DE3700362A1 - Einrichtung zur elektroklimatisierung des innenraums eines kraftfahrzeugs - Google Patents
Einrichtung zur elektroklimatisierung des innenraums eines kraftfahrzeugsInfo
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- B60H3/0071—Electrically conditioning the air, e.g. by ionizing
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Elektroklimati
sierung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges, welches um
faßt:
- a) eine elektrisch auf Massepotential liegende Karosserie mit mindestens zwei einander ungefähr gegenüberliegenden Fensterscheiben;
- b) mindestens einen im Innenraum angeordneten Gegenstand, mit welchem die Fahrzeuginsassen regelmäßig und dauer haft in Berührung kommen;
- c) ein Belüftungssystem mit mindestens einem Frischluft- Ansaugkanal, mit mindestens einem Frischluft-Einlaßkanal und mit mindestens einem zwischen diesen Kanälen ange ordneten Gebläse.
Die biologische Wirkung von elektrischen Feldern sowie von
in der Umgebungsluft enthaltenen Luftionen auf die Gesund
heit und das Wohlbefinden von Personen ist inzwischen wohl
bekannt. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf das
Buch "Biologische Wirkungen von Luftionen" Andras Varga,
Verlag für Medizin Dr. Ewald Fischer, 1986, Heidelberg,
verwiesen. Es ist auch bekannt, in Gebäuden durch künstlich
erzeugte elektrische Felder diejenigen Felder zu simulieren,
welche in der Natur üblicherweise auftreten und an die sich
die menschliche Physiologie angepaßt hat. Eine derartige
Einrichtung ist beispielsweise in der DE-OS 32 29 821 be
schrieben.
Entsprechende Einrichtungen zur Elektroklimatisierung des
Innenraumes von Kraftfahrzeugen sind jedoch bisher noch
nicht bekanntgeworden. Hier wären angesichts der langen
Zeitdauern, welche Menschen in derartigen Innenräumen ver
bringen, und angesichts der Tatsache, daß dort aufgrund der
Wirkung der Fahrzeugkarosserie als Faradayscher Käfig die
Abschirmung natürlicher elektrischer Felder besonders per
fekt ist, Maßnahmen zur Elektroklimatisierung besonders
notwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche im Innenraum
eines Kraftfahrzeuges elektroklimatische Verhältnisse simu
liert, die den zur Aufrechterhaltung von Gesundheit und
Wohlbefinden erforderlichen elektroklimatischen Verhältnis
sen entsprechen.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genann
ten Art dadurch gelöst, daß
- d) ein erster Hochspannungsgenerator vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung an die einander ungefähr gegenüberlie genden Fensterscheiben gelegt ist;
- e) in dem Frischluft-Einlaßkanal ein Ionengenerator angeord net ist;
- f) ein zweiter Hochspannungsgenerator vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung an den Ionengenerator gelegt ist;
- g) der Gegenstand, mit dem die Fahrzeuginsassen regelmäßig und dauerhaft in Berührung kommen, auf elektrischem Massepotential liegt.
Die erfindungsgemäße Elektroklimatisierung des Innenraumes
eines Kraftfahrzeuges beruht also auf der kombinierten Wir
kung von künstlich erzeugten Ionen, die mit der Frischluft
in den Innenraum des Kraftfahrzeuges geführt werden, und
der Wirkung eines elektrischen Feldes. Letzteres hat so
wohl einen unmittelbaren Einfluß auf die Gesundheit und
das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen als auch eine Wirkung
auf die im Ionengenerator erzeugten Luftionen, die ohne
dieses elektrische Feld nur eine geringe Reichweite hätten.
Als "Antennen" für die Erzeugung des elektrischen Feldes
dienen erfindungsgemäß zwei ungefähr gegenüberliegende Fen
sterscheiben, deren Eignung zu diesem Zwecke sich über
raschenderweise experimentell herausgestellt hat. Die Er
zielung des angestrebten Zweckes tritt im übrigen erst dann
in voller Wirkung ein, wenn die Fahrzeuginsassen auf dem
elektrischen Potential der Karosserie, also auf Masse liegen.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mindestens ein
Gegenstand, mit dem die Fahrzeuginsassen regelmäßig und
dauerhaft in Berührung kommen, auf elektrischem Massepoten
tial liegt. So kann sich ein dauernder, von Ionen getragener
Strom einstellen; Aufladungserscheinungen treten nicht ein.
In bestimmten Ausnahmefällen kann es auch erforderlich wer
den, daß die einander ungefähr gegenüberliegenden Fenster
scheiben mit einer elektrisch leitenden, durchsichtigen
Schicht überzogen sind. Im allgemeinen läßt sich die "Anten
nenwirkung" jedoch auch mit normalen Scheiben erzielen.
Wenn die einander gegenüberliegenden Fensterscheiben die
Frontscheibe und die Heckscheibe sind, verlaufen die Feld
linien im wesentlichen parallel zur Längsachse des Autos.
Dies ist für den Ionentransport besonders wichtig, wenn,
wie im Regelfall, der Frischlufteintritt hauptsächlich an
der vorderen Querseite des Fahrzeug-Innenraumes erfolgt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im Innenraum
des Kraftfahrzeuges ein Sensor angeordnet, der den dort
herrschenden Ist-Wert des elektrischen Feldes mißt und ein
hierfür repräsentatives Signal erzeugt, wobei das Signal
des Sensors dem ersten Hochspannungsgenerator zugeführt
wird und dort mit einem Soll-Wert verglichen wird, wobei
ferner bei einer Differenz zwischen dem Ist-Wert und dem
Soll-Wert die Ausgangsspannung des ersten Hochspannungs
generators nachgeregelt wird, bis im Innenraum des Kraft
fahrzeuges der Soll-Wert des elektrischen Feldes erreicht
ist. Dabei ist eine derartige Nachregelung für den Innen
raum von Gebäuden bereits aus der oben erwähnten DE-OS
32 29 821 bekannt. Im Innenraum von Kraftfahrzeugen, wo,
wie erwähnt, die Abschirmung natürlicher elektrischer Fel
der noch ausgeprägter als in Gebäude-Innenräumen ist und
wo sich die geometrischen Verhältnisse von Fahrzeugtyp zu
Fahrzeugtyp noch stärker unterscheiden, ist eine derartige
Nachregelung von noch größerer Bedeutung. Es braucht dann
insbesondere auch nicht werksseitig oder bei der Montage
der Einrichtung der jeweilige Fahrzeugtyp berücksichtigt
und eine entsprechende Einstellung der Spannungen vorge
nommen zu werden.
Der Gegenstand, mit dem die Fahrzeuginsassen regelmäßig und
dauerhaft in Berührung kommen, sollte zumindest an seiner
äußersten Schicht eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Hierdurch wird die Ableitung von Spannungen von den Fahr
zeuginsassen zum Massepotential der Karosserie hin erleich
tert.
Bei dem Gegenstand, mit welchem die Fahrzeuginsassen regel
mäßig und dauerhaft in Berührung kommen, kann es sich um
das Lenkrad, einen Sitz, einen Sicherheitsgurt oder der
gleichen handeln.
In gewissen Fällen ist es auch möglich, daß nur ein Hoch
spannungsgenerator vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung
sowohl an die beiden Fensterscheiben gelegt wird als auch
den Ionengenerator betreibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt sche
matisch eine Einrichtung zur Elektroklimatisierung des
Innenraumes eines Kraftfahrzeuges.
Im mittleren Bereich der Figur ist schematisch ein Kraft
fahrzeug 1 dargestellt. Es umfaßt eine Karosserie 2, die
regelmäßig die elektrische Masse des bordeigenen Elektro
systems darstellt. In die Karosserie 2 sind eine Front
scheibe 3 und eine Heckscheibe 4 eingesetzt. Im Innenraum 5
des Kraftfahrzeuges 1 befinden sich verschiedene Gegenstände,
mit denen die Fahrzeuginsassen regelmäßig und dauerhaft in
Berührung kommen. Dazu zählen insbesondere die Sitze 6, das
Lenkrad 7 sowie die Sicherheitsgurte 8.
Im oberen Bereich der Figur ist schematisch das Belüftungs
system 9 für den Innenraum 5 des Kraftfahrzeuges 1 gezeigt.
Dieses ist für die linke und rechte Kraftfahrzeughälfte
symmetrisch aufgebaut und umfaßt dort jeweils einen Frisch
luft-Ansaugkanal 10, einen Frischluft-Einlaßkanal 11 und,
zwischen die Kanäle 10 und 11 geschaltet, einen Radialgebläse
rotor 12. Die beiden Radialgebläserotoren 12 werden von
einem gemeinsamen Elektromotor 13 angetrieben.
In den Frischluft-Ansaugkanälen 10 des Belüftungssystems 9
befinden sich verschiedene, hier im einzelnen nicht interes
sierende Filterstufen 14. In den beiden Frischluft-Einlaß
kanälen 11 ist jeweils ein Ionengenerator 15 bekannter Bau
art eingesetzt, welcher in dem ihn durchsetzenden Luftstrom
durch eine Koronaentladung positive und/oder negative Ionen
erzeugt. Über die Ionenkonzentration gibt ebenfalls die
eingangs genannte Literaturstelle "Biologische Wirkungen
von Luftionen" Auskunft.
Die elektrische Schaltungsanordnung, deren Komponenten haupt
sächlich im unteren Bereich der Figur dargestellt sind, um
faßt die bordeigene Batterie 16 und - von dieser über einen
Schalter 18 gespeist - einen Regler 17 für den Elektromotor
13, einen ersten Hochspannungsgenerator 18, einen zweiten
Hochspannungsgenerator 19 sowie einen im Innenraum 5 des
Kraftfahrzeugs 1 angeordneten Sensor 20. Alle Komponenten
der elektrischen Schaltung sind für sich bekannt und brau
chen als solche hier nicht näher beschrieben zu werden. Es
genügt, ihre Funktion im vorliegenden Zusammenhang zu er
läutern.
Der Regler 17 dient in üblicher Weise der Einstellung der
Drehzahl des Elektromotors 13 und somit der Gebläseleistung.
Der erste Hochspannungsgenerator 18 erzeugt an seinem hoch
ohmigen, berührungssicheren Ausgang 21 eine Gleichspannung,
deren Größe zwischen etwa 1 und etwa 18 kV in noch zu be
schreibender Weise regelbar ist. Der Ausgang 21 ist elek
trisch mit zwei gegenüberliegenden Fensterscheiben des Kraft
fahrzeuges 1, im dargestellten Ausführungsbeispiel mit der
Frontscheibe 3 und der Heckscheibe 4, verbunden. Die Fen
sterscheiben 3, 4 sind hierzu in üblicher Weise kontaktiert;
eine besondere, elektrisch leitende Beschichtung der Fenster
scheiben 3, 4 kann durch Aufdampfen erfolgen; sie ist je
doch in der Regel entbehrlich.
Durch die Wirkung der als "Antennen" geschalteten Fenster
scheiben 3, 4 entsteht im Innenraum 5 des Kraftfahrzeuges 1
ein elektrisches Feld, dessen Größe vom Sensor 20 überwacht
wird. Das Signal des Sensors 20 wird einem Regeleingang 22
des ersten Hochspannungsgenerators 18 zugeführt. Dort wird
der durch den Sensor 20 gemessene Ist-Wert des elektrischen
Feldes mit einem Soll-Wert verglichen, bei welchem nach
empirischen, auch medizinisch gesicherten Ergebnissen das
größte Wohlbefinden der Kraftfahrzeuginsassen erzielt wird.
Die Ausgangsspannung des zweiten Hochspannungsgenerators 19
liegt an den beiden Ionengeneratoren 15 an und sorgt dort
für die Aufrechterhaltung einer Korona-Entladung. Die hier
erzeugten Ionen gelangen mit der Frischluft in den Innenraum
5 des Kraftfahrzeuges 1 und werden von dem dort herrschenden
elektrischen Feld erfaßt. Ohne dieses elektrische Feld hät
ten die Ionen hinter ihrer Erzeugungsstelle nur eine sehr
geringe Reichweite. unter dem Einfluß des elektrischen Fel
des werden sie jedoch in den gesamten Innenraum 5 des Kraft
fahrzeuges 1 transportiert, wo sie ihre gesundheitlichen
Wirkungen auf die Fahrzeuginsassen entfalten können.
Zur Aufrechterhaltung eines von Ionen getragenen Stromflusses
und zur Vermeidung von Aufladungseffekten ist es erforder
lich, daß sich die Fahrzeuginsassen auf elektrischem Masse
potential befinden. Um dies zu erreichen, sind die Sitze 6,
das Lenkrad 7 und die Sicherheitsgurte 8, also die Gegen
stände, die von den Fahrzeuginsassen regelmäßig und dauer
haft berührt werden, auf Massepotential gelegt. Die Außen
haut dieser Gegenstände ist dabei so ausgestaltet, daß sie
eine gewisse elektrische Leitfähigkeit besitzt.
Bei einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungs
beispiel ist nur ein Hochspannungsgenerator vorgesehen, von
dem sowohl die zur Erzeugung des elektrischen Feldes als
auch die zum Betrieb der Ionengeneratoren erforderliche
Spannung bereitgestellt wird.
Claims (9)
1. Einrichtung zur Elektroklimatisierung des Innenraumes
eines Kraftfahrzeuges, welches umfaßt:
- a) eine elektrisch auf Massepotential liegende Karosse rie mit mindestens zwei einander ungefähr gegenüber liegenden Fensterscheiben;
- b) mindestens einen im Innenraum angeordneten Gegenstand, mit welchem die Fahrzeuginsassen regelmäßig und dauer haft in Berührung kommen;
- c) ein Belüftungssystem mit mindestens einem Frischluft- Ansaugkanal, mit mindestens einem Frischluft-Einlaß kanal und mit mindestens einem zwischen diesen Kanälen angeordneten Gebläse, dadurch gekennzeichnet, daß
- d) ein erster Hochspannungsgenerator (18) vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung an die einander ungefähr gegen überliegenden Fensterscheiben (3, 4) gelegt ist;
- e) in dem Frischluft-Einlaßkanal (11) ein Ionengenerator (15) angeordnet ist;
- f) ein zweiter Hochspannungsgenerator (19) vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung an den Ionengenerator (15) ge legt ist;
- g) der Gegenstand (6, 7, 8), mit dem die Fahrzeuginsassen regelmäßig und dauerhaft in Berührung kommen, auf elektrischem Massepotential liegt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die einander ungefähr gegenüberliegenden Fensterscheiben
(3, 4) mit einer elektrisch leitenden, durchsichtigen
Schicht überzogen sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die einander gegenüberliegenden Fensterscheiben
die Frontscheibe (3) und die Heckscheibe (4) sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß im Innenraum (5) des Kraftfahrzeugs (1)
ein Sensor (20) angeordnet ist, der den dort herrschenden
Ist-Wert des elektrischen Feldes mißt und ein hierfür
repräsentatives Signal erzeugt;
daß das Signal des Sensors (20) dem ersten Hochspannungs
generator (18) zugeführt wird und dort mit einem Soll-
Wert verglichen wird, wobei bei einer Differenz zwischen
dem Ist-Wert und dem Soll-Wert die Ausgangsspannung des
ersten Hochspannungsgenerators (18) nachgeregelt wird,
bis im Innenraum (5) des Kraftfahrzeugs (1) der Soll-
Wert des elektrischen Feldes erreicht ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Gegenstand, mit welchem die Fahr
zeuginsassen regelmäßig und dauerhaft in Berührung kommen,
zumindest an seiner äußeren Schicht eine elektrische Leit
fähigkeit aufweist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Gegenstand, mit dem die Fahrzeug
insassen regelmäßig und dauerhaft in Berührung kommen,
das Lenkrad (7) ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Gegenstand, mit dem die Fahrzeug
insassen regelmäßig und dauerhaft in Berührung kommen,
ein Sitz (6) ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Gegenstand, mit dem die Fahrzeug
insassen regelmäßig und dauerhaft in Berührung kommen,
ein Sicherheitsgurt (8) ist.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß nur ein Hochspannungsgenerator
vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung sowohl an die
beiden Fensterscheiben gelegt ist als auch den Ionengene
rator betreibt.
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