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Vorrichtung zur Erzeugung eines mit
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positiven und negativen Ionen angereicherten Gasstromes zur Entelektrisierung
von Gegenständen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines mit
positiven und negativen Ionen angereicherten Gasstromes zur Entelektrisierung von
Gegenständen, bei der in einem gasdurchströmten Gehäuse mit Wänden aus elektrisch
isolierendem Material wenigstens eine über ein Entkoppelungsglied an eine Hochspannungsquelle
angeschlossene Metallspitze mit Gegenelektrode zur Ausbildung einer Koronaentladung
angeordnet ist und die Metallspitze über einen ersten Gleichrichter an den einen
Pol einer Hochspannungs-Wechselstromquelle und die Gegenelektrode über
einen
zweiten, gegenüber dem ersten entgegengesetzt gepolten Gleichrichter an denselben
Pol der fIochspannungsquelle angeschlossen sind nach Patent ... (Patentanmeldung
P 24 47 919.4).
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In der Hauptanmeldung ist die Gegenelektrode als freistehender, metallischer
Stift in der Mittelachse des Gehäuses angeordnet, wobei das von einer elektrischen
Isolierhülle umgebene Ende des Stiftes in der Nähe der die Elektroden bildenden
FIetallspitzen liegt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Elektrodenanordnung nach der Hauptanmeldung
so zu ändern, daß sich ein noch besserer Wirkungsgrad der Vorrichtung ergibt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenelektrode
gleichfalls als radial in das Gehäuseinnere ragende Metallspitze ausgebildet und
im Gasstrom vor den die Elektroden bildenden Metalispitzen in der Wand des Gehäuses
angeordnet ist.
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Im Gegensatz zur Hauptanmeldung ist. die Gegenelektrode also nicht
mehr in der Achse des Gehäuses angeordnet. Hierdurch wird der Vorteil erreicht,
daß das Gehäuse der Vorrichtung, welches in der Nähe der Austrittsöffnung bisher
beispielsweise einen Durchmesser von etwa 25 - 30 mm hatte, mit einer Austrittsoeffnung
gebaut werden kann, deren Durchmesser bis auf etwa 3 mm verkleinert werden kann
Hierdurch läßt sich ein schärfer gebündelter Strahl eines mit Ionen angereicherten
Gases erzielen, der eine größere Geschwindigkeit und Reichweite besitzt und mithin
zu einer besseren Entelektrisierung führt Während
weiterhin bei
der Hauptanmeldung wegen der zentral angeordneten Gegenelektrode die Gasaustrittsöffnung
wesentlich größer als die Gaseintrittsöffnung an der Rückseite des Gehäuses ausgebildet
werden mußte, kann nun aufgrund der erfindungsgemäßen Abwandlung ein Gehäuse von
überall gleichbleibendem Durchmesser Anwendung finden, so daß, falls erwünscht,
mehrere solche, verhältnismäßig dünne Rohre dicht nebeneinander gepackt erden können.
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Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 eine Schnittansicht
der Vorrichtung entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 mit zugeordneter Schaltung und Fig.
3 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.
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Ein Gehäuse 1 aus elektrisch isolierendem Material, z.B. Kunststoff
oder Keramik, ist an seinem Boden mit einer Tülle 3 zum Anschluß eines Schlauches,
Rohres o. dgl. verbunden. Durch den Schlauch oder das Rohr kann in das Gehäuse ein
Gas- insbesondere Luftstrom mit mehr oder weniger Druck eingelassen werden, der
das Gehäuse an der Austrittsöffnung 4 verläßt. In der vorzugsweise zylindrischen
Seitenwand 5 des Gehäuses 1 sind mehrere, z.B. vier Bohrungen 6 angeordnet. Die
Bodenwand 7 des Gehäuses 1 weist eine ringnutförmige Aussparung 8 auf, die mit den
Bohrungen
6 in Verbindung steht. Die Wand 5 des Gehäuses nicht
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 .Hetallspitzen ist durch einen elektrischen Leiter 15 mit einem jeweils
in den Bohrungen 6 gelegenen Entkoppelungsglied, beispielsweise einem Widerstand
oder einer Kapazität verbunden. ber weitere Leiter 7 sind die Entkoppelungsglieder
16 mit einem gemeinsamen Ringleiter 18 verbunden, von dein aus eine Anschlußleitung
19 ins Freie führt. Der Ringleiter 18 und zum Teil die Leitungen 17 und 19 sind
in der Aussparung 8 angeordnet. Mach dem Einbringen der Metallspitzen, der verschiedenen
Leiter und der Entkoppelungsglieder werden die Bohrungen 6 und die Aussparung 8
mit elektrisch isolierendem Gießharz ausgefüllt. Die Entkoppelungsglieder 16 mit
den zugehörigen Anschluß und Verbindungsleitungen können bei anderen Ausführungsformen
der Erfindung aucn außerhalb des Gehäuses 5 angeordnet sein.
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Als Gegenelektrode für die Metallspitzen 11, 12, 13 und 14 ist zwischen
den genannten Spitzen und der als Gaseinlaß dienenden Tülle 3, d. n. in Strömungsrichtung
vor den SpitzenJals als Gegenelektrode gleichfalls eine radial in das Gehauseinnere
ragende Metallspitze 20 in der Gehäusewand 5 befestigt. Mit der Metallspitze 20
ist eine elektrische Anschlußleitung 23 verbunden.
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Die benötigte Hochspannung wird mittels eines Hochspannungstransformators
31 erzeugt, dessen Prirnärwicklung 32 an eine Wechselstroinquelle 30 von z.B. 5O
liz und 220 V angeschlossen ist.
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Der eine Pol der Sekundärwicklung 33 des Transformators 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 über die Entkoppe lungsglieder
16 mit den als Elektroden dienenden Metallspitzen 11, 12, 13 und 14 elektrisch verbunden
ist. Mit der Leitung 35 und damit mit dem nicht geerdeten Pol der Sekundärwicklung
33 ist weiterhin über eine Leitung 37 der eine Pol eines zweiten Gleichrichters
38 verbunden, dessen anderer Pol über die Leitung 23 an die als Gegenelektrode dienende
4etallspitze 20 angeschlossen ist. Die beiden, mit demselben Pol der Sekundärwicklung
33 verbundenen Gleichrichter 36 und 38 sind, wie sich aus Fig. 2 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 Metallspitze 20 die Halbwelle mit der entgegengesetzten Polarität auftritt.
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Der Hochspannungstransformator 31 kann beispielsweise eine Wechselstromhochspannung
zwischen etwa 5 und 10 kV erzeugen.
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Es hat sich gezeigt, daß durch die beschriebene Anordnung die Ionenkonzentration
und damit die Entelektrisierungswirkung beträchtlich gesteigert wird, wobei in dem
Gasstrom überwiegend Ionen eines bestimmten Vorzeichens - je nach Polung der Gleichrichter
36 und 38 - auftreten.
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Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform besitzt das
Gehäuse 1 und insbesondere dessen Austrittsöffnung 4 eine größere InnenquerschnittsEläche
als die Tülle 3. Es wurde gefunden, daß sich eine gleiche Elektrisierungswirkung
auch erzielen läßt, wenn der Innendurchmesser des Gehäuses 1 erheblich reduziert
und ebenso groß wie der Innendurchmesser der Tülle 3
gemacht wird,
so daß die ganze Anordnung dann als Rohr ausgebildet ist. Es ist möglich, einem
solchen Rohr einen Innendurchmesser von lediglich etwa 3 mm zu geben, so daß sich
ein scharf gebündelter, mit Ionen angereicherter Gas- insbesondere Luftstrahl ergibt,
der eine größere Geschwindigkeit und größere Reichweite besitzt und somit Zu einer
besseren Entelektrisierung führt.
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Da, wie in voranstehenden ausgeführt, die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit sehr kleinem Durchmesser gebaut werden kann, können mehrere rohrförmige Vorrichtungen
dicht zusammengepackt werden.
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Eine solche abgewandelte Vorrichtung ist schematisch in Fig. 3 dargestellt.
Zwei vorzugsweise in einem gemeinsamen, aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise
Kunststoff, hergestellten Gehäuse angeordnete Kanäle 42, 43 sind an ihrer Rückseite
an eine gemeinsame Gas- oder Lufteinlaßleitung 44 angeschlossen. Das dort eintretende
Gas durchströmt die beiden Kanäle und tritt an der in Fig; 3 links gelegenen Auslaßöffnung
aus. Die Kanäle können beispielsweise einen Durchmesser von etwa 3 - 10 mm haben.
Ebenso wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 sind in
der Gehäusewand in der Nähe der Austrittsöffnungen der Kanäle 42, 43 Ltetallspitzen
45, 46 angeordnet, die als Elektroden wirken und über Entkoppelungsglieder 47 in
der in Fig. 2 gezeigten Weise an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind. In
Fig. 3 ist in jedem Kanal lediglich eine Metallspitze 45 bzw. 46 sichtbar. Bei einer
praktischen Ausführungsform können beispielsweise 3 - 5 solcher Metallspitzen in
einer Ebene radial in jeden Kanal ragen.
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Zwischen den Metallspitzen 45, 46 und der Einlaßleitung 44 ist in
jedem Kanal als Gegenelektrode, ebenso wie in Fig. 1 und 2
eine
einzige :letalLspitze 50 radial nach innen ragend in der betreffenden Kanalwand
befestigt. Auch die Gegenelektroden sind wiederuin an die Hochspannungsquelle angeschlossen.
Wie aus Fig.
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3 hervorgeht, erfolgt der Anschluß der Elektroden und Gegenelektroden
jedoch in der Weise, daß die Elektrode(n) 45 des einen Kanals 42 und die Gegenelektrode
50 des anderen Kanals 43 an dem ersten Gleichrichter 36 angeschlossen sind, während
die Gegenelektrode 50 des ersten Kanals 42 und die Elektrode(n) 46 des anderen Kanals
43 Illit dem zweiten Gleichrichter 38 verbunden sind. über die Leitung 35 sind die
in Fig. 3 dargestellten Gleichrichter 36, 38 in der gleichen Weise wie in Fig. 2
mit dem iIochspannungstransformator 31 verbunden, der ebenfalls, wie aus Fig. 2
ersichtlich, geerdet ist.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten unordnung werden im Kanal 42 überwiegend
Ionen des einen und im Kanal 43 übewiegend Ionen des anderen Vorzeichens - je nach
Polung der Gleichrichter 36, 38 -erzeugt und ausgeblasen. Durch die benachbarte
Anordnung der Austrittsöffnungen der Kanäle 42, 43 erhält inan einen kräftigen Gesamtstrahl,
in dem eine hohe Konzentration von Ionen beider Vorzeichen vorliegt.
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L e e r s e i t e