SE453783B - Anordning for transport av luft med utnyttjande av en elektrisk jonvind - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 455 783 2 x avstånd från varandra i den önskade luftströmningens riktning, varvid såväl koronaelektroden som motelektroden har en sådan utformning, att de medger en luftgenomströmning. Motelektro- den är belägen nedströms om koronaelektroden såsom sett i den önskade luftströmningsriktningen och en likspänningskälla är ansluten mellan koronaelektroden och motelektroden, varvid denna likspänningskällas spänning och koronaelektrodens ut- formning är sådana, att en luftjoner alstrande koronaurladd- ning uppträder vid koronaelektroden. I samtliga de tidigare kända anordningarna är elektroderna anordnade inuti en dem omslutande luftströmningskanal, men såsom framgår av vår ovan_nämnda internationella patentansökan är en sådan kanal ej oundgängligt nödvändig, om anordningen utformas i enlig- het med vad som angives i nämnda internationella ansökan.

De hittills föreslagna koronaelektroderna för luft- transporterande anordningar av detta slag kan uppdelas i två huvudgrupper, nämligen dels långsträckta, i huvudsak tråd- formiga koronaelement som sträcker sig tvärs över luftström- ningsvägen, och dels spetsformiga koronaelement, exempelvis i form av korta tunna trådar eller nålar, vilka är anordnade axiellt i luftströmningsvägen med den ena änden fäst i en hållare och den andra, fria eller spetsiga änden riktad mot motelektroden. N u Krav som ställes på koronaelektroden vid en lufttrans- porterande anordning av det aktuella slaget är, att den vid koronaelektroden alstrade koronaurladdningen ger upphov till att korona- liten alst- en så stor lufttransport som möjligt, och vidare urladdningen är stabil och ger upphov till en så ring som möjligt av giftiga gaser, i första hand ozon och kväveoxider. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en lufttransporterande anordning av det inledningsvis angivna slaget med en koronaelektrod med en utformning som bättre uppfyller de ovan nämnda kraven än de hittills föreslagna utformningarna av koronaelektroden.

Uppfinningen baserar sig pâ den experimentella upptäck- ten, att jämfört med en långsträckt tràdformig koronaelektrod, som sträcker sig tvärs över luftströmningsvägens hela tvär- 10 15 20 25 30 35 453 783 3 1 snitt, kan en väsentligt förbättrad lufttransport uppnås, genom att koronaelektroden utformas och anordnas på ett sådant sätt att koronaurladdningen begränsas till en mindre central del av luftströmningsvägens tvärsnitt. I synnerhet är detta fallet vid en luftströmningsväg med exempelvis en cirkulär eller liknande tvärsnittsarea. Att använda en kort tråd- eller nâlformad koronaelektrod anordnad axiellt i luft- strömningsvägens centrum med sin fria ände eller spets riktad mot motelektroden, såsom tidigare föreslagits vid lufttrans-_ porterande anordningar av det aktuella slaget, medför emeller- tid andra, mycket allvarliga problem. Om en sâdan spetsformig koronaelektrod drives med positiv koronaurladdning, blir nämligen koronaurladdningen instabil, genom att det bildas långa trådformiga koronaurladdningskanaler, s.k. streamers, i den omgivande luften. Som följd härav kan en positiv korona- urladdning från en sådan spetsformig koronaelektrod ej använ- das i långvarig drift. Om en sådan spetsformig koronaelektrod i stället drives med negativ koronaurladdning, uppträder visserligen nämnda problem ej på samma sätt, men à andra sidan alstrar en negativ koronaurladdning mångfalt större mängder av giftiga gaser, såsom ozon och kväveoxider, varför starkare negativa koronaurladdningar ej kan användas i en lufttransporterande anordning av det aktuella slaget, som är avsedd att komma till användning i miljöer där människor vistas. ' Enligt föreliggande uppfinning uppfylles de i det före- gående angivna kraven pä en koronaelektrod för en lufttrans- porterande anordning av det aktuella slaget, genom att korona- elektroden innefattar åtminstone ett i huvudsak trådformat elektrodelement, vilket är anordnat intill symmetriaxeln hos den del av luftströmningsvägen som koronaelektroden är av- sedd att försörja med luftjoner och som är så utformad och orienterad att dess utsträckning i riktning vinkelrätt fràn nämnda symmetriaxel är väsentligt mycket mindre än tvärdimen- sionen hos nämnda del av luftströmningsvägen, varjämte detta trâdformiga koronaelement är så utformat och anordnat att det saknar ändar, vid vilka fältstyrkan överstiger fältstyr- kan vid elektronelementets mantelyta och vid vilka punktfor~ 10 l5 20 '25 30 35 453 783 U _ F made koronaurladdningar skulle kunna uppstå, och koronaurladd- ningen begränsas till elektrodelementets mantelyta.

Det kännetecknande för uppfinningen och för fördelaktiga utföringsformer och vidareutvecklingar av densamma angives i bifogade patentkrav.

I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning, i vilken fig. l-7 schematiskt illustrerar nägra olika utförings- former av en lufttransporterande anordning utformad enligt uppfinningen. .

Pig. l illustrerar schematiskt en första utföringsform av enflufttransporterande anordning enligt uppfinningen, vilken innefattar en luftströmningskanal l, vars önskade luftströmningsriktning är markerad medelst en pil 2 och i vilken en koronaelektrod K och en motelektrod M är anordnade- Koronaelektroden K och motelektroden M är anslutna till var sin pol hos en likspänningskälla 3. Vid det visade utföringsexemplet antages luftströmningskanalen l vara rör- formad med en cirkulär eller liknande tvärsektion, varvid mot- elektroden M är utformad som en cylinder med motsvarande form som luftströmningskanalen l och vid det visade exemplet är anordnad tätt intill luftströmningskanalens 1 vägg eller di- rekt på insidan av denna som en elektriskt ledande belägg- ning. Anordningen fungerar i princip på det sätt som beskri- ves i vår i det föregående nämnda, samtidigt härmed ingivna internationella patentansökan, dvs. en koronaurladdning upp- står vid koronaelektroden K och ger upphov till luftjoner, vilka under inverkan av det elektriska fältet vandrar från koronaelektroden K till motelektroden M och därigenom ger upphov till den önskade luftströmmen 2 genom kanalen l.

Enligt föreliggande uppfinning utgöres koronaelektroden K vid den i fig, l visade utföringsformen av en i huvudsak rak*tråd H av elektriskt ledande material, vilken är axiellt orienterad i luftströmningskanalen l och företrädesvis be- lägen längs luftströmningskanalens l symmetriaxel. Den upp- ströms belägna änden av detta trådformiga elektrodelement H är fäst i en hållare H, vilken är uppburen på lämpligt, ej närmare visat sätt i luftströmningskanalen l, medan elektrod- elementets 4 nedströms belägna, mot motelektroden M riktade 10 l5 20 25 30 35 453 783 S .s ände är försedd med en dropp- eller klotformad kropp 5, som kan bestå av ett elektriskt ledande eller isolerande mate- rial och som har en väsentligt större diameter än trädens 4 diameter. Denna kropp 5, i det följande kallad avslutnings- kropp, förhindrar en fältkoncentration och därmed en kon- centration av koronaurladdníngen på den mot motelektroden M vända änden av det trådformade koronaelementet H. I stället erhålles en utbredd koronaurladdning över det trådformade elektrodelementets H mantelyta på önskat sätt i den centrala delen av luftströmningskanalens l tvärsnittsarea utan de nackdelar som uppstår vid de hittills föreslagna spets- eller nålformade koronaelektroderna.

Pig. 2 illustrerar en annan utföringsform av uppfin- ningen, vid vilken koronaelektroden K bildas av ett trâdfor- migt koronaelement 4, vilket är anordnat på liknande sätt som vid utföringsformen enligt fig. l men som har båda sina ändar fästa i elektrodhållare H1 och H2. Genom att det tråd- formade elektrodelementet u i detta fall sålunda saknar fria ändar, undvikes effektivt koncentrerade, punktformiga koro- naurladdningar och koronaurladdningen uppstår i stället på önskat sätt över elektrodelementets H mantelyta.

Vid den i fig. 3 schematiskt illustrerade utföríngsfor- men av uppfinningen är den nedströms mot motelektroden M riktade änden av koronaelektrodens K trådformade elektrod- element U omgiven av ett rör eller en hylsa 6, som fungerar som en skärmning av elektrodtrâdens 4 ände, så att ingen fältkoncentration och därmed ej heller någon koncentrerad koronaurladdning kan uppträda på elektrodtrådens H ände. En sådan skärmning av elektrodtrådens 4 ände kan även åstad- kommas med skärmelement med annan utformning än röret 6.

Det inses, att koronaelektroder K med de i fig. l och fig. 3 såsom exempel visade utförandena kan i princip utan olägenhet vändas om, så att elektrodtrådens H hållare H är belägen nedströms, dvs. närmast motelektroden M, medan den med avslutningskroppen 5 respektive skärmelementet 6 försedda änden av elektrodtråden u är riktad uppströms, dvs. bort från motelektroden M. Vid en fri trådände, som är riktad uppströms, dvs. bort från motelektroden M, uppträder dock 10 15 20 25 30 35 453 783 6 _: i allmänhet ej nâgra stora fältkoncentrationer och därför ej någon större risk för en koncentrerad koronaurladdning. Där- för är även en utformning av koronaelektroden såsom exempel- vis visat i fig. 4 möjlig enligt uppfinningen. Koronaelektro- den K utgöres även i detta fall av ett trádformigt elektrod- element 4, vilket har sin nedströms mot motelektroden M vända ände fäst i en hållare H, medan trädens U fria ände är vänd uppströms bort från motelektroden M. Vid denna fria ände av elektrodtråden U är risken för en punktformig koncenterad koronaurladdning liten. Om så erfordras, kan dock naturligt- vis en avslutningskropp med större diameter än elektrodtrâden H anordnas vid denna uppströms riktade ände av elektrod- tråden 4.

Ett annat möjligt utförande enligt uppfinningen illustre- ras schematiskt i fig. 5. Härvid utgöres koronaelektroden K av en väsentligen U-böjd tunn elektrodtråd Q, vilken är fäst i en hållare H på sådant sätt, att elektrodtrådens R fria ändar är riktade uppströms bort från motelektroden M. Om så erfordras, kan naturligtvis dessa fria ändar av elektrodtràden H förses med avslutningskroppar på tidigare beskrivet sätt.

Ytterligare ett möjligt utförande visas schematískt i fig. 6. Härvid utgöres koronaelektroden K av ett trådformigt elektrodelement 4, vilket är format till en ring eller ögla och fäst i en hållare H. Eftersom detta trådformade elektrod- element H helt saknar fria ändar, kan inga koncentrerade eller punktformiga koronaurladdningar uppträda. Ett sådant rirg- eller ögleformat elektrodelement skulle även kunna vara orienterat i ett mot luftströmningskanalens 1 längdrikt- ning vinkelrätt plan.

En koronaelektrod enligt uppfinningen kan även bestå av ett flertal elektrodelement, såsom exempelvis visas schema- tiskt i fig. 7. Vid denna utföringsform innefattar korona- elektroden K tvâ eller flera trádformiga elektrodelement U, vilka med sina ena ändar är fästa i hållaren H och som är anordnade utmed mantelytan av en tänkt rotationssymmetrisk kon, vars symmetriaxel sammanfaller med luftströmningskana- lens l axel. De mot motelektroden M vända ändarna av de tråd- formiga elektrodelementen H är, på liknande sätt som vid ut ~ 10 15 20 25 30 35 453 783 7 _! föringsformen enligt fig. l, försedda med avslutningskroppar 5, som förhindrar en koncentrerad koronaurladdning på elektrod- trådarnas H ändar. Toppvinkeln i den tänkta kon, utmed vars mantelyta elektrodtrâdarna 4 är anordnade, kan varieras och i ytterlighetsfallet uppgå till l80°, så att elektrodtrâdarna 4 ligger i ett och samma, mot luftströmníngskanalens l längd- axel vinkelräta plan.

Ett utförande av koronaelektroden K enligt fig. 7 kan också vändas om, så att elektrodtrâdarnas H fria ändar är riktade uppströms bort från motelektroden M, i vilket fall avslutningskropparna 5 eventuellt kan uteslutas, utan att någon risk uppstår för koncentrerad punktformig koronaurladd- ning vid elektrodtrådarnas U ändar.

Av det föregående framgår, att en koronaelektrod enligt föreliggande uppfinning kan utformas på ett flertal olika sätt. Väsentligt är endast, att den består av ett eller flera trådformiga elektrodelement anordnade inom den centrala delen av luftströmningsvägens tvärsníttsarea och med en utsträck- ning i riktning vinkelrätt mot luftströmningsvägens längd- riktning som är väsentligt mycket mindre än luftströmnings- vägens tvärdimension, företrädesvis högst 25 % av luftström- ningsvägens tvärdimensíon, samt att dessa trådformade elektrodelement saknar ändar, vid vilka den elektriska fält- styrkan överstiger fältstyrkan vid elektrodelementens mantel- yta, så att punktformade koncentrerade koronaurladdningar vid elektrodelementens ändar undvíkes och koronaurladdningen be- gränsas till elektrodelementens mantelyta.

Vidare har uppfinningen i det föregående beskrivits i anslutning till en anordning med en rörformad luftströmnings- kanal med en cirkulär eller liknande tvärsnittsarea. Det är emellertid även möjligt att tillämpa uppfinningen i samband med en lufttransporterande anordning med en luftströmnings- kanal med en långsmalt rektangulär eller spaltformig tvär- snittsarea, varvid ett flertal koronaelektroder utformade enligt uppfinningen anordnas på avstånd från varandra i det symmetriplan hos luftströmningskanalen som innehåller längd- axeln i luftströmningskanalens lângsmalt rektangulära tvär- Snittsarea. VArje sådan koronaelektrod försörjer därvid en 10 15 20 453 783 . \ 8 tillhörande del av den totala luftströmningskanalen med luft- fn joner.

De trâdformiga elektrodelementen i koronaelektroden enligt uppfinningen är lämpligen tillverkade av eller belagda med ett material, som är beständigt mot ultraviolett strål- ning och ozon. Elektrodelementen kan exempelvis bestå av förnicklad kolfibertrâd.

I det föregående har en lufttransporterande anordning enligt uppfinningen beskrivits i detalj endast med avseende på koronaelektrodens utformning. Med avseende på den övriga uppbyggnaden av den lufttransporterande anordningen hänvisas till-vår i det föregående nämnda, samtidigt härmed ingivna internationella patentansökan. Sålunda kan en elektroderna omslutande kanal med fysiska väggar saknas. Vidare anordnas en lämplig skärmning uppströms om koronaelektroden, så att en jonström i riktning uppströms från koronaelektroden und- vikes, såsom beskrives i nämnda internationella patentansökan.

Vidare kan anordningen med fördel förses med en excitations- elektrod på något av de i nämnda internationella ansökan be- skrivna sätten. Utformningen, placeringen och spänningsmat- ningen av de olika elektroderna kan därvid ske i enlighet med nämnda internationella patentansökanu

Claims (7)

453 783 -E Patentkrav

1. l. Anordning för transport av luft med utnyttjande av en elektrisk jonvind, innefattande minst en koronaelektrod (K), minst en på axiellt avstånd från och nedströms om korona- elektroden, såsom sett i luftströmningens riktning, anordnad och för luftströmningen genomsläpplig motelektrod (M) samt en likspänningskälla (3), vars ena pol är ansluten till korona- elektroden och vars andra pol är ansluten till motelektroden, varvid koronaelektrodens utformning och spänningen mellan spänningskällans poler är sådan, att en luftjoner alstrande koronaurladdning uppträder vid koronaelektroden, k ä n n e - t e c k n a d av att koronaelektroden (K) innefattar åt- minstone ett i huvudsak tràdformat elektrodelement (H), som är anordnat intill symmetriaxeln hos den del av luftström- ningsvägen (1) som koronaelektroden (K) är avsedd att försörja med luftjoner och som är så utformat och orienterat att dess_ utsträckning i riktning vinkelrätt från nämnda symmetríaxel är väsentligt mycket mindre än tvärdimensionen hos nämnda del av_luftströmningsvägen, och som vidare är så utformat att det saknar ändar, vid vilka fältstyrkan överstiger fältstyrkan vid elektrodelementets mantelyta, så att punktformade kon- centrerade koronaurladdníngar undvíkes vid ändarna av elektrodelementet (U) och koronaurladdningen begränsas till elektrodelementets mantelyta.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att koronaelektroden (K) är utformad som en väsentligen rak tråd (R) orienterad med sin längdriktning väsentligen samman- fallande med nämnda symmetriaxel i luftströmningsvägen (1), varjämte åtminstone den mot motelektroden (M) vända tràdänden är monterad i en elektrodhàllare (H) eller försedd med en krdpp (5) med väsentligt större dimensioner än trädens diameter.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att även den från motelektroden (M) vända tràdänden är monte- rad i en elektrodhållare (H) eller försedd med en kropp (5) med väsentligt större dimensioner än trädens diameter. 45; 783 10 tf;

4. R. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att koronaelektroden (K) innefattar flera, väsentligen raka trådar (4), vilka från en gemensam elektrodhâllare (H) vid trådarnas ena ändar sträcker sig symmetriskt divergerande från nämnda symmetriaxel, varjämte de fria ändarna av nämnda trådar (U) är försedda med kroppar (5) med väsentligt större dimensioner än trådarnas diameter (fig. 7).

5. Anordning enligt krav'l, k ä n n e t e c k n a d av att koronaelektroden (K) är utformad som en väsentligen rak tråd (4) orienterad med sin längdriktning väsentligen samman- fallande med nämnda symmetriaxel, varjämte åtminstone den mot motelektroden (M) vända trådänden är omgiven av ett skärm- element (6), som förhindrar en koncentration av det elektriska fältet vid denna trådände (fig. 3).

6. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att koronaelektroden (K) är utformad som en ring- eller ögel- formad tråd (H) utan fria ändar (fig. 6).

7. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att koronaelektroden (K) är utformad som en väsentligen U- format nöjd tråd (H), vilken är orienterad med sina ändar riktade bort från motelektroden (M) (fig. 5).