NO168977B - DEVICE FOR AIR TRANSPORT - Google Patents
DEVICE FOR AIR TRANSPORT Download PDFInfo
- Publication number
- NO168977B NO168977B NO870456A NO870456A NO168977B NO 168977 B NO168977 B NO 168977B NO 870456 A NO870456 A NO 870456A NO 870456 A NO870456 A NO 870456A NO 168977 B NO168977 B NO 168977B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- electrode
- corona
- corona electrode
- air flow
- counter electrode
- Prior art date
Links
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 105
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 61
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 12
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 4
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012799 electrically-conductive coating Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000000622 irritating effect Effects 0.000 description 1
- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Electrostatic Separation (AREA)
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for transport av luft ved hjelp av såkalt ionevind eller koronavind, idet anordningen er av den type som fremgår av ingressen til krav 1. The present invention relates to a device for transporting air using so-called ion wind or corona wind, the device being of the type that appears in the preamble to claim 1.
Anordningen er blitt utviklet hovedsakelig for bruk i forbindelse med luftrense-innretninger, som for eksempel elektrostatiske støvuttellere, og luftbehandlingssystemer slik som for eksempel ventilasjonssystemer og luftkondisjoneringssystemer, selv om oppfinnelsen også med fordel kan brukes i mange andre forbindelser hvor luft skal transporteres, slik som ved kjøling av elektriske apparater eller elektrisk utstyr, og i forbindelse med oppvarmingsanordninger slik som elektriske varmluftspistoler. The device has been developed mainly for use in connection with air cleaning devices, such as electrostatic dust counters, and air treatment systems such as, for example, ventilation systems and air conditioning systems, although the invention can also be advantageously used in many other connections where air is to be transported, such as in cooling of electrical appliances or electrical equipment, and in connection with heating devices such as electric hot air guns.
I dag blir luft transportert i de nevnte apparater og systemer nesten utelukkende ved hjelp av mekaniske vifter av forskjellig konstruksjon. Slike mekaniske vifter og tilhørende drivmotorer er forholdsvis kostbare, i tillegg er de også tunge og krever betydelig plass. De har også et forholdsvis stort energibehov og er følgelig dyre i drift. Under drift frembringer viftene også en betydelig mengde støy, noe som er svært generende på mange steder der slike vifter eller blåser blir brukt, for eksempel i oppholdsrom og på visse arbeidsplasser. Today, air is transported in the aforementioned devices and systems almost exclusively by means of mechanical fans of various designs. Such mechanical fans and associated drive motors are relatively expensive, in addition they are also heavy and require considerable space. They also have a relatively large energy requirement and are consequently expensive to operate. During operation, the fans also produce a significant amount of noise, which is very annoying in many places where such fans or blowers are used, for example in living rooms and in certain workplaces.
Det er kjent at transport av luft i prinsippet kan oppnås ved hjelp av såkalt ionevind eller koronavind. En ionevind blir skapt når en koronaelektrode og en motelektrode anordnes i avstand fra hverandre og hver forbindes med en respektiv klemme på en likespenningskilde, idet konstruksjonen av koronaelektroden og spenningen på likespenningskilden er slik at det frembringes en koronautladning ved koronaelektroden. Denne koronautladningen resulterer i ionisering av luften på en slik måte at ionene får samme polaritet som polariteten på koronaelementet, og muligens også elektrisk ladede såkalte aerosoler, d.v.s. faste partikler eller væskepartikler som er til stede i luften og blir elektrisk ladet ved kollisjon med de elektrisk ladede luftioner. Luftionene beveger seg hurtig under påvirkning av det elektriske feltet fra koronaelektroden til motelektroden, hvor de avgir sin elektriske ladning og omvandles til elektrisk nøytrale luftmolekyler. Under sin passasje mellom elektrodene er luftionene konstant i kollisjon med de elektrisk nøytrale luftmolekyler, hvorved de elektrostatiske krefter også overføres til disse sistnevnte luftmolekyler som således blir trukket med luftionene i retning fra koronaelektroden til måleelektroden, og derved frembringes lufttransport i form av såkalt ionevind eller koronavind. It is known that transport of air can in principle be achieved with the help of so-called ion wind or corona wind. An ion wind is created when a corona electrode and a counter electrode are arranged at a distance from each other and each is connected to a respective clamp on a direct voltage source, the construction of the corona electrode and the voltage on the direct voltage source being such that a corona discharge is produced at the corona electrode. This corona discharge results in ionization of the air in such a way that the ions get the same polarity as the polarity of the corona element, and possibly also electrically charged so-called aerosols, i.e. solid particles or liquid particles that are present in the air and become electrically charged on collision with the electrically charged air ions. The air ions move rapidly under the influence of the electric field from the corona electrode to the counter electrode, where they release their electric charge and are converted into electrically neutral air molecules. During their passage between the electrodes, the air ions are constantly in collision with the electrically neutral air molecules, whereby the electrostatic forces are also transferred to these latter air molecules, which are thus pulled with the air ions in the direction from the corona electrode to the measuring electrode, thereby producing air transport in the form of so-called ion wind or corona wind .
Anordninger for transport av luft ved hjelp av ionevind er kjent, og eksempler på slike apparater er beskrevet og illustrert i bl.a. DE-OS 2 854 716, DE-OS 2 538 959, GB-A 2 112 582, EP-A1-29 421 og US 4 380 720. Disse tidligere kjente lufttransport-anordningene som benytter ionevind eller koronavind, har imidlertid vist seg å være uhyre ineffektive og har ikke fått noen praktisk betydning. Det synes som om grunnen til dette er en mangel på forståelse av de fysiske mekanismer som er bestemmende for den totale transport av luft gjennom en anordning av dette slag. Følgelig er det ikke mulig med de tidligere foreslåtte utførelsesformer av lufttransport-anordninger drevet ved hjelp av ionevind, å oppnå i praksis transport av betydelige luftmengder uten å måtte heve koronastrømmen til nivåer som ligger betydelig over de nivåer som kan ansees akseptable ved bruk av en slik anordning i befolkede miljøer. Det er velkjent fra bl.a. de elektrostatiske støvutfellere at Devices for transporting air using ion wind are known, and examples of such devices are described and illustrated in e.g. DE-OS 2 854 716, DE-OS 2 538 959, GB-A 2 112 582, EP-A1-29 421 and US 4 380 720. However, these previously known air transport devices using ion wind or corona wind have been shown to be extremely ineffective and have gained no practical significance. It seems that the reason for this is a lack of understanding of the physical mechanisms that determine the total transport of air through a device of this kind. Consequently, it is not possible with the previously proposed embodiments of air transport devices powered by means of ion wind, to achieve in practice the transport of significant amounts of air without having to raise the corona current to levels that are significantly above the levels that can be considered acceptable when using such device in populated environments. It is well known from e.g. the electrostatic precipitators that
en elektrisk koronautladning genererer kjemiske forbindelser, hovedsakelig ozon- og nitrogenoksyder, som har en irriterende virkning på mennesker og som kan være helseskadelige når de er til stede i luft i alfor høye konsentrasjoner. I tilfelle med en koronautladning, blir disse kjemiske forbindelser generert ved en hastighet som er avhengig av størrelsen og polariteten på den elektriske koronastrøm. Nåværende elektrostatiske luftfiltere for bruk i menneskelige eller befolkede omgivelser arbeider følgelig med en positiv koronautladning og en korona-strøm med en strømstyrke som i det vesentlige er proporsjonal med den luftmengde som passerer gjennom filteret pr. tidsenhet under vanlige driftsbetingelser. I denne forbindelse er korona-strømmen ofte i størrelsesorden 4 0-80 mikroampere ved en luftgjennomstrømning på 100 m<3>/t, idet styrken på strømmen blir tilpasset kravet om et akseptabelt nivå på frembringelse av ozon og Nox. Man vil forstå at den koronastrøm som benyttes i lufttransport-anordninger som arbeider med ionevind og brukes i an electric corona discharge generates chemical compounds, mainly ozone and nitrogen oxides, which have an irritating effect on humans and which can be harmful to health when present in air in very high concentrations. In the case of a corona discharge, these chemical compounds are generated at a rate that depends on the magnitude and polarity of the electrical corona current. Current electrostatic air filters for use in human or populated environments therefore operate with a positive corona discharge and a corona current with an amperage substantially proportional to the amount of air passing through the filter per second. time unit under normal operating conditions. In this connection, the corona current is often in the order of 40-80 microamperes at an air flow rate of 100 m<3>/h, the strength of the current being adapted to the requirement for an acceptable level of production of ozone and Nox. It will be understood that the corona current used in air transport devices that work with ion wind and are used in
nærvær av mennesker, også må begrenses til den nevnte størrelse. Dette er det ikke mulig å oppnå med de tidligere kjente lufttransport-anordninger som benytter seg av ionevind, på presence of people, must also be limited to the aforementioned size. This is not possible to achieve with the previously known air transport devices which make use of ion wind
grunn av anordningenes dårlige effektivitet. Med den anordning som er foreslått i EP-A1-29 421 og US 4 380 720 er det ifølge rapporter for eksempel mulig å oppnå en luftgjennomstrømning på 1 liter pr. sekund med hjelp av en koronaeffekt på 1 Watt ved en foretrukket koronaspenning på 15 kV. Omformet til en luft-gjennomstrømning på 100 m<3>/t vil derfor denne anordningen forbruke omkring 1900 mikroampere, noe som er grovt regnet tretti ganger høyere enn den koronastrøm-verdi som er akseptabel i miljøer der mennesker befinner seg. due to the devices' poor efficiency. With the device proposed in EP-A1-29 421 and US 4 380 720 it is, according to reports, for example possible to achieve an air flow rate of 1 liter per second using a corona effect of 1 Watt at a preferred corona voltage of 15 kV. Transformed to an air flow of 100 m<3>/h, this device will therefore consume around 1900 microamps, which is roughly thirty times higher than the corona current value that is acceptable in environments where people are located.
Et formål med den foreliggende oppfinnelse er følgelig å tilveiebringe en forbedret og mer effektiv lufttransport-anordning av det slag som er nevnt i innledningen, og en som er så effektiv at den også muliggjør praktisk bruk i omgivelser der det befinner seg mennesker. An object of the present invention is consequently to provide an improved and more efficient air transport device of the kind mentioned in the introduction, and one which is so efficient that it also enables practical use in environments where there are people.
Anordningen ifølge oppfinnelsen er basert på en dypere og bedre forståelse enn hva man tidligere hadde, av de mekanismer som er bestemmende for den totale transport av luft gjennom en anordning av dette slag, og den er kjennetegnet ved de karak-teriserende trekk som fremgår av de vedføyde krav. The device according to the invention is based on a deeper and better understanding than previously had of the mechanisms that determine the total transport of air through a device of this type, and it is characterized by the characterizing features that appear in the attached requirements.
Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer detaljert under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor The invention will now be described in more detail with reference to the attached drawings, where
Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av ionevandring mellom en koronaelektrode og en motelektrode; Fig. 2 - 7 og 9 - 13 illustrerer skjematisk et antall forskjellige utførelsesformer av en anordning ifølge oppfinnelsen; og Fig. 8 er et diagram som viser koronastrøm som en funksjon av spenningen. Fig. 1 is a schematic illustration of ion migration between a corona electrode and a counter electrode; Fig. 2 - 7 and 9 - 13 schematically illustrate a number of different embodiments of a device according to the invention; and Fig. 8 is a diagram showing corona current as a function of voltage.
Det vil først bli gitt et sammendrag av de fundamentale betingelser som er bestemmende for den lufttransport som kan oppnås ved hjelp av en ionevind eller koronavind frembrakt mellom en koronaelektrode og en motelektrode anordnet aksialt nedstrøms for koronaelektroden i den ønskede strømningsretning. Figur 1 illustrerer skjematisk en koronaelektrode K i form av en tynn tråd som strekker seg over luftstrømningsbanen, for eksempel tvers over en luftstrømningskanal, og en motelektrode M som også strekker seg over luftstrømningsbanen og som er vist skjematisk og som et eksempel, i form av et nett eller en gitterstruktur som er gjennomtrengelig for luftstrømmen. Motelektroden M er plassert nedstrøms for koronaelektroden K i den ønskede luft-strømningsretning, vist ved en pil w i en aksial avstand H fra koronaelektroden K. A summary will first be given of the fundamental conditions that determine the air transport that can be achieved by means of an ion wind or corona wind produced between a corona electrode and a counter electrode arranged axially downstream of the corona electrode in the desired direction of flow. Figure 1 schematically illustrates a corona electrode K in the form of a thin wire which extends over the air flow path, for example across an air flow channel, and a counter electrode M which also extends over the air flow path and which is shown schematically and as an example, in the form of a net or a grid structure that is permeable to the air flow. The counter electrode M is positioned downstream of the corona electrode K in the desired air flow direction, shown by an arrow w at an axial distance H from the corona electrode K.
Som nevnt gir den koronautladningen som skapes ved koronaelektroden, opphav til elektrisk ladede luftioner, som vandrer i retning mot motelektroden under påvirkning av det elektriske felt som er til stede mellom koronaelektroden og motelektroden. As mentioned, the corona discharge created at the corona electrode gives rise to electrically charged air ions, which migrate in the direction towards the counter electrode under the influence of the electric field present between the corona electrode and the counter electrode.
Ionenes mobilitet varierer innenfor et bredt spektrum, selv om det for foreliggende formål kan antas at lette ioner som har mobiliteten The mobility of the ions varies within a wide spectrum, although for present purposes it can be assumed that light ions have the mobility
er fremherskende, og at eventuelle elektrisk ladede aerosoler som er til stede, som er langt mindre mobile enn luftionene, bare utgjør en neglisjerbar andel av den totale ladning i systemet. Det kan også antas at luftionene utgjør en meget liten brøkdel av den totale luftmasse inne i systemet, og at strømningshastig-heten til luften er minst en tierpotens lavere enn luftionenes bevegelseshastighet. I forhold til luftionenes vandringshastighet kan derfor de omgivende luftioner anses å være stasjonære. Vandringshastigheten v til elektriske ladede luftioner i forhold til den omgivende luft, er proporsjonal med produktet av deres mobilitet c og styrken E av det elektriske felt, og dermed Det antas også at det hersker stabile forhold slik at ladningstettheten i et gitt delvolum av systemet er konstant, d.v.s. at elektrisk ladning pr. tidsenhet levert til systemet, er lik den som fjernes fra systemet. Følgelig kan strømtettheten i luften uttrykkes som produktet av ladningenes vandringshastighet v og ladningstettheten is predominant, and that any electrically charged aerosols present, which are far less mobile than the air ions, only make up a negligible proportion of the total charge in the system. It can also be assumed that the air ions make up a very small fraction of the total air mass inside the system, and that the flow speed of the air is at least one order of magnitude lower than the speed of movement of the air ions. In relation to the traveling speed of the air ions, the surrounding air ions can therefore be considered to be stationary. The migration speed v of electrically charged air ions relative to the surrounding air is proportional to the product of their mobility c and the strength E of the electric field, and thus It is also assumed that stable conditions prevail so that the charge density in a given partial volume of the system is constant , i.e. that electric charge per unit of time delivered to the system is equal to that removed from the system. Consequently, the current density in the air can be expressed as the product of the charges' travel speed v and the charge density
hvor- i er strømtettheten. where i is the current density.
Den spesifikke volumkraft i luften er produktet av ladningstettheten p og den elektriske feltstyrke E og dermed The specific volume force in the air is the product of the charge density p and the electric field strength E and thus
hvor f" er drivkraften pr. volumenhet luft. where f" is the driving force per unit volume of air.
Når de ovenfor angitte ligninger (1), (2) og (3) anvendes, oppnås således When the above-mentioned equations (1), (2) and (3) are used, is thus obtained
d.v.s. at den spesifikke volumkraft kan uttrykkes som forholdet mellom strømtettheten og ionemobiliteten. i.e. that the specific volume force can be expressed as the ratio between the current density and the ion mobility.
Som illustrert på figur 1 kan vi nå betrakte en "strøm-kanal", som leder en infinitesimal liten del dl av den totale ionestrøm I mellom de to elektroder K og M. Senterlinjen til denne strømkanalen er alltid parallell med strømtetthets-vektoren i, og dens tverrsnittsareal ds har en overflatenormal som er parallell med strømtetts-vektoren. As illustrated in figure 1, we can now consider a "current channel", which conducts an infinitesimal part dl of the total ion current I between the two electrodes K and M. The center line of this current channel is always parallel to the current density vector i, and its cross-sectional area ds has a surface normal parallel to the current density vector.
Vi betrakter nå et volumelement We now consider a volume element
av denne strømkanalen, hvor dV er et infinitesimalt volum og dl er en infinitesimal lengde i retning av strømkanalen. Den kraft som virker i retning av overflatenormalen på hvert slikt volumelement i strømkanalen, blir of this current channel, where dV is an infinitesimal volume and dl is an infinitesimal length in the direction of the current channel. The force acting in the direction of the surface normal on each such volume element in the flow channel becomes
Denne volumkraften dF har en komponent i retningen w til lufttransporten og en komponent i rett vinkel til denne retningen. Det blir antatt at når disse transversale kreftene i anordningen oppsummeres over hele tverrsnittsarealet av luftstrømningsbanen eller kanalen, vil de kansellere hverandre, og at de derfor kan oversees. Den totale transportkraft i en strømkanal er følgelig This volume force dF has a component in the direction w of the air transport and a component at right angles to this direction. It is believed that when these transverse forces in the device are summed over the entire cross-sectional area of the air flow path or channel, they will cancel each other out and that they can therefore be overlooked. The total transport force in a current channel is therefore
hvor H er avstanden mellom koronaelektroden H og motelektroden M i luftstrømmens retning. Den totale transportkraft FT i luftstrømningskanalen kan således uttrykkes som hvor S er det totale tverrsnittsarealet av luftstrømningskanalen og I er den totale ione- eller korona-strøm. Den midlere trykkoppbygning kan således skrives som where H is the distance between the corona electrode H and the counter electrode M in the direction of the air flow. The total transport force FT in the air flow channel can thus be expressed as where S is the total cross-sectional area of the air flow channel and I is the total ion or corona current. The average pressure build-up can thus be written as
Transportkraften er således proporsjonal med produktet av den totale ione- eller koronastrøm I og dens vandringsbane H, d.v.s. proporsjonal med den såkalte "strøm-distanse" H.I. The transport force is thus proportional to the product of the total ion or corona current I and its path H, i.e. proportional to the so-called "current-distance" H.I.
Det kan vises at den totale luftgjennomstrømning som et resultat av denne trykkoppbygningen, kan skrives som It can be shown that the total airflow as a result of this pressure build-up can be written as
hvor Q er luftgjennomstrømningen, k er en dimensjonsløs aero-dynamisk motstandskoeffisient og "y^ er luftens tetthet eller densitet. where Q is the air flow, k is a dimensionless aerodynamic drag coefficient and "y^ is the density of the air.
Man ser fra ligning (10) at størrelsen av lufttransporten er direkte proporsjonal med kvadratroten av produktet mellom den totale ione- eller korona-strøm I og dens vandringsdistanse H. It can be seen from equation (10) that the size of the air transport is directly proportional to the square root of the product between the total ion or corona current I and its traveling distance H.
For å oppnå en høy luftgjennomstrømning i den ønskede retning, d.v.s. i en retning bort fra koronaelektroden og mot motelektroden, bør det derfor søkes å oppnå et høyt produkt mellom ionestrøm og dens vandringsdistanse i en retning nedstrøms fra koronaelektroden, d.v.s. fra koronaelektroden mot motelektroden. En økning i transportkraften og dermed i den totale luftgjennomstrømning, kan oppnås enten ved å øke styrken på den totale ionestrøm, eller ved å øke avstanden mellom koronaelektroden og motelektroden. Ved bruk i menneskelige omgivelser er det imidlertid som nevnt ikke tillatt å øke styrken av ione-eller korona-strømmen til et nivå som overstiger et gitt maksi-mum, på grunn av den resulterende produksjon av skadelig ozon og nitrogenoksyder (Nox), idet denne produksjonen hovedsakelig er proporsjonal med koronastrømmen. Den eneste gjenværende parameter som kan påvirkes i dette henseende, er således avstanden som ionestrømmen tilbakelegger, d.v.s. den aksiale avstand eller distanse mellom koronaelektroden og motelektroden. I forbindelse med den foreliggende oppfinnelse blir det følgelig foreslått at avstanden mellom koronaelektroden og den del av motelektroden som mottar størsteparten av ionestrømmen, er minst 50 mm, og fortrinnsvis måler minst 80 mm. To achieve a high air flow in the desired direction, i.e. in a direction away from the corona electrode and towards the counter electrode, one should therefore seek to achieve a high product between ion current and its travel distance in a direction downstream from the corona electrode, i.e. from the corona electrode towards the counter electrode. An increase in the transport power and thus in the total air flow can be achieved either by increasing the strength of the total ion flow, or by increasing the distance between the corona electrode and the counter electrode. When used in human environments, however, as mentioned, it is not permitted to increase the strength of the ion or corona current to a level that exceeds a given maximum, due to the resulting production of harmful ozone and nitrogen oxides (Nox), as this the output is mainly proportional to the corona current. The only remaining parameter that can be influenced in this respect is thus the distance traveled by the ion stream, i.e. the axial distance or distance between the corona electrode and the counter electrode. In connection with the present invention, it is therefore proposed that the distance between the corona electrode and the part of the counter electrode which receives the majority of the ion current is at least 50 mm, and preferably measures at least 80 mm.
Man vil også se at når det brukes en lufttransport-anordning av den beskrevne type, er en strøm av luftioner også i stand til å vandre fra koronaelektroden i en oppstrøms-retning, d.v.s. i en retning motsatt av den ønskede lufttransport-retning, hvis der oppstrøms for koronaelektroden er et elektrisk ledende objekt eller subjekt som har et elektrisk potensial i forhold til koronaelektroden som gjør slik vandring av luftioner mulig. Man vil forstå at dette i sterk grad reduserer den totale ønskede transport av luft gjennom anordningen. I den grad denne mulighet for en ionestrøm som. passerer fra koronaelektroden i en opp-strømsretning fra denne, er blitt tatt i betraktning under konstruksjon av kjente lufttransport-anordninger av det slag som diskuteres her, synes det å ha blitt antatt tilstrekkelig å sikre at elektrisk ledende objekter oppstrøms for koronaelektroden er anordnet i en betydelig avstand fra denne, og at strømningen av ionestrømmen i oppstrøms retning er liten. Siden den transportkraft som skapes av ionestrømningen imidlertid er proporsjonal med produktet av strømningens styrke og den avstand som tilbakelegges, noe som fremgår klart av ligning (9) ovenfor, vil man se at selv om en meget liten strømning av ioner fra koronaelektroden i en retning oppstrøms fra denne, kan gi opphav til en betydelig transportkraft i en retning motsatt av den ønskede retning på lufttransporten, når denne oppstrøms rettede strømning med ioner har en lang bane å tilbakelegge. It will also be seen that when an air transport device of the type described is used, a stream of air ions is also capable of migrating from the corona electrode in an upstream direction, i.e. in a direction opposite to the desired air transport direction, if there is an electrically conductive object or subject upstream of the corona electrode that has an electrical potential in relation to the corona electrode that makes such migration of air ions possible. It will be understood that this greatly reduces the total desired transport of air through the device. To the extent that this possibility for an ion current which. passing from the corona electrode in an upstream direction from it, have been taken into account during the construction of known air transport devices of the kind discussed here, it seems to have been considered sufficient to ensure that electrically conductive objects upstream of the corona electrode are arranged in a considerable distance from this, and that the flow of the ion current in the upstream direction is small. However, since the transport force created by the ion flow is proportional to the product of the strength of the flow and the distance covered, which is clear from equation (9) above, it will be seen that even a very small flow of ions from the corona electrode in an upstream direction from this, can give rise to a significant transport force in a direction opposite to the desired direction of the air transport, when this upstream directed flow of ions has a long path to cover.
Det må bemerkes at i den foreliggende forbindelse, må uttrykket "elektrisk ledende" tolkes i forhold til de uhyre små strømstyrker som hersker i en anordning av det foreliggende slag, idet disse strømstyrker normalt er av størrelsesorden 1 mA/m<2>. It must be noted that in the present connection, the expression "electrically conductive" must be interpreted in relation to the extremely small currents that prevail in a device of the present type, these currents normally being of the order of 1 mA/m<2>.
I tilfelle med en lufttransport-anordning av det slag oppfinnelsen vedrører, vil følgelig objekter som kan betraktes å være elektrisk ledende eller som har en overflate som kan betraktes som elektrisk ledende, i praksis alltid finnes oppstrøms for koronaelektroden. Disse objekter kan for eksempel omfatte gittere eller nettstrukturer eller andre deler av selve anordningen anordnet ved innløpet til luftstrømnings-kanalen i anordningen. Selv ved fravær av slike anordningskomponenter, kan slike objekter som veggoverflater, deler av utstyr eller møblement og selv mennesker som er tilstede i det område hvor anordningen er anbrakt og plassert i nærheten av innløpet til luftstrømnings-kanalen i anordningen, tjene som elektrisk ledende overflater til hvilke en strøm av ioner kan vandre fra koronaelektroden oppstrøms i kanalen. In the case of an air transport device of the kind to which the invention relates, objects which can be considered to be electrically conductive or which have a surface which can be considered to be electrically conductive will, in practice, always be found upstream of the corona electrode. These objects can, for example, comprise grids or net structures or other parts of the device itself arranged at the inlet to the air flow channel in the device. Even in the absence of such device components, such objects as wall surfaces, pieces of equipment or furniture and even people present in the area where the device is placed and located near the inlet of the air flow channel in the device can serve as electrically conductive surfaces for which a stream of ions can migrate from the corona electrode upstream in the channel.
Denne søkte forbedring i effektivitet, d.v.s. en høy luftgjennomstrømning ved hjelp av en koronastrøm begrenset til en aksepterbar verdi, blir oppnådd i lufttransport-anordningen ifølge oppfinnelsen delvis ved å lokalisere motelektroden i en slik avstand fra koronaelektroden at avstanden fra koronaelektroden til den del av motelektroden som mottar den største del av ionestrømmen, d.v.s. vandringsdistansen til ionestrømmen nedstrøms fra koronaelektroden, på det korteste er 50 mm og fortrinnsvis ikke kortere enn 80 mm, og dels ved å sikre at produktet av ionestrømstyrken og den distanse som tilbakelegges av strømmen i oppstrøms retning bort fra koronaelektroden, i praksis er null, eller i alle tilfelle meget mindre enn det tilsvarende produkt av ionestrømstyrke og tilbakelagt distanse av strømmen i nedstrøms retning, bort fra koronaelektroden. Dette siste blir ifølge oppfinnelsen bevirket ved effektivt å skjerme koronaelektroden i oppstrømsretningen, slik at ingen ionestrøm er i stand til å strømme fra koronaelektroden i oppstrømsretningen, eller i det minste slik at en eventuell ionestrøm som er i stand til å strømme i oppstrømsretningen, bare er meget liten og bare tilbakelegger en meget kort distanse. Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen kan den nevnte nødvendige skjerming av koronaelektroden i oppstrøms-retningen oppnås ved å forbinde den klemme på likestrømskilden som er koblet til koronaelektroden, til et potensial som hovedsakelig faller sammen med potensialet til anordningens umiddelbare omgivelser, d.v.s. som i praksis er jordet på samme måte som det hus som rommer anordningen og som resten av de ikke-aktive elektriske komponenter. I den grad det tidligere er blitt foreslått i forbindelse med lufttransport-anordninger av dette slag, å anbringe koronaelektroden ved jordpotensial i stedet for et høyt potensial, har disse to alternativer tidligere vært ansett som ekvivalente med hverandre med hensyn til lufttransport-mekanismen, og kobling av koronaelektroden til jordpotensialet har ikke blitt utført som en bestrebelse på This sought improvement in efficiency, i.e. a high air flow by means of a corona current limited to an acceptable value is achieved in the air transport device according to the invention partly by locating the counter electrode at such a distance from the corona electrode that the distance from the corona electrode to the part of the counter electrode that receives the largest part of the ion current, i.e. the traveling distance of the ion current downstream from the corona electrode, at the shortest is 50 mm and preferably not shorter than 80 mm, and partly by ensuring that the product of the ion current strength and the distance covered by the current in the upstream direction away from the corona electrode is practically zero, or in all cases much less than the corresponding product of ion current strength and distance traveled by the current in the downstream direction, away from the corona electrode. The latter is achieved according to the invention by effectively shielding the corona electrode in the upstream direction, so that no ion current is able to flow from the corona electrode in the upstream direction, or at least so that any ion current that is capable of flowing in the upstream direction is only very small and only covers a very short distance. According to an embodiment of the invention, the aforementioned necessary shielding of the corona electrode in the upstream direction can be achieved by connecting the terminal of the direct current source connected to the corona electrode to a potential which mainly coincides with the potential of the device's immediate surroundings, i.e. which in practice is grounded in the same way as the housing that houses the device and as the rest of the non-active electrical components. To the extent that it has previously been proposed in connection with air transport devices of this kind, to place the corona electrode at ground potential instead of a high potential, these two alternatives have previously been considered equivalent to each other with respect to the air transport mechanism, and coupling of the corona electrode to the ground potential has not been carried out as an endeavor to
å skjerme koronaelektroden i oppstrømsretningen. to shield the corona electrode in the upstream direction.
I mange tilfeller er det imidlertid ikke ønskelig å koble koronaelektroden til jordpotensial, siden det av mange praktiske grunner kan være ønskelig å koble motelektroden til jordpotensial eller å koble koronaelektroden og motelektroden til motsatte polariteter i forhold til jord, og derved redusere behovet for høyspennings-isolasjon. I slike tilfeller kan den ønskede skjerming av koronaelektroden i oppstrømsretningen oppnås i samsvar med en annen utførelsesform av oppfinnelsen, ved hjelp av en fremgangsmåte kjent fra andre områder av det elektro-tekniske felt, ved å anordne et elektrisk ledende skjermelement oppstrøms for koronaelektroden og gi elementet et potensial som hovedsakelig faller sammen med koronaelektrodens potensial, slik at de oppstrøms for koronaelektroden danner en ekvipotensial-barriere som er hovedsakelig ugjennomtrengelig for ioner som strømmer i oppstrømsretningen. I den grad tilveiebringelsen av en skjermelektrode oppstrøms for koronaelektroden og koblet til det samme potensial som elektroden, tidligere er blitt foreslått i forbindelse med lufttransport-anordninger av det aktuelle slag, er slike forslag fremkommet i forbindelse med en lufttransport-anordning av kaskadekonstruksjon, omfattende en rekke koronaelektrode-grupper og motelektrode-grupper anordnet i et aksialt sekvensielt forhold i en luftstrømningskanal. Det har ikke tidligere vært forstått eller oppfattet at effektiv skjerming av koronaelektroden mot en ionestrøm i oppstrømsretningen under alle forhold er essensiell for effektiviteten til lufttransport-anordningen. In many cases, however, it is not desirable to connect the corona electrode to earth potential, since for many practical reasons it may be desirable to connect the counter electrode to earth potential or to connect the corona electrode and counter electrode to opposite polarities in relation to earth, thereby reducing the need for high-voltage insulation . In such cases, the desired shielding of the corona electrode in the upstream direction can be achieved in accordance with another embodiment of the invention, by means of a method known from other areas of the electro-technical field, by arranging an electrically conductive shield element upstream of the corona electrode and providing the element a potential which substantially coincides with the potential of the corona electrode, so that upstream of the corona electrode they form an equipotential barrier which is substantially impermeable to ions flowing in the upstream direction. To the extent that the provision of a screen electrode upstream of the corona electrode and connected to the same potential as the electrode has previously been proposed in connection with air transport devices of the type in question, such proposals have been made in connection with an air transport device of cascade construction, comprising a array of corona electrode arrays and counter electrode arrays arranged in an axial sequential relationship in an air flow channel. It has not previously been understood or perceived that effective shielding of the corona electrode against an ion current in the upstream direction under all conditions is essential for the efficiency of the air transport device.
En tredje og uhyre overraskende mulighet for å bevirke den nødvendige skjerming av koronaelektroden mot en uønsket ionestrøm i oppstrømsretningen, ligger i å forlenge en luftstrømningskanal som omslutter elektrodene i anordningen en betydelig avstand oppstrøms for koronaelektroden, d.v.s. ved innløpsenden av luftstrømningskanalen, idet veggene i en slik kanal hensiktsmessig består av et dielektrisk materiale, for eksempel et passende plastmateriale, på kjent måte. Tester har vist at under drift av lufttransport-anordninger av det aktuelle slag, opptrer det på de dielektriske veggene i luftstrømningskanalen et overskudd av elektriske overflateladninger som forblir hele den tid materialet utsettes for det herskende elektriske felt. Ved "overskuddsladninger" er her ment elektriske ladninger på overflaten av det dielektriske materialet i tillegg til de overflateladninger som tas i betraktning ved den klassiske forståelse av dielektrisk materiale med svak elektrisk kon-duktivitet. Det er ikke blitt klart fastslått hvorfor disse overskuddsladninger opptrer på de dielektriske veggene i luftstrømningskanalen, selv om selve fenomentet er blitt fastslått eksperimentelt. Fenomenet synes å være beslektet med de fenomener som utnyttes ved fremstilling av de elektriske elektreter. I dette sistnevnte tilfelle blir et spesielt dielektrisk materiale utsatt for en kombinasjon av et høyt elektrisk felt og ionestrømmer. Elektriske overskuddsladninger blir derved bundet permanent i materialets struktur og blir ikke ledet bort til tross for det faktum at materialet er elektrisk ledende i en viss grad. I en forbindelse med det nevnte fenomen som man støter på i lufttransport-anordninger av det aktuelle slag, er det følgelig en opplagt antagelse fra en fagmann på området at de elektriske overskuddsladninger på de dielektriske veggene i luftstrømningskanalen også er bundet til det dielektriske materialets struktur, men bare forutsatt at materialet er eksponert for virkningen av et elektrisk felt. Dette fenomen kan med fordel brukes til å oppnå nødvendig skjerming av koronaelektroden i oppstrømsretningen ved å forlenge luftstrømningskanalen og dens dielektriske vegger oppstrøms, bort fra koronaelektroden, d.v.s. ved kanalens innløpsende, over en avstand slik at overskuddsladningene som opptrer på kanalveggene under innvirkning av en ionestrøm fra koronaelektroden umiddelbart efter innkobling av anordningen, effektivt skjermer den ionesky som er til stede omkring koronaelektroden, mot den mulige opptreden av et elektrisk felt oppstrøms for koronaelektroden, for derved å oppnå en effektiv skjerm mot en oppstrømsrettet ionestrøm fra koronaelektroden. Man vil se at jo lenger luftstrømningskanalen blir forlenget oppstrøms for koronaelektroden, jo større er effektiviteten av den tilveiebrakte skjerm. Prøver har vist at en tilfredsstillende skjermingseffekt kan oppnås når den avstand luftstrømnings-kanalen forlenges oppstrøms for koronaelektroden, er minst 1,5 ganger avstanden mellom koronaelektroden og motelektroden. Man vil også se at skjermingseffekten blir mer effektiv med avtagende bredder av luftstrømningskanalen, d.v.s. jo mindre avstanden mellom gjensidig motstående dielektriske vegger er, jo større er effektiviteten av den frembrakte skjermingseffekt. I tilfelle med en luftstrømningskanal med forholdsvis stort tverrsnittsområde, kan skjermingseffekten økes betydelig ved å dele kanalen i en rekke gjensidig parallelle delkanaler oppstrøms for koronaelektroden, ved hjelp av langstrakte skillevegger som strekker seg parallellt med kanalens vegger, for eksempel skillevegger i form av strimler eller lignende av dielektrisk materiale. Et slikt arrangement vil muliggjøre effektiv skjerming av koronaelektroden mot en ionestrøm i oppstrømsretningen, selv om den distanse luftstrømningskanalen blir forlenget med oppstrøms for koronaelektroden, bare er omtrent lik avstanden mellom koronaelektroden og måleelektroden. A third and extremely surprising possibility for effecting the necessary shielding of the corona electrode against an unwanted ion flow in the upstream direction lies in extending an air flow channel which encloses the electrodes in the device a considerable distance upstream of the corona electrode, i.e. at the inlet end of the air flow channel, the walls of such a channel suitably consisting of a dielectric material, for example a suitable plastic material, in a known manner. Tests have shown that during operation of air transport devices of the type in question, an excess of electric surface charges appears on the dielectric walls of the air flow channel which remains throughout the time the material is exposed to the prevailing electric field. By "excess charges" is meant here electrical charges on the surface of the dielectric material in addition to the surface charges that are taken into account in the classical understanding of dielectric material with weak electrical conductivity. It has not been clearly established why these excess charges appear on the dielectric walls of the air flow channel, although the phenomenon itself has been established experimentally. The phenomenon seems to be related to the phenomena used in the production of the electric electrets. In this latter case, a special dielectric material is exposed to a combination of a high electric field and ion currents. Electrical excess charges are thereby permanently bound in the material's structure and are not led away despite the fact that the material is electrically conductive to a certain extent. In connection with the aforementioned phenomenon which is encountered in air transport devices of the type in question, it is consequently an obvious assumption from a person skilled in the art that the electrical excess charges on the dielectric walls of the air flow channel are also bound to the structure of the dielectric material, but only provided that the material is exposed to the action of an electric field. This phenomenon can be advantageously used to achieve the necessary shielding of the corona electrode in the upstream direction by extending the air flow channel and its dielectric walls upstream, away from the corona electrode, i.e. at the inlet end of the channel, over a distance such that the excess charges that appear on the channel walls under the influence of an ion current from the corona electrode immediately after switching on the device, effectively shield the ion cloud that is present around the corona electrode, against the possible appearance of an electric field upstream of the corona electrode, thereby achieving an effective shield against an upstream directed ion current from the corona electrode. It will be seen that the longer the air flow channel is extended upstream of the corona electrode, the greater the efficiency of the screen provided. Tests have shown that a satisfactory shielding effect can be achieved when the distance the airflow channel is extended upstream of the corona electrode is at least 1.5 times the distance between the corona electrode and the counter electrode. You will also see that the shielding effect becomes more effective with decreasing widths of the air flow channel, i.e. the smaller the distance between mutually opposite dielectric walls, the greater the effectiveness of the produced shielding effect. In the case of an air flow channel with a relatively large cross-sectional area, the shielding effect can be significantly increased by dividing the channel into a number of mutually parallel sub-channels upstream of the corona electrode, by means of elongated partitions extending parallel to the walls of the channel, for example partition walls in the form of strips or the like of dielectric material. Such an arrangement will enable effective shielding of the corona electrode against an ion flow in the upstream direction, even if the remote air flow channel is extended by upstream of the corona electrode, only approximately equal to the distance between the corona electrode and the measuring electrode.
Et annet alvorlig problem man støter på i forbindelse med luftstransport-anordninger av dette slag for bruk i menneskelige miljøer, er at de må være trygge å berøre til tross for de høye spenninger som brukes. En berøringsbeskyttelse kan selvsagt tilveiebringes ved hjelp av mekaniske anordninger, ved å forsyne den luftstrømningskanalen som omgir elektrodene i anordningen med fullstendig ugjennomtrengelige vegger og utstyre kanalen med et beskyttelsesgitter ved både innløps- og utløps-enden, slik at det er umulig å berøre de spenningsførende elektroder i anordningen, både med hensikt og på grunn av uforsiktighet. Slike beskyt-telser gir imidlertid en betydelig strømningsmotstand og forringer derved lufttransporten gjennom anordningen i betydelig grad, og derved dens effektivitet. I en anordning ifølge oppfinnelsen er det imidlertid funnet mulig å tilveiebringe fullstendig tilfredsstillende sikkerhetsforanstaltninger mot kontakt med anordningen på en meget enklere og mer fordelaktig måte. Som beskrevet i det foregående arbeider en anordning konstruert i samsvar med oppfinnelsen, med en uhyre lav korona-strøm, i størrelsesorden 20-50 mikroampere pr. 100 m<3>/h transportert luft. Denne uhyre lave spesifikke verdi av koronastrømmen er gjort mulig på grunn av den store aksiale avstand mellom koronaelektroden og motelektroden, og den effektive skjerming av koronaelektroden i oppstrømsretningen. Som et resultat av dette lave strømforbruket, kan de spennings-førende elektrodene i anordningen, uansett om det er koronaelektroden eller motelektroden, kobles til sin tilordnede klemme på spenningskilden gjennom en uhyre høy motstand, uten å behøve å øke spenningen til spenningskilden til et uakseptabelt nivå. Man har funnet at denne seriemotstanden lett kan gis, uten noen som helst vanskelighet, en resistansverdi av en slik høy størrelse at i tilfelle av direkte kortslutning av den spennings-førende elektrode, er kortslutningsstrømmen så lav at den er fullstendig uskadelig. En grenseverdi på 2 mA blir vanligvis ansett som en uskadelig kortslutningsstrøm når det gjelder kroppskontakt med slike elektriske innretninger. Hvis kort-slutningsstrømmen blir gjort så liten som omkring 100 - 3 00 mikroampere, vil man ikke i det hele tatt oppleve noen ubehage-lige følelser når man berører den spenningsførende elektroden. Dette kan lett oppnås med en anordning ifølge oppfinnelsen. Another serious problem encountered with air transport devices of this kind for use in human environments is that they must be safe to touch despite the high voltages used. Touch protection can of course be provided by means of mechanical devices, by providing the air flow channel that surrounds the electrodes in the device with completely impermeable walls and equipping the channel with a protective grid at both the inlet and outlet ends, so that it is impossible to touch the live electrodes in the device, both intentionally and through carelessness. However, such protections provide a significant flow resistance and thereby reduce the air transport through the device to a significant extent, and thereby its efficiency. In a device according to the invention, however, it has been found possible to provide completely satisfactory safety measures against contact with the device in a much simpler and more advantageous way. As described in the foregoing, a device constructed in accordance with the invention works with an extremely low corona current, in the order of 20-50 microamps per 100 m<3>/h transported air. This extremely low specific value of the corona current is made possible due to the large axial distance between the corona electrode and the counter electrode, and the effective shielding of the corona electrode in the upstream direction. As a result of this low current consumption, the voltage-carrying electrodes of the device, whether corona electrode or counter electrode, can be connected to their associated terminal on the voltage source through an extremely high resistance, without having to increase the voltage of the voltage source to an unacceptable level . It has been found that this series resistance can easily be given, without any difficulty, a resistance value of such a high magnitude that in the event of a direct short-circuit of the voltage-carrying electrode, the short-circuit current is so low as to be completely harmless. A limit value of 2 mA is usually considered a harmless short-circuit current in the case of body contact with such electrical devices. If the short-circuit current is made as small as about 100-300 microamperes, one will not experience any discomfort at all when touching the live electrode. This can easily be achieved with a device according to the invention.
Hvis det for eksempel antas at den spenningsførende elektroden If, for example, it is assumed that the live electrode
i en anordning skal ha en driftsspenning på 20 kV og korona-strømmen er 50 mikroampere, kan den spenningsførende elektroden in a device must have an operating voltage of 20 kV and the corona current is 50 microamps, the live electrode can
forbindes med den tilsvarende klemmen på spenningskilden gjennom en motstand på for eksempel 150 Mfi, hvorved selve spenningskilden må ha en klemmespenning på 27,5 kV. Når den spenningsførende elektroden er direkte kortsluttet, vil kortslutningsstrømmen derved være bare omkring 185 mikroampere, som er så lite at det ikke skaper noe ubehag om kortslutningen skulle være forårsaket av direkte kontakt med elektroden. is connected to the corresponding terminal on the voltage source through a resistance of, for example, 150 Mfi, whereby the voltage source itself must have a terminal voltage of 27.5 kV. When the live electrode is directly short-circuited, the short-circuit current will thereby be only about 185 microamps, which is so small that it would not cause any discomfort if the short-circuit were caused by direct contact with the electrode.
Denne begrensning av kortslutningsstrømmen til en verdi som ikke forårsaker ubehag når man kommer i direkte personlig kontakt med den spenningsførende elektroden, har imidlertid vært fullstendig uoppnåelig i praksis med de store korona-strømmer, i størrelsesorden 2000 mikroampere, som nødvendigvis må brukes i tidligere kjente lufttransport-anordninger som arbeider med elektrisk ionevind. En annen viktig faktor når det gjelder kontaktbeskyttelse i tillegg til det lave nivået på kortslutningsstrømmen, er den kapasitive utladningsstrøm som kan opptre når en elektrode med en gitt kapasitans blir berørt. However, this limitation of the short-circuit current to a value which does not cause discomfort when coming into direct personal contact with the live electrode has been completely unattainable in practice with the large corona currents, of the order of 2000 microamperes, which must necessarily be used in previously known air transport -devices that work with electric ion wind. Another important factor in contact protection besides the low level of the short-circuit current is the capacitive discharge current that can occur when an electrode of a given capacitance is touched.
I tilfelle med elektroder med en slik konstruksjon at de har betydelig kapasitans, kan imidlertid den kapasitive utladnings-strøm reduseres til fullstendig akseptable nivåer ved å lage disse elektrodene av et materiale med høy resistivitet, i samsvar med oppfinnelsen. Dette skaper ingen andre ulemper siden elektrodene ikke behøver å være høyt konduktive, i betraktning av de lave strømstyrker som kan brukes ifølge oppfinnelsen, og likevel tilveiebringe en effektiv lufttransport-anordning. However, in the case of electrodes of such construction as to have significant capacitance, the capacitive discharge current can be reduced to completely acceptable levels by making these electrodes of a high resistivity material, in accordance with the invention. This creates no other disadvantages since the electrodes do not need to be highly conductive, in view of the low currents that can be used according to the invention, and still provide an efficient air transport device.
Figur 2 på de vedføyde tegninger illustrerer skjematisk og som et eksempel den prinsipielle konstruksjon av en første utførelsesform av en lufttransport-anordning ifølge oppfinnelsen. Denne anordningen omfatter en luftstrømningskanal 1 som er laget av et elektrisk isolerende materiale og gjennom hvilken en luftstrømning skal frembringes i den retning som fremgår av en pil 2. Anordnet i luftstrømningskanalen er en koronaelektrode K som er permeabel for luftstrømningen, idet der aksialt nedstrøms for koronaelektroden er anordnet en motelektrode M, som også er permeabel for luftstrømningen. Koronaelektroden K omfatter et elektrisk ledende materiale som fortrinnsvis er ozon- og ultraviolett-bestandig, og som kan være konstruert på en rekke forskjellige kjente måter for å frembringe en elektrisk koronautladning under innvirkning av et elektrisk felt. Koronaelektroden K på figur 2 er som et ekempel vist å omfatte en tynn tråd eller et filament som strekker seg over luftstrømnings-kanalen 1. Koronaelektroden kan imidlertid ha mange andre forskjellige former. For eksempel kan den omfatte en rekke tynne tråder eller filamenter anordnet enten parallelt med hverandre eller i form av et åpent gitter eller nett. I stedet for å bruke rette, tynne tråder eller filamenter, kan trådene være spiral-viklet, eller tynne strimler som oppviser rette, sagtannede eller bølgeformede kantoverflater, kan være anordnet på en lignende måte. Koronaelektroden kan også omfatte ett eller flere nål-lignende elektrodeelementer som er rettet hovedsakelig aksialt 1 luftstrømningskanalen 1. Motelektroden M omfatter et elektrisk ledende eller halvledende materiale, eller et materiale belagt med en elektrisk ledende eller halvledende overflate, og forsynt med overflater som ikke vil gi opphav til en kraftig konsen-trasjon av elektriske felter. Motelektroden kan også konstrueres på en rekke forskjellige, kjente måter, delvis i avhengighet av konstruksjonen av koronaelektroden. I utførelsesformen på figur 2 er motelektroden M som et ekempel vist å omfatte to innbyrdes parallelle plater anbrakt i luftstrømningskanalens retning. I tilfelle av en nålformet koronaelektrode, har motelektroden fortrinnsvis form av en sylinder anordnet koaksialt med luftstrømningskanalen. Et elektrisk ledende overflatebelegg på innsiden av luftstrømningskanalen 1 kan også tjene som motelektrode. Motelektroden kan også omfatte en rekke plane eller sylindriske elektrodeelementer anordnet side om side, med sine sideoverflater hovedsakelig parallelle med luftstrømningskanalens 1 langsgående akse. Motelektroden kan også omfatte rette eller spiralviklede tråder, eller rette staver som kan være anordnet innbyrdes parallelt med hverandre eller slik at de krysser hverandre og danner en gitterstruktur, eller den kan ha form av en perforert skive. En spesiell fordel blir imidlertid oppnådd når motelektroden har form av en elektrisk ledende eller halvledende overflate som omgir luftstrømningskanalen i form av en ramme, og som har en forlengelse parallelt med luftstrømnings- Figure 2 in the attached drawings illustrates schematically and as an example the principle construction of a first embodiment of an air transport device according to the invention. This device comprises an air flow channel 1 which is made of an electrically insulating material and through which an air flow is to be produced in the direction shown by an arrow 2. Arranged in the air flow channel is a corona electrode K which is permeable to the air flow, where axially downstream of the corona electrode a counter electrode M is arranged, which is also permeable to the air flow. The corona electrode K comprises an electrically conductive material which is preferably ozone- and ultraviolet-resistant, and which can be constructed in a number of different known ways to produce an electric corona discharge under the influence of an electric field. As an example, the corona electrode K in figure 2 is shown to comprise a thin wire or a filament which extends over the air flow channel 1. However, the corona electrode can have many other different forms. For example, it may comprise a number of thin threads or filaments arranged either parallel to each other or in the form of an open grid or net. Instead of using straight, thin wires or filaments, the wires may be spirally wound, or thin strips exhibiting straight, serrated, or wavy edge surfaces may be arranged in a similar manner. The corona electrode may also comprise one or more needle-like electrode elements which are directed mainly axially 1 the air flow channel 1. The counter electrode M comprises an electrically conductive or semi-conductive material, or a material coated with an electrically conductive or semi-conductive surface, and provided with surfaces that will not give give rise to a strong concentration of electric fields. The counter electrode can also be constructed in a variety of known ways, depending in part on the construction of the corona electrode. In the embodiment in Figure 2, the counter electrode M is shown as an example to comprise two mutually parallel plates arranged in the direction of the air flow channel. In the case of a needle-shaped corona electrode, the counter electrode preferably has the shape of a cylinder arranged coaxially with the air flow channel. An electrically conductive surface coating on the inside of the air flow channel 1 can also serve as a counter electrode. The counter electrode can also comprise a number of planar or cylindrical electrode elements arranged side by side, with their side surfaces mainly parallel to the longitudinal axis of the air flow channel 1. The counter electrode can also comprise straight or spirally wound wires, or straight rods which can be arranged parallel to each other or so that they cross each other and form a lattice structure, or it can have the form of a perforated disc. However, a particular advantage is achieved when the counter electrode takes the form of an electrically conductive or semi-conductive surface which surrounds the airflow channel in the form of a frame, and which has an extension parallel to the airflow
retningen svarende til minst en femtedel av avstanden mellom koronaelektroden og motelektroden. the direction corresponding to at least one fifth of the distance between the corona electrode and the counter electrode.
De nevnte eksempler på utførelsesformer av koronaelektroden og motelektroden kan i prinsipp brukes i alle utførelsesformene eller anordningene ifølge den herefter beskrevne oppfinnelse. The aforementioned examples of embodiments of the corona electrode and the counter electrode can in principle be used in all the embodiments or devices according to the invention described below.
I det arrangement som er beskrevet på figur 2, er koronaelektroden K og motelektroden M hver koblet på konvensjonell måte til en respektiv pol eller klemme på en likespenningskilde 3. In the arrangement described in Figure 2, the corona electrode K and the counter electrode M are each connected in a conventional manner to a respective pole or terminal of a DC voltage source 3.
I det illustrerte eksempel er koronaelektroden K koblet til den positive klemmen på spenningskilden 3, for å oppnå en positiv koronautladning. I prinsippet kan imidlertid polariteten av spenningskilden 3 også være motsatt, for å oppnå en negativ koronautladning. En positiv koronautladning blir vanligvis foretrukket siden mindre ozon, som er en giftig gass, blir frembrakt med en positiv koronautladning enn med en negativ utladning. In the illustrated example, the corona electrode K is connected to the positive terminal of the voltage source 3, to achieve a positive corona discharge. In principle, however, the polarity of the voltage source 3 can also be opposite, in order to achieve a negative corona discharge. A positive corona discharge is usually preferred since less ozone, which is a toxic gas, is produced with a positive corona discharge than with a negative discharge.
I arrangementet som er illustrert på figur 2, er klemmen på spenningskilden 3 som er koblet til koronaelektroden K, jordet ifølge oppfinnelsen, slik at potensialet til koronaelektroden K hovedsakelig faller sammen med potensialet til alle andre elektrisk inaktive deler av det aktuelle arrangement som like-ledes er jordet, og også med potensialet til anordningens umiddelbare omgivelser. Potensialet til koronaelektroden K vil på denne måten være det samme som potensialet til de omgivelses-betingelser som befinner seg oppstrøms for koronaelektroden K, med eventuelle elektrisk ledende gjenstander eller overflater anbrakt i nevnte omgivelser, og dermed vil ingen uønsket ione-strøm bli oppnådd fra koronaelektroden K i en retning oppstrøms fra denne. In the arrangement illustrated in Figure 2, the clamp on the voltage source 3 which is connected to the corona electrode K is grounded according to the invention, so that the potential of the corona electrode K mainly coincides with the potential of all other electrically inactive parts of the arrangement in question which likewise is grounded, and also with the potential of the device's immediate surroundings. The potential of the corona electrode K will in this way be the same as the potential of the ambient conditions located upstream of the corona electrode K, with any electrically conductive objects or surfaces placed in said surroundings, and thus no unwanted ion current will be obtained from the corona electrode K in a direction upstream from this.
Som nevnt i det foregående, er den aksiale avstand mellom koronaelektroden K og den del av motelektroden M som mottar den største del av ionestrømmen, minst 50 mm og fortrinnsvis minst 80 mm, hvorved luft kan transporteres gjennom luftstrømnings-kanalen med en gjennomgang på for eksempel 100 m<3>/h med hjelp av en lav koronastrøm i størrelsesorden 20 - 50 mikroampere, som er en akseptabel verdi med hensyn til produksjon av ozon og nitrogenoksyder. Som tidligere nevnt oppnås videre en fordel når motelektroden M er koblet til likespenningskilden 3 gjennom en stor begrensningsmotstand 8, som i tilfelle av en kortslutning forårsaket av berøring med motelektroden M, begrenser kort-slutningsstrømmen til en verdi på høyst omkring 300 mikroampere. Siden motelektroden M som et resultat av sin konstruksjon, ikke har en ubetydelig kapasitans, kan den hensiktsmessig være laget av et materiale med høy resistivitet. Et egnet materiale i denne forbindelse som har en høy resistivitet og som samtidig har den nødvendige evne til å lede elektrisitet, er et plastmateriale som innbefatter et finfordelt elektrisk ledende materiale slik som for eksempel kjønrøk. Kjente materialer av dette slag som motelektroden kan lages av, har en overflateresistivitet i størrelsesorden 110 kf? og mer. As mentioned above, the axial distance between the corona electrode K and the part of the counter electrode M that receives the largest part of the ion current is at least 50 mm and preferably at least 80 mm, whereby air can be transported through the air flow channel with a passage of, for example 100 m<3>/h with the help of a low corona current of the order of 20 - 50 microamperes, which is an acceptable value with regard to the production of ozone and nitrogen oxides. As previously mentioned, an advantage is further obtained when the counter electrode M is connected to the direct voltage source 3 through a large limiting resistor 8, which, in the event of a short circuit caused by contact with the counter electrode M, limits the short circuit current to a value of about 300 microamps at the most. Since the counter electrode M, as a result of its construction, does not have a negligible capacitance, it may conveniently be made of a high resistivity material. A suitable material in this connection which has a high resistivity and which at the same time has the necessary ability to conduct electricity, is a plastic material which includes a finely divided electrically conductive material such as, for example, carbon black. Known materials of this kind from which the counter electrode can be made have a surface resistivity of the order of 110 kf? and more.
Man vil av det foregående forstå at en anordning konstruert i samsvar med oppfinnelsen, for eksempel på den måte som er illustrert på figur 2, er ganske trygg å berøre, og dermed er det ikke nødvendig å ta noen andre sikkerhetsforholdsregler eller å tilveiebringe noen form for sikkerhetsanordning for å forhindre berøring med hensikt eller uhell, med verken koronaelektroden K eller motelektroden M. Siden koronaelektroden K dessuten er jordet, er der ingen risiko for ionestrøm som flyter gjennom andre steder enn motelektroden. Sett som en helhet muliggjør dette på overraskende måte i virkeligheten konstruksjon av en lufttransportanordning ifølge oppfinnelsen uten noen form for luftstrømningskanal 1 i det hele tatt, i det minste når det primære formål med anordningen er å få luft til å bevege seg i det rom eller område der anordningen er installert. En anordning konstruert ifølge oppfinnelsen kan for eksempel ha den uhyre enkle form som er vist på figur 3. Denne utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter en koronaelektrode K i form av en tråd som er strukket mellom holderanordninger (bare vist skjematisk) båret av egnede rammeanordninger (ikke vist i detaljer) og en motelektrode M som er adskilt fra koronaelektroden K og som også bæres av den nevnte rammeanordning. Motelektroden M kan omfatte to innbyrdes parallelle, elektrisk ledende overflater, som også ligger parallelt med koronaelektroden K. Alternativt kan motelektroden M omfatte en rektangulær eller sirkulær rammelignende elektrodeoverflate hvis aksiale utstrekning faller sammen med den ønskede luftstrømnings-retning 2, som illustrert på figuren, idet denne utførelsesform av motelektroden er den som foretrekkes. Man vil se at i denne utførelsesformen er der ingen luftstrømningskanal i det hele tatt som omgir de to elektrodene K og M. Som med utførelsen på figur 2, er koronaelektroden K koblet til jord og til en klemme på likespenningskilden 3, mens motelektroden M er koblet til den andre klemmen på kilden 3 gjennom en stor ohmsk resistans som er effektiv til å begrense en kortslutningsstrøm til en akseptabel verdi, i tilfelle av en kortslutning frembrakt ved kontakt med motelektroden M. Motelektroden M er også laget av et materiale med høy resistivitet, for å begrense den kapasitive utladningsstrøm ved kontakt med motelektroden. Utførte prøver med en anordning som er konstruert på den måte som er illustrert på figur 3, viste at anordningen er i stand til å transportere luft meget effektivt i den retning som indikeres av pilen 2, innenfor det området som omgis av motelektroden M. Den testede anordning omfattet en rektangulær, rammelignende motelektrode M med et tverrsnittsareale på 600 x 60 mm og en aksial lengde på 25 mm. Avstanden mellom motelektroden og koronaelektroden K It will be understood from the foregoing that a device constructed in accordance with the invention, for example in the manner illustrated in Figure 2, is quite safe to touch, and thus it is not necessary to take any other safety precautions or to provide any form of safety device to prevent intentional or accidental contact with either the corona electrode K or the counter electrode M. Moreover, since the corona electrode K is grounded, there is no risk of ion current flowing through places other than the counter electrode. Taken as a whole, this surprisingly actually enables the construction of an air transport device according to the invention without any form of air flow channel 1 at all, at least when the primary purpose of the device is to move air in that space or area where the device is installed. A device constructed according to the invention can, for example, have the extremely simple form shown in Figure 3. This embodiment of the device according to the invention comprises a corona electrode K in the form of a wire which is stretched between holding devices (only shown schematically) carried by suitable frame devices ( not shown in detail) and a counter electrode M which is separated from the corona electrode K and which is also carried by the aforementioned frame device. The counter electrode M can comprise two mutually parallel, electrically conductive surfaces, which also lie parallel to the corona electrode K. Alternatively, the counter electrode M can comprise a rectangular or circular frame-like electrode surface whose axial extent coincides with the desired air flow direction 2, as illustrated in the figure, as this embodiment of the counter electrode is the preferred one. It will be seen that in this embodiment there is no air flow channel at all surrounding the two electrodes K and M. As with the embodiment of Figure 2, the corona electrode K is connected to ground and to a terminal on the DC voltage source 3, while the counter electrode M is connected to the other terminal of the source 3 through a large ohmic resistance effective to limit a short circuit current to an acceptable value, in the event of a short circuit produced by contact with the counter electrode M. The counter electrode M is also made of a high resistivity material, for to limit the capacitive discharge current in contact with the counter electrode. Tests carried out with a device constructed in the manner illustrated in Figure 3 showed that the device is capable of transporting air very efficiently in the direction indicated by arrow 2, within the area surrounded by the counter electrode M. The tested device comprised a rectangular, frame-like counter electrode M with a cross-sectional area of 600 x 60 mm and an axial length of 25 mm. The distance between the counter electrode and the corona electrode K
var 100 mm. En spenning på 25 kV ble påtrykket motelektroden M, og koronastrømmen var 30 mikroampere. Likespenningskilden 3 hadde en klemme-spenning på 29 kV, og seriemotstanden 8 hadde en resistans på 132 Mfl. Dette uhyre enkle arrangement resulterte i en luftstrømning på 60 m<3>/h gjennom det areal som omsluttes av motelektroden M. Når motelektroden i denne anordningen ble kortsluttet, var kortslutningsstrømmen bare omkring 220 mikroampere, d.v.s. en strømstyrke som neppe kan føles om en person skulle komme i kontak med motelektroden M. Anordningen er dermed fullstendig trygg å berøre, forutsatt at den aktuelle spenningskilden 3 selv er elektrisk trygg å berøre. was 100 mm. A voltage of 25 kV was applied to the counter electrode M, and the corona current was 30 microamps. The direct voltage source 3 had a clamping voltage of 29 kV, and the series resistor 8 had a resistance of 132 Mfl. This extremely simple arrangement resulted in an air flow of 60 m<3>/h through the area enclosed by the counter electrode M. When the counter electrode in this arrangement was short-circuited, the short-circuit current was only about 220 microamps, i.e. a current that can hardly be felt if a person were to come into contact with the counter electrode M. The device is thus completely safe to touch, provided that the relevant voltage source 3 itself is electrically safe to touch.
Som nevnt kan det finnes mange tilfeller der det ikke er ønskelig at koronaelektroden er koblet til jordpotensial. I slike tilfeller kan den nødvendige skjerming av koronaelektroden ifølge oppfinnelsen oppnås med et arrangement av det slag som er illustrert skjematisk og som et eksempel på figur 4. I dette arrrangementet er den negative klemmen på likespenningskilden 3 og dermed også motelektroden M koblet til jord, mens koronaelektroden K er koblet til den positive klemmen gjennom en stor resistans som er effektiv til å begrense kortslutningsstrømmen til en akseptabel verdi i tilfelle av en kortslutning som skyldes kontakt med koronaelektroden K. For å forhindre ioner fra å vandre oppstrøms fra koronaelektroden K, er det anordnet en skjermelektrode S oppstrøms for koronaelektroden og koblet til denne, slik at skjermelektroden S og koronaelektroden K begge har det samme potensiale. Skjermelektroden S kan ha en av et antall forskjellige former, avhengig av konstruksjonen eller formen på koronaelektroden som brukes. Når koronaelektroden K omfatter en tynn, rett tråd, kan for eksempel skjermelektroden ha form av en stav eller en spiralformet tråd. Skjermelektroden kan også omfatte en rekke staver eller tråder anordnet innbyrdes parallelt eller i et rutemønster. Skjermelektroden S kan også være i form av et nett eller en gitterlignende struktur. Alternativt kan skjermelektroden omfatte elektrisk ledende overflater anbrakt nær veggen i luftstrømningskanalen 1, eller på veggens indre overflater. I prinsippet er skjermelektroden S gitt en geometrisk form og posisjon i forhold til koronaelektroden K, slik at skjermelektroden S danner en ekvipotensial-barriere eller overflate som er ugjennomtrengelig for ioner som kommer fra koronaelektroden. As mentioned, there can be many cases where it is not desirable for the corona electrode to be connected to ground potential. In such cases, the necessary shielding of the corona electrode according to the invention can be achieved with an arrangement of the kind illustrated schematically and as an example in figure 4. In this arrangement, the negative terminal of the direct voltage source 3 and thus also the counter electrode M is connected to ground, while the corona electrode K is connected to the positive terminal through a large resistance effective to limit the short-circuit current to an acceptable value in the event of a short circuit due to contact with the corona electrode K. To prevent ions from migrating upstream from the corona electrode K, it is provided a screen electrode S upstream of the corona electrode and connected to this, so that the screen electrode S and the corona electrode K both have the same potential. The screen electrode S may have one of a number of different shapes, depending on the construction or shape of the corona electrode used. When the corona electrode K comprises a thin, straight wire, the shield electrode can, for example, take the form of a rod or a spiral wire. The screen electrode can also comprise a number of rods or wires arranged parallel to each other or in a grid pattern. The screen electrode S can also be in the form of a net or a lattice-like structure. Alternatively, the screen electrode may comprise electrically conductive surfaces placed near the wall in the air flow channel 1, or on the inner surfaces of the wall. In principle, the screen electrode S is given a geometric shape and position in relation to the corona electrode K, so that the screen electrode S forms an equipotential barrier or surface that is impermeable to ions coming from the corona electrode.
Skjermelektroden S behøver ikke nødvendigvis være elektrisk forbundet direkte til koronaelektroden K, men kan også være koblet til den ene klemmen på en ytterligere likespenningskilde 4, som illustrert skjematisk på figur 5, på en slik måte at skjermelektroden S har den samme polaritet som koronaelektroden K i forhold til motelektroden M, og fortrinnsvis et potensial som hovedsakelig faller sammen med potensialet til koronaelektroden K. Skjermelektroden S er derved forbundet til spenningskilden 4 gjennom en stor resistanse 9 som er effektiv til å begrense kortslutningsstrømmen i tilfelle av berøring med skjermelektroden S. The screen electrode S does not necessarily have to be electrically connected directly to the corona electrode K, but can also be connected to one terminal of a further DC voltage source 4, as illustrated schematically in figure 5, in such a way that the screen electrode S has the same polarity as the corona electrode K in relative to the counter electrode M, and preferably a potential which mainly coincides with the potential of the corona electrode K. The shield electrode S is thereby connected to the voltage source 4 through a large resistance 9 which is effective in limiting the short-circuit current in the event of contact with the shield electrode S.
Man vil se at i tilfelle et arrangement i henhold til figur 5, når skjermelektroden S har et høyere positivt potensial i forhold til motelektroden M enn koronaelektroden K, blir også strømmen av ioner i en retning oppstrøms fra koronaelektroden K også effektivt forhindret. Selv om skjermelektroden S kan ha et noen lavere positivt potensial enn koronaelektroden K, slik at en liten ionestrøm er i stand til å flyte fra koronaelektroden til skjermelektroden S oppstrøms for denne, kan denne aksepteres forutsatt at der bare er en kort avstand mellom koronaelektroden K og skjermelektroden S, slik at den avstand ionestrømmen vandrer over i oppstrømsretningen, er meget kort, og derved også den såkalte strømdistanse. It will be seen that in the case of an arrangement according to Figure 5, when the shield electrode S has a higher positive potential with respect to the counter electrode M than the corona electrode K, the flow of ions in an upstream direction from the corona electrode K is also effectively prevented. Although the screen electrode S may have a slightly lower positive potential than the corona electrode K, so that a small ion current is able to flow from the corona electrode to the screen electrode S upstream of this, this can be accepted provided that there is only a short distance between the corona electrode K and the screen electrode S, so that the distance the ion current travels over in the upstream direction is very short, and thereby also the so-called current distance.
Man vil forstå at når skjermelektroden S i utførelsesformen på figur 4 eller 5 , har en form eller konstruksjon at den oppviser en betydelig kapasitans, er elektroden fortrinnsvis laget av et materiale med høy resistivitet for å begrense den kapasitive utladningsstrøm til et akseptabelt nivå i tifelle av kontakt med elektroden. Dette gjelder generelt alle spennings-førende elektroder innbefattet en anordning konstruert i samsvar med oppfinnelsen, når disse elektroder har en ikke ubetydelig kapasitans. Koronaelektroden er imidlertid vanligvis alltid konstruert for å ha en meget liten kapasitans, slik at den ikke er i stand til å gi opphav til kapasitive utladningsstrømmer av betydning. Et annet generelt trekk er at alle elektroder i en anordning ifølge oppfinnelsen, som er koblet til en ikke-jordet klemme på en likespenningskilde, fortrinnsvis er koblet til kilden gjennom en motstand med en slik størrelse at i tilfelle en kortslutning skapt ved kontakt med elektroden, blir kortslut-ningsstrømmen begrenset til høyst 3 00 mikroampere. It will be understood that when the screen electrode S in the embodiment of Figure 4 or 5 has a shape or construction that exhibits a significant capacitance, the electrode is preferably made of a material with a high resistivity in order to limit the capacitive discharge current to an acceptable level in the range of contact with the electrode. This generally applies to all voltage-carrying electrodes including a device constructed in accordance with the invention, when these electrodes have a not insignificant capacitance. However, the corona electrode is usually always designed to have a very small capacitance, so that it is unable to give rise to significant capacitive discharge currents. Another general feature is that all electrodes in a device according to the invention, which are connected to a non-grounded terminal of a direct voltage source, are preferably connected to the source through a resistance of such a size that in the event of a short circuit created by contact with the electrode, the short-circuit current is limited to no more than 300 microamps.
Som nevnt i det foregående kan nødvendig skjerming av koronaelektroden mot en uønsket strømning av ioner i oppstrøms-retningen, også oppnås elektrostatisk, for eksempel på den måte som er illustrert på figur 6. I denne utførelsesformen er luftstrømningskanalen 1, hvis vegger består av et dielektrisk materiale slik som et plastmateriale forlenget over en viss betydelig distanse fra koronaelektroden K i oppstrømsretningen. Når anordningen er i sin driftsmodus, frembringes det på As mentioned above, the necessary shielding of the corona electrode against an unwanted flow of ions in the upstream direction can also be achieved electrostatically, for example in the manner illustrated in figure 6. In this embodiment, the air flow channel 1, the walls of which consist of a dielectric material such as a plastic material extended over a certain considerable distance from the corona electrode K in the upstream direction. When the device is in its operating mode, it is generated on
veggene i kanalen 1 et overskudd av overflateladninger som genererer en effektiv skjerm mot ioneskyen i nærheten av koronaelektroden K, forutsatt at kanalen 1 strekker seg over en tilstrekkelig avstand fra koronaelektroden i oppstrømsretningen. Dette forhindrer effektivt vandring av en ionestrøm i en retning oppstrøms fra koronaelektroden K. Effektiviteten av skjermen kan forbedres ytterligere ved å dele luftstrømningskanalen oppstrøms the walls of the channel 1 an excess of surface charges which generate an effective screen against the ion cloud in the vicinity of the corona electrode K, provided that the channel 1 extends over a sufficient distance from the corona electrode in the upstream direction. This effectively prevents the migration of an ion stream in an upstream direction from the corona electrode K. The efficiency of the screen can be further improved by dividing the upstream air flow channel
for koronaelektroden K, i en rekke delkanaler ved hjelp av langstrakte skillevegger, plater eller strimler 7 laget av et dielektrisk materiale, som illustrert skjematisk på figur 6. For å tilveiebringe en effektiv skjerm bør lengden av kanalen som befinner seg oppstrøms for koronaelektroden K, være minst lik avstanden mellom koronaelektroden og motelektroden M, og fortrinnsvis minst 1,5 ganger denne avstanden. Den lengde av kanalen som er nødvendig for å tilveiebringe en effektiv skjerm, avhenger av geometrien til luftstrømningskanalen 1, og da primært på dens tverrsnitts form, og av om de elektriske skillevegger 7 er anordnet i kanalen 1 eller ikke, oppstrøms for koronaelektroden 7. Betraktet generelt vil man også forstå at de krav man setter til denne skjermingen til koronaelektroden, vil avhenge av potensialdifferansen mellom koronaelektroden og de jordede omgivelser, idet en liten potensialedifferanse vil minske de krav som må settes til skjermen. for the corona electrode K, in a series of sub-channels by means of elongated partitions, plates or strips 7 made of a dielectric material, as illustrated schematically in Figure 6. To provide an effective screen, the length of the channel located upstream of the corona electrode K should be at least equal to the distance between the corona electrode and the counter electrode M, and preferably at least 1.5 times this distance. The length of the channel which is necessary to provide an effective screen depends on the geometry of the airflow channel 1, and then primarily on its cross-sectional shape, and on whether the electrical partitions 7 are arranged in the channel 1 or not, upstream of the corona electrode 7. Considered in general, it will also be understood that the requirements set for this shielding of the corona electrode will depend on the potential difference between the corona electrode and the grounded surroundings, as a small potential difference will reduce the requirements that must be set for the shield.
Når koronaelektroden i en lufttransport-anordning ifølge den foreliggende oppfinnelse, er effektivt skjermet på en av de nevnte måter, slik at hovedsakelig ingen ioner vil strømme i oppstrømsretningen fra koronaelektroden, blir den effektive transport av luft gjennom arrangementet hovedsakelig bestemt av den transportkraft som genereres av den ionestrøm som flyter fra koronaelektroden K til motelektroden M, og er proporsjonal med produktet av ionestrømmen og avstanden mellom koronaelektroden og motelektroden. When the corona electrode in an air transport device according to the present invention is effectively shielded in one of the aforementioned ways, so that essentially no ions will flow in the upstream direction from the corona electrode, the effective transport of air through the arrangement is mainly determined by the transport force generated by the ion current flowing from the corona electrode K to the counter electrode M, and is proportional to the product of the ion current and the distance between the corona electrode and the counter electrode.
En økning i avstanden mellom koronaelektroden K og motelektroden M, mens det samtidig opprettholdes en uendret ione-strøm mellom elektrodene, kan oppnås ved å øke den spenning som er koblet mellom de to elektrodene, fra spenningskilden 3. Ifølge oppfinnelsen blir det følgelig med fordel påtrykt mellom koronaelektroden og motelektroden en potensialdifferanse av høyere størrelse enn hva som hittil har vært vanlig, for eksempel i elektrostatiske filtere eller støvutfellere av det slag som brukes i boliger. Man vil forstå at når potensialet på koronaelektroden blir øket i forhold til omgivelsene, er der et enda større behov for å skjerme koronaelektroden på den nevnte måte. En økning i spenningen er imidlertid også beheftet med en økning i omkostningene, bl.a. på grunn av høyspenningsisolasjonen i både spenningskilden og ionevind-anordningen, og på grunn av dette er der naturligvis en øvre grense for hvor meget spennigen kan økes i praksis. En fordelaktig metode til å redusere disse vanskelig-hetene, er å koble korona- og motelektrodene til potensialer av motsatte polariteter i forhold til jord. An increase in the distance between the corona electrode K and the counter electrode M, while at the same time maintaining an unchanged ion current between the electrodes, can be achieved by increasing the voltage connected between the two electrodes, from the voltage source 3. According to the invention, it is therefore advantageously applied between the corona electrode and the counter electrode a potential difference of a higher magnitude than has hitherto been common, for example in electrostatic filters or dust precipitators of the kind used in homes. It will be understood that when the potential on the corona electrode is increased in relation to the surroundings, there is an even greater need to shield the corona electrode in the aforementioned manner. However, an increase in voltage is also fraught with an increase in costs, i.a. because of the high-voltage insulation in both the voltage source and the ion wind device, and because of this there is of course an upper limit to how much the voltage can be increased in practice. An advantageous method to reduce these difficulties is to connect the corona and counter electrodes to potentials of opposite polarities in relation to earth.
Ifølge en ytterligere utvikling av oppfinnelsen har det imidlertid vist seg mulig å øke avstanden mellom koronaelektroden K og motelektroden M betydelig, og dermed ionestrømmens vandringsdistanse, uten noen avgjørende reduksjon i styrken av ionestrømmen mellom disse to elektrodene og uten at det er nødvendig å øke spenningsnivået, ved å anordne en såkalt eksitasjonselektrode E i nærheten av koronaelektroden K, som illustrert ved hjelp av et eksempel på figur 7. I utførelses-eksempelet på figur 7 har denne eksitasjonselektroden E form av en rotasjonssymmetrisk ring E som omfatter et elektrisk ledende material, eller i det minste oppviser en delvis elektrisk ledende indre overflate, som er anordnet koaksialt omkring koronaelektroden K, som i denne utførelsesformen har form av en nålelektrode. I betraktning av den spesielle form av koronaelektroden K i den illustrerte utførelsesform, har motelektroden M form av en sylinder anordnet koaksialt i kanalen, mens skjermelektroden S har form av en ring anordnet koaksialt i forhold til koronaelektroden K og oppstrøms for denne. Således er eksitasjonselektroden E anbrakt i en kortere aksial avstand fra koronaelektroden K enn motelektroden M, og er i den illustrerte utførelsesform koblet til den samme klemme på likespenningskilden 3 som motelektroden M, gjennom en høy-ohmig resistans 6. Eksitasjonselektroden E inntar dermed et potensial som har den samme polaritet som potensialet til motelektroden M i forhold til koronaelektroden K. Potensialdifferansen mellom eksitasjonselektroden E og koronaelektroden K, blir imidlertid mindre enn potensialdifferansen mellom motelektroden M og koronaelektroden K. Eksitasjonselektroden E bidrar til å generere en korona-utladning og opprettholde den samme ved koronaelektroden K, selv når avstanden mellom koronaelektroden K og motelektroden M blir øket uten å øke spenningen på spenningskilden 3 samtidig. Bare en mindre del av ionestrømmen som stammer fra koronaelektroden K, vil passere til eksitasjonselektroden E, mens hoveddelen av denne koronastrømningen eller strømmen fremdeles vil passere til motelektroden M og bidra til å transportere luft gjennom arrangementet . According to a further development of the invention, however, it has proved possible to significantly increase the distance between the corona electrode K and the counter electrode M, and thus the traveling distance of the ion current, without any decisive reduction in the strength of the ion current between these two electrodes and without it being necessary to increase the voltage level, by arranging a so-called excitation electrode E in the vicinity of the corona electrode K, as illustrated by means of an example in Figure 7. In the embodiment example in Figure 7, this excitation electrode E has the form of a rotationally symmetrical ring E comprising an electrically conductive material, or in the smallest has a partially electrically conductive inner surface, which is arranged coaxially around the corona electrode K, which in this embodiment has the form of a needle electrode. Considering the special shape of the corona electrode K in the illustrated embodiment, the counter electrode M has the shape of a cylinder arranged coaxially in the channel, while the shield electrode S has the shape of a ring arranged coaxially in relation to the corona electrode K and upstream of it. Thus, the excitation electrode E is placed at a shorter axial distance from the corona electrode K than the counter electrode M, and in the illustrated embodiment is connected to the same clamp on the direct voltage source 3 as the counter electrode M, through a high-ohmic resistance 6. The excitation electrode E thus assumes a potential which has the same polarity as the potential of the counter electrode M in relation to the corona electrode K. The potential difference between the excitation electrode E and the corona electrode K, however, becomes smaller than the potential difference between the counter electrode M and the corona electrode K. The excitation electrode E helps to generate a corona discharge and maintain it by the corona electrode K, even when the distance between the corona electrode K and the counter electrode M is increased without increasing the voltage on the voltage source 3 at the same time. Only a minor part of the ion current originating from the corona electrode K will pass to the excitation electrode E, while the main part of this corona flow or current will still pass to the counter electrode M and help to transport air through the arrangement.
Den effekt som frembringes av eksitasjonselektroden E, kan illustreres ved hjelp av diagrammet på figur 8, hvor kurve A illustrerer koronastrømmen I som en funksjon av spenningen U mellom koronaelektroden og motelektroden ved fravær av en eksitasjonselektrode. Som man vil se, vil ingen koronautladning og derved ingen korona-ionestrøm finne sted i det hele tatt før en gitt terskelspenning UT blir overskredet. Når derimot en eksitasjonselektrode er anordnet ved siden av koronaelektroden, hersker fremdeles de forhold som er illustrert ved hjelp av kurve B, nemlig at en korona-ionestrøm blir innledet ved en meget lavere spenning med den aksiale avstand mellom koronaelektroden og motelektroden uendret. Bare en del av denne korona-ione-strømmen vil flyte til eksitasjonelektroden, mens resten passerer til motelektroden. The effect produced by the excitation electrode E can be illustrated using the diagram in figure 8, where curve A illustrates the corona current I as a function of the voltage U between the corona electrode and the counter electrode in the absence of an excitation electrode. As will be seen, no corona discharge and thus no corona ion current will take place at all until a given threshold voltage UT is exceeded. When, on the other hand, an excitation electrode is arranged next to the corona electrode, the conditions illustrated by curve B still prevail, namely that a corona ion current is initiated at a much lower voltage with the axial distance between the corona electrode and the counter electrode unchanged. Only part of this corona ion current will flow to the excitation electrode, while the rest passes to the counter electrode.
Eksitasjonselektroden sammen med motelektroden kan også betraktes som en todelt motelektrode, hvis ene del er anbrakt nær koronaelektroden sett i aksialretningen, og tjener som en eksitasjonselektrode, mens den andre delen er anbrakt i en betydelig aksial avstand fra koronaelektroden og tjener som en motelektrode for den del av korona-ionestrømmen som tilveiebringer drivkraften for luftstrømningen. The excitation electrode together with the counter electrode can also be considered as a two-part counter electrode, one part of which is placed close to the corona electrode seen in the axial direction, and serves as an excitation electrode, while the other part is placed at a considerable axial distance from the corona electrode and serves as a counter electrode for that part of the corona ion current which provides the driving force for the airflow.
Følgelig kan en "eksitasjonselektrode" oppnås for eksempel på den måte som er illustrert på figur 9, ved å forlenge en del av motelektroden M aksialt mot koronaelektroden K, opptil i nærheten av elektroden eller endog forbi denne; idet motelektroden M i denne utførelsesformen omfatter et antall innbyrdes parallelle plater som strekker seg aksialt i kanalen 1. I dette tilfelle funksjonerer de deler av motelektroden M som befinner seg aksialt nærmest koronaelektroden K, som en eksitasjonselektrode, selv om hoveddelen av korona-ionestrømmen vil flyte til den del av motelektroden som befinner seg lengst bort fra koronaelektroden i aksialretnignen, for å generere den ønskede ionevind. Når eksitasjonselektroden E er kombinert med motelektroden M på denne måten, ved å utvide motelektroden M aksialt til et sted i nærheten av koronaelektroden, kan motelektroden med fordel omfatte et høyt resistivt materiale eller et høyt resistivt overflatebelegg påført den indre overflate av et rør av isolerende materiale, idet den distale ende av motelektroden M i forhold til koronaelektroden K er forbundet med en klemme på likespennignskilden 3. Den del av motelektroden som befinner seg nærmest koronaelektroden K i aksialretningen, vil derved tjene som en eksitasjonselektrode E, som mottar bare en mindre del av korona-ionestrømmen. Alternativt kan en kombinert mål- og eksitasjons-elektrode oppnås ved å forsyne motelektroden M med deler som strekker seg aksialt mot koronaelektroden K og opptil dennes nærhet og som oppviser et meget mindre elektrisk ledende areal enn hoveddelen av motelektroden M om befinner seg lenger bort fra koronaelektroden K og er koblet til en klemme på likespenningskilden. De deler av motelektroden med små ledende områder som befinner seg aksialt i nærheten av koronaelektroden K, vil således tjenes som en eksitasjonselektrode, til hvilken bare en mindre del av den totale korona-ionestrøm som stammer fra koronaelektroden K, vil passere. Accordingly, an "excitation electrode" can be obtained, for example, in the manner illustrated in figure 9, by extending a part of the counter electrode M axially towards the corona electrode K, up to the vicinity of the electrode or even past it; in that the counter electrode M in this embodiment comprises a number of mutually parallel plates which extend axially in the channel 1. In this case, the parts of the counter electrode M which are located axially closest to the corona electrode K function as an excitation electrode, even though the main part of the corona ion current will flow to the part of the counter electrode which is farthest away from the corona electrode in the axial direction, to generate the desired ion wind. When the excitation electrode E is combined with the counter electrode M in this way, by extending the counter electrode M axially to a location near the corona electrode, the counter electrode may advantageously comprise a high resistive material or a high resistive surface coating applied to the inner surface of a tube of insulating material , the distal end of the counter electrode M in relation to the corona electrode K being connected to a clamp on the DC voltage source 3. The part of the counter electrode which is closest to the corona electrode K in the axial direction will thereby serve as an excitation electrode E, which receives only a smaller part of the corona ion current. Alternatively, a combined target and excitation electrode can be obtained by providing the counter electrode M with parts which extend axially towards the corona electrode K and up to its vicinity and which exhibit a much smaller electrically conductive area than the main part of the counter electrode M if located further away from the corona electrode K and is connected to a terminal on the DC voltage source. The parts of the counter electrode with small conductive areas located axially in the vicinity of the corona electrode K will thus serve as an excitation electrode, to which only a smaller part of the total corona ion current originating from the corona electrode K will pass.
Eksitasjonselektroden kan være formet og anordnet på mange forskjellige måter. En hvilken som helst elektrodeform som er plassert i den aksiale nærhet av koronaelektroden K og som ikke i seg selv frembringer en koronautladning og som er koblet til en klemme på en likespenningskilde, der den andre klemmen er koblet til koronaelektroden, er i stand til å tjene som en eksitasjonselektrode hvis bare en mindre del av den totale korona-ionestrøm flyter til denne eksitasjonselektroden mens den største del av korona-ionestrømmen flyter til motelektroden. En skjermelektrode som er plassert oppstrøms for koronaelektroden og anordnet for å motta en gitt, liten ionestrøm, som for eksempel i samsvar med utførelsesformen på figur 5, er således i stand til å funksjonere som en eksitasjonselektrode. The excitation electrode can be shaped and arranged in many different ways. Any electrode form placed in the axial proximity of the corona electrode K which does not itself produce a corona discharge and which is connected to one terminal of a DC voltage source, the other terminal being connected to the corona electrode, is capable of serving as an excitation electrode if only a minor part of the total corona ion current flows to this excitation electrode while the largest part of the corona ion current flows to the counter electrode. A screen electrode which is placed upstream of the corona electrode and arranged to receive a given, small ion current, such as for example in accordance with the embodiment of Figure 5, is thus able to function as an excitation electrode.
Den geometriske form av eksitasjonselektroden E kan også variere i avhengighet av konstruksjonen til koronaelektroden K. Når for eksempel koronaelektroden omfatter en rekke geometrisk separerte, men elektrisk forbundne elektrodeelementer, for eksempel rette, tynne tråder anordnet side om side, kan eksitasjonselektroden med fordel også omfatte en rekke geometrisk separerte, men elektrisk forbundne elektrodeelementer, som da er anordnet mellom elektrodeelementene til koronaelektrodene slik at de er avskjermet fra hverandre, noe som i forbindelse med en slik koronaelektrode er fordelaktig for frembringelse av korona-ionestrømmen. The geometric shape of the excitation electrode E can also vary depending on the construction of the corona electrode K. When, for example, the corona electrode comprises a number of geometrically separated but electrically connected electrode elements, for example straight, thin wires arranged side by side, the excitation electrode can advantageously also comprise a series of geometrically separated but electrically connected electrode elements, which are then arranged between the electrode elements of the corona electrodes so that they are shielded from each other, which in connection with such a corona electrode is advantageous for generating the corona ion current.
Figur 10 illustrerer skjematisk og som et ekempel en anordning i henhold til oppfinnelsen som innbefatter en koronaelektrode K, en motelektrode M, en skjermelektrode S og en eksitasjonselektrode E. I denne utførelsesformen omfatter hver elektrode en rekke geometrisk separerte, men elektrisk forbundne elektrodeelementer, som i tilfelle med koronaelektroden K omfatter rette, tynne trådet laget av wolfram for eksempel, mens de andre elektrodene omfatter spiraldannede tråder av for eksempel rustfritt stål. Figure 10 illustrates schematically and as an example a device according to the invention which includes a corona electrode K, a counter electrode M, a screen electrode S and an excitation electrode E. In this embodiment, each electrode comprises a number of geometrically separated but electrically connected electrode elements, as in in the case of the corona electrode K comprises the straight, thin wire made of tungsten for example, while the other electrodes comprise spirally formed wires of stainless steel for example.
Siden en anordning ifølge oppfinnelsen lett kan konstrueres, noe som er klart fra det foregående, slik at alle elektrodene er trygge å berøre, vil man forstå at de illustrerte utførelses-former, for eksempel på figur 4, 5, 7, 9 og 10, hvor motelektroden M er jordet og koronaelektroden K og skjermelektroden og også fortrinnsvis eksitasjonselektroden E, er koblet til et høyere potensial, også kan konstrueres for å utelukke en luft-strømningskanal som omgir elektrodene, forutsatt at skjermelektroden er konstruert på en måte som sikrer at den effektivt vil forhindre den ionestrøm som stammer fra koronaelektroden, fra å flyte i enhver annen retning enn mot motelektroden. Since a device according to the invention can be easily constructed, which is clear from the foregoing, so that all the electrodes are safe to touch, it will be understood that the illustrated embodiments, for example in figures 4, 5, 7, 9 and 10, where the counter electrode M is grounded and the corona electrode K and the shield electrode and also preferably the excitation electrode E are connected to a higher potential, may also be constructed to exclude an air flow channel surrounding the electrodes, provided that the shield electrode is constructed in such a way as to ensure that it effectively will prevent the ion current originating from the corona electrode from flowing in any direction other than towards the counter electrode.
Selv om en anordning ifølge oppfinnelsen er i stand til å funksjonere ganske tilfredsstillende ved fravær av enhver form av luftstrømningskanal omkring elektrodene i anordningen, kan tilveiebringelse av en slik kanal være ønskelig i visse tilfeller, for eksempel av psykologiske grunner eller fordi en slik kanal vil lede luften gjennom anordningen på en mer ordnet måte. Tilveiebringelsen av en slik kanal kan også være uunngåelig i visse tilfeller for eksempel når anordningen skal anbringes inne i en ventilasjonskanal i et ventilasjonssystem, eller i andre tilfeller hvor den luftstrøm som genereres av anordningen, skal ledes fra og til spesielle steder. Tilstede-værelsen av en slik luftstrømningskanal som omslutter elektrodene i anordningen og hvis vegger ganske naturlig består av et elektrisk isolerende materiale, gir imidlertid opphav til brysomme problemer. Som diskutert ovenfor i forbindelse med figur 6, opptrer det på de indre overflatene av veggen i en slik kanal, et overskudd av elektriske overflateladninger. Et lignende overskudd av overflateladninger vil naturligvis også opptre på den del av kanalveggen som befinner seg mellom koronaelektroden og motelektroden, og vil påvirke den ønskede ionestrøm som flyter fra koronaelektroden nedstrøms mot motelektroden, på en måte som har tendens til å begrense ionestrømmen til det sentrale området av luftkanalens tverrsnittsareal, noe som resulterer i en ujevn fordeling av luftstrømningen over kanalens bredde, og derved påvirker lufttransporten gjennom kanalen på en ugunstig måte. Dette problemet blir sterkt forverret ved variasjoner i den spenning som påtrykkes koronaelektroden og motelektroden gjennom den nevnte spenningskilde. En midlertidig økning i spenningen vil nemlig resultere i en økning i de nevnte overflateladninger, idet disse ladninger består selv når spenningen blir senket betydelig, og derved forårsaker en sterk reduksjon i korona-strømmen og derved i lufttransporten gjennom anordningen. De ulemper som skapes av dette fenomen, kan overvinnes, eller i det minste reduseres sterkt, ved å stabilisere den spenning som leveres av spenningskilden, idet denne utveien ikke er av noen spesiell interesse utfra andre synspunkter i et arrangement av det aktuelle slag, eller ved kortvarig å slå av spenningen til elektrodene ved jevnt adskilte tidsintervaller. De overskuddsladninger som er til stede på de indre overflater av kanalveggen forsvinner nemlig ganske raskt når spenningsforsyningen blir forstyrret og det elektriske felt derved fjernes. Forekomsten av elektriske overskuddsladninger på de indre overflatene til den elektrisk isolerende kanalveggen gir imidlertid opphav til et ytterligere, høyst overraskende og alvorlig problem. Man har nemlig funnet at når den indre overflate av den isolerende kanalveggen blir berørt, selv kortvarig, vil koronastrømmen opphøre totalt, og blir ikke automatisk lagret, selv ikke efter utgangen av en meget lang tidsperiode fra det øyeblikk overflaten ble berørt. En løsning på dette problemet må opplagt finnes. Although a device according to the invention is able to function quite satisfactorily in the absence of any form of air flow channel around the electrodes in the device, the provision of such a channel may be desirable in certain cases, for example for psychological reasons or because such a channel will lead the air through the device in a more orderly manner. The provision of such a channel may also be unavoidable in certain cases, for example when the device is to be placed inside a ventilation channel in a ventilation system, or in other cases where the air flow generated by the device is to be directed from and to special places. However, the presence of such an air flow channel which encloses the electrodes in the device and whose walls quite naturally consist of an electrically insulating material gives rise to troublesome problems. As discussed above in connection with Figure 6, an excess of electric surface charges occurs on the inner surfaces of the wall in such a channel. A similar excess of surface charges will naturally also occur on the part of the channel wall located between the corona electrode and the counter electrode, and will affect the desired ion current flowing from the corona electrode downstream towards the counter electrode, in a way that tends to limit the ion current to the central area of the cross-sectional area of the air duct, which results in an uneven distribution of the air flow across the width of the duct, thereby adversely affecting air transport through the duct. This problem is greatly aggravated by variations in the voltage applied to the corona electrode and the counter electrode through the aforementioned voltage source. A temporary increase in the voltage will result in an increase in the mentioned surface charges, as these charges persist even when the voltage is lowered significantly, thereby causing a strong reduction in the corona current and thereby in the air transport through the device. The disadvantages created by this phenomenon can be overcome, or at least greatly reduced, by stabilizing the voltage supplied by the voltage source, as this solution is not of any particular interest from other points of view in an arrangement of the type in question, or by briefly turning off the voltage to the electrodes at evenly spaced time intervals. The excess charges that are present on the inner surfaces of the channel wall disappear rather quickly when the voltage supply is disrupted and the electric field thereby removed. However, the presence of excess electrical charges on the inner surfaces of the electrically insulating channel wall gives rise to a further, highly surprising and serious problem. It has been found that when the inner surface of the insulating channel wall is touched, even briefly, the corona current will cease completely, and is not automatically stored, even after the end of a very long period of time from the moment the surface was touched. A solution to this problem must obviously be found.
En mulig løsning på dette problemet er å påføre et elektrisk ledende lag på den ytre overflate av den isolerende veggen i kanalen og jorde dette laget. Dette ville imidlertid gi en høy kapasitans til en motelektrode anordnet nær kanalveggen, eller anbrakt direkte på den indre overflaten av veggen, noe som, som nevnt foran, er uønsket med hensyn til berøringssikkerheten av motelektroden. Man har imidlertid funnet at det er mulig å unngå dette ved å øke tverrsnittsdimensjonene til luftstrømningskanalen til en størrelse betydelig større enn de tilsvarende dimensjoner av det areal som innesluttes av motelektroden, slik at motelektroden er anbrakt i en betydelig avstand fra den indre overflate av luftstrømningskanalen. En slik utførelsesform er illustrert skjematisk på figur 11. I denne utførelsesformen er den ytre overflate av den isolerende veggen i kanalen 1 forsynt med et elektrisk ledende lag 10, som er jordet. Kanalen 1 i denne utførelsesformen er også betydelig videre enn motelektroden M, slik at kanalveggene er lenger vekk fra motelektroden, som derved oppnår en meget lavere kapasitans. Kanalveggene har på denne måten også blitt plassert lenger bort fra koronaelektroden K, og dermed har de overskuddsladninger som opptrer på den indre veggen i den isolerende kanalveggen, en meget mindre forstyrrende virkning på den koronastrøm som flyter fra koronaelektroden K til motelektroden M. Denne økning i tverrsnittsdimensjonene til luftstrømningskanalen 1 i forhold til tverrsnittsdimensjonene av motelektroden M, har vist seg ikke å ha noen ugunstig virkning på lufttransporten gjennom anordningen, men at denne transporten faktisk økes ved en uendret koronastrøm. I den utførelsesformen som er illustrert på figur 11, er midtpunktet av likespenningskilden 3 jordet, slik at motelektroden M og koronaelektroden K har motsatte polariteter i forhold til jord, noe som begrenser det totale høyspennignsnivå som er nødvendig og derved nød-vendigheten av å isolere anordningen mot høyspenninger, og som også reduserer kravene til skjerming av koronaelektroden K som nevnt i det foregående. Siden en høyspenning i dette tilfelle blir påtrykket skjermelektroden, koronaelektroden og motelektroden, er alle disse elektrodene koblet til likespenningskilden gjennom en stor motstand 8 som er effektiv til å begrense kortslutningsstrømmen i tilfelle av kontakt med elektrodene. Dessuten er både motelektroden M og skjermelektroden 7 hensiktsmessig laget av et materiale med høy resistivitet for å begrense den kapasitive utladningsstrøm i tilfelle av kontakt. A possible solution to this problem is to apply an electrically conductive layer to the outer surface of the insulating wall of the channel and ground this layer. However, this would give a high capacitance to a counter electrode arranged close to the channel wall, or placed directly on the inner surface of the wall, which, as mentioned above, is undesirable with regard to the contact safety of the counter electrode. However, it has been found that it is possible to avoid this by increasing the cross-sectional dimensions of the air flow channel to a size significantly larger than the corresponding dimensions of the area enclosed by the counter electrode, so that the counter electrode is placed at a considerable distance from the inner surface of the air flow channel. Such an embodiment is illustrated schematically in Figure 11. In this embodiment, the outer surface of the insulating wall in the channel 1 is provided with an electrically conductive layer 10, which is grounded. The channel 1 in this embodiment is also considerably further than the counter electrode M, so that the channel walls are further away from the counter electrode, which thereby achieves a much lower capacitance. In this way, the channel walls have also been placed further away from the corona electrode K, and thus the excess charges that appear on the inner wall of the insulating channel wall have a much less disruptive effect on the corona current that flows from the corona electrode K to the counter electrode M. This increase in the cross-sectional dimensions of the air flow channel 1 in relation to the cross-sectional dimensions of the counter electrode M, have been shown to have no adverse effect on the air transport through the device, but that this transport is actually increased by an unchanged corona current. In the embodiment illustrated in figure 11, the center point of the direct voltage source 3 is grounded, so that the counter electrode M and the corona electrode K have opposite polarities in relation to ground, which limits the total high voltage level required and thereby the necessity of isolating the device against high voltages, and which also reduces the requirements for shielding the corona electrode K as mentioned above. Since in this case a high voltage is applied to the screen electrode, the corona electrode and the counter electrode, all these electrodes are connected to the DC voltage source through a large resistance 8 which is effective in limiting the short circuit current in case of contact with the electrodes. Moreover, both the counter electrode M and the shield electrode 7 are conveniently made of a high resistivity material to limit the capacitive discharge current in the event of contact.
I en utførelsesform av dette slag blir en fordel oppnådd når tverrsnittsdimensjonene til luftstrømningskanalen 1 er tilpasset slik at avstanden mellom kanalveggen og koronaelektroden K er tilnærmet lik halve avstanden mellom koronaelektroden og motelektroden, og slik at avstanden mellom kanalveggen og overflaten av motelektroden er tilnærmet 50 % av tverrsnitts-dimensj onen til motelektrodens åpning. In an embodiment of this kind, an advantage is obtained when the cross-sectional dimensions of the air flow channel 1 are adapted so that the distance between the channel wall and the corona electrode K is approximately equal to half the distance between the corona electrode and the counter electrode, and so that the distance between the channel wall and the surface of the counter electrode is approximately 50% of the cross-sectional dimension of the counter electrode opening.
De nevnte ugunstige effekter som forårsakes ved nærvær av overskuddsladninger på kanalveggens indre overflate, kan også reduseres ved hjelp av en eksitasjonselektrode som har den funksjon som er beskrevet i det foregående, idet denne eksitasjonselektroden omfatter et elektrisk ledende lag påført den indre overflate av kanalveggen. Som man vil forstå er ingen overskuddsladninger i stand til å opptre på den indre overflate av kanalveggen ved nærvær av en slik eksitasjonselektrode. Hvis tverrsnittsdimensjonene til luftstrømningskanalen i dette henseende blir øket i en slik grad at motelektroden blir anbrakt i en betydelig avstand fra kanalveggen, som illustrert på figur 11 og beskrevet ovenfor, kan eksitasjonselektroden som er montert på den indre overflate av kanalveggen, meget overraskende forlenges i nedstrømsretningen til et sted forbi motelektroden. I dette spesielle tilfelle kan i virkeligheten et elektrisk ledende lag tilveiebringes på den indre overflate av kanalveggen over hele kanalens lengde, d.v.s. også i oppstrømsretningen til et sted utenfor koronaelektroden. En slik utførelsesform er illustrert skjematisk på figur 12. Den utførelsesform som er illustrert på figur 12, omfatter således en luftstrømningskanal 1 hvis vegg er antatt å bestå av et elektrisk isolerende materiale og hvis indre overflate er forsynt med et elektrisk ledende belegg L som er jordet og som funksjonerer som en eksitasjonselektrode i nærheten av koronaelektroden K. Tverrsnitts-dimensjonene til kanalen 1 er slik at en motelektrode M med en rammelignende form og som strekker seg parallelt med veggene i kanalen 1, er lokalisert i en betydelig avstand fra kanalveggens indre overflate, og dermed er godt isolert fra det elektrisk ledende belegg på kanalveggens indre overflate. Anbrakt oppstøms for koronaelektroden K, er et antall skjerm-elektroder S, for ekesempel i form av grove staver. Likespenningskilden er jordet ved sitt midtpunkt, slik at koronaelektroden K og motelektroden M har motsatte polariteter i forhold til jord, noe som tilveiebringer de fordeler som er beskrevet ovenfor. Elektrodene er også koblet til likespenningskilden gjennom store motstander 8 for å begrense kortslutnings-strømmen. Man vil se at ingen overskuddsladninger i det hele tatt kan opptre på den indre overflate av kanalveggen i en utførelsesform som denne, og dermed er anordningen ikke beheftet med de problemer som oppstår ved nærvær av slike overskuddsladninger. Denne utførelsesform av en anordning ifølge oppfinnelsen er også funnet å transportere luft på en uhyre tilfredsstillende måte. De betingelser som er nevnt ovenfor under henvisning til figur 11, gjelder også med hensyn til dimensjoneringen av luftstrømningskanalen 1 i utførelses-formen på figur 12. The aforementioned adverse effects caused by the presence of excess charges on the inner surface of the channel wall can also be reduced by means of an excitation electrode which has the function described above, this excitation electrode comprising an electrically conductive layer applied to the inner surface of the channel wall. As will be appreciated, no excess charges are able to appear on the inner surface of the channel wall in the presence of such an excitation electrode. If the cross-sectional dimensions of the air flow channel in this regard are increased to such an extent that the counter electrode is placed at a considerable distance from the channel wall, as illustrated in Figure 11 and described above, the excitation electrode mounted on the inner surface of the channel wall can very surprisingly be extended in the downstream direction to a location past the counter electrode. In this particular case, in fact, an electrically conductive layer can be provided on the inner surface of the channel wall over the entire length of the channel, i.e. also in the upstream direction to a location outside the corona electrode. Such an embodiment is illustrated schematically in figure 12. The embodiment illustrated in figure 12 thus comprises an air flow channel 1 whose wall is assumed to consist of an electrically insulating material and whose inner surface is provided with an electrically conductive coating L which is grounded and which functions as an excitation electrode in the vicinity of the corona electrode K. The cross-sectional dimensions of the channel 1 are such that a counter electrode M with a frame-like shape and which extends parallel to the walls of the channel 1 is located at a considerable distance from the inner surface of the channel wall, and thus is well insulated from the electrically conductive coating on the inner surface of the channel wall. Placed upstream of the corona electrode K, is a number of screen electrodes S, for example in the form of coarse rods. The DC voltage source is grounded at its midpoint, so that the corona electrode K and the counter electrode M have opposite polarities with respect to ground, which provides the advantages described above. The electrodes are also connected to the direct voltage source through large resistors 8 to limit the short-circuit current. It will be seen that no excess charges at all can appear on the inner surface of the channel wall in an embodiment such as this, and thus the device is not affected by the problems that arise in the presence of such excess charges. This embodiment of a device according to the invention has also been found to transport air in an extremely satisfactory manner. The conditions mentioned above with reference to figure 11 also apply with regard to the dimensioning of the air flow channel 1 in the embodiment of figure 12.
Man vil forstå at siden det er mulig med et arrangement slik som det på figur 12, å forsyne den indre overflate av kanalveggen med et elektrisk ledende, jordet belegg langs hele kanalens lengde, er der ingen ting som forhindrer kanalveggen fra å bestå fullstendig av et elektrisk ledende materiale, noe som naturligvis ville lette fremstillingen betydelig, og også tilveiebringe andre verdifulle fordeler. Det er således mulig at den indre overflate av kanalen kan fores, i det minste langs en gitt del av sin lengde, med et kjemisk adsorberende eller absorberende materiale, for eksempel et karbonfilter, som er effektivt til å fjerne gassformige forurensninger fra luften, slik som odører og nitrogenoksyder generert av koronautladningen, ved absorbsjon eller adsorbsjon. For samme formål er det også mulig å sende en tynn væskefilm, for eksempel vann eller en kjemisk aktiv væske langs den indre overflate av luftstrømningskanalen. Veggen i luftstrømningskanalen kan også kjøles eller varmes opp ved hjelp av passende midler, for eksempel sirkulerende vann, for å kjøle eller varme opp den transporterte luften. Alt dette er gjort mulig ved det faktum at veggen i luftstrømningskanalen er elektrisk ledende og jordet. • I de utførelsesformer av anordningen ifølge "oppfinnelsen der elektrodene er innsluttet i en luftstrømningskanal, har man funnet det fordelaktig å bruke en enkelt koronaelektrode K anordnet sentralt i kanalen, siden den størst mulige avstand mellom kanalveggen og koronaelektroden blir oppnådd på denne måten, og derved den minst mulige forstyrrelse i funksjonen til koronaelektroden som et resultat av kanalveggen. Alternativt kan det imidlertid benyttes to koronaelektroder anbrakt symmertrisk på en respeektiv side av kanalens symmetriplan. I dette arrangementet vil hver elektrode bare bli påvirket av en vegg eller side av kanalen, og begge elektroder vil arbeide under innbyrdes like forhold. Dette gjelder imidlertid ikke når mer enn to elektroder er installert i kanalen. I de utførelsesformer hvor to koronaelektroder er anbrakt symmetrisk i luftstrømnings-kanalen, kan det være fordelaktig også å installere to mot-elektroder side om side i et lignende symmetrisk forhold, idet motelektrodene i dette henseende fortrinnsvis har en felles elektrisk ledende vegg. It will be understood that since it is possible with an arrangement such as that in figure 12 to provide the inner surface of the channel wall with an electrically conductive, earthed coating along the entire length of the channel, there is nothing to prevent the channel wall from consisting entirely of a electrically conductive material, which would of course greatly facilitate manufacture, and also provide other valuable advantages. It is thus possible that the inner surface of the duct can be lined, at least along a given part of its length, with a chemically adsorbing or absorbing material, for example a carbon filter, which is effective in removing gaseous pollutants from the air, such as odors and nitrogen oxides generated by the corona discharge, by absorption or adsorption. For the same purpose, it is also possible to send a thin liquid film, for example water or a chemically active liquid, along the inner surface of the air flow channel. The wall of the air flow channel may also be cooled or heated by suitable means, such as circulating water, to cool or heat the transported air. All this is made possible by the fact that the wall of the air flow channel is electrically conductive and grounded. • In the embodiments of the device according to the invention where the electrodes are enclosed in an air flow channel, it has been found advantageous to use a single corona electrode K arranged centrally in the channel, since the greatest possible distance between the channel wall and the corona electrode is achieved in this way, and thereby the least possible disturbance in the function of the corona electrode as a result of the channel wall. Alternatively, however, two corona electrodes placed symmetrically on a respective side of the plane of symmetry of the channel may be used. In this arrangement, each electrode will be affected by only one wall or side of the channel, and both electrodes will work under mutually equal conditions. However, this does not apply when more than two electrodes are installed in the duct. In those embodiments where two corona electrodes are placed symmetrically in the air flow duct, it may be advantageous to also install two counter electrodes side by side in a similar symmetrical relationship, as the counterelectron in this respect they preferably have a common electrically conductive wall.
I tilfelle med en utførelsesform som illustrert på figur 12, vil man forstå at det elektrisk ledende og jordede belegg eller foring L på innsiden av den isolerende luftstrømningskanalen 1, ikke behøver å bli forlenget oppstrøms for koronaelektroden K, In the case of an embodiment as illustrated in Figure 12, it will be understood that the electrically conductive and grounded coating or liner L on the inside of the insulating airflow channel 1 does not need to be extended upstream of the corona electrode K,
i hvilket tilfelle overskuddsladninger som følgelig opptrer på den indre overflate av den elektrisk ledende kanalveggen oppstrøms for koronaelektroden K, vil samvirke for å etablere den nødvendige skjerming av koronaelektroden K. in which case excess charges which consequently appear on the inner surface of the electrically conductive channel wall upstream of the corona electrode K, will cooperate to establish the necessary shielding of the corona electrode K.
Et ytterligere problem som påvirker den totale transport av luft gjennom en anordning av denne type, opptrer når koronaelektroden har form av en tråd som strekker seg over luft-strømningsbanen og er festet ved begge ender til elektrisk isolerte festeanordninger. Det samme problem kan også inntreffe med andre elektrodetyper som strekker seg over luftstrømnings-banen. Når det gjelder dette, har man funnet at koronaelektroden gir meget mer koronastrøm pr. lengdeenhet innenfor det sentrale området av luftstrømningsbanen enn ved endedelene av elektroden. Dette synes å være på grunn av en skjermeffekt som skapes gjennom elektrodefesteanordningene og gjennom veggen til kanalen ved begge ender av elektroden, når en luftstrømningskanal er innbefattet i arrangementet. I tilfelle med en lav "koronastrøm kan en betydelig del av begge ender av koronaelektroden endog bli "slukket" eller kuttet ut. Dette resulterer i ujevn fordeling av ionestrømmen og dermed ujevn fordelig av luftstrømmen over tverr-snittsarealet til den bane som tas av luftstrømmen. Når arrangementet innbefatter en luftstrømningskanal som omgir elektrodene, har man funnet at sett i tverrsnitt, oppviser de deler av luftstrømningskanalen som befinner seg overfor respektive ender av koronaelektroden, en luftstrømning som beveger seg i en retning motsatt den man ønsker. Dette fenomen kan i sterk grad forringe og endog totalt eliminere effektiv lufttransport gjennom arrangementet. Dette problemet kan imidlertid overvinnes i samsvar med en ytterligere utvikling av oppfinnelsen, ved å gi motelektroden og/eller eksitasjonselektroden en spesiell form. En utførelsesform av en målelektrode som er passende formet for dette formål, er illustrert skjematisk og som et eksempel på figur 13, som viser en anordning i henhold til oppfinnelsen omfattende en luftstrøm-ningskanal 1, vist med brutte linjer, med smalt, langstrakt, rektangulært tverrsnitt. Over kanalen 1 mellom de to korte veggene strekker det seg en trådlignende koronaelektrode K. Målelektroden M har form av et ledende lag eller belegg på kanalveggens indre overflater, og er i denne utførelsesformen formet slik at sett i kanalens aksiale retning, ligger det nærmere endedelene av koronaelektroden K enn det sentrale område av koronaelektroden i kanalens tverretning. Den aksiale avstand mellom motelektroden M og koronaelektroden K ved dennes midtområde, kan for eksempel være 60 mm, mens den tilsvarende aksiale avstand fra motelektroden til de motsatt anbrakte endepartier av koronaelektroden er bare 40 mm. En motelektrode M med denne formen vil eliminere det problem som er diskutert ovenfor, slik at det oppnås en hovedsakelig uniform fordeling av koronastrømmen langs hele lengden av koronaelektroden. A further problem affecting the overall transport of air through a device of this type occurs when the corona electrode is in the form of a wire extending across the air flow path and is attached at both ends to electrically insulated fasteners. The same problem can also occur with other electrode types that extend over the air flow path. When it comes to this, it has been found that the corona electrode provides much more corona current per unit of length within the central region of the airflow path than at the end portions of the electrode. This appears to be due to a shielding effect created through the electrode attachment devices and through the wall of the channel at both ends of the electrode, when an air flow channel is included in the arrangement. In the case of a low "corona current" a significant part of both ends of the corona electrode may even be "turned off" or cut out. This results in uneven distribution of the ion current and thus uneven distribution of the air flow over the cross-sectional area of the path taken by the air flow. When the arrangement includes an air flow channel surrounding the electrodes, it has been found that when viewed in cross section, the portions of the air flow channel located opposite respective ends of the corona electrode exhibit an air flow moving in a direction opposite to that desired. This phenomenon can greatly impair and even totally eliminate effective air transport through the arrangement. However, this problem can be overcome in accordance with a further development of the invention, by giving the counter electrode and/or the excitation electrode a special shape. An embodiment of a target electrode suitably shaped for this purpose is illustrated schematically and as an example in Figure 13, which shows e n device according to the invention comprising an air flow channel 1, shown in broken lines, with a narrow, elongated, rectangular cross-section. A wire-like corona electrode K extends over the channel 1 between the two short walls. The target electrode M has the form of a conductive layer or coating on the inner surfaces of the channel wall, and in this embodiment is shaped so that, viewed in the axial direction of the channel, it lies closer to the end parts of corona electrode K than the central area of the corona electrode in the transverse direction of the channel. The axial distance between the counter electrode M and the corona electrode K at its central area can be, for example, 60 mm, while the corresponding axial distance from the counter electrode to the oppositely located end parts of the corona electrode is only 40 mm. A counter electrode M of this shape will eliminate the problem discussed above, so that a substantially uniform distribution of the corona current along the entire length of the corona electrode is achieved.
Det samme resultat kan oppnås når en eksitasjonselektrode anordnet mellom koronaelektroden K og motelektroden M, er formet på den måte som er beskrevet ovenfor under henvisning til figur 13 når det gjelder motelektroden. I dette tilfelle kan motelektroden enten være formet på den måte som er illustrert på figur 13, eller på normal måte, d.v.s. slik at dens aksiale avstand fra koronaelektroden er den samme ved alle punkter. Et tilsvarende resultat kan også oppnås ved hjelp av eksitasjons-elektroder som bare er anbrakt i nærheten av begge endepartier av koronaelektroden. Et meget viktig trekk er imidlertid at motelektroden og/eller eksitasjonselektrodene er formet slik at koronaelektroden K som strekker seg over luftstrømningsbanen, frembringer hovedsakelig den samme mengde koronastrøm pr. lengdeenhet over hele sin lengde, d.v.s. også ved endepartiene av koronaelektroden. The same result can be achieved when an excitation electrode arranged between the corona electrode K and the counter electrode M is shaped in the manner described above with reference to Figure 13 in relation to the counter electrode. In this case, the counter electrode can either be shaped in the way illustrated in figure 13, or in the normal way, i.e. so that its axial distance from the corona electrode is the same at all points. A similar result can also be achieved by means of excitation electrodes which are only placed in the vicinity of both end parts of the corona electrode. A very important feature, however, is that the counter electrode and/or the excitation electrodes are shaped so that the corona electrode K, which extends over the air flow path, produces essentially the same amount of corona current per length unit over its entire length, i.e. also at the end parts of the corona electrode.
En motelektrode og eksitasjonselektrode med den form som er beskrevet under henvisning til figur 12, kan med fordel også brukes i en anordning der elektrodene ikke er innesluttet i en luftstrømningskanal, siden en motelektrode og eksitasjons-elektroder med denne form vil tilveiebringe en koronastrøm som er mer jevnt fordelt over hele lengden av elektroden. A counter electrode and excitation electrode with the shape described with reference to Figure 12 can advantageously also be used in a device where the electrodes are not enclosed in an air flow channel, since a counter electrode and excitation electrodes with this shape will provide a corona current that is more evenly distributed over the entire length of the electrode.
En anordning i henhold til oppfinnelsen og konstruert i samsvar med den utførelsesform som er illustrert på figur 10, ble brukt i praksis til eksperimentelle formål. I dette eksperimentelle arrangement var avstanden mellom planet til skjermelektroden S og planet til koroanelektroden K 12 mm, mens avstanden mellom planet til koronaelektroden K og motelektroden M var 85 mm. Den innbyrdes avstand mellom de trådlignende elektrodeelementer i koronaelektroden K, var 50 mm, og elektrode-elementet til eksitasjonselektroden E var anordnet i det samme plan som elektrodeelementene til koronaelektroden K sentralt mellom disse. De forskjellige elektroder ble koblet til de spenninger som er angitt på tegningene. Luftstrømningskanalen l målte 35 x 32 cm i tverrsnitt, og et jordet beskyttelsesgitter G var anordnet ved innløpet til kanalen. Når dette apparatet ble plassert fritt på et bord, ble det oppnådd en luftstrømnings-hastighet i overkant av 0,5 m/s. Den totale koronastrøm fra koronaelektroden K var omkring 50 mikroampere, av hvilke omkring 40 mikroampere passerte til motelektroden M. En luftstrømnings-hastighet på omkring 0,5 m/s ble oppnådd ved et effektforbruk på 5-6 W/m<2> av strømningskanalens areal. Den effekt som er nød-vendig for å oppnå en tilsvrende luftstrømningshastighet i et lignende apparat som mangler skjermelektroden S og eksitasjonselektroden E, men med den samme spenning på koronaelektroden, var omkring 100 W/m<2>. I dette tilfellet var avstanden mellom koronaelektroden K og motelektrodem M omkring 50 mm, og avstanden mellom koronaelektroden K og beskyttelsesgitteret G ved kanal-innløpet var 100 mm. I denne utførelsesformen av apparatet ifølge oppfinnelsen, hadde avstanden mellom beskyttelsesgitteret G og koronaelektroden K ingen merkbar virkning på apparatets effektivitet. A device according to the invention and constructed in accordance with the embodiment illustrated in Figure 10 was used in practice for experimental purposes. In this experimental arrangement, the distance between the plane of the screen electrode S and the plane of the corona electrode K was 12 mm, while the distance between the plane of the corona electrode K and the counter electrode M was 85 mm. The mutual distance between the wire-like electrode elements in the corona electrode K was 50 mm, and the electrode element of the excitation electrode E was arranged in the same plane as the electrode elements of the corona electrode K centrally between them. The various electrodes were connected to the voltages indicated in the drawings. The air flow channel 1 measured 35 x 32 cm in cross-section, and a grounded protective grid G was arranged at the inlet of the channel. When this apparatus was placed freely on a table, an air flow velocity in excess of 0.5 m/s was achieved. The total corona current from the corona electrode K was about 50 microamps, of which about 40 microamps passed to the counter electrode M. An air flow velocity of about 0.5 m/s was achieved with a power consumption of 5-6 W/m<2> of the flow channel's area. The power necessary to achieve a suitable air flow rate in a similar device lacking the screen electrode S and the excitation electrode E, but with the same voltage on the corona electrode, was about 100 W/m<2>. In this case, the distance between the corona electrode K and the counter electrode M was about 50 mm, and the distance between the corona electrode K and the protective grid G at the channel inlet was 100 mm. In this embodiment of the apparatus according to the invention, the distance between the protective grid G and the corona electrode K had no noticeable effect on the efficiency of the apparatus.
Transporten av luft gjennom en anordning eller et apparat konstruert i samsvar med oppfinnelsen, kan økes ytterligere ved å anordne en rekke elektrodegrupper, der hver gruppe omfatter en koronaelektrode, en motelektrode, en skjermelektrode, og fortrinnsvis en eksitasjonselektrode sekvensielt i en og samme luftstrømningskanal. Anordningen av en skjermelektrode oppstrøms for hver koronaelektrode på den beskrevne måte, vil effektivt forhindre den uønskede og skadelige ionestrøm i oppstrøms-retningen, idet slik strømning er uunngåelig i et slikt kaskade-arrangement ved fravær av en skjermelektrode. The transport of air through a device or an apparatus constructed in accordance with the invention can be further increased by arranging a number of electrode groups, where each group comprises a corona electrode, a counter electrode, a shield electrode, and preferably an excitation electrode sequentially in one and the same air flow channel. The arrangement of a screen electrode upstream of each corona electrode in the manner described will effectively prevent the unwanted and harmful ion flow in the upstream direction, such flow being unavoidable in such a cascade arrangement in the absence of a screen electrode.
Anordningen tilveiebringer et uhyre effektivt lufttransport-arrangement av forholdsvis enkel konstruksjon. En anordning konstruert i samsvar med oppfinnelsen er i tillegg forholdsvis billig, og har små dimensjoner og lav vekt. En slik anordning har også et lavt energiforbruk og er absolutt stille under drift. The device provides an extremely efficient air transport arrangement of relatively simple construction. A device constructed in accordance with the invention is also relatively cheap, and has small dimensions and low weight. Such a device also has a low energy consumption and is absolutely silent during operation.
Når en lufttransport-anordning ifølge oppfinnelsen blir brukt i forbindelse med en elektrostatisk filterinnretning, kan motelektroden M i lufttransport-anordningen være anordnet for samtidig å utgjøre deler av støvutfellings-overflåtene som er innbefattet i det elektrostatiske filterarrangement for å motta de urenheter som er ladet ved kollisjon med luftioner, for eksempel i en kondensatorseparator av en i og for seg kjent type. Når motelektroden M virker som en utfellingsflate for urenheter som bæres av den luft som transporteres gjennom anordningen, er motelektroden fortrinnsvis konstruert på en måte som gjør det mulig å demontere den på en enkel måte for erstatning eller rengjøring, når elektroden blir altfor belagt med utfelte forurensninger. Man vil se at dette lett kan oppnås når anordningen ikke innbefatter en luftstrømningskanal som omgir elektrodene. I slike forbindelser kan motelektroden med fordel ha form av strimmelmateriale matet fra en lagringsrull eller matet gjennom en renseanordning når den del av strimmel-materialet som brukes som motelektrode, er blitt tilsmusset av utfelte forurensninger. When an air transport device according to the invention is used in connection with an electrostatic filter device, the counter electrode M in the air transport device can be arranged to simultaneously form parts of the dust deposition surfaces included in the electrostatic filter arrangement to receive the impurities charged by collision with air ions, for example in a condenser separator of a type known per se. When the counter electrode M acts as a deposition surface for impurities carried by the air transported through the device, the counter electrode is preferably constructed in a way that allows it to be easily disassembled for replacement or cleaning, when the electrode becomes overly coated with precipitated contaminants . It will be seen that this can easily be achieved when the device does not include an air flow channel surrounding the electrodes. In such connections, the counter electrode can advantageously take the form of strip material fed from a storage roll or fed through a cleaning device when the part of the strip material used as counter electrode has been soiled by precipitated contaminants.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8500236 | 1985-06-06 | ||
PCT/SE1985/000538 WO1986007500A1 (en) | 1985-06-06 | 1985-12-20 | An air transporting arrangement |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO870456L NO870456L (en) | 1987-02-05 |
NO168977B true NO168977B (en) | 1992-01-13 |
NO168977C NO168977C (en) | 1992-04-22 |
Family
ID=26658863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO870456A NO168977C (en) | 1985-06-06 | 1987-02-05 | DEVICE FOR AIR TRANSPORT |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1005886B (en) |
AT (1) | ATE59118T1 (en) |
CA (1) | CA1267677A (en) |
DE (1) | DE3580921D1 (en) |
DK (1) | DK62387A (en) |
FI (1) | FI84676C (en) |
HU (1) | HUT45340A (en) |
IN (1) | IN164590B (en) |
MX (1) | MX168400B (en) |
NO (1) | NO168977C (en) |
PL (1) | PL152378B1 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100460770C (en) * | 2005-09-23 | 2009-02-11 | 余泰成 | Electric drive method and device for gas |
WO2007033594A1 (en) * | 2005-09-23 | 2007-03-29 | Taicheng Yu | A gas electrically driven method and a device thereof |
CN101898170A (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-01 | 涂鹤宁 | Air cleaner without power device |
US20150174587A1 (en) * | 2012-12-28 | 2015-06-25 | Suzhou Beiang Technology Ltd | Gas Purification Device and System, And Ionic Wind Purifier |
WO2017001643A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Koninklijke Philips N.V. | Surface treatment device |
CN106129816B (en) * | 2016-08-16 | 2017-08-11 | 华东师范大学 | A kind of method and device for improving ion wind wind speed |
CN110873030A (en) * | 2018-08-30 | 2020-03-10 | 上海滨丽电子科技有限公司 | Ion accelerating wind generating device |
DE102019202242A1 (en) * | 2019-02-19 | 2020-08-20 | Inficon Gmbh | Gas detector with an ionizer |
-
1985
- 1985-12-20 MX MX002709A patent/MX168400B/en unknown
- 1985-12-20 DE DE8686900678T patent/DE3580921D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-12-20 HU HU854887A patent/HUT45340A/en unknown
- 1985-12-20 AT AT86900678T patent/ATE59118T1/en not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-04-01 IN IN303/DEL/86A patent/IN164590B/en unknown
- 1986-04-11 CA CA000506412A patent/CA1267677A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-05-23 CN CN86103511.9A patent/CN1005886B/en not_active Expired
- 1986-06-06 PL PL25994586A patent/PL152378B1/en unknown
-
1987
- 1987-02-05 NO NO870456A patent/NO168977C/en unknown
- 1987-02-06 DK DK062387A patent/DK62387A/en not_active Application Discontinuation
- 1987-12-04 FI FI875364A patent/FI84676C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE59118T1 (en) | 1990-12-15 |
IN164590B (en) | 1989-04-15 |
FI875364A (en) | 1987-12-04 |
FI875364A0 (en) | 1987-12-04 |
HUT45340A (en) | 1988-06-28 |
CN86103511A (en) | 1986-12-31 |
DK62387D0 (en) | 1987-02-06 |
PL152378B1 (en) | 1990-12-31 |
FI84676C (en) | 1991-12-27 |
CA1267677A (en) | 1990-04-10 |
FI84676B (en) | 1991-09-13 |
NO168977C (en) | 1992-04-22 |
DE3580921D1 (en) | 1991-01-24 |
DK62387A (en) | 1987-02-06 |
MX168400B (en) | 1993-05-24 |
CN1005886B (en) | 1989-11-22 |
NO870456L (en) | 1987-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4812711A (en) | Corona discharge air transporting arrangement | |
EP0370044B1 (en) | An arrangement for transporting air | |
EP0351403B1 (en) | An air treatment system | |
CA3068902C (en) | A bipolar ionizer for air purification and a diffuser using the bipolar ionizer | |
RU2182850C1 (en) | Apparatus for removing dust and aerosols out of air | |
US4253852A (en) | Air purifier and ionizer | |
US2129783A (en) | Electrical precipitator for atmospheric dust | |
US7517505B2 (en) | Electro-kinetic air transporter and conditioner devices with 3/2 configuration having driver electrodes | |
KR101678237B1 (en) | Air cleaning apparatus | |
US7258729B1 (en) | Electronic bi-polar electrostatic air cleaner | |
US6096119A (en) | Apparatus for using ferrite spacers to suppress arc noise in electrostatic precipitators | |
US2571079A (en) | Electrostatic precipitator | |
PT2836305T (en) | Filtration assembly | |
NO168977B (en) | DEVICE FOR AIR TRANSPORT | |
JP2007307550A5 (en) | ||
KR20160076452A (en) | Electrostatic precipitator | |
WO1992005875A1 (en) | Apparatus for generating and cleaning an air flow | |
TW201408966A (en) | Air filtering device | |
RU163578U1 (en) | ELECTROSTATIC FILTER FOR AIR CLEANING | |
AU610612B2 (en) | An arrangement for transporting air | |
US2221603A (en) | Means of charging dust at wire supports of electrical precipitators | |
CN220425610U (en) | Low-altitude oil smoke purifier | |
TWI769742B (en) | Air filter apparatus | |
HU203620B (en) | Air delivering apparatus | |
JP2020161465A5 (en) |