DE1170376B - Oberflaechenverbrennungsvorrichtung fuer Flammenionisierung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: BOId

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche Kl.: 12e-5

1 170 376
G 35074III/12 e
25. Mai 1962
21. Mai 1964

Die-Erfindung bezieht sich auleine neuartige und verbesserte Flammenionisierungsvorrichtung.

Es ist bereits bekannt, daß in der Luft befindliche Aerosolpartikel, die normalerweise elektrisch neutral sind, dadurch ionisiert werden- können, daß sie über eine-Flamme geleitet werden, die auf einem vom Erdpotential verschiedenen elektrischen Potential gehalten wird. Es ist auch bereits bekannt, daß die Anzahl von geladenen Aerosolpartikeln, die auf diese Weise erzeugt wird, eine direkte Funktion der Größe der Flamme ist.

Zur Vergrößerung der Raumladungsdichte bei der Erzeugung von ionisiertem Wasserdampf mit einem an elektrischer Hochspannung liegenden Brenner ist es ferner bekannt, den nicht am Brenner liegenden Pol der Hochspannungsquelle in die Nähe des Brenners zu legen, so daß die im Wasserdampf brennende Flamme elektrostatisch aufgeladen wird. Diese Anordnung besitzt jedoch den Nachteil, daß die Größe der Flamme, von der die Aufladung des Wasserdampfes weiter abhängig ist, nicht wesentlich beeinflußbar ist.

Im Zusammenhang mit der Gasreinigung im elektrischen Hochspannungsfeld ist es weiter bekannt, die eine Elektrode der Reinigungsanlage röhrenförmig zu gestalten, das Rohr der ganzen Länge nach in Abständen mit einzelnen Öffnungen zu versehen und mit einem brennbaren Gas zu beschicken, das an den Öffnungen in Form kleiner Flammen abbrennt. Diese Ausführung hat wiederum den Nachteil, daß die Flammen an der Elektrodenoberfläche sehr schwach ausgeprägt sind, und daher leicht verlöschen können, da die Hauptströmungsrichtung des brennbaren Gases in Längsrichtung des Rohres verläuft. Eine solche Anordnung ist zur Feldverstärkung bei der Ionisation eines Gases kaum geeignet.

Es ist eine wesentliche Aufgabe der Erfindung, eine neuartige und verbesserte Flammenionisierungsvorrichtung vorzusehen, die eine flächenartige Flamme aufweist, wodurch große Mengen von Aerosolpartikeln auf einfache Weise geladen werden können.

Gemäß der Erfindung wird eine Flammenionisierungsvorrichtung geschaffen, deren Brenner aus einem hohlen gasdurchlässigen elektrisch leitenden Bauteil, der einen elektrisch isolierten Brennstoffzuführeinlaß aufweist, besteht. Das Gas, das durch den Brennstoffzuführeinlaß in das Innere des Bauteiles eingeführt wird, dringt durch das gasdurchlässige Metall hindurch und verbrennt längs der äußeren Oberfläche. Ferner sind elektrische Anschlußvorrichtungen vorgesehen, um ein Hochspan-Oberflächenverbrennungsvorrichtung
für Flamme.monisierung

Anmelder:

General Electric Company, Schenectady, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,

Frankfurt/M. 1., Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:

Frank William van Luik jun., Schenectady, N. Y.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 26. Mai 1961 (112 984) --

nungsgleichspannungspotential an den gasdurchlässigen Metallbauteil zu legen.

Die Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines neuartigen und verbesserten Flammenionisierungsgerätes gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt im Schnitt die Ansicht eines porösen Metallbauteiles, der einen Teil der Flammenionisierungseinrichtung nach F i g. 1 darstellt, und

F i g. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Flammenionisierungseinrichtung gemäß der Erfindung.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt einen hohlen, kastenförmigen Bauteil 11. Die Einzelheiten der Konstruktion des Bauteiles 11 lassen sich am besten der F i g. 2 entnehmen, aus der zu ersehen ist, daß der Bauteil aus zwei gegenüberliegenden flachen Wänden 12 aus gasdurchlässigem Metall, beispielsweise unbearbeitetem Gußeisen oder aus einer Zusammensetzung von Eisenoxyden, die als Ferrite bekannt sind, besteht. Andere poröse, elektrisch leitende Materialien, die eine Verbrennung auf ihrer Oberfläche ermöglichen, und die ausreichend gasdurchlässig sind, lassen sich aber ebenfalls verwenden. Die beiden flachen, gegenüberliegenden gasdurchlässigen Metallwände des kastenförmigen Bauteiles 11 werden von zwei Seitenwänden 13 aus korrosionsbeständigem Stahl oder

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ähnlichem geeigneten Material gehalten und sind an den Seiten durch Seitenplatten abgeschlossen, die ebenfalls aus korrosionsbeständigem Stahl bestehen. Eine Seitenwand 13 weist eine elektrisch isolierte Buchse 14 auf, durch die ein Speiserohr für gasförmigen Brennstoff in das Innere des Bauteiles 11 führt. Der gasförmige Brennstoff wird unter ausreichendem Druck in das Innere des Bauteiles 11 eingeführt, so daß er durch die gasdurchlässigen Wände 12 dringt und eine Flamme auf diesen Wänden er- to möglicht, wie durch die Pfeile, die von diesen Flächen ausgehen, angedeutet ist. Die andere Seitenwand 13 des Bauteiles 11 weist einen Hochspannungsanschluß 15 auf, an den, wie in Fig. 1 gezeigt, eine Hochspannungsquelle16 angeschlossen ist. In einem besonderen Ausführungsbeispiel einer Einrichtung wird eine Hochspannung von 1 bis 10 kV angelegt. Die Vorrichtung kann entweder mit der positiven oder negativen Klemme der Hochspannungsquelle verbunden sein, je nachdem, ob es erwünscht ist, positive Ionen zu erzeugen und damit positiv geladene Aerosolpartikel zu erhalten, oder Elektroden, bei denen negativ geladene Aerosolpartikel auftreten. Die Flammenionisierungsvorrichtung wird durch zwei elektrisch leitende Platten 17 und 18 vervollständigt, die von den gegenüberliegenden gasdurchlässigen Wänden 12 des Bauteiles 11 im Abstand angeordnet sind und die geerdet sind, so daß sie auf verschiedenem Potential liegen. Die Platten 17,18 sind vorzugsweise rechtwinklig ausgebildet und können aus korrosionsbeständigem Stahl oder anderem elektrisch leitendem Material hergestellt sein.

Im Betrieb wird Luft oder anderes gasförmiges Material, das die Aerosolpartikel enthält, in den Raum zwischen den Platten 17 und 18 und den Metallbehälter 11 eingeführt. Vorher wird der gasförmige Brennstoff, der durch die gasdurchlässigen Wände 12 des Bauteiles 11 dringt, gezündet, so daß eine Verbrennung auf den gesamten äußeren Flächen 12 des Bauteiles 11 erreicht wird. Auf Grund des Verbrennungsvorganges werden sowohl Elektronen als auch positive Ionen von der Flamme abgegeben und auf Grund des elektrischen Potentials, das an den Bauteil 11 gelegt wird, werden entweder die Elektronen oder die positiven Ionen, je nach der Polarität dieses Potentials, von dem Bauteil 11 angezogen, und die ähnlich geladenen Partikel werden in dem Raum zwischen den Platten 17,18 und dem Bauteil 11 abgestoßen. Nimmt man an, daß das Potential, das von der Hochspannungsquelle 16 zum Anschluß 15 zugeführt wird, negativ ist, so werden die positiven Ionen von dem Bauteil 11 angezogen, und die Elektronen werden in den Raum zwischen dem Bauteil 11 und den Platten 17 und 18 geschleudert. Diese Elektronen treffen bei der Bewegung zwischen den beiden Flächen auf die elektrisch neutralen Aerosolpartikel und verbinden sich mit diesen, die in ähnlicher Weise in diesen Raum eingeführt werden, so daß sie den Aerosolpartikeln eine Ladung erteilen. Die gesamte Fläche der porösen Wände 12 trägt somit wirksam zur Erzeugung der geladenen Partikel bei, so daß eine sehr wirksame und leistungsfähige Flammenionisierungsvorrichtung geschaffen wird.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 3 gezeigt, es weist einen hohlen, zylindrisch ausgebildeten Bauteil 21 auf. Der zylindrische Teil des Bauteiles 21 besteht aus gasdurchlässigem Metall, z. B. unbearbeitetem Gußeisen oder Ferrit, die Endkappen können aus korrosionsbeständigem Stahl hergestellt sein. Eine der Endkappen weist einen isolierten Gaseinlaß 22 für die Einspeisung gasförmigen Brennstoffes auf, und die andere Endplatte besitzt einen Hochspannungsanschluß 23, der an eine Gleichhochspannungsquelle 24 angeschlossen ist, koaxial zu dem zylindrisch ausgebildeten gasdurchlässigen Metallbauteil 21, und im Abstand von diesem sind zwei halbzylindrisch ausgebildete elektrisch leitende Abschirmungen 25 und 26 angeordnet, die geerdet sind.

Die Ausführungsform gemäß der Erfindung nach Fig. 3 arbeitet in weitgehend ähnlicher Weise wie die Ausführungsform nach Fig. 1, sie kann jedoch noch leistungsfähiger sein, wenn die halbzylindrische Abschirmung 25, 26 so ausgeführt wird, daß sie fast vollständig den Umfang des zylindrischen, porösen, leitenden Bauteiles 21 umfaßt, der die Verbrennung am gesamten äußeren Umfang unterstützt. Durch die Anordnung wird eine sehr wirksame und leistungsfähige Flammenpartikelionisierungseinrichtung erzielt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Flammenionisierungsgerät mit am Brenner anliegender Hochspannung und einer Gegenelektrode zur Erzeugung von geladenen Partikeln bestimmter Polarität, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner aus einem hohlen, gasdurchlässigen elektrisch leitenden Bauteil (11), der einen elektrisch isolierten Brennstoffzuführeinlaß (14) aufweist, besteht.

2. Flammenionisierungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gasdurchlässige hohle Bauteil eine geschlossene, flache, kastenförmige Gestalt aufweist und nur die flachen gegenüberliegenden Wände (12) gasdurchlässig sind.

3. Flammenionisierungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektrisch leitende Flächen (17, 18) gegenüber den gasdurchlässigen Wänden (12) des kastenförmigen Bauteiles im Abstand angeordnet sind und daß jede der beiden Flächen an eine Hochspannungsquelle angeschlossen ist, die ein Potential besitzt, das von dem Potential des kastenförmigen Bauteiles abweicht.

4. Flammenionisierungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Bauteil zylindrisch ausgebildet ist und daß wenigstens die zylindrische Fläche aus gasdurchlässigem Material besteht.

5. Flammenionisierungsgerät nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fläche so ausgebildet ist, daß sie mit der äußeren Gestalt des gasdurchlässigen Bauteiles, der dieser benachbart ist, übereinstimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 361 249, 655 207.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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