DE3143978C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrode für elektrosta­ tische Anwendungsbereiche, wie z. B. Gasreinigungsan­ lagen, Luftfilter, Bioelektronik, eIektrische Raumkli­ matisierung, Geräte zum Entladen elektrostatisch auf­ geladener Materialien und ähnliche, umfassend einen Flor aus polymeren Fasern oder Geweben aus polymeren Fasern mit geringen Faserleitwerten.

Derartige Elektroden sind z. B. aus der DE-OS 28 51 757, der EP-OS 00 31 623 oder der US-PS 40 98 591 bekannt.

Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung und An­ wendung von Elektroden zur Abgabe oder Aufnahme elek­ trischer Ladungen, wie sie z. B. in Gasreinigungsanla­ gen wie auch im Bereich der Bioelektronik und Raumkli­ matisierung Verwendung finden. Die Elektrode ist auch in weiteren elektrostatisch orientierten Aufgabenbe­ reichen einsetzbar, wie z. B. bei Aufbau elektrostati­ scher Ladungen auf Kunststoffoberflächen oder für ver­ schiedene Reinigungszwecke.

In der letzten Zeit werden zur Vermeidung einer Pro­ duktion von Ozon Elektroden eingesetzt, die einen Flor aus polymeren Fasern oder Geweben aus polymeren Fasern mit geringen Faserleitwerten umfassen. Obwohl diese Elektroden den Vorteil einer geringen Neigung zu Koro­ naentladungen aufweisen, gestaltet sich die Kontaktie­ rung solcher Elektrodenoberflächen als schwierig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elek­ trode umfassend einen Flor aus polymaren Fasern oder Geweben aus polymeren Fasern mit geringen Faserleit­ werten so auszugestalten, daß zusätzliche, insbesonde­ re schaltungstechnische Schutzmaßnahmen entbehrlich werden.

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß dieser Flor anschlußseitig über eine insbesondere als Kleber ausgebildete hochohmige Schicht mit einer elek­ trischen Zuleitung verbunden und auf einem Isolator befestigt ist.

Die überraschenden Vorteile der erfindungsgemäßen Be­ festigungsart von Flor und Isolator liegen in der Ein­ fachheit der Aufbringung des Flors auf den Isolator sowie einer zusätzlichen Sicherheit, die durch den hohen Widerstand des Klebers erreicht wird. Weitere Schutzmaßnahmen sind daher überflüssig. Aus den selben Gründen besteht auch keine Gefahr von Überschlägen. Stabilisierungsschaltungen, wie sie sonst z. B. in Elektroabscheidern üblich sind, entfallen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das Flor natürliche Materialien mit entsprechenden elektrischen Eigen­ schaften, wie z. B. natürlich Felle verwendet werden, da diese von Natur aus entsprechende elektrische Eigenschaften aufweisen und ebenfalls eine Viel­ zahl von Fasern aufweisen, über die die Ladungen erfindungsgemäß abgegeben werden können.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß als Flor polymere Fasern, insbesondere solche, die sich zur elektrostatischen Beflockung eignen, oder Gewebe aus diesen Fasern verwendet werden. Vorteilhaft ist bei der Verwendung von polymeren Fasern, daß diese durch chemische Vorbehandlung auf einen gewünschten Faserleitwert eingestellt wer­ den können und so die abgegebene Ladungsmenge der Elektrode festgelegt werden kann.

Erfindungsgemäß ist es aber auch möglich, daß als Flor hochpolymere Fasern, insbesondere solche, die sich zur eletrostatischen Beflockung eignen, oder Gewebe aus diesen Fssern verwendet werden, die sich vor allem durch ihre Ei­ genschaft der Polarisationsumkehr auszeichnen, wodurch bei einem darüberstrei­ chenden Luftstrom eine Ladungsmultiplikation und somit eine Vervielfachung der Wirkung der Elektrode erreicht werden kann.

Von Vorteil ist auch eine Ausführungsform der Erfindung bei der, als Flor Mischmaterialien oder Mischgewebe verwendet werden, bzw. der elektrische Leitwert des Flors bzw. der Fasern des Flors durch vorzugsweise chemische Behandlung auf bestimmte Werte eingestellt wird. Durch diese erfindungsge­ mäße Ausbildung kann die Ladungsabgabe der Elektrode in sehr weiten Bereichen einfach variiert werden.

Im Rahmen der Erfindung ist auch eine Ausführungsform möglich, bei der an der Rückseite des Isolators, auf den der Schichtgemischwiderstand aufgebracht wird, eine weitere leitende Schicht aufgetragen wird. Damit ist die Elektrode als Kondensator einsetzbar und kann gleichzeitig zur Glättung von überlager­ ten Pulsen herangezogen werden bzw. durch einen Gegentaktbetrieb zweier erfindungsgemäßer Elektroden die Wirkung derselben verdoppelt werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schichtgemischwiderstand in Form eines leitfähigen Lackes auf den Flor, vor­ zugsweise textiles Gewebe oder Teppichgewebe aufgebracht wird. Durch diese Lösung können insbesondere bei Geräten für Innenräume bereits vorhandene Textilbeläge wie Teppiche oder dgl. zum Aufbau des elektrischen Feldes bzw. zur Abgabe der Ladung herangezogen werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, daß der An­ schluß des Flores, vorzugsweise eines festen Kunstfasergewebes, über ein mit leitfähigem Lack behandeltes zweites gitter-, netz- oder folienförmiges Material erfolgt, mit dem der Flor in Kontakt gebracht wird. Die Ausführungs­ form zeichnet sich dadurch aus, daß bei Elektroabscheidern bzw. Aufbereitungs­ anlagen für die Raumluft, das elektrische Feld rasch an unterschiedliche Ge­ gebenheiten lediglich durch den Austausch des Flors bzw. Kunstfasergewebes angepaßt werden kann.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform der Erfindung bei der der Flor auf Gitter und Stege aufgebracht wird, und das dabinterliegende z. B. polaritätsgleiche Behältnis zur Aufnahme der elektrostatischen Abscheidun­ gen dient.

Damit können in einfacher Weise die auszuscheidenden Schadstoffe ausgeschie­ den werden, da die Teilchen im Behältnis durch die Umladeprozesse, die beim Passieren der beschichteten Stege mit der Ladung gleichen Vorzeichens wie die Elektrode belegt werden, nicht mehr aus diesen austreten können. Sie werden nämlich von den Wänden des Behältnisses, die alle das gleiche Potential be­ sitzen wie die Schadstoffteilchen, abgestoßen.

Vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Ausführung, die zwei Elektroden, von denen zumindest eine, einen auf Gitter bzw. Stege aufgebrachten Flor auf­ weist, dem ein z. B. polaritätsgleiches Behältnis zur Aufnahme der elektro­ statischen Abscheidung zugeordnet ist, zu einem Elektroabscheider zusammenge­ faßt sind, da damit die Wirkung von Elektroabscheider wesentlich erhöht werden kann. Erfindungsgemäß kann auch eine Elektrode wesentlich kleiner sein als die andere oder mit schmalen weit auseinanderliegenden Stegen gebaut sein, um möglichst inhomogene Felder zu erzeugen. Damit können die Vorteile der erfindungsgemäßen Elektroden auch in speziellen Anwendungsfällen, die aus technischen Gründen inhomogene Felder erfordern, voll genutzt werden.

Weiters ist es erfindungsgemäß auch möglich, daß die Elektrode als Abscheide­ elektrode in einem Elektroabscheider dient, bei dem die Ionisierung durch bekannte Methoden, z. B. Sprühverfahren, vorgenommen wird. Damit können bereits be­ stehende Elektroabscheideranlagen ohne großen Aufwand unter Ausnutzung der erfindungsgemäßen Vorteile nachgerüstet werden.

Von Vorteil ist auch eine Ausführungsform bei der zumindest zwei oder mehr Elektroden derart in ein mobiles Gerät eingebaut werden, daß das Gerät Staub und sonstige kleine Teilchen ähnlich wie ein Staubsauger aufnehmen kann. Dadurch kann die Wirkung des elektrischen Feldes auch zum Teilchentransport verwendet werden und es können aufwendige und störende Gebläse und dgl. eingespart werden. Vor Vorteil ist es hierbei, wenn zumindest eine Elektrode als rotati­ onsfähige Rolle ausgebildet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Flor von Elektroden, die z. B. flächig ausge­ führt sind, an den Randzonen gegengepolt ist, wobei der Flor im zentralen Teil der Elektrode und im Rand­ teil elektrisch getrennt ist. Damit wird verhindert, daß es zur Ablagerung von ionisierten Teilchen rund um die Elektrode kommen kann, da durch den gegengepolten Teil diese abgestoßen werden.

Vorteilhaft ist, daß die mit Flor beschichteten Isola­ toren positiv gepolt unter dem Dach von Gewächshäusern angeordnet sind. Dadurch kann das Pflanzenwachstum im Gewächshaus gefördert werden.

Günstigerweise sind zwei Isolatoren im Abstand vonein­ ander angeordnet und auf den einander gegenüberliegen­ den Seiten mit Flor beschichtet sowie gegenge­ polt und dazwischen ein aufladbares Blatt angeordnet. Dadurch wird ohne rotierende Teile und ohne mechani­ schen Antrieb erreicht, daß neben den obengenannten Vorteilen eine Luftzirkulation bewirkt wird.

Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung auch mög­ lich, daß die an der Elektrode anliegende Gleichspan­ nung für bioelektronische Zwecke moduliert wird, und zwar vorzugsweise mit Frequenzen im Bereich von 5 bis 10 Hz.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektrode;

Fig. 2 eine Ausführungsvariante der Elektrode;

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild für den Betrieb einer der Elektrode nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Ausführungsvariante eines Prinzipschaltbildes beim Einsatz zweier Elektroden gemäß Fig. 2;

Fig. 5 eine Elektrode, mit einem dieser zugeordneten Gehäuse in Seitenansicht geschnitten;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Elektrofilters unter Anwendung zweier Elektroden;

Fig. 7 eine Anordnung von Elektroden für einen Luft­ reiniger in stark vereinfachter Ausführungsform;

Fig. 8 die Anordnung von Elektroden zum Aufnehmen von abzusondernden Teilchen, in einem mobilen Gerät in che­ matischer Darstellung;

Fig. 9 eine Elektrode in der Anordnung für ein Luft­ reinigungsgerät;

Fig. 10 eine Ausführungsvariante eines Luftreinigungsgerätes mit er­ findungsgemäß ausgebildeten Elektroden;

Fig. 11 eine schematische Anordnung der Elektroden zur elektrostatischen Entladung bei der Produktion von Kunst­ stoffbahnen;

Fig. 12 eine schematische Anordnung von Elektroden zur Abscheidung von Schmutzteilchen und zur gleichzeitigen Erzeugung eines Luftstroms.

In Fig. 1 besteht der ladungsabgebende bzw. -aufnehmende Teil der Elektrode aus polymerem oder textilem Flor 1. Auf der Haftseite wird dieser Flor über einen hochohmigen Schichtgemischwiderstand 2 und eine leitfähige Strom­ zuführung aus Metall oder Schichtgemischwiderstand 3 gespeist. Als Unterlage und zur mechanischen Stützung dient Isolationsmaterial 4 das je nach Verwendungszweck steif oder biegsam sein kann. Bei entsprechend isolierender Unterlage, auf die die Elektrode aufgebracht werden soll oder bei entsprechen­ der Aufhängung und ausreichender Festigkeit des z. B. textilien Gewebes kann diese Schicht auch entfallen. Selbstverständlich ist jede beliebige Form­ gebung an Stelle der Plattenform in Fig. 1 möglich.

Der Flor 1 der Schicht kann sowohl aus halbleitenden, polymeren Fasern als auch aus natürlichen Materialien bestehen, sofern diese die entsprechenden elektrischen Eigenschaften aufweisen, wie z. B. natürliche Felle. Auch Mischmaterialien sind denkbar. Als vorzügliches Ausführungsbeispiel sei ei­ ne elektrostatisch beflockte Elektrode genannt, bei der ein entsprechend leitfähiger Kleber der Stromzufuhr dient.

Zur optimalen Ausnutzung der angelegten Spannung kann der Faserleitwert des Flors 1 durch entsprechende, vorzugsweise chemische Vorbehandlung auf den gewünschten Wert eingestellt und die von der Elektrode abgegebene Ladungsmen­ ge so gesteuert werden. Hochpolymere bieten mit ihrer Eigenschaft der Pola­ risationsumkehr einen weiteren Vorteil. Durch den darüberstreichenden z. B. von einem Ventilator getriebenen Luftstrom kommt es zu einer Ladungsmultipli­ kation und zu einer Vervielfachung der Wirkung der Elektrode.

Bei den erfindungsgemäß aufgebauten Elektroden besitzt zwar jede einzelne Faser einen sehr hohen Innenwiderstand zum stromführenden Teil der Elektrode, doch bleibt der Gesamtleitwert der großflächigen Elektrode durch die Summe der vielen Einzelleitwerte erhalten. Während herkömmliche Elektroden Ladungen im wesentlichen nur an den Randzonen abgeben - Spitzenwirkung -, werden bei der erfindungsgemäßen Elektrode wegen der Oberflächenstruktur des Flors 1 Ladungen gleichmäßig von der ganzen Fläche abgegeben. Wegen der Widerstands­ werte der Fasern treten an den Faserenden auch keine Coronaentladungen auf. Die Produktion von Ozon wird damit vermieden. Der hohe Innenwiderstand ver­ hindert ferner selbst bei sehr hohen Betriebsspsnnungen das Auftreten von un­ zulässigen Berührungsstromstärken. Ein hoher Widerstand des Klebers bzw. des Schichtgemischwiderstandes 2 gibt zusätzliche Sicherheit. Weitere Schutzmaß­ nahmen sind daher überflüssig. Aus denselben Gründen besteht auch keine Ge­ fahr von, Überschlägen. Stabilisierungsschaltungen, wie sie sonst z. B. in Elektroabscheidern üblich sind, entfallen.

In Fig. 2 ist auf der Rückseite des Isolationsmaterials 4 eine weitere leiten­ de Schicht 5 aufgebracht. Der Schichtgemischwiderstand 3, das Isolationsmate­ rial 4 und die Schicht 5 bilden somit einen Kondensator.

In Fig. 3 ist anhand der der Prinzipschaltung gezeigt, daß die Elektrode gleichzei­ tig mit ihrer kapazitäten Wirkung eingesetzt werden kann, z. B. zur Glättung von überlagerten Pulsen.

In Fig. 4 ist gezeigt, wie entsprechend geschaltet zwei erfindungsgemäße Elektroden auch im Gegentakt betrieben und ihre Wirkung damit verdoppelt werden kann.

Ein Hauptanwendungsgebiet der Elektroden sind Luft- und Gasreinigungsanla­ gen. Als Luftfilter besonders bewährt hat sich etwa die folgende Anordnung. Eine erfindungsgemäße Elektrode wird mit hoher negativer Spannung beaufschlagt. Als Gegenelektrode und gleichzeitig als Abscheidebecken dient ein Wasserge­ fäß, das an Erde bzw. Masse liegt und damit elektrisch positiv gegenüber der ersten Elektrode ist. Ein Ventilator bläst die zu reinigende Luft zwi­ schen die Elektroden. Durch das Feld zwischen den beiden Elektroden und durch Umladeprozesse an der negativen Elektrode wird errreicht, daß sich die Aerosole im Wasserbad absetzen. Der Zündsatz von Paraffinöl oder von or­ ganischen Ölen, z. B. gewöhnliches Speiseöl, im Wasser zur Verhinderung der Verdunstung und zur Entspannung der Wasseroberfläche erweist sich als nötig, da sonst nur ein Bruchteil der Teilchen vom Wasser aufgenommen, der größere Teil aber reflektiert wird. An Stelle des Wasserbeckens als zweite Elektrode kann auch eine erfindungsgemäß aufgebaute, durchlöcherte Elektrode, direkt über der Wasseroberfläche als Gegenpol verwendet werden. Das Wasser kann dabei, muß aber nicht, auf demselben Potential liegen wie die Elektrode. Mit der beschriebenen Anordnung werden auch feinste Staubteilchen, Geruchs­ partikel, Tabakrauch, kurz alle Aerosole und Mikroorganismen nachhaltig aus der Luft entfernt. Durch entsprechende geometrische Anordnung der Elektroden, z. B. negative Elektroden an der Auslaßöffnung länger als das Wasserbecken , kann erreicht werden, daß der gereinigte Luftstrom mit negativen Ionen ange­ reichert wird und so das elektrische Raumklima verbessert wird.

In Fig. 5 ist dargestellt, wie Abscheider mit noch geringerem Aufwand gebaut wer­ den können. Der Flor 1 wird auf ein Gitter 6, Stege oder dgl. aufgebracht, die entweder selbst leitfähig sind oder mit hochohmigem Schichtgemischwiderstand, eventuell in mehreren Schichten unterschiedlicher Leitfähigkeit, versehen werden. Der dahinterliegende Raum, der von einem Gehäuse 7 kassettenförmig umschlossen wird, dient zur Aufnahme der eingeschlossenen Aerosole. Um diese im Abscheideraum zu halten, bedient man sich folgender Methode: Das Gehäuse wird an dasselbe Potential gelegt wie die Elektrode. Die Aerosole werden beim Passieren der beschichteten Stege bzw. Gitter 6 durch Umladeprozesse mit der Ladung gleichen Vorzeichens wie die Elektrode belegt. Das bedeutet, daß die Teilchen innerhalb des Abscheideraumes von allen Wänden, die alle das gleiche Potential besitzen, abgestoßen werden. Die Teilchen sind in der Kassette ge­ fangen. Das Gehäuse 7 kann dabei entweder selbst leitfähig sein oder mit Schichtgemischwiderstand allein oder mit Schichtgemischwiderstand und poly­ meren oder textilen Fasern beschichtet sein.

In Fig. 6 ist eine Ausführung gezeigt, mit der die Effektivität eines derarti­ gen Abscheides erhöht werden kann. Der Abscheid besteht im Schema aus drei Elektro­ den 8, 9, 10, dem Gehäuse 11 und dem Ventilator 12. Die Elektroden 8 und 9 sind positiv, die Elektrode 10 negativ gepolt. 8 und 9 können auch elektrisch leitend verbunden sein. Der Ventilator 12 bläst den Luftstrom zwischen die Elektroden 9 und 10. Die Aerosole werden vom elektrischen Feld durch die durch­ löcherte Elektrode 9 in den Abscheideraum zwischen 8 und 9 befördert und nach demselben Prinzip wie oben festgehalten. Die Elektroden im Inneren des Gehäuses 11 müssen dazu nicht unbedingt mit leitendem Flor belegt sein. In einer er­ weiterten Ausführung kann auch die Elektrode 10 in symmetrischer Weise mit einem Abscheidekasten versehen werden.

In Räumen mit nur wenig verschmutzter Luft reicht der Betrieb eines Gerätes ohne Ventilator aus, um Staub, Tabakrauch und Mikroteilchen zu entfernen.

Die Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Dss Gerät wird vorteilhafterweise in mittlerer Höhe an einer Wand 13 angebracht. Ein Hochspannungsteil 14 liegt hinter einer leicht schrägen negativen Elektrode 15. Die umgeladenen Aerosole werden in einem Raum 16 hinter der durchlässigen, positiven bzw. geerdeten Elektrode 17 abgelagert. Die größere negative Elektrode gibt zusätzlich negative Ionen in den Raum ab und verbessert so das elektrische Raumklima.

Sollte das zu reinigende Gas einen hohen Anteil elektrisch neutraler Teil­ chen enthalten, was für normale Wohn- und Arbeitsräume Im allgemeinen nicht zutrifft, so kann nach folgenden Methoden vorgegangen werden. Der Gasstrom kann z. B. von Ventilator und Leiteinrichtungen so gelenkt werden, daß ge­ sichert ist, daß jedes Teilchen zumindest einmal die Elektrode trifft und dabei aufgeladen wird. Eine andere Methode besteht darin, das elektrische Feld zwischen den Elektroden durch entsprechende Ausformung der Elektroden stark inhomogen auszulegen und die Teilchen durch Polarisationswirkung abzuscheiden. In einem weiteren Schritt können, etwa in industriellen Gasreini­ gungsanlagen, die bekannten Spitzenelektroden oder auch Flüssigkeitszerstäu­ ber, Lenard-Effekt, zur Ionisierung eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Elektrode wird dann als Abscheideelektrode, z. B. in einer Ausführung nach Fig. 5 verwendet.

Nach dem oben beschriebenen Prinzip, die abgeschiedenen Teilchen zwischen gleichgepolten Elkektroden festzuhalten, können auch mobile Geräte gebaut werden, die die Funktion eines Staubsaugers erfüllen.

In Fig. 8 ist ein Schema für einen derartigen Apparat dargestellt. Der Hoch­ spannungsteil 14 wird wahlweise über das Netz oder über Batterien oder Akkus, die in einem Griff 18 Platz finden, gespeist. Eine Elektrode 19 mit erfindungsge­ mäßem Aufbau ist negativ gepolt und "saugt" Schmutzteilchen, Papierschnitzel, Staub, Mikroben etc. an. Diese werden an der Elektrode 19 umgeladen, von ei­ ner der gegengepolten, durchlöcherten Elektroden 20 angezogen und in einem Abscheider­ raum 21 festgehalten, dessen sämtliche Wände wieder das gleiche Potential tragen.

Ein derartiger Staubsauger arbeitet völlig geräuschlos ohne verschleißende Teile und beseitigt vor allem auch jene kleinsten Partikel, die von den üb­ lichen Staubsaugern durch den Staubsack hindurch wieder in den Raum ge­ blasen werden. Er kann unabhängig vom Netz eingesetzt werden und ist auch an solchen Stellen verwendbar, an denen mit normalen Staubsaugern nicht ge­ arbeitet werden kann, so etwa bei der Entstaubung von Zimmerpflanzen oder an Arbeitsplätzen, auf denen Papierblätter oder kleinere Bauteile herumliegen, weil nur sehr kleine und leichte Partikel diese dafür aber gründlich, ent­ fernt werden. Entstsaubung von Büchern, Schallplatten, Gläsern und ähnlich empfindlichen Materialien gehören auch zum potentiellen Arbeitsgebiet. Nach demselben Prinzip können z. B. auch Kleiderroller gebaut werden. Die Elektrode 19 kann für solche Zwecke in Form einer Rolle, einer rotations­ fähigen Bürste ausgebildet werden, die etwas über den Gehäuserand vorsteht. Die Elektroden können außer zur Filterung, wie bereits mehrfach erwähnt, auch vorteilhaft für die elektrische Raumklimatisierug, also zur Erzeugung des richtigen elektrostatischen Feldes und des Überschusses negativer Luftionen eingesetzt werden. Einfache Geräte für diesen Zweck, sind dem Abscheider in Fig. 7 ähnlich, das ja eigentlich ein Kombinationsgerät, Abscheider und Ionisator, ist. Der Abscheidraum 16 und die Elektrode 17 werden für reine Klimageräte weg­ gelassen.

Die Fig. 9 und 10 zeigen die einfachsten Ausführungen. Die Elektrode in Fig. 10 ist nur in ihrem Mittelteil negativ, an den Rändern aber positiv geladen. Damit werden etwaige restliche Randwirkungen und die stärkere Verschmutzung der Randzonen und der umgebenden Wand vermieden. Werden Elektroden nach Fig. 9 und 10 als Deckenelektroden verwendet, um die natürlichen Feldverhältnisse im Raum zu simulieren, müssen sie natürlich positiv gepolt werden. Auch sol­ che einfachen Elektroden wirken z. T. als Luftfilter, weil die ionisierten Aerosole durch das von der Elektrode erzeugte elektrostatische Feld entweder direkt an der Elektrode oder an den Wänden und Einrichtungsgegenständen abgelagert werden.

In Versuchen wurde festgestellt, daß in Räumen mit richtig gepoltem Feld und negativem Ionenüberschuß die Anzahl schädlicher Keime wesentlich unter der Keimzahl in unbehandelten Räumen liegt. Daher bieten sich ionisierende und felderzeugende Geräte z. B. für Krankenanstalten an. Sie könnten dort auch andere, bisher übliche Geräte ersetzen, die meist schädliche Nebenwirkungen haben, wie etwa UV-Strahler oder ozonproduzierende Geräte. In Lagerhallen kann auf diese Art die Haltbarkeitsdauer eingelagerter Lebensmittel verlän­ gert werden.

In Gewächshäusern bewährt sich z. B. eine rohrförmig ausgebildete Elektrode, die unter dem Dach angebracht und positiv angesteuert wird. Als Gegenelektro­ de fungiert der Metallrahmen des Gewächshauses. Die Faraday-Käfig-Wirkung des Gewächshauses wird so kompensiert und im Inneren des Gewächshauses ähn­ liche Feldverhältnisse erzeugt, wie sie im Freien vorliegen. Das Wachstum der Pflanzen wird dadurch angeregt und außerdem werden viele Krankeiten, wie etwa Pilzbefall der Pflanzen u. ä. verhindert.

Der größte Feldgradient tritt, wegen des kurzen Abstandes, natürlich zwischen Elektrode und Dach auf. Der Feldgradient wird hier so stark, daß kleine In­ sekten angezogen und getötet werden. Nach diesem Prinzip, nämlich mit stark inhomogenen Feldern, gelang es auch, wirkungsvolle Mückenfänger für Zimmer und auch Campingplätze, selbst in stark mückenverseuchten Gebieten, mit Er­ folg zu betreiben.

Daß die richtigen Ionisationsverhältnisse nicht nur zur Abwehr von Krank­ heiten beitragen, sondern auch beim Kampf gegen Müdigkeit und Konzentrations­ schwäche mitwirken, konnte in Arbeitsgroßräumen und z. B. auch in öffent­ lichen Verkehrsmitteln gezeigt werden. Mit der neuen erfindungs­ gemäßen Elektrode sind derartige Geräte leichter und billiger herzustellen als bisher, zudem entfällt das lästige Nebenprodukt Ozon. Es können jetzt auch sehr einfache kleine Ionisierungsgeräte hergestellt werden, die auf Schreibtischen odcr Nachtkästchen aufstellbar sind. Am einfachsten werden dazu Kunststoffgehäuse beliebiger Form mit einem leitfähigen Kleber bestri­ chen und elektrostatisch beflockt. Der elektronische Bauteil für die nega­ tive Hochspannung findet im Gehäuse Platz. Eine zusätzliche Verbesserung des elektrischen Raumklimas erreicht man, in dem man dss hohe statische Potential niederfrequent moduliert. Besonders die Modulation mit 10 Hertz, die aus der natürlichen Atmosphäre bekannt ist, zeigt beste Ergebnisse, sei es für gesteigerte Konzentrationsfähigkeit, für verbessertes Wohlbefinden oder auch für beschleunigtes Pflanzenwachs­ tum. Je nach Aufbau des elektronischen Impulsgebers kann hier die Aus­ führung der Elektrode als Kondensator nach Fig. 2 besonders nützlich sein.

Außer der mehrfach erwähnten Ausführungsform der Elektrode mit elektrosta­ tischer Beflockung eignen sich als Flor auch handelsübliche Textilfasern und Gewebe vorwiegend aus Kunststoff. Das verwobene textile Material, z. B. ein Stück Kunststoffteppich, muß dazu nur auf der Rückseite mit einem elek­ trisch leitenden Lack eingestrichen und dieser Lack kontaktiert werden. Es genügt aber auch, ein z. B. gitter- oder netzfönmiges Material oder eine Folie, die mit dem Lack behandelt wurden, in engen Kontekt mit dem textilen Stück zu bringen. Die beiden Teile aufeinanderzulegen reicht in vielen Fällen bereits aus.

Neben der Anwendung für Elektroabscheider und Ionisierungseräte in der weiter oben beschriebenen Art wird durch diese spezielle Ausführungsform der Elektro­ de ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet des Verfahrens erschlossen: Bekannt ist die Erscheinung, daß sich die meisten Kunststoffmaterialien durch Reibung elektrostatisch aufladen (z. B. durch Gehen mit Kunststoffsohlen auf Plastik­ böden oder Sitzen auf Sesseln mit Kunststoffüberzügen, z. B. im Auto usw.). Beim Berühren von Metallteilen, wie Türklinken, Eisengeländern etc. kommt es zu Entladungen unter unangenehmer Funkenbildung. Werden derartige Materialien in der erfindungsgemäßen Weise mit einer elektrisch leitenden Kunststoff­ schicht unterlegt bzw. mit leitendem Lack eingestrichen und diese Schicht sodann kontaktiert und geerdet oder an ein entsprechendes Potential gelegt, so wird die elektrostatische Ladung sofort abgeleitet oder kompensiert.

Die derart hergestellte Elektrode kann gleichzeitig auch zur elektrischen Raumklimatisierung herangezogen werden. Eine Verbesserung tritt allein schon dadurch ein, daß die Störfelder verschwinden, die durch statisch aufgeladene Kunststoffe erzeugt werden. Ein in der beschriebenen Weise behandelter Kunst­ stoffteppich etwa erfüllt so in idealer Kombination mehrere Funktionen: Elek­ trostatische Aufladung des Materials durch Reibungselektrizität wird verhin­ dert; der negativ gepolte Teppich stellt im Raum ähnliche Feldverhältnisse her, wie sie im Freien auftreten (130 V/m von oben nach unten): die Elektrode arbeitet als Ionisierungsgerät und erzeugt das erwünschte Verhältnis der Ionenzahlen, nämlich Überschuß negativer Ionen. Schließlich vermindert der Teppich als Elektrode eines Luftfilters in der beschriebenen Weise die Menge der ionisierten Aerosole in der Luft. Durch die geringen Leitwerte besteht keinerlei Sicherheitsrisiko, auch wird kein Ozon gebildet. Natürlich kann auch hier eine niederfrequente Modulation (z. B. 10 Hertz) überlagert wer­ den.

Die erfindungsgemäße Elektrode kann außer für die genannten Zwecke noch für viele andere Spezialaufgaben eingesetzt werden, von denen im folgenden eini­ ge stellvertretend herausgegriffen werden:
Bringt man die Elektrode an der Unterseite des Tonarmes eines Plattenspielers an, so wird dadurch die sich darunter wegdrehende Schallplatte entstaubt und entladen.

ln Fig. 11 ist eine Elektrode 22 bei der Produktion von Kunststoffbahnen - schematischer Querschnitt - gezeigt, bei der sich die starke elektrostati­ sche Aufladung störend bemerkbar macht. Dort kann die Elektrode 22 ebenfalls mit Vorteil eingesetzt werden. Eine zu produzierende Bahn 23 wird unter einer erfindungsgemäßen Elektrode 22 durchgeführt, um sie zu entladen.

In Fig. 12 ist ein elektrostatischer Ventilator beschrieben, der mit den vor­ liegenden Elektroden leicht zu verwirklichen ist. Zwischen den beiden Elek­ troden 24, 25 befindet sich ein Blatt 26 eines aufladbaren, z. B. halblei­ tenden Materials, das an einer Kante 27 beweglich aufgehängt ist. Das Blatt 26 wird z. B. von der negativen Elektrode 24 aufgeladen, wegen der gleich­ namigen Ladung abgestoßen und von der positiven Elektrode 25 angezogen. Dort findet ein Umladeprozeß statt. Das nunmehr positiv-geladene Blatt 26 schlägt zur negativen Elektrode 24 zurück und so fort. Diese Pendelbewegung, bei der natürlich Ladung transportiert wird, also ein Strom fließt, preßt Luft zwischen den Elektroden 24, 25 durch und trägt somit zur Konvektion und Ventilation bei.

Claims (19)

1. Elektrode für elektrostatische Anwendungsbereiche, wie z. B. Gasreinigungsanlagen, Luftfilter, Bioelektrik, elektrische Raumklimatisierung, Geräte zum Entladen elektrostatisch auf­ geladener Materialien und dergleichen umfassend einen Flor aus polymeren Fasern oder Geweben aus polymeren Fasern mit geringen Faserleitwerten, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Flor (1) anschlußseitig über eine insbesondere als Kleber ausgebildete hochomige Schicht (2, 3) mit einer elektrischen Zuleitung ver­ bunden und auf einem Isolator befestigt ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flor (1) natürliche Materialien mit geeigneten elektrischen Eigenschaften, wie z. B. natürliche Felle verwendet werden.

3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flor (1) polymere Fasern, insbesondere solche, die sich zur elektrostatischen Be­ flockung eignen, oder Gewebe aus diesen Fasern verwendet werden.

4. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flor (1) hochpolymere Fasern, insbesondere solche, die sich zur elektrostatischen Beflockung eignen, oder Gewebe aus diesen Fasern verwendet werden.

5. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flor (1) Mischmaterialien oder Mischgewebe verwendet werden.

6. Elektrode nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der elek­ trische Leitwert des Flors (1) bzw. der Fasern des Flors (1) durch vorzugs­ weise chemische Behandlung auf bestimmte Werte eingestellt wird.

7. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rück­ seite des Isolators, auf den der Schichtgemischwiderstand (2, 3) aufge­ bracht wird, eine weitere leitende Schicht (5) aufgetragen wird.

8. Elektrode nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtge­ mischwiderstand (2, 3) in Form eines leitfähigen Lackes auf den Flor (1), vorzugsweise textiles Gewebe oder Teppichgewebe aufgebracht wird.

9. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Flors (1) vorzugsweise eines festen Kunstfasergewebes, über ein mit leitfähigem Lack behandeltes gitter-, netz- oder folienförmiges Material erfolgt, mit dem der Flor (1) in Kontakt gebracht wird.

10. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flor (1) auf Gitter (6) und Stege aufgebracht wird, und das dahinterliegende, z. B. polaritätsgleiche Behältnis zur Aufnahme der elektrostatischen Abscheidun­ gen dient.

11. Elektrode nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektroden (9, 10) von denen zumindest eine, einen auf Gitter bzw. Stege aufgebrachten Flor (1) aufweist, dem ein z. B. polaritätsgleiches Behältnis zur Aufnahme der elektrostatischen Abscheidungen zugeordnet ist, zu einem Elektroabscheider zusammengefaßt sind.

12. Elektrode nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode (8, 9, 10, 15, 17, 19, 20, 22, 24, 25) wesentlich kleiner als die andere oder mit schmalen, weit auseinanderliegenden Stegen gebaut wird, um möglichst inhomogene Felder zu erzeugen.

13. Elektrode nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisierung durch bekannte Methoden, z. B. Sprühverfahren vorgenommen wird.

14. Elektrode nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest zwei oder mehr Elektroden (19, 20) derart in ein mobiles Gerät ein­ gebaut werden, daß das Gerät Staub und sonstige kleine Teilchen, ähnlich wie ein Staubssuger aufnehmen kann.

15. Elektrode nach Anspruch 1, 10 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Elektrode als rotationsfähige Rolle ausgebildet ist.

16. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flor (1) von Elektroden, die z. B. flächig ausgeführt sind, an den Randzonen gegengepolt ist, wobei der Flor im zentralen Teil der Elektrode und im Randteil elektrisch getrennt ist.

17. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Flor (1) beschichteten Isolatoren vorzugsweise positiv gepolt unter dem Dach von Gewächshäusern angeordnet sind.

18. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Isolatoren im Abstand voneinander angeordnet und auf den einander gegenüberliegenden Seiten mit Flor beschichtet sowie gegen­ gepolt sind, und daß dazwischen ein aufladbares Blatt (26) angeordnet ist.

19. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Elektrode anliegende Gleichspannung für bioelektronische Zwecke moduliert wird, und zwar vorzugsweise mit Frequenzen im Bereich von 5 bis 10 Hz.