DE29519381U1 - Anlage zur Bestrahlung von strömenden Medien mit Hochfrequenz zur Änderung der Eigenschaften dieser Medien - Google Patents
Anlage zur Bestrahlung von strömenden Medien mit Hochfrequenz zur Änderung der Eigenschaften dieser MedienInfo
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Description
Gebrauchsmusteranmeldung „ Anlage zurßfö^tfcfliljtng vfp ^trömen^en, Medien mit Hochfrequenz zur
Änderung der Eigenschaften dieser strömenden Wiedien" 5\nm«IÜar:%$£l*Hämmer Seite 3
Anlage zur Bestrahlung von strömenden Medien mit Hochfrequenz zur Änderung der
Eigenschaften dieser strömenden Medien.
Die Behandlung und Veränderung von strömenden Medien, insbesondere von Luft oder
nichtleitenden Flüssigkeiten, ist häufig zur Erzeugung thermisch ablaufender Reaktionen im Medium nötig, daneben auch zur Behandlung mitgeführter,
unerwünschter Stoffe (Entkeimung usw.). Diese Behandlung erfolgt bisher entweder
diskontinuierlich in gegen Energieverluste abgeschirmten Behältern oder kontinuierlich unter hohem Energieverlust. Die diskontinuierliche Methode hemmt den
Durchsatz der Anlage, die kontinuierliche Methode ist mit hohem Energieaufwand verbunden. Beide Methoden sind geeignet, mitgeführte wertvolle Inhaltsstoffe durch
Wärme oder mechanische Belastung zu zerstöten. Zur Entkeimung sind daneben umweltbelastende und gesundheitsschädliche Methoden, wie chloren, schwefeln,
Zugabe anderer toxischer Chemikalien, radioaktive Bestrahlung usw. im Gebrauch. Gerade die Anwendung letzterer Methoden ist aus Umwelt- und
Gesundheitsgesichtspunkten fragwürdig, weil sich Reste der toxischen Chemikalien
auch nach gründlichster Reinigung noch im Produkt befinden oder das Produkt gar radioaktiv wird. Durch die energie- und arbeitsaufwendige weiter oben beschriebene
Beahndlung ist es darüberhinaus vielfach unwirtschaftlich, verkeimte oder anderweitig
ausgemusterte Arbeitsmittel weiter zu nutzen. Diese Stoffe müssen auf Kosten der
Umwelt teuer entsorgt werden. Wieder andere Stoffe, die tatsächlich Abfall sind, sind
derart gefährlich, daß sie nur unter strengen Sicherheitsvorkehrungen (teuer) verbrannt (umweltgefährdend) oder endgelagtert (umweltgefährdend) werden müssen.
Selbst bei Verwendung von HF-Strahlung bietet der derzeitige Stand der Technik nur
eine sehr eingeschränkte Koppelung zwischen dem Medienstrom und wirkenden Feldern, sowie die Nutzung von mehr oder weniger ungerichteten Strahlungen oder
Strömungsrichtungen. Durch die ungeleitete Verwendung von Strahlung bei der Behandlung strömender Medien ist bis heute nur ein geringer Wirkungsgrad
erreichbar, der eine derartige Anwendung nur in wenigen Bereichen rechtfertigt weil
dadurch eine überproportional große Generatorleistung erforderlich ist.
GebraucVismusteranmeldung „ Anlage zur JJo^t refilling vgji sjrömendet^Meefisn mit Hochfrequenz zur
Änderung der Eigenschaften dieser strömenden Medien" J\nm$ltlex:7ta^lHämmer Seite 4
Wirkungsweise:
Diese Probleme werden durch die im Schutzanspruch 1 genannte Erfindung gelöst.
Die durch Teile des Gerätes hindurchströmenden Medien, Flüssigkeiten, Gemische und
durch diese mitgeführte Stoffe wie z.B. Bakterien, Viren, Mikroben, Stäube, Chemikalien ect. werden durch hochfrequente elektromagnetische Wellen geeigneter
Frequenz und Leistung in einem hierzu besonders ausgeführten Kanal bestrahlt. Der
Kanal ist hierzu so ausgeführt, daß die HF-Energie nicht austreten kann und gleichzeitig durch besonders geformte Gehäuse- und Leitungsgeometrien ein
maximaler Wirkungsgrad erreicht wird. Die Ausführung des Kanals ist so beschaffen,
daß die Strahlung an bestimmten Stellen „konzentriert" wird, d. h. durch
Resonanzeffekte Energiemaxima auftreten, an denen die Energiedichte höher ist, als
die aus die am Ausgang der Strahlungsquelle meßbare Energiedichte. Durch die Bestrahlung können thermische, chemische oder biologische Wirkungen
hervorgerufen werden, die durch Konstruktion und Betrieb geeignet steuerbar sind.
Die Ausführung des Strömungskanals als Resonator für die jeweilige verwendete
Frequenz des Generators erzeugt über die Kanallänge an genau definierbaren Orten
örtliche Maxima und Minima sowohl der elektrischen als auch der magnetischen Feldanteile. Durch geeigntete Blenden aus leitenden und nichtleitenden Materialien
oder Filtern können insbesondere die Maxima noch verstärkt werden (Schutzanspruch
2). Des weiteren ist hierdurch eine Konzentration des Medienflusses auf die Orte der
Maxima möglich. Hierdurch wird die Wechselwirkung Medium-Strahlung noch verstärkt
und somit der Wirkungsgrad deutlich erhöht.
Technische Beschreibung:
Das Gerät besteht im wesentlichen aus
- HF-Generator
- HF-Generator
■ · · ·# # · «091SH2.DOC
Getarauchsmusteranmeldung „ Anlage zur B*eV*a*ffl{ing vpji sjröqtenden^Meeiien mit Hochfrequenz zur
Änderung der Eigenschaften dieser strömenden Aledien" &nmQltlex:"/&$l Wätpmer Seite
- (1) Wellenleiter (mit Koppelung und Anpassung)
- (2) Strömungskanal (mit Leitelementen)
- Kühlung
- Steuerung
HF-Generator:
Die im Gerät erzeugte und verwendete HF-Energie wird in einem oder mehreren
Generatoren erzeugt. Je nach Frequenzbereich und Leistung werden hierfür unterschiedliche Konzepte verwendet; daneben kann eine Kühlung durch
verschiedene Varianten notwendig sein. Oer/die Generatoren sollen in gewissen Grenzen frequenzstabil oder frequenzsteuerbar sein. Des weiteren sind
Schutzschaltungen vorzusehen, die einer Überlastung vorbeugen. Derartige
Generatoren sind Stand der Technik und in verschiedenen Leistungsklassen und Frequenzbereichen erhältlich. Die Erzeugung der Hochfrequenzleistung kann durch
Röhren, Magnetrons, Oszillatoren oder Verstärker realisiert werden.
Wellenleiter (1)
Die vom HF-Generator erzeugte und abgegebene Energie wird durch einen oder
mehrere Wellenleiter möglichst verlustarm und störungsfrei in den Strömungskanal
geleitet oder gekoppelt. Je nach Leistung und Frequenz ist / sind der / die Wellenleiter
als Kabel, Rohre, Hohlleiter etc. ausgeführt. Im Wellenleiter sind Anpaßglieder
vorzusehen, die den Generator möglichst gut an den Strömungskanal HF-technisch anpassen, wie z.B. Anpassungstransformatoren, Richtungsleitungen, Schluckleitungen
etc. Es ist möglich, den Wellenleiter und die Einkopplung in den Strömungskanal auf
unterschiedliche Arten zu lösen. Die hier gezeigte Variante ist eine direkte Strahlungskopplung in den Resonator. Weitere mögliche Koppelarten sind geschlitzte
Hohlleiter längs des Resonators bzw. längs des Strömungskanales oder elektrische
bzw. magnetische Einkopplung von Koaxial-Leitungen. Je nach Anforderungen an die
Kanalgrößen, Strömungsgrößen und Strahlungsdichten sind Leistungsteiler oder zusätzliche Generatoren notwendig.
45061GRK-DQC
Gebrauchsmusteranmeldung „ Anlage zur pesfratTrtjng von strömenden Madten mit Hochfrequenz zur
Änderung der Eigenschaften dieser strömandän S/Tedusn" ^nme.läe/: i^x^l Hammer Seite
Figur 1 erläutert die Konstruktion des Wellenleiters. Die Ausführung kann je nach
Kanalgröße und Generatorenanzahl variieren.
Strömungskanal (2)
(Die in Klammern gesetzten Großbuchstaben beziehen sich auf die Angaben in Figur 2)
Im Strömungskanal erfolgt die Wechselwirkung der hochfrequenten Strahlung mit dem
Medium. Hierzu ist der Kanal als Resonator aufgebaut (!). Bei Verwendung mehrerer
Generatoren sind hierzu mehrere Resonatoren vorzusehen, die jedoch in einem einzigen Gehäuse untergebracht werden können. Die Resonatorlänge ist entscheidend
durch die Frequenz festgelegt. Im Strömungskanal befinden sich Leitelemente aus
nichtleitenden ferritschen oder leitenden Materialien, die das hochfrequente Feld
beeinflussen, leiten, bündeln oder konzentrieren können (A, C). Zur Erhöhung der
Wirkung oder für besondere Anwendungsbereiche können auch Filtermaterialien eingesetzt werden (B, D). Des weiteren dienen die Leitelemente dazu, den Medienstrom
bei Bedarf in Zonen hoher Feidsträrke zu konzentrieren und den Mediendurchsatz so
zu beeinflussen, daß die notwendige Expositionsdauer der Hochfrequenz auf das Medium für den jeweiligen Zweck gewährleistet ist. Der Stromungskanal ist zum
Zwecke der Abschirmung durch leitfähige Gitter begrenzt, die die Strahlung ausreichend abschirmen, jedoch den Medienfluß nicht erheblich behindern (E, G). Des
weiteren sind elektrisch leitfähige Elemente passend angeordnet, um die vom Wellenleiter zugeführte Leistung gleichmäßig in den Strömungskanal einzuleiten (E, J).
Schließlich sind je nach Fertigungspräzision Elemtene vorzusehen, die eine genaue
Anpassung des Strömungskanales und dessen Resonatorlängen an die HF-Quelle ermöglichen. Bei einer mediendichten Trennung des Kanales vom Generator sind
zusätzliche nichtleitende mediendichte Trennwände an den Einkoppelfenstern sowie
ein dichter Aufbau der Kammer zum Außenraum notwendig.
Figur 2 erläutert die Konstruktion des Strömungskanals
In Fig. 2 sind zum Zwecke einer konzentrierten zeichnerischen Darstellung
schematisch 2 übereinander liegende Resonatoren eingezeichnet, die durch eine gemeinsame HF-Quelle versorgt werden. In der oberen Hälfte sind
Strömungsleitelemente (A), in der unteren Hälfte Blenden (C) eingezeichnet, die beide
dazu dienen, das Medium auf die Stellen der maximalen Energie zu konzentrieren.
•46031 GMZ.DCC
Gebrauchsmusteranmeldung „ Anlage zur g&SJratilijng von strömende» Madien mit Hochfrequenz zur
Änderung der Eigenschaften dieser strömeüidan Medien" Änmejdej-: Φ$$ Hammer Seite 7
Daneben sind noch Filterelemente (D) eingezeichnet. In der Praxis wird eine derartige
Anordnung für einen unterbrechungsfreien Parallelbetrieb zur Anwendung kommen, allerding in einheitlicher Konstruktion.
Bemaßungsbeispiel
Die Bemaßung des Strömungskanals ergibt sich aus der verwendeten Konstruktion
und der vorgesehenen Betriebsfrequenz. Im folgenden Beispiel ist die Bemaßung bei
Verwendung eines Rechteck-Hohlleiters (Resonators, Kanals) und einer Nutzfrequenz
von 2450 MHz angegeben.
Figur 3 erläutert die Bemaßung von Figur 2 unter Angabe der verwendeten Formeln
Erläuterung der Beschriftung: Als Hohlleiter wird allg. der Resonatorraum in Fig. 2
Bezeichnet. Der Resonator ist der Teil des Hohlleiters, der sich zwischen Einleitung der
hochfrequenten Wellen und dem Abschirmgitter befindet. Der Hohlleiter leitet das
strömende Medium darüberhinaus dem Resonator zu und von diesem ab. Der Wellenleiter ist das die HF-Strahlung zuführende Element. Als Kanal wird die
Gesamtlänge aller in einem System eingesetzten Resonatoren bezeichnet. Mehrere Resonatoren können hintereinander geschaltet werden und bilden so den Kanal, in
dem die Reaktionen stattfinden. Die Kanalmaße sind demnach auch die Maße der einzelnen Resonatoren. Die Kanallänge ist praktisch beliebig in Stücken zu je Vz
Wellenlänge ((K) Fig. 2) erweiterbar.
Kühlung
Je nach Größenanforderung, Leistung und Frequenz ist eine Kühlung für den
Generator oder den Strömungskanal notwendig. Diese kann mittels freier Radiationskühlung, aktiver Luft- oder Wasserkühlung oder durch das Medium selbst
erfolgen. Auf eine genaue Ausführung der Kühlelemente oder-Anlagen wurde
verzichtet. Derartige Geräte sind Stand der Technik und in verschiedensten Ausführungen erhältlich.
46M1GM2.DOC
Gebrauchsmusteranmeldung „ Anlage zur gfeSJrafrtijng v§g strömenden Madien mit Hochfrequenz zur
Änderung der Eigenschaften dieser strömenden Medien" Anmejder: ttfg} Matpmer Seite
Steuerung
Das Gerät benötigt je nach Anwendungsbereich einen mehr oder weniger
umfangreichen Steuerungsapparat. Im einfachsten Falle besteht die Steuerung aus
einem Hauptschalter zur Stromzufuhr. Ergänzende Steuer- und Regelmöglichkeiten können durch elektronisch gesteuerte Komponenten gelöst werden, wie z.B.
Durchflußkontrolle und Steuerung, Frequenzkontrolle und -steuerung, Leistungskontrolle und -steuerung, Temperatur- und Kühlungskontrolle sowie steuerung,
Wechselintervallüberwachung, Notabschaltung etc. Bei der Verwendung in
Klima-Anlagen ist eine Kopplung an die Klimaregelungsanlage denkbar. Eine Sicherheitschaltung zu Abschaltung bei auftretenden HF-Leckagen ist sinnvoll. Auf
eine genaue Ausführung der Steuerung wurde verzichtet. Derartige Komponenten sind
Stand der Technick und in der jeweilig notwendigen Form erhältlich.
Ausführungsbeispiel
Eine mögliche Anwendung des Gerätes liegt in der Sterilisation von Luft. Dies ist
insbesondere in Kliniken, Schwimmbädern, Nahrungsmittelbetrieben oder Reinräumen
notwendig. Durch geeignete Ausführung und Dimensionierung sind theoretisch befeibig große Durchflußmengen zu verarbeiten. Vorteilhaft für die Integration in
Kühlanlagen ist der in sich geschlossene Aufbau. Anschlußschächte müssen keine erhöhten Anforderungen an die Präzision aufweisen. Bei Verwendung genormter
Anschlußmaße beschränkt sich der Einbau im wesentlichen nur auf das Einsetzen und
Verschrauben sowie herstellen der Stromzufuhr. Durch den erhöhten Wirkungsgrad kann bei kleiner Baugröße ein sehr geringer Prozentsatz „überlebender" Bakterien
oder Viren erreicht werden. Die filterlose Variante ist nahezu wartungsfrei. Bei
Verwendung von Filtern ist ein Austausch durch Filtereinsätze (Einschübe) leicht zu
bewerkstelligen. Bei Mehrkanal-Anlagen kann der Filtertausch ohne Betriebsunterbrechung vorgenommen werden.
i60eiGM2.DOC
UlrichS.
Zugelassen beim Landgericht Augsburg
Deutsches Patentamt Zweibrückenstr. 12
80331 München
Betreff:
Alter Postweg 101, 86159 Augsburg
Telefon: 0821 / 59 10 40
Telefax: 0821/5910 60
Mobiltelefon: 0171 / 860 1260
Gerichtspost bitte einzeln an obiqe
5082A1
28.11.1995
Gebrauchsmusteranmeldung „ Anlage zur Bestrahlung von strömenden Medien mit Hochfrequenz zur Änderung der
Eigenschaften dieser strömenden Medien"
1. Anlage zur Bestrahlung von strömenden Medien mit Hochfrequenz zur Änderung der
Eigenschaften dieser strömenden Medien
dadurch gekennzeichnet,
daß die durch Teile des Gerätes hindurchströmenden gasförmigen, flüssigen oder
gemischten Medien und durch diese mitgeführte Stoffe wie z.B. Bakterien, Viren, Mikroben, Stäube, Chemikalien etc. durch hochfrequente elektromagnetische Wellen
geeigneter Frequenz und Leistung in einem hierzu besonders ausführten Kanal (Reaktionskammer) mit geringstmöglicher Leistung der Strahlenquelle so intensiv
Claims (2)
- Gebrauchsmusteranmeldung „ Anlage zurßT^tratllJing v.cfi ^tremencten, Medien mit Hochfrequenz zur Änderung der Eigenschaften dieser strömenden *Äedten"i\nmerder:*4^f IHägimer Seite 2bestrahlt werden, daß eine gewünschte Eigenschaftsänderung eintritt. Der Kanal ist hierzu so ausgeführt, daß die HF-Energie nicht austreten kann und gleichzeitig durch besonders geformte Gehäuse- und Leitungsgeometrien (Strömungsleitelemente, Blenden) ein maximaler Wirkungsgrad erreicht wird. Durch die Bestrahlung können thermische, chemische oder biologische Wirkungen hervorgerufen werden, die durch Konstruktion und Betrieb geeignet steuerbar sind.
- 2. Anlage nach Schutzanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,daß in dem Kanal der Anlage an geeigneten Stellen, typischerweise an den Stellen, an denen Energiemaxima auftreten, geeignete Filter die im Medium mitgeführten Feststoffe oder Flüssigkeiten aufhalten und konzentrieren, sodaß diese einer ganz bestimmten Energie, typischerweise der höchsten auftretenden Energie, eine bestimmbar lange Zeit ausgesetzt sind, und danach gesammelt entfernt werden können, wodurch nur HF-Strahlung relativ geringer Energie erzeugt und eingeleitet werden muß, was eine Begrenzung der HF-Strahlung auf die Reaktionskammer und eine problemlose Integration in vorhandene Anlagen ermöglicht.Gebrauchsmusteranmeldung „ Anlage zur Bestrahlung von strom elide« Meäiem mit Hochfrequenz zur Änderung der Eigenschaften dieser strömend,^ JWejdien" Ajijflejjiej·: Axe^Maipjner SeiteBezugszeicheniiste Bezugszeicheneriäuterung für Figur 1A Anschlußebene für StrömungskanalB Anschlußebene für GeneratorC WellenleitelementeD AnpaßelementeBezugszeicheneriäuterung für Figur 2A StrömungsleitelementB Strömungsleitelement mit Filterlement (Variante)C StrömungsbiendeD FilterelementE Wellenleitelemente, mediendurchlässigF Anschlußflansche an z.B. LüftungsanlageG Abschirmgitter an Resonatorende, mediendurchlässigH Anschlußebene für Wellenleiteri ResonatorraumJ Resonator-KoppelspalteK ResonatorsegmentAnsicht: Schnitt durch Kanal / Resonator
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29519381U DE29519381U1 (de) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | Anlage zur Bestrahlung von strömenden Medien mit Hochfrequenz zur Änderung der Eigenschaften dieser Medien |
Applications Claiming Priority (1)
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DE29519381U DE29519381U1 (de) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | Anlage zur Bestrahlung von strömenden Medien mit Hochfrequenz zur Änderung der Eigenschaften dieser Medien |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE29519381U1 true DE29519381U1 (de) | 1996-04-04 |
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ID=8016381
Family Applications (1)
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DE29519381U Expired - Lifetime DE29519381U1 (de) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | Anlage zur Bestrahlung von strömenden Medien mit Hochfrequenz zur Änderung der Eigenschaften dieser Medien |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29519381U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19919623A1 (de) * | 1999-04-29 | 2000-11-02 | T E M Tech Entwicklungen Und M | Luftaufbereitungssystem zum wirksamen Abbau von luftgetragenen Gerüchen, Keimen und Schadstoffen |
-
1995
- 1995-12-07 DE DE29519381U patent/DE29519381U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19919623A1 (de) * | 1999-04-29 | 2000-11-02 | T E M Tech Entwicklungen Und M | Luftaufbereitungssystem zum wirksamen Abbau von luftgetragenen Gerüchen, Keimen und Schadstoffen |
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