DE2447919C3 - Vorrichtung zur Erzeugung eines mit positiven und negativen Ionen angereicherten Gasstromes zur Beseitigung statischer Ladungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines mit positiven und negativen Ionen angereicherten Gasstromes zur Beseitigung statischer Ladungen von Gegenständen, bei der in einem gasdurchströmten Gehäuse mit Wänden aus elektrisch isolierendem Material als Elektrode wenigstens eine über ein Entkopplungsglied und einen Gleichrichter an eine Hochspannungsquelle angeschlossene Metallspitze angeordnet und zur Ausbildung einer Koronaentladung eine Gegenelektrode vorgesehen ist.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art (US-PS 33 08 344; DE-OS 22 57 808) haben einen verhältnismäßig kleinen Wirkungsgrad und erzeugen meist Ionen eines Vorzeichens im Überschuß.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie einen Gasstrom mit hohem Ionisierungsgrad und einem möglichst gleichen Gehalt an positiven und negativen Ionen erzeugt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallspitzen der Elektroden, die in das Gehäuse ragen, über einen ersten Gleichrichter ständig an einen Pol der Hochspannungsquelle angeschlossen sind und die Gegenelektrode, die im Innern des Gehäuses angeordnet ist, über einen zweiten Gleichrichter, der dem ersten Gleichrichter entgegengesetzt gepolt ist, ständig an demselben Pol der Hochspannungsquelle angeschlossen ist.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig,2 eine Schnittansicht der Vorrichtung entlang der Linie 2-2 in F i g. 1 und

F i g, 3 eine bevorzugte Schaltung für die erfindungsgemäße Vorrichtung,

Ein dickwandiges, topfförmiges Gehäuse 1 aus elektrisch isolierendem Material, z, B, Kunststoff oder Keramik, weist an seinem Boden eine öffnung 2 auf, die in eine Tülle 3 zum Anschluß eines Schlauches, Rohres oder dgl. übergeht Durch den Schlauch oder das Rohr

ίο kann in den Topf ein Gas-, insbesondere Luftstrom mit mehr oder weniger Druck eingeblasen werden, der das Gehäuse an der verhältnismäßig großen Austrittsöffnung 4 verläßt In der zylinderförmigen Seitenwand 5 des Gehäuses 1 sind mehrere, z. B. vier Bohrungen 6

is angeordnet Die Bodenwand 7 des Gehäuses 1 weist eine ringnutförmige Aussparung 8 auf, die mit den Bchrungen 6 in Verbindung steht Die Wand 5 des Gehäuses nimmt vier als Spitzenelektroden dienende Metallspitzen 11,12,13 und 14 auf, die durch die Wand 5 hindurch nach innen vorstehend radial in das Innere des Gehäuses gerichtet sind. Jede der Metallspitzen ist durch einen elektrischen Leiter 15 mit einem jeweils in den Bohrungen 6 gelegenen Entkopplungsglied 16 verbunden. Bei den Entkopplungsgliedern 16 handelt es sich um elektrische Widerstände oder Kapazitäten. Über weitere Leiter 17 sind die Entkopplungsglieder 16 mit einem gemeinsamen Ringleiter 18 verbunden, von dem aus eine Anschlußleitung 19 ins Fre?e führt Der Ringleiter 18 und zumTeil die Leitungen 17 und 19 sind in der Aussparung 8 angeordnet Nach dem Einbringen der Metallspitzen, der verschiedenen Leiter und der Entkopplungsglieder werden die Bohrungen 6 und die Aussparung 8 mit elektrisch isolierendem Gießharz ausgefüllt Die Entkopplungsglieder 16 mit den zugehö-

J5 rigen Anschluß- und Verbindungsleitungen können bei anderen Ausführungen der Erfindung auch außerhalb des Gehäuses 5 angeordnet sein.

Als Gegenelektrode für die Metallspitzen U, 12, 13 und 14 ist der eine Schenkel 21 eines L-förmig abgebogenen Metallstiftes vorgesehen, dessen anderer Schenkel 22 in der Gehäusewand. S befestigt ist. Mit dem Schenkel 22 ist eine elektrische Anschlußleitung 23 verbunden. Der als Gegenelektrode dienende Schenkel 21 liegt koaxial in der Mitte des Gehäuses 1 und ist teilweise durch eine Hülle 24 aus elektrisch isolierendem Material abgedeckt. Die beiden Anschlußleitungen 19 und 23 werden mit einer Hochspannungsquelle verbunden.

F i g. 3 zeigt die elektrische Schaltung für die

Vorrichtung gemäß F i g. I und 2. Die benötigte Hochspannung wird mittels eines Hochspannungstransformators 31 erzeugt, dessen Primärwicklung 32 an eine Wechselstromquelle 30 von z. B. 50 Hz und 220 V angeschlossen ist. Der eine Pol der Sekundärwicklung 33 des Hochspannungstransformators 31 ist bei 34 geerdet. Der andere Pol ist über eine Leitung 35 mit dem einen Pol eines Gleichrichters 36 verbunden, dessen anderer Pol über die Anschlußleitung 19 an die Ringleitung 18 angeschlossen ist, die wiederum unter Zwischenschaltung der Entkopplungsglieder 16 mit den einzelnen Metallspitzen 11,12,13 und 14 verbunden ist. Mit der Leitung 35 und mit dem nicht geerdeten Pol der Sekundärwicklung 33 des Hochspannungstransformators 31 ist weiterhin über eine Leitung 37 der eine Pol

f>5 eines zweiten Gleichrichters 38 verbunden, dessen anderer Pol über die Leitung 23 an die Gegenelektrode 21 angeschlossen ist. Die beiden, mit demselben Pol bei der Sekundärwicklung 33 verbundenen Gleichrichter 36

und 38 sind, wie sich aus Fig.3 ergibt, umgekehrt gepolt. Dementsprechend liegt — mit der entsprechenden Phasenverschiebung — an den Metallspitzen 11,12, 13, 14 immer die Halbwelle der einen Polarität an, während an der Gegenelektrode 21 die Halbwelle mit der entgegengesetzten Polarität auftritt. Per Hochspannungstransformator 31 erzeugt vorzugsweise eine Wechselspannung zwischen etwa 5 und 10 kV.

Durch die beschriebene Vorrichtung kann das durchströmende Gas, vorzugsweise Luft, mit einem sehr hohen Anteil an Ionen beider Polarität angereichert werden. Dadurch, daß die Metallspitzen 11, 12, 13 und 14 und die Gegenelektrode 21 — phasenverschoben — immer nur mit einer bestimmten Polarität aufgeladen werden, lassen sich störende Raumladungen, die immer wieder abgebaut werden müssen, vermeiden. Die Verwendung von vier Spitzenelektroden erhöht die Menge der erzeugten Ionen. Außer von der Höhe der zwischen den Elektroden herrschenden Spannung und vom Abstand der Elektroden hängt die Erzeugungsrate der Ionen von der Anzahl der Spitzen und der Größe der Entkopplungswiderstände oder Entkopplungskapazitäten ab. Die Menge der erzeugten ionen entgegengesetzter Polarität ist ferner vom Durchmesser der in der Achse des Gehäuses 5 angeordneten Gegenelektrode abhängig. Durch die Länge der Isolationshülle 24 läßt sich der optimale Abstand für die sich an den Spitzen 11, 12, 13 und 14 ausbildenden Koronaentladungen auf einfache Weise einstellen, was vermutlich mit Laufzeiteffekten der Ionen zwischen den Metallspitzen und dem nicht durch die Isolationshülle 24 abgedeckten Teil der Gegenelektrode 21 zusammenhängt. Hierdurch läßt

ίο sich im übrigen auch die gleiche Verteilung der positiven und negativen Ionen im Gasstrom günstig einstellen. Die zu wählende Durchlaßrichtung (Polung) der Gleichrichter 36, 38 hängt von der Geometrie der Anordnung der Metallspitzen 11, 12, 13, 14 zur

is Gegenelektrode 21 ab. Die vorteilhafteste Anordnung, die zu dem größten Wirkungsgrad führt, läßt sich durch Ausprobieren leicht finden. Statt nur eine einzige Gegenelektrode 21 zu verwenden, können bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung auch mehrere Gegenelektroden verwendet werden, wobei insbesondere .Jeder Metallspitze eine eigene Gegenelektrode zugeordnet sein könnte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines mit positiven und negativen Ionen angereicherten Gasstromes zur Beseitigung statischer Ladungen von Gegenständen, bei der in einem gasdurchströmten Gehäuse mit Wänden aus elektrisch isolierendem Material als Elektrode wenigstens eine über ein Entkopplungsglied und einen Gleichrichter an eine Hochspannungsquelle angeschlossene Metallspitze angeordnet und zur Ausbildung einer Koronaentladung eine Gegenelektrode vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallspitzen (11, 12, 13, 14) der Elektroden, die in das Gehäuse ragen, über einen ersten Gleichrichter (36) ständig an einen Pol der Hochspannungsquelle (31) angeschlossen sind und die Gegenelektrode (21), die im Inneren des Gehäuses angeordnet ist, über einen zweiten Gleichrichter (38), der dem ersten Gleichrichter entgegengesetzt gepolt ist, ständig an demselben Pol der Hochspannungsquelle (31) angeschlossen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Pol (34) der Hochspannungsquelle (31) geerdet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (21) als freistehender, metallischer Stift (21) ausgestaltet ist

4. Vorrichung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (21) in der Nähe der Metallspitzen (11, 12, 13, 14) mit einer elektrisch isolierenden Hülle (24) umgeben ist