DE2508166A1

DE2508166A1 - Vorrichtung und verfahren zur anreicherung eines luftstromes mit ionen

Info

Publication number: DE2508166A1
Application number: DE19752508166
Authority: DE
Inventors: Helmut Furchner; Bernard Stroiazzo
Original assignee: EUROP EQUIP CLIMAT
Current assignee: EUROP EQUIP CLIMAT
Priority date: 1974-02-25
Filing date: 1975-02-25
Publication date: 1976-01-22
Also published as: FR2262424B3; FR2262424A1

Description

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Societe Europeenne d¹Equipement Climatique, Strasbourg / Frankreich

Vorrichtung und Verfahren zur Anreicherung eines Luftstromes mit Ionen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ionen gleicher Polarität und zur Anreicherung eines Luftstromes mit Ionen in einem Lüftungs- und/oder Klimatisierungskanal, in einer Zwischendecke oder im Weg eines Konvektionsluftstromes, beispielsweise über Klima- und/oder Heizgeräten, sowie auf ein Verfahren zur Anreicherung eines Luftstromes mit Ionen gleicher Polarität.

Derzeit ist eine beträchtliche Anzahl von Generatoren zur Erzeugung negativer Ionen auf dem Markt, bei welchen zur Ionenerzeugung verschiedene physikalische Erscheinungen zur Anwendung kommen.

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Als Quelle für die negativen Ionen kommt folgendes dabei in Betracht:

- Anwendung der Strahlung von Strahlungselementen (Radioisotopen, etc.)

- Verwendung ultravioletter Strahlung

- Punkteffekt

- Anwendung der Thermoionisation,

- Verwendung negativer Entladung, und dergleichen mehr.

Diese Generatoren sind zur individuellen Verwendung vorgesehen und deshalb klein und von geringer Leistung. Ihre Wirksamkeit ist gering, und bei einem Volumen ab etwa einem Kubikmeter arbeiten sie nicht mehr zufriedenstellend. Ihre geringe Leistung und das Prinzip auch zur Erzeugung von Ionen bewirkt eine minimale Reichweite in der Größenordnung eines Meters. Sie sind nicht dazu vorgesehen, in festeingebauten Anlagen verwendet zu werden. Zudem sind die Gestehungskosten für diese kleinen Generatoren relativ hoch. Und schließlich kann bei bestimmten Geräten die Emission gefährlich werden, und zwar wegen einer Ozonerzeugung, die über den allgemein zulässigen Prozentsatz hinausgeht.

Einige dieser Generatoren zur Erzeugung negativer Ionen weisen ein Gebläse oder einen Ventilator zur Erzeugung eines Luftstromes auf, um damit ihre Reichweite etwas zu vergrößern.

Der Gewinn an Reichweite erscheint angesichts der daraus resultierenden Erhöhung des Gewichts, des größeren Raumbedarfes und der höheren Kosten nur gering.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, in einen geschlossenen Raum eine zusätzliche beträchtliche Menge von Ionen einzuleiten, die durch einen Luftstrom befördert werden, indem in diesen Luftstrom ein besonderer Generator zur Erzeugung negativer Ionen eingesetzt wird, vorzugsweise in einem Lüftungs- und/oder Klimatisierungskanal oder in den Konvektionsstrom, der von einer elektrischen Heizvorrichtung erzeugt wird, oder direkt auf Geräten wie Lüftungskonvektoren, Ejektorkonvektoren oder Konvektoren.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß ein elektrisch mit Erde verbundener Metallrahmen vorgesehen ist, welcher auf einer seiner freien Flächen teilweise durch eine Vielzahl geradliniger, quer und parallel verlaufender Metal 1 elemente verschlossen ist, zwischen welchen gleichgeartete freie Zwischenräume bzw. Schlitze vorhanden sind, und daß eine oder mehrere Fiachelek-troden vorgesehen sind, die zueinander und zu den Kanten der Schlitze parallel verlaufen und unter den Schlitzen in der Mittelebene derselben angeordnet sind.

Diese Anreicherung der Luft mit negativen Ionen in Verbindung mit der Anwesenheit eines elektrischen Feldes ermöglicht einen echten lonenkonvektionsstrom in einem beliebigen Raum, einem Wohnraum oder in anderen Räumen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach im Aufbau und wirksam. Man kann sie in Lüftungs- und/oder Klimatisierungskanälen in Verbindung mit eingezogenen bzw. Zwischendecken und am Warmluftauslaß in Heizgeräten und am Auslaß für die behandelte Luft bei Klimaanlagen verwenden.

Erfindungsgemäß ist es kaum aufwendig, auf wenig kostspielige Art und Weise eine gesunde, aseptische Luft zu erzeugen, die frei von Keimen, Mikroorganismen, schlechten Gerüchen und dergleichen ist.

Die auf diese Weise behandelte Luft ist von so hoher Qualität, daß sie auch von Ärzten, Kurgästen und auch gesunden Menschen wegen ihrer wohltuenden Wirkung auf bakteriostatischem und biophysikalischem Gebiet geschätzt wird.

Durch die elektrostatische Wirkung ermöglicht sie selbst die Schaffung eines gekühlten Luftstromes von geringer Intensität.

Weitere Vorteile und Anwendungsbereiche der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Darstellung verschiedener Möglichkeiten der Verblendung des Metal 1rahmens;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die gesamte Anordnung;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die gesamte Anordnung in Höhe einer Elektrode;

Fig. k eine Draufsicht auf eine Vorrichtung mit drei Elektroden;

Fig. 5 eine Schnittansicht mit der Darstellung der Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Lüftungskanal;

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Heizanlage (Typ Ejektorkonvektor) mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Heizanlage (Typ Lüftungskonvektor) mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine Heizanlage (Typ Konvektor) mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Zunächst wird auf Fig. 1, 2, 3 und k Bezug genommen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Metallaufbau, bestehend aus einem Rahmen 1 mit vertikalen Trägern 2 und Querträgern 3. Die Querträger sind untereinander durch ihre obere Kante mittels geradliniger Elemente k in Form von Flacheisen 5, Winkeleisen 6 oder bogenförmiger Bleche 7 in aerodynamischer Form oder in Form anderer geradliniger Elemente verbunden, die eine besondere Form aufweisen. Zwischen diesen Elementen k sind in regelmäßigen Abständen gleichgeartete rechteckige Schlitze 8 vorgesehen.

Im Innenraum des Rahmens befinden sich zwischen den Querträgern 3 und unter den Schlitzen 8 in der Mittelebene derselben Flachelektro-

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den S, die von den Seiten bzw. Querträgern 3 durch Isolatoren 10 getrennt sind. Diese Elektroden sind in gleichen Abständen parallel angeordnet und mit einem Generator 11 zur Erzeugung einer hohen elektrostatischen Spannung mittels einer Sammelelektrode 12 über ein Kabel 13 verbunden. Der Abstand zwischen den Schlitzen und den Elektroden ist abhängig von der elektrostatischen Spannung und von dem zu erzeugenden Luftauslaß.

Es hat sich gezeigt, daß bei Elektroden mit einem oberen abgeschrägten Abschnitt die lonisationswirkung beträchtlich erhöht wird und daß der erzeugte Luftstrom etwas stärker wird.

Vor allem ist die Erzeugung negativer Ionen von Interesse, weshalb die Metal 1 elektroden mit dem negativen Pol des Generators 11 verbunden sind, während der Metallrahmen der Vorrichtung geerdet ist.

Es ist auch möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung nur mit einem einzigen Schlitz und damit auch nur mit einer einzigen Elektrode auszubi1 den.

Zur Herstellung einer eingezogenen Zwischendecke genügt es, ein Netz von Elektroden vorzusehen, die in teilweise in beschriebener Form vei— schlossenen Metallrahmen angebracht sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Einbau in Lüftungs- und Klimatisierungsschläuchen bzw. -kanälen, und vor allem im Querschnitt eines Kanals und in Klima- und/oder Heizanlagen und -geräten vorgesehen.

Diese Vorrichtung trägt beträchtlich dazu bei, das lonengleichgewicht, das in Klimaanlagen jeglicher Art zerstört bzw. gestört ist, am Ausgang der Metallkanäle zur Beförderung der behandelten Luft wieder herzustellen.

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Die erforderliche hohe elektrostatische Spannung (von etwa 10.000 Volt) erzeugt bei Schläuchen bzw. Kanälen einen gewissen Prozentsatz an Ozon. Das Ozon, das sehr instabil ist, wird rasch in Sauei— stoff umgewandelt, wobei ein freies Sauerstoffatom freigesetzt wird. Somit wird die Vorrichtung in einem solchen Abstand D min von den Öffnungen eingesetzt, daß das gesamte Ozon ausreichend Zeit hat, sich aufzuspalten.

Dieser Abstand D min hängt von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft ab. Je höher diese Geschwindigkeit ist, desto mehr muß das aerodynamische Profil in der Art der gebogenen Bleche 7 gewählt werden.

Fig. 6, 7 und 8 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung in leicht abgewandelter Form zur Befestigung auf dem Durchlaß für die behandelte Luft in einer Klimaanlage und/oder einer Heizanlage, beispielsweise bei einer elektrisch betriebenen Heizung. Diese Vorrichtung weist praktisch die gleichen Teile wie die zuvor beschriebene Vorrichtung auf.

Diese Vorrichtung wird in die in Frage kommende Anlage eingelassen und in dieser so befestigt, daß ihre Elektroden mit einem Generator 11 zur Erzeugung einer hohen elektrostatischen Spannung verbunden sind. Die erforderliche Spannung ist auf jeden Fall geringer, und das erzeugte Ozon ist völlig unbeachtlich.

Diese Anlagen - beispielsweise in der Art eines Ejektorkonvektors, eines Lüftungskonvektors oder eines Konvektors - weisen jeweils ein Lüftungsaggregat 14, ein Gebläse 15, und ein elektrisches Heizelement 16, sowie eine Klimatisierungsanlage 17 auf.

Bei allen diesen Anlagen zirkuliert die Luft von unten nach oben. Dabei handelt es sich um die Innenluft oder um einen Teil derselben (bei einem Ejektorkonvektor), die durch die Anlage zugeführt wird, und zwar durch eine Öffnung 18 über ein Filter 19 mit mikroskopisch kleinen Maschen, in welchen die Mikroteilchen hängen bleiben, auf welchen sich die negativen ionen gerne festsetzen und damit

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leichter in die Lungen eindringen, und zwar aufgrund der Dynamik der Atmung. Die Anwesenheit derartiger ionisierter Teilchen in den Lungen ist nicht wünschenswert, weshalb ihre Erzeugung vermieden wird.

Das Lüftungsaggregat Ik des Ejektorkonvektors führt die von außen kommende und physikalisch gereinigte Luft (Frischluft) und führt einen Teil der Innenluft durch die Öffnung 18 zu.

Der Luftauslaß erfolgt über ein Gitter bzw. einen Grill 20 mit einstellbaren Leitklappen 21. Die Elektroden 9 sind mit einem elektrostatischen Generator 11 verbunden, welcher in der Anlage oder getrennt von dieser angeordnet ist. Dieser Generator arbeitet mit geringer Spannung, weshalb die Ozonerzeugung völlig unbeachtlich bleibt. Die Erzeugung negativer Ionen hat sich als ausreichend erwiesen, und ihre Diffusion als gut, beides aufgrund ihrer Ausfallgeschwindigkeit im Volumen eines Zimmers.

Das erzeugte freie Sauerstoffatom weist eine hohe Aggresivität auf. Bei seinem Weg durch die Luft zerstört es Bakterien, Pilze, Viren und andere Mikroorganismen, und scheidet Geruchstoffmoiekule und vor allem schlecht riechende Stoffe aus.

Somit erhält man eine gesunde geruchsfreie und biologisch neutrale Luft, unabhängig davon, ob man von außen zugeführte oder rezirkulierte Luft verwendet.

Aufgrund der Anwendung eines elektrostatischen Feldes entsteht zwischen der Oberkante der Elektrode und den Kanten der Schlitze eine Luftführung von den Elektroden zu den Schlitzen, und damit ein Luftstrom durch die letzteren. Somit wird eine gewisse Luftbewegung geschaffen, und zwar ausschließlich durch die Anlegung einer Spannung, weshalb eine natürliche Erneuerung und Durchwirbelung der Luft erfolgt.

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Durch Veränderung des Wertes des elektrischen Feldes läßt sich der natürliche Luftstrom verändern, und durch Regulierung des Wertes des elektrischen Feldes kann man ein konstantes Verhältnis zwischen den Anreicherungen an negativen und positiven Ionen erzielen.

Es hat sich gezeigt, daß bei den modernen Klimaanlagen die dabei verwendeten neuen Materialien eine starke Absorption negativer Ionen und Elektronen hervorrufen, was der natürlichen Ionisation entgegenwirkt und damit zu einem Konzentrationsverlust führt. Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich dieses günstige natürliche Gleichgewicht wieder herstellen.

Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Ei— zeugung einpoliger Ionen, und insbesondere auf ein Verfahren zur lonenanreicherung eines Luftstromes.

Dieses Verfahren wird erfindungsgemäß dadurch durchgeführt, daß man in einem Lüftungsschlauch bzw. -kanal im Abstand von einigen Metern vom Auslaß den Metallrahmen anordnet, daß man zwischen den Elektroden und den geradlinigen Metal!elementen eine elektrostatische Spannung in der Größenordnung von 10 kV anlegt, daß man die Luftauslaßmenge so regelt, daß keine Ozonspuren am Ausgang des Lüftungsschlauches bzw. -kanales mehr feststellbar sind, und daß die Dichte der erzeugten Ionen so geregelt wird, daß das Verhältnis der Anreicherung an positiven Ionen zur Anreicherung an negativen Ionen in der auf diese Weise behandelten Raumluft zwischen 0,7 und 1 liegt.

Auch wenn die Erfindung nur anhand einiger Äusführungsbeispiele beschrieben wurde, so ist doch klar, daß sie nicht auf diese beschränkt ist und daß zahlreiche Veränderungen im Rahmen der Erfindung möglich sind. Zudem lassen sich die Werte be' dem erfindungsgemäßen Verfahren auch verändern, ohne über den Rahmen der Erfindung hinauszugehen.

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Claims

Patentansprüche

ί 1.1 Vorrichtung zur Erzeugung von Ionen gleicher Polarität und zur Anreicherung eines Luftstromes mit Ionen in einem Lüftungs- und/oder Klimatisierungskanal, in einer Zwischendecke oder im Weg eines Konvektionsluftstromes, beispielsweise über Klima- und/oder Heizgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch mit Erde verbundener Metallrahmen (1) vorgesehen ist, welcher auf einer seiner freien Flächen teilweise durch eine Vielzahl geradliniger, quer und parallel verlaufender Metal 1 elemente (A) verschlossen ist, zwischen welchen gleichgeartete freie Zwischenräume bzw. Schlitze (8) vorhanden sind, und daß eine oder mehrere Flachelektroden (9) vorgesehen sind, die zueinander und zu den Kanten der Schlitze (8) parallel verlaufen und unter den Schlitzen in der Mittelebene derselben angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachelektroden (9) an den Längskanten des Rahmens (1) über Isolatoren (10) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachelektroden (9) mit einem Generator (11) zur regelbaren Erzeugung einer hohen elektrostatischen Spannung mittels eines Kabels (13) und einer Samrneielektrode (12) am positiven oder negativen Pol - je nach der Polarität der zu erzeugenden Ionen - verbunden sind, und daß vorzugsweise zur Erzeugung negativer Ionen die Flachelektroden mit dem negativen Pol verbunden sind.

h. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachelektroden (9) einen oben abgeschrägten Abschnitt zur Erhöhung der lonisationsleistung aufweisen.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinigen Metal 1 elemente (4) vorzugsweise Flacheisen (5), Winkeleisen (6) oder aerodynamisch geformte Teile (7) sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, insbesondere zum Einbau in einer Klima- und/oder Heizanlage, in einem Ejektor-Konvektor, einem Lüftungskonvektor, einem Konvektor und dergleichen, und zur Anordnung in diesen Anlagen im Weg der behandelten Luft, sowie entsprechend modifizierte Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallrahmen (1) mit dem Rahmen der Anlage senkrecht zum Luftstrom verbunden ist, und daß im oberen Teil der Anlage am Luftauslaß ein Gitter bzw. Grill (20) mit einstellbaren Leitklappen (21) vorgesehen ist, während im unteren Teil auf der Einlaßöffnung für die Rezirkulationsluft ein Filter (19) mit mikroskopisch kleinen Maschen zum Zurückhalten von Mikroteilchen vorgesehen ist.

7· Verfahren zur Anreicherung eines Luftstromes mit Ionen gleicher Polarität, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem Lüftungsschlauch bzw. -kanal im Abstand von einigen Metern vom Auslaß den Metallrahmen anordnet, daß man zwischen den Elektroden und den geradlinigen Metal 1 elementen eine elektrostatische Spannung in der Größenordnung von 10 kV anlegt, daß man die Luftauslaßmenge so regelt, daß keine Ozonspuren am Ausgang des Lüftungsschlauches bzw. -kanales mehr feststellbar sind, und daß die Dichte der erzeugten Ionen so geregelt wird, daß das Verhältnis der Anreicherung an positiven Ionen zur Anreicherung an negativen Ionen in der auf diese Weise behandelten Raumluft zwischen 0.7 und 1 liegt.

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