DE102007010973B4 - Electrostatic precipitator for a small combustion plant - Google Patents
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Abstract
Elektrofilter
für eine
Kleinfeuerungsanlage,
– mit
mehreren Filterelektroden (12.1–12.8),
und
– mit
mehreren Abgaskanälen
(9.1–9.8),
wobei in den Abgaskanälen
(9.1–9.8)
jeweils eine der Filterelektroden (12.1–12.8) angeordnet ist.Electrostatic precipitator for a small combustion plant,
- with several filter electrodes (12.1-12.8), and
- With several exhaust channels (9.1-9.8), wherein in the exhaust ducts (9.1-9.8) each one of the filter electrodes (12.1-12.8) is arranged.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Elektrofilter für eine Kleinfeuerungsanlage. Kleinfeuerungsanlagen sind beispielsweise in privaten Haushalten und in Gewerben zu finden und haben in der Regel eine Leistung von bis zu 70 KW. Zu Kleinfeuerungsanlagen zählen unter anderem Kaminanlagen, Einzelraumfeuerungen, Cheminéeöfen, Kachelöfen, Zimmeröfen, Kochherde, Backöfen und Heizkessel, die mit Holz, Stroh oder einem anderen regenerativen Brennstoff oder mit Kohle, Öl oder Gas befeuert werden.The The invention relates to an electrostatic precipitator for a small combustion plant. Small combustion plants are for example in private households and to find in trades and usually have a performance of up to 70 KW. Small combustion plants include chimney systems, Individual room furnaces, fireplace furnaces, tiled stoves, room stoves, cookers, ovens and boilers made with wood, straw or another regenerative Fuel or with coal, oil or gas fired.
Konventionelle Kleinfeuerungsanlagen entlassen, insbesondere wenn sie mit Festbrennstoffen betrieben werden, gemessen am gesamten Rauchemissionsaufkommen, unverhältnismäßig viele staubförmige Schadstoffe in die Atmosphäre. Dazu kommt, dass Kleinfeuerungsanlagen, wenn auch vorschriftswidrig, des Öfteren dazu benutzt werden, um Plastik, Karton, Papier, brennbares Baumaterial und lackiertes oder beschichtetes Holz zu verbrennen. Dies führt zu einer erheblichen zusätzlichen Staubemission. Mit Hilfe eines Elektrofilters, welches im Abgasrohr der Feuerungsanlage angeordnet ist, können im Rauchgas befindliche Partikel auch mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 10 μm zurückgehalten werden, was der Lufthygiene unmittelbar zugute kommt.conventional Small firing systems fired, especially when operated with solid fuels disproportionately high in terms of total smoke emission powdery Pollutants in the atmosphere. In addition, small combustion plants, albeit irregularly, often used to make plastic, cardboard, paper, combustible building material and burn painted or coated wood. This leads to a considerable additional Dust emission. With the help of an electrostatic filter, which in the exhaust pipe the firing system is located, can be located in the flue gas Particles also with an aerodynamic diameter of less retained as 10 microns which benefits the air hygiene directly.
Die im Rauchgasstrom vorhandenen festen und flüssigen Partikel werden im Elektrofilter mit Hilfe einer Filterelektrode elektrostatisch geladen, in einem vom Elektrofilter erzeugten elektrischen Feld abgelenkt und an einer dafür vorgesehenen Abscheidefläche abgeschieden. Mit Hilfe eines solchen Elektrofilters lassen sich Staubpartikel und Aerosole mit Korngrößen von 0,01 bis 60 μm abscheiden.The In the flue gas stream existing solid and liquid particles are in the electrostatic precipitator electrostatically charged by means of a filter electrode, in one deflected by the electric filter generated electric field and at a meant for separation area deposited. With the help of such an electrostatic precipitator can be Separate dust particles and aerosols with particle sizes from 0.01 to 60 μm.
Stand der TechnikState of the art
Aus
dem nachveröffentlichten
deutschen Patent
Des
Weiteren sind aus dem Stand der Technik
Aus
der Druckschrift
Aus
der Druckschrift
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es ein Elektrofilter für eine Kleinfeuerungsanlage anzugeben, bei dem der Abscheidegrad optimiert ist.A The object of the invention is an electrostatic precipitator for a small combustion plant specify where the degree of separation is optimized.
Vorteilhafter Weise lässt sich das erfindungsgemäße Elektrofilter bei einer niedrigeren Hochspannung betreiben als die aus dem Stand der Technik bekannten Elektrofilter. Durch die niedrigere Hochspannung wird die Betriebssicherheit erhöht, die Betriebsdauer vergrößert und die Wartungsintervalle werden verlängert.Favorable Way lets the electrostatic precipitator according to the invention operate at a lower high voltage than those from the state the art known electrostatic precipitator. Due to the lower high voltage the operational safety is increased, the operating time increases and the maintenance intervals are extended.
Die Aufgabe wird durch ein Elektrofilter für eine Feuerungsanlage mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The Task is accompanied by an electric filter for a firing system the features according to claim 1 solved.
Das erfindungsgemäße Elektrofilter für eine Kleinfeuerungsanlage umfasst mehrere Filterelektroden und mehrere Abgaskanäle, wobei in den Abgaskanälen jeweils eine Filterelektrode angeordnet ist.The electrostatic precipitator according to the invention for a small combustion plant includes a plurality of filter electrodes and a plurality of exhaust channels, wherein in the exhaust ducts in each case a filter electrode is arranged.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the specified in the dependent claims Features.
Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektrofilters ist ein Gehäuse vorgesehen, in dem die Abgaskanäle angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass dadurch das Elektrofilter eine kompakte Einheit, ein Modul oder einen Einsatz bildet, der schnell und einfach auf die Kleinfeuerungsanlage aufgesetzt werden kann. Damit wird der Aufwand zur Montage des Elektrofilters klein gehalten. Zudem hat diese Lösung den Vorteil, dass das Elektrofilter als Nachrüsteinheit schnell, einfach und problemlos auch vor Ort auf einer bestehenden Kleinfeuerungsanlage montiert werden kann.at a development of the electrostatic filter according to the invention is a casing provided in which the exhaust ducts are arranged. This has the advantage that thereby the electrostatic precipitator a compact unit, module, or insert that forms quickly and can be easily put on the small combustion plant. Thus, the cost of mounting the electrostatic precipitator is kept small. In addition, this solution has the advantage that the electrostatic filter as a retrofit quickly, easily and easily on site on an existing small combustion plant can be mounted.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrofilters ist ein Ende der Filterelektrode spitz ausgebildet. Dadurch lässt sich die Zahl der von der Filterelektrode versprühten elektrischen Ladungsträger erhöhen.In one embodiment of the electrostatic filter according to the invention, one end of the filter electrode is pointed. This can be the number of increase electrical charge carriers sprayed by the filter electrode.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrofilters ragt das erste Ende der Filterelektrode aus dem Abgaskanal heraus. Dies hat den Vorteil, dass die von dem ersten Ende der Filterelektrode ausgehende Feldstärke erhöht werden kann, ohne dass es zu elektrischen Überschlägen und damit zu einer Betriebsstörung kommt. Insbesondere wenn das erste Ende der Filterelektrode spitz ist, entsteht bereits bei einer relativ niedrigen Hochspannung eine so große Feldstärke, dass eine ausreichende Ionisation gewährleistet ist. Würde die Filterelektrode mit dieser hohen Feldstärke innerhalb des Abgaskanals betrieben werden, könnte dies im Abgaskanal unter Umständen zu elektrischen Überschlägen führen. Indem die Filterelektrode aus dem Abgaskanal heraus ragt, kann die Gefahr von elektrischen Überschlägen und damit eine Betriebsstörung vermieden werden.at a further embodiment the electrostatic precipitator according to the invention protrudes the first end of the filter electrode out of the exhaust passage. This has the advantage that the from the first end of the filter electrode outgoing field strength elevated can be, without causing electrical flashovers and thus to a malfunction. Especially when the first end of the filter electrode is pointed, Already at a relatively low high voltage, this happens size Field strength that sufficient ionization is ensured. Would the filter electrode with this high field strength operated within the exhaust passage, this could be in the exhaust duct under circumstances lead to electrical flashovers. By doing the filter electrode protrudes from the exhaust duct, the risk of electric flashovers and thus avoiding a malfunction become.
Vorteilhafterweise ist beim erfindungsgemäßen Elektrofilter eine Elektrodenhalterung vorgesehen, die eine Hochspannungsleitung aufweist, wobei an die Hochspannungsleitung die Filterelektroden angeschlossen sind. Auf diese Weise lassen sich sämtliche Filterelektroden mit einer einzigen Hochspannungsleitung versorgen. Der Materialaufwand wird minimiert. Zudem können die Filterelektroden zu einer Baugruppe zusammengefasst und als Baugruppe montiert oder ausgewechselt werden.advantageously, is the electrostatic precipitator according to the invention an electrode holder is provided, which is a high voltage line wherein the filter electrodes are connected to the high voltage line are. In this way, all filter electrodes with supply a single high voltage line. The cost of materials is minimized. In addition, you can the filter electrodes combined into one module and as Assembly assembled or replaced.
Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektrofilters erstreckt sich die Elektrodenhalterung über die Länge des Abgaskanals. Dadurch können die Filterelektroden auf den Einlassseiten der Abgaskanäle angeordnet und die Elektrodenhalterung auf der Auslassseite der Abgaskanäle am Filtergehäuse befestigt werden. Zudem kann dann die Elektrodenhalterung an einer Stelle am Filtergehäuse befestigt sein, an der die Abgastemperatur niedriger ist als im Bereich der Filterelektroden.at a development of the electrostatic filter according to the invention extends the electrode holder over the length the exhaust duct. Thereby can the filter electrodes are arranged on the inlet sides of the exhaust ducts and the electrode holder attached to the outlet side of the exhaust ducts on the filter housing become. In addition, then the electrode holder in one place on the filter housing be attached, at which the exhaust gas temperature is lower than in Range of filter electrodes.
Vorteilhafterweise erfolgt die Befestigung der Elektrodenhalterung am Filtergehäuse.advantageously, the attachment of the electrode holder takes place on the filter housing.
Zudem ist es von Vorteil wenn sich der elektrische Anschluss des Elektrofilters ebenfalls am Filtergehäuse befindet. Da in diesem Fall der elektrische Anschluss Teil des Elektrofilters ist, muss an der Feuerungsanlage hierfür nichts vorgesehen werden und eine bereits bestehende Feuerungsanlage muss nicht umgebaut werden.moreover it is advantageous if the electrical connection of the electrostatic precipitator also on the filter housing located. In this case, the electrical connection is part of the electrostatic precipitator is, must be provided at the firing system for this purpose and an already existing combustion plant does not have to be rebuilt.
Darüber hinaus kann bei dem erfindungsgemäßen Elektrofilter vorgesehen sein, dass die Filterelektroden mittels einer lösbaren Kupplung mit dem Elektrodenhalter verbunden sind. Dadurch können die Filterelektroden bei Wartungsarbeiten auf einfache Art und Weise vom Elektrodenhalter entfernt werden.Furthermore can in the inventive electrostatic precipitator be provided that the filter electrodes by means of a releasable coupling are connected to the electrode holder. This allows the Filter electrodes for maintenance work in a simple way be removed from the electrode holder.
Zur Lösung der Aufgabe wird ferner vorgeschlagen, dass die Abgaskanäle beim erfindungsgemäßen Elektrofilter zueinander parallel angeordnet sind. Dadurch lässt sich Bauraum sparen. Zudem ist ein derart aufgebautes Elektrofilter einfach herstellbar.to solution the object is also proposed that the exhaust ducts at electrostatic precipitator according to the invention are arranged parallel to each other. This can save space. moreover is such a constructed electrostatic filter easy to produce.
Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektrofilters sind die Abgaskanäle U-förmig geformt. Dadurch lässt sich der Aufwand bei der Herstellung des Elektrofilters reduzieren.at a development of the electrostatic precipitator according to the invention are the exhaust ducts U-shaped. By doing so leaves reduce the effort in the production of the electrostatic precipitator.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann diese noch weiter verbessert werden, indem sowohl auf der Einlassseite als auch auf der Auslassseite der Abgaskanäle Filterelektroden angeordnet sind.To a further feature of the invention, this can be further improved be by both on the inlet side and on the outlet side the exhaust ducts Filter electrodes are arranged.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrofilters sind die Abgaskanäle gegenüber dem Innenraum des Gehäuses abgedichtet. Der Innenraum des Gehäuses kann ein Medium zur Wärmeübertragung, beispielsweise eine Flüssigkeit oder Luft, enthalten. Auf diese Weise lässt sich auf geringstem Bauraum eine Kombination aus Elektrofilter und Wärmetauscher erreichen. Der Wärmetauscher kann in ein Heizungssystem eingebunden werden.at a further embodiment the electrostatic precipitator according to the invention are the exhaust ducts across from the interior of the housing sealed. The interior of the housing may be a medium for heat transfer, for example, a liquid or air. In this way can be in the smallest space achieve a combination of electrostatic precipitator and heat exchanger. Of the heat exchangers can be integrated into a heating system.
Vorteilhafterweise weist bei dem erfindungsgemäßen Elektrofilter das Gehäuse einen Einlass und einen Auslass für das Medium zur Wärmeübertragung auf. Dadurch kann kühles Medium in das Gehäuse eingeleitet und das an den Wänden der Abgaskanäle erwärmte Medium wieder aus dem Gehäuse abgeleitet und beispielsweise zur Erwärmung eines Wohnraums verwendet werden.advantageously, indicates in the electrostatic precipitator according to the invention the housing an inlet and an outlet for the heat transfer medium on. This can be cool Medium in the housing initiated and that on the walls the exhaust ducts heated Medium again from the housing derived and used for example for heating a living space become.
Schließlich kann bei dem erfindungsgemäßen Elektrofilter eine scheibenförmige Isolation vorgesehen sein, die am Elektrodenhalter angeordnet ist.Finally, can in the electrostatic filter according to the invention a disk-shaped Isolation can be provided, which is arranged on the electrode holder.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Folgenden wird die Erfindung mit mehreren Ausführungsbeispielen anhand von elf Figuren weiter erläutert.in the Below, the invention with several embodiments with reference to eleven figures further explained.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to execute the invention
In
Mit
Hilfe der Filterelektroden
Die
von den Haltearmen
Die
Enden
Dies
hat den Vorteil, dass die von dem Enden
Die
im Rohr
Der
Haltearm
Die
Rohre
Während das
heiße
Abgas aus dem Ofen durch die Abgaskanäle
Im
Innenraum
In
In
In
In
In
In
Vorteilhafter
Weise lässt
sich das erfindungsgemäße Elektrofilter
bei einer niedrigeren Hochspannung betreiben als die aus dem Stand
der Technik bekannten Elektrofilter. Aufgrund der niedrigeren Hochspannung
lagern sich nicht mehr so schnell elektrisch leitfähige Partikel
auf dem Isolator
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.The Previous description of the embodiments according to the present This invention is for illustrative purposes only and not for purpose the restriction the invention. Within the scope of the invention are various changes and modifications possible, without departing from the scope of the invention and its equivalents.
- 11
- Gehäusecasing
- 1.11.1
- Gehäusebodencaseback
- 1.1'1.1 '
- Gehäusebodencaseback
- 1.1''1.1 ''
- Gehäusebodencaseback
- 1.21.2
- Gehäusedeckelhousing cover
- 22
- Rohrpipe
- 33
- Rohrpipe
- 44
- Rohrpipe
- 55
- Rohrpipe
- 66
- Rohrpipe
- 77
- zentrales Ofenrohrcentral stovepipe
- 88th
- zentraler Elektrodenhaltercentrally electrode holder
- 9.1–9.89.1-9.8
- Abgaskanäleexhaust ducts
- 1010
- HochspannungsleitungHigh-voltage line
- 11.1–11.811.1-11.8
- Haltearmeholding arms
- 12.1–12.812.1-12.8
- Filterelektrodenfilter electrodes
- 13.1–13.813.1-13.8
- Führungshülsenguide sleeves
- 14.1–14.814.1-14.8
- Enden der Filterelektrodenend up the filter electrodes
- 1717
- Innenraum des Gehäusesinner space of the housing
- 1818
- Anschlussconnection
- 1919
- Rohrpipe
- 2020
- Anschlussconnection
- 2121
- gewendelte Leitungcoiled management
- 2222
- Anschlussconnection
- 2323
- Anschlussconnection
- 2424
- Elektrodeelectrode
- 2525
- Elektrodeelectrode
- 2626
- Elektrodeelectrode
- 2727
- Kupplungclutch
- 2828
- isolierte Hochspannungsleitungisolated High-voltage line
- 28.128.1
- Anschluss für Hochspannungsquelleconnection for high voltage source
- 2929
- Halterungbracket
- 3030
- Isolatorinsulator
- 3131
- Brennraumcombustion chamber
- 3232
- HaubeHood
- 33.1–33.733.1-33.7
- runde Öffnungenround openings
- 34.1–34.934.1-34.9
- eckige Öffnungenangular openings
- 3535
- Kanalchannel
- 3636
- Abgasrohrexhaust pipe
- 3737
- Klappeflap
- 3838
- Umlenkblechbaffle
- RLRL
- Rücklaufreturns
- VLVL
- Vorlaufleader
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