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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen elektrischen Staubsammelapparat und ein Herstellungserfahren
desselben, insbesondere einen elektrischen Staubsammelapparat und
ein Herstellungsverfahren desselben, die für beispielsweise ein Luftfilter
bzw. einen Luftreiniger, einen Schwarzrauch-Entfernungsapparat für Dieselmotorenabgas
und einen Ölnebel-Entfernungsapparat
zur Verwendung in einer Fabrik entsprechend verwendet werden.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Neuerdings weisen Gebäude wie
beispielsweise Bürogebäude, Restaurants,
Erholungseinrichtungen, Fabriken, Wohnungen eine gut luftdichte Struktur
auf, und deshalb stagniert verhältnismäßig Luft
in den Gebäuden.
Solche Luft enthält
in der Luft schwimmenden bzw. schwebenden Rauch, der durch Tabak,
von einer Kopiermaschine kommenden Toner, Papierteilchen von Kopierpapieren
und auch manchmal zusammen mit schlecht riechenden, sogar toxischen
Substanzen verursacht wird. Dies bewirkt, dass die Gesundheit von
Leuten in den Gebäuden
beeinträchtigt
wird, und macht auch die Einrichtungen und Maschinen schmutzig.
Zu diesem Zweck ist in den Gebäuden
ein Luftfilter bzw. Luftreiniger vom elektrostatischen bzw. elektrischen
Staubsammeltyp verteilt und installiert worden, um schwebende Teilchen
wie beispielsweise durch Tabak und Toner verursachten Rauch zu sammeln
und schlechten Geruch aus der Luft zu entfernen.
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Bei einem oben beschriebenen solchen
Luftreiniger ist ein in den 22 und 23 gezeigter Luftreiniger
vorhanden. Dieser Luftreiniger ist von einem Wandaufhängungstyp
und weist ein Vorfilter 1, eine Staubsammeleinheit 2 vom
elektrostatischen Typ, ein aus einer Aktivkohlefaser und/oder dgl.
gebildetes Desodorierungsfilter 3, einen Ventilator 4 wie
beispielsweise einen Querstromventilator und/oder dgl. und eine
in den Zeichnungen nicht gezeigte Energiequelle auf.
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Beim Betrieb des Luftreinigers wird
beispielsweise schwebende Teilchen von Toner- und Tabak-Aerosol
bzw. -Rauch enthaltende schmutzige Luft 5 von einer Saugleistung
des Ventilators 4 von einer nahe an einer Decke befindlichen
Saugöffnung 6 in
den inneren Abschnitt des Luftreinigers gesaugt. Die schmutzige
Luft 5 geht zuerst durch das Vorfilter 1, um dabei die
relativ großen
schwebenden Teilchen zu sammeln. Danach strömt sie in die Staubsammeleinheit 2,
bei der die schwebenden Teilchen durch eine Teilentladungs- bzw.
Koronaelektrifizierung geladen und elektrostatisch eingesammelt
werden. Schließlich
strömt
die Luft zum Desodorierungsfilter 3, um absorbiert, von
schlechtem Geruch befreit und dann gereinigt zu werden. Die gereinigte
Luft 7 wird dann von der Ausbringleistung des Ventilators 4 von einer
Gebläse-
bzw. Blasöffnung 8 in
Richtung zu einem Boden geblasen. Im Fall des Luftreinigers steht die
Saugöffnung 6 vom
Körper
des Reinigers vor, und deshalb ist es möglich, die Luft in einem Raum
effektiv zu zirkulieren, so dass die Luft in einer relativen kurzen
Zeitperiode gereinigt wird.
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Auf die 24 bis 26 bezugnehmend
wird nachfolgend die Staubsammeleinheit 2, die ein Hauptteil
des Luftreinigers ist, beschrieben.
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24 ist
eine vertikale Querschnittsdarstellung, die den Staubsammler bzw.
-kollektor 2 zeigt. 25 ist
eine vertikale Querschnittsdarstellung, die eine Explosionsdarstellung
des Staubkollektors 2 in zwei Unter- bzw. Subeinheiten
geteilt zeigt. 26 ist
eine von der Vorderseite (Luftsaugseite) gesehene perspektivische
Darstellung des Staubkollektors 2.
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Der vorstehend beschriebene Staubkollektor 2 weist
eine männliche
bzw. aufzunehmende Subeinheit 11 auf, die gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 10 als
eine mit Nadeln versehene Prismastruktur, die in einer Mehrfachgitterform
auf der Innenseite eines äußeren gehäuseförmigen Rahmens 9 angeordnet
ist, und eine weibliche bzw. aufnehmende Subeinheit 14,
die Sammler- bzw. Kollektorzellen (Kollektorelektroden 13) ähnlich einem
an den Enden zwei Öffnungen
aufweisenden rechteckigen Rohr als ein elektrostatisches Staubsammelfilter,
das in einer Mehrfachgitterform an der Innenseite eines inneren gehäuseförmigen Rahmens 12 angeordnet
ist, aufweist. Bei den ineinandergreifenden und darin inkorporierten
beiden Rahmen 9 und 12 sind sowohl die Kollektorzellen 13 als
auch die gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 10 eins-zu-eins
einander gegenüberliegend
angeordnet, das heißt,
die gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 10, 10,
... sind jeweils ohne Kontakt in den Kollektorzellen 13, 13,
... angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl die aufzunehmende
bzw. aufgenommene Subeinheit 11 als auch die aufnehmende
Subeinheit 14 im Hinblick darauf, sie zwecks Reinigungsarbeit
und/oder dgl. bequem Hand zu haben, voneinander entfernt (oder getrennt)
werden können
(siehe 25).
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Die jeweiligen gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 10 weisen
Nadelelektroden 15 zur Erzeugung eines ionisierten Raumbereichs
zum Laden der hindurchgehenden schwebenden Teilchen auf, und aus
einer rechteckigen Rohrstruktur, prismaförmige Ablenkelektroden 16 (beispielsweise
annähernd
10 mm im Quadrat und 5 bis 6 cm in der Länge), die aus einer aus einem
Frontplattenabschnitt und einem Seitenplattenabschnitt, bei denen
die Frontplatte jeweils die Nadelelektroden 15 trägt und fixiert,
gebildeten rechteckigen Rohrstruktur und zur Ausübung einer Ablenkkraft auf
die von einem an den Seitenplattenabschnitt angelegten Potential
zum Lenken zu den Kol-lektorzellen 13 geladenen
schwebenden Teilchen gebildet sind, auf. Die jeweiligen gekuppelten
Nadel-Ablenk-Elektroden 10, 10, ... sind aneinandergekuppelt,
um durch Metallkupplungsteile 17, 17, ... ein
gleiches Potential aufzuweisen, anderer seits sind sie von dem äußeren gehäuseförmigen Rahmen 9 durch
isolierende Verbindungsplatten 18, 18, ... gehalten,
die sie vom äußeren gehäuseförmigen Rahmen 9 elektrisch
isolieren. Es sei darauf hingewiesen, dass zwischen der gekuppelten
Nadel-Ablenk-Elektrode 10 und
der Kollektorzelle 13 während des
Betriebs von einer Gleichstrom-Hochspannungsenergiequelle, die in
den Zeichnungen nicht gezeigt ist, eine Hochspannung (beispielsweise
5 bis 6 kV) angelegt wird, so dass die gekuppelte Nadel-Ablenk-Elektrode 10 ein
positives Potential bekommt, während
die Kollektorzelle 13 ein negatives Potential mit einer
angeschlossenen geeigneten elektrischen Zufuhr bekommt.
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27 ist
ein Erläuterungsdiagramm
zur Erläuterung
der Arbeitsweise bzw. Operation des Luftreinigers. Wie die obige
Konstruktion beschrieben ist, ist beim Anlegen einer Gleichstrom-Hochspannung an
die gekuppelte Nadel-Ablenk-Elektrode 10 eine um
den Nadelpunkt der Nadelelektrode 15 herum gleich auftretende
Koronaentladung kontinuierlich und stabil, um den ionisierten Raumbereich 19 zu
bilden. Zu diesem Zeitpunkt geht die vom Ventilator 4 in die
Staubsammeleinheit 2 gesaugte schmutzige Luft 5 durch
den ionisierten Raumbereich 19, wobei der eine niedrige
Ionisierungsenergie aufweisende Sauerstoff zuerst ionisiert wird,
um ein positives Ion zu werden. Das positive Ion haftet dann an
den durch beispielsweise Tabakrauch verursachten Teilchen 20, 20,
..., um elektrische Ladung des positiven Ions an die Teilchen 20, 20,
... zu geben. Wenn die Teilchen 20, 20, ..., welche
die elektrische Ladung aufweisen, zwischen der folgenden Ablenkelektrode 16 und
der Kollektorzelle 13 hindurchgehen, bleiben die Teilchen 20, 20,
... nahe bei der Kollektorzelle 13 an der das negative
Potential aufweisenden Kollektorzelle 13 haften, während die
von einer Polplatte der Kollektorzelle 13 getrennten Teilchen 20, 20,
... in Richtung zur Polplatte der Kollektorzelle 13 abgelenkt
werden, um daran durch das positive Potential der Polplatte der
Ablenkelektrode 16 zu haften, so dass die Teilchen einer
Mikrogröße von 0,01 μm bis hinauf
zu einer relativen Größe von 10 μm effektiv
gesammelt werden können.
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28(a) ist
eine perspektivische Darstellung, die ein aus rostfreiem Stahl gefertigtes,
Aufzeichnungsnadelförmiges
Stiftteil 150 zeigt, das für die Nadelelektrode 15 verwendet
wurde. Auch besteht die Ablenkelektrode 16 aus einem Paar
gebogener Metallplattenteile 160, 160, die zu
einer U-förmigen
Nutform gebogene Seitenplattenabschnitte und auch einen zu einer
L-förmigen
Form gebogenen Frontplattenabschnitt zum Schließen eines offenen Endes der
Seitenplattenabschnitte aufweisen, und beide offenen Seiten der
gebogenen Metallplattenteile 160, 160 sind einander
zugekehrt, um einen wie in der 28(b) gezeigten
rechtwinkligen bzw. -eckigen hohlen Längsabschnitt zu bilden.
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Auf die 28(b) bezugnehmend ist das proximale
Ende des Stiftteils 150 an einen anstoßenden Abschnitt der den rechteckigen
hohlen Längsabschnitt
bildenden Frontplattenabschnitte der gebogenen Metallplattenteile 160, 160 angebracht,
und das proximale Ende des Stiftteils 150 ist dann durch
das Silberlot G fixiert, wodurch eine gekuppelte Nadel-Ablenk-Elektrode 10 gebildet
ist. Da jedoch der Staubkollektor 2 selbst normalerweise
50 bis 200 Stücke
der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 10, 10,
... aufweist, ist eine große
Zahl Stunden erforderlich, um die gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 10, 10,
... durch Verwendung des Verfahrens unter Verwendung des Silberlots
erforderlich, sind die Herstellungskosten des Luftreinigers hoch
und ist die Produktivität
niedrig ist. Da außerdem
die Nadelelektrode 15 mit dem Anschlag- oder Verbindungsabschnitt
der Frontplattenabschnitte verbunden ist, kann sich eine Nachteil
verursachende instabile Verbindung ergeben.
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Aus
JP
03161059 sind Staubsammelelektroden zur Verwendung in einem
elektrischen Staubsammelapparat bekannt.
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Diese Elektroden sind zum Laden von
Stäuben
in der Luft mit positiver Elektrizität durch eine Koronaentladung
vorgesehen, um die Stäube
zu sammeln. Die Elektroden sind durch Verbinden einer Aluminiumfole 2 mit
der ganzen Oberfläche
eines nicht entflammbaren Papiers zu einer Anzahl von Honigwaben-ähnlichen
Konstruktionen geformt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen elektrischen Staubsammelapparat und ein Herstellungsverfahren
desselben bereitzustellen, welche die Herstellungskosten reduzieren
und die Produktivität
erhöhen
können
und auch eine gute Schlag- bzw. Stoßfestigkeit aufweisen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ein elektrischer bzw. elektrostatischer Staubsammelapparat bereitgestellt,
der umfasst: mehrere Nadelelektroden zum Laden von in Luft schwimmenden
bzw. schwebenden Teilchen durch Erzeugung einer Koronaentladung
um Nadelpunkte herum, mehrere zellenförmige, den jeweiligen Nadelelektroden
zugeordnete Sammelelektroden zur Anziehung und Sammlung der geladenen
schwebenden Teilchen durch eine elektrostatische Kraft, sowie mehrere
Ablenkelektroden, die je eine rechteckig hohle Längsstruktur, die aus einem
Frontplattenabschnitt und Seitenplattenabschnitten besteht, und
Nadelelektroden am Frontplattenabschnitt befestigt haben, um eine
Ablenkkraft auf die geladenen schwebenden Teilchen auszuüben, damit
sie durch ein von bzw. an den Seitenplattenabschnitten angelegtes
Potential nach bzw. zu den Sammelelektroden bewegt werden, wobei
eine vorbestimmte Anzahl von Ablenkelektroden entweder in manche
bzw. mehrere Einheiten oder in eine einzige bzw. einzelne Einheit
gruppiert wird bzw. ist, wobei jede der Einheiten eine Anzahl N
(eine ganze Zahl von 2 oder größer) von
Ablenkelektroden hat, deren jede die rechteckig hohle Längsstruktur
gekuppelt mit einem Verbindungsteil dazwischen aufweist, wobei die
rechteckig hohlen Längsstrukturen
von einer Profilplatte erhalten bzw. hergestellt sind, die aus einem
Metallblatt bzw. Blech gestanzt und gebogen wird, um die Seitenplattenabschnitte
und den Frontplattenabschnitt durch ein Schneid- und Stanzverfahren
bzw. Lochstanzverfahren zu bilden, so dass die rechteckig hohlen
Längsstrukturen
in einem hergestellten dreidimensionalen Einstückelement angeordnet sind.
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Die Anzahl N von Ablenkelektroden,
die je die rechteckig hohle Längsstruktur
in einer Einheit haben, kann mit dem da zwischen liegenden Verbindungsteil
gekuppelt sein, und die rechteckig hohlen Längsstrukturen können von
der Profilplatte erhalten bzw. hergestellt sein, die aus dem Metallblatt
bzw. Blech gestanzt und gebogen wird, um die Seitenplattenabschnitte
und den Frontplattenabschnitt durch ein Schneid- und Stanzverfahren
bzw. Lochstanzverfahren zu bilden, so dass die rechteckig hohlen Längsstrukturen
serienmäßig zum
hergestellten dreidimensionalen Einstückelement angeordnet sind.
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Die Anzahl N von Ablenkelektroden,
die je die rechteckig hohle Längsstruktur
in einer Einheit haben, können
mit dem dazwischen liegenden Verbindungsteil gekuppelt sein, und
die rechteckig hohlen Längsstrukturen
können
aus der Profilplatte erhalten bzw. hergestellt sein, die aus dem
Metallblatt bzw. Blech gestanzt und umgebogen ist, um die Seitenplattenabschnitte
sowie den Frontplattenabschnitt durch das Schneid- und Stanzverfahren
bzw. Lochstanzverfahren derart zu bilden, dass zwei Verbindungsteile
nach dem Umbiegen gegenüberliegend angeordnet
sind, so dass die rechteckig hohlen Längsstrukturen mit einem vorbestimmten
Abstand voneinander serienmäßig zum
hergestellten dreidimensionalen Einstückelement angeordnet sind.
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Die Nadelelektroden können in
im Wesentlichen mittleren Stellungen an jeder der Frontplatten der
Ablenkelektroden fluchtgerecht angeordnet sein.
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Die Anzahl N von Ablenkelektroden,
die je die rechteckig hohle Längsstruktur
in einer Einheit haben, können
mit dem dazwischen liegenden Verbindungsteil gekuppelt sein, die
rechteckig hohlen Längsstrukturen
können
aus der Profilplatte erhalten bzw. hergestellt sein, die aus dem
Metallblatt bzw. Blech gestanzt und umgebogen wird, um die Seitenplattenabschnitte
sowie den Frontplattenabschnitt durch das Schneid- und Stanzverfahren
bzw. Lochstanzverfahren derart zu bilden, dass die rechteckig hohlen
Längsstrukturen
serienmäßig zum
hergestellten dreidimensionalen Einstückelement angeordnet sind,
und wobei eine Anzahl M von die Anzahl N von Ablenkelektroden aufweisenden
Einheiten vorgesehen und durch über
die Verbindungsteile gekuppelt sind, so dass eine Anzahl M (eine
ganze Zahl von 2 oder größer) mal
N von Ablenkelektroden vorgesehen sind.
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Die Anzahl N von Ablenkelektroden,
die je die rechteckig hohle Längsstruktur
in einer Einheit haben, können
mit dem dazwischen liegenden Verbindungsteil gekuppelt sein, die
rechteckig hohlen Längsstrukturen
können
aus der Profilplatte erhalten bzw. hergestellt sein, die aus dem
Metallblatt bzw. Blech gestanzt und umgebogen wird, um die Seitenplattenabschnitte
sowie den Frontplattenabschnitt durch das Schneid- und Stanzverfahren
bzw. Lochstanzverfahren derart zu bilden, dass die rechteckig hohlen
Längsstrukturen
serienmäßig zum
hergestellten dreidimensionalen Einstückelement angeordnet sind,
und wobei eine Anzahl M Einheiten vorgesehen und durch über eine
Anzahl (M + 1) von Verbindungsteilen gekuppelt sind, so dass eine
Anzahl M (eine ganze Zahl von 2 oder größer) mal N von Ablenkelektroden
vorgesehen sind.
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Die Nadelelektrode mit einem Nadelteil
und einem Schaftteil kann an jedem der Frontplattenabschnitte der
Ablenkelektroden vorgesehen sein, wobei Lagerbohrungen bzw. Befestigungslöcher für die Nadelelektrode
in im Wesentlichen einem mittleren Abschnitt bzw. einer mittleren
Stellung an den Frontplattenabschnitten münden bzw. sich öffnen, und
wobei jedes der Schaftteile in die Lagerbohrungen bzw. Befestigungslöcher für die Nadelelektrode
eingreifen und fest sitzend daran befestigt sein kann, wobei die Nadelelektrode
aus dem Frontplattenabschnitt hervorragt.
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Die Nadelelektrode mit einem Nadelteil
und einem verhältnismäßig dünnen Schaftteil
sowie einem verhältnismäßig dicken
Schaftteil nacheinander kann an jedem der Frontplattenabschnitte
der Ablenkelektroden fest befestigt bzw. eingespannt sein, wobei
Lagerbohrungen für
die Nadelelektrode in ein im Wesentlichen mittleres Teil der Frontplattenabschnitte
münden
bzw. sich öffnen,
in welchen jedes der verhältnismäßig dünnen Schaftteile
der Nadelelektroden in die Lagerbohrung für die Nadelelektrode von einer Außenseite
des Frontplattenabschnitts hineingesteckt und von einer Innenseite
des Frontplattenabschnitts verstemmt ist.
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Die Nadelelektrode mit einem Nadelteil
und einem verhältnismäßig dünnen Schaftteil
sowie einem verhältnismäßig dicken
Schaftteil nacheinander kann an jedem der Frontplattenabschnitte
der Ablenkelektroden fest eingespannt sein, wobei Lagerbohrungen
für die
Nadelelektrode in ein im Wesentlichen mittleres Teil der Frontplattenabschnitte
münden,
in welchen jedes der verhältnismäßig dünnen Schaftteile
der Nadelelektroden in die Lagerbohrung für die Nadelelektrode von der
Außenseite
des Frontplattenabschnitts hineingesteckt und am Frontplattenabschnitt über eine
Lötverbindung
bzw. Lötstelle
befestigt ist.
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Die mehreren Elektrodengruppen bzw.
gruppierten Elektroden können
einteilig vorgesehen und mit einem Paar Verbindungsteilen gekuppelt
sowie an den Nadelelektroden auf den Frontplattenabschnitten von
einer Anzahl N von serienmäßig angeordneten
Ablenkelektroden befestigt sein, wobei Bodenteile der mehreren gruppierten
Elektroden mechanisch und elektrisch mit mehreren kammartigen bzw.
-förmigen
Kupplungsteilen bzw. Ankopplungsorganen gekuppelt bzw. verbunden
sind, und wobei die mehreren kammförmigen Ankopplungsorgane mechanisch
und elektrisch mit dem Paar Verbindungsteilen in Eingriff stehen.
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Die mehreren gruppierten Elektroden
können
einteilig vorgesehen und mit einem Paar Verbindungsteilen gekuppelt
sowie an den Nadelelektroden auf den Frontplattenabschnitten einer
Anzahl N von serienmäßig angeordneten
Ablenkelektroden befestigt sein, und die mehreren gruppierten Elektroden können miteinander
mechanisch und elektrisch über stabförmige Ankopplungsorgane
verbunden sein, die in an den Verbindungsteilen in einem vorbestimmten Abstand
voneinander ausgebildeten offenen Lagerbohrungen hineingesteckt
werden, so dass die mehreren gruppierten Elektroden über die
stabförmigen Ankopplungsorgane
zu einem vollständigen
Stück befestigt
sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrostatischen Staubsammelapparats
bereitgestellt, umfassend: mehrere Nadelelektroden zum Laden von
in der Luft schwimmenden bzw, schwebenden Teilchen durch Erzeugung
einer Koronaentladung um Nadelpunkte herum, mehrere zellenförmige, den
jeweiligen Nadelelektroden zugeordnete Sammelelektroden zur Anziehung
und Sammlung der geladenen schwebenden Teilchen durch elektrostatische
Kraft sowie mehrere Ablenkelektroden, die je eine rechteckig hohle Längstruktur,
die aus einem Frontplattenabschnitt und Seitenplattenabschnitten
besteht, und die Nadelelektroden am Frontplattenabschnitt befestigt
haben, um eine Ablenkkraft auf die geladenen schwebenden Teilchen
auszuüben,
damit sie durch ein von bzw. an den Seitenplattenabschnitten angelegtes
Potential nach bzw. zu den Sammelelektroden bewegt werden, mit:
Bestimmen bzw. Herstellen einer vorbestimmten Anzahl von Ablenkelektroden
innerhalb bzw. in entweder mancher bzw. mehreren Einheiten oder
einer einzigen Einheit, wobei jede der Einheiten eine Anzahl N (eine
ganze Zahl von 2 oder größer) von
Ablenkelektroden hat, deren jede die rechteckig hohle Längsstruktur,
die mit einem dazwischen liegenden Verbindungsteil gekuppelt ist,
aufweist, Stanzen einer einzigen bzw. einzelnen Metallplatte, um eine
Profilplatte der rechteckig hohlen Längsstrukturen, die aus einer
von einem Metallblatt bzw. Blech gestanzten Profilplatte erhalten
werden, zu haben, und Umbiegen der Profilplatte zur Bildung der
rechteckig hohlen Längsstrukturen,
die je die durch ein Schneid- und Stanzverfahren bzw. Lochstanzverfahren
gebildeten Seitenplattenabschnitte und den Frontplattenabschnitt
haben, so dass die rechteckig hohlen Längsstrukturen als dreidimensionales
Einstückelement
hergestellt sind.
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Das Stanzverfahren wird am Metallblatt
bzw. Blech eingesetzt, μm
die Profilplatte einer Anzahl N von rechteckig hohlen Längsstrukturen
zu erhalten bzw. haben und die Profilplatte derart umzubiegen, dass
die rechteckig hohlen Längsstrukturen
serienmäßig ausgebildet
werden, die je die Seitenplattenabschnitte sowie den Frontplattenabschnitt
haben, welche mit den dazwischen liegenden Verbindungsteilen durch
das Schneid- und Stanzverfahren bzw. Lochstanzverfahren gekuppelt
sind, so dass eine Anzahl N von Ablenkelektroden, die je die rechteckig hohlen
Längsstruktur
haben, serienmäßig zum
hergestellten dreidimensionalen Einstückelement angeordnet sind.
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Das Stanzverfahren ist am Metallblatt
eingesetzt, um die Profilplatte einer Anzahl N von rechteckig hohlen
Längsstrukturen
zu erhalten und die Profilplatte derart umzubiegen, dass die rechteckig
hohlen Längsstrukturen
serienmäßig ausgebildet
werden, die je die Seitenplattenabschnitte sowie den Frontplattenabschnitt
haben, welche mit den dazwischenliegenden Verbindungsteilen durch
das Schneid- und Stanzverfahren bzw. Lochstanzverfahren gekuppelt
sind, so dass die rechteckig hohlen Längsstrukturen serienmäßig zum
hergestellten dreidimensionalen Einstückelement angeordnet sind, und
eine Anzahl M von Einheiten mit einer Anzahl N von Ablenkelektroden
vorgesehen und über
die Verbindungsteile gekuppelt sind, so dass eine Anzahl M (eine
ganze Zahl von 2 oder größer)) mal
N von Ablenkelektroden vorgesehen sind.
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Wie die obige Konstruktion beschrieben
ist, können
die mehreren Ablenkelektroden einteilig aus einem durch das Stanz-
und Biegepressverfahren von einem Metallblatt Blech gestanzten Profil
gebildet werden, was erlaubt, dass der Herstellungsprozess eine
gute Bearbeitbarkeit und Produktivität hat.
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Die Nadelelektrode kann am Frontplattenabschnitt
von Ablenkelektroden nicht nur durch das Löten sondern auch durch Verstemm-
und Schlagarbeit befestigt werden, was die Produktionsrate der auf
der Ablenkelektrode hergestellten Nadelelektrode erhöht, außerdem kann
die Nadelelektrode in das Befestigungsloch bzw. die Lagerbohrung
für die
Nadelelektrode eingesetzt werden, was eine gute Kupplung zwischen
ihnen bewirkt, um Festigkeit beträchtlich zu erhöhen, und
auch Stoß- bzw. Schlagfestigkeit gegen
mechanische und thermische Störung
vergrößert. Folglich
können
niedrige Produktionskosten und eine Massenproduktion erzielt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die obige und andere Aufgaben, Vorteile
und Eigenschaften bzw. Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben
sich deutlicher aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in
denen:
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1 eine
Draufsicht ist, die einen Profilabschnitt von Ablenkelektroden zur
Verwendung in einem elektrostatischen Staubsammelapparat einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 eine
perspektivische Darstellung ist, die ein durch Anwenden eines Stanz-
und Biegeverfahrens mitte- bzw. zwischenverarbeitetes Produkt der
Ablenkelektroden zeigt;
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3 eine
perspektivische Darstellung ist, die ein mitte- bzw. zwischenverarbeitetes
Produkt zum Einsetzen von Nadelelektroden zeigt;
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4 eine
perspektivische Darstellung ist, die ein mitte- bzw. zwischenverarbeitetes
Produkt mit Nadelelektroden zeigt;
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5(a) bis 5(c) perspektivische Darstellungen
und Schnittdarstellungen davon sind, die Schritte zur Herstellung
der Nadelelektrode zeigen;
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6 eine
perspektivische Darstellung ist, welche die Nadelelektroden aufweisenden
gekuppelten Ablenkelektroden zeigt;
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7 eine
perspektivische Darstellung ist, die ein Verfahren zur Herstellung
einer männlichen bzw.
aufzunehmenden Subeinheit mit gekuppelten Nadel-Rblenk-Elektroden
zeigt;
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8 eine
perspektivische Darstellung ist, die ein Verfahren zur Herstellung
einer männlichen bzw.
aufzunehmenden Subeinheit mit den gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden
zeigt;
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9 eine
perspektivische Darstellung ist, die ein Verfahren zur Herstellung
einer männlichen bzw.
aufzunehmenden Subeinheit mit den gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden
zeigt;
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10 eine
Draufsicht ist, die ein Profil einer für jede der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden vorgesehene
Sammel- bzw. Kollektorzelle zeigt;
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11 eine
Draufsicht ist, die eine Elektrodenwandplatte zeigt;
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12 eine
vergrößerte Darstellung
ist, die einen Teil der 11 zeigt;
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13 eine
partielle perspektivische Darstellung ist, die ein Verfahren zur
Herstellung der Kollektorzelle zeigt;
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14 eine
partielle perspektivische Darstellung ist, die ein Verfahren zur
Herstellung der Kollektorzelle zeigt;
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15 eine
partielle perspektivische Darstellung ist, die ein Verfahren zur
Herstellung der Kollektorzelle zeigt;
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16 eine
partielle perspektivische Darstellung ist, die eine Staubsammeleinheit
zeigt, in welcher die gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden mit den
Kollektorzellen hergestellt sind;
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17(a) bis 17(c) Erläuterungsdarstellungen sind,
die ein Verfahren zur Herstellung der Nadelelektroden an der Ablenkelektrode
bei einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigen;
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18(a) bis 18(c) Erläuterungsdarstellungen sind,
die ein Verfahren zur Herstellung der Nadelelektrode an der Ablenkelektrode
bei einer dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigen;
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19 eine
perspektivische Darstellung ist, die eine Struktur einer männlichen
bzw. aufzunehmenden Subeinheit bei einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 20 eine perspektivische
Darstellung ist, die eine Struktur der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden
bei einer fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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21 eine
schematische Querschnittsdarstellung ist, die eine Struktur eines
Schwarzrauch-Entfernungsapparats für Dieselmotorabgas bei einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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22 eine
perspektivische Darstellung ist, die einen Luftreiniger zur Erläuterung
einer verwandten Technik zeigt;
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23 eine
teilweise abgeschnittene Seitenansicht ist, die das Luftfilter zeigt;
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24 eine
vertikale Schnittdarstellung ist, die eine Struktur der Staubsammeleinheit
eines Hauptteils des Luftreinigers zeigt;
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25 eine
vertikale Schnittdarstellung ist, die eine männliche bzw. aufzunehmende
Subeinheit und eine weibliche bzw. aufnehmende Subeinheit der Staubsammeleinheit
zeigt;
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26 eine
perspektivische Darstellung ist, welche die Vorderseite der Staubsammeleinheit zeigt;
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27 eine
Erläuterungsdarstellung
zur Erläuterung
der Arbeitsweise bzw. -Operation des Luftreinigers zeigt; und
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28(a) und 28(b) perspektivische Darstellungen
sind, die ein Verfahren zur Herstellung der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektrode
zur Erläuterung einer
verwandten Technik zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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<Erste Ausführungsform>
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Die 1 bis 4, 5(a) bis 5(c) und 6 bis 9 sind Erläuterungsdarstellungen eines
Verfahrens zur Herstellung eines Hauptteils eines Luftfilters bzw.
Luftreinigers bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung, konkret
zur Herstellung einer Anzahl von gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden,
die in Serie einteilig hergestellt werden, wobei 1 eine Draufsicht auf einen aus einem
Metallblatt bzw. Blech gestanzten Profilabschnitt ist und eine zweidimensionale Form
von gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden zeigt, 2 eine perspektivische Darstellung ist,
die ein zwischenverarbeitetes Produkt, bei dem der Profilabschnitt
durch eine Form- bzw. Lochstanze gebogen ist, zeigt, 3 und 4 perspektivische Darstellungen sind,
die ein zwischenverarbeitetes Produkt zum Einsetzen von Nadelelektroden
zeigen; 5(a) bis 8(c) perspektivische Darstellungen
und Querschnittsdarstellungen davon sind, welche Schritte zur Herstellung
der Nadelelektrode zeigen, b eine
perspektivische Darstellung ist, welche die gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden
mit den Nadelelektroden zeigt, 7 bis 9 perspektivische Darstellungen
sind, welche die Herstellungsordnung einer aufzunehmenden Unter-
bzw. Subeinheit mit einer Anzahl von gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden
zeigen.
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Die 10 bis 15 sind Erläuterungsdarstellungen,
die ein Verfahren zur Herstellung einer für jede der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden
vorgesehenen Sammel- bzw. Kollektorzelle zeigen, wobei 10 eine Draufsicht ist,
die eine Profilplatte der Kollektorzelle zeigt, 11 eine Draufsicht ist, die eine Elektrodenwandplatte
zeigt, 12 eine vergrößerte Darstellung
ist, die einen Teil der 11 zeigt, 13 bis 15 perspektivische Darstellungen sind, welche
die Herstellungsordnung der Kollektorzelle zeigen.
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Die 16 ist
eine perspektivische Darstellung, die eine Staubsammeleinheit zeigt,
bei der die gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden
mit den Kollektorzellen hergestellt sind. Auf die 16 bezugnehmend ist eine Staubsammeleinheit 21 in
einem Luftfilter bzw. -reiniger beispielsweise eines Wandhängetyp,
eines Deckenhängetyp,
eines bodenplatzierten Typ und/oder dgl. aufgenommen. Die Staubsammeleinheit 21 weist
eine männliche
bzw. aufzunehmende Unter- bzw. Subeinheit 24 mit gekuppelten
Nadel-Ablenk-Elektroden 23, die auf der Innenseite eines äußeren gehäuseförmigen Rahmens 22 mit
einer Anzahl angeordneter Gitter angeordnet sind, und eine weibliche
bzw. aufnehmende Unter- bzw. Subeinheit 27 mit Sammel- bzw. Kollektorzellen (oder
Sammel- bzw. Kollektorelektroden) 26, die auf der Innenseite
eines inneren gehäuseförmigen Rahmens 25 mit
einer Anzahl angeordneter Gitter angeordnet sind, auf. Dies ist
zu der in 26 gezeigten Staubsammeleinheit 2 im
Wesentlichen insofern ähnlich,
als beide Rahmen 22 und 25 ineinander greifen, um
dadurch die Kollektorzellen 26, 26, ... und die
gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 23, 23, ... eins-zu-eins
anzuordnen, oder jede der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 23, 23,
... fest in die Kollektorzellen 26, 26, ... in
Nicht-Kontaktanordnung eingesetzt ist, und als sowohl die aufzunehmende
bzw. aufgenommene Subeinheit 24 als auch die aufnehmende
Subeinheit 27 voneinander entfernbar sind.
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Die gekuppelte Nadel-Ablenk-Elektrode 23 weist
eine Nadelelektrode 28 zur Erzeugung eines ionisierten
Raumbereichs zum elektrischen Laden von sich durch den Bereich bewegenden
schwimmenden bzw. schwebenden Teilchen und eine Ablenkelektrode 29 (beispielsweise
von annähernd
10 mm im Quadrat und 5 bis 6 cm in der Länge) mit einer rechteckig hohlen
Längsstruktur,
die aus einem Frontplattenabschnitt 29a und Seitenplattenabschnitten 29b, 29b gebildet
ist, auf, wobei der Frontplattenabschnitt 29a die Nadelelektrode 28 fixiert
und die auf einem vorbestimmten Potential liegenden Seitenplattenabschnitte 29b, 29b eine
Ablenkkraft auf die geladenen schwebenden Teilchen ausübt, die
zur Kollektorzelle 26 zu bewegen sind. Dies ist ebenfalls ähnlich zu
der in 27 gezeigten
gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektrode 10.
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Anderseits ist die Ablenkelektrode 29 wie
in 1 gezeigt durch Stanzen
eines Metallblatts bzw. Blechs 30 (beispielsweise 0,5 mm
dick) so gebildet, dass sie Profilabschnitte 31 aufweist,
die in einer rechteckig hohlen Längsstruktur
auszubilden sind. Die Seitenplatte 29b' 29b', ... und ein dreieckiger Abschnitt
der Frontplatte 29a', 29a', ... oder jeweiliger Profilabschnitte 31, 31,
... sind wie in den 2 und 6 gezeigt durch ein Schneid-
und Stanzverfahren bzw. Lochstanzverfahren vertikal gebogen, was
von der Ablenkelektrode 16 mit dem aneinanderstoßenden Paar
gebogener Metallplattenteile 160, 160 verschieden
ist. Jeder der Frontplattenabschnitte der Ablenkelektroden 29, 29,
... weist wie in den 1 und 3 gezeigt eine Lagerbohrung
bzw. ein Befestigungsloch h zum Befestigen der Nadelelektrode 28 auf,
die, wie in den 4 und 9 gezeigt, ohne Verwendung
der Lötarbeit
fest montiert ist, was zum Realisieren hoher Produktivität einzigartig
ist. Jede der Nadelelektroden 28, 28, ... ist
aus rostfreiem Stahl gebildet und weist wie bei der in 5 gezeigten vergrößerten Darstellung
ein zylinderförmiges Schaftteil 28a und
ein Nadelteil 28b auf, das vom Schaftteil 28a vorsteht.
Außerdem
ist beim Nadelteil eine Ni ckelplattierung mit 2 bis 10 μm Dicke appliziert,
um sie gegen Oxidation zu schützen.
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Wie in den 6 bis 9 gezeigt
sind 98 Stücke
der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 23, 23,
... oder 7 Säulen
mal 14 Stücke
(6) der gekuppelten
Nadel-Ablenk-Elektroden 23, 23, ... auf einer
einzelnen bzw. einzigen Staubsammeleinheit 21 befestigt.
Die 14 Stücke
der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektrode 23 sind
wie in 6 gezeigt einteilig serienmäßig bzw.
in Serie angeordnet, wobei ein Paar Verbindungsteile 32, 32 nach
einem Biegen des Blechs 30 mit den Profilteilen 31, 31,
... entlang einer Längsrichtung
derselben einander gegenüberliegen angeordnet
sind, das heißt,
eine Säule 33 aus
gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden ist mit 7 Säulen parallel angeordnet, wobei
sie eine Staubsammeleinheit 21 bilden.
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Auf die 1 bis 6 bezugnehmend
wird als nächstes
ein Herstellungsverfahren der Säule 33 aus gekuppelten
Nadel-Ablenk-Elektroden
beschrieben.
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Zunächst ist eine Lochstanzlinie,
die einen Stanz- und Schneid- bzw. Matrizensatz aufweist, zur Erzeugung
eines Profils der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 33, 33,
... vorgesehen. Ein Blech 30 (beispielsweise 0,5 mm dick)
aus beispielsweise rostfreiem Stahl und/oder dgl. oder das Profil
der Elektroden 33, 33, ... wird durch die Lochstanzlinie
wie in 1 gezeigt gestanzt,
wobei 14 Profilstücke
der Ablenkelektroden 29, 29, ... auf dem Blech 30 gebildet werden,
die ein Stanzloch, ein Stanzprofil und eine geöffnete Kerbe aufweisen. Das
Blech 30 der Ablenkelektroden 29, 29,
... weist auch ein Layout derart auf, dass die Frontplatten 29a', 29a', ... im Zentrum des
Blechs 30 in der Längsrichtung
liegen und Seitenplatten 29b', 29b', ... auf beiden
Seiten der Frontplatten 29a', 29a', ... symmetrisch
in Bezug auf die Frontplatten 29a', 29a', ... liegen.
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Das auf dem Blech 30 parallel
liegende Paar Verbindungsteile 32, 32 wird ebenfalls
durch das Lochstanzverfahren gebildet, so, dass 14 Stücke der Ablenkelektroden 29, 29,
... auf dem Paar Verbindungsteile 32, 32 in einem
vorbestimmten Abstand einteilig gebildet werden. Das Paar Verbindungsteile 32, 32 weist
auch mehrere stabdurchdrungene Löcher
p, p, ... auf, wobei ein vorbestimmter Abstand so angeordnet ist,
dass sie von einem stabgekuppelten Teil (Metallstab) 40 durchdrungen
sind.
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Wie in der 1 gezeigt sind auf dem zentralen Teil
des Blechs 30 in der Längsrichtung
zwei Paare aus dreieckig geformten Aussparungen (nachfolgend als
Dreieck-Aussparung bezeichnet) Ka, Ka, ... ausgebildet. Auch ist
auf den beiden Randabschnitten nahe bei den Verbindungsteilen 32, 32 ein
Paar aus rechteckig geformten Aussparungen (nachfolgend als Rechteck-Aussparung
bezeichnet) Kb, Kb, ... ausgebildet. Wie in der 2 gezeigt sind zwei in der Längsrichtung
des Blechs 30 geschnittene und sich von einem Ende der
rechteckigen Aussparung Kb durch die tiefen Punkte der Dreieck-Aussparungen
Ka, Ka erstreckende Linien Biegelinien zum Biegen derart, dass die
Seitenplatte 29b, 29b, ... und die Dreieckstücke der
Frontplatte 29a' vertikal gebogen
sind, und, wie in der 6 gezeigt,
sind zwei sich durch die einen tiefen Punkte der Dreieck-Aussparungen
Ka, Ka, ... und die anderen tiefen Punkte der Dreieck-Aussparungen
Ka, Ka, ... sowie beide in den Längsrichtungen
des Blechs 30 erstreckende Linien Biegelinien zum Biegen
derart, dass das Paar Verbindungsteile 32, 32 einander
gegenüber
liegen. Auch beträgt
die Länge
quer über
die rechteckigen Aussparungen Kb und Kb annähernd 10 mm.
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Wie oben beschrieben ist die Lagerbohrung bzw.
das Befestigungsloch h bei jedem zentralen Abschnitt der Frontplatte 29a', 29a', ... geöffnet, wobei der
Durchmesser des Befestigungslochs h größer als der des Nadelteils 28b der
Nadelelektrode 28, jedoch kleiner als der des Schaftteils 28a.
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Wie oben beschrieben wird bei zwei
Biegelinien in der die Längsrichtung
des Blechs 30 schneidenden Richtung das Lochstanzverfahren
angewendet, so dass diese Linien um annähernd 90 Grad gebogen werden
und 14 Stücke
aus U-förmigen
zwischenverarbeitenden Abschnitten 34, 34, ...
zusammen mit dem Paar Verbindungsteilen 32, 32 einteilig gebildet
werden, wie es in der 2 gezeigt
ist. Danach bleiben die zwi schenverarbeitenden Abschnitte 34, 34,
... nach oben gerichtet, dann werden die Nadelelektroden 28, 28,
... in die von oben in die Befestigungs h, h, ... eingesetzt, so,
wie es in den 3 und 5(a) gezeigt ist. Zu diesem
Zeitpunkt wird, da der Durchmesser des Nadelteils 28b der
Nadelelektrode 28 kleiner als der des Befestigungslochs
h ist, der Nadelabschnitt 28b leicht in dieses eingeführt, jedoch
ist der Durchmesser des Schaftteils 28a größer als
der des Befestigungslochs h, zu dem Zweck, dass das Schaftteil 28a der
Nadelelektrode 28 vom Befestigungsloch h gehalten wird,
so, wie es in den 3 und 5(b) gezeigt ist.
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Ein in der Zeichnung nicht gezeigter
Lufthammer übt
dann Schlag auf die Rückfläche des Schaftteils 28a aus,
um in das Befestigungsloch h getrieben zu werden. Zu diesem Zeitpunkt
wird das Befestigungsloch h durch Eintreiben des Schaftteils 28a in
dasselbe deformiert, so dass das Schaftteil 28a der Nadelelektrode 28 wie
in den 4 und 5(c) gezeigt unter Erzeugung
federnder bzw. elastischer Restitutivkraft und hoher Reibung dicht
auf dem Befestigungsloch h fixiert wird. Wie das obige Verfahren
beschrieben ist, werden zwischenverarbeitete Teile 35, 35,
..., welche die Nadelelektroden aufweisen, wie in 4 gezeigt gebildet. Danach wird das Lochstanzverfahren
auf die zwei sich durch die tiefen Punkte der Dreiecknuten Ka, Ka,
... in der Längsrichtung
des Blechs 30 oder der zwischenverarbeitenden Teile 35, 35,
... angewendet, um annähernd
um 90 Grad gebogen zu werden, wodurch 14 Stücke der Ablenkelektroden 29, 29,
..., deren jede eine rechteckige hohle Längsstruktur aufweist, mit einer
serienmäßig einteiligen
Anordnung zu bilden und eine Säule 33 aus
gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden wie in 6 gezeigt zu vollenden.
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Beim oben beschriebenen Biegeverfahren kann
als die Stanze oder männliche
bzw. aufzunehmende Stanze ein gewöhnlicher rechteckiger Säulentyp
verwendet werden, der vier flache Oberflächen, die mit der Form der
Ablenkelektrode 29 in der Längsrichtung korrespondieren,
aufweist, jedoch kann, wenn gewünscht,
für sie
ein anderer rechteckiger Säulentyp
verwen det werden, der an vier Kanten 36, 36, ...
einen spitzen Winkel oder vier konkave Oberflächen in der Längsrichtung
aufweist, und die obere Oberfläche
der Stanze ist ebenfalls eine konkave Oberfläche mit vier Ecken der spitzen
Winkel wie bei der in 6 gezeigten
vergrößerten Darstellung,
so dass die Staubsammlungseffizienz vergrößert sein kann, da die vier
Kanten entlang der rechteckigen Säule scharf gemacht sein können, was
bei einem Experiment gefunden wurde.
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Auf die 7 bis 9 bezugnehmend
wird als nächstes
die Herstellung des männlichen
bzw. aufzunehmenden Subeinheitkörpers 38,
der sieben Säulen 33, 33,
... aus gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden aufweist, beschrieben.
Wie in der 7 gezeigt sind,
da eine Säule 33 gekuppelten
Nadel-Ablenk-Elektroden
mit 14 Stücken
der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 23, 23,
... für
sieben Säulen vorgesehen
sind, die elektrisch gekuppelt (oder an gleiches Potential gekuppelt)
sind, mehrere kammförmige
Kupplungselemente 39, 39, ... und stabförmige Ankupplungsorgane
bzw. Stabkupplungselemente (Metallstab) 40, 40,
... zu den sieben Säulen 33, 33,
... aus gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden hergestellt. Die kammförmigen Kupplungselemente 39, 39,
... sind durch Stanzen eines Blechs zur Bereitstellung einer Profilplatte
mit abwechselnd angeordneten Zähneabschnitten 41, 41,
... und Biegen derselben in der Längsrichtung zur vertikalen
Bildung der Zahnabschnitte in zwei Säulen gebildet. Die Zähneabschnitte 41, 41,
... des kammartigen Kupplungselements 39 stehen in Eingriff
mit sieben Säulen 33, 33,
... aus gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden an deren Boden. Der
in 7 gezeigte Fall verwendet
fünf Stücke aus kammartigen
Kupplungselementen in annähernd gleichen
Intervallen. Außerdem
dringen nach 8, da die
elektrisch und mechanisch gekuppelte Anordnung die sieben Säulen 33, 33,
... aus gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden
verstärkt,
die Stabkupplungselemente 40, 40, ... dicht in
die mehreren stabdurchdrungenen Löcher p, p, ... ein, die auf
dem Paar Verbindungsteile 32, 32 ausgebildet sind,
so dass die sieben Säulen 33, 33,
... aus gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden durch das Eindringen
der Stab kupplungselemente 40, 40, ... mit einer
elektrisch und mechanisch befestigten Struktur gekuppelt sind, was den
wie in 9 gezeigten aufzunehmenden
Subeinheitkörper 38 mit
den sieben Säulen 33, 33,
... aus gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden vollendet.
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Danach wird ein solcher vollendender
aufzunehmender Subeinheitkörper 38 in
den äußeren gehäuseförmigen Rahmen 22 (16) durch eine isolierende
Verbindungsplatte (in der Zeichnung nicht gezeigt) aufgenommen,
was die auf aufzunehmende Subeinheit 24 bildet.
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Auf die 10 bis 15 bezugnehmend
wird nachfolgend ein Verfahren zur Herstellung der Kollektorzellen 26, 26,
... beschrieben. Die Kollektorzellen 26, 26, ...
bestehen aus mehreren rechteckig geformten Elektrodenwandplatten 42, 42,
..., deren jede Schlitze 43, 43, ... mit dreieckigen
Kerbenabschnitten D, D, ..., die sich wie in den 11 und 12 gezeigt von
einem langen Rand der Platte 42 und nahe einem Mittelabschnitt
derselben erstrecken, aufweist. Eine Anzahl der Elektrodenwandplatten 42, 42,
... steht in Eingriff mit der anderen Anzahl der Elektrodenwandplatten 42, 42,
... bei den Schlitzen 43 der einen, welche die der anderen
schneiden, so dass deshalb durch gegenseitigen Eingriff der einen
Anzahl Elektrodenwandplatten 42, 42, ... und der
anderen Anzahl der Elektrodenwandplatten 42, 42,
... als Kollektorzellen 26, 26, ... bezeichnete
gitterförmige Hohlräume gebildet
sind, deren jede wie in den 14 und 15 gezeigt die gekuppelte
Nadel-Ablenkelektrode 23 enthält. Wiederum auf die 11 und 12 bezugnehmend weist die Elektrodenwandplatte 42 auch
neben den Schlitzen 43, 43, ... Lagerbohrungen
bzw. Befestigungslöcher
q, q, ... auf, und jeder der Schlitze 43, 43,
... weist wie in 12 gezeigt entlang
dem Schlitz 43 Grate T, T, ... auf.
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Die Schlitze 43, 43,
... werden durch einen Stanz- und Stempel- bzw. Matrizensatz gebildet,
der vier sequentielle langgestreckte, ovalförmige Abschnitte S und einen
dreieckigen Kerbenabschnitt D zum Stanzen eines wie in 10 gezeigten Metallblatts
bzw. Blechs 44 von 3 mm Dicke, in wel chem die Größe des langgestreckten
ovalförrnigen
Abschnitts annähernd
7 mm lang und 1 mm breit ist, aufweist. Ein solcher Stanz- und Stempelsatz
ist in zwei Sätzen
mit einem vorbestimmten Intervall, das auf einer Basisstufe parallel
angeordnet ist, vorgesehen, und das Blech 44 wird bei einem
einzelnen bzw. einzigen Stanzverfahren alle zwei Schlitze 43, 43 in
der Längsrichtung
derselben gestanzt, wobei die Schlitze 43, 43,
..., deren jeder eine Dreieckkerbe D aufweist, vier langgestreckte
ovalförmige
Abschnitte S, die als Ganzes mit LS bezeichnet sind, und vier Paare
aus Graten T gebildet sind, wie es in der 12 gezeigt ist. Die eine Anzahl Elektrodenwandplatten 42, 42,
... und die andere Anzahl Elektrodenwandplatten 42, 42,
..., die durch das oben beschriebene Stanzverfahren erzeugt sind,
werden bei den Dreieckkerbenabschnitten D, D, ... leicht ineinandergepasst
und bei den Graten T, T, ... fest in Eingriff zueinander gebracht.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein Abstand bzw. Intervall zwischen
einem Paar Grate T, T von Dreieckkerbenabschnitten D, D gleich 0,295 μm ist, und
der bzw. das zwischen einem Paar Grate T, T der langgestreckten
ovalförmigen
Abschnitte S, S, ... ebenfalls 0,295 μm beträgt. Außerdem ist in ein Intervall
zwischen dem Paar Grate T, T um vorzugsweise gleich bis 20 μm kleiner
als die Dicke (0,3 mm in der Dicke) der Elektrodenwandplatte 42.
Die Länge
des Schlitzes 43 kann auch auf annähernd die halbe Breite der
Elektrodenwandplatte 42 im Hinblick auf die Herstellung
der Kollektorzellen 46, 46, ... eingestellt sein.
Die Befestigungslöcher
q, q, ..., die sich von den Schlitzen 43, 43,
... zum anderen langen Rand des Blechs 44 oder der Elektrodenwandplatte 42 in
Ausrichtung bzw. fluchtend erstrecken, können mit dem gleichen Lochstanzverfahren
zur Bildung der Schlitze 43, 43, ... gebildet
werden, wobei, wie in 12 gezeigt,
ein Abstand vom anderen langen Rand der Elektrodenwandplatte 42 zu
einem Zentrum des Befestigungsloches q annähernd der gleiche sein kann, wie
die Tiefe des dreieckigen Kerbenabschnitts D.
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Auf die 13 bezugnehmend wird als nächstes die
Herstellung der Elektrodenwandplatte 42, 42, ...
oder der Kollek torzellen 26, 26, ... beschrieben.
Mehrere Elektrodenwandplatten 42, 42, ... sind als
eine Gruppe G1 vorgesehen, und solche Elektrodenwandplatten 42, 42,
... sind als eine Gruppe G2 vorgesehen. Die Gruppe G1 greift von
oben mit einem Schnittwinkel (oder oberen Winkel) zwischen den Gruppen
G1, G2 von 100 bis 135 Grad in die Gruppe G2 ein, das heißt es wird
wie in 14 gezeigt eine
Anzahl gitterförmiger
Rhombuszellen gebildet, und dann wird eine Anzahl quadratischer
Zellen durch eine extern ausgeübte
Kraft von zwei gegenüberliegenden
Ecken der hergestellten Einheit in einer diagonalen Richtung gebildet,
was die Sammlerzellen 26, 26, ... wie in 15 gezeigt vollendet. Es
sei darauf hingewiesen, dass die Gruppen G1 und G2 leicht und fest
ineinander greifen können,
da das Intervall zwischen den Graten T, T um 3 bis 20 μm kleiner
als die Dicke der Elektrodenwandplatte 42 ist, und auch
zum ineinander Bringen beider Gruppen G1 und G2 keine große Kraft
erforderlich ist.
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Gemäß der Herstellung der Kollektorzellen 26, 26,
... sind die 98 Stücke
aus Zellen in einer Einheit gebildet, die in den inneren gehäuseförmigen Rahmen 25 inkorporiert
ist, was eine aufnehmende Subeinheit 27 wie in 16 gezeigt vollendet.
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Die aufnehmende Subeinheit 27 und
die aufzunehmende Subeinheit 24 sind wie oben beschrieben
in den inneren bzw. äußeren gehäuseförmigen Rahmen 25 bzw. 22 integriert,
die ineinander greifen, um eine Staubsammeleinheit 21 zu
bilden. Als eine in 16 gezeigte
Staubsammeleinheit 21 korrespondieren die gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 23, 23,
... jeweils mit den Kollektorzellen 26, 26, ...,
in denen jede der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 23, 23,
... in jeder der Kollektorzellen 26, 26, ... ohne Kontakt
angebracht ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die aufzunehmende
Subeinheit 24 von der aufnehmenden Subeinheit 27 entfernbar
ist. Eine solche Staubsammeleinheit 21 ist in einen Luftreiniger
inkorporiert, in welchem die gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 23, 23,
... elektrisch mit den Kollektorzellen 26, 26,
... verbunden sind, so dass während der
Operation die gekuppelte Nadel- Ablenk-Elektrode 23 auf
positivem Potential liegt, während
die Kollektorzelle 26 auf negativem Potential liegt. Deshalb wird
eine hohe Gleichstromspannung von beispielsweise 5 bis 6 kV an den
Luftreiniger angelegt.
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Bei einer solchen Konstruktion des
Luftreinigers werden die mehreren Ablenkelektroden 29, 29, ...,
welche die Staubsammeleinheit 21 wie oben beschrieben aufweist,
durch Stanzen und Hochbiegen eines einzelnen Blechs 30 gebildet,
um sie einteilig und gleichzeitig herzustellen, was die Bearbeitbarkeit und
Produktivität
vergrößert bzw.
verbessert.
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Die Nadelelektroden 28, 28,
... sind ohne Verwendung der Lötarbeit
durch den Schlag fest auf den Ablenkelektroden 29, 29,
... befestigt, so dass die Befestigungsarbeit der Nadelelektrode 28 beträchtlich
verbessert wird. Das proximale Ende der Nadelelektrode 28 ist
in den vorderen Plattenabschnitt 29a eingesetzt und fest
befestigt, so dass die Verbindungs- und Stoß- bzw. Schlagfestigkeit derselben beträchtlich
verbessert ist.
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Wiederum auf die 15 bezugnehmend sind auf den Schlitzen 43, 43,
... das Paar Grate T, T auf dem dreieckigen Kerbenabschnitt D und
den langgestreckten ovalförmigen
Abschnitten S, S, ... ausgebildet, wodurch auf die Elektrodenwandplatten 42, 42,
... ein exzellenter Befestigungseffekt wirkt, keine Verschiebung
auftritt und die Stoß-
bzw. Schlagfestigkeit der Kollektorzellen 26, 26,
... sich verbessert.
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Insgesamt können die Produktivität und niedrige
Herstellungskosten des Luftreinigers erzielt werden.
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Die 17(a) bis 17(c) sind schematische Erläuterungsdarstellungen,
die ein Verfahren zur Befestigung der Nadelelektrode auf der Ablenkelektrode
zeigen.
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Die von der ersten Ausführungsform
verschiedene zweite Ausführungsform
besteht darin, dass die Nadelelektrode 45 anstelle des
Schlages durch Verstemmen befestigt wird, und dass die Nadelelektrode 45 anstelle
des Nadelteils und Schaftteils einen Nadelteil 45a, einen
relativ dicken Teil 45b und einen relativ dünnen Teil 45c aufweist.
Detaillierte Beschreibungen der Herstellung derselben sind fortgelassen,
da bei der zwei ten Ausführungsform zumeist
das gleiche Verfahren wie bei der ersten Ausführungsform involviert ist,
und deshalb bei den 17(a) bis 17(c) die gleichen Bezugszeichen
wie sie bei den 5(a) bis 5(c) verwendet sind, angenommen
sind.
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Das Verfahren zur Befestigung der
Nadelelektrode 45 auf der Ablenkelektrode 29 wird
unter Bezugnahme auf die 17(a) bis 17(c) beschrieben.
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Zum Befestigen der Nadelelektrode 45 an den
mitte- bzw. zwischenverarbeiteten Abschnitten 34, 34,
... (siehe 2) wird,
wie in 17(a) gezeigt,
der relativ dünne
Teil 45c der Nadelelektrode 45 in die Lagerbohrung
bzw. das Befestigungsloch h eingesetzt, wobei deren bzw. dessen
Randabschnitt in Richtung zur Innenseite der Seitenplatte 29b' gebogen wird,
und die Nadelelektrode 45 wird durch ein Werkzeug gehalten,
das in der Zeichnung nicht gezeigt ist.
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Danach wird ein an eine exzentrische
Hochgeschwindigkeits-Verstemmmaschine 46 angebrachtes exzentrisches
Verstemmwerkzeug 47 drehbar an die Rückfläche des vom Befestigungsloch
h vorstehenden relativ dünnen
Teils 45c in Anschlag gebracht, wodurch der relativ dünne Teil 45c deformiert
wird, um einen plastifizierten Abschnitt 45c' zu bilden, der die Nadelelektrode 45 wie
in 17(c) gezeigt verstemmt,
so dass die Nadelelektrode 45 nicht länger von ihm entfernt wird.
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Die Verbindung der Nadelelektrode 45 und der
Ablenkelektrode 29 ist durch die Verstemmarbeit gesichert,
was die Stoß-
bzw. Schlagfestigkeit, den thermischen Wiederstand und die Dauerhaftigkeit des
Apparats verbessert.
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Die 18(a) bis 18(c) sind schematische Erläuterungsdarstellungen,
die ein Verfahren zur Befestigung der Nadelelektrode 45 auf
der Ablenkelektrode 29 zeigen.
-
Detaillierte Beschreibungen zur Herstellung derselben
sind fortgelassen, da bei dieser Ausführungsform zumeist das gleiche
Verfahren wie bei der zweiten Ausführungsform verwendet wird und
deshalb in den 18(a) bis 18(c) die glei chen Bezugszeichen
wie sie bei den 17(a) bis 17(c) verwendet sind, angenommen
sind.
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Die Nadelelektrode 45 ist
durch die Lötarbeit fest
an der vorderen Platte 29a' befestigt,
was die Gleichförmigkeit
der Verbindungsqualität
und Stabilisierung der Staubsammlung verbessert. Die Nadelelektrode 45 ist
am mitte- bzw. zwischenverarbeiteten Abschnitt 34 befestigt,
kann jedoch an einer beispielsweise in den 6 bis 9 gezeigten
vollständigen
Einheit befestigt sein.
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Die 19 ist
eine perspektivische Darstellung, die einen aufzunehmenden Subeinheitskörper 48 zeigt.
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Die elektrischen und mechanischen
Kupplungen zwischen den gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 33, 33,
... werden unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebene 8 beim Herstellungsprozess
der aufzunehmenden Subeinheit 48 anstelle der Verwendung
der kammförmigen Kupplungselemente 39, 39,
... nur mit den Stabkupplungselementen 40, 40,
... realisiert, so dass die elektrischen und mechanischen Kupplungen
nur von dem Eindringen der Stabkupplungselemente 40, 40,
... in die auf den Verbindungsteilen 32, 32 ausgebildeten Durchdringungslöcher p,
p, ... erhalten werden können,
was die Herstellungsarbeit einfach macht und die Zahl von Prozessen
bzw. Verfahren reduziert. Die kammförmigen Kupplungselemente 39, 39,
... können
auch anstelle der Verwendung der Stabkupplungselemente 40, 40,
... zur Realisierung der elektrischen und mechanischen Kupplung
verwendet werden.
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20 ist
eine perspektivische Darstellung, welche die doppelsäulige gekuppelte
Nadel-Ablenk-Elektrode 49 zeigt.
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Die doppelsäulige gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektrode 49 weist
zwei gekuppelte Nadel-Ablenk-Elektroden 33, 33 ( 6) auf, die durch ein Säulenkupplungsstück 50 gekuppelt
sind, wobei jede der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 33, 33 wie bei
der ersten Ausführungsform
beschrieben durch Stanzen und Hochbiegen eines einzelnen Blechs
gebildet ist.
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Eine Anzahl M (ganze Zahl von 3 oder
mehr) von gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden 33, 33,
... kann durch eine Zahl M + 1 von Säulenkupplungsstücken 50, 50,
..., gekuppelt werden, wodurch in einer einzelnen Einheit eine Multisäulen-Anordnung
hergestellt wird.
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21 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung, die eine Struktur eines
Schwarzrauch-Entfernungsapparats für Dieselmotorabgase zeigt.
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Der Schwarzrauch-Entfernungsapparat weist
zwei Staubsammeleinheiten 21, 21 auf, die auf einem
Abgasrohr 63 eines dieselmotorbetriebenen Fahrzeugs zum
Sammeln von Schwarzrauch 65 in einem Abgas 64 befestigt
sind, wobei jede der Staubsammeleinheiten 21, 21 schon
bei den vorstehend erläuterten
Ausführungsformen
dahingehend, wie sie produziert und hergestellt werden, beschrieben
worden sind.
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Im Fall dieser Ausführungsform
wird die Nadelelektrode 45 vorzugsweise durch entweder
die Schlag- oder Verstemmarbeit an der vorderen Platte 29a' fixiert, um
thermischen Wiederstand und Dauerhaftigkeit sicherzustellen.
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Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen
können
die Zahl der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektrode 23, der
Säulen 33 der
gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden, der kammförmigen Kupplungselemente 39 und
der Kollektorzellen 26 entsprechend einer Skala bzw. eines
Maßstabs
des Apparats geändert
werden. Die Form der Säulen 33 der
gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektroden
kann zu einer von Größe und Design
abhängigen
Anwendung geändert
werden. Eine einzelne gekuppelte Nadel-Ablenk-Elektrode 23 kann
durch Stanzen und Biegen eines einzelnen bzw. einzigen Blechs erzeugt werden.
Die Form der gekuppelten Nadel-Ablenk-Elektrode 23 kann
nicht nur als eine rechteckige hohle Längsstruktur sondern auch als
eine dreieckige hohle Längsstruktur
ausgebildet sein. Zum Verstemmen des relativ dünnen Abschnitts 45c kann
anstelle der Verwendung einer exzentrischen Hochgeschwindigkeits-Verstemmmaschine 46 eine
Hammermaschine verwendet werden. Die Staubsammeleinheit 21 kann
nicht nur für
den Schwarzrauch-Entfernungsapparat,
sondern auch für
einen Ölnebel-Entfernungsapparat
und einen elektrostatischen Staubsammelapparat in einer Fabrik verwendet
werden.
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Es ist infolgedessen zu erkennen,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern ohne ein Verlassen des Schutzbereichs und Gedankens
der Erfindung geändert
werden kann.
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Schließlich beansprucht die vorliegende
Anmeldung die Priorität
der am 7. März
1997 angemeldeten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei970493, die
hier durch Bezugnahme inkorporiert ist.