DE102009031985A1

DE102009031985A1 - Ionisator

Info

Publication number: DE102009031985A1
Application number: DE102009031985A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Tsukubamirai-shi Orihara; Takayuki Tsukubamirai-shi Toshida; Akira Tsukubamirai-shi Tadano
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2029-07-07
Also published as: CN101626146A; JP5201338B2; US8116060B2; JP2010020908A; CN101626146B; KR101077129B1; DE102009031985B4; TW201010516A; KR20100006117A; TWI393485B; US20100008010A1

Abstract

Ein Ionisator umfasst ein Gebläse (6) zum Blasen von Luft, wobei das Gebläse (6) in einem Luftblasanschluss (3) vorgesehen ist, der sich in ein Gehäuse (2) öffnet, und eine Vielzahl von Entladungselektroden (5A, 5B) zur Erzeugung positiver und negativer Ionen durch Koronaentladung. Die Entladungselektroden (5A, 5B) sind in dem Gehäuse (2) an Positionen angeordnet, an denen sie dem Luftblasanschluss (3) zugewandt sind. Der Ionisator umfasst außerdem eine Vielzahl von Paaren (4A, 4B) von Entladungselektroden (5A, 5B), die jeweils durch zwei Entladungselektroden (5A, 5B) gebildet werden, um Ionen mit unterschiedlichen Polaritäten zu erzeugen. Wenn ein Spitzen-Mitten-Abstand (D) einen Abstand von der Elektrodenspitze (5C) zu der Mitte des Luftblasanschlusses (3) bezeichnet, sind die Spitzen-Mitten-Abstände (D) der beiden Entladungselektroden (5A, 5B) in den Paaren (4A, 4B) von Entladungselektroden (5A, 5B) voneinander verschieden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ionisator zur Entfernung einer elektrischen Ladung vom einem Werkstück (Neutralisierung), das mit einer positiven oder negativen Ladung aufgeladen ist, und insbesondere auf einen Ionisator mit Entladungselektroden zur Erzeugung positiver und negativer Ionen und einem Gebläse zur Erzeugung eines Luftstrom, der die Ionen befördert.
Bei der Behandlung verschiedener Werkstücke, bspw. Halbleiterwafer oder Flüssigkristallglas werden Ionisatoren dazu verwendet, positive oder negative Ladungen an einem elektrostatisch aufgeladenen Werkstück zu neutralisieren (Entladung). Einige Ionisatoren nutzen eine Koronaentladung, während andere weiche Röntgenstrahlung verwenden. Die Koronaentladung nutzenden Ionisatoren werden grob in Gleichstromionisatoren und Wechselstromionisatoren eingeteilt. Im Allgemeinen weist ein Gleichstromionisator nadelähnliche positive Entladungselektroden und negative Entladungselektroden auf. Wenn positive und negative Hochspannungen auf die Entladungselektroden aufgebracht werden, wird an Entladungsabschnitten der Elektroden eine Koronaentladung erzeugt, um positive und negative Ionen zu generieren. Die positiven und negativen Ionen werden durch Luft auf ein Werkstück geblasen, um die positive und negative Ladung des Werkstücks zu neutralisieren.
Bei manchen Ionisatoren dieser Art sind die positiven Entladungselektroden und die negativen Entladungselektroden nahe beieinander angeordnet, so dass eine Koronaentladung generiert werden kann, indem eine relativ niedrige Hochspannung aufgebracht wird. In diesem Fall sind die positiven Ionenquellen und die negativen Ionenquellen nahe beieinander vorgesehen.
Die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift JP 2004-253192 A und die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift JP 2004-253193 A beschreiben Gebläse-Ionisatoren, die ein Gebläse verwenden, um einen Luftstrom zu erzeugen. In dem Ionisator ist das Gebläse in einem Luftblasanschluss vorgesehen, der sich in ein Gehäuse öffnet. Positive und negative Entladungselektroden sind in Abständen von etwa 90° in der Umfangsrichtung des Luftblasanschlusses angeordnet. Positive und negative Ionen, die durch die Entladungselektroden generiert werden, werden durch einen Luftstrom von dem Gebläse auf ein Werkstück geblasen.
Bei dem in diesem Stand der Technik beschriebenen Ionisator sind aber die positiven und negativen Entladungselektroden voneinander beabstandet. Daher ist das Aufbringen einer höheren Hochspannung auf die Entladungselektroden erforderlich, um eine Koronaentladung zu generieren.
Dieses Spannungsproblem kann gelöst werden, indem positive und negative Entladungselektroden 20A, 20B in der Nähe voneinander angeordnet werden, wie es bspw. in 10 dargestellt ist. Bei dem Ionisator mit Gebläse dreht sich ein Gebläse 2, um eine Luftströmung zu erzeugen, die sich als eine Spiralströmung vorwärts bewegt, wobei sie um ein Rotationszentrum O des Gebläses 21 wirbelt. Wenn die positiven und negativen Entladungselektroden 20A, 20B in der Nähe voneinander positioniert sind, insbesondere in gleichen Abständen von dem Rotationszentrum O des Gebläses 21, überlappen daher Strömungen 22A, 22B der erzeugten positiven und negativen Ionen einander, während die Ionen durch den spiralförmigen Luftstrom befördert werden, wie es durch die Pfeile in 10 in Bezug auf ein Paar der Entladungselektroden 20A, 20B dargestellt ist. Dadurch können sich die positiven und negativen Ionen einfach wieder miteinander verbinden und werden neutralisiert. Als Folge davon wird die Zahl der Ionen, die auf das Werkstück trifft, verringert, so dass die Effizienz der Entladung leidet.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ionisator vorzuschlagen mit Entladungselektroden zur Erzeugung von Ionen und einem Gebläse zum Erzeugen eines Luftstroms, der in einem Luftblasanschluss in einem Gehäuse vorgesehen ist, wobei eine erhöhte Entladungseffizienz erreicht wird, indem die Entladungselektroden so angeordnet werden, dass die Strömungen der positiven und negativen Ionen einander nicht überlappen, um eine Neukombinierung der Ionen zu vermeiden und dadurch die Menge der einem Werkstück zugeführten Ionen zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein Ionisator ein Gebläse zum Blasen von Luft, das in einer Luftblasöffnung vorgesehen ist, die sich in ein Gehäuse öffnet, und eine Mehrzahl von Entladungselektroden zum Erzeugen positiver und negative Ionen durch Koronaentladung auf, die in dem Gehäuse an dem Luftblasanschluss zugewandten Positionen vorgesehen sind, wobei der Ionisator eine Vielzahl von Paaren von Entladungselektroden umfasst, die jeweils durch zwei Entladungselektroden gebildet werden, um Ionen unterschiedlicher Polarität zu generieren, wobei der Abstand von der Elektrodenspitze zu der Mitte des Luftblasanschlusses als Spitzen-Mitten-Abstand definiert ist und die Spitzen-Mitten-Abstände der beiden Entladungselektroden in dem Paar von Entladungselektroden sich voneinander unterscheiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Ionisator außerdem eine Mehrzahl von Paaren erster Entladungselektroden, die jeweils durch eine positive Entladungselektrode mit einem großen Spitzen-Mitten-Abstand und eine negativen Entladungselektrode mit einem kleinen Spitzen-Mitten-Abstand gebildet werden, und eine Mehrzahl von Paaren zweiter Entladungselektroden, die jeweils durch eine positive Entladungselektrode mit einem kleinen Spitzen-Mitten-Abstand und eine negative Entladungselektrode mit einem großen Spitzen-Mitten-Abstand gebildet werden, wobei die Zahl der Paare erster Entladungselektroden die gleiche ist wie die Zahl der Paare zweiter Entladungselektroden und wobei die ersten Paare von Entladungselektroden und die zweiten Paare von Entladungselektroden abwechselnd um die Mitte des Luftblasanschlusses angeordnet sind.
In diesem Fall ist der Spitzen-Mitten-Abstand der positiven Entladungselektrode in dem ersten Paar von Entladungselektroden gleich dem der negativen Entladungselektrode in dem zweiten Paar von Entladungselektroden und der Spitzen-Mitten-Abstand der negativen Entladungselektrode in dem ersten Paar von Entladungselektroden ist gleich dem der positiven Entladungselektrode in dem zweiten Paar von Entladungselektroden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Abstand zwischen den Spitzen benachbarter Entladungselektroden in benachbarten Paaren von Entladungselektroden vorzugsweise größer als der Abstand zwischen den Spitzen der beiden Entladungselektroden in dem Paar von Entladungselektroden.
Außerdem werden die Entladungselektroden bis auf den Spitzenabschnitt zur elektrischen Entladung vorzugsweise durch ein Isoliermaterial abgedeckt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Mehrzahl von Paaren von Entladungselektroden in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Luft blasanschlusses angeordnet sein. Die beiden Entladungselektroden in jedem der Paare von Entladungselektroden können neben und nahe beieinander in der Umfangsrichtung des Luftblasanschlusses angeordnet sein, wobei die Elektrodenspitzen zu der Innenseite des Luftblasanschlusses gerichtet sind.
Alternativ kann die Mehrzahl von Paaren von Entladungselektroden in einem Bereich innerhalb des Luftblasanschlusses angeordnet sein und die beiden Entladungselektroden in jedem der Paare von Entladungselektroden können unterschiedliche Abstände von der Mitte des Luftblasanschlusses aufweisen, wobei die Elektrodenspitzen in der Luftblasrichtung gerichtet sind.
Bei dem Ionisator gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich der Abstand (Spitzen-Mitten-Abstand) von der Spitze einer Entladungselektrode zu der Mitte des Luftblasanschlusses zwischen den beiden Entladungselektroden in dem Paar von Entladungselektroden. Daher werden die positiven und negativen Ionen von unterschiedlichen Positionen in der radialen Richtung des Luftblasanschlusses generiert. Daher überlappen sich die Strömungen der positiven und negativen Ionen auch dann nicht, wenn die Ionen spiralförmig durch einen spiralförmigen Luftstrom, der durch die Rotation des Gebläses erzeugt wird, gefördert werden. Als Folge hiervon reduziert sich die Menge an Ionen, die durch Neukombinierung neutralisiert wird. Dadurch erhöht sich die Menge der Ionen, die das Werkstück erreicht, so dass die Entladungseffizienz verbessert wird.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Ionisators gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Vorderansicht, die die Anordnung von Entladungselektroden und eines Gebläses in dem Ionisator gemäß 1 darstellt.
3 ist ein Schnitt durch die Ansicht gemäß 2.
4 ist ein Schnitt, der die Konfiguration eine Entladungselektrode darstellt.
5 ist eine Vorderansicht, die eine beispielhafte Anordnung der Entladungselektroden darstellt.
6 ist ein vergrößerte Ansicht, die ein Paar von Entladungselektroden zeigt.
7 ist eine Vorderansicht, die eine andere beispielhafte Anordnung der Entladungselektroden darstellt.
8 ist ein Vorderansicht, die eine noch weitere beispielhafte Anordnung der Entladungselektroden darstellt.
9 ist ein Schnitt durch 8.
10 ist eine Vorderansicht, die eine beispielhafte Anordnung von Entladungselektroden in einem Ionisator darstellt, der durch die vorliegenden Erfindung verbessert werden soll.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 bis 3 zeigen schematisch eine erste Ausführungsform eines Ionisators gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Ionisator 1 weist ein im Wesentlichen rechteckiges Gehäuse 2 aus einem synthetischen Harz oder Kunststoff auf. Das Gehäuse 2 weist einen Basisabschnitt 2a auf, der in der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung breiter ist als ein Ionengenerierungsabschnitt 2b, der sich von dem Basisabschnitt 2a nach oben erstreckt. Der Basisabschnitt 2a und der Ionenerzeugungsabschnitt 2b können aber auch die gleiche Breite in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung aufweisen. Außerdem können der Basisabschnitt 2a und der Ionenerzeugungsabschnitt 2b integral miteinander ausgebildet sein, oder sie können getrennt voneinander ausgebildet und lösbar miteinander gekoppelt sein.
Der Basisabschnitt 2a nimmt eine Steuereinrichtung 7 zur Steuerung des Betriebes des gesamten Ionisators auf. Die Vorderfläche des Basisabschnitts 2a weist einen Stromschalter 8a, einen Verbinder 8b zum Anschließen einer Leitung an eine externe Stromquelle oder ein externes Instrument, einen Drehschalter 8c für die Steuerung des Luftvolumens, einen modularen Anschluss 8d zum Anschließen eines externen Sensors, einen Gleichstromadapterverbindungsanschluss 8e, Anzeigen 8f zum Anzeigen des Betriebszustandes usw. auf.
In dem Ionengenerierungsabschnitt 2b ist ein kreisförmiger Luftblasanschluss 3 ausgebildet, der den Ionengenerierungsabschnitt 2b in der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung durchtritt. An dem inneren Umfangsabschnitt des Luftblasanschlusses 3 ist eine Mehrzahl von Paaren von Entladungselektroden 4A und 4B in gleichmäßigen Abständen um das Zentrum O des Luftblasanschlusses 3 angeordnet. Die Paare von Entladungselektroden 4A und 4B werden jeweils durch ein positive Entladungselektrode 5A und eine negative Entladungselekt rode 5B zur Generierung positiver Ionen bzw. negativen Ionen durch Koronaentladung gebildet. Innerhalb des Luftblasanschlusses 3 ist ein Gebläse 6 vorgesehen, um eine Luftströmung zu erzeugen, um die durch die Entladungselektroden 5A und 5B generierten positiven und negativen Ionen zu einem elektrisch geladenen Werkstück zu fördern. Der Luftblasanschluss 3 kann auch nicht kreisförmig sein.
Der Ionengenerierungsabschnitt 2b nimmt eine Quelle 10A positiver Hochspannung zum Aufbringen einer positiven Hochspannung auf die positive Entladungselektrode 5A und eine Quelle 10B negativer Hochspannung zum Aufbringen einer negativen Hochspannung auf die negative Entladungselektrode 5B auf. Die Hochspannungsquellen 10A, 10B sind an die Steuereinrichtung 7 und die Entladungselektroden 5A bzw. 5B angeschlossen. Somit ist der Ionisator gemäß dieser Ausführungsform ein Gleichstromionisator. Der Ionisator gemäß dieser Ausführungsform kann einer von zwei Arten von Gleichstromionisatoren sein, nämlich ein Typ, der ein kontinuierliches Aufbringen einer konstanten Hochspannung fordert, und ein Gleichstrompulstyp, der das Aufbringen von Hochspannungspulsen erfordert.
Die Hochspannungsquellen 10A, 10B können innerhalb des Basisabschnitts 2a zusammen mit der Steuervorrichtung 7 angeordnet sein. Alternativ können die Steuereinrichtung 7 und die Hochspannungsquellen 10A, 10B innerhalb des Ionenerzeugungsabschnitts 2b angeordnet sein.
Wie in 4 dargestellt ist, weisen die positiven und negativen Entladungselektroden 5A und 5B einen säulenförmigen Hauptabschnitt 5b und einen sich allmählich verjüngenden (konischen) Spitzenabschnitt 5a auf. Der Hauptabschnitt 5b wird durch ein Isoliermaterial 11, bspw. ein synthetisches Harz oder Kunststoff, so abgedeckt, dass lediglich der Spitzenabschnitt 5a nach außen exponiert ist. An dem exponierten Spitzenabschnitt 5a wird eine Koronaentladung erzeugt, um Ionen zu generieren. Somit dient der Spitzenabschnitt 5a als ein Entladungsabschnitt. Daher kann der Spitzenabschnitt 5a in der nachfolgenden Beschreibung auch als ein ”Entladungsabschnitt 5a” bezeichnet werden.
Die Spitze des Entladungsabschnitts 5a der Entladungselektroden 5A und 5B kann wie ein Konus spitz zulaufen oder leicht abgerundet sein.
Wie durch die gestrichelte Linie in 4 angedeutet ist, können die Entladungselektroden 5A und 5B an einer mittleren Position des sich allmählich verjüngenden Abschnitts durch das Isoliermaterial 11 abgedeckt sein.
Die positiven und negativen Entladungselektroden 5A und 5B in dem Paar von Entladungselektroden 4A und 4B sind entlang des inneren Umfangsabschnitts des Luftblasanschlusses 3 in dem Gehäuse 2 neben und nahe beieinander in der Umfangsrichtung des Luftblasanschlusses 3 angeordnet, wobei sie zu dem Inneren des Luftblasanschlusses 3 vorstehen und die Elektrodenspitze 5c zu dem Zentrum O des Luftblasanschlusses 3 oder zu der Nähe des Zentrums O gerichtet ist. Bei dem dargestellten Beispiel sind die Entladungselektroden 5A und 5B parallel zueinander angeordnet. In einem Fall, bei dem die Elektrodenspitzen 5c zu dem Zentrum O des Luftblasschlusses 3 gerichtet sind, sind aber die Entladungselektroden 5A und 5B nicht parallel zueinander angeordnet, wobei die Lücke zwischen den Entladungselektroden 5A und 5B von der Basisseite zu der Spitzenseite kleiner wird. Wie in 5 gezeigt ist, sind die positiven Entladungselektroden 5A mit der positiven Hochspannungsquelle 10A der Steuereinrichtung 7 verbunden, während die negativen Entladungselektroden 5B mit der negativen Hochspannungsquelle 10B der Steuereinrichtung 7 verbunden sind.
Die positiven Entladungselektroden 5A und die negativen Entladungselektroden 5B der Paare 4A und 4B von Entladungselektroden sind so ausgebildet, dass sie zueinander unterschiedliche Längen aufweisen. Das bedeutet, dass der Abstand (Spitzen-Mitten-Abstand) D von der Elektrodenspitze 5c zu dem Zentrum O des Luftblasanschlusses 3 zwischen den positiven Entladungselektroden 5A und den negativen Entladungselektroden 5B unterschiedlich ist. Bei dem Beispiel gemäß 5 bestehen die ersten Paare 4A von Entladungselektroden jeweils aus den positiven Entladungselektroden 5A mit einer geringen Länge und daher einem großen Spitzen-Mitten-Abstand D und den negativen Entladungselektroden 5A mit einer großen Länge und daher einem kleinen Spitzen-Mitten-Abstand D. Die zweiten Paare 4B von Entladungselektroden bestehen dagegen jeweils aus den positiven Entladungselektroden 5A mit einer großen Länge und somit einem kleinen Spitzen-Mitten-Abstand D und der negativen Entladungselektrode 5B mit einer geringen Länge und daher einem großen Spitzen-Mitten-Abstand D.
Zwei Gruppen der ersten Paare 4A von Entladungselektroden und zwei Gruppen der zweiten Paare 4D von Entladungselektroden sind vorgesehen. Die Gesamtzahl der vier Gruppen von Paaren von Entladungselektroden 4A und 4B sind in gleichmäßigen Abständen von etwa 90° um das Zentrum O des Luftblasanschlusses 3 so vorgesehen, dass die ersten Paare 4A von Entladungselektroden und die zweiten Paare 4B von Entladungselektroden einander jeweils gegenüber positioniert sind. Mit anderen Worten sind die ersten Paare 4A von Entladungselektroden und die zweiten Paare 4B von Entladungselektroden abwechselnd in der Umfangsrichtung des Luftblasanschlusses 3 angeordnet. Eine positive Entladungselektrode 5A und eine negative Entladungselektrode 5B mit entgegen gesetzten Polaritäten sind an Positionen neben einem ersten Paar 4A von Entladungselektroden und einem zweiten Paar 4B von Entladungselektroden angeordnet.
Daher sind die Spitzen 5c der positiven und negativen Entladungselektroden 5A und 5B mit einem großen Spitzen-Mitten-Abstand D auf dem Umfang eines großen Kreises 12a von zwei virtuellen konzentrischen Kreisen unterschiedlicher Größe angeordnet, die um das Zentrum O des Luftblasanschlusses 3 angeordnet sind. Die Spitzen 5c der positiven und negativen Entladungselektroden 5A und 5B mit einem kleinen Spitzen-Mitten-Abstand D sind auf dem Umfang eines kleinen Kreises 12b angeordnet.
Bei Definition des Abstandes zwischen den positiven und negativen Entladungselektroden 5A und 5B in den Paaren 4A und 46 von Entladungselektroden als A, des Abstandes zwischen den Spitzen 5c der Entladungselektroden 5A und 5B als B und des Abstandes zwischen den Spitzen 5c der benachbarten Entladungselektroden 5A und 5B von zwei benachbarten Gruppen von Paaren 4A und 4B von Entladungselektroden als C wird die Beziehung A < B < C erfüllt.
Das Gebläse 6 wird durch einen Elektromotor 14 gebildet, der zentral angeordnet ist, und durch ein Flügelrad 15, das an einer Ausgangswelle des Motors 14 angebracht ist. Das Gebläse 6 ist innerhalb und konzentrisch zu dem Luftblasanschluss 3 angeordnet, wobei der Motor 15 elektrisch an die Steuereinrichtung 7 angeschlossen ist. Eine Vielzahl von Flügeln 15a ist an dem Flügelrad 15 angebracht. Die Flügel 15a erzeugen eine spiralförmige Luftströmung, die sich vorwärts bewegt, wobei sie um das Zentrum O des Luftblasanschlusses 3 wirbelt.
An dem Ausgangsende des Luftblasanschlusses 3 kann ein Ozonfilter zur Entfernung von Ozon innerhalb oder außerhalb des Luftblasanschlusses 3 vorgesehen sein, so dass Ozon, das durch die Entladungselektroden usw. generiert wird, durch den Ozonfilter entfernt wird.
Wenn bei dem wie oben beschrieben aufgebauten Ionisator 1 die positiven und negativen Hochspannungsquellen 10A und 10B der Steuereinrichtung 7 positive bzw. negative Hochspannungen gleichzeitig oder abwechselnd auf die positiven und negativen Entladungselektroden 5A und 5B in jedem der Paare 4A und 4B von Entladungselektroden aufbringen, wird an den Entladungsabschnitten 5a der Entladungselektroden 5A und 5B eine Koronaentladung generiert, um positive und negative Ionen zu erzeugen. Da der Abstand B zwischen den Spitzen der Entladungselektroden 5A und 5B gering ist, können die positiven und negativen Hochspannungen, die auf die positiven und negativen Entladungselektroden 5A und 5B zu dieser Zeit aufgebracht werden, geringer gewählt werden als in dem Fall, bei dem der in der JP 2004-253192 A oder der JP 2004-253193 A beschriebene Ionisator eingesetzt wird, bei welchem der Abstand zwischen den Spitzen der positiven und negativen Entladungselektroden groß ist. Dadurch können als positive und negative Hochspannungsquellen 10A und 10B kleinere Hochspannungseinheiten mit einer geringeren Ausgangsspannung eingesetzt werden, wodurch die Größe des Ionisators verringert wird.
Die durch die Entladungselektroden 5A und 5B generierten positiven und negativen Ionen werden durch die Luftströmung von dem Gebläse 6 einem Werkstück zugeführt, um das Werkstück, das elektrisch (elektrostatisch) aufgeladen ist, zu entladen (Neutralisieren). Hierbei bewegt sich die Luftströmung als eine sich allmählich auflösende spiralförmige Strömung, die um das Rotationszentrum des Gebläses 6, d. h. das Zentrum O des Luftblasanschlusses 3 wirbelt, so dass die positiven und negativen Ionen ebenfalls in der Richtung der spiralförmigen Luftströmung getragen werden. Da sich der Spitzen-Mitten-Abstand D zwischen den positiven Entladungselektroden 5A und den negativen Entladungselektroden 5B unterscheidet, werden die positiven und negativen Ionen aber an unterschiedlichen Stellen in der radialen Richtung des Luftblasanschlusses 3 generiert, wie es in 5 durch die Pfeile mit Bezug auf eines der Paare 4B von Entladungselektroden dargestellt ist. Dadurch vereinigen sich die positiven und negativen Ionen nicht leicht, um einander zu neutralisieren. Auch wenn sich einige der Ionen mischen und miteinander neu kombinieren würden, ist die Menge an sich neu kombinierenden Ionen deutlich geringer als in dem Fall, in dem der Spitzen-Mitten-Abstand der positiven und negativen Entladungselektroden 20A und 20B gleich ist (vgl. 10). Dadurch wird die Menge an Ionen, die durch Neukombination neutralisiert wird, verringert, so dass die Menge an Ionen, die das Werkstück erreicht, erhöht wird. Somit kann das elektrisch aufgeladene Werkstück in einem kurzen Zeitraum effizient entladen werden.
In 5 ist dargestellt, dass ein erstes Paar 4A von Entladungselektroden und ein zweites Paar 4B von Entladungselektroden nebeneinander angeordnet sind. Die Spitze 5c der positiven Entladungselektrode 5A in dem ersten Paar 4A von Entladungselektroden und die Spitze 5c der negativen Entladungselektrode 5B in dem zweiten Paar 4B von Entladungselektroden und die Spitze 5c der negativen Entladungselektrode 5B in dem ersten Paar 4A von Entladungselektroden und die Spitze 5c der positiven Entladungselektrode 5A in dem zweiten Paar 4B von Entladungselektroden sind jeweils in dem gleichen Abstand von dem Luftblasanschluss 3 in der radialen Richtung angeordnet, d. h. auf dem gleichen Kreis, der konzentrisch zu der Luftblasöffnung 3 verläuft. Da der Abstand C zwischen den Entladungselektroden groß ist, treten die Ionen aber nicht leicht in Kontakt miteinander, während sie durch die Luftströmung befördert werden.
Außerdem sind die ersten Paare 4A von Entladungselektroden, die jeweils durch eine positive Entladungselektrode 5A mit einem großen Spitzen-Mitten-Abstand D und eine negative Entladungselektrode 5B mit einem kleinen Spitzen-Mitten-Abstand D gebildet werden, und die zweiten Paare 4B von Entladungselektroden, die jeweils durch eine positive Entladungselektrode 5A mit einem kleinen Spitzen-Mitten-Abstand D und eine negative Entladungselektrode 5B mit einem großen Spitzen-Mitten-Abstand D gebildet werden, abwechselnd angeordnet, wobei die Entladungsabschnitte 5a der positiven Entladungselektroden 5A und der negativen Entladungselektroden 5B an unterschiedlichen Positionen in der radialen Richtung des Luftblasanschlusses 3 angeordnet sind.
Dadurch wird die Ionenverteilung in der radialen Richtung des Luftblasanschlusses 3 ausgeglichen, was das Ionengleichgewicht verbessert.
Außerdem werden die Entladungselektroden 5B bis auf den Entladungsabschnitt 5a durch einen elektrischen Isolator abgedeckt. Wie in 6 mit Bezug auf ein Paar 4B von Entladungselektroden dargestellt ist, kann daher der Kriechstrom-Abstand L (durch die gestrichelte Linie dargestellt) zwischen den jeweiligen Entladungsabschnitten 5a der Entladungselektroden 5A und 5B über die Oberfläche des Isoliermaterials 11 und die innere Umfangsfläche des Luftblasanschlusses 3 größer gemacht werden als in dem Fall, in dem kein solcher elektrischer Isolator vorgesehen ist, auch wenn die positiven und negativen Entladungselektroden 5A und 5B nahe beieinander angeordnet sind. Bei langer Verwendung oder dem Einsatz in ungünstigen Umgebungen können sich Verunreinigungen auf den Entladungselektroden ablagern und einen elektrischen Ausfall bewirken. Diese Konfiguration hat auch den Vorteil, dass der Zeitraum bis zu einem elektrischen Ausfall verlängert wird.
7 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform eines Ionisators gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Ionisator 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Ionisator 1 gemäß der ersten Ausführungsform, wie er in 5 gezeigt ist, durch die Anordnung der Entladungselektroden 5A und 5B. Im Einzelnen sind bei dem Ionisator 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die positiven Entladungselektroden 5A oder die negativen Entladungselektroden 5B mit der gleichen Polarität an benachbarten Positionen eines ersten Paares 4A von Entladungselektroden und eines benachbarten zweiten Paares 4B von Entladungselektroden angeordnet.
Der übrige Aufbau und die Funktionsweise ist im Wesentlichen die gleiche wie bei dem Ionisator gemäß der ersten Ausführungsform. Daher werden die gleichen Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Be zugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform versehen und insoweit auf die obige Beschreibung verwiesen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Entladungselektroden 5A und 5B an dem inneren Umfang des Luftblasanschlusses 3 angebracht. Die Entladungselektroden können aber auch an einem Abschnitt des Gehäuses 2 außerhalb des Luftblasanschlusses 3 angebracht sein.
Die Entladungselektroden 5A und 5B müssen nicht notwendigerweise entlang des inneren Umfangs des Luftblasanschlusses 3 um den Luftblasanschluss 3 angeordnet sein, wie es bei den obigen Ausführungsformen beschrieben wurde. Vielmehr können sie auch in einem Bereich innerhalb des Luftblasanschlusses 3 angeordnet sein, wie es bspw. in den 8 und 9 dargestellt ist. Im Einzelnen sind dort zwei stangenartige Tragelemente 17 an Positionen quer zu dem Zentrum O der Luftblasöffnung 3 so vorgesehen, dass sie sich parallel zueinander über die Luftblasöffnung 3 erstrecken. Vier Gruppen von Paaren 4 von Entladungselektroden sind an Positionen an dem Tragelement 17 angeordnet, die einander gegenüber liegen. Die positiven und negativen Entladungselektroden 5A und 5B sind parallel zueinander angebracht, wobei die jeweiligen Elektrodenspitzen 5c in der Luftblasrichtung gerichtet sind. Obwohl in diesem Fall alle Entladungselektroden 5A, 5B die gleiche Länge aufweisen, sind die Abstände von dem Zentrum O des Luftblasanschlusses 3 der beiden Entladungselektroden 5A und 5B in jedem der Paare 4 von Entladungselektroden unterschiedlich. Daher unterscheiden sich auch die Spitzen-Mitten-Abstände der Entladungselektroden 5A und 5B in jedem der Paare 4 von Entladungselektroden voneinander.
Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Ionisatoren als Gleichstromionisatoren beschrieben wurden, kann die vorliegende Erfindung auch bei Wechselstromionisatoren eingesetzt werden. In diesem Fall kann eine Wechselstromhochspannung auf die Entladungselektroden 5A und 5B in jedem der Paare 4A und 4B von Entladungselektroden in dem Ionisator gemäß 5 oder 7 aufgebracht werden, so dass die Polaritäten der Entladungselektroden 5A und 5B einander entgegengesetzt sind, und die Polaritäten benachbarter Entladungselektroden von benachbarten Paaren 4A und 4B von Entladungselektroden sich voneinander unterscheiden oder gleich sind. Dies gilt auch für den Ionisator gemäß 8.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-253192 A [0004, 0044]
- JP 2004-253193 A [0004, 0044]

Claims

Ionisator mit einem Gebläse (6) zum Blasen von Luft, wobei das Gebläse (6) in einem Luftblasanschluss (3) vorgesehen ist, der sich in ein Gehäuse (2) öffnet, und einer Mehrzahl von Entladungselektroden (5A, 5B) zum Erzeugen positiver und negativer Ionen durch Koronaentladung, wobei die Entladungselektroden (5A, 5B) in dem Gehäuse (2) an Positionen angeordnet sind, die dem Luftblasanschluss (3) zugewandt sind, wobei der Ionisator eine Mehrzahl von Paaren (4A, 4B) von Entladungselektroden aufweist, die jeweils durch zwei Entladungselektroden (5A, 56) zum Erzeugen von Ionen unterschiedlicher Polarität gebildet werden, und wobei dann, wenn ein Spitzen-Mitten-Abstand (D) einen Abstand von einer Elektrodenspitze (5c) zu einem Zentrum (O) des Luftblasanschlusses (3) bezeichnet, die Spitzen-Mitten-Abstände (D) der beiden Entladungselektroden (5A, 5B) des Paares (4A, 4B) von Entladungselektroden voneinander abweichen.
Ionisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionisator eine Vielzahl von ersten Paaren (4A) von Entladungselektroden, die jeweils durch eine positive Entladungselektrode (5A) mit einem großen Spitzen-Mitten-Abstand (D) und eine negative Entladungselektrode (5B) mit einem kleinen Spitzen-Mitten-Abstand (D) gebildet werden, und eine Vielzahl von zweiten Paaren (4B) von Entladungselektroden, die jeweils durch eine positive Entladungselektrode (5A) mit einem kleinen Spitzen-Mitten-Abstand (D) und eine negative Entladungselektrode (5B) mit einem großen Spitzen-Mitten-Abstand (D) gebildet werden, aufweist, dass die Zahl der ersten Paare (4A) von Entladungselektroden die Gleiche ist wie die Zahl der zweiten Paare (4B) von Entladungselektroden und dass die ersten Paare (4A) von Entladungselektroden und die zweiten Paare (4B) von Entladungselektroden abwechselnd um das Zentrum (O) des Luftblasanschlusses (3) angeordnet sind.
Ionisator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzen-Mitten-Abstand (D) der positiven Entladungselektrode (5A) in den ersten Paaren (4A) von Entladungselektroden gleich dem Spitzen-Mitten-Abstand (D) der negativen Entladungselektrode (5B) in den zweiten Paaren (4B) von Entladungselektroden ist und dass der Spitzen-Mitten-Abstand (D) der negativen Entladungselektrode (5B) in den ersten Paaren (4A) von Entladungselektroden gleich dem Spitzen-Mitten-Abstand (D) der positiven Entladungselektrode (5A) in den zweiten Paaren (4B) von Entladungselektroden ist.
Ionisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (C) zwischen Spitzen benachbarter Entladungselektroden (5A, 5B) in benachbarten Paaren (4A, 4B) von Entladungselektroden größer ist, als der Abstand (B) zwischen Spitzen der beiden Entladungselektroden (5A, 5B) in den Paaren (4A, 4B) von Entladungselektroden.
Ionisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungselektroden (5A, 5B) bis auf einen Spitzenabschnitt (5a) für die Durchführung einer elektrischen Entladung mit einem Isoliermaterial (11) abgedeckt sind.
Ionisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Paaren (4A, 4B) von Entladungselektroden in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Luftblasanschlusses (3) angeordnet sind, und dass die beiden Entladungselektroden (5A, 5B) in jedem der Paare (4A, 4B) von Entladungselektroden neben- und nahe beieinander in der Umfangsrichtung des Luftblasanschlusses (3) angeordnet sind, wobei Elektrodenspitzen (5c) zu dem Inneren des Luftblasanschlusses (3) gerichtet sind.
Ionisator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Paaren (4A, 4B) von Entladungselektroden in einem Bereich innerhalb des Luftblasanschlusses (3) angeordnet sind, und dass die beiden Entladungselektroden (5A, 5B) in jedem der Paare (4A, 4B) von Entladungselektroden unterschiedliche Abstände von dem Zentrum (O) des Luftblasanschlusses (3) aufweisen, wobei die Elektrodenspitzen (5c) in einer Luftblasrichtung gerichtet sind.