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Elektrostatischer Gasreiniger 9 Diese Erfindung betrifft elektrostatische
Gasreiniger und insbesondere modulare Elektrodenbauteile zum Ausbilden einer elektrostatischen
Zelle mit parallelen Platten in dem Reinigungsabschnitt.
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Verschiedene Vorrichtungen für das elektrostatische Reinigen von Gasströmen
sind verwendet oder vorgeschlagen worden.
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Der Betrieb aller von ihnen erfordert die Verwendung von im Abstand
zueinander angeordneten Elektroden, das Einprägen
hoher Junisierspannung
auf den Elektroden um ein elektrisches Feld zu erzeugen und den Durchgang von staub-oder
partikelbeladenen Gasstromen durch das Feld, wodurch die Partikel geladen werden,
sodaß sie auf entgegengesetzt geladene Flächen sinken und darauf abgelagert werden.
In einer Form eines bekannten Gerätes zum Ausfällen von Partikeln aus einem Gasstrom
werden junisierende oder ladende Elektroden hoher Spannung in einem Junisierabschnitt
und abwechselnd geladene und geerdete Sammelelektroden in der Form von Platten verwendet,
die sich längs des Pfades des Gasstromes in dem Reinigungsabschnitt des Gerätes
er-Strecken. Für den ersten zweistufigen elektrostatischen Gasreiniger hat man sich
auf den in dem US-Patent 2 129 783 von Penney beschriebenen Gasreiniger normalerweise
verlassen. Penney verläßt sich jedoch auf zwei frühere Patente, d.h. US-Patent 1
343 285 von Schmidt und dem US-Patent 1 357 466 von Moller mit dem Vorschlag die
Funktion des Junisierens und Ausfällens mehr oder weniger in zwei separate Kammern
zu trennen.
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Penney gilt jedoch im allgemeinen als ein Pionier im vollständigen
Trennen der zwei Funktio-nen des elektrostatischen Gasreinigers in Junisier-und
Absetzkammern um die Spannung zu begrenzen, die in der Junisierkammer und in der
Absetzkammer erforderlich ist und somit die Herstellung von Oxyden, von Stickstoff
und von Ozon
durch die hochgeladenen elektrischen JuntsierdrEhte
zu begrenzen. Beide dieser Gase (d.h. Oxyde von Stickstoff und Oson) sind als Verursacher
von Rauchbildung angesehen worden.
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Die Tatsache, daß abwechselnd geladene Platten in den parallelen elektrostatischen
Plattenzellen derart befestigt sind, um die Lichtbogenbildung zu vermeiden, hat
ein ziemlich sperriges und schweres Gerät ergeben.
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Die Befestigung der parallelen Platten in isolierter Relation zueinander
hat ein weiteres Problem mit sich geführt, wenn die Platten zur regelmäßigen Reinigung
entfernt und nach der Reinigung wieder eingebaut werden.
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Die Verwendung der elektrostatischen Zweikammer-Filter die parallele
elektrostatische Plattenzellen enthalten, bieten minimalen Druckabfall. Jedoch wegen
der Schwierig keit der Befestigung der parallelen Platten in ausreichend enger Abstandsrelation,
um den Spannungsbedarf auf ein Minimum zu begrenzen, ist ein solches Gerät etwas
sperrig und erfordert verhältnismäßig hohe Spannungen, um optimalen Betrieb vorzusehen.
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Ferner führt das Problem der Befestigung der parallelen Platten in
isolierter und enger Abstandsrelation ohne Kurzschlußschwierigkeiten teure und zeitraubende
Befestigungstechniken mit sich. Eines der Hauptprobleme
ist die
Schwierigkeit gewesen, die Platten in vollkommen flachem Zustand zu halten. Dies
wurde 1938 dargelegt durch den Patentinhaber Penney, in dem US-Patent 2 129 783
auf Seite 6 und 7 seines Patentes (Zeile 66-75 von Seite 6 und Zeil 1-18 von Seite
7) wie folgt: "Der Abstand zwischen den Platten 19 und 20 der Sammler zellenanordnung
oder Gasreinigungskammer sollte so klein sein, wie die Erwägungen der Kurzschlußschwierigkeiten
erlauben. Ich habe festgestellt, daß bei größeren Plattenabständen die Effekte der
Ansammlung von Schmutzpartikeln beim Herstellen von Spitzenentladungen beachtlicher
ist, sodaß wenn der Plattenabstand erhöht wird, die Spannung nicht in einer so schnellen
Geschwindigkeit erhöht werden kann wie der Plattenabstand, sodaß die größeren Abstände
der Platten ein Gerät erfordern, welches von etwas größerer Abmessung ist als das
Gerät mit dem geringeren Plattenabstand. Eine Grenze, auf welche bezüglich der Enge
gestoßen wird, mit welcher die Platten im Abstand zueinander angeordnet sind, ist
die Unmöglichkeit der Erlangung handelsüblicher Platten, welche ausreichend flach
sind. Zum beispiel werden handelsübliche Platten von 203,2 mm (8 inches) im Quadrat
von 0,397 mm (1/64 inch) bis 0,794 mm (1/32 inch) vom vollkommen
flachen
oder ebenen Zustand abweichen. Es gibt einen Bereich des Plattenabstandes von etwa
1-,588 mm (1/16 inch) oder 3,175 mm (1/8 inch) bis zu 12,7 mm (1/2 inch) oder selbst
beträchtlich größer als handelsüblich sein mag. Der Plattenabstand in der Ausführung,
welche in meinen Zeichnungen dargestellt ist, ist etwa 5,588 mm (0,22 inch) aber
dieser Plattenabstand kann beträchtlich vermindert werden, mit sich daraus ergebender
Wirtschaftlichkeit in der Abmessung der Anlage, oder er mag beträchtlich vergrößert
werden, wenn keine besondere Notwendigkeit zur Verminderung der Abmessung des Gasreinigers
besteht." Gemäß meiner Erfindung wird ein einfaches, wirtschaftliches und robustes
modulares Elektrodenbauteil vorgelegt, zusammen mit einer neuartigen Befestigungsanordnung
des Elektrodenbauteils in im Abstand angeordneter und isolierter Relation zu entgegengesetzt
geladenen modularen Elektrodenbauteilen, um eine elektrostatische parallele Plattenzelle
zu bilden.
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Grundsätzlich fasst meine Erfindung die Verwendung einer jalouisiartig
durchbrochenen Metallplatte vor, die durch einen einfachen und wirtschaftlichen
Stanzvorgang hergestellt wird, wodurch vorstehende Leitflügel gebildet werden. Die
vorstehenden Leitflügel sind an verstärkenden Rippen so angebracht, daß die vorstehenden
Leitflügel einer Platte abwechselnd mit
den vorstehenden Leitflügeln
einer entgegengesetzt geladenen Metallplatte angeordnet sind. In einer bevorzugten
Ausführungsform sind die oberen oder unteren Verstärkungsrippen einer jalousieartig
eingreifenden Platte so versetzt, daß die Platten abwechselnd mit der Oberseite
nach unten gedreht sind.
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Somit sind die vorstehenden Leitflügel abwechselnd geladener Platten
ineinandergreifend zueinander angeordnet, um im gleichen Abstand zueinander angeordnete
Luftdurchgänge zu bilden und um elektrostatische Felder an den Leitflügeln abwechselnder
Platten zu bilden und an den durch die Leitflügel gebildeten Luftdurchgängen, wenn
an eine der Platten Spannung angelegt wird.
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In noch einer anderen Ausführungsform ist Vorkehrung getroffen, um
jalousieartig durchbrochene Platten Rückseite an Rückseite in leitender Relation
zu befestigen, um ein modulares Elektrodenglied von zwei jalousieartig angeordneten
Platten zu bilden, die dasselbe elektrische Vorzeichen tragen. Somit könnte man
die vorstehenden Leitflügel eines ersten Gliedes mit den vorstehenden Leitflügel
eines zweiten modularen Elektrodengliedes befestigen, um offene Luftdurchgänge zwischen
den Leitflügeln abwechselnd geladener Glieder und elektrostatische Felder zwischen
den Platten senkrecht zur Richtung des Luftflusses durch den Luftdurchgang
vorzusehen
und zu definieren. In einer weiteren Ausführungsform ist Vorkehrung getroffen, daß
die Platten um 900 gedreht werden, um einen bestimmten Betrag an Steifigkeit in
-der Anordnung Rückseite an Rückseite von gleichgeladenen Paaren jalousieartig durchbrochener
Platten vorzusehen, um ein modulares Elektrodenglied zu bilden. Ein modulares Elektrodenglied
ist dann eine oder mehrere jalousieartig durchbrochene Platten, die mit demselben
elektrischen Vorzeichen geladen sind.
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Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsformen im Zusammenhang
mit den beiiiegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 ein Aufriss der jalousieartig durchbrochenen Platte
dieser Erfindung, wobei die Kanten der vorstehenden Leitflügel im Schnitt dargestellt
sind, um den Durchgang des Fluidums zwischen den Leitflügeln deutlicher zu veranschaulichen.
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Fig. 2 eine teilweise auseinandergenommene Ansicht von oben, welche
in ausgezogenen Linien die Relation der Leitflügel zu den verstärkenden Rippen des
modularen
jalousieartig durchbrochenen Elektrodengliedes dieser Erfindung veranschaulicht
(gebildet durch die Befestigung Rückseite an Rückseite, der zwei jalousieartig durchbrochenen
Platten) und welche in gestrichelten Linien die Relation der Leitflügel zu den Leitflügeln
einer entgegengesetzt geladenen jalousieartig durchbrochenen Platte veranachaulicht,
welche aus Gründen der deutlicheren Veranschaulichung weggezogen worden ist.
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Fig. 3 eine Seitenansicht um 900 von der Ansicht des Gliedes von Fig.l
gedreht, welche eine Anordnung von modularen, jalouisieartig durchbrochenen Elektrodengleder
veranschaulicht, die befestigt sind, um eine parallele elektrostatische Plattenzelle
zu bilden.
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Fig. 4 eine vergrößerte unvollständige Ansicht der in Fig.3 veranschaulichten
Struktur, welche die Bildung eines Fluidum -Durchganges durch Leitflügel verschieden
geladener Elektrodenglieder und ein elektrostatisches Feld an dem Fluidum-Durchgang
veranschaulicht.
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Fig. 5 eine vergrößerte unvollständige Ansicht einer Anordnung jalouisieartig
durchbrochener Elektrodenplatten, ähnlich der in Fig.3 veranschaulichten Anordnung,
ausgenommen, daß die Befestigung von Rückseite an Rückseite positiv geladener Platten
derart ist, daß die Leitflügel einer Platte des modularen Elektrodengliedes in entgegengesetzter
Richtung zu den Leitflügeln der anderen Platte angeordnet sind, aber auf derselben
Höhe und in derselben Ebene angebracht sind.
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Fig. 6 eine Modifikation der Befestigungsanordnung.
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Rückseite an Rückseite, worin eine Platte des Paares positiv geladener
Platten, die das modulare Elektrodenglied bilden, um 900 gedreht ist, sodaß der
Leitflügel 38 nicht in senkrechter Lage relativ zu den leitflügeln 38 der anderen
Platte des Paares liegt.
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Ein modulares Elektrodenbauteil in der Form einer jalousieartig durchbrochenen
elektrischleitenden Platte 30 ist in Fig.l als bevorzugte Ausführungsform dieser
Erfindung verananschaulicht. Diese Platte ist vorzugsweise aus dünnem, elektrischleitenden
Metallblech hergestellt und besteht aus seitlichen Verstärkungsrippen 31, mittleren
Verstärkungsrippen 32, oberen.Verstärkungsrippen
33 und unteren
Verstärkungsrippen 34.
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Es wird bemerkt, daß die obere Verstärkungsrippe 33 breiter ist als
die untere Verstärkungsrippe 34. Eine Reihe von öffnungen 35 ist mit einem konkav-konvexen
Prägebuckel 36 versehen, zur Verbindung mit benachbarten Platten oder Isolatoren,
wie beschrieben wird.
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Die Leitflügel 38 sind in einer bevorzugten Modifikation durch die
wohlbekannte Stanztechnik ausgebildet, wodurch Metallblech mit einem Stanzwerkzeug
so gestanzt wird, daß die Leitflügel ausgeschnitten und senkrecht zur Ebene des
ursprünglichen Metallbleches gebogen werden. Somit ist jeder Leitflügel 38 mit den
Verstärkungsrippen 31 und 32 mittels einer Lasche 39 verbunden, welche mit der Rippe
und dem Leitflügel selbst zusammenhängt. Auf diese Weise kann ein großes flexibles
Stück von Metallblech zu einer Platte ausgebildet werden, die eine Reihe von vorstehenden
Leitflügeln aufweist, welche in Verbindung mit den Leitflügeln einer entgegengesetzt
geladenen Platte im engen Abstand ohne die, Gefahr der Lichtbogenbildung oder des
Kurzschlusses angeordnet werden kann. Diese Leitflügel definieren einen Fluidum-oder
Luftdurchgang 45. Ein elektrostatisches Feld 46 an dem Luftdurchgang 45 ist durch
die entgegengesetzt geladenen Leitflügel 38 ausgebildet, welche den Luftdurchgang
45 definieren. Wie aus Fig.2 zu ersehen, sind zwei jalousieartig durchbrochene Platten
30 Rückseite an Rückseite befestigt, wobei die Leitflügel von jedem
Glied
des Paares in entgegengesetzter Richtung angeordnet sind, um ein modulares Elektrodenglied
zu bilden. Somit kann Luftfluss in jede der durch die Pfeile veranschaulichten Richtungen
vorkommen. Die entgegengesetzt geladene Platte, die in gestrichelten Linien dargestellt
und von dem Paar von Platten weggezogen ist, veranschaulicht, wie die Leitflügel
einander gegenüberstehen und ineinandergreifend angeordnet sind, um den Luftdurchgang
45 zu definieren.
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Ein elektrostatisches Feld 46 ist an jedem Luftdurchgang 45 ausgebildet.
Deshalb ist die Richtung. des Luftflusses belanglos, da zwei gegenüberstehende Leitflügel
einen Luftdurchgang 45 bilden, an welchem ein elektrostatisches Feld 46 zum Niederschlag
von Partikeln aus der Luft gebildet wird. Dies wird durch Hinweis auf Fig.3 und
4 besser verstanden, wodurch eine vollständige Anordnung der positiv und negativ
geladenen modularen Bauteile veranschaulicht ist. Es wird bemerkt, daß die Bauteile
mittels eines Isolators 40 voneinander getrennt sind. Ein Gewindenippel 41 in dem
Isolator 40 nimmt eine Schraube 42 auf1 welche durch die öffnung 35 des konkav-konvexen
Prgebuckels 36 eingesetzt wird. Die gegenüberstehenden Leitflügel 38 entgegengesetzt
geladener Platten bilden Luftdurchgänge 45, an welchen ein elektrostatisches Feld
46 gebildet wird, wie schematisch in Fig.4 dargestellt.
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Wenn somit Luft durch die parallele elektrostatische
Plattenzelle
fließt, fließt sie durch eine Anzahl von Luftdurchgängen 45 und einer Anzahl von
elektrostatischen Feldern 46, um die geladenen Partikel auf einem oder mehreren
der Leitflügel 38 wirksam und leistungsfähig abzulagern. Da die Leitflügel wegen
ihrer Breit und Länge verhältnismäßig steif sind, gibt es im wesentlichen wenig
Problem des Biegens oder der Geschmeidigkeit, um ein Kurzschließen oder eine Lichtbogenbildung
zu verursachen. Deshalb können die Leitflügel eng angebracht werden, um eine kompakte
und robuste elektrostatische Plattenzelle für Haus-und Industriellen Gebracuh zu
bilden.
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Es wird bemerkt, daß in Fig.3 und 4 die gleichgeladenen Platten der
modularen Glieder so angeordnet sind, daß die Leitflügel in entgegengesetzten Richtungen
aber nicht auf derselben Höhe oder derselben Ebene angebracht sind. Diese Anordnung
kann jedoch ausgeführt werden und sie bietet eine bevorzugte Befestigungsanordnung,
wie schematisch in Fig.l veranschaulicht.
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Wie ferner in Fig.l dargestellt, ist die Achse B-B steifer als die
Achse A-A, somit kann durch Drehen einer der Platten eines Paares um 900 wie in
Fig.6 dargestellt, die Steifigkeit an der Achse B-B vorteilhaft in einer Befestigung
Rückseite an Rückseite verwendet werden, um ein starres, steifes, modulares elektrostatisches
Glied herzustellen. Wie außerdem
vorher angegeben, sind die End-Verstärkungsrippen
so versetzt, daß durch wechselweises Anbringen der oberen Rippe 33 an der unteren
und der unteren-Rippe 34 an der oberen die Abstandsanordung gegenüberstehenden Glieder
so ist, daß die Leitflügel 38 in gleichem Abstand und abwechselnd zueinander angeordnet
sind, um die Luftdurchgänge 45 und die elektrostatischen Felder 46 an den Durchgängen
zu bilden wie vorher angegeben.
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Es ist einzusehen, daß die modularen jalousieartig durchbrochenen
Elektrodenbauteile dieser Erfindung derart befestigt werden können, um eine Anzahl
von kleinen Zellen zu bilden, welche zur Reinigung oder zur Reparatur leicht entfernt
werden können, oder in einem großen Bauteil befestigt werden können, das durch herkömmliche
Mittel so zusammengespannt ist, daß abwechselnde Platten oder Paare von Platten
entgegengesetzt geladen sind, um eine Anzahl von im engen Abstand zueinander angeordneten
Fließdurchgängen und eine Anzahl von elektrostatischen Feldern an den Durchgängen
für kompakten und wirkungsvollen Partikelniederschlag-aus den Luftströmen zu bilden.
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Patentansprüche