CH626706A5

CH626706A5 - Device for producing ions

Info

Publication number: CH626706A5
Application number: CH214178A
Authority: CH
Inventors: Carl M Dr Fleck
Original assignee: Fleck Carl M; Knoblich Camillo
Priority date: 1977-03-10
Filing date: 1978-02-28
Publication date: 1981-11-30
Also published as: JPS53112696A; GB1598957A; IT7867506A0; JPS6048879B2; DE2809054C2; FR2383536A1; DE2809054A1; IT1107132B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ionen, insbesondere zur Ionisierung der Luft, mit mindestens einer Hochspannungsquelle und an diese angeschlossenem Emissionsdraht aus elektrisch leitendem Material und einem im Abstand vom Draht angeordneten, auf einem Hochspannungspotential liegenden, den Draht teilweise umgebenden Reflektorschirm, wobei das Hochspannungspotential am Reflektorschirm die gleiche Polarität aufweist, wie das Hochspannungspotential am Draht und zwischen dem Erdpotential und dem Hochspannungspotential des Drahtes liegt. The invention relates to a device for generating ions, in particular for ionizing the air, with at least one high-voltage source and connected to it an emission wire made of electrically conductive material and a reflector screen which is arranged at a distance from the wire and is at a high-voltage potential and partially surrounds the wire. wherein the high voltage potential on the reflector screen has the same polarity as the high voltage potential on the wire and lies between the earth potential and the high voltage potential of the wire.

Bei diesen bekannten Ionisatoren werden von der Oberfläche des Drahtes durch Feldemission Elektronen emittiert, welche siçh an Glasmolekülen und Staubteilchen anlagern. Die vom Draht in allen Richtungen abgegebenen Elektronen, bzw. Ionen bewirken in kurzer Zeit eine Aufladung der in der unmittelbaren Nähe des Ionisators befindlichen Auflagefläche oder der Haltevorrichtungen. Da das durch diese unerwünschte Aufladung erzeugte hohe elektrostatische Potential den für eine Emission wichtigen Potentialabfall um den Emissionsdraht wesentlich vermindert, kommt es zu einer wesentlichen Einschränkung der Elektronen- bzw. Ionenemission. In these known ionizers, electrons are emitted from the surface of the wire by field emission, and these attach themselves to glass molecules and dust particles. The electrons or ions emitted by the wire in all directions quickly charge the contact surface or the holding devices located in the immediate vicinity of the ionizer. Since the high electrostatic potential generated by this undesired charging substantially reduces the potential drop around the emission wire which is important for an emission, there is a substantial restriction of the electron or ion emission.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde bereits in der US-PS 3 234 432 ein Reflektorschirm vorgeschlagen, der den Draht einseitig umgibt und der über einen Widerstand von 1—1000 MÛ am Ende liegt. Durch einen Teil der gegen den Reflektorschirm abgestrahlten Elektronen (Ionen) entsteht an dem Widerstand ein Potentialabfall, der den Reflektorschirm auf ein für die Abstossung der übrigen Elektronen notwendiges Potential bringen soll, d. h., dass bei dieser bekannten Vorrichtung das Hochspannungspotential am Reflektorschirm die gleiche Polarität aufweist, wie das Hochspannungspotential des Drahtes und zwischen dem Erdpotential und dem Hochspannungspotential des Drahtes liegt. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch in der Praxis nur bedingt funktionswirksam, da für einen brauchbaren Potentialabfall einerseits ein hoher Elektronen (Ionen)-Strom zum Reflektorschirm fliessen muss, andererseits ein extrem dünner Draht und ein weit entfernter Schirm notwendig sind. In order to eliminate this disadvantage, a reflector screen was already proposed in US Pat. No. 3,234,432, which surrounds the wire on one side and which lies at the end via a resistance of 1-1000 MÛ. A part of the electrons (ions) emitted against the reflector screen creates a potential drop across the resistor, which should bring the reflector screen to a potential necessary for the repulsion of the other electrons, i. that is, in this known device, the high voltage potential at the reflector screen has the same polarity as the high voltage potential of the wire and lies between the earth potential and the high voltage potential of the wire. However, this known device is only partially effective in practice, since on the one hand a high electron (ion) current must flow to the reflector screen for a usable potential drop, and on the other hand an extremely thin wire and a far-away screen are necessary.

Aus der US-PS 3 296 491 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von geladenen Aerosolen bekannt, bei welcher einem Draht eine Flüssigkeit in Längsrichtung zugeführt wird, welche durch eine auf einem vom Draht unterschiedlichen Potential liegende platten- oder gitterförmige Elektrode weggerissen und damit zerstäubt wird. Da bei dieser bekannten Vorrichtung stets eine der Elektroden (Draht bzw. Platte/ Gitter) geerdet ist, können mit dieser Vorrichtung nur aufge From US Pat. No. 3,296,491, a device for producing charged aerosols is known, in which a wire is supplied with a liquid in the longitudinal direction, which liquid is torn away and thus atomized by a plate-shaped or grid-shaped electrode lying on a potential different from the wire. Since in this known device one of the electrodes (wire or plate / grid) is always grounded, this device can only be used

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ladene Flüssigkeitströpfchen hergestellt werden. Eine Erzeugung von Gasionen ist mit dieser bekannten Vorrichtung nicht möglich, da Gasionen wegen ihrer geringen Masse sofort sich gegen die Gegenelektrode bewegen würden, um dort entladen zu werden. charged liquid droplets are produced. A generation of gas ions is not possible with this known device, since gas ions would immediately move against the counterelectrode because of their small mass in order to be discharged there.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Vorrichtung zu beseitigen. Dies wird bei einer Vorrichtung der eingangs angeführten Art erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Reflektorschirm gegen Erde isoliert und an die genannte Hochspannungsquelle bzw. an eine von der vorgenannten getrennte Hochspannungsquelle angeschlossen ist, wobei das Hochspannungspotential am Reflektorschirm mindestens 3000 V beträgt. The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the known device. This is achieved according to the invention in a device of the type mentioned at the outset by isolating the reflector screen from earth and connecting it to the above-mentioned high-voltage source or to a separate high-voltage source, the high-voltage potential at the reflector screen being at least 3000 V.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung können Reflektorschirme relativ kleiner Abmessungen verwendet werden, ohne dass die Wirkung des Reflektorschirms verloren geht. Dadurch können die erfindungsgemässen Vorrichtungen ohne Schwierigkeiten als handliche Tischgeräte ausgeführt werden. Es können Hochspannungsquellen sehr kleiner Leistung verwendet werden. Eine Berührung des Drahtes als auch des Reflektorschirmes ist absolut ungefährlich, da die Spannung sofort bei Berührung zusammenbricht. Üblicherweise sind zwischen dem Draht bzw. dem Reflektorschirm und der Hochspannungsquelle Strombegrenzungswiderstände vorgesehen. Die Emissionsleistung des Drahtes kann gesteuert bzw. stabilisiert werden. Dies geht relativ leicht, indem der Schirm auf negativeres (positiveres) Potential gebracht wird, als dem freien Potentialverlauf V (r) um einen ungestörten Draht nach der Formel In the device according to the invention, reflector screens of relatively small dimensions can be used without the effect of the reflector screen being lost. As a result, the devices according to the invention can be designed as handy tabletop devices without difficulty. High voltage sources of very low power can be used. Touching the wire as well as the reflector screen is absolutely harmless, since the voltage collapses immediately when touched. Current limiting resistors are usually provided between the wire or the reflector screen and the high-voltage source. The emission power of the wire can be controlled or stabilized. This is relatively easy by bringing the screen to a more negative (positive) potential than the free potential profile V (r) around an undisturbed wire according to the formula

V (r)=V0 V (r) = V0

entspricht. Dabei ist r; der Drahtdurchmesser, ra die mittlere korrigierte Entfernung zu der Drahtumgebung und V0 das Potential des Drahtes. Die Reflexionswirkung des Schirmes kann auf einfache Weise erhöht werden, indem das Potential des Schirmes etwas erhöht wird. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht somit darin, dass der Reflektorschirm an ein Potential angeschlossen ist, welches zumindest gleich, vorzugsweise jedoch höher ist als das Potential, welches auf Grund des durch die elektrische Ladung am Emissionsdraht erzeugten elektrischen Feldes an dem Ort der Ränder des Auslassbereiches vorherrscht, wenn der Emissionsdraht ohne Metallschirm aufgestellt ist. corresponds. Where r; the wire diameter, ra the mean corrected distance to the wire environment and V0 the potential of the wire. The reflective effect of the screen can be increased in a simple manner by slightly increasing the potential of the screen. A preferred embodiment of the invention thus consists in the reflector screen being connected to a potential which is at least equal to, but preferably higher than, the potential at the location of the edges of the outlet area due to the electrical field generated by the electrical charge on the emission wire prevails when the emission wire is set up without a metal screen.

Eine weitere zweckmässige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das Hochspannungspotential des Drahtes gemeinsam mit dem Hochspannungspotential des Reflektorschirmes einstellbar ist. Das Potential hegt üblicherweise 5000 V über jenem des Reflektorschirmes, d. h., dass das Potential am Draht vorzugsweise 10 000 bis 15 000 V beträgt. Another expedient embodiment of the invention consists in that the high voltage potential of the wire can be adjusted together with the high voltage potential of the reflector screen. The potential is usually 5000 V above that of the reflector screen, i. that is, the potential on the wire is preferably 10,000 to 15,000 V.

Es ist bekannt, dass nicht nur Luftionen, sondern auch elektrische Felder mit niederfrequenter Modulation positive Wirkungen auf Menschen ausüben. Es wurde schon festgestellt, dass ein elektrisches Feld mit einer 10 Hz-Frequenzmodulation bei den Schülern einer Klasse bessere Lernerfolge und gesteigerte Aufmerksamkeit bei Testaufgaben hervorgerufen haben. It is known that not only air ions, but also electric fields with low-frequency modulation have positive effects on people. It has already been found that an electrical field with a 10 Hz frequency modulation has given students in a class better learning success and increased attention during test tasks.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen: The invention will now be described in more detail using exemplary embodiments with reference to the drawings. The drawings show:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Fig. 1 shows an embodiment of an inventive

Vorrichtung zur Erzeugung von Ionen in schematischer Darstellung; Device for generating ions in a schematic representation;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung; 2 shows a cross section through a further embodiment of a device according to the invention;

Fig. 3 eine Perspektivansicht eines Teiles eines Leitungsrohres für eine erfindungsgemässe Vorrichtung; 3 shows a perspective view of part of a conduit for a device according to the invention;

Fig. 4 eine als Tischgerät ausgeführte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung; 4 shows an embodiment of the device according to the invention designed as a table device;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem Reflektorschirm von zylindrischem Querschnitt; 5 shows a schematic illustration of another embodiment of a device according to the invention with a reflector screen of cylindrical cross section;

Fig. 6 ein Diagramm mit der Spannungsverteilung um den Draht bei einer Vorrichtung nach Fig. 5; 6 shows a diagram with the stress distribution around the wire in a device according to FIG. 5;

die Fig. 7 und 8 zwei Ausführungsformen von Schaltungen zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Potentials am Reflektorschirm und die 7 and 8, two embodiments of circuits for generating a frequency-modulated potential on the reflector screen and

Fig. 9,10 und 11 drei Ausführungsformen von Halterungen für den Draht einer erfindungsgemässen Vorrichtung. 9, 10 and 11 show three embodiments of holders for the wire of a device according to the invention.

In der Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Erzeugung von Ionen gezeigt. Die Vorrichtung besitzt einen, etwa aus Aluminium bestehenden Reflektorschirm 1 mit zwei nach aussen divergierenden Platten 2, 3 und einem mit den beiden Platten 2, 3 verbundenen Kanal 4 von U-förmigem Querschnitt. In Längsrichtung des Schirms 1 ist ein Draht 5 zwischen zwei Halteeinrichtungen 6 gespannt. Die Halteeinrichtungen 6 sind an den Seitenteilen des Gehäuses (nicht gezeigt) befestigt. Sowohl der Draht 5 als auch der Schirm 1 liegen getrennt an einem Hochspannungspotential der gleichen Polarität. Zu diesem Zweck ist eine Hochspannungsschaltung 7 für den Draht 5 und den Schirm 1 vorgesehen. Die Hochspannungsschaltung 7 kann von bekannter Bauart sein, welche aus der Netzwechselspannung von 220 V eine Gleichspannung bis zu 20 kV erzeugt. Die Hochspannungsschaltung 7 liegt über einen Regelwiderstand 10 an einer Wechselspannungsquelle, etwa der Netzspannung. Zur Messung der Spannung und des Stromes sind ein Voltmeter 9 und ein Ampèremeter 8 vorgesehen. In Fig. 7 wird von der Hochspannungsschaltung 7 entweder nur ein positives oder nur ein negatives Hochspannungspotential an den Draht 5 und an den Schirm 1 angelegt, je nachdem ob die Erzeugung positiver oder negativer Ionen gewünscht wird. Die Spannung am Schirm 1 kann durch Verstellen des Abgriffes 11 an der Hochspannungsschaltung 7 eingestellt werden, d. h., dass die Spannung am Draht 5 und am Schirm 1 den jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden kann. Der Draht 5 besitzt einen Durchmesser von 50 fi oder darunter und besteht vorzugsweise aus Wolfram oder Tantal. Zur Erhöhung der Emissionsfähigkeit des Drahtes kann der Draht 5 mit Cäsium oder Barium oberflächenbehandelt werden und/oder dem Draht Thorium zulegiert werden. Die Elektronenimission des Drahtes 5 kann weiter durch Verminderung des Durchmessers des Drahtes 5, durch Vergrös-serung der Länge des Drahtes 5 und durch Erhöhung des am Draht anliegenden Hochspannungspotential (Verstellung des Potentiometers 10) erhöht werden. Am Ampèremeter 9 kann die Emissionsstärke des Drahtes 5 und damit gleichzeitig die Menge der erzeugten Ionen abgelesen werden. Der Schirm 1 Wird auf ein Hochspannungspotential gelegt, welcher mindestens 3 kV beträgt, vorzugsweise jedoch zwischen 5 und 10 kV Hegt. Bei Einschaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung kommt es zu einer kontinuierlichen Ionenerzeugung rund um den Draht 5, wobei die Ionen vom Schirm 1 abge-stossen und in den freien Raum bewegt werden. A device according to the invention for generating ions is shown schematically in FIG. 1. The device has a reflector screen 1, for example made of aluminum, with two outwardly diverging plates 2, 3 and a channel 4 of U-shaped cross section connected to the two plates 2, 3. A wire 5 is stretched between two holding devices 6 in the longitudinal direction of the screen 1. The holding devices 6 are fastened to the side parts of the housing (not shown). Both the wire 5 and the shield 1 are separated at a high voltage potential of the same polarity. For this purpose, a high voltage circuit 7 is provided for the wire 5 and the screen 1. The high-voltage circuit 7 can be of a known type, which generates a direct voltage of up to 20 kV from the AC mains voltage of 220 V. The high-voltage circuit 7 is connected via a variable resistor 10 to an AC voltage source, such as the mains voltage. A voltmeter 9 and an ammeter 8 are provided for measuring the voltage and the current. In FIG. 7, the high-voltage circuit 7 applies either only a positive or only a negative high-voltage potential to the wire 5 and to the screen 1, depending on whether the generation of positive or negative ions is desired. The voltage on the screen 1 can be adjusted by adjusting the tap 11 on the high-voltage circuit 7, i. that is, the voltage on the wire 5 and on the screen 1 can be adapted to the respective circumstances. The wire 5 has a diameter of 50 fi or less and is preferably made of tungsten or tantalum. To increase the emissivity of the wire, the wire 5 can be surface-treated with cesium or barium and / or the wire can be alloyed with thorium. The electron emission of the wire 5 can be further increased by reducing the diameter of the wire 5, by increasing the length of the wire 5 and by increasing the high voltage potential present on the wire (adjustment of the potentiometer 10). The emission strength of the wire 5 and thus the amount of ions generated can be read off from the ammeter 9. The screen 1 is connected to a high voltage potential, which is at least 3 kV, but preferably between 5 and 10 kV. When the device according to the invention is switched on, there is a continuous generation of ions around the wire 5, the ions being repelled by the screen 1 and being moved into free space.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besitzt der Schirm 1 zwei vom oberen Rand der Platten 2, 3 abstehende Lappen 12, welche zur Befestigung des Schirmes an den Wänden (nicht gezeigt) eines Kunststoffgehäuses dienen. In den Kanal 4 ist ein Leitungsrohr 18 aus Kunststoff (Fig. 3) einge5 In the embodiment according to FIG. 2, the screen 1 has two tabs 12 which protrude from the upper edge of the plates 2, 3 and which are used to fasten the screen to the walls (not shown) of a plastic housing. A conduit 18 made of plastic (FIG. 3) is inserted into channel 4

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

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4 4th

setzt, welches mehrere nach aussen gerichtete Auslassschlitze 14 aufweist. Än das Leitungsrohr 18 kann ein Gebläse und/ oder ein Aerdsolaufbereiter (nicht gezeigt) angeschlossen sein, sodass ein kontinuierlicher in den Raum austretender Strom ionisierter Luft bzw. ein Elektro-Aerosolstrom erhalten werden kann. In den Kanal 4 können auch Leuchtstoffröhren (nichl'gezeigt) eingesetzt werden, so dass eine mit einem Ionisator- kombinierte Leuchte erhalten wird. sets, which has a plurality of outwardly directed outlet slots 14. A blower and / or an aerosol conditioner (not shown) can be connected to the conduit 18, so that a continuous flow of ionized air or an electro-aerosol flow can be obtained. Fluorescent tubes (not shown) can also be used in channel 4, so that a luminaire combined with an ionizer is obtained.

In der Figï 4 ist ein Tischgerät mit einem Kunststoffgehäuse 17 dargestellt, welches mit einer Leuchte 13 kombiniert ist. Mit Ì9 ist ein Voltmeter, mit 20 eine Sicherungsanzeige, mit 15 der Regler für die Regelung der Spannung des Drahtes 5 und mit 16 der Schalter für das Aus- und Einschalten der Leuchtstoffröhre 13 bezeichnet. FIG. 4 shows a tabletop device with a plastic housing 17, which is combined with a lamp 13. With Ì9 is a voltmeter, with 20 a fuse indicator, with 15 the regulator for regulating the voltage of the wire 5 and with 16 the switch for switching the fluorescent tube 13 on and off.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann sowohl zur Erzeugung negativer als auch positiver Ionen verwendet werden. Zu diesem Zweck wird die Hochspannung am Emissionsdraht durch einen Taktgeber in einem einstellbaren Rhythmus umgepolt oder es können zwei zu einer Einheit zusammengesetzte erfindungsgemässe Vorrichtungen vorgesehen werden, bei denen die Spannungen an den Drähten unterschiedliche Polarität aufweisen. The device according to the invention can be used to generate both negative and positive ions. For this purpose, the high voltage on the emission wire is reversed by means of a clock generator in an adjustable rhythm, or two devices according to the invention can be combined to form a unit, in which the voltages on the wires have different polarities.

In Fig. 5 ist mit 55 wieder der Emissionsdraht und mit 1 ein zylinderförmiger Reflektorschirm bezeichnet. Der Reflektorschirm 1 hat einen parallel zur Achse des Emissionsdrahtes 5 verlaufenden Auslassbereich 21, welcher durch die Ränder 22 begrenzt ist und einen Öffnungswinkel vorzugsweise von 60—160° besitzt. Im Diagramm nach Fig. 6 ist der Potentialverlauf um den unigestörten Emissionsdraht 5, d, h. bei Fehlen des Schirmes 1 durch die Kurve dargestellt, wobei auf der Abszisse der Abstand r vom Emissionsdraht 5 und auf der Ordinate das absolute Potential U aufgetragen ist. Im Abstand von r vom Emissionsdraht 5 herrscht bei Fehlen eines Schirmes 1 ein Potential Ur vor. Erfindungs-gemäss wird nun der zylinderförmige Metallschirm an ein Potential gelegt, welches zumindest dem Potential Ur entspricht. In Fig. 5 wurde der Schirm 1 auf ein Potential Us gelegt. Der Schirm 1 liegt somit um den Betrag AUr über dem Potential Rr. In Fig. 5, the emission wire is again designated 55 and 1 a cylindrical reflector screen. The reflector screen 1 has an outlet region 21 which runs parallel to the axis of the emission wire 5 and which is delimited by the edges 22 and preferably has an opening angle of 60-160 °. In the diagram according to FIG. 6, the potential curve around the undisturbed emission wire 5, d, h. in the absence of the screen 1 represented by the curve, the distance r from the emission wire 5 being plotted on the abscissa and the absolute potential U being plotted on the ordinate. In the absence of a screen 1, there is a potential Ur at a distance of r from the emission wire 5. According to the invention, the cylindrical metal screen is now connected to a potential which at least corresponds to the potential Ur. In Fig. 5, the screen 1 was placed on a potential Us. The screen 1 is therefore above the potential Rr by the amount AUr.

Für das Austreten der Luftionen aus dem Auslassbereich For the escape of air ions from the outlet area

21 (Fig. 5) ist in erster Linie die Spannung an den Rändern 21 (Fig. 5) is primarily the tension at the edges

22 des Schirmes 1 massgebend, an dessen Ort bei einem gedachten zylinderförmigen Schirm 1 und bei Anordnung des Emissionsdrahtes 5 in der Zylinderachse bei einem ungestörten Feld das gleiche Potential vorherrscht wie am anderen Teil des Schirmes. Vorzugsweise kann man den Emissionsdraht 5 entweder aus der Zylinderachse in die Lage 5' verschieben oder die Ränder 22 nach innen näher zum Draht 5 biegen (siehe strichlierte Linie in Fig. 5). Da der Schirm 1 aus Metall ist, liegt am gesamten Schirm 1 jeweils die Spannung Us an. Dies bedeutet, dass die Ränder 22 (Abstand r2) um die Potentialdifferenz AUS und der Mittelbereich (Abstand ri) des Schirmes 1 um die Potentialdifferenz AUi über jenem Potential (Ua bzw. Ui) liegen, welches bei ungestörtem Feld an den jeweiligen Orten des fiktiven Schirmes vorherrschen würde. Da die Potentialdifferenz AU» grösser ist als die Potentialdifferenz AUj, wird damit ein unnützer Stromfluss zwischen Schirm 1 und Emissionsdraht 5 verhindert und ein guter Emissionswirkungsgrad erreicht. 22 of the screen 1 is decisive, where the same potential prevails at an imaginary cylindrical screen 1 and when the emission wire 5 is arranged in the cylinder axis in an undisturbed field as at the other part of the screen. Preferably, the emission wire 5 can either be shifted from the cylinder axis into the position 5 'or the edges 22 can be bent inwards closer to the wire 5 (see dashed line in Fig. 5). Since the screen 1 is made of metal, the voltage Us is present across the entire screen 1. This means that the edges 22 (distance r2) around the potential difference AUS and the central region (distance ri) of the screen 1 around the potential difference AUi are above that potential (Ua or Ui) which is present at the respective locations of the fictitious with an undisturbed field Would prevail. Since the potential difference AU »is greater than the potential difference AUj, an unnecessary current flow between the screen 1 and the emission wire 5 is prevented and a good emission efficiency is achieved.

Bei der Äusführungsform nach Fig. 5 ist der Schirm 1 über zwei in Serie geschaltete Hochohmwiderstände 23, 24 ar ein Hochspannungspotential —U angeschlossen, welches so eingestellt ist, dass es dem ungestörten Potential um den Draht 5 an dem Ort des Schirmes 1 entspricht. Bei eintretender Ionenemission wird anfangs ein grosser Teil der Ionen an den Schirmzylinder 1 abfHessen. Dadurch tritt an den Hochohmwiderständen 23, 24 ein Spannungsabfall auf, der die Feldstärke zwischen dem Draht 5 und dem Schirm 1 herabsetzt bzw. das Potential des Schirmes 1 in Richtung Drahtpotential verschiebt und so mehr Ionen durch den Auslassbereich 21 lenkt. Der Fall, dass die Emission ganz aussetzt, kann nicht auftreten, da in diesem Fall kein Spannungsabfall an den Hochohmwiderständen 23, 24 auftreten würde. In the embodiment according to FIG. 5, the screen 1 is connected via two high-resistance resistors 23, 24 ar connected in series to a high-voltage potential -U, which is set such that it corresponds to the undisturbed potential around the wire 5 at the location of the screen 1. When ion emission occurs, a large part of the ions is initially measured on the screen cylinder 1. As a result, a voltage drop occurs at the high-resistance resistors 23, 24, which reduces the field strength between the wire 5 and the screen 1 or shifts the potential of the screen 1 in the direction of the wire potential and thus directs more ions through the outlet region 21. The case in which the emission ceases altogether cannot occur, since in this case there would be no voltage drop across the high-resistance resistors 23, 24.

In Fig. 5 sind Teile des Schirmes durch Stäbe 25 gebildet, welche nur über den Hochohmwiderstand 23 an der Hochspannungsquelle —U liegen. Der mantelförmige Teil 1 des Schirmes liegt dadurch auf einem höheren Potential als die Stäbe 25, wodurch der Ionenfluss zu dem Teil 1 unterdrückt wird. Bei einer Spannung der Quelle —U von —6 KV und einer Drahtspannung von —10 KV tritt am Teil 2 etwa eine Spannung von —6,3 KV und an den Stäben 23 eine Spannung von —6,2 KV auf. In FIG. 5, parts of the screen are formed by rods 25 which are only connected to the high-voltage source -U via the high-resistance resistor 23. The jacket-shaped part 1 of the screen is therefore at a higher potential than the rods 25, as a result of which the ion flow to the part 1 is suppressed. With a source voltage of -U of -6 KV and a wire voltage of -10 KV, a voltage of about -6.3 KV occurs on part 2 and a voltage of -6.2 KV on bars 23.

Der Schirm 1 kann auch als Gitter oder als Vollzylinder ausgeführt sein, in welchen den Auslassbereich 21 bildende Schlitze vorgesehen sind. The screen 1 can also be designed as a grid or as a solid cylinder, in which slots forming the outlet area 21 are provided.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 Hegt der Reflektorschirm 1 über eine Funkenstrecke 26 an einem Hochspannungspotential Usch. Parallel zur Funkenstrecke 26 ist ein Kondensator 27 geschaltet. Der Draht 5 liegt an einem Hochspannungspotential UD. Bei der Schaltung nach Fig. 8 ist der Reflektorschirm 1 über eine Parallelschaltung eines Kondensators 28, einer Funkenstrecke 29 an Erde angeschlossen. In Serie zur Funkenstrecke 29 liegt ein Widerstand 30. Der Schirm 1 Hegt über einen Widerstand 31 an einem Hochspannungspotential U, an welches auch der Draht 1 angeschlossen ist. Auf Grund der durch den lonenstrom erfolgenden Aufladung des Schirmes 1 und durch entsprechende Wahl der Zünd- bzw. der Löschspannung der Funkenstrecke 26 bzw. 29 und der Kapazität 27 bzw. der Kapazität 28 und des Widerstandes 30 wird am Schirm 1 ein, zwischen einem oberen (etwa 7 kV) und unteren (etwa 5 kV) Wert pulsierendes Hochspannungspotential erhalten, welches mit einer Frequenz von 1—20 Hz, vorzugsweise von 3—12 Hz pulsiert. In the embodiment according to FIG. 7, the reflector screen 1 has a spark gap 26 at a high voltage potential Usch. A capacitor 27 is connected in parallel with the spark gap 26. The wire 5 is at a high voltage potential UD. 8, the reflector screen 1 is connected to earth via a parallel connection of a capacitor 28, a spark gap 29. A resistor 30 is connected in series with the spark gap 29. The shield 1 is connected via a resistor 31 to a high-voltage potential U, to which the wire 1 is also connected. On account of the charging of the screen 1 by the ion current and by appropriate selection of the ignition or extinguishing voltage of the spark gap 26 or 29 and the capacitance 27 or the capacitance 28 and the resistor 30, one is on the screen 1, between an upper (about 7 kV) and lower (about 5 kV) value of pulsating high-voltage potential, which pulsates at a frequency of 1-20 Hz, preferably 3-12 Hz.

In den Fig. 9, 10 und 11 sind drei Ausführungsformen zum Spannen bzw. Halten eines Endes des Emissionsdrahtes 5 gezeigt. 9, 10 and 11 show three embodiments for tensioning or holding one end of the emission wire 5.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ist ein Permanent-Stabmagnet 32 in einer Führungshülse 34 aus nichtmagnetischem Material, vorzugsweise Teflon, geführt. Die Führungshülse 34 ist von einer Metallhülse 35 umgeben. An dem einen Ende des Drahtes 5 ist eine Kugel 33 vorgesehen, welche am Stabmagnet haftet. Wenn auf den Draht 5 eine Kraft ausgeübt wird, welche über der Haftkraft der Kugel 33 am Stabmagneten 32 Hegt, löst sich die Kugel 33 vom Stabmagneten 32. Die Haftkraft des Stabmagneten 32 kann etwa auf einfache Weise durch entsprechende Wahl der Dicke der Führungshülse 34 festgelegt werden, wobei die Festlegung derart erfolgt, dass die vom Stabmagneten 32 auf die Kugel 33 ausgeübte Haft- bzw. Zugkraft kleiner ist als die Zugfestigkeit des Drahtes 5. Dadurch wird bei unabsichtlicher Berührung des gespannten Drahtes 5 ein Reissen des Drahtes verhindert. In the embodiment according to FIG. 9, a permanent bar magnet 32 is guided in a guide sleeve 34 made of non-magnetic material, preferably Teflon. The guide sleeve 34 is surrounded by a metal sleeve 35. At one end of the wire 5 there is a ball 33 which adheres to the bar magnet. If a force is exerted on the wire 5, which is above the adhesive force of the ball 33 on the bar magnet 32, the ball 33 detaches from the bar magnet 32. The adhesive force of the bar magnet 32 can be determined approximately in a simple manner by appropriate choice of the thickness of the guide sleeve 34 are determined in such a way that the adhesive or tensile force exerted by the bar magnet 32 on the ball 33 is smaller than the tensile strength of the wire 5. This prevents the wire from tearing if the tensioned wire 5 is inadvertently touched.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 10 und 11 ist das Ende des Drahtes 5 zwischen einer Konushülse 36 und einem Konuskörper 37 geklemmt. Die aus der Konushülse 36 und dem Konuskörper 37 gebildete Halterung 39 ist in einer Führungshülse 38 gegen einen Permanentmagneten 40 beweglich. Zwischen der Halterung 39 und dem Permanentmagneten 40 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ein Kunststoffplättchen 41 vorgesehen. Durch entsprechende Wahl der Dicke des Plättchens 41 kann die Haftkraft bzw. Federkraft des Magneten 40 auf die Halterung 39 eingestellt werden. Einer der beiden Teile 36 oder 37 muss aus magne-tisierbarem Material, etwa einem entsprechenden Metall, bestehen, wobei dann über diesen Teil gleichzeitig die Stromzuführung zum Draht 5 erfolgen kann. In the embodiment according to FIGS. 10 and 11, the end of the wire 5 is clamped between a cone sleeve 36 and a cone body 37. The bracket 39 formed from the cone sleeve 36 and the cone body 37 is movable in a guide sleeve 38 against a permanent magnet 40. In the embodiment according to FIG. 10, a plastic plate 41 is provided between the holder 39 and the permanent magnet 40. The adhesive force or spring force of the magnet 40 on the holder 39 can be adjusted by appropriate selection of the thickness of the plate 41. One of the two parts 36 or 37 must be made of magnetizable material, for example a corresponding metal, in which case the current supply to the wire 5 can then take place simultaneously via this part.

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10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

626 70( 626 70 (

So ist bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ein metallischer Konuskörper 37 in einer Konushülse 36 geklemmt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 hingegen ist der Konuskörper 37' aus Kunststoff und die Hülse 36' aus Metall. Um eine entsprechende Spannung des Drahtes 5 zu erhalten, ist zumindestens an einem Ende des Drahtes 5 die Halterung 39 10, a metallic cone body 37 is clamped in a cone sleeve 36. In contrast, in the embodiment according to FIG. 11, the cone body 37 'is made of plastic and the sleeve 36' is made of metal. In order to obtain a corresponding tension of the wire 5, the holder 39 is at least at one end of the wire 5

im Abstand a vom Magneten angeordnet (Fig. 10). Am anderen Ende hingegen kann die Halterung 39' den Magneten 40' direkt berühren. Dabei kann auch die Stromzuführung zum Draht 5 direkt über den Magneten 40' und die Hülse 36' s erfolgen. arranged at a distance a from the magnet (Fig. 10). At the other end, however, the holder 39 'can directly touch the magnet 40'. In this case, the current supply to the wire 5 can also take place directly via the magnet 40 'and the sleeve 36' s.

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M M

3 Blatt Zeichnung® 3 sheets of drawing®

Claims

626706

2nd

PATENT CLAIMS

1. Device for generating ions, in particular for ionizing the air, with at least one high-voltage source and connected to it an emission wire made of electrically conductive material and a reflector screen which is arranged at a distance from the 5 wire and is at a high-voltage potential and partially surrounds the wire,

wherein the high-voltage potential on the reflector screen has the same polarity as the high-voltage potential on the wire and between the earth potential and the high-voltage potential of the wire, characterized in that the reflector screen (1) insulates towards the end and is connected to the said high-voltage source or to a is connected from the aforementioned separate high-voltage source, the high-voltage potential at the reflector screen being at least 3000 V.

2. Device according to claim 1, characterized in that the high voltage potential at the reflector screen is between 5000 and 10,000 V.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the reflector screen (1) is connected to a potential which is at least the same, but preferably higher than the potential which is due to the electrical charge on the emission wire ( 5) generated electric field prevails at the location of the edges (22) of the outlet area (21) when the emission wire (5) is set up without a metal screen.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the edges (22) of the outlet region (21) of the reflector screen (1) are arranged closer to the emission wire (5) than the remaining part of the screen (1) .

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the screen (1) is designed as a cylinder jacket, the cylinder axis of which coincides with the axis of the emission wire.

6. The device according to claim 5, characterized in that the emission wire (5 ') is displaced from the cylinder axis in the direction of the outlet opening (21).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the screen is partially or completely designed as a grid.

8. The device according to claim 1, characterized in that the high voltage potential of the emission wire is adjustable together with the high voltage potential of the reflector screen.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the reflector screen is insulated from earth by insertion into an insulating plastic housing (17).

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that to the reflector screen (1) between an upper and lower value with a frequency of 1 to 20 Hz, preferably 3 to 12 Hz, pulsating high voltage potential 'is connected.

11. The device according to claim 10, characterized in that between the high voltage source and reflector screen (1) or reflector screen (1) and earth, a spark gap (26; 29) is switched on, to which a capacitor (27; 28) is connected in parallel.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the emission wire (5) is tensioned at at least one end by the adhesive and tensile force of a magnet (33; 40). 65

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the adhesive and tensile force of the magnet (33; 40) is smaller than the tensile strength of the emission wire (5).

14. The apparatus of claim 12 or 13, characterized in that at least one end of the emission wire (5) has a preferably spherical extension (33) which can be fastened to a permanent magnet (32).

15. The apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that at least one end of the emission wire (5) is clamped between a cone sleeve (36) and a cone body (37), the cone sleeve (36) and / or the cone body (37) consist of a magnetizable and / or electrically conductive material.

16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the electrically conductive part of the cone holder (39) for the emission wire (5) on a permanent magnet connected to the power supply (40 ') can be pressed by the magnetic forces.

40

45

50

55

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