DE2408511A1

DE2408511A1 - Vorrichtung zur entfernung fester oder fluessiger teilchen aus einem gasstrom

Info

Publication number: DE2408511A1
Application number: DE19742408511
Authority: DE
Inventors: Alfred Erich Wibra Diepenbroek; Cornelis Schilperoort; Jan Hendrik Wormgoor
Original assignee: Bronswerk Apparatenbouw BV
Current assignee: Bronswerk Apparatenbouw BV
Priority date: 1973-03-06
Filing date: 1974-02-22
Publication date: 1974-09-26
Also published as: FR2220312B1; DD109988A5; NL7303156A; IT1009204B; GB1458081A; JPS501455A; FR2220312A1; US3970437A

Description

SATEN.T ANWiLTE / D ί. A η d ι e j e w s k i Di.-Ing. Honke Λ Es_32n, d. 21. 2. 1974

Bronswerk-Apparatenbouw B.V., Hijkerk, Niederlande'.

Vorrichtung zur Entfernung fester oder flüssiger Teilchen aus einem Gasstrom.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung fester oder flüssiger Teilchen aus einem Gasstrom, der gemäss einer Schraubenlinie ' einen von zwei koachsialen Zylindermänteln begrenzten Abtrennungsraum diirchläuft, vobei in dem Ähtrennungsraun mittels den Zylindermänteln zugeordneten Elektroden ein radiales gleichgerichtetes elektrisches Feld erzeugt wird, so dass die Teilchen durch die Zusammenwirkung der Zentrifugalkraft und der elektrostatischen Kraft nach der Aussenseite des Abtrennungsrauines geführt werden.

Eine solche Vorrichtung ist aus der britischen Patentschrift kBj.5^7 bekannt. In dieser Patentschrift wird jedoch nicht erwähnt, wie die Teilchen die für die elektrische Abtrennung erforderliche Ladung ei'halten.

Im allgemeinen wird bei Vorrichtungen, in denen Teilchen mittels eines elektrischen Feldes aus einem Gasstrom entfernt werden, die Feldstärke so hoch gewählt, dass im zu reinigenden Gas eine Korona-Entladung auftritt, durch welche das Gas ionisiert und die zu entfernenden Teilchen aufgeladen werden. Die aufgeladenen Teilchen können nunmehr durch die Anziehungskraft der Elektroden aus dem Gasstrom entfernt werden.

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Die Anwendung einer Korona-Entladung ist jedoch den Kachteil, dass die elektrische Apparatur und deren Wartung verhältnismässig teuer sind, wahrend ausserdem nicht alle Teilchen aus dem Gasstrom entfernt werden können. Es wird nämlich keine zweckmassige Abtrennung erzielt, wenn der spezifische Widerstand der Teilchen gross, z.B. grosser als 10 Ohm cm, ist, weil dann nur eine schwache Aufladung erzielt wird, oder wenn die Teilchen einen niedrigen spezifischen Widerstand, z.B. kleiner als 10 Ohm cm, haben, weil dann an der Ablagerungselektrode eine zu schnelle Uinpolung stattfindet. Weiterhin

muss man bei Anwendung der Korona-Entladung dicht unter der Durchschlagsgrenze arbeiten ue einen ordentlichen Wirkungsgrad zu erhalten. Es treten dadurch regelmässig Durchschlage auf, die zu Störungen in Radio- und Fernsehempfängern und zu einer gesundheitsschädlichen Ozonbildung führen. Auch muss die Spannung jeweils der Verschmutzung angepasst werden, wodurch bei bestimmten Staubarten eine Explosionsgefahr entsteht.

Zur Erzielung einer Korona-Entladung soll die Feldstärke im Abtrennungsraum oberhalb eines kritischen Wertes liegen, der falls der zu reinigenden Gasstrom aus Luft besteht, 10-20 kV/cm betragen kann.

Man hat auch bereits vorgeschlagen, bei der elektrischen Peinigung eines Gasstromes, die Dipolwirkung zu verwenden. In diesem Fall wird die elektrische Feldstärke so niedrig gewählt, dass im Gasstrom keine wesentliche Ionisierung auftritt. Die Abtrennung ist dabei auf die Erscheinung zurückzuführen, dass in den zu entfernenden Teilchen elektrische Dipolladungen erzeugt werden. Katurgemäss ist das immer möglich, wenn die Teilchen aus einem Isolierstoff bestehen; in manchen Fällen kann die Dipolladung jedoch auch bei Metallteilchen erzeugt werden, weil diese oft mit einer isolierenden Oxydschicht bekleidet sind. Für die Dipolbildung soll die Feldstärke, wenn der Gasstrom aus Luft besteht, kleiner als der genannte kritische Wert sein. Der Vorschlag zur Ver-

.3-

ler Dipolwirkung hat aber ι
geführt.

vendung der Dipolwirkung hat aber noch «licht zu einer industriellen Anwendung

Die Erfindung hat den Zweck, eine vorteilhafte Vorrichtung zur Reinigung eines Gasstromes zu schaffen, bei der die Dipolwirkung benutzt wird.

Gemäss der Erfindung ist die elektrische Feldstärke dazu derart gewählt, dass im Gasstrom keine wesentliche Ionisierung auftritt, wobei - die Elektroden zur Erzeugung eines elektrischen Feldes derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Feldstärke in der Richtung von dem Innenmantel nach dem Aussenmantel zunimmt, und dass das Feld am Aussenmantel ortlich konzentriert ist, während am Innenmantel keine örtliche Konzentration auftritt, derart, dass die nach der Aussenseite des Abtrennungsraumes geführten Teilchen zu immer grosseren Agglomeraten zusammengefügt werden und wenigstens teilweise an dem Aussenmantel entlang aus dem Abtrennungsraum entfernt werden.

Weil die Feldstärke im Abtrennungsraum bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung von innen nach aussen zunimmt, bewegen die aufgeladenen Teilchen sich nach der Aussenseite. Wenn dabei zwei Teilchen aufeinander treffen, tritt eine Agglomeration auf, so dass ein grösserer Dipol gebildet wird, der eine stärkere Neigung aufweist um sich in der Richtung der grosseren Feldstärke zu bewegen, und der gleichzeitig infolge der grosseren Masse eine stärkere Zentrifugalkraft empfindet. Die gebildeten Agglomerate bewegen sich dabei immer weiter nach aussen hin.

Infolge der ortlichen Feldkonzentration am Aussenmantel gelangen die agglomerierten Teilchen in einen sich stetig verkleinernden Raum, so dass die Agglomeration immer stärker wird.

Die Teilchen erhalten dadurch solche Abmessungen, dass sie sich in der Gestalt einer zusammengeballten groben Masse längs des Aussenmantels ©ach unten bewegen. Es wird dabei eine sehr wirksame Ausscheidung erzielt, bei welcher die Teilchen nur in geringem Masse an den Aussenmantel haften.

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Die örtliche Konzentration des elektrischen Feiues am Aussenmantel lässt sich in verschiedenen Weisen erzielen. Bei einer ersten Ausführyngsform sind auf dem aus Isolierstoff hergestellten Aussenmantel nehrere getrennten, achsial gerichteten Elektroden mit gleichem Potential angeordnet. Bei einer zweiten Ausführungsform besteht der Aussennantel gleichfalls aus einem Isolierstoff und ist darauf eine durchgehende, schraubenlinienförmige Elektrode vorgesehen. Die genannten Elektroden werden in beiden Fällen vorzugsweise auf der Innenseite des Aussenmantels angeordnet. Um die Gefahr einer Korona-Entladung zu verringern, empfiehlt es sich, auf die Elektrode(n) eine isolierende Deckschicht aufzubringen.

Die Gefahr einer Korona-Entladung kann auch herabgesetzt werden, indem man die zum Aussenmantel gehorige(n) Elektrode(n) auf der Aussenseite dieses Mantels anordnet. Auch in diesem Fall wird vorzugsweise eine isolierende Deckschicht verwendet, und zwar um eine Staubablagerung auf die Elektrode(n) zu vermeiden.

Weil an dem Innenmantel keine örtliche Konzentration auftreten soll, wird dieser Mantel vorzugsweise als ein homogener Metallzylinder ausgebildet.

Wie bereits bemerkt wurde, besteht bei der Vorrichtung gersäss der Erfindung nur eine geringe Chance, dass die Staubteilchen sich an den Aussenmantel heften. Insofern diese Wirkung trotzdem auftritt, kann man die Teilchen von dem Aussenmantel entfernen, indem das elektrische Feld periodisch geschwächt oder aufgehoben wird. Die Dauer dieser Unterbrechungen oder Schwächungen kann z.B. 5 % der Beh an dlungs dauer betragen, während die Schwä-

chung darin bestehen kann, dass die Feldstärke bis auf die Hälfte verringert wird.

Vorzugsweise wird das Gas in solcher Weise in den Abtrennungs-

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raum eingeführt, dass in dem Gasstrom eine Turbulenz auftritt. Die Treffwahrscheinlichkeit der Teilchen wird dadurch vergrössert, so dass die Agglomeration begünstigt wird. Die Turbulenz darf jedoch nicht so stark sein, dass die gebildeten Agglomerate zerstört werden.

Weil die Teilchen sich bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung •immer nach der Aussenseite des Abtrennungsraumes bewegen, entsteht auf der Innenseite ein Bereich, in dem nahezu keine Teilchen mehr vorhanden sind; man kann daher den betreffenden Teil des Gasstromes als gereinigt abführen. Der Teil des Gasstromes, der sich auf der Aussenseite befindet, kann erwünschtenfalls in *·. nachfolgenden Stufe weitergereinigt werden.

Die schraubenlinienformige Strömung des Gases kann in bekannter Weise dadurch erzielt werden, dass das Gas tangential und unter einem V/inkel zur Achse in den Abtrennungsraum eingeführt wird. Es 1st jedoch auch möglich, die schraubenlinienformige Strömung zu erzielen, indem der Aussenmantel in Rotation versetzt wird.

Es hat sich aus Versuchen ergeben, dass die Ausscheidung verbessert werden kann, indem man den abgetrennten Staub in einem Raum sammelt, in dem die Turbulenz des Gasstromes keinen wesentlichen Einfluss hat. Dieser Anforderung kann man durch die Anwendung einer Ausführungsform genügen, bei welcher die beiden Zylindermantel zusammen in Rotation versetzt werden, und das elektrische Feld einerseits von einer einen Teil des Innenmantels bildenden Elektrode, und andererseits von einem, zusammen mit den Zylindermänteln rotierenden und dazu koachsialen Kranz von leitenden, das gleiche Potential aufweisenden Stäben erzeugt wird.

Es ist dabei zweckmässig, das Uhterende des Innenmantels an einem aus Isolierstoff hergestellten Innenring und die Unterenden der Stäbe an einem aus Isolierstoff hergestellten Aussenring zu befestigen, und der

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Aussenring mittels vorzugsweise radial gerechtetar Stützen einerseits mit dem Innenring und andererseits mit dem Auösemnantei zu verbinden. In entsprechender Weise kann nan das Oberende des Innenmantels an einem aus Isolierstoff hergestellten, als Abfuhrkanal für das gereinigte Gas dienenden Innenzylinder, und die Oberenden der Stäbe an einem aus Isolierstoff hergestellten, durch einen flachen Flansch mit dem Aussenrcantel verbundenen Aussenzylinder befestigen, vobei der Raum zwischen den beiden Zylindern als Zufuhrkanal für das zu reinigende Gas dient und die beiden Zylinder durch vorzugsweise radial gerichtete Stützen miteinander verbunden sind. -,

Vorzugsweise wird das zu reinigende Gas einem oberhalb des Abtrennungsraumes angeordneten t'rommelförmigen und stationären Eingangsorgan zugeführt, wobei der Aussenzylinder abdichtend durch die Unterwand des.Eingangs-"organes hindurch geführt ist und der Innenzylinder das'gesainte Eingangsorgan abdichtend durchläuft. Das Eingangsorgan kann vorteilhaft aus zwei ko&chsialen, durch einen Schaufelkranz voneinander getrennten Kammern bestehen, wobei das zu reinigende Gas der Aussenkammer zugeführt wird und von dem Schaufelkranz in eine derart schraubenlinienförmige Bewegung gebracht wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Gases wenigstens annähernd derjenigen der Zylindermäntel entspricht. . ' ■ .

Es ist weiterhin zweckmässig, an der Unterseite des Innenringes einen konischen Innenwandteil und an der Unterseite des Aussenmantels einen konischen Aussenwandteil zu befestigen und das gereinigte Gas durch den von dem Innenwandteil umschlossenen Raum abzuführen, während die Staubteilchen durch den Raum zwischen den beiden konischen Wandteilen abgeführt und in einer stationär an diesem Raun angeschlossenen Staubkammer aufgefangen werden. Der vom Innenwandteil umschlossene Raum steht vorzugsweise über eine Hohlwelle mit der Staubkammer in Verbindung, so dass eventuell von dem gereinigten Gas rait-

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geführte Staubteilchen gleichfalls die 5t8.ubkemm<ir en eichen können. Dazu können Mittel zur Absaugung des Gases aus dem Staubkamner vorgesehen werden, so dass die genannten Staubteilchen in die Staubkatnmer gesaugt werden. Die Staubkanuner hat vorzugsweise einen verbreiterten Teil und einen unter demselben liegenden Staubauslass.

Es empfiehlt sich weiterhin, dem Eingangsorgan in der Nahe des Innenzylinders ein gereinigter Gasstrom zuzuführen um das Durchlecken des ungereinigten Gases nach dem Inneren des Innenzylinders zu verhindern.

Die erforderlichen elektrischen Spannungen können den Elektroden mittels eines Kabels zugeführt werden, das durch eine Hohlwelle hindurch geführt ist, wobei die Zylindermäntel von dieser Hohlwelle angetrieben werden.

Auf dem Aussenmantel ist vorzugsweise eine leitende Schicht aufgebracht, die periodisch während kurzer Zeit auf das Potential des Innenmantels gebracht wird um an dem Aussenmantel haftenden. Staub davon zu entfernen.

. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der einigen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert.

Die Fig. T zeigt einen Längsschnitt einer Vorrichtung nach der Erfindung gemäss der Linie I-I in der Fig. 2.

Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt gemäss der Linie H-H in der Fig. :t. -

Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt gemäss der Linie IH-III in der Fig. 1, wobei der Verlauf der Feldlinien des elektrischen Feldes angegeben wird.

Die Fig. k zeigt eine Vorrichtung gemäss der Erfindung, bei

welcher auf dem Aussenmantel eine schraubenlinienformige Elektrode angeordnet ist.

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. Die Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäss der Erfindung, bei welcher der Aussenmantel rotiert wird.

Die-Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit drei Abtrennungsstufen.

Die Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels, bei dem der gesamte Abtrennungsraum rotiert.

Die Fig. 8 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung nach der Fig. T. '

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung ist ein von zwei koachsialen Zylindermänteln 1 und 2 begrenzter Abtrennungsraum 3 vorgesehen. Am Unterende geht der Aussenmantel 1 des Raumes 3 in einen trichterförmigen Teil 1» über. Eine Hülse 5 ist luftdicht an das obere Ende des -Innenmantels 2 angeschlossen. Der Raum 3 ist oben durch^ei"^enDeckel 6 luft-

dicht abgeschlossen. Die Vorrichtung enthält weiterhin einen Einlasskanal 7* der tangential in den Raum 3 ausmündet. Alle obenerwähnten Teile der Vorrichtung sind aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, wie z.B. Polyvinylchlorid, hergestellt, mit Ausnahme des Innenmantels 2, der aus Metall besteht.

Der Aussenmantel 1 ist auf der Innenseite mit mehreren getrennten achsi al gerichteten Elektroden 8 (Fig. 3) versehen, die vorzugsweise eine isolierende Deckschicht aufweisen und die alle das gleiche Potential haben. Der Innenmantel,der zur Vermeidung einer magnetischen Remanenz vorzugsweise aus Aluminium hergestellt ist, hat ein abweichendes Potential. In dieser Weise entsteht zwischen den beiden Zylindermänteln 1 und 2 ein elektrisches Feld, dessen Feldlinienverlauf in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Feldstärke nimmt von dem Innenmantel nach dem Aussenmantel zu und ist am Aussenmantel ortlich konzentriert.

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. ....· .:·■·.. Das zu reinigende Gas wird über den Einlasskanal 7 in den Raum 3 gebracht, vobei das Gas durch eine Trennwand 9 dazu gezwungen wird, den Raum 3 gemäss einer Schraubenlinie zu durchlaufen, wie durch die Pfeile 10 angedeutet wird. Infolge dieser schraubenlinienförmigen Strömung des Gases zwischen den Zylindermänteln 1 und 2 entsteht eine Turbulenz, während ausserdem auf die im Gas schwebenden Teilchen eine Zentrifugalkraft ausgeübt wird. Durch das elektrische Feld im Raum 3 werden in den Teilchen Dipolladungen induziert, so dass die Teilchen die Neigung haben, den Feldlinien

in der Richtung nach dem Aussenmantel 1 zu folgen. Diese Wirkung des elektrischen Feldes wird durch die auf die Teilchen ausgeübte Zentrifugalkraft verstärkt. Dabei stossen die Teilchen infolge der Turbulenz aufeinander, so dass sie sich zu grosseren Dipolen zusammenfügen, die in stärkerem Masse nach den Aussenmantel 1 gezogen werden. Gleichzeitig wird die Masse der Teilchen immer grosser, so dass der Einfluss der Zentrifugalkraft gleichfalls zunimmt.

In dieser Weise werden die im Gas schwebenden Teilchen zu grosseren Teilchen 11 zusammengefügt, die sich längs der Aussenwand 1 nach unten bewegen und schliesslich über den trxchterforraigen Teil h und die Auslassöffnung 12 den Raum 3 verlassen, wie durch die Pfeile 13 schematisch angedeutet wird. Das gereinigte Gas verlässt den Raum 3 durch das Innere des Innenmantels 2 und der Hülse 5, und wird daraufhin durch die Auslassöffnung "\k abgeführt, wie durch die Pfeile 15 angedeutet wird. Das Unterende des Innenmantels 2 setzt sich in einem dicken, aus Kunststoff hergestellten Kragen 23 fort, öor verhindern soll, dass an der betreffenden Stelle eine unerwünschte Feldkonzentration in der Strömung auftritt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. k ist auf der Innenseite des Aussenmantels eine Elektrode angeordnet in der Gestalt einer schraubenlinien-

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formigen Wicklung 16. Das elektrische ¹^eIi in dem Kaum 3 wira dadurch in Bezug auf den Feldlinienverlauf nach Fig. 3 verdreht, was jedoch auf die Wirkung der Vorrichtung keinen Einfluss hat.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 vird das zu reinigende Gas über den Einlasskanal 7 oben in den Raum 3 eingeführt. Dabei wird das Gas dazu gezwungen, den Raum 3 gemäss einer Schraubenlinie zu durchlaufen, indem es von dem rotierenden Aussenmantel 1 mitgenommen vird. Der Aussenmantel ist dazu mit einer Antriebwelle 17 versehen, die in einem Lager i8 im stationären Teil der Vorrichtung gelagert ist. Zwischen dem rotierenden Mantel 1 und den stationären Teile der Vorrichtung sind Dichtungen 19 vorgesehen. Die abgetrennten Teilchen verlassen die Vorrichtung über die Auslassöffnung 12, wie mit einem Pfeil 13 angedeutet ist, während das gereinigte Gas die Vorrichtung über die Auslassöffnung Ik verlässt, wie mit dem Pfeil 15 angedeutet ist. Die Elektroden 8, bezw. 16 können dabei mit dem Aussenmantel 1 verbunden sein, genauso wie bei den früher beschriebenen Ausführungsbeispielen, in welchem Fall sie über einen Schleifring oder dergleichen an eine Spannungsquelle angeschlossen sind. Es ist «Jedoch auch möglich, die Elektroden in einigem Abstand zur Aussenwand anzuordnen, in welchem Fall sie eventuell stationär sein können.

Die in der Fig. 6 dargestellte Vorrichtung besteht aus drei

Stufen, die je gemäss Fig. 1 ausgebildet sind, wobei die beiden ersten Stufen jedoch einigermassen von der Ausbildung nach Fig. 1 abweichen. In den beiden ersten Stufen ist der Innenmantel 2 nämlich am unteren Ende abgeschlossen, während unterhalb des Innenmantels 2 eine tangentiale Öffnung 20 zum Abfuhr der äussereii Gasschicht vorgesehen ist. Die äussere Gasschicht enthält die abgetrennten Teilchen, die über eine Leitung 22 einer nachfolgenden Stufe zugeführt werden. Das zu reinigende Gas wird genauso wie bei der Vorrichtung

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nach den Fig. 1 und 2 über den Einlasskanal 7 in Jiu erste Stnfe eingeführt. Die abgetrennten Teilchen verlassen die Vorrichtung über die Auslassöffnung 12. Das gereinigte Gas verlässt jede Stufe über die Auslassöffnung 1H und wird daraufhin über die Sammelleitung 21 abgeführt. Jede nachfolgende Stufe kann dabei kleiner als die vorgehende Stufe bemessen sein.

Bei jedem der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann die Potentialdifferenz zwischen dem Innenmantel 2 und der Elektrode, bezw. den Elektroden des Aussenmantels 1 z.B. 1 bis 100 kV betragen. Wenn die abgetrennten Teilchen an dem Ausseninantel haften, kann die Potentialdifferenz periodisch geändert werden. In dem Zeitabschnitt, in dem die Potentialdifferenz klein ist, verden die Teilchen gelöst, so dass sie durch den Gasstrom und die Schwerkraft nach unten abgeführt werden.

In den Fig. 7 und 8 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher der gesamte Abtrennungsraum in Rotation versetzt wird. Der rotierende Teil der Vorrichtung umfasst u.a. den aus Isolierstoff hergestellten Ausseninantel 1, den aus Metall hergestellten Innenmantel 2 und mehrere leitenden Stäbe 2^, die im Raum zwischen den Mänteln 1 und 2 angeordnet sind und dichter zum Aussenmantel 1 als zum Innenmantel 2Hegen. Die Stäbe 2h bilden einen Kranz, der zu den Zylindermänteln 1 und 2 koa._chsial ist, und haben alle das gleiche Potential, das von dem Potential des Innenmantels 2 abweicht. Zwischen dem Innenmantel 2 und den Stäben 2h entsteht demzufolge ein radiales, gleichgerichtetes elektrisches Feld, deren Stärke von innen nach aus sen zunimmt und das in der Nähe jedes der Stäbe 2k ortlich konzentriert ist. Der Aussenmantel 1, die Stäbe 2k und der Innenmantel 2 sind mechanisch miteinander verbunden, so dass die gesamte Kombination als ein Ganzes in Rotation versetzt werden kann.

Das obere Ende des Innenmantels 2 ist dazu an einem aus Isolier-

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stoff hergestellten Innenzylinder 25 bcfoitigt, während die oberen Endender Stäbe 2^ an einem gleichfalls aus Isolierstoff hergestellten Aussenzylinder

26 befestigt sind. Der Aussenmantel 1 ist durch einen horizontalen Flansch

27 mit dem Innenzylinder 26" verbunden, während die Zylinder 25 und 26 durch mehrere radial gerichteten, als Speichen ausgebildeten Stützen 28 miteinander verbunden sind. Der Innenzylinder 25 ist durch ähnliche Stützen 29 mit einer Hohlwelle 30 verbunden, die in einem .Lager 31 abgestützt ist und die gesagte Kombination antreibt.

Das zu reinigende Gas wird mittels eines oberhalb des Äbtrermungsraumes angeordneten trommeiförmigen Eingangsorganes 32, das zum stationären Teil der Vorrichtung gehört, eingeführt. Das Eingangsorgan 32 enthält zwei koachsiale Kammern 33 und 3^, die durch einen Schaufelkranz 35 voneinander ge-"trennt sind. Das Gas erreicht durch eine öffnung 36 die .Aus senk amme r 33 und von dort über den Schaufelkranz 35 die Innenkammer 3^, die zwischen den Zylindermänteln 1 und 2 mit dem Äbtrennungsraum in Verbindung steht. Dazu ist der Aussenzylinder 26 durch die Uhterwand 37 des Eingangsorganes hindurch geführt, während der Innenzylinder 25 das gesamte Eingangsorgan durchläuft und am oberen Ende an einen stationären Auslasstutzen 38 angeschlossen ist, durch den das gereinigte Gas abgeführt wird. Zwischen den rotierenden Zylindern 35 und 36 einerseits, und das Eingangsorgan 32 andererseits sind nichtgezeichnete Abdichtungen vorgesehen, die z.B. als Labyrinthdichtungen ausgebildet sind. Über einen Kanal 39 wird dem Eingangsorgan ein gereinigter Gasstrom zugeführt, damit das eintretende, noch ungereinigte Gas nicht das Innere des Innenzylinders 25 erreichen und in den Auslasstutzen 38 hineinfliessen kann. Die Kohlwelle 30 ist durch die Viand des Auslasstutzen 38 hindurch geführt.

Das eintretende zu reinigende Gas wird durch den Schaufelkranz 35 in Rotation versetzt und zwar in solcher Weise, dass die Rotationsgeschwin-

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digkeit des Gases beim Verlassen des Eingangsorganes 32 wenigstens annähernd . der Rotationsgeschwindigkeit des Abtrennungsraumes entspricht. Durch die Rotation des Abtrennungsraumes wird das Gas in Rotation gehalten, so dass es den· Abtrennungsraum gemäss einer Schraubenlinie durchläuft. Durch das elektrische Feld zwischen dem Innenmantel 2 und den Stäben 2k wird den im Gas vorhandenen Staubteilchen eine Dipolladung erteilt, so dass die Teilchen sich in der Richtung zunehmender Feldstärke, also von innen nach aussen, bewegen und zu Agglomeraten kombiniert werden. Die gebildetenAgglomerate erreichen über die Zwischenräume zwischen den Stäben 2k den Raum zwischen diesen Stäben und dem Aussenmantel 1, welcher Raum nahezu turbulenzfrei ist. Es wird dadurch verhindert, dass die Agglomerate durch die Turbulenz zerstört werden. Die Bewegung der Teilchen nach aussen hin wird durch die Zentrifugalkraft unterstützt.

Auf der Innenseite des Aussenmantels 1 ist über einen Teil der achsialen Länge eine leitende Schicht ko vorgesehen, die periodisch während kurzer Zeit auf das Potential des Innenmantels 2 gebracht wird. Die Agglomerate j die eventuell am Aussenmantel 2 haften, werden dadurch abgestossen, so dass alle gebildete Agglomerate die Vorrichtung durch den Raum zwischen den Stäben 2k und dem Aussenmantel 1 verlassen.

Das Gas in dem Raum zwischen den Stäben 2k und dem Innenman.tel 2, das durch die Abfuhr der Staubteilchen nur noch wenig Verunreinigungen enthält, verlässt den Abtrennungsraum am unteren Ende und wird durch das Innere des Innenmantels 2 und des " Innenzylinders 25 dem Auslasstutzen 38 zugeführt.

Die erforderlichen elektrischen Spannungen werden der Vorrichtung mittels eines Kabels It 1 zugeführt, das durch das Innere der Hohlwelle läuft und das mittels eines schematisch gezeichneten Übertragungsgliedes k2, das "beispielsweise mit Schleifringen versehen ist, an eine Hochspannungsquelle angeschlossen ist.
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Das untere Ende des' Innenmantels 2 ist an einem aus. Isolierstoff hergestellten Innenring U 3 befestigt, während die unteren Endeider Stabe 2h an einen aus Isolierstoff hergestellten Aussenring hh befestigt sind. Der letztere ist übar radial gerichtete, als Speichen ausgebildete Stutzen kj mit dem Aussenmantel 1 und durch entsprechende Stützen k6 mit dem Innenring U 3 verbunden. Die Stabe 2U sind elektrisch miteinander verbunden durch leitende Schichten, die auf der Unterseite des Aussenzylinders 26 und auf der Oberseite des Aussenringes kh vorgesehen sind. Am unteren Ende des Aussenmantels 1 ist ein zusammen iait dem Abtrennungsraum rotierender konischer Aussenwandteil hl befestigt, während der Aussenring IiU an einen gleichfalls rotierenden konischen Innenwaridteil U8 angeschlossen ist. Die Wandteile U7 und hS sind durch radial gerichtete, als Speichen ausgebildete Stützen U9 miteinander verbunden. Die abgetrennten Staubteilchen durchlaufen den Raum zwischen den konischen Wandteilen h'J und If8 und erreichen eine stationäre Staubkammer 50. Zwischen den konischen Wandteilen und der Staubkammer 50 ist eine Abdichtung vorgesehen. Das gereinigte Gas wird aus dem Raum zwischen dem Innenmantel 2 und den Stäben ¹Zh durch den Baum abgeführt, der vom konischen Innenwandteil U8 umschlossen vird. Staubteilchen, die eventuell noch im letzterwähnten: Raum vorhanden sind, können die Staübkamner 50 über eine Hohlwel35 51 erreichen, die an dem unteren Ende des konischen Innenwandteiles hQ angeschlossen ist und sich in einem Lager 52 abstützt. Die Forderung dieser Staubteilchen wird dadurch begünstigt, dass die Staubkammer 50 über einen Karaal 53 an eine Vakuumquelle angeschlossen ist, so dass die Staubteilchen in die Staubkammer gesaugt werden. Die Menge des gereinigten Gases, die die Vorrichtung über die Hohlwelle 51 verlässt, ist in Bezug auf den durch den Auslasstutzen 38 austretenden Hauptstrom zu vernachlässigen.

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Claims

Die Staubkainmer 50 umfasst einen verbreiterten Teil r?¹', in dem eine Beruhigung der Staubteilchen stattfindet, während am unteren Ende der Staubkammer ein Staubauslass 55 vorgesehen ist.

Patentansprüche

T. Vorrichtung zur Entfernung fester oder flüssiger Teilchen a.us einem Gasstrom, der gemäss einer Schraubenlinie einen von zwei koachsialen Zylindermänteln begrenzten Abtrenmmgsraum durchläuft, wobei in dem Abtrennungsraum mittels den Zylinderm'anteln augeordneten Elektroden ein radiales gleichgerichtetes elektrisches Feld erzeugt wird, so dass die Teilchen durch die Zusammenwirkung der Zentrifugalkraft und der elektrostatischen Kraft nach der Aussenseite des Abtrennungsraumes geführt werden, dadurch gekennzeichnet ) dass die elektrische Feldstärke derart gewählt ist, dass im Gasstrom keine wesentliche Ionisierung auftritt und dass die Elektroden zur Erzeugung des elektrischen Feldes derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Feldstärke in der Richtung von dem Innenmantel nach dem Aussenmantel zunimmt und dass das Feld am Aussenmantel örtlich konzentriert ist, während am Innenmantel keine örtliche Konzentration auftritt, derart dass die nach der Aussenseite des Abtrennungsraumes geführten Teilchen zu immer grösseren Agglomeraten zusammengefügt werden \md wenigstens teilweise an de Aussenmantel entlang aus dem Abtrennungsraum entfernt werden. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem aus Isolierstoff hergestellten Aussenmantel mehrere getrennten, achsial

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gerichteten Elektroden mit gleichem Potential angeoidnet sind. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem aus Isolierstoff hergestellten Aussenmantel eine durchgehende schraubenlinienförinige Elektrode angeordnet ist.

k. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel als ein homogener Metallzylinder ausgebildet ist, der als Gegenelektrode dient.

5· . Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder U, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode oder Elektroden des Aussemnantels auf der Aussenseite dieses" Mantels angeordnet ist, beziehungsweise sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zei chnet, dass die Elektrode oder Elektroden des Aussennantels mit einer isolierenden Deckschicht versehen ist, beziehungsvreise sind.

T. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass Mittel zur periodischen Schwächung oder Unterdrückung des elektrischen Feldes vorgesehen sind, um auf dem Aussenmantel haftende Teilchen davon zu entfernen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in solcher Weise in den Abtrennungsraum eingeführt wird, dass im Gasstrom eine Turbulenz auftritt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Gas, das aus einem an dem Aussenmantel anschliessenden Bereich des Abtrennungsraumes austritt, einer nächsten Stufe zugeführt wird um darin weiter gereinigt zu werden- während der übrige Teil des Gasstromes als gereinigt abgeführt wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, dass die schraubenlinienförmige Gasströmung dadurch erzielt wird, dass das Gas tangential und unter einem Winkel zur Achse in den Abtrennungsraum eingeführt

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9> dadurch gekennzeichnet, dass die schraubenlinienformige Gasströmung durch eine Rotation des Aussenmantels erzielt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die "beiden Zylindermäntel zusammen in Rotation versetzt werden, und dass das elektrische Feld einerseits von einer einen Teil des Innenmantels "bildenden Elektrode, und andererseits von einem zusammen mit den beiden Zylindermänteln rotierenden und dazu koachsialen Kranz von leitenden, das gleiche Potential fuifweisenden Stäben erzeugt wird.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterende des Innenmantels an einem aus Isolierstoff hergestellten Innenring, und die Unterenden der Stäbe an einem aus Isolierstoff hergestellten Aussenring befestigt sind, und dass der Aussenring durch vorzugsweise radial gerichtete Stützen einerseits mit dem Innenring, und andererseits mit dem Aussenmantel verbunden ist * .

1U. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberende des Innenmantels an einem aus Isolierstoff hergestellten als Abfuhrkanal für das gereinigte Gas dienenden Innenzylinder, und die Oberenden der Stäbe an einem aus Isolierstoff hergestellten, durch einen flachen Flansch mit dem Aussenmantel verbundenen Aussenzylinder befestigt sind, welche Zylinder durch vorzugsweise radial gerichtete Stützen miteinander verbunden sind, und dass der Raum zwischen' den beiden Zylindern als Zufuhrkanal für das zu reinigende Gas dient.

15· Vorrichtung nach Anspruch 1U, dadurch gekennzeichnet, dass das zu reinigende Gas einem oberhalb des Abtrennungsraumes angeordneten trommelformigen und stationären Eingangsorgan zugeführt wird, und dass der Aussen-

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zylinder abdichtend durch die Unterwand des Einfraagsor^ar^s geführt ist, während der Innenzylinder das gesamte Eingangsorgan abdichtend durchläuft. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsorgan aus zwei koachsialen, durch einen Schaufelkranz voneinander getrennten Kammern besteht, wobei das zu reinigende Gas der äusseren Kammer zugeführt wird und durch den Schaufelkranz in eine derartige schraubenlinienförmige Bewegung versetzt wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Gases wenigstens annäherend derjenigen der Zylindermäntel entspricht. 17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13—1ö, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen Seite des Innenringes ein konischer Innenwandteil, und auf der anderen Seite des Aussenmantels ein konischer Aussenwandteil befestigt ist, und dass das gereinigte Gas durch den vom Innenwandteil umschlossenen Raum abgeführt wird, während die Staubteilchen durch den Raum zwischen den beiden konischen Wandteilen abgeführt und in einer stationären an diesem Raum angeschlossenen Staubkamraer aufgefangen werden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Innenwandteil umschlossene Raum über eine Hohlwelle mit der Staubkammer in Verbindung steht.

19· Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Staubkammer einen verbreiterten Teil und einen unter demselben liegenden Staubauslass aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17₅ 18 oder 19, dadurch pekennzeichnet, dass Mittel zur Absaugung des Gases aus der Staubkainmer vorgesehen sind.

21. · Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-20, dadurch gekennzeichnet, dass dem Eingangsorgan in der Hähe des Innenzylinders ein gereinigter Gasstrom zugeführt wird um das Durchlecken des ungereinigten Gases nach dem Inneremes Innenzylinders zu verhindern.

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22. Vorrichtung nach einem der Ansorüone 12-21, dadurch gekennzeichnet, dass die erforderlichen elektrischen Spannungen den Elektroden mittels eines Kabels zugeführt werden, das durch eine Hohlwelle hindurch geführt ist, und dass die Zylindermäntel von dieser Hohlwelle angetrieben werden. 23· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-22, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem A.ussenmantel eine leitende Schicht aufgebracht ist, die periodisch während kurzer Zeit auf das Potential des Innenmantels gebracht wird um die an dem Aussenmantel haftenden Staubteilchen davon zu entfernen.

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