SE456204B - Anordning for transport av luft med utnyttjande av elektrisk jonvind - Google Patents

Description

20 25 30 35 456 204 2 stående, med de trádformiga koronaelektrodelementen parallella väggar och tvâ ytterligare väggar, i vilka de trâdformiga koronaelektrodelementen är på lämpligt sätt fästa_med sina ändar. Antalet tràdformiga koronaelektrodelement bestämmes där- 'vid i första hand av luftströmningskanalens bredd i riktning vinkelrätt mot elektrodelementens längdriktning, varför en smal luftströmningskanal kan klara sig med ett enda trâdformigt elektrodelement, medan en bredare luftströmningskanal lämpligen förses med flera, inbördes parallella och vid sidan av varandra anordnade, tràdformiga elektrodelement.

Vid användning av en koronaelektrod bestående av sådana trådformiga elektrodelement har det emellertid visat sig att vissa besvärande problem kan uppstå. Såsom-framgår av den i det föregående nämnda internationella patentansökningen är lufttransportens effektivitet direkt beroende av produkten av jonströmmens, dvs. koronaströmmens, styrka och avståndet mellan korona- och motelektrod. Vidare bör jonströmmen vara så jämnt fördelad som möjligt över luftströmningskanalens hela tvär- snittsarea. Vid en koronaelektrod bestående av ett eller flera trådformiga elektrodelement anordnade på ovan angivet sätt har det emellertid visat sig att luftströmningskanalens väggar, vilka normalt har en isolerande insida och en ledande jordad utsida, och även de trådformiga elektrodelementens fästanordningar i dessa väggar utövar en mycket betydande störande inverkan på koronaurladdningen vid de trâdformiga skär- spän- elektrodelementen och därmed på koronaströmmen. Denna mande och störande inverkan medför, dels att en högre ning erfordras mellan korona- och motelektrod för att önksad koronaström skall uppnås, dels att koronaurladdningen och därmed koronaströmmen blir ojämnt fördelad över de trâdformade elektrodelementens längd och mellan olika trådformade elektrod~ element, i det fall flera vid sidan av varandra. Då sådana är anordnade parallellt och det finnes flera, parallellt med och vid sidan av varandra anordnade, trådformade elektrod- element, kommer nämligen dessa ej att arbeta under samma för- hållanden, eftersom de yttersta elektrodelementen har en vägg hos luftströmningskanalen på sin ena sida, medan de övriga elektrodelementen har ett annat trâdformigt elektrod- 10 15 20 25 30 35 456 204 3 element på såväl sin ena som sin andra sida. Det har vid sådana arrangemang visat sig, att de olika elektrodelementen kan komma att uppvisa mycket stora skillnader i koronaurladd- ningens storlek. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en lufttransporterande anordning av det i det föregående be- skrivna slaget, vid vilken det ovan diskuterade problemet är eliminerat eller åtminstone väsentligt reducerat, så att en betydligt jämnare fördelad koronaström uppnås och att önskat värde på koronaströmmen kan upprätthâllas med lägre spän- ningsskillnad mellan koronaelektrod och motelektrod.

Enligt uppfinningen âstadkommes detta genom att den luft- transporterande anordningen utformas i enlighet med bifogade patentkrav.

I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i an- slutning till bifogad ritning, vilken såsom exempel illustre- rar några utföringsformer av uppfinningen, varvid fig. l och 2 schematiskt visar mot varandra vinkelräta axiella snitt genom en första utföringsform av en anordning enligt uppfinningen; fig. 3 schematiskt visar ett axiellt snitt genom en andra utföringsform av uppfinningen; fig. H schematiskt visar ett axiellt snitt genom en tredje utföringsform av uppfinningen; och fig. 5 schematiskt visar ett axiellt snitt genom en ytter- ligare utföringsform av uppfinningen.

Pig. l och 2 visar schematiskt och såsom exempel en första utföringsform av en lufttransporterande anordning enligt upp- finningen, varvid fig. l och fig. 2 är inbördes vinkelräta axiella snitt genom anordníngen. Anordningen innefattar en luftströmningskanal 1 med rektangulär tvärsektion, i vilken en koronaelektrod K och en motelektrod M är anordnade på axiellt avstånd från varandra med motelektroden M belägen ned- ströms om koronaelektroden K såsom sett i den önskade luft- strömningsriktningen 2 genom kanalen. Koronaelektroden K utgöres vid detta utföringsexempel av en enda rak tunn tråd, .som sträcker sig tvärs över luftströmningskanalen l utmed storaxeln i kanalens rektangulära tvärsektion, medan mot- v._'. 10 15 20 25 30 35 456 204 H elektroden M utgöres av en elektriskt ledande yta eller be- läggning anbringad intill eller direkt på insidan av luft- strömningskanalens l vägg och som sträcker sig runt luftström- níngskanalens hela omkrets. Koronaelektroden K och motelektro- den M är anslutna till var sin pol hos en likspänningskälla 3.

Denna spänningskälla 3 har en sådan spänning att det vid koronaelektroden K uppstår en koronaurladdning, vilken alstrar luftjoner, som under inverkan av det elektriska fältet vandrar till motelektroden M, varigenom en luftströmning 2 alstras genom kanalen 1. Beträffande anordningens funktionssätt i detalj hänvisas till den utförliga beskrivningen i den i det föregående nämnda internationella patentansökningen. Det skall i detta sammanhang observeras, att motelektroden kan vara ut- formad på ett flertal olika sätt, såsom framgår av nämnda internationella patentansökning och även av den svenska patentansökningen 860H2l9-9, liksom att anordningen eventuellt även kan innefatta ytterligare elektroder, såsom skärmelektro- der och/eller excitationselektroder, såsom beskrives i nämnda internationella patentansökníng.

För att eliminera eller åtminstone väsentligt reducera den störande och skärmande inverkan på koronaelektrodens K funktion, som luftströmningskanalens l väggar och den trådfor- miga koronaelektrodens fästen i dessa väggar har, är enligt föreliggande uppfinning elektriskt ledande ytor 4 anordnade mittför koronaelektroden K på eller nära intill de med korona- elektrodens K längdriktning parallella sidoväggarna hos luft- strömningskanalen l. Dessa elektriskt ledande ytor 4 är an- slutna till en elektrisk potential belägen mellan korona- elektrodens K potential och motelektrodens M potential, var- vid ytornas H potential är så vald relativt potentialerna på koronaelektroden K och motelektroden M, att potentialskill- naden mellan ytorna H och koronaelektroden K är så stor som möjligt utan att ytorna U upptager tillnärmelsevis någon del av koronaströmmen från koronaelektroden K. Ytorna U skall vara anordnade mittför koronaelektroden K och sträcker sig axiellt såväl något uppströms som framförallt något nedströms om koronaelektroden. Uppströms om koronaelektroden K kan ytorna H i princip sträcka sig ända fram till början av luftström- 10 l5 20 25 30 35 456 204 5 ningskanalen 1, eftersom ytornas 4 potential är sådan, att ytorna 4 ej upptar någon koronaström och därmed ej kan för- orsaka en oönskad jonström i riktning uppströms från korona- elektroden K. I riktning nedströms om koronaelektroden K kan ytorna 4 sträcka sig en väsentlig sträcka men ej alltför nära motelektroden M, eftersom det inses_att detta kan ge upphov till isolationsproblem mellan motelektroden M och ytorna U.

Ytorna 4 kan sträcka sig nedströms om koronaelektroden K en sträcka upp till ca 20-30 % av det axiella avståndet mellan koronaelektroden K och motelektroden M. Ytorna 4 eliminerar i eller åtminstone reducerar väsentligt den störande inverkan från den dielektriska insidan av luftströmningskanalens l väggar på koronaelektrodens K funktion, så att önskad korona- urladdning och därmed önskad koronaström kan erhållas med en lägre spänning mellan koronaelektrod och motelektrod än vad som annars skulle vara fallet vid samma elektrodkonfiguration, varjämte dessutom koronaurladdningen blir jämnare fördelad över den trådformade koronaelektrodens K hela längd. Såsom nämnts bör potentialskillnaden mellan koronaelektroden K och ytorna H vara så stor som möjligt, då detta ger det bästa resultatet. Dock får nämnda potentialskillnad ej vara så stor, att någon väsentlig del av koronaströmmen från koronatråden K flyter till ytorna H. Detta skulle nämligen reducera jon- strömmen till motelektroden M och därmed även minska luft~ transporten genom kanalen l och vidare skulle det medföra en nedsmutsning av ytorna U med aerosoler, partiklar eller vätskedroppar, som förekommer i luften och som laddas upp elektriskt av de genom koronaurladdningen alstrade luftjonerna.

Vid det visade utföringsexemplet är de elektriskt ledande ytorna N jordade, vilket är fördelaktigt ur flera praktiska synpunkter. I detta fall anpassas sålunda koronaelektrodens K potential och motelektrodens M potential relativt jord så att den önskade potentialskillnaden mellan koronaelektrod och mot- elektrod föreligger och så att potentialskillnaden mellan koronaelektroden K och de elektriskt ledande ytorna H upp- fyller de i det föregående angivna villkoren. Det skall emel- lertid observeras, att det på inget sätt är nödvändigt att de elektriskt ledande ytorna H är anslutna till jordpotential. 10 15 20 25 30 35 456 204 6 Utsidan av luftströmningskanalen l är med fördel försedd med en elektriskt ledande beläggning, som är jordad för att anord- ningen skall vara beröringssäker. _ Då deti föreliggande beskrivning angives att ytorna U är elektriskt ledande, måste uttrycket "elektriskt ledande" tolkas med hänsyn till det förhållande att dessa ytor ej är avsedda att leda praktiskt taget någon ström, varför deras ledningsförmâga kan vara mycket låg. Ytorna 4 kan sålunda utan vidare vara vad som vanligen brukar benämnas halvledande eller t.o.m. bestå av s.k. antistatiskt material, dvs. mycket högresistivt material, vilket kan vara av speciellt intresse, om endast koronaelektroden är ansluten till högspänning medan motelektroden är jordad. _ ' Om koronaelektroden vid en lufttransporterande anordning enligt uppfinningen består av flera, inbördes parallella och vid sidan av varandra anordnade, trådformiga elektrodelement, vilket ofta är aktuellt då luftströmningskanalen 1 är för- hällandevis bred i riktning vinkelrätt mot de trådformade elektrodernas längdriktning, är det väsentligt att samtliga de trådformade koronaelektrodelementen arbetar under väsent- ligen samma betingelser, så att koronaurladdningen och därmed koronaströmmen blir väsentligen lika stor från samtliga elektrodelement. Detta kan åstadkommas genom att ytterligare elektriskt ledande ytor, vilka är parallella och elektriskt förbundna med ytorna H, anordnas mellan de trådformade elektrodelementen, exempelvis såsom schematiskt illustreras i fig. 3. _ Pig. 3 illustrerar schematiskt en lufttransporterande anordning, vid vilken koronaelektroden utgöres av fyra, in- bördes parallella och vid sidan av varandra anordnade, tråd- formade elektrodelement K. Härvid är enligt uppfinningen en ytterligare elektriskt ledande yta 5, som är parallell med ytorna 4 och elektriskt sammankopplad med dessa, anordnad mittemellan de båda mittersta koronaelektrodelementen K.

Härigenom uppnås, att samtliga trådformade koronaelektrod- element K kommer att arbeta under likartade betingelser och sålunda uppvisa väsentligen lika kraftig koronaurladdning och lika stor koronaström. 10 15 20 30 35 4s§ 204 7 Naturligtvis skulle vid en anordning enligt fig. 3 sådana ytterligare elektriskt ledande ytor 5 kunna anordnas mellan samtliga varandra närbelägna koronaelektrodelement K, så att det mellan två närbelägna elektriskt ledande ytor H eller 5 endast finnes ett trådformigt elektrodelement K. Ett sådant arrangemang är naturligtvis_nödvändigt, om antalet trâdfor- made koronaelektrodelement K är udda, såsom illustreras i fig. 4, som schematiskt och som exempel visar en lufttrans- porterande anordning med tre trådformiga koronaelektrod~ element K. Även de mot de trådfcrmiga koronaelektrodelementens längd- ringning vinkelräta väggarna hos luftströmningskanalen l, dvs. de väggar vid vilka koronaelektrodelementens K ändar är fästa, kan med fördel vara försedda med elektriskt ledande ytor av samma slag och anslutna till samma potential som ytorna H. Ett sådant arrangemang illustreras schematiskt i fig. l, i vilken en sådan elektriskt ledande yta 6 är visad med streckade linjer. Runt koronaelektrodelementets K ände, dvs. runt elektrodens fästanordning i luftströmningskanalens 1 vägg, är denna yta 6 utformad med en urtagning eller öppning Ga, som har en sådan diameter, att väsentligen ingen ström uppstår från koronaelektroden K till ytan 6. Med hjälp av en sådan ytterligare ledande yta 6 är det möjligt att ytterligare förbättra förhållandena för koronaurladdningen vid ändarna av den trådformiga koronaelektroden K¿ En sådan elektriskt le- dande yta 6 kan även ersättas med enbart en ringformad elektriskt ledande yta som omger änden av den trådformade koronaelektroden K på lämpligt radiellt avstånd.

Såsom beskrives i den tidigare nämnda internationella patentansökningen, är det vid en lufttransporterande anordning av det aktuella slaget väsentligt att förhindra en jonström i uppströms riktning från koronaelektroden. För detta ändamål kan man, såsom beskrives i den internationella ansökningen, anordna en skärmelektrod uppströms om koronaelektroden, vilken skärmelektrod är ansluten till samma eller väsentligen samma potential som koronaelektroden. Vid en koronaelektrod i form av ett eller flera trådformiga elektrodelement är det, såsom tidigare nämnts, svårt att uppnå att koronaurladdningen och 10 15 20 25 30 35 456 204 r 4 8 därmed koronaströmmen blir jämnt fördelad över de trâdformade elektrodelementens hela längd; Det finnes en markant tendens till att koronaurladdningen och därmed koronaströmmen blir väsentligt mindre eller t.o.m. helt upphör vid de trâdformade elektrodelementens ändar. Denna nackdel motverkas i betydande grad av de elektriskt ledande ytorna H resp. 5, såsom beskri- vits i det föregående, men problemet kvarstâr_trots detta i viss utsträckning och i synnerhet vid anordnande av en skärm- elektrod uppströms om koronaelektroden. Det har emellertid visat sig, att detta problem kan helt elimineras eller åt- minstone mycket väsentligt reduceras, om skärmelektroden ut- formas på ett sådant sätt, att den har en betydligt mindre skärmande verkan vid ändarna av de trådformiga koronaelektrod- elementen. Detta kan åstadkommas exempelvis på det i fig. 5 schematiskt illustrerade sättet. Pig. 5 visar en lufttrans- porterande anordning av det i det föregående beskrivna slaget med en luftströmningskanal l, en koronaelektrod K i form av ett eller flera trâdformiga elektrodelement, en motelektrod M och elektriskt ledande ytor H anordnade på eller nära intill insidan av de med koronaelektrodelementens K längdriktning parallella sidoväggarna hos luftströmningskanalen l och even-, tuellt även mellan koronaelektrodelementen K, om det finnes flera sådana anordnade parallellt och vid sidan av varandra.

Vidare innefattar anordningen en skärmelektrod S, som är an- ordnad uppströms om koronaelektroden K och ansluten till samma potential som denna och som i det visade utförings- exemplet utgöres av en med luftströmningsriktningen och koronaelektrodelementet parallell bandformig remsa av elekt- riskt ledande eller halvlcdande material, som är anordnad axiellt mittför det trådformiga koronaelektrodelementet K uppströms om detta. Finnes det flera trådformade korona- elektrodelement, finnes det en skärmelektrod S uppströms om varje koronaelektrodelement. Denna skärmelektrod S har härvid en mindre skärmande verkan vid det trådformade koronaelektrod- elementets K ändar, genom att skärmelektroden S antingen saknas mittför elektrodelementets K ändar eller är så utfor- mat att avståndet mellan skärmelektroden S och elektrodele- mentet K är större vid elektrodelementets K ändar än vid dess_ Km III 10 15 20 456 204 9 mittparti. Även andra utformningar av en skärmelektrod är möjliga, som ger en mindre skärmande verkan vid en trådformad koronaelektrods ändar, så att en jämnare fördelning av korona- urladdningen och därmed koronaströmmen över koronaelektrodens hela längd erhålles.

I det föregående har det antagits, att koronaelektroden utgöres av en eller flera, lângsträckta, tràdformíga elektrod- element som sträcker sig tvärs över luftströmningskanalen och har sina ändar fästa i luftströmningskanalens väggar. Det ovan diskuterade problemet uppträder emellertid, om än i be- tydligt mindre omfattning, även vid andra typer av korona- elektroder, exempelvis en spets- eller nâlformad koronaelektrod anordnad axiellt och centralt i luftströmningskanalen eller en koronaelektrod bestående av ett eller flera korta elektrod- element belägna endast i närheten av centrumaxeln i luftström- ningskanalen. Även vid sådana andra typer av koronaelektroder kan det sålunda vara fördelaktigt, genom att en lägre spän- 7 ning mellan koronaelektrod och motelektrod erfordras för upp- rätthâllande av önskad koronaström, att mittför koronaelektro- den anordna en elektriskt ledande yta på eller nära intill luftströmningskanalens vägg på det i det föregående beskrivna sättet.

Claims (6)

456 204 lo Patentkrav

1. Anordning för transport av luft med utnyttjande av elektrisk jonvind, innefattande en kronaelektrod (K), be- stående av ett eller flera inbördes parallella, trâdformiga elektrodelement sträckande sig tvärs över en luftströmnings- kanal (1), och en på axiellt avstånd från och nedströms om koronaelektroden anordnad motelektrod samt en likspännings- källa (3), vars ena pol är ansluten till koronaelektroden och vars andra pol är ansluten till motelektroden, varvid koronaelektrodens utformning samt avståndet och potential- skillnaden mellan koronaelektrod och motelektrod är sådana, att en luftjoner alstrande koronaurladdning uppträder vid koronaelektroden, k ä n n e t e c k n a d av att mittför koronaelektroden (K) är elektriskt ledande ytor (U) anordnade på eller nära intill insidan av de med koronaelektrodens tråd- formiga elsktrodelement (K) parallella, motstâende väggarna hos luftströmningskanalen (1), varvid dessa elektriskt le- dande ytor (H) är anslutna till en mellan koronaelektrodens (K) potential och motelektrodens (M) potential belägen poten- tial, som är sà vald att den är så avlägsen som möjligt från koronaelektrodens (K) potential utan att väsentligen någon del av koronaströmmen går till nämnda ytor (H).

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att elektriskt ledande ytor (6), som är anslutna till nämnda potential, är anordnade även pá eller nära intill insidan av de mot koronaelektrodens trâdformiga elektrodelement vinkel- räta, motstâende väggarna hos luftströmningskanalen (1), varvid dessa elektriskt ledande ytor (6) är så utformade att de ringformigt och på avstånd omsluter koronaelektrodelementens (5) ändar.

3. Anordning enligt krav l eller 2, vid vilken korona- elektroden innefattar minst två trådformiga, inbördes parallella och vid sidan av varandra belägna elektrodelement (K), k ä n n e t e c k n a d av att ytterligare, elektriskt le- dande ytor (5), vilka är parallella med de först nämnda elektriskt ledande utorna (U) och elektriskt förbundna med dessa, är anordnade mellan koronaelektrodens trâdformiga 01? r 456 204 I0 element (K) på sådant sätt, att lika många och högst två elektrodelement (K) är belägna mellan två varandra närbelägna elektriskt ledande ytor (4, 5). U.

4. Anordning enligt något av kraven l - 3, k ä n n e - t e c k n a d av att nämnda elektriskt ledande ytor (H, 5, 6) är anslutna till jordpotential.

5. Anordning enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e - t e c k n a d av att nämnda elektriskt ledande ytor (4, S, 6) sträcker sig såväl uppströms som nedströms från det korona- elektroden (K) innehållande tvärsnittsplanet hos luftström- ningskanalen (1).

6. Anordning enligt något av kraven l - 5, innefattande en skärmelektrod (S) anordnad uppströms om koronaelektroden (K) och ansluten till väsentligen samma potential som denna, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda skärmelektrod (S) är utformad att ha en mindre skärmande verkan vid ändarna av koronaelektrodens (K) trådformiga elektrodelement.