DE1407019B2 - Elektrostatische Filterzelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Filterzelle, bestehend aus einer gewellten, luftdurchlässigen Bahn aus dielektrischem Material, an deren Oberfläche mit jeweils entgegengesetzter Polarität nebeneinanderliegende und gegeneinander isolierte, elektorisch leitende Streifen angeordnet sind, und weiterhin bestehend aus einem Rahmen zur Aufnahme der Bahn sowie durch Mittel zur elektrischen Verbindung der auf der Bahn angeordneten, leitenden Bänder mit einer außerhalb liegenden Spannungsquelle.

Es ist bereits eine elektrostatische Filterzelle bekannt (belgische Patentschrift 517 455), die zwei leitende Bänder enthält, die durch einen Abstandshalter voneinander getrennt und spiralförmig um einen Zylinderkern herumgewickelt sind. Bei der Anordnung liegt die Spannung quer zur Längsachse, so daß in einer axialen Gasströmung durch die Zelle geführte, geladene Teilchen aus dem Gasstrom an den Bändern abgeschieden werden.

Eine andere bekannte Filterzelle (französische Patentschrift 1 069 703) besteht aus in Form von V aneinandergesetzten Papierbahnen, wobei die mit Staub beladene Luft aus einer Richtung in die Öffnungen der V in Richtung der Spitze auf die Filterbahnen trifft. In Längsrichtung der Bahnen sind in deren Mitten gegenüberliegend Schienen angeordnet, die mit einer Hochspannung verbunden sind. Durch das jeweils zwischen der Spitze und der Öffnung des V ausgebildete elektrostatische Feld werden die vorher aufgeladenen Staubteilchen aus der Luft auf den FiI-terbahnen abgeschieden. Um ein Entzünden durch zu hohe Stromwärme zu vermeiden, schaltet man zwischen der Hochspannungsleitung und den Schienen Widerstände dazwischen.

Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß sie sehr viel Platz in Anspruch nehmen, der für die eigentlichen Filterzwecke nicht ausgenutzt werden kann, und daß auf Grund der komplizierten elektrischen Anschlüsse für das elektrostatische Feld die Arbeiten und der Montageaufwand beim Ein- und Ausbau der eigentlichen Filter sehr zeitraubend und kompliziert sind.

Zur Beseitigung der Schwierigkeiten beim Anschließen an die Spannungsquelle hat man bei einer bekannten Filterzelle (USA.-Patentschrift 2 650 672) die Kontakte so vorgesehen, daß beim Auswechseln der Kollektorplatten und beim Wiedereinsetzen von neuen Platten die elektrische Verbindung auf einfache Weise unterbrochen oder geschlossen wird. Dabei verwendet man Platten aus Pappe oder einem anderen billigen Material, dessen Flächen leitend gemacht sind.

Bei einer weiteren bekannten elektrostatischen Filterzelle der eingangs genannten Art ist eine gewellte dielektrische Bahn in einem Papprahmen angeordnet; die Kämme der Wellungen sind mit einem elektrisch leitenden Material versehen. Dadurch erhält man elektrisch leitende Streifen, die auf einer Seite der Zelle eine Polarität haben, die der auf der anderen Seite der Zelle entgegengesetzt ist. Die elektrische Verbindung erfolgt durch von außen herangebrachte Sammelschienen, die beidseitig angeordnet sind. Die leitenden Streifen auf dem isolierenden Gewebeband sind dabei einmal mit einem Gitter und zum anderen über Isolatoren mit einem weiteren isolierten Gitter verbunden.

Diese Filterzelle hat den Nachteil, daß sie sehr platzraubend gebaut ist, daß sehr große Elektroden erforderlich sind, und daß die elektrische Verbindung zwischen Elektroden und Stromquelle relativ kompliziert ist. Außerdem muß auf die Amplitude der Wellung Rücksicht genommen werden, da davon bei dieser Vorrichtung die zur Aufladung der Bahnerforderliche Spannung abhängt.

Weiterhin ist eine elektrostatische Einrichtung zum Anziehen und Festhalten von Staub vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift 1 083 449), bei der die beiden Hochspannung führenden Elektroden auf einem gemeinsamen plattenförmigen Trägerangebracht sind, wobei eine der Elektroden, senkrecht auf den Träger gesehen, eine oder mehrere Aussparungen in der anderen ganz oder teilweise deckt, die Elektroden flach ausgebildet sind und im wesentlichen in einer oder beiden Oberflächen des plattenförmigen Trägers verlaufen. Die Luft kann dabei nicht durch die Platten geleitet werden, sondern muß parallel dazu strömen. Bei erhöhten Luftgeschwindigkeiten wird zwar eine größere Menge von Staubteilchen auf den Elektrodenflächen abgeladen, kann jedoch daran wegen der hohen Geschwindigkeit nicht festgehalten werden, da die Kraft, mit der die Staubteilchen von den Platten angezogen werden, eine so kleine intermolekulare Kraft ist, daß sie für ein Halten der Staubpartikel auf der Platte nicht ausreicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine elektrostatische Filterzelle der eingangs genannten Art in kompakter Bauweise zu schaffen, die einfach ohne vorherige Kontaktherstellung oder -lösung, montierbar oder demontierbar ist und mit kleinen Elektroden auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge^ löst, daß die elektrisch leitenden Streifen beider Polaritäten nur auf einer Seite der Bahn angeordnet sind, wobei die Streifen der einen Polarität entlang dem einen Rand der Bahn in ausgedehnten Flächen untereinander verbunden sind, und die Streifen der entgegengesetzten Polarität in Flächen entlang dem zweiten Rand untereinander in Verbindung stehen, und daß die Flächen zur Kontaktgabe an leitenden Stirnflächen entgegengesetzter Polarität auf gegenüberliegenden Innenseiten des isolierenden Rahmens aneinanderliegen, wobei an den Stirnflächen nach außen ragende Kontaktstücke angeordnet sind.

Eine derart gestaltete elektrostatische Filterzelle mit einer luftdurchlässigen, dielektrischen Bahn hat den Vorteil, daß die Bauweise sehr gedrängt ist, da die Streifenelektroden in Verbindung mit den Endelektroden, die zur Verbindung mit der Stromquelle dienen, nur geringen Raum benötigen. Das Aufbringen der Elektroden auf einer einzigen Plattenseite und die spezielle Ausbildung der Elektroden gestatten eine einfache Herstellung der Filterzelle in Verbindung mit Materialersparnis und niedrigen Kosten. Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen elektrostatischen Filter das Auswechseln der Filterzelle wesentlich erleichtert, und die elektrische Verbindung zwischen Elektroden und Stromquelle ist stark vereinfacht.

An Hand der Zeichnungen wird eine beispielsweise Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

F i g. 1 ist eine Ansicht einer elektrostatischen Filterzelle;

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1;

F i g. ,3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 1;

F i g. 4 ist eine Draufsicht auf eine flach ausgebreitete Filterbahn;

F i g. 5 zeigt perspektivisch eine gefaltete Bahn; Fig. 6 zeigt den Filterzellenrahmen aufgefaltet;

F i g. 7 ist eine Schnittansicht durch eine Kontaktfläche des Rahmens.

Die in F i g. 4 flach ausgebreitet und in F i g. 5 gefaltet gezeigte Filterbahn 5 besteht aus einem luft- ίο durchlässigen, dielektrischen Filtermaterial, beispielsweise aus Papier, einem Vlies oder Filz aus Glasfasern. Auf der Bahn 5 sind im Abstand zueinander gelegene Streifen 7 und 8 durch Drucken, Sprühen oder Aufmalen von leitenden Stoffen, wie Aluminium, Silber oder Graphit, aufgebracht. Die Streifen 7 und 8 liegen vorzugsweise parallel zueinander. Die Polarität der aufeinanderfolgenden Streifen 7 und 8 soll entgegengesetzt sein. Dies wird dadurch erreicht, daß die Streifen 7 auf dem einen Rand der Bahn S in einer als Längsstreifen ausgebildeten Fläche 13 münden, und die Streifen 8 in einem Abstand vor dieser Fläche enden. Die Streifen 8 führen an dem anderen Rand der Bahn 5 zu Flächen 17 zusammen, wobei die Streifen 7 im Abstand vor diesen Flächen 17 enden. Die Flächen 17 können, wie in F i g. 4 dargestellt, so ausgebildet sein, daß jeweils nur zwei Streifen 8 zusammenmünden, sie können jedoch auch durchgehend, wie der Streifen 13, eine gemeinsame Fläche bilden.

Die so ausgebildete Filterbahn 5 wird, wie es aus den F i g. 2 und 5 zu ersehen ist, gewellt oder gefaltet und in den isolierenden Rahmen 1 zur Bildung einer Filterzelle eingebracht. Das Falten oder Wellen kann durch entsprechendes Anbringen von Falzen erleichtert werden.

Der Rahmen 1 ist quaderförmig ausgebildet, wobei die großen gegenüberliegenden Flächen für den Luftdurchlaß freigelassen sind und lediglich von Randflanschen umgeben werden. Der Rahmen 1 besteht üblicherweise aus Pappe oder einem anderen, elektrisch nicht leitenden Material. Die Stirnflächen 2 und 3 des isolierenden Rahmens 1 sind, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, mit einem Überzug 14 bzw. 18 versehen, der aus einem elektrisch leitenden Metall besteht. Auf jeder Stirnseite ist jeweils ein Kontaktstück 10 bzw. 11 vorgesehen, das mit einer Kontaktplatte 15 bzw. 19 an den leitenden Überzug 14 bzw. 18 der Stirnfläche 2 bzw. 3 angepreßt wird. Über die Kontaktstücke 10 und 11 wird die Verbindung mit der außerhalb der Filterzelle liegenden Spannungsquelle hergestellt.

Die entsprechend gefaltete Filterbahn 5 wird in den Rahmen 1 so eingebracht, daß die Randflächen 13 und 17 der Bahn 5 elektrisch leitend mit den Überzügen 14 und 18 der Stirnflächen 2 und 3 in Kontakt stehen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines elektrisch leitenden Klebstoffes erreicht werden. Die so fertiggestellte elektrostatische Filterzelle ist in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt.

Für einen Streifenabstand von 13 mm ist beispielsweise ein Gleichspannungsunterschied von 3000 V zweckmäßig. Bei einem Anbringen der Wellung parallel zu den Streifen sind deshalb die Wellen 13 mm oder ein ganzzahliges Vielfaches von 13 mm tief. Eine von der Spannung unabhängige Wellentiefe wird beispielsweise dann erreicht, wenn die Bahn S senkrecht zu den Streifen 7 und 8 gefaltet wird. Außerdem können an die Streifen verschieden geformte Sprossen angesetzt werden, wobei dieses Ansetzen immer so zu erfolgen hat, daß zu dem Streifen bzw. der Sprosse entgegengesetzter Polarität immer ein gleichbleibender Abstand vorhanden ist. Durch derartige Anordnungen ist eine weitere Bündelung der Kraftlinien zwischen den Streifen unterschiedlichen Potentials möglich.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrostatische Filterzelle, bestehend aus einer gewellten, luftdurchlässigen Bahn aus dielektrischem Material, an deren Oberfläche mit jeweils entgegengesetzter Polarität nebeneinanderliegende und gegeneinander isolierte elektrisch leitende Streifen angeordnet sind, und weiterhin bestehend aus einem Rahmen zur Aufnahme der Bahn sowie durch Mittel zur elektrischen Verbindung der auf der Bahn angeordneten leitenden Streifen und einer außerhalb liegenden Spannungsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Streifen (7, 8) beider Polaritäten nur auf einer Seite der Bahn (5) angeordnet sind, wobei die Streifen der einen Polarität entlang dem einen Rand der Bahn in ausgedehnten Flächen (13) untereinander verbunden sind und die Streifen der entgegengesetzten Polarität in Flächen (17) entlang dem zweiten Rand untereinander in Verbindung stehen, und daß die Flächen zur Kontaktgabe an leitenden Stirnflächen (14, 18) entgegengesetzter Polarität auf gegenüberliegenden Innenseiten des isolierenden Rahmens (1) aneinanderliegen, wobei an den Stirnflächen nach außen ragende Kontaktstücke (10,11) angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen