DE4112459A1 - Verfahren und einrichtung zur erzeugung von definierten ionisierten gasen bzw. gasgemischen - Google Patents
Verfahren und einrichtung zur erzeugung von definierten ionisierten gasen bzw. gasgemischenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur
Erzeugung von definierten ionisierten Gasen beziehungsweise
von Gasgemischen sowie ihre Anwendung.
Es ist bereits eine Ionisationskammer für die Ionisation von
gasförmigen Sauerstoff, insbesondere von med. Sauerstoff, mit
einem Gehäuse mit einer Zuströmöffnung und einer Abströmöff
nung für den Sauerstoff und zwei im Gehäuse angeordneten
Elektroden, einer Anode und einer Kathode, wobei die zwischen
Anode und Kathode anstehende Spannung vorzugsweise eine
Gleichspannung ist, bekannt geworden (DE-OS 35 01 356), bei
der die Kathode und die Anode im wesentlichen quer zur Strö
mungsrichtung des Sauerstoffes verlaufend und in Strömungs
richtung des Sauerstoffes hintereinander angeordnet sind.
Dieser sowie weiteren bekannten Lösungen ist es gemeinsam,
daß eine Erzeugung vorher definierter aktiver Produkte der
Ionisation nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Einrichtung zu schaffen, mit denen die Reduzierung
oder die Oxidierung von gewissen chemischen Verbindungen in
der Lösung oder auf der Fängermembrane im Rahmen einer Erzeu
gung definierter aktiver Produkte der Ionisation sowie von
weiteren nicht gasförmigen erzeugten Verbindungen, ihrer Wech
selwirkung mit chemischen Verbindungen in der Lösung oder auf
der Fängermembrane und eine Untersuchung ihrer physikalisch -
chemischen Eigenschaften möglich ist sowie Anwendungsmöglich
keiten zur Einwirkung dieser definierten Produkte aufzuzei
gen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Er
zeugung von definierten ionisierten Gasen bzw. von Gasgemi
schen, bei dem die Ionisierung in einem homogenen gasförmigen
Milieu, z. B. Sauerstoff oder Stickstoff oder in einem Gasge
misch stattfindet dadurch gelöst, dar daß zu ionisierende Gas
oder Gasgemisch dosiert einem Vorratsbehälter entnommen,
durch eine Wärmequelle vorgewärmt, anschließend der Ionisati
onseinrichtung unterschiedlicher Konfiguration zugeführt
wird. Danach werden die entstehenden Ionisationsprodukte durch
die Reduzierung oder die Oxidierung von gewissen chemischen
Verbindungen in der Lösung oder auf der Fängermembrane quan
titativ und qualitativ bestimmt und danach zielgerichtet das
gewünschte Ionisationsprodukt, z. B. Sauerstoff-Anionenradikal,
hydratiertes Elektron oder Wasserstoffperoxid, durch Verände
rung der Parameter eingestellt wird und daß anschließend die
Behandlung der Objekte erfolgt.
Vorzugsweise erfolgt durch eine Veränderung des Gasstromes,
d. h. der Durchflußmenge, eine Beeinflussung des zu bildenden
Ionisationsproduktes.
Es ist aber auch möglich, daß über eine Veränderung des Gas
milieus eine Beeinflussung des zu bildenden Ionisationspro
duktes erfolgt.
Die Bildung des Sauerstoff-Anionenradikals hängt von der
Durchflußmenge des Gases durch die Ionisationseinrichtung ab.
Das Verfahren sieht weiterhin vor, daß die Vorwärmung des zu
aktivierenden Gases oder Gasgemisches differenziert je nach
Anwendungszweck erfolgt.
Ein mögliches Anwendungsgebiet des Verfahrens ist die Steri
lisation. Für Sterilisationszwecke wird das zu aktivierende
Gas oder Gasgemisch vorzugsweise auf 90°C vorgewärmt.
Sofern jedoch das Verfahren zur Inhalation verwendet wird,
welches ebenfalls ein Anwendungsgebiet darstellt, erfolgt die
Vorwärmung des Gases auf eine für Inhalationszwecke angenehme
Temperatur.
Das Verfahren wird beispielsweise auch zur Sterilisation von
Nahrungsmitteln incl. von Verpackungsbehältern angewendet.
Ein weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Sterilisa
tion von medizinischen und zahnmedizinischen Instrumenten,
von medizinischen Arbeitsplätzen sowie von Hohlkörpern, die
z.B in der Medizin benutzt werden. Somit können auch z. B. Ope
rationstische vor Ort sterilisiert werden.
Das Verfahren ist ebenfalls zur Sterilisation des Gasmilieus
bei der Produktion von Kosmetika anwendbar.
Grundsätzlich ist das Verfahren zur Sterilisation von orga
nischem Material, das durch Einwirkung von Mikroorganismen in
seinen Gebrauchswerteigenschaften beeinträchtigt wird, an
wendbar.
Das Verfahren ist weiterhin anwendbar zur Einwirkung auf le
bende Organismen, Gewebe, Zellen und Viren.
Schließlich ist das Verfahren auch zur Einwirkung auf chemi
sche Verbindungen sowie zur Bestimmung der Konzentration der
aktiv wirkenden Produkte anwendbar.
Das Verfahren zeichnet sich ferner dadurch aus, daß es mit
einer Spannung von einer Hochspannungsquelle unter 10 kV bei
der Stickstoffionisation betrieben wird.
Bei Verwendung einer Kohlenstoffaser als Elektrode bei der
Sterilisierung in Stickstoffatmosphäre beträgt die Spannung 8
bis 12 kV.
Bei der Sauerstoffionisation wird das Verfahren mit einer
Spannung von einer Hochspannungsquelle von mindestens 3 kV
betrieben.
Das Verfahren eröffnet in seiner Komplexität, insbesondere
unter dem Gesichtspunkt der Erzeugung definierter ionisierter
Gase bzw. Gasgemische ein neues breites Anwendungsspektrum. Es
bietet damit die Möglichkeit, ein ganz spezielles für den je
weiligen Anwendungszweck aktiviertes Gas bzw. Gasgemisch be
reitzustellen.
Dabei betrifft diese Lösung ein prinzipiell neues Verfahren
zur quantitativen und qualitativen Bestimmung der aktiv wir
kenden Produkte.
Die Einrichtung zur Erzeugung von definierten ionisierten Ga
sen bzw. von Gasgemischen zeichnet sich erfindungsgemäß da
durch aus, daß sie die Form einer Haube aufweist, die aus
nicht elektrisierenden Material besteht, an deren oberen
Abschluß eine zentrisch angeordnete Öffnung vorgesehen ist. In
diese Öffnung ist dichtend ein gasführendes und stromleiten
des zylindrisch ausgebildetes Rohr eingepaßt, welches an sei
nem in die Haube eintauchenden Ende mit einer Elektrode ver
sehen ist. An der Außenwand des Rohres ist eine Klemme für den
Anschluß an eine Hochspannungsquelle vorgesehen. An der der
Haube abgewandten Seite ist das Rohrstück mit einem Stutzen
für den Anschluß an eine Gasleitung versehen. Die Haube weist
an ihrer Oberseite eine ventilbetätigte Öffnung auf, vorzugs
weise zum Ablassen von überschüssigem Gas bzw.
Gasgemisch. Seitlich in der Wandung der Haube ist eine Kanüle
dichtend eingepaßt. Die obere Haube ist mit einem ebenfalls
als Haube ausgebildeten Unterteil dichtend verbindbar. Im Bo
den der unteren Haube ist zentrisch eine Anode angeordnet, die
mit einem elektromagnetischen Mischer korrespondiert.
Die Anode ist mit einem Strommesser verbunden, wobei dieser an
Massepotential anliegt. Die untere Haube ist in einer thermo
stationären Hülle angeordnet. In der Seitenwand der unteren
Haube ist ebenfalls eine Kanüle dichtend angeordnet.
Die in der oberen Haube vorgesehene Kanüle dient zum Ein
spritzen bzw. zum Absaugen von Gas oder Gasgemischen. Hingegen
dient die in der unteren Haube angeordnete Kanüle ausschließ
lich zur Entnahme der zu untersuchenden Produkte bzw. zur
Einführung von Reaktanten.
Die vorstehend beschriebene Lösung ist vorzugsweise zur An
wendung in Labors für wissenschaftliche Untersuchungen sowie
zur Analyse der erzeugten Produkte geeignet.
Die in der unteren Haube aus einem Metall vorgesehene Anode
kann vorteilhafterweise als Platte ausgebildet sein. Sie kann
z.B aus Platin oder Gold bestehen.
Als vorteilhafte Ausgestaltung ist zwischen der oberen und
der unteren Haube ein Filter in Form einer porigen Membrane
angeordnet, welches zur Anreicherung von Reaktionsprodukten,
der Bestimmung der Konzentration der erzeugten aktiven Pro
dukte oder der zu untersuchenden Objekte dient. Dieses Filter
wird im allgemeinen als Fängermembrane bezeichnet.
Die Erzeugung aktiver Gasionisationsprodukte erfolgt in der
oberen Haube, wobei das zu behandelnde Objekt sich sowohl auf
der angeordneten Filterfläche als auch in einer Lösung sich
befinden kann.
Für die allgemeine Anwendung der Ionisationseinrichtung ist
eine einfache Konstruktion derselben möglich.
Diese einfache Konstruktion einer Einrichtung zur Erzeugung
von definierten ionisierten Gasen bzw. von Gasgemischen
zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Einrich
tung die Form einer Haube aufweist, an deren oberen Abschluß
eine zentrisch angeordnete Öffnung vorgesehen ist. In diese
Öffnung ist ein gasführendes und stromleitendes zylindrisch
ausgebildetes Rohr dichtend eingepaßt. Das Rohr ist an seinem
in die Haube eintauchenden Ende mit einer Elektrode versehen.
An der Außenwandung des Rohres ist eine Klemme für den An
schluß an eine Hochspannungsquelle vorgesehen.
Ferner weist das Rohrstück an der der Haube abgewandten Seite
einen Stutzen für den Anschluß an eine Gasleitung auf.
Die in dem hohlen gasführenden und stromleitenden zylindri
schen Körper, der z. B. ein Rohr sein kann, angeordnete Elek
trode kann eine unterschiedliche Ausbildung sowie eine spezi
elle Anordnung aufweisen.
Denkbar ist zum Beispiel die Form einer Metallspitze, wobei
als Metall Platin, Gold, Kupfer u. a. einsetzbar sind.
In einer Modifizierung dieser Lösung ist es möglich, die
Elektrode als Drahtgitter im Rohr angeordnet auszubilden, wo
bei das Drahtgitter durch einen Draht der in parallelen Ebe
nen winkelverschoben im Rohr angeordnet ist, gebildet wird.
Eine weitere Modifizierung der Elektrode sieht deren Ausbil
dung als engmaschiges Metallnetz im Rohr vor.
Dabei liegt der Durchmesser des Drahtes, der das Drahtgitter
bzw. das Metallnetz bildet, im Bereich zwischen 0,3 und 0,05 mm.
Vorteilhafterweise sind die Draht- bzw. die Netzabschnitte,
die ein Elektrodensystem bilden, unter einem bestimmten Win
kel zueinander und senkrecht zum Gasstrom angeordnet.
Bei der Bildung eines Drahtgitters, bei dem ein Draht in drei
parallelen Ebenen angeordnet ist, beträgt die Winkelverschie
bung zwischen den drei Drähten 60 grd.
Wird das Drahtgitter dadurch gebildet, daß ein Draht in vier
parallelen Ebenen angeordnet ist, so beträgt die Winkelver
schiebung zwischen den vier Drähten 45 grd.
Vorteilhafterweise liegt das Verhältnis zwischen dem gasfüh
renden und stromleitenden Rohr und dem Außendurchmesser der
Haube im Bereich von 1:3 bis 1:20.
Diese Lösung ist vorzugsweise für die Behandlung von ebenen
Oberflächen von Hohlkörpern sowie zur Inhalierung geeignet.
Bei Ionisationseinrichtungen, die vorzugsweise zur Sterili
sierung von Produkten eingesetzt werden, wird das Grundprin
zip der Durchleitung des Gases durch nadelförmige, drahtgit
terförmige oder netzartige Elektroden in dem hohlen stromlei
tenden Rohr beibehalten. Dabei können in der Ionisationsein
richtung sowohl ein als auch mehrere mit unterschiedlichen
Elektroden versehene gasführende und stromleitende Rohre an
geordnet sein. Unter Berücksichtigung der Gewährleistung ei
ner ausreichenden Isolierung können die stromleitenden Rohre
im Gerät selbst angeordnet sein, es ist aber auch möglich,
diese außerhalb des Gerätes anzuordnen. Die Rohre sind unter
einander durch eine Hochspannungsschiene einerseits und ande
rerseits mit dem Gasverteiler verbunden, der an die Gaszulei
tung angeschlossen ist.
Insbesondere bei Einrichtungen, die zur Sterilisation von
Produkten angewendet werden, hat sich eine besondere Ausbil
dung des gasführenden und stromleitenden Rohres als zweckmäßig
erwiesen. Das gasführende und stromleitende Rohr, welches
vorzugsweise horizontal in der Einrichtung angeordnet ist,
weist an seiner unteren Fläche längsseitig eine spaltförmige
Ausnehmung auf. In dieser spaltförmigen Ausnehmung ist das
stromführende Drahtgitter bzw. das Drahtnetz, welches die
Funktion der ionisierenden Elektrode übernimmt, angeordnet.
Auch bei dieser Lösung wird die als Haube ausgebildete Grund
konstruktion der Einrichtung beibehalten. An dem Rohr ist eine
Klemme für den Anschluß an eine Hochspannungsquelle vorgese-
hen. Des weiteren ist das Rohr mit einem Stutzen für den An
schlug an eine Gasleitung versehen. Das Elektrodensystem be
findet sich in einem von dem gasführenden Rohr winklig ab
gehenden Rohrstumpf. Dabei kann das Rohr in der Haube auch ei
ne Verzweigung aufweisen.
Eine weitere Modifizierung der Einrichtung sieht vor, daß das
gasführende und stromleitende Rohr, welches mit einer Klemme
zum Anschluß an eine Hochspannungsquelle und mit einem Stut
zen zum Anschluß an eine Gasleitung ausgestattet ist, und
welches vorzugsweise horizontal angeordnet ist, an seiner un
teren Fläche längsseitig eine spaltförmige Ausnehmung auf
weist.
In dieser spaltförmigen Ausnehmung ist die Elektrode als
Gitter wirkend ausgebildet.
Eine weitere Möglichkeit sieht vor, dar die Elektrode in der
Form eines engmaschigen Drahtnetzes in dieser spaltförmigen
Ausnehmung angeordnet ist.
Schließlich kann das gasführende Rohr, welches mit einem
Stutzen zum Anschluß an eine Gasleitung versehen ist, auch so
ausgebildet sein, daß an seiner Unterseite hintereinander
mehrere Bohrungen vorgesehen sind, in die ein Rohrstumpf iso
lierend angeordnet ist und daß in dem Rohrstumpf die Elektro
de integriert ist. Dabei sind die isoliert angeordneten Rohrstümpfe
mit einer Hochspannungsquelle verbunden.
Die Ionisationseinrichtung zeichnet sich schließlich auch da
durch aus, daß das zu ionisierende Gas bzw. Gasgemisch in
einer mit der Ionisiereinrichtung verbundenen Vorwärmeinrich
tung einer Wärmebehandlung unterworfen ist.
Beim Anlegen einer Hochspannung an die Elektrode(n) werden
die durch das hohle gasführende und stromleitende Rohr fließenden
Gase ionisiert. Dabei verhindert die Lage der ionisie
renden Elektroden in der Gasströmung bei einem breiten Spek
trum der Strömungsgeschwindigkeit eine elektrische Sperrung
der Ionisationsquelle, wodurch auch die Bildung von Nebenpro
dukten der Ionisation, wie z. B. des Ozons oder der Stick
stoffoxide, verringert wird. Die Ionisation des reinen Sauer
stoffs führt zu einer vorrangigen Bildung des aktiven Pro
dukts der negativen Luftionen, des sogenannten Sauerstoff-Anionen
radikals sowie zur Reduzierung oder Oxidierung von ge
wissen chemischen Verbindungen in der Lösung oder auf der
Fängermembrane. Die Bildung dieses Sauerstoff-Anionenradikals
erlaubt zugleich eine eingehende und tiefgründige Untersu
chung der biochemischen und biophysikalischen Eigenschaften
der negativen Luftionen. Es hat sich gezeigt, daß die Anwen
dung des Sauerstoff-Anionenradikals im Vergleich mit den ne
gativen Luftionen zu einer beträchtlichen Erhöhung der Akti
vität des Ionisationsproduktes führt. Gleichfalls erlaubt die
Anwendung des ionisierten Stickstoffes eine spürbare Erhöhung
der bakteriziden und fungiziden Wirkung der Ionisationspro
dukte im Vergleich mit ionisierter Luft.
Sowohl das Verfahren als auch die Einrichtung zeichnen sich
dadurch aus, daß sie den Forderungen des Umweltschutzes nach
einer Senkung der Umweltbelastung eine diesen Forderungen
gerecht werdende Lösung anbieten. Durch den Einsatz von Sauer
stoff und Stickstoff werden insbesondere auch bei der Steri
lisation keine ökologisch bedenklichen Produkte freigesetzt.
Darüber hinaus ist ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser
neuen Lösung darin zu sehen, daß die Ionisierung des Gases
bzw. des Gasgemisches mit einer höheren Effektivität erfolgt,
da das zu ionisierende Produkt durch ein Rohr zugeführt wird,
wobei in dem Rohr die Elektrode angeordnet ist, so daß das zu
ionisierende Produkt unmittelbar der Wirkung der Elektrode
ausgesetzt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im
Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ionisati
onseinrichtung im Schnitt mit im Prinzip veranschau
lichter Gaszufuhr;
Fig. 1a das gasführende und stromleitende Rohr im Schnitt mit
einer möglichen Ausführungsform der Elektrode;
Fig. 1b eine weitere mögliche Ausführungsform der Elektrode;
Fig. 1c die Draufsicht auf die Form der Elektrode nach
Fig. 1b;
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung im Schnitt;
Fig. 3 eine weitere mögliche Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Einrichtung;
Fig. 4, 4a und 4b weitere Ausführungsformen der erfindungsge
mäßen Einrichtung.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit den peri
pheren Mitteln zur Gasversorgung im Prinzip dargestellt. Die
Einrichtung umfaßt im wesentlichen eine obere Haube 10, die
über eine Fassung mit einer unteren Haube 11 verbindbar aus
gebildet ist. An der Verbindungsstelle beider Hauben ist ein
Filter 16 - auch als Fängermembrane bezeichnet - angeordnet. Im
oberen Abschluß der Haube ist zentrisch eine Öffnung vorge
sehen, in die das gasführende und stromleitende Rohr 1 dich
tend eingeführt ist. Das Rohr 1 weist an seinem in die Haube
10 eintauchenden Ende eine als Metallspitze 2 ausgebildete
Elektrode auf. An der Außenwand des Rohres 1 ist eine Klemme 5
für den Anschluß an eine Hochspannungsquelle 4 vorgesehen. Das
Rohr 1 ist an seinem der Haube 10 abgewandten Ende mit einem
Stutzen 3 für den Anschluß an eine Gasleitung 22 versehen. Das
zu ionisierende Produkt wird einem Vorratsbehälter 19, der mit
Reduzierventilen 20 und einer Meßeinrichtung 21 versehen ist,
entnommen und über eine Vorwärmvorrichtung 30 der Ionisati
onseinrichtung durch Anschluß an den Stutzen 3 zugeführt zum
Ablassen von überschüssigem Gas ist in der Haube 10 eine ven
tilbetätigte Öffnung 29 vorhanden. In der Seitenwandung der
Haube 10 ist durch eine Öffnung 7 eine Kanüle 6 dichtend an
geordnet. Die Erzeugung des aktivierten Produktes erfolgt aus
schließlich in der Gaskammer 15, wobei durch die Kanüle 6 ei
ne Entnahme des zu untersuchenden Gases bzw. eine Einführung
von Gasen erfolgt. Die untere Haube 11 ist zur Einhaltung ei
ner gewünschten Temperatur in einer thermostationären Hülle
18 angeordnet. Im Boden dieser unteren Haube 11 ist zentrisch
eine Anode 12 angeordnet, die mit einem elektromagnetischen
Mischer 13 korrespondiert. Die Anode 12 ist mit einem Strom
messer 14 verbunden, der an Massepotential anliegt. Im Raum 17
der unteren Haube 11 befindet sich Flüssigkeit, die durch die
Kanüle 8 analysiert werden kann.
Die vorstehend beschriebene Einrichtung ist grundsätzlich zum
Einsatz in Labors für wissenschaftliche Untersuchungen geeig
net. Sie bietet die Möglichkeit, die erforderlichen Parameter
zur Erreichung eines definierten aktiven Produktes zu bestim
men, so daß nachfolgend bei Vorgabe der Parameter die Bereit
stellung des gewünschten aktiven Produktes durch eine kon
struktiv einfache Lösung möglich ist.
Fig. 1a veranschaulicht im Schnitt das Rohr 1, welches mit ei
ner als Metallspitze 2 ausgebildeten Elektrode versehen ist.
In Fig. 1b ist die Elektrode als Drahtgitter 2a ausgebildet,
wobei das Drahtgitter dadurch gebildet wird, daß jeweils ein
Draht in mehreren parallelen Ebenen winkelverschoben angeord
net ist.
Fig. 1c zeigt als Draufsicht eine mögliche Form des Drahtgit
ters 2a.
In Fig. 2 ist eine einfache konstruktive Lösung der Ionisati
onseinrichtung für die häufigsten Anwendungsfälle, insbeson
dere in der Medizin dargestellt. Die Einrichtung besteht aus
einer Haube 10a, die an ihrem oberen Abschluß eine zentrisch
angeordnete Öffnung aufweist, durch die das gasführende und
stromleitende Rohr 1 dichtend eingeführt ist. In seinem in die
Haube 10a eintauchenden Ende ist die Elektrode beispielsweise
als Drahtgitter 2a in dem Rohr 1 angeordnet. Das Rohr ist am
Außenumfang mit einer Klemme 5 für den Anschluß an eine Hoch
spannungsquelle sowie mit einem Stutzen 3 für den Anschluß an
eine Gasleitung versehen.
In Fig. 3 ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Ein
richtung zur Sterilisation dargestellt. Die gasführenden und
stromleitenden Rohre 1 sind in einer Haube 24 angeordnet,
wobei die Rohre 1 eine Verzweigung aufweisen.
Fig. 4 stellt eine Modifizierung einer Sterilisationseinrich
tung dar. Das gasführende und stromleitende Rohr 25 ist an
seiner Unterfläche mit einer spaltförmigen Ausnehmung verse
hen, in die das Elektrodensystem, im vorliegenden Fall als
Drahtnetz 2b ausgebildet, eingebettet ist.
Fig. 4a zeigt eine perspektivische Ansicht der Einrichtung
nach Fig. 4. Dabei ist die spaltförmige Ausnehmung 31, die mit
einer als Drahtnetz ausgebildeten Elektrode versehen ist,
dargestellt.
Selbstverständlich kann die Elektrode in der spaltförmigen
Ausnehmung auch in einem nicht stromleitenden Rohr angeordnet
sein. In diesem Fall erfolgt der Anschluß von der Hochspan
nungsquelle direkt an die Elektrode.
Diese Form der Einrichtung ist besonders gut zur Sterilisa
tion von flachen Gegenständen, z. B. Operationstischen, oder
auch von Hohlkörpern geeignet. Letzteres insbesondere unter
dem Gesichtspunkt, daß mit der Einrichtung der Hohlkörper von
innen sterilisiert werden kann.
Fig. 4 stellt eine weitere Modifizierung einer Sterilisations
einrichtung dar. Das gasführende Rohr 26, welches mit einem
Stutzen 3 zum Anschluß an eine Gasleitung versehen ist, weist
an seiner Unterseite mehrere hintereinander liegende Öffnun
gen auf, in denen kurze, mit einer Isolierung 28 versehene
Rohrstümpfe 1, angeordnet sind. Die Elektroden sind hierbei in
den Rohrstümpfen 1 integriert. Die stromleitenden Rohrstümpfe
sind über eine Leitung 27 mit einer Hochspannungsquelle 4
verbunden.
Nachfolgend wird ein praktisches Beispiel über die biologi
sche Aktivität des Superoxidanionenradikals abgehandelt.
Es ist bekannt, daß die Inhalation negativer Luftionen den
Widerstand des Organismus gegen Peroxidationsprozesse erhöht,
und zwar durch Verminderung der Menge des Malondialdehyds in
verschiedenen Organen. Die Inhalation des negativ ionisierten
Sauerstoffs bzw. des Superoxidanionenradikals ist bei der Er
höhung der Widerstandsfähigkeit des Organismus bedeutend ak
tiver.
Für die Durchführung des Experiments wird eine Einrichtung,
wie in Fig. 2 beschrieben, verwendet.
Die Einrichtung wird über den Stutzen 3 mit der Sauerstoff
quelle verbunden. Danach wird die Verbindung der Klemme 5 zur
Hochspannungsquelle 4 hergestellt, wobei die Hochspannung ca.
3 kV beträgt. Der Volumenstrom des Sauerstoffes liegt im Be
reich von 50 bis 500 ml/min, vorzugsweise im Bereich von 50
bis 100 ml/ min. Das Experiment wird an Tieren, z. B. Mäusen
und Ratten durchgeführt, bei einem Abstand des Kopfes der
Tiere zur Ionisationsquelle von ca. 20 bis 30 cm und bei ei
ner Einwirkungszeit von ca. 60 min. Nach Abschluß der Inhala
tion wird die Hochspannung abgeschaltet und die Gaszufuhr un
terbrochen. Anschließend wird zur Auswertung des Versuches die
Konzentration des Malondialdehyds im Blut und in Geweben nach
bekannten biochemischen Methoden, z. B. nach Asakava, analy
siert.
Claims (35)
1. Verfahren zur Erzeugung von definierten ionisierten Gasen
bzw. von Gasgemischen, bei der die Ionisierung in einem homo
genen gasförmigen Milieu, z. B. Sauerstoff oder Stickstoff
oder in einem Gasgemisch stattfindet, dadurch gekennzeichnet,
daß das zu ionisierende Gas oder Gasgemisch dosiert einem
Vorratsbehälter entnommen, durch eine Wärmequelle vorgewärmt,
der Ionisationseinrichtung unterschiedlicher Konfiguration
zugeführt wird, die entstehenden Ionisationsprodukte durch
die Reduzierung oder die Oxidierung von gewissen chemischen
Verbindungen in der Lösung oder auf der Fängermembrane analy
siert und danach zielgerichtet das gewünschte Ionisationspro
dukt, z. B. Sauerstoff-Anionenradikal, hydratiertes Elektron
oder Wasserstoffperoxid, durch Veränderung der Parameter
eingestellt wird und daß anschließend die Behandlung der
Objekte erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Veränderung des Gasstromes eine Beeinflussung des
zu bildenden Ionisationsproduktes erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Veränderung des Gasmilieus eine Beeinflussung
des zu bildenden Ionisationsproduktes erfolgt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorwärmung des zu aktivierenden Gases oder
Gasgemisches differenziert je nach Anwendungszweck erfolgt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, dar es zur Inhalation angewendet wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß es zur Sterilisation angewendet wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß für Sterilisationszwecke das zu aktivierende
Gas oder Gasgemisch vorzugsweise auf 90°C vorgewärmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,
daß es zur Sterilisation von Nahrungsmitteln incl. Verpak
kungsbehältern angewendet wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, 6 und 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß es zur Sterilisation von medizinischen und
zahnmedizinischen Instrumenten, medizinischen Arbeitsplätzen
sowie von Hohlkörpern, die z. B. in der Medizin benutzt wer
den, angewendet wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 6, dadurch ge
kennzeichnet, dar es zur Sterilisation des Gasmilieus bei der
Produktion von Kosmetika angewendet wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß es zur Einwirkung auf lebende Organismen, Gewe
be, Zellen, Viren angewendet wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß es zur Einwirkung auf chemische Verbindungen
angewendet wird.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß es mit einer Spannung von einer Hochspannungs
quelle unter 10 kV bei der Stickstoffionisation betrieben
wird.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei Verwendung einer Kohlenstoffaser als Elek
trode in einer Stickstoffatmosphäre die Spannung 8 bis 12 kV
beträgt.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß es mit einer Spannung von einer Hochspannungs
quelle von mindestens 3 kV bei der Sauerstoffionisation be
trieben wird.
16. Einrichtung zur Erzeugung von definierten ionisierten
Gasen bzw. Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung die Form einer Haube (10) aufweist, an deren
oberen Abschluß eine zentrisch angeordnete Öffnung vorgesehen
ist, in die ein gasführendes und stromleitendes zylindrisch
ausgebildetes Rohr (1) dichtend eingepaßt ist und das Rohr
(1) in seinem in die Haube (10) eintauchenden Ende eine Elek
trode aufweist und daß an der Außenwand des Rohres (1) eine
Klemme (5) für den Anschluß in eine Hochspannungsquelle (4)
vorgesehen ist und daß das Rohrstück an der der Haube (10)
abgewandten Seite mit einem Stutzen (3) versehen ist und daß
die Haube (10) mit einer Öffnung (29) versehen ist und seit
lich in der Wandung eine Öffnung (7) für eine dichte Anord
nung einer Kanüle aufweist und daß die Haube (10) mit einem
ebenfalls als Haube ausgebildeten Unterteil dichtend verbind
bar ist und daß im Boden dieser unteren Haube zentrisch eine
Anode (12) angeordnet ist, die mit einem elektromagnetischen
Mischer (13) korrespondiert und die Anode (12) über einen
Strommesser (14) an Massepotential liegt und daß die untere
Haube in einer thermostationären Hülle (18) angeordnet ist
und in der Seitenwandung der unteren Haube (11) eine Öffnung
(9) für eine dichte Einführung einer Kanüle (8) vorgesehen
ist.
17. Einrichtung zur Erzeugung von definierten ionisierten Ga
sen bzw. von Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung die Form einer Haube (10a) aufweist, an deren
oberen Abschluß eine zentrisch angeordnete Öffnung vorgesehen
ist, in die ein gasführendes und stromleitendes zylindrisch
ausgebildetes Rohr (1) dichtend eingepaßt ist und daß das
Rohr (1) in seinem in die Haube (10a) eintauchenden Ende eine
Elektrode aufweist und daß an der Außenwandung des Rohres (1)
eine Klemme (5) für den Anschluß an eine Hochspannungsquelle
vorgesehen ist und daß das Rohrstück an der der Haube (10a)
abgewandten Seite mit einem Stutzen (3) für den Anschluß an
eine Gasleitung (22) versehen ist.
18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Verbindung der Hauben (10, 11) eine Fängermem
brane (16) angeordnet ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeich
net, daß die Elektrode als Metallspitze (2) ausgebildet ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallspitze (2) aus Platin besteht.
21. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallspitze (2) aus Gold besteht.
22. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallspitze (2) aus Kupfer besteht.
23. Einrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeich
net, daß die Elektrode im Rohr (1) als Drahtgitter (2a) aus
gebildet ist, wobei das Drahtgitter durch einen Draht der in
paralellen Ebenen winkelverschoben angeordnet ist, gebildet
ist.
24. Einrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeich
net, daß die Elektrode im Rohr (1) als engmaschiges Netz (2b)
ausgebildet ist.
25. Einrichtung nach Anspruch 16, 17, 23 und 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Durchmesser des das Drahtgitter und das Me
tallnetz bildenden Drahtes im Bereich zwischen 0,3 und 0,05 mm
liegt.
26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drahtgitter und die Netzabschnitte,
die ein Elektrodensystem in dem Rohr (1) bilden, unter einem
bestimmten Winkel zueinander und senkrecht zum Gasstrom ange
ordnet sind.
27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß bei der Bildung des Drahtgitters, bei dem
ein Draht in drei parallelen Ebenen angeordnet ist, die Win
kelverschiebung zwischen den Drähten 60 grd beträgt.
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß bei der Bildung des Drahtgitters, bei dem
ein Draht in vier parallelen Ebenen angeordnet ist, die Win
kelverschiebung zwischen den Drähten 45 grd beträgt.
29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser
des Rohres (1) und dem der Haube im Bereich von 1:3 bis 1:20
liegt.
30. Einrichtung zur Erzeugung von definierten ionisierten Ga
sen bzw. Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein
richtung die Form einer Haube (24) aufweist und daß das gas
führende und stromleitende Rohr (1), welches mit einer Klemme
(5) zum Anschluß an eine Hochspannungsquelle versehen ist und
einen Stutzen (3) zum Anschluß an eine Gasleitung aufweist,
in der Einrichtung angeordnet ist, an das sich ein winkliger
mit dem Elektrodensystem versehener Rohrstumpf anschließt.
31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß
das gasführende und stromleitende Rohr (23) in der Haube (24)
eine Verzweigung aufweist.
32. Einrichtung nach Anspruch 30 und 31, dadurch gekennzeich
net, daß in einem gasführenden Rohr mehrere Öffnungen hin
tereinander angeordnet sind, in die Rohrstümpfe isoliert ein
gepaßt und mit einer Elektrode versehen sind und das gasfüh
rende Rohr (26) über einen Stutzen mit der Gaszuleitung und
die isoliert eingepaßten Rohrstümpfe mit einer Hochspannungs
quelle verbunden sind.
33. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß
das das Elektrodensystem aufnehmende gasführende und strom
leitende Rohrstück (25) vorzugsweise horizontal angeordnet
ist und an seiner unteren Fläche längsseitig eine spaltförmi
ge Ausnehmung (31) aufweist.
34. Einrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß
in der spaltförmigen Ausnehmung (31) die Elektrode als Draht
gitter (2a) ausgebildet angeordnet ist.
35. Einrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß
in der spaltförmigen Ausnehmung (31) die Elektrode als engma
schiges Drahtnetz (2b) ausgebildet ist.
36. Einrichtung nach den Ansprüchen 16, 17 und 30, dadurch ge
kennzeichnet, daß das zu ionisierende Gas bzw. Gasgemisch in
einer mit der Ionisiereinrichtung verbundenen Vorwärmeinrich
tung (30) einer Wärmebehandlung unterworfen ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: GOLDSTEIN & LEWIN TECHNOLOGY GMBH, 14532 STAHNSDOR |
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8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: GOLDSTEIN, NAUM, DR., 14167 BERLIN, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |