DE1604143C - Anordnung zur Verbesserung der klimatischen Verhältnisse durch ein elektrostatisches Gleichfeld - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Verbesserung der klimatischen Verhältnisse, insbesondere in geschlossenen Räumen von Gebäuden und Fahrzeugen, durch ein elektrostatisches Gleichfeld mit mindestens einer Feldelektrode.

Bei bekannten Anordnungen werden zwei Elektroden oder Elektrodengruppen vorgesehen, von denen die eine am positiven Pol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen und unterhalb der Decke des Raumes isoliert angebracht ist, während die zweite mit dem negativen Pol verbunden ist und sich im oder am Fußboden befindet. Möglich ist es auch, nur eine beispielsweise am positiven Pol liegende Deckenelektrode vorzusehen, während der negative Pol der Spannungsquelle geerdet ist, so daß der Boden und .die Begrenzungswände des Raumes selbst die Gegenelektrode bilden. Vorgeschlagen wurde ferner, nur im Fußbodenbereich eine diesem gegenüber elektrisch isolierte Elektrode vorzusehen, diese an den negativen Pol der Spannungsquelle zu legen und deren positiven Pol zu erden, wobei dann die Wände des Raumes und dessen Decke die Gegenelektrode bilden. Derartige Anlagen dienen dazu, in dem Raum durch . das darin errichtete elektrostatische Gleichfeld ein Spannungsgefälle zu erzeugen, welches etwa dem Zustand in der freien Natur bei einem.Schönwettertag entspricht. Außerdem ergibt sich auf einfache Weise eine Staubabscheidung ohne die sonst übliche Verwendung von Luftumwälzanlagen und Abscheidefiltern. Diese Maßnahmen können auch in Verbindung mit einer üblichen Klimaanlage angewendet werden.

Ein Schöhwettertag im Freien ist durch folgende Daten charakterisiert: Relative Feuchtigkeit etwa 50%, Temperatur etwa 20° C, Luftdruck relativ hoch, Staubgehalt der Luft möglichst gering, Konzen-(ration der Kleinionen 200 bis 1000 l/cm³, Konzentration der Großionen mehrere 1000'l/cm³, Spannungsgefälle 100 bis 200 V/m, Vertikalstrom etwa 10·-¹⁰ A/cm². Von diesen Faktoren lassen sich mit Hilfe einer konventionellen Klimaanlage wahlweise regeln: Relativer Feuchtigkeitsgehalt, Temperatur und Staubgehalt. Durch Elektrodenanordnungen bekannter Art lassen sich darüber hinaus auch das Spannungsgefälle und der Vertikalstrom regeln, wobei, wie erwähnt, die Elektrodehanordnung auch die Staubabscheidung bewirkt oder daran wesentlich teilnimmt.

Es hat sich aber gezeigt, daß unter der Wirkung des elektrostatischen Gleichfeldes mit der Zeit eine Verarmung der Atmosphäre an Ionen auftritt, die sich je nach ihrer Polarität an den entsprechenden Elektroden abscheiden, wodurch das Spannungsgefälle und der Vertikalstrom beinträchtigt werden. Diese Verarmung ist besonders in geschlossenen Räumen merkbar.

Es ist bereits ein Ionenerzeuger bekannt, der einen Elektronen emittierenden Stoff, insbesondere einen . radioaktiven Stoff, wie Tritium od. dgl., aufweist. Die Elektronen erzeugen in der umgebenden Luft Ionen ; beiderlei Vorzeichen. Die Ionen werden mit Hilfe eines Luftstromes in den gewünschten Bereich gebracht, zuvor aber der Wirkung eines elektrischen Trenn-Gieichfeldes ausgesetzt, durch welches Ionen des nicht gewünschten Vorzeichens zurückgehalten werden. ·

Als Elektronen emittierender Stoff ist auch eine mit Licht bestrahlte Metallfolie, ζ. B. aus Aluminium ' oder Magnesium, bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der auf einfache Art jeweils genug Ionen im elektrostatischen Feld vorhanden sind.
. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Verwendung eines an sich bekannten Ionenerzeuger^ der einen Elektronen emittierenden Stoff aufweist, der Stoff so im Bereich mindestens einer Feldelektrode angeordnet ist, daß er bzw. seine unmittelbare Umgebung dem Einfluß des elektrostatischen Gleichfeldes ausgesetzt ist. Insbesondere kann der Ionenerzeuger einen radioaktiven Stoff, wie Tritium od. dgl., aufweisen. ■

Die Elektronen ionisieren die Luft in der unmittelbaren Umgebung des Stoffes, so daß .positive und negative atmosphärische Kiemionen in etwa gleicher Anzahl erzeugt werden. Die Ionen der nicht gewünschten Polarität werden von der benachbarten Feldelektrode abgeführt. Es ist daher kein besonderes Trenn-Gleichfeld erforderlich. Die Ionen der- gewünschten Polarität befinden sich von Anfang an im elektrostatischen, Gleichfeld. Man benötigt daher, keine zusätzlichen Mittel zum Ionentransport, z. B. einen Luftstrom.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mit radioaktivem Stoff imprägnierte Metallstreifen im Bereich mindestens einer Feldelektrode angeordnet sind. Die Me-^; tallstreifen lassen sich leicht montieren und ermöglichen es, die Ionisierung innerhalb der gesamten Längsefstreckiing des Streifens vorzunehmen.

Des weiteren kann der Stoff bzw. dessen Träger an den mit der zugeordneten Feldelektröde verbundenen Pol der Spannungsquelle anschließbar sein. Auf diese Weise werden die Ionen der unerwünschten Polarität nicht nur von der Feldelektrode, sondern auch von dem radioaktiven Stoff bzw. dessen Träger angezogen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt die Anordnung eine Abdeckung mit Schlitzen, welche eine Feldelektrode mit dem übrigen Raum verbinden, und Rillen in der Schlitzseitenwand, in denen der Stoff eingebettet ist. Hierbei strahlt der radioaktive Stoff nur innerhalb des Schlitzbereichs, so daß die dort befindlichen Luftmoleküle ionisiert werden. Eine Beeinträchtigung des übrigen Raumes durch die Strahlung ist dagegen verhindert.

Hierbei kann die Abdeckung ein elektrisch isolierender Belag auf der Feldelektrode sein, was die Herstellung und Montage sehr erleichtert.

Bei einer anderen Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß eine Feldelektrode mit einem Beleuchtungskörper, insbesondere einer Stehlampe, vereinigt und der Stoff unterhalb und oberhalb der Elektrode angeordnet ist. Dies eignet sich insbesondere für solche Anlagen, bei denen die Feldelektrode mit.größerem Abstand von der Raumdecke vorgesehen ist.

DieErfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I einen senkrechten Schnitt durch einen geschlossenen Raum mit darin angeordneter Decken- und Bodenelektrode und im Bereich der Deckenelektrode angeordneter, mit radioaktivem Tritium imprägnierter Metallstreifen,

Fi g. 2 eine mit einer Elektrode und mit unterhalb und oberhalb von dieser angeordneten imprägnierten Metallstreifen ausgerüstete Stehlampe, deren Leuchtkörper beispielsweise aus Leuchtstoffröhren bestehen.

Unterhalb der Decke 1 eines allseitig umschlossenen Raumes 2 ist in an sich bekannter Weise elek-

irisch isoliert eine beliebig ausgestaltete metallische Elektrode 3 angeordnet, während auf der Bodenfläche 4 des Raumes eine Bodenelektrode 5 vorgesehen ist, auf welcher in üblicher Weise ein Bodenbelag 6 verlegt sein kann. Eine Gleichstromhochspannungsquelle beliebiger Bauart ist mit 7 bezeichnet. Ihr einer, z. B. positiver Pol; ist mit der Deckenelektrode 3 verbunden, der negative Pol dagegen mit der Bodenelektrode 5. Der negative Pol ist ferner geerdet. Entsprechenden Baustoff des Raumes vorausgesetzt, kann unter Umständen auch auf die Verlegung einer besonderen Bodenelektrode 5 verzichtet werden, weil dann der Fußboden 4 selbst.die Gegenelektrode, beispielsweise die negative Elektrode, bilden kann.

Die Unterseite der Deckenelektrode 3 trägt einen elektrisch isolierenden Belag 8. Dieser weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht zu der Elektrode 3 gerichtete Kanäle 9 auf; in die Seitenwand bzw. die Seitenwände 10 dieser Kanäle 9 sind nach dem Ausführungsbeispiel Nuten oder Rillen 11 eingearbeitet, und in diesen sind Metallstreifen 12 angeordnet; die mit radioaktivem Tritium (z. B. von einer Aktivität von 5 mC/m) imprägniert sind und, wie erwähnt, ^-Teilchen (Elektronen) emittieren. Da die Halbwertszeit des Tritiums etwa 12.6 Jahre beträgt, besitzt die Tritium-Ionenquelle eine Lebensdauer von etwa 20 Jahren, was einen Abfall der Aktivität auf Vs des Anfangswertes entspricht. Wie in Fig. 1 dargestellt, können die Metallstreifen 12 an den gleichen Pol der Gleichstromquelle 7 angeschlossen sein, der mit der Deckenelektrode 3 verbunden ist.

Wird nun an die Deckenelektrode 3 eine positive Gleichspannung von etwa 500 Volt gelegt, so werden von den in den Kanälen 9 bzw. an den mit Tritium imprägnierten Metallstreifen 12 erzeugten positiven und negativen Ionen die negativen Ionen überwiegend an der positiven Deckenelektrode 3 zurückgehalten, so daß weitaus überwiegend positive Ionen in den Raum 2 austreten. Werden die Metallstreifen 12 selbst an den gleichen Pol wie die Deckenelektrode 3 gelegt, so werden grundsätzlich alle entstehenden negativen Ionen ausgeschieden. Sollte es erwünscht sein, negative Ionen in den Raum zu emittieren, kann die Anlage ohne weiteres umgepolt werden, so daß dann der negative Pol der Spannungsquelle 7 an der Dekkenelektrode 3 liegt, während der positive Pol mit der Bodenelektrode verbunden bzw. geerdet ist. Es werden dann die an den Metallstreifen 12 gebildeten positiven Ionen im Bereich der Deckenelektrode zurückgehalten, während die negativen Ionen in die Raumluft austreten. In dem Raum wird je nach dessen Höhe und der gewählten Spannung ein vertikales Spannungsgefälle von 100 bis 200 V/m erzeugt, was den Verhältnissen in freier Luft an einem Schönwettertag entspricht. Die Raumluft wird ferner weitgehend homogen mit positiven oder negativen Ionen angereichert. Das Spannungsgefälle und die künstliche Ionisierung der Luft erzeugen einen lonenstrom, z. B^₁ von der Decken- zur Bodenelektrode. Dies bedeuteCdaß die ungeordnete Bewegung der natürlichen Luftionen nunmehr wie im Freien durch eine gerichtete (vertikale)' Bewegung der natürlichen und der künstlich erzeugten Luftionen ersetzt wird. Die künstlich erzeugten Luftionen sind primär Kleinionen. Diese haben die Tencienz, sich an Kondensationskerne, Stauboder Rauchteilchen anzulagern und auf diese Weise Großionen zu bilden. Diese Großionen werden in dem elektrischen Feld ebenfalls zur Decken- bzw. zur Bodenelektrode transportiert und dadurch aus der Raumluft unter Erzeugung eines Reinigungseffektes in gleicher Weise wie im Freien ausgeschieden. Umgekehrt kann man unter Umständen auch auf eine besondere Deckenelektrode verzichten und nur am Fußboden eine gegenüber diesem elektrisch isolierte Bodenelektrode anordnen. Liegt diese am negativen Pol der Gleichspannungsquelle 7, so bildet die Raumdecke 1 — entsprechenden Baustoff vorausgesetzt — die positive Elektrode. Es besteht dann die Möglichkeit, die mit Tritium imprägnierten Metallstreifen 12 der Raumdecke 1 gegenüber elektrisch isoliert oder auch mit der Raumdecke 1 elektrisch leitend verbunden anzuordnen. '

In Fig. 2 ist eine transportable Ausführung des

■ Erfindungsgegenstandes in Form einer Stehlampe veranschaulicht. Diese besitzt beispielsweise als Lichtquelle zwei Leuchtstoffröhren 13 und ferner eine ring- oder scheibenförmige Elektrode.3, die wiederum (nicht dargestellt) an den positiven oder an den negativen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen sein kann, Unter- und oberhalb dieser Elektrode 3 ist ein isolierender Belag 8 vorgesehen, der gleichartig wie der Belag 8 der Deckenelektrode 3 nach F i g. 1 aufgebaut ist. Der Belag mit den darin angeordneten imprägnierten Metallstreifen 12 oberhalb der Elektrode 3 kann gewählt werden, wenn die Lampe, wie es häufig der Fall ist, oben offen und der Abstand der Elektrode 3 von der Decke des Raumes verhältnismäßig groß ist, um auch in den oberhalb der Elektrode gelegenen Raumanteil Ionen austreten zu lassen.

Selbstverständlich sind in dieser Hinsicht noch . weitere Abwandlungen in der Anordnung der Elektrode und der imprägnierten Metallstreifen ohne weiteres möglich. Es erübrigt sich jedoch, an dieser Stelle auf diese vielfältigen Möglichkeiten im einzelnen einzugehen. Auch im Falle einer Stehlampe od. dgl. können selbstverständlich die imprägnierten Metallstreifen, wie an Hand von Ausführungsbeispiel 1 geschildert, mit der zugeordneten. Elektrode 3 wahlweise verbindbar sein.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verbesserung der klimatischen Verhältnisse, insbesondere in geschlossenen Räumen von Gebäuden und Fahrzeugen, durch ein elektrostatisches Gleichfeld mit mindestens einer Feldeleklrode, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines an sich bekannten Ionenerzeugers (12), der einen Elektronen emittierenden Stoff aufweist, der Stoff so im Bereich mindestens einer Feldelektrode (3) angeordnet ist, daß er bzw. seine unmittelbare Umgebung dem Einfluß" des elektrostatischen Gleichfeldes ausgesetzt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der'Ionenerzeuger (12) einen radioaktiven Stoff aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit radioaktivem Stoff imprägnierte Metallstreifen (12) im Bereich mindestens einer Feldelektrode (3) angeordnet sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff bzw.

dessen Träger (12) an den mit der zugeordneten Feldelektrode (3) verbundenen Pol der Spannungsquelle (7) anschließbar ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Abdeckung (8) mit Schlitzen (9), welche eine Feldelektrode (3) mit dem übrigen Raum verbinden und durch Rillen (11) in der Schlitzseitenwand, in denen der Stoff eingebettet ist.

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6. Anordnung nach Anspruch 5,»dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung ein elektrisch isolierender Belag (8) auf der Feldelektrode (3) ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feldelektrode (3) mit einem Beleuchtungskörper, insbesondere einer Stehlampe, vereinigt und der Stoff unterhalb uqd oberhalb der Elektrode angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen