DE3851628T2

DE3851628T2 - Anordnung zur förderung von luft.

Info

Publication number: DE3851628T2
Application number: DE3851628T
Authority: DE
Inventors: Andrzej Loreth; Vilmos Toeroek
Original assignee: Astra Vent AB
Current assignee: Astra Vent AB
Priority date: 1987-07-03
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2008-07-02
Also published as: FI896107A0; DD281892A5; EP0370044A1; ES2010296A6; CN1014757B; SE8702752D0; HU207616B; FI90480B; KR890702307A; JPH02504202A; HUT53737A; ATE112108T1; CA1315334C; SE458077B; DE3851628D1; EP0370044B1; SE8702752L; PL154546B1; ZA884627B; FI90480C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Förderung von Luft mit Hilfe eines sogenannten elektrischen Ionen- oder Koronawindes, und vorzugsweise zur gleichzeitigen Reinigung der Luft.
Es ist bekannt, daß Luft mit Hilfe eines sogenannten elektrischen Ionenwindes oder Koronawindes gefördert werden kann. Im Prinzip umfaßt eine derartige Anordnung eine Koronaelektrode und eine Zielelektrode, die im Abstand voneinander angeordnet und jeweils an eine entsprechende Klemme einer Gleichspannungsquelle angeschlossen sind. Die Form der Koronaelektrode, die Potentialdifferenz und der Abstand zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode sind derart, daß an der Koronaelektrode eine Koronaentladung hervorgerufen wird, die Luftionen erzeugt. Diese Luftionen wandern unter dem Einfluß des elektrischen Feldes zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode rasch zur Zielelektrode und geben ihre elektrische Ladung an die Zielelektrode ab. Während ihrer Bewegung zur Zielelektrode kollidieren die Ionen mit elektrisch neutralen Luftmolekülen und übertragen die elektrostatischen Kräfte dabei auf diese Moleküle, so daß letztere auch zur Zielelektrode hin mitgerissen werden. Auf diese Weise wird eine Luftförderung in der Form eines sogenannten Ionenwindes oder Koronawindes erreicht. Luftförderanordnungen dieser Art sind beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung Wo-A-86/07500 beschrieben.
Wenn die Luft verunreinigende Aerosole, d. h. suspendierte Feststoffpartikel oder Flüssigkeitströpfchen enthält, werden diese Verunreinigungen durch die durch die Koronaentladung erzeugten Luftionen elektrisch aufgeladen, so daß daher derartige Verunreinigungen elektrostatisch auf der Zielelektrode, wenn diese Elektrode geeignet ausgebildet ist, oder in einem Kondensator-Separator, der abstromseitig der Zielelektrode angeordnet ist, ausgefällt werden können. Es ist somit im Prinzip möglich, eine Luftreinigungsanordnung vorzusehen, mit der Luft durch die Anordnung gefördert und verunreinigende Aerosole mit Hilfe der durch eine Koronaentladung erzeugten Luftionen aus der Luft extrahiert werden können.
Es wurde jedoch festgestellt, daß die Herstellung einer derartigen Anordnung in der Praxis, die die gewünschten Anforderungen erfüllt, wie beispielsweise große volumetrische Luftdurchsätze, hohes Reinigungsvermögen, geringe Abmessungen, eine angemessene Potentialdifferenz zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode und damit angemessen hohe Spannungspegel und ein Koronastrom, der in bezug auf die von der Koronaentladung erzeugten schädlichen Gase, insbesondere Ozon und Stickoxide, einen akzeptierbaren Wert besitzt, mit diversen noch nicht gelösten Problemen verbunden ist. Daher ist eine Anordnung dieser Art, die in der Praxis eingesetzt werden kann, im Handel noch nicht erhältlich.
Wie in der vorstehend genannten internationalen Patentanmeldung erwähnt, ist es möglich, beträchtliche Luftströmungsgeschwindigkeiten und relativ große volumetrische Luftdurchsätze mit Hilfe eines Koronastromes zu erzielen, der in bezug auf die Erzeugung von Ozon und anderen schädlichen Gasen akzeptabel ist, wenn die Koronaelektrode und die Zielelektrode in einem beträchtlichen Abstand voneinander angeordnet sind und die Koronaelektrode wirksam abgeschirmt ist, so daß das Produkt aus dem Ionenstrom und der Ionenwanderungsdistanz in aufstromseitiger Richtung von der Koronaelektrode weg vernachlässigbar gering ist. Ein Anstieg im Abstand zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode erfordert jedoch einen Anstieg in der Potentialdifferenz zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode, um die Koronaelektrode auf wirksame Weise zu zünden. Hieraus folgt ein Anstieg der Hochspannungspegel der Koronaelektrode und/oder der Zielelektrode, der wiederum zu Isolationsproblemen und Überschlagzündproblemen führt. Darüber hinaus wird auch die Notwendigkeit des Verhinderns einer unbeabsichtigten Berührung der Hochspannungselektroden vergrößert. Wenn die Koronaelektrode und die Zielelektrode in einem geraden Luftströmungskanal, der die natürlichste Anordnung darstellt, axial im Abstand voneinander angeordnet sind, wurde festgestellt, daß der Luftstrom eine ausgeprägte Neigung zur Konzentration im mittleren Teil des Kanales besitzt. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Zielelektrode so eng wie möglich an den Wänden des Kanales angeordnet ist. Daher wird für die Anforderung nach einem großen volumetrischen Luftdurchsatz ein Strömungskanal mit einem großen Strömungsquerschnitt benötigt, so daß daher die Anordnung große Abmessungen aufweisen muß. Wenn darüber hinaus die Zielelektrode benachbart zu den Kanalwänden angeordnet ist, ist es erforderlich, die Innenflächen der Wände elektrisch zu isolieren. Es wurde jedoch festgestellt, daß im Betrieb der Anordnung die elektrisch isolierten Wandflächen eine elektrostatische Aufladung erhalten, die sich störend auf die Koronaentladung und Koronaelektrode auswirkt und ein Zünden der Elektrode in der beabsichtigten Weise verhindert. Darüber hinaus bedeutet die Anordnung der Zielelektroden benachbart zu den Kanalwänden in Verbindung mit dem im wesentlichen laminaren Luftstrom im Luftströmungskanal, daß die Bahn, entlang der die elektrisch aufgeladenen Aerosol-Verunreinigungen zu den Oberflächen der Zielelektrode wanderen müssen, relativ lang wird, so daß das Ausmaß, bis zu dem die Luft gereinigt wird, relativ gering ist. Im Prinzip ist es möglich, diesbezüglich eine Verbesserung zu erhalten, indem die Axiallängen der Oberflächen der Zielelektrode erhöht oder entweder eine große Zahl von parallelen und weniger weit beabstandeten Zielelektrode-Oberflächen mit Zwischenelektrodenflächen entgegengesetzter Polarität oder ein herkömmlicher Kondensator-Separator abstromseitig der Zielelektrode im Luftströmungskanal verwendet wird. Alle diese Lösungen machen jedoch eine wesentliche Erhöhung der Gesamtabmessung der Anordnung erforderlich. Um einen besonders wirksamen Reinigungseffekt zu erzielen, führen darüber hinaus die beiden zuletzt erwähnten Lösungen zu einem beträchtlichen Anstieg des Strömungswiderstandes im Kanal. Dieser erhöhte Strömungswiderstand muß wiederum durch Erhöhung des Koronastromes und/oder des Abstandes zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode kompensiert werden. Ein Anstieg im Koronastrom führt jedoch zu einem Anstieg der erzeugten Menge an Ozon und anderen schädlichen Gasen. Darüber hinaus machen beide Lösungen eine größere Potentialdifferenz zwischen den Elektroden erforderlich. Folglich wurde festgestellt, daß es sehr schwierig ist, mit einer Anordnung dieser Art eine zufriedenstellende Luftfördervorrichtung zu erreichen, die gleichzeitig die geförderte Luft reinigt, wenn die Luftförderung mit Hilfe des elektrischen Koronawindes oder Ionenwindes durchgeführt wird.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anordnung zu schaffen, die nicht die vorstehend genannten Probleme aufweist oder bei der diese Probleme zumindest stark reduziert sind und die die vorstehend genannten Anforderungen in zufriedenstellender Weise erfüllt.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß dieses Ziel durch eine Anordnung erreicht werden kann, die gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit einer Reihe von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung und den beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Axialschnittansicht einer früher vorgeschlagenen Ausführungsform einer Anordnung zur Förderung und wahlweise zum gleichzeitigen Reinigen von Luft mit Hilfe eines elektrischen Ionenwindes oder Koronawindes;
Fig. 2 schematisch und im Axialschnitt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Anordnung;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der in Fig. 2 gezeigten Anordnung entlang Linie 111-111;
Fig. 4 eine schematischen Axialschnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 5 eine Schnittansicht der in Fig. 4 gezeigten Anordnung entlang Linie V-V;
Fig. 6 eine schematische Axialschnittansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 7 einen Schnitt durch die in Fig. 4 gezeigte Anordnung entlang Linie VII-VII;
Fig. 8 eine schematische Axialschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 9 eine Schnittansicht der in Fig. 8 gezeigten Anordnung entlang Linie IX-IX;
Fig. 10 schematisch einen Teil einer möglichen Ausführungsform eines Teiles einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 11 eine schematische Schnittansicht der gleichen Art wie in Fig. 2, wobei jedoch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt ist;
Fig. 12 eine schematische Schnittansicht der gleichen Art wie in Fig. 6, wobei jedoch noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt ist;
Fig. 13 eine schematische Schnittansicht der gleichen Art wie in Fig. 6, wobei jedoch wiederum eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt ist; und
die Figuren 14 und 15 auf schematische Weise Ausführungsformen von Anordnungen gemäß der Erfindung, die mit speziellen Einrichtungen versehen sind, um durch die Koronaentladung erzeugte schädliche Gase zu entfernen.
Fig. 1 zeigt sehr schematisch und im Axialschnitt eine früher vorgeschlagene Ausführungsform einer Anordnung zum Fördern von Luft und wahlweise zum gleichzeitigen Reinigen der Luft von Verunreinigungen in Aerosolform mit Hilfe eines elektrischen Ionenwindes oder Koronawindes. Diese Anordnung umfaßt ein Gehäuse 1 in der Form eines geradlinigen Luftströmungskanales mit konstantem Querschnitt, der an einem Ende eine Einlaßöffnung 2 und am anderen Ende eine Auslaßöffnung 3 aufweist. Es wird davon ausgegangen, daß das dargestellte Gehäuse oder der dargestellte Luftströmungskanal 1 einen Querschnitt in der Form eines Rechtecks besitzt. In der Nachbarschaft der Einlaßöffnung 2 ist im Kanal 1 eine Koronaelektrode K angeordnet, die die Form eines dünnen Drahtes besitzt, der sich in Querrichtung über den Kanal 1 in der Mittelebene durch den Kanal erstreckt. Abstromseitig der Koronaelektrode K ist eine Zielelektrode in der Form von zwei zueinander parallelen Elektroden M mit dünnen Abmessungen angeordnet, die sich in Längsrichtung des Kanales 1 und in Richtung des Luftstromes erstrecken. Diese Elektroden M sind benachbart zur Innenfläche der sich gegenüberliegenden Kanalwände oder auf der Innenfläche angeordnet. Mit dem Begriff Zielelektrode mit dünnen Abmessungen ist hier und im folgenden eine Elektrode gemeint, deren Dicke oder deren Maß sehr viel geringer ist als der Oberflächenbereich der Elektrode in Axialrichtung. Die Koronaelektrode K und die Zielelektrode M sind jeweils an eine entsprechende Klemme einer Gleichspannungsquelle 4 angeschlossen, die eine solche Spannung aufweist, daß eine Koronaentladung an der Koronaelektrode K erzeugt wird. Diese Koronaentladung erzeugt Luftionen, die zu den Zielelektroden M wandern und damit einen Luftstrom durch den Kanal 1 in Richtung des gezeigten Pfeiles verursachen, wie in der vorstehend erwähnten internationalen Anmeldung beschrieben.
Verunreinigungen in Aerosolform, d. h. Feststoffpartikel oder Flüssigkeitströpfchen, die in der Luft suspendiert sind, werden durch die mit der Koronaentladung erzeugten Ionen elektrisch aufgeladen. Folglich streben diese Verunreinigungen danach, zu den Zielelektroden M zu wandern, wo sie auf die Elektrodenflächen ausgefällt werden und damit im Prinzip eine Reinigung der durchströmenden Luft bewirken. Der Luftströmungskanal 1 einer solchen früher vorgeschlagenen Anordnung kann ferner einen kreisförmigen Querschnitt besitzen. In diesem Fall umfaßt die Koronaelektrode eine kurze nadelähnliche Elektrode, die sich axial entlang der Mittelachse des Kanales erstreckt. Die Zielelektrode besitzt die Form einer zylindrischen Fläche.
Wie in der Einleitung erwähnt, ist jedoch eine praktische Verwirklichung einer real wirksamen Luftförder- und Luftreinigungsanordnung dieser früher vorgeschlagenen Konstruktion mit wesentlichen Problemen verbunden, die nicht ohne weiteres gelöst werden können. Aus der vorstehend erwähnten internationalen Patentanmeldung wird deutlich, daß es möglich ist, beträchtliche Luftströmungsgeschwindigkeiten und volumetrische Luftdurchsätze mit Hilfe von Koronaströmen zu erzielen, die in bezug auf die unerwünschte Erzeugung von Ozon akzeptabel sind, wenn die Koronaelektrode K und die Zielelektrode M in einem beträchtlichen Abstand voneinander angeordnet sind und wenn die Koronaelektrode K in aufstromseitiger Richtung wirksam abgeschirmt ist, so daß das Produkt aus irgendeinem Ionenstrom von der Koronaelektrode K in aufstromseitiger Richtung und der Länge der Bahn, entlang der sich dieser Ionenstrom bewegt, vernachlässigbar gering ist. Ein Anstieg des Abstandes zwischen der Koronaelektrode K und der Zielelektrode M macht jedoch eine größere Potentialdifferenz erforderlich, um eine wirksame und beständige Zündung der Koronaelektrode zu erreichen. Somit sind höhere Spannungspegel an den Elektroden erforderlich, wodurch schwierig zu lösende Isolations- und Überschlagzündprobleme entstehen. Des weiteren machen es die hohen Spannungspegel an den Elektroden schwierig, die Anordnung in bezug auf Berührungen sicher zu gestalten. Wenn eine Hochspannungszielelektrode M eng benachbart zur Innenfläche der Kanalwände oder an dieser angeordnet ist, muß sichergestellt werden, daß die Innenflächen der Wände elektrisch isoliert sind. Die Anordnung von elektrisch isolierenden Innenflächen an den Kanalwänden führte jedoch zu einer beträchtlichen elektrostatischen Aufladung, die sich sehr störend auf die Koronaentladung an der Koronaelektrode auswirkt. Man könnte im Prinzip daran denken, die Zielelektrode M zu erden und die Kanalwände 1 elektrisch leitend zu machen sowie die Wände zu erden. In diesem Fall ist jedoch der Spannungspegel der Koronaelektrode K relativ zur Erde noch höher, wodurch die Isolations- und Überschlagzündprobleme noch schwieriger werden. Des weiteren macht es diese Lösung noch schwieriger, die Koronaelektrode in auf stromseitiger Richtung wirksam abzuschirmen. Es werden auch dadurch keine Verbesserungen erzielt, daß die Zielelektrode M in einem solchen Abstand von den Kanalwänden angeordnet wird, daß die Wände ohne das Risiko eines Überschlagens zwischen den Kanalwänden und der Zielelektrode elektrisch leitend gemacht und geerdet werden, da festgestellt wurde, daß sich der Luftstrom vollständig auf den Raum innerhalb der Zielelektrode konzentriert und kein Luftstrom in dem Raum zwischen der Zielelektrode und der Kanalwand auftritt. Tatsächlich ist es unter bestimmten Bedingungen möglich, in diesen Raum einen Luftstrom in der entgegengesetzten, nicht gewünschten Richtung zu erhalten. Normalerweise besitzt der mit der vorstehend beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten früher vorgeschlagenen Anordnung erreichte Luftstrom eine starke Tendenz, sich im mittleren Teil des Luftströmungskanales zu konzentrieren, so daß daher die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung im Kanal sehr ungleichmäßig wird. Dies führt zu einer schlechten Ausnutzung der Kanalfläche und macht es ferner für die in der Luft suspendierten fein verteilten Verunreinigungen schwierig, rechtzeitig zur Zielelektrode M zu wandern und auf dieser ausgefällt zu werden, was zu einer schlechten Reinigung der Luft führt. Wie in der Einleitung erwähnt, kann das Ausmaß der Luftreinigung geringfügig verbessert werden, indem die axiale Erstreckung der Zielelektrode erhöht oder eine Vielzahl von Zielelektrodenflächen in paralleler und benachbarter Beziehung zueinander im Luftströmungskanal 1 oder ein herkömmlicher Kondensator-Separator abstromseitig der Zielelektrode angeordnet wird. Alle diese Lösungen beinhalten jedoch eine Ausweitung der Abmessungen der Anordnung und/oder führen zur Einführung eines größeren Luftwiderstandes, der dadurch kompensiert werden muß, daß der Koronastrom und/oder der Abstand zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode und damit die Potentialdifferenz erhöht werden muß. Wie erwähnt, sind ein Anstieg des Koronastromes und ein Anstieg der Potentialdifferenz und damit höhere Spannungspegel in der Anordnung höchst unerwünscht.
Es wurde festgestellt, daß es möglich ist, eine wirksamere und beständigere Zündung der Koronaentladung an der Koronaelektrode mit einer reduzierten Potentialdifferenz zwischen einer Koronaelektrode und einer Zielelektrode oder einem erhöhten Abstand zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode bei aufrechterhaltener Potentialdifferenz zu erzielen, wenn der Abstand zwischen den beiden Zielelektroden M bei der Ausführungsform der Fig. 1 oder der Durchmesser einer zylindrischen Zielelektrode im Falle einer Ausführungsform, bei der der Kanal einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, derart erhöht wird, daß der Winkel, unter dem die Koronaelektrode die Zielelektrode "erblickt", ebenfalls erhöht wird. Dieser Winkel ist mit α in Fig. 1 bezeichnet. Wenn jedoch der Abstand zwischen den Zielelektroden M erhöht wird, beispielsweise in der früher vorgeschlagenen Ausführungsform der Fig. 1, so daß der Winkel α erhöht wird, konzentriert sich der Luftstrom immer noch im wesentlichen auf den mittleren Teil des Kanales 1, so daß es daher noch schwieriger ist, eine wirksame Ausfällung der in der Luft mitgeführten Verunreinigungen auf den Oberflächen der Zielelektroden M zu erhalten. Des weiteren wurde festgestellt, daß, obwohl die Zündung der Koronaentladung und der Koronaelektrode verbessert wird, wenn der Winkel α über einen bestimmten Wert erhöht wird, der Luftstrom durch die Anordnung gleichzeitig zunehmend verschlechtert wird. Der Grund hierfür wird darin gesehen, daß die den Luftstrom oder den Druckaufbau bewirkende Kraft parallel zu dem Ionenstrom gerichtet ist, der sich von der Koronaelektrode K zur Zielelektrode M bewegt, so daß daher die in Richtung des Luftstromes parallel zur Kanalachse wirkende Kraftkomponente mit ansteigenden Werten des Winkels α zunehmend geringer wird.
Es wurde festgestellt, daß es mit Hilfe der vorliegenden Erfindung möglich ist, sämtliche der vorstehend genannten Probleme in einem beträchtlichen Ausmaß zu reduzieren und ferner eine wirksame und geeignete Anordnung zur Förderung und gleichzeitigen Reinigung von Luft mit Hilfe eines elektrischen Ionenwindes oder Koronawindes zur Verfügung zu stellen.
Die Fig. 2 und 3 zeigen schematisch und beispielhaft eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung. Wie bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Anordnung umfaßt die erfindungsgemäße Ausführungsform ein Gehäuse 1 mit einer Einlaßöffnung 2 mit rechteckigem Querschnitt, in der eine Koronaelektrode K in der Form eines dünnen Drahtes in der Mittelebene durch die Öffnung 2 angeordnet ist. Die dargestellte Anordnung besitzt ferner zwei flache und dünne Zielelektroden M, die parallel zueinander und zur Mittelebene durch die Einlaßöffnung 2 angeordnet sind, .und zwar in einem beträchtlichen Abstand von der Mittel ebene und symmetrisch hierzu auf gegenüberliegenden Seiten derselben, so daß der Winkel α, unter dem die Koronaelektrode K die beiden Zielelektroden M erblickt, einen beträchtlichen Wert aufweist. Im Falle der erfindungsgemäßen Anordnung kann dieser Winkel α vorteilhaft mindestens 60º betragen und sogar viel größer als 60º sein. Im Falle von bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann dieser Winkel nahezu 180º betragen, wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht. Dies führt zu einer besonders wirksamen und beständigen Zündung der Koronaentladung an der Koronaelektrode K mit Hilfe einer moderaten Potentialdifferenz zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode, obwohl der Abstand zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode beträchtlich ist. Diesbezüglich sollte beachtet werden, daß mit dem Begriff "Abstand zwischen der Koronaelektrode und den Zielelektroden" die Bahn gemeint ist, entlang der die Ionen von der Koronaelektrode zu den Zielelektroden wandern, d. h. die Länge der gestrichelten Linien in Fig. 2. Wie vorstehend erwähnt, ist die Größe der den Luftstrom antreibenden Kräfte zusammen mit der Stärke des Ionenstromes über die Länge der von den Ionen durchwanderten Bahn nebensächlich.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform unterscheidet sich von den früher vorgeschlagenen Ausführungsformen, d. h. der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, dadurch, daß das Gehäuse 1 mit einer Trennwand oder Zwischenwand 5 versehen ist, die so ausgebildet ist, daß die Luftströmungsbahn abstromseitig der Koronaelektrode K symmetrisch nach außen auf beiden Seiten der Mittelebene durch die Einlaßöffnung 2 verzweigt ist, so daß zwei voneinander getrennte Durchflußkanäle 6 und 7 gebildet werden, die in einem beträchtlichen Abstand von der Mittelebene durch die Einlaßöffnung 2 angeordnet sind. Die Zielelektroden M befinden sich in den beiden Kanälen 6 und 7. Diese Anordnungen verhindern, daß der durch die Einlaßöffnung 2 eindringende Luftstrom sich in der Nachbarschaft der Mittelebene durch die Einlaßöffnung 2 kontinuierlich vorwärts erstreckt. Vielmehr wird der Luftstrom nach außen in Richtung auf die Zielelektroden M gezwungen und an den Elektroden in den Luftströmungskanälen 6 und 7 vorbeibewegt. Trotz der Tatsache, daß diese Anordnung den Luftstrom ablenkt und bewirkt, daß dieser seine Richtung ändert, wurde überraschenderweise festgestellt, daß ein viel wirksamerer und größerer Luftstrom durch die Anordnung erzielt wird. Dies wird darauf zurückgeführt, daß die Richtung, in der die Luft strömt, in einem sehr großen Ausmaß mit der Richtung der Kräfte, die den Luftstrom antreiben, übereinstimmt, wobei diese Kräfte durch den sich von der Koronaelektrode K bis zu den Zielelektroden M bewegenden Ionenstrom erzeugt werden. Diese Tatsache zusammen mit der Tatsache, daß der Winkel α groß gemacht werden kann, so daß eine wirksame und beständige Zündung der Koronaentladung mit Hilfe der moderaten Potentialdifferenz erreicht werden kann, während zur gleichen Zeit ein relativ großer Abstand zwischen der Koronaelektrode und den Zielelektroden Anwendung findet, ermöglicht die Herstellung einer Anordnung, die Luft äußerst wirksam mit Hilfe einer angemessenen Potentialdifferenz zwischen den Elektroden und eines Koronastromes, der in bezug auf die Erzeugung von Ozon akzeptiert werden kann, fördert.
Da des weiteren der Luftstrom in die unmittelbare Nachbarschaft der Zielelektroden M nach außen gedrückt wird und sich auf beiden Seiten der dünnen Zielelektroden bewegt, wenn diese im wesentlichen zentral in den Luftströmungskanälen 6, 7 angeordnet sind, wie in den Fig. 2, 3 gezeigt, ist die Ausfällung der suspendierten Verunreinigungen auf die Zielelektrodenflächen wesentlich wirksamer. Die Ablenkung des Luftstromes führt ferner zu einer gewissen Turbulenz in den Kanälen 6, 7, wodurch der Kontakt der Luft mit den Zielelektroden M weiter verbessert und damit die Ausfällung der Verunreinigungen noch wirksamer gemacht wird. Die Position der Zielelektroden M in den Kanälen 6, 7 kann verändert werden, um einen gewünschten Luftstrom auf beiden Seiten der Zielelektroden zu erzielen.
Ein Vorteil wird erreicht, wenn die Gleichspannungsquelle 4, an die die Koronaelektrode K und die Zielelektroden M angeschlossen sind, eine geerdete zentrale Klemme besitzt, so daß die Koronaelektrode und die Zielelektroden in bezug auf Erde entgegengesetzte Polaritäten und damit niedrigere Spannungspegel relativ zur Erde enthalten. Da die Zielelektroden M unter einem Abstand von den Seitenwänden des Gehäuses 1 und der Zwischenwand oder Trennwand 5 angeordnet sind, können diese Wände elektrisch leitend und geerdet sein. Das bedeutet, daß diese Wände sicher gegen Berührungen sind und nicht elektrostatisch aufgeladen werden können. Daher entstehen keine Störungen der Koronaentladung an der Koronaelektrode K. Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, sind die Koronaelektrode K und die Zielelektroden M vorteilhaft über sehr große Widerstände an die Spannungsquelle 4 angeschlossen, welche Kurzschlußströme auf sichere Werte beschränken, falls ein Kurzschluß an einer der Elektroden auftreten sollte.
Da sich der größere Teil des Ionenstromes von der Koronaelektrode K zu den Rändern der dünnen Zielelektroden M bewegt, die am nächsten zur Koronaelektrode K angeordnet sind, müssen nur diese Zielelektrodenränder elektrisch leitend oder halbleitend und an die Spannungsquelle angeschlossen sein. Der restliche Teil der dünnen Zielelektroden M, der im wesentlichen nur als Ausfällfläche für elektrisch aufgeladene Verunreinigungen dient, die in Aerosolform suspendiert sind, kann demgegenüber einen sehr hohen Widerstand aufweisen, beispielsweise aus einem antistatischen Material oder einem Material, das so behandelt ist, daß es antistatisch wird, bestehen, d. h. einen Widerstand in einem Bereich von 10¹&sup0;-10¹³ Ohm besitzen. Diese letzteren Teile der Zielelektroden M empfangen nämlich nur einen sehr geringen Strom, wobei die empfangene Strommenge allein der elektrischen Aufladung der auf die Zielelektrodenflächen ausgefällten Verunreinigungen entspricht. Diese Konstruktion der Zielelektroden M macht dieselben ziemlich sicher gegen Berührungen durch die Auslaßöffnungen 6a, 7a der Luftströmungskanäle 6, 7. Falls gewünscht, können die zur Koronaelektrode K weisenden Zielelektrodenränder abgerundet und geringfügig dicker ausgebildet sein, damit die Ränder den Ionenstrom von der Koronaelektrode wirksamer aufnehmen und weiterleiten können, ohne daß das Risiko einer Koronaentladung, einer sogenannten Rückkoronaentladung, an den Zielelektroden entsteht. Die Form dieser Zielelektrodenränder kann ferner an den Strom der Luft an den Rändern vorbei angepaßt sein.
Ein Vorteil wird auch dadurch erreicht, wenn eine Abschirmelektrode S aufstromseitig der Koronaelektrode angeordnet und an eine Spannung gelegt wird, die im wesentlichen der der Koronaelektrode entspricht, um auf diese Weise zu verhindern, daß Ionen von der Koronaelektrode in einer unerwünschten Richtung wandern. Wenn die Koronaelektrode K die Form eines langen dünnen Drahtes, ähnlich der Ausführungsform der Fig. 2 und 3, besitzt, kann die Abschirmelektrode S beispielsweise die Form eines Stabes mit relativ großem Durchmesser haben, der sich parallel zur Koronaelektrode K erstreckt.
Die Einlaßöffnung 2 ist zweckmäßigerweise mit einem Gitter oder einem Netz 8 bedeckt, das einen unbeabsichtigten Kontakt mit der Abschirmelektrode S und der Koronaelektrode K verhindert. Das Gitter oder Netz 8 kann elektrisch leitend und damit geerdet sein, und zwar in der gleichen Weise, wie die Seitenwände und die Trennwand 5 des Gehäuses 1. Wenn das Netz oder Gitter 8 in einem solchen Abstand von der Koronaelektrode K angeordnet ist, daß kein Ionenstrom dazu neigt, von der Koronaelektrode K zum Gitter oder Netz 8 zu dringen, kann die Abschirmelektrode S entfallen und das Gitter oder Netz kann dazu verwendet werden, um den erforderlichen Abschirmeffekt vorzusehen.
Die Koronaelektrode K muß nicht axial innerhalb der Einlaßöffnung 2 angeordnet sein, wie dies in Fig. 2 der Fall ist, sondern kann in der Ebene der Einlaßöffnung 2 oder sogar axial außerhalb dieser Öffnung angeordnet sein. In diesen Fällen ist das Netz oder Gitter so ausgebildet, daß es auch die Seiten der Koronaelektrode K umgibt und einen unbeabsichtigten Kontakt mit der Elektrode verhindert.
Eine Anordnung auf Basis der vorstehend beschriebenen und in den Fig. 2 und 3 dargestellten Prinzipien kann ferner einen kreisförmigen Querschnitt, d. h. eine kreisförmige Einlaßöffnung 2, besitzen. In diesem Fall besteht die Koronaelektrode aus einer Elektrode in der Form eines geraden Drahtes oder einer nadelförmigen Elektrode, die axial entlang der Mittellinie angeordnet ist, die sich durch die Einlaßöffnung 2 erstreckt. Bei dieser zuletzt genannten Ausführungsform besitzen ferner die beiden getrennten Luftströmungskanäle 6 und 7 die Form eines Kanales mit kreisförmigem Querschnitt, der koaxial zur Mittellinie, die sich durch die Einlaßöffnung 2 erstreckt, und um diese herum angeordnet ist und in dem eine zylindrische, rohrförmige Zielelektrode vorgesehen ist.
Die Fig. 4 und 5 zeigen schematisch in entsprechender Weise wie die Fig. 2 und 3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einer Einlaßöffnung 2 mit kreisförmigem Querschnitt und einer Koronaelektrode K in der Form eines kurzen geraden Drahtes oder einer nadelförmigen Koronaelektrode, die axial entlang der Mittellinie angeordnet ist, die sich durch die Einlaßöffnung 2 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform sind das Gehäuse und dessen Trennwand 5 so ausgebildet, daß sich die vom Luftstrom abstromseitig der Koronaelektrode K durchlaufene Bahn symmetrisch von der durch die Einlaßöffnung 2 verlaufenden Mittellinie nach außen zu einem Luftströmungskanal 6 mit kreisförmigem Querschnitt gabelt, der relativ zur Mittellinie der Einlaßöffnung konisch divergiert. Im Kanal 6 ist eine dünne kegelstumpfförmige Zielelektrode M angeordnet, die sich im wesentlichen parallel zu den Kanalwänden erstreckt und zwischen den Wänden angeordnet ist. Eine Anordnung mit dieser Konstruktion funktioniert im Prinzip in der gleichen Weise wie die in den Fig. 2, 3 gezeigte vorher beschriebene Anordnung und bietet die gleichen Vorteile wie diese Anordnung. Es ist möglich, daß die Luftströmungsbedingungen im Falle einer gemäß den Fig. 4, 5 ausgebildeten Anordnung geringfügig vorteilhafter sind, da der Luftströmungskanal 6 im wesentlichen in der gleichen Richtung nach außen divergiert wie die Richtung von der Koronaelektrode K zur Zielelektrode M. Andererseits sind die gesamten äußeren Abmessungen einer gemäß den Fig. 4 und 5 konstruierten Anordnung größer als die einer gemäß den Fig. 2 und 3 ausgebildeten Anordnung. Da die Koronaelektrode K der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Anordnung eine Elektrode in der Form eines kurzen geraden Drahtes oder einer nadelförmigen Elektrode umfaßt, die sich in Axialrichtung erstreckt, besitzt die Abschirmelektrode S in geeigneter Weise die Form eines aufstromseitig der Koronaelektrode K angeordneten Ringes.
Eine Ausführungsform, bei der die gleichen Prinzipien wie bei der Ausführungsform 4 und 5 Anwendung finden, kann auch bei einer Anordnung Verwendung finden, die eine Einlaßöffnung mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und damit zwei voneinander getrennte Luftströmungskanäle mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt (entsprechend den Kanälen 6, 7 in den Fig. 2 und 3) aufweist, die relativ zur Mittelebene der Einlaßöffnung symmetrisch divergieren. In diesem Fall besitzt jeder der beiden Luftströmungskanäle eine im wesentlichen flache dünne Zielelektrode ähnlich der Ausführungsform der Fig. 2 und 3. Die Koronaelektrode besitzt die Form eines Drahtes und ist entsprechend angeordnet wie die der Fig. 2 und 3.
Die Fig. 6 und 7 zeigen schematisch eine extreme und in vielerlei Hinsicht besonders vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung, bei der das Gehäuse 1 und die Trennwand 5, die in diesem speziellen Fall im wesentlichen planar ist, so ausgebildet sind, daß die vom Luftstrom abstromseitig der Koronaelektrode K durchlaufene Bahn sich im wesentlichen rechtwinklig in zwei entgegengesetzt gerichtete Luftströmungskanäle 6 und 7 gabelt, die sich somit im wesentlichen rechtwinklig zur Mittelebene der Einlaßöffnung erstrecken. Es wurde festgestellt, daß mit dieser Ausführungsform die Luft besonders wirksam gefördert und gereinigt werden kann. Der Winkel α, in dessen Bereich die Koronaelektrode K die Zielelektroden M erblickt, kann in diesem Fall sehr groß ausgebildet sein, und die Koronaelektrode K kann im wesentlichen in der Ebene der Gehäusewand oder unmittelbar außerhalb davon angeordnet sein, so daß die Einlaßöffnung 2 sehr kurz sein kann.
Die Fig. 8 und 9 zeigen schematisch eine entsprechende Ausführungsform mit einer kreisförmigen Einlaßöffnung 2 und somit einem einzigen Luftströmungskanal 6, der sich radial in alle Richtungen im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie der Einlaßöffnung erstreckt und in dem eine im wesentlichen flache ringförmige Zielelektrode M angeordnet ist.
Obwohl die Zielelektrode oder die Zielelektroden sämtlicher vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Anordnungen dünn ausgebildet (d. h. eine geringe Dicke in Relation zu ihrem Flächenbereich besitzen) und parallel zu den Wänden der Kanäle 6, 7 angeordnet sind, die die Zielelektrode oder Zielelektroden aufnehmen, ist es auch möglich, den Zielelektroden andere Formen und Positionen zu geben. Somit können die Zielelektroden sämtlicher Ausführungsformen, elektrisch leitende oder halbleitende Oberflächen aufweisen, die in enger Nachbarschaft zur Innenfläche der Kanalwände oder direkt auf diesen angeordnet sind. Diese Zielelektrodenflächen können damit geerdet sein, um sämtliche Isolations- und Überschlagprobleme zu vermeiden, wobei hierbei das gesamte Hochspannungspotential an der Koronaelektrode liegt. Da es jedoch, wie vorstehend erwähnt, mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Anordnung möglich ist, mit einer relativ bescheidenen Potentialdifferenz zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode und trotzdem mit einer beträchtlichen Distanz zwischen der Koronaelektrode und der Zielelektrode zu arbeiten, muß die Tatsache, daß die Koronaelektrode insgesamt unter Hochspannungspotential relativ zur Erde steht, nicht zu einer nicht montierbaren Isolation oder zu Überschlagproblemen führen. Solche Zielelektroden, die an der Innenfläche der Kanalwände oder eng benachbart dazu angeordnet sind, können nämlich auch ein anderes Potential als Erdpotential besitzen, entsprechend den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei in diesem Fall die Kanalwände natürlich elektrisch isoliert sein müssen. Im Falle einer Anordnung, bei der die Zielelektrodenflächen an der Innenfläche der Kanalwände oder eng benachbart dazu angebracht sind, können dünne elektrisch isolierte Elektrodenelemente parallel zu den Luftströmungskanälen und mittig zu diesen in einer Weise angeordnet sein, die der der Zielelektroden M der in den Figuren 2-9 dargestellten Ausführungsform entspricht. Diese elektrisch isolierten Elektrodenelemente werden elektrostatisch aufgeladen und bilden zusammen mit den Zielelektroden an den Kanalwänden Kondensator-Separatoren zur wirksamen Ausfällung von Aerosol-Verunreinigungen im Luftstrom.
Fig. 13 ist eine schematische Schnittansicht ähnlich der Schnittansicht der Fig. 6 einer alternativen beispielhaften Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Art, die bei einem Test in der Praxis extrem wirksam gefunden wurde. Die in Fig. 13 dargestellte Anordnung besitzt im wesentlichen die gleiche Form wie die Anordnung der Fig. 6 und 7 und weist eine quadratische oder rechteckförmige äußere Gestalt sowie eine rechteckige Einlaßöffnung 2 auf, die über die gesamte Vertikalerstreckung der Anordnung verläuft und von der die einströmende Luft um im wesentlichen 90º auf zwei entgegengesetzt gerichtete Luftströmungskanäle 6 und 7 nach außen abgezweigt wird. Die Koronaelektrode K besitzt die Form eines Drahtes und ist in der Mittelebene angeordnet, die sich durch die Einlaßöffnung 2 zusammen mit einer Abschirmelektrode S in der vorstehend beschriebenen Weise erstreckt. In jedem Kanal 6, 7 ist eine Zielelektrodenanordnung vorgesehen, die 3 dünne Zielelektrodenelemente M aufweist, von denen zwei die äußeren Seitenwände des entsprechenden Luftströmungskanales 6, 7 bilden, während sich das dritte Zielelektrodenelement M parallel zu den äußeren Seitenwänden und im wesentlichen mittig zwischen diesen erstreckt. Sämtliche Zielelektrodenelemente M sind zusammen mit einer Klemme der Spannungsquelle 4 geerdet, während die Koronaelektrode K zusammen mit der Abschirmelektrode S an die andere Klemme der Spannungsquelle angeschlossen ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Wand 5, die den durch die Einlaßöffnung 2 eindringenden Luftstrom unterteilt und ablenkt, vorteilhafter Weise elektrisch isoliert. Die Gehäusewände 1, die die Einlaßöffnung 2 bilden, können elektrisch isoliert oder elektrisch leitend und zusammen mit dem Gitter 8, das die Einlaßöffnung 2 abdeckt, geerdet sein. Ein Luftstrom wird durch die Öffnung 2 hineinbewegt und durch die beiden entgegengesetzt gerichteten Kanäle 6, 7 in der gleichen Weise, wie in Verbindung mit der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Anordnung beschrieben, herausbewegt. In den Luftströmungskanälen 6, 7 sind weitere dünne elektrisch leitende oder halbleitende Elektrodenelemente 10 vorgesehen, die mittig zwischen den Zielelektroden M angeordnet sind. Diese weiteren Elektrodenelemente 10 sind relativ zur Umgebung elektrisch isoliert, d. h. in den elektrisch isolierten Endwänden des Gehäuses montiert. Wenn die Anordnung in Betrieb ist, werden sie elektrostatisch aufgeladen, um eine Spannung der gleichen Polarität wie die Koronaelektrode K in Relation zu den Zielelektrodenelementen M zu erreichen. Zusammen mit den Zielelektrodenelementen M bilden diese weiteren Elektrodenelemente 10 Kondensator-Separatoren einer prinzipiell herkömmlichen Art, die eine wirksame Ausfällung von Aerosol-Verunreinigungen bewirken, die vom Luftstrom auf die Zielelektrodenelemente M getragen werden. Die Ränder der weiteren Elektrodenelemente 10, die zur Koronaelektrode K am nächsten angeordnet sind, können mit auswärts vorstehenden Fingern oder Lappen versehen sein, die die gewünschte elektrostatische Aufladung an den Elektrodenelementen 10 fördern. Die Zielelektrode M und die weiteren Elektrodenelemente 10 in jedem Luftströmungskanal 6, 7 können auch einstückig ausgebildet sein, um eine einzige sofort lösbare Einheit zu bilden, die auf einfache Weise zum Reinigen oder zum Austauschen entfernt werden können, wenn die Zielelektrodenelemente M durch die in der Luft mitgeführten Verunreinigungen übermäßig verschmutzt sind.
Eine gemäß Fig. 13 konstruierte Anordnung mit Außenabmessungen von 400 · 400 mm, wobei die restlichen Abmessungen in der Zeichnung in mm dargestellt sind, wurde in der Praxis mit einer Koronaspannung von 20 kV und einem Koronastrom von etwa 8 uA getestet. Es wurde ein Luftdurchsatz von etwa 60 m³/h erhalten. Hiervon wurden mehr als 99% der Aerosol-Verunreinigungen, die in der Luft mitgeführt wurden, extrahiert.
Es versteht sich, daß eine Anordnung, die die in Verbindung mit Fig. 13 beschriebene grundlegende Konstruktion besitzt, auch eine rotationssymmetrische Form haben kann, und zwar entsprechend der in den Fig. 8, 9 dargestellten Anordnung. Es ist ferner klar, daß die Anordnung, unabhängig davon, ob sie rotationssymmetrisch oder rechteckförmig ausgebildet ist, in einer Art und Weise geformt sein kann, gemäß der der Luftstrom um einen Winkel von weniger als 90º anstelle von nahezu 90º abgelenkt wird, beispielsweise entsprechend den in den Fig. 2, 3 oder 4 dargestellten Anordnungen.
Aus dem Vorhergehenden wird ferner deutlich, daß eine Anordnung, bei der Zielelektrodenflächen an der Innenfläche der Kanalwände angebracht oder eng benachbart dazu angeordnet sind, nicht unbedingt die Anordnung von weiteren Zielelektroden in der Mitte der Kanäle oder die Anordnung von zusätzlichen Elektrodenelementen 10 erforderlich macht, wie dies bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform der Fall ist. Des weiteren können Zielelektrodenflächen, die an den Kanalwänden angebracht oder eng benachbart zu diesen angeordnet sind, auch bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen Verwendung finden, beispielsweise den in den Fig. 2-11 gezeigten Ausführungsformen. Wie vorher ist es in diesem Fall nicht erforderlich, die Zielelektroden zu erden. Diese Elektroden können vielmehr alternativ dazu an ein Potential gelegt sein, das sich von Erde unterscheidet, wobei die Kanalwände natürlich elektrisch isoliert sein müssen.
Es versteht sich ferner, daß die Zielelektroden der erfindungsgemäßen Anordnung auch andere Konstruktionen als beschrieben und dargestellt besitzen können. Beispielsweise müssen die Zielelektroden keine Flächen aufweisen, die sich parallel zu den Seitenwänden der Luftströmungskanäle erstrecken. Statt dessen können die Zielelektroden bei Anordnungen, bei denen die Luftströmungskanäle einen rechteckförmigen Querschnitt besitzen, d. h. die Kanäle der Ausführungsformen der Fig. 3 oder 6, 5 oder 12, planare Elektrodenelemente umfassen, die rechtwinklig zu den Seitenwänden der Luftströmungskanäle angeordnet sind, wobei ein oder mehrere zueinander parallele Elektrodenelemente in jedem Kanal angeordnet sind. Im Falle von Anordnungen, die gemäß den Fig. 2, 6 oder 12 ausgebildet sind, sind solche alternativen Zielelektroden parallel zur Ebene der Figuren angeordnet.
Damit die durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung strömende Luft zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Aerosol -Verunreinigungen von gasförmigen Verunreinigungen gereinigt werden kann, können die Innenflächen der Gehäusewände 1, 5, die die Kanäle 6, 7 begrenzen, mit einer Schicht aus chemisch-aktivem Material überzogen sein, die die betreffenden gasförmigen Verunreinigungen absorbiert oder katalytisch zersetzt. Da die Wände 1, 5 einer erfindungsgemäßen Anordnung elektrisch geerdet sein können, ist es auch relativ einfach, diese Wände zu kühlen oder zu erwärmen, um die Temperatur der durchströmenden Luft zu verändern.
Wie vorstehend erwähnt, erzeugt die Koronaentladung an der Koronaelektrode gasförmige Substanzen, insbesondere Ozon und Stickoxide, die in bezug auf Menschen, die sich in der Nähe aufhalten, schädlich sind oder Reizwirkungen entfalten. Die Konzentration dieser Gase in der Umgebungsluft sollte in Umgebungen, in denen sich Menschen aufhalten, bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten. Eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung ermöglicht, daß ein großer Teil dieser schädlichen Gase wiedergewonnen und unschädlich gemacht werden kann, indem die Trennwand 5, die gegenüber der Einlaßöffnung 2 angeordnet ist, mit einer Öffnung versehen wird, die axial gegenüber der Koronaelektrode K angeordnet ist und eine Form und Ausdehnung aufweist, die im wesentlichen der der Koronaelektrode entspricht, wie schematisch und beispielhaft in Fig. 10 für Anordnungen der in den Figuren 6-9 dargestellten Art gezeigt ist. Derjenige Teil des Luftstromes, der in der unmittelbaren Nachbarschaft der Koronaelektrode strömt und den überwiegenden Teil der schädlichen Gase enthält, die durch die Koronaentladung erzeugt worden sind, dringt durch diese Öffnung 9. Die durch die Öffnung 9 dringende Luft kann auf der Rückseite der Trennwand 5 wiedergewonnen werden, so daß die mit der Luft mitgeführten schädlichen Gase sichergestellt werden können. Dies kann erreicht werden, indem diese Luft zur Atmosphäre außerhalb des Gebäudes abgeführt oder durch ein geeignetes Filter geführt wird, in dem die schädlichen Gase absorbiert oder katalytisch in unschädliche Substanzen zersetzt werden. Ein derartiges Filter kann in dem Raum hinter der Wand 5 abstromseitig der Öffnung 9 angeordnet sein. Es versteht sich, daß diese Anordnung auch bei sämtlichen anderen Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen sein kann, beispielsweise den in den Fig. 2-5, 11 und 13 dargestellten Ausführungsformen.
Die Fig. 14 und 15 zeigen schematisch und beispielhaft eine Reihe von Ausführungsformen, bei denen derjenige Teil des Luftstromes, der mit den schädlichen Gasen versehen ist, aus der unmittelbaren Nachbarschaft der Koronaelektrode in der vorstehend beschriebenen Weise entfernt wird.
Die in Fig. 14 dargestellte Anordnung ist im wesentlichen in der gleichen Weise wie die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Anordnung ausgebildet. Es besteht jedoch der Unterschied, daß die Zielelektrode der Ausführungsform der Fig. 14 Elektrodenflächen M aufweist, die an den Innenflächen der Seitenwände der Kanäle 6 und 7 angeordnet sind, und daß das Gehäuse 1 und die Trennwand elektrisch isoliert sind. In der Trennwand 5 gegenüber der Koronaelektrode K befindet sich eine Öffnung 9 mit entsprechender Form und Ausdehnung wie die drahtförmige Koronaelektrode K. Das Volumen der Luft, die die unmittelbare Nachbarschaft der Koronaelektrode K durchströmt hat und daher die durch die Koronaentladung erzeugten schädlichen Gase enthält, dringt durch die Öffnung 9. Somit strömt dieses Luftvolumen in den hinter oder innerhalb der Trennwand 5 angeordneten Raum und kann mit Hilfe eines geeigneten Filters 11 von den schädlichen Gasen gereinigt werden.
Da die Zielelektrodenflächen M dieser Ausführungsform relativ nahe an der Öffnung 9 angeordnet sind, wird sichergestellt, daß das mit den schädlichen Gasen versehene Luftvolumen tatsächlich in die Öffnung 9 strömt.
Fig. 15 zeigt schematisch und beispielhaft eine Anordnung der gleichen prinzipiellen Konstruktion wie die Anordnung der Fig. 4, 5 mit der Ausnahme, daß die Strömungskanäle 2, 6, 7 der Ausführungsform der Fig. 15 einen rechteckigen Querschnitt besitzen und die Koronaelektrode daher die Form eines Drahtes aufweist. Aus den gleichen Gründen besitzen die Zielelektroden M der Ausführungsform der Fig. 15 die Form von flachen dünnen Elektrodenelementen. In entsprechender Weise wie vorstehend beschrieben, ist die Trennwand 5 mit einer Öffnung 9 versehen, die axial gegenüber der Koronaelektrode K angeordnet ist und eine entsprechende Form und Ausdehnung die Koronaelektrode aufweist. Das Luftvolumen, das die unmittelbare Nachbarschaft der Koronaelektrode K durchdrungen hat und daher die durch die Koronaentladung erzeugten schädlichen Gase mit sich führt, dringt durch die Öffnung 9. Diese schädlichen Gase können entfernt werden, indem das Luftvolumen, das durch die Öffnung 9 dringt, in der beschriebenen Weise durch ein geeignetes Filter geführt wird. Da die Trennwand dieser Ausführungsform elektrisch leitend und geerdet ist, zieht dieser Teil der Wand 5, der am nächsten zur Öffnung 9 angeordnet ist, einen vorgegebenen kleinen Koronastrom, wenn der Abstand zwischen der Öffnung 9 und der Koronaelektrode K hieran geeignet angepaßt ist. Dieser Koronastrom unterstützt in wirksamer Weise den Antrieb des Luftvolumens, das sich in nächster Nähe zur Koronaelektrode K durch die Öffnung 9 bewegt. Ein weiteres dünnes Elektrodenelement 11 kann hinter oder abstromseitig der Öffnung 9 vorgesehen und an ein Potential mit dem gleichen Vorzeichen wie das Potential der Koronaelektrode K gelegt sein. Dieses Elektrodenelement 11 bildet zusammen mit der geerdeten Trennwand 5 einen Kondensator-Separator, in dem Aerosol-Verunreinigungen, die in der durch die Öffnung 9 strömenden Luft vorhanden sind, ausgefällt werden können. In diesem Fall werden die Verunreinigungen auf die Trennwand 5 ausgefällt. Derartige Aerosol-Verunreingigungen werden auf diese Weise daran gehindert, in das Filter einzudringen und dieses zu verunreinigen, das zur Sicherstellung der durch die Koronaentladung erzeugten schädlichen Gase verwendet wird.
Es versteht sich, daß eine Reihe von erfindungsgemäßen Anordnungen kombiniert werden kann, um eine große Einheit zu bilden. Fig. 11 zeigt somit schematisch und beispielhaft zwei oder mehr Anordnungen der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Art, die axial in einer Linie angeordnet sind, so daß sie von ein und demselben Luftstrom passiert werden können. Eine derartige Anordnung bietet den Vorteil, daß die Trennwand 5, deren Außenflächen elektrisch leitend und deren Innenflächen elektrisch isoliert sein können, in wirksamer Weise die abstromseitige Koronaelektrode K abschirmt, um auf wirksame Weise zu verhindern, daß sich ein Ionenstrom in aufstromseitiger Richtung bewegt, was nicht erwünscht ist.
Fig. 12 zeigt schematisch zwei Anordnungen von einer der Ausführungsformen der Fig. 6-9, die Rücken an Rücken angeordnet sind, wobei die Einlaßöffnungen der Anordnungen in entgegengesetzte Richtungen weisen. Diese Kombination von Anordnungen kann natürlich auch bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform wirksam sein.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und dargestellten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist. Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen können vielmehr im Rahmen der Erfindung modifiziert werden. Diverse erfindungsgemäße Anordnungen können kombiniert werden, um eine größere Luftbehandlungseinheit zu bilden.

Claims

1. Anordnung zur Förderung und wahlweise zum gleichzeitigen Reinigen von Luft mit einer Koronaelektrode (K) und mindestens einer im Abstand von der Koronaelektrode angeordneten Zielelektrode (M), einer Gleichspannungsquelle (4), wobei die Koronaelektrode und Zielelektrode an entsprechende Klemmen der Gleichspannungsquelle angeschlossen sind und wobei die Koronaelektrode und die Spannungsquelle der Anordnung so ausgebildet sind, daß im Betrieb an der Koronaelektrode eine Ionen erzeugende Koronaentladung auftritt, und einem Gehäuse (1, 5), das eine Einlaßöffnung (2) aufweist, in der die Koronaelektrode (K) im wesentlichen mittig angeordnet ist, sowie einer Luftströmungsbahn, die sich von der Einlaßöffnung (2) aus erstreckt und in der die Zielelektrode (M) so angeordnet ist, daß sie einen beträchtlichen Abstand von der sich durch die Einlaßöffnung (2) erstreckenden Mittellinie besitzt und sich symmetrisch dazu erstreckt, so daß die zwischen der Koronaelektrode (K) und der Zielelektrode (M) verlaufenden Linien einen beträchtlichen Winkel (α) mit der sich durch die Einlaßöffnung erstreckenden Mittellinie bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 5) so ausgebildet ist, daß die Luftströmungsbahn abstromseitig der Einlaßöffnung (2) und der Koronaelektrode (K) nach außen zur Zielelektrode (M) hin abzweigt und einen Luftströmungskanal (6, 7) bildet, der die Zielelektrode (M) enthält und in einem Abstand von der Mittellinie durch die Einlaßöffnung (2) angeordnet ist, so daß die durch die Einlaßöffnung (2) eindringende Luft nach außen zur Zielelektrode (M) hin gezwungen und mindestens der größere Teil der Luft daran gehindert wird, weiter gerade nach vorne entlang der Erstreckung der Mittellinie durch die Einlaßöffnung (2) zu strömen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Mittellinie durch die Einlaßöffnung (2) und den zwischen der Koronaelektrode (K) und der Zielelektrode (M) gezogenen Linien gebildete Winkel (α) mindestens 30º beträgt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (2) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt und daß die Koronaelektrode (K) eine längliche und drahtähnliche Gestalt aufweist sowie in der Mittelebene durch die Einlaßöffnung (2) angeordnet ist, die sich senkrecht zu der Mittellinie durch die Einlaßöffnung erstreckt, wobei sich die Luftströmungsbahn abstromseitig der Koronaelektrode auf beiden Seiten der Mittel ebene durch die Einlaßöffnung (2) in zwei Luftströmungskanäle (6, 7) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt verzweigt und wobei jeder der Kanäle eine entsprechende Zielelektrode (M) aufnimmt, die eine im wesentlichen parallel zu den Wänden der Luftströmungskanäle verlaufende Ausdehnung besitzt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Luftströmungskanäle (6, 7), die die Zielelektroden (M) enthalten, im wesentlichen parallel zu der Mittellinie durch die Einlaßöffnung (2) erstrecken.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zielelektroden (M) enthaltenden beiden Luftströmungskanäle (6, 7) von der sich durch die Einlaßöffnung (2) erstreckenden Mittel ebene in entgegengesetzte Richtungen divergieren.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die divergierenden Richtungen der beiden Luftströmungskanäle (6,7) dazwischen einen Winkel bilden, der im wesentlichen mit dem Winkel (α) zusammenfällt, der von den sich von der Koronaelektrode (K) zu den beiden Zielelektroden (M) erstreckenden Linien gebildet wird.

7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Luftströmungskanäle (6, 7), die die Zielelektroden (M) enthalten, in zueinander entgegengesetzte Richtungen verlaufen, die sich im wesentlichen senkrecht zu der durch die Einlaßöffnung (2) verlaufenden Mittel ebene erstrecken.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (2) im wesentlichen kreisförmig ist, daß die Koronaelektrode (K) eine Elektrode in der Form eines kurzen Drahtes oder einer Nadel umfaßt, die sich in Axialrichtung im wesentlichen entlang der durch die Einlaßöffnung (2) verlaufenden Mittellinie erstreckt, und daß die Luftströmungsbahn abstromseitig der Koronaelektrode im wesentlichen konisch relativ zur Mittellinie in einen Luftströmungskanal (6) mit im wesentlichen ringförmigem Querschnitt abzweigt, der die Mittellinie konzentrisch umgibt und eine Zielelektrode (M) von im wesentlichen ringförmiger Ausdehnung aufweist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zielelektrode (M) enthaltende und einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Kanal (6) im wesentlichen parallel zu der sich durch die Einlaßöffnung (2) erstreckenden Mittellinie verläuft.

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftströmungskanal (6) mit kreisförmigem Querschnitt, der die Zielelektrode (M) enthält, von der sich durch die Einlaßöffnung (2) erstreckenden Mittellinie konisch divergiert.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in der sich der Luftströmungskanal (6) erstreckt, im wesentlichen mit der Richtung von der Koronaelektrode (K) bis zur Zielelektrode (M) zusammenfällt.

12. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Luftströmungskanal (6) mit kreisförmigem Querschnitt, der die Zielelektrode (M) enthält, in sämtlichen Richtungen radial auswärts im wesentlichen senkrecht zu der durch die Einlaßöffnung (2) verlaufenden Mittellinie erstreckt.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zielelektrode (M) ein im wesentlichen dünnes Elektrodenelement umfaßt, das im wesentlichen parallel zu den Wänden des entsprechenden Luftströmungskanales (6, 7) und im wesentlichen mittig dazwischen angeordnet ist.

14. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielelektrode (M) im wesentlichen zylindrisch und im wesentlichen parallel zu den Wänden des Luftströmungskanales (6) mit kreisförmigem Querschnitt und im wesentlichen mittig dazwischen angeordnet ist.

15. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielelektrode (M) ein dünnes kegelstumpfförmiges Elektrodenelement aufweist, das im wesentlichen parallel zu den Wänden des konisch divergierenden Luftströmungskanales (6) mit kreisförmigem Querschnitt und im wesentlichen mittig dazwischen angeordnet ist.

16. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielelektrode (M) eine ringförmige, im wesentlichen flache Gestalt besitzt und parallel zu und mittig zwischen den Wänden des Luftströmungskanales (6) angeordnet ist, der sich radial nach außen in sämtlichen Richtungen im wesentlichen senkrecht zu der durch die Einlaßöffnung (2) verlaufenden Mittellinie erstreckt.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 13-16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die dünnen Zielelektroden (M) über den größeren Teil der Länge der entsprechenden Luftströmungskanäle (6, 7) in Richtung der Luftströmung erstrecken.

18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Teile der Zielelektroden (M), die am nächsten zur Koronaelektrode (K) angeordnet sind, elektrisch leitend oder halbleitend und an eine Klemme der Gleichspannungsquelle (4) angeschlossen sind und daß der verbleibende größere Teil der Zielelektroden (M) einen sehr hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist und vorzugsweise antistatisch ist.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielelektroden (M) elektrisch leitende oder halbleitende Flächen besitzen, die eng benachbart zu oder auf den Innenflächen der Wände der Luftströmungskanäle (6, 7), die die Zielelektroden enthalten, angeordnet sind.

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber der Einlaßöffnung (2) angeordnete Gehäusewand (5) mit einer Öffnung (10) versehen ist, die axial gegenüber der Koronaelektrode (K) angeordnet ist und viel geringere Abmessungen besitzt als die Einlaßöffnung (2), wobei diese Öffnung (10) von demjenigen Teil der Luftströmung durchströmt werden kann, der in der unmittelbaren Nachbarschaft der Koronaelektrode (K) strömt und schädliche Gase enthält, die durch die Koronaentladung erzeugt worden sind.

21. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch eine Gitter- oder Netzstruktur (8), die im Abstand von und aufstromseitig der Koronaelektrode (K) angeordnet ist, um einen direkten Kontakt mit der Koronaelektrode zu verhindern.

22. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschirmelektrode (S), die an ein Potential gelegt ist, das im wesentlichen dem der Koronaelektrode (K) entspricht, aufstromseitig der Koronaelektrode angeordnet ist.

23. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Koronaelektrode (K) und die Zielelektrode (M) an Potentiale gelegt sind, die entgegengesetzte Polaritäten relativ zu Erde besitzen.

24. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewände (1, 5) elektrisch leitend und geerdet sind.