[发明专利]用于清洁表面的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于清洁构件表面的装置和方法。

背景技术

存在多种用于清洁构件或其表面的方法。除了传统方法(其中清洁刷或类似物直接与表面进行实体接触)，还存在无接触的方法，例如吸走表面的污染物或者吹掉或吹走表面的污染物。

无接触方法的优点是，表面在清洁中受损的风险在多数方法中较小。然而这些吸式或者吹式的方法需要在仪器方面有较大耗费，以便借助外部风扇形成所需的具有适当流速的空气量并且将其引导至待清洁表面处。在这些方法中，还可能只有当在机械上耗费地与表面间隔预设距离地沿着其轮廓导引吸嘴或空气喷嘴时，才能在弯曲的或不规则成型的构件表面上达到恒定的清洁效率，即吸或吹的效果。

发明内容

由于现有技术的前述缺点，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种更有效的清洁方案。

该技术问题按本发明通过一种用于清洁构件表面的装置和方法解决。在本发明的一些实施例中，对构件表面的清洁借助静电产生的微粒流，即以下称为“离子风”的电离粒子流实现。为此目的，用于清洁构件表面的装置具有与高压电源的阳极相连的电离电极。此外，所述装置具有接触设备，以便连接高压电源的阴极与构件表面。当阴极与构件表面连接时，离子沿着所产生的电场的电场线从阳极或从电离电极朝构件表面的方向加速。

当到达表面时，离子，即电离的气体原子或者空气分子或原子通常会放电并且经历动量转移，使得它们作为中性粒子再次离开待清洁的表面。若在待清洁构件的表面上存在细微的污染微粒或例如形式为油等的液态污染物，并且被加速的离子风粒子接触到污染微粒，则离子的动量转移到微粒上可以消除污染微粒在表面上的附着力并且使污染微粒脱离构件表面。因此，按照本发明的一些实施例，可以通过简单地将电极设置在与待清洁表面对置的一侧来实现清洁作用，而无需设置耗费的外部装置或风扇。此外，这种清洁对于微小的颗粒来说在一些实施例中比借助吸气装置或风扇的传统方法更加有效。

用于清洁表面的装置通常还具有运动设备，该运动设备设计用于使电离电极与构件的表面沿至少一个运动方向相对彼此运动。也就是说，电极可沿着运动方向相对构件表面运动，反之亦然。这使得清洁不只是局部地而是沿着运动方向进行，从而可通过连续地扫过或经过表面而清洁构件的整个表面。

在一些实施例中，电离电极在几何上这样成型，使得它们例如通过尖端效应在电极周围环境中或在围绕电离电极形成的电离化空间区域中自己产生所述离子。这可通过场离子化或场电离(Feldionisation)实现，如果电极形状足够尖或者具有足够多逐渐变细的区域，从而在电极的周围环境中超过电离所需的最小场强。换而言之，在一些实施例中有利的是，借助由电离电极和对置的阴极(即待清洁的表面)构成的结构产生不均匀的场。在一些实施例中，场电离的区域没有延伸至构件表面。

一些实施例还具有固定设备，该固定设备设计用于固定或导引待清洁的构件，以使该构件的待清洁表面朝向电离电极。

在一些实施例中，电离电极不是单个电极，而是包括多个单个电极，这些单个电极布置成阵列的形式。这种阵列可例如沿着垂直于运动方向的方向延伸，从而能够借助沿所述运动方向的运动清洁基本上相当于单个电极阵列的扩展面的尽可能大的区域。

为了进一步提高清洁效果或效率，按照一些实施例，多个电极阵列前后相继地，也就是彼此平行地并且相对于运动方向顺序地或并列地布置。

按照一些实施例，借助高压电源产生1kV至100kV范围内的电压，优选在3kV至12kV之间，以便既产生足够数量的离子又将这些离子充分地加速，从而使这些离子能够在需要去除的微粒或粒子上实现足够的动量转移。

在一些实施例中，对电压进行调节或制导(nachführen)，也就是说，电离电极与构件表面之间变化的间距通过升高或降低电离电极与构件表面之间的电压来补偿，从而即使在构件表面不平或弯曲时也可保持清洁效果不变。这可通过简单地对电压进行再调整实现，而无需运行耗费的机械装置来相对表面机械地调整用于电极的固定装置。

换而言之，在一些实施例中，可以通过适当选择电离电极和电压来利用所谓的电晕充电效应。在电离时，借助电晕充电或电晕放电，通有高压的可导电的电极尖端通过电晕放电和场电离在其附近的周围环境中产生离子，例如空气离子，这些离子随后沿电场线朝构件加速并且在电离电极与构件之间形成离子风。该离子风还是在电离电极和表面之间运动的微粒的屏障，因此被清除的污染微粒不能再进入已由电场扫过的体积空间中。