CH659006A5

CH659006A5 - Electrical filter.

Info

Publication number: CH659006A5
Application number: CH1650/82A
Authority: CH
Inventors: Arvi Artama; Uuno Nurmi
Original assignee: Arvi Artama
Priority date: 1980-07-15
Filing date: 1981-07-06
Publication date: 1986-12-31
Also published as: ATA908781A; FI61815C; WO1982000259A1; FI802245A; SE435140B; JPS57501170A; CS243462B2; SE8204590D0; NO157087B; DE3152216C2; NO157087C; DD206942A1; FI61815B; SE8204590L; GB2098509B; FR2486823A1; DK109382A; AT382526B; NL8120285A; FR2486823B1

Description

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PATENTANSPRUCH Elektrisches Filter mit einer Kammer oder einem Gehäuse, durch das die zu reinigende Luft mittels eines Ventilators geführt wird, mit einer Ionisationseinrichtung für die zu reinigende Luft, wobei die Einrichtung eine oder mehrere Ionisationselektroden und Gegenelektroden aufweist, und mit einem elektrostatischen Feld, das durch positive und negative Elektroden gebildet wird, wobei die Sammelelektroden plattenartige Elemente aus elektrisch isolierendem Material aufweisen und wobei ein Wasserfilm auf den plattenartigen Elementen fliessen gelassen wird, auf welchen Sammelelektroden die Verunreinigungsteilchen, die eine Ladung von der Ionisationseinrichtung erhalten haben, das Bestreben haben, aus der zu reinigenden Luft sich zu sammeln, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenartigen Elemente (14) aus Glas hergestellt sind und dass die eigentliche Sammelelektrode durch den Wasserfilm gebildet wird, der aufgrund der Eigenschaften zwischen Wasser und Glas sich gleichmässig auf der Oberfläche des plattenartigen Elementes ausbreitet. Claim to patent Electric filter with a chamber or a housing through which the air to be cleaned is led by means of a fan, with an ionization device for the air to be cleaned, the device having one or more ionization electrodes and counter electrodes, and with an electrostatic field that passes through positive and negative electrodes are formed, the collecting electrodes having plate-like elements made of an electrically insulating material and a water film being allowed to flow on the plate-like elements, on which collecting electrodes the impurity particles which have received a charge from the ionization device tend to do so to collect air to be cleaned, characterized in that the plate-like elements (14) are made of glass and that the actual collecting electrode is formed by the water film which, due to the properties between water and glass, is uniformly a Spreads on the surface of the plate-like element.

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Filter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. The invention relates to an electrical filter according to the preamble of the claim.

In bekannten elektrischen Filtern werden an der Sammelplatte haftende Teilchen veranlasst, entweder durch Schütteln der Sammelplatte zu bestimmten Zeitintervallen oder durch Abspülen mit Wasser auf den Boden des Filters zu fallen. Sie werden dann vom Boden des Filters entfernt. Jedoch sind verschiedene Nachteile mit dieser Verfahrensweise verbunden. So können einige Teilchen so fest an der trockenen Elektrode haften, dass durch zeitweiliges Schütteln oder durch Spülen eine Reinigung der Elektrode nicht erreicht wird. Dies erfordert dann eine Unterbrechung des Filterbetriebs und einen speziellen Reinigungsvorgang. Andere Teilchen, beispielsweise Quarz- und Kohlenstaub, können von der trockenen Elektrode zurückprallen, wenn sie ihre ursprüngliche elektrische Ladung mit der Ladung der Sammelelektrode austauschen. Kontinuierliches Spülen der Sammelelektrode kann praktisch nicht durchführbar sein, weil eine vollständige Bedeckung der Elektrode mit mässi-gem Wasserverbrauch nicht erreichbar ist. Eine Teilchenschicht sammelt sich dann an den trockenen Teilen und verursacht einen Kurzschluss. In known electrical filters, particles adhering to the collecting plate are caused to fall to the bottom of the filter either by shaking the collecting plate at certain time intervals or by rinsing with water. They are then removed from the bottom of the filter. However, there are several disadvantages associated with this approach. For example, some particles can adhere to the dry electrode so tightly that the electrode cannot be cleaned by occasional shaking or rinsing. This then requires an interruption of the filter operation and a special cleaning process. Other particles, such as quartz and coal dust, can bounce back from the dry electrode if they exchange their original electrical charge with the charge of the collecting electrode. Continuous rinsing of the collecting electrode can practically not be possible because it is not possible to completely cover the electrode with moderate water consumption. A layer of particles then accumulates on the dry parts and causes a short circuit.

Die US-PS 3 248 857 offenbart ein Chlorfilter, was bedeutet, dass diese Konstraktion einen vollkommen anderen Zweck hat. Die Niederschlagsplatten in dieser Konstruktion sind aus Polyvinylchlorid gebildet und dieses Material ist zufolge seiner Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion gewählt worden, was in diesem Fall von grosser Bedeutung ist. Das genannte synthetische Material ist ein elektrisch isolierendes Material, es mangelt ihm aber das wesentliche Merkmal einer Verträglichkeit mit Wasser. Um so eine Verteilung der Flüssigkeit über die gesamte Oberfläche der Elektroden zu ermöglichen, musste diese Oberfläche aufgerauht werden. Andernfalls kann ein gleichmässiger Flüssigkeitsfilm auf der Oberfläche nicht erhalten werden. Obwohl diese Konstruktion einen Flüssigkeitsfilm als Elektrode verwendet, so dient sie doch verschiedenen Zwecken, verwendet ein anderes Konstruktionsmaterial mit unvorteilhaften Merkmalen, wobei noch eine Ionisationszone fehlt, was für einen Luftreini-gungsprozess äusserst notwendig ist. U.S. Patent 3,248,857 discloses a chlorine filter, which means that this contraction has a completely different purpose. The precipitation plates in this construction are made of polyvinyl chloride and this material has been chosen for its resistance to corrosion, which is of great importance in this case. The synthetic material mentioned is an electrically insulating material, but it lacks the essential characteristic of compatibility with water. In order to allow the liquid to be distributed over the entire surface of the electrodes, this surface had to be roughened. Otherwise, a uniform liquid film on the surface cannot be obtained. Although this construction uses a liquid film as an electrode, it serves various purposes, uses a different construction material with disadvantageous features, and still lacks an ionization zone, which is extremely necessary for an air cleaning process.

In der GB-PS 1 530 203 ist als Material für eine plattenähnliche Sammelelektrode Glas nicht geoffenbart. Ferner zeigt diese Veröffentlichung auch keine Ionisationseinrichtung. GB-PS 1 530 203 does not disclose glass as a material for a plate-like collecting electrode. Furthermore, this publication also shows no ionization device.

Die FI-OS 783 720 bezieht sich darauf, dass das elektrostatische Feld durch verschiedene Reihen schraubenähnlicher nasser Elektroden und möglicherweise durch plattenähnliche trockene Elektroden zwischen den Reihen der vorgenannten Elektroden ausgebildet ist. Diese trockenen Elektroden können mit einem elektrischen Installationsmaterial bedeckt werden, da ihr Kernmaterial elektrisch leitend ist, dies ist aber nur deshalb so gemacht worden, um mögliche Kurzschlüsse zu vermeiden. Glas als Isolationsmaterial zu verwenden, ist durch diese Veröffentlichung nicht geoffenbart, noch die Verträglichkeit von Glas und Wasser, was erst einen dünnen gleichmässigen und fliessenden Wasserfilm auf der Elektrodenoberfläche ermöglicht. FI-OS 783 720 relates to the fact that the electrostatic field is formed by different rows of screw-like wet electrodes and possibly by plate-like dry electrodes between the rows of the aforementioned electrodes. These dry electrodes can be covered with an electrical installation material because their core material is electrically conductive, but this is only done in order to avoid possible short circuits. This publication does not disclose the use of glass as insulation material, nor the compatibility of glass and water, which only enables a thin, uniform and flowing water film on the electrode surface.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines elektrischen Filters, bei dem die vorgenannten Nachteile beseitigt sind. Dabei wird kontinuierliches Spülen der Filtersammelplatte vollständig mit vergleichsweise geringem Wasserverbrauch durchgeführt, wobei sich bei allen Arten fester Teilchen ergibt, dass diese über die gesamte Elektrodenfläche von dem fliessenden Wasserfilm mitgenommen und mit diesem von dem elektrischen Feld entfernt werden. The object of the invention is to provide an electrical filter in which the aforementioned disadvantages are eliminated. Continuous rinsing of the filter collecting plate is carried out completely with comparatively low water consumption, with all types of solid particles resulting in the fact that these are carried along by the flowing water film over the entire electrode surface and are removed therefrom from the electric field.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches genannten Merkmale gelöst. This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of the claim.

Da das Spülen kontinuierlich erfolgt, gelangen die Staubteilchen nicht in Berührung mit der Platte, sondern werden von dem Wasserfilm erfasst und von dem elektrischen Feld sogleich weggespült. Die Platten bleiben infolgedessen vollständig sauber, so dass keine getrennten Reinigungsmass-nahmen erforderlich sind. Gleichzeitig wird Feuergefahr ausgeschlossen, die in Umgebungen auftreten kann, in denen der erzeugte Staub entflammbar ist, wie beispielsweise in der holzverarbeitenden Industrie, in Mühlen usw. Since the rinsing takes place continuously, the dust particles do not come into contact with the plate, but are captured by the water film and immediately rinsed away by the electric field. As a result, the plates remain completely clean, so that no separate cleaning measures are required. At the same time, there is no risk of fire, which can occur in environments in which the dust generated is flammable, such as in the woodworking industry, in mills, etc.

Durch den dünnen und gleichmässigen Wasserfilm können die positiven und negativen Elektroden auf den plattenähnlichen Elementen der Kollektorelektroden sehr eng aneinander vorgesehen werden, da kein Verspritzen von Wasser und keine Kurzschlüsse durch Wasserspritzer gegeben sind. Zusätzlich dazu kann die Einrichtung infolge der kleinen Entfernungen zwischen den Elektroden klein und billig gebaut werden. Due to the thin and even water film, the positive and negative electrodes can be placed very close to one another on the plate-like elements of the collector electrodes, since there is no splashing of water and no short circuits due to water splashes. In addition, due to the small distances between the electrodes, the device can be made small and cheap.

Die Erfindung wird in der Beschreibung als Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail in the description as an exemplary embodiment. Show it:

Fig. 1 in schematischer Weise eine teilweise geschnittene Seitenansicht des elektrischen Filters nach der Erfindung; Figure 1 shows schematically a partially sectioned side view of the electrical filter according to the invention.

Fig. 2 in schematischer Weise einen horizontalen Querschnitt des elektrischen Filters nach der Linie A—A der Fig. 1, wobei diese Figur auch ein Schaltbild der elektrischen Verbindungen zeigt; Fig. 2 schematically shows a horizontal cross section of the electrical filter along the line AA of Fig. 1, this figure also showing a circuit diagram of the electrical connections;

Fig.3 in schematischer Weise einen senkrechten Querschnitt des elektrischen Filters nach der Linie B—B der Fig. 1; und 3 schematically shows a vertical cross section of the electrical filter along the line BB of FIG. 1; and

Fig. 4 teilweise die Ionisierungselektroden des elektrischen Filters in vergrössertem Massstab. Fig. 4 partially shows the ionization electrodes of the electrical filter on an enlarged scale.

Das in Fig. I bis 4 dargestellte elektrische Filter enthält ein Traggehäuse 1. Die Einströmöffnung 2 für die zu reinigende Luft befindet sich an einem Ende des Gehäuses, und die Ausströmöffnung 3 für die gereinigte Luft ist an dem entgegengesetzten Ende vorgesehen. Der Luftausströmöffnung ist ein elektrisch angetriebener Ventilator 4 zugeordnet, das Luft durch die Einströmöffnung 2 und dann durch das Filter zieht. Der Ventilator kann auch zusammen mit der Einströmöffnung angeordnet sein, wobei es dann Luft durch das Filter bläst. Das Gehäuse ist auch mit einem zu öffnenden Deckel 5 versehen, durch den die elektrische Ausrüstung und Einzelteile innerhalb des Gehäuses bedient werden können. In dem Basisteil des Gehäuses befindet sich weiterhin ein Sammelbehälter 6, in den das Filterspülwasser fliesst. The electrical filter shown in FIGS. I to 4 contains a support housing 1. The inflow opening 2 for the air to be cleaned is located at one end of the housing, and the outflow opening 3 for the cleaned air is provided at the opposite end. An electrically driven fan 4 is assigned to the air outflow opening and draws air through the inflow opening 2 and then through the filter. The fan can also be arranged together with the inflow opening, in which case it then blows air through the filter. The housing is also provided with a lid 5 which can be opened and through which the electrical equipment and individual parts within the housing can be operated. In the base part of the housing there is also a collecting container 6, into which the filter rinsing water flows.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

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Nahe der Lufteinströmöffnung des Gehäuses befindet sich in dem elektrischen Filter zunächst eine Ionisationseinrichtung, welche die Luft in bekannter Weise ionisiert. In der Einrichtung ist eine Gruppe positiver Ionisationselektroden in einer an sich bekannten Konstruktion angeordnet, die in dieser Ausführungsform an einem rechteckigen Tragrahmen 7, beispielsweise an Tragköpfen 8 in den oberen und unteren Rahmenelementen, angebracht sind. Die Elektroden 9 bestehen aus dickem Metalldraht, beispielsweise Wolframdraht. Die andere Elektrodengruppe der Ionisationseinrichtung wird von der Gruppe 10 negativer Gegenelektroden gebildet, die an einem anderen Rahmen 11 zwischen seinen oberen und unteren Elementen in einer senkrechten Reihe mit gleichem Abstand angebracht sind. Die Elektroden 10 haben wesentlich dickeren Querschnitt und sind beispielsweise aus nichtrostendem Stahldraht hergestellt, der in Form einer Schraubenfeder gewunden ist (Fig. 2 und 4). Beide Elektrodengruppen sind beispielsweise so angepasst, dass sie in derselben Reihe parallel und in gleichen Intervallen angeordnet sind, wobei sich die dünneren Elektroden mit den dickeren abwechseln (Fig. 2 und 4). Die Elektroden können natürlich auch gruppiert in aufeinanderfolgenden Reihen in Längsrichtung des Filters angeordnet werden. Die Elektroden 10 werden kontinuierlich mit einem Wasserstrom gespült, so dass möglicherweise auf sie auftreffende geladene Staubteilchen nicht daran haften bleiben, sondern weggewaschen werden. Somit bleiben die Elektroden sauber, und die Ionisationseinrichtung arbeitet fehlerlos. Zum Spülen ist in dem oberen Element des Elektrodentragrahmens 11 ein Wasserkanal oder -rohr vorgesehen, in dessen Basis sich Löcher (in der Figur nicht gezeigt) befinden, in denen die Elektroden in lockerem Sitz plaziert sind, so dass Wasser durch die Löcher nach unten auf die Elektroden strömen kann. Anstatt der Elektroden in Form einer Schraubenfeder kann auch eine Art entsprechendes dickes Metallgeflecht, Kette oder Drahtseil verwendet werden. Near the air inlet opening of the housing there is first an ionization device in the electrical filter, which ionizes the air in a known manner. In the device, a group of positive ionization electrodes is arranged in a construction known per se, which in this embodiment are attached to a rectangular support frame 7, for example to support heads 8 in the upper and lower frame elements. The electrodes 9 consist of thick metal wire, for example tungsten wire. The other electrode group of the ionization device is formed by the group 10 of negative counter electrodes, which are attached to another frame 11 between its upper and lower elements in a vertical row with the same spacing. The electrodes 10 have a substantially thicker cross section and are made, for example, of stainless steel wire, which is wound in the form of a helical spring (FIGS. 2 and 4). Both electrode groups are adapted, for example, such that they are arranged in the same row in parallel and at the same intervals, the thinner electrodes alternating with the thicker ones (FIGS. 2 and 4). The electrodes can of course also be arranged in groups in successive rows in the longitudinal direction of the filter. The electrodes 10 are continuously rinsed with a stream of water, so that any charged dust particles that may hit them do not adhere to them but are washed away. This keeps the electrodes clean and the ionizer works properly. For rinsing, a water channel or pipe is provided in the upper element of the electrode support frame 11, in the base of which there are holes (not shown in the figure) in which the electrodes are placed in a loose fit, so that water flows down through the holes the electrodes can flow. Instead of the electrodes in the form of a helical spring, a type of corresponding thick metal braid, chain or wire rope can also be used.

Der Luftstrom von der oben erwähnten Ionisationseinrichtung verläuft zu dem elektrostatischen Feld des Filters, das von einer Gruppe paralleler Plattenelektroden 13,14 gebildet wird, die senkrecht zu der Richtung des Luftstromes angeordnet sind. Von diesen ist jede alternierende Platte 13 mit dem positiven Pol der Spannungsversorgung und jede andere Platte 14 mit dem negativen Pol verbunden. Feste Teilchen, die eine positive Ladung von der Ionisierungsvorrichtung erhalten, wandern zu der negativen Sammelelektrode 14. The air flow from the above-mentioned ionization device runs to the electrostatic field of the filter, which is formed by a group of parallel plate electrodes 13, 14, which are arranged perpendicular to the direction of the air flow. Of these, each alternating plate 13 is connected to the positive pole of the voltage supply and every other plate 14 is connected to the negative pole. Solid particles that receive a positive charge from the ionization device migrate to the negative collecting electrode 14.

Die negativen Sammelplatten 14 werden aus Glas hergestellt. Wasser gelangt zu der Sammelplatte 14 von solchen Teilen wie den Rohren 15, die nahe der oberen Kante der Platten angeordnet sind und in derselben Richtung wie die 5 Kante verlaufen. In dieser Ausführungsform werden kleine Düsenlöcher mit gleichen Intervallen an den Rohren 15 hergestellt, so dass Wasserstrahlen von den Rohren 15 schräg nach unten zu den Seitenflächen der Glasplatten an ihrer oberen Kante in Form von zahlreichen feinen Sprühstrahlen io gerichtet werden. Eine andere mögliche Ausführungsform besteht darin, die Wasserverteilung zu der Glasplatte durch schmale nach unten gerichtete Öffnungen in der Längsrichtung des Rohres 15 vorzusehen. Das Wasser verbreitet sich dann als ein dünner gleichmässiger Film über die Oberfläche 15 der Glasplatte, so dass dort keine trockenen, ungespülten Stellen bleiben, welche die Reinigungsfähigkeit des Filters schwächen würden. The negative collector plates 14 are made of glass. Water reaches the collecting plate 14 from parts such as the pipes 15 which are located near the top edge of the plates and in the same direction as the 5 edge. In this embodiment, small nozzle holes are made at equal intervals on the tubes 15 so that jets of water are directed obliquely downwards from the tubes 15 to the side surfaces of the glass plates at their upper edge in the form of numerous fine sprays io. Another possible embodiment is to provide the water distribution to the glass plate through narrow downward openings in the longitudinal direction of the tube 15. The water then spreads as a thin, uniform film over the surface 15 of the glass plate, so that there are no dry, non-rinsed areas which would weaken the cleanability of the filter.

Die positiven Elektroden 13 andererseits können beispielsweise aus nichtrostendem Stahl hergestellt sein und 20 brauchen nicht gespült zu werden, da sich die Staubteilchen nur an der Sammelelektrode 14 sammeln. The positive electrodes 13, on the other hand, can be made of stainless steel, for example, and 20 do not need to be rinsed, since the dust particles only collect on the collecting electrode 14.

Im praktischen Betrieb ist der Körper der Vorrichtung geerdet, und der negative Pol der Spannungsversorgung ist mit der Erdleitung verbunden, an die auch die negativen 25 Elektroden 10 der Ionisationseinrichtung und die Rohre 15 angeschlossen sind. Diese bestehen deshalb aus Metall oder enthalten leitende Teile, durch die Elektrizität zu dem Spülwasser geleitet wird. Der positive Pol der Spannungsversorgung ist mit den positiven Ionisierungselektroden 9 der Ioniso sationseinrichtung verbunden, und in gleicher Weise sind die das elektrostatische Feld bildenden Platten mit den positiven Plattenelektroden 13 verbunden. In practical operation, the body of the device is grounded and the negative pole of the voltage supply is connected to the ground line to which the negative electrodes 10 of the ionization device and the pipes 15 are also connected. These are therefore made of metal or contain conductive parts through which electricity is conducted to the rinse water. The positive pole of the voltage supply is connected to the positive ionization electrodes 9 of the ionization device, and in the same way the plates forming the electrostatic field are connected to the positive plate electrodes 13.

Falls die Leitfähigkeit des Wassers nicht ausreicht, wie dies manchmal möglich ist, kann die Wasserleitfähigkeit 35 durch den Zusatz eines geeigneten Salzes verbessert werden. Das Spülwasser kann zusammen mit den gesammelten Verunreinigungen direkt zu einem Abfluss geführt werden. Es kann auch in einem geschlossenen Kreis angeordnet werden, in dem der Staub von dem Wasser mittels eines geeigneten 40 Filters getrennt wird. If the conductivity of the water is not sufficient, as is sometimes possible, the water conductivity 35 can be improved by adding a suitable salt. The rinsing water can be led directly to a drain along with the collected impurities. It can also be arranged in a closed circuit in which the dust is separated from the water by means of a suitable filter.

Die konstruktiven Teile der Vorrichtung, wie die Ionisationseinrichtung, die Elektrodengruppen und die Elektroden für das elektrostatische Feld usw., können so angeordnet werden, dass sie leicht entfernbar und austauschbar sind, um 45 die Wartung zu erleichtern. The structural parts of the device, such as the ionization device, the electrode groups and the electrodes for the electrostatic field, etc., can be arranged in such a way that they are easily removable and replaceable, in order to make maintenance easier.

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings