DE102021120127A1

DE102021120127A1 - Luftfilter mit elektrostatischem Abscheider

Info

Publication number: DE102021120127A1
Application number: DE102021120127.6A
Authority: DE
Inventors: Lars Petersen; Andreas Borchard; Martin Rölver; Mustafa Kuzgunuglu-Hennecke; Jens Hundt; Matthias Potz
Original assignee: Hengst SE and Co KG
Current assignee: Hengst SE and Co KG
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2023-02-09
Also published as: WO2023012166A1

Abstract

Eine Elektrodenanordnung zur elektrostatischen Abscheidung von Partikeln aus Zuluft für eine Passagierkabine kann man besonders günstig herstellen indem man eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Drähten 30 entlang einer ersten Richtung 2 auf oder unterhalb einer ersten Seite wenigstens eines zur ersten Richtung quer angeordneten Querträgers 50 anordnet, die Drähte 30 auf oder an dem ersten Querträger 50 fixiert, aus den an dem ersten Querträger 50 fixierten Drähten Drahtstücke 31 heraustrennt, wobei die Drahtstücke 31 jeweils mit wenigstens einem freien Endabschnitt 36 seitlich über den ersten Querträger 50 überstehen. Zudem werden die freien Endabschnitte in Richtung einer zweiten Fläche gebogen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenanordnung für einen elektrostatischen Abscheider, die Elektrodenanordnung sowie einen Innenraumluftfilter mit wenigstens einer Elektrode und/oder der Elektrodenanordnung.
Stand der Technik
Es gibt mehrere Verfahren zum Entfernen von in Gasströmen mitgeführten Partikeln. Eines davon ist die Filtration, bei der das Gas durch ein gasdurchlässiges, aber nicht partikeldurchlässiges Filtermedium strömt. In der Regel sind diese Filtermedien porös, so dass zumindest ein Teil der zu filternden Partikel an dem Filtermedium hängen bleiben, das Gas das Filtermedium jedoch passieren kann. Welche Partikel mit dem Gas das Filtermedium passieren und welche durch das Filtermedium zurückgehalten werden hängt von einer Vielzahl an Faktoren, von denen eine wesentlicher die Größe der Poren ist. Von dieser rein mechanischen Filtration zu unterscheiden ist die elektrostatische Abscheidung, bei der die aus dem Gasstrom zu entfernenden Partikel zunächst an einer ersten Elektrode ionisiert und anschließend an einer entgegengesetzt geladenen Elektrode abgeschieden werden. Ein entsprechender elektrostatischer Abscheider wird z.B. in der DE 195 42 172 A1 beschrieben. In der Fachsprache wird entsprechend den beschriebenen Funktionsprinzipien in der Regel zwischen elektrostatischer Abscheidung (hierin auch verkürzend „Abscheidung“) und Filtration unterschieden.
Elektrostatische Abscheider haben in der Regel eine Sprühelektrode zur Ionisierung abzuscheidender Partikel und eine entgegengesetzt aufzuladende sogenannte Abscheideelektrode oder auch Niederschlagselektrode an der sich die ionisierten Partikel sammeln und entladen.
Neben der Reinigung von Luft oder Abgas in industriellen Verfahren wird zunehmend auch eine Atemluftfiltration umgesetzt. Bei Automobilen sind sogenannte Innenraumluftfilter die Regel. Diese sind meist ansaugseitig eines Innraumlüfters angeordnet und sollen nicht nur groben Schmutz, sondern auch Pollen und/oder Feinstaub aus zuvor angesaugter Luft filtern, bevor diese Luft in den Innenraum eingeblasen wird. Entsprechende Filter werden oft als Innenraumluftfilter bezeichnet und werden z.B. in der EP 2 452 730 A1 beschrieben. Gegenstand der DE19905610A1 ist die zuverlässige Erkennung des Filterzustands solcher Innenraumfilter.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Luftqualität im Innenraum eines Fahrzeugs zu verbessern und die Wechselintervalle der Innenraumluftfilter zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 beispielsweise für einen Partikelabscheiders und durch einen Partikelabscheider gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Verfahren zur Herstellung der Elektrodenanordnung für einen elektrostatischen Abscheider hat vorzugsweise zumindest einen der folgenden Schritte:.
In einem Schritt, dem hierin sogenannten Anordnen Schritt wird vorzugsweise eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Drähten entlang einer ersten Richtung angeordnet. Dabei wird die Mehrzahl vorzugsweise auf oder unterhalb einer ersten Seite wenigstens eines zu der ersten Richtung zumindest in etwa quer angeordneten Querträgers angeordnet, d.h. die neutrale Faser des Querträgers erstreckt sich zumindest in etwa quer zur ersten Richtung. Für die Umsetzung der beschrieben technischen Lehre kann die Anordnung nur eines Drahtes (= wenigstens ein Draht) zumindest in etwa quer zu nur einem Querträger (wenigstens einem Querträger) genügen, bevorzugt werden jedoch mehrere Drähte (wenigstens zwei, wenigstens drei, wenigstens vier, wenigstens fünf, ...) wie beschrieben zumindest in etwas parallel zu der ersten Richtung angeordnet. Und auch die Anzahl der Querträger ist vorzugsweise größer als einer. Nachfolgend wird zur anschaulicheren Beschreibung mehrfach der Plural Drähte bzw. Querträger verwendet, z.B. „die Mehrzahl der Drähte“ es sollte dem Leser jedoch klar sein, dass damit nur eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wird. Gemeint ist immer, es sei denn es ist explizit anders angegeben „der wenigstens eine Draht“ bzw. der „wenigstens eine Querträger“.
Hierin werden wir annehmen, dass die erste Seite des wenigstens einen Querträgers seine Oberseite ist und entsprechend die zweite Seite seine der Oberseite entgegengesetzte Unterseite. Das dient lediglich der veranschaulichenden Beschreibung, denn natürlich ist die Orientierung der Elektrodenanordnung im Raum nicht relevant. Die Begriffe Oberseite und Unterseite können daher durch erste Seite bzw. zweite Seite ersetzt werden.
Wie üblich werden die Oberseite und die Unterseite durch sich ebenfalls entlang der neutralen Faser erstreckende Seitenflächen verbunden. Die von der neutralen Faser durchsetzten Endflächen des Querträgers werden hierin als Front- bzw. Rückseite bezeichnet. Der Querträger ist vorzugsweise gerade, d.h. er hat vorzugsweise eine genannte Trägerlängsachse. Der Querträger kann jedoch auch gekrümmt sein, daher wird hierin nicht auf die Trägerlängsachse Bezug genommen sondern auf die neutrale Faser des Querträgers, die im Falle eines geraden Querträgers mit der Trägerlängsachse zusammenfällt.
In einem Fixieren Schritt, werden die Drähte auf oder an dem ersten Querträger vorzugsweise an oder auf wenigstens zwei Querträgern fixiert. Der an dem einem Querträger fixierte, also befestigte Abschnitt eines Drahts wird nachfolgend auch als Befestigungsabschnitt bezeichnet. Ein Befestigungsabschnitte kann z.B. in einem den Querträger in der ersten Richtung durchsetzenden Loch angeordnet und darin fixiert sein. Die erste Richtung kann z.B. quer von der ersten Seite in Richtung der zweiten Seite weisen (entspräche vertikal nach unten) oder aber bevorzugt orthogonal dazu (entspräche horizontal). Natürlich sind auch Zwischenwinkel möglich.
Nach dem Fixieren Schritt wird aus den an dem wenigstens einen Querträger fixierten Drähten wenigstens ein separates Drahtstück herausgetrennt. Vorzugsweise werden mehrere Drahtstücke herausgetrennt. Besonders bevorzugt wird eine Anzahl herausgetrennt, die dem Produkt aus der Anzahl der Querträger und der Anzahl der Drähte entspricht. Beispielsweise kann beidseits des wenigstens einen Querträgers der Draht abgetrennt werden, wobei vorzugsweise beidseits des wenigstens einen Querträgers ein freier Endabschnitt in der zumindest in etwa in der ersten Richtung über den ersten Querträger übersteht. Sofern die Drähte an zwei oder mehr Querträgern fixiert wurden, weisen nun folglich die freien Enden der durch das Heraustrennen aus entstandenen freien Endabschnitte der Drahtstücke eines Drahtes aufeinander zu. Drahtstücke, die aus benachbarten Drähten herausgetrennt wurden, sind folglich zumindest in etwa parallel.
In einem nachfolgenden Schritt können die freien Endabschnitte in Richtung einer zweiten Fläche gebogen werden, wobei die zweite Seite des wenigstens einen Querträgers in der zweiten Fläche liegt. In der eingangs beispielhaft genannten Orientierung würden die freien Enden der Drahtstücke nach dem Schritt des Biegens zumindest schräg nach unten weisen. Bevorzugt sind die freien Enden der freien Endabschnitte der Elektrodenanordnung spätestens nach dem Biegen zueinander äquidistant. Besonders bevorzugt bilden die freien Enden der Endabschnitte vorzugsweise ein zweidimensionales Gitter, d.h. es gibt zwei linear unabhängige Gittervektoren ${\vec{v}}_{1}, {\vec{v}}_{2}$
so dass eine Translation einer ersten Position ${\vec{P}}_{1}$
eines ersten freien Endes um eine Linearkombination aus ${\vec{v}}_{1}$
und ${\vec{v}}_{2}$
die erste Position ${\vec{P}}_{1}$
auf eine zweite Position ${\vec{P}}_{2}$
eines anderen freien Endes abbildet, wobei die Faktoren n₁,n₂ der Linearkombination ganze Zahlen sind, d.h. ${\vec{P}}_{2} = {\vec{P}}_{1} + n_{1} {\vec{v}}_{1} + n_{2} {\vec{v}}_{2},$

wobei n₁,n₂ ∈ Z₀ und wobei Z₀ die Menge aller ganzen Zahlen einschließlich der Zahl null bezeichnet. Vorzugsweise gilt ${\vec{v}}_{1} \cdot {\vec{v}}_{2} = 0$
und/oder $| {\vec{v}}_{1} | = | {\vec{v}}_{2} | .$
Besonders bevorzugt bilden die Positionen ${\vec{P}}_{i}$
der freien Enden ein Quadratgitter oder die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks. Das reduziert die Fertigungskosten und ermöglicht bei einem gegebenen Bauvolumen eine besonders gute Abscheiderate. Insbesondere wenn die Positionen ${\vec{P}}_{i}$
der freien Enden gleichseitige Dreiecke bilden, kann eine besonders effiziente Abscheidung erreicht werde, da dann die Positionen ${\vec{P}}_{i}$
der freien Enden jeweils in, über oder unter der Mitte eines Durchlasses einer Gegenelektrode mit hexagonalen Durchlässen angeordnet werden kann. Die Gegenelektrode wirkt im Betrieb als Niederschlagselektrode.
Bevorzugt hat das Verfahren den Schritt Führen der Drähte durch Drahtaufnahmen einer Spritzgussform mit zumindest einem Negativ des ersten Querträgers und Einspritzen von Kunststoff in die Spritzgußform, wobei die Drähte mit dem Querträger umspritzt werden. Dadurch werden die ersten beiden Schritte „Anordnen“ und „Fixieren“ in einem Arbeitsgang erledigt. Zudem können Teile der Spritzgussform als Schneidwerkzeug zum Heraustrennen und/oder als Abkantwerkzeug zum Biegen der freien Enden ausgebildet sein. Der Schritt Heraustrennen kann daher vor dem Entformen des den wenigstens einen Querträger aufweisenden Halbzeugs aus der Spritzgußform erfolgen. Alternativ kann das Heraustrennen und Biegen auch nach dem Entformen des wenigstens einen Querträgers mit dem wenigstens einen Draht, also des Halbzeugs erfolgen. Die zweite Variante hat den Vorteil, dass beim Entformen die Drähte zumindest in etwa in der ersten Richtung durch die Spritzgussform gezogen werden können, wodurch neue Drahtabschnitte in der Spritzgussform positioniert werden, aus denen dann bei einer Wiederholung der o.g. Verfahrensschritte weitere Drahtstücke herausgetrennt werden können. Folglich kann, nachdem die Spritzgussform wieder geschlossen wurde, kann ein neues Halbzeug durch Spritzen zumindest einer Schicht des wenigstens einen Querträgers hergestellt werden.
Wie schon angedeutet können in einem Schritt die Drähte (=der wenigstens eine Draht) in die Spritzgussform eingelegt werde, anschließend kann zumindest eine Schicht des wenigstens einen Querträgers an den wenigstens einen Draht angespritzt werden. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt kann wenigstens eine weitere Schicht des Querträgers an das Halbzeug angespritzt werden. Man kann dazu das Halbzeug einer ersten Spritzgussform entnehmen und in eine weitere Spritzgussform einlegen, oder man kann eine Seite der Spritzgussform tauschen, oder durch Schieber der Spritzgussform die Negativform vergrößern, so dass die zweite Schicht an das Halbzeug angespritzt werden kann. Der Schritt des Heraustrennens kann erfolgen, sobald zumindest die erste Schicht des wenigstens einen Querträgers an den wenigstens einen Draht angespritzt ist. Sofern der wenigstens eine Draht in der Spritzgussform ausreichend festgelegt ist, kann das Heraustrennen auch vor dem Spritzgießen erfolgen. Dann wird die wenigstens eine Schicht des wenigstens einen Querträgers (und/oder der ganze wenigstens eine Querträger) an einen Befestigungsabschnitt des wenigstens einen Drahtstücks angespritzt.
Bevorzugt hat die Spritzgussform Negativformen (Mulden) für wenigstens zwei zumindest in etwa parallel zueinander angeordnete Querträger. Besonders bevorzugt hat die Spritzgussform zudem wenigstens eine Negativform (Mulde) für wenigstens einen Längsträger, der wenigstens zwei Querträger miteinander verbindender. Der wenigstens eine Längsträger erstreckt sich folglich vorzugsweise zumindest in etwa in der ersten Richtung und damit zumindest in etwa quer zudem den vorzugsweise zumindest in etwa parallel zueinander angeordneten Querträgern. Entsprechend hat die Elektrodenanordnung vorzugsweise wenigstens Längsträger, der wenigstens zwei Querträger miteinander kraftschlüssig verbindet. Bevorzugt ist der wenigstens eine Querträger stoffschlüssig mit wenigstens einem der Querträger verbunden, besonders bevorzugt sind der wenigstens eine Querträger und der wenigstens eine Längsträger einstückig.
Besonders bevorzugt werden die Drähte (oder der wenigstens eine Draht) zumindest zum Teil mit einem leitfähigen Kunststoff umspritzt und dadurch leitend miteinander verbunden und fixiert. Das erfolgt bevorzugt vor dem Heraustrennen der Drahtstücke. Zudem kann ein die zweite Seite aufweisender Abschnitt, z.B. eine die zweite Seite aufweisende Schicht, aus einem isolierenden Kunststoff hergestellt werden. Dadurch kann in einem Arbeitsschritt z.B. durch ein 2-komponenten Spritzgussverfahren zumindest der erste Querträger hergestellt werden wobei die Drähte leitend verbunden sind, jedoch gegenüber der Unterseite (d.h. der zweiten Seite) isoliert sind. Man kann daher die am Ende erhaltene Elektrodenanordnung z.B. auf einer Gegenelektrode anordnen, ohne einen Kurzschluss zwischen den Drahtstücken und der Gegenelektrode befürchten zu müssen.
Wie schon aus dem vorstehenden erkennbar erstrecken sich die optionalen Schichten des wenigstens einen Querträgers vorzugsweise entlang der Querträgerlängsrichtung und in diesem Sinne entlang der neutralen Faser des wenigstens einen Querträgers.
Die Schritte Anordnen und Fixieren der Drähte weisen vorzugsweise den Schritt auf Überbrücken eines Zwischenraums mit wenigstens einem der Drähte, wobei der Zwischenraum zwischen zwei beabstandet voneinander angeordneten Querträgern oder deren Negativen oder Negativen wenigstens einer Querträgerschicht gebildet wird und wobei wenigstens ein Draht an den beiden den Zwischenraum definierenden Querträgern fixiert wird. Dadurch können eine Vielzahl von Sprühelektroden der Elektrodenanordnung in einem Arbeitsschritt effizient gefertigt werden.
Der Schritt „Heraustrennen“ kann vorzugsweise ein Zerteilen des den Zwischenraum überbrückenden Abschnitts des wenigstens einen Drahts aufweisen, so dass wenigstens zwei einander gegenüberliegende Endabschnitte entstehen, die in den Zwischenraum hineinragen. Dadurch können in ressourcenschonender Weise die freien Enden zweier Sprühelektroden aus einem einzigen Draht gebildet werden.
Durch den Schritt „Biegen“ können die freien Enden dann vorzugsweise maschinell in eine vorgegebene Position ${\vec{P}}_{i}$
gebogen werden.
Vorzugsweise weist der Schritt Biegen das Anlegen wenigstens einer Stütze an die in Richtung der zweiten Seite weisenden Oberfläche wenigstens eines freien Endabschnitts wenigstens eines Drahtstücks auf, wobei eine distale Endsektion des wenigstens eines der freien Endabschnittes in der ersten Richtung über die Stütze hinausragt. Dadurch kann das freie Ende der distalen Endsektion einfach und reproduzierbar z.B. durch einen Schieber in eine vorbestimmte Position ${\vec{P}}_{i}$
gebogen werden, wobei der Schieber eine Sektion der distalen Endsektion in Richtung der zweiten Seite, also nach unten drückt. Folglich erfolgt ein Verformen der Sektion zu einer gekrümmten Sektion des freien Endabschnitts durch Drücken eines Schiebers auf die der zweiten Fläche abgewandte Oberfläche der distalen Endsektion. Der Begriff Schieber soll in diesem Zusammenhang ein Werkzeug bezeichnen, dass eine Kraft auf den nicht abgestützten der distalen Endsektion aufbringt und diese dabei verformt. In diesem Sinne verschiebt der Schieber die distale Endsektion in eine vorbestimmte Lage. Ob der Schieber dabei eine Translations- oder Rotationsbewegung oder eine Superposition aus beiden ausführt, ist nicht relevant. Der Schieber könnte z.B. eine über den distalen Endabschnitt abgerollte Nocke sein, welche die distale Endsektion die vorbestimmte Lage verschiebt und dabei biegt. Der Schieber kann beispielsweise ein Schieber einer Spritzgußform sein. In einer anderen Variante kann das Biegen durch eine Bewegung z.B. einer Hälfte einer Spritzgußform erfolgen. Natürlich kann der Biegen Schritt auch außerhalb der Spritzgussform, d.h. nach dem Entformen des Halbzeugs mittel eines entsprechenden „Schiebers“ (s.o.) erfolgen.
Besonders bevorzugt wird eine Spitze an dem freien Ende des wenigstens eines freien Endabschnitts, vorzugsweise an mehreren, besonders bevorzugt an allen geformt (Formen-Schritt). Das Formen der Spitze kann insbesondere beim Heraustrennen erfolgen, z.B. indem man mit einem Schneidwerkzeug den Draht schräg zu seiner Längsrichtung durchtrennt. Die Spitze sorgt für eine besonders hohe Feldstärke am freien Ende des Drahtstücks, wenn dieses als Sprühelektrode verwendet wird.
Man kann die zweite Seite des wenigsten einen Querträgers auf einem elektrisch leitfähigen Gitter mit Zwischenräumen positionieren und vorzugsweise relativ zueinander festlegen. Beim Anlegen einer Spannung an das leitfähige Gitter und die Drahtstücke erhält man einen elektrostatischen Abscheider mit einer besonders geringen Bauhöhe und einem hohen Abscheidegrad.
Bevorzugt sind die vorzugsweise angespitzten freien Enden der Drahtstücke mittig in oder über den Zwischenräumen des elektrisch leitfähigen Gitters angeordnet. „Mittig in oder über“ meint hier, dass bei einer orthogonalen Projektion der Positionen ${\vec{P}}_{i}$
der freien Enden auf die von dem Gitter aufgespannte Fläche die freien Enden in zumindest in etwa in die Mitte der Zwischenräume abgebildet werden. Zumindest in etwa drückt aus, dass eine Projektion in die Mitte bevorzugt ist, dass in der Praxis aber Abweichungen kaum vermieden werden können. Abweichungen sind betragsmäßig vorzugsweise kleiner oder gleich als ein Fehler δ, wobei der Fehler δ kleiner oder gleich einem Anteil δ_mαx des minimalen Durchmessers d_min, der entsprechenden Gitteröffnung, d.h. des entsprechenden Zwischenraums ist und wobei δ_max ∈ Δ_max und Δ_max = {25%, 20%, 15%, 10%, 5%, 2.5%, 1%, 0%}. Kleinere Werte von δ_max sind folglich bevorzugt um eine möglichst wirksame Feldverteilung des elektrischen Feldes $\vec{E}$
für die elektrostatische Abscheidung zu erreichen. Zusammenfassend gilt folglich, dass vorzugsweise δ ≤ d_min · δ_max, δ_max ∈ Δ_max.
Mit den oben beschriebenen Verfahren kann man eine Elektrodenanordnung für einen elektrostatischen Abscheider fertigen. Die Elektrodenanordnung hat folglich zumindest wenigstens einen Querträger mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite, wobei der wenigstens eine Querträger eine neutrale Faser hat, und die neutrale Faser weder die erste Seite noch die zweite Seite berührt. Vorzugsweise hat die Elektrodenanordnung eine Mehrzahl von Drahtstücken (wenigstens ein Drahtstück), die jeweils wenigstens einen Befestigungsabschnitt haben, wobei die Befestigungsabschnitte an dem Querträger fixiert sind. Vorzugsweise schließt sich an die Befestigungsabschnitte seitlich des Querträger wenigstens ein freier Endabschnitt des Drahtstücks an. Besonders bevorzugt schließt sich an den wenigstens einen Befestigungsabschnitts beidseits des Querträgers je ein freier Endabschnitt an. Der wenigstens eine freie Endabschnitt steht folglich seitlich über den Querträger hinaus. Besonders bevorzugt steht beidseits des Querträgers je ein freier Endabschnitt seitlich über den Querträger hinaus.
Weiter ist es besonders bevorzugt, wenn der freie Endabschnitt ein in Richtung der zweiten Seite abgewinkeltes freies Ende hat. Jeder freie Endabschnitt kann in einem Strömungskanal als Streuelektrode angeordnet werden. Weil sich auf einem Querträger eine Vielzahl von Drahtstücken mit einer noch größeren Vielzahl freier Endabschnitte anordnen lassen ergibt sich trotz einer sehr geringen Bauhöhe der Elektrodenanordnung eine gute Abscheiderate und nur eine geringe Erhöhung des Strömungswiderstands.
Das gilt insbesondere, wenn sich, wie es bevorzugt ist, die Befestigungsabschnitte durch den Querträger erstrecken so dass sich beidseits des Querträgers je ein freier Endabschnitt anschließt.
Bevorzugt sind wenigstens zwei der Mehrzahl der Drahtstücke, besonders bevorzugt eine größere Anzahl der Drahtstücke elektrisch leitend miteinander verbunden. Das vereinfacht die Montage, weil es dann genügt die elektrische Verbindung oder nur (wenigstens) eines der Drahtstücke mit der Spannungsquelle zu verbinden. Besonders bevorzugt hat die Elektrodenanordnung mehrere Gruppen parallel geschalteter Drahtstücke, wobei jede Gruppe einen separaten Anschluss aufweist. Dadurch wird die Betriebssicherheit erhöht. Ein einem Ausfall einer Gruppe kann diese abgeschaltet und die übrigen Gruppen können weiter betrieben werden.
Bevorzugt hat der wenigstens eine Querträger eine erste Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material und vorzugsweise auf der ersten Schicht eine zweite Schicht aus einem elektrisch leitenden Material, wobei die elektrisch leitende Schicht wenigstens zwei der Befestigungsabschnitte der Mehrzahl der Drahtstücke kontaktiert und elektrisch leitend miteinander verbindet, bevorzugt auf oder an dem Querträger fixiert. Ein solcher Querträger ist kostengünstig herstellbar, und löst drei Probleme auf einmal, nämlich die sichere Befestigung der Elektroden (der Drahtstücke), die Kontaktierung der Elektroden und die Isolation der Elektroden gegenüber einer Gegenelektrode. Beispielsweise kann die zweite Seite einfach auf eine Gegenelektrode aufgesetzt und relativ zu dieser festgelegt werden, ohne einen Kurzschluss zu provozieren. Natürlich sollten die Drahtstücke nicht unmittelbar die Gegenelektrode kontaktieren, sondern sollten in einem an die vorgesehene Betriebsspannung angepassten Abstand zu leitenden Teilen der Gegenelektrode angeordnet sein.
Besonders bevorzugt hat die Elektrodenanordnung wenigstens zwei Querträger deren neutrale Fasern zumindest in etwa parallel zueinander angeordnet sind. Zwischen den Querträgern ist folglich ein Zwischenraum, den die beiden Querträger mit je einer Seitenfläche in der ersten Richtung und entgegen der ersten Richtung begrenzen. Vorzugsweise ragt in den Zwischenraum zwischen den beiden Querträgern von gegenüberliegenden Seiten der beiden Querträger je wenigstens ein freier Endabschnitt wenigstens eines Drahtstücks in den Zwischenraum. Besonders bevorzugt ragen mehrere z.B. wenigsten zwei freie Endabschnitte von jedem der Querträger in den Zwischenraum. Natürlich können auch bei dieser Variante, wie oben beschrieben, vorzugsweise beidseits der jeweiligen Befestigungsabschnitte der Drahtstücke freie Endabschnitte sein.
Die Elektrodenanordnung kann vorzugsweise auf einem elektrisch leitfähigen Gitter mit Gitteröffnungen angeordnet sein, wobei besonders bevorzugt die Gitteröffnungen symmetrisch zu, das meint hier zumindest in etwa mittig in oder über wenigstens einem freien Ende der Drahtstücke angeordnet sind. Bevorzugt sind die Gitteröffnungen hexagonal. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Stromverteilung erreicht werden, ohne dem Strömungswiderstand für die zu reinigende Luft wesentlich zu erhöhen. Aus Sicht der Stromverteilung wären kreisrunde Gitteröffnungen bevorzugt, jedoch führen solche zu unnötig großen Elektrodenflächen, die den Strömungswiderstand erhöhen. Natürlich sind auch rechteckige (z.B. quadratische) oder dreieckige oder anders geformte Gitteröffnungen grundsätzlich möglich.
Besonders bevorzugt ist die Elektrodenanordnung oder zumindest das elektrisch leitfähige Gitter an oder auf der Einlassseite eines Luftfilters angeordnet. Der Luftfilter kann insbesondere Aktivkohle aufweisen, wodurch bei der elektrostatischen Abscheidung entstehendes Ozon entfernt werden kann.
Besonders bevorzugt ist die Elektrodenanordnung auslausseitig eines Vorfilters und/oder Vorabscheiders angeordnet ist, dadurch kann verhindert werden, dass grober Dreck die Elektrodenanordnung beschädigt und/oder zu Kurzschlüssen führt. Ein Vorfilter kann z.B. durch ein gröberes Gitter gebildet werden. Ein Vorabscheider könnte z.B. ein Zyklonabscheider oder eine andere Variante eines Massenkraftabscheider sein.
In einer bevorzugten Variante der Variante ist ein elektrisch leitfähiges Gitter als Niederschlagselektrode auf wenigstens einem Filterelement eines Filtereinsatzes angeordnet. Dadurch wird bei einem Austausch des Filterelements automatisch auch die Niederschlagselektrode mit den daran anhaftenden Partikeln getauscht. Der andere Teil des elektrostatischen Abscheiders kann weiter verwendet werden.
Die Elektrodenanordnung mit der Gegenelektrode und dem wenigstens einen Filterelement bildet dann einen Partikelabscheider. Diese Anordnung erhöht die Reinigung der Luft über das durch eine Kombination aus Filterelement und elektrostatischem Abscheider zu erwartende Ergebnis, was dadurch zu erklären sein kann, dass nicht an der Gegenelektrode abgeschiedene Teilchen aufgrund ihrer dann noch vorhanden Ladung besser (vollständiger) an dem Filterelement aus der Luft gefiltert werden. Als Filtermaterial eignet sich z.B. wenigstens ein Vlies und/oder wenigstens ein Elektretvlies. Elektretvliese scheiden Partikel auch elektrostatischer Anziehung ab und sind damit sehr gut geeignet, um ionisierte und damit geladene Partikeln abzuscheiden.
Vorzugsweise hat der Partikelabscheider in Strömungsrichtung hinter der Gegenelektrode wenigstens einen Aktivkohlefilter. Dieser kann in den Filtereinsatz integriert sein und verhindert zuverlässig, dass die Reinluft nennenswerte Ozonanteile aufweist, die z.B. durch den Betrieb des elektrostatischen Abscheiders gebildet werden können. Zudem wird die Reinigung der Luft weiter verbessert, da z.B. sensorisch wahrnehmbare Substanzen wie Aromaten zuverlässig aus der Luft gefiltert werden.
Der beschriebene Partikelabscheider zeigt trotz einer sehr geringen Bauhöhe (in Strömungsrichtung gemessen) eine sehr gute Reinigungswirkung der Luft und eignet sich daher besonders zum Einsatz in Lüftungskanälen von Kraftfahrzeugen wie Autos.
Vorstehend wurden Richtungen oft als „zumindest in etwa“ in eine Richtung ${\vec{r}}_{1}$
(Vorzugsrichtung) weisend beschrieben. Richtungen waren z.B. parallel zu einer Bezugsrichtung ${\vec{r}}_{b z}$
oder quer zu einer Bezugsrichtung ${\vec{r}}_{b z} .$
Zumindest in etwa soll dabei zum Ausdruck bringen, dass an in diesen Fällen die angegebene Richtung ${\vec{r}}_{1}$
bevorzugt ist, dass Abweichungen in der Praxis aber manchmal notwendig werden. Man kann daher sagen, dass bei Richtungsangaben „zumindest in etwa“ einen Fehlerwinkel ±α; mit einschließen soll, wobei der Fehlerwinkel vom Betrag kleiner als ein Element der Menge A = {45°, 30°, 20°, 15°, 10°, 5°, 2.5°, 1°, 0°}, folglich gilt, dass für Abweichungen α von Vorzugsrichtungen gilt
0 ≤ |α | ≤ α_max, wobei a_{max ∈} A = {45°, 30°, 20°, 15°, 10°, 5°, 2.5°, 1°, 0°} kleinere Werte für α_max sind folglich bevorzugt.
„Quer“ meint „nicht parallel, vorzugsweise zumindest in etwa orthogonal“. In der Beschreibung wird auch „zumindest in etwa quer“ benutzt, dass soll der Tatsache Rechnung tragen, dass „quer zu“ oft mit „orthogonal zu“ verwechselt wird und meint natürlich „nicht parallel, vorzugsweise zumindest in etwa orthogonal“.
Einlass und Auslassseitig beziehen sich hier auf eine Vorzugsströmungsrichtung, die in dieser Anmeldung als parallel zu einem Vektor angenommen wird, der orthogonal durch die erste Seite des wenigstens einen Querträgers durch den wenigstens einen Querträger verläuft, z.B. durch die erste Seite des wenigstens einen Querträgers in diesen eintritt und an der zweiten Seite des Querträgers aus diesem austritt. Bei geraden Querträger ist die Vorzugsströmungsrichtung daher orthogonal zu der ersten Richtung und zu der Querträgerlängsachse. Bei gekrümmten Querträgern wäre die Vorzugsströmungsrichtung orthogonal zu dem entsprechenden Abschnitt der neutralen Faser und zu der ersten Richtung.
Hierin wird zwischen elektrischen Leitern und elektrischen Nichtleitern unterschieden. In der Regel unterscheidet der Fachmann zwischen elektrischen Nichtleitern, Halbleitern und Leitern anhand der Existenz bzw. der Größe einer bzw. der Bandlücke zwischen der Fermikante und dem Leitungsband (vgl. Ashcroft /Mermin, Solid State Physics; Saunders College Publishing ISBN 0-03-083993-9). Bei elektrisch leitfähigen Kunststoffen werden oft elektrische Leiter einer an sich nicht leitfähigen Kunststoffmasse als Zuschlagstoffe zugesetzt. Dann erhält man einen inhomogenen Festkörper mit zumindest bei Betriebstemperatur (typischerweise -10°C bis +30°C) und zumindest bei Betriebsspannung (z.B. 0,5 - 10kV) leitenden Bestandteilen, die aber zur Verwendung des Festkörpers als Elektrode oder zur Kontaktierung einer Elektrode genügen können. Der entsprechende Festkörper kann daher eine elektrisch leitfähige Schicht ausbilden, welche z.B. wenigstens zwei Drahtstücke elektrisch leitenden miteinander verbindet. Elektrisch leitend oder nichtleitend wird anhand der spezifischen Leitfähigkeit unterschieden, wobei bei spezifischen Leitfähigkeiten größer als 10^-10 S/m (bei 25°C) von einem elektrischen Leiter auszugehen ist. Metalle haben wesentlich größere Leitfähigkeiten (Kupfer etwa 58MS/m), in der aktuellen Anwendung können aufgrund der hohen Spannungen und der daraus resultierenden geringen Ströme jedoch deutliche geringere Leitfähigkeiten in Kauf genommen werden, wie sie z.B. leitfähige Polymere aufweisen.
Wie schon aus dem Zusammenhang ersichtlich, sind die Drahtstücke dem üblichen Sprachgebrauch folgend, leitende stabförmige Körper, die optional wie beschrieben gebogen oder gekrümmt sein können. In der Praxis sind Drähte in der Regel aus metallischen Werkstoffen.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.

1 zeigt eine Luftreinigungskassette mit einer Elektrodenanordnung.
2 zeigt einen Schnitt durch die Luftreinigungskassette
3 zeigt das Detail D aus 2
4 zeigt das Ergebnis eines Schritts eines Verfahrens zur Herstellung einer Elektrodenanordnung, z.B. zur Herstellung der Elektrodenanordnung nach 1.
5 zeigt das Ergebnis eines weiteren Schritts des Verfahrens zur Herstellung einer Elektrodenanordnung, z.B. zur Herstellung der Elektrodenanordnung nach 1.
6 zeigt das Ergebnis noch eines weiteren Schritts des Verfahrens zur Herstellung einer Elektrodenanordnung, z.B. zur Herstellung der Elektrodenanordnung nach 1.
7 zeigt das Ergebnis noch eines weiteren Schritts des Verfahrens zur Herstellung einer Elektrodenanordnung, z.B. zur Herstellung der Elektrodenanordnung nach 1.
8 zeigt eine Niederschlagselektrode z.B. für eine Luftreinigungskassette nach 1.
9 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Luftreinigungskassette mit einer weiteren Elektrodenanordnung
10 zeigt das Detail H der 8

In 1 zeigt eine Luftreinigungskassette 1, wie sie z.B. in einen Luftansaugkanal eines Fahrzeugs eingesetzt werden kann, um eine Passagierkabine des Fahrzeugs mit Frischluft zu versorgen. Die Luftreinigungskassette 1 kann wie beispielhaft gezeigt einen Luftfilter 80 mit einer Einlassseite 83 aufweisen. Einlassseitig des optionalen Luftfilters 80 hat die Luftreinigungskassette 1 vorzugsweise einen elektrostatischen Abscheider mit einer Elektrodenanordnung 10.
Die Sprühelektrodenanordnung 10, kurz „Elektrodenanordnung 10“ hat vorzugsweise wenigstens einen sich zumindest in etwa quer zu einer ersten Richtung 2 erstreckenden Querträger 50. In dem gezeigten Beispiel hat die Elektrodenanordnung 10 sieben Querträger 50, die konkrete Anzahl kann aber je nach Anwendung erhöht oder reduziert werden. Zumindest in etwa „quer“ meint, hier dass der Winkel zwischen der ersten Richtung 2 und der Vorzugsrichtung des Querträgers zumindest in etwa 90° beträgt. Die Vorzugsrichtung des Querträgers 50 ist wie üblich die Richtung seiner Längserstreckung., Bei geraden Querträgern 50 ist das folglich die Richtung der Querträgerlängsachse 52. Natürlich sind auch gekrümmte Querträger 50 möglich, dann wäre auf die neutrale Faser des Querträgers 50 Bezug zu nehmen. Der wenigstens eine Querträger 50 hat eine erste Seite 53, die in diesem Beispiel nach oben weist. Die der ersten Seite 53 gegenüberliegende zweite Seite 54 (siehe 2 und 3) weist folglich in dem Beispiel nach unten bzw. in Richtung der Einlassseite 83 des Luftfilters 80 und sind jeweils zumindest in etwa parallel zu der Vorzugsrichtung des Querträgers 52.
An dem wenigstens einen Querträger 50 sind eine Mehrzahl (wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens zwei, wenigstens drei, wenigstens vier, wenigstens fünf oder wie dargestellt besonders bevorzugt eine zweistellige Zahl von Drahtstücken 31 befestigt. Die Anzahl der Drahtstücke ist an den Einzelfall, d.h. an den für den jeweiligen Querträger zur Verfügung stehenden Bauraum anzupassen.
Jedes der Drahtstücke 31 hat einen Befestigungsabschnitt 34 (siehe 3, gestrichelt dargestellt), dessen Länge zumindest in etwa der Breite des Querträgers 50 entspricht. Der Befestigungsabschnitt 34 ist in 1 in dem Querträger 50 und daher nicht zu erkennen, aber in 3 dargestellt. Anders als dargestellt, kann der Befestigungsabschnitt 34 auch auf einer Seite des Querträgers befestigt sein. Als Befestigungsverfahren kommen Kleben, Verschweißen, Löten, Klammern, etc. in Frage, um nur wenige zu nennen.
Vorzugsweise beidseits des wenigstens einen Querträgers 50 hat vorzugsweise jedes Drahtstück 31 wenigstens einen freien Endabschnitt 36, der sich in der ersten Richtung bzw. entgegen der ersten Richtung an den Befestigungsabschnitt anschließt (siehe 3). Denkbar wäre auch eine Variante, bei der nur auf einer Seite des Querträgers 50 ein freier Endabschnitt 36 sich an den Befestigungsabschnitt anschließt. Auch Kombinationen dieser beiden Varianten können z.B. zur Lösung von Bauraumproblemen sinnvoll sein. Verallgemeinert könnte man sagen, dass wenigstens ein Querträger vorzugsweise wenigstens zweit Drahtstücke mit je einem Befestigungsabschnitt aufweist, und dass sich an jeden der Befestigungsabschnitte je wenigstens ein freier Endabschnitt anschließt. Es könnte sich also z.B. an einer ersten Anzahl n₁ von Befestigungsabschnitten jeweils genau ein freier Endabschnitt anschließen und an eine zweite Anzahl n₂ von Befestigungsabschnitten jeweils genau ein zwei freie Endabschnitte anschließend, wobei die Summe n₁ + n₂ = n die Gesamtzahl n der Drahtstücke 31 beschreibt. In dem dargestellten Beispiel ist die bevorzugte Variante n₁ = 0 und n₂ =n dargestellt, es ist jedoch auch jede andere Kombination aus n₁,n₂ möglich.
Eine Sektion 362, 363 des freien Endabschnitts 36 ist in Richtung der zweiten Seite 54 des Querträgers 50 abgewinkelt (siehe 3). Wie in 3 dargestellt hat der wenigstens eine freie Endabschnitt 36 ein sich an den Befestigungsabschnitt 34 anschließende querträgernahe Sektion 361, welche sich zumindest in etwa in parallel zu der ersten Richtung 2 erstreckt. An diese querträgernahe Sektion 361 schließt sich auf der dem Befestigungsabschnitt 34 abgewandten Seite eine gekrümmte Sektion 362 und vorzugsweise an diese eine querträgerferne Sektion 363 an, die in diesem Beispiel wieder zumindest in etwa gerade ist. Das querträgerferne Ende 38 der querträgerfernen Sektion 363 ist zu einer Spitze verjüngt (vgl. 7), welche das freie Ende 38 des wenigstens einen Drahtstücks 31 bildet.
Wie in dem dargestellten Beispiel (siehe 3) hat der wenigstens eine Querträger 50 vorzugsweise zumindest eine isolierende Schicht 58, welche die zweite Seite 54 ausbildet. Auf der isolierenden Schicht 58 ist vorzugsweise eine leitende Schicht 59 aufgebracht, welche die Drahtstücke stoffschlüssig fixiert und gleichzeitig elektrisch miteinander verbindet. Wie schon angedeutet kann die leitende Schicht entfallen, dann werden die Drahtstücke 31 anders auf dem entsprechenden Querträger 50 fixiert. Zudem wäre vorzugsweise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Drahtstücken 31 herzustellen, z.B. durch einen Leitlack, Kabel, Klemmen (z.B. eine Kammklemme) oder dgl. Es kann zudem vorteilhaft sein nicht alle Drahtstücke 31 in einer Parallelschaltung miteinander zu verbinden, sondern Gruppen parallel geschalteter Drahtstücke 31 zu bilden, um ggf. Teile der Elektrodenanordnung selektiv ab- oder zuschalten zu können. Ein Kurzschluss oder eine Kontaktstörung würde dann einen Weiterbetrieb wenigstens einiger nicht betroffenen Drahtstücke als Elektroden ermöglichen.
Die freien Enden 38, d.h. die Spitzen 38 der Drahtstücke sind relativ zu Zwischenräumen 64 eines Gitter 60 aus einem leitfähigen Material zentriert. Im Betrieb bildet das Gitter 60 eine Niederschlagselektrode 60. Die Drahtstücke 31, genauer die Spitzen 38 wirken dann als Sprühelektroden 31. Die Drahtstücke 31 können einlassseitig über dem Gitter 60 enden, wie gezeigt in den Zwischenräumen 64 oder auch auslassseitig des Gitters 60. Einlass und Auslassseitig bezieht sich hier auf eine Vorzugsströmungsrichtung, die im gezeigten Beispiel parallel zu einem Vektor, der von ersten Seite 53 des wenigstens einen Querträgers 50 zu der gegenüberliegenden zweiten Seite 53 des Querträgers weist verläuft.
Die Niederschlagselektrode kann vorzugsweise unmittelbar auf einem Filterelement 85 des Filters 80 angeordnet sein. In dem gezeigten Beispiel ist das Filterelement ein Papierfilter und/oder ein Vliesfilter aus gefalteten Lamellen, es sind aber auch anderer Filterelemente verwendbar und im Stand der Technik bekannt. Die Niederschlagselektrode kann z.B. auch an oder vor einer Filtergazen angeordnet sein, die wiederum eine mit Aktivkohle gefüllten Filterkammern einlassseitig abdecken kann. Die verschiedenen Filter können auch kombiniert werden, wobei die Reihenfolge Filtermedien hierin nicht festgelegt ist. Bevorzugt wäre der Aktivkohlefilter jedoch möglichst einlassseitig eines anderen Filtermediums anzuordnen. Dadurch würde bei der elektrostatischen Abscheidung entstehendes Ozon für die einlassseitig des Aktivkohlefilters angeordneten Filtermedien einer Verkeimung entgegenwirken, wenn nicht sogar eine solche verhindern.
Die zweite Seite 54 der Querträger 50 kann unmittelbar auf die Niederschlagselektrode 60 aufgesetzt werden. Die Querträger 50 sind vorzugsweise lösbar in der gezeigten Position befestigt, so dass bei einem Luftfilterwechsel lediglich der Luftfilter 80 mit der vorzugsweise daran befestigten Niederschlagselektrode ausgetauscht werden muss. Alternativ können die Querträger 50 auch dauerhaft mit der Gegenelektrode verbunden sein. Beispielsweise kann die Gegenelektrode im Spritzgussverfahren mit den Querträgern 50 (mit wenigstens einem Querträger) verbunden werden. Beispielsweise kann der wenigstens eine Querträger 50 auf ein leitfähiges Gitter 60 aufgesetzt werden, wobei in einer Spritzgussform zumindest ein (vorzugsweise wenigstens zwei) an dem Gitter anliegender oder beabstandet dazu angeordneter Abschnitt des wenigstens einen Querträgers 50 und der entsprechende wenigstens eine Gitterabschnitt umspritzt werden um, wodurch der wenigstens eine Gitterabschnitt dauerhaft mit dem entsprechenden Querträger 50 verbunden wird.
Vorzugsweise hat der Luftfilter an seiner Außenfläche wenigstens eine elektrisch leitende Kontaktfläche, die elektrisch leitend mit der Gegenelektrode 60 verbunden ist. Die Kontaktierung der Sprühelektroden 38 kann in gleicher Weise erfolgen, d.h. über eine zweite Kontaktfläche die elektrisch leitend mit wenigstens einem der Drahtstücke 31 verbunden ist. Alternativ können die Drahtstücke 31 und/oder die optionale elektrische leitende Schicht 59 des Querträgers 50 als Kontaktflächen dienen.
Die Herstellung der Elektrodenanordnung wird anhand der 4 bis 7 erläutert: 4 zeigt ein Negativ einer Hälfte einer Spritzgussform. Die üblichen Plan- und Dichtflächen der Spritzgussform wurden der Anschaulichkeit halber weggelassen, man sieht also nur das, was mit der Spritzgussform herzustellen wäre. Das dargestellte Negativ entspricht dem Teil der Querträger 50 und der Längsträger 40, die mit einem isolierenden Material hergestellt werden oder vorzugsweise dem Teil die mit einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt werden. Das ist in den Figuren mit „58/59“ bzw. „48/49“ angedeutet. Auf das Negativ des Teils der Quer- und Längsträger werden Drähte 30 in Längsrichtung 2 vorzugsweise zumindest in etwa parallel zueinander und vorzugsweise zumindest in etwa äquidistant aufgelegt, wie es 5 zeigt. Bevorzugt hat die Negativform der Drahtkontur angepasste Aufnahmen für die Drähte 30. Wenn man nun die Spritzgussform schließt und die Spritzgussmasse injiziert, erhält man das in 5 dargestellte Halbzeug. Anschließend kann optional die leitende Schicht 59 und 49 bzw. die isolierende Schicht 58 und 48 an das Halbzeug angespritzt werden (angedeutet durch 59/58 bzw. 49/48). Das kann in einer separaten Form erfolgen oder indem man den Deckel der ersten Form gegen einen Deckel tauscht, der ein Negativ für die weitere Schicht aufweist. Alternativ kann man auch beide Materialien gleichzeitig in eine entsprechende Spritzgussform einspritzen, welche die Drähte 30 während des Einspritzens des Kunststoffs in die Spritzgussform vorläufig fixiert. In einer weiteren Variante spritzt man erst eine Schicht 58/59, 48/49 legt dann die Drähte auf diese auf und spritz dann die weitere Schicht 59/58 49/48 auf.
In einem folgenden optionalen Schritt wird das in 6 dargestellte Halbzeug der Spritzgussform entnommen. In diesen Schritt können beim Entnehmen die Drähte 30 durch die Form nachgezogen und/oder durchgeschoben und/oder gefördert werden, so dass beim anschließenden Schließen der Form die Drähte 30 entsprechend der 5 oder 6 in der Form liegen. Vorzugsweise anschließend werden die Drähte seitlich von dem Halbzeug getrennt. Ein aufwändiges Einfädeln der Drähte für den nächsten Spritzgussvorgang kann entfallen.
In einem nachfolgenden optionalen Bearbeitungsschritt, werden aus den Drähten Drahtstücke 31 herausgetrennt und vorzugsweise die freien Endabschnitte abgekantet, d.h. z.B. in die in 3 dargestellte Form gebogen. Dabei kann auch gleich das Anspitzen der freien Enden erfolgen. Dieser Bearbeitungsschritt kann auch noch in der Spritzgussform erfolgen. Das Ergebnis dieses Verfahrensschritts ist in 7 abgebildet. 7 zeigt folglich die Sprühelektrodenanordnung 10 („Elektrodenanordnung 10“) aus 1.
Anschließend kann die an sich fertige Sprühelektrodenanordnung 10 auf einer Niederschlagselektrode 60 (vgl. 8) angeordnet werden, auch das kann mittels eines Spritzgussverfahrens erfolgen. Alternativ kann die Elektrodenanordnung 10 auch mit der Niederschlagselektrode 60 verklebt oder verspannt werden.
Nur um Missverständnisse zu vermeiden: Auch andere Geometrien der Drahtstücke 31 und damit der freien Enden 38 der Sprühelektroden sind denkbar und ggf. sinnvoll. Beispielsweise kann eine gute Abscheiderate bei geringem Strömungswiderstand erreicht werden, wenn die Niederschlagselektrode hexagonale Zwischenräume einschließt, über oder in denen die freien Enden 38 der Sprühelektroden vorzugsweise zumindest in etwa zentrisch angeordnet werden.
8 zeigt eine weitere Elektrodenanordnung als Teil einer Filteranordnung. Die weitere Sprühelektrodenanordnung 10 hat Querträgern 50 und Drahtstücke 31. Die weitere Elektrodenanordnung 10 sitzt ähnlich wie die Elektrodenanordnung 10 in 1 vor einem Luftfilter 80 und/oder einer Niederschlagselektrode 60 (vgl. 7). Anders als bei der Elektrodenanordnung nach 1, erstreckt sich die erste Richtung 2 nicht horizontal, d.h. nicht in einer Ebene zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite der Querträger 50, sondern von der ersten Seite 53 in Richtung der zweiten Seite 54 der Querträger 50. Somit ist in diesem Beispiel die erste Richtung 2 zumindest in etwa parallel zu der Vorzugsströmungsrichtung 70.
Wie in 8 und 9 zu erkennen, hat Die Elektrodenanordnung vorzugsweise wenigstens einen sich zumindest in etwa quer zu der ersten Richtung 2 erstreckenden Querträger 50. In dem gezeigten Beispiel hat die Elektrodenanordnung mehrere Querträger 50, die konkrete Anzahl kann aber je nach Anwendung erhöht oder reduziert werden. Wie schon zuvor, meint auch hier zumindest in etwa „quer“, hier dass der Winkel zwischen der ersten Richtung 2 und der Vorzugsrichtung des Querträgers zumindest in etwa 90° beträgt. Die Vorzugsrichtung des Querträgers 50 ist wie üblich die Richtung seiner Längserstreckung. Bei geraden Querträgern 50 ist das folglich die Richtung der Querträgerlängsachse 52. Natürlich sind auch gekrümmte Querträger 50 möglich, dann wäre auf die neutrale Faser des Querträgers 50 Bezug zu nehmen. Der wenigstens eine Querträger 50 hat eine erste Seite 53, die in diesem Beispiel nach oben weist. Die der ersten Seite 53 gegenüberliegende zweite Seite 54 (siehe 9) weist folglich in dem Beispiel nach unten bzw. in Richtung der Einlassseite 83 eines optionalen Luftfilters mit wenigstens einem Filterelement 85.
An dem wenigstens einen Querträger 50 sind eine Mehrzahl von Drahtstücken 31 angeordnet, die je wenigstens ein freies Ende 36 haben, welches im Betrieb der Elektrodenanordnung 10 als Sprühelektrode dienen kann. Wie schon zuvor beschreibt „Mehrzahl von Drahtstücken 31“ die bevorzugte Variante, es würde aber ein Drahtstück 31 genügen. Die Anzahl der Drahtstücke 31 ist vorzugsweise an den Einzelfall, d.h. an den für den jeweiligen Querträger 50 zur Verfügung stehenden Bauraum anzupassen. Anders als bei der Ausführungsform nach 1 bis 6, sind die Drahtstücke 31 bei diesem Beispiel vorzugsweise gerade und weisen zumindest in etwa parallel zur Strömungsrichtung 70.
Jedes der Drahtstücke 31 hat einen Befestigungsabschnitt (ähnlich wie in 3, vgl. dort Bezugszeichen 34), dessen Länge vorzugsweise kleiner oder gleich der Dicke des Querträgers 50 ist. Weil die Schnittebene nicht durch die Drahtstücke verläuft, ist der Befestigungsabschnitt in 8 und 9 nicht zu erkennen. Als Befestigungsverfahren kommen Kleben, Verschweißen, Löten, Klammern, etc. in Frage, um nur wenige zu nennen. Besonders bevorzugt sind die Befestigungsabschnitte mit dem Querträger 50 umspritzt und insbesondere bevorzugt sind die Befestigungsabschnitte mit einem elektrisch isolierenden Abschnitt des Querträgers umspritzt. In dem dargestellten Beispiel ragen Anschlussabschnitte der Drahtstücke 36 aus der ersten Seite 53 des Querträgers 50 heraus. Die Anschlussabschnitte ermöglichen eine einfache elektrische Kontaktierung der Drahtstücke 31. Alternativ oder zusätzlich können zumindest einige (wenigstens einer) der Befestigungsabschnitte mit einem leitfähigen Abschnitt des Querträgers umspritzt sein (hier nicht dargestellt), wodurch zumindest wenigstens ein Drahtstück 31 mit dem leitfähigen Abschnitt des Querträgers 50 kontaktiert wird. Vorzugsweise werden mehrere Drahtstücke 31 mit einem leitfähigen Abschnitt des Querträgers umspritzt und dadurch parallel geschaltet.
Der wenigstens eine leitfähige Abschnitt des Querträgers 50 erstreckt sich vorzugweise zumindest in etwa parallel zur Querträgerlängsachse bzw. ggf. zu dessen neutraler Faser. Bevorzugt erstreckt sich der leitfähige Abschnitt auf der dem freien Ende der Drahtstücke 31 abgewandten Seite. Der leitfähige und der elektrisch isolierende Abschnitt des Querträgers 50 bilden vorzugsweise je eine sich zumindest in etwa parallel zu der Querträgerlängsachse erstreckende Schicht des Querträgers 50.
Vorzugsweise zumindest auf der zweiten Seite 54 des Querträgers 50 hat vorzugsweise jedes Drahtstück 31 wenigstens einen freien Endabschnitt 36, der sich vorzugsweise ohne Krümmung an den Befestigungsabschnitt anschließt. Verallgemeinert könnte man wie schon zuvor sagen, dass wenigstens ein Querträger 50 vorzugsweise wenigstens zwei Drahtstücke 31 mit je einem Befestigungsabschnitt aufweist, und dass sich an jeden der Befestigungsabschnitte je wenigstens ein freier Endabschnitt in der ersten Richtung 2 anschließt. Es könnte sich also z.B. an einer ersten Anzahl n₁ von Befestigungsabschnitten jeweils genau ein freier Endabschnitt anschließen. Die freien Enden 36 der Drahtstücke 31 sind vorzugsweise angespitzt und weisen bevorzugt zumindest in etwa in die Vorzugsströmungsrichtung 70.
Bezugszeichenliste

1: Luftreinigungskassette
2: erste Richtung
10: Elektrodenanordnung
30: Draht
31: Drahtstücke / Sprühelektroden
32: neutrale Faser des Drahts
34: Befestigungsabschnitt
36: freier Endabschnitt
361: querträgernahe Sektion
362: gekrümmte Sektion
363: querträgerferne Sektion / Teil der distalen Endsektion
38: freies Ende (vorzugsweise spitz)
40: Längsträger
48: Schicht des Längsträgers
49: Schicht des Längsträgers
50: Querträger
52: Längsachse der Querträgers
53: erste Seite des Querträgers (Oberseite)
54: zweite Seite des Querträgers (Unterseite)
56: Seitenflächen des Querträgers
58: isolierende Schicht des Querträgers
59: leitende Schicht des Querträgers
60: Gitter / Niederschlagselektrode
64: Zwischenräume
70: Vorzugsströmungsrichtung
80: Luftfilter
83: Luftfiltereinlassseite
85: Filterelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19542172 A1 [0002]
EP 2452730 A1 [0004]
DE 19905610 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenanordnung (10) für einen elektrostatischen Abscheider, mit den Schritten: - Anordnen einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Drähten (30) entlang einer ersten Richtung (2) auf oder unterhalb einer ersten Seite (53) wenigstens eines zur ersten Richtung (2) quer angeordneten Querträgers (30) und/oder einer Negativform des Querträgers, wobei der Querträger (30) eine der ersten Seite (53) abgewandte zweite Seite (54) hat, und wobei der wenigstens eine Querträger eine neutrale Faser (52) hat, die weder die erste Seite (53) noch die zweite Seite (54) berührt, - Fixieren der Drähte (30) auf oder an oder in dem ersten Querträger (50), - Heraustrennen von an dem ersten Querträger (50) fixierten Drahtstücken (31) aus den fixierten Drähten (30), wobei die Drahtstücke (31) jeweils mit wenigstens einem freien Endabschnitt (36) in der ersten Richtung (2) über den ersten Querträger (50) überstehen,
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zudem den Schritt aufweist: - Biegen des wenigstens einen freien Endabschnitts (36) in Richtung einer Fläche, wobei die zweite Seite (54) des wenigstens einen Querträgers (50) in der Fläche liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte Anordnen und Fixieren zumindest aufweisen: - Führen der Drähte (30) durch Drahtaufnahmen einer Spritzgussform mit einem Negativ zumindest eines Teils des ersten Querträgers (50) und Einspritzen von Kunststoff in die Spritzgußform, wobei zumindest einer der Drähte (30) mit zumindest dem Teil des Querträgers (50) umspritzt werden und/oder wobei zumindest der Teil des Querträgers (50) and den zumindest einen Draht angespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Drähte (30) zumindest zum Teil mit einem elektrisch leitfähigen Kunststoff zumindest zum Teil umspritzt und dadurch miteinander leitend verbunden werden und dass eine die zweite Seite (54) aufweisende Schicht des wenigstens einen Querträgers (50) aus einem isolierenden Kunststoff hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt „Anordnen“ aufweist: - Überbrücken eines Zwischenraums mit wenigstens einem der Drähte (30), wobei der Zwischenraum zwischen zwei beabstandet voneinander angeordneten Querträgern (50) oder deren Negativen gebildet wird und wobei der wenigstens eine der Drähte (30) an beiden Querträgern (50) fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass, der Schritt „Heraustrennen“ aufweist: - Zerteilen des den Zwischenraum überbrückenden Abschnitts des wenigstens eines der Drähte (30), so dass wenigstens zwei einander gegenüberliegende Endabschnitte (36) von zwei Drahtstücken (31) entstehen, die in den Zwischenraum hineinragen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt „Biegen“ aufweist: - Anlegen einer Stütze an die in Richtung der zweiten Seite (54) weisenden Oberfläche wenigstens eines der freien Endabschnittes (36), wobei ein distale Endsektion (362, 363) des wenigstens eines der freien Endabschnittes (36) in der ersten Richtung (2) über die Stütze hinausragt, - Verformen zumindest einer Sektion (362) des distalen Endes zu einer gekrümmten Sektion (362) durch Drücken eines Schiebers auf die der zweiten Seite (54) abgewandte Oberfläche des distalen Endes (363).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich zumindest den Schritt aufweist: - Formen einer Spitze an einem freien Ende (38) wenigstens eines freien Endabschnitts (36).
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Formen Schritt beim Heraustrennen-Schritt und/oder beim Biegen-Schritt erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich aufweist: - Positionieren der zweiten Seite (54) des wenigsten einen Querträgers (50) auf einem elektrisch leitfähigen Gitter (60) mit Zwischenräumen (64).
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Positionieren zusätzlich aufweist: - Ausrichten der Zwischenräume (64) des elektrisch leitfähigen Gitters (60) symmetrisch zu den freien Enden (38) der freien Endabschnitte (38).
Elektrodenanordnung (10) für einen elektrostatischen Abscheider (1) aufweisend: - Wenigstens einen Querträger (50) mit einer ersten Seite (53) und einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite (54), wobei der wenigstens eine Querträger (50) eine neutrale Faser (52) hat, und die neutrale Faser (52) weder die erste Seite (53) noch die zweite Seite (54) berührt. - Wenigstens ein Drahtstück (31), das wenigstens einen Befestigungsabschnitt (34) hat, wobei ◯ der Befestigungsabschnitt (34) an dem Querträger (50) fixiert ist, ◯ sich an den wenigstens einen Befestigungsabschnitt (34) wenigstens ein freier Endabschnitt (36) anschließt, der seitlich über den Querträger (50) hinaussteht.
Elektrodenanordnung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine freie Endabschnitt ein in Richtung der zweiten Seite (54) abgewinkeltes freies Ende (38) hat.
Elektrodenanordnung (10) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine Befestigungsabschnitt (34) durch den Querträger erstreckt und dass sich beidseits des Querträgers (50) je ein freier Endabschnitt (36) an den wenigstens einen Befestigungsabschnitt (34) anschließt.
Elektrodenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Drahtstück (31) eine Mehrzahl an Drahtstücken (31) ist und dass wenigstens zwei der Mehrzahl der Drahtstücke (31) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Elektrodenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Querträger (50) eine erste Schicht (58) aus einem elektrisch isolierenden Material hat und dass an der ersten Schicht eine zweite Schicht (59) aus einem elektrisch leitenden Material ist, wobei die elektrisch leitende Schicht (59) wenigstens zwei der Befestigungsabschnitte (34) der Mehrzahl der Drahtstücke (31) kontaktiert und elektrisch leitend miteinander verbindet.
Elektrodenanordnung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche 12 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (10) wenigstens zwei Querträger (50) hat deren neutrale Fasern (52) innerhalb von + 15° parallel zueinander angeordnet sind, die einen Zwischenraum in der ersten Richtung (2) begrenzen, und dass in den Zwischenraum zwischen den beiden Querträgern (50) von gegenüberliegenden Seiten der beiden Querträger (50) je wenigstens eine freier Endabschnitt (36) wenigstens eines Drahtstücks (36) in den Zwischenraum ragt.
Elektrodenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung wenigstens ein elektrisch leitfähiges Gitter (60) mit Gitteröffnungen (64) aufweist und dass die Gitteröffnungen (64) symmetrisch zu wenigstens einem freien Ende der Drahtstücke angeordnet sind.
Elektrodenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (10) an der Einlassseite (83) eines Luftfilters (80) angeordnet ist.
Elektrodenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (10) auslausseitig eines Vorfilters und/oder Vorabscheiders angeordnet ist.
Luftfilter (80) mit einer Filterelement, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Einlassseite des Filterelements (80) ein Gitter (60) aus einem leitfähigen Material als Gegenelektrode für eine Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 20 angeordnet ist.