DE19947140C2 - Active ionization device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine aktive Ionisationsvorrichtung zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen mit einer Elektrodeneinrichtung, die an mindestens eine Hochspannungsquelle anschließbar ist, wobei die Elektrodeneinrichtung als mindestens eine frei im Raum stehende Einzelelektrode ohne Gegenelektrode ausgebildet ist und wobei die Einzelelektrode ein einziges freies Ende aufweist.The invention relates to an active ionization device for dissipating electrostatic charges with an electrode device which can be connected to at least one high-voltage source, the electrode device being designed as at least one free-standing single electrode without counter electrode and the single electrode having a single free end.
Description
Die Erfindung betrifft eine aktive Ionisationsvorrichtung zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen mit einer Elektrodeneinrichtung, die an mindestens eine Hochspannungsquelle anschließbar ist und die als mindestens eine frei im Raum stehende, ein einziges freies Ende aufweisende Einzelelektrode ohne Gegenelektrode ausgebildet ist (vgl. Druckschrift GB 2 308 925 A); hierbei ist unter dem freien Ende der Einzelelektrode das in Richtung der abzuleitenden bzw. zu beseitigenden elektrostatischen Aufladungen orientierte Ende der Einzelelektrode zu verstehen.The invention relates to an active Discharge ionization device electrostatic charges with a Electrode device connected to at least one High voltage source is connectable and the at least one free standing, one Single electrode with free end without Counter electrode is formed (cf. document GB 2 308 925 A); here is the free end of the Single electrode in the direction of the lead or electrostatic charges to be removed to understand the oriented end of the single electrode.
Bekannte aktive Ionisationsvorrichtungen weisen eine Elektrodeneinrichtung mit einer Elektrode sowie mit einer dieser zugeordneten Gegenelektrode auf, wobei an Elektrode und Gegenelektrode eine Gleich- oder Wechselspannung in der Größenordnung von einigen Kilovolt angelegt wird.Known active ionization devices have one Electrode device with an electrode and with one of these associated counter electrode, wherein on the electrode and counterelectrode an equal or AC voltage on the order of a few Kilovolt is applied.
Aufgrund dieser hohen Spannungen ist bei den bekannten aktiven Ionisationsvorrichtungen eine elektrische Isolation zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode erforderlich, wobei durch diese Isolation insofern gesteigerte Anforderungen an den mechanischen Aufbau der aktiven Ionisationsvorrichtung gestellt werden, als die begrenzte Spannungsfestigkeit der verwendeten Isoliermaterialien und die Entstehung von Teilentladungen im umgebenden Medium eine Mindestgröße der herkömmlichen Systeme bedingen, um eine fortschreitende Materialzerstörung und eine EMV-Beeinflussung (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit) der Umgebung zu vermeiden.Because of these high tensions, the known active ionization devices electrical insulation between the electrode and the Counter electrode required, being through this Insulation in this respect increased demands on the mechanical structure of the active Ionization device are put as the limited dielectric strength of the used Insulating materials and the emergence of Partial discharges in the surrounding medium Minimum size of the conventional systems require progressive material destruction and one EMC interference (EMC = electromagnetic Compatibility) of the environment.
Von Nachteil bei diesen bekannten aktiven Ionisationsvorrichtungen ist mithin die Tatsache, daß angesichts der vorstehend beschriebenen Mindestgröße die Einsatzmöglichkeiten dieser aktiven Ionisationsvorrichtungen zum Teil dadurch limitiert sind, daß aufgrund räumlicher Gegebenheiten nicht an allen Stellen, an denen der Einsatz einer aktiven Ionisationsvorrichtung wünschenswert ist, ein derartiger Einsatz auch realisierbar ist.A disadvantage of these known active Ionization devices is therefore the fact that given the minimum size described above the possible uses of this active Partly limited ionization devices are that due to lack of space all places where the use of an active Ionization device is desirable such use is also feasible.
Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine aktive Ionisationsvorrichtung zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so weiterzubilden, daß der Ionenausstoß bzw. die Ionenabgabe insofern gefördert wird, als die Ionen zur besonders intensiven Ableitung zielgerichtet auf die zu beseitigenden elektrostatischen Aufladungen geblasen werden.Based on the disadvantages set out above and shortcomings are due to the present Invention based on the task of an active Discharge ionization device electrostatic charges according to the generic term of the main claim so that the In this respect, ion emission or ion release is promoted becomes more intense than the ions Derivation targeted to those to be eliminated electrostatic charges are blown.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen aktiven Ionisationsvorrichtung mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschriebenen Merkmalen gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Einzelelektrode zumindest partiell in mindestens ein Zusatzelement einführbar ist, das als mindestens eine Luftdüse ausgebildet und an mindestens eine Blaseinrichtung anschließbar ist.This task becomes active with a generic Ionization device with the in the preamble of Main described features according to the Teaching of the present invention solved in that the individual electrode at least partially in at least an additional element is insertable that as at least formed an air nozzle and at least one Blowing device can be connected.
Nun ist zwar der Druckschrift DE 29 19 598 A1 eine Anregung dahingehend entnehmbar, daß elektrostatische Ladungen durch eine Kombination aus einem Elektroventilator, einem elektrischen Generator und einer Metallelektrode neutralisiert werden können.Now the document DE 29 19 598 A1 is one Excitation can be seen that electrostatic Charges through a combination of one Electric fan, an electric generator and a metal electrode can be neutralized.
Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung erhält der Fachmann auf dem Gebiet der aktiven Ionisationsvorrichtungen jedoch weder aus der Druckschrift DE 29 19 598 A1 noch aus der Druckschrift US 5 847 917 irgendeine Anregung dahingehend, eine Einzelelektrode so auszugestalten, daß sie sich (zumindest partiell) in (mindestens) ein beliebiges, bereits vorhandenes Zusatzelement einführen läßt und so mit ihrem aktiven freien Ende unmittelbar an der Stelle wirken kann, an der die Ionisation gefordert ist; vielmehr ist gemäß der Druckschrift DE 29 19 598 A1 wie auch gemäß der Druckschrift US 5 847 917 eine Elektrode fest in eine Blaseinrichtung eingebaut, so daß mit diesen bekannten Ionisationsvorrichtungen - im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung - ein Einsatz an Stellen, die aufgrund der bisherigen räumlichen Ausdehnung herkömmlicher Systeme nicht zugänglich waren, eben gerade auch nicht möglich ist.In contrast to the present invention, the Expert in the field of active Ionization devices, however, neither from the Document DE 29 19 598 A1 still from the US 5 847 917 any suggestion to design a single electrode so that they (at least partially) fit in (at least) any additional element that already exists lets insert and so with their active free end can act directly at the point where the Ionization is required; rather, according to the Document DE 29 19 598 A1 as well as according to the Publication US 5 847 917 an electrode firmly in a Blowing device installed, so that with these known ionization devices - in contrast to present invention - use in places that due to the previous spatial expansion conventional systems were not accessible, just is just not possible.
Des weiteren ist durch die spezielle Ausbildung der Elektrodeneinrichtung, nämlich als frei im Raum stehende Einzelelektrode ohne Gegenelektrode, sichergestellt, daß ein erheblich geringerer Platzbedarf für den Aufbau der aktiven Ionisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung notwendig ist. Damit ist der Einsatz an Stellen möglich, die aufgrund der bisherigen räumlichen Ausdehnung herkömmlicher Systeme nicht zugänglich waren. Hierbei liefert die aktive Ionisationsvorrichtung gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung zumindest gleichwertige, wenn nicht sogar bessere Entladungsergebnisse als herkömmliche aktive Ionisationsvorrichtungen mit Gegenelektrode.Furthermore, due to the special training Electrode device, namely as free in space standing single electrode without counter electrode, ensured that a significantly lower Space required to build the active Ionization device according to the present Invention is necessary. With that the stake is on Positions possible due to the previous spatial expansion of conventional systems is not were accessible. The active one delivers Ionization device according to the teaching of present invention at least equivalent if not even better discharge results than conventional active ionization devices with Counter electrode.
Besonders überzeugende Entladungsergebnisse sind in diesem Zusammenhang erzielbar, wenn das freie, das heißt in Richtung der abzuleitenden bzw. zu beseitigenden elektrostatischen Aufladungen orientierte Ende der Einzelelektrode gemäß einer erfindungswesentlichen Weiterbildung der vorliegenden aktiven Ionisationsvorrichtung in Form mindestens einer Spitze oder in Form mindestens einer Schneide oder in Form mindestens einer Kante ausgebildet ist, denn durch eine derartige Ausbildung wird ein besonders gezielter Ionenausstoß am freien Ende begünstigt, das hierzu zweckmäßigerweise einen Krümmungsradius von weniger als 500 µm aufweist.Particularly convincing discharge results are in this context achievable if the free that means in the direction of the to be derived eliminating electrostatic charges oriented end of the single electrode according to one Training essential to the invention of the present active ionization device in the form at least a point or in the form of at least one cutting edge or in the form of at least one edge, because with such training a particularly targeted ion emission at the free end favors this for this purpose Has a radius of curvature of less than 500 microns.
Um die erwünschte zielgerichtete Ionenabgabe zu verwirklichen, ist die Einzelelektrode in vorteilhafter Weise mit Ausnahme ihres freien Endes vollständig mit mindestens einem elektrischen Isolator umgeben, beispielsweise in Gestalt eines Isolatorstoffs.To achieve the desired targeted ion release realize is the single electrode in advantageously with the exception of their free end completely with at least one electrical Surround insulator, for example in the form of a Insulator material.
Hinsichtlich des Aufbaus der aktiven Ionisationsvorrichtung ist zu bemerken, daß die Einzelelektrode durch mindestens einen Grundkörper mechanisch geführt und/oder gehalten sein kann und daß die Einzelelektrode über mindestens eine Strombegrenzungseinrichtung, beispielsweise mindestens einen Ohmschen Widerstand, an die Hochspannungsquelle angeschlossen sein kann, was den Vorteil hat, daß dann der fließende Strom beschränkt ist, so daß die Isoliermaterialien nicht fortschreitend zerstört werden. Hierbei können die Strombegrenzungseinrichtung und die Hochspannungsquelle durch mindestens eine Hochspannungszuführung miteinander verbunden sein.With regard to the structure of the active It should be noted that the ionization device Single electrode through at least one base body can be mechanically guided and / or held and that the single electrode has at least one Current limiting device, for example at least one ohmic resistor to which High voltage source can be connected to what the The advantage is that the flowing current is then limited is, so the insulating materials are not progressively destroyed. Here, the Current limiting device and the High voltage source by at least one High voltage supply to be connected to each other.
In bevorzugter Weise weist die Blaseinrichtung mindestens einen Lufteinlaß und mindestens einen Luftauslaß auf und/oder ist in bevorzugter Weise in den Grundkörper integriert. The blowing device preferably has at least one air inlet and at least one Air outlet on and / or is preferably in integrated the basic body.
Nun kann das Zusatzelement in zweckmäßiger Weise an den Luftauslaß der Blaseinrichtung anschließbar sein. Wenn in diesem Zusammenhang im Zusatzelement mindestens ein vorzugsweise im wesentlichen parallel zur Einzelelektrode verlaufender Luftführungskanal vorgesehen ist, der sich von der Blaseinrichtung zum freien Ende der Einzelelektrode erstreckt, so kann der Ionenausstoß bzw. die Ionenabgabe durch Betreiben der Blaseinrichtung und durch Führen der von der Blaseinrichtung beschleunigten Luft durch den Luftführungskanal insofern gefördert werden, als die Ionen zur besonders intensiven Ableitung zielgerichtet auf die zu beseitigenden elektrostatischen Aufladungen geblasen werden.Now the additional element can be useful to the air outlet of the Blow device can be connected. If in this Connection in the additional element at least one preferably substantially parallel to Single-electrode air duct is provided, which extends from the blower to extends free end of the single electrode, so can the ion emission or the ion emission by operation the blowing device and by guiding the of the Blower device accelerated air through the Air duct can be promoted in that the Ions for particularly intensive discharge targeted to those to be eliminated electrostatic charges are blown.
Dies gelingt in besonders vortrefflicher Weise, wenn der Luftführungskanal im Bereich des freien Endes der Einzelelektrode in mindestens eine Luftdüsenöffnung mündet.This works in a particularly admirable way, if the air duct in the area of the free end of the Single electrode in at least one air nozzle opening empties.
Weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben, durch die in exemplarischer Form ein Ausführungsbeispiel der aktiven Ionisationsvorrichtung veranschaulicht ist.Further refinements, features and advantages of the present invention are described below with reference to FIGS. 1 and 2, by which an exemplary embodiment of the active ionization device is illustrated in exemplary form.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der aktiven Ionisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, in seitlicher Schnittansicht; und Figure 1 shows an embodiment of the active ionization device according to the present invention, in a side sectional view. and
Fig. 2 die aktive Ionisationsvorrichtung aus Fig. 1 mit aufgesetztem Zusatzelement. Fig. 2 shows the active ionization device from Fig. 1 with attached additional element.
Identische Bezugszeichen beziehen sich auf gleich oder ähnlich ausgebildete Elemente oder Merkmale in den Fig. 1 und 2.Identical reference numerals refer to elements or features of the same or similar design in FIGS. 1 and 2.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine aktive Ionisationsvorrichtung zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen mit einer Elektrodeneinrichtung, die an eine Hochspannungsquelle anschließbar ist und mit Gleich- oder Wechselspannungen in der Größenordnung von einigen Kilovolt betreibbar ist. Figs. 1 and 2 show an active ionization apparatus for discharging electrostatic charges with an electrode means which is connectable to a high voltage source and is operable with direct or alternating voltages in the order of several kilovolts.
Die Elektrodeneinrichtung ist als frei im Raum stehende Einzelelektrode 2 ohne Gegenelektrode ausgebildet, wobei die Einzelelektrode 2 ein einziges freies Ende 21 aufweist. Durch diese spezielle Ausbildung der Elektrodeneinrichtung, nämlich als frei im Raum stehende Einzelelektrode 2 ohne Gegenelektrode, ist sichergestellt, daß ein ausgesprochen geringer Platzbedarf für den Aufbau der aktiven Ionisationsvorrichtung notwendig ist. Damit ist der Einsatz an Stellen möglich, die aufgrund der bisherigen räumlichen Ausdehnung herkömmlicher Systeme nicht zugänglich waren. Hierbei liefert die aktive Ionisationsvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 zumindest gleichwertige, wenn nicht sogar bessere Entladungsergebnisse als herkömmliche aktive Ionisationsvorrichtungen mit Gegenelektrode.The electrode device is designed as a free-standing in the room individual electrode 2 without counter electrode, wherein the individual electrode 2 has a single free end 21st This special design of the electrode device, namely as a free-standing single electrode 2 without counter electrode, ensures that an extremely small amount of space is required for the construction of the active ionization device. This makes it possible to use it in places that were not accessible due to the previous spatial expansion of conventional systems. The active ionization device according to FIGS. 1 and 2 delivers at least equivalent, if not better discharge results than conventional active ionization devices with a counter electrode.
Mit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten aktiven Ionisationsvorrichtung sind besonders überzeugende Entladungsergebnisse erzielbar, weil das freie, das heißt in Richtung der abzuleitenden bzw. zu beseitigenden elektrostatischen Aufladungen orientierte Ende 21 der Einzelelektrode 2 in Form einer Spitze ausgebildet ist. Durch eine derartige Ausbildung wird ein besonders gezielter Ionenausstoß am freien Ende 21 begünstigt, das hierzu einen Krümmungsradius von weniger als 500 µm aufweist.With the active ionization device shown in FIGS. 1 and 2, particularly convincing discharge results can be achieved because the free end 21 of the individual electrode 2 , which is oriented in the direction of the electrostatic charges to be discharged or removed, is designed in the form of a tip. Such a design favors a particularly targeted ion ejection at the free end 21 , which for this purpose has a radius of curvature of less than 500 μm.
Um die erwünschte zielgerichtete Ionenabgabe zu verwirklichen, ist die Einzelelektrode 2 mit Ausnahme ihres freien Endes 21 vollständig mit einem elektrischen Isolator umgeben.In order to achieve the desired targeted ion release, the single electrode 2, with the exception of its free end 21, is completely surrounded by an electrical insulator.
Hinsichtlich des Aufbaus der aktiven Ionisationsvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 ist zu bemerken, daß die Einzelelektrode 2 durch einen Grundkörper 1 mechanisch geführt und gehalten ist und daß die Einzelelektrode 2 über eine Strombegrenzungseinrichtung 12 in Gestalt eines Ohmschen Widerstandes an die Hochspannungsquelle angeschlossen ist, was den Vorteil hat, daß dann der fließende Strom beschränkt ist, so daß die Isoliermaterialien nicht fortschreitend zerstört werden. Hierbei sind die Strombegrenzungseinrichtung 12 und die Hochspannungsquelle durch eine Hochspannungszuführung 13 miteinander verbunden. Auch ist der Ausgang der Strombegrenzungseinrichtung 12 mit der Einzelelektrode 2 elektrisch leitend verbunden.With regard to the construction of the active ionization device according to FIGS. 1 and 2, it should be noted that the individual electrode 2 is mechanically guided and held by a base body 1 and that the individual electrode 2 is connected to the high-voltage source via a current limiting device 12 in the form of an ohmic resistor. which has the advantage that the flowing current is then limited so that the insulating materials are not progressively destroyed. The current limiting device 12 and the high-voltage source are connected to one another by a high-voltage supply 13 . The output of the current limiting device 12 is also connected in an electrically conductive manner to the individual electrode 2 .
In der Darstellung der Fig. 2 ist ein Zusatzelement 3 vorgesehen, in das die Einzelelektrode 2 eingeführt ist, so daß die Einzelelektrode 2 mit ihrem aktiven freien Ende 21 unmittelbar an der Stelle wirken kann, an der die Ionisation gefordert ist. Des weiteren ist eine Blaseinrichtung vorgesehen, die einen Lufteinlaß 14 und einen Luftauslaß 15 aufweist und die in den Grundkörper 1 integriert ist.In the illustration in FIG. 2, an additional element 3 is provided, into which the individual electrode 2 is inserted, so that the active free end 21 of the individual electrode 2 can act directly at the point at which ionization is required. Furthermore, a blowing device is provided which has an air inlet 14 and an air outlet 15 and which is integrated in the base body 1 .
Nun ist das Zusatzelement 3 als Luftdüse ausgebildet und an den Luftauslaß 15 der Blaseinrichtung angeschlossen (vgl. Fig. 2). Hierbei ist im Zusatzelement 3 ein im wesentlichen parallel zur Einzelelektrode 2 verlaufender, in Fig. 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht explizit dargestellter Luftführungskanal vorgesehen, der sich von der Blaseinrichtung zum freien Ende 21 der Einzelelektrode 2 erstreckt.Now the additional element 3 is designed as an air nozzle and connected to the air outlet 15 of the blowing device (see. Fig. 2). In this case, in the additional element 3 there is an air duct which runs essentially parallel to the individual electrode 2 and is not shown explicitly in FIG. 2 for reasons of clarity and which extends from the blowing device to the free end 21 of the individual electrode 2 .
Auf diese Weise kann der Ionenausstoß bzw. die Ionenabgabe durch Betreiben der Blaseinrichtung und durch Führen der von der Blaseinrichtung beschleunigten Luft durch den Luftführungskanal insofern gefördert werden, als die Ionen zur besonders intensiven Ableitung zielgerichtet auf die zu beseitigenden elektrostatischen Aufladungen geblasen werden.In this way, the ion emission or Ion release by operating the blowing device and by guiding the blower accelerated air through the air duct to the extent that the ions are used to particularly intensive derivation aimed at the electrostatic charges to be removed be blown.
Dies gelingt in besonders vortrefflicher Weise, weil der Luftführungskanal im Bereich des freien Endes 21 der Einzelelektrode 2 in eine Luftdüsenöffnung 31 mündet.This is achieved in a particularly admirable manner because the air duct in the area of the free end 21 of the individual electrode 2 opens into an air nozzle opening 31 .
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R071 | Expiry of right |