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Ionisationswäscher.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtungen, mit denen
die biologische Luftgüte- in räumen verbessert wird.
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Im engeren Sinn soll hier unter "biologischer" Luftgüte ein geringer
Gehalt an Schad- und Schwebstoffen (Kondensationskernen) und ein hoher Anteil an
Kleinionen verstanden werden.
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In Luftkurorten, am Meer und im Gebirge findet man unter normalen
Wetterbedingungen 1500 bis 2000 positive und negative Kleinionen und etwa 1000 Kondensationskerne/cm3,
von denen ea 250 als positive und 150 als negative Mittel- und Großionen vorliegen.
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In den Großstädten hingegen fällt die Kleinionendichte unter 100/cm3,
während die Kernteilchendichte auf Werte von 50 000 bis zu mehreren Millionen/cm3
ansteigt (Dunstglocke). Diese Kernteilchen bestehen zum Teil aus Schadstoffen, wie
in Smogfällen chemische Analysen gezeigt haben.
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Die chemische Zusammensetzung von Kernen in der Meeresluft hingegen
hat sich als biologisch unschädlich und für verschiedene Erkrankungen als heilsam
erwiesen.-Neuere Forschungen haben gezeigt, daß Schwebstoffe mit einem Worndurchmesser
kleiner als l Mikron nicht nur in höherem Maße in die I.ungenbläschen gelangen,
sondern dort auch in höheren Anteilen verbleiben, sich dort ablagern (aucherlunge)
oder unmittelbar in den Stoffwechsel geraten. Staub teile größeren Durchmessers
werden dagegen bereits im Nasen- und Rachenraum sowie in den grossen Bronchien abgeschieden,
oder wieder ausgeatmet.
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Kleinere Teile werden eher in den engeren Luftwegen abgeschieden,
wenn sie elektrische Ladung tragen.
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Die Giftigkeit von Schadstoffen nimmt dadurch u.
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02-Aloleküle als Kleinionen hingegen regen die Tätigkeit des Flimmerepitheis
an, fördern die Reinigung der Luftwege und begünstigen die Sauerstoffaufnahme der
Lunge.-Sie greifen ferner in den Neurohormonhaushalt z.B. die Serotoninbilanz des
Körpers ein, woraus sich die Behaglichkeit in biologisch guter Luft erklärt. Kornblüh
nannte sie in Anlehnung an Vitamine "Vitaionen". Man spricht nicht zu unrecht in
solchen Fällen von "frise@er" Luft.-Wenn der Ldie von verbrauchter, bzw. sauerstoffarmer
Luft in Räumen spricht, hat er insofern -recht, daß es sich dann meist um an Kleinionen,
also an biologisch aktivem Sauesto:?f verarmter Luft handelt, was sich mit Ionendichtemeßgeräten
nachweisen läßt.
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02-Ionen verhalten sich in den Lungenbläschen etwa so, wie ein höherer
Sauerstoffpartialdruck, da die O2-Moleküle als "Cluster" von je 8-10 Molekülen und
nicht mehr Wie im ungeladenen Zustand eiiizeln an die sauerstoffaustauschenden Zellwände
geraten. Auf dessen Rolle wies Reinders als "Schönwetterfaktor" bereits hin.
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Wie eigene Meßungen in Gewächshäusern zeigten, scheiden die.Grünpflanzen
einen erheblichen Teil des Sauerstoffs ionisiert ab. Dadurch ließen sich dort Kleinionendichten
nachweisen, wie man sie sonst nur in Luftkurorten findet.
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Diese Meßungen erfolgten in Berlin, wo sich dieser Zustand trotz der
erheblichen Kerndichten der Stadtluft ei.-hält. Mit dem Bedürfnis, sich in Räumen
Grünpflanzen zu halten, deckt man unbewußt den Bedarf a biologisch aktiveln Sauerstoff,
wie uns durch Ionendichtemeßungen klar wurde. Dieser entsteht ansonsten durch radioaktive
Stoffe, durch die kosmische Höhenstrahlung und durch Reibungs-, bzw. Influenzvorgänge
an Phasengrenzflächen (Lenardeffekt).
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Der Entstehung der nur kurzlebigen Kleinionen steht ihre umwandlung
in elektrisch neutrale Moleküle bei der Rekombination
zweier Ionen
entgegengesetzten Vorzeichens, durch Anlagerung an ungeladene Schwebeteilchen oder
an Großionen entgegengesetzten Vorzeichens entgegen. Die jeweils entstehende Gleichgewichts-Kleinionendichte
hängt daher von der Ionisierungsstärke (den je Zeit-1!nd Raumeinheit erzeugten Kleinionen)
und dem Gehalt der Luft an lernen sowie Mittel- und Großionen ab, wie bereits von
Israel nachgewiesen wurde. -Will man biologische Luftgüte in großstädtische Räume
bringen, so (eniigt es nicht, S-Laub mit herkömmlichen Filtern abzuscheiden, sondern
es muß darüber hinaus die Art und Anzahl der elektrischen Ladungsträger im Korngrößenbereich
kleiner l iron verändert werden.
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Auch die alleinige Erzeugung von Kleinionen, insbesondere nur eines
Vorzeichens, ist unzureichend und besonders in verstaubter Luft schädlich. Sie führt
dazu, daß sich bestimmte Stäube nicht nur an den itaumbegrenzungsflächen, sondern
auch in den engeren Luftwegen absetzen.
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Dieser Effekt haben die z. Zt. auf dem Markt befindlichen @onengeneratoren,
die mit dem Koronaeffekt oder mit radioaktiven Subs tanzen arbeiten und n1eist negative
Kleinionen produzieren. Im Bereich ihrer ohnedies kleinen Wirkungsweite schwankt
die Kleinionendichte mit jeder geringen Luftbewegung erheblich. Die vitalisierende
Wirkung negativer Kleinionen läßt sich jedoch bei dieser noch unvollkommenen Einrichtung
bereits einwandfrei wahrnehmen.-Befeuchter, die mit. dem Zerstäubungseffekt durch
Düsen oder Schleuderscheiben und insbesondere mit gereinigtem Wasser arbeiten, erzeugen
sowohl negative als auch positive Kleinionen. Zentral in Klimaanlagen angeordnet,
gellt dieser Effekt jedoch nach einigen Metern Kanallänge wieder verloren. Bei Kleingeräten,
die unmittelbar in der Nähe von Personen in Betrieb sind, ist die Befeuchtung von
schadstoffhaltiger Luft, biologisch gesehen, von fraglichem Wert, da als Aerosol
gelöste Schadstoffe tiefer in die Lunge eindringen, wie Cauer anhand einiger
Unglücksfälle
mit z. 'l. tötlichem Ausgang nachwies. Die durch höhere Luftfeuchtigkeit erreichte
"Behaglichkeit" bei schlecht gereinigter Luft hat also nur vordergründigen Wert.
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Zum Stand der Technik in dieser Sache gehören die mit UV-RLöhren,
elektrostatischen Abscheidern, Schwebstoll und Aktivkohlefiltern versehenen "Air
Pollution Cleaner", die gegenwärtig speziell von japanischen Firmen auf den Markt
gebracht werden. In ihnen ist vor dem Austritt der Luft ein Ionengenerator angeordnet
und zwar mit ausschließlich negativer lonisierung. Wie bereits erwähnt, entspricht
die unipolare Ionisierung nicht den natürlichen immer bipolar vorliegenden Kleinionenzustand
biologisch einwandfreier Luft.
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Abgesehen von diesem Nachteil sind solche Geräte bereits eine Verfahrensmögliehkeit
zur Erreichung des auch von dem Unterzeichneten beabsichtigten Zieles.
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Wie eigene Meßungen an solchen Geräten, wie auch an elekrostatischen
Abscheidern zeigten, verschlechtern diese den Luftzustand aber insofern, daß ein
Überschuß an positiv geladenen Mittel- und Großionen in der austretenden Luft entsteht,
wodurch die Reichweite der negativen Kleinionen beschränkt wird.
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Die Unterzeichneten verfolgen den Erfindungsgedanken, zuerst nicht
nur eine weitgehende Entstaubung, sondern auch eine Entfernung der Kernteilchen
(und Mittel- und Großionen) zu erreichen, um die Luft danach mit Kleinionen beiderlei
Vorzeichens und zwar mit regelbarem Verhältnis der positiven und negativen Ladungen
anzureichern und mit einer wahlweise möglichen Befeuchtung Einfluß auf die chemische
Zusammensetzung der Kleinionen auszuüben. Dies ist mit der in den Air-Cleanern gewählten
Anordnung nicht möglich.
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Erfindungsgemäß erfolgt dies mit verschiedenen Anordnungen, die sowohl
zur Schaffung eines biologischen Mikroklimas
als auch für den Einbau
in dezentrale Klimaanlagen und Klimazentralen herkömmlichen Musters geeignet sind.
Diesbezüglich steilen sie ebenfalls einen Fortschritt gegenüber dem gegenwärtigen
Stand der Technik dar.
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Eine solche Anordnung ist z.B. gekennzeichnet dadurch, daß im Luftstrom
außer einem Grob- und Feinstaubfilter ein Befeuchter herkömmlicher Bauart oder nach
der Art des Schleuderseheibenprinzips angeordnet wird nach dessen Tropfenabscheider
ein Raum folgt, in dem der Luft Wasserdampf zugesetzt wird. In diesem Raum wird
gleichfalls ein durch Oberflächenkühler abgekühlter Luftstrom zugemischt, der den
Befeuchter nicht passiert hat. Dann folgt in Richtung des Luftstromes ein Oberflächenkühler,
ein Nacherhitzer, ein Aktivkohlefilter, sowie abschließend ein Ionengenerator für
beide Vorzeichen, So wird erreicht, daß die gesamte Luftmenge eine Luftentfeuchtung
im Nebelgebiet-durchmacht, wobei je nach Übersättigung auch kleinste Kernteilchen
mit der Feuchtigkeit entfernt werden. Begünstigt wird dieser Vorgang durch eine
lonisierung der Luft vor der Dampfkammer. Diese erfolgt entweder durch besondere
Tonengeneratoren, oder durch den Befeuchter, der eine Bauart haben muß, mit dem
ein starker Lenardeffekt erzielt wird. Dieser tritt besonders bei den Befeuchtern
des Schleuderscheibenprinzips auf, bei denen jedoch eine solche Konstruktion verwendet
werden muß, bei der der gesamte Luftstrom an den i>ralleinrichtungen vorbeiführt.
Eine solche Anordnung wird im folgenden "Ionisationswäscher" genannt.
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Für kleine Leistungen sind solche Geräte zur Luftbefeuchtung seit
langem in Gebrauch, werden für unseren Zweck jedoch am Luftaustritt mit mehreren
Gacesieben einer bestimmten Maschenweite abgeschlossen, um eine Luftbefeuchtung
weitgehend zu verhindern. Die Maschenweite ist so gewählt, daß das Aerosol zurückgehalten,
die bei der Zerstäubung entstehenden Kleinionen jedoch hindurchgelassen werden.
Versieht man ein solches Gerät mit Vorfiltern und
Schalldämpfern,
so erhält man eine stark vereinfachte Ai";-führung des Erfindungsgedankens zur Erzeugung
eines Mik@@@ klimas.
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Es empfiehlt sich hier mit destilliertem Wasser zu arbeiten.
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Eine weitere Ausführung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß
der Luftstrom außer durch die herkömmlichen Reinigungseinrichtungen in Klimaanlagell
durch mehrere hintereinander geschaltete Ionisationswäscher des oben erwähnten Typs
strömt, wobei diese so ausgebildet sind, daß das aus dem Zerstäubungsbereich abtropfende
Wasser gesondert aufgefangen und danach abgeleitet, oder über einen Wasserfilter
und Entsalzer dem Zerstäuber teilweis@ erneut zugeführt wird.
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Kleingeräte, die den Erfindungsgedanken in vereinfachter Weise verfolgen,
können auch aus der mehrfachen Hintereinanderschaltung von Ionenerzeugern, Nebelkammern
und Kühlern bestehen, denen Feinstaub- und Schwebstoffilter vorgeschaltet sind.
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Eine weitere vereinfachte Lösung für kleinere Leistungen besteht darin,
daß ein Ionisationswäscher der beschrieben@ Art gleichzeitig als Nebelkammcr benutzt
und zur Befeuchtung der Raumluft herangezogen wird.
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Die Erfindung beabsichtigt vor allem dort, wo die verschmutzten Kanalsysteme
herkömmlicher Lüftungs- und Klimaanlagen die Luftreinheit begrenzen z.B. in Krankenhäusern,
eine höhere biologische Luftreinheit wenigstens als Mikroklima herzustellen. In
den durch Industrie- und Autoabgas@ versehuiutz ten Städten besteht ein Erholungsbedürfnis
der Menschen zunehmend darin, im Grünen von Zeit zu Zeit biologisch gesunde Luft
zu tanken. Dem sollen die beschriebenen Einrichtungen entgegenkommen.
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Die reinigung der Luft in der Atmosphäre der Erde orfolgt übrigens
nach dem gleichen Prinzip wie angestrebt. ic in die Luft gelangenden Schwebstoffe
werden, soweit sie nicht sedimentieren, in größeren höhen durch die kosmische
Höh@nstrahlung
z.T. ionisiert und bilden bei der Abkühlu@@ @enchtigkeisreicher Luft die Nebeltröpfehen,mit
denen sie a@s Regen wieder auf die Erde zurückkebren.
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@aueben bilft das Lösungsvermögen destillierten Wassers die gasförmigen
Verunreinigungen der Luft zu entfernen.
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