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Tragbares Atemschutzgerät mit elektrostatischem Filter zur Abscheidung
fester und flüssiger Partikeln Die Erfindung b"etrifft ein tragbares Atemschutzgerät
mit einem elektrostatischen Filter zur Abscheidung der eventuell vom einzuatmenden
Luftstrom mitgeführten festen und flüssigen Partikeln.
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Es existieren Atemschutzgeräte in großer Zahl, auch unter der Bezeichnung
Rauch- bzw. Staub-bzw. Gasschutzmaske, bei denn eine Abscheidung der vom einzuatmenden
Luftstrom mitgeführten Fremdpartikeln mittels Filtereinsätzen, beispielsweise aus
Textil-, Zellstoffsubstanzen usw., erfolgt, durch welche die Luft beim Einatmen
hindurchgesaugt werden muß. Je feinporiger die Filtereinsätze gestaltet sind und
je länger der. vom Luftstrom in denselben zurückzulegende Weg ist, um so besser
ist die Abscheiderwirkung solcher mechanischer Filter, um so, grÜßer isst aber auch
der beim Einatmen zu überwindende Luftwider stand. Da die Behinderung der Atmung
für den Benutzer eines .derartigen Atem.schutzgerätes sich aber äußerst nachteiiilig
auswirkt und die Leistungsfähigkeit auch bei nur leichten körperlichen Anstrengungen
stark herabsetzt, ist der Erhöhung des Abscheidungswirkun.gsgrades solcher Filter
eine Grenze gesetzt. Jedenfalls ist die Abscheidung feinsten Staubes in der Größenordnung
von etwa r y. Durchmesser bereits unbefriedigend, was wegen der Gefährlichkeit gerade
derart feinen Staubes einen Nachteil darstellt.
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Andere als auf mechanischer Filterung beruhende Atemschutzgeräte,
insbesondere solche- mit elektrostatischem
Filter, sind in tragbarer
Form nicht bekannt und angesichts des großen apparativen Aufwandes auch bisher nicht
realisiert worden. Derartige Elektrofilter beruhen auf der Ianisierung der Luftmoileküle
beim Eintritt des zu reinigenden Luftstromes in die Apparatur, damit die Luftionen
ihrerseits die vom Luftstrom mitgeführten Fremdpartikeln elektrisch aufladen, so,
daß dieselben in einem Elektredensystem, durch welches der Luftstrom samt den geladenen
Partikeln geleitet wird, infolge des dort herrschenden und quer zum Luftstrom
gerichteten elektrischen Feldes, aus dem Luftstrom seitlich in Richtung auf die
Elektroden abgelenkt werden, sich auf den Elektroden niederschlagen und dort haften:bleib:en.
Der große Aufwand für Eiloktrofilter der üblichen Bauart beruht vor allem auf der
Verwendung einer elektrischen Glimmentladung zur Erzeugung der Luftionen, da solche
Glimm.lirhtionisatoiren nur bei sehr hohen Spannungen von über i;oiooo V arbeiten,
also sehr voluminöse Stromverso-rgungsgeräte und eine weiträumige Konstruktion notwendig
machen. Außer diesem großen apparativen Aufwand besitzen die bisher gebräuchlichen
Elektrofilter ferner den Nachteil, daß die Glimmentladung ständig Ozon und nitrose
Gase erzeugt, die bei einer Verwendung für Ateanschutzgeräte eine Belästigung und
Schädigung der Atmungsorgane mit sich bringen würden.
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Seit kurzem ist jedoch eine neue Bauwelse von Elektrofiltern bekanntgeworden,
bei der zur Ionisierung des eintretenden Luftstromes eine radioaktive Bestrahlung
desselben mit Substanzen erfolgt, die vorwiegend Alphapartikeln emittieren, dabei
aber gasdicht gekapselt sind, so daß keinerlei gasförmige radioaktive Zerfallsprodukte
in den vorbeigeleiteten Luftstrom gelangen können. Ferner h---nötigt der radioaktive
Ionisator keine Hochspannung mehr. Es muß jedoch dafür gesorgt sein, daß das eigentliche
Abscheiderelektrodensystem mit genügend niedriger Spannung arbeitet. Tragbare Atemschutzgeräte
werden jedoch auf diesem Prinzip noch nicht gebaut.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet nun ein tragbares Atemschu.tzgerät,
das nach dem erwähnten Prinzip arbeitet. Das Atemschutzgerät kennzeichnet sich dadurch,
daß im Weg des durch Einatmen erzeugten Luftstromes zur Abscheidung der festen und
flüssigen Fremdpartikeln der angesaugten Luft ein elektrostatisches Filter sowie
ein Ionisator vorgesehen sind, wobei der Ionisator im Luftstrom durch radioaktive
Bestrahlung-Luftionen in großer Zahl erzeugt, die ihrerseits die e'.eletrische Aufladung
der vom Luftstrom mitgeführtem festen und flüssigen Partikeln bewirken, und der
Luftstrom samt den nunmehr elektrisch aufgeladenen festen und flüssigen Fremdpartikeln
nach seinem Austritt aus dem Ionisator durch ein dem Ionisator nachgeschaltetes
System von metallischen Elektroden geleitet ist, zwischen denen auf Grund einer
an ihnen liegenden relativ niedrigen Spannung ein elektrisches Feld herrscht, wodurch
die elektrisch geladenen festen und flüssigen Fremdparbkeln in Richtung auf die
Elektroden abgelenkt werden, sich an denselben niederschlagen und dort haftenbleiben.
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In den Fig. I bis 16 ist das Atemschutzgerät mit elektrostatischem
Filter dargestellt.
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Fig. i bis q. zeigen beispielsweise Ausführungen des Lufteintrittsstutzens
mit Ionisator; Fig. 5 bis 1q. zeigen verschiedene beispielsweise Bauformen für den
elektrostatischen Abscheidcr; Fig. 15 stellt ein elektronisches Stromversorgungsgerät
für das Elektrofilter dar; Fig. 16 zeigt in schematischer Darstellung das gesamte.Atemschutzgerät
mit elektrostatischemFilter. Das Prinzip des Atemschutzgerätes mit elektrostatischem
Filter ist in einer beispielsweisen Ausführung in Fig. i im Schnittdargestellt.
Durch eine rohrförmige, vom. hinten nach vorn ab.satzweise sich verjüngende und
gasdichte Ummantelung i wird durch die Eintrittsöffnung :2 die Außenluft angesaugt,
die in Pfeilrichtung in die Apparatur eintritt. Der hier rohrförmig ausgebildete
Lufteintritt 2 ist zugleich der Ion.isator und trägt auf seiner Innenwandung einen
Belag 3 aus gasdicht gekapselten Substanzen mit vorwiegender Alphaemission in Richtung
auf den von der eintretenden Luft durchströmten Innenraum. Hinter dem Lufteintritt
2 mit Ionisator weitet sich die Ummantelung i kegelförmig auf den Durchmesser des
elektrostatischen Abschemders 7. Um eine gleichmäßige Verteilung der aus dem IonisatoT
in den Abscheider 7 strömenden Luft über den gesamten Abscheiderquerschnitt zu erwirken,
befindet sich im kegelförmigen Teil der Ummantelung i ein Luftverteiler, beispielsweise
bestehend aus den konzentrisch angeordneten, rohrbz,uv. trichterförmigen und rotationssymmetrischen
Führungswänden q., 5 und 6. Die in Pfeilrichtung aus dem Abscheider 7 austretende,
von festen und flüssigen Partikeln befreite Luft gelangt irr den Atmungsraum 8 in
unmittelbarer Umgebung der Atmungsorgane. Alle Elektroden des Abscheiders sind u@mschich.tig
an den positiven bzw. negativen Anschluß des Klemmenpaares 9 angeschaltet, das seine
Spannung über die isolierte Leitung io aus dem hier als Batterie i i angedeuteten
Stromversorgungsgerät erhält.
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Die in Fig. i angegebene Pfeilrichtung für die Luftströmung im Atemschutzgerät
gilt für den Fall der Einatmung, für den das elektrostatische Filter voll wirksam
ist. Beim Ausatmen strömt die Luft in umgekehrter Richtung durch den Abscheider
7, den- Luftverteiler und dem Ionisator ins Freie. Selbst wenn die ausgeatmete Luft
beispielswoi.se flüssige Partikeln aufweist, erfolgt kein morkbarer Niederschlag
derselben im Abscheider 7, da diese Partikeln elektrisch nicht geladen sind. Also
kann der Abscheider durch den Wasserdampfgehalt der ausgeatmeten Luft nicht wesentlich
befeuchtet werden, und die Ausatmung kann ohne Nachteile für das Elektrofilter durch
dieses hindurch erfolgen. Besondere Ventileinrichtungen für den Ausatmungsvorgang
kommen somit in Wegfall, was einen bedeutenden Vorteil gegenüber
A.temschutzgeräten
mit mechanischen Filtern darstellt.
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Bei der in Fig. i dargestellten beispielsweisien Ausführung ist als
Ionisa.tor der rohrförmige Lufte,in@trittsstUtZe!n 2 verwendet. Dabei wird die volle
ionisierende Wirkung der im Belag 3 enthaltenen radioaktiven Substanz dann nicht
ausgenützt, wenn der Durchmesser dieses Eintrittsstutzens kleiner ist als die Reichweite
der von der radioaktiven Strahlungsquelle emittierten Alphateilchen in Luft. Bei
Radium beträgt diese Grenzreichweite in Luft beispielsweise etwa, 7,5 cm für die
energiereichste Komponente der Alphaemission. Eine Ausnutzung der vollen ionisierenden
Wirkung der verwendeten radioaktiven Strahlungsquelle ermöglicht eine Ausführung
des Ionisators nach Fig. 2, die eine schematische Ansicht des Atelmschutzgerätes
von vorn zeigt. Hierin bezeichnet 12 den kegelförmigen Teil der Ummantelung, der
die Verbindung zwischen leim rundem. Abscheider und dem hier rechteckigen Eintrittsstutzen
13 herstellst. Die Luft wird durch die rechteckige Öffnung 14 eingelsa:ugt
(in Fig. 2 senkrecht zur Zeichnungsebene) und längs ihres Weges nach hinten. ionisiert
durch die von den radioaktiven Belägen 15 und 16 in Pfeilrichtung ausgehende Strahlung,
vorwiegend durch die emittierten Alphateilchen. .Die. Länge der Eintrittsöffnung
14 darf hierbei nicht größer als die zweifache Maximalreichweite der Alphatei.lchen
in Luft gemacht werden, während die Breite der Eintrittsöffnung 14 so dimensioniert
ist, daß auch bei heftiger Atmung das eingesaugte Luftvolumen im Ionisator noch
ausreichend ionisiert wird. Auch bei dieser Ausführung des Lufteintrittsstutzens
ist ein Luftverteiler vor dem eigentlichen; Abschei.der vorgesehen.
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Zwei weitere beispielsweise Ausführungen des radioaktiven Ionisators
mit einem dem radioaktiv bestrahlten Raumteil überlagerten elektrischen Feld zeigen
die Fig. 3 und .4 in einer scheimat.ischen Ansicht vom vorn. Dabei entspricht der
Ionisator von Fig. 3 der rohrförmigen Bauart, die in Fig. i ebenfalls dargestellt
wurde, wobei hier wiederum wie dort mit i die rohrförmige Ummantelung, mit 3 der
ringförmige, radioaktive Belag und mit 4 bzw. 5 bzw. 6 die Vorderkanten der, konzentrischen
Luftverteilungswände bezeichnet sind. Zusätzlich weist aber der Ionisator hier eine
axial und von den. anderen Bauteilen -isoliert angebrachte metallische Innenelektrode
17 auf, die mit einem Pol der als Batterie 18 angedeuteten Spannungsquelle verbunden
ist. Der radioaktive Belag ist in vorliegender Ausführung auf einem metallischen
Träger gasdicht aufgebracht, der mit dem anderen Pol der Spannungsquelle 18 verbunden
ist. Eis entsteht somit ein radial gerichtetes Feld im Ionisatoera.um, das die durch
radioaktive Bestrahlung gebildeten ionisierten Luftmoleküle zwingt, in radialer
Richtung sich zu bewegen, so, daß ein Icnenstrom den ganzen Innenraum des Ionisators
erfüllt und die elektrische Aufladung der vom Luftstrom mitgeführten festen und
flüssigen Fremdpartikeln fördert. Der in F'ig. 4 dargestellte rechteckige Ianisator,
ähnlich denn in Fig. 2 angegebenen, besitzt hier zwei Seitenwände 1g bzw. 20 aus
Isoliermaterial, aber metallische Schmalseiten mit je einem radioalctiven Belag
21 bzw. 22. Die rechteckige Eintrittsöffnung halbierend', tragen die isolierenden
Wände ig und 20 eine metallische Elektrodenfläche 23, die sich über die ganze Tiefenausdehnung
des Ionisators erstreckt, also dieselbe Ausdehnung aufweist, wie die radioaktiven
Strahlungsquellen 21 bzw. 22.
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Zwischen den metallischen Trägern der radioaktiven. Beläge 21 und
22 einerseits und der Mittelelektrode 23 andererseits liegt eine durch die Batterie
24 angedeutete elektrische Spannung, so daß in beiden Hälften des rechteckigen Eintrittsstutzens
dem radioaktiv bestrahlten Raum ein elektrisches Feld überlagert ist. Die hierdurch
auftretenden Ionenströme in beiden Ionisatorhälften unterstützen die aufladende
Wirkung der Icnen in bezug -auf die vom Luftstrom mitgeführten festen und
flüssigen Fremdpartikeln.
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Bei dem in Fig. 3 und 4 angegebenen beispieilswei;se,n Ionisatorausführungen
wird die gleiche Wirkung erzielt, wenn die radioaktiven Strahlungsquellen nicht
auf den Außenelektroden, sondern auf dein Innenelektroden angebracht werden, falls
gewährleistet ist, daß die, gleiche Zahl vom Luftionen im Ionisatorraum erzeugt
wird. Weder bei dieser noch bei der in Fig. 3 und 4 angegebenen Anordnung ist die
Polarität der zwischen Außen-und Innenelektroden liegendenGlei.chspannung von wesentlichem
Ei,nfluß. Als Spannungsquelle wird diejenige für den elektrostatischen Abscheidtir
vorhandene (in Fig. i mit i i bezeichnet) oder auch eine getrennte benutzt.
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Für den elektrostatischen Abscheider zeigt Fig. 5 in Vorderansicht
und Fig. 6 in Aufsicht eine, beispielsweise, Ausführung mit ebenen Elektroden. Der
Abscheider besitzt zwecks möglichst weitgehender Herabsetzung der notwendigen Betriebsspannung
trotz relativ hoher elektrischer Feldstärke im Elektrodenzwischenraum eine sehr
große Zahl ebener Plattenelektroden 25 bzw. 26, die aus elektrisch leitendem Matieirial
bestechen oder zumindest beidsei,ts eine leitende Oberfläche aufweisen und voneinander
isoliert mit kleinem Abstand parallel zueinander angeordnet sind. Die einzelnen
Plattem sind an ihrem oberen und unteren Rand in Isolierstücken 27 montiert, wobei
sie zu Plattengruppen zusammengefußt sind, die ihrerseits nach Fig. 6 so zusammengesetzt
sind, daß ein angenähert rundes Gebilde entsteht. Bei der Schichtung der einzelnen
Platten werden dieselben a1--wechselnd in der Tiefe etwas verschoben, so daß auf
der Rückseite des Plattenpaketes (s.. Fig. 6) die mit 25 bezeichneten, auf der Vorderseite
die mit
26 bezeichneten Platten hervorstehen. Durch eine metallische Querverbindung
2'8 auf der Rückseite des Abscheiders werden alle mit 25 bezeichneten. Elektrodenplatten
an ihrem hervorstehenden Rand leitend untereinander und mit der Anschlußklemme 29
verbunden, ebenso wie alle
| Elektrodenplatten 26 auf der Vorderseite durch |
| die Querverbindung 29 an der Anschlußklemme 30 |
| liegen. Die Ansahlußkle@mmen 5 bzw. 7 liegen an |
| der vom Stromversorgungsgerät geliefertenGleich- |
| spannung. |
| Die einzelnen Elelerodenplatten von rechteckiger |
| Fbrm, bestehen aus beliebig dünnem Metall., das |
| aber genügend Steifigkeii.t besitzen muß, um ein |
| mechanisch stabiles Plattenpaket zu ergeben. Falls |
| erforderlich, wird die Stabilität vergrößert durch |
| flache und schmale Zwischenlagen aus Isolier- |
| material, die in der Mitte des Abscheiderquer- |
| schnittes, etwa in Höhe der Querverbindung (in |
| Fi.g. 5 mit 29 bezeichnet), in den Elektroden- |
| zwischenräumen vorgesehen werden. |
| Es ist nicht notwendig, daß .die Elektrodenplatten |
| in ider beispielsweisen Ausführung des Abscheiders |
| nach Fig. 5 bzw. 6 aus Metallblech bes.teihen. Viel- |
| mehr können dieselben auch aus elektrisch nicht- |
| leitendem Material bestehen und nur eine sehr |
| dünne metallische Oberfläche aufweisen. Hierbei |
| wird aber der Metallbelag nicht ganz bis zu den |
| Schmalseiten hin ausgedehnt, damit an Stelle deir |
| in Fig. 5 mit 27 bezeichneten Halterungen aus |
| Isolierstoff solche aus Metall Verwendung finden |
| können, die eine höhere Stabilität für das gesamte |
| Plattenpaket zu erreichen gestatten. |
| Schließlich besteht bei der Verwendung von |
| isolierendem Trägermaterial mit leitend gemachter |
| Oberfläche als Elektroden die Möglichkeit, jede |
| der Elektrodenplatten nur einseitig mit einem |
| leitenden Überzug zu versehen. Das elektrische |
| Feld wirkt bekanntlich durch das isolierende |
| TrägerinateTial hindurch, so daß eine, Beeinträchti- |
| gung der Abscheiderwirkung nicht eintritt. Da- |
| gegen ist in dieser Ausführung der Elektroden die |
| Gefahr von Kurzschlüssen bei mechanischer Defo:r- |
| matiGn des Abscheiders oder dem Eindringen |
| größerer elektrisch leitender Partikeln in die Elek- |
| trodenzwischenräume vermieden. |
| Eine andere beispielsweise Ausführung des |
| elektrostatischen Abscheiders; wird erhalten mit |
| Hilfe der in Fi.g. 7 in Ansicht und Fig. 8 im Grund- |
| riß dargestellten Wickelmethode. Es wird ein vier- |
| faches Band von einer Breite, die etwa der er- |
| forderlichen Tiefe des Abscheiders entspricht, und |
| sehr großer Länge, das aus einer dünnen Metall- |
| folie, einer Hilfszwischenlage 32, einer zweiten |
| Metallfolie 33 und einer zweiten Hilfszwischen- |
| lage 34 besteht, von außen nach innen wie in Fig. 7 |
| oder auch von innen nach außen kreisförmig |
| Windung um Windung aufgewickelt, so@ daß = zur |
| letzt ein kompakter spiraliger Wickel entsteht. |
| @3äbei Ist, `-wieg aus`ig: $--earsictlicfi-di.@ Breite |
| der bandförmigen Hilfszwischenlage wund 34- |
| ö vas kleiner als die d-er°1@I°e aT@nd:er 3i und 33, |
| sä `däß' leitzterie -aus denr=-feTtigeir-W3clzel aufr°-deer° |
| Vo@rde'r- ünd--Rücks:eiit@ etwäse@räüstre@fero:.-' Diese |
| überstehenden Metallränder der Folien 31 -und 33 |
| werden nun in einer Anzahl Querstege, von denen |
| in Fig. 7 nur die zwei mit 35 und 36 bezeichneten |
| angegeben sind, aus elektrisch isolierendem |
| Material zuverlässig befestigt, wobei die Quer- |
| stege, wie aus Fig. 8 ersichtlich, sowohl auf der |
| Vorder- und Rückseite wie auch längs der Schmal- |
| seite angebracht sind. Aus dem so, versteiftem |
| Wickel werden nunmehr die beiden Hilfszwischen- |
| lagen 32 und 34 durch thermische oder chemische |
| Behandlung herausgelöst, so daß ein stabiles, durch |
| die isolierenden Querstege zusammengehaltenes |
| Elektradensystem entsteht, gebildet aus den von- |
| E-inander isolierten Metallb'andern`3.i nd 33, |
| mit geringem -Lüftäna voilemanden- spi`rä@fg |
| aufgewickelt sind. Die beiden Metallbändex werden |
| mit dem Plus- bzw. Minuspol der Spannungs- |
| quelle verbunden, so, daß in den spiraligen Luft- |
| spalten zwischen denselben ein quer gerichtetes |
| elektrisches Feld entsteht. |
| Bei der Bauav_t _des Abscheiders nach Fig. 7 |
| bzw. 8,-,k ann an Stelle der dünnen 1Vletahlbän.der |
| auch ein beliebi-es rnichtmetaIlnscheis bäÜd. mit eün- |
| sitiger 6äer beidseitiger Oberflächenrrieifällisierüng |
| v@i^wen-rcfe@t@v`erde@n,--däs `a@@r--@@r-@nö@t@@@ndigen |
| c 'hbhiisth,6ft b:zw: thermischen Behändddllunu _wider- |
| stehen -ri%inß: Wird diie`T@lehde ÜIierffäche nicht bis |
| 'zu den-'lieiden Rändern der Trägerbänder erstreckt |
| und bestehen dieselben aus isolierendem Material, |
| so können die in Fig. 7 und 8 mit 35 bzw. 36 be- |
| zeichneten Querstege aus Metall sein, wodurch er- |
| höhte Stabilität des spiraligen Abscheideirs er- |
| reicht wird. |
| Die gleiche Wirkung wie mit dem spiralförmigen |
| Abscheider ist; erzielbar mit einem Elekt:roden- |
| system aus dünnwandigen Metallrohren, mit je um |
| den gewünschten Luftabstand verändertem Radius, |
| welche umschichtig am positiven bzw. negativen |
| Poll der Spannungsquelle liegen. Um die-, mecha- |
| nische Stabilität des Elektrodensystems zu er- |
| höhen, werden einzelne radiale Isolierstege in das |
| Elektrüdensystem eingebaut oder eventuell die |
| beiden Elektrodenrrohrsysteme nach dem Spritz- |
| gußverfahren hergestellt. Auch hier können nicht- |
| metallische Trägermateirialien für die Elektroden |
| verwendet werden, die einseitig oder beidseitig |
| oberflächenleitend gemacht werden. |
| Ein grundsätzlich anderes Elektrodensystem ist |
| in einer beispielsweisen Ausführung in Fig. 9 in |
| Ansicht und in Fig. io in horizontalem Schnitt im |
| Grundriß dargestellt. Das Elektro@densystem besteht |
| hier aus einer Anzahl feinmaschiger Drahtnetze 37, |
| die mit relativ kleinem gegenseitigem Abstand |
| hintereinander angeordnet sind und von der Luft |
| in Pfeilrichtung 38 durchströmt werden. Die ein- |
| zelnen Drahtnetze i werden von Isolierringen 39 |
| gehalten und besitzen seitliche Fortsätz.e 4o zwecks |
| Zusammenschaltung mittels der Verbindungs- |
| leitungen 41 bzw. 42, die an der Gleichspannungs- |
| quelle, hier durch die Batterie 43 angedeutet, an- |
| geschlossen sind. Die Schaltung ist so gewählt, |
| daß aufeinan.derfolgende Drahtnetze jeweils ver- |
| schiedene Polarität aufweisen und ein mit der Luft- |
| strömung gleich oder entgegengesetzt gerichtetes |
| elektrisches Feld entsteht. Die vom Luftstrom mit- |
| geführten elektrisch aufgeladenen Fremdpartikeln |
| haben die Tendenz, entlang den hypothetischen |
| elektrischen Feldlinien zuwandern, werden also je |
nach Polarität in Richtung auf die positiven bzw. negativen Drahtnetze
abgelenkt und dort niedergeschlagen. An Stelle von Drahtnetzen können auch feingelochte
Metallfolien oder ähnliche Elektroden.formen verwendet werden. Bei genügender Feinheit
der Maschen bzw. Löcher der Elektroden wird gleichzeitig bewirkt, daß gröbere Partikel
nicht in den eigentlichen Elektrodenraurn einzudringen vermögen, wo sie eventuell
zu Kurzschlüssen führen könnten. Der gleiche Effekt wird erzielt durch Ausfüllung
der Zwischenräume zwischen den einzelnen Drahtnetzen mit isolierenden Faserstoffen,
wie Glaswolle, Seidengespinst usw.
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Ein Abscheider mit einer Vielzahl parallel geschalteter Rohrsysteme
ist in einer beispielsweisen Ausführung in Fig. i i in Vorderansicht und in Fig.
12 in horizontalem Schnitt im Grundriß dargestellt. Der Abscheider weist zwei getrennt
montierte Elektroadengruppen auf, und zwar einen runden Körper 44 aus elektrisch
leitendem Material, der über seinen gesamten Querschnitt verteilt eine Vielzahl
runder Bohrungen 45 besitzt. Auf dem siebartig durchlöcherten Körper 4-4 ist ein
Isolierring 46 befestigt, der die zweite Elektrodengruppe trägt (in Fig. i2 in halb
aus dem Körper 44 herausgezogener Lage gezeichnet). Diese zweite Elektrodengruppe
besteht aus dünnen Metallstäben 4.7, die derart an metallischen horizontalen Haltes.t:egen
48 und damit am-Ring 46 befestigt sind, daß in fertig montiertem Zustand sämtliche
Metallstäbe 47 konzentrisch und axial innerhalb je einer Bohrung 45 sich befinden,
(dabei von den Wandungen der Bohrungen gleichen Abstand beisitzend. Sämtliche Metallstege
48 sind untereinander leitend verbunden und liegen am einen Pol, der leitende Körper
44 am anderen Pol einer Gleichspannungsquelle, hier als Batterie 49 dargestellt.
In den einzalnen Bohrungen 2 entsteht somit zwischen den Metallstäben 47 als Innenleiter
und den Wandungen der Bohrung 45 als Außenleiter ein elektrisches Feld, unter dessen
Einfluß die vom Luftstrom, der in Richtung der Pfeile 5o in die parallelen Rohrsysteme
eintritt, mitgeführten elektrisch geladenen Fremdpartikeln quer zur Strömungsrichtung
abgelenkt werden und sich auf den Außen- oder Innenelektroden niederschlagen. Auch
bei dieser Bauform eines Abscheiders kann der Körper i aus nichtleitendem Material
bestehen, wenn die Innenwandungen aller Bohrungen leitende Oberflächen erhalten
und untereinander sowie mit einem Pol der Spannungsquelle leitend verbunden werden.
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Eine anidere beispielsweise Ausführung einest Abscheiders, ebenfalls
,aus; zwei agetrennt montierten Elektroidengrupp.eni bestehend, zeigt die Fig. 13
in Vorderansicht und Fig. 14 in. horizontalem Schnitt im Gruudriß. Ein Rohr 5 i
aus Isioliermaterial .ist als Abstandshalterung für je einen rückwärtigen bzw. voirdersieitigen
Metallring 52 bzw. 53 ausgebilldet und dient gleichzeitig als äußere Ummantelung
des Abscheiders. Jeder der beiden Metallringe 52 bzw. 53 trägt einte Anzahl ho,rizon;
taler Metallstege 54 bzw. 55, an welchen( in relativ kleinem gegenseitigem Abstand
eine große Zahl von dünnen Metallstiften 56 bzw. 57 senkrecht befestigt ist (in
Fig. 14 ist der Ring 53 mit Querstegen 55 und Metadl-stiften 57 in! einigem Abstand
vom Isolierrohr i gezeichnet). Sowohl die Metallstege 54 und 55 wie auch die Metallstifte
56 und, 57 sind gegeneinander versetzt, so d'a.ß im fertig montierten Zustand die
Stifte 56 von den Stiften 57 nicht berührt werxlen, vielmehr jeder einzelnie Stift
56 (in Fig. 13 nur ails Punkt sichtbiar) umgeben: ist von vier parallel verlaufenden
Stiften 57- in relativ geringem Abstand. Wird, wie in Fig. 14 schematisch
dargestellt, eine Gleichspanmungs:quelle, hier als Batterie 58 angedeutet, mit dien
Metallringen! 52 b@zw. 53 verbunden, so ergibt sich im Innenraum des I,so@lierrohres
i durch die ohne .gegenseitige Berührung ineinanidergreifenden Stiftfelder 56bzw.
57 eire elektrisches Feld quer zur Richtung 59 der einströmenden Luft. Durch, dieses
Feld werden, vom Luftstrom mitgeführte elektrisch geladene Fremdpartikeln seitlich
in Richtung auf eine dien Stiftelektroden abgelenkt und dort niedergeschlagen. Von
Vorteil bei dieser Bauweise des Abscheid'ers fincd die in, unmittelbarer Umgebung
der Elektroden.-. stifte anetei.gende elektrische Feldstärke sonwie die einfache
Reinigungsmöglichkeit durch Auseinandernehmen der beiden; Elektrodengruppen.
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Sämtliche vorstehende beschriebenen Abscheiderbauarten sind so ausgeführt,
daß nur ein relativ geringer Luftnvider'stansdl das Ein- und Ausiatme@n beeinträchtigt.
Um dass eventuelle Eindringen von gröberen Verunreinigungen, von Lebewesen, Spritzwasser
usw. zu verhindern, ist die Eintritts, und Austrittsseite jedes Abscheideers, durch
ein, fe-in:-maschiges Netz aus Textil- oder anderem Gewebe verschlooisen, das aber
ebenfalls. keinen( merklichen Luftwiderstand bei dien in Fra:ge kommenden niedrigen
Luftgeschwindrigk eiteni in d'er Grüß.en@ordnung von einigen zehntel Metern je Sekunde
darste@llen darf.
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Der, nivedrigeLuftwiderstand der elektrostatischen Ab-scheider, eröffnet
auch bei pass enid!erFormgebung ,der Elektroden( ganz im Gegensatz zu den mechaniischen
Filtern die Möglichkeit zur Sprachverständigung von mit d'era,rtigeni Masken versehenen
Personen untereinander, was, fü.r viele Anwendüngszwecke einen bedeutenden[ Voirteil
darstellt.
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Der Stromverbrauch des Atemschutzgerätes mit elektrostatischem Filter
gemäß. vorliegender- Erfindung isst derart niedrig, d!aß ohne weiteres die für die
Abschenderelektroden erforderliche Gleichspannung (Größenordnung etwa ioooVolt)
aus Trockenbatterien sehr kleiner Abmessungen durch. Reihienschaltunig handelsüblicher
Typen, beispielsweise Batterien für SchwerHrigkeitsgeräte, gewonnen, werden kann,.
Zu, noch kleineren Dimensionen: und Gewichten des Stromversorgungsgerätes gelangt
man in bekannter Weisebei Erzeugung der erforderlichen Gleichspannung durch Gleichrichtung-
der von) einem kleinen, batteriegespeisten Hoich.frequienzgeneratoir gelieferten
Schwingungen,. Eine Schaltung dieser Art isst in Fig. 15 dazgestellt, die an den,
mit 6o und. 61 bezeichneten Klemmen, eine Gleich-
| Spannung von etwa iooo V und genügendler Lei- |
| stung für den; vorliegenden Zweck liefert. |
| Die Gesamtanordnung des Atemschutzgerätes |
| g g emäß vo,rIiegen -der Erfindung zeigt schematisch |
| in einer beispielsweisen Ausführung die Fig. 16. |
| In die eigentliche G.asichtsmasike 75 (in Fig. 16 |
| strichpunktiert umranidet) tritt beim Einsatmen der |
| Luftstrom in Pfeilrichtung 63, durchläuft dien, |
| Ioniisator 64 und gelangt über den Luftverteiler 6-5 |
| und dien elektrostatischem, Abs cheider 6,6, nunmehr |
| befreit von festem und: flüs:siigern Fremd'part!ikeln, |
| zum Atmungsraum 67. Die gesamte Gesichtsmaske |
| 62 ist luftdicht vor dem Gesicht des Trägersi be- |
| festigt, so, daß beim Ausatmen der Luftstrom ent- |
| gegengesetzt den Pfeilrichtungen durch Abscheidler |
| 66, Luftverteiler 65 und Ionisator 64 ins Freie dritt. |
| Der elektrostatische Abscheider 66 ist über, eine |
| sehr dünne und hochflexible dbppeilad'ri:ge Fritze 68 |
| von beliiebiger Länge mit dem Sfironnv'ersorgungs- |
| gerät 69 verbunden,. Diese Zuleitung kann auch in |
| die Kleidung des Maskenträgers: einsgenäht sein, |
| und wird dann! mit den Miniiatursteckern 7o@ bzw.
7 1 |
| mit der Gesichtsmaiske` 75 bzw. dem Strom.ver- |
| sorgumgsgerät 69 verbunden. Am Oberteil der Ge- |
| sichtsmaiske ist an einer Stelle, die im Blickfeld |
| des Maskenträgers gelegen ist, eine Miniaturglimm- |
| larnpe 72 verdeckt einsgebaut, die durch, Druck auf |
| einen verdeckten Druckschalter 73 an der Gesichts- |
| maske über den Widerstand 74 an die Abscheider- |
| eliektroidenv anigeschlo,sisen wird. Damit, wird einte |
| Kontirodle für die am Abecheid!er liegende Betriebs- |
| spannung durchgeführt, die nicht nur ein Nach- |
| lassen der Spannjung vom Stromversorgungsgerät |
| 69, .sondern auch eventuelle Kurzschlüsse im- Elek- |
| tro!densystemdes Abscheiders zu erkennen gestattet. |
| Die Versuche haben gezeigt, @daß esi möglich ist, |
| die Elektroden bei allen Ausführungsformen mit |
| einem Überzug eines bestimmten chemischen Stof- |
| fes zu versehene,,der ,dii,e Eigenschaft hat, bestimmte |
| Gasmoileküle beim Vorbeistreichen etwa im Augen- |
| blick ,der Lradunigsiab.gabe zu binden. Dadurch wird |
| das Gerät nicht nur fü.r-*Fremd'partikeln, sondern |
| ait,r,h zur Ausischeidung bestimmter Gasmoleküle |
| verwendbar. |