CH574176A5 - - Google Patents

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CH574176A5
CH574176A5 CH1682373A CH1682373A CH574176A5 CH 574176 A5 CH574176 A5 CH 574176A5 CH 1682373 A CH1682373 A CH 1682373A CH 1682373 A CH1682373 A CH 1682373A CH 574176 A5 CH574176 A5 CH 574176A5
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Gruenenfelder H El Ing Eltex E
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05FSTATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00Devices providing for corona discharge
    • H01T19/04Devices providing for corona discharge having pointed electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T23/00Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere

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  • Elimination Of Static Electricity (AREA)

Description


  
 



   Die Erfindung betrifft eine Quelle zur Erzeugung von freien Ladungsträgern mittels Koronaentladungen, mit mindestens einer Gruppe von Einzel-Elektroden, die über je ein vorgeschaltetes Strombegrenzungselement an einem Anschluss angeschlossen sind, und mit mindestens einer direkt leitend mit einem andern Anschluss verbundenen Elektrode sowie ein Verfahren zu ihrem Betrieb.



   Ionisationsvorrichtungen mit derartigen Ladungsträger Quellen dienen zur berührungsfreien Neutralisation elektrostatischer Aufladungen von Isoliermaterialien. Solche Aufladungen entstehen insbesondere bei der Verarbeitung von Kunststoff-Folien, synthetischen Geweben und Papieren. Ferner werden diese Vorrichtungen etwa in der Uhren- und chemischen Industrie zu Entstaubungszwecken verwendet.



   Zur Erfüllung der vorgenannten Aufgaben müssen die Ladungsträger-Quellen eine sich über einen bestimmten Raumbereich erstreckende, einigermassen homogene Ladungswolke erzeugen. Da sie üblicherweise mit Spannungen von einigen kV arbeiten, sollten sie ferner so aufgebaut sein, dass die Unfallgefahr möglichst klein bleibt.



   Eine bekannte Ionisationsvorrichtung weist eine Ladungsträger-Quelle mit einer wendelförmigen Hochspannungselektrode und konzentrisch darum herum angeordneten, runden, geerdeten Stäben auf, zwischen denen sich Zwischenräume befinden, durch die die Ionen nach aussen driften können.



  Diese Ladungsträger-Quelle hat jedoch den Nachteil, dass die von ihr durch Koronaentladungen zwischen der Hochspannungselektrode und den geerdeten Stäben erzeugten Ladungsträger bei hoch aufgeladenen Isoliermaterialien zu einem vollständigen Ladungsabbau nicht ausreichen. Insbesondere darf sie auch nicht in der Nähe geerdeter Metallteile der für die Verarbeitung des Isoliermaterials verwendeten Maschine angeordnet sein, da in diesem Fall so viele Ladungsträger aus der Ladungswolke abgezogen werden, dass ein Abbau der Oberflächen-Aufladung des Isoliermaterials nicht mehr möglich ist. Diese Ladungsträger-Quelle hat zudem den Nachteil, dass die geerdeten Stäbe, insbesondere bei längeren Ausführungen, leicht verbogen werden können.



  Ferner lässt sich der sich bei längerem Betrieb innerhalb der Stäbe ansammelnde Schmutz nur schwer entfernen. Dies kann einerseits eine Reduktion und örtlich ungleichmässige Verteilung der Ionisation und andererseits Funkenentladungen zur Folge haben. Ein weiterer Nachteil dieser Ausführung liegt darin, dass ein Kurzschluss zwischen der Hochspannungselektrode und den geerdeten Stäben, wie er etwa durch einen Metallspan verursacht werden kann, zu einem Betriebsausfall der ganzen Ladungsträger-Quelle führt. Des weitern ist die   Hochspandungselektrode    trotz ihrer geschützten Anordnung mit einem Werkzeug, etwa einem Schraubenzieher, berührbar, so dass immer noch eine gewisse Unfallgefahr besteht.



   Es ist ferner eine Ladungsträger-Quelle bekannt, bei der als Hochspannungselektroden zwei glatte Schienen verwendet werden, die in zwei parallelen Öffnungen eines Kunststoffstabes untergebracht und allseitig von Kunststoff umschlossen sind. Die geerdete Gegenelektrode ist in einer längs des Stabes zwischen den Schienen verlaufenden Nut an geordnet und mit einer Reihe von Spitzen versehen. Bei dieser Ausführung können zwar keine Kurzschlüsse entstehen, sie hat jedoch den Nachteil, dass ihre Leistung und Ionisationsrate noch wesentlich kleiner ist, als diejenige der vorstehend beschriebenen Ladungsträger-Quelle.



   Weiter ist eine Ionisationsvorrichtung bekannt, bei der die stabförmige Ladungsträger-Quelle auf beiden Stabseiten je eine geerdete, als Gegenelektrode dienende Metallschiene aufweist, deren obere Randfläche verrundet ist. Dazwischen ist ein Stab aus Widerstandsmaterial angeordnet, der auf der unteren Seite mit einer an die Hochspannung angeschlossenen Metallschienen verbunden und auf der oberen Seite mit einer Reihe von Metallspitzen versehen ist, die als Hochspannungselektroden dienen. Auch bei dieser Ladungsträger-Quelle ist die erzeugte Ladungswolke in vielen Fällen für einen vollständigen Abbau der Aufladungen nicht ausreichend.

  Da das Widerstandsmaterial praktisch den ganzen Zwischenraum zwischen den Seitenschienen ausfüllt, auf der oberen Seite nicht abgedeckt und sehr hochohmig ist, bewirkt die beim Betrieb entstehende Oberflächenverschmutzung Kriechströme, die eine Reduktion der Elektrodenspannung und dadurch eine zusätzliche Reduktion der Ionisation zur Folge haben. Ferner hat diese Ausführung den Nachteil, dass bei einem Defekt des Widerstandsmateriales jeweils der ganze Widerstands-Stab mit allen Hochspannungselektroden ausgewechselt werden muss.



   Ferner ist eine Ladungsträger-Quelle bekannt, bei der die Hochspannungselektroden durch eine Reihe von Spitzen gebildet werden, denen je ein zur Strombegrenzung dienender Widerstand vorgeschaltet ist. Die an Masse liegenden Elektroden werden durch zwei beidseitig von den Spitzen angeordnete, stumpfe Schienen gebildet. Auch bei dieser Ausführung ist die erzeugte Ladungswolke für den Abbau der Aufladungen oft nicht ausreichend.



   Für die Verwendung in explosionsgefährdeten Räumen ist ferner eine Ladungsträger-Quelle bekannt, die nur eine elektrisch an Masse liegende, mit einer Reihe von Spitzen versehene Elektrode aufweist. Diese Ladungsträger-Quelle wird beim Betrieb so angeordnet, dass die Spitzen gegen die Oberfläche des aufgeladenen Isoliermaterials gerichtet sind und von diesem einen Abstand von etwa 1 cm haben. Bei grossen Feldstärken finden dann zwischen den Spitzen und der Isoliermaterial-Oberfläche Entladungen statt, wodurch die Oberflächen-Aufladung abgebaut wird. Diese Ladungsträger-Quelle kann zwar sehr viele freie Ladungsträger liefern, da jedoch die Spitzenentladungen nur stattfinden, wenn die Feldstärke mindestens einige kV/cm beträgt, bleibt auch hier immer eine Restaufladung bestehen.



   Es ist daher eines der Ziele der Erfindung, eine Ladungsträger-Quelle zu schaffen, bei der auch bei stark aufgeladenen Isoliermaterialien ein vollständiger Abbau der Oberflächen-Aufladungen möglich ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Quelle der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass jede direkt angeschlossene Elektrode eine sich im wesentlichen über ihre ganze Länge erstreckende Schneide oder Reihe von Spitzen aufweist. Die Erfindung betrifft des weitern ein Verfahren zum Betrieb der Quelle. Dieses ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die direkt leitend angeschlossenen Elektroden elektrisch leitend an die Masse und die Einzel-Elektroden an die Hochspannung einer Hochspannungsquelle angeschlossen werden.

 

   Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und eine Variante davon ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 ein Schaltschema einer Ionisationsvorrichtung mit einer Ladungsträger-Quelle mit einer Einzel-Elektrodengruppe, die Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ladungsträger-Quelle, die Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2, die Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2 und die Fig. 5 ein Schaltschema einer Ladungsträger-Quelle mit zwei Einzel-Elektrodengruppen.



   Die Fig. 1 zeigt ein Schema einer Ionisationsvorrichtung mit einer Spannungsquelle 1 und einer zur Erzeugung freier Ladungsträger mittels Koronaentladungen dienenden Ladungsträger-Quelle 10. Die Spannungsquelle   list    über ein  dreipoliges Kabel mit Erdleiter an das Stromnetz angeschlossen und   weist    einen zweipoligen Schalter 2 und eine zur Anzeige des Betriebszustandes dienende Glimmlampe 3 auf.



  Die Erzeugung der für den Betrieb notwendigen Hochspannung erfolgt durch einen Transformator 5 mit vergossenen Wicklungen. Die Hochspannung ist primärseitig durch einen Stufenschalter 4 einstellbar. Die beiden Enden der Sekundär Wicklung sind mit zwei Anschlüssen 6, beziehungsweise 7 verbunden, von denen der erstere geerdet ist.



   Die an den zweipoligen Ausgang der Spannungsquelle angeschlossene Ladungsträger-Quelle 10 weist zwei Elektroden 11 und mehrere Einzel-Elektroden 12 auf, die zusammen mehrere Entladungsstrecken bilden. Die beiden Elektroden 11 sind direkt mit dem geerdeten Anschluss 24 verbunden, wogegen die Einzel-Elektroden 12 über je einen als Strombe grenzungselement dienenden Vorschalt-Widerstand 13 an den andern Anschluss 25 angeschlossen sind.



   Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine besonders zweckmässige
Ausführung der Ladungsträger-Quelle 10. Sie weist einen aus glasfaserverstärktem Epoxydharz bestehenden, stabförmi gen Körper 15 mit im wesentlichen rechteckigem Quer schnitt auf. Er ist auf seiner oberen Seite mit einer Mittel
Nut 31 und zwei symmetrisch dazu angeordneten Nuten 32, die in je eine Kehle 33 münden, und auf der unteren Seite mit einer Nute 34 versehen. Die Kehlen 33 und die Nuten
31, 32, 34 verlaufen alle parallel zur Längsachse des Körpers
15 und erstrecken sich über dessen ganze Länge. Der Kör per 15 ist ferner mit einer Reihe von vertikalen, entlang der
Längsachse in äquidistanten Abständen angeordneten Boh rungen 35 mit zwei Abschnitten 35a, 35b versehen, von denen der untere den grösseren Durchmesser aufweisende
Abschnitt 35a in die Nut 34 und der obere in die Nut 31 mün det.

  Die unteren Abschnitte 35a enthalten je einen Wider stand 13. Die oberen Anschlüsse dieser Widerstände durch dringen die Bohrungsabschnitte 35b und die Nut   31,'so    dass ihre freien Enden etwa bündig mit der oberen Fläche 15a des Körpers 15 sind und als Einzel-Elektroden 12 dienen. Sie werden bei der Herstellung mit einer Schneidzange abge schnitten und bilden daher scharfkantige Spitzen. Die unte ren Anschlüsse der Widerstände 13 sind mit einem in der
Nut 34 untergebrachten Leiter 17 verlötet. Die Nut 34 ist gegen aussen durch einen aus Isoliermaterial, etwa glasfaser verstärktem Epoxydharz, bestehenden Stab 19 abgeschlos sen, so dass der mit dem Anschluss 25 verbundene Leiter 17 und die unteren Anschlüsse der Widerstände 13 gegen aus sen isoliert sind.

  Der Profilstab 19 ist durch einen weitern
Profilstab 18 gehalten, dessen Schenkelenden in zwei seitli che Längsnuten 37 des Körpers 15 eingreifen.



   In den beiden Nuten 32 ist je eine der beiden Elektroden
11 angeordnet, die sich über die ganze Länge des Körpers
15 erstrecken. Diese Elektroden 11, die elektrisch leitend mit dem gemeinsamen Anschluss 24 verbunden sind, sind säge blattartig ausgestaltet und so tief in die Nut 32 eingelassen, dass ihre zahnförmigen Spitzen   11 a    etwa bündig mit der obe ren Fläche 15a sind.



   Die durch die oberen Anschlüsse der Widerstände 13 ge bildeten Elektroden 12 und die Spitzen   1 1a    bilden also zusam men Entladungsstrecken, zwischen denen bei richtig einge stellter Hochspannung Koronaentladungen stattfinden. Die
Einzel-Elektroden 12 bilden eine zu den beiden Elektroden
11 paralell verlaufende Reihe, wobei jedoch der Abstand zwi schen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen   11 a    wesentlich klei ner ist, als derjenige zwischen benachbarten Einzel-Elektro den 12, so dass von jeder der letzteren beidseitig mehrere
Entladungsstrecken wegführen. Auf diese Weise wird es mög lich, über der ganzen Länge und Breite des Körpers 15 eine verhältnismässig gleichmässige Ionisierung zu erzielen.

  Da so wohl die an Hochspannung als auch die an Erdpotential liegenden Elektroden Spitzen aufweisen, kann schon mit verhältnismässig kleiner Hochspannung eine grosse Koronaentladungsstromdichte und damit eine hohe Ionisationsrate erreicht werden.



   Bei den in den Fig. 2 und 3 nicht dargestellten Enden der Ladungsträger-Quelle 10 wird der Körper 15 durch je einen Metallwinkel abgeschlossen, mit dem die Elektroden 11 fest und leitend verbunden sind. Ferner ist am Körperende entweder eine Stopfbuchse, in die ein Hochspannungskabel eingeführt ist, das den Leiter 17 über eine als Anschluss dienende Klemme 25 mit dem Anschluss 7 der Spannungsquelle verbindet, oder aber eine Kupplung angeordnet, über die der Leiter 17 mit dem Hochspannungsleiter einer weiteren Ladungsträger-Quelle verbunden werden kann.



   Dadurch, dass die Elektroden 11, 12 mit der oberen Aussenfläche 15a des Körpers 15 etwa bündig sind, wird gewährleistet, dass sich die bei der Korona-Entladung erzeugten, freien Ladungsträger, das heisst die positiven und negativen Ionen und Elektronen, ungehindert verteilen können, so dass eine grossräumige, homogene Ladungswolke entsteht. Selbstverständlich wird die Plasmaquelle 10 so montiert, dass ihre Aussenfläche 15a beim Betrieb der Oberfläche des zu entladenden Isoliermaterials zugewandt ist. Beim Betrieb der Ladungsträger-Quelle mit einer Wechselspannung hat die Ladungswolke während einer Halbwelle bezüglich der Erdung ein positives und während der andern Halbwelle ein negatives Potential. Die zu entladenden Isoliermaterialien ziehen dann entsprechend dem Vorzeichen ihrer Aufladung die zum Ladungsausgleich notwendigen Ladungsträger aus der Ladungswolke heraus.

  Dies erfolgt vorwiegend dann, wenn der Potentialunterschied zwischen der Ladungswolke und der Aufladung am grössten ist, das heisst während den Halbwellen, während denen ihre Potentiale verschiedene Vorzeichen haben. Die grosse Ausdehnung der Ladungswolke gewährleistet dabei, dass auch grossflächige Isoliermaterialien, etwa Kunststoff-Folien, die mit verhältnismässig grosser Geschwindigkeit an der Ladungsträger-Quelle vorbeigeführt werden, zuverlässig und einwandfrei entladen werden.



   Bei hohen Aufladungen finden auch zwischen den Spitzen   11 a    der geerdeten Elektroden 11 und dem aufgeladenen Isoliermaterial Korona-Entladungen statt, wobei durch Stossionisation zusätzliche Ladungsträgerpaare erzeugt werden.



  Wenn das Isoliermaterial an der Ladungsträger-Quelle vorbeitransportiert wird, erfolgt der Ladungsabbau bei starken Aufladungen zunächst vorwiegend durch die zwischen den Spitzen   11 a    der geerdeten Elektroden 11 und dem Isoliermaterial stattfindenden Koronaentladungen. Das Isoliermaterial kann dadurch so weit entladen werden, bis die Feldstärke zwischen dem Isoliermaterial und den Spitzen   11 a    nicht mehr ausreicht, um die Entladung aufrecht zu erhalten. Die noch verbleibende Restladung wird dann durch die zwischen den Elektroden 11 und 12 erzeugten Ladungsträger abgebaut. Dies ermöglicht, dem zu entladenden Isoliermaterial mehr Ladungsträger zuzuführen, als durch die Korona-Entladung zwischen den Elektroden 11 und 12 erzeugt werden. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit der lonisierungsvorrichtung wesentlich gesteigert. 

  Dies ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn die Ladungsträger-Quelle in der Nähe geerdeter Metallteile angeordnet werden muss. Bei den vorbekannten Ladungsträger-Quellen, bei denen die geerdeten Elektroden keine Spitzen aufweisen, wurden durch solche Metallteile soviele Ladungsträger aus der Ladungswolke abgezogen, dass ein vollständiger Abbau der Aufladungen nicht mehr möglich war. Da die Kehlen 33 die Elektroden 11 auch nach den Seiten hin teilweise freigeben, können sich die zwischen den Elektroden 11 und dem Isoliermaterial stattfindenden Koronaentladungen seitlich relativ weit nach aussen erstrecken, was bei grossen Transportgeschwindigkeiten  sehr vorteilhaft ist.



   An sich könnten bei der erfindungsgemässen und bei den meisten der vorbekannten Ladungsträger-Quellen auch zwischen den Spitzen der Hochspannungs-Elektroden und der Oberfläche des Isoliermaterials Entladungen stattfinden. Da die Ströme für solche Entladungen jedoch über die Strombegrenzungs-Widerstände und den Innenwiderstand der Spannungsquelle zur Erde abfliessen müssen, tragen diese Entladungen nur wenig zum Ladungsabbau bei.



   Bei dem in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Isolierstab 19 eine einen durchgehenden Kanal 19a bildende Nut auf und im Körper 15 ist zwischen den die Widerstände 13 enthaltenden Bohrungen je eine weitere durchgehende, vertikale Bohrung 36 mit zwei Abschnitten 36a und 36b angeordnet. Der untere, den grösseren Durchmesser aufweisenden Bohrungsabschnitt 36a mündet in den Kanal 19a, der gegen aussen durch nicht dargestellte Dichtungselemente abgedichtet und an einem Ende der Ladungsträger-Quelle mit einer Vorrichtung zum Anschliessen einer Gasleitung verbunden ist.

  Wird nun an diese eine Gasoder Druckluftquelle angeschlossen, so strömt das Gas durch den als Druckleitung dienenden Kanal 19a zu den verschiedenen Bohrungen 36, wobei die im Bereich der Elektroden 11, 12, nämlich in der Fläche 15a, nach aussen mündenden Bohrungsabschnitte 36b als Austrittsdüsen wirken. Da die Widerstände 13 die Bohrungen 35 nicht dicht abschliessen, strömt auch durch diese Gas nach aussen, so dass eine starke, senkrecht von der Fläche 15a weggerichtete Strömung entsteht. Diese Blasvorrichtung ermöglicht, gleichzeitig mit der Entladung der Isoliermaterialien eine wirksame Entstaubung vorzunehmen.



   Die Ladungsträger-Quelle kann selbstverständlich sowohl mit als auch ohne Blasvorrichtung hergestellt und betrieben werden. Im letzteren Fall wird die Bewegung der Ladungsträger nur durch Diffusionseffekte und die durch das elektrische Feld bewirkte Drift bestimmt, während im ersteren Fall noch ein zusätzlicher Transport durch Konvektion stattfindet. Durch die Blasvorrichtung wird es also möglich, den Ladungsträgern eine von der Ladungsträger-Quelle   weg-    gerichtete Vorzugsgeschwindigkeit zu erteilen.



   Durch den jeder Elektrode 12 vorgeschalteten Widerstand 13 wird der maximal über die Elektrode fliessende Strom begrenzt. Beispielsweise werden Betriebsspannungen von 2000-5000 V und Widerstände von etwa 50   Mfl    verwendet, so dass der Strom pro Elektrode auf 0,1 mA begrenzt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass irrtümliche Berührungen der Elektroden zu Unfällen führen.



   Beim normalen Betrieb wird beim Ansteigen des Stromes durch die Widerstände gleichzeitig die über der Entladungsstrecke liegende Spannung reduziert. Dadurch ergibt sich, auch beim Betrieb mit Wechselspannung, eine gewisse Spannungs-Stabilisierung und eine weitgehende Unterdrükkung von Funkenentladungen. Dies bedeutet einen wesentlichen Vorteil, insbesondere wenn die Ionisationsvorrichtungen in Räumen mit Brandgefahr betrieben werden. Ein weiterer Vorteil der Widerstände liegt darin, dass im Falle eines Kurzschlusses zwischen einer der Elektroden 12 und den Elektroden 11 oder einem andern geerdeten Metallteil nur die Spannung an der vom Kurzschluss direkt betroffenen Elektrode 12 zusammenbricht, während die übrigen Elektroden 12 ihre Spannung beibehalten und ungestört weiterarbeiten.

  Beim vorstehend beschriebenen Aufbau der Ladungsträger-Quelle ist es ohne weiteres möglich, einzelne defekte Widerstände zu ersetzen. Dazu ist nur der Profilstab 18 und der Stab 19 zu entfernen, der defekte Widerstand vom Leiter 17 abzulöten und der letztere so wegzubiegen, dass der Widerstand aus der Bohrung herausgezogen werden kann.



   Da die Spannungsquelle 1 beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Wechselspannung liefert, können als Strombegrenzungselemente statt ohmscher Widerstände auch Kondensatoren verwendet werden. Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz ist eine Kapazität in der Grösse von etwa 30 pF zweckmässig. Andererseits besteht natürlich die Möglichkeit, statt einer Wechsel- eine Gleichspannungsquelle zu verwenden. Selbstverständlich kann die Spannungseinstellung bei der Spannungsquelle statt durch einen Stufenschalter auch durch einen vorgeschalteten Drehwiderstand oder elektronisch, etwa durch einen Triac erfolgen. Des weitern bestehen bei der Anordnung und Gestaltung der Elektroden natürlich sehr viele Möglichkeiten. Beispielsweise ist es möglich, statt direkt die Anschlüsse der Widerstände 13 als Elektroden auszubilden, besondere Spitzen an diese anzulöten.

  Ferner können die direkt angeschlossenen Elektroden statt mit einer Reihe von Spitzen mit einer sich über ihre ganze Länge erstreckenden Schneide versehen werden.



   Die Fig. 5 zeigt das Schaltschema einer weiteren Ausbildung einer als Ganzes mit 50 bezeichneten Ladungsträger Quelle. Sie weist ein Paar direkt mit einem Anschluss 54 verbundene Elektroden 51 und zwei Gruppen von Einzel-Elektroden 52, beziehungsweise 62 auf, denen je ein Widerstand 53, beziehungsweise 63 vorgeschaltet ist und die gruppenweise an einen der Anschlüsse 55, beziehungsweise 65 angeschlossen sind.



   Die Ladungsträger-Quelle 50 ist ähnlich aufgebaut, wie die in den Fig. 2 bis 4 dargestellte Ladungsträger-Quelle 10, wobei jedoch die Widerstände nicht alle am gleichen Leiter 17 sondern abwechselnd an zwei verschiedenen, mit den Anschlüssen 55, beziehungsweise 65 verbundenen Leitern angeschlossen sind.



   Bei dieser Ausführung können die direkt angeschlossenen Elektroden an Erdpotential und die beiden Gruppen von Einzel-Elektroden an verschiedene Potentiale, beispielsweise an eine positive, beziehungsweise negative Gleichspannung gelegt werden.



   PATENTANSPRUCH 1
Quelle (10, 50) zur Erzeugung von freien Ladungsträgern mittels Koronaentladungen, mit mindestens einer Gruppe von Einzel-Elektroden (12, 52, 62), die über je ein vorgeschaltetes Strombegrenzungselement (13, 53, 63) an einem Anschluss (25, 55, 65) angeschlossen sind, und mit mindestens einer direkt leitend mit einem andern Anschluss (24, 54) verbundenen Elektrode (11, 51), dadurch gekennzeichnet, dass jede direkt angeschlossene Elektrode (11, 51) eine sich im wesentlichen über ihre ganze Länge erstreckende Schneide oder Reihe von Spitzen   (lla)    aufweist.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Quelle (10, 50) nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einzel-Elektrode (12, 52, 62) eine Spitze aufweist.

 

   2. Quelle (10, 50) nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei zueinander parallele, direkt mit einem gemeinsamen Anschluss (24, 54) verbundene Elektroden (11, 51) und dazwischen eine dazu parallel verlaufende Reihe von spitzen Einzel-Elektroden (12, 52, 62) aufweist.



   3. Quelle (10, 50) nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zur Halterung der Elektroden (11, 12, 51, 52, 62) dienenden Körper (15) aus glasfaserverstärktem Epoxydharz aufweist.



   4. Quelle (10, 50) nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen als Druckleitung dienenden Kanal (19a) aufweist, mit dem Öffnungen (35) verbunden sind, die im Bereich der Elektroden (11, 12, 51, 52, 62) nach aussen 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

  1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. sehr vorteilhaft ist.
    An sich könnten bei der erfindungsgemässen und bei den meisten der vorbekannten Ladungsträger-Quellen auch zwischen den Spitzen der Hochspannungs-Elektroden und der Oberfläche des Isoliermaterials Entladungen stattfinden. Da die Ströme für solche Entladungen jedoch über die Strombegrenzungs-Widerstände und den Innenwiderstand der Spannungsquelle zur Erde abfliessen müssen, tragen diese Entladungen nur wenig zum Ladungsabbau bei.
    Bei dem in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Isolierstab 19 eine einen durchgehenden Kanal 19a bildende Nut auf und im Körper 15 ist zwischen den die Widerstände 13 enthaltenden Bohrungen je eine weitere durchgehende, vertikale Bohrung 36 mit zwei Abschnitten 36a und 36b angeordnet. Der untere, den grösseren Durchmesser aufweisenden Bohrungsabschnitt 36a mündet in den Kanal 19a, der gegen aussen durch nicht dargestellte Dichtungselemente abgedichtet und an einem Ende der Ladungsträger-Quelle mit einer Vorrichtung zum Anschliessen einer Gasleitung verbunden ist.
    Wird nun an diese eine Gasoder Druckluftquelle angeschlossen, so strömt das Gas durch den als Druckleitung dienenden Kanal 19a zu den verschiedenen Bohrungen 36, wobei die im Bereich der Elektroden 11, 12, nämlich in der Fläche 15a, nach aussen mündenden Bohrungsabschnitte 36b als Austrittsdüsen wirken. Da die Widerstände 13 die Bohrungen 35 nicht dicht abschliessen, strömt auch durch diese Gas nach aussen, so dass eine starke, senkrecht von der Fläche 15a weggerichtete Strömung entsteht. Diese Blasvorrichtung ermöglicht, gleichzeitig mit der Entladung der Isoliermaterialien eine wirksame Entstaubung vorzunehmen.
    Die Ladungsträger-Quelle kann selbstverständlich sowohl mit als auch ohne Blasvorrichtung hergestellt und betrieben werden. Im letzteren Fall wird die Bewegung der Ladungsträger nur durch Diffusionseffekte und die durch das elektrische Feld bewirkte Drift bestimmt, während im ersteren Fall noch ein zusätzlicher Transport durch Konvektion stattfindet. Durch die Blasvorrichtung wird es also möglich, den Ladungsträgern eine von der Ladungsträger-Quelle weg- gerichtete Vorzugsgeschwindigkeit zu erteilen.
    Durch den jeder Elektrode 12 vorgeschalteten Widerstand 13 wird der maximal über die Elektrode fliessende Strom begrenzt. Beispielsweise werden Betriebsspannungen von 2000-5000 V und Widerstände von etwa 50 Mfl verwendet, so dass der Strom pro Elektrode auf 0,1 mA begrenzt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass irrtümliche Berührungen der Elektroden zu Unfällen führen.
    Beim normalen Betrieb wird beim Ansteigen des Stromes durch die Widerstände gleichzeitig die über der Entladungsstrecke liegende Spannung reduziert. Dadurch ergibt sich, auch beim Betrieb mit Wechselspannung, eine gewisse Spannungs-Stabilisierung und eine weitgehende Unterdrükkung von Funkenentladungen. Dies bedeutet einen wesentlichen Vorteil, insbesondere wenn die Ionisationsvorrichtungen in Räumen mit Brandgefahr betrieben werden. Ein weiterer Vorteil der Widerstände liegt darin, dass im Falle eines Kurzschlusses zwischen einer der Elektroden 12 und den Elektroden 11 oder einem andern geerdeten Metallteil nur die Spannung an der vom Kurzschluss direkt betroffenen Elektrode 12 zusammenbricht, während die übrigen Elektroden 12 ihre Spannung beibehalten und ungestört weiterarbeiten.
    Beim vorstehend beschriebenen Aufbau der Ladungsträger-Quelle ist es ohne weiteres möglich, einzelne defekte Widerstände zu ersetzen. Dazu ist nur der Profilstab 18 und der Stab 19 zu entfernen, der defekte Widerstand vom Leiter 17 abzulöten und der letztere so wegzubiegen, dass der Widerstand aus der Bohrung herausgezogen werden kann.
    Da die Spannungsquelle 1 beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Wechselspannung liefert, können als Strombegrenzungselemente statt ohmscher Widerstände auch Kondensatoren verwendet werden. Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz ist eine Kapazität in der Grösse von etwa 30 pF zweckmässig. Andererseits besteht natürlich die Möglichkeit, statt einer Wechsel- eine Gleichspannungsquelle zu verwenden. Selbstverständlich kann die Spannungseinstellung bei der Spannungsquelle statt durch einen Stufenschalter auch durch einen vorgeschalteten Drehwiderstand oder elektronisch, etwa durch einen Triac erfolgen. Des weitern bestehen bei der Anordnung und Gestaltung der Elektroden natürlich sehr viele Möglichkeiten. Beispielsweise ist es möglich, statt direkt die Anschlüsse der Widerstände 13 als Elektroden auszubilden, besondere Spitzen an diese anzulöten.
    Ferner können die direkt angeschlossenen Elektroden statt mit einer Reihe von Spitzen mit einer sich über ihre ganze Länge erstreckenden Schneide versehen werden.
    Die Fig. 5 zeigt das Schaltschema einer weiteren Ausbildung einer als Ganzes mit 50 bezeichneten Ladungsträger Quelle. Sie weist ein Paar direkt mit einem Anschluss 54 verbundene Elektroden 51 und zwei Gruppen von Einzel-Elektroden 52, beziehungsweise 62 auf, denen je ein Widerstand 53, beziehungsweise 63 vorgeschaltet ist und die gruppenweise an einen der Anschlüsse 55, beziehungsweise 65 angeschlossen sind.
    Die Ladungsträger-Quelle 50 ist ähnlich aufgebaut, wie die in den Fig. 2 bis 4 dargestellte Ladungsträger-Quelle 10, wobei jedoch die Widerstände nicht alle am gleichen Leiter 17 sondern abwechselnd an zwei verschiedenen, mit den Anschlüssen 55, beziehungsweise 65 verbundenen Leitern angeschlossen sind.
    Bei dieser Ausführung können die direkt angeschlossenen Elektroden an Erdpotential und die beiden Gruppen von Einzel-Elektroden an verschiedene Potentiale, beispielsweise an eine positive, beziehungsweise negative Gleichspannung gelegt werden.
    PATENTANSPRUCH 1 Quelle (10, 50) zur Erzeugung von freien Ladungsträgern mittels Koronaentladungen, mit mindestens einer Gruppe von Einzel-Elektroden (12, 52, 62), die über je ein vorgeschaltetes Strombegrenzungselement (13, 53, 63) an einem Anschluss (25, 55, 65) angeschlossen sind, und mit mindestens einer direkt leitend mit einem andern Anschluss (24, 54) verbundenen Elektrode (11, 51), dadurch gekennzeichnet, dass jede direkt angeschlossene Elektrode (11, 51) eine sich im wesentlichen über ihre ganze Länge erstreckende Schneide oder Reihe von Spitzen (lla) aufweist.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Quelle (10, 50) nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einzel-Elektrode (12, 52, 62) eine Spitze aufweist.
    2. Quelle (10, 50) nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei zueinander parallele, direkt mit einem gemeinsamen Anschluss (24, 54) verbundene Elektroden (11, 51) und dazwischen eine dazu parallel verlaufende Reihe von spitzen Einzel-Elektroden (12, 52, 62) aufweist.
    3. Quelle (10, 50) nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zur Halterung der Elektroden (11, 12, 51, 52, 62) dienenden Körper (15) aus glasfaserverstärktem Epoxydharz aufweist.
    4. Quelle (10, 50) nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen als Druckleitung dienenden Kanal (19a) aufweist, mit dem Öffnungen (35) verbunden sind, die im Bereich der Elektroden (11, 12, 51, 52, 62) nach aussen
    münden.
    5. Quelle (50) nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei mit je einem Anschluss (55, 65) verbundene Gruppen von Einzel Elektroden (52, 62) aufweist.
    PATENTANSPRUCH 11 Verfahren zum Betrieb der Quelle (10, 50) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die direkt leitend angeschlossenen Elektroden (11, 51) elektrisch leitend an die Masse und die Einzel-Elektroden (12, 52, 62) an die Hochspannung einer Hochspannungszelle angeschlossen werden.
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