DE2455162A1

DE2455162A1 - Korona-ladeeinrichtung

Info

Publication number: DE2455162A1
Application number: DE19742455162
Authority: DE
Inventors: Roland Alan Coffee
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-11-21
Filing date: 1974-11-21
Publication date: 1975-05-22
Also published as: FR2251934A1; IT1025848B; IL46046A0; GB1487310A; FR2251934B1; CA1029433A; JPS50112440A; AU7551674A; IL46046A; HU171248B; BR7409675A

Description

DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapfund Partner, 8 München 86, P O. Box 860245

Ihr Zeichen Unser Zeichen OR 580 8 MÜNCHEN 80 21. NOV.

Your ref. Our ref. Mauerkircherstraße 45

Anwaltsakte: 25 580

Ronald Alan Coffee
Hongkong

Korona-Ladeeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Korona-Ladeeinrichtung zum Aufbringen einer elektrischen Ladung auf Partikel bzw. partikelförmigem Material, wie Wassertröpfchen oder Pulver bzw. pulverförmige Feststoffe.

Die Verwendung einer Korona-Entladeeinrichtung zum Aufbringen einer elektrischen Ladung auf Pulver ist bereits bekannt.

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»(089)988272 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

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Im allgemeinen wird das Pulver durch ein Rohr geblasen, welches aus elektrisch leitendem Material hergestellt und geerdet ist. Eine Elektrode mit einer Form, welche sich zur Ausbildung einer Koronaentladung eignet, steht in die Rohrleitung vor und ist mit einem Generator verbunden, welcher eine Ausgangsspannung von mehreren Kilovolt erzeugt, um eine Koronaentladung in der Rohrleitung auszubilden. Während des Betriebs wird Pulver entlang der Rohrleitung geblasen. Von einem Teil des Stroms des Generators wird das Pulver geladen, während der restliche Strom zur Aufrechterhaltung der Koronaentladung verwendet wird und über die Wandungen der Rohrleitung zur Erde abfließt.

Gemäß der Erfindung soll eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art geschaffen werden, bei welcher der Strom, welcher von dem Hochspannungsgenerator entnommen wird, verringert werden kann.

Gemäß der Erfindung weist die Einrichtung zum Aufbringen einer elektrischen Ladung ein Rohr, von welchem zumindest die Innenflächen seiner Wandungen aus einem elektrisch leitendem Material hergestellt sind, eine Einrichtung zur Ausbildung eines Stromes aus einem elektrisch nicht-leitendem

vorzugsweise ein Gas,
FluioUf Welches die Partikel bzw. das partikelförmige Material enthält, durch das Rohr, eine geerdete Korona-Entladeelektrode in dem Rohr und eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung an die Innenfläche des Rohres auf.

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ORiGiNAL INSPECTED

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Korona-Entladeelektrode einen elektrisch leitenden Draht auf, welcher in axialer Richtung und vorzugsweise koaxial in dem Rohr verläuft, Das nicht-leitende Fluid ist normalerweise ein Gas und vorteilhäfterweise Luft.

Da gemäß der Erfindung die Korona-Entladeelektrode geerdet ist, wird der !Teil des Stromes, durch welchen das Material geladen wird, von der Erde entnommen, und nur der Teil des Stromes, welcher in den Wandungen des Rohres fließt, muß durch die Spannungsquelle hindurchfließen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die an den Partikeln bzw. dem partikelförmigen Material induzierte Ladung zur Schaffung einer Hochspannungsquelle verwendet werden. In dieser Ausführungsform stellt dann das Rohr einen Teil einer Rohrleitung dar, welche eine Bahn für den Pluidstrom festlegt; ferner weist die Einrichtung eine kapazitiv wirkende bzw. eine Kondensatoreinrichtung auf, welche außerhalb der Wandungen der Leitung angeordnet und elektrisch von diesen isoliert ist, um eine Ladungsableitung zu vermeiden, sowie eine elektrische Entladeeinrichtung auf, welche elektrisch mit der Kondensatoreinrichtung verbunden und in der Rohrleitung, jedoch elektrisch von ihr isoliert, in Strömungsrichtung hinter dem Rohr angeordnet ist, damit elektrische Ladung von den in dem Rohr aufgeladenen Partikeln an die Kondensatoreinrichtung übertragen werden kann, um dadurch eine Ladung an deren Außen-

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fläche aufzubauen. Wenn die Rohrleitung so angeordnet ist, daß sie eine geschlossene Bahn für den Pluidstrom darstellt, können sehr hohe Oberflächenladungen an der Kondensatoreinrichtung erhalten werden.

Vorzugsweise kann die die geschlossene Schleife festlegende Rohrleitung zusätzlich zu dem Rohr aus elektrisch leitendem Material zwei Rohre aus elektrisch isolierendem Material aufweisen, welche jeweils mit einem Ende des Rohres verbunden sind. Die Kondensator-Einrichtung kann vorteilhafterweise ein Toroid aufweisen, welches eines der Rohre umgibt und in Strömungsrichtung unterhalb des Rohres angeordnet ist; sie kann aber auch beispielsweise eine Kugelform aufweisen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist eine schematische Darstellung wiedergegeben, welche eine Anwendung der Erfindung zur Schaffung einer Spannungsquelle mit einer sehr hohen Spannung zeigt. In der Zeichnung ist ein Rohr 10 aus elektrisch leitendem Material, wie beispielsweise Aluminium, mit zwei Rohren 12 und 14 aus elektrisch isolierendem Material sowie einem Ventilator 16 verbunden, welche zusammen einen geschlossenen Kreislauf bilden. Die Rohre 10, 12 und 14 enthalten Pulver, so daß bei Inbetriebnahme des Ventilators 16 dieses Pulver in einem Luftstrom um den geschlossenen Kreis herum getragen bzw. geblasen wird.

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In dem Rohr 10 ist ein koaxialer, elektrisch leitender Draht 18 zwischen an dessen Enden vorgesehenen Trägern 20 und 22 aus isolierendem Material gespannt. Der Draht 18 ist elektrisch mit einem zweiten Draht 19 verbunden, der durch einen Isolator 24 in der Wandung des Rohrs 10 hindurchgeführt ist, und dessen äußeres Ende mit Erde verbunden ist. Die Wandung des Rohrs 10 ist mit dem Ausgang eines Generators 26 verbunden, welcher eine Ausgangsspannung im Bereich von 5 bis 25 kV erzeugt.

Das Rohr 14·, welches, um es nochmals zu betonen, aus elektrisch isolierendem Material besteht, wird von einem Toroid 28 aus elektrisch leitendem Material umgeben. Eine Nadel 30 aus elektrisch leitendem Material steht vom Inneren des Toroids 28, mit welchem es elektrisch leitend verbunden ist, in das Rohr 14 vor. Der Ventilator 16 ist so angeordnet, daß er Pulver in dem Rohr im Uhrzeigersinn, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, umwälzt, so daß die Nadel 30 in Strömungsrichtung unterhalb des Rohrs 10 angeordnet ist.

Wenn auch der Generator 26 in Betrieb ist, wird von dem Ventilator 16 das Pulver in den Rohren 10, 12 und 14 umgewälzt. Eine Koronaentladung wird von dem Draht 18 aus aufgebaut und ausgebildet, welcher über den Draht 19 von der Erde Strom aufnimmt. Von einem Teil dieses Stromes wird das durch das Rohr 10 hindurchströmende Pulver aufgeladen, und der restliche Strom fließt über die Wandungen des Rohrs 10 und den Generator 26. Wenn eine Pulvermenge von 10kg/h

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umgewälzt wird, kann beispielsweise von bis zu 75# des Stroms, welcher über den Draht 22 von der Erde aufgenommen wird bzw. zu dem Draht 18 fließt, das Pulver geladen werden. Wenn somit der Generator einen Strom von 25 AiA liefert, kann der gesamte,- über den Draht fließende Strom bis zu 100 ,uA groß sein. Bei bekannten Einrichtungen würde der Gesamtstrom auf den Strom begrenzt sein, welcher von dem Generator 26 geliefert werden könnte.

Wenn das aufgeladene Pulver in dem Rohr 14 umgewälzt wird, kommt eine Koronaentladung an der Spitze der Nadel 30 zustande, so daß Ladung von dem Pulver an das Toroid 28 übertragen wird. Diese Ladung wird aufgrund des Faraday¹sehen Effektes an die Außenfläche des (Doroids 28 übertragen, und diese Außenfläche steigt in Abhängigkeit von der Wirksamkeit der Isolation auf eine sehr hohe Spannung in der Größenordnung von 25OkV oder sogar noch höher an.

Um zu vermeiden, daß sich Koronaentladungen an irgendwelchen scharfen Kanten ausbilden, welche an den Enden des Rohrs auftreten können, sind die Rohre 12 und 14 mit Muffen 32 bzw. 34 versehen, welche die Innenfläche der Enden des Rohrs bedecken.

Unter gewissen Umständen kann eine beträchtliche Ladung des Pulvers infolge von Reibungselektrizität stattfinden. In diesem Fall sind die Materialien, aus welchen die Rohre 10, 12 und 14 hergestellt sind, vorzugsweise so gewählt,

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daß in Verbindung mit dem verwendeten Pulver die Polarität der Ladung des Pulvers infolge der Aufladung durch Reibungselektrizität dieselbe wie die Aufladung infolge der Koronaladung ist.

Die Erfindung kann auch in Form eines gerade durchgehenden Systems als Einrichtung zur elektrostatischen Aufbringung bzw. Abscheidung der Partikel bzw. des partikelförmigen Materials verwendet werden, welches ein !Peststoff in pulverisierter Form oder Flüssigkeitstropfen sein kann. In diesem Fall wird dann das partikelförmige Material, mit welchem ein Gegenstand zu überziehen bzw. zu bedecken ist, von dem Rohr in Richtung auf den Gegenstand ausgestoßen, nachdem es während des Durchgangs durch das Rohr aufgrund der Koronaentladung aufgeladen worden ist.

Erforderlichenfalls kann eine Kondensatoreinrichtung, welche eine Oberfläche in der Nähe der Bahn des ausgeworfenen Materials hat, zusammen mit einer Einrichtung zum Laden der Oberfläche auf ein hohes Potential derselben Polarität wie die Ladung der Partikel bzw. des partikelförmigen Materials verwendet werden.

Obwohl die dargestellte Ausführungsform in Verbindung mit der Verwendung von Pulver, wie beispielsweise dem partikelförmigen Material beschrieben ist, können stattdessen auch Flüssigkeitströpfchen verwendet werden, um

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eine Flüssigkeitsquelle und eine Einrichtung zum Zerstäuben der Flüssigkeit in einen Gasstrom zu schaffen, um dadurch eine Art "künstlichen Nebel" herzustellen, welcher zumindest solange erhalten bleibt, solange die Tröpfchen geladen sind und die elektrische Entladeeinrichtung durchströmen.

Patentansprüche

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Claims

P at e n t a η s ρ rüche

1 1 Korona-Ladeeinrichtung zum Aufbringen einer elektrischen Ladung auf partikelformiges Material, gekennzeichnet durch ein Rohr (.10) , von welchem zumindest die Innenfläche seiner Wandungen aus elektrisch leitendem Material gebildet ist, durch eine Einrichtung (12,14,16) zur Ausbildung eines Stroms aus elektrisch nicht-leitendem Fluid, welches das partikelförmige Material enthält, durch das Rohr (10), durch eine geerdete Korona-Entladeelektrode (18) in dem Rohr (10) und durch eine Einrichtung (26) zum Anlegen einer Spannung an die Innenfläche des Rohrs (10).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korona-Entladeelektrode einen elektrisch leitenden Draht (18) aufweist, welcher in axialer Richtung in dem Rohr (10) verläuft.
3. Einrichtung¹nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Draht (18) koaxial in dem Rohr (10) verläuft.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10) einen Teil einer Rohrleitung (10,12,14) bildet, welche eine Bahn für den ITuidstrom festlegt, daß die Einrichtung ferner eine Kondensatoreinrichtung (28), welche außerhalb der. Wandungen der Rohrleitung (14) angeordnet ist und von dieser elektrisch

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isoliert ist, um eine Ladungsableitung zu vermeiden, und eine elektrische Entladeeinrichtung (30) aufweist, die elektrisch mit der Kondensatoreinrichtung (28) verbunden und in der Rohrleitung (14), jedoch von dieser elektrisch isoliert, in Strömungsrichtung unterhalb des Rohrs (10) angeordnet ist, so daß elektrische Ladung von dem in dem Rohr (10) aufgeladenen, partikelförmigen Material an die Kondensatoreinrichtung (28) übertragen wird, um dadurch eine Ladung an deren Außenfläche aufzubauen.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (10,12,14) eine geschlossene Bahn für den Fluidstrom festlegt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (10,12,14) zusätzlich zu dem Rohr (10) zwei Rohre (12,14) aus elektrisch isolierendem Material aufweist, welche jeweils mit einem Ende des Rohres (10) verbunden sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoreinrichtung ein Toroid (28) aufweist, welches eines der Rohre (14) umgibt und in Strömungsrichtung unterhalb des Rohres (10) angeordnet ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ausstoßen des

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partxkelformigen Materials aus dem Rohr (10), nachdem es aufgeladen worden ist, durch eine Kondensatoreinrichtung, welche mit einer Fläche in der Nähe der Bahn des geladenen, von dem Rohr (10) ausgestoßenen, partxkelformigen Materials angeordnet ist, und durch eine Einrichtung zum Laden der Kondensatorfläche auf ein hohes Potential derselben Polarität, welche der Ladung des partxkelformigen Materials entspricht. ·

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