DE1116443B - Device for the qualitative detection of the presence of small solid particles, e.g. of smoke that is carried along in a gas stream - Google Patents

Device for the qualitative detection of the presence of small solid particles, e.g. of smoke that is carried along in a gas stream

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DE1116443B DEB44712A DEB0044712A DE1116443B DE 1116443 B DE1116443 B DE 1116443B DE B44712 A DEB44712 A DE B44712A DE B0044712 A DEB0044712 A DE B0044712A DE 1116443 B DE1116443 B DE 1116443B
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Description

Es ist im Zusammenhang mit Verfahren zur Messung des Staubgehalts in einem Gas auf elektrostatischem Wege bereits vorgeschlagen worden, eine Elektrode zum Aufladen der Staubteilchen in einem Abschnitt des Gasstroms zu benutzen und eine andere Elektrode zum Sammeln der Teilchen und Messen der Gesamtaufladung — wodurch die gesamte Menge des Staubes ermittelt wird — in einem anderen Abschnitt des Gasstroms zu verwenden.It is related to method of measuring the dust content in a gas based on electrostatic Ways have already been proposed to have an electrode for charging the dust particles in one Use a portion of the gas flow and another electrode to collect the particles and measure them the total charge - which determines the total amount of dust - in a different section of the gas flow to be used.

Die Erfindung richtet sich auf eine verbesserte Einrichtung mit einer geerdeten Fangelektrode, die zwischen einer ionisierenden oder aufladenden Elektrode und einer Sammelelektrode angeordnet ist. Auf diese Weise werden Erscheinungen wie Streukorona und Rückionisierung vermieden, und das Potential in dem Sammelabschnitt der Einrichtung kann niedriger sein als diejenige im aufladenden Abschnitt.The invention is directed to an improved device having a grounded target electrode, the is arranged between an ionizing or charging electrode and a collecting electrode. on In this way, phenomena such as scattering corona and backionization are avoided, and the potential in the collecting section of the device may be lower than that in the charging section.

Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf ein Gerät zum qualitativen Nachweis der Anwesenheit kleiner fester Teilchen, z. B. von Rauch, die in einem Gasstrom schwebend mitgeführt werden. Dabei wird eine an einer Stelle des Gasstroms angeordnete, mit einer Quelle hoher negativer Spannung verbundene, aufladende Elektrode verwandt, während an anderer Stelle des Stroms eine Niederschlags- oder Sammelelektrode angeordnet ist.Accordingly, the invention relates to a device for the qualitative detection of presence small solid particles, e.g. B. of smoke, which are carried floating in a gas stream. It will one located at a point in the gas flow and connected to a source of high negative voltage, A charging electrode is used, while a precipitation or collecting electrode is used elsewhere in the current is arranged.

Ein derartiges Gerät ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine zwischen der aufladenden Elektrode und der Niederschlagselektrode angeordnete geerdete Fangelektrode.Such a device is characterized according to the invention by an between the charging electrode and the grounded collecting electrode arranged on the collecting electrode.

Gemäß einer praktischen Ausführungsform der Erfindung wird aus dem die festen Teilchen enthaltenden Gasstrom ein im wesentlichen im Verhältnis zum Hauptstrom gleichbleibender Nebenstrom abgezweigt, in dem die aufladende Elektrode und die Niederschlagselektrode angeordnet werden. Dabei können die aufladende Elektrode wie die Niederschlagselektrode in je einer rohrförmig ausgebildeten, z. B. aus Metall bestehenden Kammer angeordnet sein, die zweckmäßig axial hintereinander angeordnet und lösbar miteinander verbunden sind.According to a practical embodiment of the invention, the one containing the solid particles becomes Gas flow is a secondary flow that is essentially constant in relation to the main flow branched off, in which the charging electrode and the collecting electrode are arranged. Included the charging electrode and the collecting electrode can each be in a tubular shape, z. B. made of metal chamber, which is expediently arranged axially one behind the other and are releasably connected to one another.

In der ersten Kammer werden die festen Teilchen, ohne zurückgehalten zu werden, elektrostatisch aufgeladen, während die aufgeladenen Gasionen gesammelt und zurückgehalten werden. Die aufgeladenen festen Teilchen wandern weiter mit dem sie mitführenden Strom zu der erwähnten zweiten Kammer, wo ihre elektrische Ladung auf die Niederschlagselektrode übertragen wird. Die erwähnte, zwischen der aufladenden Elektrode und der Niederschlagselektrode angeordnete, in geeigneter Form ausgebildete Fangelektrode, die auf Erdpotential gehaltenIn the first chamber, the solid particles are electrostatically charged without being retained, while the charged gas ions are collected and retained. The charged ones solid particles move on with the current to the mentioned second chamber, where their electrical charge is transferred to the collecting electrode. The one mentioned, between the charging electrode and the collecting electrode arranged in a suitable shape Trapping electrode kept at ground potential

der Anwesenheit kleiner fester Teilchen,the presence of small solid particles,

z. B. von Rauch, die in einem Gasstromz. B. of smoke in a gas stream

schwebend mitgeführt werdenbe carried while floating

Anmelder:Applicant:

The British Thomson-Houston Company
Limited, LondonThe British Thomson-Houston Company
Limited, London

Vertreter: Dr. M. Herzfeld, Patentanwalt,
Düsseldorf, Kreuzstr. 32Representative: Dr. M. Herzfeld, patent attorney,
Düsseldorf, Kreuzstr. 32

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 23. Mai 1956 (Nr. 15 962/56)Claimed priority:
Great Britain May 23, 1956 (No. 15 962/56)

Duncan Hohnes Grindell,Duncan Hohnes Grindell,

Northwood, Middlesex (Großbritannien),Northwood, Middlesex (UK),

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

wird und z. B. in der Nähe der Auslaßöffnung der ersten Kammer angeordnet sein kann, bewirkt, daß der größere Anteil der im Strom befindlichen Ionen an der Fangelektrode angesammelt wird.will and z. B. can be arranged in the vicinity of the outlet opening of the first chamber, causes the greater part of the ions in the current is collected on the target electrode.

Weitere Merkmale und Ausbildungsformen des vorstehend erläuterten Geräts sind aus der Zeichnung ersichtlich, in der ein solches Gerät schematisch und beispielsweise veranschaulicht ist.Further features and forms of embodiment of the device explained above are shown in the drawing can be seen in which such a device is illustrated schematically and for example.

Gemäß der Zeichnung enthält ein Schornstein 1 einen Strom eines Fluidums, dessen Rauchdichte gemessen werden soll. Lediglich ein geringer Bruchteil dieses Stroms wird von einem (nicht dargestellten) Gebläse beispielsweise durch einen Prüfabschnitt gesaugt, der allgemein mit 2 bezeichnet wird und ein Ansatzrohr 3 besitzt, welches in den erwähnten Strom hineinragt. Der Prüfabschnitt umfaßt eine erste Kammer, die durch ein kurzes, gerades Rohr 4 gebildet wird, welches eine zentral angeordnete Drahtelektrode 5 umgibt, an die ein hohes negatives Potential über einen Leiter 6 angelegt wird, der mittels einer isolierenden Durchführung 7 in die Wand eines Kniestücks des Rohrs 4 eingeschlossen ist. Das obere Ende des Drahts 5 ist unter Einschaltung eines Isolators 9 an einer Fangelektrode 8 aufgehängt. Die Fangelektrode 8 und die Wandung der Kammer oder des Rohrs 4 sind geerdet. Eine zweite Kammer wird durch ein gerades Rohr 10 gebildet,According to the drawing, a chimney 1 contains a stream of a fluid, its smoke density should be measured. Only a small fraction of this current is generated by a (not shown) Blower, for example, sucked through a test section, which is generally designated 2 and a Has extension tube 3, which protrudes into the mentioned stream. The test section includes a first chamber, which is formed by a short, straight tube 4, which is a centrally arranged Wire electrode 5 surrounds to which a high negative potential is applied via a conductor 6, the Enclosed in the wall of an elbow of the pipe 4 by means of an insulating bushing 7 is. The upper end of the wire 5 is suspended from a collecting electrode 8 with the interposition of an insulator 9. The collecting electrode 8 and the wall of the chamber or of the tube 4 are grounded. A second Chamber is formed by a straight tube 10,

109 737/226109 737/226

das eine größere Länge aufweist als der gerade Teil des Rohrs 4. Die Enden der Rohre 4 und 10 sind miteinander durch Flanschen 11, 12 verbunden, wobei ein isolierender Dichtring 13 zwischen den Flanschen angeordnet ist. Eine zentral angeordnete Elektrode 14, die sich in die Kammer 10 erstreckt und einen wesentlich größeren Durchmesser besitzt als der Draht 5, hängt von einem Kniestück 15 herab, das mit dem Rohr 10 mit Hilfe der Flanschen 16, 17, die durch einen Dichtring 18 isoliert sind, verbunden ist. Das Kniestück 15 leitet den Strom des Fluidums zu dem (nicht dargestellten) Gebläse. Die Elektrode 14 wird über einen Leiter 19 mit einem hohen, negativen Potential gespeist, wobei der Leiterwhich has a greater length than the straight part of the tube 4. The ends of the tubes 4 and 10 are connected to each other by flanges 11, 12, with an insulating sealing ring 13 between the Flanges is arranged. A centrally located electrode 14 extending into chamber 10 and has a much larger diameter than the wire 5, hangs down from an elbow 15, which is connected to the pipe 10 by means of the flanges 16, 17 which are isolated by a sealing ring 18 is. The elbow 15 directs the flow of fluid to the fan (not shown). the Electrode 14 is fed with a high, negative potential via a conductor 19, the conductor

19 und die Elektrode 14 mittels einer Durchführung19 and the electrode 14 by means of a bushing

20 in die Wandung des Kniestücks 15 eingeschlossen und von dieser Wandung isoliert sind. Die Wandung des Rohrs 10 ist über einen Belastungswiderstand 21 mit Erde verbunden; und ein Voltmesser 22 ist parallel zu dem Belastungswiderstand in den Stromkreis geschaltet. Es ist zu bemerken, daß diese Anordnung in der vorstehend erläuterten Weise arbeitet und daß der Voltmesser 22 die Aufladegeschwindigkeit der Wandung des Rohrs 10 anzeigt, wenn die festen Teilchen ihre Elektrizität auf diese Wandung entladen. Es ist offensichtlich, daß der Voltmesser geeicht werden kann zwecks unmittelbarer Ablesung des Gehalts an festen Teilchen pro Einheit der Stromwege oder der Rauchdichte in dem Kanal.20 are included in the wall of the elbow 15 and isolated from this wall. The wall the pipe 10 is connected to earth via a load resistor 21; and a voltmeter 22 is in parallel connected to the load resistor in the circuit. It should be noted that this arrangement operates in the manner explained above and that the voltmeter 22 the charging speed of the Wall of the pipe 10 indicates when the solid particles discharge their electricity on this wall. It will be apparent that the voltmeter can be calibrated for immediate reading of the Solid particle content per unit of current paths or smoke density in the duct.

In vielen Fällen genügt der im Schornstein herrschende Zug, um einen ausreichenden Zweigstrom durch die Vorrichtung aufrechtzuerhalten. Es kann indes für diesen Zweck eine Hilfseinrichtung, wie z. B. eine an sich bekannte Luftstrahlpumpe, vorgesehen sein, Zugregler oder Ventile können am Düsenende und am Eingang der Strahlpumpe vorgesehen werden. In ähnlicher Weise können Abdeckoder Verschlußeinrichtungen am Eingangs- und Ausgangsende der Einrichtung derart angeordnet sein, daß sie den Durchgang von Schornsteingasen und die Ablagerung von Staub in der Einrichtung verhindern, wenn keine Rauchuntersuchungen durchgeführt werden.In many cases, the draft in the chimney is enough to generate a sufficient branch flow maintained by the device. It can, however, for this purpose an auxiliary device, such as z. B. a known air jet pump, be provided, draft regulator or valves can be on Nozzle end and at the entrance of the jet pump are provided. Similarly, cover or Closure devices at the inlet and outlet end of the device be arranged in such a way that that they prevent the passage of chimney gases and the build-up of dust in the facility, if smoke tests are not carried out.

Ferner können zusätzliche Vorrichtungen vorgesehen sein, um den gegebenenfalls an den Oberflächen, insbesondere der Oberfläche der Sammeloder Niederschlagselektrode, haftenden Staub zu lösen. Eine solche Vorrichtung kann z. B. aus einer Abklopf vorrichtung bekannter Konstruktion bestehen. Die Abklopfvorrichtung wird vorteilhaft so angeordnet, daß sie automatisch betätigt wird, z. B. wenn die vorstehend erwähnten Abdeck- oder Verschlußeinrichtungen geöffnet sind.Furthermore, additional devices can be provided in order to dust adhering to the surface of the collecting or collecting electrode in particular to solve. Such a device can, for. B. consist of a knocking device of known construction. The knocking device is advantageously arranged so that it is operated automatically, e.g. B. if the the above-mentioned cover or closure devices are open.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann im Rahmen der wesentlichen Merkmale mannigfach abgeändert und ausgestaltet werden. Bei einer vereinfachten Ausführungsform könnte z. B. die negative Hochspannungselektrode in der zweiten Kammer weggelassen werden; statt dessen kann poröses oder mehrwegiges Material, beispielsweise Metallspäne oder Stahlwolle, innerhalb der zweiten Kammer angeordnet werden, um als Sammelelektrode zu wirken. Beim Durchgang der Teilchen entladen sich diese auf das erwähnte Material und weiter über eine umgebende Wandung, welche elektrisch leitend ist, mitThe device according to the invention can be modified in many ways within the framework of the essential features and be designed. In a simplified embodiment, e.g. B. the negative High voltage electrodes are omitted in the second chamber; instead can be porous or multi-path material, for example metal chips or steel wool, arranged within the second chamber to act as a collecting electrode. When the particles pass through, they are charged the mentioned material and further via a surrounding wall which is electrically conductive

15 dem Material in elektrischem Kontakt steht und von dem restlichen Teil der Rohrleitungen isoliert ist, auf einen Belastungswiderstand, wobei die Anordnung eines zur Messung der Aufladegeschwindigkeit dienenden Geräts ähnlich der gezeigten Anordnung getroffen ist.15 is in electrical contact with the material and from the remaining part of the piping is insulated, to a load resistance, the arrangement a device used to measure the charging speed, similar to the arrangement shown is hit.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Gerät zum qualitativen Nachweis der An-Wesenheit kleiner fester Teilchen, z. B. von Rauch, die in einem Gasstrom schwebend mitgeführt werden, mit einer an einer Stelle des Gasstroms angeordneten, mit einer Quelle hoher negativer Spannung verbundenen aufladenden Elektrode, mit einer an anderer Stelle des Stroms angeordneten Niederschlags- oder Sammelelektrode, ge kennzeichnet durch eine zwischen der aufladenden Elektrode und der Niederschlagselektrode angeordnete geerdete Fangelektrode.1. Device for the qualitative detection of the presence of small solid particles, e.g. B. of smoke, which are suspended in a gas stream, with an arranged at one point of the gas stream, connected to a source of high negative voltage charging electrode, with an arranged at another point of the current precipitation or collecting electrode, characterized by an between the charging electrode and the collecting electrode arranged earthed collecting electrode. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufladende Elektrode und die Niederschlagselektrode in einer nur von einem Teil des Gasstroms durchflossenen Nebenleitung angeordnet sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the charging electrode and the Precipitation electrode in a secondary line through which only part of the gas flow flows are arranged. 3. Gerät nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Elektrode und der Erde ein Belastungswiderstand sowie ein zur Messung des Spannungsgefälles längs des Belastungswiderstandes dienendes Gerät angeschlossen sind.3. Apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that between the second electrode and the earth a load resistance as well as one for measuring the voltage gradient along the load resistance device are connected. 4. Gerät nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufladende Elektrode wie die Niederschlagselektrode in je einer rohrförmig ausgebildeten, z. B. aus Metall bestehenden Kammer angeordnet sind, die zweckmäßig axial hintereinander angeordnet und lösbar miteinander verbunden sind.4. Apparatus according to claims 1 to 3, characterized in that the charging electrode how the precipitation electrode in each one tubular, z. B. made of metal Chamber are arranged, which are expediently arranged axially one behind the other and detachable from one another are connected. 5. Gerät nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die erste Kammer bildende rohrförmige Abschnitt geerdet ist, während eine zur Messung der Aufladegeschwindigkeit dienende Einrichtung mit dem die zweite Kammer bildenden rohrförmigen Abschnitt verbunden ist.5. Apparatus according to claims 1 to 4, characterized in that the forming the first chamber tubular section is grounded while one is used to measure the charging rate Serving device is connected to the tubular portion forming the second chamber. 6. Gerät nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern innerhalb eines Rauchgasabzugskanals gleichachsig mit dem Strom des in den Kanal abgeführten Fluidums angeordnet sind.6. Apparatus according to claims 4 and 5, characterized in that the two chambers within of a flue gas exhaust duct coaxially with the flow of the discharged into the duct Fluidum are arranged. 7. Gerät nach Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Auslaßöffnung der zweiten Kammer eine Luftstrahlpumpe vorgesehen ist.7. Apparatus according to claims 4 to 6, characterized in that in the vicinity of the outlet opening an air jet pump is provided in the second chamber. 8. Gerät nach Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hauptgasstrom und dem die Gerätekammern durchfließenden Zweigstrom Verschlußeinrichtungen vorgesehen sind.8. Apparatus according to claims 2 to 7, characterized in that between the main gas flow and closure devices are provided for the branch flow flowing through the device chambers. 9. Gerät nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederschlagselektrode mit einer mechanischen Einrichtung zum Abklopfen derselben verbunden ist.9. Apparatus according to claims 1 to 8, characterized in that the collecting electrode is connected to a mechanical device for tapping the same. 25 2 5 3°3 ° 3535 In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 833 865; Zeitschrift des VDI, 97 (1955), S. 113 bis 117.Documents considered: German Patent No. 833 865; Journal of the VDI, 97 (1955), pp. 113 to 117. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 109 737/226 10.61© 109 737/226 10.61
DEB44712A 1956-05-23 1957-05-22 Device for the qualitative detection of the presence of small solid particles, e.g. of smoke that is carried along in a gas stream Pending DE1116443B (en)

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