DE2522124A1 - ARRANGEMENT WITH A DC HIGH VOLTAGE GENERATOR FOR CEILING ELECTRODES - Google Patents
ARRANGEMENT WITH A DC HIGH VOLTAGE GENERATOR FOR CEILING ELECTRODESInfo
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Description
Anordnung mit einem Gleichstrom-Hochspannungsgenerator für Deckenelektroden Arrangement with a direct current high voltage generator for ceiling electrodes
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einem Gleichstrom-Hochspannungsgenerator für Deckenelektroden, die je mittels mindestens eines Isolators an der Raumdecke zu befestigen sind und der Erzeugung eines elektrischen Gleichfeldes in ortsfesten oder beweglichen Aufenthaltsräumen dienen, wobei der Hochspannungsgenerator einen Hochspannungs-Anschluß und einen Masse-Anschluß aufweist.The invention relates to an arrangement with a direct current high voltage generator for ceiling electrodes, each to be attached to the ceiling by means of at least one insulator and are used to generate a constant electric field in fixed or mobile living rooms, with the high-voltage generator has a high-voltage connection and a ground connection.
Es sind Elektroklimaanlagen bekannt, bei denen mehrere Elektroden je über einen Isolator an der Decke befestigt sind. Die Elektroden sind elektrisch untereinander verbunden und werden über einen Begrenzungswider stand von dem Hochspannungs-Anschluß eines Hochspannungsgenerators gespeist, der an der Raumwand angebracht ist. Der Masse-Anschluß ist mit den Raumbegrenzungsflächen verbunden, so daß im Raum ein elektrisches Gleichfeld entsteht, mit dessen Hilfe das atmosphärische elektrische Gleichfeld nachgebildet wird, wodurch positive Einflüsse auf im Raum befindliche Personen erzielbar sind.Electric air conditioning systems are known in which several electrodes are each attached to the ceiling via an insulator. The electrodes are electrically connected to each other and a limiting resistor stood from the high-voltage connection of a high-voltage generator fed, which is attached to the wall of the room. The ground connection is connected to the room delimitation surfaces, see above that a constant electric field arises in space, with the help of which the atmospheric constant electric field is simulated, whereby positive influences on people in the room can be achieved.
Es ist auch bekannt, einen auf dem Fußboden abzustellenden Gleichstrom-Hochspannungsgenerator mit Netzwechselspannung zu betreiben, wobei im Hochspannungsgenerator ein Transformator und an dessen Sekundärseite eine aus Dioden und Kondensatoren besläiende Span-It is also known to use a floor-standing direct current high voltage generator to operate with AC mains voltage, with a transformer in the high-voltage generator and connected to it Secondary side a voltage consisting of diodes and capacitors
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nungsvervielfacherschaltung vorgesehen ist.voltage multiplier circuit is provided.
In allen Fällen benötigt man zwischen dem Hochspannungsgenerator und der Deckenelektrode eine Hochspannungs-Zuleitung, die, da sie je nach Raumhöhe und gewünschter Feldstärke mehrere tausend Volt, in der Regel zwischen 2kV und 15 kV, führt sehr gut isoliert sein muß. Trotzdem ist es nicht zu verhindern, daß diese Leitung eine Nebenelektrode bildet, an der sich in erheblichem Maße Schmutzteilchen abscheiden.In all cases, a high-voltage supply line is required between the high-voltage generator and the ceiling electrode, which, because it leads to several thousand volts, usually between 2kV and 15 kV, depending on the height of the room and the desired field strength must be well insulated. In spite of this, it cannot be prevented that this line forms a secondary electrode on which there is considerable Separate dimensions of dirt particles.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit der Hochspannungs-Zuleitung verbundenen Schwierigkeiten zu beheben.The invention is based on the object with the high-voltage supply line to resolve related difficulties.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hochspannungsgenerator mit Netzwechselspannung betreibbar und im Hohlraum des Isolators angeordnet ist und daß der Hochspannungs-Anschluß an oder nahe der Unterseite des Isolators und der Masse-Anschlß an oder nahe der Oberseite des Isolators herausgeführt ist.According to the invention, this object is achieved in that the high-voltage generator can be operated with AC mains voltage and is arranged in the cavity of the insulator and that the high-voltage connection is on or near the underside of the insulator and the ground connection is led out at or near the top of the insulator.
Bei dieser Anordnung reduziert sich die Hochspannungs-Zuleitung auf einen kleinen, im Isolator verlaufenden Abschnitt. Die außerhalb des Isolators verlaufenden Netzspannungs-Zuleitungen brauchen lediglich für Niederspannung ausgelegt zu sein und haben keinerlei Elektrodeneffekt. Durch die Ausnutzung des Hohlraums des Isolators ist es möglich, den Hochspannungsgenerator in dem vergleichsweise kleinen Zwischenraum zwischen Deckenelektrode und Decke unterzubringen, ohne daß die Gefahr von Überschlägen oder Nebenschlüssen besteht.With this arrangement, the high-voltage supply line is reduced to a small section running in the insulator. The mains voltage supply lines running outside the insulator only need to be designed for low voltage and have no electrode effect. By utilizing the cavity of the insulator it is possible to use the high voltage generator in the comparatively small space between the ceiling electrode and the ceiling without the risk of Flashovers or shunts exist.
Mit besonderem Vorteil hat der Isolator die Form eines nach oben offenen Topfes, dessen Boden einen Durchbruch für die elektrische Verbindung zwischen Hochspannungs-Anschluß und Elektrode aufweist. Der Boden des Isolators dient daher gleichzeitig als hochspannungssichere Durchführung.With particular advantage, the insulator has the shape of an upwardly open pot, the bottom of which has a breakthrough for the having electrical connection between high-voltage terminal and electrode. The bottom of the isolator therefore serves at the same time as a high-voltage safe bushing.
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Zweckmäßigerweise nimmt der Durchbruch ein metallisches, auch der mechanischen Verbindung zwischen Isolator und Elektrode dienendes Kupplungsstück, z. B. eine Gewindebuchse, auf. Beim Befestigen der Deckenelektrode wird daher gleichzeitig die elektrische Verbindung hergestellt.The breakthrough expediently takes a metallic connection, including the mechanical connection between the insulator and the electrode serving coupling piece, z. B. a threaded bushing. At the The electrical connection is therefore established at the same time as the ceiling electrode is attached.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hochspannungsgenerator eine in den Hohlraum des Isolators passende Baueinheit, die an der Unterseite den Hochspannungs-Anschluß und an der Oberseite Netz- und Masse-Anschlüsse aufweist. Eine solche Baueinheit kann getrennt vorgefertigt werden. Sie braucht dann lediglich in den Isolator eingesetzt zu werden, wobei der Hochspannungs-Anschluß durch den Boden des Isolators erreichbar ist und die Netz- und Masse-Anschlüsse an der Oberseite bequem zugänglich sind.In a preferred embodiment, the high voltage generator is a module that fits into the cavity of the insulator and which has the high-voltage connection and has mains and ground connections on the top. Such a unit can be prefabricated separately. she then only needs to be inserted into the isolator, with the high-voltage connection through the bottom of the isolator can be reached and the mains and ground connections on the top are easily accessible.
Insbesondere kann der Hochspannungs-Anschluß eine Kontaktfeder oder einen Kontaktstift aufweisen, die bzw. der mit einem in den Durchbruch eingesetzten metallischen Verbindungsstück in Berührung steht. Es genügt daher zur hochspannungsseitigen Kontaktierung, daß der Hochspannungsgenerator in den Isolator eingesetzt wird.In particular, the high-voltage connection can have a contact spring or a contact pin, which or with an in the metal connector inserted into the breakthrough is in contact. It is therefore sufficient for high-voltage contacting, that the high voltage generator is inserted into the isolator.
Zweckmäßigerweise besitzt der Hochspannungsgenerator einen Transformator und auf dessen Sekundärseite eine aus Dioden und Kondensatoren bestehende Spannungsvervi elf acher schaltung, die in einem mit Masse verbundenen, dem Hohlraum des Isolators angepaßten, für den Hochspannungs-Anschluß eine größere Aussparung aufweisenden Metallgehäuse untergebracht sind, wobei die verbleibenden Hohlräume mit Isoliermasse, vorzugsweise unter Vakuum, gefüllt sind.The high-voltage generator expediently has a transformer and, on its secondary side, one made of diodes and capacitors existing voltage converter circuit, which is connected to ground, the cavity of the insulator adapted metal housing having a larger recess for the high-voltage connection are accommodated, wherein the remaining cavities are filled with insulating compound, preferably under vacuum.
Mit besonderem Vorteil ist in der Netzzuleitung zum Hochspannungsgenerator eine Vorrichtung zum Einstellen der dem Hochspannungsgenerator zugeführten Netzwechselspannung vorgesehen. Diese Einstellvorrichtung kann ein Potentiometer oder einen Spannungsteiler oder einen regelbaren Vorwiderstand, vorzugsweise aber ein leistungssparendes, z. B. mittels PhasenanschnittIt is particularly advantageous to use the power line to the high-voltage generator a device for setting the AC mains voltage supplied to the high-voltage generator is provided. This setting device can be a potentiometer or a voltage divider or a controllable series resistor, preferably but a power-saving, z. B. by means of phase control
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arbeitendes Steuergerät aufweisen.Have working control unit.
Der Einstellvorrichtung kann ferner eine Anzeigevorrichtung zugeordnet sein, welche die eingestellte Gleichstrom-Hochspannung anzeigt. Hierfür eignet sich insbesondere eine von einem Kondensator überbrückte Glimmlampe, die mit einem im Hochspannungsgenerator angeordneten Begrenzungswiderstand in Reihe liegt, wobei die Reihenschaltung zwischen die Hochspannungsseite und Masse gelegt ist. Die Frequenz des Aufleuchtens der Glimmlampe ist ein eindeutiges Maß für die Hochspannung.A display device can also be assigned to the setting device indicating the set DC high voltage. One of a capacitor is particularly suitable for this bridged glow lamp which is in series with a limiting resistor arranged in the high-voltage generator, wherein the series connection is placed between the high-voltage side and ground. The frequency of the glow lamp lighting up is a clear measure of the high voltage.
Ferner kann ein Schalter zum Abschalten der Glimmlampe und ein Überbrückungswiderstand, vorzugsweise in Form einer Zener-Diode, vorgesehen sein, der zumindest bei abgeschalteter Glimmlampe mit dem Begrenzungswiderstand in Reihe liegt. Diese beiden Widerstände bilden einen Spannungsteiler, der sicherstellt, daß auf der dem Hochspannungs-Anschluß abgewandten Seite des Begrenzungswiderstandes nur eine noch zulässige Niederspannung auftritt.Furthermore, a switch for switching off the glow lamp and a bridging resistor, preferably in the form of a Zener diode, be provided, which is in series with the limiting resistor at least when the glow lamp is switched off. These two resistances form a voltage divider, which ensures that on the side of the limiting resistor facing away from the high-voltage connection only a permissible low voltage occurs.
Wenn eine der Netzzuleitungen geerdet ist und der zugehörige Netzanschluß des Hochspannungsgenerators gleichzeitig als Masseanschluß dient, kann man eine gesonderte Masseleitung einsparen.If one of the mains leads is earthed and the associated mains connection of the high-voltage generator is also an earth connection a separate ground line can be saved.
Bei Verwendung mehrerer Deckenelektroden empfiehlt es sich, daß nur ein Isolator einen Hochspannungsgenerator aufweist und die Deckenelektroden untereinander elektrisch verbunden sind.When using several ceiling electrodes, it is recommended that only one insulator has a high-voltage generator and the ceiling electrodes are electrically connected to each other.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines elektroklimatisierten Raumes mit dem erfindungsgemäßen Hochspannungsgenerator,1 shows the schematic representation of an electro-air-conditioned room with the high-voltage generator according to the invention,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch einen Isolator mit Hochspannungsgenerator und2 shows a schematic longitudinal section through an insulator with a high-voltage generator and
Fig. 3 ein Schaltbild für den Anschluß des Hochspannungsgenerators. Fig. 3 is a circuit diagram for connecting the high voltage generator.
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Ein Raum 1 weist an Masse 2 liegende Raumbegrenzungswände 3 (Fußboden, Seitenwände, Decke) auf. An der Decke sind Isolatoren 4 und 5 befestigt, die je eine Deckenelektrode 6 tragen. In den Hohlraum 7 des Isolators 4 ist ein Hochspannungsgenerator 8 eingesetzt, dessen Hochspannungs-Anschluß über eine Befestigungsschraube 9 mit der Deckenelektrode 6 in Verbindung steht. Die übrigen Deckenelektroden sind über Verbindungsleitungen 10 zwischen den benachbarten Elektroden indirekt mit dem Hochspannungs-Anschluß des Generators 8 verbunden. Ein Kabel 11, das auch unter Putz verlegt sein kann,enthält Leitungen, die höchstens Niederspannungspotential besitzen, nämlich zwei Zuleitungen 12 und 13 für die Netzwechselspannung, eine Masseleitung 14 und eine Meßleitung 15, die sämtlich mit einem Abschirmgeflecht 16 umhüllt sein können (Fig. 3). Gegebenenfalls kann die Masseleitung 14 auch entfallen, wenn die eine Netzleitung 13 an Masse 2 liegt (Fig. 1). In die Leitungen des Kabels 11 ist ein Einstell- und Anzeigegerät 17 eingesetzt, das in Verbindung mit Fig. 3 näher erläutert wird.A room 1 has room delimitation walls 3 (floor, side walls, ceiling) lying on ground 2. There are insulators on the ceiling 4 and 5 attached, each carrying a cover electrode 6. A high-voltage generator 8 is inserted into the cavity 7 of the insulator 4, and its high-voltage connection is via a fastening screw 9 is connected to the ceiling electrode 6. The remaining ceiling electrodes are via connecting lines 10 indirectly connected to the high-voltage connection of the generator 8 between the adjacent electrodes. A Cable 11, which can also be laid under plaster, contains lines, which have at most a low voltage potential, namely two supply lines 12 and 13 for the mains AC voltage, a ground line 14 and a measuring line 15, all of which can be covered with a braided shield 16 (FIG. 3). Possibly the ground line 14 can also be omitted if the one power line 13 is connected to ground 2 (FIG. 1). In the lines of the cable 11, a setting and display device 17 is used, which is explained in more detail in connection with FIG.
Wie Fig. 2 zeigt, hat der Isolator 4 die Form eines Topfes mit einem zylindrischen inneren Hohlraum 7. An der Außenwand befinden sich mehrere Umfangsrippen 18 und am oberen Ende ein Umfangsflansch 19 mit Durchbrüchen 20 für Befestigungsschrauben 21. Der Topfboden 22 ist durch Versteifungsnuten 23 profiliert. Er weist einen zentrischen Zylinder 24 mit einer metallischen Schraubbuchse 25 zum Eindrehen der Schraube 9 und mehrere Pfosten 26 zum Abstützen des Hochspannungsgenerators 8 auf.As FIG. 2 shows, the insulator 4 has the shape of a pot with a cylindrical inner cavity 7. On the outer wall there are several circumferential ribs 18 and at the upper end a circumferential flange 19 with openings 20 for fastening screws 21. The pot bottom 22 is profiled by stiffening grooves 23. It has a central cylinder 24 with a metallic one Screw socket 25 for screwing in the screw 9 and several posts 26 for supporting the high voltage generator 8.
Der Generator 8 besitzt ein Metallgehäuse 27, das in den Hohlraum 7 paßt und am oberen Ende Haltewinkel 28 trägt, welche mittels Schrauben 29 am Isolator 4 befestigt werden können. Im Innern dieses Gehäuses ist ein Transformator 30 und eine Spannungsvervielfacherschaltung 31 untergebracht, deren Einzelaufbau in Fig. 3 erläutert wird. Auf dem Gehäuse 27 ist eine Klemmleiste 32 mit vier Anschlüssen 33, 34, 35 und 36 für die Leitungen des Kabels 11 vorgesehen. Von den Anschlüssen 33 und 34 gehen zwei Leitungen zu den primärseitigen An-The generator 8 has a metal housing 27 which is inserted into the cavity 7 fits and carries brackets 28 at the upper end, which can be fastened to the insulator 4 by means of screws 29. Inside this housing, a transformer 30 and a voltage multiplier circuit 31 are housed, their individual structure in Fig. 3 is explained. A terminal strip 32 with four connections 33, 34, 35 and 36 is located on the housing 27 provided for the lines of the cable 11. Two lines go from connections 33 and 34 to the primary
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Schlüssen 39 und 40 des Transformators. Die sekundärseitigen Anschlüsse 41 und 42 des Transformators sind mit den Eingängen und 44 der Spannungsvervielfacherschaltung verbunden. Der Eingang 43 ist außerdem über eine Leitung 45 einerseits mit dem Gehäuse 27 und andererseits mit dem Anschluß 35 der Klemmleiste 32 verbunden. Der hochspannungsseitige Ausgang 46 der Spannungsvervielfacherschaltung 31 ist über einen Begrenzungswiderstand R1 mit einem Hochspannungs-Anschluß 47 in der Form einer konischen Schraubenfeder verbunden, die im eingebauten Zustand des Generators 8 auf der metallischen Schraubbuchse 25 aufliegt. Ferner ist der hochspannungsseitige Ausgang 46 über einen Begrenzungswiderstand R2, einen Widerstand R4 und eine Leitung mit dem Anschluß 36 für die Meßleitung verbunden. Die im Gehäuse 27 verbleibenden Hohlräume sind mit Isoliermasse 60 vergossen.Terminals 39 and 40 of the transformer. The secondary connections 41 and 42 of the transformer are connected to the inputs and 44 of the voltage multiplier circuit. The entrance 43 is also on a line 45 on the one hand with the Housing 27 and on the other hand with the connection 35 of the terminal strip 32 connected. The high-voltage side output 46 of the voltage multiplier circuit 31 is connected via a limiting resistor R1 to a high-voltage terminal 47 in the form of a conical Connected helical spring, which rests on the metallic screw socket 25 in the installed state of the generator 8. Furthermore, the output 46 on the high-voltage side is via a limiting resistor R2, a resistor R4 and a line connected to the connection 36 for the measuring line. The one in the case 27 remaining cavities are encapsulated with insulating compound 60.
Die Spannungsvervielfacherschaltung 31 weist zv/ischen den beiden Eingängen 43 und 44 die Reihenschaltung eines VorwiderStandes R3, einer Diode D und eines Kondensators C auf. Die Diode ist Teil einer Dioden-Reihe, wobei jeweils zwischen die Anode und Kathode benachbarter Dioden ein weiterer Kondensator C geschaltet ist. Wenn der Transformator im Verhältnis 1:6 übersetzt, erhält man bei einer Netzwechselspannung von 220 V, also einem Spitzenwert von 312 V, eine Gleichstrom-Hochspannung von rund 12 kV. Manchmal kann es notwendig sein, jeweils mehrere Dioden oder Kondensatoren in den betreffenden Zweigen in Reihe zu schalten. The voltage multiplier circuit 31 has a series connection of a series resistor between the two inputs 43 and 44 R3, a diode D and a capacitor C. The diode is part of a series of diodes, each between the anode and Another capacitor C is connected to the cathode of adjacent diodes. If the transformer has a ratio of 1: 6, With an AC mains voltage of 220 V, i.e. a peak value of 312 V, a direct current high voltage of around is obtained 12 kV. Sometimes it may be necessary to use several diodes at a time or to connect capacitors in series in the relevant branches.
Die Netzwechselspannung wird über Klemmen 49 und 50 sowie einen Hauptschalter 51 zugeführt und ihr Vorhandensein durch eine Glimmlampe 22 überwacht. In die Net ζ Zuleitungen 12 und 13 ist ein Einstellgerät 53 gelegt, das beispielsweise ein Steuergerät mit Phasenanschnittssteuerung sein kann. Hiermit läßt sich die dem Hochspannungsgenerator 8 zugeführte Wechselspannung und damit auch die erzielte Gleichstrom-Hochspannung einstellen.The AC mains voltage is supplied via terminals 49 and 50 and a main switch 51 and its presence by a Glow lamp 22 monitored. In the net ζ supply lines 12 and 13 is a setting device 53 is placed, which can be, for example, a control device with phase control. This allows the set the alternating voltage supplied to the high voltage generator 8 and thus also the direct current high voltage achieved.
Ein Gehäuse 54 für die Einstellvorrichtung 53 nimmt auch eine Anzeigevorrichtung 55 auf. Diese weist eine Glimmlampe 56 inA housing 54 for the adjustment device 53 also houses a display device 55. This has a glow lamp 56 in
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Reihe mit einem Schalter 57 und parallel hierzu einen Kondensator C1 auf. Parallel zum Kondensator C1 liegt eine Zener-Diode Z im Gehäuse des Hochspannungsgenerators. Sie bildet zusammen mit dem Begrenzungswiderstand R2 einen Spannungsteiler, der so bemessen ist, daß auf der Meßleitung 15 nicht mehr als z. B. 180 V Gleichspannung auftreten können. Von der Hochspannung am Ausgang 46 hängt es ab, wie rasch der Kondensator C1 auf die Zündspannung der Glimmlampe 56 aufgeladen wird. Nach dem Zünden der Lampe entlädt sich der Kondensator rasch. Infolgedessen ist die Frequenz des .Aufleuchtens der Glimmlampe 56 ein Maß für die Größe der Hochspannung. Der Widerstand R.4 dient zum Schutz der Zener-Diode Ze Er verhindert, daß die Zener-Diode Z zerstört wird, wenn sie versehentlich in falscher Polung angeschlossen wird.Series with a switch 57 and parallel to this a capacitor C1. A Zener diode Z is located in the housing of the high-voltage generator parallel to the capacitor C1. Together with the limiting resistor R2, it forms a voltage divider which is dimensioned so that on the measuring line 15 no more than z. B. 180 V DC voltage can occur. How quickly the capacitor C1 is charged to the ignition voltage of the glow lamp 56 depends on the high voltage at the output 46. After igniting the lamp, the capacitor discharges quickly. As a result, the frequency of. Aufluchtens the glow lamp 56 is a measure of the size of the high voltage. The resistor R.4 serves to protect the Zener diode Z e It prevents the Zener diode Z from being destroyed if it is accidentally connected with the wrong polarity.
Die dargestellte Konstruktion kann in vielfacher Hinsicht abgewandelt werden. Beispielsweise können die Isolatoren 5 normale Isolatoren mit kleinerem Hohlraum oder ohne Hohlraum sein. In dem Raum 1 kann sich auch eine Ionenquelle befinden. Die Wände des Raumes 1 können mit einem Belag versehen sein, der besser leitet als das normale Mauerwerk. Anstelle der Schraubenfeder 47 kann auch ein Kontaktstift verwendet werden.The construction shown can be modified in many ways will. For example, the insulators 5 can be normal insulators with a smaller cavity or without a cavity. In an ion source can also be located in space 1. The walls of the room 1 can be provided with a covering that is better conducts than normal masonry. Instead of the helical spring 47, a contact pin can also be used.
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