DE60034040T2

DE60034040T2 - Ionengeneratorvorrichtung

Info

Publication number: DE60034040T2
Application number: DE60034040T
Authority: DE
Inventors: Joël MERCIER
Original assignee: Genie ET Environnement
Current assignee: Genie ET Environnement
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2020-05-31
Also published as: ATE357763T1; EP1190473B1; FR2794295A1; DE60034040D1; FR2794295B1; JP2003501788A; US6735830B1; EG22554A; AR024148A1; WO2000074188A1; BR0011587A; AU5228200A; EP1190473A1

Description

Technischer Bereich und Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Vorrichtungen des Typs „Ionengeneratoren". Diese Vorrichtungen ermöglichen den Erhalt einer bestimmen Ionendichte im Inneren einer Kabine oder anderen Raumes (zum Beispiel negative Sauerstoffionen in der Luft), um die Zuträglichkeit des Ortes, der Gegenstand der Ionendiffusion ist, wieder herstellen zu können.
Eine Anwendung der Erfindung betrifft das Erhalten einer bestimmten Ionendichte im Inneren jeder Kabine oder jedes geschlossenen oder halboffenen Raumes durch ein Lüftungs- und/oder Belüftungssystem, zum Beispiel durch negative Sauerstoffionen in der Luft, um die Zuträglichkeit des Ortes, der Gegenstand der kontrollierten Ionendiffusion ist, regenieren zu können.
Eine solche Ionengeneratorvorrichtung ist bekannt aus der Druckschrift WO96/02966 . Der Aufbau dieser bekannten Vorrichtung umfasst grundsätzlich:

– eine erste Untereinheit, die sich aus einem opto-elektronischen System zusammensetzt,
– eine zweite Untereinheit, die sich aus einem Netzteil zusammensetzt, das zwischen Ausgang S und der gemeinsamen Masse M eine Hochspannung von 4 bis 5 kV mit einer Impedanz von einigen hundert MOhm liefert. Diese zweite Untereinheit liefert dem vorgenannten opto-elektronischen System die notwendige Hochspannung zur Produktion der Ionen.

Auf detailliertere Weise beinhaltet der opto-elektronische Aufbau folgende Teile, die schematisch in 1 dargestellt sind.
Eine erste Platte 2 aus einem isolierenden Werkstoff hebt jegliche Art elektronischer Emission (Entladung) am Ende der Vorrichtung auf.
Eine zweite Leiterplatte 4 verfügt auf ihrer hinteren Fläche über „Emissionsspitzen" wie Spitze 6. Eine dritte isolierende Platte 8, verbunden mit Platte 4, befindet sich vor letzterer.
Die „Spitzen" 6 bestehen aus langen, dünnen Nadeln aus rostfreiem Metall (Ag) und weisen ein freies Endstück (leitend) mit einem Radius von wenigen Mikrometern auf.
Ein adaptiver Aufbau für die elektronische Emission besteht aus einem dielektrischen „Schutzmantel" 10 und einem doppelten konischen Aufbau 12 des Schutzmantels, der aus dem gleichen isolierenden Werkstoff wie letzterer besteht. Der adaptive Aufbau beinhaltet darüber hinaus einen ebenen innen liegenden Aufbau (Platte 14), der mit dem konischen Aufbau verbunden ist, und sich in der Verlängerung des letzteren befindet und aus dem gleichen isolierenden Werkstoff besteht. Er wird auf der Außenwand 22 des Gehäuses befestigt, das die Vorrichtung einschließt.
Ein System aus Verbundplatten 16, 18 weist eine isolierende Innenfläche 18 und eine leitende Außenfläche 16 auf und ist an die Masse angeschlossen. Ein Loch 20 gewährleistet den Durchlass von Schutzmantel und Emissionsnadel.
Eine letzte Platte 22 bildet ein Gehäuse, das die Vorrichtung einschließt. Sie besteht aus einem sehr gering leitenden Werkstoff und ist an die Leiterplatte 16 angeschlossen. Ein „Leckage"-Widerstand 24 symbolisiert den tatsächlichen Widerstand der Platte 16, die dem Ablassen der zuvor an der lokalen Raumladung abgenommenen Ladungen dient. Die lokale Raumladung rührt aus der elektronischen Emission der Spitzen.
In dieser Vorrichtung wird die Platte 16 von der isolierenden Platte 18 getragen, ist an die Masse (Potential Null) angeschlossen und die Emissionsnadeln sind dielektrisch ummantelt.
Das Äquipotential Null wird über die Feldplatte 16 eingespeist, die Verteilung hängt ab von Position und Länge der Nadeln sowie von den Eigenschaften des dielektrischen Schutzmantels und seines distalen Kegels 26.
Aufgrund der hohen relativen Dielektrizitätskonstanten des Schutzmantels und seines distalen Kegels erfolgt das „Umlegen" des Äquipotentials Null praktisch auf der Außenseite des besagten Schutzmantels.
So wird prinzipiell gewährleistet, dass das Spannungsfeld an der freien Spitze der Nadel einen sehr hohen Maximalwert aufweist.
Eine solche Vorrichtung arbeitet mit einer Spannung unter 4,5 kV.
Es existieren jedoch auch Vorrichtungen, die mit einer Spannung zwischen 6 und 12 kV arbeiten.
Alle diese Vorrichtungen weisen einige Nachteile auf.
Zum einen ist ihre Leistung begrenzt, zum anderen ermöglichen sie keine nachhaltige und kohärente Erzeugung der Ionen. Dies gilt insbesondere für die Zirkulation eines negativen Ionenflusses auf konstante Weise innerhalb der Stelle oder des Kabine, die behandelt werden sollen.
Darüber hinaus gewährleisten oder verlängern sie auch nicht den Ionenfluss sowie die Ionendiffusion in der gesamten zu behandelnden Kabine oder dem Raum und sind ebenfalls nicht sehr zuverlässig bei der eigentlichen Erzeugung der Ionen.
Die bekannten Vorrichtungen weisen im Übrigen nach einer gewissen Anwendungszeit eine relativ niedrige Effektivität der Ionen auf. Insbesondere nach mehreren Anwendungen erweist sich ihre Kapazität bei der Erzeugung ausreichender Mengen an Sauerstoffionen als gering.
Vorrichtungen, die mit einer Spannung von über 6 kV arbeiten, sind durch die Aggressivität und Toxizität der von ihnen erzeugten peroxidierende Stoffe, wie Ozon oder Stickstoffoxide, schädlich. Sie induzieren ebenso einen elektrostatischen Fluss. Des Weiteren ist die Verwendung zu hoher Spannungen sehr schwierig zu kontrollieren und daher sehr gefährlich bei der üblichen Anwendung.
Vorrichtungen, die mit einer Spannung von 4.200 Volt und weniger arbeiten, insbesondere des in Verbindung mit 1 beschriebenen Typs, verwenden Verfahren zur Stromversorgung und Erzeugung, die dazu neigen, ein kohärentes System von Versorgung und Erzeugung des Ionenflusses herzustellen.
Ganz gleich welches derzeit bekannte Schutzsystem oder -verfahren diese Vorrichtungen verwenden, so verhindern sie nicht die Entwicklung von Reibungen sowie die Ausbreitung und das Vorhandensein von Luftbewegungen im Gehäuse, die dann zu einer statischen Ladung führen und/oder die Bildung von Verbindungen wie Peroxid begünstigen. Die statische Ladung mindert jedoch die Effizienz der erzeugten Ionenmasse.
Diese Vorrichtungen gewährleisten ebenso wenig Kohärenz und Stabilität der Emissionsnadeln sowie eine kohärente, regelmäßige und kontrollierbare Erzeugung eines Ionenflusses mit ausreichender Verwendungsdauer je Nadel, um die ausgewählte Stelle normal zu behandeln.
Die in der Druckschrift WO96/02966 beschriebene Vorrichtung benötigt zudem eine konische Öffnung 28 die eine Berührung ermöglicht, was in gewissen Anwendungsbereichen, wie im Automobil oder in der Kinderkrippe, gefährlich ist.
Außerdem wird die elektrische Verbindung zwischen den Platten 16 und 22 über einen elektrischen Draht und daher über zusätzliche Anschlüsse hergestellt, was die Herstellung der Vorrichtung und diese selbst kompliziert gestaltet. Diese Anschlüsse erzeugen zudem eine Schwäche bei der Versorgung mit Hochspannung und verhindern keine Verluste oder statische Ladung. Die Vorrichtung kann daher nicht wirklich die Erzeugung von qualitativ guten Ionen oder die Streuung des Ionenflusses in der Luft gewährleisten.
In den bekannten Vorrichtungen zeigen sich diese Effekte der Koronaentladung ebenfalls. Die Effekte rufen eine Schadstoffablagerung im „V"-Bereich 30 hervor, den der distale Kegel 26 und die konische Öffnung 28 bilden. Dieser Bereich ist der Luft ausgesetzt. Luft zirkuliert und es kommt zu störenden Verbindungen wie Peroxide und Ähnliches. Die Entladungseffekte verhindern den effizienten Betrieb der bekannten Vorrichtungen.
Letztendlich bietet diese Art von Vorrichtung keine effiziente und dauerhafte Lösung zur Behandlung der gewählten Kabine und zur Regenerierung der Zuträglichkeit des Ortes.
Eine solche Vorrichtung ermöglicht darüber hinaus keine wirkliche Isolierung oder Dichtheit aufgrund der für den Betrieb notwendigen Versorgung und außen liegenden Widerstände.
Schließlich ist der Aufbau des Schutzmantels 20, der mit dem Kegel 12 verbunden und selbst an die Platten 14 angeschlossen ist, industriell sehr schwierig herzustellen.
In beiden Fällen dehnt sich eine breite Plasmazone am Ausgang der Emissionsspitzen aus. Dies ist der Grund für die Erzeugung verschiedener für Mensch und Tier schädlicher Peroxide, wie zum Beispiel NOx, die zudem durch einen Anziehungs- und Abschirmungsprozess eine Reduzierung der gewünschten Ionenemission hervorgerufen wird.
Die Werte der Spannungsfelder in den beiden vorhandenen und vorbenannten Vorrichtungen variieren zudem in der Umgebung der Emissionsspitze.
Um eine bessere Verteilung, Streuung und Ionenbewegung zu ermöglichen, ist in einigen Vorrichtungen ein Antriebslüfter integriert. Es handelt sich daher um ein teures System, das einen sehr hohen Energieverbrauch aufweist und laut ist. Zudem wühlt ein solches System die Luft auf und erzeugt so ein Festsetzen des Staubs auf den Flügeln des Lüfters oder Antriebssystems, was zu einer Erhöhung der Luftreibung führt und so elektrostatische Störungen verstärkt; Ursache der Emissionsreduzierung des Ionenflusses in der zu behandelnden Kabine oder dem Raum.
Ein anderer Aspekt besteht darin, dass die bekannten Vorrichtungen nicht beliebig an Umgebungen oder unterschiedliche Orte angepasst werden können. Wird eine bekannte Vorrichtung in einem Raum installiert, kann die Erzeugung von Ionen nicht entsprechend der Nutzung des Raumes (Halten sich Menschen auf?), die Umgebung, die durch eine Möblierung erzeugt wird, oder Wandbeläge im Raum. Es gibt auch kein System, das die Anpassung der Ionenerzeugung im Hinblick auf die Stelle, an der sich der Raum befindet, ermöglicht. Dies, obwohl der Bedarf entsprechend dem Ort, z. B. in Ballungsgebieten oder auf dem Land, variiert.
Die bekannten Vorrichtungen bieten auch keine Möglichkeit, die Anzahl von Emissionsspitzen oder -nadeln zu erhöhen. Bestenfalls weisen die bekannten Vorrichtungen weniger als einige zwanzig Nadeln auf.
Beschreibung der Erfindung.
Gegenstand der Erfindung ist zunächst eine Ionengeneratorvorrichtung für Gase oder Luft, die besteht aus:

– einer oder mehrerer Nadeln mit einem Körper und einer Emissionsspitze
– einem Schutzmantel aus Verbundwerkstoff, der den Körper jeder Nadel umschließt
– Mitteln zum Anlegen einer Spannung zwischen zwei Zonen am Körper jeder Nadel.

Der Verbundwerkstoff enthält eine ungesättigte Polyesterverbindung und ist mit Glasfasern verstärkt.
Die Verwendung eines solchen Verbundwerkstoffes als Schutzmantel ermöglicht eine deutliche Verbesserung in Sachen elektronischer Emission und der Erzeugung der Ionen.
Ein solcher Werkstoff kann einen spezifischen Widerstand aufweisen, der gleich oder beinahe 10¹² MOhm ist. Die Druckschrift WO96/02966 empfiehlt dagegen die Verwendung eines Werkstoffs mit einem spezifischen Widerstand von größer oder gleich 10¹⁵ MOhm.
Durch diesen Werkstoff besteht kein Bedarf eines distalen konischen Aufbaus in der Umgebung der Spitze jeder Nadel, verbunden mit dem Schutzmantel, sowie kein Bedarf eines proximalen konischen Aufbaus an der Spitze jeder Nadel.
Die Herstellung der Vorrichtung zur Generierung von (positiven oder negativen) Ionen wird daher deutlich einfacher und das Umlegen der Potentiallinien Null entlang des Schutzmantels wird ohne konische Aufbauten gewährleistet.
Der Schutzmantel, der die Nadel umschließt, hat zum Beispiel eine zylindrische Form ohne konischen Teil am Ende.
Der Verbundwerkstoff kann Glas enthalten. Der Anteil kann zwischen 50 und 90% des Gesamtgewichts des Verbundwerkstoffs betragen. Darüber hinaus kann er Glimmer enthalten.
Die Nadeln können aus Titan, Platin, einer Titan-Platin-Verbindung, aus Silber, Edelstahl, Messing, Nickel oder au seiner Legierung dieser Werkstoffe gefertigt sein.
Die Mittel zum Anlegen einer Spannung zwischen zwei Zonen am Körper jeder Nadel verfügen zum Beispiel eine erste und eine zweite Platte, die in unterschiedlicher Höhe auf jedem Schutzmantel befinden, sowie Mittel, mit denen zwischen diesen beiden Platten eine Hochspannung angelegt werden kann.
Eine Vorrichtung zur Stromversorgung kann in eine dieser Platten integriert werden. So ist die Anzahl der Anschlüsse der ionisierenden Vorrichtung nach außen reduziert, was ebenso die Probleme von minimalen Luftbewegungen oder Luft-Leckagen nach außen oder ins Innere der Vorrichtung reduziert und ebenso die in der Einleitung genannten Probleme.
Gemäß einer Ausführungsform, ist in eine der Platten die Einheit, bestehend aus Hochspannungsversorgung und den elektronischen Mitteln zum Anlegen dieser Spannung entlang des Körpers jeder Nadel, integriert.
Gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform einer Vorrichtung mit einer Vielzahl von Nadeln, kann jede Nadel von einem Schutzmantel umschlossen sein. Die Schutzmäntel sind hier paarweise miteinander verbunden.
Dies erleichtert den mechanischen Halt der Nadeln und verhindert zudem eine Unbeständigkeit bei der Ionenerzeugung sowie die Entstehung störender Verbindungen.
Die Schutzmäntel können so jeweils paarweise mittels einer Platte aus gleichem Werkstoff gekoppelt werden.
Die beiden Schutzmäntel und die Platte werden folglich aus einem Block gebildet, was sich bei der industriellen Herstellung des Aufbaus als sehr vorteilhaft erweist.
Ein anderer Aspekt besteht darin, dass eine Regulierungsvorrichtung für eine ionisierende Vorrichtung ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist, die zudem Regulierungsmittel für die zwischen zwei Zonen des Körpers jeder Nadel angelegten Hochspannung beinhaltet, zum Beispiel ab einem Transformator oder ab einem Transmitter-Regulator. So bietet die Vorrichtung die Möglichkeit, die Ionendiffusion zu kontrollieren.
Die ionisierende Vorrichtung ist, im Rahmen der vorliegenden Erfindung, bevorzugt des zuvor beschriebene Typs.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform, verfügen die Mittel zur Spannungsregulierung über Mittel zu Messung der Menge an erzeugten Ionen je Vorrichtung, über Mittel zum Vergleich dieser Menge an erzeugten Ionen mit der theoretisch notwendigen Menge und über Mittel zur Variierung der angelegten Spannung entsprechend dem Ergebnis des Mengenvergleichs zwischen erzeugten Ionen und benötigten Ionen.
Die theoretisch notwendige Menge an Ionen kann mittels korrigiertem Volumen bestimmt werden, indem das tatsächliche Volumen des Raums, in dem die Ionengeneratorvorrichtung installiert ist, sowie der Inhalt des Raumes und/oder dessen Umgebung berücksichtigt werden.
So kann der Bediener den Betrieb der ionisierenden Vorrichtung entsprechend deren Umgebung einstellen, zum Beispiel, wenn der Raum von Menschen genutzt wird und/oder entsprechend der Möblierung und/oder der Wandbeläge im Raum oder aber entsprechend der Lage des Raums.
Eine solche Einstellung kann auch automatisch, punktuell oder stetig, erfolgen. Die Mittel zur Variierung der angelegten Spannung können automatische oder manuelle Mittel sein.
Die Erfindung bietet darüber hinaus einen Ionendetektor, der besteht aus:

– Mitteln zum Einfangen der Ionen oder einer Ionenmenge aus der Luft,
– Mitteln zur Anzeige der Gegenwart von Ionen,
– Mitteln zum Umschalten der Anzeigesysteme der Gegenwart von Ionen entsprechend der Menge der mit den Ionenfängern eingefangenen Ionenmenge.

Die Mittel zum Umschalten verfügen zum Beispiel über einen Transistor, der beim Umschalten von einer Spannungsquelle polarisiert wird.
Dieser Ionendetektor kann in Verbindung mit den zuvor beschriebenen Regulierungsmitteln verwendet werden.
Kurzbeschreibung der Abbildungen
Die Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung verdeutlicht. Diese Beschreibung beruht auf Ausführungsbeispielen und dient der Erläuterung. Es handelt sich um einen Auszug aus Beispielen und bezieht sich auf die Abbildungen im Anhang:
1 stellt den Aufbau einer Vorrichtung zum jetzigen Stand der Technik dar.
2 stellt den Aufbau einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dar.
3A und 3B stellen den Aufbau einer Emissionsnadel dar, die im Rahmen einer Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden kann.
4 stellt den Aufbau eines miteinander verbundenen Nadelpaares dar.
5 stellt den allgemeinen Aufbau einer Vorrichtung gemäß Erfindung dar, mit deren Gehäuse.
6 stellt den Schaltplan einer elektrischen Vorrichtung dar, die in die Vorrichtung gemäß der Erfindung eingebaut ist.
7 stellt den Schaltplan eines Kontrollsystems einer ionisierenden Vorrichtung dar.
8 stellt den Schaltkreis einer Vorrichtung zur Ionenmessung dar.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Ein erster Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß Erfindung wird anhand 2 erläutert.
Diese Vorrichtung umfasst eine Emissionsnadel oder -spitze 40, die im Wesentlichen aus einem Edelwerkstoff hergestellt ist. Diese Nadel ist vorzugsweise aus Titan, Platin oder einer Titan-Platin-Verbindung gefertigt. Es kann ebenso ein rostfreies Metall, Silber, Stahl, Messing, Nickel oder eine Legierung dieser Werkstoffe, wie zum Beispiel eine Messing-Nickel-Legierung oder Silber-Edelstahl-Legierung, verwendet werden. Titan oder Platin bzw. eine Titan-Platin-Verbindung bieten jedoch für die Vorrichtung die beste Leistung, wie im Folgenden erläutert wird.
Diese Nadel verfügt über einen zylindrischen Teil 40-1, der durch eine konische Spitze 40-2 verlängert ist.
Sie wird von einem Schutzmantel 42 aus Verbundwerkstoff umschlossen, der eine ungesättigte Polyesterverbindung enthält und mit Glasfasern verstärkt ist.
Ein solcher Werkstoff kann darüber Chlorophthalharz hinaus enthalten.
Er kann zum Beispiel durch Pultrusion geformt werden. Der Werkstoff des Schutzmantels 42 enthält zum Beispiel einen Glasanteil zwischen 50 und 80% des Gesamtgewichts des Verbundwerkstoffs. Sein spezifischer Widerstand liegt bei etwa 10¹² MOhm.
Die physikalischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Werkstoffs sind, als Anhaltspunkt, in Tabelle 1 jeweils für die vollen Stangen und Stäbe und für die Profile wiedergegeben.

Die Eigenschaften des spezifischen Widerstands können zum Beispiel anhand der Methode ASTM D257 ermittelt werden. Die angegebenen Eigenschaften können entsprechend der gewünschten Anwendungen oder Ausführungen variieren. Tabelle I

EIGENSCHAFTEN	VOLLE STANGEN UND STÄBE	PROFILE
PHYSIKALISCHE
Glasanteil	70–80% des Gesamtgewichts	50–65% des Gesamtgewichts
Spezifisches Gewicht	2	1,8
Dercol-Härte	45/50	45/50
Wasserabsorption	0,30% des Gesamtgewichts	0,30% des Gesamtgewichts
Thermisch linearer Dehnungskoeffizient	5,4 10^–6/K	9 10^–6/K
Thermische Leitfähigkeit	0,288 W/K m	0,144 W/K m

MECHANISCHE
Zugfestigkeit	690 Mpa	207 Mpa
Modul Zugelastizität	41,4 Gpa	17,2 Gpa
Biegefestigkeit	690 Mpa	207 Mpa
Schubspannung	35 Mpa	35 Mpa
Axiale Druckfestigkeit	414 Mpa	276 Mpa

ELEKTRISCHE
Dielektrisch-paralleler Widerstand	2380 kV/m	984 kV/m
Spezifischer Widerstand	1012 MΩ	1012 MΩ
Lichtbogenwiderstand	120 s	120 s

Dielektrische Werkstoffe mit einem spezifischen Widerstand zwischen 10⁴ MOhm und 10¹⁴ MOhm oder zwischen 10⁴ MOhm und 10¹⁶ MOhm können ebenfalls verwendet werden.
Darüber hinaus können zur Basiszusammensetzung des Schutzmantels mineralische Werkstoffe wie Glimmer zugegeben werden, die die dielektrischen Eigenschaften verstärken.
Die Einheit Nadel-Schutzmantel ist mit Mitteln verbunden, die die Erzeugung eines starken Spannungsfelds an der Spitze der Nadel oder eine Potentialdifferenz entlang der Nadel ermöglichen, wenn das Feld oder die Potentialdifferenz ausreichend ist, um die Erzeugung von Elektronen durch die Emissionsspitze zu gewährleisten.
Das Umlegen der Potentiallinien Null entlang des Schutzmantels 42 wird gesichert ohne konischen Aufbau.
Vorzugsweise beinhalten diese Mittel, die die Erzeugung eines starken Spannungsfeldes an der Nadelspitze oder die Erzeugung einer Potentialdifferenz entlang der Nadel ermöglichen, eine erste und zweite Platte 44, 46 zwischen denen eine geeignete Potentialdifferenz erzeugt ist.
Der Schutzmantel 42 aus Verbundwerkstoff ermöglicht folglich in Verbindung mit den beiden Platten 44, 46 die Erzeugung einer geeigneten Spannung entlang des Körpers der Emissionsnadel. Er gewährleistet ein kontrollierbares und modifizierbares starkes Spannungsfeld am freien Endstück jeder Spitze. Das Umlegen des Äquipotentials erfolgt quasi an der Außenseite des Schutzmantels. Hierbei entstehen ein Ionenfluss und eine starke Reduzierung der Haltezone des Plasmas. Zudem wird die Emission von Stoffen, wie Peroxid, verringert (Ozonproduktion auf 1 zu 1 Mrd.).
Die Kombination des Schutzmantels aus Verbundwerkstoff, wie zuvor bestimmt, und der Nadeln aus Platin, Titan oder einer Platin-Titan-Verbindung ist besonders vorteilhaft, da so ein optimales Spannungsfeld für die gegebene Versorgungsspannung erzielt wird.
Der emittierte elektronische Fluss wird so verstärkt und die Ionenerzeugung verbessert.
Darüber hinaus ist die Emission des erhaltenen Flusses dauerhaft und stabil.
Die Wahl dieser Materialkombination reduziert die Erzeugung von Verbindungen, wie Peroxid oder andere störende oder toxische Verbindungen, sowie die seitlichen Koronaeffekte (Entladung) erheblich.
Die Emissionsnadel 40 ist auf der Basisplatte 44 durch eine Lötnaht 50, Kerbverbindung oder ein anderes vergleichbares Mittel befestigt, das den festen Halt der Nadel 40 auf der Platte gewährleistet.
Ein Beispiel einer Nadelform, die verwendet werden kann, ist in 3A dargestellt.
Diese Nadel verfügt über einen zylindrischen Körper 40-1, eine konische Spitze 40-2, einen Befestigungsstift 41, dessen Form zum Beispiel ebenfalls zylindrisch ist und dessen Durchmesser geringer als der Durchmesser des Körpers 40-1 ist. Ein entsprechendes Loch 47 mit dem gleichen Durchmesser wie der Stift 41 wird in die Platte 44 gestanzt.
Befindet sich die Nadel in dem Loch 47, so ragt der Stift zum Beispiel etwa 2 mm über die Platte hinaus, um eine qualitativ gute Lötnaht zu ermöglichen und somit die Nadel sicher hält. Diese Lötnaht 50 ist auf der 3B gestrichelt dargestellt.
Die Platte 44 ist nunmehr selbst zwischen der Innenseite 43 des Zylinders, Bestandteil des Körpers 40-1, und der Lötnaht 50 auf der anderen Seite der Platte 44 eingefasst.
Ein solch fester Halt sichert nicht nur die Stabilität der Nadel und somit der elektronischen Emissionsrichtungen, sondern verhindert auch minimale Luft- oder Atmosphärebewegungen, die die Entstehung schädlicher Stoffe, wie zum Beispiel Peroxide, begünstigen.
Ein fester Halt ermöglicht darüber hinaus, neben der wesentlichen Qualität der Konstruktion des Schutzmantels, die Vermeidung von Reibungen, die eine elektrostatische Ladung verursachen können und den einwandfreien Betrieb der Vorrichtung stören.
Die Lötnaht hat folglich nicht nur die Aufgabe die Nadel zu halten, sondern auch das Innere der Vorrichtung gegen mögliche Luftbewegungen zu isolieren und abzudichten.
Die Lötnaht kann umgesetzt werden, indem die Platte 44 zur Halterung der Nadeln über eine Lotwelle gefahren wird. So erhält man eine homogenere Lötnaht und zudem ist die Gefahr des Reißens der Lötpunkte verringert.
Generell gewährleistet jede andere Befestigung ebenso, vorzugsweise und aufgrund der gleichen Motive, die Funktionen des sicheren Halts, ohne Reibung oder mögliches Verrutschen, ohne Luftbewegung und ohne mechanische Beanspruchung.
Mechanische Beanspruchungen können sich tatsächlich im Inneren der gesamten Vorrichtung und ihres Gehäuses auswirken und Mikroleckagen verursachen, die dann zu Luftströmen oder einer Luftbewegung oder zu Reibungen führen, die eine statische Ladung verursachen. Luftströme oder Reibungen, selbst sehr geringe, sind Störquellen bei der Ionenerzeugung der Vorrichtung. Insbesondere Luftbewegungen begünstigen die Entstehung von Peroxiden und führen zu statischer Ladung, die die Qualität und Menge des Ionenflusses beeinträchtigen.
An ihrem Endstück 40-2, können die Emissionsspitzen mit einem Goldfilm überzogen sein (in 2 schwarz dargestellt), der die Fähigkeit der Spitze und des Schutzmantels, nämlich störende Erscheinungen, wie die Erzeugung elektrostatischer Ladung, elektromagnetischer Störungen oder die Erzeugung von Peroxiden oder anderen toxischen Stoffen zu neutralisieren, verstärkt. Dieser Goldfilm kann ebenfalls auf den gesamten Körper der Nadel aufgetragen werden.
Der Goldfilm am Endstück 40-2 der Spitze, die Wahl der Werkstoffe als Bestandteil der Nadel 40 und des Schutzmantels 42 gewährleisten die elektrische Leitfähigkeit und die ionische Produktivität ohne Störungen und ohne seitlichen Koronaeffekt. Die Vorrichtung kann so auf stetige und stabile Weise einen beträchtlichen Ionenfluss erzeugen.
Die Nummer 48 bezeichnet in 2 die Wand eines Gehäuses, in dem alle Nadeln, deren Schutzmäntel und die Platten 44, 46 integriert werden können. In der Wand 48 befindet sich eine Öffnung 52, zum Beispiel mit konischer Form, für die Aufnahme des Endstücks 40-2 der Emissionsspitze. Wie in 2 ersichtlich, kann das Gehäuse auf der oberen Seite 54 des Schutzmantels 42 aufliegen. Der Unterschied zu der in der Druckschrift WO96/02966 beschriebenen Vorrichtung besteht bei der Erfindung jedoch darin, dass diese keine Platte wie Platte 14 (siehe 1) benötigt, die aus dem gleichen Werkstoff wie der Schutzmantel 10 hergestellt ist und mit dem konischen Aufbau 12 und dem Schutzmantel 10 verbunden ist. Die Notwendigkeit einer solchen Platte für die Vorrichtung auf dem Stand der Technik und die Verwirklichung einer komplexen miteinander verbundenen Einheit stellen eine sehr schwierige Herausforderung an die Herstellung dar. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht eine Vereinfachung des Zusammenbaus der Vorrichtung, da zwischen der äußeren Platte oder der Wand 48 des Gehäuses und dem Schutzmantel 42 keine Verbindung nötig ist. Der leichtere Zusammenbau ist aufgrund der erhöhten Anzahl von Emissionsnadeln umso deutlicher. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung leistet folglich eine eindeutige Vereinfachung.
Zudem benötigen die elektrischen Eigenschaften, die aus der Wahl des Werkstoffes des Schutzmantels 42 und der Nadel 40 herrühren, keinerlei Anschlüsse mittels äußeren Widerstands wie der Widerstand Typ 24 in 1. Auch hier ist Vorrichtung folglich vereinfacht. Ihre Sicherheit wird verbessert, da es keinen elektrischen Leiter gibt, was in einer Umgebung von Hoch- oder Höchstspannung von großem Vorteil ist. Tatsächlich ist ein solcher Leiter Ursprung unterschiedlicher Erscheinungen, wie elektrische Störungen, die den Verfahrensablauf bei der Erzeugung von Ionen verringern.
Gemäß des Beispiels einer Ausführung haben die Emissionsnadeln/-spitzen eine Länge von 18 bis 32 mm, zum Beispiel 30 mm. Eine Durchschnittslänge von 24 mm entspricht der industriellen Verarbeitung eines vielfältig einsetzbaren Produktes, zum Beispiel für die Verwendung in Fahrzeugen. Der Durchmesser jeder Nadel kann durchschnittlich 1 mm betragen. Er kann jedoch je nach Bedarf der industriellen Produktion zwischen 0,8 und 1,8 mm oder 2 mm variieren.
Die Nadeln sind direkt und ohne Verdrahtung einer Hochspannung von 4,3 bis 6 kV ausgesetzt. Der Emissionsteil des konischen Abschnitts 40-2 ist mit einem Goldfilm überzogen und weist eine Länge zwischen 2 und 2,5 mm auf. Gemäß einem Beispiel hat dieser Teil 40-2 eine Länge von 5,8 mm und ist über eine Länge von 2,4 mm mit einem Goldfilm überzogen. Das Endstück der Spitze hat einen Radius weniger Mikrometer.
Der Schutzmantel 42 hat zum Beispiel einen äußeren Durchmesser von 6 mm. Dieser Schutzmantel gewährleistet den Durchlass der Nadeln 40 durch seine zentrale zylindrische Öffnung. Vorzugsweise erfolgt der Durchlass mittels Kraftaufwand, um jegliche Reibung zu vermeiden, wenn die Nadel in Position ist sowie jegliche mechanische Beanspruchung oder einen Luftdurchlass, die störende und elektrostatische Erscheinungen erzeugen können, zu verhindern.
Generell wird die Nadel bevorzugt so in den Schutzmantel eingeführt, dass keinerlei Luftdurchlass zwischen dem Schutzmantel und dem Körper 40-1 der Nadel möglich ist. Dies gewährleistet eine Verbesserung der Ionenerzeugung und verhindert insbesondere die Entstehung von Peroxiden (vor allem von NOx).
Die Platte 48 des Gehäuses mit einer Dicke von etwa 2,5 mm hat zum Beispiel eine Halbwinkelöffnung von 30° und einer durchschnittlichen Tiefe von 8 mm, die jedoch auch zwischen 3 mm (oder 5 mm) und 15 mm liegen kann.
Ein spezieller Klebstoff kann verwendet werden, um Nadel im Schutzmantel 42 abzudichten und zu isolieren.
Die erste Platte 44 ist zum Beispiel aus einem Verbundwerkstoff gefertigt. Sie weist eine isolierende Fläche auf und zum Beispiel eine Gesamtdicke von 1,5 mm. Der verwendete Werkstoff ist gänzlich in dieser ersten Platte integriert und hat eine Dicke zwischen 0,8 mm und 1,5 mm. Die Einheit weist eine Dicke zwischen etwa 1,5 mm und 2 mm auf. Die Platte hebt jegliche Art elektronischer Entladung am Ende der Vorrichtung auf.
Die zweite Platte ist zum Beispiel aus einem Verbundwerkstoff gefertigt, dessen Innenseite isolierend und obere Seite leitfähig ist und an die angeschlossen Masse (Bodenpotential Null) ist.
Gemäß einer Ausführungsform, dargestellt in 4, sind die Schutzmäntel aus Verbundwerkstoff paarweise über eine Platte 60, die aus dem gleichen Werkstoff wie die Schutzmäntel gefertigt ist, miteinander verbunden. Die beiden Schutzmäntel und die Platte sind praktisch aus einem einzigen Block geformt. Dieser Aufbau verstärkt den mechanischen Halt der Nadeln und gewährleistet einen gleich bleibenden Abstand zwischen ihnen. Die Stabilität des Elektronenflusses wird dadurch verbessert und die Möglichkeit von Reibungen oder Verschiebungen, selbst sehr geringe, wird so noch zusätzlich reduziert.
Die Stromversorgung der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann klassischer Natur sein oder wie in der Druckschrift WO96/02966 beschrieben.
Generell kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Spannung von über 12 kV betrieben werden, zum Beispiel zwischen 6 kV und 12 kV, für industrielle Anwendungen, die hohe Leistung benötigen. Für andere Anwendungen, insbesondere für den Privatgebrauch oder zum Beispiel in öffentlichen Gebäuden (insbesondere zur Reduzierung von Peroxidverbindungen und der Entstehung von Ozon im Verhältnis kleiner oder gleich 0,01 ppm), kann eine Spannung unter 6 kV ausreichend sein, zum Beispiel eine Spannung zwischen 4,3 kV und 6 kV oder unter 4,3 kV, zum Beispiel 4,2 kV.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform, kann an eine der Platten 44, 46 eine Hochspannungsversorgung angelegt werden. Auch die elektronischen Bauteile ermöglichen eine direkte Versorgung dieser Platte.
Der elektronische Teil und die Nadeln werden so direkt auf gleichmäßige und stetige Weise versorgt, was zu einer gleich bleibenden Hochspannungsemission in der gesamten Vorrichtung führt. Eine einzige Kontrolldiode kann daher in die Schale und das Gehäuse 48 integriert werden.
Die Spannungsquelle versorgt folglich ein und dieselbe Platte, die die Gesamtheit der Vorrichtung und des elektronischen Apparates aufnimmt.
Diese Integrierung gewährleistet eine gute Isolation sowie eine hohe Sicherheit der Vorrichtung gegenüber ihrer äußeren Umgebung, da sie lediglich einen integrierten Anschluss, wie zum Beispiel einen Jack-Stecker, nach außen benötigt. Es bedarf darüber hinaus keiner Verdrahtung zwischen den Platten und durch die Integrierung wird die Emission und Diffusion statischer Ladungen reduziert. Sie trägt daher zu einer besseren Ionenerzeugung bei. Schließlich ermöglicht sie eine Verringerung des Ausmaßes der gesamten Vorrichtung und folglich der Oberflächen, die der Luft ausgesetzt sind.
Der Kontakt mit dem Sektor kann gleichmäßig über Monoblöcke gemäß EU-Normen erfolgen, beinhaltet verschiedene Spannungstypen (von 6 bis 380 V) und passt sich an verschiedene Spannungen und Frequenzen (zum Beispiel 40 bis 60 Hz) an.
Die Quelle ist somit integriert und kann eine unbestimmte Anzahl an Emissionsnadeln aufnehmen.
Ein Beispiel eines Schaltkreises, der für die Integrierung der Hochspannung auf einer der beiden Platten 44, 46 entwickelt wurde, ist in 6 dargestellt. Dieser Schaltkreis umfasst einen Filter 70, einen oszillierenden Schaltkreis 76, einen Transformator 78 und eine Einheit 80 an Multiplikatorstufen für die Spannung. Die Nummern 72 und 74 bezeichnen jeweils einen Schaltkreis 72 zur Steuerung der Versorgung und Spannungsregulierung (zum Beispiel: 5 V) am Primärkreis des Transformators.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung über eine Spannung zwischen 10 V und 25 V von außen versorgt. Der Transformator liefert eine Spannung von etwa V1 = 200 V und die Multiplikatoreinheit eine Spannung V2 von etwa 5 kV.
In 2 ist die Multiplikatoreinheit 80 schematisch auf der Platte 46 dargestellt. Die anderen integrierten elektronischen Bauteile auf dieser Platte sind nicht wiedergegeben. Die Platte 46 ist folglich eine elektronische Karte, die Platte 44 dient der Halterung der Nadeln.
Gemäß einem anderen Beispiel trägt die untere Platte 44 die Einheit der elektronischen Karte sowie die nicht emittierenden Füße der Nadeln, die zum Beispiel mittels Lötnaht befestigt sind, und die Schutzmäntel der Nadeln. Dies ist die Ausführungsform, die im Verhältnis zu derjenigen, in der die elektronische Vorrichtung auf der Platte 46 ausgebildet wird.
Die zweite Platte 46 befindet sich folglich in einer Entfernung zwischen mindestens 10 mm und höchstens 14 mm zur Platte 44. Sie gewährleistet eine verstärkte Stabilität der koaxialen Schutzummantelung und daher der Elektronendiffusion, die von der Emissionsspitze 40-2 der Nadeln 40 emittiert werden. Die Seite, die in Richtung erste Platte 44 zeigt, ist zwecks Isolierung behandelt. Sie verstärkt den mechanischen Halt des Schutzmantels, der die Emissionsnadeln/-spitzen stützt. Diese zweite Platte 46 ist zum Beispiel aus einem Verbundwerkstoff gefertigt, dessen Innenseite isolierend und obere Seite leitfähig ist und an die angeschlossen Masse (Bodenpotential Null) ist.
Die elektronischen Bauteile, die auf der Platte oder Versorgungskarte verwendet werden, können vom Typ SMD (Surface Mounted Device) sein.
Die Platte, auf der die Spannungsquelle und die elektronischen Bauteile integriert sind, kann in ein geeignetes und für die Fixierung der elektronischen Einheit entsprechendes Bad getaucht worden sein.
Die Einheit des Aufnahmegehäuses für die elektronische Vorrichtung, die Karten für elektronische Träger und Emissionsnadeln/-spitzen ist vorzugsweise aus einem Werkstoff gefertigt, der elektrisch nur sehr wenig leitfähig ist und nur eine geringe statische Ladung erzeugt, wie zum Beispiel ein Kunststoff, der frei von jeglichen Metallteilchen ist. Befinden sich Menschen oder Tiere in direkter Nähe, so wird ein Werkstoff empfohlen, der einen minimalen spezifischen Widerstand von 104 MOhm, zum Beispiel 10¹² MOhm, aufweist.
Generell liegt der bevorzugte spezifische Widerstand dieses Werkstoffes zwischen 10⁴ und 10¹² MOhm.
Bei dem gewählten Werkstoff kann es sich um einen K6-Polyamid-ABS-Werkstoff oder PC-ABS-Werkstoff handeln. Er kann mit anti-ultravioletten und/oder antistatischen Additiven, wie zum Beispiel durch Zugabe von Talk (über 40%), Glas, Glimmer oder eines anderen mineralischen Stoffes, behandelt sein.
Vorzugsweise mit einem Werkstoff, dessen Hitzbeständigkeit bei einer Temperatur größer oder gleich 120°C liegt
Die Einheit des Gehäuses kann im Inneren mittels eines antistatischen Lacks behandelt werden, der es ermöglicht, die elektrischen Erscheinungen, die Ursache für eine statische Ladung sind, zu reduzieren, da diese im Rahmen der Diffusion und isotropen Ionenemission als ein starker Ladungsfluss von einem und/oder dem anderen Zeichen, ohne Emission toxischer Verbindungen und unter mittlerer Spannung, extrem störend sind.
Der Werkstoff, Bestandteil des Gehäuses, kann ebenfalls mit Hilfe von Additiven behandelt werden, um antistatische Eigenschaften zu erhalten. Eine zusätzliche Behandlung mittels antistatischen Lacks ist dann nicht mehr notwendig.
Für Ionisatoren, die eine große Anzahl an Emissionsspitzen enthalten (zum Beispiel: mehr als 24 Spitzen) ist das Gehäuse vorzugsweise aus einem Strang gezogenen Verbundwerkstoff gefertigt.
Wie in 5 dargestellt, kann das Gehäuse 51 aus zwei Schalen bestehen, die mittels zweier (Schraubenbohrungen 56 verbunden werden können (eine ist in 5 dargestellt).
Dieses Gehäuse kann ebenso den Halt der elektronischen Karten und die Halterung der Emissionsnadeln/-spitzen gewährleisten. Die beiden Bohrungen 56, die aus dem gleichem Werkstoff wie die beiden Schalen und das Gehäuse selbst gefertigt sind, können zwei Schrauben 58 aufnehmen, die bevorzugt aus Kunststoff gefertigt sind. Nach dem Verschließen sind die beiden Schrauben nicht zugänglich und die Bohrungen können zum Beispiel durch Etikettieren abgedichtet werden. Auch hier gewährleistet die Abdichtung das Ausschalten einer möglichen Quelle minimaler Luftbewegungen, deren Auswirkungen bereits erläutert wurden.
Die Schrauben können zum Beispiel eine Länge von 2,5 bis 3 mm haben, die Verbindungsbohrungen 56 haben eine Tiefe von etwa 5,8 bis 6,5 mm.
Die Unterteilung des Gehäuses in zwei unterschiedliche Schalen, die gemäß eines Montageplans hergestellt wurden und durch Schrauben, wie zuvor erläutert, verbunden werden, ist mit der industriellen Ausführung kompatibel.
Die Vorrichtung kann mit einem Gitter 53 oder Spalt ausgestattet sein, das/der den elektronischen Fluss durchlässt und eine Schutzfunktion darstellt. Dieses Gitter oder dieser Spalt ist vorzugsweise in das Gehäuse 51, wie auf 5, integriert und besteht aus dem gleichen Werkstoff. Es/er ermöglicht darüber hinaus die Reduzierung von Luftbewegungen in der direkten Umgebung des emittierenden Endstücks 40-2 der Spitze 40, was zudem die mögliche Entstehung toxischer Verbindungen verringert.
Ein Kollektor für Ablagerungen von Staub und/oder Keimen und/oder Teilchen, die sich aufgrund des Ionisatorbetriebs durch Niederschlag oder Sedimentation absetzen, kann auf dem Gehäuse zusätzlich montiert werden. Dieser Kollektor kann zum Beispiel Filter, die ausgetauscht oder gereinigt werden, oder selbstreinigende Filter aufnehmen.
Die ionisierende Vorrichtung gemäß der Erfindung kann durch die Konstruktion des Schutzmantels, der Nadeln, deren Verbindung und durch die Konstruktion des Gehäuses mindestens 24 Nadeln aufnehmen (zum Beispiel: 48, 96 oder 192 Spitzen). So ist es sehr viel angenehmer, große Volumen mit einer zudem qualitativ guten Ionenemission zu behandeln, ohne dass Peroxidverbindungen oder statische Ladungen entstehen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die mittels ionisierender Vorrichtung erhaltene Ionendiffusion, insbesondere durch eine bereits erläuterte Vorrichtung gemäß der Erfindung. Diese Ionendiffusion kann durch einen Ionentester kontrolliert werden, der eine punktuelle oder über einen sekundären Anschluss integrierte Messung ermöglicht; zum Beispiel mittels eines in die Vorrichtung integrierten Anschlusses.
Zudem kann durch eine gegebene Einrichtung in einem Raum mit einer gegebenen Umgebung das theoretisch notwendige Volumen zu erzeugender Ionen berechnet werden.
Im Anschluss wird das korrigierte Gesamtvolumen des Raumes berechnet, indem nicht nur das tatsächliche Volumen des Raumes sondern auch ein oder mehrer Parameter berücksichtigt werden. Die Parameter sind zum Beispiel:

– Beschaffenheit des Boden (Ns) und/oder der Decke (Np) und/oder der Wände des Raumes (Nm) und/oder
– das Nicht-/Vorhandensein einer Klimaanlage (Cl) und/oder einer Lüftung (V) und/oder einer Heizung (Ch) und/oder
– das Vorhandensein von Möbeln (M) und/oder
– die geografische Lage (S) des Raumes und/oder
– das Vorhandensein von Fotokopierern und/oder Fensehapparaten (T) und/oder Btx-Terminals (Mi) und/oder Computern (O) und/oder HiFi-Anlagen (Hf) und/oder Faxgeräten (F) im Raum und/oder
– die Anwesenheit von Personen (Pe) und/oder Tieren im Raum; Es kann ebenfalls unterschieden werden, ob die Personen Raucher (F) sind oder nicht.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel können folgende Formeln verwendet werden: P = Ns + Np + Nm + Cl + V + Ch + M + S (1) A = T + O + Hf + F + 6 × Pe + 6Fu (2)wo die unterschiedlichen Parameter Werte haben, die in den nachfolgenden Tabellen aufgeführt sind. Beschaffenheit des Bodens Tabelle II

Ns = 0	Fliesen und/oder Bodenbelag
Ns = 10	Teppichboden und/oder Teppich
Ns = 5	PVC und/oder Linoleum
Ns = 5	Verleimter Träger
Ns = 0	Andere

Beschaffenheit der Decke Tabelle III

Np = 0	Gips und/oder Farbe und/oder glatte Tapete
Np = 10	Polystyrolplatten
Np = 10	Gespannter Stoff
Np = 0	Andere

Beschaffenheit der Wände Tabelle IV

Nm = 0	Farbe und/oder glatte Tapete
Nm = 10	Wandstoff und/oder Wandteppich
Nm = 5	Wandbehang und/oder Vorhänge
Nm = 0	Glasflächen
Nm = 0	Andere

Klimaanlage Tabelle V

Cl = 0	Nein
Cl = 25	Ja

Lüftung Tabelle VI

V = 0	Nein
V = 25	Ja

Fernsehapparat und/oder Fotokopierer Tabelle VII

T = 0	Nein
T = 10	Ja

Computer Tabelle VIII

O = 0	Nein
O = 20	Ja

Btx-Terminal Tabelle IX

Mi = 0	Nein
Mi = 5	Ja

Art der Heizung Tabelle X

Ch = 10	Elektrische Bodenheizung
Ch = 20	Gas oder Kohle oder Erdöl
Ch = 0	Zentralheizung oder elektrische Heizkörper
Ch = 0	Andere

Art der Möbel Tabelle XI

M = 0	Holz
M = 10	Metall (Fläche 100%)

(Folge)

M = 8	Metall (Fläche 80%)
M = 6	Metall (Fläche 60%)
M = 4	Metall (Fläche 40%)
M = 2	Metall (Fläche 20%)
M = 0	Kunststoff
M = 0	Andere

Umgebung Tabelle XII

S = 0	Berge oder Land oder Wald oder Meer
S = 10	Stadt und/oder Industriegebiet
S = 20	Sehr verschmutzte Stadt <BR>
S = 20	Neben einer Autobahn oder einer Kreuzung <BR>
S = 10	Neben einem Flughafen <BR>
S = 20	Neben einem chemikalienbelasteten Gebäude

Anzahl der Personen Tabelle XIII

Pe = 0 (?)	Mehr als 2 Personen
Fu = 0 (?)	Anzahl der Raucher

Nach Anwendung der vorgenannten Formeln (1) und (2) kann das korrigierte Gesamtvolumen gemäß der folgenden Formel berechnet werden: Vt = VP + (1 + P/100) + A wo V_p das tatsächliche physikalische Volumen des Raumes oder Örtlichkeit zeigt (Länge × Breite × Höhe).
Durch Darstellung von V_p in m³, erhält man V_t in m3. Tatsächlich fügt jeder der vorgenannten dargestellten Koeffizienten ein bestimmtes Volumen zum tatsächlichen physikalischen Volumen V_p hinzu. Zum Beispiel erfordert das Vorhandensein einer Klimaanlage das Hinzufügen von 25/100 = 0,25 m³ zu V_p, während bei einer anwesenden Person 6 m³ zu V_p hinzugefügt werden müssen.
Die Berechnung von V_t stellt folglich ein korrigiertes Volumen dar. Die Ionengeneratorvorrichtung erzeugt eine bestimmte Anzahl an Ionen, die an ein bestimmtes Volumen entsprechend der angelegten Spannung angepasst ist. Diese Daten werden zum Beispiel von dem Hersteller des Ionisators geliefert. Im Folgenden wird ein Beispiel gegeben, bei dem die Ionenemission bei 4.000.000.000.000 negativen Ionen/Sekunde liegt, was die Behandlung von einem durchschnittlichen Luftvolumen zwischen 80 und 100 m³ ermöglicht. Nach der Berechnung von V_t, ist es möglich, die angelegte Spannung zu verändern also das das tatsächlich produzierte Ionenvolumen zur Anpassung der Erzeugung an die Bedingungen der Umgebung.
Ein Beispiel eines Regulierungssystems ist in 7 dargestellt. Auf dieser Abbildung beschreibt Nummer 81 eine ionisierende Vorrichtung, die eine oder mehrere Emissionsspitzen 85, 86, 87 enthält.
Die vorgenannten Berechnungen können unabhängig voneinander durchgeführt werden. Mit einem tragbaren PC 96, der mit dem notwendigen Berechnungsprogramm ausgestattet ist, kann die Berechnung auch auf Distanz erfolgen. Das Berechnungsprogramm befindet sich auf dem Server 90, auf dem sich der Benutzer über ein Netz 98 einloggen kann.
Die Berechnung kann ebenfalls direkt über einen Mikroprozessor 94 erfolgen, der speziell programmiert und ausgerichtet wurde, um Vt und gegebenenfalls P oder A zu berechnen.
In allen Fällen gibt der Benutzer, entweder in den tragbaren PC 96 oder in die Vorrichtung 94, die Daten der verschiedenen Parameter, entweder in Form von Antworten auf Fragen oder direkt durch quantitative Parameter, ein. Bei letzterer Eingabemöglichkeit verfügt der Benutzer folglich bereits über die vorgenannten Daten in Form einer Tabelle oder eines Speicherplatzes im tragbaren PC 96.
Die Vorrichtung 94 nimmt dann einen Vergleich der über den Ionenmesser 82 gelieferten Daten mit dem benötigten Ionenvolumen vor. Das Ionenvolumen selbst wurde von V_t abgezogen und gibt entsprechend dem Ergebnis dieses Vergleichs ein Vergleichssignal für die Spannung ab. Die Vorrichtung verfügt zum Beispiel über einen Regulierer, der unter anderem am Fuß der Emissionsnadeln/-spitzen wirkt. Dieser wird entweder per Drucktaster mit drei Stellungen, die einem maximalen, mittleren oder minimalen Betrieb entsprechen, oder über ein Rad ohne Nummerierung mit der gleichen Aufgabe bedient. In den Regulierer kann darüber hinaus ein primärer Transformator angepasst und eingebaut oder ein Transistor zum gleichen Zweck integriert werden.
Je nach Bauart können mehrere Einzelionisatoren im gleichen Raum angebracht werden, von denen einer oder mehrere Ionisatoren entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs aktiviert oder ausgeschaltet werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform berechnet der Benutzer schließlich, zum Beispiel mittels tragbarem PC 96, das Volumen Vt und kann selbstständig die Spannung entsprechend dem Ionisatorbetrieb oder der Anzahl der aktivierten Ionisatoren manuell regulieren. So kann die Leistung der Ionenerzeugung den Bedürfnissen des Benutzers angepasst werden, zum Beispiel ausgehend von Daten, die durch den Hersteller der Vorrichtung geliefert wurden.
Ein Beispiel eines Ionenmessgerätes als Messgerät 81 ist in 8 dargestellt. Es beinhaltet drei Transistoren 100, 102, 104, drei Widerstände 106, 108, 110, eine Antenne 112 (die als Sensor verwendet wird), eine Diode 114 (LED) sowie einen Schalter 126.
Die Ionen sammeln sich an der Antenne und verursachen dort einen geringen negativen Strom I1, der in den Fuß des Transistors 100 fließt. Ein Kondensator 116 bildet mit dem Widerstand 106 ein RC-Netz, der es ermöglicht, schnelle Schwankungen zu verhindern.
Ist I1 zu groß, schaltet sich der Transistor 100 ein. Der Fuß des Transistors ist an den Minuspol der Batterie 120 angeschlossen. Der Transistor wird polarisiert und leitet selbst.
Der Fuß von Transistor 104 ist an den Pluspol der Batterie angeschlossen. Wird der Transistor 104 polarisiert, so ist sein Kollektor mit dem Widerstand zur Strombegrenzung 108 und dem Potenziometer 110 reihengeschaltet und es kommt zu einer Leitung.
Durch das Einschalten von 108 zeigt ein Zähler 122 (zum Beispiel ein Zähler von 100 mA) (auf nicht lineare Weise) das relative Niveau des Ionenflusses an und die Diode 114 (mit dem Emitter von 104 reihengeschaltet) leuchtet auf und zeigt so das Vorhandensein von Ionen.
Um jede Entstehung statischer Ladung zu verhindern, ist der Schaltkreis in einem Kunststoffgehäuse eingeschlossen (zum Beispiel aus ABS-Verbundwerkstoff, der durch Pultrusion erhalten wird), das einen Anteil von bis zu 45% Talk oder Glimmer aufweist. Ein Aluminiumband mit einer Breite von 1,25 cm ist an der Seite des Gehäuses befestigt und am Schaltkreis an der Verbindung von Kondensator 116 und dem Pluspol der Batterie 120 angeschlossen. Dieses Aluminiumband dient als Massepunkt des Schaltkreises. Es kann auch durch einen Anschluss an einen festen Massepunkt ersetzt werden.
Die vorgenannte Vorrichtung dient der Erfassung negativer Ionen. Durch ein Umschalten der Polarität der Transistoren (NPN wird zu PNP und umgekehrt) kann sie positive Ionen erfassen.
Als Beispiel sind die Transistoren 100, 102 Standardtransistoren des Typs PN 2907 PNP, der Transistor 106 vom Standardtypen PN 2222 NPN, die Widerstände 106 und 108 weisen Werte von jeweils 100 MOhm und 10.000 Ohm auf, das Potenziometer 110 hat einen Wert von 5.000 Ohm, der Kondensator 116 einen Wert von 470 pF und die Batterie 120 ist eine Radiobatterie mit 9 V.
Der Schalter 126 wird auf dem Potenziometer 110 angebaut. Es kann jedoch ebenfalls ein Potenziometer mit integriertem Schalter verwendet werden. Der Ionenmesser, wie zuvor beschrieben, ermöglicht ein Erfassen vorhandener Ionen in der Luft oder Atmosphäre und zeigt den relativen Anteil an.
Dieser Ionenmesser kann für die Regulierung der Ionenerzeugung, wie in 7 dargestellt, verwendet werden. Er ermöglicht ebenso die Prüfung von Ionen-Leckagen und testet die statische Ladung (zum Beispiel von Kleidungsstücken, Neonröhren oder Plastikbehältern) und kann daher unabhängig vom Schaltkreis in 7 verwendet werden.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung generiert das ionische Gleichgewicht und die Zuträglichkeit eines Ortes oder einer Stelle.
Sie kann in sehr unterschiedlichen Bereichen angewandt werden, insbesondere im privaten oder industriellen Bereich.
Diese Anwendungsbeispiele zeigen ihren besonderen Vorteil in der Nahrungsmittelindustrie (jegliche Art von Züchtung) oder der Nahrungsmittelkonservierung (feste oder bewegliche Kühlschränke und -theken, tragbar oder nicht). Die Erfindung findet insbesondere Anwendung im Bereich der Vakuumkonservierung und ersetzt Chlorbehandlungen sowie im Bereich der allgemeinen Produktkonservierung. Sie findet insbesondere Anwendung bei der Konservierung von Produkten der „Kategorie 4", wie Fischprodukte, Fisch- und Meeresfrüchtekonserven.
Andere Anwendungsbeispiele betreffen den Sektor von Klimaanlagen, Belüftungssysteme und horizontale oder vertikale, Zentral- oder Einzellüftungssystemen in Wohngegenden, in Büroräumen und Büroplattformen, Computerplattformen, Reinräumen, im öffentlichen oder privaten Klinikbereich, pharmazeutischen Anstalten, in Grau- oder Reinräumen im industriellen, pharmazeutischen und klinischen (öffentlich oder privat) Bereich sowie generell in Laboren, Kindergrippen oder Altenheimen.
Sie findet ebenfalls Anwendung bei Fahrzeugen für Land-, Luft- und Meerverkehr. Es besteht die Möglichkeit, die Vorrichtung auch in Bereichen einzusetzen, die den Menschen oder Tiere direkt betreffen, um Atemwegserkrankungen, Allergien oder ähnliches zu behandeln, die mit der Luft in Zusammenhang stehen.
Sie ermöglicht auch die Behandlung von Problemen oder Erscheinung, die mit Infektionen, Quarz-Silizium, Asbest, Milben, Bakterien- oder Virenemissionen, direkt oder indirekt über die Luft, verbunden sind.
Sie ermöglicht ebenfalls die Behandlung, oder übt Einfluss aus, auf Erscheinungen, die mit Störungen durch statische Ladung oder elektromagnetische Felder verbunden sind.
Durch die Vorrichtung gemäß Erfindung können ebenfalls Ionen erzeugt werden, ohne dass hierbei Verbindungen wie Peroxid entstehen, die in geschlossenen oder halboffenen Räumen sehr schädlich für den menschlichen Körper sind, und/oder für den menschlichen Körper in geschlossenen oder halboffenen Kabinen toxische Verbindungen, wie zum Beispiel Ozon (O3), Stickstoff (NOx), Kohlenmonoxid oder andere Derivate.
Durch die Evaluierung der notwendigen Ionenemission, entsprechend der Installation der Apparate mit dem Ziel der Luftreinigung der Stelle oder Kabine, die mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist, ermöglicht das in Verbindung mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung angewandte Regulierungsverfahren die Generierung des ionischen Gleichgewichts und der Zuträglichkeit aller Örtlichkeiten.
Insbesondere die homogene und/oder stellenweise Verteilung kann so erreicht werden. Die Steuerung erfolgt manuell oder auf Distanz, kontinuierlich oder intermittierend, auf eine quasi perfekte isotrope Weise und gemäß der zuvor bestimmten, geschätzten und berechneten Ionenerzeugung mit dem Ziel, die Luftzuträglichkeit im ausgewählten Bereich zu generieren.
Konkretere Anwendungsbeispiele werden im Folgenden aufgeführt.
Beispiel I.
Ein erstes Beispiel betrifft die Effizienzstudie eines Ionisators in einem Grauraum für Abfüllpersonal
(Es handelt sich um eine Einheit in der Pharmaindustrie).
Die verwendete Vorrichtung, sie entspricht der vorhergehenden Beschreibung, weist eine Ionenemission von 4.000.000.000.000 negativen Ionen/Sekunde auf und ermöglicht so im Durchschnitt 80–100 m³ Luft zu behandeln.
Der Apparat wurde im Grauraum für das Abfüllpersonal aufgestellt. Seit einigen Wochen wurde in diesem Raum eine starke mikrobiologische Belastung der Luft beobachtet.
Kontrollen wurden vor dem Aufstellen des Ionisators durchgeführt und dann während dessen Betriebs.
Spezielle Kontrollen werden mittels eines Teilchenzählers Typ METONE 217, Seriennummer 92 22 51 47 MM durchgeführt, der mit einer isokinetischen Sonde ausgestattet ist. Die Kontrollen erfolgen während des Betriebs. Dies gilt für die speziellen Kontrollen.
Darüber hinaus wurden bakteriologische Kontrollen durchgeführt. Es handelt sich hierbei um Kontrollen der Luft im Allgemeinen und der Oberflächen (Waschbecken und Böden). Die Durchführung der Kontrollen erfolgt auf gleiche Weise wie die Routine-Stichproben während des Betriebs des Apparates und mittels RCS für die Luft im Allgemeinen und Agar des Typs Count-Tact für die Oberflächen.
Bezüglich der Ergebnisse der Teilchenprüfung, kann durch den Vergleich der Durchschnittswerte festgestellt werden, dass die Ergebnisse signifikativ sind. Ein Absinken der Teilchenaktivität wurde während des Betriebs des Apparates festgestellt: Für etwa 150 Messungen sinkt die Aktivität der Teilchen, 0,5 Mikrometer, durchschnittlich von 674 auf 120, die Aktivität der Teilchen, 5 Mikrometer, durchschnittlich von 19 auf 6. Dies ergibt Folgendes:

– Ein Absinken der Aktivität von 82% für die Teilchen einer Größe von über 0,5 Mikrometer
– Ein Absinken der Aktivität von 68% für die Teilchen einer Größe von über 5 Mikrometer.

Zudem wurde beobachtet, dass sich die maximale Zahl der Teilchen vor der Anwendung des Ionisators auf 15.543 für die Teilchen mit einer Größe größer oder gleich 0,5 Mikrometer belief. 201 Teilchen mit einer Größe größer oder gleich 5 Mikrometer wurden gezählt. Diese Maximalwerte betragen bei der Anwendung des Ionisators lediglich noch:

– 2.022 Teilchen mit einer Größe von über 0,5 Mikrometer
– 112 Teilchen mit einer Größe von über 5 Mikrometer. Die Teilchenaktivität ist folglich gesunken.

Bezüglich der bakteriologischen Ergebnisse kann durch den Vergleich der Durchschnittswerte festgestellt werden, dass die Ergebnisse signifikativ sind.
Es wird ein starker Rückgang der mikrobiologischen Belastung der Luft im Allgemeinen beobachtet: Der ursprüngliche Wert von 660 Keimen/m3 sinkt auf etwa 130 Keime/m3, was eine Reduzierung von 80% bedeutet.
Der gemessene, oberhalb des zulässigen Grenzwertes liegende Prozentsatz der Luft im Grauraum sinkt von 68,5 auf 20%. Es scheint, dass die mikrobiologische Belastung durch den Apparat stark verringert wird.
Folglich ist die ionisierende Vorrichtung gemäß der Erfindung für die Reduzierung der Teilchenaktivität und der allgemeinen Luftbelastung effizient, selbst wenn eine vollständige Eliminierung nicht gewährleistet wird. Die Vorrichtung, wie sie zuvor für eine Einheit in der pharmazeutischen Herstellung beschrieben wurde, kann in einem Raum mit IT-Ausstattung genauso effizient eingesetzt werden.
Beispiel II.
Dieses Beispiel betrifft die Wirkung eines Ionisators in einem Kreissaal.
Das behandelte Volumen umfasst 1.200 m3. Sieben Vorrichtungen wurden im Saal eingerichtet.
Die Kontrollen wurden von einer Technikerin für Biohygiene durchgeführt, als der Saal frei war und niemand anwesend war. Die Kontrolle erfolgte am 09. April 1998 (am Tag T0 der Installierung der Geräte) sowie am 10. und 11. April 1998 (Tage T1 und T2).
Der zur Zählung der Teilchen verwendete Apparat ist vom Typ „MET ONE 227" mit einem Durchlass von 2,8 Liter/Minute und einer Probendauer von einer Minute. Dieser Apparat wurde am zentralen Punkt im Saal platziert.
Für die Messungen der Biobelastung in der Luft wurde ein Apparat des Typs „SAMPL'AIR" mit einem Durchlass von 100 Liter/Minute und einer Probendauer von zehn Minuten verwendet. Dieser Apparat wurde ebenfalls am zentralen Punkt im Saal aufgestellt.
Die Ergebnisse der Teilchenzählung, der mikrobiologischen Kontrolle der Oberflächen und der Biobelastung in der Luft sind jeweils in den nachfolgenden Tabellen vermerkt. Tabelle XIV

Anzahl der Teilchen/m³

T0 T1 T2

Teilchen >/= 0,5 μ 2 560 607 1 507 857 887 286

Teilchen >/= 0,5 μ 19 821 15 214 6 643

Tabelle XV

Mikrobiologische Kontrolle der Oberflächen: Anzahl der Keime/25 m³

T0 T2

Boden 10 3

Boden > 250 0

Tisch 9 3

Technisches Band > 250 > 250

Regal Tuch 200

Tabelle XVI

Biobelastung der Luft

T0 T1 T2

KBE/m³ 56 17 14
Die Ergebnisse bis T1 und T2 zeigen eine deutliche Reduzierung:

– der Teilchenmenge
– und der Anzahl von KBE/m3

Die Ergebnisse bis T2 bezüglich der Biobelastung können diese Schlussfolgerung nicht bestätigen. Es ist nicht bekannt, ob die Proben unter den gleichen Bedingungen der Bioreinigung durchgeführt wurden.
Beispiel III.
Dieses Beispiel betrifft die Luftbehandlung in einer Pferdebox.
Ein Rennpferd verbringt mehr als 20 Stunden pro Tag in seiner Box, die eine Fläche von etwa 3,5 Meter auf 3 Meter aufweist. In der Regel wird sie täglich am frühen Morgen gesäubert. Es handelt sich um einen staubigen Ort mit einer Vielzahl von Keimen.
Mehrere Pferde, die unterschiedliche Beschwerden zeigen, wurden ins Innere der Box geführt, die mit wie bereits beschriebenen Ionisatoren ausgestattet ist. Bei den Beispielen handelt es sich um Pferde mit starkem Husten, Nasenbluten und Trägheit.
Zunächst wurden drei Pferde beobachtet, die am Morgen mit starkem Husten aus ihrer Box geführt wurden. Den Tieren wurden bereits alle möglichen Medikamente verabreicht, die in einem solchen Fall gewöhnlich eingesetzt werden. Alle drei wurden, noch häufiger als es der „Code des Courses" vorschreibt und die Laboratorien empfehlen, gegen Pferdegrippe und Rhinopneumonie geimpft.
Es wurde festgestellt, dass der Husten bei Verwendung eines Apparates gemäß der Erfindung in der Box verschwindet und nach drei Wochen die Gesamtheit der klinischen Symptome verschwunden ist.
Mussten die Apparate abgeschaltet werden, um Proben von Staub zu entnehmen, der sich auf den Nadeln festsetzt, kam der Husten nach wenigen Tagen wieder zurück. Als das Tier dem Apparat erneut ausgesetzt wurde, verschwand der Husten erneut.
Bezüglich der Trägheit scheint es, dass die negativen Ionen den Tonus der Flimmerzellen in Bronchien und Bronchiolen erhöhen.
Darüber hinaus scheint die Widerstandsfähigkeit der Lungenzellen zu steigen. Bei einem Pferd wurde eine Verminderung und das Verschwinden von hämorrhagischen Erscheinungen, die auf die Anfälligkeit der Lungenzellen zurückzuführen waren, festgestellt, das wegen des Hustens einem solchen Apparat ausgesetzt worden war.
Für eine Verhaltensstudie wurde ein Hengst in der Box mit einem Apparat gemäß der Erfindung gehalten, der körperlich in einem sehr gesunden Zustand war, aber an Klaustrophobie litt. Gewöhnlich war das Tier in seiner Box zuvor stets sehr unruhig.
Innerhalb weniger Wochen hat sich das Verhalten des Hengstes deutlich verbessert. Er wurde ruhiger in seiner Box. Das Gleiche konnte bei Trainingspferden, die sich in Behandlung befinden, festgestellt werden.
Bezüglich der körperlichen Form der Pferde konnte teilweise festgestellt werden, dass sich die Leistungen der Rennpferde erhöht haben.
Die verschiedenen zuvor dargebrachten Beobachtungen zeigen, dass eine Vorrichtung gemäß der Erfindung effizient in Pferdeställen eingesetzt werden kann. Ihr Einsatz in einem Tiertransporter, zum Beispiel für Pferde, zeigt die gleiche positive Wirkung.
Generell kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch in Ställen für alle Tierarten eingesetzt werden, insbesondere bei Hühnern, Enten, Puten oder Hasen.
Die Erfindung betrifft daher ebenfalls Tierstall, der mit einem, wie zuvor beschriebenen Ionisator ausgestattet ist, zum Beispiel einen Käfig aus Kunststoff (oder Polymer oder einem Verbundwerkstoff), der mit einem solchen Ionisator ausgestattet ist für beispielsweise Hühner, Enten, Puten, Hasen oder andere kleine Tiere (Hunde, Katzen etc.).
Beispiel IV.
Dieses Beispiel betrifft die Luftbehandlung in einer Schweinezucht, wobei die Luftbehandlung durch einen Ionisator gemäß der Erfindung vorgenommen wird.
Die Messungen wurden in zwei Schweinezucht- und Mastbetrieben getätigt.
Im ersten Betrieb beträgt die Dauer des Produktionszyklus drei Wochen:

– eine erste Woche: Decken der Säue
– eine zweite Woche: Wurf
– eine dritte Woche: Entwöhnen der Ferkel, mit 28 Tagen.

Dieser Produktionstyp ermöglicht es, die erhaltenen Ergebnisse in einem behandelten Stall mit denen aus einem unbehandelten Stall einer gleichen Gruppe zu vergleichen.
Der zweite Betrieb hat einen Produktionszyklus, der sich in einer Woche gestaltet. Jede Woche kommt es zum Decken der Säue, zum Werfen und zur Entwöhnung der Ferkel mit 21 Tagen.
Der zweite Produktionstyp ermöglicht keinen Vergleich der erhaltenen Ergebnisse mit anderen Ställen zur gleichen Zeit.
Sie können lediglich mit den Ergebnissen verglichen werden, die bei vorherigen Gruppen im jeweils entsprechenden Produktionsstadium erhalten wurden.
Erster Produktionsbetrieb:
Die Elemente zur Luftbehandlung oder Vorrichtungen gemäß den Erfindungen wurden am 31. August 1998 im Abferkelstall der Schweinzucht installiert.
Der Versuch wurde am 28. September 1998 beendet.
Die Atmosphäre im Stall erscheint besser, jedoch konnten der laufenden Behandlung keine eindeutigen gesundheitlichen Ergebnisse zugeschrieben werden.
Auch die Kinderstube wurde mit entsprechenden Vorrichtungen gemäß der Erfindung ausgestattet. Es konnte eine Verbesserung der Atmosphäre und eine Geruchsreduzierung festgestellt werden.
Die direkten technischen Ergebnisse sind gut, da eine deutliche Gewichtszunahme innerhalb kurzer Zeit, gerade 21 Tage, festgestellt werden konnte und dies während eines äußerst empfindlichen Zeitraums (Entwöhnung, Trennung von der Mutter, Veränderung der Umgebung etc.).).
Die Differenz zu den Zahlen der vier vorangehenden Gruppen zeigt einen deutlichen Unterschied, da eine Gewichtszunahme von insgesamt 810 g je Ferkel und eine tägliche Gewichtszunahme (MTZ) von durchschnittlich 49 g je Tier festgestellt werden konnte.
Zudem konnte eine Verminderung von Husten und Niesen festgestellt werden, was auf einen besseren gesundheitlichen Zustand und eine bessere Atmungskapazität schließen lässt.
In den letzten Phasen der Entwöhnung konnte bei 146 Ferkeln mit einem Durchschnittsalter von 74,9 Tagen ein durchschnittliches Gewicht von 34,430 kg und einer MTZ von 519 g ermittelt werden. Der Bauer beurteilt die anhaltende Qualität des Loses als gut: Es gibt keinerlei Einbußen
Die Ergebnisse der unterschiedlichen Versuche sind zum Vergleich in der nachfolgenden Tabelle XVII aufgeführt.

– die Schweine sind homogen,
– und sie haben ein regelmäßiges Wachstum.

Die Ergebnisse der unterschiedlichen Versuche sind zum Vergleich in der nachfolgenden Tabelle XVII aufgeführt

	Durchschnitt der 4 vorherigen	Betroffene Gruppe	Durchschnitt der 4 folgenden Lose
ABFERKELSTALL
Lebend geborene Ferkel/Wurf	10,9	12,6	11,6
Absetzferkel/Wurf	9,7	9,7	9,8
Gewicht	6,2 kg	6,3 kg	6,0 kg
Alter	20,9 T	20,7 T	20,4 T

KINDERSTUBE
Anzahl	590	146	571
Ausgangsgewicht	10,69 kg	11,50 kg	11,38 kg
Alter	45,6 T	43,9 T	46,4 T
Verluste	305
MTZ	178 g	227 g	207 g

ENTWÖHNUNG
Anzahl		146
Ausgangsgewicht		34,43 kg
Alter		74,9 T
Verluste		0
MTZ		519 g

Zweiter Produktionsbetrieb:
In diesem zweiten Betrieb wurde ein Abferkelstall am 01. September 1998 mit ionisierenden Vorrichtungen ausgestattet. Die Säue wurden am 03. September 1998 in den Stall gelassen.

Es gab Ställe (mit jeweils 23 Säuen), die mit Ionisation behandelt wurden und nicht behandelte Ställe (mit jeweils 24 Säuen). Die technischen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle XVIII zusammengestellt. Tabelle XVIII

	Behandelte Ställe	Nicht behandelte Ställe (Kontrollställe)
Lebend geborene Ferkel	12.8	12.7
Verbleibende	12.3	12.4
Absetzferkel/Wurf	11.6	11.4
Gewicht	7.6 kg	7,5 kg
Totgeburten	0.8	0.8

Unter gesundheitlichem Blickwinkel weist nichts auf größere Veränderungen hin, die der Luftbehandlung zugeschrieben werden können.
Die Kinderstube wurde am 07. Oktober 1998 ausgerüstet und die Tiere am 08. oder 09. Oktober 1998 in den Stall gelassen. Die Ergebnisse beziehen sich auf 528 Ferkel, die mit 27 Tagen entwöhnt wurden.
Die technischen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle XIX enthalten.

Behandelte Ställe Nicht behandelte Ställe (Kontrollställe)

Durchschnittsgewicht 7.410 kg 7.460 kg

Gewicht mit 20 Tagen 14,30 kg 14,20 kg

MTZ 344 g 337 g

Verluste 0 0
Tabelle XIX
Aus gesundheitlichem Blickwinkel ist bezüglich des Hustens und Niesens nichts festzustellen.
Die erfassten Elemente scheinen nicht ausreichend, um eine eindeutige Tendenz oder Interpretation zuzulassen.
Eine zweite Messung wurde am 27. Oktober 1998 in der Kinderstube durchgeführt.
Es wurden Proben aus einem Koben in einem behandelten Stall entnommen, der die jüngsten Ferkel der Gruppe zusammenfasst. In der Tat setzt das spezielle Merkmal dieses Kobens die Gesamtergebnisse aus 11 Standardkoben zurück.
Die technischen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle XX zusammengefasst. Tabelle XX

Behandelter Stall Kontrollstall Differenz +– Ergebnis aus 3 Losen

Ferkel 1.578 Ferkel

MTZ 416 g 364 g +52 g 371 g

Durchschnittsgewicht 15, 800 kg 14,680 kg + 1,120 kg
Im behandelten Stall konnten mehr Durchfallerkrankungen festgestellt werden als im Kontrollstall, was nicht erklärt werden kann (Ernährung und Temperatur sind in beiden Ställen gleich). Ohne diese wenigen zusätzlichen Fälle, hätte mit Sicherheit eine höhere MTZ-Differenz festgestellt werden können.
Aus technischer Sicht wurden praktisch die gleichen guten Ergebnisse wie im ersten Betrieb erzielt.
Die in den beiden Betrieben durchgeführten Tests zeigen den Nutzen, den eine Behandlung durch Ionisation für eine Zucht hat. Generell kann eine bessere Atmosphäre in den behandelten Ställen festgestellt werden: Es existieren weniger Schadstoffe für die Tiere, aber auch für die Züchter und das dort beschäftigte Personal.
Beispiel V.
Dieses Beispiel betrifft die Anwendung ionisierender Vorrichtung in der Nahrungsmittelindustrie.
Die wichtigsten Ziele der Studie bezogen sich auf drei mögliche Anwendungsbereiche von Ionisatoren in der Nahrungsmittelindustrie:

– Dekontaminierung der Luft
– Dekontaminierung der Oberflächen
– Lagerung für Nahrungsmittel.

Bei der Dekontaminierung der Oberflächen lassen durchgeführte Tests vermuten, dass die ionisierenden Vorrichtungen nicht auf den Oberflächen wirken.
Was die Dekontaminierung der Luft anbelangt, wurden Tests in einem Aufbereitungsraum für Nahrungsmittel durchgeführt, der ein Volumen von 80 m3 aufweist.
Dieser Raum simuliert einen Betrieb der Nahrungsmittelproduktion mit seinen ganz eigenen Eigenschaften.

– eine Vielzahl an Personen und Stoffen,
– Vorhandensein vieler Edelstahlausrüstungen,
– Reinigungs- und Desinfektionsphase.

Die Versuche wurden mittels Ionisatoren gemäß der Erfindung durchgeführt, die mikrobiologische Beobachtung wurde durch eine Petrischale (mit einem nicht selektiven Medium des Typs PCA) gewährleistet. Zunächst wurden Tests in dem Raum ohne ionisierende Vorrichtung durchgeführt. Die mikrobiologische Belastung erhöht sich sehr deutlich während der Arbeitsperioden. Dieser Anstieg der Kontaminierung scheint insbesondere verbunden zu sein mit:

– der Anzahl der in dem Betrieb tätigen Arbeitskräfte,
– den verarbeiteten Stoffen,
– dem Fluss der Stoffverarbeitung,
– den Umgebungsbedingungen (Temperatur oder Luftfeuchtigkeit).

Eine erste Versuchsreihe hat es ermöglicht, die Effizienz der 1 bis 4 Ionisatoren im Raum zu testen.
Eine Woche Pause, ohne dass die ionisierende Vorrichtung in Betrieb ist, wird vor jeder Änderung der Studienbedingungen eingehalten.
Die Ionisatoren wurden an derselben Stelle, an der Wand gegenüber der Abzugshaube installiert.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle XXI zusammengefasst. Tabelle XXI

WOCHE Anzahl der aktivierten Ionisatoren

1 0

2 1

3 0

4 2

5 0

6 4
Für die Wochen 1 bis 2 und 3 bis 4 ist keine Differenz zwischen Kontrollwert und Test zu vermerken.
Für die Wochen 5 und 6 ist die Tendenz zu einer schnelleren Reduzierung der Ladung nach Aktivierung zu beobachten.
Eine sehr begrenzte Wirkung der ionisierenden Vorrichtungen auf die mikrobiologische Belastung wird festgestellt. Außerhalb des Betriebs zeigt die Tendenz zu einer schnelleren Reduzierung der Luftkontaminierung. Eine Anhäufung von Teilchen, die eine schwarze Ablagerung bilden, ist ebenfalls um die ionisierenden Vorrichtungen festzustellen. Eine zweite Versuchsreihe wurde durchgeführt. Während dieser Testreihe wurde die Aufstellung der ionisierenden Vorrichtungen verändert: Die Vorrichtungen wurden an den Wänden des Raums angebracht.
Sodann konnte die Wirkung des Einfangens der Mikroteilchen in der Luft festgestellt werden, jedoch wurde keine Wirkung bezüglich der Bakterien verzeichnet.
Bei der Lagerung der Nahrungsmittel wurden Tests, mit und ohne ionisierende Vorrichtung, an den in einer Kabine bei +4°C gelagerten Nahrungsmitteln vorgenommen.
Es konnte eine Farbstabilität des Rindfleisches festgestellt werden, die mit einem Minolta Chromameter gemessen wurde. Eine bessere Farbstabilität konnte ebenfalls bei einigen Früchten (Bananen, Tomaten) festgestellt werden und dies für eine Dauer von 72 Stunden.
Der pH-Wert einer unter ionisierter Atmosphäre aufbewahrten Tomate scheint ebenfalls stabiler zu sein.
Beispiel VI
Dieses Beispiel betrifft die Anwendung von ionisierenden Vorrichtungen gemäß der Erfindung und einer Emission negativer Ionen für die Aufbewahrung von frischem Fisch.
Die Tests wurden an Sardinen und Stinten durchgeführt.
Ein Ionisator gemäß der Erfindung wurde in eine Kühlkabine (Kabine 1), die auf 4°C und einer durchschnittlichen Luftfeuchtigkeit von 75% gehalten wird, eingeführt. Der Ionisator wurde einen Tag vor Beginn der Versuche installiert.
Eine zweite Kühlkabine (Kabine 2), mit gleichem Volumen und gleichen Bedingungen bezüglich Temperatur und Luftfeuchtigkeit, wurde nicht mit einer ionisierenden Vorrichtung ausgestattet.
Zehn Fische wurden für den Test verwendet.
Sie wurden direkt vor Versuchsbeginn auf Eis lagernd gekauft und anschließend in zwei Hälften geschnitten.
Eine Hälfte wurde in Kabine 1 und die andere in Kabine 2 gelegt. Die Fischhälften wurden so 5 Tage ohne Einzugreifen gelagert.
Ein erster Test (chemischer Test) wurde durchgeführt.
Das verwendete Kit („Fresh tester FTP II" (FT302), der Marke TRANSIA) erkennt die Frische des Fischs.
Dieses Kit ermöglicht die Messung der Gesamtmenge K der Abbaustoffe von ATP.
Im Zähler dieser Formel entspricht HxR + Hx der Menge an Inosin (HxR) und Hypoxanthin (Hx), entstanden aus dem Abbau von ATP (Adenosintriphosphat). Im Nenner sind nacheinander die Mengen von ATP, Adenosindiphosphat (ADP), Adenosinmonophosphat (AMP) und Inosinmonophosphat (IMP) sowie die Mengen HXR und Hx zu finden.
K ist antiproportional zum Frischezustand des Fischs.
Das Kit liegt in Form einer Röhre von Teststäbchen, einer Flasche Extraktionspuffer und ein zur Ablesung von K.
Die Rückenmuskelprobe wird einem der Fische zum Testen entnommen. Die Probe ist hautfrei und es wird eine Puffermenge hinzugegeben. Von dem so erhaltenen Gemisch wird ein Auszug genommen, in den ein Teststäbchen gehalten wird.
Die an den auf die zuvor beschriebene Weise gelagerten Fischen vorgenommenen Tests zeigen eine Verzögerung des Verfalls der Fische in Kabine 1.
Insbesondere die Sardinenstücke aus Kabine 1 sind zu 10 bis 25% weniger verdorben als in Kabine 2.
Der Verfall der Stintstücke aus Kabine 2 ist 10 bis 20% höher als in Kabine 1.
Ein zweiter Test (Fühltest) wurde durchgeführt.
Obwohl dieser Test subjektiver ist, kann deutlich festgestellt werden, dass die Fische, die ionisiert aufbewahrt wurden, generell in einem besseren Zustand sind (schönere Erscheinung, geruchsneutraler, frischere Struktur, deutlich geringeres Austrocknen und Verhärten der Haut).
Diese Tests zeigen, dass die Aufbewahrung von frischem Fisch, oder von Meeresprodukten im Allgemeinen, durch die Verwendung einer ionisierenden Vorrichtung gemäß der Erfindung verbesserte werden kann.
Die Zahl der zu verwendenden Ionisatoren und des Erzeugungsflusses negativer Ionen hängt vom Volumen der Lagerkabine und der Menge des zu lagernden Fisches ab.
Die Erfindung betrifft daher ebenfalls den Lagerungsprozess von Nahrungsmitteln, bei dem das Nahrungsmittel in einer Kabine gelagert wird, die mit einer oder mehrerer ionisierender Vorrichtungen ausgestattet ist.
Insbesondere besteht die Möglichkeit, Theken oder Kühltheken, Kühlkammern, Kühlschränke, Vitrinen oder Kühlvitrinen mit einer oder mehreren ionisierenden Vorrichtungen, bevorzugt mit einer ionisierenden Vorrichtung gemäß der Erfindung auszustatten.
Beispiel VII
Gemäß der Erfindung kann die Vorrichtung ebenfalls bei der Produktion von vakuum-eingesackten Nahrungsmitteln angewandt werden.
Bis heute besteht die verwendete Einsack-Technik darin, die Nahrungsmittel durch einen Tunnel oder über eine Kette zu schicken und sie zu ihrer Konservierung mit chlorierten Produkten zu behandeln. Im Anschluss werden sie Vakuum eingesackt.
Gemäß der Erfindung ersetzt eine Behandlung mit Sauerstoffionen O^– ₂ die Behandlung mittels chlorierter Produkte, was von großem Vorteil ist.
Die Nahrungsmittel werden folglich auf einem Band oder einer Zuführkette in einen Tunnel geschickt, in dem die ionisierenden Vorrichtungen gemäß der Erfindung installiert sind. Die Erzeugung von Sauerstoffionen O^– ₂ kann hier über ein System, wie es bereits im Zusammenhang mit 7 beschrieben wurde, reguliert werden. Im Anschluss erfolgt das Einsackverfahren nach dem aktuellen Stand der Technik.

Claims

Einrichtung zur Erzeugung an Ionen zum Einsatz in gasförmigen Medien mit – einer oder mehreren Nadeln (40, 85, 86, 87), bestehend aus einem Körper (40.1) und einer Emissionsspitze (40.2), – Mitteln (44, 46, 70, 72, 74, 76, 78, 80) zum Anlegen einer Spannung zwischen zwei Zonen am Körper Jeder Nadel, gekennzeichnet dadurch, dass sie einen Schutzmantel (42) aus Verbundwerkstoff besitzt, der eine ungesättigte Polyesterverbindung enthält, mit Glasfasern verstärkt ist und den Körper (40.1) jeder Nadel umschließt.
Einrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die äußere Form des Schutzmantels (42) zylindrisch ist.
Einrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei welcher eine oder mehrere Nadeln aus Titan oder Platin oder aus einer Titan- und Platinverbindung, oder aus Silber, oder aus Edelstahl, oder aus Messing, oder aus Nickel, oder aus einer Legierung dieser Werkstoffe sind.
Einrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher jede Nadel (40, 85, 86, 87) aus Titan, oder aus Platin, oder aus einer Titan-Platin-Verbindung sind.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher jede Emissionsspitze (40.2) mit einem Goldfilm überzogen ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der Glasgehalt des Verbundwerkstoffs 50% bis 90% des Gesamtgewichts des Werkstoffs beträgt.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher der Verbundwerkstoff außerdem Glimmer enthält.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher jede Nadel (40) in dem sie umgebenden Schutzmantel (42) fest gelegt ist, so dass sie an ihm weder reiben noch sich verschieben kann.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher die Mittel zum Anlegen einer Spannung zwischen zwei Zonen am Körper jeder Nadel zwei Platten besitzen, die in unterschiedlicher Höhe auf der Verbundwerkstoff-Schutzhülle angeordnet sind, sowie Mittel (70, 72, 74, 76, 78, 80), mit denen zwischen diesen beiden Platten eine Hochspannung angelegt werden kann.
Einrichtung gemäß Anspruch 9, bei welcher eine der beiden Platten (44) eine Unterlage (44) für jede einzelne Nadel (40) bildet, die derart ohne jede Möglichkeit von Reibung festgelegt ist.
Einrichtung gemäß Anspruch 10, bei welcher eine der beiden Platten mit einer integrierten Hochspannungsquelle (70, 72, 74, 76, 78, 80) versehen ist.
Einrichtung gemäß Anspruch 11, bei welcher die integrierte Hochspannungsquelle Mittel zur Erzeugung einer ersten Spannung (V1) besitzt, sowie Mittel zur Vervielfachung dieser ersten Spannung, um die gewünschte Hochspannung (V2) zu erzeugen.
Einrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12, bei welcher die Hochspannung mit SMD-Bausteinen realisiert wird.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 mit mehreren Nadeln, bei welcher jede Nadel mit einem Schutzmantel umgeben ist und die Schutzmäntel paarweise miteinander verbunden sind.
Einrichtung gemäß Anspruch 14, bei welcher die Schutzmäntel mit Hilfe einer aus dem gleichen Werkstoff wie die Schutzmäntel bestehenden Platte (60) paarweise gekoppelt sind.
Einrichtung gemäß Anspruch 15, bei welcher die beiden Schutzmäntel und die Platte einen einzigen Block bilden.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Einrichtung in ein Kunststoffgehäuse (51) eingefügt ist.
Einrichtung gemäß Anspruch 17, bei welcher der Kunststoff keine Spuren metallischer Substanzen enthält.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18, bei welcher der Kunststoff einen spezifischen Widerstand zwischen 10⁴ und 10¹² Ωm besitzt.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, bei welcher das Gehäuse innen mit einer antistatischen Beschichtung versehen ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, bei welcher der Gehäusewerkstoff mit Additiven behandelt wurde, die ihm antistatische Eigenschaften verleihen.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 21, bei welcher das Gehäuse aus zwei Schalen mit Schraubenschächten (56) besteht.
Einrichtung gemäß Anspruch 22, die außerdem Mittel zum Verschließen der Schraubenschächte (56) nach dem Zusammenfügen der beiden Schalen besitzt.
Einrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 23, die außerdem Mittel (82, 94) zur Regelung der zwischen den beiden Zonen des Körpers jeder Nadel angelegten Spannung besitzt.
Einrichtung gemäß Anspruch 24, bei welcher die Mittel zur Spannungsregelung Systeme (82) zur Messung einer von der Einrichtung erzeugten Ionenmenge besitzen, sowie Systeme (94) zum Vergleich der erzeugten Ionenmenge mit einer notwendigen theoretischen Menge, sowie Systeme zur Änderung der angelegten Spannung in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs der erzeugten Ionenmenge mit der notwendigen Ionenmenge.
Einrichtung gemäß Anspruch 25, bei welcher die theoretisch notwendige Ionenmenge anhand eines korrigierten Volumens ermittelt wird, in dem das tatsächliche Volumen des Raumes, in dem der Ionengenerator installiert ist, sowie der Inhalt des Raumes und/oder seiner Umgebung berücksichtigt werden.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 24 oder 25, bei der die zur Änderung der angelegten Spannung verwandten Mittel automatisch arbeiten oder von Hand gestellt werden.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 24 bis 27 mit einem Ionendetektor, welcher folgende Systeme besitzt: – Mittel (112) zum Einfangen der Ionen oder einer Ionenmenge aus der Atmosphäre, – Mittel (114, 122) zur Anzeige der Gegenwart von Ionen, – Mittel (100, 110) zum Umschalten der Anzeigesysteme der Gegenwart von Ionen in Abhängigkeit von der Menge der mit den Ionenfängern (112) eingefangenen Ionenmenge.
Einrichtung gemäß Anspruch 28, bei der die Mittel zum Umschalten (100, 110) einen Transistor (104) besitzen, der beim Umschalten von einer Spannungsquelle polarisiert wird.
Verwendung einer oder mehrerer ionisierenden Einrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 zur Fertigung eines beweglichen oder unbeweglichen Tierkäfigs.
Verwendung eines oder mehrerer ionisierender Einrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 zur Herstellung eines Tierkäfigs.
Verwendung gemäß Anspruch 32, wobei der Käfig aus Kunststoff oder aus Verbund-Polymerwerkstoff ist.
Verwendung eines mit einer Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 versehenen Behälters zur Herstellung einer Speicheranlage für Nahrungsmittel.
Verwendung gemäß Anspruch 33, wobei der Behälter ein Kühlschrank, eine Kühltheke oder eine Kühlvitrine ist.
Verwendung einer ionisierenden Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 zur Herstellung eines Transportmittels.
Verwendung gemäß Anspruch 35, wobei das Transportmittel ein Kraftfahrzeug, ein Schienenfahrzeug oder ein Luftfahrzeug ist.
Vakuum-Einsackverfahren für Nahrungsmittel mit folgenden Schritten: – Es werden ein oder mehrere Ströme negativer Sauerstoffionen mit Hilfe der Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 erzeugt, – die einzusackenden Nahrungsmittel werden diesem Ionenstrom ausgesetzt, – die Nahrungsmittel werden unter Vakuum eingesackt.
Speicherverfahren für Nahrungsmittel, bei welchem man Nahrungsmittel in einem mit einer ionisierenden Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 versehenen Raum zwischenlagert und dabei mit der ionisierenden Einrichtung einen negativen Ionenstrom erzeugt.
Speicherverfahren für Nahrungsmittel gemäß Anspruch 38, wobei es sich bei den Nahrungsmitteln um Fleisch, Fisch oder Gemüse handelt.
Raumluft-Behandlungsverfahren bei welchem eine Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 eingesetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 40, wobei der Raum ein Grau- oder Reinraum, ein Rechnersaal, ein Saal mit EDV- oder elektronischen Geräten oder ein Krankenhaussaal ist.
Verfahren gemäß Anspruch 40, wobei der Raum eine Tierzuchtanlage ist.
Verfahren gemäß Anspruch 40, wobei der Raum ein Bereich oder eine Fertigungshalle für die Nahrungsmittelproduktion ist.