DE1407534A1

DE1407534A1 - Elektrofilter

Info

Publication number: DE1407534A1
Application number: DE19601407534
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: G A MESSEN JASCHIN FA
Current assignee: G A MESSEN JASCHIN FA
Priority date: 1960-09-21
Filing date: 1960-10-06
Publication date: 1969-04-10
Also published as: CH383344A

Description

Firma: G.A. Messen-Jaschin,Särnen (Schweiz).

ELEKTROFILTER

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Elektrofilter, das wenigstens einen Ionisator und wenigstens einen Satz von Abscheideelektroden aufweist.

Bei allen bekannten Elektrofiltern bildet das Abscheideelektrodensystem einen festen, stabilen Bauteil des Filters und besteht allgemein aus mehreren zusammengebauten Elementen aus Metall und/oder festem Kunststoff, Im Abscheideteil solcher Filter sammelt sich nach längerem Gebrauch zwangsläufig Schmutz an, der, soll das Filter seine Wirksamkeit nicht verlieren, von Zeit zu Zeit entfernt werden muss· Man ging deshalb zu einer Bauweise über, die ein einfaches Demontieren des Abscheideteils zu Reinigungszwecken ermöglichte. Das Reinigen der Abscheideelektroden ist aber meist eine zeitraubende und umständliche Arbeit, besonders dort, wo es sich um chemisch bezw. hygienisch weniger harmlose Abscheidestoffe handelt. Aus diesem Grunde war es bisher auch nicht möglich, sogen. ABC-Filter (Filter für radioaktive Partikel, Bakterien und Giftstoffe etc.) als Elektrofilter auszubildenj obwohl diese einen hervorragenden Abscheidewirkungsgrad besitzen und grossen Gas- bzw« Luftdurchsatz gestatten.

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Die vorliegende Erfindung vermeidet den eingangs genannten Nachteil und bezweckt die Schaffung eines Elektrofliters, der sich ohne weiteres zur Verwendung als ABC-Filter eignet» Das erfindungsgemässe Elektrofilter ist gekennzeichnet durch wenigstens zwei lösbar untereinander verbundene Bauteile, wovon der eine Bauteil den Ionisator aufweist, während der andere Bauteil ein Abscheide-Elektrodensystem besitzt, wobei mindestens das letztere als auswechselbares Wegwerfelement ausgebildet ist. Das Reinigungsproblem fällt dann vollständig weg; auch sind beim Auswechseln des Wegwerfelementes keine Einzelteile zu demontieren, sondern nur die beiden Bauteile müssen getrennt werden; während das beschmutzte Abscheide-Elektrodensystem weggeworfen, je nach Material z.B. verbrannt oder chemisch zerstört bezw. aufgelöst wird, setzt man den Ionisator-Bauteil mit einem neuen Abscheide-Elektrodensystem wieder zu einem vollständigen Filter zusammen. Es ist auch möglich, das ganze Filter als Wegwerfelement auszubilden; so können z.B. auch die SpannungsZuführungen zu den Elektrodensystemen als gedruckte Schaltungen ausgebildet sein, die relativ billig und leicht zu ersetzen sind.

In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Elektrofilter dargestellt; es zeigt :

Fig. 1 im Vertikalschnitt ein erstes Beispiel mit Doppel-Ionisator,

Fig. 2 und 3 im Vertikalschnitt Je ein weiteres Beispiel mit oben bezw. unten liegendem Einfach-Ionisator, Fig. h im Vertikalschnitt eine Variante zu Fig. 3,

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Fig, 5 im Vertikalschnitt eine Variante zu Fig. 1,

Fig. 6, 7 und 8 schaubildlich je ein weiteres Beispiel eines Elektrofilter nach der Erfindung, und

Fig. 9 schaubildlich eine weitere Ausführungsform der eine Wegwerfeinheit bildenden Abscheideelektroden·

Das in Fig. 1 gezeigte Elektrofilter besteht aus drei lösbar miteinander verbundenen Bauteilen A, B und C. Der Bauteil A besitzt einen starren beidseitig offenen Kastenrahmen 1 z.B. aus Metall oder Kunststoff, in welchem ein erstes Ionisations-Elektrodensystem eingebaut ist; das letztere besitzt eine Mehrzahl (nur drei gezeichnet) von in Abständen voneinander angeordneten, an Hochspannung anschliessbaren Spitzenelektroden 2. Das Bauteil B besitzt ebenfalls einen starren, beidseitig offenen Kastenrahmen 3? in welchem ein zweites Ionisations-Elektrodensystem eingebaut ist; das letztere besitzt eine der Zahl der Spitzenelektroden 2 des ersten Ionisations-Elektrodensystems entsprechende Anzahl von an Hochspannung anschliessbaren Spitzenelektroden 4. Die miteinander in Flucht befindlichen Spitzenelektroden 2 und 4 sind einander zugekehrt und besitzen einen geeigneten Spitzenabstand. Der Einfachheit halber sind die Hochspannungsanschlüsse der beiden Elektrodensysteme nicht dargestellt. Die Abmessungen der beiden Kastenrahmen 1 und 3 sind so gewählt, dass der Rahmen 1 leicht in den Rahmen 3 eingeschoben werden kann; eine Innenschulter 5 des Rahmens 3 dient dem Rahmen 1 als Auflager. Zwischen den beiden Ionisations-Bauteilen A und B liegt der Abscheide-Bauteil C; er besteht beim gezeichneten Beispiel aus einem Stück z.B. aus steifem Papier und besitzt eine Mehrzahl von konischen beiderends offenen Hohlkörpern 6 (entsprechend der Zahl der Elektrodenpaare 2, 4),

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die an ihrer auf der Seite des Bauteiles B liegenden Basis durch ein Bodenblatt 7 miteinander verbunden sind. Dieses Bodenblatt 7 dient ausser zur Verbindung der Hohlkörper 6 unter sich gleichzeitig auch als Einspannfolie für die ganze Baueinheit C; es liegt auf der Innenschulter 5 des Kastenrahmens 3 und wird durch den darauf abgestützten Kastenrahmen 1 festgehalten. Die Innenseite der Hohlkörper 6 ist mit einer elektrisch leitenden Schicht, z.B. mit einer Aluminiumfolie ausgekleidet. Die Anordnung ist so getroffen, dass je ein Elektrodenpaar 2, k- in einen der Hohlkörper 6 hineinragt, wobei diese Hohlkörper als Abscheideelektroden wirken.

Die beiden Bauteile A und B sind in nicht gezeichneter Weise unter gleichzeitigem Einspannen der Baueinheit C durch ein geeignetes Verbindungsmittel (z.B. Schrauben, Spannverschluss, Steckverschluss etc.) lösbar miteinander verbunden.

Beim Betrieb des beschriebenen Elektrofilter strömt das zu reinigende Gas in Pfeilrichtung a durch das Filter und passiert dabei die sich in Strömungsrichtung leicht verengenden Abscheideelektroden 6. Es hat sich gezeigt, dass mit der Gegenüberstellung je zweier Spitzenelektroden in jeder Abscheideelektrode nicht nur eine einwandfreie Ionisation sondern auch ein ausgezeichneter Abscheidegrad erreicht wird.

Wenn die Verschmutzung der Innenfläche der Abscheideelektroden einen bestimmten zulässigen Wert erreicht hat, löst man die Verbindung der beiden Bauteile A und B, hebt den Bauteil A aus dem Kastenrahmen 3 des Bauteils B und kann nun den Bauteil C ohne weiteres entfernen und durch einen neuen ersetzen.

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Auch wenn es sich beim Abscheidegut um sogen. ABC-Stoffe handelt, kann der beschmutzte Bauteil C ohne weiteres herausgenommen werden, da ja nur die Innenfläche der Elektroden 6 mit solchen Stoffen belegt sind. Auch wenn im unteren Bauteil B Spuren solcher Stoffe abgeschieden worden wären, so stellt dies doch für das Bedienungspersonal keine Gefahr dar, da zum Entfernen und Ersetzen der Abscheide-Baueinheit der untere Bauteil B nicht berührt werden muss. Anderseits könnte man natürlich auch die Kastenrahmen 1, 3 aus Wegwerfmaterial und die darin eingesetzten SpannungsZuführungen als einfache gedruckte Schaltungen herstellen, die leicht zu ersetzen sind. Diese als einfache Massenartikel relativ billig herstellbaren Filter könnten dann als ganzes weggeworfen werden.

Das in Fig. 2 gezeigte Elektrofilter setzt sich ebenfalls aus drei in der an Hand von Fig. 1 beschriebenen Weise zusammengesetzten Bauteilen A, B und C zusammen. Im Unterschied zum Filter nach Fig. 1 ist aber hier der untere Kastenrahmen 3 des Bauteils B leer, d.h. er enthält kein Ionisator-Elektrodensystem} dagegen ist der Kastenrahmen 1 des oberen Bauteils A, wie an Hand von Fig. 1 beschrieben,mit Spitzenelektroden 2 versehen, die in die konischen Elektroden 6 des Wegwerf-Bauteils C hineinragen.

Beim Beispiel nach Fig. 3 ist die Anordnung umgekehrt, d.h. nur der Kastenrahmen 3 des unteren Bauteils B enthält Ionisations-Spitzenelektroden h₉ während der Kastenrahmen 1 des oberen Bauteils A leer ist. Die Durchströmrichtung ist wiederum durch den Pfeil a angedeutet.

Bei der in Fig. h gezeigten Variante zum Beispiel nach Fig, 3 ist die Durchströmrichtung a zu jener der vorangehenden Beispiele umgekehrt, d.h. das zu reinigende Gas durchströmt die konischen Abscheideelektroden 6 des Wegwerfbauteils C vom engeren zum weiteren Ende hin. Hier ist der Bauteil A mit einem relativ schmalen Kastenrahmen la versehen, der anstatt leer wie gezeichnet auch analog Fig. 1 mit einem zweiten Ionisations-Elektrodensystem versehen sein könnte; der Kastenrahmen la stützt sich dabei unter Zwischenlage des Bodenblattes 7 des Wegwerf-Bauteils C auf einer Innenschulter 5 des hier relativ hohen, Kastenrahmens 3a des unteren, mit Spitzenelektroden k- versehenen Bauteils B ab. Diese Anordnung der konischen Abscheideelektroden bezüglich der Durchströmrichtung wird man dort wählen, wo vermieden werden soll, dass sich am engeren Rand der Abscheideelektroden Ablagerungen bilden.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Variante zum Beispiel nach Fig. 1 sind an Stelle der konischen Abscheideelektroden 6 Zylinderelektroden 6a vorgesehen. Diese zylindrischen Abscheideelektroden lassen sich überall dort verwenden, wo nicht aus Gründen der leichteren Stapelbarkeit der Wegwerf-Bau-feile die konische Form vorgezogen wird. Es versteht sich, dass auch die Varianten nach den Fig. 2 - h mit Zylinderelektroden ausgerüstet werden können. Ebenso lassen sich aber auch andere Elektrodenformen für den Abseheide-Bauteil denken, z.B. prismatische oder pyramidenförmige etc.

Während bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Bauteil C mit quer zur Durchstrftmriehtung liegendem

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Bodenblatt 7 zwischen zwei Bauteilen A und B wegnehmbar festgeklemmt ist, besitzen die Beispiele nach den Fig. 6 und 7 je einen mit zur Durchströmrichtung a parallelen Randkanten in einem Kastenrahmen eines anderen Bauteils lösbar festgehaltenen Wegwerf -Bauteil C. Gemäss Fig· 6 ist der Bauteil C durch sich kreuzende Platten 8 z.B. aus metallkaschiertem Papier, Kunststoff oder einem anderen brennbaren oder chemisch auflösbaren Material gebildet. Die zwischen den Platten 8 gebildeten prismatischen Kammern bilden die Abscheidekammern, in welche je eine Spitzenelektrode eines oder zweier nicht gezeichneter Ionisations-Bauteile (analog den Figuren 1-3) hineinragt. Beim gezeichneten Beispiel sind die Platten 8 in Wandnuten eines Kastenrahmens 9 eines unteren Bauteils B herausnehmbar eingesetzt; ein nicht gezeichneter Ionisations-Bauteil kann abnehmbar in Form eines Deckels auf diesen Kastenrahmen 9 aufgesetzt sein.

Bei der in Fig· 7 gezeigten Variante ist der Wegwerf-Bauteil C ebenfalls aus Plattenmaterial gebildet und in zur Durchströmrichtung a parallelen Innennuten eines Kastenrahmens 9 des Bauteils B herausnehmbar eingesetzt. Die Abscheideelektroden des Wegwerf-Bauteils C sind durch halbzylindrische Ausbuchtungen

10 zweier aufeinander gelegter Platten 11 z.B. aus metallkaschiertem Papier oder Kunststoff gebildet, in welche wiederum die nichtgezeichneten Spitzenelektroden des bezw. der Ionisations-Elektrodensysteme des Bauteils B und/oder A (nicht gezeichnet) hineinragen. Die jeweils eine Elektrodenreihe bildenden Plattenpaare

11 können einzeln oder in nicht gezeichneter Weise zu einer Einheit verbunden in den Kastenrahmen 9 eingesetzt sein·

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Bei der in Fig. 8 gezeigten Variante ist in den Kastenrahmen 9 des Bauteils B ein aus Einzelelementen 12 zusammengesetzter Bauteil C eingesetzt· Die die Abscheideelektroden aus Wegwerfmaterial bildenden Elemente 12 besitzen einen konischen (oder auch zylindrischen) Rohrteil 13 und einen im Querschnitt quadratischen Endteil 14. Die aneinanderstossenden Endteile 14 können aneinandergeprqsst (z.B. verrippt) oder aneinandergeleimt sein. Sie bilden, wenn sie auf der Zuströmseite des Filters angeordnet sind, ein wirksames Anströmgitter, das eine einwandfreie Aufteilung der eintretenden Luft in die durch die Abscheideelektroden strömenden Teilströme bewirkt.

In allen vorangehend beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen sind die rohrförmigen Abscheideelektroden durch zusammengefügte bezw. verformte blattförmige Materialteile gebildet. Wie in Fig. 9 gezeigt ist es aber auch möglich, die Abscheideelektroden durch zylindrische (oder konische)Ausnehmungen 14 in einem Materialblock 15 zu bilden. Solche Blöcke lassen sich durch Giessen oder Pressen von Kunststoff z.B. aus einem erhärtenden Kunststoffschaum mit geschlossenen Poren herstellen. Der Block soll aus brenn-, schmelz- oder chemisch auflösbarem Material bestehen. Die Wand der Blockausnehmungen ist mit einem elektrisch leitenden Belag 16 versehen; dieser Belag kann durch Einsetzen einer Metallfolie oder durch eine metallisierende Oberflächenbehandlung geschaffen sein. Die Beläge 16 der einzelnen Blockausnehmungen 15 können durch einen die Unterseite des Blockes bedeckenden elektrisch leitenden Belag miteinander verbunden sein. Die übrigen Blockflächen sollen entweder durch die Art ■ des Blockmaterials oder eine geeignete Oberflächenbehandlung

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spannungsisolierend sein. Auch die als Ionisatoren ausgebildeten Einheiten können entsprechende Blockform aufweisen, indem die Ionisationselektroden in einem relativ flachen Block aus Isoliermaterial eingesetzt sind. Der Gerätekasten enthält dann zwei bezw. drei übereinanderliegend angeordnete Blöcke, wovon mindestens der Abscheideblock als Wegwerfelement ausgebildet ist.

Bei allen beschriebenen Elektrofiltern sind mindestens die Abscheideelektroden einer Wegwerfeinheit aus leicht zerstörbarem Material. Werden chemische Lösungsmittel zur Zerstörung der gebrauchten Wegwerfeinheiten verwendet, so sind diese meist so aktiv, dass sie auch antiseptisch wirken und somit auch ausgeschiedene Bakterienablagerungen unschädlich machen können.

Die vorangehend beschriebenen Elektrofilter sind je aus drei lösbar zusammengesetzten Bauteilen aufgebaut; es sind aber auch Ausführungen denkbar, bei welchen der die Abscheideelektroden aufweisende Wegwerf-Baute11 direkt an einem einzigen Ionisations-Bauteil auswechselbar befestigt ist} es kann so auch das ganze Filter als Wegwerfeinheit ausgebildet sein, falls sich die Ionisations-Spitzenelektroden einfach und billig genug herstellen lassen.

Die beschriebenen Elektrofilter können praktisch in beliebiger Grosse und mit einer beliebigen Anzahl von Abscheideelektroden gebaut werden. Auch sind Ausführungen denkbar, bei welchen hintereinander mehrere Abscheidestufen vorgesehen sindj solche Filter enthalten dann mehrere (immer als Wegwerfelemente ausgebildete) Abscheide-Bauteile mit den zugeordneten Ionisations-Bauteilen·

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An Stelle von HochspannungsIonisatoren mit Spitzenelektroden können auch radioaktive Ionisatoren verwendet werden. Die Träger der radioaktiven Präparate können als spannungführende. Gegenelektroden für die geerdeten Abscheideelektroden dienen. Es sind auch kombinierte Ionisatoren denkbar, die sowohl radioaktive Präparate als auch hochspannungführende Spitzen- oder Drahtelektroden aufweisen.

Claims

Patentansprüche : φ*****************************

1. Elektrofilter, das wenigstens einen Ionisator und wenigstens einen Satz von Abscheideelektroden aufweist, gekennzeichnet durch wenigstens zwei lösbar miteinander verbundene Bauteile, wovon der eine Bauteil den Ionisator aufweist, während der andere Bauteil ein Abscheide-Elektrodensystem besitzt, wobei mindestens das letztere als auswechselbares Wegwerfelement ausgebildet ist*

2. Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionisations-Bauteil einen Kastenrahmen besitzt, in welchem der Abscheide-Bauteil lösbar befestigt ist.

3. Elektrofilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei unter Zwischenlage eines Trägers des Abseheide-Elektrodensystems lösbar miteinander verbundene Bauteile aufweist, die je einen den Gasdurchlass bildenden Kastenrahmen besitzen, wovon mindestens der eine mit Ionisations-Spitzenelektroden versehen ist, die je in eine als Hohlkörper ausgebildete Abscheideelektrode hineinragen.

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4. Elektrofilter, nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass beide den Abscheide-Bauteil zwischen sich festhaltenden Kastenrahmen je einen Satz von Spitzenelektroden enthalten, wobei die paarweise von entgegengesetzten Seiten in je eine Abscheideelektrode hineinragenden Spitzenelektroden mit Abstand einander in Flucht gegenüberstehen·

5· Elektrofilter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheide-Bauteil als Wegwerfelement z.B. aus brennbarem oder chemisch auflösbarem Material wie Papier oder Kunststoff besteht.

6. Elektrofilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheide-Bauteil einen Block mit durchgehenden, zylindrischen oder konischen Ausnehmungen aufweist, deren Wandung einen die Abscheideelektroden bildenden, elektrisch leitenden Belag aufweisen.

7. Elektrofilter nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideelektroden Hohlkonusse oder Zylinder mit elektrisch leitender Innenfläche sind.

8. Elektrofilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Blockseite einen die Wandbeläge der Blockausnehmungen unter sich verbindenden, elektrisch leitenden Belag aufweist,

9. Elektrofilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideelektroden von einem sie verbindenden Bodenblatt wegragen.

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10. Elektrofilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideelektroden einen im Querschnitt quadratischen Bndteil besitzen, mittels welchem sie zu einer Einheit zusammengefügt, z.B. gepresst oder geleimt sind.

11. Elektrofilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abseheide-Bauteil durch miteinander verbundene Platten aus brennbarem oder chemisch auflösbarem Material besteht, die gegenseitig so angeordnet und geformt sind, dass zwischen ihnen Abscheidekammern gebildet sind.

12. Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Bauteile als Wegwerfelemente z.B. aus brennbarem oder chemisch auflösbarem Material wie Papier oder Kunststoff bestehen.

13· Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er mehrere hintereinandergeschaltete Abseheide-Bauteile aufvreist.

14. Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionisator auf spannungführenden Trägern sitzende radioaktive Präparate aufweist.

15. Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionisator zusätzlich zu spannungführenden Spitzenoder Drahtelektroden radioaktive Präparate aufweist.

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