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Die
Erfindung betrifft eine Ionisationsvorrichtung zur Ionisierung von
Gasen, welche zumindest eine Hochspannungselektrode mit wenigstens
einer Hochspannungsversorgungsleitung zum Anschluss an eine Hochspannungsquelle
aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fahrzeugklimaanlage
sowie ein Kraftfahrzeug. Darüber hinaus betrifft die Erfindung
ein Verfahren zur Überwachung einer Ionisationsvorrichtung
für Gase, welche die Gase mittels Hochspannungselektroden
ionisiert.
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Bei
modernen Kraftfahrzeugen finden zunehmend verbesserte, als auch
neuartige Einrichtungen zur Verbesserung der dem Kraftfahrzeuginnenraum
zugeführten Luft Anwendung. So findet neben einer Beeinflussung
der Temperatur der dem Kraftfahrzeuginnenraum zuzuführenden
Luft (Erwärmung und/oder Abkühlung) zwischenzeitlich
oftmals oft auch eine Filterung der Luft statt. Mit Hilfe von Filtern wird
einerseits versucht, unangenehme Gerüche der Außenluft
vom Kraftfahrzeuginneren fern zu halten. Ein weiterer Aspekt besteht
jedoch auch darin, Schmutzpartikel (z. B. Rußpartikel)
als auch Krankheitserreger vom Kraftfahrzeuginneren fern zu halten.
Für derartige Filtereinrichtungen können beispielsweise
Filtermatten aus Aktivkohle verwendet werden.
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Insbesondere
um die Keimzahl der dem Kraftfahrzeuginneren zuzuführenden
Frischluft zu reduzieren wurde zwischenzeitlich auch die Verwendung
von Ionengeneratoren vorgeschlagen, die die dem Kraftfahrzeuginnenraum
zugeführte Luft teilweise ionisieren. Derartige Ionengeneratoren
sind beispielsweise in
US
2006/0023391 A1 oder
US 2006/0023392 A1 beschrieben. Die dort
beschriebenen Ionengeneratoren weisen zwei Hochspannungselektroden
auf. Eine erste Hochspannungselektrode erzeugt mit Hilfe einer positiven
Hochspannung positiv geladene Wasserstoffionen H
+.
Mit Hilfe einer negativen Hochspannung werden an der zweiten Elektrode
negativ geladene Sauerstoffionen erzeugt (O
2 –). Ein weiterer Effekt der negativ
geladenen Hochspannungselektrode besteht darin, dass diese Elektronen
freisetzt. Die Elektronen verbinden sich mit den Wasserstoffionen
H
+ und oxidieren diese, sodass freie Wasserstoffatome
H entstehen. Diese verbinden sich mit den negativ geladenen Sauerstoffionen
O
2 – und
bilden ein Wasserstoffperoxidradikal HO
2 aus.
Das Wasserstoffperoxidradikal kann aus der Zellwand bzw. Hülle
Mikroorganismen wie Bakterien, Viren oder Pilzen einzelne Wasserstoffatome herauslösen,
wodurch die Zellwand beschädigt bzw. der Mikroorganismus
deaktiviert wird. Dies hat eine Zerstörung bzw. Deaktivierung
des Mikroorganismus zur Folge, wodurch dieser nicht mehr in menschliche Zellen
eindringen kann. Aufgrund dessen, dass positiv geladene Ionen im
Verdacht stehen zu Befindlichkeitsstörungen beizutragen,
ist bei Ionengeneratoren mit zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität
darauf zu achten, dass die als Zwischenprodukt erzeugten Kationen
auch zuverlässig wieder an der negativen Elektrode neutralisiert
werden. Neben einer sorgfältigen Applikation des Ionengenerators
im Luftstrom, bei der die Luftströmung so ausgebildet ist,
dass die erzeugten Kationen die negative Elektrode errei chen, sind
insbesondere hohe Anforderungen an die Eigensicherheit des Ionengenerators
zu stellen. Wesentlich hierbei sind die korrekte Funktion des Schaltungsteils,
der die negative Hochspannung erzeugt, sowie die zuverlässige
Zuführung der Hochspannung an die negative Elektrode. Ziel
ist es, die Einbringung einer hohen Anzahl von Kationen in den Fahrzeuginnenraum
zu vermeiden.
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Um
nachteiligen Effekte auf die Gesundheit der Fahrzeuginsassen durch
die Kationen zu verhindern wurde bereits vorgeschlagen, dass die
Funktionstüchtigkeit der elektronischen Schaltung zur Hochspannungserzeugung,
welche die Elektroden des Ionengenerators mit Hochspannung versorgen, überprüft
wird. Im Falle eines Fehlers können dann die Hochspannungsgeneratoren
abgeschaltet werden, sodass keine positiven Ionen bzw. Radikale mehr
erzeugt werden. Problematisch bei diesem Ansatz ist jedoch, dass
bei einer derartigen Überprüfung nicht festgestellt
werden kann, ob – und gegebenenfalls in welchem Ausmaß – tatsächlich
Ionen erzeugt werden. Wenn sich beispielsweise die Verbindungsleitung
zwischen negativer Hochspannungsquelle und negativer Elektrode löst,
so stellt die Überprüfungsschaltung nach wie vor
das Vorhandensein einer korrekten negativen Hochspannung fest. Dennoch
ist die negative Elektrode außer Funktion, sodass vom Ionengenerator
im größerem Ausmaß positiv geladene Wasserstoffionen
freigesetzt werden. Dies ist entsprechend von Nachteil.
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In
US 2006/0023392 A1 wurde
deshalb bereits vorgeschlagen, durch geeignete Sensoren zu ermitteln,
ob – und gegebenenfalls in welchem Ausmaß-Ionen
vom Ionengenerator freigesetzt werden. Eine derartige Vorrichtung
erfüllt zwar ihren Zweck, jedoch werden gesonderte Sensoren
erforderlich, welche die Anlage entsprechend aufwändig
und teuer machen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht somit darin eine Ionisationsvorrichtung
zur Ionisierung von Gasen vorzuschlagen, welche gegenüber
bekannten Io nisationsvorrichtungen Vorteile aufweist. Die Aufgabe
der Erfindung besteht darüber hinaus darin, ein Verfahren
zur Überwachung einer Ionisationsvorrichtung für
Gase vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren
zur Überwachung von Ionisationsvorrichtungen verbessert
ist.
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Es
wird vorgeschlagen, eine Ionisationsvorrichtung zur Ionisierung
von Gasen, welche zumindest eine Hochspannungselektrode mit wenigstens einer
Hochspannungsversorgungsleitung zum Anschluss an eine Hochspannungsquelle
aufweist dahingehend weiterzubilden, dass zumindest eine unabhängig
von der Hochspannungsversorgungsleitung mit der Hochspannungselektrode
verbundene Spannungsüberwachungseinrichtung vorgesehen ist.
Dadurch ist es auf verblüffend einfache Weise möglich,
mit verhältnismäßig geringem Aufwand
eine relativ hohe Sicherheit der Ionisationsvorrichtung zur Verfügung
zu stellen. Wenn beispielsweise die Verbindungsleitung zwischen
der Hochspannungsquelle und der Elektrode beschädigt wird,
so kann dank der unabhängig von der Hochspannungsversorgungsleitung
mit der Hochspannungselektrode verbundene Spannungsüberwachungseinrichtung
festgestellt werden, dass an der betreffenden Hochspannungselektrode
keine (bzw. eine zu niedrige) Spannung anliegt. In diesem Fall können
geeignete Maßnahmen getroffen werden. Die Verbindung zwischen
Spannungsüberwachungseinrichtung und Hochspannungselektrode
kann beispielsweise durch eine zweite elektrische Leitung realisiert
werden. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass ein
Kabelbruch der Verbindungsleitung zwischen Hochspannungselektrode
und Spannungsüberwachungseinrichtung in aller Regel zu
keiner Freisetzung von unerwünschten Ionen bzw. Radikalen
führt. Denn in einem solchen Fall wird die Spannungsüberwachungseinrichtung
einen Fehler der Hochspannungsquelle diagnostizieren, obwohl die
entsprechende Hochspannung an der Elektrode anliegt. Durch die vorgeschlagene
Ausbildung wird also ein tendenziell „übersicheres” System
geschaffen. Die Spannungsüberwachungseinrichtung kann in
beliebiger Weise ausgeführt werden. Möglich ist
es insbesondere, die an der Hochspannungselektrode anliegende Spannung
mit Hilfe einer Spannungsteilerschaltung (z. B. zwei in Serie geschaltete
Widerstände) auf eine Niederspannung herabzusetzen, da
derartige Niederspannungen üblicherweise leichter mit Hilfe
von elektronischen Schaltungen verarbeitet werden können. Möglich
ist es beispielsweise, dass die derart gewonnene Niederspannung
einem Komparator zugeführt wird und mit einer Referenzspannung
verglichen wird. Denkbar ist aber auch die Zuführung der
Niederspannung an einen Operationsverstärker, einen bipolaren
Transistor, einen DIAC, einen TRIAC, einen Feldeffekttransistor
usw..
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Sinnvoll
ist es, wenn die Ionisationsvorrichtung eine Mehrzahl an Hochspannungselektroden aufweist.
Insbesondere kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Hochspannungselektroden
zumindest zum Teil eine unterschiedliche Polarisierung aufweisen.
Mit Hilfe eines derartigen Aufbaus ist es in der Regel einfacher,
insbesondere die durch die Ionisationsvorrichtung erzeugten positiven
Ionen bzw. die daraus resultierenden freien Radikale auf einen räumlich
eng eingegrenzten Bereich beschränken zu können.
Auch kann die Ionisationsvorrichtung dann üblicherweise
besser an unterschiedliche Zusammensetzungen von Krankheitserregergemischen
angepasst werden. Insbesondere dann, wenn unterschiedlich polarisierte
Elektroden verwendet werden, können die erzeugten Mengen
von Kationen und Anionen derart aufeinander abgestimmt werden, dass sich
diese nach Durchlaufen einer relativ kurzen Wegstrecke gegenseitig
neutralisieren können.
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Sinnvoll
kann es weiterhin sein, wenn wenigstens eine Spannungsüberwachungseinrichtung mit
zumindest einer positiv polarisierten Hochspannungselektrode und/oder
mit zumindest einer negativ polarisierten Hochspannungselektrode
verbunden ist. Mit einer derartigen Ausbildung ist es möglich, dass
gezielt auf die Herstellung bzw. das Fehlen von Kationen (positiv
polarisierte Hochspannungselektrode) bzw. Anionen (negativ polarisierte
Hochspannungselektrode) geprüft werden kann. Speziell eine Verbindung
wenigs tens einer Spannungsüberwachungseinrichtung mit zumindest
einer negativ polarisierten Hochspannungselektrode kann sich als
besonders sinnvoll erweisen, da die hier erzeugten Anionen benötigt
werden, um die gegebenenfalls von einer positiv polarisierten Hochspannungselektrode
erzeugten Kationen zu neutralisieren. Denn es gibt Hinweise darauf,
dass (wie bereits erwähnt) insbesondere Kationen, speziell
positiv geladene Wasserstoffionen, Befindlichkeitsstörungen
beim Fahrzeuginsassen verursachen können.
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Vorteilhaft
ist es, wenn zumindest eine mit der Spannungsüberwachungseinrichtung
verbundene Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche vorzugsweise
als elektronische Steuerungseinrichtung ausgebildet ist. Mit Hilfe
einer derartigen Steuerungseinrichtung ist es möglich,
die von der Spannungsüberwachungseinrichtung ermittelten
Daten gezielt aufzuarbeiten, gegebenenfalls mit Referenzwerten zu
vergleichen und/oder beim Vorhandensein mehrerer Messwerte diese
miteinander zu verknüpfen um daraus ein Ausgabesignal zu
gewinnen. Die Steuerungseinrichtung kann dabei als gesonderte Einrichtung
ausgebildet werden, sodass diese beispielsweise dezidiert der Ionisationsvorrichtung dient.
Dabei ist es selbstverständlich möglich, dass die
Steuerungseinrichtung im Zusammenhang mit einer Hochspannungsquelle
ausgebildet ist, beispielsweise auf derselben Platine. Ebenso ist
es möglich, dass die Steuerungseinrichtung im Zusammenhang mit
weiteren Steuerungsfunktionen realisiert wird, beispielsweise in
Form eines Einplatinencomputers.
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Eine
sinnvolle Ausbildungsmöglichkeit der Erfindung kann sich
ergeben, wenn die zumindest eine Steuerungseinrichtung zumindest
ein Signal abgibt, wenn der Messwert wenigstens einer Spannungsüberwachungseinrichtung
unterhalb eines Referenzwerts liegt und/oder der Messwert wenigstens einer
Spannungsüberwachungseinrichtung oberhalb eines Referenzwerts
liegt. Die beiden Referenzwerte müssen selbstverständlich
nicht notwendigerweise die gleiche Höhe aufweisen. Mit
dem so erzeugten Signal bzw. den so erzeugten Signalen ist es möglich,
Warnmeldungen zu generieren, Funktionsmeldungen zu generieren, Abschaltfunktionen
zu realisieren bzw. bestimmte Funktionen freizuschalten. Wenn beispielsweise
der Messwert wenigstens einer Spannungsüberwachungseinrichtung
unterhalb eines Referenzwerts liegt, so deutet dies in aller Regel auf
einen Defekt zumindest eines Teils der Ionisationsvorrichtung hin.
Dementsprechend kann dem Fahrer bzw. einer Wartungssoftware ein
Warnsignal übermittelt werden, dass ein entsprechender
Defekt vorliegt. Möglich ist es auch, dass beim Auftreten
eines derartigen Defekts Luftleitklappen geschlossen oder umgestellt
werden. Umgekehrt ist es auch möglich, dass beispielsweise
in dem Fall, in dem der Messwert wenigstens einer Spannungsüberwachungseinrichtung
oberhalb eines Referenzwerts liegt, ein „positives” Signal
für die Funktionstüchtigkeit der Ionisationsvorrichtung
ausgegeben wird, und mit Hilfe dieses „positiven” Ausgabesignals
Luftleitklappen so gestellt werden, dass die Ionisationsvorrichtung
von Frischluft bzw. Außenluft durchströmt wird.
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Besonders
sinnvoll kann es auch sein, wenn die zumindest eine Steuerungseinrichtung
mit zumindest einer Hochspannungsquelle verbunden ist, und vorzugsweise
eine Hochspannungsquelle zumindest leistungsreduziert wird, wenn
der Messwert einer Spannungsüberwachungseinrichtung unterhalb
eines Referenzwerts liegt und/oder wenigstens eine Hochspannungsquelle
zumindest leistungserhöht wird, wenn der Messwert einer
Spannungsüberwachungseinrichtung oberhalb eines Referenzwerts liegt.
Die Leistungsreduktion kann sich dabei insbesondere auf die ausgegebene
Spannung beziehen. Insbesondere kann es sich auch um ein Abschalten der
betreffenden Hochspannungsquelle handeln. Umgekehrt kann es sich
bei der Leistungserhöhung insbesondere um eine Erhöhung
der betreffenden Spannung handeln, oder aber auch um ein Einschalten
der entsprechenden Vorrichtung. Wenn beispielsweise mit Hilfe einer
Spannungsüberwachungseinrichtung erkannt wird, dass an
einer bestimmten Hochspannungselektrode keine bzw. eine zu niedrige
Spannung anliegt, so kann die Steuerungs einrichtung die Hochspannungsquelle,
welche die entsprechende Hochspannungselektrode mit Hochspannung
versorgt, abschalten, da anscheinend ein Defekt vorliegt. Möglich
ist es selbstverständlich auch, dass in einem derartigen
Fall sämtliche Hochspannungsquellen abgeschaltet werden,
um die Ionisationsvorrichtung in ihrer Gesamtheit außer
Funktion zu setzen. Ebenso ist es möglich, dass in einem
Fall, in dem ein Messwert einer Spannungsüberwachungseinrichtung
oberhalb eines Referenzwerts liegt, eine zweite Hochspannungsquelle
freigeschaltet wird. Beispielsweise kann die Spannungsüberwachungseinrichtung
die an einer negativen Hochspannungselektrode liegende Spannung überprüfen.
Liegt hier ein ausreichendes Niveau vor, wird die Erzeugung einer
positiven Hochspannung freigeschaltet, die zu einer positiven Hochspannungselektrode
geleitet wird. Mit anderen Worten kann die Erzeugung der tendenziell
gefährlicheren Kationen erst dann erlaubt werden, wenn
eine ausreichende Anzahl an Anionen zur Neutralisierung der Kationen
vorhanden ist.
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Eine
sinnvolle Weiterbildung kann sich ergeben, wenn zumindest eine Zeitverzögerungsschaltung
vorgesehen ist. Gerade im Hochspannungsbereich kann die Erzeugung
einer Hochspannung einige Zeit beanspruchen. Dabei sind Zeitdauern
von mehreren Sekunden nicht unüblich. Andererseits ist die
Freisetzung von Ionen und/oder freien Radikalen nur dann bedenklich,
wenn diese über einen längeren Zeitraum hinweg
erfolgt. Aus diesem Grunde kann eine Zeitverzögerungsschaltung
vorgesehen werden, welche beispielsweise die Ionisationsvorrichtung
erst dann ausschaltet, wenn über einen gewissen Zeitraum
hinweg keine entsprechende Hochspannung von der Spannungsüberwachungseinrichtung
ermittelt wurde. Dadurch können Fehlabschaltungen vermindert
werden, aber dennoch eine hohe Produktsicherheit realisiert werden.
Bei den Verzögerungszeiten ist an Zeitdauern von 5 Sekunden,
10 Sekunden, 20 Sekunden oder 30 Sekunden zu denken.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Ionisationsvorrichtung als Luftionisationsvorrichtung und/oder
als Entkeimungsvorrichtung ausgebildet ist. Bei einer derartigen
Bauform eignet sich die Ionisationsvorrichtung in besonderen Maße
für die Aufbereitung von einem Fahrzeug und/oder einem
Gebäude zuzuführender Frischluft oder Außenluft.
Gegebenenfalls kann aber auch Abluft (z. B. in Krankenhäusern
oder bei Krankentransportfahrzeugen) aufbereitet werden.
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Vorgeschlagen
wird weiterhin eine Fahrzeugklimaanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeugklimaanlage,
welche wenigstens eine Ionisationsvorrichtung mit dem oben beschriebenen
Aufbau aufweist. Die Fahrzeugklimaanlage weist dann die bereits
beschriebenen Vorteile und Eigenschaften der Ionisationsvorrichtung
in analoger Weise auf.
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Weiterhin
wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen,
welches wenigstens eine Fahrzeugklimaanlage mit dem obigen Aufbau
und/oder wenigstens eine Ionisationsvorrichtung mit dem obigen Aufbau
aufweist. Ein derartiges Fahrzeug weist dann ebenfalls die bereits
vorab beschriebenen Vorteile und Eigenschaften der Fahrzeugklimaanlage
bzw. der Ionisationsvorrichtung in analoger Weise auf. Bei den Fahrzeugen
ist in beliebiger Weise an Luftfahrzeuge, Wasserfahrzeuge und insbesondere
an Landfahrzeuge (schienengebunden/nicht-schienengebunden) zu denken.
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Weiterhin
wird ein Verfahren zur Überwachung einer Ionisationsvorrichtung
für Gase, welche die Gase mittels Hochspannungselektroden
ionisiert, vorgeschlagen, bei dem die Funktion wenigstens einer
Hochspannungselektrode durch eine gesondert von der Hochspannungsquelle
ausgebildete Spannungsüberwachungseinrichtung überprüft
wird. Ein solches Verfahren kann, insbesondere im Verhältnis zu
bekannten Verfahren, eine besonders hohe Produktsicherheit der Ionisationsvorrichtung
bei nur geringem Bauaufwand zur Verfügung stellen. Insbesondere
kann die unerwünschte Freisetzung von Ionen (insbesondere
speziellen Ionenarten, wie z. B. Kationen) und/oder freien Radikalen
effektiv verhindert werden. Im Übrigen gelten die bereits
im Zusammenhang mit der Ionisationsvorrichtung beschriebenen Eigenschaften
und Vorteile in analoger Weise auch für das vorgeschlagene
Verfahren.
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Insbesondere
ist es möglich, das Verfahren so auszubilden, dass eine
Hochspannungsquelle zumindest leistungsreduziert wird, wenn die
Spannungsüberwachungseinrichtung feststellt, dass die Spannung
unterhalb eines gewissen Referenzwerts liegt und/oder eine Hochspannungselektrode
zumindest leistungserhöht wird, wenn die Spannungsüberwachungseinrichtung
feststellt, dass die Spannung einer Hochspannungselektrode oberhalb
eines gewissen Referenzwerts liegt. Die Begriffe leistungserhöht
bzw. leistungsreduziert beziehen sich insbesondere auf die Spannung
der entsprechenden Hochspannungsquelle. Auch ein Ein- bzw. Ausschalten der
entsprechenden Hochspannungsquelle ist denkbar.
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Vorteilhaft
ist es insbesondere, wenn der Ausgabewert der Spannungsüberwachungseinrichtung
zeitverzögert erfolgt. Wie bereits erläutert,
kann dadurch das Risiko von Fehlalarmen bzw. Fehlabschaltungen der
Ionisationsvorrichtung vermindert werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen:
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1:
Den Prinzipaufbau eines Ionengenerators mit zwei unterschiedlich
polarisierten Elektroden;
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2:
Ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Elektrodenüberwachungsschaltung;
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3:
Ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Elektrodenüberwachungsschaltung.
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In 1 ist
eine Prinzipskizze eines Ionengenerators 1 dargestellt,
der zwei Elektroden 2, 3 aufweist, nämlich
eine positive Elektrode 2 sowie eine negative Elektrode 3.
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Die
positive Elektrode 2 wird über Spannungsversorgungsleitungen 6 von
einer ersten Hochspannungsquelle 4 mit einer Hochspannung
im Bereich von etwa 4 kV versorgt. Die positive Elektrode 2 weist
eine Keramikplatte 8 auf, die in einem oberen Bereich des
Substrats 7 des Ionengenerators 1 angeordnet ist.
Die Keramikplatte 8 weist eine Entladungselektrode 9 sowie
eine Induktionselektrode 10 auf, die in der Keramikplatte 8 vorgesehen
sind. Die positive Hochspannung der ersten Hochspannungsquelle 4 wird
zwischen der Entladungselektrode 9 und der Induktionselektrode 10 angelegt.
Die positive Elektrode 2 ist dazu bestimmt, Kationen zu
erzeugen.
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Eine
zweite Hochspannungsquelle 5 versorgt eine nadelförmig
ausgebildete negative Elektrode 3 über Spannungsversorgungsleitungen 6 mit einer
negativen Hochspannung. Die Hochspannung liegt im vorliegend dargestellten
Ausführungsbeispiel im Bereich von 3,4 kV und wird zwischen
dem Substrat 7 und der nadelförmigen Elektrode 3 angelegt. Wenn
eine negative Hochspannung an der negativen Elektrode 3 angelegt
ist, kommt es auf Grund der nadelartigen Form zu einer Plasmaentladung
und eine große Anzahl von Elektronen 11 wird von
der negativen Elektrode 3 abgegeben. Darüber hinaus
kommt es zu einer Ansammlung von Kationen im Bereich der negativen
Elektrode 3.
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Wird
mit Hilfe eines Ventilators 12 ein Luftstrom A erzeugt,
der über die positive Elektrode 2 und die negative
Elektrode 3 strömt, so wird Luftfeuchtigkeit (Wasser) 40,
die im Luftstrom A vorhanden ist, an der positiven Elektrode 2 durch
Plasmaentladung der Keramikplatte 8 ionisiert, und es entstehen
Wasserstoffionen H+ 13. Anschließend
erreicht der derartig ionisierte Luftstrom A den Bereich der negativen
Elektrode 3. Die von der negativen Elektrode 3 freigesetzten
Elektronen 11 ionisieren einen Teil des im Luftstroms A
enthaltenen Sauerstoffs zu Sauerstoffionen O2 – 14. Darüber
hinaus oxidieren die Elektronen 11 die positiven Wasserstoffionen 13 zu
Wasserstoff 15. Der Wasserstoff 15 verbindet sich mit
den negativen Sauerstoffionen 14 zu einem Wasserstoffperoxidradikal
HO2, das die Proteine, die sich in den Zellmembranen
der im Luftstrom A enthaltenen Keime, Bakterien, Viren oder Pilze
zerstört, so dass diese abgetötet werden.
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Die
beiden Elektroden 2, 3 stehen zusätzlich über
gesondert ausgebildete Messleitungen 16 mit einer Steuerschaltung 17 elektrisch
in Verbindung. Die Steuerschaltung 17 überprüft,
ob an den Elektroden 2, 3 jeweils eine Spannung
anliegt. Beim Fehlen einer entsprechenden Spannung gibt die Steuerschaltung 17 eine
entsprechende Fehlermeldung aus, und schaltet beispielsweise die
beiden Hochspannungsquellen 4, 5 über
Steuerleitungen 18 außer Funktion.
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In
den folgenden 2 und 3 werden exemplarisch
zwei unterschiedliche mögliche Ausbildungsformen einer
Steuerschaltung 17 näher dargestellt. Dabei wurden
zur Verdeutlichung zum Teil gleichartige Bezugszeichen verwendet.
Ein gleiches Bezugszeichen bedeutet dabei jedoch nicht, dass es sich
notwendigerweise um ein identisches Bauteil handeln muss. Vielmehr
handelt es sich um Bauteile, die üblicherweise eine nahe
kommende Funktion aufweisen.
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In 2 ist
eine erste mögliche Ausführungsform für
eine Steuerschaltung 19 dargestellt, die für einen
Ionengenerator 1 vom in 1 dargestellten
Typ verwendet werden kann. Wie schon in Zusammenhang mit 1 erläutert versorgt
eine erste Hochspannungsquelle 4 eine positive Elektrode 2 über
eine Spannungsversorgungsleitung 6 mit einer positiven
Hochspannung. In analoger Weise versorgt eine zweite Hochspannungsquelle 5 die
negative Elektrode 3 über eine Spannungsversorgungsleitung 6 mit
einer negativen Hochspannung. Um das Vorhandensein und die Größe
der an der positiven Elektrode 2 bzw. der negativen Elektrode 3 anliegenden
Spannung zu überwachen, sind die Elektroden 2, 3 jeweils
mit einer Spannungsmesseinrichtung 21, 22 verbunden,
die im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel einen
im Wesentlichen gleichartigen Aufbau aufweisen. Zur Verbindung der
jeweiligen Elektrode 2, 3 mit der dazugehörigen
Spannungsmesseinrichtung 21, 22 dient jeweils
eine gesonderte Messleitung 16, die unabhängig
von der Spannungsversorgungsleitung 6 ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es dabei, dass die Anordnung der Messleitungen 16 in einem
gewissen Abstand von den Spannungsversorgungsleitungen 6 erfolgt.
Kommt es zu einem Bruch einer der Spannungsversorgungsleitungen 6 bzw.
einer der Messleitungen 16, so wird die dazugehörige Spannungsmesseinrichtung 21, 22 einen
Fehler detektieren, unabhängig davon, ob die betreffende Hochspannungsquelle 4, 5 noch
funktionstüchtig ist. Dies ist bedeutend sinnvoller, als
die Spannung am Ausgang der jeweiligen Hochspannungsquelle 4, 5 zu überprüfen.
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Die
erste Spannungsmesseinrichtung 21 weist einen Spannungsteiler 23 auf,
der beispielsweise zwei miteinander in Serie verbundene Ohmsche Widerstände 24, 25 aufweist.
Das Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände 24, 25 ist
dabei so gewählt, dass am Spannungsabgreifpunkt 26 eine von üblichen
elektronischen Bauelementen beherrschbare Kleinspannung vorliegt.
Hier ist beispielsweise an Spannungswerte im Bereich zwischen 3
Volt und 24 Volt zu denken.
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Die
am Spannungsabgreifpunkt 26 abgegriffene Spannung wird
einem ersten Eingang 28 eines Komparators 27 zugeführt.
Am zweiten Eingang 29 des Komparators liegt die Ausgangsspannung
einer Referenzspannungs quelle 30 an. Der Komparator 27 überprüft,
ob die am ersten Eingang 28 anliegende Spannung U1 größer oder gleich als
die am zweiten Eingang 29 anliegende Spannung U2 ist. Mit anderen Worten überprüft
der Komparator 27, ob die Bedingung U1 ≥ U2 erfüllt ist. Ist diese Bedingung
nicht erfüllt, so deutet dies auf einen Fehler der ersten
Hochspannungsquelle 4, der Spannungsversorgungsleitung 6,
der Messleitung 16 oder eines anderen Bauteils des Ionengenerators 1 hin.
In diesem Fall liegt am invertierenden Ausgang 32 des Komparators 27 ein
Signal an, wohingegen am nicht-invertierenden Ausgang 31 des
Komparators 27 kein Signal anliegt. Der invertierende Ausgang 32 des
Komparators 27 ist mit einer Fehlersignalleitung 33 elektrisch
verbunden. Steht die Fehlersignalleitung 33 unter Spannung,
so werden die erste Hochspannungsquelle 4 sowie die zweite
Hochspannungsquelle 5 mittels eines entsprechenden Abschalteingangs 35 ausgeschaltet.
Gleichzeitig leuchtet die Warnlampe 34 auf, sodass ein
Bediener des Ionengenerators 1 den Fehler erkennen kann.
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Die
zweite Messseinrichtung 22 ist analog zur ersten Messeinrichtung 21 aufgebaut.
Ergänzend wird angemerkt, dass die invertierenden Ausgänge 32 der
beiden Komparatoren 27 beider Spannungsmesseinrichtungen 21, 22 parallel
geschaltet sind. Dadurch wird beim Auftreten eines Fehlers der gesamte
Ionengenerator 1 ausgeschaltet, unabhängig davon,
wo der Fehler aufgetreten ist.
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Die
Messeinrichtungen 21, 22 sind so aufgebaut, dass
ein an den invertierenden Ausgängen 32 anliegendes
Fehlersignal nicht sofort an die Fehlersignalleitung 33 ausgegeben
wird, sondern erst dann, wenn das Fehlersignal über einen
gewissen Zeitraum von beispielsweise t = 10 Sekunden oder länger
hinweg auftritt. Dazu dienen die Zeitverzögerungselemente 39.
Dadurch kann das Risiko von Fehlabschaltungen deutlich verringert
werden.
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In 3 ist
eine Abwandlung der in 2 dargestellten ersten Steuerschaltung 19 dargestellt. Die
vorliegend in 3 dargestellte zweite mögliche Ausführungsform
einer Steuerschaltung 20 weist lediglich eine einzelne
Spannungsmesseinrichtung 36 mit einem einzigen Komparator 27 auf. Ähnlich
zu der in 2 dargestellten ersten Spannungsmesseinrichtung 21 ist
der erste Eingang 28 des Komparators 27 mit einem
Spannungsabgriffspunkt 26 eines Spannungsteilers 23 verbunden.
Der Spannungsteiler 23 setzt die Hochspannung, die an einer
negativen Elektrode 3 anliegt und über eine Messleitung 16 an
den Spannungsteiler 23 angelegt ist, über zwei
in Serie miteinander geschaltete Ohmsche Widerstände 24, 25 auf
eine Niederspannung U1 herab. Die negative
Elektrode 3 wird dabei von einer zweiten Hochspannungsquelle 5 über
eine Spannungsversorgungsleitung 6 mit einer negativen
Hochspannung beaufschlagt.
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Am
zweiten Eingang 29 des Komparators 27 liegt die
von einer Referenzspannungsquelle 30 bereit gestellte Referenzspannung
U2 an. Auch vorliegend überprüft
der Komparator 27, ob die die Bedingung U1 ≥ U2 erfüllt ist.
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Ist
diese Bedingung erfüllt, so liegt am nicht-invertierenden
Ausgang 31 des Komparators 27 ein Signal an. Dieses
Signal wird über eine Signalleitung 38 einem Einschalteingang 37 einer
ersten Hochspannungsquelle 4 zugeführt. Das am
Einschalteingang 37 anliegende Signal bewirkt, dass die erste
Hochspannungsquelle 4 eine positive Hochspannung erzeugt,
die über die Spannungsversorgungsleitung 6 der
positiven Elektrode 2 zugeführt wird. Die Spannungsmesseinrichtung 36 bewirkt
somit, dass die positive Elektrode 2 nur dann unter Spannung
steht, wenn erkannt wurde, dass auch die negative Elektrode 3 unter
Spannung steht (also mit anderen Worten die negative Elektrode 3 mit
an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit unter Spannung steht).
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Ist
dagegen die am ersten Eingang 28 des Komparators 27 anliegende
Spannung U1 kleiner als die Referenzspannung
U2 der Referenzspannungsquelle 30,
so ist der nicht-invertierende Ausgang 31 des Komparators 27 stromlos
geschaltet, und die erste Hochspannungsquelle 4 bleibt
(oder wird) ausgeschaltet. Gleichzeitig liegt am invertierenden
Ausgang 32 ein Spannungssignal an. Dieses Fehlersignal
wird über eine Fehlersignalleitung 33 einem Abschalteingang 35 der
zweiten Hochspannungsquelle 5 zugeführt. Dies
hat zur Folge, dass die zweite Hochspannungsquelle 5 ausgeschaltet
wird.
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Um
Fehlabschaltungen der Steuerschaltung 20 zu vermeiden,
ist in die Fehlersignalleitung 33 analog zur in 2 dargestellten
Steuerschaltung 19 ein Zeitverzögerungselement 39 eingebaut.
Dies leitet das Ausgangssignal des invertierenden Ausgangs 32 des
Komparators 27 nur dann weiter, wenn dieses über
einen gewissen Zeitraum von beispielsweise mehr als 10 Sekunden
hinweg vorliegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - US 2006/0023391
A1 [0003]
- - US 2006/0023392 A1 [0003, 0005]