DE2521179B1 - Ionenerzeuger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen lonenerzeuger mit einer an Netzwechselspannung zu legenden Gasent'adungslampe, insbesondere Glimmlampe, und mindestens einer von einer Gleichstromhochspannungsquelle gespeisten, nahe der Glaswand der Gasentladungsröhre angeordneten Hochspannungselektrode, insbesondere einem feinen Draht

Es ist ein Ionenerzeuger dieser Art bekannt bei dem eine Leuchtstoffröhre an Netzwechselspannung gelegt ist und eine Vielzahl von Drahtspitzen über einen Begrenzungswiderstand von einer Gleichstrom-HochspannungsqueUe von beispielsweise 2 kV gespeist werden. Sowohl das Netz als auch die Hochspannungsquelle sind einseitig an Masse gelegt Ähnliche Verhältnisse gelten für einen anderen bekannten Ionenerzeuger, bei dem eine kleine Glimmlampe als Gasentladungsröhre verwendet wird, an deren Glasmantel lediglich ein einziger feiner Draht als Hochspannungselektrode anliegt Hierfür benötigt man insbesondere hochspannungsseitig einen nicht unerheblichen konstruktiven und Leitungsaufwand.

Es ist auch schon ein Hochspannungserzeuger bekannt der in einem Gehäuse ein Gebläse, einen Behälter mit einem die Ionisierung bewirkenden radioaktiven Material und eine Fangelektrode für Ionen des unerwünschten Vorzeichens aufweist Die Fangelektrode ist über ein Hochspannungskabel mit einem Hochspannungsgenerator verbunden, der einen Aufwärtstransformator und sekundärseitig eine aus Kondensatoren und Dioden bestehende Spannungsvervielfacherschaltung mit Mittelpunktserdung besitzt Die Primärseite dieses Hochspannungsgenerators ist zusammen mit der Netzanschlußleitung für das Gebläse an einen gemeinsamen Stecker gelegt Hier stört außer dem erheblichen konstruktiven und Leitungsaufwand auch die Verwendung einer radioaktiven Substanz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen lonenerzeuger der eingangs beschriebenen Art anzugeben, der einen geringeren konstruktiven und Leitungsuufwand hat

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gleichspannungs-Hochspannungsquelle eine aus -einer Dioden-Kondensator-Kaskade bestehende Spannungsvervielfacherschaltung ist und daß die Gasentladungslampe und die Hochspannungsquelle mechanisch zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind.

die gemeinsame Netzanschlußklemmen aufweist, an denen sowohl die Fassung für die Gasentladungslampe als auch die Niederspannungsseite der Spannungsvervielfacherschaltung angeschlossen sind.

Bei dieser Konstruktion ergibt sich ein einheitliches S Gerät, für dessen Anschluß nur eine einzige Netzzuleitung erforderlich ist Wegen der rimnfichen Nähe von Hochspannungsquelle und Gasentladungslampe ist die Hochspannungszuleitung äußerst kurz; im Extremfall kann der Elektrodenhalter unmittelbar von der Hocfcpannungsquelle getragen sein. Durch ein Gehäuse für die Gasentladungslampe ist gleichzeitig auch die Hochspannungsquelle geschützt

Eine weitere Vereinfachung erzielt man dadurch, daß die Kaskade direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Transformators an die Netzanschlußklemmen angeschlossen ist Durch den Fortfall des Transformators ergibt sich eine galvanische Verbindung zwischen Hochspannungsgenerator und Netzzuleitungen; eine gesonderte Erdung der Hochspannungsquelle kann daher entfallen. Umgekehrt kann der Fortfall des Transformators leicht durch eine entsprechende Erhöhung der Kaskadenstufen ausgeglichen werden, da die benötigten Spannungen von 2 bis 3 kV keine unzulässig große Zahl von Kaskadenstufen erfordern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Gehäuse vorgesehen sein, das die Gasentladungslampe, die Spannungsvervielfacherschaltung und ein Luh über die Gasentladungslampe förderndes Gebläse enthält, wobei auch der Gebläsemotor an die gemeinsamen Netzanschlußklemmen angeschlossen ist

Hierbei kann das Gehäuse einen Luftkanal aufweisen, in dem in Strömungsrichtung hintereinander das Gebläse und die Gasentladungslampe angeordnet sind, und die Spannungsvervielfacherschaltung kann sich neben dem Luftkanal befinden.

Mit besonderem Vorteil sind die elektrischen Bauelemente der Kaskade auf einer Platine montiert, die gleichzeitig die Fassung der Gasentladungslampe und einen Halter für die Hochspannungselektrode trägt Dies führt zu einer sehr gedrungenen Baueinheit. Hierbei kann die Platine eine wenigstens teilweise gedruckte Schaltung tragea

Einen sehr Weinen Ionenerzeuger erhält man, wenn die Gasentladungsröhre eine kleine röhrenförmige Glimmlampe mit einer maximalen Erstreckung von höchstens 40 mm, vorzugsweise 28 mm, ist, die längs dem Seitenrand der Platine angeordnet ist

Wenn die Platine überdies mit den sh tragenden Teilen bis auf die Fassung für die Gasentladungslampe so und einen Teil des Halters der Hochspannungselektrode mit isolierendem Material umgössen ist kann man die Gesamtabmessungen noch !deiner wählen. Bei einer Ausführungsform hatte der gesamte Ion<»nerzeuger die Form eines Quaders mit den Abmessungen SS 2Ox 40 χ 55 mm³.

Die Baueinheit kann auch den Korpus eines Netzsteckers bilden, der an einer freien Außenseite eine kleine Glimmlampe trägt

Zweckmäßigerweise ist die Glimmlampe in einer Vertiefung der Baueinheit angeordnet und durch ein Schutzgitter abgedeckt

Schaltungstechnisch empfiehlt es sich, daß zwischen die Netzanschlußklemmen einerseits die Reihenschaltung einer Glimmlampe und eines ersten Vorwiderstandes und andererseits die Reihenschaltung eines Kondensators, einer Diode und eines zweiten Vorwiderstandes Beschältet ist. daß die Diode Teil einer Dioden-Reihe ist wobei jeweils zwischen Anode und Kathode benachbarter Dioden ein weiterer Kondensator geschaltet ist und daß die Hochspannungselektrode fiber einen Begrenzungswiderstand an das andere Ende der Dioden-Reihe angeschlossen ist Die Vorwiderstände sorgen dafür, daß die Dioden trotz des unmittelbaren Anschlusses an das Netz nicht überlastet werden. Der Begrenzungswiderstand sorgt dafür, daß eine versehentliche Berührung der Hochspannungselektrode keine nachteiligen Folgen hat.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

" Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig.2 ein Schaltbild des dort verwendeten Spannungsvervielfachers,

F i g. 3 in räumlicher Darstellung ein anderes Ausführungsbeispiel mit sehr kleinen Abmessungen,

F i g. 4 die Schaltung der Anordnung nach F i g. 3 und F i g. 5 eine weitere Ausführungsform.

In F i g. 1 ist in einem Gehäuse 1 tin durch Wände 2 und 3 begrenzter Luftkanal 4 vorgesehen, in welchem hintereinander ein Gebläse 5 mit Elektromotor 6 und eine Leuchtstoffröhre 7 angeordnet sind. Die Leuchtstoffröhre ist in Fassungen 8, 9 gehalten. An ihr liegt eine Hochspannungselektrode 10 in der Form feiner Drähte an, die von einem Stab 11 gehalten sind. Neben dem Luftkanal ist auf der einen Seite eine Spannungsvervielfacherschaltung 12 und auf der anderen Seite ein Netzanschiußgerät 13 für die Leuchtstoffröhre 7 vorgesehen.

Die Spannungsvervielfacherschaltung 12 hat den in F i g. 2 veranschaulichten Aufbau. Zwischen den beiden Eingangsklemmen 14 und 15 liegt die Reihenschaltung eines Vorwiderstandes R1, einer Diode D und eines Kondensators C. Die Diode ist Teil einer Reihe aus gleichartigen Dioden. Jeweils zwischen die Kathode und Anode benachbarter Dioden ist ein Kondensator C geschaltet Das gegenüberliegende Ende 16 der Diodenreihe ist über einen Begrenzungswiderstand R 2 mit einer zum Stab 11 der Hochspannungselektrode 10 führenden Hochspannungsleitung 17 verbunden.

Ein Netzstecker 18 trägt zwei Netzanschlußklemmen ■ 19 und 20, die über entsprechende Leitungen und einen Hauptschalter 21 mit dem Motor 6 des Gebläses 5, dem Vorschaltgerät 13 der Leuchtstoffröhre 7 und den Eingangsklemmen 14 und 15 der Spannungsvervielfacherschaltung 12 verbunden sind.

Durch die räumliche Nähe wird die Hochspannungsleitung 17 sehr kurz. Alle Netzspannung führenden Leitungen sind mit den Anschlußklemmen 19 und 20 verbunden und können daher gemeinsam geschaltet werden. Da die Spannungsvervielfacherschaltung 12 ohne Zwischenschaltung eines Transformators an den Netzanschlußklemmen 19 und 20 liegt und daher unmittelbar mit den Anschlüssen für die Leuchtstoffröhre 7 verbunden ist benötigt man zur Festlegung des Hochspannungspotentials keine spezielle Erdung bzw. kann die Erdung des Netzes hierfür verwenden. Im übrigen sind alle Teile durch ein einziges Gehäuse 1 geschützt.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind auf einer Platine 22 die Fassungen 23 und 24 für eine Glimmröhre 25 befestigt Die Platine trägt außerdem die Kondensatoren C, die Dioden D sowie Vorwiderstände R 3 für die Glimmlampe und R 4 für die Spannungsvervielfacherschaltung sowie einen Begrenzungswiderstand RS am

hochspannungsseitigen Ende der Dioden-Reihe. Letzterer dient gleichzeitig als Halter für eine als feiner Draht ausgebildete Hochspannungselektrode 26, deren Zuleitung von einem Isolierrohr 27 umgeben ist. Die Unterseite der Platine 22 weist eine gedruckte Schaltung auf, weiche die Verbindung der Bauelemente untereinander eriekhtert Das Ganze ist in einen Isolierstoffblock 28 eingegossen, aus dem lediglich zwei NetzanschluBklemmen 29 und 30 und die Glimmröhre 25 mit ihren Fassungen 23 und 24 sowie die Hochspannungselektrode 26 herausragen.

Die in Fig.4 dargestellte Schaltung läßt erkennen, daß der Spannungsvervielfacher ähnlich wie derjenige der Fig.2 aufgebaut ist Zwischen die Netzanschlußklemmen 29 und 30 ist noch die Reihenschaltung eines Vorwiderstands R 3 und die Glimmlampe 25 gelegt.

Bei einer Glimmlampe mit einer Längserstreckung von 28 mm und einem Röhrendurchmesser von 6 mm kann man die Gesamtabmessungen des Ionenerzeugers auf die Größen 20 χ 40 χ 55 mm³ reduzieren.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 ist der gesamte lonenerzeuger im Korpus 31 eines Schutzkontakt-Netzsteckers .32 mit den als Steckstifte ausgebildeten Anschlußklemmen 33 und 34 untergebracht Die Glimmröhre 25 mit ihren Fassungen 23 und 24 sowie die drahtförmige Hochspannungselektrode 26 sind in einer Vertiefung 35 an der Stirnseite des Korpus 31 untergebracht Diese Vertiefung ist durch ein Schutzgitter 36 abgedeckt

Als Werte für die Widerstände können bei einer Netzspannung von 220 V und einer Netzfrequenz von 50 Hz angegeben werden:

Ri und RA
/?2undÄ5
R3

33 Kiloohm
22 Megaohm
47 Kiloohm

Die Kapazität der Kondensatoren kann 22 nl betragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Ionenerzeuger mit einer an Netzwechselspannung zu legenden Gasentladungslampe, insbesonde- s re Glimmlampe, und mindestens einer von einer Gleichstrom-Hochspannungsquelle gespeisten, nahe der Glaswand der Gasentladungslampe angeordneten Hochspannungselektrode, insbesondere einem feinen Draht, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstrom-Hochspannungsquelle eine aus einer Dioden-Kondensator-Kaskade bestehende Spannungsvervielfacherschakung (12) ist und daß die Gasentladungslampe (7,25) und die Hochspannungsqueüe mechanisch zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, die gemeinsame NetzanschluBklemmen (19,20; 29,30; 33,34) aufweist, an denen sowohl die Fassung (8,9; 23,24) für die Gasentladungslampe als auch die Niederspannungsseite der Spannungsvervielfacherschaltung angeschlossen sind.

2. Ionenerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaskade direkt an die Netzanschlußklemmen (19,20; 29,30) angeschlossen ist

3. Ionenerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1), das die Gasentladungslampe (7), die Spannungsvervielfacher-schaltung (12) und ein Luft Ober die Gasentladungslampe förderndes Gebläse (5) enthält, wobei auch der Gebläsemotor (6) an die gemeinsamen Netzanschlußklemmen (19,20) angeschlossen ist

4. Ionenerzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) einen Luftkanal (4) aufweist, in dem in Strömungsrichtung hintereinander das Gebläse (S) und die Gasentla- 3s dungslampe (7) angeordnet sind, und daß sich die Spannungsvervielfacherschaltung (12) neben dem Luftkanal befindet

5. Ionenerzeuger nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet daß der Halter (R 5,27) für die Hochspannungselektrode (26) unmittelbar von der Hochspannungsquelle getragen wird.

6. Ionenerzeuger nach einem der Ansprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet daß die elektrischen Bauelemente der Kaskade auf einer Platine (22) montiert sind, die gleichzeitig die Fassung (23, 24) der Gasentladungslampe (25) und einen Halter (R 5, 27) für die Hochspannungselektrode (26) trägt

7. Ionenerzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Platine (22) eine wenigstens so teilweise gedruckte Schaltung trägt

8. Ionenerzeuger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß die Gasentladungslampe (25) eine kleine röhrenförmige Glimmlampe mit einer maximalen Erstreckung von höchstens 40 mm, vorzugsweise 28 mm, ist, die längs dem Seitenrand der Platine (22) angeordnet ist

9. Ionenerzeuger nach einem der Ansprüche 6—8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (22) mit den sie tragenden Teilen bis auf die Fassungen (23, 24) für die Gasentladungslampe (25) und einen Teil des Halters (27) für die Hochspannungselektrode (26) mit isolierendem Material umgössen ist

10. Ionenerzeuger nach einem der Ansprüche

1 —9, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit den Korpus (31) eines Netzsteckers (32) bildet, der an einer freien Außenseite eine kleine Glimmlampe (25) trägt

11. Ionenerzeuger nach einem der Ansprüche 1—10, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmlampe (25) in einer Vertiefung (35) der Baueinheit angeordnet und durch ein Schutzgitter (36) abgedeckt ist

12. Ionenerzeuger nach einem der Ansprüche 1—11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Netzanschlußklemmen (29, 30) einerseits die Reihenschaltung einer Glimmlampe (25) und eines ersten Vorwiderstandes (R 3) und andererseits die Reihenschaltung eines Kondensators (C% einer Diode (P) und eines zweiten Vorwiderstandes (R 4) geschaltet ist, daß die Diode Teil einer Dioden-Reihe ist, wobei jeweils zwischen Anode und Kathode benachbarter Dioden ein weiterer Kondensator geschaltet is», und daß die Hochspannungselektrode über einen Begrenzungswiderstand (RS) an das andere Ende der Dioden-Reihe angeschlossen ist