FI84676B

FI84676B - Air transporting device

Info

Publication number: FI84676B
Application number: FI875364A
Authority: FI
Inventors: Vilmos Toeroek; Andrzej Loreth
Original assignee: Astra Vent Ab
Priority date: 1985-06-06
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1991-09-13
Also published as: FI875364A; HUT45340A; IN164590B; MX168400B; CN1005886B; NO168977C; PL152378B1; NO168977B; DK62387D0; FI84676C; DK62387A; FI875364A0; CA1267677A; ATE59118T1; NO870456L; DE3580921D1; CN86103511A

Description

1 846761 84676

ILMANSIIRTOLAITE - LUFTTRANSPORTERANDE ANORDNINGAIR TRANSFER DEVICE - LUFTTRANSPORTERANDE ANORDNING

Keksinnön kohteena on laite ilman siirtämiseksi niin kutsutun ionituulen tai koronatuulen avulla, 5 kuten kuvattuna patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa.The invention relates to a device for conveying air by means of a so-called ion wind or corona wind, as described in the preamble of claim 1.

Laite on kehitetty lähinnä käytettäväksi il-manpuhdistuslaitteiden yhteydessä, kuten esim. elektro-staattisten erottimien yhteydessä ja ilmankäsittely-järjestelmissä kuten esim. tuuletus ja ilmastointijär-10 jestelmissä, vaikkakin keksintöä voidaan myös käyttää hyödyksi monissa muissakin yhteyksissä, missä ilman siirtoa tarvitaan, kuten sähköisten laitteiden ja välineiden jäähdytyksessä ja lämmityslaitteissa kuten sähköisissä kuumailmapuhaltimissa.The device has been developed mainly for use in connection with air purification devices, such as electrostatic precipitators, and air handling systems, such as ventilation and air conditioning systems, although the invention can also be used in many other contexts where air transmission is required, such as electronic devices. and in instrument cooling and heating devices such as electric hot air blowers.

15 Nykyään ilmaa siirretään edellämainituissa laitteissa ja järjestelmissä melkein yksinomaan vaih-televan muotoisten mekaanisten tuulettimien avulla. Tällaiset mekaaniset tuulettimet ja vastaavat voima-laitteet ovat suhteellisen kalliita, sen lisäksi ne 20 ovat raskaita ja vaativat suhteellisen paljon tilaa. Niillä on myös suhteellisen suuri energian tarve ja täten suuret käyttökustannukset. Käytettäessä tuulettimet pitävät myös suhteellisen paljon ääntä, mikä on ongelmallista monissa tuulettimien ja puhaltimien käyt-25 tökohteissa, kuten esimerkiksi asunnoissa ja tietyissä työskentelyolosuhteissa.Today, air is conveyed in the above-mentioned devices and systems almost exclusively by means of mechanical fans of variable shape. Such mechanical fans and similar power devices are relatively expensive, in addition, they are heavy and require a relatively large amount of space. They also have a relatively high energy requirement and thus high operating costs. In use, the fans also make a relatively large amount of noise, which is problematic in many applications of fans and blowers, such as in homes and under certain working conditions.

On tunnettua, että ilman siirto voidaan suorittaa periaatteessa niinkutsutun ionituulen tai koronatuulen avulla. Ionituuli syntyy, kun koronaelektrodi 30 ja kohde-elektrodi järjestetään etäisyyden päähän toisistaan ja ne liitetään vastaaviin tasajännitelähteen napoihin, koronaelektrodin muodon ja tasajännitelähteen jännitteen ollessa sellaiset, että syntyy koronapurkaus koronaelektrodissa. Tämä koronapurkaus johtaa ilman 35 ionisaatioon ioneiden omatessa saman polariteetin kuin koronaelementin polariteetti on ja mahdollisesti myös sähköisesti varautuneisiin niinkutsuttuihin aerosolei- 2 84676 hin, ts. ilmassa oleviin kiinteisiin tai nestemäisiin partikkeleihin, jotka varautuvat sähköisesti törmätessään sähköisesti varautuneisiin ilman ioneihin. Ilman ionit liikkuvat nopeasti sähköisen kentän vaikutuksen 5 alaisena koronaelektrodilta kohde-elektrodille, missä ne luovuttavat sähköisen varauksensa ja palautuvat sähköisesti neutraaleiksi ilman molekyyleiksi. Matkansa aikana elektrodien välillä ilman ionit jatkuvasti törmäilevät sähköisesti neutraaleihin ilman molekyyleihin, 10 jolloin elektrostaattiset voimat siirtyvät myös näihin ilman molekyyleihin, jotka täten vedetään mukaan ilman ionien kanssa koronaelektrodista kohti kohde-elektrodia täten aiheuttaen ilman siirtymisen niinkutsuttuna ioni-tuulena tai koronatuulena.It is known that the transfer of air can in principle be carried out by means of a so-called ion wind or corona wind. Ion wind is generated when the corona electrode 30 and the target electrode are arranged at a distance from each other and connected to the respective poles of the DC voltage source, the shape of the corona electrode and the voltage of the DC voltage source being such that a corona discharge occurs at the corona electrode. This corona discharge results in ionization of the air with ions having the same polarity as the corona element and possibly also with electrically charged so-called aerosols, i.e. solid or liquid particles in the air which charge electrically when they collide with electrically charged air ions. The ions in the air move rapidly under the influence of the electric field 5 from the corona electrode to the target electrode, where they give up their electrical charge and return electrically to neutral air molecules. During their journey between the electrodes, air ions continuously collide electrically with neutral air molecules, whereby electrostatic forces are also transmitted to these air molecules, which are thus drawn with air ions from the corona electrode to the target electrode, thus causing air to move as a so-called ion wind or corona wind.

15 Laitteet ilman siirtämiseksi ionituulen avulla ovat tunnettuja esimerkiksi seuraavista julkaisuista, DE-OS 2854716, DE-OS 2538959, GB-A 2112582, EP-A1-29421 ja US 4380720. Nämä tekniikan tasoa edustavat ionituul-ta tai koronatuulta hyväksikäyttävät laitteet on ha-20 vaittu äärimmäisen tehottomiksi ja tämän vuoksi eivät ole saavuttaneet käytännön merkitystä. Näyttää siltä, että syy tähän on ratkaisevan fyysisen mekanismin ymmärtämyksen puute ilman siirtämiseksi tällaisessa laitteessa. Täten ei ole mahdollista ennestään tunnetuilla 25 ionituulen avulla toimivilla ilmansiirtolaitteilla saavuttaa käytännössä merkityksellisiä ilmansiirtomää-riä ilman, että koronavirta joudutaan nostamaan tasoille, jotka ovat suhteellisen paljon yläpuolella niiden tasojen, joita voidaan pitää hyväksyttävinä käytettäes-30 sä tällaista laitetta ihmisten läheisyydessä. On tunnettua esim. sähköstaattisten erottimien yhteydestä, että sähköinen koronapurkaus kehittää kemiallisia yhdisteitä, pääasiassa otsonia ja typen oksideja, joilla on ärsyttävä vaikutus ihmisiin ja jotka voivat olla 35 vahingollisia terveydelle ilman sisältäessä niitä suhteellisen suuria määriä. Koronapurkauksen yhteydessä näitä kemiallisia yhdisteitä syntyy nopeudella, joka 3 84676 riippuu sähköisen koronavirran suuruudesta ja polariteetista. Vastaavasti nykyisin käytettävissä olevat elektrostaattiset ilmansuodattimet käytettäväksi ihmisiä käsittävissä ympäristöissä toimivat positiivisella 5 koronapurkauksella ja koronapurkausvirralla, joka on olennaisesti riippuvainen aikayksikössä suodattimen läpi virtaavaan ilmamäärään normaali toimintaolosuhteissa. Tässä suhteessa koronavirta on suuruusluokkaa 40-80 μΑ ilmavirtauksella 100 m3/h, virran voimakkuuden 10 ollessa sovitettuna vaatimuksiin hyväksyttävästä otsonin ja typpioksidien syntymistasosta. On ymmärrettävää/ että koronapurkaukset käytettynä ilmansiirtolaitteissa, jotka toimivat ionituulella ja joita käytetään ihmisten läsnäollessa, täytyy myös olla sovitettuna edellämai-15 nittuihin rajoihin. Tämä ei ole mahdollista saavuttaa tunnetun tekniikan tason mukaisilla ilmansiirtolait-teilla jotka käyttävät ionituulta johtuen niiden huonosta tehokkuudesta. Esim. raporttien mukaan on mahdollista saavuttaa laitteella esitettynä julkaisuissa 20 EP-A1-29421 ja US 4380720 ilmavirtaus 1 1/s koronateholla 1W koronajännitteen ollessa 15 kV. Täten muutettuna ilmavirtaukseen 100 m3/h tämä laite kuluttaisi noin 1900 μΑ, joka on karkeasti 30 kertaa suurempi kuin ihmisympä-ristöissä sallittu koronavirran arvo on.Devices for conveying air by ion wind are known, for example, from the following publications, DE-OS 2854716, DE-OS 2538959, GB-A 2112582, EP-A1-29421 and US 4380720. These prior art devices exploiting ion wind or corona wind are 20 found to be extremely ineffective and therefore have not reached practical significance. It seems that the reason for this is a lack of understanding of the crucial physical mechanism for moving air in such a device. Thus, it is not possible with the prior art ion-wind air transfer devices to achieve practically relevant air transfer rates without having to raise the coronary current to levels relatively well above those that can be considered acceptable when using such a device in the vicinity of humans. It is known, for example, in connection with electrostatic precipitators, that an electric corona discharge generates chemical compounds, mainly ozone and nitrogen oxides, which have an irritating effect on humans and can be harmful to health without containing them in relatively large quantities. In a corona discharge, these chemical compounds are formed at a rate that 3,84676 depends on the magnitude and polarity of the electric corona current. Similarly, currently available electrostatic air filters for use in human environments operate with a positive corona discharge and a corona discharge current that is substantially dependent per unit time on the amount of air flowing through the filter under normal operating conditions. In this respect, the corona flow is in the order of 40-80 μΑ with an air flow of 100 m3 / h, with a current intensity of 10 adapted to the requirements of acceptable levels of ozone and nitrogen oxides. It will be appreciated / that the corona discharges used in ion transfer winds operated in the presence of humans must also be within the above limits. This is not possible with prior art air transfer devices that use ionic wind due to their poor efficiency. For example, according to reports, it is possible to achieve, with the device disclosed in EP-A1-29421 and US 4380720, an air flow of 1 1 / s at a corona power of 1W with a corona voltage of 15 kV. Thus, when converted to an air flow of 100 m3 / h, this device would consume about 1900 μΑ, which is roughly 30 times the value of the coronary flow allowed in human environments.

25 Täten keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin parannettu ja tehokkaampi ilmansiirtolaite kuin edellä esitetty ja laite, joka on niin tehokas, että sitä voidaan käytännössä käyttää ihmisympäristöissä.Thus, it is an object of the invention to provide an improved and more efficient air transfer device than the one described above and a device which is so efficient that it can be used in practice in human environments.

Keksinnön mukainen laite perustuu aikaisemmin 30 saavuttamattomaan perusteellisempaan ja parantuneeseen ymmärtämykseen mekanismista koskien ilman kokonaisvaltaista siirtoa tällaisen laitteen läpi ja sille on tunnusomaista piirteet, jotka on esitettynä oheisissa vaatimuksissa.The device according to the invention is based on a more in-depth and improved understanding of the mechanism of previously unattainable mechanism without comprehensive transfer through such a device and is characterized by the features set out in the appended claims.

35 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskoh taisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 on kaaviollinen kuva ionin vaelluksesta korona- 4 84676 elektrodin ja kohde-elektrodin välillä, kuvat 2-7 ja 9-13 kuvaavat kaaviollisesti erilaisia rakenteita keksinnön mukaisista laitteista ja kuva 8 on diagrammi koronavir-rasta jännitteen funktiona.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 is a schematic diagram of ion migration between a corona 4,84676 electrode and a target electrode, Figures 2-7 and 9-13 schematically illustrate different structures of devices according to the invention and Figure 8 is a diagram of coronary flow. -rasta as a function of voltage.

5 Ensiksi yleiskatsaus määräävistä perusolosuh teista, jotka mahdollistavat ilmansiirron ionituulen tai koronatuulen avulla koronaelektrodin ja kohde-elektrodin välillä kohde-elektrodin ollessa järjestettynä aksiaali-sesti alavirtaan koronaelektrodista halutussa virtaus-10 suunnassa. Kuva 1 esittää kaaviollisesti koronaelektrodia K ohuena johtimena ulottuen ilmavirran poikki, ts. ilma-kanavan poikki ja kohde-elektrodia M, joka myös ulottuu ilmavirran poikki ja mikä esitetään kaaviollisesti ja esimerkin omaisesti verkon tai hilarakenteen muodossa, 15 joka on ilmaa läpäisevä. Kohde-elektrodi M on sijoitettu alavirtaan koronaelektrodin K suhteen halutussa ilmavirran suunnassa esitettynä nuolella w aksiaalisella etäisyydellä H koronaelektrodista K.5 First, an overview of the basic determining conditions that allow air transfer by ionic wind or corona wind between the corona electrode and the target electrode with the target electrode arranged axially downstream of the corona electrode in the desired flow-10 direction. Figure 1 schematically shows a corona electrode K as a thin conductor extending across an air flow, i.e. across an air duct, and a target electrode M, which also extends across the air flow and which is shown schematically and by way of example in the form of a network or lattice structure permeable to air. The target electrode M is located downstream of the corona electrode K in the desired air flow direction, indicated by the arrow w at the axial distance H from the corona electrode K.

Kuten aikaisemmin on mainittu koronaelektrodissa 20 synnytetty koronapurkaus synnyttää sähköisesti varautuneita ilmaioneita, jotka kulkeutuvat kohti kohde-elektrodia koronaelektrodin ja kohde-elektrodin välillä vaikuttavan sähköisen kentän vaikutuksesta.As previously mentioned, the corona discharge generated at the corona electrode 20 generates electrically charged air ions which travel toward the target electrode under the action of an electric field between the corona electrode and the target electrode.

Ionien liikkuvuus vaihtelee suuresti, vaikka 25 esilläolevassa sovellutuksessa voidaan olettaa, että kevyiden ionien liikkuvuus c = 2.5 · 10'4 mVVs 30 on vallitseva ja että mitkä tahansa sähköisesti varautuneet läsnäolevat aeorosolit, jotka ovat vähemmän liikkuvia kuin ilmaionit, muodostavat vain merkityksettömän osan systeemin kokonaisvarauksesta. Voidaan myös olettaa, että ilman ionit muodostavat hyvin pienen osan systeemin 35 sisällä olevan ilman kokonaismassasta ja että ilman virtausnopeus on ainakin yhden kertaluvun pienempi kuin ilman ionien liikenopeus. Täten ilman ionien siirty- 5 84676 mänopeuteen verrattuna ympäröivän ilman voidaan olettaa olevan stationäärinen.The mobility of ions varies widely, although in the present application it can be assumed that the mobility of light ions c = 2.5 · 10'4 mVVs 30 is predominant and that any electrically charged aerosols present, which are less mobile than free ions, represent only an insignificant part of the total system charge. It can also be assumed that the air ions form a very small part of the total mass of air inside the system 35 and that the air flow rate is at least one order of magnitude lower than the velocity of the air ions. Thus, compared to the ion transfer rate of air ions, the surrounding air can be assumed to be stationary.

Sähköisesti varattujen ilman ionien siirty-mänopeus v verrattuna ympäröivään ilmaan on riippuvainen 5 niiden liikkuvuuden c ja sähkökentän voimakkuuden E tuloon eli v = c E (1) 10 Myös oletetaan, että vakaat olosuhteet säilyvät niin, että varaustiheys systeemin annetussa osatilavuu-dessa on vakio, ts. että systeemiin toimitettu sähköinen varaus aikayksikössä on yhtä suuri kuin systeemistä poistettu sähköinen varaus. Täten virran tiheys ilmassa 15 voidaan ilmoittaa varausten siirtymänopeuden v ja varaus-tiheyden p tulona I = p · v (2) 20 jossa i on virran tiheys.The transition velocity v of electrically charged air ions relative to ambient air is dependent on the product of their mobility c and electric field strength E, i.e. v = c E (1) 10 It is also assumed that stable conditions are maintained so that the charge density in a given partial volume of the system is constant. i.e., that the electronic charge delivered to the system per unit time is equal to the electronic charge removed from the system. Thus, the current density in the air 15 can be expressed as the product of the charge transition rate v and the charge density p I = p · v (2) 20 where i is the current density.

Erityinen volymetrinen voima ilmassa on varaus-tiheyden p ja sähkökentän voimakkuuden E tulo eli 25 f = p · E (3) missä f on ilman yksikkötilavuutta kuljettava voima.The specific volumetric force in air is the product of the charge density p and the electric field strength E, i.e. 25 f = p · E (3) where f is the force transporting without unit volume.

Edellämainituista yhtälöistä (1), (2) ja (3) saadaan 30 f = I / c (4) ts. erityinen volymetrinen voima voidaan ilmoittaa virran tiheyden ja ionien liikkuvuuden suhteena.From the above equations (1), (2) and (3) 30 f = I / c (4) is obtained, i.e. the specific volumetric force can be expressed as the ratio of current density to ion mobility.

35 Kuten esitettynä kuvassa 1, nyt käsitellään35 As shown in Figure 1, will now be discussed

"virtaputkea", joka johtaa infinitesimaalisen pienen osan dl kokonaisionivirrasta I kahden elektrodin K ja Ma "current tube" conducting an infinitesimal small portion dl of the total ion current I between the two electrodes K and M

6 84676 välillä. Ja tämän virtaputken keskilinja on aina yhdensuuntainen virrantiheysvektorin i kanssa ja sen poikkileikkauspinta-alalla dS on pintanormaali, joka on yhdensuuntainen virrantiheysvektorin kanssa.6 84676. And the center line of this current tube is always parallel to the current density vector i, and its cross-sectional area dS is a surface normal parallel to the current density vector.

5 Virtaputken tilavuuselementti on tällöin dv = dS · dl (5) missä dV on infinitesimaalinen tilavuus ja dl on in-10 finitesimaalinen pituus virtaputken suunnassa. Pinnan normaalin suunnassa vaikuttava voima jokaisessa tällaisessa tilavuuselementissä virtaputkessa on täten dF = f · dV = f · dS · dl (6) 15 Tällä volymetrisellä voimalla dF on komponentti ilman-siirtymissuunnassa w ja komponentti tähän nähden suorassa kulmassa. Oletetaan, että kun koko ilmavirtaus tien tai putken poikkileikkausala katsotaan kokonaisuutena 20 nämä poikittaiset voimat kumoavat toisensa ja ne voidaan täten jättää huomiotta. Täten liikuttava kokonaisvoima virtaputkessa on5 The volume element of a current tube is then dv = dS · dl (5) where dV is the infinitesimal volume and dl is the in-10 finitesimal length in the direction of the current tube. The force acting in the normal direction of the surface in each such volume element in the flow tube is thus dF = f · dV = f · dS · dl (6) 15 This volumetric force dF has a component in the air-displacement direction w and a component at right angles to it. Assume that when the entire air flow cross-sectional area of a road or pipe is considered as a whole 20, these transverse forces cancel each other out and can thus be disregarded. Thus, the total moving force in the current tube is

M _ M _ HM _ M _ H

dF = / w · dF = / w f · dS · dl = / w · i/c · dS · dl-dF = / w · dF = / w f · dS · dl = / w · i / c · dS · dl-

25 KK K25 KK K

MM

; - = dl/c / w · dl = H/c · dl (7) k missä H on koronaelektrodin K ja kohde-elektrodin M välinen etäisyys ilmanvirtaussuunnassa.; - = dl / c / w · dl = H / c · dl (7) k where H is the distance between the corona electrode K and the target electrode M in the air flow direction.

30 Siirtävä kokonaisvoima FT ilmaputkessa on täten F = ff dF = H/c · I (8)30 The total transfer force FT in the air tube is thus F = ff dF = H / c · I (8)

SS

missä S on ilmavirtausputken kokonaispoikkipinta-ala ja 35 I on kokonaisioni- tai koronavirta.where S is the total cross-sectional area of the air flow tube and 35 I is the total ion or coron current.

Täten keskimääräinen paineasetus voidaan kirjoittaa 7 84676 ΔΡ = FT / S = H/c I/S (9)Thus the average pressure setting can be written as 7 84676 ΔΡ = FT / S = H / c I / S (9)

Kuljettava voima on täten verrannollinen kokonais ioni- tai koronavirran I ja vaellustien H tuloon, 5 ts. verrannollinen niinkutsuttuun "virtaetäisyyteeen" H I.The driving force is thus proportional to the product of the total ion or corona current I and the path of the hiking path H, 5 i.e. proportional to the so-called "current distance" H I.

Voidaan osoittaa, että läpivirtaava kokonaisil-mamäärä johtuen tästä paineasetuksesta voidaan kirjoittaa 10 0 Vc k "7 ' ν'1 · " · s (,t” v c k · ΥΛ missä Q on läpikulkeva ilmamäärä, k on dimensioton aerodynaaminen vastuskerroin ja γΑ on ilmantiheys.It can be shown that the total air flow rate due to this pressure setting can be written as 10 0 Vc k "7 'ν'1 ·" · s (, t ”v c k · ΥΛ where Q is the air flow rate, k is the dimensionless aerodynamic drag coefficient and γΑ is the air density.

Kaavasta (10) nähdään, että siirtyvän ilmamäärän 15 suuruus on suoraan verrannollinen kokonaisioni- tai koronavirran I ja sen vaellusetäisyyden H tulon neliöjuureen.It can be seen from formula (10) that the magnitude of the amount of air transferred 15 is directly proportional to the square root of the product of the total ion or corona current I and its migration distance H.

Täten, jotta saavutetaan suuri ilmavirtaus halutussa suunnassa, ts. koronaelektrodista kohti kohde-20 elektrodia, on pyrittävä saavuttamaan korkea ionivirran ja sen vaellusmatkan tulo alavirtaan koronaelektrodista, ts. koronaelektrodista kohti kohde-elektrodia. Lisäys siirtävässä voimassa ja täten kokonaisilmavirrassa voidaan saavuttaa joko lisäämällä kokonaisionivirran suu-25 ruutta tai lisäämällä etäisyyttä koronaelektrodin ja kohde-elektrodin välillä. Kuten edellä on mainittu, kun toimitaan tiloissa, joissa on ihmisiä, ei ole sallittua nostaa ioni- tai koronavirran voimakkuutta tasolle, joka ylittää annetun maksimin johtuen vahingollisen otsonin 30 ja typen oksidien (Nox) kehittymisestä, tämän kehittymisen pääosin riippuessa koronavirran voimakkuudesta. Täten ainoa jäljellejäävä parametri, johon voidaan vaikuttaa tässä suhteessa, on koronavirran vaellusmatka, ts. aksiaalinen etäisyys koronaelektrodin ja kohde-elektrodin 35 välillä. Täten keksinnön mukaisesti ehdotetaan, että koronaelektrodin ja pääasiallisen osan ionivirrasta vastaanottavan kohde-elektrodin osan välinen etäisyys on β 84676 lyhimmillään 50 mm ja edullisesti ainakin 80 mm.Thus, in order to achieve a high air flow in the desired direction, i.e. from the corona electrode towards the target electrode, it is necessary to aim for a high input of the ion current and its travel downstream of the corona electrode, i.e. from the corona electrode towards the target electrode. The increase in the transfer force and thus in the total air flow can be achieved either by increasing the magnitude of the total ion current or by increasing the distance between the corona electrode and the target electrode. As mentioned above, when operating in areas with people, it is not permitted to increase the intensity of the ion or coronary current to a level exceeding a given maximum due to the evolution of harmful ozone and nitrogen oxides (NOx), this evolution mainly depending on the intensity of the coronary current. Thus, the only remaining parameter that can be influenced in this regard is the corona current migration distance, i.e., the axial distance between the corona electrode and the target electrode 35. Thus, according to the invention, it is proposed that the distance between the corona electrode and the part of the target electrode receiving the main part of the ion current is β 84676 at a minimum of 50 mm and preferably at least 80 mm.

On myös huomattava, että käytettäessä edellä-mainitunlaista ilmansiirtojärjestelyä, ilmaionien virtaus voi myös vaeltaa koronaelektrodista ylävirtaan, ts. vas-5 takkaiseen suuntaan kuin on haluttu ilmansiirtosuunta, jos ylävirtaan koronaelektrodista sijaitsee sähköisesti johtava kohde tai kohde, jolla on koronaelektrodiin nähden sähköinen potentiaali, joka tekee tällaisen ilmaionien vaelluksen mahdolliseksi. Ymmärrettävästi 10 tällainen suuresti vähentää haluttua ilman kokonaisvir-tausta laitteen läpi. Siinä laajuudessa kuin tämä mahdollisuus ioni virtauksen kulkeutumisesta koronaelektrodista ylävirtaan on otettu huomioon tunnettuja laitteita suunniteltaessa, näyttää oletetun olleen riittävää, että 15 sähköisesti johtavat kohteet koronaelektrodista ylävirtaan sijaitsevat kohtuullisella etäisyydellä siitä ja että ionivirran virtaus ylävirtaan on pientä. Kuitenkin, koska ionivirtauksen synnyttävä kuljettava voima on verrannollinen virtauksen voiman ja kuljettavan matkan 20 tuloon, kuten käy selväksi edellämainitusta kaavasta (9), nähdään päinvastoin, että jopa hyvin pieni ionivirta koronaelektrodista ylävirtaan voi kehittää merkittävän kuljettavan voiman haluttua ilmankuljetussuuntaa vastaan ja silloin, kun näillä vastavirtaan kulkevilla ioneilla 25 on pitkä matka kuljettavanaan.It should also be noted that when using the above-mentioned air transfer arrangement, the flow of air ions may also migrate upstream of the corona electrode, i.e., in the opposite direction to the desired air transfer direction, if an electrically conductive object or object having an electrical potential relative to the corona electrode is located upstream of the corona electrode. such a migration of free ions is possible. Understandably, such such greatly reduces the desired total air background through the device. To the extent that this possibility of ion flow upstream from the corona electrode has been considered in the design of known devices, it seems assumed that it is sufficient that the electrically conductive objects upstream of the corona electrode are at a reasonable distance from it and that the ion current upstream is small. However, since the ion-generating conveying force is proportional to the product of the flow force and the conveying distance 20, as shown in the above formula (9), it is seen that even a very small ionic current upstream of the corona electrode can generate a significant conveying force against the desired countercurrent direction and the traveling ions 25 have a long distance to carry.

On huomattava, että tässä yhteydessä käytettävä termi "sähköisesti johtava" on tulkittava suhteessa esitetynlaisissa laitteissa ilmeneviin äärettömän pieniin virran voimakkuuksiin, näiden virran voimakkuuksien 30 normaalisti ollessa suuruusluokkaa ImA/m2. Vastaavasti keksinnön mukaisessa ilmansiirtolaitteessa, kohteet, joita voidaan pitää sähköisesti johtavina tai joilla on pinta, joita voidaan pitää sähköisesti johtavina, käytännössä, aina sijaitsevat ylävirtaan koronaelektrodista. 35 Nämä kohteet voivat esim. käsittää hila- tai verkko-rakenteita tai muita laitteen osia sijaiten laitteen ilmavirtausputken sisääntuloaukossa. Vaikkei tällaisia 9 84676 laitteen osia olisikaan, tällaiset kohteet kuten seinäpinnat, laitteiden tai huonekalujen osat ja jopa ihmiset, jotka ovat alueella, johon laite sijoitetaan ja ovat laitteen ilmanottoaukon läheisyydessä, voivat toimia 5 sähköisesti johtavina pintoina, joihin ioinivirrat voivat vaeltaa ylävirtaan putkessa koronaelektrodista.It should be noted that the term "electrically conductive" as used herein is to be construed in relation to the infinitesimal currents that occur in devices such as those shown, these currents being normally of the order of ImA / m2. Correspondingly, in the air transfer device according to the invention, objects which can be considered electrically conductive or which have a surface which can be considered electrically conductive are in practice always located upstream of the corona electrode. 35 These objects may, for example, comprise lattice or network structures or other parts of the device located at the inlet of the air flow pipe of the device. Even without such 9,84676 parts of the device, objects such as wall surfaces, parts of equipment or furniture, and even people in the area where the device is placed and in the vicinity of the device's air intake can act as electrically conductive surfaces to which ion currents can migrate upstream of the corona electrode.

Tämä tehokkuuden parantaminen, ts. suuri ilman läpäisy hyväksyttävään arvoon rajoitetulla koronavirral-la, saavutetaan keksinnön mukaisella ilmansiirtolaitteel-10 la, osittain sijoittamalla kohde-elektrodi sellaiselle etäisyydelle koronaelektrodista, että etäisyys koronaelektrodista kohde-elektrodin siihen osaan, joka ottaa vastaan suurimman osan ionivirrasta, ts. ionivirran vaellusmatka alavirtaan koronaelektrodista, on lyhimmil-15 lään 50 mm ja edullisesti ainakin 80 mm ja osittain varmistamalla, että ionivirran voimakkuuden ja koronaelektrodista ylävirran suuntaan kulkevan virran vaellus-matkan tulo on käytännöllisesti katsoen nolla tai joka tapauksessa huomattavasti pienempi kuin vastaava ionivir-20 ran voimakkuuden ja alavirran suuntaan kulkevan virran vaellusmatkan tulo. Viimeksimainittu saavutetaan keksinnön mukaisesti suojaamalla koronaelektrodi tehokkaasti ylävirran suuntaan niin, että ionivirta ei pääse kulkemaan koronaelektrodista ylävirran suuntaan tai ainakin 25 niin, että ylävirran suuntaan kulkeva virta on vain hyvin pieni ja kulkee vain hyvin lyhyen matkan.This improvement in efficiency, i.e. high air permeability with a corona current limited to an acceptable value, is achieved with the air transfer device 10a of the invention, in part by placing the target electrode at a distance from the corona electrode such that the distance from the corona electrode to the target electrode receives most of the ion current. the migration distance of the ion current downstream of the corona electrode is at least 50 mm and preferably at least 80 mm and partly by ensuring that the product of the ion current intensity and the current migration distance upstream of the corona electrode is practically zero or in any case considerably less than the corresponding ion flow. the product of the intensity and the downstream trek. The latter is achieved according to the invention by effectively shielding the corona electrode upstream so that the ionic current cannot flow upstream of the corona electrode or at least so that the upstream current is only very small and travels only a very short distance.

Keksinnön erään sovellutuksen mukaan edellämainittu tarpeellinen koronaelektrodin suojaus ylävirran suunnassa voidaan toteuttaa liittämällä koronaelektrodi in 30 yhdistetty tasavirtalähteen napa potentiaaliin, joka olennaisesti vastaa laitteen välittömän ympäristön potentiaalia, ts. käytännössä maadoitetaan samalla tavoin kuin kotelo, joka ympäröi laitetta ja muut inaktiiviset, sähköiset komponentit. Siinä määrin kuin aikaisemmin on 35 esitetty tämäntapaisten ilmansiirtolaitteiden yhteydessä, koronaelektrodi on sijoitettu maapotentiaaliin korkeamman potentiaalin sijaan, näitä kahta vaihtoehtoa on aikaisem- !° 84676 min pidetty ekvivalentteina toistensa suhteen ilmansiir-tomekanismin osalta ja koronaelektrodin yhdistämistä maapotentiaaliin ei ole käytetty suojaamaan koronaelekt-rodia ylävirran suunnassa.According to one embodiment of the invention, the above-mentioned necessary upstream protection of the corona electrode can be realized by connecting the connected DC source pole 30 to a potential substantially corresponding to the immediate environment potential of the device, i.e. practically grounded in the same housing as the housing and other inactive electrical components. To the extent previously described in connection with such air transfer devices, the corona electrode is placed in the ground potential instead of the higher potential, the two alternatives have previously been considered equivalent to each other for the air transfer mechanism and the corona electrode is not connected to the ground potential .

5 Kuitenkin monissa tapauksissa ei ole suotavaa yhdistää koronaelektrodia maapotentiaaliin, koska monista käytännön syistä johtuen voi olla edullista liittää kohde-elektrodi maapotentiaaliin tai yhdistää korona-elektrodi ja kohde-elektrodi maahan nähden vastakkaisiin 10 polariteetteihin täten vähentäen korkeajännite-eristeiden tarvetta. Tällaisissa tapauksissa haluttu koronaelektrodin suojaus ylävirran suunnassa voidaan saavuttaa keksinnön toisella sovellutuksella menetelmän avulla, joka on tunnettu sähkötekniikan muilta alueilta, järjestämällä 15 sähköisesti johtava suojaelementti koronaelektrodista ylävirtaan ja antamalla tälle elementille potentiaali, joka olennaisesti vastaa koronaelektrodin potentiaalia niin, että ne muodostavat koronaelektrodista ylävirtaan ekvipotentiaalisulun, joka on olennaisesti ylävirran 20 suuntaan kulkeville ioneille läpäisemätön. Siinä määrin kuin koronaelektrodin suojaelektrodia ylävirrassa ja sen liittämistä samaan potentiaaliin on aikaisemmin käytetty vastaavanlaisissa ilmansiirtolaitteissa, tällaisia on käytetty kaskadirakenteisissa ilmansiirtolaitteissa, 25 joissa on useita koronaelektrodirivejä ja kohde-elektro-dirivejä järjestettynä aksiaalisesti peräkkäin ilmavir-tausputkeen. Aikaisemmin ei ole ymmärretty tai havaittu, että koronaelektrodin tehokas suojaus ylävirtaan suuntautuvaa ionivirtaa vastaan on kaikissa olosuhteissa 30 olennaista ilmansiirtolaitteen tehokkuudelle.However, in many cases it is not desirable to connect the corona electrode to ground potential, because for many practical reasons it may be advantageous to connect the target electrode to ground potential or to connect the corona electrode and target electrode to opposite polarities of the ground, thus reducing the need for high voltage insulators. In such cases, the desired upstream protection of the corona electrode can be achieved by another embodiment of the invention by a method known from other fields of electrical engineering by providing an electrically conductive shielding element upstream of the corona electrode and giving this element a potential substantially equal to the corona electrode potential. is substantially impermeable to ions flowing upstream 20. To the extent that the upstream corona electrode shield electrode and its connection to the same potential have previously been used in similar air transfer devices, such have been used in cascaded air transfer devices having a plurality of corona electrode rows and target electrodes arranged in axial successive airflow. It has not previously been understood or observed that effective protection of the corona electrode against upstream ion currents is essential for the efficiency of the air transfer device under all conditions.

Kolmas ja hyvin yllättävä mahdollisuus koronaelektrodin suojaamiseksi ylävirtaan suuntautuvilta ionivirroilta on ulottaa laitteen elektrodit sisältävä ilmanvirtauskanava etäisyydelle ylävirtaan koronaelekt-35 rodista, ts. ilmanvirtausputken sisäänmenopäässä, putken seinämien sopivasti koostuessa dielektrisestä materiaalista, esim. sopivasta muovimateriaalista, tunnetulla ja 11 84676 ilmeisellä tavalla. Kokeet ovat osoittaneet, että käytettäessä tämänkaltaista ilmansiirtolaitetta, dielektrisissä seinissä ilmenee ylimääräisiä sähköisiä pintavarauksia, jotka säilyvät niin kauan kuin materiaaliin kohdistuu 5 vallitseva sähköinen kenttä. "Ylimääräisillä varauksilla" tarkoitetaan tässä sähköisiä varauksia dielektrisen materiaalin pinnalla, jotka ovat lisänä niille sähköisille varauksille, jotka ovat tunnettuja dielektrisen materiaalin heikon sähköisen johtavuuden klassisista 10 tiedoista. Ei ole tarkkaan osoitettu, miksi nämä lisävaraukset ovat olemassa ilmavirtausputken dielektrisillä seinillä, vaikka ilmiö itsessään on kokeellisesti osoitettu. Ilmiö näyttää liittyvän ilmiöihin, joita tapahtuu valmistettaessa dielektrisiä elektreettejä. Tässä tapauk-15 sessa erityiseen dielektriseen materiaaliin kohdistetaan sekä korkea sähkökenttä että ionivirta. Sähköiset lisävaraukset sitoutuvat pysyvästi materiaalin rakenteisiin ja ne eivät johdu pois siitä huolimatta, että materiaali on jossain määrin sähköisesti johtavaa. Täten edellämainitun 20 ilmiön tapahtuessa käsiteltävissä ilmansiirtolaitteissa, on ilmeistä alan ammattimiehelle, että sähköiset lisävaraukset ilmavirtausputken dielektrisissä seinissä sitoutuvat myös dielektrisen materiaalin rakenteeseen, mutta vain sillä edellytyksellä, että materiaaliin kohdistuu 25 sähköisen kentän vaikutus. Tätä ilmiötä voidaan käyttää hyödyksi saavuttamaan tarpeellinen koronaelektrodin suoja ylävirran suunnassa jatkamalla ilmavirtausputkea ja sen dielektrisiä seiniä ylävirtaan poispäin koronaelektrodis-ta, ts. putken sisäänottopäähän päin, sellaiselle etäi-30 syydelle, että putken seinämissä koronaelektrodista tulevan ionivirran vaikutuksesta ilmenevät lisävaraukset välittömästi laitteen käynnistämisen jälkeen tehokkaasti suojaavat koronaelektrodin ympärillä olevan ionipilven koronaelektrodin yläpuolella olevalta mahdolliselta 35 sähkökentältä niin, että saadaan tehokas suoja korona-elektrodilta ylävirtaan suuntautuvalle ionivirralle. On nähtävissä, että mitä pidemmäksi ilmavirtausputki ulottuu i2 84676 ylävirtaan koronaelektrodista sitä suurempi suojausteho saavutetaan. Kokeet ovat osoittaneet, että riittävä suojausteho voidaan saada, kun koronaelektrodista ylävirtaan päin ulottuvan ilmanvirtausputken etäisyys on 5 ainakin 1,5 kertaa koronaelektrodin ja kohde-elektrodin välinen etäisyys. Nähdään myös, että suojausefekti tulee tehokkaammaksi pienentämällä ilmanvirtausputken leveyttä, ts. mitä pienempi vastakkaisten dielektristen seinämien etäisyys on, sitä suurempi on saavutettu suojausteho. Ta-10 pauksessa, jossa on suhteellisen suuri ilmanvirtausputken poikkileikkaus, suojaustehoa voidaan lisätä olennaisesti jakamalla putki useisiin yhdensuuntaisiin osaputkiin koronaelektrodin ylävirrassa putken seinämien kanssa yhdensuuntaisten pitkänomaisten väliseinämien avulla, 15 esim. väliseinämien ollessa muodoltaan nauhamaisia tai vastaavia dielektristä materiaalia. Tällaisella laitteella on mahdollista suojata koronaelektrodi tehokkaasti ylävirran suunnan ioni virtaa vastaan, vaikkakin etäisyys, mihin ilmanvirtausputki ulottuu ylävirtaan koronaelekt-20 rodista on vain suunnilleen yhtä suuri kuin etäisyys koronaelektrodista kohde-elektrodiin.A third and very surprising way to protect the corona electrode from upstream ion currents is to extend the airflow channel containing the electrodes of the device upstream of the corona electrode, i.e. at the inlet end of the airflow tube. Experiments have shown that when such an air transfer device is used, additional electrical surface charges appear in the dielectric walls, which are maintained as long as the material is subjected to the prevailing electric field. By "additional charges" is meant herein electrical charges on the surface of the dielectric material in addition to those electrical charges known from the classical data of the poor electrical conductivity of the dielectric material. It has not been precisely demonstrated why these additional charges exist on the dielectric walls of the airflow tube, although the phenomenon itself has been experimentally demonstrated. The phenomenon seems to be related to the phenomena that occur in the manufacture of dielectric electret. In this case, the high dielectric material is subjected to both a high electric field and an ion current. Additional electrical charges are permanently bound to the structures of the material and are not dissipated despite the fact that the material is to some extent electrically conductive. Thus, when the aforementioned 20 phenomenon occurs in the air transfer devices under consideration, it will be apparent to one skilled in the art that additional electrical charges in the dielectric walls of the airflow tube are also bound to the dielectric material structure, but only if the material is subjected to 25 electric fields. This phenomenon can be exploited to achieve the necessary upstream protection of the corona electrode by extending the air flow tube and its dielectric walls upstream of the corona electrode, i.e. to the inlet end of the tube, to such a distance that the an ion cloud around the corona electrode from a possible electric field 35 above the corona electrode so as to provide effective protection against an upstream ion current from the corona electrode. It can be seen that the longer the air flow tube extends i2 84676 upstream of the corona electrode, the greater the shielding power is achieved. Experiments have shown that sufficient shielding power can be obtained when the distance of the air flow tube extending upstream from the corona electrode is at least 1.5 times the distance between the corona electrode and the target electrode. It is also seen that the shielding effect becomes more effective by reducing the width of the air flow tube, i.e. the smaller the distance between the opposite dielectric walls, the greater the shielding effect achieved. In the case of a relatively large cross-section of the airflow tube, the shielding efficiency can be substantially increased by dividing the tube into a plurality of parallel sub-tubes upstream of the corona electrode by elongate partitions parallel to the tube walls, e.g., strip-shaped or similar. With such a device, it is possible to effectively protect the corona electrode against an upstream ion current, although the distance to which the air flow tube extends upstream from the corona electrode is only approximately equal to the distance from the corona electrode to the target electrode.

Toinen merkittävä ongelma tämäntyyppisissä ilmansiirtolaitteissa, jotka on tarkoitettu käytettäväksi ihmisten läheisyydessä on, että niiden täytyy olla 25 turvallisia koskettaa huolimatta niissä käytettävästä korkeasta jännitteestä. Ne voidaan tietenkin varustaa mekaanisella kosketussuojalla järjestämällä elektrodeja ympäröivään ilmanvirtausputkeen tiiviit seinämät ja sovittamalla putkeen suojaava verkko sen molempiin päihin 30 niin, että on mahdotonta koskettaa laitteen jännitteisiä elektrodeja joko tahattomasti tai tarkoituksella. Tällaiset suojat kuitenkin muodostavat merkittävän vastuksen virtaukselle ja täten merkittävästi huonontavat laitteen läpi tapahtuvaa ilmansiirtoa ja täten sen tehokkuutta. On 35 huomattu, että keksinnön mukaisessa laitteessa kuitenkin saavutetaan täysin riittävät turvatoimenpiteet kosketusta vastaan huomattavasti yksinkertaisemmin ja edullisemmalla 13 84676 tavalla. Kuten edellä esitettiin keksinnön mukainen laite toimii äärimmäisen alhaisella koronavirralla, suuruusluokaltaan 20-50 μΑ/100 m3/h kuljetettua ilmaa. Tämä äärimmäisen alhainen koronavirran arvo on mahdollista johtuen 5 suuresta aksiaalisesta etäisyydestä koronaelektrodin ja kohde-elektrodin välillä ja koronaelektrodin tehokkaasta suojauksesta ylävirran suunnassa. Tästä alhaisesta virrankulutuksesta johtuen laitteen jännitteiset elektrodit, riippumatta siitä onko se koronaelektrodi tai 10 kohde-elektrodi, voidaan liittää sen jännitelähteen napaan erittäin suuren vastuksen kautta ilman, että on tarvetta lisätä jännitelähteen jännitettä ei-hyväksyttävällä määrällä. On huomattu, että tälle sarjavastukselle voidaan antaa ilman minkäänlaisia vaikeuksia niin suuri 15 vastusarvo, että tapauksessa, jossa jännite-elektrodi joutuu oikosulkuun, oikosulkuvirta on niin pieni, että se on täysin vaaraton. Normaalisti raja-arvona vaarattomalle oikosulkuvirralle tällaisissa sähköisissä sovellutuksissa ihmiskontaktin kyseessä ollessa pidetään 2 20 mA. Jos oikosulkuvirta tehdään niinkin alhaiseksi kuin 100-300 pA, minkäänlaisia epämiellyttäviä tunteita ei koeta kosketettaessa jännitteistä elektrodia. Tämä saavutetaan helposti keksinnön mukaisella laitteella. Jos oletetaan esim. että laitteen jännitteisellä elektrodilla 25 on toiminta jännite 20 kV ja koronavirta on 50 pA jännitteelleen elektrodi voidaan yhdistää jännitelähteen vastaavaan napaan esim. 150 ΜΩ:η vastuksen läpi, jolloin itse jännitelähteen jännitteen on oltava 27,5 kV. Kun jännite-elektrodi joutuu suoraan oikosulkuun, oikosulku -30 virta on ainoastaan noin 185 pA, joka on niin alhainen, että se ei tunnu epämukavalta vaikka oikosulun aiheuttaisi suora kosketus elektrodiin. Tämä oikosulkuvirran rajoitus arvoon, joka ei aiheuta epämukavuutta ihmisen ollessa suorassa yhteydessä jännite-elektrodiin, on ollut 35 täysin saavuttamaton käytännössä suurilla koronavirroil-la, suuruusluokkaa 2000 pA, jota välttämättä täytyy käyttää tekniikan tasoa edustavissa ilmansiirtolaitteis- i4 84676 sa, jotka toimivat ionituulen avulla. Toinen merkittävä seikka kosketussuojavarotoimenpiteissä alhaisen oikosul-kuvirran lisäksi on kapasitiivinen purkausvirta, jota voi ilmetä, kun tietyn kapasitanssin omaavaa elektrodia 5 kosketetaan. Siinä tapauksessa, että elektrodit ovat sen muotoisia, että niillä on merkittävää kapasitanssia, kuitenkin kapasitiivinen purkausvirta voidaan alentaa täysin hyväksyttävälle tasolle tekemällä nämä elektrodit keksinnön mukaisesti korkean ominaisvastuksen omaavasta 10 materiaalista. Tämä ei johda muihin epäkohtiin, koska elektrodien ei tarvitse olla kovin johtavia johtuen alhaisista virran voimakkuuksista, joita voidaan käyttää keksinnössä ja silti saavuttaa tehokas ilman siirtolaite.Another significant problem with this type of air transfer device, which is intended for use in the vicinity of humans, is that it must be safe to touch despite the high voltage used therein. They can, of course, be provided with mechanical contact protection by arranging tight walls in the airflow tube surrounding the electrodes and fitting a protective net to both ends 30 of the tube so that it is impossible to contact the live electrodes of the device either unintentionally or intentionally. However, such shields provide significant resistance to flow and thus significantly impair air transfer through the device and thus its efficiency. It has been found, however, that in the device according to the invention, completely adequate safety measures against contact are achieved in a much simpler and more inexpensive manner. As stated above, the device according to the invention operates at an extremely low corona flow, in the order of 20-50 μΑ / 100 m3 / h of transported air. This extremely low value of the corona current is possible due to the large axial distance between the corona electrode and the target electrode and the effective protection of the corona electrode in the upstream direction. Due to this low current consumption, the live electrodes of the device, whether corona electrode or target electrode 10, can be connected to its voltage source terminal through a very high resistor without the need to increase the voltage of the voltage source by an unacceptable amount. It has been found that this series resistor can be given such a high resistance value without any difficulty that in the case where the voltage electrode is short-circuited, the short-circuit current is so small that it is completely harmless. Normally, the limit value for a safe short-circuit current in such electrical applications in the case of human contact is considered to be 2 20 mA. If the short-circuit current is made as low as 100-300 pA, no unpleasant sensations are experienced when the live electrode is touched. This is easily achieved with the device according to the invention. Assuming, for example, that the live electrode 25 of the device has an operating voltage of 20 kV and a corona current of 50 pA, the electrode can be connected to the corresponding terminal of the voltage source, e.g. through a 150 ΜΩ: η resistor, in which case the voltage of the voltage source itself must be 27.5 kV. When the voltage electrode is directly short-circuited, the short-circuit -30 current is only about 185 pA, which is so low that it does not feel uncomfortable even if the short-circuit is caused by direct contact with the electrode. This limitation of the short-circuit current to a value that does not cause discomfort when the person is in direct contact with the voltage electrode has been completely unattainable at high coronary currents, on the order of 2000 pA, which must be used with prior art ion transfer air 4,84676 sa. Another important aspect in contact protection precautions, in addition to the low short-circuit current, is the capacitive discharge current that can occur when the electrode 5 having a certain capacitance is touched. However, in the case that the electrodes are shaped to have a significant capacitance, the capacitive discharge current can be reduced to a completely acceptable level by making these electrodes according to the invention from a high resistivity material. This does not lead to other disadvantages, since the electrodes do not have to be very conductive due to the low current intensities that can be used in the invention and still achieve an efficient air transfer device.

Kuva 2 esittää kaaviollisesti ja esimerkinomai-15 sesti keksinnön ensimmäisen sovellutuksen mukaisen ilmansiirtolaitteen periaatteellista rakennetta. Tähän laitteeseen kuuluu ilmavirtausputki 1, joka on tehty sähköisesti eristävästä materiaalista ja jonka läpi ilmavirtaus järjestetään nuolen 2 suunnassa. Ilmavirtaus 20 putkeen on järjestetty koronaelektrodi K, jonka ohi ilmavirtaus pääsee ja aksiaalisesti alavirtaan korona-elektrodista on järjestetty kohde-elektrodi M, jonka läpi ilmavirta myös pääsee virtaamaan. Koronaelektrodi K koostuu sähköisesti johtavasta materiaalista, joka on 25 edullisesti otsonia ja ultraviolettia kestävää ja voi olla rakenteeltaan sinänsä tunnetusti usean eri muotoinen, kehittämään sähköinen koronapurkaus sähkökentän vaikutuksesta. Kuvan 2 koronaelektrodi K koostuu ohuesta johdosta tai hehkulangasta, joka ulottuu ilmanvirtausput-30 ken 1 poikki. Kuitenkin koronaelektrodi voi olla myös monen muunlainen muodoltaan. Esimerkiksi siinä voi olla useita ohuita johtoja ja hehkulankoja järjestettynä joko yhdensuuntaiseksi toistensa kanssa tai avoimen hilan tai verkon muotoon. Sen sijaan, että käytetään suoria ohuita 35 johtoja tai hehkulankoja, langat voi olla kiedottu spiraalille tai ohuet nauhat, joissa on suorat, sahalaitaiset tai aallotetut reunapinnat voivat olla järjestet- is 84676 tynä vastaavalla tavalla. Koronaelektrodiin voi myös kuulua yksi tai useampi neulamainen elektrodi suunnattuna olennaisesti aksiaalisesti ilmanvirtausputkeen 1. Kohde-elektrodi M koostuu sähköisesti johtavasta tai puolijoh-5 tavasta materiaalista tai materiaalista, joka on päällystetty sähköisesti johtavalla tai puolijohtavalla pinnalla ja siinä on pinnat, jotka eivät aiheuta voimakasta sähkökentän tiivistymistä. Myös kohde-elektrodi voi rakentua usealla tunnetulla tavalla osittain riippuen 10 koronaelektrodin rakenteesta. Kuvan 2 sovellutuksessa kohde-elektrodi M koostuu kahdesta keskenään yhdensuuntaisesta levystä sijaiten ilmanvirtausputken suunnassa. Neulan muotoisen koronaelektrodin tapauksessa kohde-elektrodi edullisesti on sylinterin muotoinen järjestet-15 tynä samankeskisesti ilmanvirtausputken kanssa. Kohde-elektrodina voi myös toimia ilmanvirtausputken 1 sisäpinnassa oleva sähköisesti johtava pinnoite. Kohde-elektrodi voi myös koostua useista tasomaisista tai sylinterimäi-sistä elektrodielementeistä järjestettynä vierekkäin 20 niiden sivupintojen ollessa olennaisesti yhdensuuntaisina ilmanvirtausputken 1 pituusakselin suhteen. Kohde-elektrodi voi myös koostua suorista tai spiraalimaisesti kierretyistä johdoista tai suorista tangoista, jotka voi olla järjestettynä keskenään yhdensuuntaisesti tai 25 ristikkäin toistensa suhteen muodostamaan seularakenne tai se voi olla muodoltaan rei'itetty levy. Erityisen edullinen tapaus on kuitenkin silloin, kun kohde-elektrodi on muodoltaan sähköisesti johtava tai puolijohtava pinta, joka ympäröi ilmanvirtausputkea kehyksenomaisesti 30 ja jolla on ilmanvirtauksen suuntainen pidennys vastaten ainakin yhtä viidettäosaa koronaelektrodin ja kohde-elektrodin välisestä etäisyydestä.Figure 2 schematically and by way of example shows the basic structure of an air transfer device according to a first embodiment of the invention. This apparatus comprises an air flow pipe 1, which is made of an electrically insulating material and through which the air flow is arranged in the direction of the arrow 2. An air flow 20 is provided in the tube with a corona electrode K, through which the air flow passes, and axially downstream of the corona electrode, a target electrode M is arranged, through which the air flow can also flow. The corona electrode K consists of an electrically conductive material, which is preferably ozone and ultraviolet resistant and can be of various shapes known per se, to generate an electric corona discharge under the influence of an electric field. The corona electrode K of Figure 2 consists of a thin wire or filament extending across the airflow tube 30. However, the corona electrode can also take many other forms. For example, it may have a plurality of thin wires and filaments arranged either parallel to each other or in the form of an open lattice or mesh. Instead of using straight thin wires or filaments, the wires may be spirally wound or thin strips with straight, serrated or corrugated edge surfaces may be arranged in a similar manner. The corona electrode may also include one or more needle-like electrodes oriented substantially axially in the air flow tube 1. The target electrode M consists of an electrically conductive or semiconductive material or a material coated on an electrically conductive or semiconducting surface and having surfaces that do not cause a strong electric field . The target electrode can also be constructed in several known ways, depending in part on the structure of the 10 corona electrodes. In the embodiment of Figure 2, the target electrode M consists of two mutually parallel plates located in the direction of the air flow tube. In the case of a needle-shaped corona electrode, the target electrode is preferably cylindrical arranged concentrically with the air flow tube. The target electrode can also be an electrically conductive coating on the inner surface of the air flow tube 1. The target electrode may also consist of a plurality of planar or cylindrical electrode elements arranged side by side 20, their side surfaces being substantially parallel to the longitudinal axis of the air flow tube 1. The target electrode may also consist of straight or helically wound wires or straight rods, which may be arranged parallel or crosswise to each other to form a screen structure, or may be in the form of a perforated plate. However, a particularly preferred case is when the target electrode is in the form of an electrically conductive or semiconducting surface surrounding the airflow tube in a frame-like manner 30 and having an airflow extension corresponding to at least one-fifth of the distance between the corona electrode and the target electrode.

Edelläesitettyjä kohde-elektrodin ja koronaelektrodin sovellutuksia voidaan periaatteessa käyttää 35 kaikissa jäljempänä esitettävissä keksinnön sovellutuksissa ja laitteissa.The target electrode and corona electrode applications described above can in principle be used in all the applications and devices of the invention shown below.

Kuvan 2 laitteessa koronaelektrodi K ja kohde- 16 84676 elektrodi M molemmat on liitetty tavanomaisella tavalla tasajännitelähteen 3 vastaavaan napaan. Esitetyssä esimerkissä koronaelektrodi K on liitetty jännitelähteen 3 positiiviseen napaan positiivisen koronapurkauksen 5 aikaansaamiseksi. Kuitenkin periaatteessa jännitelähteen 3 polariteetti voi olla myös vastakkainen niin, että saavutetaan negatiivinen koronapurkaus. Kuitenkin positiivinen koronapurkaus on suositeltavampi, koska positiivinen koronapurkaus synnyttää vähemmän myrkyllistä 10 kaasua, otsonia, kuin negatiivinen koronapurkaus.In the device of Fig. 2, the corona electrode K and the target electrode M are both connected in a conventional manner to the corresponding terminal of the DC voltage source 3. In the example shown, the corona electrode K is connected to the positive terminal of the voltage source 3 to provide a positive corona discharge 5. However, in principle, the polarity of the voltage source 3 can also be opposite so that a negative corona discharge is achieved. However, a positive corona discharge is preferable because a positive corona discharge generates less toxic 10 gas, ozone, than a negative corona discharge.

Kuvan 2 sovellutuksessa jännitelähteen 3 napa liitettynä koronaelektrodiin K on maadoitettu keksinnön mukaisesti niin, että koronaelektrodin K potentiaali olennaisesti vastaa laitteen muiden vastaavasti maadoi-15 tettujen sähköisesti ei-aktiivisten osien potentiaalia ja myös laitteen välittömän ympäristön potentiaalia. Koronaelektrodin K potentiaali tällä tavalla on sama kuin koronaelektrodista ylävirtaan olevan ympäristön potentiaali ja minkä tahansa sähköisesti johtavan kohteen tai 20 pinnan potentiaali sijaiten tässä ympäristössä ja täten ei-toivottuja ioni virtauksia ei kehity koronaelektrodista K ylävirran suuntaan.In the embodiment of Figure 2, the pole of the voltage source 3 connected to the corona electrode K is grounded according to the invention so that the potential of the corona electrode K substantially corresponds to the potential of other correspondingly grounded electrically inactive parts of the device and also the immediate environment of the device. The potential of the corona electrode K in this way is the same as the potential of the environment upstream of the corona electrode and the potential of any electrically conductive object or surface located in this environment and thus no undesired ion currents develop upstream of the corona electrode K.

Kuten edellä on mainittu aksiaalinen etäisyys koronaelektrodin K ja kohde-elektrodin M sen osan 25 välillä, joka pääasiassa ottaa vastaan ionivirran, on ainakin 50 mm ja edullisesti ainakin 80 mm, jolloin ilmaa voidaan siirtää ilmavirtausputken läpi esim. 100 m3/h koronavirralla, jonka suuruus on 20-50 μΑ, joka on hyväksyttävissä oleva arvo otsonin ja typen oksidien 30 syntymisen kannalta katsottuna. Lisäksi kuten edellä on mainittu saavutetaan etua, kun kohde-elektrodi M liitetään tasajännitelähteeseen 3 suuren rajoittavan vastuksen 8 kautta, joka oikosulkutapauksissa kosketettaessa kohde-elektrodia M rajoittaa oikosulkuvirran korkeintaan 35 arvoon 300 μΑ. Koska tästä rakenteesta johtuen kohde-elektrodilla M ei ole merkittävää kapasitanssia, se voidaan sopivasti tehdä korkean ominaisvastuksen omaavas- 17 8 4 676 ta materiaalista. Sopiva materiaali tässä suhteessa omaten korkean ominaisvastuksen ja samanaikaisesti riittävän sähkönjohtokyvyn on muovimateriaali, jossa on tasaisesti jakautunutta sähköisesti johtavaa materiaalia 5 kuten hiilimustaa. Tämäntapaisilla tunnetuilla materiaaleilla, joista kohde-elektrodi voidaan tehdä, on pinnan ominaisvastus suuruusluokkaa 100 kQ tai enemmän.As mentioned above, the axial distance between the corona electrode K and the part 25 of the target electrode M which mainly receives the ionic current is at least 50 mm and preferably at least 80 mm, whereby air can be passed through the air flow pipe at e.g. 100 m3 / h is 20 to 50 μΑ, which is an acceptable value for the generation of ozone and nitrogen oxides. In addition, as mentioned above, an advantage is obtained when the target electrode M is connected to the DC voltage source 3 via a large limiting resistor 8, which in short-circuit cases, when the target electrode M is contacted, limits the short-circuit current to a maximum of 35 μm. Since, due to this structure, the target electrode M does not have a significant capacitance, it can be suitably made of a material having a high resistivity of 17 8 4 676. A suitable material in this respect having a high resistivity and at the same time sufficient electrical conductivity is a plastic material having a uniformly distributed electrically conductive material 5 such as carbon black. Known materials of this type from which the target electrode can be made have a surface resistivity of the order of 100 kQ or more.

Edelläesitetystä käy selville, että keksinnön mukainen laitteen rakenne, esim. kuten esitettynä kuvassa 10 2, on aivan turvallinen koskea ja täten muut turvalli suustoimenpiteet tai turvalaitteet eivät ole tarpeen, jotta estettäisiin tahalliset tai tahattomat kosketukset koronaelektrodiin tai kohde-elektrodiin. Lisäksi, koska koronaelektrodi on maadoitettu, ei ole vaaraa, että ioni-15 virtaa virtaisi muun kuin kohde-elektrodin läpi. Kokonaisuutena katsottuna keksinnön mukainen ilmansiirtolaite yllätyksellisesti mahdollistaa laitteen rakenteen niin, että siihen ei kuulu minkäänmuotoista ilmavirtausputkea 1 ainakaan silloin, kun laitteen päätarkoitus on aiheut-20 taa ilman liikkuminen tilassa tai alueessa, johon laite on asennettu. Esimerkiksi keksinnön mukainen laitteen rakenne voi olla äärimmäisen yksinkertainen esitettynä kuvassa 3. Tähän keksinnön mukaisen laitteen sovellutukseen kuuluu koronaelektrodi K, joka on muodoltaan lanka 25 jännitettynä kahden pitimen väliin (esitettynä vain kaa-viollisesti) ja tuettuna sopiviin kehyksiin (ei esitettynä yksityiskohtaisesti), ja kohde-elektrodi M, joka on etäisyyden päässä koronaelektrodista K ja tukeutuu myös edellämainittuun kehykseen. Kohde-elektrodi M voi koostua 30 kahdesta keskenään yhdensuuntaisesta, sähköisesti johtavasta pinnasta, jotka sijaitsevat yhdensuuntaisena koronaelektrodiin K nähden. Vaihtoehtoisesti kohde-elektrodi M voi koostua suorakulmaisesta tai pyöreämuotoisesta kehämäisestä elektrodipinnasta, jonka akselin jatke yhtyy 35 haluttuun ilmanvirtaussuuntaan 2, kuten on esitetty kuvassa, tämän kohde-elektrodin sovellutuksen ollessa suositeltava. On huomattava, että tässä sovellutuksessa ie 84676 elektrodeja K ja M ei ympäröi minkäänlaiset ilmanvirtaus-putket. Kuvan 2 sovellutuksessa koronaelektrodi K on maadoitettu ja liitetty jännitelähteen 3 yhteen napaan, kun taas kohde-elektrodin M on liitetty jännitelähteen 5 3 toiseen napaan suuriohmisen vastuksen kautta rajoit tamaan oikosulkuvirta hyväksyttävälle tasolle oikosulun tapahtuessa kohde-elektrodia M kosketettaessa. Kohde-elektrodi M koostuu myös korkean ominaisvastuksen omaavasta materiaalista niin, että se rajoittaa kapasitiivis-10 ta purkausvirtaa kohde-elektrodia kosketettaessa. Kuvan 3 laitteistolla suoritetut kokeet osoittivat, että laite mahdollistaa ilman siirron hyvin tehokkaasti nuolen 2 suunnassa kohde-elektrodin M rajaamalla alueella. Tes-tauslaitteeseen kuului suorakulmainen kehysmäinen kohde-15 elektrodi M poikkileikkauspinta-alaltaan 600 x 60 mm ja aksiaaliselta pituudeltaan 25 mm. Kohde-elektrodin ja koronaelektrodin välinen etäisyys oli 100 mm. Kohde-elektrodiin M johdettiin 25 kV jännite ja koronavirta oli 30 μΑ. Tasajännltelähteen 3 napajännite oli 29 kV ja 20 sarjassa olevan vastuksen 8 resistanssi 132 ΜΩ. Tämä äärimmäisen yksinkertainen laite aiheutti kohde-elektrodin rajaaman alueen läpi ilmavirtauksen 60 m3/h. Oikosul-jettaessa laitteen kohde-elektrodi oikosulkuvirta oli vain noin 220 μΑ, ts. virran voimakkuus, jota tuskin 25 huomaisi ihmisen koskettaessa kohde-elektrodia. Täten laite on täydellisen turvallinen koskea edellyttäen, että itse jännitelähde 3 on turvallinen koskea.It can be seen from the above that the structure of the device according to the invention, e.g. as shown in Fig. 10 2, is completely safe to touch and thus no other safety measures or safety devices are necessary to prevent intentional or unintentional contact with the corona electrode or target electrode. In addition, since the corona electrode is grounded, there is no risk of ion-15 current flowing through the non-target electrode. Taken as a whole, the air transfer device according to the invention surprisingly allows the device to be constructed so as not to include any form of air flow pipe 1, at least when the main purpose of the device is to cause air movement in the space or area in which it is installed. For example, the structure of the device according to the invention may be extremely simple as shown in Figure 3. This embodiment of the device according to the invention comprises a corona electrode K in the form of a wire 25 tensioned between two holders (shown schematically only) and supported on suitable frames (not shown in detail); electrode M which is at a distance from the corona electrode K and also rests on the above-mentioned frame. The target electrode M may consist of two mutually parallel, electrically conductive surfaces located parallel to the corona electrode K. Alternatively, the target electrode M may consist of a rectangular or circular circumferential electrode surface, the shaft extension of which coincides with the desired air flow direction 2, as shown in the figure, the application of this target electrode being preferred. It should be noted that in this application ie 84676 electrodes K and M are not surrounded by any air flow tubes. In the embodiment of Figure 2, the corona electrode K is grounded and connected to one terminal of the voltage source 3, while the target electrode M is connected to the other terminal of the voltage source 5 3 by high resistance to limit the short-circuit current to an acceptable level when a short circuit occurs when the target electrode M is contacted. The target electrode M also consists of a material having a high resistivity so as to limit the capacitive discharge current when the target electrode is touched. The experiments were carried out in the apparatus 3 indicated that the device allows air to very efficiently transfer direction of the arrow 2 direction of the target electrode M defining the range. The tester included a rectangular frame-shaped target-15 electrode M with a cross-sectional area of 600 x 60 mm and an axial length of 25 mm. The distance between the target electrode and the corona electrode was 100 mm. A voltage of 25 kV was applied to the target electrode M and the corona current was 30 μΑ. The pole voltage of the DC voltage source 3 was 29 kV and the resistance of the resistor 8 in series 20 was 132 ΜΩ. This extremely simple device caused an air flow of 60 m3 / h through the area delimited by the target electrode. When short-circuiting the target electrode of the device, the short-circuit current was only about 220 μΑ, i.e., the current that would hardly be noticed by a person touching the target electrode. Thus, the device is completely safe to touch provided that the voltage source 3 itself is safe to touch.

Kuten edellä on mainittu, on useita tapauksia, joissa ei ole edullista liittää koronaelektrodia maapo-30 tentiaaliin. Tällaisissa tapauksissa riittävä koronaelektrodin suoja keksinnön mukaisesti voidaan saavuttaa laitteella, joka on kuvattu kaaviollisesti ja esimerkinomaisesti kuvassa 4. Tässä laitteessa tasajännitelähteen 3 negatiivinen napa ja täten myös kohde-elektrodi M on 35 maadoitettu, kun taas koronaelektrodi K on liitetty positiiviseen napaan suuren vastuksen kautta, joka kykenee rajoittamaan oikosulkuvirta hyväksyttävälle 19 84676 tasolle tapauksessa, jossa oikosulku syntyy kosketettaessa koronaelektrodia K. Jotta estetään ionien vaellus ylävirtaan koronaelektrodista, koronaelektrodista ylävirtaan on järjestetty suojaelektrodi S niin, että suoja-5 elektrodi ja koronaelektrodi molemmat omaavat saman potentiaalin. Suojaelektrodi S voi olla muodoltaan monenmuotoinen riippuen käytettävän koronaelektrodin rakenteesta ja muodosta. Kun koronaelektrodi K koostuu ohuesta suorasta johdosta, suojaelektrodi voi esim. olla 10 muodoltaan tanko tai spiraalimainen johdin. Suojaelektro-di voi myös käsittää useita tankoja tai johtimia järjestettynä yhdensuuntaiseksi tai timanttirakenteeksi. Suoja-elektrodi voi myös olla muodoltaan verkko tai hilamainen. Vaihtoehtoisesti suojaelektrodiin voi kuulua sähköi-15 sesti johtavia pintoja asennettuna ilmanvirtausputken läheisyyteen tai näiden seinämien sisäpintoihin. Periaatteessa suojaelektrodi S omaa geometrisen muodon ja aseman, jotka johtuvat koronaelektrodista K siten, että suojaelektrodi muodostaa samanpotentiaalisen sulun tai 20 pinnan, mikä ei läpäise koronaelektrodista virtaavia ioneja.As mentioned above, there are several cases where it is not advantageous to connect the corona electrode to the ground potential. In such cases, adequate protection of the corona electrode according to the invention can be achieved by the device illustrated schematically and by way of example in Figure 4. In this device the negative terminal of the DC voltage source 3 and thus the target electrode M is grounded, while the corona electrode K is connected to the positive terminal via a high resistance. is capable of limiting the short-circuit current to an acceptable level of 19 84676 in the event that a short-circuit occurs when contacting the corona electrode K. To prevent ions from migrating upstream of the corona electrode, a protective electrode S is arranged upstream of the corona electrode so that both the protective electrode and the corona electrode The protective electrode S can be of various shapes depending on the structure and shape of the corona electrode used. When the corona electrode K consists of a thin straight conductor, the protective electrode may, for example, be in the form of a rod or a helical conductor. The protective electrode may also comprise a plurality of rods or conductors arranged in a parallel or diamond structure. The protective electrode can also be network-shaped or lattice-shaped. Alternatively, the shield electrode may include electrically conductive surfaces mounted in the vicinity of the air flow tube or on the inner surfaces of these walls. In principle, the protective electrode S has a geometric shape and position due to the corona electrode K so that the protective electrode forms an equal potential barrier or surface 20 which does not pass through the ions flowing from the corona electrode.

Suojaelektrodin S ei välttämättä tarvitse olla sähköisesti kytkettynä suoraan koronaelektrodi in K, vaan se voi olla liitettynä myös lisätasajännitelähteen 25 4 yhteen napaan, kuten on kaaviollisesti kuvattu kuvassa 5 niin, että suojaelektrodilla S on sama polariteetti kuin koronaelektrodilla K suhteessa kohde-elektrodiin M, ja edullisesti potentiaali, joka olennaisesti vastaa koronaelektrodin K potentiaalia. Suojaelektrodi S on 30 tällöin liitettynä jännitelähteeseen 4 suuren vastuksen 9 kautta, joka vastus rajoittaa oikosulkuvirtaa tapauksessa, jossa kosketetaan suojaelektrodia S.The protective electrode S need not be electrically connected directly to the corona electrode K, but may also be connected to one terminal of the auxiliary DC voltage source 25 4, as schematically illustrated in Figure 5, so that the protective electrode S has the same polarity as the corona electrode K with respect to the target electrode M, and preferably a potential substantially equal to the potential K of the corona electrode. The protective electrode S is then connected to the voltage source 4 via a large resistor 9, which limits the short-circuit current in the case where the protective electrode S is contacted.

On huomattava, että kuvan 5 tapauksessa, kun suojaelektrodin S positiivinen potentiaali on suurempi 35 suhteessa kohde-elektrodiin M kuin koronaelektrodiin K, ionivirta ylävirtaan koronaelektrodista myös tehokkaasti estyy. Vaikka suojaelektrodilla S voi olla jonkin verran 20 84676 alempi positiivinen potentiaali kuin koronaelektrodilla K niin, että pieni ionivirta on mahdollista virrata koro-naelektrodilta suojaelektrodille s ylävirtaan, tämä voidaan hyväksyä olettaen, että koronaelektrodin K ja 5 suojaelektrodin S etäisyys on pieni, niin että matka, jonka ionivirta vaeltaa ylävirtaan on hyvin lyhyt ja täten myös niinkutsuttu virtaetäisyys.It should be noted that in the case of Fig. 5, when the positive potential of the protective electrode S is greater than the target electrode M than the corona electrode K, the ion current upstream of the corona electrode is also effectively prevented. Although the protective electrode S may have a somewhat lower positive potential than the corona electrode K so that a small ionic current can flow from the corona electrode to the protective electrode s upstream, this can be accepted assuming that the distance between the corona electrode K and the protective electrode S is small. whose ion current migrates upstream is very short and thus also the so-called current distance.

On ymmärrettävää, että kun suojaelektrodilla S kuvien 4 tai 5 sovellutuksessa on muoto tai rakenne, 10 jolla on merkittävää kapasitanssia, elektrodi edullisesti tehdään korkean ominaisvastuksen omaavasta materiaalista niin, että se rajoittaa kapasitiivisen purkausvirran hyväksyttävälle tasolle siinä tapauksessa, että elektrodia kosketetaan. Tämä koskee yleisesti kaikkia jännittei-15 siä elektrodeja, jotka liittyvät keksinnön mukaisesti rakennettuihin laitteisiin, kun näillä elektrodeilla on merkityksellinen kapasitanssi. Kuitenkin tavallisesti koronaelektrodi on sellainen, että sillä on hyvin pieni kapasitanssi siten, että se ei aiheuta merkittävää 20 kapasitiivista purkausvirtaa. Toinen yleinen sovellutus on, että keksinnön mukaisen laitteen kaikki elektrodit, jotka on liitetty tasajännitelähteen ei-maadoitettuun napaan, on edullisesti liitetty tähän lähteeseen niin suuren vastuksen kautta, että oikosulun tapahtuessa 25 kosketettaessa elektrodia oikosulkuvirta rajoittuu korkeintaan arvoon 300 μΑ.It will be appreciated that when the protective electrode S in the embodiment of Figures 4 or 5 has a shape or structure with significant capacitance, the electrode is preferably made of a high resistivity material so as to limit the capacitive discharge current to an acceptable level if the electrode is contacted. This applies in general to all voltage electrodes associated with devices constructed in accordance with the invention when these electrodes have a relevant capacitance. However, usually the corona electrode is such that it has a very small capacitance so that it does not cause a significant capacitive discharge current. Another general application is that all electrodes of the device according to the invention connected to the ungrounded terminal of a DC voltage source are preferably connected to this source through such a high resistance that in the event of a short circuit when the electrode is touched, the short-circuit current is limited to 300 μΑ.

Kuten edellä on mainittu, koronaelektrodin riittävä suoja ylävirtaan suuntautuvaa ionivirtausta vastaan voidaan myös saavuttaa elektrostaattisesti, 30 esim. tavalla, joka on esitetty kuvassa 6. Tässä sovel lutuksessa ilmanvirtausputki 1, jonka seinämät koostuvat dielektrisestä materiaalista, kuten sopivasta muovimateriaalista, ulottuu jonkin matkan päähän koronaelektrodis-ta K ylävirran suuntaa. Laitteen ollessa toiminnassa 35 syntyy putken 1 seinämissä ylimääräisiä pintavarauksia, jotka muodostavat tehokkaan suojan ionipilveä vastaan koronaelektrodin K läheisyydessä edellyttäen, että putki 2i 84676 1 ulottuu riittävälle etäisyydelle ylävirtaan korona-elektrodista. Tämä tehokkaasti estää ionivirran vaelluksen koronaelektrodista ylävirtaan. Suojan tehokkuutta voidaan lisäksi parantaa jakamalla koronaelektrodista 5 ylävirtaan oleva ilmanvirtausputki useisiin osaputkiin pitkäomaisilla väliseinillä, levyillä tai kaistoilla 7, jotka koostuvat dielektrisestä materiaalista, kuten kaaviollisesti on esitetty kuvassa 6. Jotta saavutetaan tehokas suoja, putken 1 pituus koronaelektrodista K 10 ylävirtaan on oltava ainakin yhtä suuri kuin koronaelekt-rodin ja kohde-elektrodin välinen etäisyys ja edullisesti ainakin 1,5 kertaa tämä etäisyys. Tarvittava putken pituus, jotta saavutetaan tehokas suoja, riippuu ilman-virtausputken 1 geometriasta ja pääasiassa sen poikki-15 leikkauksen muodosta ja siitä onko putki 1 koronaelektrodista ylävirtaan varustettu dielektrisillä väliseinillä 7. Yleisesti ottaen on ymmärrettävää, että koronaelektro-din suojausvaatimukset riippuvat potentiaalieroista koronaelektrodin ja maadoitetun ympäristön välillä, 20 pienemmän eron näissä potentiaaleissa vähentäessä suojaukselle asetettavia vaatimuksia.As mentioned above, adequate protection of the corona electrode against upstream ion flow can also be achieved electrostatically, e.g. as shown in Figure 6. In this application, the air flow tube 1, the walls of which consist of a dielectric material such as a suitable plastic material, extends some distance from the corona electrode. ta K upstream direction. When the device 35 is in operation, additional surface charges are created in the walls of the tube 1, which provide effective protection against an ion cloud in the vicinity of the corona electrode K, provided that the tube 2i 84676 1 extends a sufficient distance upstream of the corona electrode. This effectively prevents the ion current from migrating upstream from the corona electrode. In addition, the efficiency of the shield can be improved by dividing the airflow tube upstream of the corona electrode 5 into a plurality of sub-tubes with elongated partitions, plates or strips 7 of dielectric material, as schematically shown in Figure 6. than the distance between the corona electrode and the target electrode and preferably at least 1.5 times this distance. The length of the tube required to achieve effective protection depends on the geometry of the air-flow tube 1 and mainly on its cross-sectional shape 15 and whether the tube 1 is provided upstream of the corona electrode with dielectric partitions 7. It is generally understood that corona electrode protection requirements depend on potential differences environment, 20 smaller differences in these potentials while reducing protection requirements.

Kun keksinnön mukaisen ilmansiirtolaitteen koronaelektrodi tehokkaasti suojataan yhdellä edellämainituista tavoista siten, että olennaisesti yhtään 25 ionia ei virtaa koronaelektrodista ylävirtaan, ilman-siirtoteho laitteiston läpi määräytyy pääasiassa ko-ronaelektrodilta K kohde-elektrodille M virtaavan ioni-virtauksen synnyttämästä siirtovoimasta ja on riippuvainen ionivirran ja koronaelektrodin ja kohde-elektrodin 30 etäisyyden tuloon.When the corona electrode of the air transfer device of the invention is effectively shielded in one of the above ways so that substantially no ions flow upstream of the corona electrode, the air transfer power through the apparatus is determined mainly by the transmission current generated by the ion electrode flowing from the corona electrode K to the target electrode M and to the distance input of the target electrode 30.

Koronaelektrodin ja kohde-elektrodin etäisyyden lisäys samanaikaisesti, samalla kun ylläpidetään muuttumaton ionivirta elektrodien välillä, voidaan saavuttaa lisäämällä elektrodien väliin kytkettyä jännitettä, 35 jännitelähteestä 3. Vastaavasti keksinnön mukaan edullisesti koronaelektrodin ja kohde-elektrodin väliin järjestetään suurempi potentiaaliero kuin tähän saakka on ollut 22 84676 tapana esim. elektrostaattisissa suodattimissa tai erottimissa, joita on käytetty asuinhuoneistoissa. On ymmärrettävä, että kun koronaelektrodin potentiaalia kasvatetaan ympäristön suhteen, on olemassa suurempi 5 tarve suojata koronaelektrodi edellämainitulla tavalla. Jännitteen kasvu kuitenkin myös lisää kustannuksia ennen kaikkea korkeajännite-eristeissä sekä itse jännitelähteessä että ionituulilaitteessa ja täten on olemassa luonnollinen yläraja, mihin käytännössä jännite voidaan 10 nostaa. Eräs edullinen menetelmä näiden vaikeuksien vähentämiseksi on liittää koronaelektrodi ja kohde-elektrodi maahan nähden vastakkaiset polariteetit omaavaan potentiaaliin.Simultaneously increasing the distance between the corona electrode and the target electrode, while maintaining a constant ion current between the electrodes, can be achieved by increasing the voltage between the electrodes, from voltage source 3. Accordingly, the invention preferably provides a larger potential difference between the corona electrode and the target electrode. e.g., in electrostatic precipitators or separators used in residential apartments. It is to be understood that as the potential of the corona electrode with respect to the environment is increased, there is a greater need to protect the corona electrode in the manner described above. However, the increase in voltage also increases the cost, especially in high-voltage insulators, both in the voltage source itself and in the ion wind device, and thus there is a natural upper limit to which the voltage can in practice be raised. One preferred method of reducing these difficulties is to connect the corona electrode and the target electrode to a potential having opposite polarities to the ground.

Keksinnön lisäsovellutuksen mukaisesti on 15 havaittu mahdolliseksi kuitenkin lisätä koronaelektrodin K ja kohde-elektrodin M etäisyyttä olennaisesti ja täten ionivirran vaellusmatkaa ilman ratkaisevaa ionivirran voimakkuuden laskua näiden kahden elektrodin välillä ja ilman tarvetta lisätä jännitetasoa, järjestämällä niin-20 kutsuttu heräte-elektrodi E koronaelektrodin K läheisyyteen, kuten on esitetty esimerkinomaisesti kuvassa 7. Kuvan 7 sovellutuksessa tämä heräte-elektrodi on muodoltaan pyöreä symmetrinen rengas E koostuen sähköisesti johtavasta materiaalista tai ainakin omaten osittain 25 sähköisesti johtavan sisäpinnan, joka on järjestetty samankeskisesti koronaelektrodin ympärille, jolla tässä sovellutuksessa on neulamainen muoto. Tämän sovellutuksen koronaelektrodin K muodosta johtuen kohde-elektrodi M on sylinterimäinen järjestettynä samankeskisesti putkeen, 30 kun taas suojaelektrodi S on renkaanmuotoinen järjestettynä samankeskisesti koronaelektrodin kanssa ja ylävirtaan siitä. Täten heräte-elektrodi E sijaitsee pienemmän aksiaalisen etäisyyden päässä koronaelektrodista K kuin kohde-elektrodi M ja esitetyssä sovellutuksessa on 35 liitetty samaan tasajännitelähteen 3 napaan kuin kohde-elektrodi M, suuren resistanssin omaavan vastuksen 6 kautta. Heräte-elektrodilla E on täten potentiaali, jolla 23 84676 on sama polariteetti kuin kohde-elektrodin M potentiaalilla suhteessa koronaelektrodiin K. Heräte-elektrodin ja koronaelektrodin välinen potentiaaliero kuitenkin tulee pienemmäksi kuin potentiaaliero kohde-elektrodin 5 ja koronaelektrodin välillä. Heräte-elektrodi auttaa kehittämään koronapurkauksen ja säilyttämään se korona-elektrodilla silloinkin kun koronaelektrodin ja kohde-elektrodin välinen etäisyys kasvaa ilman että samanaikaisesti jännitelähteen 3 jännitettä lisättäisiin. Vain 10 pieni osa koronaionivirtauksesta koronaelektrodilta kulkeutuu heräte-elektrodille, kun taas suurin osa tästä koronavirtauksesta kulkeutuu kohde-elektrodille aiheuttaen ilman kulkeutumisen laitteen läpi.However, according to a further embodiment of the invention, it has been found possible to substantially increase the distance between the corona electrode K and the target electrode M and thus the ion current travel without a decisive decrease in ion current intensity between the two electrodes and without the need to increase the voltage level by arranging a so-called excitation electrode E in the vicinity of the corona electrode K. as exemplified in Figure 7. In the embodiment of Figure 7, this excitation electrode is in the form of a circular symmetrical ring E consisting of an electrically conductive material or at least having a partially electrically conductive inner surface arranged concentrically around a corona electrode having a needle-like shape. Due to the shape of the corona electrode K of this embodiment, the target electrode M is cylindrical arranged concentrically in the tube, while the protective electrode S is annularly arranged concentrically with the corona electrode and upstream thereof. Thus, the excitation electrode E is located at a smaller axial distance from the corona electrode K than the target electrode M and in the illustrated embodiment is connected to the same terminal of the DC voltage source 3 as the target electrode M, via a high resistance resistor 6. The excitation electrode E thus has a potential at which 23 84676 has the same polarity as the potential of the target electrode M with respect to the corona electrode K. However, the potential difference between the excitation electrode and the corona electrode becomes smaller than the potential difference between the target electrode 5 and the corona electrode. The excitation electrode helps to develop a corona discharge and maintain it with the corona electrode even as the distance between the corona electrode and the target electrode increases without simultaneously increasing the voltage of the voltage source 3. Only 10 small portions of the corona ion flow from the corona electrode travel to the excitation electrode, while most of this corona flow travels to the target electrode, causing air to pass through the device.

Heräte-elektrodilla aikaansaatu efekti on 15 havainnollistettu kuvan 8 diagrammissa, missä viiva A kuvaa koronavirtaa I koronaelektrodin ja kohde-elektrodin välisen jännitteen U funktiona heräte-elektrodin poissaollessa. Kuten nähdään, koronapurkausta ja täten koro-naionivirtaa ei synny ollenkaan ennenkuin tietty kynnys-20 jännite UT ylitetään. Toisaalta, kun heräte-elektrodi järjestetään rinnan koronaelektrodin kanssa, vallitsee viivan B kuvaama tilanne, nimittäin, että koronaionivirta syntyy paljon alemmalla jännitteellä koronaelektrodin ja kohde-elektrodin aksiaalisen etäisyyden pysyessä muuttu-25 mattomana. Vain osa tästä koronaionivirrasta virtaa heräte-elektrodille, kun taas muu osa kulkeutuu kohde-elektrodille.The effect produced by the excitation electrode is illustrated in the diagram of Figure 8, where line A represents the corona current I as a function of the voltage U between the corona electrode and the target electrode in the absence of the excitation electrode. As can be seen, a corona discharge and thus a corona ion current does not occur at all until a certain threshold-20 voltage UT is exceeded. On the other hand, when the excitation electrode is arranged in parallel with the corona electrode, the situation described by line B prevails, namely that the corona ion current is generated at a much lower voltage while the axial distance between the corona electrode and the target electrode remains unchanged. Only a portion of this corona ion current flows to the excitation electrode, while the remainder travels to the target electrode.

Heräte-elektrodin yhdessä kohde-elektrodin kanssa voidaan myös katsoa muodostavan kaksiosaisen koh-30 de-elektrodin, jonka yksi osa sijaitsee lähellä korona-elektrodia katsottuna aksiaalisuunnassa ja toimii heräte-elektrodina, kun taas toinen osa sijaitsee aksiaali-sesti olennaisesti etäisyyden päässä koronaelektrodista ja toimii kohde-elektrodina sille osalle koronaionivir-35 taa, joka synnyttää liikuttavan voiman ilmavirtaukselle.The excitation electrode together with the target electrode can also be considered to form a two-part target electrode, one part of which is located close to the corona electrode in the axial direction and acts as the excitation electrode, while the other part is located axially substantially away from the corona electrode and acts as a target electrode for that part of the corona ion stream which generates a moving force for the air flow.

Täten heräte-elektrodi voidaan saada esim. tavalla kuvattuna kuvassa 9, pidentämällä osa kohde-elekt- 24 84676 rodista M aksiaalisesti kohti koronaelektrodia K, aina tämän läheisyyteen tai jopa tämän yli, kohde-elektrodin M tässä sovellutuksessa käsittäessä joukon yhdensuuntaisia levyjä sijaiten aksiaalisesti putkessa 1. Tässä 5 tapauksessa ne kohde-elektrodin osat, jotka aksiaalisesti sijaitsevat lähinnä koronaelektrodia toimivat heräte-elektrodina, vaikka suurin osa koronaionivirrasta virtaa siihen osaan kohde-elektrodia, joka sijaitsee pidemmällä koronaelektrodista aksiaalisuunnassa halutun ionituulen 10 kehittämiseksi. Kun heräte-elektrodi E yhdistyy kohde-elektrodiin M tällä tavoin, kohde-elektrodin M ylettyessä aksiaalisesti paikkaan, joka on koronaelektrodin läheisyydessä, kohde-elektrodiin voi edullisesti kuulua suurivastuksista materiaalia tai suurivastuksinen pinnoi-15 te eristemateriaalia olevan putken sisäpintaan, kohde-elektrodin ulomman pään suhteessa koronaelektrodiin ollessa liitettynä tasajännitelähteen 3 yhteen napaan. Koronaelektrodia K lähinnä sijaitseva kohde-elektrodin osa aksiaalisuunnassa toimii täten heräte-elektrodina E, 20 joka vastaanottaa vain pienen osan koronaionivirrasta. Vaihtoehtoisesti yhdistetty kohde- ja heräte-elektrodi voidaan saada varustamalla kohde-elektrodi osilla, jotka ulottuvat aksiaalisesti kohti koronaelektrodia ja aina sen läheisyyteen ja jolla on huomattavasti pienempi 25 sähköisesti johtava alue kuin suurimmalla osalla kohde-elektrodista sijaiten eteenpäin koronaelektrodista ja liitettynä tasajännitelähteen napaan. Pienen johtavan alueen omaavat kohde-elektrodin osat, jotka sijaitsevat aksiaalisesti koronaelektrodin läheisyydessä, toimivat 30 täten heräte-elektrodina, johon vain pieni osa koronaelektrodista K lähtevästä kokonaiskoronaionivirrasta kulkeutuu.Thus, the excitation electrode can be obtained, e.g., as illustrated in Figure 9, by extending a portion of the target electrode M axially toward the proximity or even beyond the corona electrode K, the target electrode M in this embodiment comprising a plurality of parallel plates located axially in the tube 1. In this case, those portions of the target electrode axially located closest to the corona electrode act as the excitation electrode, although most of the corona ion current flows to the portion of the target electrode located farther from the corona electrode to generate the desired ion wind 10. When the excitation electrode E is connected to the target electrode M in this way, the target electrode M reaching axially in the vicinity of the corona electrode, the target electrode may preferably comprise a high-resistance material or a high-resistance coating on the inner surface of the insulating material, the outer end of the target electrode relative to the corona electrode when connected to one terminal of the DC voltage source 3. The part of the target electrode closest to the corona electrode K in the axial direction thus acts as the excitation electrode E, 20 which receives only a small part of the corona ion current. Alternatively, the combined target and excitation electrode can be obtained by providing the target electrode with portions extending axially toward and in close proximity to the corona electrode and having a significantly smaller electrically conductive area than most of the target electrode located forward of the corona electrode and connected to the DC voltage terminal. The portions of the target electrode having a small conductive area, located axially in the vicinity of the corona electrode, thus act as an excitation electrode into which only a small part of the total corona ion current leaving the corona electrode K passes.

Heräte-elektrodi voidaan muodostaa ja asentaa monella eri tavalla. Minkälainen tahansa elektrodi, joka 35 sijaitsee aksiaalisesti koronaelektrodin läheisyydessä ja joka itsessään ei tuota koronapurkausta ja joka liitetään tasajännitelähteen yhteen napaan, toisen navan 25 84676 ollessa yhdistettynä koronaelektrodiin, voi toimia heräte-elektrodina, jos vain pieni osa kokonaiskorona-ionivirrasta kulkeutuu tähän heräte-elektrodiin, kun taas suurempi osa koronaionivirrasta kulkeutuu kohde-elektro-5 diin. Täten ylävirtaan koronaelektrodista sijaitseva suojaelektrodi järjestettynä vastaanottamaan pieni ionivirta, esim. kuvan 5 sovellutuksen mukaisesti, voi toimia heräte-elektrodina.The excitation electrode can be formed and mounted in many different ways. Any electrode located 35 axially in the vicinity of the corona electrode which does not in itself produce a corona discharge and which is connected to one terminal of the DC voltage source with the other terminal 25 84676 connected to the corona electrode can act as an excitation electrode if only a small portion of the total corona ion current while most of the corona ion current travels to the target electro-5. Thus, a protective electrode located upstream of the corona electrode arranged to receive a small ionic current, e.g. according to the embodiment of Figure 5, can act as an excitation electrode.

Heräte-elektrodin E geometrinen muoto voi myös 10 vaihdella riippuen koronaelektrodin K muodosta. Esimerkiksi, kun koronaelektrodiin kuuluu useita geometrisesti erillisiä mutta sähköisesti yhdistettyjä elektrodiele-menttejä, esim. suoria ohuita johtoja järjestettynä vierekkäin, heräte-elektrodiin voi edullisesti myös 15 kuulua useita geometrisesti erillisiä mutta sähköisesti toisiinsa yhdistettyjä elektrodielementtejä, jotka on järjestetty koronaelektrodin elektrodielementtien väliin siten, että ne ovat suojassa toisiltaan, mikä tällaisessa koronaelektrodissa on edullista koronaionivirran synty-20 misen suhteen.The geometric shape of the excitation electrode E may also vary depending on the shape of the corona electrode K. For example, when the corona electrode comprises a plurality of geometrically separate but electrically connected electrode elements, e.g. straight thin wires arranged side by side, the excitation electrode may advantageously also comprise a plurality of geometrically separate but electrically interconnected electrode elements arranged between the corona electrode elements, are shielded from each other, which is advantageous in such a corona electrode with respect to the generation of a corona ion current.

Kuva 9 esittää kaaviollisesti ja esimerkinomaisesti keksinnön mukaista laitetta, johon kuuluu korona-elektrodi K, kohde-elektrodi M, suojaelektrodi S ja heräte-elektrodi E. Tässä sovellutuksessa jokaiseen 25 elektrodiin kuuluu useita geometrisesti erillisiä mutta sähköisesti toisiinsa yhdistettyjä elektrodielementtejä, jotka koronaelektrodin K tapauksessa koostuvat suorista ohuista johdoista, jotka on tehty esimerkiksi wolframis-ta, kun taas muut elektrodit koostuvat kierremäisistä 30 johdoista, jotka ovat esim. ruostumatonta terästä.Figure 9 shows schematically and by way of example a device according to the invention comprising a corona electrode K, a target electrode M, a protective electrode S and an excitation electrode E. In this embodiment, each electrode comprises a plurality of geometrically separate but electrically interconnected electrode elements consisting of a corona electrode K straight thin wires made of, for example, tungsten, while the other electrodes consist of helical wires 30, e.g. made of stainless steel.

Koska keksinnön mukainen laitteisto voidaan suunnitella siten, että kaikki elektrodit ovat turvallisia koskettaa, on ymmärrettävää, että eri sovellutukset esitettynä esim. kuvissa 4, 5, 7, 9 ja 10, joissa kohde-35 elektrodi M maadoitetaan ja koronaelektrodi K ja suoja-elektrodi S ja lisäksi valinnainen heräte-elektrodi E liitetään korkeampaan potentiaaliin, voidaan myös konst- 26 84676 ruoida käsittämään ilmanvirtausputki, joka ympäröi elektrodeja edellyttäen, että suojaelektrodi rakentuu tavalla, joka varmistaa, että se tehokkaasti estää koronaelektrodilta purkautuvan ionivirran virtaamisen 5 muuhun suuntaan kuin kohti kohde-elektrodia.Since the apparatus according to the invention can be designed so that all electrodes are safe to touch, it is understood that the different applications shown in Figs. 4, 5, 7, 9 and 10, in which the target electrode M is grounded and the corona electrode K and the protective electrode S and in addition, the optional excitation electrode E is connected to a higher potential, may also be constructed to comprise an air flow tube surrounding the electrodes, provided that the shield electrode is constructed to effectively prevent the corona electrode from flowing in a direction other than the target electrode. .

Vaikkakin keksinnön mukainen laite voi toimia melko tyydyttävästi ilman laitteen elektrodien ympärillä olevaa minkäänmuotoista ilmanvirtausputkea, tietyissä sovellutuksissa tällaisen putken käyttö on kuitenkin 10 edullista, esim. psykologisista syistä tai koska tällainen putki johtaa ilmaa laitteen läpi paremmalla tavalla. Tällaisen putken käyttö voi myös joissakin sovellutuksissa olla välttämätöntä, esim. kun laite sijoitetaan ilmastointiputken sisään ilmastointijärjestelmässä tai 15 muissa kohteissa, missä laitteen synnyttämä ilmavirta johdetaan tiettyyn paikkaan tai tietyistä paikoista. Tällaisen ilmanvirtausputken olemassaolo, joka sulkee laitteen elektrodit ja jonka seinämät luonnollisesti koostuvat sähköisesti eristävästä materiaalista, aiheut-20 tavat kuitenkin tiettyjä ongelmia. Kuten edellä selostettiin kuvaan 6 viitaten, tällaisen putken seinän sisäpinnassa on ylimääräisiä sähköisiä pintavarauksia. Vastaavia ylimääräisiä pintavarauksia luonnollisesti ilmenee myös siinä putken seinän osassa, joka sijaitsee koronaelekt-25 rodin ja kohde-elektrodin välillä ja vaikuttaa halutun ionivirran virtaukseen koronaelektrodista alavirtaan kohti kohde-elektrodia tavalla, joka pyrkii rajoittamaan ionivirtaa ilmanvirtausputken poikkileikkausalan keskialueella, mikä johtaa epätasaiseen ilmavirtauksen siirty-30 miseen putken leveydeltä täten heikentäen ilman virtausta sen läpi. Tätä ongelmaa pahentaa suuresti koronaelektro-diin ja kohde-elektrodiin mainitusta jännitelähteestä saatavan jännitteen vaihtelut. Hetkellinen jännitteen lisäys voi nimittäin johtaa pintavarausten lisäykseen, 35 näiden varausten pysyessä jopa silloin, kun jännite on alentunut ja täten aiheuttaen voimakasta koronavirran alentumista ja täten laitteen ilmansiirron heikkenemis- 27 84676 tä. Tämän ilmiön aiheuttamat epäkohdat voidaan voittaa tai ainakin suuresti lieventää stabiloimalla jännitelähteen jännite, tällä keinolla ei kuitenkaan ole muuta erityistä merkitystä tämäntapaisissa laitteissa, tai 5 yksinkertaisesti katkaisemalla jännite elektrodeihin tasaisin aikavälein. Putkiseinämän sisäpinnoissa olevat lisäpintavaraukset nimittäin katoavat suhteellisen nopeasti, kun jännitteen syöttö keskeytetään ja sähkökenttä täten poistuu. Sähköisesti eristetyn putken 10 sisäpintojen lisäsähkövarausten olemassaolo aiheuttaa kuitenkin ylimääräisen, suuresti hämmästyttävän ja vakavan ongelman. On nimittäin huomattu, että kun eristävän putkiseinän sisäpintaa kosketetaan, edes lyhyesti, koronavirran virtaus katkeaa täydellisesti eikä auto-15 maattisesti palaudu, ei edes suhteellisen pitkän jakson kuluttua pinnan kosketuksesta. Ilmeisesti tälle ongelmalle on löydettävä ratkaisu.Although the device according to the invention can operate quite satisfactorily without any form of airflow tube around the electrodes of the device, in certain applications the use of such a tube is advantageous, e.g. for psychological reasons or because such a tube conducts air through the device in a better way. The use of such a pipe may also be necessary in some applications, e.g. when the device is placed inside an air conditioning pipe in an air conditioning system or other locations where the air flow generated by the device is directed to a specific location or locations. However, the existence of such an air flow tube, which encloses the electrodes of the device and whose walls naturally consist of electrically insulating material, causes certain problems. As described above with reference to Figure 6, there are additional electrical surface charges on the inner surface of the wall of such a tube. Corresponding additional surface charges naturally also occur in the portion of the tube wall located between the corona electrode 25 and the target electrode that affects the desired ion current flow downstream of the corona electrode to the target electrode in a manner that limits ion flow in the airflow cross-sectional area. the width of the pipe, thus impairing the flow of air through it. This problem is greatly exacerbated by variations in the voltage to the corona electrode and the target electrode from said voltage source. Namely, a momentary increase in voltage can lead to an increase in surface charges, 35 these charges remaining even when the voltage has decreased and thus causing a sharp decrease in corona current and thus a decrease in the air transmission of the device. The disadvantages caused by this phenomenon can be overcome or at least greatly mitigated by stabilizing the voltage of the voltage source, however, this means has no other special significance in such devices, or simply by switching off the voltage at the electrodes at regular intervals. Namely, the additional surface charges on the inner surfaces of the pipe wall disappear relatively quickly when the voltage supply is interrupted and the electric field is thus eliminated. However, the existence of additional electrical charges on the inner surfaces of the electrically insulated tube 10 poses an additional, highly astonishing and serious problem. Namely, it has been found that when the inner surface of the insulating tube wall is touched, even briefly, the flow of coronary current is completely interrupted and not automatically restored, not even after a relatively long period of contact with the surface. Obviously, a solution must be found to this problem.

Eräs mahdollinen ratkaisu tälle ongelmalle on asettaa sähköisesti johtava kerros putken eristävän 20 seinän ulkopintaan ja maadoittaa se. Kuitenkin tämä antaisi putken seinän läheisyydessä olevalle tai heti putken sisäpinnassa sijaitsevalle kohde-elektrodille suuren kapasitanssin, mikä kuten edellä on mainittu on ei-toivottavaa johtuen kohde-elektrodin turvallisen 25 koskettamisen periaatteesta. On huomattu mahdolliseksi välttää tämä kuitenkin lisäämällä ilmanvirtausputken poikkileikkauksen dimensioita olennaisesti suuremmaksi kuin kohde-elektrodin rajaaman alueen dimensiot ovat niin, että kohde-elektrodi sijaitsee olennaisesti etäi-30 syyden päässä ilmanvirtausputken sisäpinnasta. Eräs tällainen sovellutus on kuvattuna kaaviollisesti kuvassa 11. Tässä sovellutuksessa putken 1 eristävän seinämän ulkopinta on varustettu sähköisesti johtavalla kerroksella 10, joka on maadoitettu. Tämän sovellutuksen putki 1 35 on myös huomattavasti laajempi kuin kohde-elektrodi M niin, että putken seinät ovat etäämmällä kohde-elektrodista, jolla täten on huomattavasti alhaisempi kapasi- 28 84676 tanssi. Tällä tavoin putken seinämät on myös sijoitettu kauemmaksi koronaelektrodista K ja täten eristävän putkiseinän sisäpinnassa olevat lisävaraukset eivät niin paljon häiritse koronavirran virtausta koronaelektrodilta 5 K kohde-elektrodille M. Tällä ilmanvirtausputken 1 poikkileikkauksen dimensioiden lisäyksellä verrattuna kohde-elektrodin M poikkileikkauksen dimensioihin ei ole havaittu olevan mitään haitallisia vaikutuksia laitteen ilmansiirto-ominaisuuksiin, vaan todellisuudessa tällai-10 nen siirto lisääntyy muuttumattomalla koronavirralla. Kuvassa 11 esitetyssä sovellutuksessa tasajännitelähteen 3 keskipiste on maadoitettu siten, että kohde-elektrodilla M ja koronaelektrodilla K on vastakkaiset polariteetit maahan nähden, mikä rajoittaa tarvittavan kor-15 keajännitteen tason ja täten tarvetta eristää laite korkeata jännitettä vastaan ja myös vähentää koronaelekt-rodin suojaustarvetta, kuten edellä on mainittu. Koska tässä tapauksessa suojaelektrodiin, koronaelektrodiin ja kohde-elektrodiin johdetaan korkeajännite, kaikki nämä 20 elektrodit liitetään tasajännitelähteeseen suuren vastuksen 8 kautta rajoittamaan oikosulkuvirtaa elektrodeja kosketettaessa. Lisäksi sekä kohde-elektrodi M että suojaelektrodi 7 valmistetaan sopivasti korkean ominais-vastuksen omaavasta materiaalista, jotta rajoitetaan 25 kapasitiivista purkausvirtaa kosketustapahtumassa.One possible solution to this problem is to place an electrically conductive layer on the outer surface of the insulating wall 20 of the pipe and ground it. However, this would give the target electrode in the vicinity of the tube wall or immediately on the inner surface of the tube a high capacitance, which is undesirable as mentioned above due to the principle of safe contact of the target electrode. However, it has been found possible to avoid this by increasing the cross-sectional dimensions of the airflow tube substantially larger than the dimensions of the area delimited by the target electrode so that the target electrode is located at a distance of 30 cm from the inner surface of the airflow tube. One such application is schematically illustrated in Figure 11. In this embodiment, the outer surface of the insulating wall of the pipe 1 is provided with an electrically conductive layer 10 which is grounded. The tube 1 35 of this embodiment is also considerably wider than the target electrode M, so that the walls of the tube are further away from the target electrode, which thus has a much lower capacitance. In this way, the walls of the tube are also placed farther from the corona electrode K, and thus the additional charges on the inner surface of the insulating tube wall do not so much interfere with the corona current flow from the corona electrode 5 K to the target electrode M. This cross-sectional dimension of the air flow tube 1 effects on the air transfer properties of the device, but in reality such a transfer increases with a constant corona current. In the embodiment shown in Figure 11, the center of the DC voltage source 3 is grounded so that the target electrode M and the corona electrode K have opposite polarities with respect to ground, which limits the required high voltage level and thus the need to insulate the device against high voltage and also reduce the need for corona electrode protection. mentioned above. Since in this case a high voltage is applied to the protective electrode, the corona electrode and the target electrode, all these 20 electrodes are connected to a DC voltage source through a large resistor 8 to limit the short-circuit current when the electrodes are touched. In addition, both the target electrode M and the protective electrode 7 are suitably made of a high resistivity material in order to limit the capacitive discharge current in the contact event.

Tällaisessa sovellutuksessa on edullista, kun ilmanvirtausputken poikkileikkauksen dimensiot sovitetaan niin, että putken seinän ja koronaelektrodin välinen etäisyys on yhtä suuri kuin suunnilleen puolet korona-30 elektrodin ja kohde-elektrodin välisestä etäisyydestä ja niin, että putken seinän ja kohde-elektrodin pinnan välinen etäisyys on noin 50 % kohde-elektrodin aukon poikkileikkauksen dimensiosta.In such an application, it is preferred that the cross-sectional dimensions of the airflow tube be adjusted so that the distance between the tube wall and the corona electrode is approximately half the distance between the corona-30 electrode and the target electrode and so that the distance between the tube wall and the target electrode surface is about 50% of the cross-sectional dimension of the target electrode opening.

Edellämainitut ei-toivottavat putken seinämän 35 sisäpinnassa olevan lisävarauksen aiheuttamat efektit voidaan myös vähentää heräte-elektrodilla, jolla on edellämainitut toiminnat, tämän heräte-elektrodin käsit- 29 84676 taessa sähköisesti johtavan kerroksen sijoitettuna putken seinän sisäpintaan. Kuten on ymmärrettävää, lisävarauksia ei voi ilmetä putken seinän sisäpinnassa tällaisen heräte-elektrodin läsnäollessa. Jos tässä suhteessa ilmanvir-5 tausputken poikkileikkauksen dimensiot kasvavat siinä määrin, että kohde-elektrodi sijaitsee merkittävällä etäisyydellä putken seinästä, kuten kuvattuna kuvassa 11 ja edellä selitettynä, niin putken seinän sisäpintaan sijoitettu heräte-elektrodi voi ulottua yllättävän 10 pitkälle alavirtaan sijaiten kohde-elektrodin takana. Todellisuudessa tässä erityisessä tapauksessa sähköisesti johtava kerros voidaan sijoittaa putken seinän sisäpintaan putken koko pituudelta, ts. jopa ylävirtaan ko-ronaelektrodin yläpuolelle. Eräs tällainen sovellutus on 15 kaaviollisesti kuvattuna kuvassa 12.The above-mentioned undesired effects caused by the additional charge on the inner surface of the tube wall 35 can also be reduced by an excitation electrode having the above-mentioned functions, this excitation electrode comprising an electrically conductive layer placed on the inner surface of the tube wall. As will be appreciated, no additional charges can occur on the inner surface of the tube wall in the presence of such an excitation electrode. In this regard, if the cross-sectional dimensions of the airflow tube 5 increase to such an extent that the target electrode is located at a significant distance from the tube wall, as illustrated in Figure 11 and described above, then the excitation electrode located on the inner wall wall may extend surprisingly far downstream of the target electrode. . In reality, in this particular case, the electrically conductive layer can be placed on the inner surface of the tube wall along the entire length of the tube, i.e. even upstream above the corona electrode. One such application is schematically illustrated in Figure 12.

Täten kuvan 12 esittämään sovellutukseen kuuluu ilmanvirtausputki 1, sen seinän koostuessa sähköisesti eristävästä materiaalista ja sisäpinnan ollessa varustettuna sähköisesti johtavalla pinnoitteella E, joka on 20 maadoitettu ja joka toimii heräte-elektrodina korona-elektrodin K läheisyydessä. Putken 1 poikkileikkauksen dimensiot ovat sellaiset, että putken seinämien suuntaisesti ulottuva ja kehysmäinen kohde-elektrodi M sijaitsee merkittävän etäisyyden päässä putken seinän sisäpinnasta 25 ja on täten hyvin eristettynä putken seinän sisäpinnassa olevasta sähköisesti johtavasta pinnoitteesta E. Koro-naelektrodista K ylävirtaan sijaitsee useita suojaelekt-rodeja S, esim. karkeiden tankojen muotoisia. Tasajänni-telähde on maadoitettu keskipisteestään niin, että 30 koronaelektrodi K ja kohde-elektrodi M omaavat vastakkaiset polariteetit maahan nähden, millä on edellämainitut edut. Elektrodit on myös liitetty tasajännitelähteeseen suurten vastusten 8 kautta rajoittamaan oikosulkuvirtaa. On nähtävissä, että mitään lisäpintava-35 rauksia ei voi ilmetä putken seinän sisäpinnalla tällaisessa laitteen sovellutuksessa ja täten laitetta ei vaivaa lisäpintavarausten olemassaolosta aiheutuvat 3o 84 676 ongelmat. Laitteen tämän sovellutuksen on myös havaittu siirtävän ilmaa erittäin tyydyttävällä tavalla. Kuvaan 11 viittaamalla esitetyt edellämainitut olosuhteet soveltuvat myös kuvan 12 sovellutuksen ilmanvirtausputken 5 1 mitoitukseen.Thus, the embodiment shown in Fig. 12 comprises an air flow tube 1, the wall of which consists of an electrically insulating material and the inner surface of which is provided with an electrically conductive coating E which is grounded and which acts as an excitation electrode in the vicinity of the corona electrode K. The cross-sectional dimensions of the tube 1 are such that the target electrode M extending parallel to the tube walls and frame-shaped is located at a significant distance from the inner wall surface 25 of the tube wall and is thus well insulated from the electrically conductive coating E on the inner surface of the tube wall. S, e.g. in the shape of coarse bars. The DC voltage source is grounded at its center so that the corona electrode K and the target electrode M have opposite polarities with respect to ground, which has the above-mentioned advantages. The electrodes are also connected to a DC voltage source via large resistors 8 to limit the short-circuit current. It can be seen that no additional surface areas can occur on the inner surface of the pipe wall in such an application of the device and thus the device is not troubled by the problems caused by the existence of additional surface charges. This application of the device has also been found to transfer air in a very satisfactory manner. The above-mentioned conditions shown with reference to Fig. 11 are also suitable for dimensioning the air flow pipe 5 1 of the embodiment of Fig. 12.

On ymmärrettävää, että koska on mahdollista laitteessa, jollainen on esitetty kuvassa 12, varustaa putken seinän sisäpinta sähköisesti johtavalla maadoitetulla pinnoitteella koko putken pituudelta, mikään ei 10 estä putken seinää kokonaan koostumasta sähköisesti johtavasta materiaalista, mikä luonnollisesti helpottaisi valmistusta huomattavasti ja myös toisi muita arvokkaita etuja. Täten on mahdollista, että putken sisäpinta voidaan reunustaa, ainakin pitkin tiettyä osaa sen 15 pituudesta, kemiallisesti adsorboivalla tai absorboivalla materiaalilla, esim. hiilisuotimella, poistamaan kaasumaisia epäpuhtauksia ilmasta, kuten hajuja ja koronapur-kauksen synnyttämiä typen oksideja absorptiolla tai adsorptiolla. On myös mahdollista, samassa tarkoitukses-20 sa, sijoittaa ohut nestemäinen kalvo, esim. vettä tai kemiallisesti aktiivista nestettä, ilmanvirtausputken sisäpintaan. Ilmanvirtausputken seinää voidaan myös jäähdyttää tai lämmittää sopivin laittein, esim. kiertävällä vedellä, siirrettävän ilman jäähdyttämiseksi tai 25 lämmittämiseksi. Kaikki tämä on mahdollista, koska ilmanvirtausputken seinä on sähköisesti johtavaa ja maadoitettu.It will be appreciated that since it is possible in an apparatus such as that shown in Figure 12 to provide the inner surface of the pipe wall with an electrically conductive grounded coating along the entire length of the pipe, nothing prevents the pipe wall from being made entirely of electrically conductive material, which would of course greatly facilitate manufacture and other valuable advantages. . Thus, it is possible that the inner surface of the tube may be lined, at least along a portion of its length, with a chemically adsorbing or absorbing material, e.g. a carbon filter, to remove gaseous contaminants from the air, such as odors and corona discharge oxides by absorption or adsorption. It is also possible, for the same purpose, to place a thin liquid film, e.g. water or a chemically active liquid, on the inner surface of the air flow pipe. The wall of the air flow pipe can also be cooled or heated by suitable devices, e.g. circulating water, to cool or heat the transferred air. All of this is possible because the wall of the airflow pipe is electrically conductive and grounded.

Keksinnön mukaisen laitteen niissä sovellutuksissa, joissa elektrodit on suljettu ilmanvirtausputkeen, 30 on huomattu edulliseksi käyttää yhtä koronaelektrodia K järjestettynä siihen keskeisesti, koska tällä tavoin saavutetaan suurin mahdollinen etäisyys putken seinän ja koronaelektrodin välillä ja vähin mahdollinen korona-elektrodin toiminnan häiriö johtuen putken seinästä. 35 Kuitenkin vaihtoehtoisesti voidaan käyttää kahta koronaelektrodia asennettuna symmetrisesti putken symmetristen tasojen vastaaville sivuille. Tässä sovellutukses- 3i 84676 sa vain putken 1 seinä tai sivu vaikuttaa kumpaankin elektrodiin ja molemmat elektrodit toimivat keskenään samanlaisissa olosuhteissa. Näin ei kuitenkaan tapahdu silloin, kun useampi kuin kaksi elektrodia on sijoitettu 5 putkeen. Niissä sovellutuksissa, missä kaksi koronaelekt-rodia sijaitsevat symmetrisesti ilmanvirtausputkessa, voi olla edullista myös asentaa kaksi kohde-elektrodia vierekkäin vastaavalla symmetrisellä tavalla, kohde-elektrodien tässä suhteessa sopivasti omaten yhteisen 10 sähköisesti johtavan seinän.In those applications of the device according to the invention in which the electrodes are enclosed in an air flow tube, it has been found advantageous to use one corona electrode K arranged centrally therein, as this achieves the maximum distance between the tube wall and the corona electrode and the lowest possible corona electrode malfunction. 35 Alternatively, however, two corona electrodes can be used mounted symmetrically on the respective sides of the symmetrical planes of the tube. In this application, only the wall or side of the tube 1 acts on both electrodes and both electrodes operate under similar conditions. However, this does not happen when more than two electrodes are placed in the 5 tubes. In applications where the two corona electrodes are located symmetrically in the air flow tube, it may also be advantageous to mount the two target electrodes side by side in a corresponding symmetrical manner, the target electrodes suitably having a common electrically conductive wall in this respect.

Kuvan 12 esittämässä tapauksessa on ymmärrettävää, että sähköisesti johtavan ja maadoitetun pinnoitteen tai reunuksen E eristävän ilmanvirtausputken 1 sisäpuolella ei tarvitse ulottua koronaelektrodista K ylävir-15 taan, missä tapauksessa koronaelektrodista K ylävirtaan ilmenevät lisävaraukset sähköisesti johtavan putken sisäpinnassa toimivat muodostaen koronaelektrodin K tarpeellisen suojauksen.In the case shown in Fig. 12, it is understood that inside the electrically conductive and grounded coating or edge E insulating air flow tube 1, it is not necessary to extend upstream of the corona electrode K, in which case additional charges upstream of the corona electrode K act to provide a corona electrode.

Lisäongelma tällaisissa ilmansiirtolaitteissa 20 ilmenee, kun koronaelektrodi on muodoltaan lanka, joka ulottuu ilmanvirtauksen poikki ja on kiinnitetty molemmista päistään sähköisesti eristävillä liittimillä.A further problem with such air transfer devices 20 occurs when the corona electrode is in the form of a wire extending across the air flow and secured at both ends by electrically insulating connectors.

Sama ongelma voi myös ilmetä muilla elektrodityypeillä, jotka ulottuvat ilmanvirtauksen poikki. Tässä suhteessa 25 on huomattu, että koronaelektrodi antaa huomattavasti enemmän koronavirtaa elektrodin keskiosassa pituusyksikköä kohti kuin sen päädyissä. Tämä ilmeisesti johtuu elektrodin liittimien suojausvaikutuksesta ja putken seinämistä elektrodin molemmissa päissä, kun laitteeseen 30 kuuluu ilmanvirtausputki. Alhaisen koronavirran tapauksissa huomattava osa koronaelektrodin molemmista päistä voidaan jopa katsoa merkityksettömäksi tai leikata pois. Tämä johtaa ionivirran epätasaiseen siirtymiseen ja täten ilmavirtauksen epätasaiseen siirtymiseen ilma-35 virran poikkileikkauspinta-alalla. Kun laitteeseen kuuluu ilmanvirtausputki, joka ympäröi elektrodeja, on huomattu, että poikkileikkausta katsottaessa, nämä ilmanvirtausput- 32 8 4 6 7 6 ken osat sijaitsevat vastapäätä koronaelektrodien vastaavia päitä ilmaisten ilmavirtauksen, joka liikkuu vastakkaiseen suuntaan halutusta. Tämä ilmiö voi suuresti huonontaa ja jopa täydellisesti eliminoida laitteen 5 tehokkaan ilmansiirron. Kuitenkin tämä ongelma voidaan voittaa keksinnön lisäkehitelmällä antamalla kohde-elektrodille ja/tai heräte-elektrodille tietty muoto. Kohde-elektrodin sopiva muoto edellämainitussa suhteessa on kuvattuna kaaviollisesti ja esimerkinomaisesti kuvassa 10 13, mikä esittää keksinnön mukaista laitetta, jossa on ilmanvirtausputki 1, esitettynä katkoviivoilla, poikkileikkaukseltaan kapea pitkänomainen ja suorakulmainen. U~ lottuen poikki putken 1 kahden lyhyen seinän välissä on lankamainen koronaelektrodi K. Kohde-elektrodi M on 15 muodoltaan johtava kerros tai pinnoite putken seinän sisäpinnassa ja tässä sovellutuksessa se on muotoiltu siten, että katsottuna putken aksiaalisesta suunnasta, se sijaitsee lähempänä koronaelektrodin K päätyosia kuin sen keskiosaa putken poikittaissuunnassa. Esimerkiksi 20 aksiaalinen etäisyys kohde-elektrodin M ja koronaelektrodin K välillä keskiosassa voi olla 60 mm, kun taas vastaava aksiaalinen etäisyys kohde-elektrodista vastapäätä sijaitsevaan koronaelektrodin päätyyn on vain 40 mm. Tämän muotoinen kohde-elektrodi eliminoi edelläkuva-25 tun ongelman ja täten saavutetaan olennaisesti tasainen koronavirran siirtyminen pitkin koko koronaelektrodin pituutta.The same problem can also occur with other types of electrodes that extend across the air flow. In this regard, it has been found that the corona electrode provides significantly more corona current at the center of the electrode per unit length than at its ends. This is apparently due to the protective effect of the electrode connectors and the walls of the tube at both ends of the electrode when the device 30 includes an air flow tube. In cases of low corona current, a substantial portion of both ends of the corona electrode can even be considered insignificant or cut off. This results in an uneven displacement of the ion current and thus an uneven displacement of the air flow in the cross-sectional area of the air-35 current. When the device includes an airflow tube surrounding the electrodes, it is observed that when viewed in cross section, these portions of the airflow tube are located opposite the respective ends of the corona electrodes, indicating an airflow moving in the opposite direction as desired. This phenomenon can greatly worsen and even completely eliminate the efficient air transfer of the device 5. However, this problem can be overcome by a further development of the invention by giving the target electrode and / or the excitation electrode a certain shape. A suitable shape of the target electrode in the above-mentioned relationship is illustrated schematically and by way of example in Fig. 10 13, which shows a device according to the invention with an air flow tube 1, shown in broken lines, of narrow elongation and rectangular cross-section. Across the two short walls of the tube 1 there is a wire-like corona electrode K. The target electrode M is in the form of a conductive layer or coating on the inner surface of the tube wall and in this application is shaped closer to the end portions of the corona electrode K when viewed from the axial direction. its central part in the transverse direction of the tube. For example, the axial distance 20 between the target electrode M and the corona electrode K in the center portion may be 60 mm, while the corresponding axial distance from the target electrode to the opposite end of the corona electrode is only 40 mm. The target electrode of this shape eliminates the problem described above, and thus a substantially uniform displacement of the corona current along the entire length of the corona electrode is achieved.

Sama lopputulos voidaan saavuttaa, kun heräte-elektrodi järjestettynä koronaelektrodin ja kohde-elekt-30 rodin väliin muodostetaan edellämainitulla tavalla kuten esitetty viittaamalla kuvaan 13 kohde-elektrodin suhteen. Tässä tapauksessa kohde-elektrodi voi olla muodoltaan kuvan 13 mukainen tai normaali, ts. siten, että sen aksiaalinen etäisyys koronaelektrodista on yhtä suuri 35 joka kohdasta. Vastaava tulos voidaan myös saavuttaa heräte-elektrodien avulla, jotka sijaitsevat ainoastaan koronaelektrodin molempien päätyosien läheisyydessä.The same result can be obtained when the excitation electrode arranged between the corona electrode and the target electrode is formed in the above-mentioned manner as shown with reference to Fig. 13 with respect to the target electrode. In this case, the shape of the target electrode may be as shown in Fig. 13 or normal, i.e., so that its axial distance from the corona electrode is equal at each point. A similar result can also be achieved by means of excitation electrodes located only in the vicinity of both end parts of the corona electrode.

33 8467633 84676

Kuitenkin olennaisin piirre on, että kohde-elektrodi ja/tai heräte-elektrodit ovat muodoltaan sellaiset, että ilmanvirtaustien poikki ulottuva koronaelektrodi K tuottaa olennaisesti saman määrän koronavirtaa pituusyk-5 sikköä kohti koko sen pituudelta, ts. myös koronaelektro-din päätyosissa.However, the most essential feature is that the target electrode and / or the excitation electrodes are shaped such that the corona electrode K extending across the airflow paths produces substantially the same amount of corona current per unit length along its entire length, i.e. also at the end portions of the corona electrode.

Kuvan 12 mukaisen muodon omaavia kohde-elektrodia ja heräte-elektrodia voidaan myös edullisesti käyttää sovellutuksessa, jossa elektrodeja ei ole suljettu ilman-10 virtausputkeen, koska tämän muotoiset kohde-elektrodi ja heräte-elektrodi mahdollistavat koronavirran jakautumisen tasaisemmin koko elektrodin pituudelle.The target electrode and the excitation electrode having the shape of Figure 12 can also be advantageously used in an application where the electrodes are not enclosed in the air-flow tube, because the target electrode and the excitation electrode of this shape allow the corona current to be more evenly distributed over the entire electrode length.

Keksinnön mukaista laitetta koostuen kuvan 10 esittämästä sovellutuksesta käytettiin kokeilutarkoituk-15 sissa käytännössä. Tässä koelaitteessa suojaelektrodin S tason ja koronaelektrodin K tason välinen etäisyys oli 12 mm, kun taas koronaelektrodin K muodostaman tason ja kohde-elektrodin M välinen etäisyys oli 85 mm. Keskinäinen etäisyys lankamaisten koronaelektrodin elektrodiele-20 mentin välillä oli 50 mm ja heräte-elektrodin elektro-dielementit oli järjestetty samaan tasoon koronaelektrodin K elementtien kanssa keskeisesti niiden väliin. Eri elektrodit liitettiin jännitteisiin piirustuksen mukaisesti. Ilmanvirtausputki 1 mitoiltaan 35 x 22 cm poikki-25 leikkaukseltaan ja maadoitettu suojaava hila G järjestettiin putken sisäänmenoon. Kun tämä laite asetettiin vapaasti pöydälle, saavutettiin ilmanvirtausnopeus 0,5 m sekunnissa. Kokonaiskoronavirta koronaelektrodista oli noin 50 μΑ, josta 40 μΑ kulki kohde-elektrodiin M. Ilman-30 virtauksen nopeus noin 0,5 m sekunnissa saavutettiin tehon kulutuksella 5-6 W/m2 virtausputken poikkipinta-alaan nähden. Tarvittava teho vastaavan ilmanvirtauksen nopeuden saavuttamiseksi vastaavalla laitteella jossa ei ole suojaelektrodia ja heräte-elektrodia, vaan sama 35 jännite koronaelektrodissa oli noin 100 W/m2. Tässä tapauksessa koronaelektrodin K ja kohde-elektrodin M etäisyys oli noin 50 mm ja etäisyys koronaelektrodista 34 84676 K suojaavaan hilaan G putken suussa oli 100 mm. Keksinnön mukaisessa laitteen tässä sovellutuksessa suojaavan hilan etäisyydellä koronaelektrodista ei ollut havaittavaa vaikutusta laitteen tehoon.The device according to the invention, consisting of the application shown in Figure 10, was used for experimental purposes in practice. In this test apparatus, the distance between the plane of the protective electrode S and the plane of the corona electrode K was 12 mm, while the distance between the plane formed by the corona electrode K and the target electrode M was 85 mm. The mutual distance between the electrode elements of the wire-like corona electrode was 50 mm, and the electrode elements of the excitation electrode were arranged in the same plane as the elements of the corona electrode K centrally between them. The various electrodes were connected to the voltages according to the drawing. An air flow pipe 1 measuring 35 x 22 cm in cross-25 and a grounded protective grating G was arranged at the inlet of the pipe. When this device was placed freely on the table, an air flow rate of 0.5 m per second was reached. The total corona current from the corona electrode was about 50 μΑ, of which 40 μΑ flowed to the target electrode M. The air-30 flow rate of about 0.5 m per second was achieved with a power consumption of 5-6 W / m2 relative to the cross-sectional area of the flow tube. The power required to achieve a corresponding air flow rate with a corresponding device without a protective electrode and an excitation electrode, but with the same voltage at the corona electrode, was about 100 W / m2. In this case, the distance between the corona electrode K and the target electrode M was about 50 mm and the distance from the corona electrode 34 84676 K to the protective lattice G in the mouth of the tube was 100 mm. In this embodiment of the device according to the invention, the distance of the protective lattice from the corona electrode had no noticeable effect on the power of the device.

5 Ilman siirtoa keksinnön mukaisen laitteen tai järjestelmän läpi voidaan yhä lisätä järjestämällä useita elektrodirivejä, jokaisen rivin käsittäessä koronaelekt-rodin, kohde-elektrodin, suojaelektrodin ja mahdollisesti heräte-elektrodin, jaksottain yhdessä ja samassa ilman-10 virtausputkessa. Edellämainitulla tavalla suojaelektrodin sijoitus ylävirtaan jokaisesta koronaelektrodista tehokkaasti estää ei-toivotut ja vahingolliset ionivirtaukset ylävirtauksen suuntaan, tällaisen virtauksen ollessa väistämätön kaskadikytkennässä suojaelektrodin poissaol-15 lessa.Without transfer through the device or system according to the invention, it is still possible to increase the number of rows of electrodes, each row comprising a corona electrode, a target electrode, a protective electrode and possibly an excitation electrode, periodically in one and the same air-flow tube. As mentioned above, the placement of the shield electrode upstream of each corona electrode effectively prevents unwanted and harmful ion currents in the upstream direction, such flow being inevitable in cascade in the absence of the shield electrode.

Laite mahdollistaa suhteellisen yksinkertaisen rakenteen omaavan äärimmäisen tehokkaan ilmansiirtolait-teen. Lisäksi keksinnön mukaisesti konstruoitu laite on suhteellisen halpa, pienikokoinen ja kevyt. Laite on myös 20 pieni energiankulutukseltaan ja täysin hiljainen toiminnaltaan.The device enables an extremely efficient air transfer device with a relatively simple structure. In addition, the device constructed in accordance with the invention is relatively inexpensive, compact and lightweight. The device is also 20 low in energy consumption and completely quiet in operation.

Kun keksinnön mukaista ilmansiirtolaitetta käytetään sähköstaattisten suotimien yhteydessä, kohde-elektrodi M voidaan järjestää muodostamaan samanaikaises-25 ti osat sähköstaattisen suotimen erotuspinnoista ottamaan vastaan epäpuhtauksia, jotka varautuvat törmätessään ilman ioneihin, esim. sinänsä tunnetulla kapasitiivisella erottimella. Kun kohde-elektrodi M toimii erotuspintana laitteen läpi kulkevan ilman kuljettamille epäpuhtauksil-30 le, kohde-elektrodi edullisesti rakentuu tavalla, joka mahdollistaa sen helpon poiston tai puhdistuksen elektrodin peittyessä erotetuista epäpuhtauksista. On huomattava, että tämä voidaan helposti saavuttaa silloin, kun laite ei käsitä elektrodeja ympäröivää ilmanvirtausput-35 kea. Tällaisessa yhteydessä kohde-elektrodi voi mahdollisesti olla muodoltaan nauhamaista materiaalia syötettynä varastokelalta tai syötettynä puhdistuslaitteen läpi, kun 35 8 4 6 7 6 kohde-elektrodina käytetty nauhan osa on likaantunut erotetuista epäpuhtauksista.When the air transfer device according to the invention is used in connection with electrostatic precipitators, the target electrode M can be arranged to simultaneously form parts of the separation surfaces of the electrostatic precipitator to receive impurities which charge when they collide with air ions, e.g. a capacitive separator known per se. When the target electrode M acts as a separation surface for contaminants carried by the air passing through the device, the target electrode is preferably constructed in a manner that allows it to be easily removed or cleaned as the electrode is covered from the separated contaminants. It should be noted that this can easily be achieved when the device does not comprise an airflow tube surrounding the electrodes. In such a connection, the target electrode may possibly be in the form of a strip-like material fed from a storage coil or fed through a cleaning device when the part of the strip used as the target electrode is dirty from the separated impurities.

Claims

36 84676

An apparatus for conveying air by means of an electric ion wind, the apparatus comprising at least one corona electrode (K) and at least one target electrode (M) through which air flows in the apparatus and located downstream of the corona electrode in the desired air flow direction, and further comprising a DC voltage source (3), one pole of which is connected to the corona electrode and the other terminal to the target electrode, the voltage between the corona electrode structure and the voltage source terminals being such that the corona electrode has an air ion generating corona discharge, characterized in that the device includes a Corona -15 protection of the electrode (K) upstream of the corona electrode so that the product of the strength of the upstream ion current and the travel of this ion current from the corona electrode is practically zero or in any case considerably less than the intensity of the ion current 20 and downstream of the corona electrode the inflow of the flowing ion current, and that the distance between the part of the corona electrode (K) and the part of the target electrode (M) which receives most of the ion current is at least 50 mm and preferably at least 80 mm.

Device according to Claim 1, characterized in that the protection is implemented by connecting a corona electrode (K) to the terminal of a direct voltage source (3), the potential of which substantially corresponds to the potential in the immediate vicinity of the device.

Device according to Claim 1, characterized in that the protection is provided by arranging an electrically conductive protective electrode (S) upstream of the corona electrode (K), the protective electrode being at a potential having the same polarity with respect to the target electrode (M) as the corona electrode potential.

Device according to Claim 3, characterized in that the protective electrode (S) is electrically connected to the corona electrode (K).

Device according to Claim 3 or 4, characterized in that the geometric shape and position of the protective electrode (S) relative to the corona electrode (K) are such that it forms an equipotential surface or barrier upstream of the corona electrode which is substantially impermeable to air ions generated by the corona electrode (K).

Device according to Claim 1, characterized in that the protection is provided by enclosing at least the corona electrode (K) in an air flow tube (1) whose walls are made of dielectric material and which extend upstream of the corona electrode at a distance at least equal to the corona electrode and the target electrode (15). M) and preferably 1.5 times this distance.

Device according to Claim 6, characterized in that the air flow tube (1) upstream of the corona electrode (K) is provided with partitions (7) of 20 dielectric material which extend substantially parallel to the longitudinal direction of the tube.

Device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the device comprises an excitation electrode (E) in the vicinity of the corona electrode (K) at a smaller axial distance from it than the target electrode (M); that the excitation electrode is connected to a potential having the same polarity with respect to the corona electrode as the potential of the target electrode and is so formed and arranged relative to the corona electrode that it cooperates with the corona electrode corona discharge development without increasing corona discharge in its vicinity and the ionic current flowing from the corona electrode 35 to the excitation electrode is substantially less than the portion of the total ionic current flowing to the target electrode.

Device according to Claim 8, characterized in that the potential difference between the excitation electrode (E) and the corona electrode (K) is smaller than the potential difference between the target electrode (M) and the corona electrode (K).

Device according to Claim 8, characterized in that the excitation electrode (E) is connected directly to the terminal of the voltage source (3), which is connected to the target electrode (M) via a large resistor (6).

Device according to Claim 8, characterized in that the target electrode (M) extends towards the corona electrode (K) at least in its axial proximity; and that the electrically conductive material of the target electrode has a high resistivity and the part of the target electrode furthest from the corona electrode is connected to one terminal of the voltage source; and that the part of the target electrode located axially close to the corona electrode acts as an excitation electrode.

Device according to claim 8, characterized in that the target electrode comprises 20 electrically conductive parts extending axially towards the corona electrode in its proximity and having a substantially smaller electrically conductive surface area than most of the target electrode located at a substantially axial distance from the corona electrode. 25, most of which is connected to one terminal of the voltage source; and that these parts axially located in the vicinity of the corona electrode act as an excitation electrode.

Device according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the target electrode (M) and optionally the excitation electrode (E) have electrically conductive surfaces which extend parallel to the direction of the air flow and surround the air flow path.

Device according to claim 13, wherein the electrodes (K, M, E, S) are inside the air flow tube (1), characterized in that the target electrode 39 8 4 6 7 6 (M) and optionally the excitation electrodes (E) and the protective electrodes (S) comprise electrically conductive surfaces in the wall of the air flow tube (1).

Device according to one of Claims 1 to 13, in which the electrodes (K, M, S) are inside an air flow tube (1), characterized in that the target electrode (M) has electrically conductive surfaces extending parallel to the walls of the air flow tube (1). located at a distance from them inwards; and that the wall of the air flow tube (1) comprises an electrically insulating material and the outside includes a grounded electrically conductive surface (10).

Device according to one of Claims 1 to 12, in which the electrodes (K, M, S) are located inside the air flow tube (1), characterized in that the wall of the air flow tube (1) comprises at least one electrically conductive inner surface (E), which is preferably grounded, and that the target electrode (M) includes electrically conductive surfaces parallel to the wall of the airflow tube 20 located substantially spaced inwardly therefrom; and that the target electrode and the Corona electrode are connected to potentials of opposite polarity to the ground.

Device according to Claim 16, characterized in that the wall of the air flow pipe is entirely electrically conductive.

Device according to claim 16, characterized in that the air flow tube (1) comprises a wall consisting of an electrically insulating material and having an electrically conductive, preferably grounded, layer extending axially approximately downstream of the corona electrode (K) on the target electrode (K). M).

Device 35 according to one of Claims 15 to 18, characterized in that the distance between the wall of the air flow tube (1) and the nearest surface of the target electrode (M) is approximately 50% of the cross-sectional dimension of the area surrounding the target electrode.

Device according to one of Claims 16 to 18, characterized in that at least part of the inner surface of the air flow tube comprises a layer of chemically absorbent material or is rinsed with water or a chemically active liquid.

Device according to one of Claims 16 to 18, characterized in that the temperature 10 of the pipe is regulated.

Device according to one of Claims 1 to 21, characterized in that the electrodes to which a high potential with respect to ground is applied are connected to the DC voltage source (3) via a resistor (8, 9) with such a high resistance that in any case the electrodes are grounded , the total short-circuit current reaches a maximum value of about 300 μΑ.

Device according to one of Claims 1 to 22, characterized in that the electrodes to which the potential 20 differs from the ground potential and has a substantial capacitance consist of a material with a high resistivity, so that when any contact is made, the capacitive discharge current is limited to an acceptable level.

Device according to one of Claims 1 to 23, characterized in that the corona electrode (K) and the target electrode (M) are connected to potentials of opposite polarity to the ground.

Device according to one of Claims 1 to 24, characterized in that the DC voltage source is arranged to periodically switch off the supply of voltage to the electrodes for short periods of time.

Device according to one of Claims 1 to 25, characterized in that the corona electrode (K) 35 extends transversely to the air flow path (1); that the target electrode (M) has an electrically conductive surface surrounding this path and extending parallel to it <ι 84676; and that the axial distance between the corona electrode and the nearest edge of the conductive surface of the target electrode is shorter at the end portions of the corona electrode than at the center of the corona electrode.

Device according to Claim 8, characterized in that the corona electrode (K) extends transversely to the air flow path (1); that the excitation electrode (E) has an electrically conductive surface surrounding this air flow path and extending parallel in its direction 10; and that the axial distance between the corona electrode (K) and the adjacent edge of the conductive surface of the excitation electrode is shorter at the ends of the corona electrode than at its central portion.

Device according to Claim 8, characterized in that the corona electrode (K) extends transversely to the air flow path (1); that the excitation electrode (E) has an electrically conductive surface extending parallel to the air flow paths; and that the electrically conductive surfaces forming the excitation electrode are located substantially only axially opposite the end portions of the corona electrode. 42 84676