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Vorrichtung zur Gewinnung monopolar geladener Gasströme Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung, zur Erzeugung von monopolar geladenen Gasströmen,
bei der ein Gasstrom über einen Ionenerzeuger, der an sich Ionen beider Polaritäten
zu emittieren vermag, und ein mittels einer Separationselektrode erzeugtes elektrisches
Feld hinwegstreicht, das die Anreicherung des Gasstromes mit Ionen der einen Polarität
verhindert und seine Anreicherung mit Ionen der anderen Polarität ermöglicht, so
daß der Gasstrom, der über den Innenerzeuger und das elektrische Feld hinweggestrichen
ist, mit Ionen fast nur einer Polarität angereichert ist. Das Auftreten dieser physikalischen
Erscheinungen bei den bekannten Vorrichtungen zur Gewinnung monopolar geladener
Gasströme war bisher nicht bekannt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis dieser
Vorgänge, und sie löst vor allein die Aufgabe einer möglichst vollständigen Separation
von positiven und negativen Ionen und einer Herabsetzung des Verlustes von Ionen
jener Polarität, die man gewinnen will.
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Die Fig. i gibt eine- bekannte Vorrichtung wieder, und in Fig. 2 ist
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Gemäß Fig. i befindet sich im Kanal i ein aus schwach gepreßtem Magnesiumoxyd
bestehender Körper 2, der von der Heizwicklung 3 umgeben ist, die durch einen stromdurchflossenen
Platindraht gebildet wird. Ein nicht zeichnerisch dargestellter Ventilator bläst
durch den Kanal i einen Gasstrom. Irn Weg dieses Gasstromes ist hinter dem Magnesiuinoxydl,:örper
a das Gitter 4. angeordnet, dem ein gewisses konstantes, positives Potential aufgedrückt
ist. Bei entsprechender Wahl dieses Potentials enthält der Gasstrom jenseits des
Gitters 4 fast ausschließlich schwer bewegliche Ionen negativer Polarität, die unter
der Bezeichnung Langevin-Ionen bekannt sind, und unter denen man sich ein mchrinolekulares
Teilchen, etwa ein kleines Staubteilchen, vorstellt, an dein ein Gasion oder evtl.
mehrere solcher Ionen haften.
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Für diese Erscheinung läßt sich folgende Erklärung abgeben: Die Heizwicklung
3 und der von ihr umgebene Magnesiuinoxydkörper 4 bilden einen Innenerzeuger, der
sowohl Gasionen als auch Langevin-Ionen beider Polaritäten emittiert. Die leicht
beweglichen positiven Gasionen «-erden durch das Feld des Gitters 4 abgestoßen und
bewegen sich in einer kleinen Kurvenbahn sogleich wieder zum Innenerzeuger zurück.
Die leicht beweglichen negativen Gasionen bewegen sich praktisch längs der Kraftlinien
zwischen dem Innenerzeuger und dem Gitter bzw. der Wandung des gläsernen Kanals
i, die infolge der sie bedeckenden Wasserhaut einen leitenden, positiv geladenen
Belag darstellt. An der Wändung bzw. am Gitter angelangt, werden die ilegativ geladenen
Gasionen neutralisiert. Nur sehr wenige von ihnen gelangen durch die Maschen des
Gitters in den jenseits desselben
liegenden Teil des Kanals i.
Die aus dem Ionenerzeuger austretenden, schwer beweglichen positiven Langevin-Ioiien
werden durch das Feld des Gitters abgestoßen und bewegen sich, nachdem sie sich
vom Jonenerzeuger etwas entfernt haben, wieder zu ihm zurück. Die Bahn der vom Ionenerzenger
austretenden negativen Langevin-Ionen weicht infolge der größeren Fläche, welche
sie- dem Luftstrom bieten, stärker vorn Kraftlinienweg ab als die der Gasionen gleicher
Polarität. Sie werden nur zu einem verhältnismäßig geringen Teil am Gitter neutralisiert
und treten zu einem verhältnismäßig großen Teil durch seine Maschen hindurch.
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Wenn diese Auffassung der Vorgänge richtig ist, dann ist für die Güte
der Separation von positiven und negativen Ionen die Stärke des Feldes in der unmittelbaren
Umgebung des Ionenerzeugers von entscheidender Bedeutung, und es handelt sich darum,
die Feldstärke dort zu vergrößern. Die Verluste, welche sich durch Neutralisation
der Ionen, die man gewinnen will, ergeben, müssen sich durch eine solche räumliche
Allordnung der Elektrode beseitigen lassen, daß die zu gewinnenden Ionen nicht-über
sie hinwegstreichen müssen. Dies ist die Erkenntnis, von welcher die Erfindung ausgeht.
Das Wesen der Erfindung selbst besteht darin, der Elektrode, welche die Separation
von positiven und negativen Ionen bewirkt, die Gestalt eines zylindrischen Ringes
zu geben und sie derart anzuordnen, dali zwischen ihr und dem Ionenerzeuger ein
Kranz von Kraftlinien entsteht, der das Separationsfeld bildet, wie Fig. 2 dies
veranschaulicht.
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In Fig.2 sind die Bauteile, welche der Fig. i entsprechen, finit den
gleichen Bezugszeichen versehen, so daß die zuerst genannte Figur keiner besonderen
Erläuterung bedarf. Offenbar ist die Kraftliniendichte in der unmittelbaren Umgebung
des Zonenerzeugers sehr groß. Man braucht daher der zylindrischen Elektrode q. nur
eine geringere Spannung aufzudrücken als dein Gitter bei dein Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. i, um den gleichen Separationseffekt zu erhalten, und erhält bei gleichen
Spannungen einen größeren Separationseffekt. Handelt es sich um die Erzeugung eines
vorzugsweise mit Langevin-Ionen nur einer Polarität angereicherten Gasstromes, so
muß man der Elektrode eine verhältnismäßig hohe Spannung aufdrücken, wodurch die
Gefahr eines Überschlages zum Ionenerzeuger entsteht. Dieser Gefahr kann bei dein
Gegenstand der Erfindung wirksam durch entsprechend große Bemessung des Elektrodendurchmessers
begegnet werden, da bei ihm ungeachtet eines verhältnismäßig großen Abstandes zwischen
Elektrode und Ionenerzeuger in unmittelbarer Unigebung des letzteren ein starkes
Feld vorhanden ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb.2 werden die leicht beweglichen
negativen Gasionen den Kraftlinien des Feldes genau folgend in radialer Richtung
zu der Elektrode 4 wandern, wo sie neutralisiert werden. Die schwer beweglichen
negativen Langeviii-Ionen werden durch den Gasstrom aber alsbald abgelenkt und gelangen
daher nicht zur Elektrode q., sondern schlagen allnähernd den durch gestrichelt
gezeichnete Pfeile angedeuteten Weg ein. _ Der Erfindungsgedanke ist nicht nur für
solche Fälle anwendbar, in denen es sich uni die Erzeugung eines Gasstromes handelt,
der überwiegend Langevin-Ionen nur einer Polarität enthält, sondern auch dann, -,wenn
es sich darum handelt, praktisch monopolare Gasionenströme herzustellen. In diesem
Fall wird ein Ionisator benutzt, der nur Gasionen erzeugt, und der Elektrodeo wird
ein so geringes Potential aufgedrückt, daß die zu gewinnenden Ionen nicht bis zur
Elektrode gelangen, sondern vom Gasstrom abgetrieben werden.
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Der Erfindungsgegenstand ist auf allen Gebieten anwendbar, in denen
nionopolar geladene Gasströme benötigt werden. Er eignet sich namentlich für Zwecke
der Therapie.