DE1457309A1

DE1457309A1 - Method and device for electrostatic deposition

Info

Publication number: DE1457309A1
Application number: DE19621457309
Authority: DE
Inventors: Rich Theodore Alfred
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1961-05-26
Filing date: 1962-05-25
Publication date: 1968-11-28
Also published as: GB962773A

Description

General Electric Gom'oany, Schenectady II.Y./U.S.A.General Electric Gom'oany, Schenectady II.Y./U.S.A.

Verfahren und Einrichtung zum elektrostatischen AbscheidenMethod and device for electrostatic deposition

Die Erfindung bezieht sich auf ein neues und verbessertes Abscheide- bzw. Ausfällgerät und ein Verfahren zum Abscheiden von kleinen in der Luft befindlichen Aerosolpartikeln aus einem Luftstrom.The invention relates to a new and improved one Separation or precipitation device and a method for separating out small airborne aerosol particles an air stream.

Die allmählich immer stärker werdenden Luftverunreinigungen in städtischen Bereichen durch industrielle Einrichtungen, Produktionsbetriebe und dergleichen hat den Bedarf an wesentlich besseren Einrichtungen zum Entfernen unerwünschter in der Luft befindlicher Aerosolpartikel, wie z.B. Rauch, Ruß und anderer Verunreinigungen vor deren Verteilung in der Luft wesentlich vergrößert. Es gibt bereits elektrostatische Ausfällapparate bzw. Staubabscheider, um derartige in der Luft befindliche Verunreinigungen auszuscheiden. Diese Einrichtungen haben jedoch bestimmte Nachteile, die in ihrer Eigenart liegen. So dient bei derartigen elektrostatischen Staubabscheidern eine Koronaentladung dazu, das Entfernen von Partikeln oder Verunreinigungen zu erleichtern, die in einem durchströmenden Luftstrom vorhanden sind. Dadurch wird die Verwendung hoher elektrischer Spannungen und verh ältnismäßig großer elektrischer Apparate notwendig, Schwierigkeiten ergeben sich hierbei aufgrund des Durchschlagene, der ^Lichtbogenbildung und ähnlicher Effekte zusätzlich zu der an sich nachteiligen großen Bauweise. Eine Einrichtung nach der Erfindung umgeht diese bei bekannten elektrostatischen Htaubabschaidern auftretenden Schwierigkeiten. Die Erfindung schließt auch eine wirksame, künstliche Quelle kleiner Ionen ein, die dazu verwendet werden kann, große Mengen an in der Luft befindlichen Aerosolpartikeln mit positiver oder negativer Ladung zu versehen.The gradually increasing air pollution in urban areas from industrial facilities, Manufacturing plants and the like have a need for much better facilities for removing undesirable aerosol particles in the air, such as smoke, Soot and other contaminants are significantly enlarged before they are dispersed in the air. There are already electrostatic ones Precipitators or dust separators to such in the air to separate out any impurities. However, these facilities have certain disadvantages inherent in their nature lie. In such electrostatic dust collectors, a corona discharge is used to remove them to relieve particles or contaminants that are present in a flowing air stream. Through this is the use of high electrical voltages and proportionally Large electrical apparatus is necessary, difficulties arise here because of the breakdown, the arc formation and similar effects in addition to the inherently disadvantageous large size. A facility after the Invention avoids these difficulties encountered with known electrostatic dust separators. The invention also includes an effective, artificial source of small ions that can be used to generate large amounts of in the To provide airborne aerosol particles with a positive or negative charge.

"*" ' 809810/1204"*" '809810/1204

Es ist deshalb eine wesentliche Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes elektrostatisches Abscheidegerät zu schaffen, das in seiner Konstruktion kompakt ist und das eine verhältnismäßig geringe elektrische Betriebsspannung benötigt.It is therefore an essential object of the invention to provide a new and improved electrostatic precipitator to create which is compact in its construction and which has a relatively low electrical operating voltage needed.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes flammenionisierungsverfahren zur Erzeugung künstlich geladener Partikel anzugeben.It is another object of the invention to provide a new and improved flame ionization process for production artificially charged particles.

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung ist eine Einrichtung zum Abscheiden von in der Luft befindlichen Partikeln vorgesehen, die eine Ionenquelle a_ufweifit, welche in einem Flüssigkeitsstrom angeordnet ist, in dem unerwünschte, in der Luft befindliche Aerosolpartikel enthalten sind. Aufgrund der Diffusion und unter Einv/irkung der elektrischen Felder v/erden die Ionen von der Quelle durch die Aerosolpartikel, die in einem über die Quelle strömenden luftstrom enthalten sind, erfaßt. Eine Kollektor-Elektrodenanordnung ist in Strömungsrichtung hinter der Ionenquelle angeordnet und weist mehrere profilierte Kollektor-Elektrodenbauteile auf, die auf einem bestimmten elektrischen Potential gehalten werden. Die Kollektor-Elektrodenbauteile sind so ausgebildet, daß sie einen glatten laminaren oder stromlinienförmigen Verlauf des die Partikel führenden flüssigen Mediums durch die Bauteile in der Anordnung ergeben. Die Ionenquelle weist eine kleine Flamme auf. Die Erfindung gibt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung kleiner Ionen gewünschter Polarität aus dieser Flamme an.In the practice of the invention, there is a device for separating airborne Particles provided, which a_ufweifit an ion source, which is arranged in a liquid stream, in which undesired, airborne aerosol particles are contained. Due to the diffusion and under the action of the electric fields, the ions are grounded from the source through the aerosol particles, contained in an air stream flowing over the source. A collector electrode assembly is shown in Direction of flow arranged behind the ion source and has several profiled collector electrode components, which are kept at a certain electrical potential. The collector electrode components are designed in such a way that that they have a smooth laminar or streamlined shape Result of the course of the liquid medium guiding the particles through the components in the arrangement. The ion source points a small flame. The invention provides a method and an apparatus for generating small ions of desired ones Polarity from this flame.

Nach dem Verfahren wird eine elektrisch, leitende FlammenqueHe verwendet, die in der JNahe eines .elektrisch leitenden äußeren Bauteiles vorgesehen ist, welehe);,außerhalb der Heißtemperaturzone der Flammenquelle liegt. Es wird ein elektrisches Potential zwischen dem elektrisch leitenden äußeren Bauteil und der Flammenquelle aufgebaut, das genügend groß ist und eine solche Polarität aufweist, daß kleine Ionen gleicher Polarität*After the procedure, an electrically conductive flame is created used, which is close to an electrically conductive outer Component is provided, welehe);, outside the hot temperature zone the source of the flame. There is an electrical potential between the electrically conductive outer component and the flame source, which is sufficiently large and has such a polarity that small ions of the same polarity *

8 0 9810/ 1 204-8 0 9810/1 204-

wie das der Flammenquelle zugeführte Potential in den Bäumen zwischen Flammenquelle und äußerem Bauteil getrieben werden. Einige der auf die se Weise erzeugten Ionen stoßen dann mit Aerosolpartikeln in der Luft oder einem anderen flüssigen Medium in diesem Raum zusammen oder haften an ihnen. Im folgenden wird anhand von Ausführungsbeispielen die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert: how the potential supplied to the flame source is driven in the trees between the flame source and the external component. Some of the ions generated in this way then collide with or adhere to aerosol particles in the air or another liquid medium in that space. In the following, the invention will be explained in more detail using exemplary embodiments in conjunction with the drawing:

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines neuartigen und verbesserten Abscheidegerätes gemäß der Erfindung, wobei ein Teil des äußeren Gehäuses weggebrochen dargestellt ist , damit die konstruktive Ausbildung sichtbar wird.Fig. 1 shows a perspective view of a novel and improved separator according to the invention, a portion of the outer housing is shown broken away to allow the structural design becomes visible.

Pie,, 2 zeigt einen Quer schnitt durch das in Fig. 1 gezeigte A^scheidegerät.Pie ,, 2 shows a cross section through that shown in FIG A ^ separator.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Abscheidegerät nach Fig. 1, wobei deifobere Teil des äußeren Gehäuses des Abscheidegerätes entfernt ist, damit die bauliche Anordnung der verschiedenen Bestandteile des Abscheidegerätes sichtbar wird.Fig. 3 is a plan view of the separator of Fig. 1, the upper part of the outer housing of the separator is removed, so that the structural arrangement of the various components of the separator becomes visible.

Fig. 4 stellt einen Teilschnitt dar, der die Konstruktion desFig. 4 is a partial section showing the construction of the

Kollektor-Elektrodenbauteiles dt-s Abscheidegerhtes ■ nach den Figuren 1 bis 3 zeigt.Collector electrode component dt-s Abscheidegerhtes ■ according to Figures 1 to 3 shows.

Fig. 5 stellt eine Kurve dar, die den Wirkungsgradverlauf für Abscheidegeräte angibt, die unter Bedingungen arbeiten, die entweder eine Wirbelströmung oder eine laminare Strömung einer Partikel enthaltenden Flüssigkeit durch die Kollektor-Elektrodenanürdnung ergeben und die einen Vergleich des Wirkungsgrades zweier Betriebsweisen zeigen.Fig. 5 shows a curve showing the efficiency curve for separators operating under conditions that are either vortex or result in laminar flow of a liquid containing particles through the collector electrode arrangement and the show a comparison of the efficiency of two modes of operation.

Fig.1A zeigt ein grundlegendes Gerüt, wie es zur DurchführungFig.1A shows a basic device of how it is used to carry out

des neuen Verfahrens zur Erzeugung kleiner geladener ' Ionen auf einer Flamme erforderlich ist.of the new process for generating small charged ions on a flame is required.

809810/1204809810/1204

Mg. 6 ist ein schematisches Schaltdiagramm einer elektrischen Steuerschaltung, die zur Steuerung der das Abscheidegerät nach den Figuren 1 bis 3 betätigenden Motoren dient undMg. 6 is a schematic circuit diagram of an electrical Control circuit which is used to control the motors which actuate the separator according to FIGS. 1 to 3 and

Fig. 7 ist ein Teilschnitt der inneren Ausbildung eines Teiles des Abscheiöegerätrs.Figure 7 is a partial cross-sectional view of the internal configuration of a portion of the peeler.

In Figur 1 ist ein neues und verbessertes Abscheidegerät gemäß der Erfindung gezeigt, es weist .ein äußeres Gehäuse 11 auf, das einen Sammelraum 12 darstellt. Zwei Reinigun/rskammern 13 und 14 sind räumlich auf entgegengesetzten Seiten des Sammelraumes 12 angeordnet, wobei jede Reinigungskammer ein (nicht gezeigtes) Füllgefäß besitzt, das an der Unterseite befestigt ist, und Schmutzpartikel und dergleichen aufnimmt, die von dem. Abscheidegerät beim Reinigungsvorgang entfernt werden. Die Wirkungsweise des Sammelraumes 12 besteht darin, daß auf den Abgas- oder einen anderen Flüssigkeitsstrom eingewirkt wird, der in Richtung der Pfeile durch den Sammelraum strömt, um Rauch , Ruß und andere in der Luft befindliche Aerosolpar-ikel und Verschmutzungen herauszulösen und diese Partikel auf mehreren Kollektor-Elektrodenbauteilen, die im folgenden näher beschrieben werden, abzulagern. Die Wirkungsweise der beiden Reinigungskammern 13 und 14 besteht darin, die Oberflächen der Kollektoranordnung nach einer bestimmten Betriebsperiode zu reinigen, damit die Betriebsleistung der Abscheidevorrichtung nicht verschlechtert wird. Die Kollektoranordnung ist zweistufig d-rgeotellt, die Erfindung ist jedoch nicht auf zwei oder mehr Stufen beschränkt, da eine einzelne lange Stufe sogar für bestimmte Anwendungsfälle noch leistungsfähiger sein kann. Jede Stufe der Kollektoranordnung wird durch ein Flammenionisierungsbauteil 15 oder 16 ausgebildet, an das eine zugehörige Kollektor-Elektrodenanordnung angeschlossen i;t, die aus mehreren profilierten Kollektor-Elektrodenbauteilen 17 oder 18 'besteht, die von den entsprechenden zugeordneten Flammenionisierungsbaut/eilen 15 oder 16 aus gesehen in Flußrichtung abwärts angeordnet sind.In Figure 1, a new and improved separator according to the invention is shown, it has .ein outer housing 11, which represents a collecting space 12. Two cleaning chambers 13 and 14 are spatially arranged on opposite sides of the plenum 12, each cleaning chamber being a Has a filling vessel (not shown) which is attached to the bottom and which receives dirt particles and the like, those of that. Separation device must be removed during the cleaning process. The way in which the collecting space 12 works is that is acted on the exhaust gas or another liquid flow, which is in the direction of the arrows through the plenum flows to release smoke, soot and other airborne aerosol particles and debris and these Particles to be deposited on several collector electrode components, which are described in more detail below. The mode of action of the two cleaning chambers 13 and 14 is to clean the surfaces of the collector assembly after a certain period of operation, so that the operating performance of the Separation device is not deteriorated. The collector arrangement is two-stage d-rgeotellt, but the invention is not limited to two or more levels, as a single long level is even more powerful for certain use cases can be. Each stage of the collector arrangement is formed by a flame ionization component 15 or 16, to which an associated collector-electrode arrangement is connected, which consists of several profiled collector-electrode components 17 or 18 'consists of the corresponding associated flame ionization components 15 or 16 are arranged downwards in the flow direction as seen from.

809810/ 1809810/1

Die eigentliche tflaiameiiionisierungseinrichtung ist in !Figur 1A dargestellt und weist ein äußeres Bauteil in Form einer Leitung 71 auf, das von einem Luft- oder einem anderen Aerosolpartikel führenden Flüssigkeitsstrom in Richtung der Pfeile durchflossen wird, und das aus Aluminium oder einem anderen elektrisch leitenden Material hergestellt ist. Die Aluminium!eitung 71 kann zylindrisch ausgebildet sein und weist eine isolierte öffnung 74 an der Seite auf, durch die ein Kapillarrohr 72 aus korrosionsbeständigem Stahl eingeführt wird. Das Kapillarrohr 72 ist mechanisch über ein Isolierrohr 77 und ein Steuerventil 78 mit einer Brennstoffquelle 79, z.B. Erdgas , Wassergas oder dergleichen, verbunden, das gezündet wird und eine Flamme 73 erzeugt. Das Kapillarrohr 72 aus korrosxonsbeständigem Stahl wird mechanisch in der Leitung 71 in einer solchen Stellung gehalten, daß die V/andungen des Behälters 71 außerhalb der Heißtemperaturzone der Flamme am linde des Rohres 72 angeordnet sind. Mit "Heißtemperaturzone" ist die Zone gemeint, die die Flamme 73 ä· und deren unmittelbare Umgebung umfaßt, in der die Temperatur hoch genug ist, um eine Ionisierung der Moleküle nach der Saha-Gleichung und damit eine gut* Leitfähigkeit zu erzeugen. Dieser Bereich ist begrenzt und in der Literatur definiert.The actual tflaiameiiionisierungseinrichtung is in! Figure 1A and has an outer component in the form of a Line 71, the liquid flow leading from an air or other aerosol particles in the direction of the Arrows flowed through, and that made of aluminum or one other electrically conductive material is made. The aluminum line 71 can be cylindrical and has an insulated opening 74 on the side, through which a capillary tube 72 made of corrosion-resistant steel is inserted will. The capillary tube 72 is mechanically connected to a fuel source via an insulating tube 77 and a control valve 78 79, e.g., natural gas, water gas or the like, which is ignited and a flame 73 is generated. The capillary tube 72 made of corrosion-resistant steel is mechanically held in the line 71 in such a position that the connections of the container 71 outside the hot temperature zone of the flame are arranged on the linde of the pipe 72. With "hot temperature zone" is meant the zone which the flame 73 ä · and its includes immediate surroundings in which the temperature is high enough to cause ionization of the molecules according to the Saha equation and thus to generate good * conductivity. This area is limited and defined in the literature.

Eine elektrische Schaltanordnung erzeugt ein elektrisches Potential zwischen dem Kapillarrohr 72 und der äußeren Aluminiumleitung 71 und weist vorzugsweise eine Hochspannungsgleichstromquelle 75 auf, die als Batterie dargestellt ist. Die Batterie 75 ist über einen doppeltpoligen Wendeschalter 76 geschaltet, bei dem zwei diagonal gegenüberliegende feste Kontakte mit dem Kapillarrohr 72 und das andere Paar der diagonal gegenüberliegenden festen Kontakte mit der Aluminiumleitung 71 und mit iirde verbunden sind. Die beweglichen Kontakte des Schalters 76 sind an die Ausgangsklemmen der Gleichstromspannungsquelle 75 gelegt, so daß der Umkehrschalter zur Umkehr der Polarität des Potentials, das zwischen der äußeren Leitung 71 und dem Kapillarrohr 72 angelegt wird, verwendet werden kann·An electrical switching arrangement creates an electrical potential between the capillary tube 72 and the outer one Aluminum line 71 and preferably has a high voltage DC power source 75, which is shown as a battery. The battery 75 is via a double pole reversing switch 76 switched, in which two diagonally opposite fixed contacts with the capillary tube 72 and the other Pair of the diagonally opposed fixed contacts are connected to the aluminum line 71 and to iirde. The moving ones Contacts of switch 76 are connected to the output terminals of the DC voltage source 75 placed so that the reversing switch to reverse the polarity of the potential between the outer line 71 and the capillary tube 72 is applied, can be used

809810/1204809810/1204

Die folgenden Bentimmungsgrößen sind zwar.nicht zwingend erforderlich, sie werden aber zum Zweck der Darstellung einer bestimmten Anordnung erläutert, die zur Durchführung des neuartigen Flammenionisierungsverfahrens mit der in Figur 1A der Zeichnung gezeigten Einrichtung zweckmäßig ist. Die Aluminiumleitung 71 kann in Form eines Zylinders mit einem Druchmesser von etwa 15 cm und einer Länge ebenfalls von etwa 15 cm hergestellt sein. Das aus korrosionsbeständigem Stahl bestehende Kapillarrohr 72 kann etwa 0,5 mm Durchmesser aufweisen, wobei das offene Ende sich bis etwa zur Mitte der zylindrischen Leitung 71 erstreckt. Ein bestimmter gasförmiger Brennstoff, der durch das Ka/pillarrohr 72 geleitet wurde, bestand aus 40 # V/assärrstoff und 60 fo Propangas, und die Gleichstromquelle 75 war Vorzugs weise eine 5-10 kV-Gleichstromquelle veränderlicher Leistung. Bei der Durchführung des vorbeschriebenen Ver.Lahrens ist es erwünscht, daß der äußere Behälter 71 geerdet ist, so daß das innere Kapillarrohr 72 entweder auf negativem oder auf positivem Potential gegenüber dem äußeren Behälter liegt.The following defining variables are not absolutely necessary, but they are explained for the purpose of illustrating a specific arrangement which is expedient for carrying out the novel flame ionization process with the device shown in FIG. 1A of the drawing. The aluminum line 71 can be made in the form of a cylinder with a diameter of approximately 15 cm and a length likewise of approximately 15 cm. The capillary tube 72 made of corrosion-resistant steel can have a diameter of approximately 0.5 mm, with the open end extending to approximately the center of the cylindrical conduit 71. A certain gaseous fuel through the Ka / pillarrohr was passed 72, consisted of 40 # V / assärrstoff and 60 fo propane, and the DC power source 75 was preference, a 5-10 kV DC source variable power. In carrying out the above process, it is desirable that the outer container 71 be grounded so that the inner capillary tube 72 is at either a negative or a positive potential with respect to the outer container.

γ/ird der doppelpolige Wende-Auswählschalter 76 nach rechts gelegt, wird das Kapillarrohr 72 negativ gegenüber dem äußeren zylindrischen Behälter 71. Beim Verbrennunrsvorgang werden sowohl kleine positive als auch negative Ionen erzeugt und die Gesamtheit der positiven und negativen Ionen würde sich entgegenwirken, wenn kein elektrisches Feld vorhanden wäa?äe wäre. Da aber das Rohr 72 auf negativem Potential gegenüber der äußeren Leitung 71 liegt, werden die kleinen positiven Ionen, die durch die Flammenquelle erzeugt werden, zum Rohr 72 angezogen u :d die negativen Ionen werden in den Raum zwischen dem Rohr 72 und der Leitung 71 zurückbewegt. Damit kann die Flamme 73 vom Ende des Kapillarrohres 72 weggezogen werden, bis das Potential der Flamme einen Gleichgewichtswert für die Betriebsbedingungen annimmt, bei dem die Anzahl der von der Flammenfläche abgestoßenen positiven Ionen gleich der Anzahl·der aus der Flamme austretenden "negativen Ionen ist.The double pole reversing selector switch 76 turns to the right placed, the capillary tube 72 becomes negative with respect to the outer cylindrical container 71. During the combustion process Both small positive and negative ions would be generated and the entirety of the positive and negative ions would come together counteract if there were no electric field were. But since the tube 72 is at a negative potential with respect to the external line 71, the small ones are positive Ions generated by the flame source are attracted to tube 72 and the negative ions are drawn into space moved back between the tube 72 and the conduit 71. The flame 73 can thus be drawn away from the end of the capillary tube 72 until the potential of the flame assumes an equilibrium value for the operating conditions at which the number of from the positive ions repelled by the flame surface is equal to the number of "negative ions" emerging from the flame.

0 9 810/1204+49 9 810/1204

Bei der Wanderung zur Leitung 71 verbinden sich die nagativen Ionen mit den meisten ungeladenen, im Luftstrom vorhandenen Aerosolpartikeln im Raum zwischen der Fxammenquelle und der Leitung oder stoßen mit ihnen zusammen.' Bei der Verbindung "bzw. beim Zusammenstoß mit den ungeladenen Aerosolpartikeln legen sich die negativen Ionen an die Partikel an und geben ihnen eine Ladung, die bewirken kann, daß die so geladenen Aerosolpartikel von den geerdeten Wandungen der Leitung 71 angezogen werden. Wenn der Umkehrschalter 76 in die entgegengesetzte Richtung- gelegt wird, so daß das Kapillarrohr 72 positiv gegenüber der äußeren Behälterwandung 71 wird, werden die negativen Ionen in der Flamme 73 vom Kapillarrohr angezogen und die positiven Ionen werden in den das Rohr 72 umgebenden Raum abgestoßen. Diese positiven Ionen verbinden sich mit nichtgeladenen Aerosolpartikeln, die in der Luft oder in einem anderen gasförmigen Medium vorhanden sind, welches durch die Leitung 71 in Richtung der Pfeile strömt, um die Aerosolpartikel negativ zu laden. Die geladensn Aerosolpartikel werden dann zu der geerdeten "/andung der Leitung 71 angesogen. Die kleinen pesitiven und negativen Ionen, die auf diese Weise erzeugt werden, sind in solcher Zahl vorhanden, daß Rauch oder andere natürliche Quellen von in Luft befindlichen Aerosolpartikeln, ausgenommen die Flamme, in den Behälter unterhalb der Flamme 73 eingeführt werden können und daß die kleinen Ionen, die während des Flammenionisierungsvorganges erzeugt werden, mehr als ausreichend sind, um die Rauchpaetikel zu laden. Einige von ihnen werden zur Wandung der Leitung 71 befördert. Ferner wurde ermittelt, daß durch Vergrößerung der Flaiime 73 die Anzahl der kleinen Ionen, die durch die Flammenquelle in der vorbeschriebenen Weise erzeugt wird, proportional vergrößert werden kann. Infolgedessen kann unterstellt werden, daß die F^lamme 73 als Quelle kleiner positiv oder negativ geladener Ionen dient, die für Experimentierzwecke verwendet werden kann, oder aber die zur Entfernung unerwünschter Aerosolpartikel, die in der Atmosphäre vorhanden sind, dienen kann, so daß die Verunreinigung der Atmosphäre durchAs the nagative ions migrate to line 71, they combine with most of the uncharged ions present in the air stream Aerosol particles in the space between the flame source and the pipe or collide with them. ' When connecting "or when they collide with the uncharged aerosol particles, the negative ions attach themselves to the particles and give off give them a charge which can cause the aerosol particles thus charged from the earthed walls of the line 71 be attracted. When the reversing switch 76 is turned in the opposite direction so that the capillary tube 72 becomes positive with respect to the outer container wall 71, the negative ions in the flame 73 are attracted by the capillary tube and the positive ions are repelled into the space surrounding the tube 72. These positive ions connect deal with uncharged aerosol particles in the Air or another gaseous medium is present, which flows through the line 71 in the direction of the arrows, to negatively charge the aerosol particles. The charged aerosol particles are then grounded to the Line 71 sucked in. The small positive and negative ions created in this way are in such Number present that smoke or other natural sources of airborne aerosol particles, excluding those Flame, introduced into the container below the flame 73 and that the small ions generated during the flame ionization process are more than are sufficient to charge the smoke particles. Some of them are conveyed to the wall of the line 71. It was also found that by enlarging the flaiime 73 is proportional to the number of small ions generated by the flame source in the manner described above can be enlarged. As a result, it can be assumed that the flame 73 as a source is less positive or negative charged ions is used, which can be used for experimental purposes, or which is undesirable for removal Aerosol particles that are present in the atmosphere can serve to keep the atmosphere from being contaminated

derartige Partikel verringert ward. _,,_such particles were reduced. _ ,, _

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

809810/12(H809810/12 (H.

Eine ins Einzelne gehende Konstruktion der Flammenionisierungseinrichtung 15 oder 16 nach Figur 1 ist in Figur 2 gezeigt, aus der zu entnehmen ist, daC die Flammenionisierungseinrichtung aus mehreren perforierten Rohrleitungen 21 besteht, die zwischen zwei senkrecht angeordneten Speiserohrleitungen 22 und 23 verlaufen, welche mit einer Brennstoffquelle für gasförmigen Brennstoff verbunden ist. Die Perforationen sind in den Roh]'leitungen 21 in einer Linie längs der stromabwärts liegenden Seite* der Rohrleitungen° ausgebildet und verlaufen in der gesamten Länge der Rohrleitungen, Damit ergibt jede Rohrleitung eine !flamme etwa auf der ganzen Länge, die in einer vfeise ähnlich der Flamme 73 nach Figur 1A wirkt. Wie in Figur 1A erzeugt der Verbrennungsvorgang kleine Ionen in ziemlich großer Anzahl. Da die Flammenionisierungseinrichtung zusammen mit einem elektrischen Feld betrieben wird, das auf die Ionen bestimmter Polarität, z.B. die negativen Ionen, einwirkt, werden diese Ionen von der Flammenquelle abgestoßen. Dabei stoßen diese negativen Ionen mit auf natürlichem Wege auftretenden, in der Luft vorhandenen Aerosolpartikeln, z.B. Rauch-, Ruß- und dergl. Partikel zusammen, die im flüssigen Medium vorhanden sind, wenn dieses durch den Sammelraum 12 in Richtung der Pfeile nach Figur 1 fließt und verbinden sich damit.Auf diese Weise erhalten die Aerosolpartikel j von denen ein Teil normal er. /eise nur eine geringe Ladung aufweist, alle eine kräftige elektrische Lauung und durch Bereitstellung einer Flammcnionisierungsquelle entsprechend der Größe für das Luftvolumen, das durch den Sammelraum 12 fließt, ist es möglich, alle in der Luft vorhandenen Aerosolpartikel, die in diesem Luftvolumen vorhanden sind, zu laden.A detailed construction of the flame ionization device 15 or 16 according to FIG. 1 is shown in FIG. 2, from which it can be seen that the flame ionization device consists of several perforated pipes 21, which are arranged between two vertically Feed pipes 22 and 23 run which are connected to a fuel source for gaseous fuel. The perforations are in the raw lines 21 in a line along the downstream side * of the pipelines ° formed and run along the entire length of the pipelines, This means that every pipeline produces a flame across its entire length Length, which in a vfeise similar to the flame 73 according to Figure 1A works. As in Figure 1A, the combustion process produces small ones Ions in fairly large numbers. Since the flame ionization device is operated together with an electric field that acts on the ions of a certain polarity, e.g. the negative ions, these ions are repelled by the flame source. In the process, these negative ions collide with naturally occurring aerosol particles in the air, e.g. smoke, soot and similar particles together, which are present in the liquid medium when this through the collecting space 12 in the direction of the arrows according to FIG flows and connect with it. This is how the Aerosol particles j some of which are normal. / each has only a slight charge, all a strong electrical one Lauung and by providing a Flammcnionisierungsquelle according to the size for the volume of air that through the collecting space 12 flows, it is possible to remove all aerosol particles present in the air that are in this air volume are available to load.

Um die unerwünschten, in der vorgeschriebenen Weise geladenen Partikel aus einem Flüssigkeitsmedium zujsammeln, das durch den Sammelraum 12 strömt, sind die zweistufigen Kollektor-Elektroden vorgesehen, die durch die Bauteile 17 und 18 dargestellt werden.To the unwanted, loaded in the prescribed manner Collect particles from a liquid medium that is passed through the Collecting space 12 flows, the two-stage collector electrodes which are represented by the components 17 and 18 are provided.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

809810/1204809810/1204

U57309U57309

—Q——Q—

Wie aus den figuren 1 und 3 am "besten zu ersehen ist, weisen die zweistufigen Kollektor-Elektrodenanordnungen zwei Sätze oder Stapel aus zehn oder zwölf profilierten Kollektor-Slektrodenbauteilen 17 und 18 auf. Die Anzahl der Stufen und der Bauteile hängt natürlich von der Größe der Einrichtung ab, die zur Verarbeitung eines bestimmten Volumens eines zuAs best seen in Figures 1 and 3, wise the two-stage collector electrode arrangements have two sets or stacks of ten or twelve profiled collector electrodes 17 and 18 on. The number of steps and components depends of course on the size of the facility starting to process a certain volume of one too

. behandelnden Abgases oder Luft erforderlich ist, und wie bereits erwähnt, ist es nicht entscheidend, Mehrfachstufen • zu verwenden, da in vielen Anwendungsfällen eine einzelne lange Stufe die Anordnung mit den besten Ergebnissen darstellt. Die Stapel von individuell geformten Kollektor-Elektrodenbauteilen werden, einer über dem anderen, mit Hilfe zweier beweglicher Endplatten 25 und 26 miteinander verbunden gehalten, die Endplatten sind an entgegengesetzten Enden der profilierten Kollektor-Elektrodenbauteile 17 und 18 in einer solchen Weise befestigt, daß sie Öffnungen zwischen den Platten ausbilden, damit Schmutzpartikel von den Platten entfernt werden können. Der Querschnitt der einzelnen Kollektor-Elektrodenbäuteile 17 oder 18 hat eine lorar ähnlich der Gestalt eines Flugzeugflügeis mit der Ausnahme, daß sie nur der Breite nach und nicht der Länge nach, abgeschrägt sind. Sie sind so lang, daß sie sich über die Breite des Sammelraumes 12 und die Breite einer der Reinigungsflächen 13 oder 14 erstrecken. Während somit die eine Hälfte der Kollektor-Elektrodenanordnung in Arbeitsstellung im Sammelraum 12 vorgesehen ist, ist die andere Hälfte in der einen der beiden Reinigungskammer 13 oder 14 angeordnet.. treating exhaust gas or air is required, and as mentioned earlier, it is not critical to have multiple stages • Use because in many use cases a single long step is the best performing arrangement. The stacks of individually shaped collector-electrode assemblies are made, one on top of the other, with the help of two movable end plates 25 and 26 held together, the end plates are at opposite ends of the profiled collector electrode members 17 and 18 attached in such a way that they have openings between form the plates so that dirt particles can be removed from the plates. The cross-section of the individual collector-electrode parts 17 or 18 has a lorar similar in shape of an airplane flight with the exception that they are only the Widthwise and not lengthwise, are beveled. They are so long that they span the width of the collecting space 12 and the width of one of the cleaning surfaces 13 or 14 extend. During one half of the collector-electrode arrangement is provided in the working position in the collecting space 12, the other half is in one of the two Cleaning chamber 13 or 14 arranged.

Die Querschnittsdarstellung der einzelnen Kollektorelektrodenbauteile 17 läßt sich am besten der I¹IgUr 4 zu entnehmen. Jedes der profilierten Kollektor-Elektrodenbauteile 17 ist aus elektrisch leitendem Material hergestellt und unter der Annahme, daß das vordere oder stromaufwärts gelegene Ende der Kollektoranordnung in der Fähe der perforierten Rohrleitungen 21 liegt, ist das einzelne Kollektor-Elektrodenbauteil 17 so ausgebildet, daß esmch außen allmählich abgeschrägt ist und vom vorderen oder stromaufwärts gelegenen The cross-sectional representation of the individual collector electrode components 17 can best be seen in ^{I 1 IgUr 4.} Each of the profiled collector electrode members 17 is made of electrically conductive material and, assuming that the front or upstream end of the collector assembly is in the vicinity of the perforated tubing 21, the individual collector electrode member 17 is formed so that it is gradually outward is beveled and from the front or upstream

809810/1204809810/1204

Snde zum hinteren oder stromabwärts gelegenen Ende verläuft. Diese nach außen abgeshhrägte Ausbildung der einzelnen Kollektor-Elektrodenbauteile bewirkt, daß der Raum·zwischen den verschiedenen Bauteilen allmählich im Querschnitt abnimmt, so daß die Geschwindigkeit des Flussigkeitsmediums, das durch diese Bauteile strömt, vergrößert wird und damit das Flüssigkeitsmedium gezwungen wird, den laminaren oder stromlinienförmigen IPluß beizubehalten. Die Gründe für eine derartige Ausbildung der einzelnen Kollektor-Elektrodenbauteile 17 läßt sich der folgenden Beschreibung entnehmen.Sende runs to the rear or downstream end. This outwardly cut-off training of the individual Collector electrode components causes the space · between the various components gradually decrease in cross-section, so that the speed of the liquid medium flowing through these components flows, is enlarged and thus the liquid medium is forced to the laminar or Maintain streamlined flow. The reasons for a Such a design of the individual collector electrode components 17 can be found in the following description.

L Bei den meisten industriellen Abscheidegeräten ist aufgrund ihrer Auslegung die Konstruktion so gewählt, daß Wirbel flußzustände für das flüssige Medium vorherrschen, wenn dJßBes durch den Abscheider scrömt. Die \7irbelstromzustände bewirken einen willkürlichen Partikelverlauf im Sammelbereich des Abscheiders, was zu einer theoretischen Darstellung für den Sammelwirkungsgrad des Abscheiders nach folgenderL Most industrial separators are due to their design chosen the construction so that eddy flow conditions prevail for the liquid medium when the water flows through the separator. The cause of the eddy current states an arbitrary particle path in the collecting area of the separator, which leads to a theoretical representation for the Collecting efficiency of the separator according to the following

Gleichung führt: ,Equation leads:,

-6,45 x 10³A ^ -6.45 x 10 ³ A ^

Wirkungsgrad = 1 - e ^Efficiency = 1 - e ^

ρ wobei A = Sammelelektrodenflache in mρ where A = collecting electrode area in m

q. = Volumen^eHdurchflußgeschwindigkeit in m /see,q. = Volume ^ eH flow rate in m / see,

M = Partikelbeweglichkeit in m/sec/V/mM = particle mobility in m / sec / V / m

E ^ elektrischer Feldgradient in V/m undE ^ electric field gradient in V / m and

e = Basis des natürlichen Logarithmus ist. ' ι AJ e = the base of the natural logarithm. 'ι AJ

In Figur 5 ist eine graphische Darstellung des Wirkungsgrades (auf der Ordinate) in Abhängigkeit von der Abscheidegröße (Abszisse) dargestellt. Bei einem Abscheider mit Wirbelflußbedingungen nach der Gleichjfamg (1) verläuft die Darstellung in Form einer Exponentialkurve (Kurve 81), bei der ein nahezu unendlich großer Abscheider erforderlich ist, um einen Wirkungsgrad von 100 fo zu erreichen. Andererseits kann für laminare oder stromlinienförmige üPlußbedingungen (Kurve 2) ein Abscheider verwendet werden, der alle Partikel einer bestimmten Größe mitFIG. 5 shows a graphic representation of the degree of efficiency (on the ordinate) as a function of the separation size (abscissa). In the case of a separator with eddy flow conditions according to equation (1), the representation is in the form of an exponential curve (curve 81), in which an almost infinitely large separator is required in order to achieve an efficiency of 100 fo . On the other hand, for laminar or streamlined positive conditions (curve 2), a separator can be used to remove all particles of a certain size

809810/1204809810/1204

• ■: e.: ν-W- U57309• ■: e .: ν-W- U57309

einem Y/irkungsgr'ad von 100 '?& sammelt.'Der Leistungsfaktor"-' eines Abscheiders ^:mit laminarem oder stromlinienförmigem Durchfluß- wird "durOh folgende Gleichung ausgedruckt: ·a degree of efficiency of 100 '? & collects.' The power factor "- 'of a separator ^: with laminar or streamlined flow- is" expressed by the following equation: ·

- a- a

wobei ν = Dur.chflußgeschwiiidigkeit in m/sec, Ii .= !länge ,der Sammelelektro.denibauteile in m ......where ν = major flow velocity in m / sec, Ii. =! Length, of the collective electrical components in m ......

.. W -=· Breite der Sammel.eie^trodenbauteile ini und _i h = Plattenabstand ta m ist. ... W - = · width of the collector elements ini and _i h = plate spacing ta m. .

Aus einem Vergleich der Gleichungen (1) und (2) ergibt sieh, daß der Wirkungsgrad eines -Abscheiders, der unter strom- ·. linienförmigeη Flußbedingungen arbeitet, zahlenmäßig ^gIeich f Jjft Exponenten* des Wirkung sgradausdruckes für die gleiche Binrichtuüg ±st^; _f die¹ unter Wirbelflußbedingungen arbeitet. Hieraus und ^aus 'einem' Vergleich der Kurven nach Figur 5 ■ ''■■ läßt sich entnelmin, daß ein Abscheider, der bei stromlinienförmigen Plußbedingungen mit einem Wirkungsgrad von 100 io arbeitet, #Bfστΐ--äu-f--einen Wirkungsgrad von 63 $ fällt, wenn die Wirbelflußbedingungen vorhanden sind. Theoretisch läßt sich ein Wirkungsgrad von 100 <$,bei Wirbelflußbedingungen nie erreichen, ferner-_x^äßt sich entnehmen, daß der bei Wirbel~ fluß arbeitende Abscheider bej. Verdoppelung seiner Größe im Wirkungsgrad von,63 >, auf 87 <i> ansteigt, und daß zur Erreichung eines ^i^kungsgrades, γρη ,99,9 4> eine neunfache Vergrößerung der Plattenfläche und des Abscheiders erforderlich ist. Damit muß die Größe eines Abscheiden, der unter Wirbelflußbedirigung en" arbeit ex", wesentlich erhöht werden, um einen einigermaßen guten Wirkungsgrad zu erzielen. Die meisten heutzutage verwendeten: industriellen elektrostatischen Staubabscheider arbeiten mit hohem Wirkunisgrad in der Größenanordnung von 99tO bis 99»9 ^ und um diese Wirkungsgrade zu erzielen, nehmen die Abscheider eine Größe bis zu 15,24 x 15,24 χ 54,43" m an. Aus vorstehendem läßt sich erkenjaen, daß eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades erreicht werden kann, wenn dieA comparison of equations (1) and (2) shows that the efficiency of a separator, which is under current- ·. linear flow conditions works, numerically equal to the exponents * of the degree of effect expression for the same binary value ^; _f the ¹ operates under eddy flow conditions. From this and from 'a' comparison of the curves according to FIG. 5 it can be deduced that a separator which works with an efficiency of 100 io under streamlined plus conditions has an efficiency of $ 63 drops when the eddy flow conditions are in place. In theory, an efficiency can be 100 <$, never reach at Wirbelflußbedingungen, ferner- _x ^ äßt inferred that the processing separators river with swirls ~ bej. Its size doubles in efficiency from, 63 >, to 87 <i> , and that a nine-fold increase in the plate area and the separator is necessary to achieve a degree of efficiency, γρη, 99.9 4>. This means that the size of a deposit that "works ex" under eddy flow conditions must be increased significantly in order to achieve a reasonably good degree of efficiency. Most of the industrial electrostatic dust collectors used today work with a high degree of efficiency in the order of sizes from 99 to 99 »9 ^ and in order to achieve these degrees of efficiency, the separators take on a size of up to 15.24 x 15.24 χ 54.43" m From the above it can be seen that a substantial improvement in efficiency can be achieved if the

809810/120809810/120

Wirbel^flußbedingungen durch den Abscheider beseitigt werden. Dies erfolgt erfindungsgemäß in der Weise, daß der Querschnitt der profilierten Kollektor-Elektrodenbauteile 17 und 18 in geeigneter Weise ausgebildet wird. Es lassen sich Stromlinienflußbedingungen dadurch erzielen, daß der Flüssigkeitsstrom bei hoher Strömungsgeschwindigkeit stromlinienförmig vedäuft, indem der Abstand zwischen den Kollektor-Elektrodenbauteilen ®it zunehmender Bewegung der Flüssigkeit durch die Kollektorbauteile in Stromabwärtsrichtung verkleinert wird. Damit wird der Durchflußauerschnitt vermindert, während eine proportionale Vergrößerung der Durchflußgeschwindigkeit erzielt wird, um laminare oder stromlinienförmige Flußbedingungen zu erreichen. Es ist natürlich erforderlich, daß die Eintrittsabschnitte in jedem Kollektor-Elektrodenbauteil so ausgelegt sind, daß sie eine optimale Verringerung der Wirbelbildung gewährleisten, um den Stromlinienfluß zwischen den Bauteilen zu unterstützen. Auf diese Weise ist es möglich, einen Abscheider in Abhängigkeit von den ^inearen Wirkungsgradbedingungen aufzubauen, die durch die Gleiehtung (2) festgelegt sind, der einen Wirkungsgrad in der Größenordnung von 99 ii oder mehr ergibt; gleichzeitig wird die Größe des Abscheiders ganz wesentlich verringert. TJm eine geeignete Strömung des flüssigen Mediums, das im Abscheider gereinigt werden soll, zu gewährleisten, werden die hinteren oder stromabwärts liegenden Endabschnitte eines jeden Kollektor-Elektrodenbauteiles 28 in Figur 4 nach innen geneigt, so daß eine Vergrößerung der Querschnittsfläche des Durchflußmediums an dieser Stelle erzielt wird und dabei etwas von dem DrucKall wiedergewonnen wird, der in dem flüssigem Medium auftritt, *enn dieses durch die Sammelfläche der Kollektor-Elektrodenbauteile strömt. Zur Unterstützung der Aufrechterhaltung der Ötromlinienflußbedingungen können keine öffnungen längs der früheren Kanten der Elektrodenbauteile und an anderen kritischen otellen der Oberfläche der Kollektor-Elektroden vorgesehen sein, um die Luft zu verdrängen. WieEddy flow conditions are eliminated by the separator. According to the invention, this is done in such a way that the cross section of the profiled collector electrode components 17 and 18 is designed in a suitable manner. Streamlined flow conditions can be achieved by streamlining the liquid flow at high flow rates by reducing the distance between the collector-electrode components as the liquid moves through the collector components in the downstream direction. This reduces the flow area while increasing the flow rate proportionally to achieve laminar or streamlined flow conditions. It is, of course, necessary that the entry sections in each collector-electrode component be designed so as to ensure optimum reduction in vortex formation in order to promote the flow of streamlines between the components. In this way it is possible to set up a separator as a function of the linear efficiency conditions, which are determined by equation (2), which results in an efficiency of the order of magnitude of 99 ii or more; at the same time, the size of the separator is reduced considerably. In order to ensure a suitable flow of the liquid medium to be cleaned in the separator, the rear or downstream end portions of each collector-electrode component 28 are inclined inward in FIG. 4, so that an increase in the cross-sectional area of the flow medium is achieved at this point and some of the pressure that occurs in the liquid medium is recovered when it flows through the collecting surface of the collector electrode components. In order to assist in maintaining the flow conditions of the oestrus, no openings can be provided along the earlier edges of the electrode components and at other critical points on the surface of the collector electrodes in order to displace the air. As

809810/12809810/12

im folgenden noch erläutert,wird das innere der Kollektor-.Jlektrodenbauteile mit sehr geringer Geschwindigkeit ausgepumpt, so daß kleine Luftmengen aus den äußeren Flächen der Kollektor-Elektrodenbauteile an bestimmten Stellen verdrängt werden. Das Austreten dieser Luft trägt dann dazu bei, die stromlinienförmigen Flußbedingungen in dem flüssigen Medium aufrechtzuerhalten, wenn dieses an den Elektrodenbauteilen vorbeiströmt.in the following, the interior of the Very low speed collector and electrode components pumped out, so that small amounts of air from the outer surfaces of the collector electrode components to certain Places are displaced. The leakage of this air then contributes to the streamlined flow conditions in the liquid medium as it flows past the electrode components.

Zusätzlich zu diesen Merkmalen weist- die Kollektor-Elektrodenanordnung ferner mehrere ebene Elektrodenbauteile 29 auf, die, wie in Figur 4 gezeigt, zwischen die einzelnen profilierten Kollektor-Elektrodenbauteile 17 eingesetzt werden. Die ebenen Elektrodenbauteile 29 sind aus elektrisch leitendem Material und werden auf etwa gleichem oder etwas höherem elektrischen Potential und derselben Polarität wie das Potential gehalten, das der Flammenionisierungsquelle 15 aufgegeben wird. Die profilierten Kollektor-Elektrodenbauteile 17 werden entweder auf Erdpotential oder auf einem Potential entgegengesetzter Polarität zu dem zugeführten Potential gehalten, so daß der Feldgradient am Querschnitt des Kanales, durch den das flüssige Medium strömen muß, vergrößert wird. Wie si/^ch aus der Gleichung (2) ergibt, ist der Wirkungsgrad des Abscheiders auch eine Funktion des Feldgradienten wie auch der Länge und Breite der Sammelplatte, so daß durch Vergrößerung des Feldgradienten auf diese V/eise der Sammelwirkungsgrad weiter erhöht wird. Die elektrische Schaltung zum Zuführen des elektrischen Potentials an die ebenen Elektrodenbauteile 29 und die Flammeniqnisierungsquellen 15 und 16 ist in Figur 4 nürfc gezeigt, kann jedcoh ähnlich der nach Figur 1A ausgebildet sein.In addition to these features, the collector-electrode arrangement furthermore several flat electrode components 29 which, as shown in FIG. 4, are profiled between the individual ones Collector electrode components 17 are used. The flat electrode components 29 are made of electrically conductive Material and are at about the same or slightly higher electrical potential and polarity as that Hold potential that the flame ionization source 15 is given up. The profiled collector electrode components 17 are either at ground potential or at a potential of opposite polarity to that supplied Potential held so that the field gradient at the cross section of the channel through which the liquid medium must flow, is enlarged. As si / ^ ch results from equation (2), the efficiency of the separator is also a function of the field gradient as well as the length and width of the Collection plate, so that the collection efficiency is further increased by increasing the field gradient in this way. The electrical circuit for supplying the electrical potential to the flat electrode members 29 and the Flammeniqnisierungsquellen 15 and 16 is in Figure 4 only shown, but can be designed similar to that of Figure 1A be.

Wie in Figur 7 gezeigt, sind die ebenen Elektrodenbauteile mechanisch in ihrer Stellung in der Kollektorelektrodenanordnung mit Hilfe zweier Seitensi^bzen 31 gehalten, die zwischen dem oberen und dem unteren Teil des äußeren Gehäuses 11 angebrachtAs shown in Figure 7, the are planar electrode members mechanically held in their position in the collector electrode arrangement with the aid of two Seitensi ^ bzen 31, which between the upper and lower parts of the outer housing 11 attached

809810/126*809810/126 *

14573C914573C9

sind. Die ebenen Elektrodenbauteile 29 sind in geeigneten Hülsen in Vertiefungen der Halterungen 31 befestigt. Die Halterungen 31 weisen Öffnungen auf, die so ausgebildet sind, daß sie eine Bewegung der profilierten Kollektor-Elektrodenbauteile 17 als Stapel durch die Halterungen in die Reinigungsflächen 13 oder H ermöglichen. Die Elektrodenbauteile 29 sind als eben beschrieben, es ist jedoch auch möglich, daß diese Oberflächen eine abgeschrägte Gestalt annehmen, so daß auch sie dazu beitragen, diese stromlinienförmigen Fließbedingungen aufrechtzuerhalten. Hi:rzu ist es möglich, daß die Kollektorbauteile 17, 18 und die ebenen Bauteile so lang ausgebildet werden, wie der Querschnitt des Flüssigkeitsdurchflußweges in dem Sammelbereich allmählich abnimmt, damit der stromlinienförmige Durchfluß der Flüssigkeit durch das Gebiet vergrößert wird.are. The planar electrode members 29 are suitable Sleeves fastened in depressions in brackets 31. the Brackets 31 have openings which are designed so that they a movement of the profiled collector electrode components 17 as a stack through the brackets in the cleaning surfaces 13 or H allow. The electrode components 29 are described as flat, but it is also possible that these surfaces take on a beveled shape, so that they too help to maintain these streamlined flow conditions. Hi: it is possible to that the collector components 17, 18 and the planar components are formed as long as the cross section of the Liquid flow path in the collection area gradually decreases so that the streamlined flow of the Fluid is enlarged through the area.

TJm den Teil der Kollektor-Elektrodenanordnung, der aus den Kollektor-Elektrodenbauteilen 17 und äen Endplatten 25 und besteht, über die Halterungen aus dem Sammelraum 12 auf eine ■ der Reinigungskammer» 13 oder H zu bewegen, sind nach i'igur die Endplatten 25 und 26 jeweils mit Rollen 30 versehen, die in Schienen 32 gleiten, welche in den beiden Reinigungskamiaern 13 und H befestigt sind. Damit dieser Teil der Kollektor-Elektrodenanordnung z.B. aus dem Sammeiraum 12 in die Reinigungskammer 13 bewegt werden kann, sind zwei elektrische Antriebsmotoren 33 und 34 vorgesehen. Wie^; der Fig. am besten zu entnehmen ist, ist jeder der Motoren mit einer Vfelle verbunden, die zwei Rollen 35 ari den beiden Enden ' aufweist; um die Spulen herum ist ein K'äbel 36 gewickelt, das durch zwei Riemenscheiben 37 abgezogen wird, und an einer entsprechenden Seite der Kollektor-Elektrodenanprdnung bei 38 befestigt ist. Aufgrund dieser Anordnung'kann keine Unbalance oder Verdräung der Anordnung auftreten, da die Kollektor-Elektrodenbauteile in die Reinigungskammern hinein oder aus ihnen herausbewegt werden. In Betrieb werden diä Motoren 33 oder 34 abwechselnd angelassen und angehalten und laufen mit sehr geringer Geschwindigkeit, so daß dieIn order to move the part of the collector-electrode arrangement, which consists of the collector-electrode components 17 and the end plates 25 and 25, via the brackets from the collecting space 12 to one of the cleaning chambers 13 or H, the end plates 25 and 25 are, according to i'igur 26 each provided with rollers 30 which slide in rails 32 which are fastened in the two cleaning chambers 13 and H. Two electric drive motors 33 and 34 are provided so that this part of the collector electrode arrangement can be moved, for example, out of the collecting space 12 into the cleaning chamber 13. How ^; As can best be seen from the figure, each of the motors is connected to a shaft which has two rollers 35 at the two ends; A cable 36 is wound around the coils, which is pulled off by two pulleys 37 and is fastened at 38 to a corresponding side of the collector electrode structure. Because of this arrangement, no imbalance or distortion of the arrangement can occur, since the collector electrode components are moved into or out of the cleaning chambers. In operation, the motors 33 or 34 are alternately started and stopped and run at a very low speed so that the

809810/1204809810/1204

■-15-■ -15-

Kollektor-Elelrbrodenbauteile 17, 18 sich kontinuierlich von dem Sammelraum 12 in eine der Reinigungskammern 13 oder 14 bzw. aus dieser heraus bewegen. Da die Kollektor-Elektrodenbauteile etwa doppelt so breit sind wie die Reinigungskammern, ist gewährleistet, daß eine Fläche der Kollektor-ülektrodenbauteile, die gerade gereinigt worden ist, im Sammelraum 12 in Arbeitszusammenhang steht. Collector Elelrbrodenbauteile 17, 18 continuously from move the collecting space 12 into one of the cleaning chambers 13 or 14 or out of this. As the collector electrode components are about twice as wide as the cleaning chambers, it is guaranteed that an area of the collector electrode components, which has just been cleaned, in the collecting space 12 is related to work.

Eine geeignete Steuerschaltvorrichtung für die Betätigung der Motoren 33 und 34 ist in Figur 6 der Zeichnung dargestellt. Diese Anordnung weist eine elektrische Energiequelle £1 auf, •die an einen der beiden Motoren 33 und 34 über ein entsprechendes Schaltsystem angeschlossen ist. Das Schaltsystem für den Motor 33 weist einen federvorgespannten, normalerweise oiJ't-ten Schalter 43 auf, der bei Erregung über eine Soleniodwioklung 44 in der Schließstellung gehalten wird. In ähnlicher WJ/Bse wird dem Motor 34 über einen federvorgespannten, normalerweise geschlossenen Schalter 45 Energie zugeführt und ein federvorgespannter, normalerweise offener Schalter wird von einer Soleniodwicklung 47 bei Erregung betätigt, um den Schalter 46 in der Schließstellung zu halten. Durch diese Anordnung wird, wenn die Kollektor-Elektrodenbauteile 17 das Ende ihrer Bewegung in dem Sammelraum 13 erreicht haben, wie z.B. in der Figur 2 gezeigt ist, der normalerweise offene Schalter 43 kurzzeitig geschlossen und der normalerweise geschlossene Schalter 45 kurzzeitig geöffnet. Das Öffnen des Schalters 45 entregt die Haltespule 47, so daß der normalerweise offene Schalter 43 gelöst wird und die Feder den Schalter 43 in die Offenstellung vorspannen kann, wodurch der Motor 34 entregt wird. Gleichzeitig erregt das Schließen dee normalerweise offenen Schalters 43 die Haltespule 44, so daß Energie über den Schalter 43 zum Motor 33 eingespeist' wird. In diesem Fall wickelt der Motor 33 den Draht 36 auf der Spule 35 auf, so daß die Kollektor-Elektrodenbauteile von der in Figur 2 gezeigten Stellung abgezogen werden. Dadurch wird der Teil, der in der Reinigungskammer war, in den Sammelraum 12 gebracht und der Teil der Kollektoranordnung, der im Sammelraum 12 wer, wird in die entgegenge-A suitable control switching device for the actuation of motors 33 and 34 is shown in Figure 6 of the drawing. This arrangement has an electrical energy source £ 1, • to one of the two motors 33 and 34 via a corresponding one Switching system is connected. The switching system for the motor 33 has a spring-loaded, normally oiJ't-th switch 43 on, which is activated when excited via a solenoid coil 44 is held in the closed position. In a similar way to WJ / Bse, the motor 34 is driven by a spring-loaded, normally closed switch 45 and a spring loaded normally open switch is actuated by a solenoid winding 47 when energized to hold the switch 46 in the closed position. Through this The arrangement is when the collector electrode components 17 have reached the end of their movement in the collecting space 13, For example, as shown in Figure 2, the normally open switch 43 is temporarily closed and the normally closed switch 45 open for a short time. Opening the switch 45 de-energizes the holding coil 47, so that the normally open switch 43 is released and the spring can bias the switch 43 in the open position, whereby the motor 34 is de-energized. At the same time excites the closing the normally open switch 43, the holding coil 44, so that energy is fed via the switch 43 to the motor 33 ' will. In this case, the motor 33 winds the wire 36 on the spool 35 so that the collector electrode members of the position shown in Figure 2 are withdrawn. This will put the part that was in the cleaning chamber in brought the collecting space 12 and the part of the collector arrangement that is in the collecting space 12 is in the opposite

809810/1204809810/1204

setzte Reinigungskammer 14 gebracht. Ist das Ende des Bewegungsablaufes in die Reinigungskammer 14 erreicht, tritt der umgekehrte Vorgang gegenüber der Steuerschaltung nach Figur 6 auf, der normalerweise offene Schalter 43 wird kurzzeitig geschlossen und erregt die Haltespule 47, ä so daß der Motor 34 eingeschaltet wird. Der Motor 34 zieht das Kabel auf die Spule 35 und bewirkt, daß die Elektrodenbauteile in der Gegenrichtung in die Reinigungskammer 13 gebracht werden. Gleichzeitig wird der normalerweise geschlossene Schalter 42 geöffnet, und entregt die Haltespule 44, so daß die Feder den Schalter 43 in die Offenstellung bringt, wodurch die Energiezufuhr zum Motor 33 abgeschaltet wird. Die Steuerschaltung arbeitet in der Yfeise, daß die beiden Hälften der Kollektor-Elektrodenbauteile 17 und 18 kontinuierlich zwischen feiner der Reinigungskammern 13 oder 14 und dem Sammelraum 12 mit sehr geringer Geschwindigkeit hin- und herbewegt werden.put cleaning chamber 14 brought. Is the end of the Reached the sequence of movements in the cleaning chamber 14, the reverse process occurs with respect to the control circuit according to Figure 6, the normally open switch 43 is briefly closed and energizes the holding coil 47, so that the motor 34 is turned on. The motor 34 pulls the cable onto the spool 35 and causes the electrode components in be brought into the cleaning chamber 13 in the opposite direction. At the same time, the normally closed switch 42 is opened, and de-energizes the holding coil 44, so that the spring brings the switch 43 into the open position, whereby the energy supply to the motor 33 is switched off. The control circuit works in the Yfeise that the two halves of the collector electrode components 17 and 18 continuously between the cleaning chambers 13 or 14 and the finer Collecting space 12 are moved back and forth at a very low speed.

Gleichzeitig mit der Bewegung der Kollektor—&lektrodenbaut ei Ie 17 oder 18 in die Sammelräume 13 oder 14 wirken mehrere rotierende Bürsten 51 auf die äußeren Flächen der profilierten Kollektor—Elektroden-Bauteile ein und säubern diese Flehen von sich darauf ablagernden und an diesen haftenden Stoffen. Die rotierenden Bürsten 51 nach Figur 3 sind drehbar ■ an jeder Seite des Sammelraumes 12 angebracht und in einer solchen Weise angeordnet, daß bei der Bewegung der Kollektorbauteile in eine der Reinigungskammer!! 13 oder 14 die individuell ausgebildeteten Kollektor—eiektrodenbauteile 17 zwirschen den beiden Sätzen von Drehbürsten 51 hindurchlaufen und damit gewährleisten, daß die äußeren Flächen aller Kollektor-Elektrodenbauteile 17 während eines jeden Reinigungsvorganges gereinigt werden. Jede der Drehbürsten 51 ist über eine Welle mit einem entsprechenden. Kettenrad verbunden, das von einer gemeinsamen Kette 52 angetrieben wird, welche mechanisch über ein Antriebskettenrad (nicht dargestellt) mit der Welle eines Antriebsmotors 54 verbunden ist. Während der Abscheider im Betrieb ist, läuft der Motor 54 kontinuierlich und treibt dabei die rotierenden Reinigungsbürsten §S- 51Simultaneously with the movement of the collector and electrode components 17 or 18 in the collecting spaces 13 or 14 act several rotating brushes 51 on the outer surfaces of the profiled Collector-electrode components and clean these plaques from deposits on and adhering to them Fabrics. The rotating brushes 51 of Figure 3 are rotatably ■ mounted on each side of the collecting space 12 and in one arranged in such a way that upon movement of the collector components in one of the cleaning chambers !! 13 or 14 the individual formed collector electrode components 17 twirl pass through the two sets of rotary brushes 51 and with it ensure that the outer surfaces of all collector-electrode components 17 can be cleaned during each cleaning process. Each of the rotary brushes 51 is over a wave with a corresponding. Sprocket connected, which is driven by a common chain 52, which is mechanically connected to the shaft of a drive motor 54 via a drive sprocket (not shown). During the Separator is in operation, the motor 54 runs continuously and drives the rotating cleaning brushes §S- 51

809810/1204809810/1204

kontinuierlich während der gesamten Arbeitsperiode des Abscheiders an. Peststoffe, die von den Oberflächen der Elektrodenbauteile weggebürstet werden, fallen in (nichtcontinuously during the entire working period of the Separator. Contaminants that are brushed off the surfaces of the electrode components fall into (not

. dargestellte) Behälter, die am unteren Teil der Reinigungskammern 13 und 14 angebracht sind. Zusätzlich sind in der -^igur 1 gezeigte Öffnungen 61 in der Fähe des unteren Teiles der Reinigungskammer 13 und 14 vorgesehen, mit diesen Öffnungen sind Saugmotoren 62 verbunden, die die Luft von den Reinigungskammern ,fortführen. Da diese Luft ziemlich viel Staub, Schmutz, Ruß usw. enthält, kann das Abgabeenie der Saugpumpen an die Eingangsseite des Abscheiders, von der !"lammen-Ionisierungsquelle 15 aus gesehen stromaufwärts angeschlossen sein.. shown) containers which are attached to the lower part of the cleaning chambers 13 and 14. In addition, the - ^ igur 1, openings 61 shown in the vicinity of the lower part of the cleaning chamber 13 and 14 are provided with these openings Suction motors 62 connected, which continue the air from the cleaning chambers. Because this air is quite a lot of dust, dirt, soot etc., the discharge nozzle of the suction pumps to the inlet side of the separator, from the flame ionization source 15 can be connected upstream as seen.

\^T[erm der Abscheider in Betrieb genommen wird, werden diö elektrischen Antriebsmotoren 33 und 34 über das Schaltsteuersystem nach *ⁿigur 6 erregt, wodurch die Kollektor-Elektrodenbauteile 17 und i8 kontinuierlich zwischen den Reinigungskamraern 13 und 14 und dem Sammelraum 12 hin- und herbewegt werden. Me Motoren 54, die die rotierenden Bürsten 51 antreiben, werden ebenfalls erregt, so daß die äußere !Fläche der profilierten Kollektor-xllektrodenbauteile 17 oder 18 fortlaufend^ gereinigt wird, wenn die Bauteile in die Reinigungskammern 13 und 14 und aus diesen heraus bewegt werden. Ein gasförmiger Brennstoff wird dann durch die Speiserohrleitungen 22 und 23 in die perforierten, die Flamme tragenden Rohrleitungen 21 'eingespeist und der Brennstoff, der aus den Perforationen in den Rohrleitungen austritt,wird durch eine nicht dargestellte Zündlichtquelle gezündet. Gleichzeitig wird elektrisches Potential an die Flammenionisierungsquelle, die durch die perforierten Rohrleitungen 21 dargestellt wird, und an die ebenen Elektrodenbauteile 29 gelegt, und die profilierten Kollektor-aiektrodenbauteile 17 oder 18 werdei an dem äußeren. Gehäuse 11 geerdet. Der Abgas- oder anderer Flüssigkeitsstrom, der verarbeitet werden soll, wird" dann in den Abscheider eingeführt und fließt zuerst an der FLammenionisierungsquelle 15 und 16 vorbei und damit durch denIs \ ^T [erm the separator put into operation, Diö electric drive motors 33 and 34 via the shift control system according to * ⁿ igur energized 6, whereby the collector electrode members 17 and i8 continuously between the Reinigungskamraern 13 and 14 and the collecting chamber 12 back and be moved. The motors 54 driving the rotating brushes 51 are also energized so that the outer surface of the profiled collector electrode components 17 or 18 is continuously cleaned as the components are moved into and out of the cleaning chambers 13 and 14. A gaseous fuel is then fed through the feed pipes 22 and 23 into the perforated, flame-carrying pipes 21 'and the fuel emerging from the perforations in the pipes is ignited by an ignition light source (not shown). At the same time, electrical potential is applied to the flame ionization source, which is represented by the perforated pipes 21, and to the flat electrode components 29, and the profiled collector electrode components 17 or 18 are attached to the outer. Housing 11 grounded. The exhaust gas or other liquid stream to be processed is "then introduced into the separator and flows first past the flame ionization sources 15 and 16 and thus through the

.809810/12.0-*.809810 / 12.0- *

Querschnitt der Sammelfläche, der durch die profilierten Kollektor-Elektrodenbauteile 17 oder 18 und die ebenen Elektrodenbauteile 29 gebildet wird. Die führende, stromaufwärts liegende Kante der Kollektor-Elektrodenbauteile und der ebenen Elektrodenbauteile 29 ist so gebogen ausgebildet, daGB die Wirbelströmung des Flüssigkeitsstromes verringert wird und die allmähliche Verringerung der Querschnitfsfläche, durch die die Flüssigkeit strömt, bewirkt, daß die Geschwindigkeit so weit anwächst, daß sich keine Wirbel mehr ausbilden können. Damit kann die Flüssigkeit durch das SammelgeUet bei stromlinienförmigen Fließbedingungen strömend». Beim Durchlaufen der Flammenionisierungsquelle 15 werden der Rauch, der Ruß und andere unerwünschte Aerosolpartikel, die im Flüssigkeitsstrom enthalten sind, dadurch geladen, daß sie mit kleinen Ionen zusammenstoßen, die aus der Flammenionisierungsquelle austreten, so daß alle Aerosolpartikel eine elektrische Ladung aufnehmen, die die Polarität des Potentials aufweist, das der Flammenionisierungsquelle zugeführt wird. Wenn diese Aerosolpartikel in das Sammelgebiet laufen, wo strcmlinienförmige Flußbedingungen aufrechterhalten werden, werden sie vom elektrischen Feldgradienten beeinflußt, der zwischen den profilierten Kollektorelektrodenbauteilen 17 und den ebenen Elektrodenbauteilen 29 herrscht. Der Feldgradient bewirkt, daß die geladenen Aerosolpartikßl von den profilierten Kollektor-Elektrodenbauteilen angezogen werden, wo sie an der Oberfläche der Bauteile so lange haften, bis das Bauteil in ein Reinigungsgebiet gebracht wird, in welchem die Partikel mechanisch durch die rotierenden Bürsten 51 entfernt werden. Da die profilierten Kollektor-Elektrodenbauteile 17 oder 18 kontinuierlich durch die rotierenden Bürsten 51 gereinigt werden, jst die Ausbildung von Aerosolpartikeln auf den Flächen der Kollektorbauteile 17 oder 18 nie so groß, daß ein Lichtbogen zwischen den ebenen Elektrodenbauteilen 29 und den profilierten Kollektor-Elektrodenbauteilen auftreten kann. Da $. ferner der Flüssigkeitsstrom in dem Kollektor-Elektrodenbereich gezwungen wird, die laminaren oder stromlinienförmigen Flußzustände aufrechtzuerhalten, ist es möglich, alleCross section of the collecting surface, which is formed by the profiled collector electrode components 17 or 18 and the flat electrode components 29. The leading, upstream edge of the collector electrode components and the flat electrode components 29 are curved so that the vortex flow of the liquid flow is reduced and the gradual reduction of the cross-sectional area through which the liquid flows causes the velocity to increase so far that no more eddies can form. In this way, the liquid can flow through the collector under streamlined flow conditions ». As they pass through the flame ionization source 15, the smoke, soot, and other undesirable aerosol particles contained in the liquid stream are charged by colliding with small ions emerging from the flame ionization source, so that all of the aerosol particles acquire an electrical charge that defines the polarity of the potential that is supplied to the flame ionization source. When these aerosol particles run into the collection area, where streamlined flow conditions are maintained, they are influenced by the electric field gradient that prevails between the profiled collector electrode components 17 and the planar electrode components 29. The field gradient causes the charged aerosol particles to be attracted to the profiled collector electrode components, where they adhere to the surface of the components until the component is brought into a cleaning area in which the particles are removed mechanically by the rotating brushes 51. Since the profiled collector electrode components 17 or 18 are continuously cleaned by the rotating brushes 51, the formation of aerosol particles on the surfaces of the collector components 17 or 18 is never so great that an arc occurs between the flat electrode components 29 and the profiled collector electrode components can. Since $. Further, the liquid flow in the collector-electrode area is forced to maintain the laminar or streamlined flow conditions, it is possible all of them

809810/1204809810/1204

unerwünschten Aerosolpartikel bestimmter Größe mit einem Wirkungsgrad von annähernd 100 # auszuscheiden. Dies ist auch möglich, wenn nur kleine KoIlektor-Elektrodenbauteile und ein kleiner elektrischer Feldgradient im Vergleich zu bekannten elektrostatischen Staubabscheidern verwendet werden.unwanted aerosol particles of a certain size with a Efficiency of approximately 100 # to be eliminated. This is also possible if only small collector electrode components and a small electric field gradient can be used compared to known electrostatic dust collectors.

Aus vorstehender Beschreibung ergibt sich, daß mit der Erfindung eine neuartige und verbesserte elektrostatische Staubabscheidervorriohtung vorgeschlagen wird, die in ihrer Auslegung für einen gegebenen Wirkungsgrad sehr kompakt ist und die ferner verhältnismäßig geringe elektrische . Potentiale für den Betrieb im Gegensatz zu bekannten Staubabscheidern mit gleichwertigem Wirkungsgrad erfordeHiöh " Ißhen.From the above description it follows that the invention proposes a novel and improved electrostatic dust separator device which is very compact in its design for a given efficiency and which also has a relatively low electrical level. Potentials for operation in contrast to known dust separators with equivalent efficiency are required.

809810/1204809810/1204

Claims

Patent claims

1. A method for the electrostatic separation of particles that are present in a liquid stream that flows between two or more surfaces flows, characterized in that that the particles are electrically charged to a potential "of a certain polarity, that is the charged particle-containing current flows between the surfaces in such a way that the flow is a laminar flow is while at least one of the surfaces is held at a potential different from the potential that the Particles is applied, the particles from the stream being precipitated on the charged surface v / ground.

2. The method of claim 1, wherein a flame and a Electrically conductive flame source can be used to ionize the particles, as they are marked η et, that the flame source is used in the liquid stream, so that the surfaces outside of the letissemperature zone Flame lie, and that the flame source has an electrical potential of sufficient size difference compared to the Potential is applied, which is applied to one or more surfaces in order to carry the charged parts (either positive ode_ 'negative electrons) depending on the porous Component supplied potential of the same polarity as the potential eHgeiHkaat-wia? ^, Which is supplied to the Flammenouelle becomes, in the seam between the flame and the charged surface to repel, the charged parts with the particles in the liquid Lledium zu · mraent ^ -effen and adhere to them, so that these particles are charged.

BATH ORIGINAL

809810/1204809810/1204

U57309

3. Method of electrostatic deposition of Particles according to Claim 1 or 2, characterized in that the polarity of the potentials corresponds to that of the Charging device and the surfaces at certain times are fed, is reversed.

4. Electrostatic dust collector for precipitating particles that are in between two or more surfaces

'flowing liquid stream which operates according to the method according to claim 1, characterized in that that an ionization device for electrically charging the particles with a certain potential Polarity is provided so that a device controls the flow of current and the flow of the charged particles containing Liquid flow changes in such a way that the flow is laminar between the surfaces and that one Device holds at least one of the surfaces at a potential which deviates from the potential of the charged particles, whereby the particles from the stream are deposited onto the charged surface.

5. Electrostatic dust collector according to claim 4, characterized by the fact that the ionization device has a flame which has a Electrically conductive Flaramenquelle used, which is arranged in the liquid stream, so that the surfaces lie outside the hot temperature zone of the flame that the flame source comes from these surfaces and that a Potential source is connected to the flame source.

6. Electrostatic dust separator according to the claims 4 or 5, characterized in that that a switching device has the corresponding potentials, which are fed to the surfaces and the flame source, reverses.

BAD ORIGINAL 809810/120 4 ' ^{? C} ' ^if

7. Electrostatic dust separator according to claims 4 to 6, in which the liquid flow flows between several surfaces, characterized in that the surfaces form a collector-electrode arrangement, that this arrangement is connected downstream as seen from the ionization device and several collector-electrode components , in that some of these collector electrode members are kept at a certain electric potential which differs from the potential of the ionization device, and that en some of the collector egg ect-rodenbaut parts are formed so that they form a laminar flow of the liquid stream, the flows through the collector-electrode assembly after the liquid stream has passed the ionization device.

8. Electrostatic dust collector according to claim 7, d a through characterized in that a plurality of collector electrode components between other collector: or electrode components inserted and are kept at a high electrical potential that has the same polarity as the Ionization device has *

9. Electrostatic dust separator according to claims 4 to 8, characterized in that one Cleaning device for cleaning the charged particles from the surfaces on which the particles are deposited will be provided »

BATH ORIGINAL

80 9810/180 9810/1