DE8632118U1

DE8632118U1 - Corona electrode

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Publication number: DE8632118U1
Application number: DE19868632118
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Priority date: 1986-11-29
Filing date: 1986-11-29
Publication date: 1987-03-19

Description

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Klaus Kaiwar, Alte Landwehr 10, 4803 SteinhagenKlaus Kaiwar, Alte Landwehr 10, 4803 Steinhagen KoronaelektrodeCorona electrode

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Koronaelektrode mit einem zumindest teilweise elektrisch leitfähigen Kern, und einer dielektrischen Beschichtung des Kernes.The present innovation relates to a corona electrode with an at least partially electrically conductive core, and a dielectric coating of the core.

Es ist bekannt, daß die Adhäsion an Materialoberflächen durch Beaufschlagung mit einer Koronaentladung verbessert werden kann.bzw. daß diese bei unpolaren Materialien überhaupt erst geschaffen werden kann.It is known that adhesion to material surfaces can be improved by applying a corona discharge, or that this can be created in the first place with non-polar materials.

Um eine derartige Oberflächenbehandlung mittels Koronaentladung durchführen zu können, bedarf es einerseits einer elektrischen Ernergiequelle in Form eines mit Wechselspannung arbeitenden, hochfrequenten Hochspannungsgenerators und einer davon gespeisten Koronaelektrode, die mit einem Dielektrikum versehen ist und an der die gewünschte Koronaentladung bei Betrieb des Generators entsteht.In order to be able to carry out such a surface treatment using corona discharge, an electrical energy source is required in the form of a high-frequency high-voltage generator operating with alternating current and a corona electrode fed by it, which is provided with a dielectric and at which the desired corona discharge occurs when the generator is operated.

Bei der Durchführung derartiger Oberflächenbehandlungen ist nach dem bislang bekannten Stand der Technik das Dielektrikum welches für eine gleichmäßige Koronaausbildung von Bedeutung ist, eine Schwachstelle.When carrying out such surface treatments, according to the current state of the art, the dielectric, which is important for uniform corona formation, is a weak point.

Die bei der Oberflächenbehandlung angewandte Koronaent-The corona treatment used in the surface treatment

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ladung belastet das Dielektrikum im Dauerbetrieb, bedingt durch die Produktionsverfahren. Es hat sich gezeigt, daß je nach Dielektrikumsart ein zeitlich unterschiedlicher Verschleiß eintritt, der sich in jedem Falle aber uner-S wünscht rasch einstellt-.The charge puts a strain on the dielectric during continuous operation, due to the production process. It has been shown that depending on the type of dielectric, wear occurs at different times, but in any case it occurs undesirably quickly.

Als Ursachen hierfür sind folgende Faktoren anzusehen:The following factors are considered to be the causes for this:

Aufgrund möglicher Porosität des Dielektrikums einerseits und aufgrund der Forderung nach kurzschlußsicherer Ausbildung des Dielektrikums andererseits hat man bislang das Dielektrikum mit relativ großer Dicke ausgeführt, wodurch sich der Wirkungsgrad der Koronaelektroden erheblich verschlechtert. Die damit verbundene Folge ist eine ungünstige, elektrische Korona-Wirkleistungsumsetzung pro Flächeneinheit, verbunden mit geringen, erzielbaren Adhäsionswerten des behandelten Materials.Due to the possible porosity of the dielectric on the one hand and due to the requirement for a short-circuit-proof design of the dielectric on the other hand, the dielectric has so far been designed with a relatively large thickness, which significantly reduces the efficiency of the corona electrodes. The associated consequence is an unfavorable electrical corona effective power conversion per unit area, combined with low achievable adhesion values of the treated material.

Dieses Manko ist nun nur mit großen Generatorleistungen und Gerätedimensionen auszugleichen, dies wiederum führt zu größeren Wärmeentwicklungen an den Koronaelektroden und ensprechendem Verschleiß.This shortcoming can now only be compensated for with large generator outputs and device dimensions, which in turn leads to greater heat development at the corona electrodes and corresponding wear.

Insgesamt verursachen der Verschleiß wie auch der schlechte Wirkungsgrad bei der Oberflächenbehandlung durch Koronaentladung beträchtliche Kosten und Qualitätseinbrüche bei dem behandelten Material.Overall, the wear and tear as well as the poor efficiency of surface treatment by corona discharge cause considerable costs and a reduction in the quality of the treated material.

Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Koronaelektrode mit geringer Verschleißanfälligkeit und hohem Wirkungsgrad zu schaffen.The aim of this innovation is to create a corona electrode with low susceptibility to wear and high efficiency.

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Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dielektrikum überwiegend aus nichtoxydischer Keramik mit einer Mindestdichte von 95 % der theoretischen Dichte besteht.This task is solved in accordance with the innovation by the dielectric consisting predominantly of non-oxide ceramic with a minimum density of 95% of the theoretical density.

Das Dielektrikum kann insgesamt relativ dünn gehalten werden, gleichzeitig ist aber eine unporöse und dichte Beschichtung des Kernes mjglich, so daß selbst bei sehr dünnen Schichten und bei Punkt-Dauerbelastung mit einer hochfrequenten Hochspannung über mehrere Stunden eine durchschlagsichere Isolation möglich ist. Die dielektrischen EigenschaftenThe dielectric can be kept relatively thin overall, but at the same time a non-porous and dense coating of the core is possible, so that even with very thin layers and with continuous point loading with a high-frequency high voltage for several hours, a breakdown-proof insulation is possible. The dielectric properties der Beschichtung ändern sich bei Veränderung von Temperatur und Frequenz nicht wesentlich.The coating does not change significantly when the temperature and frequency change.

Es wurde bei Versuchen auch beobachtet, daß die sogenannte Korona-Zündspannung erheblich geringer ist.womit auch der erreichte, bessere Wirkungsgrad erklärbar ist.It was also observed during tests that the so-called corona ignition voltage is considerably lower, which also explains the better efficiency achieved.

Weitere Merkmale der Neuerung sind Gegenstand von Unteransprüchen .Further features of the innovation are the subject of subclaims.

Ausführungsbeispiele der Neuerung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Examples of implementation of the innovation are shown in the attached drawings and are described in more detail below.

Im einzelnen zeigen:In detail:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Koronaelektrode gemäß vorliegender Neuerung,Fig. 1 shows a section through a corona electrode according to the present innovation,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Koronaelektrode in perspektivischer Darstellung,Fig. 2 shows another embodiment of a corona electrode in perspective view,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Koronaelektrode nachFig. 3 a section through a corona electrode according to

einem weiteren Ausführungsbeispiel der Neuerung,another example of the innovation,

• · I· I

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Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Koronaelektrode .Fig. 4 shows another embodiment of a corona electrode.

$ Die in Figur 1 dargestellte Koronaelektrode ist insgesamt$ The corona electrode shown in Figure 1 is

f mit dem Bezugszeichen 4 versehen. f is provided with the reference number 4.

I. 5 Diese Koronaelektrode 4 besteht aus einem Kern 5, der vorzugsweise sus formbaren Graphit besteht und beispielsweise als Preßteil ausgebildet sein kann, sowie einem Dielektrikum 6 in Form einer Beschichtung des besagten Kernes 5.I. 5 This corona electrode 4 consists of a core 5, which preferably consists of moldable graphite and can be designed, for example, as a pressed part, and a dielectric 6 in the form of a coating of the said core 5.

Das Dielektrikum 6 besteht aus einer dünnen Schicht aus überwiegend nicht oxydischer Keramik mit einer Mindestdichte von 95 % der theoretischen Dichte.The dielectric 6 consists of a thin layer of predominantly non-oxide ceramic with a minimum density of 95% of the theoretical density.

Bevorzugt wird eine Beschichtung des Kernes aus Bornitrid, Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid oder aus einer Materialmischung der vorgenannten Materialien, es sind aber auch keramische Materialmischungen aus nichtoxydischen und oxydischen Anteilen möglich.A core coating made of boron nitride, silicon nitride or aluminum nitride or a mixture of the aforementioned materials is preferred, but ceramic material mixtures made of non-oxide and oxide components are also possible.

Wird bei der Beschichtung des Kernes 5 Bornitrid verwendet, so ist bevorzugt, dieses in hexagonäler, anisotropischer Form zu verwenden.If boron nitride is used for the coating of core 5, it is preferable to use it in hexagonal, anisotropic form.

Bei anliegender Hochspannung an den Anschlüssen 7 derWhen high voltage is applied to terminals 7 of the

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Koronaelektrode 4 sowie 8 einer als Walze ausgebildeten Gegenelektrode 9 entsteht zwischen der Koronaelektrode 4 und der Gegenelektrode 9 eine elektrische Koronaentladung 10.Corona electrode 4 and 8 a counter electrode 9 designed as a roller, an electrical corona discharge 10 is created between the corona electrode 4 and the counter electrode 9.

Figur 1 zeigt deutlich, daß die Koronaelektrode 4 an der Stelle für die elektrische Kontaktgabe nicht mit einem Dielektrikum 6 versehen ist, so daß die Möglichkeit besteht, mehrere, derart ausgestalteter Koronaelektroden 4 kurzschlußsicher zusammenfügen zu können.Figure 1 clearly shows that the corona electrode 4 is not provided with a dielectric 6 at the point for electrical contact, so that it is possible to join several corona electrodes 4 designed in this way together in a short-circuit-proof manner.

Figur 2 macht deutlich, daß durch eine dünne Beschichtung des Elektrodenkernes 5 mit dem schon erwähnten Dielektrikum 6 die Möglichkeit besteht, die Entladungsstege 11 äußerst scharfkantig und somit wirkungsgraderhöhend ausbilden zu können.Figure 2 makes it clear that by thinly coating the electrode core 5 with the aforementioned dielectric 6, it is possible to make the discharge bars 11 extremely sharp-edged and thus increase efficiency.

Die Koronaentladung 10 erfolgt hier gegen eine an Masse liegende Metallplatte 12.The corona discharge 10 occurs here against a metal plate 12 connected to ground.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist der Kern 5 der Koronaelektrode 4 mit einer in Richtung seiner Längsachse verlaufenden Kühlbohrung 13 versehen, deren Leibung wiederum mit einem Dielektrikum 6 beschichtet ist.In the embodiment according to Figure 2, the core 5 of the corona electrode 4 is provided with a cooling bore 13 running in the direction of its longitudinal axis, the reveal of which is in turn coated with a dielectric 6.

Die in Figur 3 dargestellte Koronaelektrode 4 weist einen Hohlkern 5 auf, der in seinem Inneren vollständig und äußerlich teilweise mit einem Dielektrikum 6 beschichtet ist.The corona electrode 4 shown in Figure 3 has a hollow core 5 which is completely coated on the inside and partially coated on the outside with a dielectric 6.

Eine Entlüftung dieser Koronaelektrode 4 ist in der gleichen Richtung möglich, in der sich die Koronaentladung 10 einstellt. This corona electrode 4 can be vented in the same direction in which the corona discharge 10 occurs.

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Die Entlüftungsrichtung ist durch den Pfeil A in Figur 3 gekennzeichnet.The venting direction is indicated by arrow A in Figure 3.

Eine nur teilweise Aufbringung des Dielektrikums 6 im Üaße-A partial application of the dielectric 6 in the outer

ren Bereich der Koronaelektrode 4 ermöglicht es, im nicht-area of the corona electrode 4 enables the non-

beschichteten Bereich beispielsweise ein Gewinde 14 an der Koronaelektrode 4 anzubringen.coated area, for example, to attach a thread 14 to the corona electrode 4.

In Figur 4 ist eine Koronaelektrode 4 dargestellt, bei der ein innenliegender Elektrodenspalt, um 90 ° abgewinkelt, mit einem wiederum dünnen Dielektrikum 6 beschichtet ist. In diesem Elektrodenspalt kann z. B. ein Metalldraht 15 einer Koronaentladung 10 ausgesetzt werden.Figure 4 shows a corona electrode 4 in which an internal electrode gap, angled by 90°, is coated with a thin dielectric 6. In this electrode gap, for example, a metal wire 15 can be exposed to a corona discharge 10.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele machen deutlich, daß hinsichtlich der Formgebung der Koronaelektrode praktisch uneingeschränkte Möglichkeiten bestehen.The illustrated embodiments make it clear that there are practically unlimited possibilities with regard to the shape of the corona electrode.

Claims

Protection claims

1. Corona electrode with an at least partially electrically conductive core and a dielectric coating of the core, characterized in that the dielectric (6) consists predominantly of non-oxide ceramic with a minimum density of 95% of the theoretical density.

2. Corona electrode according to claim 1, characterized in that the dielectric (6) consists of boron nitride, silicon nitride or aluminum nitride or the like.

3. Corona electrode according to claim 1, characterized in that the dielectric (6) consists of a material mixture of boron nitride, silicon nitride or aluminum nitride or the like.

4. Corona electrode according to claim 1, characterized in that the dielectric (6) consists of ceramic material mixtures of non-oxidic and oxidic components.

5. Corona electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that when boron nitride is used completely or partially to form the dielectric (6), boron nitride is used in hexagonal, anisotropic form.

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6. Corona electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the core (5) consists of moldable graphite.

7. Corona electrode according to claim 6, characterized in that the core (5) consisting of graphite is a pressed part.