DE29702122U1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines Singulett-Sauerstoff-aktivierten sauerstoffhaltigen Gas-Stromes - Google Patents
Vorrichtung zur Erzeugung eines Singulett-Sauerstoff-aktivierten sauerstoffhaltigen Gas-StromesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Singulett-Sauerstoff-aktiviertem
sauerstoffhaltigen Gas-Stromes, in welcher Vorrichtung ein lichtempfindliches Material in einer, mit Einlauf und
Auslauf ausgeformten Aktivierungskammer angeordnet ist. und wo die Kammer für die Bildung vom Singulett-Sauerstoff während der Gas sich im
Kammer befindet, berechnet ist.
Es ist seit 1930 sehr viel auf Singulett-Sauerstoff geforscht worden,
insbesondere aber die letzten 25 Jahre und Singulett-Sauerstoff ist deshalb vielseitig untersucht und dokumentiert. Der Mechanismus der Bildung und
die Reduktion von Singulett-Sauerstoff ist wohlbekannt und ausführlich beschrieben und diskutiert. Unter anderem ist gefunden worden, dass
Singulett-Sauerstoff, als ein nicht-stabiler Zustand von Sauerstoff eine variable, aber kurze Lebensdauer hat. Unter atmosphärischen Verhältnissen
wird Singulett-Sauerstoff eine Lebensdauer in Grösserordnung Millisekunden haben. In flüssiger Lösung ist die Lebensdauer wesentlich kürzer.
Es ist gefunden worden, dass Singulett-Sauerstoff eine direkte biologische
Wirkung hat und ein grosser Teil der Forschung geht auf den Wirkungen von Singulett-Sauerstoff in Kontakt mit verschiedenen Stoffen, sowohl
organischen sowie unorganischen.
Auch wenn Singulett-Sauerstoff sehr schnell zurück zum Grundzustand
Sauerstoff geht, kann man durch ein Studium der Wirkungen der früher
beschriebenen Anordnung feststellen, dass ein Stoff, eine Flüssigkeit, oder ein Gas, in welchem Singulett-Sauerstoff gebildet worden ist einen gewissen,
geänderten Zustand bekommen hat, jedenfalls in einem abgegrenzten Zeitraum, der im Folgenden als aktivierter Zustand bezeichnet wird. Dieser
Zustand darf nicht mit der ersten Beschreibung (von den 1930-Jahren) von
Singulett-Sauerstoff wo auch Singulett-Sauerstoff als aktiviertes Sauerstoff
bezeichnet wird verwechselt werden.
Vorrichtungen zur Herstellung von Singulett-Sauerstoff und photosentistiven
Mitteln zu diesem Gebrauch sind bereits bekannt.
In der Publikation "Singlet O2" von Aryeh A. Frimer, CRC Press Inc., USA
1985 sind Grundprinzipe zur Herstellung von Singulett-Sauerstoff in
Gasform und dabei aktiviertem Gas beschrieben worden.
WO Patentanmeldung 9007144 beschreibt verschiedene photosensitive Mittel
um, in Kombination mit Lichtstrahlung, Singulett-Sauerstoff zu bilden, dass zur Oxydation von bestimmten Verbindungen verwendet wird.
WO Patentanmeldung 9100241 beschreibt eine Dekomposition von
Nitrogenoxyden. Die Dekomposition findet dadurch statt, dass ein Katalysator von Licht angeregt wird, wenn eine Strahlungsquelle in eine
transparente Wand eines Behälters angebracht ist.
DE Patent 4125284 beschreibt eine Vorrichtung zur Hersteilung vom
aktivierten Sauerstoff. Die Vorrichtung die hier beschrieben worden ist besteht aus einer Kammer wo ein durchströmender Sauerstoff von einem UV-Strahler
bestrahlt wird und die Kammer sind mit Trennwänden in hin- und hergehende Strömungsbahnen aufgeteilt, so dass ein möglichst langer
Strömungsweg, für eine möglichst lange Behandlungszeit des Sauerstoffes erreicht wird. Es ist ferner ein Nachbehandlung mit magnetischer Erregung
des Schlussproduktes beschrieben. Die Vorrichtung ist aber nicht für die
Bildung von Singulett-Sauerstoff gedacht worden, sondern für sogennante "weiche Aktivierung des Sauerstoffes".
DE Patent 3606925 beschreibt ein Gerät zur Herstellung von Singulett-Sauerstoff
und möglicherweise Ozon. Das Gerät ist Rohr-förmig mit einer
Lampe in der Mitte und mit Durchströmung von Sauerstoff, wobei es auf den Flächen des Gerätes eine Schicht von Metalloxyden oder ein fluorisierender
Stoff gebildet ist. Die Konstruktion ist recht kompliziert.
Die bekannten Vorrichtungen die früher zur Herstellung Singulett-Sauerstoff
verwendet worden sind, waren gross und unhandlich und/oder kompliziert bzw, man hat nicht feststellen können, dass in der Realität eine Produktion
von Singulett-Sauerstoff stattgefunden hat.
Der Gebrauch von Gas der durch Singulett-Sauerstoff aktiviert worden ist ist
deshalb sehr abgegrenzt gewesen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Apparat zu schaffen, mit
welchem es in einfacher Weise möglich sein soll Singulett-Sauerstoffaktivierten
Gas effektiv herzustellen, vorzugsweise ohne grossen Apparataufwand und wo, in solcher Weise aktivierten Gas verwendet werden
kann, beispielsweise zur terapeutischer Behandlung von menschlichen
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Leiden und auch fur die Anreichung bespielsweise von Wasser das zum
Anbau von Pflanzen, Aufzucht von Fischen etc. verwendet wird,
Ein solche leichte und einfache Vorrichtung soll in einfacher Weise
transportiert werden können und mit einfachen Mitteln betrieben werden.
Diese Aufgabe wird gemäss einer Vorrichtung laut der Einleitung des
Anspruchs 1 gelöst, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Aktivierungskammer als ein Raum zwischen zwei Platten ausgeformt ist,
wobei die eine Platte lichtdurchlässig ist, dass der Raum gegen die Umgebung mit Hilfe eines Dichtungsringes abgedichtet ist, wobei der Ring
zwischen den Platten entlang des Umkreises angebracht ist, bzw. dass der Raum einen Hohlraum in einer Metallplatte ist, der dichtend mit Hilfe einer
Glasplatte/Kunststoffplatte abgeschlossen ist, dass der Einlaufund der
Auslauf für den Gas-Strom an den Seiten oder den Boden des Raumes angeschlossen sind und dass es als lichtempfindliches Material im
Bodenbereich des Raumes ein photosensitives Material aufgetragen ist.
Mit Hilfe der Erfindung wird Singulett-Sauerstoff durch Bestrahlung eines
Gas-Stromes, der vorzugsweise aus Luft oder Sauerstoff-Gas besteht und
durch eine schmale Kammer strömt, hergestellt, so dass eine relativ dünne Luftschicht beispielsweise mit einer Höhe von 3 mm hergestellt wird. Die
Kammer hat vorzugsweise eine Höhe zwischen 1 und 30 mm, wobei aber die vorgezogene, effektive Erzeugung von Singulett-Sauerstoff ein eine Kammer
mit einer Höhe zwischen 1 und 3 mm bei einer gegebenen Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird. Falls die Kammer zu hoch wird, wird die
Intensität des Lichtes kleiner und der Anteil des Gases der in Kontakt mit dem photosensitiven Material steht, wird kleiner. Eine vorteilhafte
Gasdurchströmungsgeschwindigkeit ist 3-5 l/min, bei einer Kammerhöhe
zwischen 1 und 6 mm, indem dabei das gesamte Volum von Luft in der
Kammer mehrfach per Sekunde, vorzugsweise 5-15 Mal per Sekunde ausgewechselt wird. Auf dem Boden der Kammer ist eine Schicht von
photosensitivem Material angebracht, und diese Schicht wird von der Aussenseite der Kammer, von einer Lichtquelle die eine künstliche
Lichtquelle oder natürliches Licht ist, bestrahlt. Der Gebrauch einer Halogenlampe, die sehr starkes Licht abgibt ist vorgezogen, Bei der
Bestrahlung des photosentiven Materials durch eine Schicht von durchströmendem Gas wird es in dem sauerstoffhältigen Gas kurzzeitig
Singulett-Sauerstoff gebildet. Der Singulett-Sauerstoff ist bereits vor der Gas
die Kammer verlässt, bzw. unmittelbar danach, wieder zurück im Grundzustand des Sauerstoffes gegangen, der Gas, der aus der Kammer
strömt, wird aber zu einem aktivierten Gas. Die einzigsten Treibmittel fur die Vorrichtung ist die Strahlungsquelle, beispielsweise eine Halogenlampe und
eine Treibvorrichtung für den Gas-Strom, beispielsweise eine Pumpe. Eventuell kann statt einer Halogenlampe auch eine andere Strahlungsquelle
benutzt werden, was allerdings voraussetzt, dass es auch ein photosensitives Material der für diesen Lichttyp berechnet ist, verwendet wird. Es kann z.B.
als Treibquelle Solarzellen zum Betrieb der Pumpe verwendet werden und Sonnenlicht als Strahlungsquelle, oder ein Solarzellensystem kann auch eine
Strahlungsquelle bedienen. Die Vorrichtung kann in dieser Weise einen sehr allgemeinen Gebrauch erhalten.
Die Erfindung soll im folgenden mit Hilfe von Ausführungsbesbeispielen, die
auf der Zeichnung dargestellt sind, näher erklärt werden. Dabei zeigt:
Fig.l die Vorrichtung gemäss der Erfindung in einem Seiten
schnitt gesehen,
Fig. 2 die Vorrichtung gemäss der Erfindung, von oben gesehen, wobei
die Strahlungsquelle entfernt worden ist,
Fig. 3-6 ein zweites Ausführungsbeispiel die eine Variante der
Vorrichtung zeigt, indem Fig. 3 den oberen Teil der Vorrichtung zeigt, von oben gesehen, Fig. 4 eine photosensitive
Schicht, Fig. 5 den Unterteil der Vorrichtung, von oben gesehen und Fig. 6 einen Schnitt der zusammengesetzten
Vorrichtung.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist auf Grund einer Platte 1 beispielsweise aus Metall gebaut, wobei die Platte beispielsweise viereckig
sein kann. Auf diese Platte ist ein Ring 2, beispielsweise aus Silikon-Gummi mit einer Höhe von etwa 3 mm aufgelegt. Über dem inneren Bereich des
Ringes 2 ist eine Glasplatte 4 angebracht, die diesen Hohlraum schliesst und dabei einen Raum oder eine Aktivierungskammer 3, bildet. Auf dieser Platte
4 ist es im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel eine Halogenlampe mit einer Glaszudeckung angebracht. Die Glaszudeckung kann einen Teil der
Strahlung ausschalten, so dass man dabei eine Strahlung innerhalb eines
bestimmten Frequenzmusters erhält. Die Glasplatte 4 kann auch ein integrierter Teil der Halogenlampe sein. Auf dem Boden der Aktivierungskammer
3, ist eine Schicht oder ein Belag von photosensitivem Material, das
mit dem Ziffer 6 bezeichnet ist, angebracht. Im Metallgrundteil 1 kann kann ein Anschluss 7 für eine Leitung für Gas, vorzugsweise Luft und ein
Anschluss 8, für eine Leitung für Ausströmung von Gas von der Kammer 3 angeordnet sein, Dabei kann eine Pumpe für die Gasdurchströmung durch die
Aktivierungskammer in der Leitung zu dem Anschluss 7, angeordnet sein.
Beim Betrieb der Vorrichtung wird die Halogenlampe eingeschaltet, die
Pumpe wird in Betrieb gesetzt, so dass beispielsweise Luft durch den Anschluss 7 hineinströmt, und durch die Aktivierungskammer 3 in einer
dünnen Schicht, die von der Strahlung der Halogenlampe 5 durchgestrahlt wird, in dem das photosensitive Material 6 im Boden der Kammer beleuchtet
wird. Diese Strahlung gegen die photosensitive Schicht bewirkt die Bildung
von Singulett-Sauerstoff, der nach einer kurzen Zeit wieder in den
Grundzustand des Sauerstoffes zurückgeht, wonach die Luft durch den Anschluss 8 hinaus-strömt, durch eine Luftschlange zu der Verbrauchsstelle.
Man kann auch diesen Luftstrom, beispielsweise durch Wasser leiten, wonach das Wasser aktivierte Eigenschaften erhält. Der Gas kann aber auch
direkt als aktives Behandlungsmittel gebraucht werden, beispielsweise durch Einatmen zur Behandlung von Allergie, Asthma oder andere Krankheiten.
Das photosensitive Material kann mittels einer mikroporösen Fläche, auf
welche Chromophorpartikel, die mit kinetishcen, thermischen oder
chemischen Methoden aufgetragen sind, hergestellt werden. Die Oberfläche mit dem Belag von Chromophorkristallen ist fur Licht in einem bestimmten
Frequenzbereich empfindlich und wird dabei ihre Energie an den naheliegenden Sauerstoff-Molekylen oder Atomen abgeben. Die mikroporöse
Fläche kann aus einem keramischen Material oder aus Metall bestehen. Als Chromophote können Methyl-blau, Rose bengal, Porforine, Flourescen, etc.
verwendet werden. In Verbindung mit einer Halogenlampe kann
vorzugsweise Methylen-blau als photosensitives Material verwerdet werden.
Die Halogenlampe 5 kann auch mit anderen Strahlungsquellen ausgewechselt
werden. Es muss dabei Strahlungsquellen verwendet werden, die eine
Frequenz für die Strahlen hat, die das gewählte photosensitive Material
beeinflussen können. Es ist auch möglich einfallende Sonnenlichtstrahlung
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zu verwenden, und die Öffnung oder die grösste Glasplatte, d.h. die
Lichtöffnung der aktiven Kammer kann auch in Abhängigkeit zur Durchströmung, Dicke der Gas-Schicht in der aktiven Kammer und dem
photosensitjven Material reguliert werden.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung der Vorrichtung gemäss der Erfindung.
Die Figuren zeigen die einzelnen Teile aus welchen die Vorrichtung aufgebaut ist. Die Figur 3 zeigt dabei den oberen Teil oder den Deckel 2 der
Vorrichtung. Der Deckel hat dieselbe Bezugsziffer wie der obere Ring auf
Figur I1 auch wenn es hier klare konstruktionsmässige Unterschiede
bestehen. Der Deckel 2 kann vollständig aus einem lichtdurchlässigen Material, so wie Polykarbonat oder Glas hergestellt sein oder er kann ein
Fenster 3 von einem solchen Material enthalten, wie es auf Figur 3 angedeutet ist. Mit punktierten Zeilen ist es angedeutet, dass es auf der
Unterseite des Deckels Aussparungen für den Einlauf 7 und den Auslauf 8 vorgesehen sind, diese können aber auch im unteren Teil angeordnet sein,
wie es auf Figur 5 gezeigt ist. Die Löcher 9 für die Zusammenstellung von Oberteil und Unterteil sind im Kantbereich angeordnet,
Figur 4 zeigt eine photosensitive Schicht 6, die auf einem Träger angebracht
ist oder auf einem Film ist, oder direkt auf dem Boden der
Aktivierungskammer aufgeführt worden ist.
Figur 5 zeigt den unteren Teil der Kammer. Der Teil hat im Mittelbereich
einen Raum 3, der als Aktivierungskammer dient. In dieser Kammer wird das photosensitive Material 6 angebracht, das vorzugsweise das selbe
Flächenmass wie die Aktivierungskammer hat, wonach der Oberteil 2 und
der Unterteil 1 zusammengeschraubt werden,
Es entsteht somit eine Vorrichtung, wie im Schnitt auf Fig. 6 gezeigt ist. Auf
dieser Figur ist es nicht angegeben worden, ob der Oberteil 2 oder der Deckel mit einem Fenster versehen worden ist, oder vollständig aus Glas oder einem
ähnlichen Material hergestellt ist, und die Anschlussteile für den Einlaufund
Auslauf sind auch nicht eingezeichnet, da es hier viele Möglichkeiten gibt, in
Abhängigkeit der Materialwahl und ähnliches. Auf Fig. 6 ist es zusätzlich
eine Dichtung 10 gezeigt.
Singulctt-Sauerstoff wird von Sauerstoff in Gas-Form so lange wie der Gas
durch die Kammer strömt und die Lichtquelle aktiv ist, erzeugt. Die
Herstellung ist konstant und dauerhaft solange die Konsistenz des Gases
konstant ist und Faktoren wie Druck und Temperatur und Lichtintensität auch
konstant sind. Die Erzeugung des Singulett-Sauerstoffes findet bei annähernd athmosphärisschen Verhältnissen statt und es wird eine relativ niedrige
Strömungsgeschwindigkeit verwendet. Das photosensitive Material besteht
aus einem stabilen, nicht-reaktivem Material mit den Eigenschaften, dass es bei der Bestrahlung mit einer zufriedenstellenden Lichtintensität eine
Photosensitierung des Sauerstoffes erreicht wird. Die Lichtquelle wird auf Grundlage des verwendeten Materials gewählt. Beispiele sind Methylen-blau
oder Rose bengal. Die Menge von hergestelltem Gas, oder der Aktivierungszustand kann durch Änderung der Lichtintensität oder der Oberflächengrösse
des sensitiven Materials, sowie die Höhe der Kammer, variiert werden.
In Verbindung mit dem Beispiel auf Fig. 1 ist eine Luftdurchströmung von
3-5 liter pro Minute verwendet. Dies muss in Relation dazu, dass das Volum der Kammer in der Grössenordnung 5-10 cm3 ist, gesehen werden. Die
Aktivierungskammer ist versiegelt um die Einströmung von falscher Luft zu verhindern. Bei dem Gebrauch von starken Lichtquellen kann eine Kühlung
notwendig werden.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung kann in vielen Weisen modifiziert
werden. Wie oben erwähnt ist es möglich verschiedene Typen von Strahlungsquellen zu verwenden, die Kammer kann auch andere Formen als
zirkulär oder rechteckig wie auf den Figuren gezeigt, haben, und es können auch Luftdurchströmungsmuster verwendet werden. Die Vorrichtung kann
zweckmässig auch als tragbare Einheit ausgeformt werden, bzw. in eine
solche angebracht werden.
Die Vorrichtung für die Herstellung eines Singulett-Sauerstoff-aktivierten
sauerstoffhaltigen Gas-Stromes, vorzugsweise eines Luftstromes, umfasst somit eine
Aktivierungskammer 3 mit Einlauf 7 und Auslauf 8. In der Aktivierungskammer 3 wird im Gas Singulett-Sauerstoff erzeugt.
Der Einlauf 7 oder der Auslauf 8 der Aktivierungskammer ist mit Mitteln versehen, um eine dauerhafte Durchströmung von Gas
durch die Kammer 3 zu erzeugen. Die Kammer hat auf der einen Seite eine Fläche 4, die für Strahlen einer Lichtquelle 5
durchlässig ist, wobei die Strahlung ausreichend ist, um eine Photosensibilisierung eines photosensitiven Materials 6 in der
Aktivierungskammer 3 zu erreichen. Dieses Material ist auf der gegenüber der Lichtquelle 5 angebrachten Seite der Kammer
aufgetragen.
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Herstellung eines Singulett-Sauerstoffaktivierten
sauerstoffhaltigen Gas-Stromes, welche Vorrichtung ein lichtempfindliches Material (6) umfasst,
wobei das Material in einer mit Einlauf (7) und Auslauf (8) ausgeformte Aktivierungskammer (3) angeordnet ist,
für die Erzeugung vom Singulett-Sauerstoff im Gas in der
Kammer (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungskammer (3) als ein Raum zwischen zwei Platten
(1, 4) ausgebildet ist, wobei die eine Platte lichtdurchlässig ist, daß der Raum gegen die Umgebung mit
Hilfe eines Dichtungsringes abgedichtet ist, wobei der Ring zwischen den Platten (1, 4) entlang des Umkreises
angebracht ist, bzw. daß der Raum ein Hohlraum in einer Metallplatte (1) ist, wobei der Hohlraum abdichtend mit
einer Gasplatte/ Kunststoffplatte (2) geschlossen ist, daß in den Seiten oder dem Boden der Kammer Anschlüsse
für den Einlaß und Auslaß des Gas-Stromes angeordnet sind, und daß als lichtempfindliches Material (6) im
Bodenbereich des Raumes ein photosensitives Material aufgetragen ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer eine niedrige Höhe im Verhältnis zu der
Oberfläche des photosensitiven Materials (6) hat, insbesondere zwischen 1 und 30 mm, vorzugsweise zwischen
1 und 3 mm.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas-Durchströmungsgeschwindigkeit bei einer Höhe der
Kammer (3) zwischen 1 und 6 mm zwischen 3 und 5i pro Minute ist.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (5) Sonnenlicht, bzw. eine Halogenlampe
oder ein anderer Strahler mit einem definierten
Strahlungsspektrum ist.
oder ein anderer Strahler mit einem definierten
Strahlungsspektrum ist.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sie als eine tragbare Einheit ausgebildet ist.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das photosensitive Material aus einer mikroporösen Fläche
mit Chromophorpartikeln besteht, die kinetisch, thermisch oder chemisch aufgetragen sind.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mikroporöse Fläche aus einem keramischen Material
oder aus Metall besteht.
oder aus Metall besteht.
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