Apparatur zur elektrostatischen Abscheidung fester und flüssiger Fremdpartikel aus einem Gasstrom. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Apparatur zur elektrostatischen Abscheidung fester und flüssiger Fremdpartikel aus einem Gasstrom, bestehend aus einem radioaktiven Ionisator zur Erzeugung von Ionen im Gas strom, die ihrerseits eine elektrische Aufla dung der von demselben mitgeführten Fremd partikel bewirken, und einem nachfolgenden Abscheider-Elektrodensystem mit vorwie gend quer zum Gasstrom gerichtetem elektro statischem Feld.
Durch die Verwendung elek- irisch hochisolierender Baustoffe ist der Stromverbrauch des Abscheider-Elektroden- systems auf den zur Neutralisation der Ladun gen der abgeschiedenen Fremdpartikel erfor derlichen Bruchteil reduziert. Dieser Neutrali sierungsstrom wird aus einer radioaktiven Spannungsquelle geliefert, in der radioaktive Substanzen mit vorwiegender Beta-Emission einer hochisoliert angebrachten metallischen Sammelelektrode gegenüber angeordnet sind in einer Weise, die zu einer Speicherung der von den Beta-Teilchen beim Auftreffen auf die Sammelelektroden abgegebenen elektrischen Ladungen führt.
Dadurch entsteht zwischen der radioaktiven Strahlungsquelle und der Sammelelektrode eine elektrische Gleichspan nung.
Die bisher üblichen Bauweisen von Elek trofiltern arbeiten mit relativ hohen Spannun- gen in der Grössenordnung einiger 10000 Volt und weisen einen beträchtlichen Stromver brauch auf, der grösstenteils auf mangelhafte Isolation, unerwünschte Sprüherscheinungen an den Elektroden und durch die üblichen Glimmlicht-Ionisatoren und deren Ionisa tionsstrom verursacht wird. Nur ein ver schwindend kleiner Bruchteil des Stromver brauchs dient im Abscheider-Elektroden- system zur Neutralisierung der Ladungen der abgeschiedenen Fremdpartikel.
Während alle Stromverluste durch geeignete Konstruktion der Elektrofilter vermieden werden können, sind der Neutralisierungsstrom des Abschei- der-Elektrodensystems und der Ionisierungs strom des Ionisators durch das Verfahren der Elektrofilterung bedingt.
Ein seit kurzem bekannt gewordenes Elek trofilter, bei dem der bisherige Glimmlicht- Ionisator durch einen radioaktiven Ionisator ersetzt und ein Abscheider-Elektrodensystem mit relativ geringer Betriebsspannung ver wendet ist, ermöglicht nunmehr die Reduzie rung des Gesamtstromverbrauchs auf einen kleinen Bruchteil, nämlich den unbedingt er forderlichen Neutralisierungsstrom des Ab scheider-Elektrodensystems.
Da anderseits diese Elektrofilter auch als Kleinelektrofifcer und für tragbare Zwecke angewendet werden, ist das Bedürfnis nach einer Hochspannungs- batterie hierfür entstanden, die bei sehr gerin ger Stromergiebigkeit eine Spannung von eini gen Tausend Volt liefern kann, ohne zu grosses Gewicht und grossen Platzbedarf aufzuweisen. Während die Batterien aus den üblichen nach chemischen Prinzipien arbeitenden Zellen hierfür einen zu grossen Aufwand ergebe n wür den, ermöglichen gemäss vorliegender Erfin dung radioaktive Zellen die Herstellung von Spannungsquellen genügend hoher Spannung und kleinster Abmessungen.
Das Prinzip der Erzeugung von elektri schen Spannungen mittels radioaktiver Strah lungsquellen ist seit Jahrzehnten in der Physik bekannt, wurde aber bisher für technische Zwecke kaum angewendet, da die Stromergie bigkeit für alle in Frage kommenden Zwecke viel zu gering erschien. Die Neukonstruktion von Kleinelektrofiltern mnit sehr geringem Strombedarf einerseits und die Schaffung radioaktiver Isotopen genügender Aktivität anderseits hat nunmehr den Bau tragbarer Elektrofilter mit radioaktiver Spannungs quelle gemäss vorliegender Erfindung ermög licht.
Der Erfindungsgegenstand ist in der bei liegenden Zeichnung beispielsweise darge stellt; es zeigt Fig. 1 das Prinzip der radioaktiven Span nungsquelle.
Fig. 2 und 3 eine Ausführung des Zusam- mnenbaus von radioaktiver Spannungsquelle mit Abscheider-Elektrodensystemn, Fig. 4 schematisch den Innenaufbau einer radioaktiven Spannungsquelle.
Fig. 5 eine Ausführung des Abscheider- Elektrodensystems.
Fig. 6 eine Kombination von radioaktiver Spannungsquelle mnit dem Abscheider-Elek- trodensystem, Fig. 7 und 8 eine Ausführung von radio aktivem Ionisator und radioaktiver Span nungsquelle mit gemeinsamen Strahlungs quellen.
Das Prinzip einer radioaktiven Span nungsquelle ist in Fig. 1 schematisch im Quer schnitt dargestellt. Auf einem metallischen Träger 1 befindet sich ein Belag 2 aus radio- aktiven Substanzen mnit vorwiegender Beta- Emission. Die vom Belag 2 emittierten Beta- Partikel (Elektronen), angedeutet durch die Pfeile 3, gelangen zu der metallischen Sanmmnel- elektrode 4, nachdem sie den Zwischenraum 5 durchdrungen haben.
An der Sammelelek- trode 4, deren Material und Dicke so gewählt ist, dass auch die energiereichsten Beta-Par tikel sie nietet durchdringen können, geben sämtliche auftreffenden Partikel ihre elek trische Ladung ab und die Sammelelektrode 4 speichert dieselben. Dieser aus den Elektro denladungen herrührenden negativen Ruf ladung der Sammelelektrode 4 entspricht eine um den gleicher Betrag verringerte Ladung des metallischen Trägers 1 der Strahlungs quelle 2', so dass die Anschlussklemme 6 des selben eine positive Spannung gegenüber der Anschlussklemme 7 der Sammelelektrode 4 aufweist.
Die Speicherung der Ladungen auf der Sammelelektrode 7 setzt sich so lange fort, bis die pro Zeiteinheit an der Sammelelektrode 4 auftreffende Ladung gleich gross ist wie die über die Anschlussklemnme 7 und die Isolation innerhalb der Spannungsquelle abfliessende Elektrizitätsmenge. Um den Verluststrom über die Isolation innerhalb der Spannungs quelle genügend klein zu halten, ist insbeson dere im Zwischenraum 5 zwischen der Strah lungsquelle 2 und der Sammelelektrode 5 jede Ionenbildung zu vermeiden..
Deinentspre- chen.d muss entweder die ganze Spannungs quelle im Vakuum. sich befinden, in welchem Fall der Abstand zwischen Strahlungsquelle 2 und Sammelelektrode 4 ohne grossen Einfluss auf die Stromergiebigkeit. ist, oder es muss ein hochwertiges festes oder flüssiges Isolierniate- ria.lvorgesehen sein.
das aber die Beta-Eniis- sion der Strahlungsquellen nur wenig absor bieren darf und dein grössten 'feil. der emittier ten Partikel das Erreichen der Sainnielelek- trode 4 ermöglicht.
Bei Verwendung von Iso lierstoffen im Zwischenraum 5 ist aus diesem Grunde der Abstand zwischen Strahlungs quelle 2 und Sammelelektrode 4 von grossem Einfluss auf die v an der radioaktiven Span nungsquelle gelieferte Elektrizitätsmenge. Eine beispielsweise Ausführung des Ab- scheider-Elektrodensystems mit radioaktiver Spannungsquelle, besonders geeignet für transportable Kleinelektrofilter, zeigt schema tisch Fig. 2 in Vorderansicht und Fig. 3 im. Längsschnitt.
Die radioaktive Spannungs quelle S, deren Aufbau in Fig. 4 schematisch wiedergegeben ist, bildet hierbei den axialen Dorn für das in Wickelbauweise ausgeführte Elektrodensystem 9, das in einem rohrförmi- gen Gehäuse 10 untergebracht ist. Die radio aktive Spannungsquelle 8 ist im Elektroden- systemn auswechselbar befestigt und besteht, wie Fig. 4 zeigt, aus einer Anzahl Bänder, die gemeinsam um einen Mitteldorn 11 aufgewik- kelt werden. Als Strahlungsquelle ist beid seits der metallischen Trägerfolie 1 je ein Be lag 2 aus radioaktiven Substanzen mit vorwie gender Beta-Emission vorhanden.
Die Sam- mnelelektrode 4 ist ebenfalls eine dünne Metall folie, die allseits von einer Schicht 12 aus hoch- wertigem elektrischem Isoliermaterial um geben ist, das einerseits zwar dem grössten Teil der von den Belägen 2 emittierten Elektronen den Durchtritt zur Sammelelektrode 4 ermög licht, anderseits aber den Abfluss der dort sich aufspeichernden Ladungen verhindert. Durch die beidseits des Metallbandes 1 vorhandenen radioaktiven Schichten 2 wird nach erfolgter Aufwicklung aller Bänder um den Dorn 11 die Sammelelektrode 4 von beiden Seiten auf geladen.
Die an Hand von Fig. 4 beschriebene radio aktive Spannungsquelle in Wickelbauart be sitzt den Vorteil, dass bei entsprechend gerin gen Schichtdicken der einzelnen Bänder radio aktive Beläge mit insgesamt sehr hoher Akti vität auf kleinstem Raum untergebracht und dementsprechend eine genügend hohe Strom ergiebigkeit der radioaktiven Spannungs quelle erzielt werden kann.
Der Betrieb eines Abscheider-Elektroden- systems aus einer radioaktiven Spannungs quelle ist überhaupt nur dann durchführbar, wenn alle Stromverluste durch mangelhafte Isolation innerhalb des Elektrodensystems beim Betrieb mit Sicherheit vermieden sind und nur der für die Abscheidung der elektrisch geladenen Fremdpartikel erforderliche Neu tralisierungsstrom von der Spannungsquelle geliefert werden muss. Eine beispielsweise Bauart des in Fig. 2 und 3 mit 9 bezeichneten Elektrodensystems zeigt Fig. 5 in schemati scher Darstellung.
Das Elektrodensystem be steht aus den beiden metallischen Elektroden bändern 13 und 14, von denen das erstere durch eine dünne Metallfolie, allseits und lük- kenlos von hochwertigen Isolierstoff 15 um geben, gebildet wird, während die zweite aus feinmaschigem Metallnetz besteht, das rillen- förmnige Diagonalprägungen aufweist.
Wird ein derartiges isoliertes Elektrodenband 13 und ein geprägtes Metallnetz 14 aufeinander liegend zusammen um einen zylindrischen Kern aufgewickelt, beispielsweise wie in Fig. 2 und 3, auf die Spannungsquelle 8, so ergibt sich ein spiralförmiges Elektrodensystem mit schmalen, durch die rillenförmigen Prägungen des Metallnetzbandes 14 gebildeten Kanälen, durch die das von mitgeführten Partikeln zu reinigende Gas in Richtung der Pfeile 16 hin durchgeleitet wird.
Der Gasstrom steht dabei unter der Wirkung des vorwiegend quer zu seiner Strömungsrichtung verlaufenden elek trischen Feldes, das durch eine Gleichspan nung zwischen den Elektroden 13 und 14 her vorgerufen wird. Durch die allseitige Isolation des Elektrodenbandes 13 wird gewährleistet, dass nur der zur Aufrechterhaltung der Ab scheidungswirkung erforderliche Neutralisie- rungsstrom seitens der radioaktiven Span nungsquelle geliefert werden muss, deren An schlussklemmen mit den Elektroden 13 bzw.14 verbunden sind.
Durch diese Konstruktion des Abscheider-Elektrodensystemsist die not wendige hervorragende Isolation auch bei Be trieb in feuchten Räumen oder init wasser- dampfhaltigen Gasen aufrecht zu erhalten.
Eine besonders zweckmässige Kombina tion von radioaktiver Spannungsquelle 8, auf gebaut, wie in Fig. 4 dargestellt, und Abschei- der-Elektrodensystem 9 gemäss Fig. 5 zeigt schematisch die Fig. 6 im Querschnitt.
Hier bei setzt sich die aus Sammelelektrode 4 und Strahlungsquellen 2 auf dem Träger 1 beste hende radioaktive Spannungsquelle 8 un,mit- telbar fort als aufgewickeltes Abscleider- Elektrodensystem 9, bestehend aus gepräg tem Elektrodenband 14 und isolierter Elek trode 13, wobei die gleiche hochisolierte Me tallfolie als Sammelelektrode 4 und als Elek trode 13 benützt wird. Der Auf bau von radio aktiver Spannungsquelle 8 und Elektroden system 9 erfolgt somit in einem Arbeitsgang.
Besonders bei Verwendung von solchen radioaktiven Substanzen für die Strahlungs quellen 2, die nur eine geringe spezifische Akti vität besitzen, würde bei einem nach Fig. 6 aufgebauten Abscheider-Elektrodensystem mit radioaktiver Spannungsquelle der für den Abscheider 9 zur Verfügung stehende Raum gegenüber demjenigen, den die Spannungs quelle 8 benötigt, stark reduziert. Diesen Nacht eil vermeidet eine Konstruktion, bei der das gesamte Abscheider-Elektrodensystem gemäss Fig. 5 gleichzeitig als radioaktive Span nungsquelle dient, in dem das Metalldrahtnetz 14 gleichzeitig als Träger für auf der Draht oberfläche als dünner Belag aufgebrachte radioaktive Substanzen mit vorwiegender Beta-Emission dient.
Die hochisolierte Metall folie 13 dient dann sowohl als Abscheider- elektrode wie auch als Sammelelektrode für die Speicherung der Ladungen der durch die Isolierschicht 15 hindurchdringenden Beta- Partikel. Das Abscheider-Elektrodensystem ist in dieser Bauweise somit völlig unabhängig von äussern Spannungsquellen und erzeugt seine Betriebsspannung selbst. Eine dünne Schicht aus abgeschiedenen Fremdpartikeln auf der Metallnetzelektrode 14 wird von den emittierten Beta-Elektronen ohne Schwierig keiten durchdrungen, da dieselben ohnedies genügend Energie besitzen müssen, um die Isolierschicht 15 durchdringen zu können.
Die radioaktive Spannungsquelle nach dem in Fig. 1 dargestellten Prinzip kann nicht nur, wie an Hand der Fig. 2 bis 6 erläutert, mit dem Abscheider-Elektrodensystem kombi niert werden, sondern auch mit dem radio aktiven Ionisator, der dem Abscheider-Elek- trodensystem vorausgeht und zur Erzeugung einer grossen Zahl ionisierter Moleküle im Gas strom dient, die ihrerseits eine elektrische Auf- ladung der vom Gasstrom nitgeführten Fremdpartikel bewirken. Insbesondere kann die gleiche radioaktive Strahlungsquelle mit vorwiegender Beta-Emission gleichzeitig so wohl zur Ionisierung des Gasstromes wie auch zur Erzeugung der zum Betrieb des nachfol genden Abscheider-Elektrodensystems erfor derlichen Spannung verwendet werden.
Eine beispielsweise Konstruktion eines derartigen Ionisators und einer radioaktiven Spannungsquelle zeigt Fig. 7 im Querschnitt und Fig. 8 im Längsschnitt, wobei auf einem metallischen Mitteldorn 17 als Träger ein Belag 2 aus radioaktiven Substanzen als ge meinsame Strahlungsquelle mit vorwiegender Beta-Emission vorhanden ist. Die vom Be lag 2 in vorwiegend radialer Richtung emit tierten Elektronen bewirken die Ionisierung des in Richtung der Pfeile 18 in den Ionisator eintretenden Gasstromes, erreichen dann aber die dünne hochisolierende Schicht 12, durch dringen dieselbe und werden in dem Metall ring 4 absorbiert, der als Sammelelektrode ihre Ladungen speichert. An den Klemmen 19 bzw.
20 der Sammelelektrode 4 bzw. des metalli schen Trägers 17 der Strahlungsquelle ent steht dann eine Gleichspannung, die zum Be trieb des Abscheider-Elektrodensystems ver wendet wird. Durch die hochisolierende Um hüllung 12 der Sammelelektrode 4 wird ein Abfluss der auf letzterer gespeicherten Ladun- gen über den ionisierten Innenraum des Ioni- sators zur Strahlungsquelle ? verhindert.
Schliesslich kann, bei Verwendung von radioaktiven Substanzen finit geeigneter Ener gie der vorwiegenden Beta-Einission, eine ein zige Baugruppe gleichzeitig als radioaktiver Ionisator, als Abscheider-Elektrodensystem und als radioaktive Spannungsquelle dienen. Der Aufbau erfolgt beispielsweise, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt, in dem das ge prägte Metallnetzband 14 an der Oberfläche seiner Drähte einer.
dünnen Belag radioakti ver Substanzen mit vorwiegender Beta-Emis- sion erhält, und zusammen mit der durch die Umhüllung 15 hochisolierten Metallfolie 13 um einen Mitteldorn aufgewickelt wird. Der in Richtung der Pfeile 16 in die, vom geprägten Metallnetzband 14 gebildeten, nach erfolgter Aufwicklung spiralförmig um die Wickelachse verlaufenden Kanäle eintretende Gasstrom wird durch die radioaktive Emission der auf demn Metallnetzband 14 befindlichen Strah lungsquellen ionisiert. Die erzeugten Gasionen bewirken ihrerseits eine elektrische Auf ladung der vom Gasstrom mitgeführten festen und flüssigen Fremdpartikel.
Da die von den Strahlungsquellen emittierten Elektronen aber zum grossen Teil die hochisolierende Um hüllung 15 der bandförmigen Metallelektrode 13 durchdringen und erst in letzterer absor biert werden, tritt auf der Metallelektrode 13, die lückenlos von der Isolierhülle 15 umgeben ist, eine Speicherung der bei der Absorption der auftreffenden Elektronen freiwerdenden elektrischen Ladungen auf. Damit bildet sich aber ein elektrisches Feld aus zwischen der Metallelektrode 13 und dem geprägten Metall netzband 1.4, unter dessen Wirkung die vom Gasstrom mitgeführten, elektrisch geladenen Fremdpartikel seitlich aus dem Gasstrom ab gelenkt werden und sich entweder auf der Elektrode 14 oder der isolierenden Umhüllung 15 der Elektrode 13 niederschlagen und dort haften bleiben.
Die technische Realisierung der radioakti ven Spannungsquelle erfordert einerseits die Beseitigung aller Stromverluste durch man gelhafte Isolation des Abscheiders und genü gend hohe Strahlungsaktivität der radioakti ven Substanzen. Für tragbare Kleinelektro filter treten reine Neutralisierungsströme in der Grössenordnung von 1 ³ 10-7Ampere auf, und wenn die radioaktive Spannungsquelle im wesentlichen nur diesen Strom liefern soll, müssen Isolationswiderstände des Abschei- ders in der Grössenordnung von 1011 Ohmn er reicht werden. Bei der beispielsweisen Aus führung gemäss Fig. 3 ist die Isolation ledig lich eine Materialfrage und beispielsweise durch Verwendung von Stoffen auf Tetra fluoräthylenbasis und aus Polyäthylenen an derer Art zu verwirklichen.
Bei derart geringer Strombelastung sind zur Erziehung von eini gen Tausend Volt an der radioaktiven Span- nungsquelle Beta-Aktivitäten in der Grössen ordnung von 10 Curie notwendig, was bei spielsweise beim Thallium-Isotop 204 und bei andern Beta-Quellen durchaus im Bereich der zeitiger technischer Möglichkeiten liegt.
Apparatus for the electrostatic separation of solid and liquid foreign particles from a gas flow. The present invention relates to an apparatus for the electrostatic separation of solid and liquid foreign particles from a gas stream, consisting of a radioactive ionizer for generating ions in the gas stream, which in turn cause an electrical charge of the foreign particles carried along by the same, and a subsequent separator-electrode system with a predominantly electrostatic field directed across the gas flow.
By using highly electrically insulating building materials, the power consumption of the separator-electrode system is reduced to the fraction required to neutralize the charges of the separated foreign particles. This neutralization current is supplied from a radioactive voltage source in which radioactive substances with predominantly beta emissions are arranged opposite a highly insulated metallic collecting electrode in a way that leads to the storage of the electrical charges emitted by the beta particles when they hit the collecting electrodes .
This creates an electrical DC voltage between the radioactive radiation source and the collecting electrode.
The usual designs of electrostatic precipitators work with relatively high voltages in the order of magnitude of a few 10,000 volts and consume a considerable amount of electricity, largely due to poor insulation, undesirable spray phenomena on the electrodes and the usual glow light ionizers and their ionization current caused. Only a vanishingly small fraction of the power consumption is used in the separator-electrode system to neutralize the charges of the separated foreign particles.
While all current losses can be avoided by a suitable design of the electrostatic precipitator, the neutralization current of the separator electrode system and the ionization current of the ionizer are caused by the electrostatic filtering process.
A recently known elec trofilter, in which the previous glow-light ionizer is replaced by a radioactive ionizer and a separator-electrode system with a relatively low operating voltage is used, now enables the reduction of the total power consumption to a small fraction, namely the absolutely necessary Neutralization current of the separator electrode system.
Since, on the other hand, these electrostatic precipitators are also used as small electrophoresis and for portable purposes, the need arose for a high-voltage battery for this purpose, which can deliver a voltage of several thousand volts with a very low current yield without requiring too much weight and space. While the batteries from the usual cells working according to chemical principles would result in too great an effort for this purpose, according to the present invention radioactive cells enable the production of voltage sources of sufficiently high voltage and smallest dimensions.
The principle of generating electrical voltages by means of radioactive radiation sources has been known in physics for decades, but has so far hardly been used for technical purposes, as the current energy seemed far too low for all relevant purposes. The new construction of small electrostatic precipitators with very low power requirements on the one hand and the creation of radioactive isotopes with sufficient activity on the other hand has now enabled the construction of portable electrostatic precipitators with a radioactive voltage source according to the present invention.
The subject of the invention is shown in the accompanying drawing, for example, Darge; It shows Fig. 1 the principle of the radioactive voltage source.
2 and 3 show an embodiment of the assembly of a radioactive voltage source with separator electrode systems, and FIG. 4 schematically shows the internal structure of a radioactive voltage source.
5 shows an embodiment of the separator electrode system.
6 shows a combination of radioactive voltage source with the separator electrode system, FIGS. 7 and 8 show an embodiment of radioactive ionizer and radioactive voltage source with common radiation sources.
The principle of a radioactive voltage source is shown in Fig. 1 schematically in cross section. A coating 2 made of radioactive substances with predominantly beta emissions is located on a metallic carrier 1. The beta particles (electrons) emitted by the coating 2, indicated by the arrows 3, reach the metallic Sanmmnel- electrode 4 after they have penetrated the space 5.
At the collecting electrode 4, the material and thickness of which is selected so that even the most energetic beta particles can penetrate it, all impacting particles give off their electrical charge and the collecting electrode 4 stores the same. This negative call charge of the collecting electrode 4 resulting from the electrical charges corresponds to a charge of the metallic carrier 1 of the radiation source 2 'reduced by the same amount, so that the terminal 6 of the same has a positive voltage compared to the terminal 7 of the collecting electrode 4.
The storage of the charges on the collecting electrode 7 continues until the charge impinging on the collecting electrode 4 per unit of time is the same as the amount of electricity flowing off via the connection terminal 7 and the insulation within the voltage source. In order to keep the leakage current through the insulation within the voltage source sufficiently small, any formation of ions is to be avoided in particular in the space 5 between the radiation source 2 and the collecting electrode 5.
Your correspondence must either be the entire voltage source in a vacuum. are located, in which case the distance between the radiation source 2 and the collecting electrode 4 does not have a major impact on the current yield. or a high-quality solid or liquid insulating material must be provided.
but that is only allowed to absorb the beta emission of the radiation sources to a small extent and is your biggest for sale. the emitted particles enable the Sainnielelek- electrode 4 to be reached.
When using insulating materials in the space 5, the distance between the radiation source 2 and the collecting electrode 4 has a great influence on the amount of electricity supplied to the radioactive voltage source. An example embodiment of the separator electrode system with a radioactive voltage source, particularly suitable for portable small electrostatic precipitators, is shown schematically in FIG. 2 in a front view and FIG. 3 in FIG. Longitudinal section.
The radioactive voltage source S, the structure of which is shown schematically in FIG. 4, forms the axial mandrel for the wound electrode system 9, which is housed in a tubular housing 10. The radioactive voltage source 8 is exchangeably attached in the electrode system and, as FIG. 4 shows, consists of a number of tapes which are wound together around a central mandrel 11. As a radiation source, a Be lay 2 made of radioactive substances with predominantly beta emission is present on both sides of the metallic carrier film 1.
The collecting electrode 4 is also a thin metal foil, which is surrounded on all sides by a layer 12 of high-quality electrical insulating material, which on the one hand allows most of the electrons emitted by the coverings 2 to pass through to the collecting electrode 4, on the other hand but prevents the outflow of the charges accumulating there. Due to the radioactive layers 2 present on both sides of the metal strip 1, after all the strips have been wound around the mandrel 11, the collecting electrode 4 is charged from both sides.
The radioactive voltage source in winding design described with reference to FIG. 4 has the advantage that with correspondingly low layer thicknesses of the individual tapes, radioactive coverings with a total of very high activity are housed in a very small space and accordingly a sufficiently high current yield of the radioactive voltage source can be achieved.
The operation of a separator electrode system from a radioactive voltage source is only feasible if all current losses due to inadequate insulation within the electrode system are reliably avoided during operation and only the neutralization current required for separating the electrically charged foreign particles from the voltage source must be delivered. An example of the type of electrode system denoted by 9 in FIGS. 2 and 3 is shown in FIG. 5 in a schematic representation.
The electrode system consists of the two metal electrode strips 13 and 14, of which the first is formed by a thin metal foil, with 15 μm of high-quality insulating material on all sides and without gaps, while the second consists of a fine-meshed metal net, the groove-shaped one Has diagonal embossing.
If such an insulated electrode band 13 and an embossed metal net 14 are wound around a cylindrical core, for example as in FIGS formed channels through which the gas to be cleaned of entrained particles is passed in the direction of the arrows 16.
The gas flow is under the effect of the predominantly transverse electrical field to its flow direction, which is caused by a DC voltage between the electrodes 13 and 14 ago. The all-round insulation of the electrode strip 13 ensures that only the neutralizing current required to maintain the separation effect has to be supplied by the radioactive voltage source whose connection terminals are connected to the electrodes 13 or 14.
With this construction of the separator electrode system, the necessary excellent insulation can be maintained even when operating in damp rooms or with gases containing water vapor.
A particularly useful combination of radioactive voltage source 8, constructed as shown in FIG. 4, and separator electrode system 9 according to FIG. 5 is shown schematically in FIG. 6 in cross section.
Here at the existing radioactive voltage source 8 consisting of the collecting electrode 4 and radiation sources 2 on the carrier 1 continues as a wound decoctor electrode system 9, consisting of an embossed electrode tape 14 and an insulated electrode 13, with the same highly insulated Me tall foil as a collecting electrode 4 and electrode 13 as an elec- trode. The construction of radioactive voltage source 8 and electrode system 9 is thus carried out in one operation.
Especially when using such radioactive substances for the radiation sources 2, which have only a low specific Akti vity, in a separator electrode system constructed according to FIG. 6 with a radioactive voltage source, the space available for the separator 9 compared to that which the Voltage source 8 required, greatly reduced. This disadvantage avoids a design in which the entire separator-electrode system according to FIG. 5 simultaneously serves as a radioactive voltage source, in which the metal wire mesh 14 also serves as a carrier for radioactive substances with predominantly beta emissions applied as a thin coating on the wire surface .
The highly insulated metal foil 13 then serves both as a separator electrode and as a collecting electrode for storing the charges of the beta particles penetrating through the insulating layer 15. In this design, the separator electrode system is completely independent of external voltage sources and generates its own operating voltage. A thin layer of deposited foreign particles on the metal mesh electrode 14 is penetrated by the emitted beta electrons without difficulty, since they must have enough energy anyway. in order to be able to penetrate the insulating layer 15.
The radioactive voltage source according to the principle shown in FIG. 1 can not only be combined with the separator electrode system, as explained with reference to FIGS. 2 to 6, but also with the radioactive ionizer, the separator electrode system precedes and serves to generate a large number of ionized molecules in the gas flow, which in turn cause an electrical charge of the foreign particles carried by the gas flow. In particular, the same radioactive radiation source with predominant beta emission can be used at the same time as well for ionizing the gas flow as well as for generating the voltage required to operate the subsequent separator-electrode system.
An example construction of such an ionizer and a radioactive voltage source is shown in Fig. 7 in cross section and Fig. 8 in longitudinal section, with a coating 2 of radioactive substances as a common radiation source with predominant beta emission is present on a metallic central mandrel 17 as a carrier. The electrons emitted by Be lay 2 in a predominantly radial direction cause the ionization of the gas flow entering the ionizer in the direction of arrows 18, but then reach the thin, highly insulating layer 12, penetrate through the same and are absorbed in the metal ring 4, which as Collector electrode stores its charges. At terminals 19 or
20 of the collecting electrode 4 or the metallic carrier 17 of the radiation source ent is then a DC voltage that is used to operate the separator electrode system. Due to the highly insulating covering 12 of the collecting electrode 4, the charges stored on the latter are drained via the ionized interior of the ionizer to a radiation source? prevented.
Finally, if radioactive substances are used finitely suitable energy of the predominant beta emission, a single assembly can simultaneously serve as a radioactive ionizer, a separator electrode system and a radioactive voltage source. The structure takes place, for example, as shown schematically in Fig. 5, in which the ge embossed metal mesh tape 14 on the surface of its wires a.
thin coating of radioactive substances with predominantly beta emissions is obtained, and is wound around a central mandrel together with the metal foil 13 which is highly insulated by the casing 15. The gas stream entering in the direction of arrows 16 in the formed by the embossed metal mesh band 14, after winding up spirally around the winding axis channels is ionized by the radioactive emission of the radiation sources located on demn metal mesh band 14. The generated gas ions in turn cause an electrical charge of the solid and liquid foreign particles carried along by the gas flow.
Since the electrons emitted by the radiation sources for the most part penetrate the highly insulating sheath 15 of the band-shaped metal electrode 13 and are only absorbed in the latter, the metal electrode 13, which is completely surrounded by the insulating sheath 15, is stored during absorption the electric charges released by the impinging electrons. However, this creates an electric field between the metal electrode 13 and the embossed metal mesh band 1.4, under the effect of which the electrically charged foreign particles carried along by the gas flow are deflected laterally out of the gas flow and are either on the electrode 14 or on the insulating sheath 15 of the Knock down electrode 13 and stick there.
The technical realization of the radioactive voltage source requires on the one hand the elimination of all current losses due to inadequate isolation of the separator and sufficiently high radiation activity of the radioactive substances. For portable small electrostatic filters, pure neutralization currents in the order of magnitude of 1 ³ 10-7 amperes occur, and if the radioactive voltage source is to essentially only supply this current, the separator's insulation resistance must be in the order of magnitude of 1011 ohms. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the insulation is only a matter of material and can be realized, for example, by using substances based on tetrafluoroethylene and polyethylenes of the other kind.
With such a low current load, beta activities in the order of magnitude of 10 Curie are necessary to raise a few thousand volts at the radioactive voltage source, which for example with thallium isotope 204 and other beta sources is in the range of the current technical ones Opportunities lies.