DE2215852A1

DE2215852A1 - Verfahren und Gerät zum Erzeugen von Ionen und zum Steuern elektrostatischer Potentiale

Info

Publication number: DE2215852A1
Application number: DE19722215852
Authority: DE
Inventors: Robert Edward Boulder CoI. Bolasny (V.StA.)
Original assignee: Scientific Enterprises, Inc., Broomfield, CoI. (V.St.A.)
Priority date: 1971-04-14
Filing date: 1972-03-30
Publication date: 1972-10-19
Also published as: FR2135162A1; CA946528A; SE369548B; FR2135162B1; CH560473A5; US3711743A; GB1356211A; BE782172A; NL7204142A

Description

Patentanwälte

Reicliel u. Reichel

6 Frankfurt a. M. 1

ParkslraSe 13

6984

SCIENTIFIC ENTERPRISES, INC., Broomfield, Colorado, VStA

Verfahren und Gerät zum Erzeugen von Ionen und zum Steuern elektrostatischer Potentiale

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf die Erzeugung von Ionen in einem Gas.

Gemäß der Erfindung v/ird ein Verfahren zum Erzeugen von Ionen vorgeschlagen, bei dem ein elektrischer Energieverlauf mit kennwertgesteuerten positiven und negativen wiederkehrenden Komponenten erzeugt wird und die erzeugte elektrische Energie zum Erzeugen der Ionen dem Gas zugeführt wird.

Gemäß der Erfindung ist ferner ein Gerät zum Erzeugen von Ionen vorgesehen, bei dem eine Generatoreinrichtung einen elektrischen Energieverlauf mit wiederkehrenden, kennwertgesteuerten positiven und negativen Komponenten erzeugt und eine Dispersionseinrichtung zum Verteilen der Energie eine Ionisationsspitze, der die erzeugte Energie zugeführt wird, und in einem vorgewählten Abstand von der Ionisationsspitze eine Masseelektrode enthält, wobei die Dispersionseinrichtung derart betreibbar ist, daß sie in dem Gas zwischen der Ionisationsspitze und der Masseelektrode Ionen erzeugt.

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— P —

Gemäß der Erfindung ist ferner ein Gerät zum Erzeugen von Ionen und Steuern elektrostatischer Potentiale vorgesehen, das einen kanalartigen Körper mit einen quer zu seinen Linlafjende verlaufenden Filter und Schirm, eine Einrichtung zum Einleiten des zu ionisierenden Gases in den kanalarti^c-n Körper mit einer vorgewählten Geschwindigkeit und eine an Einlullende des kanalartigen Körpers nahe bei den Filter und den Schirr;» angeordnete Baukastenanordnung enthält, die aus mehreren lösbar miteinander verbundenen und zusammengesteckten Baueinheiten besteht, wobei jede Baueinheit ein aufrechtstehender; Atschlußgehäuse mit einer internen gedruckten Schalungsplatte und eine Matrix aus lonisationszellen enthält, die am einen Ende von dem Abschlußgehäuse getragen werden und in vertikal voneinander beabstandeten Zeilen und waagrecht voneinander beabstandeten Spalten angeordnet sind, jede Zelle eine erste Gruppe von etwa horizontal verlaufenden Stützstäben aufv/eist, die in vertikalen Abständen parallel zueinander angeordnet sind, jeder Stützstab mit einem Ende lösbar an dem Abschlußgehäuse befestigt ist, jede Zelle eine zweite Gruppe von horizontal verlaufenden Stützstäben aufweist, von denen jeder mit · seinem einen Ende mit dem anderen Ende eines zugehörigen Stabs der ersten Gruppe lösbar verbunden ist, jeder Stützstab mehrere Elektrodenstifte aufweist, die in Längsrichtung des Stabs in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind, die Elektrodenstifte in Spitzen auslaufen, die sich alle in der gleichen Ebene befinden und mehrere Ionisationsspitzen bilden, jede Zelle über jedem Stützstab eine obere Hasseelektrode und unter jedem Stützstab eine untere Masseelektrode aufweist, die Baukastenanordnung ferner einen Generator enthält, der die elektrische Netzenergie in eine elektrische Ionisationsenergie mit einem kennwertgesteuerten Verlauf umformt und eine Ausgangsklenme enthält, die über die Abschlußgehäuse mit den lonisationsspitzen verbunden ist, und die Abschlußgehäuse zur elektrischen und mechanischen Verbindung lösbare Kupplungseinrichtungen aufweisen.

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BAO ORIGINAL

Weiterhin enthält ein Gerät zum Erzeugen von Ionen und Steuern elektrostatischer Potentiale gemäß der Erfindung einen einen Gaseinlaß aufweisenden rohrförmigen Körper, der in einem Düsenkopf mit einem begrenzten Auslaß und seitlichen Venturi— Einlaßdüsen endet, eine in dem rohrförmigen Körper befestigte ringförmige Hasseelektrode, einen in der Mitte des rohrförmigen Körpers angeordneten Elektrodenstift, der innerhalb der Kasseelektrode in einer Ionisationsspitze endet, eine Einrichtung, die in den rohrförmigen Körper unter Druck ein Gas einleitet, das den Raum zwischen der Masseelektrode und dem Elektrodenstift durchströmt, und eine an dem rohrförmigen Körper befestigte Generatoreinrichtung zum Erzeugen elektrischer Ionisationsenergie mit einem kennwertgesteuerten Verlauf zum Erzeugen von Ionen in dem Gas zwischen der Ionisationsspitze und der Masseelektrode.

Ein Gerät zum Erzeugen von Ionen und Steuern elektrostatischer Potentiale enthält gemäß der Erfindung einen länglichen etwa U-förmigen Stützkörper mit mehreren zum Einleiten eines Gasstroms dienenden länglichen Schlitzen in der einen Seite, einen elektrischen Induktionskörper, der auf der einen Seite des Stützkörpers als Verlängerung ausgebildet ist, mehrere in dem Stützkörper angeordnete Ionisationsspitzen, die von einem länglichen Stützstab gebildet sind, der sich in Längsrichtung des Stützkörpers erstreckt und in gleichmäßigen Abständen mehrere hervorragende Elektrodenstifte aufweist, und einen am Stützkörper befestigten Generator mit einer Ausgangsklemme, die zur Zufuhr elektrischer Ionisationsenergie mit einem kennwertgesteuerten Verlauf zu den Ionisationsspitzen zwecks Ionenerzeugung mit der Stützelektrode verbunden ist.

Ionenerzeugungsgeräte gemäß der Erfindung werden an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit Figuren beschrieben.

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Die Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die Fig. 2 zeigt den Ausgangssignalverlauf, der mit der in der Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung erzielt wird.

Die Fig. 3 stellt eine abgewandelte Umformerschaltung der in der Fig. 1 gezeigten Generatorschaltung dar.

Die Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht einer Ionenkanone mit der in der Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Generatorschaltung.

Die Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Düsenabschnitts der Ionenkanone nach der Fig. 4.

Die Fig. 6 zeigt eine Zusammenbauzeichnung einer tragbaren Ausführungsform eines Geräts nach der Erfindung.

Die Fig. 7 ist ein Vertikalschnitt längs der Linie 7-7 in der Fig. 6.

Die Fig. 8 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der tragbaren Einheit nach der Fig. 6 mit einem Außengebläse.

Die Fig. 9 stellt eine weitere Ausführungsform der tragbaren Einheit nach der Fig. 6 dar, die in eine Strömungsleitung eingeschaltet ist.

Die Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines nach dem Baukastenprinzip'aufgebauten erfindungsgemäßen Geräts, wobei Teile des Abschlußgehäuses weggebrochen gezeichnet sind,, um die Innenteile zu zeigen, und der Schirm und das Filter der besseren Übersicht halber lediglich teilweise dargestellt sind.

Die Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 in -der Fig. 10.

Die Fig. 12 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des in der Fig. 10 dargestellten Geräts und zeigt die lösbare Befestigung der Masseelektroden und Stützstäbe an dem aufrecht stehenden Abschlußgehäuse.

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Die Fig. 13 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Befestigungselements zum Verbinden der Enden von' Masseelektroden und Stützstäben bei dem Gerät nach der Fig. 10.

Die Fig. 14 ist ein Horizontalschnitt durch das in der Fig. 13 dargestellte Befestigungselement.

Die Fig. 15 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Befestigungselements in einer gegenüber der Fig. 14 umgekehrten Stellung und zeigt eine Schraube zum Befestigen des Elements an dem Schirm.

Die Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht einer lösbaren Kupplungseinrichtung zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt einer Baueinheit der in der Fig. 10 dargestellten Baukastenanordnung.

Die Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform für eine Ionisationszelle für die in den Figuren 10 bis 16 gezeigte Baueinheit.

Die Fig. 18 zeigt schematisch wie die in den Figuren 10 bis 16 dargestellte Baukasteneinheit am Ende eines kanalartigen Körpers angeordnet ist, bei dem es sich um ein Zimmer handeln kann.

Die Fig. 19 zeigt schematisch wie eine Baueinheit nach den Figuren 10 bis 16 an einer Laminarluftströmung-Werkbänk befestigt ist.

Die Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht der Unterseite einer gemäß der Erfindung ausgebildeten statischen Schiene.

Die Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht der umgedrehten statischen Schiene nach der Fig. 20.

Die Fig. 22 ist ein Schnitt durch eine über einem bewegten Band angeordnete statische Schiene nach den Figuren 20 und 21,

Die Fig. 23 ist ein Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform einer statischen Schiene nach der Fig. 20, bei der unter Druck ein Gas zugeführt wird.

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In der Fig. 1 ist eine Ionengeneratorschaltung dargestellt, die von einem herkömmlichen Wechselstromnetz gespeist werden kann, also mit einer Spannung von 105 bis 129 oder 220 bis 240 Y bei 50 oder 60 Hz. Das speisende Wechselstromnetz ist als Signalgenerator 11 dargestellt, der an die Eingangsklemmen 12 land 13 der Schaltungsanordnung angeschlossen ist. Ferner ist eine Masseklemme 14 auf der Eingangsseite vorgesehen. Ein in geöffneter Stellung eingezeichneter Leistungsschalter 15 dient zum Anschalten der Generatorschaltung an den Signalgenerator.

Eine Vollweg-Gleichrichterschaltung formt die Netzwechselspannung in eine Gleichspannung mit einem geeigneten Gleichspannungspegel um. Die Umformerschaltung enthält eine Brükkenschaltung mit zwei parallelgeschalteten Zweigen. Der eine Zweig enthält zwei gegeneinandergeschaltete Zenerdioden 16 und 17 und der andere Zweig zwei gegeneinandergeschaltete Gleichrichter 18 und 19. Der gemeinsame Verbindungspunkt zwischen den Gleichrichtern 18 und 19 bildet die eine Gleichspannungsklemme 21, und der gemeinsame Verbindungspunkt zwischen den Zenerdioden 16 und 17 stellt die andere Gleichspannungsklemme 22 dar. Vor der Gleichrichterschaltung ist ein Kondensator 23 in die Wechselstromzuleitung geschaltet. Dieser Kondensator 23 dient als Widerstand, um anfangs die Netzspannung herabzusetzen. Zwischen die Gleichspannungsklemmen 21 und 22 der Vollweg-Gleichrichterschaltung ist ein Glättungskondensator 24 geschaltet. Während aufeinanderfolgender Perioden sind in der einen Halbwelle einer der Gleichrichter und eine der Zenerdioden leitend, während der andere Gleichrichter und die andere Zenerdiode gesperrt sind, und in der anderen Halbwelle sind der andere Gleichrichter und die andere Zenerdiode leitend, während die ersteren gesperrt sind. Jede Zenerdiode nimmt den Uberschußstrom auf, der von einer noch zu beschreibenden Oszillatorschaltung nicht benötigt wird. Dem Kondensator 23 ist ein Widerstand 25 parallelgeschaltet, um eine Stoßbelastung zu verhindern, wenn die Schaltungsanordnung durch den Schalter 15 von dem Netzsignalgene-

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rator 11 getrennt wird.

An die Gleichspannungsklemmen 21 und 22 ist eine Sperrschv/ingerschaltung angeschlossen. Die Sperrschvringerschaltung enthält einen NPN-Transistor 28, einen Widerstand 29, eine Spule 31, die mit dem Widerstand 29 in Reihe zwischen die Basis des Transistors und die Gleichspannungsklemme 21 geschaltet ist, und einen Widerstand 32, der zwischen den Emitter des Transistors und die Gleichspannungsklemme 22 geschaltet ist. Die Primärwicklung 33 eines Impulstransformators J>h ist zwischen den Kollektor des Transistors und die Gleichspannungsklemme 21 geschaltet. Der Primärwicklung 33 ist eine Reihenschaltung aus einem Gleichrichter 35 und einem Widerstand 36 parallelgeschaltet. Zwischen den Emitter des Transistors und den Verbindungspunkt der Spule 31 und des Widerstands 29 ist eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 37 und einer Rückkopplungswicklung 38 des Transformators geschaltet.

Im folgenden wird auf den in der Fig. 2 dargestellten Signalverlauf Bezug genommen, um die Arbeitsweise der oben beschriebenen elektronischen Oszillatorschaltung zu erläutern, bei der es sich grundsätzlich um einen Sperrschwinger handelt. Die Zeitverläufe des Stroms, der Spannung und der von der Schaltung abgegebenen Leistung sind praktisch gleich und werden durch den in der Fig. 2 gezeigten Verlauf C dargestellt. Ein Vergleich zwischen dem Spannungs- und Stromverlauf zeigt, daß die positive Komponente des Stroms anfangs eine stärkere Zunahme aufweist als die Spannung, jedoch praktisch die gleiche Abnahmesteigung haben. Ferner zeigt die negative Komponente des Stroms anfangs eine stärkere Zunahme als die Spannung, praktisch die gleiche AbnahmeSteigung und dann einen stärkeren Abfall auf Null hinter der Koronakomponente. Die noch beschriebenen Koronakomponenten treten in dem Stromverlauf auf. Während einer Oszillatorperiode wird zunächst der Kondensator 37 über den Widerstand 29 geladen, und der Basis des Tran-■ sistors ein Vorstrom zugeführt, der den Transistor in den leitenden Zustand bringt. Dadurch wird der Primärwicklung 33 des Transformators die Gleichspannung zugeführt. Diese Spannung

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an der Wicklung 33 wird in der Rückkopplungswicklung 38 induziert und veranlaßt, daß durch den Kondensator 37 und die Spule 31 ein Strom in die Basis des Transistors fließt. Diese Mitkopplungswirkung dient ebenfalls zum Durchschalten des Transistors und fördert den Anstieg der positiven Komponente a des Signalverlaufs. Die Komponente a wird auch positiver Impuls genannt.

Die Dauer 1 der positiven Komponente hängt grundsätzlich vom Widerstand der Gleichspannungsquelle, der Induktivität, dem Widerstand und der Kapazität des Impulstransformators 3^, dem Durchschaltwiderstand und der Stromverstärkung des Transistors 28, der Kapazität des Kondensators 37 und der Induktivität der Spule 31 ab. Die Hauptaufgabe der Spule 31 besteht darin, die Geschwindigkeit zu steuern, mit der der Kondensator 37 von dem Mitkopplungsstrom geladen wird.

Wenn der Mitkopplungsstrain von dem Transistor 28 nicht mehr hinreichend verstärkt werden kann, um den von dem Impulstransformator benötigten zunehmenden Primärstrom aufrecht zu erhalten, kehrt uer Impulstransformator seine Polarität um und erzeugt die negative Komponente b, wenn sein Magnetfeld bei dem Versuch, den Stromfluß aufrecht zu erhalten, zusammenbricht. Jetzt wird der Transistor durch die Ladung am Kondensator 37 und die Spannung der negativen Komponente an der Rückkopplungswicklung 38 in den Sperrzustand gebracht. Der Gleichrichter 35 und der Widerstand 36 sehen während des Zeitintervalls m eine Strombahn vor. Der Widerstand 36 steuert die Amplitude der negativen Komponente. Die Dauer und Form des negativen Rücklaufimpulses b wird durch die Induktivität und Streukapazität des Impulstransformators Jk gesteuert. Die Dauer der negativen Periode hängt davon ab, wie lange der Widerstand 29 braucht, um den auf die Vorspannung geladenen Kondensator 37 zu entladen, und wie lange die Umladung bis zu einer Spannung dauert, die den Transistor 28 wiederum durch den in die Basis fließenden Vorstrom durchschaltet. Der Widerstand 32 ist ein Teil des Quellenwiderstands der Gleichspannungsquelle und schützt den Transistor 28 vor unzulässig hohen Strömen.

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Die an der Primärwicklung 33 auftretende Spannung wird hochtransformiert und erscheint an den Ausgangsklemmen 43 und 44 der Sekundärwicklung 41. Die Ausgangsklemme 44 ist mit der Kasseklenime 14 verbunden. Ein Kopplungskondensator 42 begrenzt die der noch zu beschreibenden Dispersionsanordnung zugeführte Energie. Diese Energie wird aktiven Elektroden zugeführt, die in einer oder mehreren Ionisationsspitzen enden, die von Masseplatten beabstandet sind, um gleichzeitig sowohl positive als auch negative Ionen in einem sie umgebenden Gaskörper zu erzeugen.

Durch entsprechende V/ahl der Vierte für die oben beschriebenen Schaltungsteile kann man die Amplitude, Dauer und Frequenz der positiven und negativen Energiekomponenten direkt derart steuern, daß eine maximale Ionisation erzielt wird. Die auf diese Weise von der Schaltungsanordnung erzeugte Energie kann man durch periodische kennwertgesteuerte positive und negative Komponenten kennzeichnen. Das Verhältnis aus der Dauer der positiven Komponente und der Dauer der negativen Komponente ist gegenüber dem Verhältnis aus der Amplitude der positiven Energiekomponente und der Amplitude der negativen Energiekomponente ausgeglichen, um eine optimale Ausgewogenheit zwischen der positiven und negativen Ionisation zu erzielen und die positive und negative Korona- und Ozonerzeugung zu steuern. Die Amplitude der positiven Komponente wird weiterhin direkt von dem Windungsverhältnis des Impulstransformators 34 beeinflußt .

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Bauelementwerte vorzugsweise derart gewählt, daß die Wiederholungsfrequenz des erzeugten Schwingungsverlaufs über der Netzfrequenz und im allgemeinen über dem zweifachen Wert der Netzfrequenz liegt. Die Frequenz kann beispielsweise 10 kHz betragen, also im hohen Tonfrequenzbereich auftreten.

Versuchsergebnisse 'mit der obigen Schaltungsanordnung zeigen, aaß bei dem Stromverlauf eine positive Korona bei einem Wert auftritt, dem eine positive Spitzengleichspannung von etwa

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5000 V entspricht. Die besten Ergebnisse v/erden bei einer positiven Spitzengleichspannung von 7000 V bis 8600 V für die Komponente a erzielt. Bei einer Spannung von 8600 V betragt der Spitzenstrom etwa 600 /UA. In diesem positiven Spannungsbereich kann man auf dem Stromverlauf eine Komponente beobachten, die in der Fig. 2 mit d bezeichnet ist. Diese positive Koronakomponente ist hinsichtlich ihrer Amplitude und Intensität diffus, schwach und vollkommen unregelmäßig. Die Amplitude dieser positiven Koronakomponente ist mit einer positiven Komponente a vergleichbar, die in der Form eines Impulses oder Einhüllenden auftritt. Ferner zeigen die Versuchsergebnisse, daß auf dem Stromverlauf eine negative Korona bei einem Wert auftritt, dem eine Gleichspannung von etwa -3000 V für die Komponente b entspricht. Die negative Koronakomponente reitet auf der Komponente b und ist in der Fig. 2 mit e bezeichnet. Die negative Koronakomponente e hat einen sägezahnförmigen Verlauf und tritt geordnet und mit konstanter Amplitude auf. Die negative Koronakomponente e folgt dem abfallenden Scheitel der negativen Komponente b und tritt während eines Zeitintervalls η auf, das kürzer ist als das Zeitintervall m. Die negative Koronakomponente e beginnt bei einer Gleichspannung von etwa -3000 V zu erscheinen, und die Anzahl der Impulsspitzen pro Zyklus erhöht sich, wenn die negative Gleichspannung auf -4300 V gesteigert wird. Der Spitzenwert des Stromverlaufs beträgt bei einer Gleichspannung von -4300 V etwa 300 /UA. Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Fall mit einer Gleichspannung von -4300 V tritt in der negativen Koronakomponente e die maximale Anzahl von Impulsspitzen auf, und es wird eine maximale negative Ionisation des Gases erreicht. Bei einer Gleichspannung von mehr als-4300 V wird Ozon erzeugt. Die positive Spitzenspannung ist größer als die negative Spitzenspannung, und die negative Spitzenspannung ist wesentlich geringer als in bereits vorgeschlagenen Geräten.

An den Ausgangsklemmen der Sekundärwicklung 41 der beschriebenen Schaltungsanordnung treten sowohl positive als auch negative Gleichspannungen mit verhältnismäßig großer Amplitude in der Größenordnung von ^00O V auf. Die beschriebene Scha L-

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tungsanordnung kann man in Verbindung mit einem elektrostatischen Filter verwenden, oder die Spannung einem statischen Generator zuführen, wie es noch beschrieben wird. Die Verbreitung von positiven oder negativen Ionen soll dem allgemeinen Gesundheitszustand und der Mentalität zuträglich sein. Die Sekundärwicklung 41 weist eine Anzapfung 45 auf, an die eine positive Kaskadenspannungsverdopplerschaltung angeschlossen ist, die einen Kondensator 46 aufweist, dem ein Deltanetzwerk mit Hochspannungsgleichrichtern 47 und 48 und einem Koncensator 49 nachgeschaltet ist. Die Ausgangsspannung der Spannungsverdoppler schaltung tritt an einer Ausgangsklemme 51 auf. Ferner ist die Anzapfung 45 mit einer negativen Kaskadenspannungsverdopplerschaltung mit einem Kondensator 52 verbunden, dem ein Deltanetzwerk aus Hochspannungsgleichrichtern 53 und 54 sowie einem Kondensator 55 nachgeschaltet ist. Die Ausgangsspannung dieser Spannungsverdopplerschaltung tritt an einer Ausgangsklemme 56 auf.

n'ährend des Betriebs der beschriebenen Generatorschaltung wird die vom Netz zugeführte Y/echselstromleistung in Gleichstromleistung umgeformt, die zur Speisung der Sperrschwingercchaltung dient. In der Sperrschwingerschaltung wird ein Signalverlauf C mit periodischen kennwertgesteuerten positiven und negativen Energiekomponenten a und b erzeugt, die vorzugsweise sowohl in der Amplitude als auch in der Dauer zusammen mit den überlagerten Koronakomponenten d und e für die maximale Ionisation eines Gaskörpers voneinander abweichen.

Eine gegenüber der Darstellung nach der Fig. 1 abgewandelte ümformerschaltung ist in der Fig. 3. gezeigt. V.'ährend sich die Umformerschaltung nach der Fig. 1 besonders dazu eignet, auf derselben Schaltungsplatte angeordnet zu werden wie die übrigen Schaltungselemente, kann man den Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer nach der Fig. 3 in einem kästchenförmigen Wandstecker unterbringen. Ein übliches Y/echselspannungsnetz mit 220 bis 240 V bei 50 oder 60 Hz ist durch einen Signalgenerator 58 dargestellt, der an die Lingancsklemmen 59 und 61 der Schaltung angeschlossen ist. Ein übliches Vechselspannungsnetz mit

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einer Spannung von 105 bis 129 V bei 50 oder 60 Hz ist durch einen Signalgenerator 62 dargestellt, der an die Eingangsklemmen 59 und 63 angeschlossen ist. Ein in geöffneter Stellung dargestellter Leistungsschalter 64 verbindet in seiner geschlossenen Stellung die Umforraerschaltung mit dem betreffenden Wechselstromnetz.

Die Umformerschaltung weist einen Abwärtstransformator 65 mit einer Primärwicklung 66 auf, die mit ihren Außenenden an die Eingangsklemmen 59 und 61 sowie mit einer Mittelanzapfung an die Eingangsklemme 63 angeschlossen ist. Die Signalgeneratorspannung wird in der Sekundärwicklung 67 des Transformators herabtransformiert und einer Vollweg-Gleichrichterbrücke 68 mit vier Gleichrichtern zugeführt. Die durch Gleichrichtung erzeugte Gleichspannung tritt an den Eingangsklemmen 21 und 22 auf, zwischen die der Glättungskondensator 24 geschaltet ist. Von den Eingangsklemmen 21 und 22 wird, die Gleichspannung der in der Fig. 1 dargestellten Sperrschwingerschaltung zugeführt.

In den Figuren 4 und 5 ist eine Ionenkanone in Form einer Energiedispersionsanordnung für eine hohe Geschv/indigkeit und mit geringem Volumen dargestellt, die mit der Schaltungsanordnung nach der Fig. 1 verbunden werden kann. Die Ionenkanone enthält im allgemeinen einen rohrförmigen Körper 71, nahe bei dessem Ausströmende ein Elektrodenstift 72 angeordnet ist, der in einer Ionisationsspitze 72a endet, die von einer ringförmigen oder scheibenförmigen Hasseplatte 73 umgeben ist. Der rohrförmige Körper 71 v/eist an seinem Ausströmende einen abnehmbaren Düsenkopf 74 mit einer zentrischen Ausströmöffnung 75 und seitlichen Venturi -Saugdüsen 76 auf, die sich von ihrem Einlaßende zu ihrem Auslaßende hin verjüngen. Der Düsenkopf 74 weist ein Außengewinde auf, mit dem er in ein Innengewinde" des rohrförmigen Körpers eingeschraubt ist. Die ringförmige Masseplatte 73 ist in das Ende des rohrförmigen Körpers eingesetzt und wird von dem eingeschraubten Düsenkopf am Ausströmende des rohrförmigen Körpers an ihrem Platz gehalten.

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Die Netzspannung wird der in" einem Gehäuse 77 untergebrachten Ionengeneratorschaltung über eine Leitung 78 zugeführt. Von dem Gehäuse 77 und der Generatorschaltung führt eine aktive Leitung 79 zu dem Elektrodenstift 72 und eine Masseleitung zu der ringförmigen Masseplatte 73. Die Leitung 79 ist mit Hilfe einer Verbindungsmuffe 80 lösbar mit dem Elektrodenstift 72 verbunden. Der Elektrodenstift ist zentrisch angeordnet und wird abnehmbar in dem rohrförmigen Körper 71 von einer gabelartigen Stütze gehalten. Das Gehäuse 77 und der rohrförmige Körper 71 sind einstückig hergestellt und weisen einen Arm 84 auf, über den das eine Ende des Gehäuses mit einem Handgriff 82 verbunden ist.

Ein Gas, bei dem es sich im allgemeinen um Luft handelt, wird unter Druck über einen Durchlaßkanal in dem Handgriff 82 in das Einlaßende des rohrförmigen Körpers eingeleitet. Der Handgriff enthält ein Luftregelventil, das von einem Drücker 83 betätigbar ist. Ein Paßstück 85 mit Außengewinde verbindet den Handgriff lösbar mit dem rohrförmigen Körper. Ein weiteres Paßstück 86 mit Außengewinde verbindet das andere Ende des Handgriffs 82 über eine Öffnung in dem Arm 84 lösbar mit einer Druckleitung 87. Über diese Paßstücke ist somit das Gehäuse 77 lösbar mit dem Handgriff 82 verbunden. Bei Betätigung des Drückers 83 strömt ein unter Druck stehendes Gas durch den rohrförmigen Körper an der Ionisationsspitze vorbei und verläßt den rohrförmigen Körper durch die Ausströmöffnung 75. Auf diese V/eise werden Ionen erzeugt, die auf verschiedenartige Oberflächen gerichtet werden können, die eine elektrostatische Neutralisation benötigen.

In den Figuren 6 und 7 ist eine tragbare Einheit dargestellt, die ein am Ende offenes, längliches hohles Gehäuse 89 enthält, das sich in Richtung von seinem Einlaßende zu seinem Auslaßende verjüngt. Diese Verjüngung dient zu Erzielen einer maximalen Luftströmungsgeschwindigkeit mit einem eingebauten Motorgebläse 105. Das Gehäuse 89 weist einen U-förmigen Flansch 91 auf, der sich am Boden des Gehäuses befindet und

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mit einer Scheibe 92 rait Innengewinde ausgerüstet ist, um das Anbringen einer Stütze 93 mit einem geeigneten Befestigungsmittel, beispielsweise einem Schraubenbolzen 9^ zu erleichtern'. Die Stütze kann verschiedenartige Formen annehmen und beispielsweise nach Art eines Griffs ausgebildet sein, so daß sie von der Hand gehalten werden kann. Sie kann aber auch die Form eines Doppelarms haben, der dann auf eine ebene Oberfläche gestellt oder daran befestigt werden kann. Bei dieser ebenen Oberfläche kann es sich beispielsweise um die Oberseite einer Bank oder Grundplatte handeln. Die Ionisationszelle dieser Einheit enthält einen einzigen Ionisationselektrodenstift 95, der sich in der Mitte des Gehäuseausströmendes in Längsrichtung des Gehäuses erstreckt. Ein beispielsv/eise aus einem Metallband gebildeter Massering 96 ist längs des inneren Umfangsrands einer ringförmigen Abschlußkappe 97 befestigt. Die Abschlußkappe 97 trägt eine gitterförmige Leitkanalanordnung 98, die wiederum den Ionisationselektrodenstift unterstützt. Die Leitkanalanordnung 93 besteht aus mehreren sich schneidenden Streifen, von denen eine Gruppe von Streifen 98a in einem Abstand parallel zueinander und eine weitere Gruppe von Streifen 93b ebenfalls in einem Abstand parallel zueinander, aber senkrecht zu der ersten -Gruppe von Streifen angeordnet sind. Auf diese Weise wird auch ein Mittenkanal 98c gebildet, in dem der Ionxsationselektrodens.tift verschiebbar in einer tassenförmigen Stütze 99 angeordnet ist. Ein leichter Schutzschirm 101 ist mit seinem Endabschnitt über den Mittenkanal geschoben und weist einen senkrecht zu der Gasströmung verlaufenden perforierten Vorderabschnitt auf. Eine unter Spannung stehende Leitung 102 erstreckt sich durch die Mitte der Stütze 99 und ist mit dem Elektrodenstift 95 verbunden. Eine Masseleitung 103' ist mit dem Massering 96 verbunden. Die Leitkanalanordnung 98 dient dazu, die Gasströmung mit minimaler Turbulenz durch den Raum zwischen dem Ionisationselektrodenstift und dem Massering 96 durchzuleiten. Durch die minimale Turbulenz wird die Ionisation verbessert.

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Das Hotorgebläse 105 ist in einen abnehmbaren Abschlußrahmen 106 eingebaut, der gleitend in die Einlaßöffnung des Gehäuses eingeschoben werden kann. Zwei gewellte Filter 107 und 108, die um einen rechten Winkel gegeneinander verdreht sind, können gleitend in eine Ausnehmung in dem Einlaßende des Gehäuses 106 eingeschoben werden und dienen zum Abdecken des Gebläses und zum Fernhalten von festen Teilchen aus dem zu ionisierenden Gasstrom. Die Ionengeneratorschaltung ist in einem verhältnismäßig kompakten Gehäuse 109 untergebracht, das in den U-förmigen Stützflansch 91 eingeschoben ist und -von dem Abschlußrahmen 106 an seinem Platz gehalten wird. Über eine Leitung 110 ist die Schaltung an das Netz angeschlossen.

Während des Betriebs der in den Figuren 6 und 7 dargestellten tragbaren Einheit erzeugt die dem Elektrodenstift 95 zugeführte Ionisationsenergie zwischen der Stiftspitze und dem Massering 96 ein elektrisches Feld. Das in Richtung der eingezeichneten Pfeile stromende Gas bewirkt, daß sich das erzeugte elektrische Feld nach außen in Richtung der Gasströmung durchbiegt,wie es durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Dabei wird das das elektrische Feld durchströmende Gas zwischen dem Stift 95 und dem Ring 96 ionisiert.

In der Fig. 8 ist eine tragbare Einheit dargestellt, die dem in den Figuren 6 und 7 dargestellten Gerät ähnlich ist, jedoch anstelle des viereckigen Querschnitts ein rohrförmiges zylindrisches Gehäuse 111 mit einem in Längsrichtung gleichförmigen Querschnitt aufweist. An dem zylindrischen Gehäuse 111 ist ein Gehäuse 112 befestigt, das die Ionengeneratorschaltung enthält. Ein am Gehäuse 112 befindlicher Schalter 112a dient zum Ein- und Ausschalten. Am Ausströmende des Gehäuses 111 ist eine kreisförmige Ionisationszellen- und Leitkanalanordnung 113 mit einem einzigen Ionisationsstift 113a angeordnet, der sich in der Mitte der gitterförmigen Leitkanalanordnung befindet. Ein herkömmliches Zentrifugalgebläse 114 ist am Einlaßende des Gehäuses 111 befestigt und dient zum Durchblasen von Luft durch die Ionisationszellen- und Leitkanalanordnung 113. In der Fig. 9 ist das gleiche rohr-

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förmige zylindrische Gehäuse 111 dargestellt, an dem wiederum das Gehäuse 112 mit dem Schalter 112a befestigt ist. In diesem Fall ist jedoch das Gehäuse 111 nicht an ein äußeres Gebläse 11A angeschlossen, sondern in eine Gasstromleitung 115 eingeschaltet, über die beispielsweise Luft in einen Raum eines Gebäudes geblasen wird.

In den Fig. 10 bis 16 ist eine in Baukastenweise aufgebaute Einheit dargestellt, die ein senkrecht stehendes Gehäuse 116 aufweist, das· das eine Ende einer matrixartigen Ionisationszellenanordnung trägt. Die Ionisationszellen 1.17 sind in einem Abstand voneinander in einer senkrechten Ebene in Zeilen und Spalten angeordnet und befinden sich in einem Abstand vor einem Schirm und einem Filter 120. Ein Gas, bei dem es sich im allgemeinen um Luft handelt, wird in Richtung der in der Fig. 11 eingezeichneten Pfeile zuerst durch das Filter 120, anschließend den Schirm 119 und dann durch die Zellen geleitet. Der Schirm 119 besteht aus perforiertem Aluminiumblech, und bei dem Filter handelt es sich um ein hochwirksames Luftfilter zum Fernhalten von fester, Teilchen aus dem Luftstrom. Ein solches Filter ist beispielsweise unter dem Handelsnamen HEPA-Filter bekannt. In der Fig. 10 sind der besseren Übersicht halber lediglich ein Teil des Schirms und des Filters dargestellt. Der Schirm und das Filter erstrecken sich jedoch über die Hinterseite von allen Ionisationszellen 117.

Das Abschlußgehäuse 116 ist hohl ausgebildet und enthält eine entsprechend den Figuren 1 bis 3 aufgebaute Ionengeneratorschaltung. Eine gedruckte Schaltungsplatte 121 erstreckt sich im Innern über .die gesamte Gehäuselänge und trägt die Generatorschaltung. Ein leitender Streifen 122 auf der Schaltungsplatte bildet einen gemeinsamen Ausgangsleiter für die spannungsführenden Elektroden. Ein leitender Streifen 123 auf der Schaltungsplatte 121 bildet einen Leiter für die Masseplatten. Ferner ist an dem Gehäuse ein Ein-Aus-Schalter 124 befestigt. In das Gehäuse ist ein Meßgerät 125 eingebaut, das den Generatorstrom mißt und anzeigt. Über eine Leitung 126 ist die Generatorschaltung an ein V/echselstromnetz angeschlossen. Das

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obere Ende des Gehäuses 116 ist mit einem Anschlußdeckel 127 versehen, in den der Stecker 128 am unteren Ende eines weiteren Gehäuses 116' gesteckt v/erden kann, wie es in der Fig. 16 dargestellt ist. Der Sockel und der Stecker sorgen zum einen für die elektrischen Verbindungen zwischen den Gehäusen und dienen zum anderen zur vertikalen Ausrichtung der ineinandergesteckten Baukastenteile. Über die geschaffenen elektrischen Verbindungen kann entweder die Netzspannung oder die elektrische lonisationsenergie der Generatorschaltung zu der nächsten Baueinheit übertragen werden. Ferner ist eine Masseverbindung vorgesehen.

Jede der spalten- und zeilenweise angeordneten Ionisationszellen 117 enthält in einem senkrechten Abstand eine obere und eine untere austauschbare Masseplatte 131 bzw. 132. Vorzugsweise erstreckt sich in der Mitte zwischen den Masseplatten und parallel zu ihnen eine austauschbare horizontale spannungsführende Elektrode 133, die die Form eines Stabs oder einer Stange haben kann und mehrere in Längsrichtung voneinander beabstandete Ionisationselektrodenstifte 134 aufweist. Die Ionisationselektrodenstifte enden in einer scharfen Ionisationsspitze 135.

Wie es am besten aus der Fig. 11 hervorgeht, haben die Masseplatten und der spannungsführende Elektrodenstab einen flügelartigen Querschnitt mit einer oberen und unteren konkaven Oberfläche, um der Gasströmung einen minimalen Strömungswiderstand entgegenzusetzen und die Turbulenz so gering wie möglich zu halten. Die Ionisationselektrodenstifte 134 sind in Strömungsrichtung an der Abstromkante des spannungsführenden Elektrodenstabs mit dem flügeiförmigen Querschnitt angeordnet. Die oberen und unteren Grundplatten mit dem Elektrodenstab der einzelnen Ionisationszellen einer Baueinheit sind bei der gezeigten Anordnung in drei senkrechten Etagen angeordnet, wobei jeweils drei Ionisationselektrodenstifte senkrecht miteinander ausgerichtet sind.

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Entsprechend der Darstellung nach der Fig. 17 können die Ionisationszellen 117a derart geformt sein, daß die obere Masseplatte abwechselnd aus geraden Abschnitten 131a und nach oben gerichteten bogenförmigen Abschnitten 131b und die untere Kasseplatte abwechselnd aus geraden Abschnitten 132a und nach unten gerichteten bogenförmigen Abschnitten 132b besteht, wobei sich die geraden Abschnitte und die bogenförmigen Abschnitte einander gegenüber liegen und jeweils ein an dem Elektrodenstab 133 befestigter Ionisationselektrodenstift 134 in der Mitte zwixhen einem nach oben und einem nach unten gerichteten bogenförmigen Abschnitt angeordnet ist. Auf diese V/eise bilden die senkrecht miteinander ausgerichteten oberen und unteren bogenförmigen Abschnitte eine konzentrische Anordnung um den Ionisationselektrodenstift 134, so daß das Gas durch eine weitgehend kreisförmige Masseplattenanordnung strömt.

Die äußeren Enden der Masseplatten 131 und 132 jeder Baueinheit sind lösbar durch Öffnungen in das Abschlußgehäuse 116 eingesetzt und werden dort von flexiblen Befestigungselementen 130 an ihrem Platz gehalten. Die Befestigungselemente 130 stehen mit dem Streifen 123 in Verbindung, um den elektrischen Kontakt herzustellen. Die äußeren Enden der spannungsführenden Elektrodenstäbe 133 stehen mit dem Streifen 122 in Verbindung. Die inneren aneinanderstoßenden Enden der Masseplatten sind lösbar miteinander gekuppelt, so daß die gesamte Anordnung beliebig breit ausgeführt werden kann. Wie es am besten aus den Figuren 13 und 14 hervorgeht, überlappen sich die benachbarten Enden von zwei Masseplatten, wobei das Ende der einen Platte einen abgekröpften Abschnitt 136 mit einem Schlitz 136a und das Ende der anderen Platte einen Vorsprung 137 aufweist, der sich in den Schlitz 136a erstreckt. Ein lösbares Befestigungselement 138 ist in Form einer Klemme über die sich überlappenden Enden der Masseplatten geschoben, um diese aufeinander ausgerichtet fest zu verbinden. Das klemmenartige Befestigungselement 138 hat einen unteren bügelartigen Abschnitt 139, der die sich überlappenden Enden der benachbarten Grundplatten umgibt, und einen oberen senkrechten Abschnitt 141 mit

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einer öffnung 142 sowie einen sich daran anschließenden nach unten umgebogenen hakenförmigen Abschnitt 143. Der hakenförmige Abschnitt 143 ist derart angeordnet, daß er in den Schirm 119 eingehängt werden kann, um die Masseplatte oder den Elektrodenstab zu haltern. Abweichend davon kann man das klemmenartige Befestigungselement herumdrehen und mit einer Schraube 144, die sich durch die Öffnung 142 erstreckt, an dem Schirm 119 anschrauben, wie es in der Fig. 15 angedeutet ist. Die spannungsführenden Elektrodenstäbe werden in der gleichen V/eise mit den Befestigungselementen 138 miteinander verbunden wie die Masseplatten.

In den Figuren 18 und 19 sind zwei handelsübliche Ausführungsbeispiele mit baukastenartigen Einheiten dargestellt. In der Fig. 18 sind mehrere Baueinheiten A, B, C und D zu sehen, die aufeinandergesetzt sind und an dem einen Ende eines hohlen kanalartigen Körpers 146 eine zusammengesetzte Bauanordnung bilden. Der kanalartige Körper 146 ist an allen Seifen geschlossen und kann den Kanal einer Klimaanlage, ein Zimmer in einem Haus oder dgl. darstellen. Der Körper 146 weist eine obere Wand 147, eine untere Wand 148 und einander gegenüberliegende Seitenwände 149 und 151 auf und enthält einen Zirkulationskanal, der von der einen Stirnseite oberhalb der oberen Wand über ein Gebläse 152 zu der anderen Stirnseite führt, um ein Gas durch den kanalartigen Körper 146 umlaufen zu lassen.

In der Fig. 19 ist eine einzige Baueinheit A dargestellt, die in aufrechter Stellung am hinteren Ende eines Reinluftraums oder einer Laminarluftströmung-Arbeitsbank 154 befestigt ist. Die Baueinheit ist vor einem kanalförmigen Körper mit einer oberen Wand 155, einem unteren Arbeitstisch 156 und Seitenwänden 157 und 158 angeordnet, die derart ausgerichtet sind, daß die Gasströmung durch die Ionisationszellen der Baueinheit A strömt. Ein Zirkulationskanal 159 hinter der Baueinheit leitet den Luftstrom von einem Gebläse 161 durch die Baueinheit und aus dem kanalartigen Körper heraus, in dem eine Arbeit ausgeführt wird.

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Während des Betriebs der oben beschriebenen Baueinheiten bewegt der durch das elektrische Feld zwischen den Ionisationsspitzen und den Masseplatten geleitete Gasstrom ionisiertes Gas in Richtung des Gasstroms. Die Wirksamkeit der Gasionisation nimmt ab, wenn der Raum zwischen der Ionisationsspitze und den Kasseplatten oder Masseelektroden zunimmt. Bei beiden oben beschriebenen tragbaren und baukastenartigen Einheiten erfolgt die Steuerung der statischen Energie beinahe vollkommen durch die ionisierten Gasteilchen, die ihre Energie abgeben, um das elektrostatische Potential eines Gegenstands zu verringern. Der verhältnismäßig große offene, von der Dispersionsanordnung vorgesehene Bereich zwischen der Ionisationsspitze und der Masseelektrode erzeugt ein verhältnismäßig großes und gleichförmiges elektrisches Feld. Wenn Gasteilchen dieses Feld durchlaufen, werden sie auseinandergebrochen und es entstehen geladene Moleküle oder Ionen. Wenn sich in dem Gasstrom eine gitterartige Leitkanalanordnung befindet, wird die Turbulenz beträchtlich herabgesetzt, und die Ionen können bei minimaler Rekombination von dem Gasstrom über eine größere Strecke befördert werden. Auf diese V/eise erhält man eine höhere Ionisation.

Ein Vergleich zwischen den Geschwindigkeits- und Volumenbereichen der oben beschriebenen Ionenkanone, der tragbaren Einheiten und der Baueinheiten nach dem Baukastenprinzip kann als Beurteilungsmerkmal für verschiedene Anwendungsmöglichkeiten herangezogen werden. So zeichnet sich die Ionenkanone durch eine hohe Geschwindigkeit und ein geringes Volumen aus. Die in den Figuren 6 und 7 dargestellte tragbare Einheit weist eine mittlere Geschwindigkeit und ein mittleres Volumen auf. Die tragbaren Einheiten nach den Figuren 8 und 9 reichen bei mittleren bis hohen Geschwindigkeiten von mittleren bis zu hohen Volumen. Die in den Figuren 10 bis 16 dargestellten Baueinheiten nach dem Baukastenprinzip arbeiten bei Verwendung in Klimaanlagen mit einem hohen Volumen und einer hohen Geschwindigkeit und bei Verwendung in Werkbänken nach der Fig. 19 mit einem mittleren Volumen und einer mittleren Geschwindigkeit. Für Vergleichszwecke sind in der folgenden Tabelle Werte für Volumen und Geschwindigkeiten zusammengestellt:

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Hohe Geschwindigkeit ' 1200 m/min (4000 fpm) und mehr Mittlere Geschwindigkeit 300 m/min (1000 fpm) Niedrige Geschwindigkeit 150 m/min (500 fpm) und weniger Hohes Volumen 60 m /min (2000 Cfm) und mehr

Mittleres Volumen 3 nr/rnin (100 Cfra)

Niedriges Volumen 0,15 m /min(5 Cfm) und weniger

In den Figuren 20 und 23 ist ein Gerät mit einer statischen Schiene dargestellt, das einen äußeren länglichen U-förmigen Stützkörper 163 aufweist, der im Betrieb normalerweise nach unten gerichtet ist und zwei in einem Abstand voneinander angeordnete parallele Seitenwände 164 und 165 sov/ie einen oberen V/andabschnitt 166 aufweist, der die Seitenwände miteinander verbindet. In dem Stützkörper 163 sind Löcher 166a vorgesehen, mit denen der Körper über einer bewegten Bahn 169 aufgehängt werden kann. Längs des unteren Randes der inneren Oberflächen der Seitenwände des Stützkörpers sind zwei leitende Streifen 167 und 168 angeordnet, die sich über die gesamte Länge des Körpers erstrecken und die Masseelektroden für die Energiedispersionsanordnung bilden. Die Seitenwand 165, die in bezug auf die bewegte Bahn 169 die Vorderseite ist, weist eine seitliche Verlängerung 171 auf, die in einer sägeartigen oder gezackten Kante mit Spitzen 172 endet. Die Verlängerung 171 bildet eine vor der Ionisationseinrichtung angeordnete Induktionseinrichtung, um anfangs die statische Ladung auf dem bewegten Band 169 zu verringern.

Ein spannungsführender länglicher Elektrodenstab 173 erstreckt sich längs der Innenseite des Stützkörpers und weist in regelmäßigen Abständen in Längsrichtung des Stabs mehrere voneinander beabstandete Ionisationselektrodenstifte 174 auf. Der Stab 173 ist gegenüber der Mitte des Stützkörpers 164 nach der einen Seite versetzt, wie es dargestellt ist. Die Stifte 174 sind schräg nach unten in Richtung auf die bewegte Bahn gerichtet und enden in Ionisationsspitzen, die in der Mitte des Stützkörpers nur um ein kleines Stück aus einem Schlitz 177 herausragen.

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Ein kanalförmiges Abdeckteil 176 v/eist zwei voneinander beabstandete parallele Seitenwände auf, die sich im Vergleich zu den Seitenwänden des Stützkörpers in der entgegengesetzten Richtung erstrecken und gleitend in die offene Seite des Stützkörpers eingepaßt sind. Das Abdeckteil 176 weist in der Mitte seiner unteren Wand längliche Schlitze 177 auf, die derart ausgebildet sind, daß die Ionisationsstifte 174 um ein geringes Stück durch sie nach außen ragen. Die beiden Enden des Abdeckteils sind mit Stirnwänden 178 verschlossen, um in dem dadurch gebildeten geschlossenen Raum unter Druck stehende Luft an den Ionisationsstiften vorbei nach außen zu leiten. Eine nach unten gebogene Lichtblende 179 ist zwischen die Seitenwände des Stützkörpers eingepaßt und erstreckt sich längs seiner offenen Seite. Die Lichtblende weist an ihren Rändern eine Reihe von nach innen gebogenen länglichen Öffnungen 179a auf. Die Vorderseite des Stützkörpers ist mit Längsschlitzen 181 ausgerüstet, die die Zirkulation des Gasstroms von dem bewegten Band durch den Kanal und aus den Mittenschlitzen 177 heraus erleichtern, die die Ionisationsstifte umgeben. Es hat sich gezeigt, daß dieser zusätzliche Gasstrom um die Ionisationsstifte die Ionisation und damit die Wirksamkeit des Geräts erhöht.

Die Energiegeneratorschaltung ist in einem Gehäuse 183 untergebracht, das auf der Oberseite des Stützkörpers 163 befestigt ist. Die Stromzufuhr erfolgt über eine Leitung 184. Diese Anordnung mit dem in dem Stützkörper integrierten Energiegenerator ist wesentlich kompakter und einfacher zu handhaben.

Eine abgeänderte Ausfuhrungsform einer statischen Schiene ist in der Fig. 23 dargestellt. Bei dieser Anordnung sind die Seitenschlitze 181 geschlossen, und mit einem Gebläse 186 wird über eine Leitung 187 unter Druck ein Gas in den Stützkörper geleitet. Dadurch wird das von den Ionisationsspitzen ausgehende elektrische Feld weiter von dem Gerät nach außen getrieben, und es entsteht eine erhöhte Ionisation. Bei verhältnismäßig kurzen statischen Schienen kommt man mit einer einzigen Einlaßöffnung in dem Stützkörper aus. Bei verhältnismäßig langen statischen Schienen kann man das Gas an verschiedenen Stellen längs der Schiene über

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einen Rohrverteiler einblasen.

Bei den oben beschriebenen statischen Schienen ist die Induktionseinrichtung 171 im allgemeinen 6,2 bis 25,4- mm von dem sich bewegenden Band entfernt und dient dazu, die elektrostatische Energie auf dem Band zu verringern, bevor das Band durch das von den Ionisationszellen erzeugte elektrische Feld läuft.

Bei den statischen Schienen ist der Abstand zwischen den Ionisationsspitzen und den leitenden Streifen, die die Masseelektroden längs des Kanals bilden, verhältnismäßig groß. Das Ziel besteht hier darin, eine verhältnismäßig große Anzahl von Ionen pro Zeiteinheit zu erzeugen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist ein Abstand zwischen der Ionisationsspitze und der Masseelektrode von 19 mm ausreichend. Drei Umstände vermindern die statischen Ladungen auf dem bewegten Band I69. Wenn das Band die Induktionseinrichtung 171 erreicht, strömen von dem Band Ladungen zu den Induktionsspitzen 172, die sich auf Massepotential befinden. Diese Wirkung wird von einem schwachen Ionenfeld unterstützt, das von den Induktionsspitzen 172 ausgeht. Die Induktionseinrichtung dient zum Vermindern der Ladung auf etwa 4 kV bis 5 kV bei optimalen Bedingungen. Der Abstand der Induktionsspitzen von dem Band beträgt vorzugsweise in Abhängigkeit von der Ladung 6,2 mm bis 25,4 mm. Das Band läuft unter ein starkes Ionisationsfeld, und die Ionen dienen dazu, das Gas besser leitend zu machen, so daß sich die Ladungen von dem Band zu den auf Massepotential liegenden Kanten des Kanals bewegen können. Ein Sekundäreffekt zur Verminderung der Ladung wird dadurch erzielt, daß die Ionen ihre Energie abgeben und dadurch die Ladung vermindern. Der dritte Umstand beruht auf dem Luftstrom durch den Kanal in der Bewegungsrichtung der Ionenspreizung , wobei die Ionen Zeit haben, die Ladung zu vermindern. Die Ionisationsspitzen der Schiene haben von der Bahn oder dem Band vorzugsweise einen Abstand von 25 mm bis 75 mm. Eine breitere Schiene ermöglicht es, daß das Band für eine längere Zeit dem Einfluß der Schiene ausgesetzt ist, was mit einer vollständigeren Entfernung der Ladung verbunden ist.

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In der Raumfahrttechnik, Elektronik, Kunststoff- und Papiertechnik sowie bei der Graphik benötigt man oft elektrostatische Potentiale, um einen hohen Reinheitsgrad aufrecht zu erhalten, physikalische Schaden von Bauelementen abzuhalten, Schwierigkeiten bei der Handhabung von Bauelementen zu vermeiden und Feuer oder Explosionsgefahren zu vermindern. Die Ionengeneratorgeräte, bei denen den Ionisationsspitzen die herkömmlichen sinusförmigen Energiesignale von 50 Hz oder 60 Hz zugeführt werden, haben den Nachteil, daß die negativen Spannungspegel größer als 5 kV sein müssen, um eine ausreichende Ionenerzeugung sicherzustellen. Negative Spannungen von mehr als 5 kV erzeugen jedoch Ozon. Ozon ist jedoch gesundheitsschädlich und kann Kunststoffe, Gummi, fotografische Filme, Arzneimittel usw. nachteilig beeinträchtigen. Ferner benötigt man verhältnismäßig große, unhandliche und aufwendige Netzgeräte, um die für die notwendige Spannung erforderliche Energie von 50 Hz und 60 Hz bereitzustellen.

Durch Steuern der Kennwerte der elektrischen Energie gemäß der Erfindung, beispielsweise durch Steuern der Amplitude, Dauer und Frequenz , kann man Ionenerzeugurigsgeräte schaffen, bei denen die obigen Nachteile nicht auftreten. Ferner kann man die Ionisation eines unter Druck stehenden Gasstroms dadurch erhöhen, daß in der oben beschriebenen Weise die Turbulenz vermindert wird. Weiterhin fördern die beschriebenen Geräte die Ladungstrennung der Ionendispersionsanordnung.

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Claims

Patentansprüche

1J Verfahren zum Erzeugen von Ionen mit den Schritten, daß ein elektrischer Energieverlauf mit kennwertgesteuerten positiven und negativen wiederkehrenden Komponenten erzeugt wird und daß die erzeugte elektrische Energie zum Erzeugen von Ionen einem Gas zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem Schritt, daß das Gas während der Zufuhr der elektrischen Energie mit einer vorgewählten Geschwindigkeit bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2 mit dem Schritt, daß zum Erhöhen der Ionisation des Gases die Turbulenz des GasStroms so gering wie möglich gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem zunErzeugen des elektrischen Energieverlaufs die niederfrequente Netzenergie in einen Verlauf mit wiederkehrenden, kennwertgesteuerten positiven und negativen Komponenten elektrischer Energie umgeformt wird und die Amplitude von jeder positiven Komponente größer als die Amplitude von jeder negativen Komponente gemacht wird, um möglichst viele positive und negative Ionen zu erzeugen und die Erzeugung von Ozon in dem Gas so gering wie möglich zu halten.

5. Gerät zum Erzeugen von Ionen, enthaltend eine Generatoreinrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Energieverlaufs mit wiederkehrenden, kennwertgesteuerten positiven und negativen Komponenten und eine Dispersionseinrichtung zum Verteilen der elektrischen Energie mit einer Ionisationsspitze, an die die erzeugte elektrische Energie gelegt wird und mit einer Masseelektrode, die in einem vorgewählten Abstand von der Ionisationsspitze angeordnet ist, wobei die Dispersionseinrichtung derart betreibbar ist, daß sie in dem zwischen der Ionisationsspitze und der Masseelektrode befindlichen Gas Ionen erzeugt.

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6. Gerät nach Anspruch 5, bei dem die Generatoreinrichtung derart betreibbar ist, daß sie einen Schwingungsverlauf erzeugt, dessen Wiederholungsfrequenz höher als die doppelte Netzfrequenz ist.

7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Amplitude jeder positiven Energiekomponente wesentlich höher als die Amplitude jeder negativen Energiekomponente ist.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7» bei dem die positiven und negativen elektrischen Energiekomponenten Impulse sind.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem der Spitzenwert jeder positiven Energiekomponente in einem Bereich von 7000 V bis 8600 V liegt.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9» bei dem der Spitzenwert jeder negativen Energiekomponente in einem Bereich zwischen 3500 V bis 4300 V liegt.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, enthaltend eine Einrichtung, die das Gas zwischen der Ionisationsspitze und der Masseelektrode mit einer vorgewählten Geschwindigkeit bewegt.

12. Gerät nach Anspruch 11, enthaltend eine Einrichtung zum Vermindern der Turbulenz des sich bewegenden Gases.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei dem die Generatoreinrichtung eine Umformerschaltung zum Umformen der niederfrequenten Netzeingangsspannung in eine Gleichspannung, einen elektronischen Oszillator zum Umformen der Gleichspannung in einen Verlauf mit wiederkehrenden, kennwertgesteuerten positiven und negativen Komponenten, wobei der Verlauf eine Frequenz von mehr als 120 Hz aufweist, und einen Transformator zum Hochtransformieren der Spannung des von dem elektronischen Oszillator erzeugten Verlaufs enthält, um den genannten elektrischen Energieverlauf zu erzeugen.

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14. Gerät nach Anspruch 13 _s bei dem der elektronische Oszillator nach Art einer. Sperrschwinger schaltung aufgebaut ist, die einen positiven Aussteuerimpuls und einen negativen Rücklaufimpuls abgibt.

15. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 14, bei dem die Energiedispersionseinrichtung ein aufrechtstehendes Gehäuse mit der elektrischen Generatoreinrichtung, eine sich in dem Gehäuse erstreckende Leitereinrichtung und einen mit seinem einen Ende mit der Leitereinrichtung lösbar verbundenen Stützstab enthält, der mehrere in einem Abstand voneinander angeordnete Elektrodenstifte trägt, deren Enden in Ionisationsspitzen auslaufen, wobei die Masseelektrode von einer in einem Abstand über dem Stützstab angeordneten und einer in einem Abstand unter dem Stützstab angeordneten Plattenelektrode gebildet wird.

16. Gerät nach Anspruch 15, bei dem die Leitereinrichtung einen ersten Leiterstreifen auf einer gedruckten Schaltungsplatte, der mit dem Stützstab verbunden ist, vnd einen zweiten Leiterstreifen auf der gedruckten Schaltungsplatte aufweist, der mit den Plattenelektroden verbunden ist.

17. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 14, bei dem die Energiedispersionseinrichtung ein längliches hohles Gehäuse aufweist, die Masseelektrode von einem leitenden Ring gebildet ist, der in einem abnehmbaren Kopf am Ausströmende des Gehäuses befestigt ist, ein Elektrodenstift mit einer die Ionisationsspitze bildenden scharfen Spitze am Stiftende in der Mitte des leitenden Rings angeordnet ist und zwischen dem Ring und dem Stift quer über das Gasausströmende des Gehäuses eine gitterartige Anordnung vorgesehen ist, die aus mehreren flachen sich schneidenden nicht leitenden Streifen besteht, die einen Gasstrom verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit ohne beachtliche Turbulenz durch das angrenzende Gas leiten.

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1ö. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 14, bei dem die Energiedispersionseinrichtung ein etwa kanalförmiges Bauteil mit an den Bauteilenden angeordneten leitenden Abschnitten ist, die mehrere Masseelektroden bilden, die Ionisationsspitze von einem Elektrodenstift gebildet ist, der in einem vorbestimmten Abstand zwischen den leitenden Endabschnitten und von diesen elektrisch isoliert in dem kanalförmigen Bauteil angeordnet ist, und die eine Seitenwand des kanalförmigen Bauteils zum Zuleiten eines Gasstroms zu den Ionisationsspitzen längliche Schlitze aufweist.

19. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 14, bei dem die Energiedispersionseinrichtung einen rohrförmigen Körper aufweist, der in einem Hochgeschwindigkeitsdüsenkopf endet, in dem Kopf ein Ring angeordnet ist, der die Masseelektrode bildet, in der Mitte des rohrförmigen Körpers stromaufwärts von dem Düsenkopf ein die Ionisationsspitze bildender Elektrodenstift befestigt ist und der Düsenkopf stromaufwärts von der Ionisationsspitze venturi«düsenartige Einlaßabschnitte aufweist.

20. Gerät zum Erzeugen von Ionen und Steuern elektrostatischer Potentiale, enthaltend einen kanalartigen Körper mit einem Filter und einem Schirm quer zu seinem Einlaßende, eine Einrichtung zum Durchleiten des zu ionisierenden Gases durch den kanalartigen Körper mit einer vorgewählten Geschwindigkeit und eine am Einlaßende des kanalförmigen Körpers nahe bei dem Filter und dem Schirm befestigte Baukastenanordnung aus mehreren Baueinheiten, die lösbar miteinander verbunden und zusammengesteckt sind* wobei jede Baueinheit ein aufrechtstehendes Abschlußgehäuse mit einer 'internen gedruckten Schaltungsplatte und eine Matrix aus Ionisationszellen enthält, die an dem einen Ende des Abschlußgehäuses befestigt und in in senkrechter Richtung voneinander beabstandeten Zeilen und in waagrechter Rieh- . tung voneinander beabstandeten Spalten angeordnet sind, jede Zelle eine erste Gruppe von Stützstäben aufweist, die parallel zueinander mit vertikalem Abstand angeordnet sind, jeder Stützstab mit seinem einen Ende lösbar an dem Abschlußgehäuse befestigt ist, jede Zelle eine zweite Gruppe von Stutzstäben auf-

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weist, von denen jeder mit seinem einen Ende an dem anderen Ende eines zugeordneten Stützstabs der ersten Gruppe lösbar verbunden ist, jeder Stützstab mehrere Elektrodenstifte aufweist, die in Längsrichtung des Stabs in gleichen Abständen angeordnet sind, die Elektrodenstifte in Spitzen auslaufen, die alle in der gleichen Ebene angeordnet sind und mehrere Ionisationsspitzen bilden, jede Zelle über jedem Stützstab eine obere Masseelektrode und unter jedem Stützstab eine untere Masseelektrode aufweist, die Baukastenanordnung einen Generator enthält, der die elektrische Netzenergie in elektrische Ionisationsenergie mit einem kennwertgesteuerten Verlauf umformt, der Generator eine Ausgangsklemme aufweist, um die Ionisationsspitzen über die Abschlußgehäuse zu erregen, und die Abschlußgehäuse zur elektrischen und mechanischen Verbindung lösbare Kupplungseinrichtungen aufweisen.

21. Gerät zum Erzeugen von Ionen und Steuern elektrostatischer Potentiale in einem Gas, enthaltend ein hohles Gehäuse, am Ausströmende des Gehäuses eine lonisationszelle mit einem leitenden Ring, der eine Masseelektrode bildet, und mit einer in der Mitte des Rings angeordneten Elektrode, die eine Ionisationsspitze aufweist, eine gitterartige Leitkanalanordnung quer zum Ausströmende des Gehäuses mit mehreren sich schneidenden nicht leitenden Streifen, die an dem einen Ende des Gehäuses mehrere Kanäle bilden, um einen praktisch nicht turbulenten Gasstrom zwischen die Ionisationsspitze und die Masseelektrode zu leiten, eine mit dem Gehäuse betriebsmäßig verbundene Gasstromerzeugungseinrichtung, die mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit ein Gas durch das Gehäuse vom Einlaßende zum Ausströmende schickt, und einen am Gehäuse befestigten Generator mit einer Ausgangsklemme, die zur Zufuhr von elektrischer Ionisationsenergie mit einem kennwertgesteuerten Verlauf zum Erzeugen von Ionen in dem Gas mit der Elektrode verbunden ist.

22. Gerät nach Anspruch 21, bei dem der Querschnitt des Gehäuses in Richtung vom Einlaßende zum Auslaßende abnimmt.

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23. Gerät nach Anspruch 21 oder 22, bei dem die Gasstromerzeugungseinrichtung ein am Gaseinlaßende des Gehäuses befestigtes Axialgebläse ist.

24. Gerät nach Anspruch 21 oder 22, bei dem die Gasstromerzeugungseinrichtung ein am Gaseinlaßende des Gehäuses befestigtes Zentrifugalgebläse ist.

25. Gerät nach Anspruch 21 oder 22, bei dem das Gehäuse an Jedem Ende offen und zum Einschalten in eine Rohrleitung geeignet ist, durch die ein Gas strömt.

26. Gerät zum Erzeugen von Ionen und Steuern elektrischer Potentiale, enthaltend einen rohrförmigen Körper mit einem Gaseinlaß am einen Ende und einem Düsenkopf am anderen Ende, der einen strömungsbegrenzten Auslaß und seitliche Venturi -Einlaßdüsen aufweist, eine in dem rohrförmigen Körper angeordnete ringförmige Masseelektrode, einen in der Mitte des rohrförmigen Körpers angeordneten Elektrodenstift, der in einer Ionisationsspitze endet, die von der Masseelektrode umgeben ist, eine Einrichtung zum Einführen von Gas in den rohrförmigen Körper, das unter Druck den Raum zwischen der Masseelektrode und dem Elektrodenstift durchströmt, und eine an dem rohrförmigen Körper befestigte Generatoreinrichtung zum Erzeugen elektrischer Ionisationsenergie mit einem kennwertgesteuerten Verlauf zum Erzeugen von Ionen in dem Gas zwischen der Ionisationsspitze und der Masseelektrode.

27. Gerät nach Anspruch 26, bei dem ein Handgriff ein Ventil zum Regeln des in den rohrförmigen Körper eintretenden Gasstroms enthält und die Generatoreinrichtung in einem mit dem rohrförmigen Körper einstückigen Gehäuse untergebracht ist, das lösbar an dem Handgriff befestigt ist.

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28. Gerät zum Erzeugen von Ionen und Steuern elektrostatischer Potentiale, enthaltend einen länglichen etwa U-förmigen Stützkörper mit mehreren, in der einen Körperseite vorgesehenen länglichen Schlitzen zum Zuführen eines Gasstroms und mit einem elektrischen Induktionsteil auf der einen Körperseite in Form einer Verlängerung, mehrere in dem Stützkörper vorgesehene Ionisationsspitzen an einem sich durch den Stützkörper in Längsrichtung erstreckenden Stützstab mit in gleichmäßigen Abständen voneinander hervorragenden Elektrodenstiften und einen an dem Stützkörper befestigten Generator mit einer Ausgangsklemme, die zur Zufuhr von elektrischer Energie mit einem kennwertgesteuerten Verlauf zu den Ionisationsspitzen zwecks Ionenerzeugung mit der Stützelektrode verbunden ist.

29. Gerät nach Anspruch 28, bei dem ein Abdeckteil die offene Seite und die offenen Enden des Stützkörpers abschließt und das Abdeckteil begrenzte Öffnungen aufweist, durch die die Elektrodenstifte ragen.

30. Gerät nach Anspruch 29, bei dem eine Einrichtung in das Innere des Stützkörpers unter Druck ein Gas leitet, das dann durch die begrenzten öffnungen an den Elektrodenstiften vorbeiströmt ♦

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