KR101934887B1 - 전극의 공기 이온화부를 세척하기 위한 세척 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극(3)의 공기 이온화부(4)를 세척하기 위한 세척 디바이스(1)를 제공하고, 상기 디바이스는 상기 전극의 상기 공기 이온화부와 물리적 접촉하도록 배열된 세척 부재(5)를 포함하고, 전극의 공기 이온화부 및 세척 부재는 서로에 대해 슬라이드하도록 배열된다. 세척 디바이스는 전극의 상기 공기 이온화부(4)와 세척 부재(5) 사이의 상대 운동을 활성화하도록 배열된 액추에이터(6, 8, 9)를 추가로 포함한다. 공기 이온화부 및 세척 디바이스를 포함하는 이온화 전극, 뿐만 아니라 이러한 전극을 포함하는 초미세 입자 센서, 공기 이온화기 또는 정전 공기 세척기가 또한 제공된다.

Description

전극의 공기 이온화부를 세척하기 위한 세척 디바이스{A CLEANING DEVICE FOR CLEANING THE AIR-IONIZING PART OF AN ELECTRODE}

본 발명은 전극의 공기 이온화부를 세척하기 위한 세척 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 세척 디바이스를 포함하는 이온화 전극과, 이온화 전극을 포함하는 초음파 입자 센서, 공기 이온화기 및 정전 공기 세척기에 관한 것이다.

공기 이온화 전극은 복사기, 전기 공기 세척기, 공기 이온화기 및 초미세 입자 센서와 같은 장비에 사용되고 있다. 이들은 빈번히 얇은-와이어 전극 또는 니들-팁 전극으로서 실시되고, 이온화 전극의 바로 부근에서 공기를 이온화하기 위해 충분히 높은 전압(V_cor)으로 설정되는 고전압(HV) 공급부에 접속된다. 포지티브 HV가 사용되는 경우에, 이온화 전극은 공중 포지티브 이온을 효과적으로 방출한다. 네거티브 이온은 네거티브 HV가 사용될 때 방출된다. 방출된 이온들은 공중 입자에 자체로 부착될 수 있어, 이에 의해 입자를 하전한다. 공기 세척기에서, 입자 하전은 입자 하전 섹션으로부터 하류측에 위치된 하전된 매체 필터 내의 입자 포획 효율을 증가시키는데 유용하다. 공기 이온화기와 관련하여, 방출된 이온(종종 쌍극 혼합물로서 존재함)은 전하 중성화를 통해 표면 상에 정전하의 축적을 방지하는 기능을 한다. 초미세 입자(UFP) 센서에서, 방출된 이온은 센서를 통해 통과하는 기류 내의 입자를 하전하는 기능을 한다. UFP 센서는 이후에 입자 결합된 전하를 측정함으로써 공중 입자 농도를 결정한다[예를 들어, J. Marra; Journal of Nanoparticle Research(2010년), Vol. 12, pp. 21-37 참조].

이온화 전극을 위한 중요한 요건은 총 방출된 이온화 전류가 시간상 일정하게 유지된다는 것이다. 이는 일반적으로 전자 피드백 메커니즘을 도입함으로써 충족되는데, 이는 이온화 전극에 인가된 전압이 항상 일정한 사전 설정된 이온화 전류가 방출되도록 하는 것을 보장한다.

이온화 전극을 위한 다른 중요한 요건은 전극 주위의 공간 이온 방출 밀도가 원통형 대칭성을 나타내고(이 경우에 와이어 또는 니들은 실린더의 축임), 시간이 경과하면 실질적으로 불변 유지되는 것이다. 이는 이들의 입자 하전 섹션 내의 모든 위치에서 균일하고 예측 가능한 입자 하전도를 보장하기 위해 UFP 센서에 특히 중요하다. 그러나, 이온화 전극 상의 공기로부터 오염물의 점진적인(불균일한) 침착에 기인하여, 이 요건은 항상 보장되는 것은 아니다. 전극 상의 침착물 또는 오염물은 침착된 미립자 종, 뿐만 아니라 NH₄NO_x 및 SiO₂ 잔류물로 이루어질 수 있다. NH₄NO_x의 축적은 이온화 전극 주위의 코로나 플라즈마 영역 내의 NO_x로의 N₂의 산화 및 고체 NH₄NO_x(x=2 또는 3) 염을 형성하기 위해 수분의 존재하에서 NH₃ 가스와 NO_x의 후속의 반응으로부터 발생한다. SiO₂는 코로나 플라즈마 영역 내의 실리콘 함유 가스의 산화로부터 잔류물로서 형성된다. 이들 침착물은 사실상 절연성이고, 이온화 전극 상의 이들의 형성 및 성장이 경험되어 전극 주위의 방출된 이온 밀도의 공간적 특성을 점진적으로 변경시킨다. 니들-팁 전극이 사용되는 경우에, 공기 이온화가 발생하는 플라즈마 영역이 전극 팁에 대부분 구속된다. 따라서, 오염 침착물은 전극 팁에서 또는 바로 부근에서 주로 발견된다. 얇은-와이어 전극이 사용되는 경우에, 공기 이온화 및 또한 오염 침착물의 형성은 와이어의 전체 길이를 가로질러 발생한다. UFP 센서에서, 이러한 침착물/오염물의 존재는 시간이 경과하면 입자 하전 거동에 영향을 미치고, 이에 의해 이들 디바이스의 신뢰성을 감소시킨다. 이는 이러한 센서가 UFP 오염의 주요 특성, 특히 UFP 수농도(N) 및 평균 입경(d_{p . av})으로의 측정된 전류 신호의 정확한 해석에 의존하기 때문에 문제가 된다. 결국에는, 소량의 침착물이 로컬 코로나 전류의 영향 하에서 나노입자로서 공기 내로 재차 배출될 수 있어, 이에 의해 UFP 센서의 판독치의 신뢰성에 더 영향을 미친다. 이 문제점은 UFP 측정이 항상 실리콘 함유 가스로 소정 정도 오염되는 실내 환경에서 수행될 때 상당히 심각하다.

이 오염 문제점을 처리하기 위해, 이온화 전극(들)은 때때로 수동으로 세척될 수 있다. 또한, US 5 768 087호에 개시된 특정 브러시와 같은 몇몇 세척 디바이스가 제안되어 있지만, 이들의 적용성의 범주는 심하게 제한되어 있다. 더욱이, 세척은 고비용이고 시간 소모적일 수 있다. 이온화 전극의 상류측의 활성화 탄소 필터의 설치는, 이러한 필터의 존재가 또한 측정하기를 원하는 샘플링된 공기 내의 UFP 농도에 영향을 미치기 때문에, 샘플링된 공기로부터 실리콘 가스를 흡착하지만 UFP 센서에 허용 가능하지 않을 수 있다. 활성화 탄소 필터는 이온화 전극 상의 미립자 오염물 또는 NH₄NO_x의 침착을 회피하기 위해 효과적이지 않다. 따라서, 니들-팁 또는 얇은-와이어 전극과 같은 공기-이온화 전극을 위한 개량된 또는 대안적인 세척 디바이스가 당 기술 분야에 요구된다.

본 발명의 목적은 상기 기술 및 종래 기술의 개량을 제공하는 것이다. 상기 목적은 전극의 공기 이온화부를 세척하기 위한 세척 디바이스에 의해 본 발명의 제 1 양태에 따라 제공되고, 이 디바이스는 전극의 공기 이온화부와 물리적 접촉하도록 배열된 세척 부재를 포함하고, 전극의 공기 이온화부 및 세척 부재는 서로에 대해 슬라이드하도록 배열된다. 세척 디바이스는 전극의 공기 이온화부와 세척 부재 사이의 상대 운동을 활성화하도록 배열된 액추에이터를 추가로 포함한다.

전극의 세척은 전극의 공기 이온화부 상에 흡착되거나 침착된 침착물 또는 오염물의 제거 또는 부분 제거를 수반할 수 있다. 이러한 오염물은 일반적으로 공기 이온화 전극의 성능을 감소시키고, 따라서 네거티브 방식으로 공기 이온화 전극 주위의 방출된 이온 밀도의 공간적 특성에 영향을 미친다. 오염물은 미립자 오염물, 뿐만 아니라 예를 들어 NH₄NO_x 및 SiO₂ 잔류물의 축적물일 수 있다.

전극의 공기 이온화부는 니들-팁 또는 얇은 와이어를 포함할 수도 있다. 따라서, 전극은 예를 들어 니들-팁 전극 또는 얇은 와이어 전극일 수 있다. 니들-팁 전극은 초미세 입자 센서(UFP), 공기 이온화기 및 정전 공기 세척기 내의 입자 하전기 내의 용례에 적합한 니들-팁 전극을 칭한다. 니들-팁 전극은 따라서 니들-팁 전극의 날카로운 팁의 부근에서 공기를 이온화하기 위한 능력을 가질 수 있는데, 즉 이는 이온화 전극일 수 있다. 본 발명의 니들-팁 전극은 일반적으로 고전압(HV) 공급부에 접속될 것이다. 니들-팁 전극 대신에, 또한 얇은-와이어 전극이 공기 이온화의 목적으로 사용될 수 있다. 공기 이온화는 이어서 얇은 와이어의 표면에서의 전기장이 공기를 국부적으로 이온화하기 위해 충분히 높아질 때 얇은 와이어의 전체 길이를 가로질러 발생한다.

본 발명의 제 1 양태는 전극의 공기 이온화부의 외부면과 물리적으로 접촉하도록 배열된 세척 부재를 포함하는 세척 디바이스가 공기 이온화 전극 표면으로부터 오염물을 제거하기 위한 우수한 공구라는 식견에 기초하고, 여기서 전극 및 세척 부재는 서로에 대해 슬라이드하도록 배열되고, 세척 디바이스는 이러한 운동을 활성화하기 위한 액추에이터를 추가로 포함한다. 따라서, 본 발명의 제 1 양태의 세척 디바이스의 액추에이터는 전극 표면의 자동 및 심지어 주기적인 세척을 제공하는데, 즉 수동 세척의 임의의 요구가 없다. 따라서, 본 발명의 제 1 양태에 따른 세척 디바이스는 바람직하지 않은 침착물로부터 공기 이온화 전극의 자동 세척을 주기적으로 수행하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 세척 빈도는 충분히 청결한 이온화 전극이 항상 보장되도록 선택될 수 있다. 액추에이터의 존재는 예를 들어 UFP 센서, 공기 이온화기 또는 공기 세척기의 훨씬 연장된 유지 보수 없는 작동 기간을 보장한다.

공기 이온화 전극 표면의 세척 중에, 세척 부재는 전극 표면에 대해 이동하거나 그 반대도 마찬가지인데, 즉 전극 표면은 또한 세척 부재에 대해 이동할 수도 있다. 따라서, 세척 부재는 전극이 고정 위치에 있는 동안 공기 이온화 전극 표면을 따라 슬라이드할 수 있고, 전극 표면은 세척 부재가 고정 위치에 있는 동안 세척 부재를 따라 슬라이드할 수 있다.

따라서, 세척 부재는 전극과 물리적으로 접촉하는 동안 전극의 공기 이온화부의 길이를 따라 슬라이드하도록 배열될 수 있다.

세척 중에, 전단력은 세척 부재가 전극에 대해 이동함에 따라 공기 이온화 전극의 표면 상에 인가되고, 이는 전극 표면으로부터 침착된 오염물을 물리적으로 또는 기계적으로 제거하거나 적어도 감소시킨다. 전단력은 전극의 공기 이온화부의 표면에 평행하거나 접선방향으로 인가되는 힘을 칭한다.

본 발명의 제 1 양태의 실시예에서, 세척 부재는 전극의 공기 이온화부의 원주와 접촉하도록 배열될 수 있다. 이는 따라서 세척 부재의 단일 슬라이드 중에 전극의 공기 이온화부의 실질적으로 전체 표면적의 세척을 제공하기 때문에 유리하다.

따라서, 전극의 공기 이온화부는 니들-팁 또는 얇은 와이어를 포함할 수 있고, 세척 부재는 전극의 니들-팁 또는 얇은-와이어부의 원주와 접촉하도록 배열될 수 있다.

액추에이터는 전극의 또는 세척 부재의 공기 이온화부의 운동을 가능하게 할 수 있다. 이는 액추에이터의 작용에 의한 전극의 공기 이온화부의 표면의 세척을 활성화하는 것을 제공한다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 액추에이터는 전자기 액추에이터일 수 있다. 상기 전자기 액추에이터는 자석 및 전기-와이어 코일을 포함하는 전자기 조립체일 수 있다. 이는 코일을 통과하는 전류와 자석 사이에 자력을 생성함으로써 액추에이터를 전자기식으로 활성화하는 것을 제공하는 점에서 유리하다. 자력은 전극의 또는 세척 부재의 공기 이온화부의 물리적 이동을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있는데, 이는 공기 이온화 전극 표면의 세척을 유도하는 편리한 방법이다.

예로서, 액추에이터는 더욱이 자력 가능화된 물리적 이동의 더 양호한 제어를 제공하는 스프링을 포함할 수 있다.

따라서, 액추에이터는 스프링, 전기-와이어 코일 및 자석을 포함하는 전자기 조립체일 수 있다.

전기-와이어 코일 또는 자석이 피스톤 조립체 내에 포함될 때 유리하고, 이에 의해 피스톤 조립체는 스프링에 의해 피스톤 주위의 지지 조립체 내에 스프링 장전된다. 예를 들어, 자석은 피스톤 조립체 내에 포함될 수 있고, 반면에 코일은 지지 조립체 내에 포함된다.

따라서, 세척 디바이스는 스프링을 경유하여 스프링 장전되는 가동 피스톤 조립체를 추가로 포함할 수 있고, 피스톤 조립체는 자석 또는 전기-와이어 코일을 포함한다. 가동 피스톤 조립체는 지지 조립체 내에 스프링 장전될 수 있다.

코일을 통과하는 전류와 자석 사이의 자력은 이어서 지지 조립체에 대해 피스톤 조립체 상의 합력을 야기할 것이고, 이는 홀더 조립체 내에 피스톤 이동을 수반하는 스프링 압축을 극복하기에 충분히 강할 때 피스톤 운동을 야기할 수 있다. 본 실시예에서, 피스톤은 액추에이터의 전자기 활성화 또는 비활성화에 응답하여 2개의 위치 사이에서 지지 조립체에 대해 이동하는 것이 가능할 수도 있다. 2개의 위치는 기계적 제약에 의해 고정된 극단적인 위치일 수 있다. 액추에이터의 활성화는 따라서 사전 설정된 전류가 전기-와이어 코일을 통해 통과될 때, 발생할 수 있다. 액추에이터의 비활성화는 사전 설정된 전류가 전기-와이어 코일로부터 회수될 때 발생한다. 세척 부재가 스프링의 작용에 기인하여 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 전극의 공기 이온화부에 대해 이동하도록 세척 부재가 피스톤 조립체에 연결되고, 제 1 위치는 스프링의 제 1 압축도와 대응하고, 제 2 위치는 스프링의 제 2 압축도와 대응할 때 유리한 실시예가 얻어진다.

따라서, 세척 부재는 이어서 전극의 공기 이온화부에 대해, 스프링의 제 1 압축도와 대응하는 제 1 위치로부터 스프링의 제 2 압축도와 대응하는 제 2 위치로 이동될 수 있다.

예로서, 제 2 위치는 액추에이터가 코일을 통해 전류를 통과시킴으로써 전자기식으로 활성화될 때 얻어질 수 있고, 제 1 위치는 액추에이터 조립체가 코일로부터 전류를 회수함으로써 전자기식으로 비활성화될 때 얻어질 수 있다.

전류는 사전 설정된 전류일 수 있다.

제 2 위치는 따라서 액추에이터가 전자기식으로 활성화되는 상황에 대응할 수 있고, 제 1 위치는 액추에이터가 전자기식으로 비활성화되는 상황에 대응할 수 있다. 제 2 위치는 이어서 자석과 코일 사이의 자력이 스프링의 제 1 압축도로부터 스프링의 제 2 압축도로 스프링을 더 압축하기에 충분할 때 제 1 위치로부터 도달될 수 있다. 액추에이터가 비활성화될 때, 코일과 자석 사이의 자력은 감소되고 또는 함께 소멸되고, 압축된 스프링은 제 2 위치로부터 제 1 위치로 재차 피스톤을 이동시킴으로써 적어도 부분적으로 압축 해제될 것이다.

예로서, 제 1 위치 및 제 2 위치는 제 1 위치로부터 제 2 위치로 또는 그 반대로 이동할 때 세척 부재가 전극의 실질적으로 전체 공기 이온화부의 길이를 따라 슬라이드하도록 배열될 수 있다.

제 1 위치로부터 제 2 위치로 또는 그 반대로 이동할 때 세척 부재가 전극의 전체 공기 이온화 표면을 따라 슬라이드하도록 제 1 및 제 2 위치가 선택될 때 특히 유리하다. 이는 제 1 위치로부터 제 2 위치로 또는 그 반대로 이동할 때 세척 부재의 단일 운동 중에 전극의 전체 공기 이온화 표면을 세척하기 위해 유용하다. 실제로, 공기 이온화 표면은 단일 피스톤 스트로크 중에 2회 세척될 수 있다. 코일 주기 펄스로서 코일을 통해 전류를 인가함으로써, 동반 피스톤 스트로크는 또한 짧은 주기를 가질 것이다. 또한, 니들-팁이 세척되는 빈도는 전류가 코일에 인가되는 빈도, 즉 펄스 빈도에 의해 설정될 수 있다.

본 발명의 제 1 양태의 실시예에서, 세척 부재는 전극의 공기 이온화부가 이를 통해 슬라이드하는 적어도 하나의 천공부를 갖는 시트 또는 포일을 포함한다.

전극의 이온화부가 니들-팁으로서 또는 얇은 와이어로서 실시되면, 니들-팁 전극 또는 얇은-와이어 전극은 따라서 천공부를 통해 돌출함에 따라 세척 부재와 물리적으로 접촉할 수 있고, 세척 부재의 이동은 따라서 세척 부재가 니들-팁 또는 얇은 와이어 각각을 따라 슬라이드함에 따라 돌출부의 부위에서 니들-팁 또는 얇은 와이어의 표면 상에 전단력을 인가한다. 천공부의 에지는 니들-팁이 천공부를 통해 돌출하지 않을 때 서로 접촉하는 것이 가능하면 바람직한데, 이는 이러한 것이 니들-팁이 천공부를 통해 돌출하고 슬라이드함에 따라 천공부의 에지에 의해 인가된 전단력을 제공하기 때문이다.

예로서, 천공부는 중앙 구멍, 중앙 정사각형 십자(cross) 및/또는 중앙 삼각형 십자일 수 있고, 이 천공부를 통해 전극의 공기 이온화부가 돌출될 수 있다.

이러한 천공부는 니들 팁 도는 얇은 와이어가 천공부를 통해 통과하게 하고 이들이 천공부를 통해 돌출하여 슬라이드할 때 니들-팁 또는 얇은 와이어의 표면 상에 전단력을 인가하기 위해 적합하다.

예로서, 시트는 가요성 천공된 포일일 수 있다.

이는 니들-팁 또는 얇은 와이어에 인가된 전단력이 포일의 강성을 변경함으로써, 예를 들어 포일의 두께 또는 포일이 제조되는 재료를 변경함으로써 변경될 수 있기 때문에 유리하다.

다른 예로서, 포일은 연성 비취성 포일 재료로 제조될 수 있다.

연성 비취성 포일 재료가 예를 들어 25 내지 100 ㎛의 범위의 바람직한 두께를 갖는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리에스터 재료로 제조된다.

본 발명의 제 1 양태의 실시예에서, 세척 부재는 다공성 섬유 재료를 포함한다. 적합한 가요성 다공성 섬유 재료가 기계적 먼지 필터로부터 얻어질 수 있고, 이 먼지 필터는 공기 투과성 및 따라서 다공성 시트 구조체 내로 함께 결합되거나 조합되는 섬유로 일반적으로 구성된다. 날카로운 니들-팁 전극 또는 얇은-와이어 전극이 섬유 재료를 통해 즉시 돌출하게 될 수 있고, 섬유는 전극이 섬유 재료를 통해 슬라이드하게 될 때 전극 표면 상에 전단력을 인가한다. 섬유 재료로 구성된 세척 부재의 두께 및 다공성은 전극 표면 상에 인가된 전단력을 적응시키거나 최적화하기 위해 적합한 넓은 한계 내에서 가변적이다.

본 발명의 제 1 양태의 실시예에서, 세척 부재는 지지된 입상 재료를 포함한다. 적합한 입상 재료는 예를 들어 알루미노-실리케이트, SiO₂ 또는 Al₂O₃와 같은 무기 화합물로 구성된 미세 모래이다. 바람직하게는, 입상 재료는 2개의 평행한 다공성 거즈(gauze) 사이에 포함되고, 기공은 미립의 크기보다 작지만, 거즈를 통한 니들-팁 전극 또는 얇은-와이어 전극의 돌출부를 수용하도록 충분히 크다. 전극이 미립 충전된 세척 부재를 통해 슬라이드하게 될 때, 유리된 미립은 전극 표면에 대해 전단하여 그 위의 침착물로부터 이들을 세척한다.

전극의 공기 이온화부에 전단력을 제공하는 임의의 재료가 본 발명에 따른 세척 부재에 사용될 수 있다는 것이 이해된다.

본 발명의 제 1 양태의 실시예에서, 상기에 규정된 바와 같은 공기 이온화부 및 세척 디바이스가 제공된다.

예로서, 세척 디바이스의 세척 부재는 공기 이온화부에 대해 이동하도록 배열될 수 있다. 이는 공기 이온화부가 세척 부재가 세척 중에 공기 이온화부를 따라 슬라이드함에 따라 고정될 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명의 제 1 양태의 실시예에서, 상기에 규정된 바와 같은 전극을 포함하는 초미세 입자 센서, 공기 이온화기 또는 정전 공기 세척기가 제공된다.

본 발명의 특징 및 장점은 첨부된 청구범위 및 이하의 상세한 설명을 연구할 때 명백해질 것이다. 당 기술 분야의 숙련자들은 본 발명의 상이한 특징이 이하에 명시적으로 설명된 것들 이외의 실시예를 생성하도록 조합될 수 있다는 것을 이해한다.

본 발명의 양태가 이제 본 발명의 현재 바람직한 실시예를 도시하는 첨부 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 니들-팁 이온화 전극을 위한 세척 디바이스의 단면도.
도 2는 전류가 전기-와이어 코일을 통해 흐르게 하는 스위치의 폐쇄에 기인하여 시스템의 스프링이 도 1에 도시된 상황에 비교하여 더 압축된 상태에 있는 도 1의 세척 디바이스를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 얇은-와이어 이온화 전극을 위한 세척 디바이스의 단면도.
도 4는 전류가 전기-와이어 코일을 통해 흐르게 하는 스위치의 폐쇄에 기인하여 시스템의 스프링이 도 3에 도시된 상황에 비교하여 더 압축된 상태에 있는 도 3의 세척 디바이스를 도시하는 도면.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 세척 부재로서 사용될 수 있는 가요성 천공된 포일 상의 3개의 유형의 천공부를 도시하는 도면.

본 발명의 실시예에 따른 니들-팁 이온화 전극으로부터 침착물을 제거하기 위한 세척 디바이스(1)의 개략 디자인이 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 니들-팁 이온화 전극(4)은 지지 플레이트(2) 상의 고정 위치에 그 자체로 유지되는 고전압(HV) 전극(3)의 상부에 위치된다. HV 전극(3)은 고전압 공급부(V_cor)에 의해 작동된다.

세척 디바이스(1)는 전극의 니들-팁(4)의 외부면과 물리적으로 접촉하도록 배열된 세척 부재(5)를 포함한다. 본 실시예에서, 세척 부재(5)는 고정된 니들-팁 전극의 원주와 물리적 접촉하는 클램핑된 천공된 가요성 포일의 형태이다.

세척 부재(5)는 중앙 고전압 HV 전극(3)을 에워싸는 피스톤 조립체(7)에 부착된다. 전극(3) 주위의 피스톤 조립체(7)를 둘러싸고 지지하는 지지 조립체(11)가 또한 존재한다.

니들-팁(4) 및 세척 부재(5)는 피스톤 조립체(7)가 중앙 전극(3)에 대해 이동함에 따라 서로에 대해 슬라이드하도록 배열된다. 본 실시예에서, 니들-팁(4) 및 전극(3)은 고정 위치에 있고, 세척 부재(5)는 피스톤 조립체(7)가 HV 전극(3)의 외부면을 따라 슬라이드함에 따라, 즉 그 길이가 도 1에 "S"로서 나타나 있는 피스톤(7)의 스트로크 중에 세척 부재(5)가 니들-팁(4)의 표면을 따라 슬라이드함에 따라, 니들의 길이를 따라 슬라이드한다.

세척 디바이스는 전극(3)에 대한 피스톤 조립체(7)의 상대 이동을 활성화하는 전기기계 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는 여기서 중공 실린더(8)로서 실시되는 영구 자석에 부착된 스프링(6)과, 전류가 전기 와이어 코일(9)을 통해 흐를 때 자석(8) 상에 자력을 인가하도록 배열된 전기 와이어 코일(9)을 특징으로 한다. 전류가 V_coil로부터 코일(9)을 통해 흐르지 않는 경우에, 즉 스위치(10)가 "개방"될 때, 어떠한 자력도 자석(8) 상에 인가되지 않고 피스톤 조립체(7)는 도 1에 도시된 바와 같이, 부분 압축된 나선형 스프링(6)의 존재에 기인하여 고정 위치에 유지된다. 나선형 스프링의 부분 압축된 상태는 또한 피스톤 조립체(7)가 중력의 영향 또는 우발적인 기계적 충격으로부터 가능한 교란 없이 지지 조립체(11)에 대해 그 위치가 고정 유지되는 것을 보장한다. 전류가 코일(9)을 통해 흐르는 경우에, 즉 스위치(10)가 "폐쇄"될 때, 자력이 자석(8) 상에 인가된다. 적절하게 인가된 전류 방향 및 충분하게 높은 전류 밀도에서, 자석(8)은 도 2에 도시된 바와 같이 피스톤의 스트로크인 규정된 거리(S)를 따라 피스톤 조립체(7)의 상향 운동을 야기하는 충분히 강한 상향력을 경험한다. 스프링(6)은 이어서 스위치(10)가 "개방" 위치에 있을 때와 비교하여 더 압축된 상태로 전이된다. 피스톤은 전류가 무효화될 때, 즉 스위치(10)가 재차 "개방"될 때 스프링(6)의 작용에 기인하여 그 원래 위치로 복귀한다. 따라서, 코일(9)을 통해 단일 전류 펄스를 인가함으로써 가능화될 수 있는 피스톤의 단일 스트로크 중에, 세척 부재(5), 즉 가요성 천공된 포일은 니들-팁 이온화 전극(4)의 전체 길이를 따라 2회 슬라이드하여, 이에 의해 니들-팁의 표면 상에 전단력을 인가하는데, 이는 니들-팁 전극(4)으로부터 침착된 재료를 제거한다. 전단력은 포일(5)의 강성은 포일(5)의 강성을 변경함으로써, 예를 들어 그 두께를 변경하거나 포일(5)이 제조되는 재료를 변경함으로써 변경될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 전체 니들-팁 전극(4)은 단일 스트로크 중에 천공된 포일(5)을 통해 견인될 수 있다. 피스톤 조립체(7)는 이에 의해 이온화 전극(4)이 항상 상당한 변형의 임의의 위험 없이 적소에 유지되도록 충분히 지지되도록 성형된다. "개방"으로부터 "폐쇄"로 스위치(10)의 전이를 제어함으로써, 예를 들어 특정 시간 간격 후에 발생하도록 전이를 설정하거나 프로그래밍함으로써, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 세척 디바이스(1)는 바람직하지 않은 침착물로부터 니들-팁 이온화 전극(4)의 자동 세척을 주기적으로 수행하는 것이 가능하다. 세척 빈도는 충분히 청결한 이온화 전극(4)이 항상 보장되도록 선택될 수 있다. 이 액추에이터(1)의 존재는 UFP 센서, 공기 이온화기 또는 공기 세척기의 훨씬 연장된 유지 보수 없는 작동 기간을 보장한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 얇은-와이어 전극으로부터 침착물을 제거하기 위한 세척 디바이스(1)의 개략 디자인이 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 그 내부의 얇은-와이어 전극은 도 1 및 도 2의 니들-팁 전극을 대체한다. 얇은-와이어 전극은 고전압 전극(3)의 공기 이온화부이다. 일 단부에서, 얇은-와이어 전극이 전극(3)에 부착된다. 대향 단부에서, 얇은-와이어 전극은 일반적으로 세척 디바이스(1)가 포함되는 장치의 부분일 것인 절연 소자(13)에 의해 캡핑되어 적소에 지지된다. 도 3 및 도 4에 도시된 세척 디바이스(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 세척 디바이스(1)와 전적으로 유사하게 기능하고 얇은-와이어 전극을 포함하는 세척 디바이스(1)에 대한 상세한 설명에 대해 니들-팁 전극을 포함하는 세척 디바이스(1)에 속하는 이전의 설명이 참조된다. 도 1 및 도 2에 도시된 디바이스에서와 같이, 도 3 및 도 4의 디바이스의 세척 부재(5)는 피스톤 조립체(7) 내에 포함된다. 도 3 및 도 4에 도시된 디바이스의 피스톤 조립체(7) 및 지지 조립체(11)는 피스톤 스트로크(S)의 길이가 얇은-와이어 전극의 실질적으로 전체 길이를 따라 세척 부재(5)를 전단하기에 충분하여, 이에 의해 얇은-와이어 전극의 표면으로부터 오염 침착물의 제거를 가능화하도록 구성된다. 도 5a 내지 도 5c는 천공된 포일(5)이 세척 부재로서 사용될 때 사용을 위해 유리할 수도 있는 천공부의 유형의 다른 예를 도시한다. 도 5a에서, 포일(5)은 다소의 중앙 천공부를 갖고 천공된다. 도 5b에서, 포일(5)은 니들 팁이 십자의 중심을 통해 돌출할 수 있는 다소의 중앙 십자에 의해 천공된다. 도 5c에서, 포일(5)은 다소의 삼각형 천공부에 의해 천공되고, 니들-팁은 삼각형의 중심, 즉 3개의 "라인" 또는 슬릿이 만나는 위치를 통해 돌출될 수 있다. 연성 비취성 포일 재료가 포일(5)로서 사용될 수 있는데, 이는 절단이 발생하는 위치로부터 포일 재료의 임의의 실질적인 손실을 발생하지 않고 절단될 수 있고, 이는 천공부의 에지가 천공부가 절단된 후에 여전히 서로 접촉하는 것이 가능한 것을 의미한다. 그 결과, 니들-팁 전극(4)이 천공부의 중앙부를 통해 돌출할 때, 포일(5)은 그 전체 원주를 따라 전극(4) 상에 전단력을 인가한다.

당 기술 분야의 숙련자는 본 발명이 전술된 바람직한 실시예에 결코 한정되지 않는다는 것을 이해한다. 대조적으로, 다수의 수정 및 변형이 첨부된 청구범위의 범주 내에서 가능하다. 예를 들어, 액추에이터는 전기기계 액추에이터 이외의 다른 유형일 수 있다.

부가적으로, 개시된 실시예의 변형이 도면, 상세한 설명 및 첨부된 청구범위의 연구로부터 청구된 본 발명을 실시하는데 있어 당 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되고 실행될 수 있다. 청구범위에서, 용어 "포함하는"은 다른 요소 또는 단계를 배제하는 것은 아니고, 단수 형태의 용어는 복수를 배제하는 것은 아니다. 단지 특정 수단이 서로 상이한 종속 청구항에 언급되어 있다는 사실은 이들 수단의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 지시하는 것은 아니다.

1: 세척 디바이스 2: 지지 플레이트
3: 전극 4: 니들-팁
5: 세척 부재 7: 피스톤 조립체
8: 중공 실린더 9: 코일
10: 스위치 11: 지지 조립체

Claims (15)

1. 전극(3)의 공기 이온화부(4)를 세척하기 위한 세척 디바이스(1)로서,
   상기 전극(3)의 공기 이온화부(4)는 니들-팁 또는 얇은 와이어를 포함하고,
   상기 세척 디바이스는, 상기 전극(3)의 니들-팁(4) 또는 얇은-와이어부(4)의 원주와 물리적 접촉하도록 배열된 세척 부재(5)로서, 상기 전극(3)의 공기 이온화부(4) 및 상기 세척 부재(5)는 서로에 대해 슬라이드하도록 배열되는, 상기 세척 부재(5); 및
   상기 전극(3)의 공기 이온화부(4)와 상기 세척 부재(5) 사이의 상대 운동을 활성화하도록 배열된 액추에이터(6, 8, 9)를 포함하는, 상기 세척 디바이스에 있어서,
   상기 액추에이터(6, 8, 9)는 스프링(6), 전기-와이어 코일(9) 및 자석(8)을 포함하는 전자기 조립체이고,
   상기 세척 디바이스는 상기 스프링(6)을 경유하여 스프링 장전되는 가동 피스톤 조립체(7)를 추가로 포함하고, 상기 피스톤 조립체(7)는 상기 자석(8) 또는 상기 전기-와이어 코일(9)을 포함하고,
   상기 세척 부재(5)는 상기 세척 부재(5)가 상기 스프링(6)의 작용에 기인하여 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 상기 전극(3)의 공기 이온화부에 대해 이동하도록 상기 피스톤 조립체(7)에 연결되고, 상기 제 1 위치는 상기 스프링(6)의 제 1 압축도에 대응하고, 상기 제 2 위치는 상기 스프링(6)의 제 2 압축도에 대응하고,
   상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치는 상기 세척 부재(5)가 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 이동할 때 또는 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로 이동할 때 상기 전극(3)의 실질적으로 전체 공기 이온화부(4)의 길이를 따라 슬라이드하도록 배열되는 세척 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 위치는, 상기 코일(9)을 통해 전류를 통과시킴으로써 상기 액추에이터(6, 8, 9)가 전자기식으로 활성화될 때 얻어지고, 상기 제 1 위치는, 상기 코일(9)로부터 전류를 회수함으로써 상기 액추에이터(6, 8, 9)가 전자기식으로 비활성화될 때 얻어지는 세척 디바이스.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 세척 부재(5)는 상기 전극(3)의 공기 이온화부(4)가 관통하여 슬라이드하는 적어도 하나의 천공부를 갖는 포일 또는 시트를 포함하는 세척 디바이스.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 천공부는 중앙 구멍, 중앙 정사각형 십자 및/또는 중앙 삼각형 십자이고, 상기 천공부를 통해 상기 전극(3)의 공기 이온화부(4)가 돌출되는 세척 디바이스.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 시트는 가요성 천공된 포일인 세척 디바이스.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 세척 부재(5)는 가요성 다공성 섬유 재료를 포함하는 세척 디바이스.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 세척 부재(5)는 지지된 입상 재료를 포함하는 세척 디바이스.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 규정된 바와 같은 세척 디바이스 및 공기 이온화부를 포함하는 이온화 전극.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 세척 디바이스의 세척 부재는 상기 공기 이온화부에 대해 이동하도록 배열되는 이온화 전극.
10. 제 8 항에 규정된 바와 같은 전극을 포함하는 초미세 입자 센서.
11. 제 8 항에 규정된 바와 같은 전극을 포함하는 공기 이온화기.
12. 제 8 항에 규정된 바와 같은 전극을 포함하는 정전 공기 세척기.
    
    
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