DE2701640A1 - Verbesserte vorrichtung zur aufrechterhaltung einer vorbestimmten elektrisch geladenen atmosphaere - Google Patents
Verbesserte vorrichtung zur aufrechterhaltung einer vorbestimmten elektrisch geladenen atmosphaereInfo
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- H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
- H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
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- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere
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Description
Verbeseerte Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten elektrisch geladenen Atmosphäre
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten elektrisch geladenen
Atmosphäre in einem Raumbereich, der zumindest periodisch mit Luft beschickt wird, mit Ionisier-Elementen, die
von der geförderten Luft nacheinander durchströmt werden und diese elektrisch aufladen, wobei die Elemente von Isolierpfosten gehalten sind, nach Patent (Patentanmeldung P 25 45
905.6).
In nahezu jedem Raum, insbesondere in einem geschlossenen Raum, in welchem große Maschinen in Betrieb stehen, etwa in
einem Textilwerk, herrscht ein entweder positives oder negatives elektrisches Feld. In den meisten fällen ist dieses
PeId nicht kritisch, d.h. es wirft keine Schwierigkeiten
in Bezug auf die gewünschten, im betreffenden Raum durchzuführenden
Arbeiten auf. In bestimmten Fällen, insbesondere im Zusammenhang mit dem Betrieb von Textilmaschinen, wie
Webstühlen oder dergleichen, kann jedoch selbst ein schwaches elektrisches Feld die einwandfreie Arbeitsweise der Haschinen
beeinflussen. Beispielsweise wird die unerwünschte Ablagerung
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von Faserflug auf Maschinenteile hervorgerufen. Aus diesem Grund wird üblicherweise in einem solchen Raum die Einhaltung
einer Atmosphäre angestrebt, die möglichst weitgehend elektrisch neutral oder mit einer Polarität vorgespannt ist,
welche einer beim Herstellungsvorgang erzeugten Aufladung entgegengesetzt ist.
Bisher ist häufig versucht worden, das elektrische Feld in einem Raum dadurch automatisch einzustellen, daß Ionen mit
einer der Polarität des festgestellten elektrischen Feldes entgegengesetzten Polarität eingeführt werden, bis ein im
wesentlichen neutraler Feldzustand erreicht ist· Beispielsweise beschreibt die USA-Patentschrift 3 387 181 eine Vorrichtung,
bei der ein Rohr passierende Ionen auf einem Metalldrahtkissen
oder —polster aufgefangen und gezählt werden. Sodann wird ein mit Gleichstrom aufgeladenes, in den Hauptluftstrom
eines Luftumwälzsystems eingeschaltetes Gitter
bezüglich Polarität und Intensität des Gitterstroms als Funktion der gezählten Ionenmenge gesteuert, um im Raum eine
neutrale Atmosphäre aufrechtzuerhalten. Diese Vorrichtung besitzt jedoch verschiedene Mängel, die sie für die meisten
Anwendungszwecke ungeeignet machen.
Einmal wird nämlich dabei der Gitterstrom nicht unmittelbar
in Abhängigkeit von dem im Arbeitsraum herrschenden elektrischen Feld, sondern vielmehr als Funktion der Ionen,
die in einem Rohr gezählt werden, geregelt. Diese Zählung ist daher nur allgemein auf das Feldpotential innerhalb
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des Raums bezogen. Dabei ist es möglich, daß ein elektrisches Feld beträchtlicher Stärke herrscht, ohne daß nur eine kleine
Ionenzahl vorhanden ist. Außerdem spricht die Vorrichtung gemäß dieser Patentschrift langsam auf Änderungen des elektrischen Feldpotentials im Raum an, und sie neigt zu einem
Übersteuern, wenn ein positives oder negatives Potential korrigiert werden soll.
In der USA-Patentschrift 3 870 933 ist eine andere Vorrichtung dieser Art offenbart, die jedoch ein ganz spezielles
Detektorelement verwendet, das in der Nähe einer metallischen Sonde eine Ionenwolke erzeugt. Diese Ionenwolke wirkt mit
dem elektrischen Feld in dem elektrisch neutral zu haltenden Raum zusammen und erzeugt dabei ein Signal, welches die
Polarität und die Größe des elektrischen Feldes angibt·
Dieses Regel- oder Steuersignal kann dann zur Steuerung von Anordnungen zur Hinzufügung von positiven oder negativen
Ionen zur Klimaanlage, z.B. unter Verwendung von Chemikalien oder dergleichen, benutzt werden. Diese Patentschrift gibt
weiterhin an, daß in die Leitung bzw. den Schacht der Klimaanlage ein Gitter eingesetzt werden kann, welches Ionen zum
Neutralisieren des elektrischen Feldes in Abhängigkeit von dem vom speziellen Detektor gelieferten Signal emittiert.
Die meisten Arbeitsräume von Textilanlagen sind elektrisch
negativ geladen, so daß positive Ionen in den Raum eingeführt werden müssen, um ihn auf einen elektrisch neutralen
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Zustand oder einen vorbestimmten positiven Pegel zurückzuführen.
Zeitweilig entstehen jedoch positive elektrische Felder, so daß die Vorrichtung wünschenswerterweise auch
in der Lage sein sollte, negative Ionen zu erzeugen, so daß ein positives elektrisches Feld auf einen weniger positiven
Neutralzustand oder möglicherweise auf einen negativen Zustand zurückgeführt werden kann. Bei Verwendung eines elektrischen
Gitters, an das zur Ionenerzeugung eine Hochspannung angelegt wird, kann eine der beiden Möglichkeiten angewandt
werden.
Zum einen kann ein Einzelgitter in die Leitung eingebaut werden, und es kann ein Schalter zur Verbindung des Gitters
entweder mit einer negativen oder mit einer positiven Stromversorgung vorgesehen werden. Im Hinblick auf die normalerweise
an die Gitter angelegten hohen Spannungen ist allerdings das Umschalten des Gitters von der einen Stromversorgung auf
die andere schwierig und unerwünscht. Eine wahlweise anwendbare Möglichkeit besteht in der Anordnung von zwei auf Abstand
stehenden Gittern, von denen das eine mit einer positiven und das andere mit einer negativen Stromversorgung
verbunden ist, wobei bei dieser bekannten Vorrichtung dafür gesorgt werden muß, daß die beiden Stromversorgungen nicht
gleichzeitig in Betrieb stehen.
Wie in der USA-Patentschrift 3 942 072 (bzw. in der Stammanmeldung)
beschrieben, wurde festgestellt, daß bei Anordnung
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zweier auf Abstand stehender Gitter in einem Schacht oder einer Leitung einer Klimaanlage, welche einem in einen
elektrisch neutralen oder einem genau positiven oder negativen Zustand zu haltenden Raum Luft zuführt, und bei gleichzeitiger
Aktivierung beider Gitter zur Erzeugung sowohl positiver als auch negativer Ionen an dem durch die die
Leitung durchströmende Luft zuletzt kontaktierten Gitter überraschenderweise ein niedrigeres Potential zur Aufrechterhaltung
eines gewünschten Aufladungspegels oder -zustandes der Atmosphäre erforderlich ist als bei einem
einzigen, positiven Gitter in dem Fall, in welchem zum Neutralisieren eines negativen elektrischen Feldes positive
Ionen eingeführt werden müssen. Außerdem können bei Beeinflussung eines elektrischen Feldes durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung Übersteuerungsprobleme wesentlich verringert und in zahlreichen Fällen sogar praktisch ausgeschaltet
werden. Dabei hat es sich gezeigt, daß ein Gitter aus einer Vielzahl getrennter, feiner Drähte, die mit einem
Abstand von z.B. etwa 76 mm ungefähr parallel zueinander verlaufen, eine zufriedenstellende Arbeitsweise gewährleistet.
Außerdem hat es sich erwiesen, daß ein Abstand von etwa 150 500 mm und vorzugsweise von 305 mm zwischen dem positiven
und dem negativen Gitter günstige Ergebnisse liefert.
Obgleich die Gründe für diese überraschenden Ergebnisse noch nicht völlig geklärt sind, wird angenommen, daß die
Wechselwirkung zwischen jedem Gitter und den Ionen der
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entgegengesetzten Polarität sowie die resultierende Beschleunigung
oder Verzögerung dieser Ionen infolge dieser Wechselwirkung bei den erzielten Ergebnissen eine gewisse
Rolle spielen. Weiterhin wird angenommen, daß durch Justierung des Gitters, das an die gleiche Polarität wie die des zu
neutralisierenden elektrischen Feldes angeschlossen ist, ein Übersteuern beim Neutralisiervorgang ausgeschaltet wird.
Verschiedene elektronische Ionensteuer- oder -regelvorrichtungen
der vorher beschriebenen und in den figuren 1 bis 4 der Stammanmeldung dargestellten Art wurden bei verschiedenen
Textilherstellern installiert. Diese Vorrichtungen arbeiteten zwar zufriedenstellend, erforderten jedoch für eine wirkungsvolle
Ionisierung der Luft eine routinemäßige Wartung. Diese Wartung umfaßte eine regelmäßige Reinigung der Keramik-Isolatorkörper
(Isolationspfosten), mit denen die Gitterdrähte mit dem Leitungsschacht der Klimaanlage verbunden sind. Wenn
sich diese Isolatorkörper mit Faserflug, Schmutz und Feuchtigkeit in Form verschiedener Öle und Chemikalien belegen, bilden
sie hochohmige, leitfähige Bahnen, über welche der Strom von den Hochspannungsanschlüssen zu den Wänden der aus Metall
bestehenden Leitung kriechen kann. Infolge dieses Kriechstroms arbeiten die Gitterdrähte für die Ionisierung der
Luft weniger wirkungsvoll, weil die angelegte Spannung abnimmt. Diese Abnahme ist auf den Spannungsabfall an dem
strombegrenzenden Widerstand zurückzuführen, der normalerweise an der Hochspannungsversorgung zum Schütze vor einem
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Kurzschluß vorgesehen ist, wie er z.B. bei Berührung eines gebrochenen Drahts mit einer Leitungswand auftreten kann.
Durch regelmäßige Reinigung der Isolatoren kann diese Schwierigkeit
zwar behoben werden. Bei bestimmten Anlagen, in denen die Luft einen hohen Öl- oder Faserfluggehalt besitzt,
ist jedoch eine für die Praxis zu hohe Reinigungshäufigkeit erforderlich. Auch ist die regelmäßige Reinigung aufwendig
und unbequem.
Es stellt sich damit die Aufgabe, die Reinigungsintervalle auf ein annehmbares Maß zu reduzieren, d.h. die Perioden
zwischen den nötigen Wartungsarbeiten erheblich zu verlängern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung geschieht dies durch Anbringung von Luftablenk- oder -leitplatten vorzugsweise
sowohl stromauf als auch stromab der beiden Gitter und durch Ablenkung der Luft von den Isolatorkörpern weg,
mit denen die Gitter an den Kanalwänden montiert sind. Die Ablenkplatten erweitern sich dabei bei der Annäherung an die
Gitter nach außen, so daß sie die Isolatorkörper abschirmen. Eine dritte Ablenkplatte ist vorzugsweise zwischen den beiden
Gittern befestigt. In den Raum zwischen den Ablenkplatten, den Gitter- und den Kanalwänden kann reine Luft eingeblasen
werden.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die
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genannten Vorteile durch Anordnung einer Isolierhülse, die
sich von den Gittern in Stromauf- und Stromabrichtung erstreckt,
innerhalb des Kanals erreicht. Aufgrund dieser Schutzhülse kann ein starker Strom, z.B. von mindestens
etwa 5 mA, sicher angewandt werden, wodurch auch die Bildung eines leitenden Pfads zur Kanalwand verhindert wird.'
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsfonnen der Erfindung
in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, deren Figuren 1 bis 4 den Figuren 1 bis 4 der erwähnten
US-PS 3 942 072 (d.h. der Stammanraeldung) entsprechen,
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Teilseitenansicht der Gitter gemäß der Erfindung, die in den Kanal einer Klimaanlage
Figur 1 eine schematische Teilseitenansicht der Gitter gemäß der Erfindung, die in den Kanal einer Klimaanlage
eingeschaltet sind;
Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines eingebauten Gitters gemäß der Erfindung;
Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines eingebauten Gitters gemäß der Erfindung;
Figur 3 eine Schnittdarstellung des oberen Gitteranschlusses; Figur 4 ein elektrisches Schaltbild einer Schaltung zur
Anlegung von Spannungen an die Gitter; Figur 5 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Figur 6 einen Schmitt längs der Linie 6-6 in Figur 5; Figur 7 eine teilweise weggebrochene perspektivische Darstellung
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung
und
Figur 8 eine im Schnitt gehaltene Stirnseitenansicht der Vorrichtung nach Figur 7.
Figur 8 eine im Schnitt gehaltene Stirnseitenansicht der Vorrichtung nach Figur 7.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gitterkonstruktion
ist in den Figuren 1 bis 3 dargestellt. Die Gitter 20 und 22 sind dabei vorzugsweise in den Luft-Kanal einer
Klimaanlage eingebaut, welcher unmittelbar zu dem in einem elektrisch neutralen Zustand zu haltenden Raum führt. 33s
hat sich gezeigt, daß dann optimale Ergebnisse bei einer Anlage erzielt werden, in welcher eine im wesentlichen
negative Ladung herrscht und welcher demzufolge positive Ionen zugeführt werden müssen, wenn das an die negative
Stromversorgung angeschlossene Gitter so angeordnet wird, daß der Luftstrom zuerst das negative Gitter und dann das
an die positive Stromversorgung angeschlossene Gitter durchströmt. Bei der Anordnung gemäß Figur 1 steht folglich das
Gitter 20 unter negativer Spannung, während das Gitter 22 vorzugsweise unter einer positiven Spannung steht.
Darüber hinaus hat sich herausgestellt, daß bei einer Anlage, in der eine im wesentlichen positive Ladung herrscht
und welcher daher negative Ionen zugeführt werden müssen, dann optimale Ergebnisse erzielt werden können, wenn das
positive Gitter zuerst und dann das negative Gitter vom Luftstrom durchströmt werden. In diesem Fall wäre das Gitter
20 gemäß Figur 1 das positive (an die positive Stromversorgung angeschlossene) Gitter, während das Gitter 22 das
negative Gitter darstellt.
In jedem der beiden vorgenannten Fälle ist außerdem das
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für die Aktivierung des zweiten, später durchströmten
Gitters erforderliche Potential für die Aufrechterhaltung des gewünschten Atrnosphärenzustandes überraschend geringer
als erwartet.
Wie am besten aus Figur 2 hervorgeht, weist jedes Gitter 20 und 22 vorzugweise zwei L-förmige Aluminiumschienen 24· und
26 auf. Jedes dieser Profile ist an den gegenüberliegenden Flächen des typischerweise aus Metall bestehenden Kanals
mit Hilfe von drei herkömmlichen Isolierpfosten montiert. Der Kanal 30 besitzt bei dem Ausführungsbeispiel einen
quadratischen Querschnitt mit einer Kantenlänge von etwa 91 χ 91 cm, kann jedoch jede beliebige Größe oder Form besitzen.
Die Schiene 26 ist am Kanal 30 mit Hilfe von Isolierpfosten 32, 34 und 36 montiert, während die L-Schiene 24
mit Hilfe von zwei Isolierpfosten 38 und 40 gehaltert ist. Eine vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Isolierschiene
42 ist mit Hilfe einer Anzahl von elektrischen Befestigungselementen,
die an auf Abstände verteilten Stellen an der Schiene 42 angebracht sind, fest mit der L-Schiene 26 verbunden.
Auf ähnliche Weise sind über die Länge der Schiene 24 mehrere elektrische Befestigungselemente auf Abstand verteilt.
Wie am besten aus Figur 3 ersichtlich ist, kann jedes dieser Befestigungselemente einfach aus einer Schraube 44
mit zwei darauf aufgesetzten Zwischenscheiben 46 und 48 bestehen, so daß ein Draht 50 zwischen den Scheiben 46 und 48
um die Schraube 44 herumgeschlungen werden kann.
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Der Draht 50 wird vorzugsweise in einem ununterbrochenen Stück zwischen den Schienen 24 und 26 gespannt. Die zwischen
den Befestigungselementen der Schiene 42 verlaufenden Abschnitte werden entfernt, um einen Kurzschluß zu verhindern,
falls der Draht 50 reißen und unmittelbar auf den Boden des Kanals 30 fallen sollte.
Die obere Schiene 24 ist vorzugsweise auf die deutlich in Figur 3 dargestellte Weise mit Klemmen 54 und 56 an
eine Hochspannungsversorgung angeschlossen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Gitter 20 vorzugsweise
mit einer negativen und das Gitter 22 mit einer positiven Hochspannungsversorgung verbunden.
Figur 4 zeigt eine Schaltung zur Anlegung der jeweils richtigen positiven und negativen Spannungen an die Gitter
20 und 22. Ein Meßfühler 100 liefert ein elektrisches Ausgangssignal, das als Punktion der Größe und der Polarität
des elektrischen Feldes in dem Raum variiert, dessen Ladung neutral oder auf einem gewünschten (positiven oder negativen)
Ladungspegel gehalten werden soll. Der Meßfühler ist dabei vorzugsweise von der in der eingangs erwähnten USA-Patentschrift
3 870 933 beschriebenen Art. Dieser spezielle Meßfühler liefert ein Ausgangssignal, das zwischen 0 V und 1 V
Gleichstrom variiert, wobei eine Spannung von + 0,5 V einen neutralen Umgebungszustand angibt, während der Bereich von
0 - 0,5 V ein positives und der Bereich von 0,5 - 1 V ein
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negatives elektrisches Feld bezeichnet. Die Meßgeräteskala
kann auch z.B. so geändert werden, daß sie zwischen -5 V und + 5 V liegt, wobei der Neutralzustand bei Massepotential
liegt. In jedem .Fall wird bei diesem speziellen Meßfühler das zwischen 0 V und 1 V liegende Ausgangssignal durch einen
herkömmlichen Operationsverstärker 102 verstärkt, welcher das Ausgangssignal des Meßfühlers 100 beispielsweise um den
Paktor 10 verstärkt. Ebenso wird das Ausgangssignal des Meßfühlers
100 an einen zweiten Operationsverstärker 104 angelegt, der ein ähnlich verstärktes, aber invertiertes Ausgangssignal
liefert.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 102 wird an die Basis eines
Transistors 106 über ein herkömmliches Potentiometer 108 angelegt, das zur Einstellung der Ansprechempfindlichkeit und
der Arbeitsweise der Steuerschaltung regelbar ist. Der Kollektor eines Transistors 106 ist an eine herkömmliche Vollweggleichrichterschaltung
(Brücke) 112 aus Dioden 114, 116, 118
und 120 angeschlossen. Dabei ist der Kollektor des Transistors 106 an die Verzweigung zwischen den Dioden 118 und 120 angeschlossen,
die jeweils einen Zweig der Brücke 112 bilden. Die Verzweigung zwischen den Dioden 114 und 116 ist ähnlich, ebenso
wie der Emitter des Transistors 106, an Masse angeschlossen. Eine herkömmliche positive Hochspannungsversorgung 130 weist
zwei Eingänge 132 und 134 auf, von denen einer unmittelbar zwischen die Verzweigung zwischen den Dioden 114 und 120
geschaltet ist, während der andere über eine Wicklung 136
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an die Verzweigung zwischen den Dioden 116 und 118 angeschlossen ist. Die Wicklung 136 bildet mit der Wicklung
138 einen Transformator 106, bei dem auf übliche V/eise ein Wechselstromsignal von z.B. 115 V, 60 Hz an die Wicklung
138 angelegt wird.
Wenn sich der Transistor 106 in seinem Sperrzustand befindet, kann kein Strom über die Brücke 112 fließen; aus diesem Grund
erscheint am Ausgang der Hochspannungsversorgung 130, die über ein herkömmliches, verstellbares Potentiometer 150 an
das positive Gitter angeschlossen ist, keine Spannung, so daß das Gitter seinerseits keine Ionen erzeugt. Wenn jedoch
das vom Meßfühler 100 gelieferte Signal in einem Bereich liegt, welcher die Notwendigkeit für die Erzeugung von
positiven Ionen entsprechend der Einstellung des Potentiometers 108 anzeigt, wird der Transistor 106 durchgeschaltet,
so daß ein Strom über diesen Transistor zu Masse fließt. Die Stromstärke hängt dabei vom Durchschaltzustand des Transistors
106 ab; die positive Hochspannungsversorgung 130 erzeugt eine Ausgangsspannung einer auf das Eingangssignal bezogenen
Größe, eo daß durch das in dem Kanal -30 befindliche positive
Gitter 22 Ionen erzeugt werden.
Auf die gleiche Weise wird das durch den Transistor 160 umgekehrte Ausgangssignal des Verstärkers 104 an die Basis
eines weiteren Transistors 162 angelegt, wobei seine Größe mittels eines herkömmlichen Potentiometers 164- geregelt wird.
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Ebenso wie der Transistor 106 ist der Transistor 162 zwischen zwei Zweige eines herkömmlichen Vollweggleichrichters
168 aus Dioden 170, 172, 174 und 176 eingeschaltet. Dabei ist der Kollektor des Transistors 162 zwischen die
Dioden 172 und 174 eingeschaltet, während die Verzweigung zwischen den Dioden 170 und 176 an Masse liegt, Eine negative
Hochspannungsversorgung 180, welche der positiven Hochspannungsversorgung 130 mit Ausnahme des Vorzeichens ihres
Ausgangssignals entspricht, ist auf ähnliche V/eise über die Wicklung 182 eines Transformators 184 an den Vollweggleichrichter
168 angeschlossen. Der Transformator 184 besitzt ebenfalls eine Sekundärwicklung 186, an welche eine Wechselspannung
von z.B. 115 V, 60 Hz angelegt wird. Das Ausgangssignal der negativen Hochspannungsversorgung wird, ähnlich
wie vorher, über ein Potentiometer 200 an das Gitter 20 angelegt.
Sooft der Meßfühler 100 eine Abweichung von einem Neutralzustand feststellt, wird ein Signal erzeugt, das nach Verstärkung
durch die Verstärker 102 und 104 die Transistoren 106 und 162 in deren Durchschaltzustand versetzt, wobei die
positive und die negative Spannung gleichzeitig an die Gitter 20 bzw. 22 angelegt werden.
Die folgende Tabelle gibt die gemessenen Spannungen und Amperewerte für positive und negative Gitter der beschriebenen
Art an, die in einer Klimaanlage verwendet werden,
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um einen im wesentlichen in einem negativen Ladungszustand befindlichen Raum in einem TTeutralzustand zu halten.
mm | mikro A | KV | ram | mikro A | KV | 76 i> |
152 | 165 | 13,5 | 152 | 125 | 11,5 | 94 £ |
305 | 90 | 15,0 | 305 | 75 | 13 | 36 $> |
457 | 110 | 15,0 | 457 | 40 | 8-12 | 20 # |
610 | 125 | 14,0 | 610 | 25 | 8-12 | |
Im folgenden ist anhand der Figuren 5 und 6 eine spezielle Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei welcher die
den vorher erläuterten Drähten entsprechenden Gitterdrähte 50 mittels üblicher Isolierpfosten 38 auf die dargestellte
Weise an der Oberseite des Kanals 30 gehaltert sind. Die unteren Isolierpfosten 36 sind dabei jedoch weggelassen. In
jeder anderen Hinsicht gleicht die Konstruktion des Gitters 20 dem Gitter gemäß Figur 1 bis 4, weshalb gleiche Bauteile
auch mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Bei der dargestellten Ausführungsform sind allerdings vor, zwifrchen
und hinter den Gittern 20 und 22 Luftablenkelemente 202,
bzw· 206 eingebaut. Diese Elemente können aus Metallblech oder einem beliebigen anderen, geeigneten Werkstoff bestehen.
Balls sie aus einem leitfähigen Material bestehen, müssen die mit 210 und 212 bezeichneten Luftspalte groß genug sein, um
einen Hochspannungs-Funkenüberschlag von den Gittern zu vermeiden.
Die Elemente 202, 204 und 206 sind an der Oberseite des Kanals 30 befestigt, wobei sie von einer Seite zur
anderen verlaufen und auf diese Weise effektiv einen Luftstrom
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um die Isolierpfosten 38 herum verhindern. In der Tat wird
dann, wenn die Vorderkante des Elements 204 etwas dichter an der Oberseite der Leitung 30 angeordnet ist als die
Hinterkante des Ablenkelements 202 und die Vorderkante des Ablenkelements 206 etwas höher liegt als die Hinterkante
des Elements 204, bei einem, wie dargestellt, von links nach rechts strömenden Luftstrom ein Unterdruck an den Luftspalten
210 und 212 hervorgerufen. Dieser Unterdruck verhindert weitgehend, daß Faserflug oder ölhaltige Luft die
Isolatorkörper 38 erreicht, wodurch an den Isolatoren eine etwaige Ablagerung weitgehend vermieden wird, durch die ein
Leitpfad von den Gittern 20 und 22 zu der an Masse liegenden Leitungswand entstehen könnte. Infolgedessen können die
Intervalle zwischen den routinemäßigen Reinigungsvorgängen erheblich verlängert werden. In Bereichen mit besonders
starker Verschmutzung kann zudem saubere Spülluft automatisch entweder periodisch oder kontinuierlich von einer
herkömmlichen Druckluftquelle 220 her an Einlaßöffnungen 216 und 218 eingeblasen oder von einer außerhalb der Halle
installierten Reinluftquelle her zugeführt werden.
Im folgenden wird anhand der Figuren 7 und 8 eine zweite Ausführungsform beschrieben, die für sich oder in Verbindung
mit der zuerst beschriebenen Ausführungsform angewandt werden kann.
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200 dargestellt, welche die Brandgefahr verringern sollen, falls die an den Gitterdrähten 50 anliegenden Hochspannungen
unter sich oder gegen Masse kurzgeschlossen werden sollten und dabei zu einem Lichtbogen führen. Durch Entfernen dieser
Widerstände wird mithin diese Sicherheitsmaßnahme unwirksam gemacht. Der dabei an den Gittern verfügbare zusätzliche
Strom (typischerweise mindestens etwa 5 mA gegenüber 500 Mikroampere beim geschützten System) läßt jedoch die Vorrichtung
unter stark verschmutzten Umgebungsbedingungen erheblich wirksamer werden. Dies beruht darauf, daß die an die
Gitterdrähte 50 angelegte Ionisierspannung nicht, wie vorher, abfällt, sondern die wesentlich höhere Spannung und Stromstärke
tatsächlich zu einem Abbrennen eines Teils der Verunreinigung führen, sobald sich diese an den Isolatoren abzulagern
beginnen. Diese nHochstrom"-Vorrichtung hat sich
in stark verschmutzten Bereichen als sehr wirkungsvoll erwiesen, in denen das MNiedrigstromn-System weniger wirksam
ist.
Diese erwähnte "Hochstrom"-Vorrichtung wird jedoch als etwas
unsicher angesehen, und zwar wegen der großen Möglichkeit für einen Brand im Pail eines Hochspannunge-Funkenüberschlage.
Um diese Vorrichtung brandsicher zu machen, kann gemäß den Figuren 7 und 8 eine Isolierhülse bzw. -auskleidung in der
Leitung angeordnet werden. Vor dem Einbau der Gitter 20 und 22 wird die Isolierhülse 230 in die Leitung 30 eingeführt
und an deren Innenwänden auf beliebige passende Weise befestigt·
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Die Hülse 230 erstreckt sich dabei von beiden Enden der Gitter ausreichend weit in Stromauf- und Stromabrichtung,
so daß ein evtl. -gerissener Draht nicht mit einem unisolierten Abschnitt der Leitungsanlage in Berührung gelangen
und einen branderzeugenden Lichtbogen bilden kann. Die Hülse 230 kann aus einem geeigneten Isoliermaterial
bestehen. Die Isolationspfosten 38 sind unmittelbar mit der Hülse 230 verbunden.
Selbstverständlich sind dem Fachmann zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß der durch die beigefügten
Ansprüche umrissene Rahmen der Erfindung verlassen wird.
In Zusammenfassung werden mit der Erfindung somit ein verbessertes
Verfahren und eine Vorrichtung zum Ionisieren der eine metallene Leitung durchströmenden Luft geschaffen, um
beispielsweise eine genau bestimmte, elektrisch neutrale, positive oder negative Atmosphäre in einem Bereich oder
Raum, etwa in einem Textilwerk, aufrechtzuerhalten, indem der in diesen Bereich geförderten Luft aufgeladene Ionen
zugesetzt werden. Dabei ist mindestens ein elektrisches Gitter mit Hilfe von das Gitter mit einer Leitungswand verbindenden
Isolierpfosten in der Leitung montiert. Das Gitter ist an eine Gleichstrom-Hochspannungsquelle anschließbar,
wodurch die Ansammlung von leitfähigen Stoffen, wie Fett oder Faserflug, unter Bildung eines Kriechstrompfade zwischen dem
Gitter und der Leitungswand verhindert wird. In spezieller
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Ausführungsform erfolgt dies durch Anordnung einer das
Gitter umschließenden Isolierhülse oder -auskleidung innerhalb der Leitung, wobei diese Hülse infolge des von ihr
gebotenen Schutzes vor Kurzschlüssen auch die sichere Anwendung von hohen Stromstärken erlaubt. In anderer Ausführungsform
bewirken an der Gitter- oder Leitungswand montierte Luftablenker eine Ablenkung der Luft von den
Isolatorkörpern hinweg, vorzugsweise mit Unterstützung von zwischen Luftablenker und Leitungswand eingeblasener reiner
Luft.
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Claims (14)
- Patentansprücheί 1·/Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten elektrisch geladenen Atmosphäre in einem Rauinbereich, der zumindest periodisch mit Luft beschickt wird, mit Ionisier-Elementen, die von der geförderten Luft nacheinander durchströmt werden und diese elektrisch aufladen, wobei die Elemente von Isolierpfosten innerhalb eines Kanals gehalten sind, nach Patent (Patentanmeldung P 25 45 905.6), gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die verhindert, daß von der Luft mitgeführte Stoffe einen leitfähigen Strompfad zwischen den Isolierpfosten (38) und dem Kanal (30) aufbauen.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Isolierpfosten und dem metallenen Kanal angeordnete und den Isolierpfosten umschließende, elektrisch isolierende Hülse (230) als Auskleidung.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse an die Innenfläche des Kanals angepaßt ist.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal einen rechteckigen Querschnitt besitzt.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ionisier-Element quer zur Bewegungsrichtung des Luftstrome in dem Kanal angeordnet ist und daß sich die Hülse709830/0296INSPECTEDvon der Einbaustelle des Gitters aus ein bestimmtes Stück in Stromauf- und Stromabrichtung erstreckt.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmittel einen Kriechstrom von mindestens etwa 5 mA zum Ionisier-Element liefern.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element ein Gitter (20, 22) aus parallel zueinander angeordneten elektrischen Leitungs-Drähten ist.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ionisier-Elemente als die eine Stoffansamirilung verhindernde Einrichtung Ablenkungsvorrichtungen für den Luftstrom eingebaut sind.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkungsvorrichtungen ein erstes Luft-Ablenkelement (202), das stromauf vom Ionisier-Element aus angebracht ist land sich von der Kanalwand auswärts in Richtung auf dieses Element erweitert und dabei die Isolierpfosten vor dem LuftBtrom in der Leitung schützt sowie ein zweites (204), stromab des Elements angebrachtes Luft-Ablenkelement umfassen, das sich von der Leitung auswärts zum Element in eine Position erweitert, in welcher die Isolierpfosten vor dem Luftstrom im Kanal geschützt sind.709830/0298
- 10« Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierpfosten mindestens zwei an der einen Kanalwand befestigte Keramik-Isolatoren aufweisen.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nacheinander von der Luft durchströmte Elemente und ein dazwischen angeordnetes drittes Luft-Ablenkelement vorgesehen sind, welches sich nach außen in Richtung von der Stromauf- zur Stromabseite erweitert.
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (216, 218, 220) zum Einblasen von reiner Luft in den Raum zwischen der einen Kanalwand und den Luft-Ablenkelementen vorgesehen ist.
- 13. Verfahren zum Ionisieren der in einem Kanal strömenden Luft mit Hilfe eines im Kanal befindlichen elektrischen leitfähigen Gitters, an das eine Gleichstrom-Hochspannung angelegt ist, unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft im Bereich des Gitters vom Isolierpfosten hinweg so abgelenkt wird, daß eine Ansammlung der in der Luft enthaltenen Stoffe am Isolierpfosten verhindert wird.
- 14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Hochspannung an das Gitter angelegt wird, daß zum Isolierpfosten ein Stromfluß von mindestens etwa 5 mA hervorgebracht wird., .. - · 709830/029S15· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Luftablenkung Luft in den Raum zwischen einem in die Leitung eingebauten Luftablenkelement, das sich von der Kanalwand nach außen zum Gitter erweitert, und der Kanalwand eingeblasen wird.709830/0281
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