DE1914780A1 - Method and apparatus for generating a beam of ionized gas - Google Patents
Method and apparatus for generating a beam of ionized gasInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Strahls von ionisiertem GasMethod and apparatus for generating a beam of ionized gas
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Strahls von ionisiertem Gas sowie einen Ionen-Generator zum Ausführen des Verfahrens.The invention relates to a method for generating a beam of ionized gas and an ion generator to carry out the procedure.
Zum Erzeugen von Ionen gibt es verschiedene Verfahren und Vorrichtungen, beispielsweise mit einem Minus-Potential verbundene Nadeln, deren Spitzen einer positiven Elektrode gegenüberliegen. Zwischen den Nadelspitzen und der positiven Elektrode steht ein inhomogenes elektrisches Feld, das wegen seiner hohen Dichte im Bereich der Nadelspitze zu einem Austreten von Elektronen aus der Spitze und zu einer anschließenden Ionisation von Teilen des umgebenden Gases führt. Diese Vorrichtung arbeitet mit außerordentlich niedrigen Wirkungsgraden und ist daher praktisch nur im Labor verwendbar. Hinzu kommt, daß sich zwar in diesem Falle,die unter "elektrischer Wind" bekannte Erscheinung einstellt, daß die so gewonnenen Ionen aber nur vereinzelt unter nochmaliger Wirkungsgradverringerung weiter zu verwenden sind.There are various methods of generating ions and devices, for example needles connected to a minus potential, the tips of which have a positive one Opposite electrode. There is an inhomogeneous electrode between the needle tips and the positive electrode Electric field which, because of its high density in the area of the needle tip, leads to the escape of electrons from the tip and leads to a subsequent ionization of parts of the surrounding gas. This device works with extremely low degrees of efficiency and can therefore practically only be used in the laboratory. In addition, although in this case the phenomenon known as "electric wind" occurs, that the ions obtained in this way only increase occasionally with a further reduction in efficiency are using.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nebst Vorrichtung zum Erzeugen eines Strahls von ionisiertem Gas zu schaffen, das bei hohen Wirkungsgraden eine große Ausbeute an ionisiertem und für die verschiedensten, insbesondere industriellen Zwecke verwendbarem Gas bei möglichst niedrigen Kosten liefert.In contrast, the invention is based on the object of a method and device for generating a To create a beam of ionized gas, which at high efficiencies, a large yield of ionized and gas which can be used for a wide variety of purposes, particularly industrial purposes, at the lowest possible Costs supplies.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß erfindungsgemäß der Gasstrahl durch in einem elektrischen Feld beschleunigte Ladungsträger erzeugt, aufrechterhalten und mindestens teilweise ionisiert sowie mit einer mechanischen Führung ausgerichtet wird.This object is achieved with a method which is characterized in that, according to the invention, the gas jet generated, maintained and at least partially generated by charge carriers accelerated in an electric field ionized and aligned with a mechanical guide.
Vorzugsweise wird der Gasstrahl dabei nach der mechanischen Ausrichtung dem Ladungsträgerbeschuß ausgesetzt, wobei in der bevorzugten Ausführungsform in dem elek- trischen Feld Elektronen als Ladungsträger beschleunigt werden.The gas jet is preferably exposed to the charge carrier bombardment after the mechanical alignment, wherein in the preferred embodiment electrons are accelerated as charge carriers in the electric field will.
Zum Durchführen des Verfahrens dient ein Ionen-Generator, bei dem erfindungsgemäß ein in Strömungsrichtung des Gasstrahls liegendes Rohr, das mindestens teilweise in dem elektrischen Feld angeordnet und beiderseits offen ist, vorgesehen ist, bei dem weiterhin das elektrische Feld in Strahlrichtung ausgerichtet und bei dem eine Ladungsträgerquelle vorgesehen und koaxial zur oder in der Achse des Rohres angeordnet ist.An ion generator is used to carry out the method; of the gas jet lying tube, which is at least partially arranged in the electric field and open on both sides is provided, in which the electric field continues to be aligned in the beam direction and in which a charge carrier source is provided and is arranged coaxially with or in the axis of the tube.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsi"orm der Erfindung ist das Rohr als Elektrode ausgebildet, mit negativem Potential verbunden und bildet die Ladungsträgerquelle. Von diesen Rohren ist eine größere An-In a particularly preferred embodiment of the invention If the tube is designed as an electrode, it is connected to a negative potential and forms the charge carrier source. There is a greater proportion of these pipes
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zahl in mindestens einer Reihe hintereinander angeordnet und in einer Metallplatte befestigt, und vorzugsweist ist vor den Austrittsenden der Rohre mit einem gewissen gleichbleibenden Abstand eine Gegenelektrode angeordnet, die plattenförmig und mit einer der Anzahl der Rohre entsprechenden Anzahl von Öffnungen versehen ist, die koaxial zu ihren Rohren angeordnet sind· Die Rohre sind außerdem am Austrittsende in Strahlrichtung soweit verjüngt, daß das äußerste Rohrende zu einer linienförmigen Ladungsträgerquelle wird.number arranged one behind the other in at least one row and fixed in a metal plate, and preferably is in front of the exit ends of the tubes with a a certain constant distance a counter electrode arranged, the plate-shaped and with one of the number the number of openings corresponding to the number of pipes, which are arranged coaxially to their pipes The tubes are also tapered at the outlet end in the direction of the jet to such an extent that the outermost tube end becomes a linear charge carrier source.
Versuche mit einem derartigen Ionen-Generator haben ergeben, daß gegenüber den eingangs geschilderten Vorrichtungen eine ins Extreme gesteigerte Wirkungsgradverbesserung erreicht wird, die bei Potentialen des elektrischen Feldes zwischen den Spitzen der Rohre und der Gegenelektrode von ca. 10 KV zu Strahlgeschwindigkeiten des ionisierten Gases führt, die eine unter eine Öffnung der Gegenelektrode gehaltene Kerze zum Erlöschen bringen. Die dazu benötigte Leistung betrug in dem bevorzugten, dargestellten Ausführungsbeispiel pro laufendem Meter sechs Watt. Die gestellte Aufgabe wird also mit einfachsten Mitteln überragend gut gelöst.Experiments with such an ion generator have shown that compared to the devices described above an extreme improvement in efficiency is achieved, which is achieved with the potential of the electric field between the tips of the tubes and the counter electrode of approx. 10 KV to beam velocities of the ionized gas leads to extinguishing a candle held under an opening in the counter electrode bring. The power required for this was in the preferred, illustrated embodiment, six watts per running meter. The task at hand will be So solved with the simplest means outstandingly well.
Die Erfindung ist nachstehend anhand des in den Zeichnungen
dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the preferred exemplary embodiment shown in the drawings.
Show it:
Fig. 1: Eine Draufsicht auf die Gaseinströmseite des erfindungsgemäßen Ionen-Generators in Richtung des Pfeiles 1;1: A plan view of the gas inflow side of the ion generator according to the invention in the direction of arrow 1;
Fig. 2: einen Längsschnitt durch den Generator gemäß Fig. 1;FIG. 2: a longitudinal section through the generator according to FIG. 1;
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Fig. 3: eine Ansicht der Austrittsseite des Generators entsprechend dem Pfeil 3 in Fig. 2; undFIG. 3: a view of the outlet side of the generator according to FIG Arrow 3 in Fig. 2; and
Fig. 4: in stark vergrößertem MaßstabFig. 4: on a greatly enlarged scale
einen Teilschnitt durch ein Rohr mit darunter befindlicher, mit einer Öffnung versehenen Gegenelektrode. a partial section through a tube with a counter electrode underneath and provided with an opening.
Der Ionen-Generator ist wie folgt aufgebaut: In eine Metallplatte 1 sind in einer oder mehreren Reihen Rohre 2 eingesetzt, die aus Metall bestehen und fest mit der Platte 1 verbunden sind. Bei der Platte 1 kann es sich auch um eine nicht-metallische Platte handeln, sofern die Rohre 2 elektrisch miteinander verbunden sind. Die Achsen aller Rohre verlaufen parallel, und die Rohre sind beiderseits offen, so daß eine unbehinderte Luft- bzw. Gasströmung durch die Rohre hindurch möglich ist. Die Platte 1 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in ihrer Länge beschränkt; sie kann in der Praxis jede beliebige Länge annehmen und beispielsweise aus einfachem Bandmaterial bestehen, das allerdings eine genügende Festigkeit besitzen muß, um eine exakte Lage der Rohre 2 zu gewährleisten.The ion generator is constructed as follows: In a metal plate 1 are in one or more Rows of tubes 2 used, which are made of metal and are firmly connected to the plate 1. At the plate 1 can also be a non-metallic plate, provided that the tubes 2 are electrically connected to each other are connected. The axes of all tubes are parallel, and the tubes are open on both sides, so that one unhindered air or gas flow through the pipes is possible. The plate 1 is shown in the figure Embodiment limited in length; in practice it can have any length and For example, consist of simple tape material, which, however, must have sufficient strength to to ensure an exact position of the tubes 2.
Die Platte 1 und dadurch die Rohre 2 sind an ein negatives Potential von beispielsweise 10 KV gelegt, so daß sich zwischen den Rohren und Erde bzw. einer Gegenelektrode 3 ein elektrisches Feld ausbildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Gegenelektrode 3 über isolierende Abstandshalter 4 mit der Platte 1 verbunden und an Erde angeschlossen. Sie bildet dadurch gleichzeitig einen Berührungsschutz gegenüber den unter Hochspannung stehenden Rohren 2.The plate 1 and thereby the pipes 2 are placed at a negative potential of, for example, 10 KV, see above that between the pipes and earth or a counter electrode 3, an electric field is formed. By doing The illustrated embodiment of the invention is the counter electrode 3 via insulating spacers 4 connected to plate 1 and connected to earth. As a result, it also forms a protection against accidental contact with respect to the pipes under high voltage 2.
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Die Gegenelektrode 3 ist plattenförmig (Vergleiche insbesondere Fig. 3) und mit Öffnungen 5 versehen, deren Mittelpunkt in der verlängerten Achse des jeweils darüber befindlichen Rohres 2 liegt.The counter electrode 3 is plate-shaped (compare in particular Fig. 3) and provided with openings 5, the center of which is in the extended axis of the respective overlying tube 2 is located.
Im Betrieb lösen sich vom Austrittsende 6 der Rohre unter dem Einfluß des elektrischen Feldes und der am Austrittsende besonders starken Feldlinienkonzentration Elektronen ab, diein Richtung auf die Gegenelektrode 3 hin beschleunigt werden. Diese Elektronen geben Energie an die in ihrem Weg befindlichen Gasmoleküle ab, wodurch diese beschleunigt und (je nach Energie der Elektronen) ionisiert werden. Die beschleunigten Gasmoleküle bewegen sich in Richtung auf die ihnen benachbarte Öffnung 5, wodurch im Rohr 2 ein Unterdruck entsteht, der zum Nachströmen frischen Gases führt. Sobald sich ein Gleichgewichtszustand eingestellt hat, hat das durch jedes Rohr strömende Gas eine hohe Geschwindigkeit in Richtung der Rohrachse. Der auf diese Weise erzeugte Gasstrahl ist in der Lage, eine Kerze auszublasen, die unter eine der Öffnungen 5 gehalten wird.In operation, the tubes detach from the outlet end 6 under the influence of the electric field and the am The exit end of the particularly strong field line concentration of electrons, which in the direction of the counter electrode 3 can be accelerated. These electrons give off energy to the gas molecules in their path, whereby these are accelerated and (depending on the energy of the electrons) ionized. The accelerated gas molecules move in the direction of the opening 5 adjacent to them, which creates a negative pressure in the pipe 2, which leads to the inflow of fresh gas. As soon as a state of equilibrium has been established, the gas flowing through each pipe has a high velocity in the direction of the pipe axis. The one on this Wise generated gas jet is able to blow out a candle held under one of the openings 5 will.
Der Gasstrahl wird nach dem Verlassen des Rohres 2 von den sich vom Austrittsende ablösenden Elektronen ionisiert, so daß jenseits der Gegenelektrode 3 eine große Menge ionisierten Gases zur freien Verfugung vorhanden ist.After leaving the tube 2, the gas jet is released from the electrons that are detached from the exit end ionized, so that beyond the counter electrode 3, a large amount of ionized gas is freely available is.
Benutzt man den erfindungsgemäßen Ionen-Generator beispielsweise sum Entkeimen von Räumen, so werden, eine der Raumgröße angemessene Anzahl der bandförmigen. Ionen-Generatoren an die Decke des Raumes gehängt, geschraubtIf the ion generator according to the invention is used, for example, to sterilize rooms, a The number of ribbon-shaped ones appropriate to the size of the room. Ion generators hung on the ceiling of the room, screwed
ο. dgl. Die vorzugsweise mit Erde verbundene Gegenelektrode 3 dient dabei als Berührungsschutz. Der ganze Raum wird nach Anschluß der Rohre an negatives Potential ausreichender Größe laufend mit einer großen Ionen-Menge versorgt,und durch den so erzeugten Gehalt an aktiviertem Sauerstoff wird eine bislang nur mit untragbarem Kostenaufwand erzielbare Reinheit der Luft hinsichtlich Bakteriengehalt erreicht. Ionen-Generatoren dieser Art sind daher mit ganz besonderem Vorteil in Arbeits- und Lagerräumen der Lebensmittelindustrie einzusetzen.ο. Like. The counter electrode 3, which is preferably connected to earth, serves as protection against accidental contact. The whole After the pipes are connected to a negative potential of sufficient size, space is continuously filled with a large amount of ions supplied, and by the thus generated content of activated Oxygen is becoming a purity of the air that has hitherto only been attainable at unacceptable expense Bacterial content reached. Ion generators of this type are therefore of particular advantage in working and working Use storage rooms in the food industry.
Bei einem ausgeführten Beispiel, bei dem Rohre mit einem Innendurchmesser von 3 mm, einer Wandstärke von ca. 0,2 5 mm bei einem Achsenabstand von 3C mm und einem Abstand des.Austrittsendes 6 von der Gegenelektrode.3 von ebenfalls 30 mm eingehalten und Rohre mit einer Länge von 50 mm in einer Reihe benutzt wurden, ergab sich in einem Vergleichsraum nach eintägiger Lagerung von Fisch ein Gehalt an Luftbakterien, der nicht mehr auszuzählen war, während die gleiche Fischmenge in einem einfach verschalten Raum, der mit derartigen Ionen-Generatoren ausgerüstet war, zu einem Luftbak— teriengehalt von 2 (zwei) Bakterien pro ecm führte.In one example, in which pipes with an inside diameter of 3 mm and a wall thickness of approx. 0.2 5 mm with an axis distance of 3C mm and a distance of the outlet end 6 from the counter electrode. 3 of also 30 mm and tubes with a length of 50 mm were used in a row, resulted In a comparison room, after storing fish for one day, there was no longer a level of air bacteria was to be counted while the same quantity of fish in a simply wired room that with such Ion generators, led to an air bacterial content of 2 (two) bacteria per ecm.
Von besonderer Bedeutung für den hohen Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Ionen-Generators ist ein gleichbleibender Abstand zwischen den Austrittsenden der Rohre 2 und der plattenförmigen Gegenelektrode 3· Wirkungsgradsteigernd ist außerdem eine Anschaffung des Austrittsendes 6 der Rohre gemäß der Darstellung in Fig. 4. Von Bedeutung ist außerdem die koaxiale La-= ge der Öffnungen 5 zu ihren Rohren 2 9 weil eine Exzen·= trizität der Öffnungen dazu führen würde? daß der aus dem Rohr austretende Gasstrahl dann zu einem größeren ,Teil auf die Gegenelektrode 3 auf treffen t-iürde^ wie es ebenfalls eine Betrachtung der Figa 4 verdeutlichtoA constant distance between the outlet ends of the tubes 2 and the plate-shaped counterelectrode 3 is of particular importance for the high efficiency of the ion generator according to the invention the coaxial position of the openings 5 to their tubes 2 9 because an eccentricity of the openings would lead to this? that the gas jet emerging from the tube then make a larger part on the counter electrode 3 to t-iürde ^ as verdeutlichto likewise a consideration of Figure 4 a
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Claims (22)
(1) parallel zu dieser verlaufend die mit den Öffnungen i'5) versehene Gegenelektrode (3) angeordnet ist.15. Ion generator according to claim 14, characterized in that in the beam direction in front of the metal plate
(1) The counter-electrode (3) provided with the openings i'5) is arranged running parallel to this.
runden Querschnitt haben·18. Ion generator according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes (2)
have a round cross-section
vor einer Wand, der Decke eines Raumes oder dgl. angeordnet ist.20. Ion generator according to one of the preceding claims, characterized in that it is at a distance
Is arranged in front of a wall, the ceiling of a room or the like.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19691914780 DE1914780A1 (en) | 1969-03-22 | 1969-03-22 | Method and apparatus for generating a beam of ionized gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19691914780 DE1914780A1 (en) | 1969-03-22 | 1969-03-22 | Method and apparatus for generating a beam of ionized gas |
Publications (1)
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DE19691914780 Pending DE1914780A1 (en) | 1969-03-22 | 1969-03-22 | Method and apparatus for generating a beam of ionized gas |
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Country | Link |
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DE (1) | DE1914780A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995007175A1 (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-16 | The University Of Tennessee Research Corporation | Electrostatic charging apparatus and method |
-
1969
- 1969-03-22 DE DE19691914780 patent/DE1914780A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5592357A (en) * | 1992-10-09 | 1997-01-07 | The University Of Tennessee Research Corp. | Electrostatic charging apparatus and method |
WO1995007175A1 (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-16 | The University Of Tennessee Research Corporation | Electrostatic charging apparatus and method |
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