DE60207465T2 - Luftionisator - Google Patents

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Michael Lansdale Jacobs
Nicholas Quakertown Kowalski
Richard D. Chalfont Rodrigo
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die gegenwärtige Erfindung betrifft Luftionisatoren und insbesondere einen verbesserten Luftionisator, welcher verbesserte Leistungsmerkmale bietet, und ein Verfahren, Ionen zu entfernen.
  • Die US 4 757 422 bezieht sich auf einen dynamisch ausbalancierten Ionisationslüfter, welcher eine Vielzahl an Elektroden aufweist, die abwechselnd positive und negative Ionen erzeugen. Ein Detektorschirm ist in dem Gehäuse des Ionenlüfters in der Ionenausgangsöffnung angeordnet, um einige der durch die Elektroden erzeugten Ionen zu fangen. Ein Strom, welcher durch irgendein Ionenungleichgewicht erzeugt wird, wird gefiltert und geht an einen variablen Arbeitstakt-Oszillator. Der Arbeitstakt des Oszillators wird durch das festgestellte Ionenungleichgewicht bestimmt. Durch Einstellen des Arbeitstakts des Oszillators kann die relative Konzentration von positiven und negativen Ionen gesteuert werden.
  • Luftionisatoren sind allgemein im Fachgebiet bekannt und werden für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet, von denen eine die Verringerung elektrostatischer Entladung im Zusammenhang mit der Herstellung von Halbleitern und anderen Erzeugnissen ist. Luftionisatoren erzeugen große Mengen sowohl positiver als auch negativer Ionen, welche in die umgebende Atmosphäre abgegeben werden, um die Leitfähigkeit der Luft innerhalb einer Anlage zu erhöhen. Wenn Ionen von dem Luftionisator durch die Luft strömen, werden sie zu gegensätzlich geladenen Partikeln und Oberflächen hingezogen, was eine Neutralisierung solcher Partikel und Oberflächen zur Folge hat. Das Ergebnis ist, dass die positiven und negativen Ionen in der ionisierten Luft eine statisch ableitende Umgebung schaffen, indem die Luft zu einem Träger vorteilhafter Ladungen gemacht wird, welche sowohl unerwünschte Ladungen ableiten, sobald diese auftreten als auch das Ausmaß möglicher Ladungserzeugung wesentlich einschränken.
  • Es gibt verschiedene Typen elektrisch betriebener Luftionisatoren, obwohl die zur Erzeugung der Ionen verwendete grundlegende Technologie, welche als Koronaentladung bekannt ist, allgemein in allen solchen elektrischen Luftionisatoren dieselbe ist. Elektrische Ionisatoren erzeugen Luftionen durch das Intensivieren eines elektrischen Feldes an einer Elektrode, welche einen scharfe Spitze aufweist, bis das elektrische Feld die dielektrische Stärke der Umgebungsluft überwindet. Eine negative Korona tritt auf, wenn freie Elektronen von der Elektrode in die Umgebungsluft strömen. Die positive Korona ergibt sich aus dem Fluss der Elektronen von den Luftmolekülen in die Elektrode. Die resultierende Ionenstromstärke ist eine Funktion der angelegten Spannung, der Schärfe und Leitfähigkeit der Elektrode, der Feuchtigkeit der Luft, des atmosphärischen Drucks und anderer Faktoren.
  • Ein typischer elektrischer Ionisator beinhaltet ein Gehäuse, welches einen Lufteinlass aufweist, eine Hochspannungsquelle, eine Elektrode mit einer scharfen Spitze, welche an die Hochspannungsquelle zur Erzeugung der Koronaentladung, die die Ionen erzeugt, angeschlossen ist, einen Luftauslass und ein Gebläse, Lüfter oder andere Luftbewegungsvorrichtungen, um zu bewirken, dass die Luft durch den Lufteinlass herein, an der Elektrode zum Aufnehmen der Ionen vorbei und durch den Luftauslass in die umliegende Umgebung heraus strömt.
  • Obwohl existierende elektrisch betriebene Luftionisatoren gut für ihren vorgesehenen Verwendungszweck funktionieren, werden in einigen Situationen unerwünschte Komponenten, wie zum Beispiel Rauschionen, Wechselstrom-Ionisierungswelligkeiten und dergleichen in dem Luftionisator erzeugt und an die umliegende Umgebung abgegeben. Zusätzlich ist es bei einigen Anwendungen wünschenswert, die Fähigkeit zu haben, den Ausgang eines elektrisch betriebenen Luftionisators zu steuern, ohne die Hochspannung zu steuern, welche an der Elektrode angelegt wird. Die gegenwärtige Erfindung umfasst einen verbesserten Luftionisator, welcher sowohl die Filterung von Rauschionen, ungewollten Wechselstrom-Ionisierungswelligkeiten und anderer ungewollter Komponenten als auch die bessere Steuerung des Ionisatorausgangsgleichgewichts bietet.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Knapp dargelegt umfasst die gegenwärtige Erfindung eine Verbesserung an einer Luftionisiervorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Entfernung von Ionen aus Luft, welche in einen bipolaren Luftionisator gemäß Anspruch 9 strömt. Die Luftionisiervorrichtung umfasst einen Lufteinlass, eine Hochspannungsquelle, eine Elektrode, welche elektrisch an die Hochspannungsquelle zur Erzeugung der Ionen angeschlossen ist, einen Luftauslass und eine Luftbewegungsvorrichtung, um zu bewirken, dass die Luft durch den Lufteinlass in den Luftionisator hinein, um die Elektrode herum und durch den Luftauslass aus dem Luftionisator heraus strömt. Die Verbesserung umfasst ein poröses bzw. kleine Öffnungen aufweisendes Filter, welches ein elektrisch leitendes Material umfasst. Das Filter ist elektrisch an mindestens eine einer Spannungsquelle und Masse gekoppelt und wird über mindestens einem des Lufteinlasses, des Luftauslasses und der Elektrode so angeordnet, dass Luft, welche in den Lufteinlass strömt, Luft, welche aus dem Luftauslass heraus strömt oder Luft, welche an der Elektrode vorbei strömt, durch das Filter strömt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Filter ein Metallgitter oder einen Schirm.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorangegangen Zusammenfassung wie auch die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen gelesen werden. Zum Zweck der Veranschaulichung der Erfindung werden in den Zeichnungen Ausführungsformen gezeigt, welche gegenwärtig bevorzugt werden. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die exakten gezeigten Anordnungen und Mittel beschränkt ist. In den Zeichnungen ist:
  • 1 eine schematische Darstellung eines elektrisch betriebenen Luftionisators mit einem Filter in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung eines gleichstromgespeisten elektrisch betriebenen Luftionisators mit einem Filter in Übereinstimmung mit einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung eines gleichstromgespeisten elektrisch betriebenen Luftionisators mit einem Filter in Übereinstimmung mit einer dritten bevorzugten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung eines wechselstromgespeisten elektrisch betriebenen Luftionisators mit einem Filter in Übereinstimmung mit einer vierten bevorzugten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung;
  • 5 eine schematische Darstellung eines wechselstromgespeisten elektrisch betriebenen Luftionisators mit einem Filter in Übereinstimmung mit einer fünften bevorzugten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung;
  • 6 eine schematische Darstellung eines wechselstromgespeisten elektrisch betriebenen Luftionisators mit einem Filter in Übereinstimmung mit einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung; und
  • 7 eine schematische Darstellung einer Elektrode eines elektrisch betriebenen Luftionisators, welche von einem Filter in Übereinstimmung mit einer siebten bevorzugten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung umgeben ist;
  • 8 eine schematische Darstellung in Übereinstimmung mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform; und
  • 9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 der 8.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in welchen dieselben Bezugszahlen verwendet werden, um dieselben Elemente oder Komponenten über die verschiedenen Zeichnungen hinweg zu bezeichnen, wird in 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform einer verbesserten Luftionisiervorrichtung 10 in Übereinstimmung mit der gegenwärtigen Erfindung gezeigt. Die Luftionisiervorrichtung 10 ist zugunsten der Kürze schematisch dargestellt. Wie gezeigt beinhaltet die Luftionisiervorrichtung 10 jedoch ein Gehäuse, welches einen Lufteinlass 12, mindestens eine Elektrode 14 in dem Gehäuse, welche elektrisch an eine Hochspannungsquelle (in 1 nicht gezeigt) angeschlossen ist, einen Luftauslass 18 und eine Luftbewegungsvorrichtung 20 aufweist. In der veranschaulichten Ausführungsform besteht die Luftbewegungsvorrichtung 20 aus einem elektrisch betriebenen Lüfter, welcher innerhalb oder außerhalb des Gehäuses, welches die Elektrode 14 enthält, sein kann. Alternativ könnte jedoch, wie von Durchschnittsfachleuten verstanden werden wird, jede andere geeignete Luftbewegungsvorrichtung in der Luftionisiervorrichtung 10 verwendet werden. Wie in 1 veranschaulicht ist, weist jede Elektrode 14 ein distales Ende auf, welches eine scharfe Spitze einschließt, um die Erzeugung der Koronaentladung beim Anlegen von Hochspannung aus der Hochspannungsquelle (in 1 nicht gezeigt) zu erleichtern. Die Luftbewegungsvorrichtung 20 dient dazu, Luft durch den Lufteinlass 12 in das Gehäuse und in das Innere der Luftionisiervorrichtung 10 in die Nähe der Elektroden 14 zu saugen, um zu erleichtern, dass freie Elektronen von den Elektroden 14 durch die sich bewegende Luft aufgenommen werden und um die Strömung der Elektronen von der sich bewegenden Luft in die Elektroden 14, zu erleichtern, um dadurch sowohl positive als auch negative Ionen in der Luftströmung zu erzeugen. Die ionisierte Luft strömt dann aus dem Luftionisator 10 durch den Luftauslass 18, wo die Ionen in der Umgebungsluft verteilt werden.
  • Die Luftionisiervorrichtung 10, wie sie bis hier beschrieben wurde, ist typisch für einen elektrisch betriebenen Luftionisator eines im Fachgebiet bekannten Typs. Die erste Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung ist eine Verbesserung gegenüber der wie oben beschriebenen Luftionisiervorrichtung nach dem Stand der Technik, beinhaltend ein durchlöchertes Filter 22, welches über dem Lufteinlass 12 positioniert ist, sodass die Luft, welche in den Lufteinlass 12 strömt, durch das Filter 22 strömt. Das Filter 22 kann physisch an der Außenseite der Luftionisiervorrichtung 10 angeordnet sein, sodass es den Lufteinlass 12 bedeckt, kann in einem Teil oder als ein Teil des Lufteinlasses 12 angeordnet sein oder kann in der Luftionisiervorrichtung 10 über dem Lufteinlass 12 angeordnet sein. Die besondere Anordnung des Filters 22 ist nicht entscheidend für die gegenwärtige Ausführungsform, so lange wie die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte Luft, welche in die Luftionisiervorrichtung 10 strömt, durch das Filter 22 gelangt.
  • Das Filter 22 besteht vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material. In der in 1 gezeigten Ausführungsform besteht das Filter aus einem Metallgitter oder Schirm, welcher Öffnungen aufweist, die bemessen sind, um den gewünschten Effekt zu erzielen, vorzugsweise im Bereich von 0.050'' bis 0.5''. Andere Arten von Filtern 22, welche ein elektrisch leitendes Material umfassen, und andere Schirme oder Gitter mit anderen Maßen werden Durchschnittsfachleuten offensichtlich sein.
  • Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Filter oder der Schirm 22 elektrisch an die Masse bzw. Erdung 24 gekoppelt, vorzugsweise an dieselbe Systemerdung, welche für den Rest der Luftionisiervorrichtung 10 verwendet wird. Das Filter oder der Schirm 22 können kapazitiv an die Erdung unter Nutzung eines Kondensators 26 oder einer Reihe von Kondensatoren oder einiger anderer Kopplungselemente oder Elemente gekoppelt sein. Alternativ kann das Filter oder der Schirm 22 ohmisch an die Erdung unter Nutzung einer oder mehrerer Widerstände (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Auf diese Weise zieht das Filter oder der Schirm 22 passiv sowohl die positiv geladenen als auch die negativ geladenen „Rausch"-Ionen in der zufällig ionisierten eintretenden Luft an, sammelt und absorbiert dieselben, und verhindert, dass solche Ionen durch den Lufteinlass 12 und in den Luftionisator 10 strömen. Die Entfernung solcher Rausch-Ionen reduziert oder eliminiert den Einfluss solcher Rausch-Ionen auf die Leistung des Luftionisators 10 wesentlich.
  • Alternativ kann das Filter oder der Schirm 22 elektrisch an eine Spannungsquelle 28 gekoppelt sein. In der in 1 veranschaulichten Ausführungsform umfasst die Spannungsquelle 28 eine Vorspannung Vb einer ausgewählten Polarität (positiv oder negativ), was dazu führt, dass sich das Filter oder der Schirm 22 zur weiteren Anziehung oder Absorption von Ionen in der Einlassluftströmung, welche die ungewünschte Polarität (gegensätzlich zu der Polarität der angelegten Spannung) aufweisen, auflädt. Alternativ kann das Filter oder der Schirm 22 mit einem Gleichstrom oder einer Steuerkreisspannung programmiert werden, um zu verhindern, dass vorhandene Gleichstromversätze (direct current offsets) in der umliegenden Umgebung in die Luftionisiervorrichtung 10 durch den Lufteinlass 12 eintreten. Durch Entfernen ungewollter Ionen aus der Luft, welche in die Luftionisiervorrichtung 10 eintritt und durch das Verhindern, dass vorhandene Gleichstromversätze in die Luftionisiervorrichtung 10 eintreten, wird die Leistung der Luftionisiervorrichtung 10 gesteigert.
  • 2 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform einer Luftionisiervorrichtung 10 in Übereinstimmung mit der gegenwärtigen Erfindung. So wie bei der Luftionisiervorrichtung der 1 beinhaltet die Luftionisiervorrichtung 10 der 2 ein Gehäuse, welches einen Lufteinlass 12 aufweist und mindestens zwei Elektroden 14, eine für die jeweilige Polarität, in dem Gehäuse, welche elektrisch an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind, in diesem Fall eine Gleichstrom-Hochspannungsenergieversorgung 16, einen Luftauslass 18 und eine Luftbewegungsvorrichtung 20. So wie die in 1 gezeigte Ausführungsform ist Luftionisiervorrichtung 10 der 2, wie sie bis hier beschrieben ist, typisch für eine elektrisch betriebene bipolare gleichstromgespeiste Luftionisiervorrichtung einer im Fachgebiet bekannten Art.
  • Die zweite Ausführungsform, welche gegenüber der Luftionisiervorrichtung nach dem Stand der Technik ebenfalls eine Verbesserung darstellt, umfasst ein poröses bzw. durchlöchertes Filter 22 der oben beschriebenen Art. In der gegenwärtigen Ausführungsform ist das Filter 22 über dem Luftauslass 18 angeordnet, so dass die ionisierte Luft, welche aus dem Luftauslass 18 strömt, durch das Filter 22 strömt. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann das Filter 22 physisch an der Außenseite der Luftionisiervorrichtung 10 angeordnet sein, wobei es den Luftauslass 18 bedeckt, kann in einem Teil oder als ein Teil des Luftauslasses 18 angeordnet sein oder kann in der Ionisiervorrichtung 10 über dem Luftauslass 18 angeordnet sein. Die besondere Anordnung des Filters 22 ist nicht entscheidend für die gegenwärtige Ausführungsform, so lange wie die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte Luft, welche aus der Luftionisiervorrichtung 10 herausströmt, welche durch den Luftauslass 18 strömt, auch durch das Filter 22 gelangt. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform besteht das Filter 22 vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material und bevorzugter aus einem Metallgitter oder Schirm, welcher Öffnungen aufweist, die bemessen sind, den gewünschten Effekt zu erzielen, vorzugsweise im Bereich von 0.050'' bis 0.5''. Andere Arten von Filtern 22, welche ein elektrisch leitendes Material und andere Gitter oder Schirme mit anderen Maßen beinhalten, werden den Durchschnittsfachleuten offensichtlich werden. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann der Schirm 22 der zweiten Ausführungsform elektrisch mit der Erdung 24 unter Nutzung eines Kondensators 26, einer Reihe von Widerständen, Kondensatoren oder einiger anderer Kopplungselemente oder Elemente gekoppelt werden.
  • Bei der in 2 veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet die Luftionisiervorrichtung 10 ein zweites Filter oder einen Schirm 30, welcher als ein Sensor zum Erfassen der Ionenströmung oder des Ionengehalts der Luft, welche aus der Luftionisiervorrichtung 10 strömt, dient. Das zweite Filter oder Schirm 30 ist durch ein aktives Rückkopplungsnetzwerk, welches Operationsverstärker 32 (sind nur aus Klarheitsgründen gezeigt) beinhaltet, gekoppelt, um eine Rückkopplung zur direkten Steuerung der Ausgangsspannung der Gleichstrom-Hochspannungs-Energieversorgung 16 zu liefern. Auf diese Weise liefert das erste Filter oder Schirm 22 einen Weg für die Entfernung von Rausch-Ionen in der ionisierten Luft, welche aus der Luftionisiervorrichtung 10 durch den Luftauslass 18 strömt. Das Filter oder der Schirm 22 reduziert auch unerwünschte Wechselstromausgangsgrößen (Welligkeit) in der ionisierten Luft, welche durch den Luftauslass 18 strömt, und verbessert die gesamte Gleichstrom(DC)-Ausgewogenheit in der Luft, um eine homogenere Ionenwolke zu liefern. Die Rückkopplung von dem zweiten Filter oder Schirm 30 zu der Gleichstrom-Hochspannungs-Energieversorgung 16 wird verwen det, um die Gleichstromausgewogenheit der Luft, die aus der Luftionisiervorrichtung strömt, zu steuern, um dadurch die Leistung zu steigern.
  • Eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer verbesserten Luftionisiervorrichtung 10 ist in 3 veranschaulicht. Die Luftionisiervorrichtung 10 der 3 ist strukturell im Wesentlichen dieselbe wie die Luftionisiervorrichtung, wie sie in 2 gezeigt ist. Bei der Luftionisiervorrichtung 10 der 3 wird jedoch die Rückkopplungsspannung des aktiven Rückkopplungsnetzwerks, welches die Operationsverstärker 32 umfasst, als eine Steuerspannung Vc an dem ersten Filter oder Schirm 22 angelegt. In der Ausführungsform der 3 liefert das Filter oder der Schirm 22 einen Weg für die Entfernung von Rausch-Ionen und steuert das Ionengleichgewicht in der Luft, die aus der Luftionisiervorrichtung 10 strömt. Das Filter oder Schirm 22 reduziert auch unerwünschte Wechselstromausgangsgrößen (Welligkeit) der Luft, die aus der Luftionisiervorrichtung 10 strömt, und verbessert die Gleichstromausgewogenheit, um eine homogenere Ionenwolke zu liefern. Bei der Ausführungsform der 3 wird das Gleichstromgleichgewicht ferner gesteuert, indem die Spannung des Filters oder des Schirms 22, basierend auf der Rückkopplungsspannung, die an dem Sensorfilter oder Schirm 30 vom Ausgang der Luftionisiervorrichtung 10 erhalten wird, programmiert wird.
  • Eine vierte Ausführungsform einer verbesserten Luftionisiervorrichtung 10 ist in 4 gezeigt. Die Luftionisiervorrichtung 10 der 4 beinhaltet ein Gehäuse, welches einen Lufteinlass 12, mindestens eine Elektrode 14 in dem Gehäuse, welche elektrisch an eine Hochspannungsquelle angeschlossen ist, bei dieser Ausführungsform eine Wechselstrom-Hochspannungs-Energieversorgung 16, einen Luftauslass 18 und eine Luftbewegungsvorrichtung 20 aufweist. Ein durchlöchertes Filter oder Schirm 22 ist über dem Luftauslass 18, wie oben in Verbindung mit der in 2 gezeigten Ausführungsform beschrieben, angeordnet. Das Filter oder der Schirm 22 besteht vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material und ist elektrisch an die Erdung 24 unter Nutzung eines Kondensators 26, einer Reihe von Widerständen, Kondensatoren oder einiger anderer Kopplungselemente oder Elemente (nicht gezeigt) gekoppelt. Auf diese Weise liefert das Filter oder Schirm 22 einen Weg zur Beseitigung unerwünschter Ionen in der Luft, welche aus der Luftionisiervorrichtung 10 strömt, wobei die Wechselstromkomponente der Luftionisiervorrichtung effektiv gedämpft wird, um einen homogeneren Ausgang zu liefern. Die Verringerung der unerwünschten Ionen verbessert die Gleichgewichtsstabilität in der Luftionisiervorrichtung 10.
  • 5 veranschaulicht eine fünfte Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung. Die Luftionisiervorrichtung 10, wie sie in 5 gezeigt ist, ist im Wesentlichen dieselbe wie die Luftionisiervorrichtung der 4. Die Luftionisiervorrichtung 10 der 5 beinhaltet jedoch ferner, wie bei den Ausführungsformen der 2 und 3, einen zweiten Filter oder Schirm 30, welcher als ein Sensor zum Erfassen von Ionen oder einem Ionengehalt im Luftstrom aus der Luftionisiervorrichtung 10 dient. Der zweite Schirm 30 ist durch ein aktives Rückkopplungsnetzwerk, welches die Operationsverstärker 32 umfasst, angeschlossen, um eine direkte Rückkopplungsspannung zur Steuerung der Ausgangsspannung der Wechselstrom-Hochspannungs-Energieversorgung 16 zu liefern.
  • Wie bei der in 4 gezeigten Ausführungsform, liefert das Filter oder der Schirm 22 einen Weg für die Entfernung unerwünschter Wechselstrom-Ionen am Ausgang der Luftionisiervorrichtung 10, um die Gleichgewichtsstabilität in dem Ausgangsluftstrom zu verbessern. Ausgeglichenheit wird ferner dadurch erreicht, dass die Rückkopplung von dem Sensorschirm 30 verwendet wird, um den Spannungsausgang der Wechselstrom-Hochspannungs-Energieversorgung 16 zu steuern. Bei der gegenwärtigen Ausführungsform wird das Rückkopplungssignal an die Mittenanzapfung einer Hochspannungssekundärseite eines Wechselstromtransformators geliefert. Andere Techniken können jedoch zur Rückkopplungssteuerung der Hochspannungs-Wechselstrom-Energieversorgung 16 verwendet werden.
  • Eine sechste bevorzugte Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung ist in 6 veranschaulicht. Die Luftionisiervorrichtung 10 der 6 ist im Wesentlichen dieselbe wie die Luftionisiervorrichtung der 5. Bei der Luftionisiervorrichtung der 6 wird jedoch das Rückkopplungssignal des zweiten Filters oder Schirms 30 durch das aktive Rückkopplungsnetzwerk der Operationsverstärker 32 verstärkt und wird als eine Rückkopplungsspannung Vc an dem ersten Filter oder Schirm 22 angelegt. Wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen, liefert das Filter oder der Schirm 22 einen Weg zur Entfernung unerwünschter Wechselstrom-Ionen am Ausgang der Luftionisiervorrichtung, wodurch die Gleichgewichtsstabilität in der Ausgangsluft verbessert wird. Das Ausgangsgleichgewicht wird ferner gesteigert durch Programmierung der Spannung an dem Filter oder Schirm 22 unter Nutzung der Rückkopplungsspannung von dem zweiten Sensorfilter oder Schirm 30.
  • 7 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung. Wie in 7 gezeigt, ist eine Elektrode 14 der Luftionisiervorrichtung zumindest teilweise von einem Filter oder Schirm 22 umgeben. Der Schirm 22 der in 7 gezeigten Ausführungsform kann an die Erdung gekoppelt sein, kann an eine Vorspannung gekoppelt sein oder kann an eine Rückkopplungsspannung oder eine Kombination derselben, wie oben beschrieben, gekoppelt sein. Das Filter oder der Schirm 22 der in 7 gezeigten Ausführungsform funktioniert im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen um unerwünschte Ionen zu verringern, unerwünschte Wechselstromausgangswelligkeit zu reduzieren und das Gleichstromgleichgewicht in der Luft, die aus der Luftionisiervorrichtung strömt, zu verbessern.
  • Eine siebte bevorzugte Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung ist in 8 und 9 veranschaulicht. Die Luftionisiervorrichtung 10 der 8 und 9 ist im Wesentlichen dieselbe, wie oben in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen beschrieben. Bei der Luftionisiervorrichtung 10 der 8 und 9 erstrecken sich die Elektroden 14 jedoch radial an beabstandeten Positionen um einen zentralen Kern(hub) 15 nach außen, im Gegensatz zu der Erstreckung radial nach innen, wie bei den anderen zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Ferner ist das Filter oder der Schirm 22 um die Innenfläche des Gehäuses der Luftionisiervorrichtung angeordnet. Abhängig vom Typ der Luftionisiervorrichtung 10 kann das Filter oder Schirm 22 an der Erdung, einer Gleichstrom-Hochspannungs-Energieversorgung, einer Wechselstrom-Hochspannungs-Energieversorgung oder dergleichen in einer Weise, wie sie in Verbindung mit den oben beschriebenen Ausführungsformen erörtert wurde, angeschlossen sein. Die siebte Ausführungsform beinhaltet auch eine geeignete Luftbewegungsvorrichtung 20 der oben beschriebenen Art zur Bewegung von Luft in die Ionisiervorrichtung 10 durch den Lufteinlass 12, sodass die Luft an den Elektroden 14 in der oben beschriebenen Weise vorbei gelangt. Wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen liefert das Filter oder der Schirm 22 einen Weg zur Entfernung unerwünschter Ionen aus dem Ausgang der Luftionisiervorrichtung 10, um die Stabilität zu verbessern und ansonsten die Leistung zu steigern.
  • Aus dem Vorangegangenen ist ersichtlich, dass die gegenwärtige Erfindung, wie sie in den sieben oben beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht ist, ein Filter oder Schirm umfasst, welcher aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist, welches strategisch über dem Einlass der Luftionisiervorrichtung, über dem Auslass der Luftionisiervorrichtung oder beiden, oder alternativ um eine Elektrode einer Luftionisiervorrichtung zum Zweck der Leistungssteigerung der Luftionisiervorrichtung angeordnet ist. Die Leistung wird gesteigert durch Nutzung des Filters zum Herausfiltern unerwünschter Ionisation, zur Entfernung unerwünschter Wechselstromkomponenten (Welligkeit) und um die Gleichstromausgangs-Ausgeglichenheit in der Luft, die aus der Luftionisiervorrichtung strömt zu erhalten oder wiederherzustellen.

Claims (9)

  1. Bipolare Luftionisatorvorrichtung, enthaltend einen Lufteinlass (12), eine Hochspannungsquelle, mindestens zwei Elektroden (14), eine für jede Polarität, welche elektrisch an die Hochspannungsquelle zur Erzeugung von Ionen angeschlossen sind, einen Luftauslass (18) und eine Luftbewegungsvorrichtung (20), um zu bewirken, dass Luft durch den Lufteinlass (12) in den bipolaren Luftionisator (10) hinein, um die Elektroden (14) herum und aus dem bipolaren Luftionisator (10) durch den Luftauslass (18) heraus strömt; ferner enthaltend ein durchlöchertes Filter (22, 30), welches ein elektrisch leitendes Material aufweist, wobei das Filter (22, 30) elektrisch an mindestens eine einer Spannungsquelle und Erdung (24) gekoppelt ist, wobei das Filter (22, 30) über mindestens einem des Lufteinlasses (12), des Luftauslasses (18) und der Elektroden (14) angeordnet ist, so dass Luft, welche in den Lufteinlass (12) strömt, Luft die aus dem Luftauslass (18) strömt oder Luft, welche an den Elektroden (14) vorbei strömt, durch das Filter (22, 30) strömt.
  2. Bipolarer Ionisator nach Anspruch 1, wobei das Filter (22) über dem Lufteinlass (12) angeordnet und elektrisch mit der Erdung (24) gekoppelt ist, um positive und negative Ionen aus der Luft, welche in den bipolaren Luftionisator (10) strömt, zu entfernen.
  3. Bipolarer Luftionisator nach Anspruch 1, wobei das Filter (22) über dem Lufteinlass (12) angeordnet und elektrisch an eine Spannungsquelle (28) gekoppelt ist, um zu verhindern, dass vorhandene Spannungsversätze in der Luft der umliegenden Umgebung in den bipolaren Luftionisator (10) strömen.
  4. Bipolarer Luftionisator nach Anspruch 1, wobei das Filter (30) über dem Luftauslass (18) angeordnet und elektrisch mit der Erdung (24) gekoppelt ist, um unerwünschte positive und negative Ionen und Ionisationsrauschen aus der ionisierten Luft, welche aus dem bipolaren Luftionisator (10) durch den Luftauslass (18) strömt, zu entfernen.
  5. Bipolare Luftionisatorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hochspannungsquelle eine Hochspannungs-Gleichstrom-Energieversorgung (16) umfasst und wobei das Filter (30) über dem Luftauslass (18) angeordnet und mit einer Gleichstromspannungsquelle gekoppelt ist, um Rausch-Ionen aus der ionisierten Luft, welche aus dem bipolaren Luftionisator (10) durch den Luftauslass (18) strömt, zu verringern, und um die Gleichstromausgeglichenheit der ionisierten Luft, welche aus dem bipolaren Luftionisator (10) strömt, zu steuern.
  6. Bipolarer Luftionisator nach Anspruch 5, ferner enthaltend einen Sensor (30) am Luftauslass (18) zum Erfassen des Ionengehalts der Ausgangsluft, wobei der Sensor (30) eine Rückkopplungsspannung zur Steuerung des Ausgangs der Hochspannungs-Gleichstrom-Energieversorgung (16) liefert.
  7. Bipolarer Luftionisator nach Anspruch 5, ferner enthaltend einen Sensor (30) am Luftauslass (18) zum Erfassen des Ionengehalts der Ausgangsluft, wobei der Sensor (30) eine Rückkopplungsspannung (Vc) zur Steuerung der Gleichstromspannungsquelle, welche an das Filter (22) gekoppelt ist, liefert.
  8. Bipolarer Luftionisator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Filter (22, 30) einen Metallschirm umfasst.
  9. Verfahren zur Entfernung von Ionen aus Luft, welche in einen bipolaren Luftionisator (10) strömt, welcher einen Lufteinlass (12), eine Hochspannungsquelle, mindestens zwei Elektroden (14), eine für jede Polarität, welche elektrisch an die Hochspannungsquelle zur Erzeugung von Ionen angeschlossen sind, einen Luftauslass (18) und eine Luftbewegungsvor richtung (20) aufweist, um zu bewirken, dass Luft in den Luftionisator (10) durch den Lufteinlass (12) hinein, um die Elektroden (14) herum und aus dem bipolaren Luftionisator (10) durch den Luftauslass (18) heraus strömt, wobei das Verfahren die Schritte enthält: Anordnen eines durchlöcherten Filters (22, 30), welches ein elektrisch leitendes Material beinhaltet über mindestens einem aus dem Lufteinlass (12), dem Luftauslass (18) und den Elektroden (14), so dass Luft, welche in den Lufteinlass (12), Luft, welche aus dem Luftauslass (18), oder Luft, welche an den Elektroden (14) vorbei strömt, durch das Filter (22, 30) strömt; und Koppeln des Filters (22, 30) an mindestens eine aus Spannungsquelle und Erdung (24).
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