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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Partikelabscheider zur Verwendung mit einem Schornstein, wobei eine einen Innenraum des Schornsteins begrenzende Innenwand des Schornsteins eine Niederschlagselektrode bildet, umfassend eine längliche Sprühelektrode, welche im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse des Schornsteins ausgerichtet ist, eine Elektrodenhalterung, an deren erstem Ende die Sprühelektrode getragen ist, und einen Isolator, welcher das zweite Ende der Elektrodenhalterung trägt, wobei die Sprühelektrode mittels einer Spannungsquelle mit einer Spannung beaufschlagbar ist.
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Wenngleich in der folgenden Beschreibung und auch den weiter unten vorgestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäße Partikelabscheider stets direkt dem Schornstein zugeordnet ist, so sei der Vollständigkeit halber festgehalten, dass er ebenso in gleicher Weise einer Verbindungsleitung zu einem Schornstein zugeordnet sein kann und somit die Erfindung ebenfalls einen Partikelabscheider zur Verwendung mit einer Verbindungsleitung betrifft.
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Derartige gattungsgemäße Partikelabscheider werden zur Gasreinigung eingesetzt und in Schornsteinen verwendet, um das dort zirkulierende Rauchgas von Partikeln zu reinigen. Hierzu wird die Sprühelektrode mit einer Gleichspannung beaufschlagt, weswegen derartige Partikelabscheider auch als Elektrofilter bezeichnet werden. Ein Haupteinsatzfeld derartiger Partikelabscheider sind sog. Kleinfeuerungsanlagen, wie beispielsweise Zimmeröfen, Kochherde, Kachelöfen oder Heizkessel, die mit Biomasse, wie Holz, Pellets oder Hackschnitzeln, befeuert werden, wobei der Partikelabscheider dementsprechend in den Rauchgaskanal, d.h. in den Schornstein des betreffenden Ofens zu integrieren ist.
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Das Rauchgas derartiger Feuerungsanlagen enthält Feinstäube und Schadstoff-Mikropartikel, die nicht in die Atmosphäre gelangen sollen. Um diese Partikel nun aus dem Rauchgas herauszufiltern, funktionieren Elektrofilter grundsätzlich nach dem Prinzip, dass die Partikel durch die an der Sprühelektrode anliegende Gleichspannung zunächst einmal elektrostatisch aufgeladen werden und folglich anschließend von der Sprühelektrode abgestoßen werden und sich zu der Niederschlagselektrode hin bewegen, um sich dort abzulagern. Bei der Ansammlung der Partikel an der Niederschlagselektrode klumpen die Partikel zu Staubklumpen zusammen und formen eine verkrustete Staubschicht. Da diese Staubschicht mit zunehmender Schichtdicke die Effizienz des Elektrofilters herabsetzen kann, ist eine gelegentliche Reinigung der Innenwand des Schornsteins erforderlich. Diese Reinigung findet üblicherweise von unten her statt, wobei ein Schornsteinkehrer seine Putzbürste durch eine untere Reinigungsöffnung in den Schornstein einbringt und anschließend an der Innenwand des Schornsteins entlangführt.
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Ein gattungsgemäßer Partikelabscheider ist beispielsweise aus der
EP 1 193 445 B1 bekannt, wobei der dort offenbarte Partikelabscheider einen elektrisch leitfähigen Deckel einschließt, der gasdicht mittels Spannmitteln lösbar auf eine seitliche Öffnung des Schornsteins aufsetzbar ist und einen als Sprühelektrode wirkenden Elektrodendraht trägt.
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Wenngleich die Vorrichtung aus der
EP 1 193 445 B1 in der Lage ist, effizient Partikel aus Rauchgasen abzuscheiden, so zeigt sich andererseits, dass durch die feste Verbindung zwischen dem einen Teil der Niederschlagselektrode bildenden Wandabschnitt und der Sprühelektrode eine Reinigung des Schornsteins nur dann möglich ist, wenn die gesamte Vorrichtung vollständig von dem Schornstein gelöst und entnommen wird.
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Diese vollständige Entnahme des Partikelfilters hat mehrere Nachteile. Einerseits wird unweigerlich bei Entnahme des Deckels Schmutz aus dem Schornstein herausfallen, so dass eine zusätzliche Reinigung der Umgebung des Schornsteins notwendig sein wird. Des Weiteren ist die Entnahme des Deckels von der Schornsteinwand sowie die nach der Reinigung durchzuführende erneute Anbringung des Deckels an dem Schornstein relativ aufwändig, da insbesondere bei der Anbringung auf einen gasdichten Abschluss mit dem Schornstein geachtet werden muss, da sonst Rauchgase in die Umgebung des Schornsteins austreten könnten, was unter anderem aufgrund der Gefahr von Kohlenmonoxid-Vergiftungen von Personen im Umfeld des Schornsteins auf jeden Fall zu verhindern ist.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Partikelabscheider bereitzustellen, der eine vereinfachte Reinigung des Schornsteins erlaubt, ohne dass seine Wirksamkeit im Betrieb als Partikelabscheider in irgendeiner Weise verschlechtert würde.
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Zu diesem Zweck umfasst der erfindungsgemäße Partikelabscheider ferner ein Gehäuse, welches sich von der Außenwand des Schornsteins nach außen erstreckt, wobei der Isolator, die Elektrodenhalterung und die Sprühelektrode derart verlagerbar in dem Gehäuse aufgenommen sind, dass die Sprühelektrode zwischen einer Betriebsposition, in welcher sie sich im Wesentlichen auf der Mittelachse des Schornsteins befindet, und einer Freigabeposition, in welcher sie sich im Wesentlichen außerhalb des Innenraums des Schornsteins befindet, überführbar ist.
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Indem auf diese Weise insbesondere die Sprühelektrode verlagerbar gegenüber der Innenwand des Schornsteins bereitgestellt ist und aus dem Bereich des Innenraums herausbewegt werden kann, kann durch eine Verlagerung des Isolators, der Elektrodenhalterung und der Sprühelektrode in dem Gehäuse die Sprühelektrode in eine Position gebracht werden, in der sie einer Reinigung des Schornsteins durch einen Schornsteinkehrer nicht mehr im Wege steht. Auf diese Weise wird eine Demontage des Partikelabscheiders vor einem Reinigungsvorgang überflüssig, so dass der Partikelabscheider dauerhaft in seiner Position verbleiben kann und somit der Aufwand der Vorbereitung und Nachbereitung einer Reinigung des Schornsteins deutlich reduziert werden kann. Ferner wird durch das dauerhafte Verbleiben des Gehäuses des Partikelabscheiders an der Außenwand des Schornsteins verhindert, dass bei einem Reinigungsvorgang Schmutz aus dem Schornstein nach außen gelangen kann und die Dichtheit der Vorrichtung nach jedem Reinigungsvorgang erneut aufwändig sichergestellt werden muss.
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Wenngleich sich das Gehäuse des erfindungsgemäßen Partikelabscheiders im Wesentlichen in beliebigen Richtungen von der Außenwand des Schornsteins erstrecken kann, so kann es vorteilhaft sein, wenn der Winkel des Gehäuses gegenüber der Mittelachse des Schornsteins zwischen 30° und 90°, vorzugsweise etwa 45°, beträgt. Hierbei versteht sich, dass zur Bestimmung dieses Winkels die Mittelachse des Schornsteins in vertikaler Richtung von unten nach oben verläuft, so dass das Gehäuse schräg nach oben oder höchstens horizontal ausgerichtet ist.
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Indem beispielsweise ein Winkel von 45° gewählt wird, wird ein guter Kompromiss gefunden zwischen einer Verkürzung des Verlagerungswegs der Sprühelektrode, der mit kleinerem Winkel des Gehäuses gegenüber der Mittelachse des Schornsteins zunimmt, und der Tatsache, dass mit einem geringerem Winkel gegenüber der Mittelachse evtl. in dem Gehäuse angesammelter Schmutz durch die Wirkung der Schwerkraft an der Innenwand des Gehäuses entlang abgleiten und sich somit nicht in dem Gehäuse ansammeln wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Gehäuse zweiteilig ausgebildet sein, wobei ein erstes Gehäuseteil fest mit dem Schornstein verbunden ist und ein zweites Gehäuseteil gegenüber dem ersten Gehäuseteil verlagerbar ist, wobei der Isolator dem zweiten Gehäuseteil zugeordnet ist und somit die Überführung der Sprühelektrode zwischen ihrer Betriebsposition und ihrer Freigabeposition durch Verlagern des zweiten Gehäuseteils gegenüber dem ersten Gehäuseteil hervorrufbar ist. In dieser Ausgestaltung ist das Gehäuse somit teleskopierbar gebildet und von einem Schornsteinkehrer vor einem Reinigungsvorgang des Schornsteins besonders einfach in die Freigabeposition zu überführen, indem einfach das zweite Gehäuseteil aus dem ersten herausgezogen wird. Selbstverständlich könnten alternativ jedoch auch Mittel vorgesehen sein, die bei einem einteilig ausgebildeten Gehäuse eine Verlagerung des Isolators, der Elektrodenhalterung und der Sprühelektrode gegenüber dem gesamten Gehäuse erlauben, beispielsweise geeignete Führungsmittel, wie ein Schienensystem, eine Abfolge von Gleitlagern oder ähnliches.
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In der Ausführungsform mit ersten und zweiten Gehäuseteilen kann es ferner gewünscht sein, die beiden Gehäuseteile in wenigstens einer Relativposition zueinander festsetzbar auszubilden, welche der Betriebsposition und/oder der Freigabeposition der Sprühelektrode entspricht. Hierzu können beliebige geeignete Festsetzmittel vorgesehen werden, wie beispielsweise Verschraubungen oder lösbare Schnappverbindungen.
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Wenngleich, wie oben ausgeführt, zu einer Reinigung des Schornsteins ein Entfernen des Gehäuses des Partikelabscheiders von dem Schornstein nicht mehr notwendig ist, so kann es dennoch vorteilhaft sein, wenn das Gehäuse lösbar an dem Schornstein angebracht ist. Eine derartige lösbare Anbringung des Gehäuses an dem Schornstein kann eine Wartung der in dem Gehäuse vorliegenden Komponenten des Partikelabscheiders vereinfachen, die jedoch wesentlich weniger häufig vorzunehmen sein wird als die Reinigung des Schornsteins, so dass ein Lösen des Gehäuses in dieser Ausführungsform der Erfindung wesentlich seltener vorzunehmen sein wird, als dies im oben beschriebenen Stand der Technik der Fall ist.
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Weiterhin kann in dem erfindungsgemäßen Partikelabscheider in dem Gehäuse ferner eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine Bürste, welche derart angeordnet sein kann, dass bei einer Überführung der Sprühelektrode zwischen ihrer Betriebsposition und ihrer Freigabeposition der Isolator und/oder die Elektrodenhalterung gereinigt wird. Beispielsweise kann in der oben diskutierten Ausführungsform mit einem positionsfesten ersten Gehäuseteil und einem beweglichen zweiten Gehäuseteil die Reinigungsvorrichtung dementsprechend an der Innenseite des ersten Gehäuseteils angeordnet sein und nach innen vorstehen, so dass bei einer Verlagerung des zweiten Gehäuseteils gegenüber dem ersten Gehäuseteil der Isolator und/oder die Elektrodenhalterung an der Reinigungsvorrichtung vorbeigeführt wird/werden, so dass eine Reinigung der entsprechenden Komponente/n bei jeder Verlagerung der Sprühelektrode automatisch stattfindet.
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Wenngleich es möglich ist, die Sprühelektrode in ihrer Freigabeposition bis in das Gehäuse hinein zurückzuziehen, so bietet es sich an, dass die Sprühelektrode in ihrer Freigabeposition im Wesentlichen eine Verlängerung der Innenwand des Schornsteins bildet und vorzugsweise das Gehäuse von dem Innenraum des Schornsteins her abschließt. Hierdurch wird nicht nur eine Beschädigung des Isolators und/oder der Elektrodenhalterung während einer Reinigung des Schornsteins verhindert, sondern die Sprühelektrode bildet ebenfalls eine Barriere für das Eindringen von Schmutzpartikeln in das Gehäuse des Partikelabscheiders.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Schornstein, umfassend einen erfindungsgemäßen Partikelabscheider, und aufweisend eine einen Innenraum des Schornsteins begrenzende Innenwand, welche dazu eingerichtet ist, als Niederschlagselektrode zu wirken.
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Zuletzt kann der erfindungsgemäße Schornstein ferner an seiner Außenseite einen Ansatz aufweisen, an welchen das Gehäuse angebracht ist, vorzugsweise lösbar angebracht ist. Alternativ hierzu könnte jedoch der Schornstein auch einfach mit einer geeigneten Öffnung an seiner Außenwand versehen sein, an welcher das Gehäuse des Partikelabscheiders platziert werden kann, wobei dann jedoch eine eventuelle Neigung des Gehäuses gegenüber der Horizontalen durch die Form des Gehäuses bewerkstelligt werden müsste.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsformen davon deutlich, wenn diese zusammen mit den beiliegenden Figuren betrachtet werden. Diese zeigen im Einzelnen:
- 1a bis 1c eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Partikelabscheiders in einer Außenansicht und zwei Querschnittsansichten; und
- 2a und 2b eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Partikelabscheiders in zwei Querschnittsansichten.
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1a zeigt in einer Außenansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Partikelabscheiders, der ganz allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist und ein Gehäuse 12 umfasst, welches sich von einer Außenwand 14a eines Schornsteins 14 erstreckt. Das Gehäuse 12 ist hierbei zweiteilig aufgebaut und umfasst ein erstes Gehäuseteil 12a und ein zweites Gehäuseteil 12b, wobei das erste Gehäuseteil 12a mittels eines Paars von Flügelmuttern 16 und einem Gegenblech 20 fest mit dem Schornstein 14 verbunden ist, während das zweite Gehäuseteil 12b gegenüber dem ersten Gehäuseteil 12a von dem Schornstein 14 weg verlagerbar ist.
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Ferner ist ein weiteres Paar von Flügelmuttern 18 vorgesehen, mittels welchem die beiden Gehäuseteile 12a und 12b in einer vollständig eingefahrenen Position des zweiten Gehäuseteils 12 relativ zueinander festsetzbar sind, welche der weiter unten beschriebenen Betriebsposition des Partikelabscheiders 10 entspricht, in welcher die in den 1b und 1c gezeigte Innenwand 14b des Schornsteins 14 als Niederschlagselektrode wirkt.
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Diese 1b und 1c zeigen nun den Partikelabscheider 10 und den Schornstein 14 aus 1a in Querschnittsansichten, deren Schnittebenen durch die Mittelachsen M12 des Gehäuses 12 und M14 des Schornsteins 14 verlaufen.
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In 1b ist zunächst einmal zu erkennen, dass innerhalb des Gehäuses 12 in Isolator 22 vorgesehen ist, der mittels einer Haltevorrichtung 22a an dem zweiten Gehäuseteil 12b befestigt ist. An der dem Schornstein zugewandten Seite des Isolators 22 ist ferner eine Elektrodenhalterung 24 fest mit dem Isolator 22 verbunden, an deren dem Isolator 22 gegenüberliegenden Ende schließlich die Sprühelektrode 26 sitzt, die mittels einer nicht gezeigten Spannungsquelle mit einer Gleichspannung beaufschlagbar ist. Zuletzt zeigt die 1b noch eine Reinigungsbürste 28, die fest mit dem ersten Gehäuseteil 12a verbunden ist und sich von dessen Innenwand in Richtung der Mittelachse M12 erstreckt, um somit mit dem Isolator 22 in Kontakt zu sein.
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In dem in 1b gezeigten Zustand befindet sich die Sprühelektrode 26, da das zweite Gehäuseteil 12b gegenüber dem ersten Gehäuseteil 12a von der Mittelachse M14 des Schornsteins 14 weggezogen ist, in einer Freigabeposition, in der sie eine Verlängerung der Innenwand 14b des Schornsteins 14 bildet und sich somit im Wesentlichen außerhalb des Innenraums des Schornsteins befindet, so dass der Innenraum des Schornsteins 14 frei von Gegenständen ist und von einem Schornsteinkehrer gereinigt werden kann. Hierbei bildet die Sprühelektrode 26 ebenfalls einen Anschlag für die Verlagerungsbewegung des zweiten Gehäuseteils 12b gegenüber dem ersten Gehäuseteil 12a.
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Um nun die Sprühelektrode 26 in ihre in 1c gezeigte Betriebsposition zu überführen, muss einfach das zweite Gehäuseteil 12b, beispielsweise nach Abschluss der Reinigung des Schornsteins, in Richtung der Mittelachse M14 des Schornsteins eingeschoben werden, wobei durch die Flügelmuttern 18 ein Anschlag gebildet ist, der dafür sorgt, dass die Sprühelektrode in ihrer Betriebsposition gerade auf der Mittelachse M14 des Schornsteins 14 positioniert ist. In diesem Zustand kann nun durch die Flügelmuttern 18 die relative Position der beiden Gehäuseteile 12a und 12b festgesetzt werden, so dass die Sprühelektrode 26 bis zur nächsten vorgesehenen Reinigung in ihrer Betriebsposition festgesetzt ist.
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Die 2a und 2b zeigen nun eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Partikelabscheiders, wobei Komponenten, die denjenigen aus der ersten Ausführungsform ähnlich oder gleich sind, mit gleichen Bezugszeichen erhöht um „100“ bezeichnet sind. Bei Komponenten, die im Folgenden nicht beschrieben sind, sei ferner auf die Beschreibung der entsprechenden Komponenten aus den 1a bis 1c verwiesen.
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Dementsprechend ist der Partikelabscheider aus den 2a und 2b mit dem Bezugszeichen 110 bezeichnet und an einem Schornstein 114 angebracht. Auch hier ist das Gehäuse 112 des Partikelabscheiders 110 zweiteilig aufgebaut und umfasst ein erstes Gehäuseteil 112a und ein zweites Gehäuseteil 112b, die gegeneinander verlagerbar sind.
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Der wesentliche Unterschied zwischen den Partikelabscheidern 10 und 110 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform besteht darin, dass der Schornstein 114 einen Ansatz 115 aufweist, der sich in einem Winkel von 45° gegenüber der Mittelachse M114 erstreckt, so dass das Gehäuse 112 im Gegensatz zu dem Gehäuse 12 nicht unmittelbar an der Außenwand 114a des Schornsteins 114 angebracht ist, sondern dementsprechend an Stirnflächen des Ansatzes 115.
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Hierdurch wird es notwendig, dass die Elektrodenhalterung 124 wesentlich länger ist als die Elektrodenhalterung 24 der ersten Ausführungsform, da die Sprühelektrode 126 aufgrund des Winkels zwischen dem Gehäuse 112 und dem Schornstein 114 bei ihrer Überführung zwischen ihrer Betriebsposition und ihrer Freigabeposition einen weiteren Weg zurückzulegen hat. Andererseits ergibt sich durch die Neigung des Gehäuses 112 gegenüber der Horizontalen der Vorteil, dass sich Schmutz, welcher durch die Bürste 128 abgestreift wird, nicht in dem Gehäuse 112 oder dem Einsatz 115 ansammeln wird, sondern der Schwerkraft folgend aus dem Gehäuse 115 in den Schornstein 114 nach unten fallen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1193445 B1 [0005, 0006]
