DE2658287B2 - Ionisierungsvorrichtung - Google Patents
IonisierungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine lonisierungsvorrichtung mit einer der Atmosphäre ausgesetzten
Ionisierungselektrode, einer Gleichstromhochspannungsquelle, einer Einrichtung zum Ankoppeln der
Ionisierungselektrode an die Gleichstromhochspannungsquelle, einem isolierenden Gehäuseteil, das die
Ionisierungselektrode umgibt und einem am Gehäuse anliegenden Leiter, der mit Masse verbunden ist und
einen elektrischen Ladungsfluß vom isolierenden Gehäuseteil nach Masse ermöglicht.
Derartige Ionisierungsvorrichtungen werden zur Verbesserung der Umweltbedingungen, beispielsweise
an Stellen eingesetzt, wo die unangenehmen Auswirkungen stark verschmutzter oder an negativen Ionen
verarmter und mit positiven Ionen angereicherter Luft abgeschwächt werden. Das Einatmen eines zu großen
Anteiles positiver Ionen führt zu einer Herabsetzung des Sauerstoffpegels im Blut und zu einer Erhöhung der
Serotoninansammlung (HT-5), eines Nervenhormons, das Schläfrigkeit, Depressionen, Reizbarkeit, Atembeschwerden
und Kopfschmerzen auslöst. Die Einatmung von negativen Ionen verstärkt die Fähigkeit des
Körpers, Sauerstoff aufzunehmen und setzt den Serotonin-pegel herab, wodurch die krankmachenden
Auswirkungen der positiven Ionen beseitigt werden. Es ist bekannt, daß eine derartige Einatmung einen
Besserungseffekt bewirkt und das allgemeine Wohlbefinden verbessert.
Bei der eingangs genannten, aus der FR-PS 13 19 296
bekannten Ionisierungsvorrichtung ist der mit Masse verbundene Leiter, der einen elektrischen Ladungsfluß
vom isolierenden Gehäuseteil nach Masse ermöglicht, in
Form eines elastischen Rings vorgesehen, der in eine am
Außenumfang des isolierenden Gehäuses angebrachte ,Nut eingelegt ist Bei der bekannten Anordnung wird
kein gesteuerter Ladungsfluß zur Masse ermöglicht und für die Erzielung eines berührungssicheren Gehäuses,
sind besondere Maßnahmen zur Isolierung des eingelegten Rings erforderlich.
Aus der FR-PS 7 54 495 ist es ferner bekannt, zwecks
Erzielung eines gesteuerten Ladungsabflusses zur Masse und damit Einstellung des Ionisierungsgrades in
einem Gasstrom Ionenfänger anzuordnen, die mittels einer wählbaren Spannung, die an ihnen liegt, Ionen im
unterschiedlichen Maße abfangen und damit eine Regelung der Ionisation des Gasstroms ermöglichen.
In der US-PS 32 34 432 ist ferner eine Luft-Ionisierungsvorrichtung
beschrieben, die eine Metallblech-Abschirmungselektrode
und eine dünne Drahtelektrode enthält Die Abschirmungselektrode ist über einen Widerstand im Megaohmbereich an Masse geschaltet
und bildet eine Ionenableitung während des normalen Betriebes, so daß ein relativ proportionaler Ionenfluß
zur Abschirmungselektrode ermöglicht wird. Die US-Patentschriften 37 83 283 und 33 96 308 betreffen
jeweils die Anwendung der Ionisierung bei Elektrophotographie. Erstere Patentschrift zeigt eine geerdete
Halbleiterabschirmung zur Verwendung im Zusammenhang mit einer Ionisierungselektrode. Letztere Patentschrift
zeigt ein leitendes Gehäuse mit dielektrischen Streifen zwischen dem Gehäuse und der Ionisierungselektrode,
welche über einen sehr hohen Widerstand nach Masse geschaltet sind. Bei einer Alternativausführungsform
in letztgenannter Patentschrift ist das Gehäuse aus einem dielektrischen Material hergestellt,
und leitende Streifen sind zwischen das Gehäuse und die Ionisierungselektrode geschaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ionisierungsvorrichtung der eingangs genannten Art so
auszubilden, daß auf einfache Weise bei berührungssicherem Gehäuse ein gesteuerter Ladungsabfluß ermöglicht
wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Leiter ein an der Innenfläche des Gehäuses verlaufender Draht
oder dergleichen ist, der der Elektrode unmittelbar mit Abstand gegenüberliegt.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung der lonisierungsvorrichtung
läßt sich durch bloßes Variieren des Abstands des an der Innenfläche des Gehäuses
verlaufenden Drahtes Spitze der Elektrode eine Steuerung des Ionenabflusses erzielen, da der Abflußwiderstand
für Ionen umso geringer wird, je näher das im Gehäuse befindliche Ende des Drahtes zur Spitze der
Elektrode liegt.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung wird der Nachteil einer bekannten rohrförmigen Abschirmung
vermieden, die koaxial die Ionisierungselektrode umgibt und aus isolierendem Material besteht, bei welcher
Ionen desselben Vorzeichens, wie jene, die an der Ionisierungselektrode erzeugt werden, dazu neigen, sich
an den Oberflächen der Abschirmung anzusammeln. Die Anlagerung dieser Ionen kann zum Aufbau eines
elektrostatischen Feldes führen, welches die Erzeugung derartiger Ionen an der Ionisierungselektrode verhindert
und folglich den Wirkungsgrad der Ionenerzeugung nach und nach verringert. Ferner wird bei einer
derartigen Anordnung von der Ionenwolke in der
unmittelbaren Nachbarschaft der Ionisierungselektrode ein abstoßendes elektrisches Feld erzeugt, was zusätzlich
die Ionenerzeugung behindert
Vorteilhafte Ausführungen der Ionisieraigsvorrichtung
sind Gegenstand der Unteranspröcbe.
Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen erläutert Es
zeigt
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer bekannten
Ausführungsform einer J.onisierungsvorrichtung mit einem am Gehäuse anliegenden geerdeten Leiter,
Fig.2 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform
der Ionisierungsvorrichtung,
Fig.3 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform
der Ionisierungsvorrichtung,
Fig.4 eine Mehrzahl von Ionisierungselektroden-Einheiten
mit zugeordneter zentraler Stromversorgung und
F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie H-II in F i g. 4.
Die in F i g. 1 schematisch dargestellte bekannte Vorrichtung zur Erzeugung negativer Ionen enthält eine
Ionisierungselektrode 10 in Form einer Nadel, die mittels eines elektrischen Leiters 12 an eine Hochspannungsquelle
14 angekoppelt ist, welche zweckmäßigerweise eine Gleichspannung von —5000 Volt erzeugt.
Eine allgemein zylindrische rohrförmige Abschirmung 16 ist koaxial zu und im Abstand von der lonisierungsnadel
10 angeordnet und über einen Leiter 18 mi; Masse verbunden. Die Abschirmung 16 ist aus einem
isolierenden Material gebildet, beispielsweise Plastikmaterial.
Die dargestellte Ionisierungsnadei 10 kann durch eine
andere Ionisierungselektrode ersetzt werden, und die Abschirmung 16 kann aus irgendeinem isolierenden
Material gebildet werden; alternativ kann die Abschirmung 16 aus einem Isolator gebilde* werden, der mit
einem äußeren leitenden Überzug versehen ist.
Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der an Masse geschaltete Leiter 22 mit
Isoliermaterial 24, beispielsweise PVC, bedeckt. Der isolierte Leiter ist mit einem isolierten Draht 25
verbünde:, der als im wesentlichen geschlossene Schlaufe längs der Innenfläche der Abschirmung 16
angebracht ist.
Die Anordnung des Drahtes 25 bezüglich der Ionisierungselektrode 10 und der Abschirmung 16 ist so
gewählt, daß df*r Draht 25 eine gesteuerte bzw.
vorausbestimmte Ableitung der elektrostatischen Ladung von der isolierenden Abschirmung zur Masse
bildet, ohne daß eine merkliche Konzentration des elektrischen Feldes zwischen der Ionisierungselektrode
und dem Leiter verursacht wird, welche den angestrebten Wirkungsgrad bezüglich der Ionenverteilung in der
Umgebung stark abschwächen würde.
In F i g. 3 ist eine Schnittansicht einer Ionisierungsvorrichtung gezeigt, die ein isolierendes Gehäuse 30,
eine Hochspannungs-Stromversorgung 32, Verbindungsanschlüsse 34, die an Masse bzw. an eine
Versorgungsspannung angeschlossen sind, und eine nadeiförmige Ionisierungselektrode 36 enthält. Eine aus
Isoliermaterial gebildete Abschirmung 38 umgibt den äußersten Spitzenteil der Elektrode 36. Eine elektrische
Verbindung zwischen der Abschirmung und Masse wird durch einen Leiter 40 hergestellt, der sich bis an eine
Stelle 39 angrenzend an die Abschirmung erstreckt, so
daß eine gesteuerte bzw. vorausbestimmte Ladungsableitung zwischen der Abschirmung 38 und Masse
gebildet wird. Die in Fig.3 im Schnitt gezeigte
Ionisierungsvorrichtung kann so aufgebaut sein, daß sie
eine oder mehrere Ionisierungselektroden enthält, die im Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils
von einer Abschirmung umgeben sind und an eine gemeinsame Stromversorgung angekoppelt sind.
In den Fig.4 und 5 ist eine aus Grundelementen
aufgebaute Ionisierungsvorrichtung dargestellt, die eine Stromversorgung 110 und eine Mehrzahl von Elektrodeneinheiten
118 enthält
Bei der gezeigten Ausführungsform sind Verbindungselemente 112 vorgesehen, welche Buchsen zum
wabiweisen Einsetzen von Steckern 114 enthalten, die
wiederum mit Leitungen 116 verbunden sind, die Strom unter relativ hoher Spannung zu den Ionisierungselektroden-Einheiten
118 führen.
Bei dem in F i g. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind sieben Verbindungselement vorgesehen. Natürlich
kann jegliche Anzahl von Verbiridungsvorrichtungen gewählt werden, d. h. mehr oder weniger als sieben, und
die Anzahl der Verbindungseinrichtungen wird nur durch die Kapazität und die Auslegung der Stromversorgung
110 eingeschränkt.
Die Stromversorgung 110 ist mit einem Ein-Aus-Schalter 120 versehen, der den Betrieb der gesamten
Stromversorgung steuert. Es kann auch eine Mehrzahl von Ein-Aus-Schaltern vorgesehen sein, um den Betrieb
einer oder mehrerer Elektrodeneinheiten unabhängig voneinander zu steuern. Diese Funktion kann jedoch
auch durch wahlweises Einsetzen der Stecker 114 in die
Buchsen 112 erfüllt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 enthält jede lonisierungselektroden-Einheit 118 eine Mehrzahl lonisierungselektroden
121, die mit Abstand voneinander auf einer leitenden Montagehalterung 122 mit Befestigungselementen
124 angeordnet sind.
Die Montagehalterung 122 ist koaxial in einem äußeren Gehäuse 130 angeordnet, das aus Plastikmaterial
oder aus irgendeinem anderen isolierenden Material gebildet ist und darin gebildete Zugangsöffnunget. 132
aufweist, die den Zugang der Ionisierungselektroden zur äußeren Umgebung ermöglichen.
Das Gehäuse 130 kann auch so ausgebildet sein, daß es die Ionisierungselektroden im wesentlichen umgibt.
Ein Leiter 138 ist längs der Innenwandung des Gehäuses im Abstand von, jedoch angrenzend an die Ionisierungselektroden angeordnet und durch eine nicht dargestellte
Einrichtung mit Masse verbunden, um so die angestrebte kontrollierte Ladungsabführung zu bilden. Der Leiter
138 kann ein Stück oder mehrere Stücke Isolierdraht enthalten, die schlaufenförmig oder gerade angeordnet
sind. Die Verwendung von isolierten Drähten ermöglicht es, daß der Leiter näher an der Elektrode
angeordnet, wird als für den Fall fehlender Isolierung.
An einem oder an beiden äußersten Enden der Montagehalterung 122 ist je eine Buchse 134 vorgesehen,
die passend zu einem Stecker 136 ausgebildet ist, der am gegenüberliegenden Ende des zugehörigen
Leiters 116 angekoppelt ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Ionisierungsvorrichtung mit einer der Atmosphäre ausgesetzten Ionisierungselektrode, einer
GJeichstromhochspannungsquelle, einer Einrichtung zum Ankoppeln der Ionisierungselektrode an die
Gleichstromhochspannungsquelle, einem isolierenden Gehäuseteil, das die Ionisierungselektrode
umgibt, und einem am Gehäuse anliegenden Leiter, der mit Masse verbunden ist und einen elektrischen
Ladungsfluß vom isolierenden Gehäuseteil nach Masse ermöglicht, dadurch gekennzeichnet,
daß der Leiter (25," 39/138) ein an der Innenfläche des Gehäuses verlaufender Draht oder
dergleichen ist, der der Elektrode unmittelbar mit Abstand gegenüberliegt
2. Ionisierungsvorrichtung nach Anspruch I1 dadurch
gekennzeichnet, daß das isolierende Gehäuse als, Rohr ausgebildet ist, durch dessen axial
verlaufende Ausnehmungen (132) sich eine Anzahl radialer Ionisierungselektroden erstrecken, die an
einer konzentrisch zum Gehäuse liegenden zentralen Montagehalterung (122) befestigt sind, und der
Leiter (138) an der Gehäuseinnenfläche axial oder schlaufenförmig verläuft.
3. Ionisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter im wesentlichen
um die Ionisierungselektrode herum angeordnet sind.
4. lonisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter ein isolierter
Draht ist.
5. Ionisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Gehäuseteil
aus einem zylindrischen Rohr besteht, in dessen Achse die Ionisierungselektrode angeordnet ist.
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