schaltungen nach Fig. 2, 3 und 4 ist darauf zu achten,
daß die Erdkapazität des Schirmkastens 13 recht klein gehalten wird, damit sie sich
bei Berührung der Ionenquelle nicht in einem stechenden Funken entlädt. Aus diesem
Grund wird der Schirmkasten zweckmäßig von einem gut isolierenden Kunststoffgehäuse
umgeben und der Erdschirm 21 so klein wie möglich bemessen.
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Aus Sicherheitsgründen ist bei den Schaltungen nach F i g. 3 und
4 im Wechselstromkreis der Glimmentladungen eine Schmelzsicherung 25 vorgesehen,
welche im Fall einer Zerstörung des Glaskolbens der Ionenquelle sofort durchbrennt
und die Wechselstromquelle von der Ionenquelle abschaltet.
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Um einer mechanischen Zerstörung vorzubeugen, kann die Ionenquelle
mit einem mechanischen widerstandsfähigen Metallgitter umgeben werden, das elektrisch
mit dem Schirm 13 des Kabels 14 verbunden und so weitmaschig gehalten ist, daß das
elektrostatische Feld 7 noch in genügender Stärke bis zu der Sprühelektrode 3 durchgreift.
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Um zu verhiiten, daß der Luftrückstrom des von den Glimm- oder Sprühentladungen
ausgehenden Ionenwindes ungeladenen Staub auf der Isolierschicht in der Nähe der
Entladungsstellen niederschlägt, wird die Ionenquelle gemäß einer noch anderen Ausführung
auf der äußeren Fläche wohl auch mit dünnen Drähten, Metallbändern oder Metallfolienstreifen
belegt, dazwischen aber auch noch mit Flächenelektroden versehen, die gegenüber
Erde eine niedrigere Spannung als die Sprühelektroden führen, keiner Gegenelektrode
auf der unzugänglichen Rückseite der Isolierschicht bedürfen und lediglich als Niederschlagselektroden
für in der rückströmenden Luft enthaltene Aerosol- oder Schwebstoffteilchen dienen.
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F i g. 5 zeigt als Beispiel für eine solche Ionenquelle eine Glasröhre
1, die innen mit leitfähigen Belägen 2 und außen mit Sprühelektroden in Gestalt
spiralig aufgelegter dünner Drähte 3 von etwa 0,1 mm Durchmesser zwischen zwei Halterungsschellen
30 versehen ist. Als Niederschlagselektroden für den im Luftrückstrom enthaltenen
Staub dienen die Metallfolien 31, die auf dem Glasrohr aufgeklebt sein können.