EP0258296A1 - Device for generating ions in gas streams. - Google Patents

Device for generating ions in gas streams.

Info

Publication number
EP0258296A1
EP0258296A1 EP87901026A EP87901026A EP0258296A1 EP 0258296 A1 EP0258296 A1 EP 0258296A1 EP 87901026 A EP87901026 A EP 87901026A EP 87901026 A EP87901026 A EP 87901026A EP 0258296 A1 EP0258296 A1 EP 0258296A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
electrode
electrodes
tip
ions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP87901026A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0258296B1 (en
Inventor
Hans-Henrich Stiehl
Thomas Sebald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SORBIOS VERFAHRTECH GmbH
Original Assignee
SORBIOS VERFAHRTECH GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SORBIOS VERFAHRTECH GmbH filed Critical SORBIOS VERFAHRTECH GmbH
Publication of EP0258296A1 publication Critical patent/EP0258296A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0258296B1 publication Critical patent/EP0258296B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04—Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere

Definitions

  • the invention relates to a device for generating ions in gas streams for reducing electrostatic charges which are present on sensitive products, such as e.g. Microchips, foils, magnetic disks, laser storage disks and printed circuit boards lead to destruction in the event of uncontrolled discharge or result in increased particle deposition.
  • sensitive products such as e.g. Microchips, foils, magnetic disks, laser storage disks and printed circuit boards lead to destruction in the event of uncontrolled discharge or result in increased particle deposition.
  • Microstructures also include sensitive plastic films or surfaces in general, in which the deposition of microparticles leads to a loss of quality leads, understood.
  • the damage is caused by electrostatic charges.
  • Such productions take place, for example, in clean rooms, the air of which is highly pre-filtered and flows through the clean room in a low-turbulence, piston-like displacement flow.
  • the supply air of such clean rooms can be filtered to such an extent that almost no particles can get into the clean room via the air flow.
  • Particle pollution during production essentially arises from the production process itself or from the operating personnel.
  • the device according to the invention can also be operated at limited workplaces with a specially generated air flow.
  • the charges are generated by friction, influence or capacitive processes and are unavoidable when moving the product, especially on insulating surfaces. Charge densities can arise which lead to voltages of several thousand volts. On the one hand, these charged surfaces increasingly attract aerosols, especially charged aerosols, by means of electrostatic forces.
  • a voltage of 6 - 7 kV is necessary to ignite a gas discharge on strongly curved surfaces.
  • the speed decreases of the ions within half a meter to one meter to a value of less than one meter per second.
  • the usual air flow speed at workplaces is around 0.5 m per second.
  • Conventional ionizers work with voltages between 10 and 20 kV.
  • the course of the voltage over time is either uniform (FIG. 1c), a sinusoidal voltage (FIG. 1 a) of 50 to 60 Hz or a rectangular voltage curve.
  • the rectangular voltage curve and the sinusoidal AC voltage have the disadvantage that the switching of the peak polarity takes place in periods that are short compared to the flow velocity of the air. In this case ions that have already been metered into the air are transported back to the tip by rapidly changing the polarity and are ineffective for ionizing the air. In addition, the efficiency of ion dosing deteriorates. Efficiency is understood here to mean the ratio of the number of ions entering the air flow to the total number of ions generated at the tip.
  • the increased current load due to return transport is also not avoided in known systems by supplying two peak groups separately with direct voltage.
  • the potential difference between the peaks is approximately 20 kV, and the distance between the peaks should be chosen to be approximately 30 cm.
  • the average ion velocity remains so high that only a small proportion of ions from the marginal zones of the electric field are absorbed by the air flow. For this reason, the same disadvantages are to be expected as in the case of AC ionizers.
  • the formation of areal Ionizers such as can be installed, for example, over a large area under the ceiling of clean rooms, lead to locally discontinuous ion generation.
  • the object of the invention is to create a device for generating ions in gas streams with an electrode arrangement exposed to the gas streams and a pulsed high-voltage supply, which supplies an alternating sequence of negative and positive pulses with steep flanks, which also extends over a longer period Period constant operating conditions with uniform ion distribution over the flow cross section with good efficiency guaranteed.
  • tip-shaped discharge electrodes and associated counter-electrodes are provided in a fixed and defined relationship to one another provides a defined electrical field and the time profile of the high voltage applied to the tip-shaped discharge electrodes is related to the gas velocity and the ion flight time between discharge electrodes and Counterelectrodes can be correlated so that the efficiency is increased. Due to the geometrical arrangement of tip-shaped discharge electrodes and counter electrodes, a uniform ion distribution is produced over the flow cross section and the disruptive influence of other potentials in the room on the ion generation and distribution is prevented. The alternation of positive and negative high voltage at the same tip-shaped discharge electrode avoids constant DC fields perpendicular to the direction of flow of the gas lead to segregation of the positive and negative ions.
  • a low-erosion electrode material is selected as the material for the tip-shaped discharge electrodes with niobium improves the removal behavior and reduces the tendency to sputter.
  • the device according to the invention can be used both in high-quality cleanrooms and outside of cleanrooms.
  • contamination of the tip-shaped discharge electrodes can occur due to the accumulation of particulate air contaminants, which lead to impairment of ion generation.
  • the electrode carriers can therefore be removed from their spring-locked plug seat with a rotation lock and reinserted.
  • the positive and negative high-voltage generators can be galvanically separated and the tip-shaped discharge electrodes can be supplied with positive and negative high-voltage via a single, single-core, shielded high-voltage cable.
  • the lifetime of the high-voltage relays is increased considerably by the load-free switching.
  • the high-voltage module By providing a high voltage supply which is a separate low voltage control unit and has a high-voltage module, the high-voltage module can be arranged in the vicinity of the electrode arrangement outside the gas flow, as a result of which no undesirable turbulence occurs in the gas flow.
  • the low-voltage control unit which controls the high-voltage module to regulate the positive and negative ion quantities, can be located in the immediate vicinity of the workplace. While the connection between the electrode arrangement and the high-voltage module is made via a shielded cooking voltage cable, the high-voltage module is controlled by the low-voltage control unit with direct current, so that even long cable lengths can be used in the production area without the risk of disturbing sensitive electronic control and measuring devices by radiated electromagnetic radiation can.
  • Another advantage of the invention is that additional particle generation is significantly reduced. Measurements have shown that, with a resolution of approximately 100 particles per m, no additional particle generation could be recorded by the device according to the invention.
  • the tip electrodes are directed towards the processing of sensitive products in order to achieve short discharge times.
  • voltages above the sensitivity threshold of the products can be influenced.
  • FIG. 3 shows a section through a first exemplary embodiment of the device according to the invention
  • Fig. 5a is a perspective schematic
  • 5b and 5c are schematic sectional representations of further electrode arrangements
  • Fig. 6 shows a partial section through a
  • FIG. 7b shows a pulse diagram for the high-voltage module according to FIG. 7a.
  • 4 shows the device according to the invention, which has a low-voltage control unit 30, a high-voltage module 31 and the electrode arrangement 32.
  • the electrode arrangement is arranged in the area of the air flow, for example in clean rooms in the ceiling area below the air outlets or the air filters.
  • 5a schematically shows a grid-shaped electrode arrangement which is suitable for mounting under a clean room filter ceiling.
  • the electrode arrangement 31 has crossbeams 1, 8 made of metal semicircular profiles which form a fixed frame with tubular metal counter electrodes 4 lying on the ground. Electrode carriers 5, which carry needle-shaped or tip-shaped discharge electrodes 6, are fastened to the crossbeams 1, 8 via plug connections 3.
  • the counter electrodes 4 and the electrode carriers 5 are arranged parallel to one another in one plane, the tip-shaped discharge electrodes likewise preferably lying in a plane perpendicular to the counter electrodes 4. 5a, only three tip-shaped discharge electrodes 6 are provided per electrode carrier 5. Of course, more discharge electrodes can also be provided.
  • the counter electrodes 4 and electrode carriers 5 have a diameter of approximately 3 to 15 mm and the distance is between 5 and 50 cm.
  • the tip-shaped discharge electrodes 6 are arranged at regular intervals of approximately 5 to 30 cm.
  • the high voltage is supplied to the discharge electrodes 6 via protective resistors in the crossbar 1 and the plug connectors 3, the electrode carriers 5 being electrically connected in parallel. In or on the crossbeam 1 there is also a clamping connection (not shown) for the electrical connection of the grounded shielding of the single-core high-voltage cable 9.
  • the connector 3 has an acrylic tube 33 with a shoulder, inside of which the high-voltage line 10 is guided. The approach is inserted into the electrode carrier 5, a socket 11 connected to the high-voltage line and a pin 12 provided in the electrode carrier 5 forming the electrical connection.
  • the acrylic tube 33 provides a creepage distance between the high-voltage electrode carrier and the cross-beam 1 at ground potential.
  • the connector 7 also has an insulating acrylic rod 34, the end of which is inserted into the electrode carrier and is fixed by means of a dowel pin 14. A compression spring 13 is supported on the end of the acrylic rod 34.
  • the dowel pin 14 forms an anti-rotation device, so that the tip-shaped discharge electrodes cannot change their position with respect to the counter electrodes 4.
  • the plug connectors 3 and 7 together form a spring-locked plug seat, so that the electrode carriers can be removed and cleaned without major difficulties.
  • the tip-shaped discharge electrodes are driven with a high voltage according to FIG. 2 alternately with positive and negative pulses with steep edges.
  • the high voltage is first applied over a period of time t 1, which is selected such that the space between the electrodes 4, 6 is filled with positive ions.
  • t 1 which is selected such that the space between the electrodes 4, 6 is filled with positive ions.
  • Fig. 5a metered flowing air flow.
  • the switch-on times are, for example, between a few and a few 10 ms, in particular between 5 and 60 ms.
  • the switch-off times per second, ie the interval between the pulses are between 100 and 1000 ms Duty cycles from 1: 5 to 1:20.
  • a low-erosion electrode material is used for the discharge electrodes, stainless steel and tungsten being used in the prior art. Tungsten showed a low abrasion behavior. Investigations of further materials showed that with niobium and its alloys as the electrode material, significantly better results can be achieved, so that this material is used in the discharge electrodes 6. Table 1 shows the results of a test carried out over 1000 hours with 20 times, non-tactile current loading of the tip-shaped discharge electrodes. Column 2 shows a volume removed which is 6 times lower than that of tungsten. Tantalum also showed better results than tungsten.
  • the high-voltage module 31 which is preferably arranged in the vicinity of the electrode arrangement in order to reduce the length of the high-voltage cable 9 but outside the air flow, is shown in more detail in FIG. 7a.
  • Two high-frequency oscillators 18 control the primary winding of two high-voltage transformers 19 via drivers (not shown) with low voltage. depending on the passage in the co-encapsulated high-voltage diodes, one transformer generates positive high voltage and the other negative high voltage.
  • Two high-voltage relays 20 switch the respective high voltage to the shielded high-voltage cable 9, which supplies the discharge electrodes 6. So that the high-voltage relays 20 switch load-free, the oscillators 18 and the relays 20 are driven in accordance with the pulse diagram according to FIG. 7b. It can be seen from this that the high-voltage relays 20 are switched on or off when the oscillators 18, which are driven in pulsed fashion, are not switched on.
  • the low-voltage control unit 30 can be located in the immediate vicinity of the workplace or can be accommodated in a central control cabinet. It outputs two direct currents with independently adjustable DC voltage values to the high-voltage module, whereby the positive and negative high-voltage values can be determined independently of one another. To regulate the DC voltage values generated by the low-voltage control unit 30 and thus to regulate the balance of the ion polarity, the currents used to generate the positive and negative ions are measured separately in the high-voltage module 31 in a control circuit (not shown) and supplied to the low-voltage control unit 30 as a control variable. Special counter electrodes 4 are provided in the electrode arrangement according to FIG. 5a. 5b and 5c, the counter electrodes are formed by plant components surrounding the discharge electrodes 6.
  • a frame system 16 which is electrically connected to ground, is designed as a counter electrode.
  • a perforated plate 17 is provided as the counter electrode, which lies on ground and which can serve as a screen or the like.
  • FIG. 3 Another embodiment is shown in FIG. 3.
  • ions are not metered into a gas or air flow present in the room, but rather a closed device is provided which has a device for generating a rectified flow over a large cross section.
  • This device has a blower 22 which supplies a pressure chamber 21 which is delimited on the outflow side by a uniformly air-permeable layer 23 designed as a guide plate.
  • the baffle forms the counter electrode to the tip-shaped discharge electrodes 6, which are arranged below the baffle 23 and are attached to electrode carriers 5 according to FIG. 5a.
  • the rectified flow is stabilized in the surrounding space by a circumferential flow apron 24.

Landscapes

  • Elimination Of Static Electricity (AREA)

Abstract

Un dispositif générateur d'ions dans des courants de gaz comprend un agencement d'électrodes exposées aux courants de gaz et une source de haute tension à formes d'ondes d'impulsion qui fournit une succession d'impulsions négatives et positives alternantes à flancs raides. L'agencement d'électrodes comprend au moins une électrode de décharge (6) par pointe et au moins une contre-électrode (4) agencées de manière fixe et définie l'une par rapport à l'autre. L'écoulement dans le temps du signal de haute tension est déterminé de sorte que la durée de chaque impulsion corresponde au temps de vol des ions entre les électrodes et que l'intervalle entre les impulsions soit adapté à la vitesse des courants de gaz.A device for generating ions in gas streams includes an arrangement of electrodes exposed to gas streams and a pulse waveform high voltage source which provides a succession of alternating negative and positive pulses with steep sides . The electrode arrangement comprises at least one discharge electrode (6) per tip and at least one counter electrode (4) fixedly arranged and defined with respect to each other. The time flow of the high voltage signal is determined so that the duration of each pulse matches the time of flight of the ions between the electrodes and the interval between the pulses is matched to the speed of the gas streams.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von Ionen in GasströmenDevice for generating ions in gas streams
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Er¬ zeugung von Ionen in Gasstrδmen zum Abbau von elektrostatischen Aufladungen, welche an empfind¬ lichen Produkten, wie z.B. Mikrochips, Folien, Magnetplatten, Laserspeicherplatten und Leiter¬ platten bei unkontrollierter Entladung zu Zer¬ störungen führen bzw. erhöhte Partikeldeposition nach sich ziehen.The invention relates to a device for generating ions in gas streams for reducing electrostatic charges which are present on sensitive products, such as e.g. Microchips, foils, magnetic disks, laser storage disks and printed circuit boards lead to destruction in the event of uncontrolled discharge or result in increased particle deposition.
Bei der Fertigung von hochintegrierten Halberleiter¬ bauelementen, bei Laser- und Magnetspeicherplatten und bei anderen Produkten mit MikroStrukturen im Auflösungsbereich von einem Mikrometer und weniger führen sowohl Partikelkontaminationen als auch unkontrollierte, elektrische Enladungen zu erheblichen Qualitätsverlusten. Unter Mikrostruk- turen werden hier auch empfindliche Kunststoff¬ folien oder Oberflächen generell, bei denen die Deposition von Mikroteilchen zur Qualitätsverlusten führt, verstanden. Ursache für die Schäden sind elektrostatische Aufladungen. Derartige Ferti¬ gungen finden z.B. in Reinräumen statt, deren Luft hochgradig vorgefiltert ist und den Rein¬ raum in einer turbulenzarmen, kolbenartigen VerdrängungsStrömung durchfließt. Die Zuluft derartiger Reinräume kann so hochgradig gefiltert werden, daß nahezu keine Partikel über den Luft¬ strom in den Reinraum gelangen können. Die Partikelbelastungen bei der Fertigung entstehen im wesentlichen durch den Produktionsvorgang selbst oder durch das Bedienungspersonal. Das erfindungsgemäße Gerät kann aber auch an begrenzten Arbeitsplätzen mit einer speziell erzeugten Luftströmung betrieben werden.In the manufacture of highly integrated semiconductor components, in laser and magnetic storage disks and in other products with microstructures in the resolution range of one micrometer and less, both particle contamination and uncontrolled electrical discharges lead to considerable quality losses. Microstructures also include sensitive plastic films or surfaces in general, in which the deposition of microparticles leads to a loss of quality leads, understood. The damage is caused by electrostatic charges. Such productions take place, for example, in clean rooms, the air of which is highly pre-filtered and flows through the clean room in a low-turbulence, piston-like displacement flow. The supply air of such clean rooms can be filtered to such an extent that almost no particles can get into the clean room via the air flow. Particle pollution during production essentially arises from the production process itself or from the operating personnel. However, the device according to the invention can also be operated at limited workplaces with a specially generated air flow.
Die Aufladungen werden erzeugt durch Reibung, Influenz oder kapazitive Vorgänge und sind bei der Bewegung des Produktes insbesondere an isolierenden Oberflächen unvermeidbar. Es können Ladungsdichten entstehen, die zu Spannungen von mehreren tausend Volt führen. Einerseits ziehen diese aufgeladenen Flächen mittels elektrostatischer Kräfte verstärkt Aerosole insbesondere geladene Aerosole an.The charges are generated by friction, influence or capacitive processes and are unavoidable when moving the product, especially on insulating surfaces. Charge densities can arise which lead to voltages of several thousand volts. On the one hand, these charged surfaces increasingly attract aerosols, especially charged aerosols, by means of electrostatic forces.
Man findet auf mit 500 V aufgeladenen Flächen etwa eine 20fache Teilchenablagerung im Vergleich zu einer neutralen Fläche. Andererseits können derartige Flächenladungen unkontrolliert über die Mikro- strukturen entladen werden. Dabei können die Mikro- strukturen entweder durch einen elektrischen Durch¬ schlag oder durch hohe Stromdichten zerstört werden. Empfindliche Metalloxidhalbleiterstrukturen auf Siliziumscheiben können bereits durch Entladungen von Spannungen um 50 V zerstört werden. Die Aufladung von isolierenden Flächen am Produkt und die verstärkte Teilchendeposition können dadurch verhindert werden, daß der Luftstrom die Ionen positiven und negativen Vorzeichens enthält. Dadurch werden sowohl an luftgetragenen Teilchen als auch an den Produktoberflächen Ladungen ausgeglichen. Unkontrollierte Ent¬ ladungen über die MikroStrukturen können nicht stattfinden. Oberflächenladungen werden durch eine kontrollierte Entladung über Luftionen abgebaut. Bei elektrostatisch sensiblen Produkten ist eine gleichförmige Verteilung von positiven und negativen Ionen besonders wichtig.One finds about 20-fold particle deposition on surfaces charged with 500 V compared to a neutral surface. On the other hand, surface charges of this type can be discharged in an uncontrolled manner via the microstructures. The microstructures can be destroyed either by an electrical breakdown or by high current densities. Sensitive metal oxide semiconductor structures on silicon wafers can be destroyed by discharging voltages of around 50 V. The charging of insulating surfaces on the product and the increased particle deposition can be prevented by the fact that the air flow contains the ions of positive and negative signs. As a result, charges are balanced both on airborne particles and on the product surfaces. Uncontrolled discharges via the microstructures cannot take place. Surface charges are broken down by controlled discharge via air ions. With electrostatically sensitive products, a uniform distribution of positive and negative ions is particularly important.
Es ist bekannt, zur Erzeugung von positiven und negativen Luftionen die Townsend-Gasentladung im inhomogenen elektrischen Feld von Nadelspitzen oder Drähten zu nutzen. Ein Gerät zur Erzeugung von Ionen an Spitzen ist in der US-PS 1 356 211 dargestellt, während in der DE-OS 28 09 054 eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ionen an Drähten beschrieben ist. In der Nähe der Spitzen bzw. der Drahtoberfläche bildet sich eine Entladungszone mit einer Ausdehnung von etwa 0,5 mm aus, in der die Gasmoleküle ionisiert werden. Mit zunehmender Entfernung von der Ent¬ ladungszone verlangsamt sich aufgrund des schwächer werdenden Feldes die Geschwindigkeit. Eine Be¬ dingung dafür, daß die Ionen von der Luftströmung fortgetragen werden können, ist, daß ihre Ge¬ schwindigkeit im inhomogenen Feld auf einen Wert absinkt, der kleiner als die Luftgeschwindigkeit ist. Zur Zündung einer Gasentladung an stark gekrümmten Flächen ist eine Spannung von 6 - 7 kV notwendig. Beim Betrieb solcher Ionisatoren mit einer Spannung von ca. 10 kV nimmt die Geschwindigkeit der Ionen innerhalb eines halben bis einen Meters auf Wert von unter einem Meter pro Sekunde ab. Die übliche Luftströmungsgeschwindigkeit an reinen Arbeitsplätzen liegt bei etwa 0,5 m pro Sekunde. Aus dem Vorangesagten wird klar, daß für die Verteilung der Ionen im Luftstrom ein enger Zusammenhang zwischen der Luftgeschwindig¬ keit einerseits und dem mit der Ladungselektroden- geometrie gekoppelten zeitlichen Lauf der Hoch¬ spannung andererseits besteht.It is known to use the Townsend gas discharge in the inhomogeneous electric field of needle tips or wires to generate positive and negative air ions. A device for generating ions on tips is shown in US Pat. No. 1,356,211, while in DE-OS 28 09 054 a device for generating ions on wires is described. A discharge zone with an expansion of approximately 0.5 mm forms in the vicinity of the tips or the wire surface, in which the gas molecules are ionized. With increasing distance from the discharge zone the speed slows down due to the weakening field. A condition for the ions to be carried away by the air flow is that their speed in the inhomogeneous field drops to a value which is lower than the air speed. A voltage of 6 - 7 kV is necessary to ignite a gas discharge on strongly curved surfaces. When operating such ionizers with a voltage of approx. 10 kV, the speed decreases of the ions within half a meter to one meter to a value of less than one meter per second. The usual air flow speed at workplaces is around 0.5 m per second. It is clear from the foregoing that for the distribution of the ions in the air flow there is a close connection between the air speed on the one hand and the temporal course of the high voltage coupled with the charge electrode geometry on the other.
Herkömmliche Ionisatoren arbeiten mit Spannungen zwischen 10 und 20 kV. Der zeitliche Verlauf der Spannung ist entweder gleichförmig (Fig. lc) eine Sinusspannung (Fig. la) von 50 bis 60 Hz oder ein rechteckfδr iger Spannungsverlauf.Conventional ionizers work with voltages between 10 and 20 kV. The course of the voltage over time is either uniform (FIG. 1c), a sinusoidal voltage (FIG. 1 a) of 50 to 60 Hz or a rectangular voltage curve.
Es ist bekannt, daß bei gleicher Feldgeometrie der Entladung und gleicher Spannung am negativen Emitter mehr Ionen erzeugt werden als am positiven. Da Ionisatoren ihre Aufgabe zur Neutralisation von Oberflächenentladungen nur erfüllen können, wenn in den Luftstrom die gleiche Anzahl von positiven wie negativen Ionen eindosiert werden, ist die sinusförmige Wechselspannung zur Versorgung von Emittern nachteilig, wogegen bei rechteckigem Spannungsverlauf und Gleichspannungsversorgung durch Einstellung des entsprechenden Gleichspannungs¬ niveaus Ionen mit ausgeglichener Polaritätsbalance erzeugt werden können.It is known that with the same field geometry of the discharge and the same voltage, more ions are generated at the negative emitter than at the positive. Since ionizers can only fulfill their task of neutralizing surface discharges if the same number of positive and negative ions are metered into the air flow, the sinusoidal alternating voltage for supplying emitters is disadvantageous, whereas with a rectangular voltage curve and direct voltage supply by setting the corresponding direct voltage level Ions with balanced polarity balance can be generated.
Der rechteckige Spannungsverlauf sowie die sinus¬ förmige Wechselspannung haben den Nachteil, daß die Umschaltung der Spitzenpolarität in Zeiträumen abläuft, die kurz sind gegenüber der Strömungs¬ geschwindigkeit der Luft. In diesem Fall werden bereits in die Luft eindosierte Ionen durch schnelle Änderung der Polarität zur Spitze zurücktransportiert und sind für die Ionisierung der Luft unwirksam. Darüber hinaus verschlechtert sich der Wirkungsgrad der Ionendosierung. Unter Wirkungsgrad sei hier das Verhältnis der Ionen¬ anzahl, die in den Luftstrom eintritt, zu der Gesamtanzahl der an der Spitze erzeugten Ionen verstanden.The rectangular voltage curve and the sinusoidal AC voltage have the disadvantage that the switching of the peak polarity takes place in periods that are short compared to the flow velocity of the air. In this case ions that have already been metered into the air are transported back to the tip by rapidly changing the polarity and are ineffective for ionizing the air. In addition, the efficiency of ion dosing deteriorates. Efficiency is understood here to mean the ratio of the number of ions entering the air flow to the total number of ions generated at the tip.
Diese Nachteile erhöhen die Strombelastung der Spitzenelektroden. Bei hoher Strombelastung der Spitzenelektrolen kommt es zu verstärktem Material¬ abtrag und damit zu einer Erhöhung des Radius an den Spitzen und zu einer vermehrten Anlagerung von Partikeln an der Spitze. Dadurch vermindert sich mit dem Abnehmen des inhomogenen Feldes die Ionenerzeugung. Somit sind zeitlich konstante Betriebsbedingungen in Frage gestellt. In der Praxis werden diese Nachteile durch Erhöhung der Betriebsspannung korrigiert, was eine Beschleunigung der beschriebenen Nachteile nach sich zieht.These disadvantages increase the current load on the tip electrodes. With a high current load on the tip electrodes, there is increased material removal and thus an increase in the radius at the tips and an increased accumulation of particles at the tip. As a result, the generation of ions decreases as the inhomogeneous field decreases. Constant operating conditions are therefore called into question. In practice, these disadvantages are corrected by increasing the operating voltage, which leads to an acceleration of the disadvantages described.
Die erhöhte Strombelastung durch Rücktransport ver¬ meidet man bei bekannten Systemen auch dadurch nicht, daß man je zwei Spitzengruppen getrennt mit Gleichspannung versorgt. In diesem Fall beträgt die Potentialdifferenz zwischen den Spitzen etwa 20 kV, entsprechend groß ist der Abstand der Spitzen mit etwa 30 cm zu wählen. In diesem Fall bleibt die mittlere Ionengeschwindigkeit so groß, daß nur ein geringer Ionenanteil aus den Randzonen des elektrischen Feldes vom Luftstrom aufgenommen wird. Aus diesem Grunde sind die gleichen Nachteile zu erwarten, wie bei wechselspannungsbetriebenen Ionisatoren. Die Ausbildung von flächenhaften Ionisatoren, wie sie beispielsweise großflächig unter der Decke von Reinräumen angebracht werden können, führt zu einer örtlich diskontinuier¬ lichen Ionenerzeugung. Im Grenzgebiet derartig versorgter Ionisatoren kommt es zu Überschüssen einer Ionenpolarität, die im Gegensatz zur eigentlichen Aufgabe der Ionisatoren zu zusätz¬ lichen Aufladungen führen können. Noch nachteiliger erweist sich die Erfahrung, daß die zwischen solchen in der Querschnittsebene der Luftströmung angebrachten, mit Gleichspannung versorgten Elektroden enstehenden konstanten zur Elektroden¬ ebene parallelen Feldstärken auf der Abstro seite zur Entmischung von negativen und positiven Ionen führt: Bei dieser Entmischung können durch den Überschuß von Ionen einer Polarität Aufladun¬ gen von mehreren 100 V entstehen.The increased current load due to return transport is also not avoided in known systems by supplying two peak groups separately with direct voltage. In this case, the potential difference between the peaks is approximately 20 kV, and the distance between the peaks should be chosen to be approximately 30 cm. In this case the average ion velocity remains so high that only a small proportion of ions from the marginal zones of the electric field are absorbed by the air flow. For this reason, the same disadvantages are to be expected as in the case of AC ionizers. The formation of areal Ionizers, such as can be installed, for example, over a large area under the ceiling of clean rooms, lead to locally discontinuous ion generation. In the border area of ionizers supplied in this way there is excess ion polarity which, in contrast to the actual task of the ionizers, can lead to additional charges. Experience proves even more disadvantageous that the constant field strengths parallel to the electrode plane between the electrodes attached in the cross-sectional plane of the air flow and supplied with DC voltage leads to the separation of negative and positive ions: With this separation, the excess can of ions with a polarity of several 100 V arise.
Durch Betriebserfahrungen mit Ionisatoren in Rein¬ räumen, beispielsweise der Klasse 10 nach US Federal Standard 209c mit besonders hohen Anforderungen, hat man bei den drei in Fig. 1 be¬ schriebenen Betriebsarten der Ionisatoren im Betrieb Nachteile festgestellt. Diese Nachteile beziehen sich u.a. auf das Abtragen der Spitzen, auf das Eintragen von metallischem Spitzenmaterial in die Reinraumluft u d auf die Ablagerung von Ver¬ unreinigungen an den Spitzen, sowie elektro¬ chemische Umwandlungsprozesse gasförmiger Produkte in Festkörperpartikel. Nach neuesten Untersuchungen von B.Y. Liu et al, Tex. Instr. Cor.: Characteri- zation of Electronic lonizers for Clean Rooms; IES 1985, findet man in der Reinraumluft bis zu zusätzlich 1,5 x 10 Teilchen pro m . Dagegen strebt man in hochwertigen Reinräumen Teilchenkonzentratio.nen um 300 Partikel pro m und weniger an. Der- Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ionen in Gas¬ strömen mit einer den Gasströmen ausgesetzten Elektrodenanordnung und einer pulsförmigen Hochspannungsversorgung, die eine wechselnde Folge negativer und positiver Impulse mit steilen Flanken liefert, zu schaffen, die auch über einen längeren Zeitraum konstante Betriebs¬ bedingungen mit gleichförmiger Ionenverteilung über den Strömungsquerschnitt bei gutem Wirkungs¬ grad gewährleistet.Operating experience with ionizers in clean rooms, for example class 10 according to US Federal Standard 209c with particularly high requirements, has shown disadvantages in operation in the three operating modes of the ionizers described in FIG. 1. These disadvantages relate, inter alia, to the removal of the tips, the introduction of metallic tip material into the clean room air and the deposition of impurities at the tips, as well as electrochemical conversion processes of gaseous products into solid particles. According to the latest studies by BY Liu et al, Tex. Instr. Cor .: Characterization of Electronic lonizers for Clean Rooms; IES 1985, up to an additional 1.5 x 10 particles per m can be found in the clean room air. In contrast, particle concentrations in high-quality clean rooms are aimed at around 300 particles per m and less. The object of the invention is to create a device for generating ions in gas streams with an electrode arrangement exposed to the gas streams and a pulsed high-voltage supply, which supplies an alternating sequence of negative and positive pulses with steep flanks, which also extends over a longer period Period constant operating conditions with uniform ion distribution over the flow cross section with good efficiency guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.This object is achieved by the characterizing features of the main claim.
Dadurch, daß spitzenförmige Entladungselektroden und zugehörige Gegenelektroden in fester und definierter Zuordnung zueinander vorgesehen sind, wird ein definiertes elektrisches Feld zur Verfügung gestellt und der zeitliche Verlauf der an die spitzenförmigen Entladungselektroden angelegten Hochspannung ist mit der Gasgeschwindig¬ keit und der Ionenflugzeit zwischen Entladungs¬ elektroden und Gegenelektroden korrelierbar, so daß der Wirkungsgrad erhöht wird. Durch die geometrische Anordnung von spitzenförmigen Ent¬ ladungselektroden und Gegenelektroden wird über den Strömungsquerschnitt eine gleichförmige Ionenverteilung hergestellt und es wird der störende Einfluß anderer, im Raum befindlicher Potentiale auf die Ionenerzeugung und Verteilung verhindert. Der Wechsel von positiver und negativer Hochspannung an der selben spitzenförmigen Ent¬ ladungselektrode vermeidet konstante Gleichfelder senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases, die zu einer Entmischung der positiven und negativen Ionen führen.The fact that tip-shaped discharge electrodes and associated counter-electrodes are provided in a fixed and defined relationship to one another provides a defined electrical field and the time profile of the high voltage applied to the tip-shaped discharge electrodes is related to the gas velocity and the ion flight time between discharge electrodes and Counterelectrodes can be correlated so that the efficiency is increased. Due to the geometrical arrangement of tip-shaped discharge electrodes and counter electrodes, a uniform ion distribution is produced over the flow cross section and the disruptive influence of other potentials in the room on the ion generation and distribution is prevented. The alternation of positive and negative high voltage at the same tip-shaped discharge electrode avoids constant DC fields perpendicular to the direction of flow of the gas lead to segregation of the positive and negative ions.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.Advantageous further developments and improvements are possible through the measures specified in the subclaims.
Dadurch, daß als Material für die spitzenförmigen Entladungselektroden mit Niob ein erosionsarmes Elektrodenmaterial gewählt ist, wird das Abtrag¬ verhalten verbessert und die Neigung zum Sputtern verminder .The fact that a low-erosion electrode material is selected as the material for the tip-shaped discharge electrodes with niobium improves the removal behavior and reduces the tendency to sputter.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl in hochwertigen Reinräumen als auch außerhalb von Reinräumen zu benutzen. In der nicht hochwertig gefilterten Luft außerhalb von Reinräumen können Verschmutzungen der spitzenförmigen Entladungs¬ elektroden durch Anlagerung von teilchenfδrmigen Luftverunreinigungen auftreten, die zur Beein¬ trächtigung der Ionenerzeugung führen. Daher können zu Reinigungszwecken die Elektrodenträger aus ihren federverriegeltem Stecksitz mit Drehsicherung mit einem Griff entfernt und wieder eingesetzt werden.The device according to the invention can be used both in high-quality cleanrooms and outside of cleanrooms. In the non-high-quality filtered air outside of clean rooms, contamination of the tip-shaped discharge electrodes can occur due to the accumulation of particulate air contaminants, which lead to impairment of ion generation. For cleaning purposes, the electrode carriers can therefore be removed from their spring-locked plug seat with a rotation lock and reinserted.
Durch Vorsehen von Hochspannungsrelais können die positiven und negativen Hochspannungserzeuger gal¬ vanisch getrennt werden und die Versorgung der spitzenförmigen Entladungselektroden mit positiver und negativer Hochspannung kann über ein einziges, einadriges abgeschirmtes Hochspannungskabel erfolgen. Durch das lastfreie Schalten der Hochspannungs¬ relais werden ihre Lebenszeiten erheblich erhöht.By providing high-voltage relays, the positive and negative high-voltage generators can be galvanically separated and the tip-shaped discharge electrodes can be supplied with positive and negative high-voltage via a single, single-core, shielded high-voltage cable. The lifetime of the high-voltage relays is increased considerably by the load-free switching.
Durch Vorsehen einer Hochspannungsversorgung, die eine getrennte Niederspannungsstelleinheit und ein Hochspannungsmodul aufweist, kann das Hochspannungsmodul in der Nähe der Elektroden¬ anordnung außerhalb der Gasströmung angeordnet werden, wodurch keine unerwünschten Turbulenzen in der Gasstrδ ung entstehen. Die Niederspannungs¬ stelleinheit, die zur Regelung der positiven und negativen Ionenmengen das Hochspannungsmodul ansteuert, kann sich in unmittelbarer N he des Arbeitsplatzes befinden. Während die Verbindung zwischen Elektrodenanordnung und Hochspannungs¬ modul über ein abgeschirmtes Kochspannu gskabel erfolgt, wird das Hochspannungsmodul von der Niederspannungsstelleinheit mit Gleichstrom angesteuert, so daß auch große Kabellängen ohne die Gefahr der Störung empfindlicher elektronischer Steuer- und Meßgeräte im Fertigungsbereich durch abgestrahlte elektromagnetische Strahlung verwendet werden können.By providing a high voltage supply which is a separate low voltage control unit and has a high-voltage module, the high-voltage module can be arranged in the vicinity of the electrode arrangement outside the gas flow, as a result of which no undesirable turbulence occurs in the gas flow. The low-voltage control unit, which controls the high-voltage module to regulate the positive and negative ion quantities, can be located in the immediate vicinity of the workplace. While the connection between the electrode arrangement and the high-voltage module is made via a shielded cooking voltage cable, the high-voltage module is controlled by the low-voltage control unit with direct current, so that even long cable lengths can be used in the production area without the risk of disturbing sensitive electronic control and measuring devices by radiated electromagnetic radiation can.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine zusätzliche Teilchenerzeugung wesentlich verringert wird. Durch Messungen wurde festge¬ stellt, daß bei einer Auflösung von ca. 100 Teilchen pro m keine zusätzliche Teilchenerzeugung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung verzeichnet werden konnte.Another advantage of the invention is that additional particle generation is significantly reduced. Measurements have shown that, with a resolution of approximately 100 particles per m, no additional particle generation could be recorded by the device according to the invention.
Es ist bekannt, daß Ionisatoren nach dem Stand der Technik durch die Gasentladung Ozon in einer " Konzentration erzeugen, die für das beschäftigte Personal gesundheitsschädlich sein kann. Die während des Betriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführten Messungen führten zu keiner Erhöhung der in der natürlichen Umgebungs¬ luft existierenden Ozonkonzentration, da die Strom¬ stärke in den Entladungen an den Spitzenelektroden mit Hilfe der Spannungsversorgung extrem niedrig ist. Ein wesentliches Kriterium für die Betriebs¬ sicherheit, aber auch für die Belastung der Spitzen der Enladungselektroden, ist die Größe der Hochspannung. Sie kann bei bekannten Ionisa¬ toren Werte von 30 kV annehmen. Wegen des hohen Wirkungsgrades der Ioneadcsierung und wegen der homogenen Verteilung der diskreten Ionen¬ quellen im Strömungsquerschnitt kann bei der vorliegenden Erfindung die maximale Betriebs¬ spannung auf Werte unter 15 kV begrenzt werden. Trotz der geringen Betriebsspannung werden Entladezeiten erzielt, die den hohen Anforderungen zum Beispiel in der Chipfertigung genügen.It is known that ionizers generate through the gas discharge ozone in a "concentration prior technique employed for the staff can be harmful. The tests carried out during the operation of the inventive device measurements resulted in no increase in the air in the natural Umgebungs¬ existing ozone concentration, since the current in the discharges at the tip electrodes using the power supply is extremely low. The size of the high voltage is an essential criterion for operational safety, but also for the loading of the tips of the discharge electrodes. With known ionizers it can assume values of 30 kV. Because of the high efficiency of the ion addition and because of the homogeneous distribution of the discrete ion sources in the flow cross section, the maximum operating voltage can be limited to values below 15 kV in the present invention. Despite the low operating voltage, discharge times are achieved that meet the high requirements, for example in chip production.
Bei-bekannten Ionisatoren werden zum Erreichen kurzer Entladezeiten die Spitzenelektroden in den Bereich der Verarbeitung sensibler Produkte gerichtet. In diesem Fall können Spannungen oberhalb der Empfindlichkeitsschwelle der Pro¬ dukte influenziert werden. Diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch horizontale Ausrichtung der wechselnden Felder in der Querschnittsebene der Luftströmung parallel zur Arbeitsebene sowie durch die dichte, definierte Anordnung der Gegenelektrode weit¬ gehend vermieden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt das Arbeiten in unmittelbarer Nähe des Ionisators, wenn zwischen Arbeitsebene und Ionisator ein metallenes Lochblech auf Erd¬ potential angebracht ist, ohne die Wirksamkeit des Ionisators zu vermindertn.In the case of known ionizers, the tip electrodes are directed towards the processing of sensitive products in order to achieve short discharge times. In this case, voltages above the sensitivity threshold of the products can be influenced. These disadvantages are largely avoided in the device according to the invention by horizontally aligning the changing fields in the cross-sectional plane of the air flow parallel to the working plane and by the dense, defined arrangement of the counterelectrode. The device according to the invention allows working in the immediate vicinity of the ionizer if a metal perforated plate is attached to earth potential between the working level and the ionizer without reducing the effectiveness of the ionizer.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: 11The invention is illustrated in the drawing and is explained in more detail in the following description. Show it: 11
Fig. 1 unterschiedliche zeitliche Verläufe von Hochspannungen zur Versorgung der Entladungs- elektroden,1 different time profiles of high voltages for supplying the discharge electrodes,
Fig. 2 der zeitliche Verlauf der Hoch¬ spannung zur Versorgung der Entladungselektroden gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung,2 shows the time course of the high voltage for supplying the discharge electrodes according to the device according to the invention,
Fig. 3 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der er¬ findungsgemäßen Vorrichtung,3 shows a section through a first exemplary embodiment of the device according to the invention,
Fig. 4 die schematische Darstellung der verschiedenen Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung,4 shows the schematic representation of the various components of the device according to the invention,
Fig. 5a eine perspektivische schematischeFig. 5a is a perspective schematic
Darstellung der Elektrodenanordnung eines weiteren Ausführungsbei- • spiels,Representation of the electrode arrangement of a further exemplary embodiment,
Fig. 5b und 5c schematische Schnittdarstellungen von weiteren Elektrodenanordnungen,5b and 5c are schematic sectional representations of further electrode arrangements,
Fig. 6 einen Teilschnitt durch einenFig. 6 shows a partial section through a
Elektrodenträger gemäß Fig. 5a,5a,
Fig. 7a die schaltungsgemäße Ausgestaltung des Hochspannungsmoduls, und7a shows the circuit configuration of the high-voltage module, and
Fig. 7b ein Impulsdiagramm für das Hoch¬ spannungsmodul nach Fig. 7a. In Fig. 4 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt, die eine Niederspannungsstell¬ einheit 30, ein Hochspannungsmodul 31 und die Elektrodenanordnung 32 aufweist. Die Elektrodenanordnung wird im Bereich der Luft¬ strömung beispielsweise bei Reinräumen im Deckenbereich unterhalb der Luftaustritte bzw. der Luftfilter angeordnet. Die Fig. 5a zeigt schematisch eine gitterförmige Elektrodei- anordnung, die für die Montage unter einer Reinraumfilterdecke geeignet ist. Die Elektroden¬ anordnung 31 weist Quertraversen 1, 8 aus metallenen Halbrundprofilen auf, die mit rohr- förmigen metallenen auf Masse liegenden Gegen¬ elektroden 4 einen festen Rahmen bilden. An den Quertraversen 1, 8 sind über Steckverbindungen 3, Elektrodenträger 5 befestigt, die nadel- oder spitzenförmige Entladungselektroden 6 tragen. Die Gegenelektroden 4 und die Elektrodenträger 5 sind parallel zueinander in einer Ebene ange¬ ordnet, wobei die spitzenförmigen Entladungs¬ elektroden ebenfalls in einer Ebene vorzugsweise senkrecht zu den Gegenelektroden 4 weisend liegen. In der Fig. 5a sind pro Elektrodenträger 5 nur drei spitzenförmige Entladungselektroden 6 vorge¬ sehen. Selbstverständlich können auch mehr Entladungselektroden vorgesehen sein. Die Gegen¬ elektroden 4 bzw. Elektrodenträger 5 haben einen Durchmesser von etwa 3 bis 15 mm und der Abstand liegt zwischen 5 und 50 cm. Die spitzenförmigen Entladungselektroden 6 sind in gleichmäßigen Abständen untereinander von etwa 5 bis 30 cm angeordnet. Die Hochspannung wird über Schutzwiderstände in der Quertraverse 1 und die Steckverbinder 3 den Entladungselektroden 6 zugeführt, wobei die Elektrodenträger 5 elektrisch parallel geschaltet sind. In oder an der Quertraverse 1 ist ebenfalls ein nicht dargestellter Klemm¬ anschluß für die elektrische Verbindung der geerdeten Abschirmung des einadrigen Hoch¬ spannungskabels 9 vorgesehen.7b shows a pulse diagram for the high-voltage module according to FIG. 7a. 4 shows the device according to the invention, which has a low-voltage control unit 30, a high-voltage module 31 and the electrode arrangement 32. The electrode arrangement is arranged in the area of the air flow, for example in clean rooms in the ceiling area below the air outlets or the air filters. 5a schematically shows a grid-shaped electrode arrangement which is suitable for mounting under a clean room filter ceiling. The electrode arrangement 31 has crossbeams 1, 8 made of metal semicircular profiles which form a fixed frame with tubular metal counter electrodes 4 lying on the ground. Electrode carriers 5, which carry needle-shaped or tip-shaped discharge electrodes 6, are fastened to the crossbeams 1, 8 via plug connections 3. The counter electrodes 4 and the electrode carriers 5 are arranged parallel to one another in one plane, the tip-shaped discharge electrodes likewise preferably lying in a plane perpendicular to the counter electrodes 4. 5a, only three tip-shaped discharge electrodes 6 are provided per electrode carrier 5. Of course, more discharge electrodes can also be provided. The counter electrodes 4 and electrode carriers 5 have a diameter of approximately 3 to 15 mm and the distance is between 5 and 50 cm. The tip-shaped discharge electrodes 6 are arranged at regular intervals of approximately 5 to 30 cm. The high voltage is supplied to the discharge electrodes 6 via protective resistors in the crossbar 1 and the plug connectors 3, the electrode carriers 5 being electrically connected in parallel. In or on the crossbeam 1 there is also a clamping connection (not shown) for the electrical connection of the grounded shielding of the single-core high-voltage cable 9.
In Fig. 6 ist der Schnitt durch einen Elektroden¬ träger und insbesondere der Steckverbinder 3, 7 dargestellt. Der Steckverbinder 3 weist ein Acrylrohr 33 mit einem Ansatz auf, in dessen Innerem die Hochspannungsleitung 10 geführt ist. Der Ansatz ist in den Elektrodenträger 5 eingesteckt, wobei eine mit der Hochspannungs¬ leitung verbundene Buchse 11 und ein im Elektrodenträger 5 vorgesehener Stift 12 die elektrische Verbindung bildet. Das Acrylrohr 33 sorgt für eine Kriechstrecke zwischen dem auf Hochspannung liegenden Elektrodenträger und der auf Massepotential liegenden Quertraverse 1. Der Steckverbinder 7 weist ebenfalls einen isolierenden Acrylstab 34 auf, dessen Ende in den Elektrodenträger gesteckt ist und mittels eines Paßstiftes 14 festgelegt ist. Eine Druckfeder 13 stützt sich am Ende des Acrylstabes 34 ab. Der Paßstift 14 bildet eine Verdrehsicherung, so daß die spitzenförmigen Entladungselektroden ihre Lage in bezug auf die Gegenelektroden 4 nicht verändern können. Die Steckverbinder 3 und 7 bilden zusammen einen federverriegelten Stecksitz, so daß die Elektrodenträger ohne größere Schwierig¬ keiten entfernt und gereinigt werden können. Die spitzenförmigen Entladungselektroden werden mit einer Hochspannung gemäß Fig. 2 abwechselnd mit positiven und negativen Impulsen mit steilen Flanken angesteuert. Beispielsweise wird zunächst die Hochspannung über einen Zeitraum t, angelegt, der so gewählt ist, daß der Raum zwischen den Elektroden 4, 6 mit positiven Ionen angefüllt ist. In dieser Zeit werden wegen der hohen Ionengeschwindigkeit aufgrund der hohen Feldstärken kaum Ionen in den senkrecht zu der gitterfδrmigen Elektrodenanordnung nach. Fig. 5a strömenden Luftstrom eindosiert. Wird jetzt nach einer Zeit, die der Ionenflugzeit entspricht, die Hochspannung steilflankig abge¬ schaltet, setzt die Kraftwirkung des elektrischen Feldes aus und die Ionen können so durch die Reibungskraft des Luftstromes aus dem Raum der größten Feldstärke zwischen den Elektroden 4, 5, 6 herausgetragen werden. Dies geschieht in dem Zeitraum t2. Danach wird diegegenpolige, negative Hochspannung an die gleichen spitzen¬ förmigen Elektroden 6 angelegt. Auch die negative Hochspannung bleibt nur so lange angeschaltet, bis eine negative lonenwolke den Raum zwischen den Elektroden 4, 5, 6 erfüllt ( , um dann steilflankig abgeschaltet zu werden. Der Abstand a gemäß Fig. 5a zwischen den Elektroden rägem 5 mit den Entladungselektroden 6 und den Gegenelektroden 4 bestimmt über die Ionen¬ beweglichkeit die Anschaltzeit t, und t- der Hochspannung. Die Anschaltzeiten liegen beispiels¬ weise zwischen einigen und einigen 10 ms ins¬ besondere zwischen 5 bis 60 ms. Bei Luftströmungen zwischen 0,1 und 1 m pro Sekunde liegen die Ausschaltzeiten, d.h. der Abstand der Impulse, zwischen 100 und 1000 ms. Daraus ergeben sich Tastverhältnisse von 1:5 bis 1:20. Durch dieses Zusammenspiel der festen Elektrodenanordnung und Ein- und Ausschalten der Hochspannung wird der überwiegende Teil der an den Spitzen der Entladungselektroden erzeugten Ionen in die Luftströmung eingetragen. Dadurch sinkt die Strombelastung an den Spitzen um Größen¬ ordnungen, für die nachteilige Partikeler¬ zeugung im Luftstrom verantwortlich ist.6 shows the section through an electrode carrier and in particular the plug connector 3, 7. The connector 3 has an acrylic tube 33 with a shoulder, inside of which the high-voltage line 10 is guided. The approach is inserted into the electrode carrier 5, a socket 11 connected to the high-voltage line and a pin 12 provided in the electrode carrier 5 forming the electrical connection. The acrylic tube 33 provides a creepage distance between the high-voltage electrode carrier and the cross-beam 1 at ground potential. The connector 7 also has an insulating acrylic rod 34, the end of which is inserted into the electrode carrier and is fixed by means of a dowel pin 14. A compression spring 13 is supported on the end of the acrylic rod 34. The dowel pin 14 forms an anti-rotation device, so that the tip-shaped discharge electrodes cannot change their position with respect to the counter electrodes 4. The plug connectors 3 and 7 together form a spring-locked plug seat, so that the electrode carriers can be removed and cleaned without major difficulties. The tip-shaped discharge electrodes are driven with a high voltage according to FIG. 2 alternately with positive and negative pulses with steep edges. For example, the high voltage is first applied over a period of time t 1, which is selected such that the space between the electrodes 4, 6 is filled with positive ions. During this time, due to the high ion velocity due to the high field strengths, hardly any ions are re-introduced into the electrode arrangement perpendicular to the grid-shaped. Fig. 5a metered flowing air flow. If the high voltage is switched off steeply after a time which corresponds to the ion flight time, the force effect of the electric field ceases and the ions can be carried out from the area of greatest field strength between the electrodes 4, 5, 6 by the frictional force of the air flow become. This takes place in the period t 2 . Then the opposite pole, negative high voltage is applied to the same pointed electrodes 6. The negative high voltage also remains switched on only until a negative ion cloud fills the space between the electrodes 4, 5, 6 (in order to then be switched off with a steep flank. The distance a according to FIG. 5a between the electrodes is 5 with the discharge electrodes 6 and the counterelectrodes 4 determine the switch-on time t, and t- of the high voltage via the ion mobility The switch-on times are, for example, between a few and a few 10 ms, in particular between 5 and 60 ms. With air currents between 0.1 and 1 m The switch-off times per second, ie the interval between the pulses, are between 100 and 1000 ms Duty cycles from 1: 5 to 1:20. Through this interaction of the fixed electrode arrangement and switching the high voltage on and off, the majority of the ions generated at the tips of the discharge electrodes are introduced into the air flow. As a result, the current load at the tips drops by orders of magnitude for which disadvantageous particle generation in the air flow is responsible.
Für die Entladungselektroden wird ein erosions¬ armes E.iektrodenmaterial verwendet, wobei bisher im Stand der Technik Edelstahl und Wolfram zum Einsatz kamen. Dabei zeigte Wolfram ein geringes Abtragverhalten. Untersuchungen weiterer Materialien zeigten, daß mit Niob und seinen Legierungen als Elektrodenmaterial wesentlich bessere Ergebnisse zu erzielen sind, so daß dieses Material bei den Entladungselektroden 6 verwendet wird. Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse eines über 1000 Stunden durchgeführten Versuches mit 20facher, nichtgetasteter Strom¬ belastung der spitzenförmigen Entladungselektroden. Aus Spalte 2 ergibt sich ein um Faktor 6 gegen¬ über Wolfram geringes abgetragenes Volumen. Auch Tantal zeigte bessere Ergebnisse als Wolfram.A low-erosion electrode material is used for the discharge electrodes, stainless steel and tungsten being used in the prior art. Tungsten showed a low abrasion behavior. Investigations of further materials showed that with niobium and its alloys as the electrode material, significantly better results can be achieved, so that this material is used in the discharge electrodes 6. Table 1 shows the results of a test carried out over 1000 hours with 20 times, non-tactile current loading of the tip-shaped discharge electrodes. Column 2 shows a volume removed which is 6 times lower than that of tungsten. Tantalum also showed better results than tungsten.
Das Hochspannungsmodul 31, das vorzugsweise in der Nähe der Elektrodenanordnung zur Ver¬ ringerung der Länge des Hochspannungskabels 9 aber außerhalb des Luftstromes angeordnet ist, ist näher in der Fig. 7a dargestellt. Zwei Hoch¬ frequenzoszillatoren 18 steuern über nichtdar- gestellte Treiber mit Niederspannung die Primär¬ wicklung zweier Hochspannungstransformatoren 19 an. wobei je nach Durchlassin der jeweils mitver¬ gossenen Hochspannungsdioden der eine Transfor¬ mator positive Hochspannung und der andere negative Hochspannung erzeugt. Zwei Hochspannungs- relais 20 schalten die jeweilige Hochspannung auf das abgeschirmte Hochspannungskabel 9, das die Entladungselektroden 6 versorgt. Damit die Hochspannungsrelais 20 lastfrei schalten, werden die Oszillatoren 18 und die Relais 20 entsprechend dem Impulsdiagramm nach Fig. 7b angesteuert. Daraus ist zu erkennen, daß die Hochspannungsrelais 20 ein- bzw. ausgeschaltet werden, wenn die aufeinander impulsförmig angesteuerten Oszillatoren 18 nicht eingeschaltet sind.The high-voltage module 31, which is preferably arranged in the vicinity of the electrode arrangement in order to reduce the length of the high-voltage cable 9 but outside the air flow, is shown in more detail in FIG. 7a. Two high-frequency oscillators 18 control the primary winding of two high-voltage transformers 19 via drivers (not shown) with low voltage. depending on the passage in the co-encapsulated high-voltage diodes, one transformer generates positive high voltage and the other negative high voltage. Two high-voltage relays 20 switch the respective high voltage to the shielded high-voltage cable 9, which supplies the discharge electrodes 6. So that the high-voltage relays 20 switch load-free, the oscillators 18 and the relays 20 are driven in accordance with the pulse diagram according to FIG. 7b. It can be seen from this that the high-voltage relays 20 are switched on or off when the oscillators 18, which are driven in pulsed fashion, are not switched on.
Die Niederspannungsstelleinheit 30 kann sich in unmittelbarer Nähe des Arbeitsplatzes be¬ finden oder in einem zentralen Schaltschrank untergebracht sein. Sie gibt zwei Gleichströme mit voneinander unabhängig einstellbaren Gleich¬ spannungswerten an das Hochspannungsmodul ab, wodurch die positiven und negativen Hochspannungs¬ werte unabhängig voneinander bestimmt werden können. Zur Regelung der von der Niederspannungs¬ stelleinheit 30 erzeugten Gleichspannungswerte und somit zur Regelung der Balance der Ionen¬ polarität werden in einem nichtdargestellten Regelkreis die zur Erzeugung der positiven und negativen Ionen aufgewendeten Ströme in dem Hochspannungsmodul 31 getrennt gemessen und als Regelgröße der Niederspannungsstelleinheit 30 zugeführt. In der Elektrodenanordnung nach Fig. 5a sind spezielle Gegenelektroden 4 vorgesehen. In den Fig. 5b und 5c werden die Gegenelektroden von die Entladungselektroden 6 umgebenden Anlaσen-bauteilen gebildet. Beispielsweise ist nach Fig. 5b ein Rahmensystem 16, das elektrisch mit Masse verbunden ist, als Gegen¬ elektrode ausgebildet. In Fig. 5c ist als Gegenelektrode ein Lochblech 17 vorgesehen, das auf Masse liegt und das als Sichtblende oder dergleichen dienen kann.The low-voltage control unit 30 can be located in the immediate vicinity of the workplace or can be accommodated in a central control cabinet. It outputs two direct currents with independently adjustable DC voltage values to the high-voltage module, whereby the positive and negative high-voltage values can be determined independently of one another. To regulate the DC voltage values generated by the low-voltage control unit 30 and thus to regulate the balance of the ion polarity, the currents used to generate the positive and negative ions are measured separately in the high-voltage module 31 in a control circuit (not shown) and supplied to the low-voltage control unit 30 as a control variable. Special counter electrodes 4 are provided in the electrode arrangement according to FIG. 5a. 5b and 5c, the counter electrodes are formed by plant components surrounding the discharge electrodes 6. For example, according to FIG. 5b, a frame system 16, which is electrically connected to ground, is designed as a counter electrode. In FIG. 5c, a perforated plate 17 is provided as the counter electrode, which lies on ground and which can serve as a screen or the like.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden nicht in eine im Raum vorhandene Gas¬ bzw. Luftströmung Ionen eindosiert, sondern es ist eine geschlossene Vorrichtung vorgesehen, die eine Einrichtung zur Erzeugung einer gleichgerichteten Strömung über einen großen Querschnitt aufweist. Diese Einrichtung weist ein Gebläse 22 auf, das einen Druckraum 21 versorgt, der auf der Abströmseite durch eine als Leitblech ausgebildete gleichförmig luftdurchlässige Schicht 23 begrenzt ist. Das Leitblech bildet die Gegenelektrode zu den spitzenförmigen Entladungselektroden 6, die unterhalb des Leitblechs 23 angeordnet sind und gemäß Fig. 5a auf Elektrodenträgern 5 befestigt sind. Die gleichgerichtete Strömung wird durch eine umlaufende Strömungsschürze 24 im umgebenden Raum stabilisiert. Another embodiment is shown in FIG. 3. In this exemplary embodiment, ions are not metered into a gas or air flow present in the room, but rather a closed device is provided which has a device for generating a rectified flow over a large cross section. This device has a blower 22 which supplies a pressure chamber 21 which is delimited on the outflow side by a uniformly air-permeable layer 23 designed as a guide plate. The baffle forms the counter electrode to the tip-shaped discharge electrodes 6, which are arranged below the baffle 23 and are attached to electrode carriers 5 according to FIG. 5a. The rectified flow is stabilized in the surrounding space by a circumferential flow apron 24.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Vorrichtung zur Erzeugung von Ionen in Gas- strδmen mit einer den Gasstrδmen ausgesetzten Elektrodenanordnung und einer pulsförmigen Hochspannungsversorgung, die eine wechselnde Folge negativer und positiver Impulse mit steilen Flanken liefert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elektrodenanordnung (31) mindestens eine spitzenförmige Entladungselektrode (6) und mindestens eine Gegenelektrode (4,16,17,23) in fester und definierter Zuordnung zueinander aufweist und daß die Dauer des jeweiligen Impulses der Flugzeit der Ionen zwischen den Elektroden entspricht und der Abstand der Impulse an die Geschwindigkeit des Gas¬ stroms angepaßt ist.1. Device for generating ions in gas streams with an electrode arrangement exposed to the gas streams and a pulse-shaped high-voltage supply which supplies an alternating sequence of negative and positive pulses with steep flanks, characterized in that the electrode arrangement (31) has at least one tip-shaped discharge electrode (6) and has at least one counter electrode (4, 16, 17, 23) in a fixed and defined correlation to one another and that the duration of the respective pulse corresponds to the flight time of the ions between the electrodes and the distance between the pulses is adapted to the speed of the gas flow.
2.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Impulsdauer etwa 5 bis 60 ms und der Abstand der Impulse bei einer Ge¬ schwindigkeit des Gasstroms von etwa 0,1 bis 1 m/s etwa 100 ms bis 1000 ms beträgt.2.Device according to claim 1, characterized in that the pulse duration is approximately 5 to 60 ms and the spacing of the pulses at a speed of the gas flow of approximately 0.1 to 1 m / s is approximately 100 ms to 1000 ms.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (31) stabförmige parallel und abwechselnd zueinander angeordnete Gegenelektroden (4) und spitzenförmige Entladungselektroden (6) tragende Elektrodenträger (5) aufweist, wobei die Entladungselektroden (6) ineiner Ebene vorzugsweise senkrecht zu den Gegenelektroden (4) angeordnet sind. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the electrode arrangement (31) has rod-shaped parallel and alternating counter electrodes (4) and tip-shaped discharge electrodes (6) carrying electrode carriers (5), the discharge electrodes (6) preferably in one plane are arranged perpendicular to the counter electrodes (4).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Gegenelektroden (4) und die Elektrodenträger (5) vorzugsweise rund sind und einen Durchmesser von ungefähr4. The device according to claim 3, characterized gekenn¬ characterized in that the counter electrodes (4) and the electrode carrier (5) are preferably round and a diameter of approximately
3 bis 15 mm und einen Abstand voneinander zwischen 5 und 50 cm aufweisen und daß die spitzenförmigen Entladungselektroden in gleichem Abstand zueinander von etwa 5 bis 30 cm angeordnet sind.3 to 15 mm and a distance from each other between 5 and 50 cm and that the tip-shaped discharge electrodes are arranged at the same distance from each other of about 5 to 30 cm.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die spitzenförmigen Entladungsβlektroden (6) tragenden Elektroden¬ träger (5) lösbar in einem Stecksitz (3,7) befestigt sind.5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the tip-shaped discharge electrodes (6) carrying the electrode carrier (5) are detachably fastened in a plug seat (3, 7).
6. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Elektrodenträger (5) im Stecksitz (3,7) verriegelbar sind.6. The device according to claim 6, characterized gekenn¬ characterized in that the electrode carrier (5) in the plug seat (3.7) can be locked.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Gegen¬ elektrode (16,17,23) Bestandteil anderer Anlagenteile, wie Rahmenkonstruktionen oder Sichtblenden aus Lochblechen ist, die in de¬ finiertem Abstand von der spitzenförmigen Entladungselektrode (6) und auf definiertem Potential liegen.7. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one counter electrode (16,17,23) is part of other system parts, such as frame structures or screens made of perforated plates, which are at a defined distance from the tip-shaped discharge electrode (6 ) and are at defined potential.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochs annungs- versorgung aus einer Niederspannungsstellein¬ heit (30),die zwei Gleichströme mit einstell¬ baren Gleichspannungswerten liefert, und einem räumlich von der Niederspannungsstell¬ einheit (30) getrennten und mit dieser verbundenen Hochspannungsmodul (31) besteht, wobei das Hochspannungsmodul (31) in der Nähe der Elektrodenanordnung (32) anordenbar ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the high-voltage supply from a low-voltage control unit (30), which supplies two direct currents with adjustable DC voltage values, and one spatially from the low-voltage control unit (30) separate and associated with it High-voltage module (31) exists, the high-voltage module (31) being able to be arranged in the vicinity of the electrode arrangement (32).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Hochspannungsmodul (31) über eine einadrige Hochspannungsleitung (9) mit der Elektrodenanordnung (32) verbunden ist.9. The device according to claim 8, characterized gekenn¬ characterized in that the high-voltage module (31) via a single-core high-voltage line (9) with the electrode arrangement (32) is connected.
10.Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 , dadurch gekennzeichnet, daß das Hochspannungsmodul10.The device according to claim 8 or 9, characterized in that the high voltage module
(31) zur Erzeugung der positiven und negativen Hochspannung jeweils einen Spannungsumformer mit einem Oszillator (18) , einem Transformator(31) each for generating the positive and negative high voltage, a voltage converter with an oscillator (18), a transformer
(19) und einem Gleichrichter (25) und jeweils ein Hochspannungsrelais (20) aufweist.(19) and a rectifier (25) and each have a high-voltage relay (20).
11.Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die jeweiligen Hochspannungs- relais im gleichen Takt zu der Ansteuerung der zugehörigen Oszillatoren (18) lastfrei in den Impulspausen der Ansteuerung geschaltet werden.11.Device according to claim 10, characterized gekenn¬ characterized in that the respective high-voltage relays are switched in the same cycle to drive the associated oscillators (18) load-free in the pulse pauses of the control.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zur Regelung der Balance der lonenpolarität die zur Erzeugung der positiven12. The apparatus according to claim 8, characterized gekenn¬ characterized in that to regulate the balance of the ion polarity to generate the positive
* und negativen Ionen benötigten Ströme ge¬ messen werden und als Regelgröße zur Einstellung der Gleichspannungswerte dienen. * and negative ions required currents are measured and serve as a control variable for setting the DC voltage values.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die spitzen¬ förmigen Entladungselektroden (6) aus Niob oder dessen Legierungen bestehen.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the tip-shaped discharge electrodes (6) consist of niobium or its alloys.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Gasstrδmung über einen Druckraum (21) geführt ist, der von einem Leit- oder Lochblech (23) oder dergleichen abgeschlossen ist und daß die Entladungs¬ elektroden (6) auf der Abströmseite des Lochblechs (23) angeordnet sind, wobei das Lochblech 23) die definierte Gegenelektrode bildet. 14. The apparatus according to claim 1, characterized gekenn¬ characterized in that the gas flow is guided through a pressure chamber (21) which is closed by a baffle or perforated plate (23) or the like and that the discharge electrodes (6) on the outflow side of the perforated plate (23) are arranged, the perforated plate 23) forming the defined counter electrode.
EP87901026A 1986-02-06 1987-02-05 Device for generating ions in gas streams Expired - Lifetime EP0258296B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863603947 DE3603947A1 (en) 1986-02-06 1986-02-06 SYSTEM FOR DOSING AIR-CARRIED IONS WITH HIGH ACCURACY AND IMPROVED EFFICIENCY FOR ELIMINATING ELECTROSTATIC AREA CHARGES
DE3603947 1986-02-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0258296A1 true EP0258296A1 (en) 1988-03-09
EP0258296B1 EP0258296B1 (en) 1990-05-02

Family

ID=6293678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP87901026A Expired - Lifetime EP0258296B1 (en) 1986-02-06 1987-02-05 Device for generating ions in gas streams

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4878149A (en)
EP (1) EP0258296B1 (en)
JP (1) JP2702951B2 (en)
DE (2) DE3603947A1 (en)
RU (1) RU1830198C (en)
WO (1) WO1987004873A1 (en)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5095400A (en) * 1988-12-06 1992-03-10 Saito Kohki Co., Ltd. Method and apparatus for eliminating static electricity
GB2229004B (en) * 1989-03-07 1993-09-29 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to gas turbine engine tip clearance sensors
US5447763A (en) * 1990-08-17 1995-09-05 Ion Systems, Inc. Silicon ion emitter electrodes
JP2568006B2 (en) * 1990-08-23 1996-12-25 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション Method for discharging electric charge from an object by ionized air and apparatus therefor
DE4400517C2 (en) * 1994-01-07 1996-11-07 Sorbios Verfahrenstech Device for generating ozone
AUPM893094A0 (en) * 1994-10-20 1994-11-10 Shaw, Joshua Improvements in or in relating to negative air ion generators
US6069314A (en) * 1997-05-16 2000-05-30 Varela; Manuel Domingo Emitter of ions for a lightning rod with a parabolic reflector
US6815633B1 (en) 1997-06-26 2004-11-09 Applied Science & Technology, Inc. Inductively-coupled toroidal plasma source
US8779322B2 (en) 1997-06-26 2014-07-15 Mks Instruments Inc. Method and apparatus for processing metal bearing gases
US7166816B1 (en) 1997-06-26 2007-01-23 Mks Instruments, Inc. Inductively-coupled torodial plasma source
US7569790B2 (en) 1997-06-26 2009-08-04 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for processing metal bearing gases
US6924455B1 (en) 1997-06-26 2005-08-02 Applied Science & Technology, Inc. Integrated plasma chamber and inductively-coupled toroidal plasma source
US6388226B1 (en) 1997-06-26 2002-05-14 Applied Science And Technology, Inc. Toroidal low-field reactive gas source
US6150628A (en) 1997-06-26 2000-11-21 Applied Science And Technology, Inc. Toroidal low-field reactive gas source
DE19745316C2 (en) * 1997-10-14 2000-11-16 Thomas Sebald Device for generating high voltage for the ionization of gases
JP4219451B2 (en) * 1998-06-04 2009-02-04 株式会社キーエンス Static eliminator
US6252756B1 (en) 1998-09-18 2001-06-26 Illinois Tool Works Inc. Low voltage modular room ionization system
US6252233B1 (en) 1998-09-18 2001-06-26 Illinois Tool Works Inc. Instantaneous balance control scheme for ionizer
US6504308B1 (en) 1998-10-16 2003-01-07 Kronos Air Technologies, Inc. Electrostatic fluid accelerator
KR100653256B1 (en) 1998-12-22 2006-12-01 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드 Self-balancing ionizer monitor, and method of detecting faults
JP4519333B2 (en) * 2001-01-19 2010-08-04 株式会社キーエンス Pulse AC type static eliminator
US6727657B2 (en) * 2002-07-03 2004-04-27 Kronos Advanced Technologies, Inc. Electrostatic fluid accelerator for and a method of controlling fluid flow
US7122070B1 (en) 2002-06-21 2006-10-17 Kronos Advanced Technologies, Inc. Method of and apparatus for electrostatic fluid acceleration control of a fluid flow
US6963479B2 (en) 2002-06-21 2005-11-08 Kronos Advanced Technologies, Inc. Method of and apparatus for electrostatic fluid acceleration control of a fluid flow
US6919698B2 (en) * 2003-01-28 2005-07-19 Kronos Advanced Technologies, Inc. Electrostatic fluid accelerator for and method of controlling a fluid flow
US6937455B2 (en) 2002-07-03 2005-08-30 Kronos Advanced Technologies, Inc. Spark management method and device
US7150780B2 (en) 2004-01-08 2006-12-19 Kronos Advanced Technology, Inc. Electrostatic air cleaning device
US7157704B2 (en) 2003-12-02 2007-01-02 Kronos Advanced Technologies, Inc. Corona discharge electrode and method of operating the same
US6826030B2 (en) * 2002-09-20 2004-11-30 Illinois Tool Works Inc. Method of offset voltage control for bipolar ionization systems
US7378651B2 (en) * 2002-09-25 2008-05-27 Thermo Finnigan Llc High field asymmetric waveform ion mobility spectrometer FAIMS
GB2406222B (en) * 2003-09-22 2007-03-21 Meech Static Eliminators Ltd Electrical ioniser
DE10348217A1 (en) * 2003-10-16 2005-05-25 Brandenburgische Technische Universität Cottbus Device and method for Aerosolauf- or aerosol transfer into a defined state of charge of a bipolar diffusion charging by means of an electrical discharge in the aerosol space
US7180722B2 (en) * 2004-06-24 2007-02-20 Illinois Tool Works, Inc. Alternating current monitor for an ionizer power supply
US7410532B2 (en) 2005-04-04 2008-08-12 Krichtafovitch Igor A Method of controlling a fluid flow
WO2007078135A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-12 Halla Climate Control Corp. Vehicle air purifier with a negative and positive ion generator and air conditioning system using the same
US8773837B2 (en) 2007-03-17 2014-07-08 Illinois Tool Works Inc. Multi pulse linear ionizer
US8885317B2 (en) 2011-02-08 2014-11-11 Illinois Tool Works Inc. Micropulse bipolar corona ionizer and method
US9380689B2 (en) 2008-06-18 2016-06-28 Illinois Tool Works Inc. Silicon based charge neutralization systems
US20090316325A1 (en) * 2008-06-18 2009-12-24 Mks Instruments Silicon emitters for ionizers with high frequency waveforms
US9498783B2 (en) * 2011-05-24 2016-11-22 Carrier Corporation Passively energized field wire for electrically enhanced air filtration system
US10005015B2 (en) 2011-05-24 2018-06-26 Carrier Corporation Electrostatic filter and method of installation
US9918374B2 (en) 2012-02-06 2018-03-13 Illinois Tool Works Inc. Control system of a balanced micro-pulsed ionizer blower
US9125284B2 (en) 2012-02-06 2015-09-01 Illinois Tool Works Inc. Automatically balanced micro-pulsed ionizing blower
USD743017S1 (en) 2012-02-06 2015-11-10 Illinois Tool Works Inc. Linear ionizing bar
US11569641B2 (en) 2020-11-16 2023-01-31 Nrd Llc Ionizer bar

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3711743A (en) * 1971-04-14 1973-01-16 Research Corp Method and apparatus for generating ions and controlling electrostatic potentials
US3942072A (en) * 1974-10-18 1976-03-02 Burlington Industries, Inc. Method and system for maintaining an electrically neutral atmosphere
US4092543A (en) * 1976-09-13 1978-05-30 The Simco Company, Inc. Electrostatic neutralizer with balanced ion emission
GB2012493B (en) * 1977-09-05 1982-02-24 Masuda S Device for electrically charging particles
EP0115514B1 (en) * 1982-08-10 1986-11-12 BROWN, David, Frank Chip carrier
US4542434A (en) * 1984-02-17 1985-09-17 Ion Systems, Inc. Method and apparatus for sequenced bipolar air ionization
DE3412563A1 (en) * 1984-04-04 1985-10-17 I R S Industrie Rationalisierungs Systeme GmbH, 6100 Darmstadt DEVICE FOR NEUTRALIZING CHARGED WORKPIECES
DE3501155A1 (en) * 1985-01-16 1986-07-17 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt SPRAY AND DEPOSITION ELECTRODES FOR ELECTROFILTER

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO8704873A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE3603947A1 (en) 1987-08-13
US4878149A (en) 1989-10-31
JPS63502466A (en) 1988-09-14
JP2702951B2 (en) 1998-01-26
DE3762563D1 (en) 1990-06-07
RU1830198C (en) 1993-07-23
EP0258296B1 (en) 1990-05-02
WO1987004873A1 (en) 1987-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0258296B1 (en) Device for generating ions in gas streams
DE68916936T2 (en) Arrangement for removing static electricity from charged objects in clean rooms.
DE68916938T2 (en) Arrangement for removing static electricity from charged objects in clean rooms.
DE69830609T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR NEUTRALIZING AN ELECTROSTATICALLY LOADED SURFACE
DE2810735C2 (en) Electric gas cleaning device
DE4031382C2 (en) Emission control device
EP0044488A1 (en) Operating method and apparatus for an electrofilter fed by an adjustable DC voltage with superposed pulses
DE899017C (en) Device for electrostatic spray painting
DE2462539A1 (en) ELECTRIC DUST COLLECTING DEVICE
EP0238970B1 (en) Process and device for agglomerating electrically opposed solid or fluid particles suspended in a gas stream
DE2341541C2 (en) Electrostatic precipitator
DE102009033827B3 (en) Unloading device for contactless dismantling of electrostatic loads on isolating materials, comprises electrode, which is attached on positive and negative high voltage source
DE3235874A1 (en) CARGO DISCHARGE
WO2012062419A1 (en) Method for electrostatically coating objects and application device
DE2600592C2 (en)
DE102006033945B4 (en) Controlling the high voltage of an electric air filter device
DE2809054C2 (en)
EP2298450B1 (en) Electrostatic precipitator and method for electrostatic precipitation from gases
DE2151220B2 (en) Device for electrostatic charging and separation of mass particles
DE19751984A1 (en) Part-cleaning process for incinerator gas electrode
DE4132874C1 (en) Dry electrostatic cleaning of exhaust gas containing dust and toxic material - using electrostatic precipitator with plate-shaped electrodes, and cyclically pulsing with defined current density
DE2438881C2 (en) Electrostatic precipitator
DE2144202A1 (en) PROCEDURE AND EQUIPMENT TO PREVENT THE FORMATION OF OVERLAP IN SYSTEMS WITH HIGH VOLTAGE FIELDS, IN PARTICULAR PAINT SPRAYING SYSTEMS AND POWDER SPRAYING SYSTEMS
EP0210949B1 (en) Apparatus for coating the weld seam of a can body with a powder
DE2636153A1 (en) ION GENERATOR

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CH DE FR LI

17P Request for examination filed

Effective date: 19880209

17Q First examination report despatched

Effective date: 19890126

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE FR LI

REF Corresponds to:

Ref document number: 3762563

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19900607

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20020129

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20020424

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20020425

Year of fee payment: 16

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030228

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030228

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030902

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20031031

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST