DE60105951T2

DE60105951T2 - Emittervorrichtung

Info

Publication number: DE60105951T2
Application number: DE60105951T
Authority: DE
Inventors: John Landsale Gorczyca; Michael Landsale Jacobs; King K. Philadelphia Miller
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2021-12-08
Also published as: KR100783127B1; JP3936181B2; US20020071235A1; JP2002231418A; MXPA01012677A; SG125892A1; CN100483875C; US6717792B2; CN1357952A; TWI278001B; EP1213949B1; DE60105951D1; KR20020046175A; EP1213949A1; MY129770A

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Emitteranordnung nach Anspruch 1 und auf ein Ionengebläse nach Anspruch 10 gerichtet.
Eine Emitteranordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Ionengebläse dieses Typs sind aus der FR-A-2 085 510 bekannt. Sie zeigt einen Ionengenerator zur Erzeugung negativer Ionen.
Die GB-A-1 305 382 zeigt eine Vielzahl von Sonden zur Abgabe von Ionen. Bei jeder Sonde ist ihre Spitze innerhalb eines teilweise eingeschlossenen Raumes mit einer Öffnung zur Atmosphäre jenseits der Spitze. Die US-A-5 973 905 zeigt einen Generator für negative Luftionen, der mit einer Vielzahl von Nadeln versehen ist, die je innerhalb einer Ausnehmung angeordnet sind. Jede Ausnehmung hat einen Schlitz für einen Ionenstrom zwischen Nadelspitzen und einem Massering. Die US 5 055 963 offenbart Elektroden, die sich von einem Isolator radial nach innen erstrecken zur Erzeugung negativer und positiver Ionen.
Bei vielen Herstellungs- und Verarbeitungsumgebungen ist es wünschenswert, die Ansammlung von Ladung in einem Arbeitsraum zu verhindern. Um die Ansammlung von Ladung zu verhindern, werden positive und negative Ionen in den Arbeitsraum geführt, um jegliche Ladung zu neutralisieren, die sich aufbauen kann. Ein Beispiel einer Industrie, bei der die Ansammlung von Ladung in Produktionsbereichen verhindert werden muss, ist die Plattenlaufwerksindustrie, wo es zum Erhalt hoher Fertigungserträge entscheidend ist.
1 zeigt eine Emitteranordnung 10' des allgemein bei Ionenluftgebläsen verwendeten Typs. Die Emitteranordnung 10' ist so montiert, dass Luft durch eine Luftführung 30', die durch einen ringförmigen Ring 22' gebildet ist, getrieben oder gezogen wird. Ionisierende Stifte 32' erstrecken sich im allgemeinen vom ringförmigen Ring 32' radial nach innen, so dass ihre Spitzen im Luftstrom positioniert sind, um es Ionen zu ermöglichen, von den ionisierenden Stiften 32' und aus dem Ionenluftgebläse (nicht dargestellt), das die Emitteranordnung 10' aufnimmt, weggeblasen oder abgezogen zu werden.
Es ist üblich, einen Ventilator (nicht dargestellt) zu verwenden, um Luft durch die Luftführung 30' zu treiben oder zu ziehen. Der Durchmesser des Bereiches, der durch die Ventilatorblätter der Ventilatoranordnung überstrichen wird, ist ungefähr gleich wie der innere Durchmesser des ringförmigen Rings 22'. Aufgrund der Position der Spitzen der ionisierenden Stifte 32', die nahe zu der äußeren Kante der Ventilatorblätter angeordnet sind, werden die Ionen von der Emitteranordnung in einen langsameren Teil des durch den Ventilator erzeugten Luftstromes freigesetzt.
Herkömmliche Emitteranordnungen 10' verwenden eine relativ komplizierte Spitze-zu-Spitze-Verdrahtung 26', um den ionisierenden Stiften 32' Energie zuzuführen. Die Miniaturisierung des Ionenluftgebläsegehäuses (nicht dargestellt), das die Emitteranordnung 10' einschließt, ist durch die Größe der Luftführung 30' der Emitteranordnung 10' begrenzt. Aufgrund der Hochspannung, die durch die Verdrahtung 26' zu den ionisierenden Stiften 32' übertragen wird, ist es notwendig, dass das Gehäuse des Ionenluftgebläses um einen Mindestabstand von der Außenseite der Luftführung 30' beabstandet ist, um einen Funkenüberschlag oder eine andere Ableitung von Elektrizität entweder von den Stiften 32' oder von der Verdrahtung 26' zum Ionenluftgebläse (Metallgehäuse sind aus elektrischen Abschirmungszwecken bevorzugt) zu verhindern.
Die Größe des ringförmigen Rings 22' ist auch durch die Größe des bei der Emitteranordnung 10' zu verwendenden Ventilators beschränkt. Wenn der Durchmesser des ringförmigen Rings 22' kleiner ist als der Durchmesser des Ventilators, dann wird die Luftmenge, die durch die Luftführung 30' gedrängt wird, verringert und der Wirkungsgrad des Ionenluftgebläses wird ungünstig beeinflusst.
Die Emitteranordnung 10' erfordert eine relativ komplizierte Formung, Bearbeitung und Montage des ringförmigen Rings 22' zur Aufnahme der Verdrahtung 26' und zur Montage der ionisierenden Stifte 32'. Um die ionisierenden Stifte 32' richtig am ringförmigen Ring 22' zu montieren, ist es notwendig, Buchsen (nicht dargestellt) zur Aufnahme der ionisierenden Stifte 32' herzustellen, die im Körper des ringförmigen Rings 22' angeordnet sind. Die Bearbeitung, die erforderlich ist, um den relativ komplizierten ringförmigen Ring 22' sowie die komplizierte Spitze-zu-Spitze-Verdrahtung zu bilden, und die Größenbeschränkungen im Zusammenhang mit der Emitteranordnung 10' erlegen den Vorrichtungen, die die Emitteranordnung 10' verwenden, einige Konstruktionsbeschränkungen auf.
Was erforderlich ist, aber bisher nicht durch den herkömmlichen Stand der Technik geschaffen wurde, ist eine Emitteranordnung, die leicht herzustellen ist, die es ermöglicht, dass ein Ionenluftgebläse, das die Emitteranordnung enthält, miniaturisiert wird, ohne das Risiko elektrische Überschläge von der Emitteranordnung zu verursachen, das ermöglicht, dass das Ionenluftgebläsegehäuse, das die Emitteranordnung einschließt, auf eine Größe miniaturisiert wird, die mit der des für den Ventilator des Ionenluftgebläses verwendeten Gehäuses vergleichbar ist, und das die Entfernung von Ionen von den ionisierenden Stiften durch Anordnen der Spitzen der ionisierenden Stifte im relativ schnelleren Teil des durch den Ventilator erzeugten Luftstromes erleichtert.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist eine Emitteranordnung mit nach außen sich erstreckenden ionisierenden Stiften. Die Emitteranordnung der vorliegenden Erfindung hält ionisierende Stifte, die sich im wesentlichen von einem ringförmigen Anordnungsring radial nach außen erstrecken. Der Stand der Technik erkannte die Verwendung von ionisierenden Stiften, die durch eine Ringstruktur gehalten werden; der Stand der Technik erkannte jedoch nicht, dass das Richten der Stifte nach innen ein Begrenzungsfaktor zur Verringerung der Größe der Anordnung wäre.
Die Emitteranordnung der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, als Teil eines Ionenluftgebläses verwendet und ist vorzugsweise innerhalb eines Ionenluftgebläsegehäuses enthalten. Im Ionenluftgebläsegehäuse ist auch ein Ventilator eingeschlossen, der dazu verwendet wird, Luft über die ionisierenden Stifte zu drängen oder zu ziehen. Die ionisierenden Stifte erstrecken sich von der äußeren Oberfläche des ringförmigen Anordnungsrings, wobei die ionisierenden Stiftspitzen in der Luftführung nahe zum Punkt des schnellsten durch die Ventilatorblätter erzeugten Luftstromes positioniert sind. Dies erleichtert das Abziehen von Ionen von den Enden der ionisierenden Stifte durch die angetriebene oder abgezogene Luft. Die im allgemeinen auswärts gerichtete Ausrichtung der ionisierenden Stifte ermöglicht zusätzlich die erhöhte Miniaturisierung eines Ionenluftgebläses, das den Emitter verwendet.
Die Emitteranordnung der vorliegenden Erfindung ermöglicht auch eine vereinfachte Herstellung und Montage. Aufgrund der Geometrie und der verringerten Komplexität des Layouts ermöglicht sie die Verwendung einer relativ einfachen Form bei der Herstellung. Da es nicht erforderlich ist, dass das zentrale Teil der Anordnung offen ist, verringert eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner die Komplexität der Drahtführung. Eine andere Ausführungsform beseitigt insgesamt die herkömmliche Verdrahtung durch Verwendung von vorfabrizierten Verbindungselementen, die eine gedruckte Schaltung zum Verbinden der ionisierenden Stifte mit einer Energieversorgung sein kann.
Kurze Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnungen
Die vorstehende Zusammenfassung sowie die folgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung werden besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden. Zum Zweck der Darstellung der Erfindung sind in den Zeichnungen Ausführungsformen dargestellt, die derzeit bevorzugt sind. Es sollte jedoch klar sein, dass die Erfindung nicht auf die genauen dargestellten Anordnungen und Instrumentierungen beschränkt ist.
In den Zeichnungen ist
1 eine Ansicht einer Emitteranordnung des Standes der Technik von hinten;
2A eine perspektivische Ansicht eines ringförmigen Anordnungsrings der Emitteranordnung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2B eine Querschnittsansicht des ringförmigen Anordnungsrings von 2A längs der Linie 2B–2B von 2A;
3 eine Ansicht der Emitteranordnung der vorliegenden Erfindung von hinten;
4 eine perspektivische Rückansicht des ringförmigen Rings von 2A, der auf einer Montageplatte montiert ist, zum im wesentlichen zentralen Ausrichten der Emitteranordnung mit einem Ventilator;
5 eine Ansicht des ringförmigen Rings und der Montageplatte von 4 von hinten;
6 eine Ansicht der Emitteranordnung von 3 von hinten, die so abgewandelt ist, dass sie eine Ausführungsform mit einer Luftprallplatte und die vorliegende Erfindung enthält;
7 eine perspektivische Ansicht eines Ionenluftgebläses, das die vorliegende Erfindung enthalten könnte; und
8 eine Teilseitenansicht der Luftprallplatte von 6, die darstellt, wie die richtige Anordnung der Luftprallplatte einen turbulenten Luftstrom in der Nähe einer Spitze eines ionisierenden Stifts erzeugt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
I. Übersicht der vorliegenden Erfindung:
2A, 2B und 3 zeigen eine Emitteranordnung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Emitteranordnung 10 weist einen ringförmigen Anordnungsring 34 und mindestens einen ionisierenden Stift 32 auf, der durch den ringförmigen Anordnungsring 34 gehalten wird und sich radial von ihm nach außen erstreckt, wobei der mindestens eine Stift 32 dazu verwendet wird, mindestens eine Art von entweder positiven oder negativen Ionen (nicht dargestellt) zur Neutralisierung von Ladung in einem Arbeitsraum (nicht dargestellt) zu erzeugen.
Die Emitteranordnung 10 kann auch eine Vielzahl von ionisierenden Stiften 32 aufweisen, die um den ringförmigen Anordnungsring 34 herum angeordnet sind. Die Emitteranordnung 10 kann auch einen ringförmigen Anordnungsring 34 aufweisen, der eine im wesentlichen zylindrische Gestalt aufweist. Die Emitteranordnung 10 kann auch einen ringförmigen Anordnungsring 34 aufweisen, der aus einem gegossenen Material gebildet ist, wie z.B. Acrylonitrilbutadienstyrol („ABS"), Polyvinylchlorid („PVC") oder Polypropylen. Die Emitteranordnung 10 kann ionisierende Stifte 32 aufweisen, die aus bearbeitetem Wolfram gebildet sind.
Die Emitteranordnung 10 kann eine Spannungsversorgung aufweisen, die mit elektrischer Energie versorgt wird, die zwischen ungefähr siebzig (70V) und ungefähr zweihundertvierzig Volt (240V) Wechselspannung bei ungefähr fünfzig (50 Hz) bis ungefähr sechzig Hertz (60 Hz) konditioniert ist. Die Spannungsversorgung kann einen Schaltkreis, wie z.B, einen Transformator enthalten, der in der Lage ist, die Spannung auf zwischen ungefähr fünftausend (5 kV) und zehntausend Volt (10 kV) Wechselspannung bei ungefähr fünfzig (50 Hz) bis ungefähr sechzig Hertz (60 Hz) hochzutransformieren. Alternativ kann die Spannungsversorgung einen Schaltkreis aufweisen, wie z.B. einen Gleichrichter, der eine Diode und eine Kondensatoranordnung aufweist, die in der Lage ist, die Spannung auf ungefähr fünftausend (5 kV) bis zehntausend Volt (10 kV) Gleichstrom sowohl positiver als auch negativer Polarität zu erhöhen. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann die Emitteranordnung 10 eine Spannungsversorgung aufweisen, die mit elektrischer Energie versorgt wird, die bei ungefähr vierundzwanzig (24V) Volt Gleichspannung konditioniert ist. Die Spannungsversorgung kann einen Schaltkreis enthalten, wie z.B. einen freistehenden Oszillator, der als eine Wechselstromquelle verwendet wird, um einen Transformator anzutreiben, dessen Ausgang gleichgerichtet wird und der in der Lage ist, die Spannung auf fünftausend (5 kV) bis zehntausend (10 kV) Volt sowohl positiver wie auch negativer Polarität zu konditionieren.
Insbesondere mit Bezug auf 3 kann die Emitteranordnung 10 mindestens ein elektrisches Verbindungselement 20 aufweisen zur Energiezufuhr zu den ionisierenden Stiften 32, die in dem ringförmigen Anordnungsring 34 angeordnet sind, an dem Buchsen 36 direkt zur Aufnahme der ionisierenden Stifte 32 befestigt sind und dem über die Energieleitungen 24 Energie zugeführt wird. Die Emitteranordnung 10 kann ein einziges elektrisches Verbindungselement 20 aufweisen, das in Verbindung mit Wechselspannung zur Erzeugung sowohl positiver wie auch negativer Ionen (nicht dargestellt) verwendet wird. Die Emitteranordnung 10 kann auch zwei elektrische Verbindungselemente 20 aufweisen, die in Verbindung mit Gleichspannung verwendet werden, was ermöglicht, dass zur Erzeugung positiver und negativer Ionen (nicht dargestellt) ein Satz von Stiften 32 bei einer positiven Spannung und ein zweiter Satz von Stiften 32 bei einer negativen Spannung betrieben wird. Die Emitteranordnung 10 kann ein elektrisches Verbindungselement 20 aufweisen, das eine gedruckte Schaltung ist (nicht dargestellt), die hergestellt wurde, um die Leitungsführung zu vereinfachen.
Die Emitteranordnung 10 kann auch zwei elektrische Verbindungselemente 20 aufweisen, die dazu verwendet werden, zwei alternative Sätze von ionisierenden Stiften 32 zu versorgen, die einen Kondensator (nicht dargestellt) bilden, der das Rauschen der Emitteranordnung 10 verringert und die Ausgangsstabilität erhöht.
Die 4 bis 8 zeigen verschiedene Teile eines Ionenluftgebläses 118, das die gegenwärtige Erfindung beinhaltet. Das Ionenluftgebläse 118 weist eine Emitteranordnung 10 und ein Gehäuse 120 auf, das in der Lage ist, einen Luftstrom 116 zu führen. Diese Emitteranordnung 10 weist einen ringförmigen Anordnungsring 34 und mindestens einen ionisierenden Stift 32 auf, der durch den ringförmigen Anordnungsring 34 gehalten wird und sich radial davon nach außen erstreckt. Das Ionenluftgebläse 118 kann auch einen Ventilator 39 aufweisen, der relativ zum Luftstrom 116 durch das Ionenluftgebläse 118 stromaufwärts oder stromabwärts der Emitteranordnung 10 angeordnet ist.
II. Detaillierte Beschreibung:
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird nur aus Gründen der Bequemlichkeit eine bestimmte Terminologie verwendet, die nicht beschränkend ist. Die Wörter „rechts", „links", „untere" und „obere" bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Die Wörter „nach innen" und „nach außen" beziehen sich auf Richtungen zum geometrischen Mittelpunkt der Emitteranordnung 10 und deren bezeichneten Teilen hin bzw. davon weg. Die Terminologie enthält die oben speziell erwähnten Wörter, Abwandlungen davon und Wörter mit ähnlicher Bedeutung. Zusätzlich, bedeutet das Wort „ein", wie in den Ansprüchen und in den entsprechenden Teilen der Beschreibung verwendet, „mindestens ein".
Mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail, wo gleiche Bezugszahlen durchgehend gleiche Elemente repräsentieren, ist in den 2A–5 eine bevorzugte Ausführungsform einer Emitteranordnung dargestellt, die allgemein mit 10 bezeichnet ist. Kurz gesagt, mit Bezug auf 3, hält die Emitteranordnung 10 der vorliegenden Erfindung ionisierende Stifte 32, die sich von einem ringförmigen Anordnungsring 34 im wesentlichen radial nach außen erstrecken. Wie weiter unten detaillierter erörtert wird, ermöglicht die im wesentlichen nach außen gerichtete Ausrichtung der ionisierenden Stifte 32 die erhöhte Miniaturisierung eines Ionenluftgebläses unter Verwendung der Emitteranordnung 10. Die Struktur des ringförmigen Anordnungsrings 34 ist außerdem leicht unter Verwendung einer minimalen Menge an Be- und Verarbeitungsschritten herstellbar.
Die Emitteranordnung 10 der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, als Teil eines Ionenluftgebläses 118 verwendet und ist vorzugsweise innerhalb eines Ionenluftgebläsegehäuses 120 enthalten. Mit Bezug auf 4 ist im Ionenluftgebläsegehäuse 120 auch ein Ventilator 39 enthalten, der dazu verwendet wird, Luft über die ionisierenden Stifte zu drängen oder zu ziehen. Der Ventilator 39 hat ein separates Gehäuse oder eine Befestigungseinheit (nicht dargestellt), die im Ionenluftgebläsegehäuse 120 befestigt ist. Der Ventilator 39 ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, so montiert, dass das Zentrum der Ventilatornabe 38 axial mit einer im wesentlichen zentralen Position in der Emitteranordnung 10 ausgerichtet ist, wie durch die Ausrichtungsachse „A" dargestellt. Der spezielle Typ des Ventilators 39, der bei der Emitteranordnung 10 verwendet wird, ist nicht entscheidend für die vorliegende Erfindung, und folglich werden weitere Details bezüglich des Ventilators 39 weder angegeben noch sind sie notwendig. Während die Emitteranordnung 34 aus Gründen der Positionierung der Emitteranordnung 10 in einem speziellen Typ eines Ionenluftgebläses als an einer Montageplatte 28 (weiter unten beschrieben) befestigt beschrieben ist, ist die Emitteranordnung 10 der vorliegenden Erfindung unabhängig von der speziellen hier beschriebenen Montageplatte 28 und kann bei einer Vielzahl von Anwendungen oder Typen von Ionenluftgebläsen verwendet werden.
Mit Bezug auf 2A und 2B hat der ringförmige Anordnungsring 34 eine im wesentlichen zylindrische Gestalt mit ersten und zweiten Hauptflächen 12A, 12B an gegenüberliegenden Enden des ringförmigen Anordnungsrings 34. Der ringförmige Anordnungsring 34 hat Hohlräume 51, die in jedem Ende gebildet sind. Ein Mittelteil 50 des Anordnungsrings 34, das im wesentlichen parallel zu jeder der ersten und zweiten Hauptfläche 12A, 12B ist, trennt die Hohlräume 51. Jeder der Hohlräume 51 hat vorzugsweise eine im wesentlichen zylindrische Gestalt.
Die erste Hauptfläche 12A hat einen ersten Satz von Buchsennuten 14, die darin angeordnet sind, um die Buchsen 14 der ionisierenden Stifte (in 3 dargestellt) zu halten. Jede Nut des ersten Satzes von Buchsennuten 14 hat vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, eine im wesentlichen U-förmige Querschnittsfläche. Die vorliegende Erfindung umfasst einen ersten Satz von Buchsennuten 14 mit einer Querschnittsfläche, die rechtwinklig, dreieckig, polygonal oder ähnliches ist. Es wird bevorzugt, dass der erste Satz von Buchsennuten 14 vier Nuten aufweist, die im wesentlichen mit gleichem Abstand längs der ersten Hauptfläche 12A angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung schließt jedoch die Verwendung von zwei (2), sechs (6), sieben (7) oder mehr Nuten 14 längs der ersten Hauptfläche 12A ein.
Die zweite Hauptfläche 12B hat vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, einen zweiten Satz von Buchsennuten 16, die in gleichen Abständen längs der zweiten Hauptfläche 12B beabstandet angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung enthält einen zweiten Satz von Buchsennuten 16 mit zwei (2), sechs (6) oder mehr Nuten, die längs der zweiten Hauptfläche 12B angeordnet sind. Es wird bevorzugt, ist aber nicht notwendig, dass der zweite Satz von Buchsennuten 16 zum ersten Satz von Buchsennuten 14 versetzt ist, so dass alle ionisierenden Stifte 32 sich im wesentlichen vom ringförmigen Anordnungsring 34 nach außen erstrecken und im wesentlichen in gleichen Abständen um den ringförmigen Anordnungsring 34 herum angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung schließt die Verwendung von Buchsennuten 14, 16 ein, die nicht in gleichen Abständen um den ringförmigen Anordnungsring 34 herum angeordnet sind. Die Gestalt des zweiten Satzes von Buchsennuten 16 ist vorzugsweise die gleiche wie die des ersten Satzes von Buchsennuten 14. Jede der Buchsennuten 14, 16 erstreckt sich vorzugsweise von der äußeren Oberfläche 33 des ringförmigen Anordnungsrings 34 zur inneren Oberfläche 35 des jeweiligen Hohlraums 51.
Es ist bevorzugt, aber nicht notwendig, dass eine Leitungsnut 18 sich längs jeder der ersten und zweiten Hauptflächen 12A, 12B des ringförmigen Anordnungsrings 34 erstreckt. Es wird bevorzugt, dass die Leitungsnuten 18 im wesentlichen vertikal ausgerichtet sind (wenn in 2A gesehen), wobei die Leitungsnuten 18 übereinander positioniert sind. Die Leitungsnuten 18 werden verwendet, um es den Energieleitungen 24 zu ermöglichen, den ringförmigen Anordnungsring 34 zu durchqueren.
Während es bevorzugt ist, dass der ringförmige Anordnungsring 34 eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt aufweist, wenn im wesentlichen senkrecht zur ersten oder zweiten Hauptfläche 12A, 12B gesehen, wird ein Fachmann es zu schätzen wissen, dass die Gestalt der Anordnung 34 variiert werden kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Anordnung 34 kann zum Beispiel eine im wesentlichen rechtwinklige, dreieckige oder polygonale Form oder ähnliches aufweisen, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Wie es unten jedoch klarer wird, ist die im wesentlichen kreisförmige Gestalt des ringförmigen Anordnungsringes 34 ideal zur Verwendung bei Ventilatoren 39 mit einer im wesentlichen kreisförmigen Nabe 38.
Kurz mit Bezug auf 3, erstrecken sich die ionisierenden Stifte 32 vom ringförmigen Anordnungsring 34 im wesentlichen radial nach außen. Mit Bezug auf 4 und 5 ist der ringförmige Anordnungsring 34 vorzugsweise im Ionenluftgebläsegehäuse unter Verwendung einer im wesentlichen rechtwinklig geformten Montageplatte 28 montiert. Die Montageplatte 28 hat vorzugsweise einen im wesentlichen kreisförmigen Ausschnitt 48, durch den Luft durch das Ionenluftgebläse transportiert wird. Eine Luftführung 30 erstreckt sich im wesentlichen längs des Umfangs des im wesentlichen kreisförmigen Ausschnitts 48 nach hinten. Die Luftführung 30 hat vorzugsweise eine im wesentlichen zylindrische rohrförmige Gestalt, die einen ringförmigen Ring 22 bildet. Die vorliegende Erfindung schließt Luftführungen 30 mit anderen Formen und Geometrien ein.
Ein Schaft bzw. Fuß 42 erstreckt sich vorzugsweise im wesentlichen von einer inneren Oberfläche der Luftführung 30 nach innen, um den ringförmigen Anordnungsring 34 im wesentlichen zentral relativ zum kreisförmigen Ausschnitt 48 ausgerichtet in Position zu halten. Der ringförmige Anordnungsring 34 der Emitteranordnung 10 ist vorzugsweise im wesentlichen konzentrisch im Luftrohr 30 positioniert. Der Fuß 42 hat vorzugsweise eine im wesentlichen trapezförmige Gestalt und erstreckt sich von einer inneren Oberfläche der Luftführung 30 im wesentlichen radial nach innen, um sich mit einer äußeren Oberfläche 33 des ringförmigen Anordnungsrings 34 zu verbinden. Der Fuß 42 hat vorzugsweise ein Paar von Leitungsschlitzen 44, die sich im wesentlichen vertikal längs des Fußes 42 erstrecken. Die Leitungsschlitze 44 haben vorzugsweise eine im wesentlichen rechtwinklige Gestalt zur Aufnahme von Energieleitungen 24. Die Leitungsschlitze 44 sind vorzugsweise mit den Leitungsnuten 18 im ringförmigen Anordnungsring 34 ausgerichtet, um einen Kanal für Energieleitungen 24 zu schaffen, damit diese sich zu (einem) elektrischen Verbindungselementen) 20 (unten weiter beschrieben) erstrecken, das/die in der Emitteranordnung 10 angeordnet ist/sind.
Während der ringförmige Anordnungsring 34, der Fuß 42, die Luftführung 30 und die Montageplatte 42 oben als separate Komponenten bezeichnet wurden, schließt die vorliegende Erfindung ein, dass die verschiedenen Komponenten unter Verwendung von Spritzguß oder ähnlichem integral geformt werden. Die vorliegende Erfindung umfasst auch, dass die verschiedenen Komponenten aus einem einzigen Material geformt sind oder aus separaten Materialien, wenn die verschiedenen Komponenten einzeln montiert werden. Es wird bevorzugt, ist aber nicht notwendig, dass längs der unteren Kante der Montageplatte 28 ein Zwischenraum 46 gebildet ist. Der Zwischenraum 46 ist vorzugsweise zur Unterbringung der Spannungsversorgung (nicht dargestellt).
Es wird bevorzugt, dass die Luftführung 30 einen inneren Durchmesser hat, der ungefähr gleich ist wie der Durchmesser, der von den Ventilatorblättern 40 überstrichenen Fläche des Ventilators 39. Dies führt zu der wirkungsvollsten Übertragung von Luft durch die Luftführung 30. Es wird auch bevorzugt, ist aber nicht notwendig, dass der ringförmige Anordnungsring 34 so bemessen ist, dass die äußere Oberfläche 33 des ringförmigen Anordnungsrings 34 im wesentlichen mit der äußeren Kante 37 der Ventilatornabe 38 ausgerichtet ist. Daher ist der gesamte Bereich, der durch die Ventilatorblätter 40 überstrichen wird, um Luft durch die Luftrinne 30 zu treiben, im wesentlichen gleich wie die Fläche zwischen der inneren Oberfläche der Luftführung 30 und der äußeren Oberfläche 33 des ringförmigen Anordnungsrings 34.
Wie am besten in 3 zu sehen ist, wird die Verdrahtung der Emitteranordnung 10 unter Verwendung von Buchsen 36 ausgeführt, die direkt an dem elektrischen Verbindungselement 20 befestigt sind, das in dem ringförmigen Anordnungsring 34 enthalten ist. Diese Verdrahtungsstruktur ist viel einfacher wie die des Standes der Technik (in 1 dargestellt) und ermöglicht, dass das Gehäuse des Ionenluftgebläses auf die gleiche allgemeine Größte miniaturisiert wird, wie die des Ventilatorgehäuses (nicht dargestellt). Der Abstand zwischen der Luftführung 30 und der Emitteranordnung 10 ist vorzugsweise ausreichend, um einen Funkenüberschlag zwischen der Verdrahtung und den ionisierenden Stiften 32 der Emitteranordnung 10 und dem Ionenluftgebläsegehäuse 120 zu verhindern.
Es wird bevorzugt, ist aber nicht notwendig, dass zwei elektrische Verbindungselemente 20 im ringförmigen Anordnungsring 34 angeordnet sind. Jedes elektrische Verbindungselement ist vorzugsweise am zentralen Teil 50 des ringförmigen Anordnungsrings 34, das einen Boden jedes Hohlraumes 51 bildet, positioniert. Jedes elektrische Verbindungselement 20 hat vorzugsweise Buchsen 36, die direkt befestigt sind, um ionisierende Stifte 32 aufzunehmen.
Das elektrische Verbindungselement 20 erhält durch die Energieleitungen 24 Energie und überträgt die Energie über die Buchsen 36 zu den ionisierenden Stiften 32, um Ionen (nicht dargestellt) zu erzeugen. Während die Buchsen 36 vorzugsweise im wesentlichen steif an dem elektrischen Verbindungselement 20 befestigt sind, werden die elektrischen Verbindungselemente 20 leicht in die Hohlräume 51 eingeführt, indem die Buchsen 36 mit einem Satz von Buchsennuten 14, 16 ausgerichtet werden.
Jede Buchse 36 nimmt vorzugsweise einen ionisierenden Stift 32 auf, der sich im wesentlichen radial davon nach außen erstreckt. Wie oben erwähnt, erstrecken sich die Energieleitungen 24 durch die Leitungsnuten 18, um den ionisierenden Stiften 32 über das elektrische Verbindungselement 20 Energie zuzuführen. Das zweite elektrische Verbindungselement 20 ist vorzugsweise an der gegenüberliegenden Seite des zentralen Teils 50 des ringförmigen Anordnungsrings 34 in dem verbleibenden Hohlraum 51 positioniert. Das zweite elektrische Verbindungselement 20 ist in ähnlicher Weise mit den ionisierenden Stiften 32 unter Verwendung von Buchsen 36 verbunden, die direkt an dem zweiten elektrischen Verbindungselement 20 befestigt sind.
Es wird bevorzugt, ist aber nicht notwendig, zwei separate elektrische Verbindungselemente 20 zu verwenden, wenn die Emitteranordnung 10 unter Verwendung von Gleichspannung betrieben wird. Die Verwendung von zwei elektrischen Verbindungselementen 20 ermöglicht, dass ein Satz von Stiften 32 bei einer negativen Spannung und ein zweiter Satz von Stiften bei einer positiven Spannung betrieben wird. Dies ist notwendig, um sowohl positive als auch negative Ionen (nicht dargestellt) an den Spitzen der ionisierenden Stifte 32 zu erzeugen. Alternativ kann bei beiden elektrischen Verbindungselementen 20 Wechselspannung verwendet werden, um zu bewirken, dass alle ionisierenden Stifte 32 abwechselnd positive und negative Ionen (nicht dargestellt) emittieren. Die vorliegende Erfindung schließt die Verwendung eines einzigen elektrischen Verbindungselements 20 in Verbindung mit Wechselstrom ein, um sowohl positive als auch negative Ionen (nicht dargestellt) zu erzeugen.
Es wird bevorzugt, dass die Buchsen in ihren jeweiligen Nuten 14, 16 gehalten werden, indem eine kreisförmige Platte (nicht dargestellt) über jedes Ende des ringförmigen Anordnungsrings 34 gelegt wird und die Platten darauf befestigt werden. Sobald die Platten (nicht dargestellt) in Position sind, werden die Buchsen 36 fest in Position gehalten. Die vorliegende Erfindung schließt andere Verfahren des Befestigens der Buchsen 36 in ihren jeweiligen Nuten ein, wie z.B. Versiegeln jeder Buchse an ihrem Platz mit zusätzlichem ABS-Material, Epoxydharz oder ähnlichem.
Die elektrischen Verbindungselemente 20 mit daran befestigten Buchsen 36 können getrennt vom ringförmigen Anordnungsring 34 hergestellt werden und werden leicht mit dem ringförmigen Anordnungsring 34 montiert, um die Herstellung zu vereinfachen. Folglich kann die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung leicht montiert werden und positioniert die ganze Verdrahtung innerhalb des ringförmigen Anordnungsrings 34, um die Miniaturisierung eines Ionenluftgebläses 118 zu erleichtern.
Alternativ kann/können das/die elektrische(n) Verbindungselemente) 20 an einem nicht leitenden Materialbogen (nicht dargestellt) hergestellt werden, der in den ringförmigen Anordnungsring 34 eingefügt wird, um einen Reibungseingriff zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung schließt auch die Verwendung einer im wesentlichen steifen leitfähigen Verdrahtung ein, um die elektrischen Verbindungselemente 20 an den Buchsen 36 zu befestigen.
Mit Bezug auf 2A–5 wirkt die Emitteranordnung 10 der vorliegenden Erfindung wie folgt. Eine Emitteranordnung 10 wird über eine Montageplatte 28 in einem Ionenluftgebläse 118 positioniert. Die vorzugsweise im wesentlichen rechtwinklig geformte Montageplatte 28 ist im Gehäuse 120 befestigt und hat einen im wesentlichen kreisförmigen Ausschnitt 48 darin. Eine Luftführung 30 erstreckt sich im wesentlichen um den Umfang des im wesentlichen kreisförmigen Ausschnitts 48 nach hinten. Die Luftführung 30 hat vorzugsweise eine im wesentlichen zylindrische rohrförmige Gestalt. Ein Ventilator 39 ist zur Luftführung 30 benachbart positioniert, um Luft durch die Luftführung 30 zu treiben oder zu ziehen.
Ein Fuß 42 erstreckt sich von einer inneren Oberfläche der Luftführung 30 im wesentlichen radial nach innen, um den ringförmigen Anordnungsring 34 in einer Position zu halten, die im wesentlichen zentral mit dem kreisförmigen Ausschnitt 48 ausgerichtet ist. Die Bemessung der äußeren Oberfläche 33 des ringförmigen Anordnungsrings 34 ist vorzugsweise im wesentlichen gleich der der Nabe 38 des Ventilators 39. Ionisierende Stifte 32 erstrecken sich von der äußeren Oberfläche 33 des ringförmigen Anordnungsrings 34, wobei die ionisierenden Stiftspitzen 31 in der Luftführung 30 nahe zum Punkt des schnellsten durch die Ventilatorblätter 40 erzeugten Luftstromes angeordnet sind. Dies erleichtert den Abzug von Ionen (nicht dargestellt) von den Enden der ionisierenden Stifte 32 durch die angetriebene oder abgezogene Luft.
Jeder der ionisierenden Stifte 32 ist in einer Buchse 36 befestigt, die in einem des ersten oder zweiten Satzes von Buchsennuten 14, 16 angeordnet ist, Jede Buchse 14 wird vorzugsweise durch ihre jeweilige Nut 14, 16 gehalten und ist direkt an einem elektrischen Verbindungselement 20 befestigt, das im wesentlichen zentral in der Emitteranordnung 10 positioniert ist. Dem elektrischen Verbindungselement 20 wird über (eine) Energieleitungen) 24 Energie zugeführt und dann über die Buchsen 36 zu den einzelnen ionisierenden Stiften 32 übertragen. Die den Stiften zugeführte Spannung bewirkt, dass ein Koronaeinsatz stattfindet und an den Spitzen der ionisierenden Stifte 32 Ionen erzeugt werden. Durch den Ventilator 39 wird Luft über die ionisierenden Stifte 32 angetrieben oder gezogen, um die Übertragung von Ionen in die Luft zu erleichtern. Die vorzugsweise ausgeglichenen positiven und negativen Ionen (nicht dargestellt) werden dann durch das Ionenluftgebläse 118 ausgestoßen, um den Ladungsaufbau in einem gegebenen Bereich oder Reinraum (nicht dargestellt) zu verhindern.
Ein Sensor (nicht dargestellt) wird vorzugsweise in dem Ionenluftgebläse 118 zur Emitteranordnung 10 auf einer zum Ventilator 39 gegenüberliegenden Seite angeordnet, um den Ionenpegel (nicht dargestellt) in der Luft festzustellen. Eine Feedback-Schaltung (nicht dargestellt) wird vorzugsweise verwendet, um die zu den ionisierenden Stiften 32 übertragene Energie automatisch einzustellen, um den Ionenpegel (nicht dargestellt), der in der Luft enthalten ist und vom Ionenluftgebläse 118 ausgestoßen wird, einzustellen.
Die Emitteranordnung 10 der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass ein Gehäuse 120 des Ionenluftgebläses 118 in der Größe auf die des Gehäuses des Ventilators verringert wird, während jeglicher Funkenüberschlag zwischen den ionisierenden Stiften 32 oder der Verdrahtung 26 und dem äußeren Gehäuse des Ionenluftgebläses 118 beseitigt wird. Die Emitteranordnung 10 der vorliegenden Erfindung positioniert außerdem vorzugsweise die Spitzen 31 der ionisierenden Stifte 32 im schnellsten Teil des Luftstromes 116 in der Luftführung 30. Zusätzlich bilden, wenn zwei elektrische Verbindungselemente 20 verwendet werden, um abwechselnden Sätzen von ionisierenden Stiften 32 Energie zuzuführen, die elektrischen Verbindungselemente 20 vorzugsweise einen Kondensator (nicht dargestellt), der das Rauschen der Emittervorrichtung 10 verringert. Die Leichtigkeit der Herstellung der Emitteranordnung 10 wird außerdem beträchtlich erhöht im Verhältnis zu der des Standes der Technik (in 1 dargestellt).
Fachleute werden es zu würdigen wissen, dass Änderungen der oben beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden könnten, ohne ihr breites erfinderisches Konzept zu verlassen. Es versteht sich deshalb, dass diese Erfindung nicht auf die besonderen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern Abwandlungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, abdecken soll.

Claims

Emitteranordnung (10), aufweisend: einen ringförmigen Anordnungsring (34); und mindestens einen ionisierenden Stift (32), der von dem ringförmigen Anordnungsring (34) gehalten wird und sich radial davon nach außen erstreckt, wobei der mindestens eine Stift (32) dazu verwendet wird, mindestens eines von entweder positiven oder negativen Ionen zur Neutralisierung von Ladung in einem Arbeitsraum zu erzeugen, wobei mindestens ein elektrisches Verbindungselement (20) in dem ringförmigen Vorrichtungsring (34) zur Versorgung des mindestens einen ionisierenden Stifts (32) mit Energie angeordnet ist und Energie über Energieleitungen (24) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrische Verbindungselement Buchsen (36) aufweist, die direkt an ihm zur Aufnahme des mindestens einen ionisierenden Stiftes (32) befestigt sind und dass die Buchsen (36) in Nuten (14, 16) des Anordnungsrings (34) angeordnet sind.
Emitteranordnung nach Anspruch 1, wobei zwei elektrische Verbindungselemente (20) in Verbindung mit Gleichspannung verwendet werden, die ermöglichen, dass zur Erzeugung von positiven und negativen Ionen ein Satz von Stiften (32) bei einer positiven Spannung und ein zweiter Satz von Stiften (32) bei einer negativen Spannung betrieben wird.
Emitteranordnung nach Anspruch 2, wobei die zwei elektrischen Verbindungselemente (20), die dazu verwendet werden, abwechselnden Sätzen von ionisierenden Stiften (32) Energie zuzuführen, einen Kondensator bilden, der das Rauschen der Emitteranordnung reduziert.
Emitteranordnung nach Anspruch 1, wobei ein einziges elektrisches Verbindungselement (20) in Verbindung mit Wechselspannung verwendet wird, um sowohl positive als auch negative Ionen zu erzeugen.
Emitteranordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrische Verbindungselement (20) eine gedruckte Schaltungsanordung ist.
Emitteranordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich eine Vielzahl von ionisierenden Stiften (32) um den ringförmigen Anordnungsring (34) herum befindet.
Emitteranordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ringförmige Anordnungsring (34) eine im wesentlichen zylindrische Gestalt aufweist.
Emitteranordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ringförmige Anordnungsring (34) aus einem gegossenen Material gebildet ist.
Emitteranordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ionisierenden Stifte (32) aus bearbeitetem Wolfram gebildet sind.
Ionenluftgebläse (118), aufweisend: eine Emitteranordnung (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen ringförmigen Anordnungsring (34) und mindestens einen ionisierenden Stift (32), der durch den ringförmigen Anordnungsring (34) gehalten wird und sich radial von diesem nach außen erstreckt; und ein Gehäuse (120), das in der Lage ist, einen Luftstrom zu führen, der Ionen vom Ende des mindestens einen ionisierenden Stifts (32) abzieht.
Ionenluftgebläse nach Anspruch 10, ferner aufweisend: einen Ventilator (39), der relativ zum Luftstrom durch das Ionenluftgebläse (118) stromabwärts der Emitteranordnung (10) angeordnet ist.
Ionenluftgebläse nach Anspruch 10, ferner aufweisend: einen Ventilator (39), der relativ zum Luftstrom durch das Ionenluftgebläse (118) stromaufwärts der Emitteranordnung (10) angeordnet ist.