DE19947140C2

DE19947140C2 - Aktive Ionisationsvorrichtung

Info

Publication number: DE19947140C2
Application number: DE19947140A
Authority: DE
Inventors: Bernd Lomp; Wolfgang Frei; Thomas Litterst; Thomas Ludwig; Udo Lazurka; Jens Froehlich
Original assignee: Eltex Elektrostatik GmbH
Current assignee: Eltex Elektrostatik GmbH
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2019-10-01
Also published as: DE19947140A1

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

In bevorzugter Weise weist die Blaseinrichtung mindestens einen Lufteinlaß und mindestens einen Luftauslaß auf und/oder ist in bevorzugter Weise in den Grundkörper integriert.

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.

Dies gelingt in besonders vortrefflicher Weise, wenn der Luftführungskanal im Bereich des freien Endes der Einzelelektrode in mindestens eine Luftdüsenöffnung mündet.

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.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der aktiven Ionisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, in seitlicher Schnittansicht; und

Fig. 2 die aktive Ionisationsvorrichtung aus Fig. 1 mit aufgesetztem Zusatzelement.

Identische Bezugszeichen beziehen sich auf gleich oder ähnlich ausgebildete Elemente oder Merkmale in den Fig. 1 und 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.

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.

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.

Um die erwünschte zielgerichtete Ionenabgabe zu verwirklichen, ist die Einzelelektrode 2 mit Ausnahme ihres freien Endes 21 vollständig mit einem elektrischen Isolator umgeben.

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.

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.

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.

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.

Dies gelingt in besonders vortrefflicher Weise, weil der Luftführungskanal im Bereich des freien Endes 21 der Einzelelektrode 2 in eine Luftdüsenöffnung 31 mündet.

Claims

1. 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 (21) aufweisende Einzelelektrode (2) ohne Gegenelektrode ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelektrode (2) zumindest partiell in mindestens ein Zusatzelement (3) einführbar ist, das als mindestens eine Luftdüse ausgebildet und an mindestens eine Blaseinrichtung anschließbar ist.

2. Ionisationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (21) der Einzelelektrode (2) in Form mindestens einer Spitze oder in Form mindestens einer Schneide oder in Form mindestens einer Kante ausgebildet ist.

3. Ionisationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (21) der Einzelelektrode (2) einen Krümmungsradius von weniger als 500 µm aufweist.

4. Ionisationsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelektrode (2) mit Ausnahme ihres freien Endes (21) vollständig mit mindestens einem elektrischen Isolator umgeben ist.

5. Ionisationsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelektrode (2) durch mindestens einen Grundkörper (1) mechanisch geführt und/oder gehalten ist.

6. Ionisationsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelektrode (2) über mindestens eine Strombegrenzungseinrichtung (12) an die Hochspannungsquelle angeschlossen ist.

7. Ionisationsvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung (12) mindestens ein Ohmscher Widerstand ist.

8. Ionisationsvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung (12) und die Hochspannungsquelle durch mindestens eine Hochspannungszuführung (13) miteinander verbunden sind.

9. Ionisationsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blaseinrichtung mindestens einen Lufteinlaß (14) und mindestens einen Luftauslaß (15) aufweist.

10. Ionisationsvorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blaseinrichtung in den Grundkörper (1) integriert ist.

11. Ionisationsvorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzelement (3) an den Luftauslaß (15) der Blaseinrichtung anschließbar ist.

12. Ionisationsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Zusatzelement (3) mindestens ein Luftführungskanal vorgesehen ist, der sich von der Blaseinrichtung zum freien Ende (21) der Einzelelektrode (2) erstreckt.

13. Ionisationsvorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftführungskanal im Bereich des freien Endes (21) der Einzelelektrode (2) in mindestens eine Luftdüsenöffnung (31) mündet.

14. Ionisationsvorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftführungskanal im wesentlichen parallel zur Einzelelektrode (2) verläuft.