DE2622934C2 - Elektrostatischer Abscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrostatischen Abscheider mit mehreren konzentrisch angeordneten doppelwandigen Kollektorclektroden, deren Ringraum am oberen Ende abgeschlossen ist und dessen unteres Ende sich an einer Abstützvorrichtung abstützt, und mit einer Wasserverteilvorrichtung, die einen sich auf dem oberen Ende der Kollektorelektrode abstützenden Wasserkanal aufweist, der an eine oder mehrere Zuführleitungen angeschlossen ist und Wasserverteilöffnungen aufweist, von denen das Wasser zu beiden Seiten der Kollektorelektrode läuft.

Ein derartiger elektrostatischer Abscheider ist bekannt (US-PS 37 42 681). Der Innenraum zwischen Innen- und Außenwand ist hohL Lediglich Wasserzuführleitungen sind durch den Innenraum nach oben zum Wasserkanal geführt. Dies bedeutet daß zur Erzielung einer ausreichenden Stabilität der Elektrode Innen- und Außenwand verhältnismäßig weit auseinandergezogen werden müssen. Bei gegebenen Außenabmessungen des Elektroabscheiders wird dadurch die Anzahl der Kollektorelektroden beschränkt

Es ist ferner ein Elektroabscheider bekannt bei dem innerhalb einer ringförmigen Abscheiderwand eine einzige hohle Kollektorelektrode angeordnet ist die am oberen und unteren Ende abgeschlossen ist (FR-PS 20 38 546). Die einzige Kollektorelektrode ist über radiale Stege an der Wand des Abscheiders angebracht Die Frage der Stabilität der Kollektorelektrode ist unkritisch, nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, daß sie nicht zur Abstützung einer Wasserverteilvorrichtung dient. Bei dem bekannten Abscheider werden lediglich die unterhalb der Kollektorelektrode angeordneten Wände mit Wasser gereinigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kollektorelektrode für Elektroabscheider zu schaffen, bei der die Wandstärke der Elektrode möglichst dünn sein kann bei ausreichender Stabilität der Elektrode.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß im Ringraum eine zellenartige oder schaumartige Stützstruktur aus leichtem Material angeordnet ist die die beiden Wände fest miteinander verbindet, und das obere und untere Ende des Ringraums durch eine Stirnwand dicht abgeschlossen ist

Platten, Schalen, Profile oder dergleichen in Schalenbauweise auszuführen in der Form, daß zwischen einer Innen- und einer Außenhaut ein Leichtmaterial mit Stützfunktion angeordnet ist ist bekannt (DE-PS 8 05 708). Eine derartige Schalenbauweise ermöglicht leichtere Konstruktionen bei gleicher Festigkeit bzw. Tragfähigkeit wie bei Verwendung von massiven Bauteilen. Bauteile in Schalenbauweise bauen indessen größer als m?ssive Bauteile. Beim erfindungsgemäßen Abscheider wird jedoch der gegenteilige Effekt erzielt indem die Gesamtwanddicke der Kollektorelektrode stark verringert wird. Bei gegebenen Außenabmessungen läßt sich eine maximale Zahl von Kollektorelektroden konzentrisch anordnen. Es versteht sich ferner daß sich beim erfindungsgemäßen Abscheider Innen- und Außenwand dünn ausführen lassen.

Die Einkapselung des StützmateriaJs beim erfindungsgemäßen Abscheider ermöglicht den fluid- und so wasserdichten Abschluß, so daß zum Beispiel verhindert wird, daß Wasser in den Innenraum eindringt und das Leichtmaterial beeinträchtigt. Obere und untere Stirnwand haben jedoch auch Stützfunktion, und zwar die untere Stirnwand zur Abstützung auf einer Abstützvorrichtung und die obere Stirnwand zur Abstützung des Wasserverteilkanals. Trotz verminderter Gesamtwanddicke ist die Wand der Kollektorelektrode ausreichend stabil, um den Wasserverteilkanal abzustützen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt die Draufsicht auf konzentrisch angeordnete Kollektorelektroden für einen Elektroabscheider nach der Erfindung.

F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht einer Kollektorelektrode im Schnitt.
F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach

F i g. 2 entlang der linie 6—3.

F i g. 4 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Herstellung einer Kollektorelektrode gemäß F i g. 2 und 3.

Fig.5 zeigt die entsprechend Fig.5 hergestellte Kollektorelektrode in Draufsicht

F i g. 6 zeigt im Schnitt einen Teil einer Kollektorinnenwand mit einer anderen Ausfüiirungsform einer Stützstruktur.

F i g. 7 zeigt einen Schnitt durch eine Kollektorelektrode gemäß Fig.4 mit einer Stützstruktur gemäß F ig. 2 und 3.

Fig.8 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig.7, jedoch mit einer dritten Ausführungsform einer Stützstruktur.

F i g. 9 zeigt vergrößert einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 1 entlang der Linie 9-9.

F i g. 10 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 9 entlang der linie 10-10.

F i g. i 1 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 11 entlang der linie It-Il.

In F i g. 1 ist eine Mehrzahl von Kollektorelektroden und Entladeelektroden, letztere in gebrochenen Linien, dargestellt Jede Kollektorelektrode ist ungefähr wie in F i g. 9 aufgebaut und weist einen Wasserkanal 20 auf. Alle Kollektorelektroden sind konzentrisch im gleichen Abstand zueinander angeordnet

Wie in F i g. 9 gezeigt, weist jede Kollektorelektrode 24 einen hohlzylindrischen Grundkörper mit einer Innenwand 26 und einer Außenwand 28 auf, zwischen denen eine Stützstruktur 30 angeordnet ist, die haftend mit den Wänden verbunden ist, so daß sich eine starre Zwischenverbindung zwischen der Innenwand 26 und der Außenwand 28 ergibt. Jeder Grundkörper der Kollektorelektrode 24 weist eine obere Stirnwand 32 und eine untere Stirnwand 34 auf, die mit den oberen und unteren Abschnitten der Wände 26 und 28 verbunden sind, so daß die Stützstruktur 30 hermetisch abgeschlossen und eingeschlossen ist Diese ist gewichtsmäßig leicht, und die Wände 26 und 28 zusammen mit der oberen Stirnwand 32 und der unteren Stirnwand 34 sind vorzugsweise aus Fasermaterial im Harzverbund ausgebildet, wie z. B. Fiberglas, das mit Epoxyharz oder ähnlichem verbunden ist. Die Innenwand 26 besitzt eine konkav gewölbte Fläche 36, während die Außenwand 28 eine konvex gewölbte Außenfläche 38 besitzt Die Flächen 36 und 38 sind zur Aufnahme eines Wasserfilms bestimmt und das Wasser verteilt sich über diese Flächen 36 und 38 in noch zu beschreibender Weise.

In jedem Grundkörper ist zwischen Innen- und Außenwand 26 und 28 ein Block 40 vorgesehen, der zum Halten und Verbinden dient, und durch welchen der Grundkörper in seiner relativen Lage zu einer rinnenförmigen Abstützvorrichtung, die in F i g. 9 in gebrochenen Linien gezeigt und mit 42 bezeichnet ist festlegbar ist. Jeder Block 40 weist eine Bohrung 44 mit einem Innengewinde auf, in die eine Kopfschraube 46 eingeschraubt werden kann, was in F i g. 9 dargestellt ist

Die Stützstruktur 30 enthält eine Anzahl von flexiblen, geradlinigen Papierstreifen 46', die ungefähr parallel zueinander angeordnet sind, während da zwischen wellenförmig verlaufende Streifen 48 angeordnet sind, die mit den geradlinigen Streifen 46 haftend verbunden sind, wodurch eine zellförmige, ziehharmonikaartige Stützstruktur gebildet wird, die sich einfach und genau in eine gewölbte Gestalt verformen bzw. biegen läßt, was mit der gebrochenen Linie 50 in F i g. 3 angedeutet ist.

Wie in F i g. 4 gezeigt ist, weist eine Form 52 eine konvexe Außenfläche 54 auf, mit deren Hilfe ein kreisringförmiger zylindrischer Abschnitt 56 der Kollektorelektrode 24 geformt werden kann.

Die Oberseite einer Tischfläche 58 liegt an der konvexen Fläche 54 ungefähr in Höhe der Mittellinie 60 an, so daß der halbkreisförmige Abschnitt 56 ungefähr 180° der hohlzylindrischen, im Querschnitt kreisringförmigen Kollektorelektrode 24 umspannt

In Fig.7 ist dargestellt daß die Form 52 und die ίο Tischfläche 58 nebeneinanderliegend angeordnet sind Die Fläche 54 wird zuerst mit einem an sich bekannten Mittel zum leichten Lösen überzogen. Dann wird eine gelförmige Harzschicht 62 auf die Fläche 54 aufgebracht Dann kann ein Fiberglasgewebe oder eine Matte aufgelegt werden, welche einen Abschnitt der Innenwand 26 bildet Die ziehharmonikaförmige Stützstruktur 30 wird derart gebogen, daß sie mit der Faser- und Harzschicht 62 übereinstimmt Sie wird dann mit der Schicht 62 mit Hilfe von Harz haftend verbunden, nachdem sie eng anliegend gebogen worden ist Die ziehharmonikaähnliche Stützstruktur 30 enthält vorzugsweise Papier, Metall, Kunststoff oder ähnliches, wie in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist Dieses Material läßt sich leicht in die gekrümmte Gestalt, die in F i g. 3 mit 50 bezeichnet ist verformen.

Die Schicht 62 aus Fiberglas und Harz weist einen einstückig daran angeformten Abschnitt 64 auf, der horizontal auf der Tischfläche 58 verläuft und der eine Verbindungsstelle bildet wie nachstehend erörtert ist Nachdem die Stützstruktur 30 aufgelegt ist, wird eine zweite Schicht 66, bestehend aus Fiberglas und Harz, aufgebracht und mit der Stützstruktur verbunden, wodurch ein Abschnitt 68 der Außenwand 28 der Kollektorelektrode 24 gebildet wird. Die Lagen bzw. Schichten 62 und 66 bilden im endgültigen Zustand die Wände 26 und 28, nachdem ein Paar von halbkreisförmigen Teilstücken, Abschnitten 56 (F i g. 4), verbunden worden ist. Die Verbindung dieser Teile 56 ist in F i g. 5 gezeigt, wobei jedes Teilstück 180° des gesamten, im Querschnitt kreisringförmigen, hohlzylindrischen Grundkörpers umspannt (siehe F i g. 9). Somit weisen die Innenwand 26 und die Außenwand 28 entsprechend konkav bzw. konvex gekrümmte Flächen 36 und 38 auf, wie dies unter Bezugnahme auf F i g. 9 erläutert ist. F i g. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Stützstruktur 30, die eine Weiterbildung eines ziehharmonikaförmigen, zellularen Aufbaus zeigt, der entweder aus Papier oder verschiedenen anderen Materialien, wie z. B. Kunststoff oder ähnlichem, aufgebaut ist Bei der in F i g. 6 gezeigten Ausführungsform sind die im Querschnitt kreisförmigen Wände 70 und 72 zuerst geformt; sie werden konzentrisch zueinander angeordnet und in dieser Anordnung nebeneinanderliegend gehalten, während eine schaumartige Stützstruktur, die mit 74 bezeichnet ist, dazwischen aushärten gelassen wird. Die Stützstruktur 74 kann aus Polyurethanschaum bestehen, der sich haftend mit den benachbarten Flächen der Wände 70 und 72 verbindet. Die Wände 70 und 72 können entweder aus Verbundmaterial aus Fiberglas und Harz, oder auch aus dünnen, rostfreien, hohlzylindrischen Stahlblechen gebildet werden, mit denen der Polyurethanschaum sich verbindet. Das Material für die Stützstruktur 30 und 74 ist vorzugsweise leicht. Die konvexe Fläche 38 und die konkave Fläche 36 sind vorzugsweise aufgerauht, z. B. mit nassem oder trockenem Sandpapier oder mit einem Sandstrahlgebläse und/oder einer Drahtbürste. Der Abtrag erfolgt beispielsweise mit Sandpapier oder durch ein Sandstrahlgebläse zufäl-

lig und beliebig, und die Schleifabriebsgröße liegt zwischen 105μ und 37μ. Dieses zufällige Abtragen dient zur gleichmäßigen Benetzung der Kollektorelektrodenwände, da mit Hilfe eines zufälligen Abtragens auf eine einfache Art und Weise eine Oberflächenspannung verhindert werden kann, die sonst zur Ablösung des Wasserfilms führt, der an der Innen- und Außenwand der Kollektorelektrode 24 hinabfließt. Gleiche oder ähnliche texturierte Flächen sind auch bei den Ausführungsformen vorgesehen, die unter Bezugnahme auf die F i g. 6, 7 und 8 erläutert sind.

Vor der Endbearbeitung der Oberflächen durch das vorstehend beschriebene Abtragen wird ein schulterförmiges sich nach oben verjüngendes Zwischenstück 75 bei 78 mit der oberen Stirnwand 32 haftend verbunden. Die Verbindung kann mit Hilfe von Epoxyharz oder anderen kompatiblen Harzen hergestellt werden, wie z. B. jenes, das zur Herstellung der Kollektorelektrode 24 verwendet wird.

Das Zwischenstück 76 weist sich nach oben verengende Abschnitte 80 und 82 auf, die stetig in die entsprechende innere konkave Fläche 36 und die entsprechende äußere konvexe Fläche 38 übergehen. Dieses Zwischenstück 76 kann aus Harzmaterial oder einem geeigneten Kunststoff bestehen, das mit Epoxyharz verbunden werden und hermetisch an der oberen Stirnwand 32 der Kollektorelektrode 24 verschlossen werden kann.

Die sich nach oben verengenden Abschnitte 80 und 82 erweitern sich in umgekehrter Richtung nach unten und bilden Flächen, über die Wasser zu den konkaven und konvexen Flächen 36 und 38 strömt.

Wie in F i g. 9 gezeigt, ist mit dem Zwischenstück 76 der Wasserkanal 20 mit Hilfe von Schrauben 84 fest verbunden, die Abschnitte 86 mit Außengewinde haben, die in Eingriff mit Bohrungen 88 mit Innengewinde in einem Mittelabschnitt 90 des Zwischenstücks 76 kommen. Wie in F i g. 9 gezeigt, ist der Mittelabschnitt 90 wesentlich schmaler als der untere Abschnitt des Zwischenstücks 76, der in der Dicke der Kollektorelektrode 24 entspricht.

Der Mittelabschnitt 90 ist relativ schmai, und der Wasserkanal 20 weist überstehende Bodenabschnitte 92 und 94 auf, die seitlich überstehen. Die Bodenabschnitte 92 und 94 weisen jeweils eine A.nzahl von Wasserverteilöffnungen 96,98 auf, über die Wasser auf die nach oben sich verengenden und nach unten sich erweiternden Abschnitte 80 und 82 aufgegeben wird. Die öffnungen 96 in dem Bodenabschnitt 92 geben Wasser auf die nach unten sich erweiternde Fläche 80, während die öffnungen 98 im Bodenabschnitt 94 Wasser auf den nach unten geneigten oder sich nach unter, erweiternden Abschnitt 82 geben.

Wie in F i g. 10 gezeigt sind die öffnungen 98 zur Längsachse der Kollektorelektrode 24 spiralförmig unter einem Winkel angeordnet Die Längsachse ist in F i g. 1 mit 100 bezeichnet und verläuft ungefähr parallel zu den konkaven und konvexen Flächen 36 und 38, die in F i g. 9 gezeigt sind

Der Schraubenwinkel der öffnungen 98 wird im allgemeinen als Verwindungswinkel bezeichnet und dadurch wird bewirkt daß der Wasserstrom die Abschnitte 80 und 82 seitlich überquert

Die zuvor texturierten konkaven und konvexen Flächen 36 und 38 verhindern eine Oberflächenspannung, die eine Strömungsablösung bewirkt und der Schraubenwinkel bzw. Verwindungswinkel der öffnungen 98 ermöglicht eine derartig Verteilung des Wassers, daß es sich über die nach unten erweiternden Abschnitte 80 und 82 derart ausbreitet, daß der aus den Wasserverteilöffnungen 98 austretende Wasserstrom sich in Querrichtung überlappt, so daß sich ein vollständig gleichmäßiger und sich ständig fortsetzender Wasserfilm über den gesamten konkaven und konvexen Flächen 36 und 38 der Kollektorelektrode 24 bildet.

Der in F i g. 9 gezeigte Wasserkanal 20 und die einzelnen Bauteile in F i g. 1 können aus Abschnitten zusammengesetzt sein, die bogenförmig gekrümmt sind, und diese Abschnitte werden, wie in den F i g. 9 und 10 gezeigt, durch Schrauben 84 und Dichtungen 102 und 104 niedergehalten, so daß sich keine Leckstellen um die Schraube 84 bilden können. Hierdurch wird ferner verhindert daß Leckstellen an der Innenseite 106 des Wasserkanals 20 auftreten.

Die Wasserverteilöffnungen 96 und 98 sind ungefähr gleich ausgebildet und demzufolge bezieht sich der unter Bezugnahme auf Fig. 10 erläuterte Aufbau der Wasserverteilöffnungen auf beide Reihen von öffnungen. Der Wasserkanal 20, wie in F i g. 1 gezeigt umspannt ungefähr 360°. Er kann jedoch aus mehreren Teilabschnitten zusammengesetzt werden. Jede Schraube 84 weist einen Kopf 108 auf, der auf einer Dichtungsscheibe 110 am Oberteil des Kanals 20 aufliegt Der Wasserkanal weist geschlossene Enden 112 auf, denen benachbarte Ablenkbleche 114 zugeordnet sind, durch welche die Wasserströmung von Wasserzuführrohren 116 in die entsprechenden Abschnitte des Wasserkanals 20 umgelenkt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrostatischer Abscheider mit mehreren konzentrisch angeordneten doppehvandigen Koilektorelektroden, deren Ringraum am oberen Ende abgeschlossen ist und dessen unteres Ende sich an einer Abstützvorrichtung abstützt, und mit einer Wasserverteilvorrichtung, die einen sich auf dem oberen Ende der Kollektorelektrode abstützenden Wasserkanal aufweist, der an eine oder mehrere Zuführleitungen angeschlossen ist und Wasserverteilöffnungen aufweist, von denen das Wasser zu beiden Seiten der Kollektorelektrode läuft, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringraum eine zellenartige oder schaumartige Stützstruktur aus leichtem Material angeordnet ist, die die beiden Wänd3 (26,28) fest miteinander verbindet und daß das obere und untere Ende des Ringraums durch Stirnwände (32,34) dicht abgeschlossen ist

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das untere Ende des Ringraums ein Befestigungsblock (40) eingesetzt ist.

3. Abscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wasserkanal (20) und der Kollektorelektrode (24) ein sich nach oben verjüngendes Zwischenstück (76) angeordnet ist, und die Wasserverteilöffnungen (96, 98) im Bodenabschnitt (94) des Wasserkanals (20) so angeordnet sind, daß das Wasser über die Außenseite des Zwischenstücks (76) zur Innen- und Außenseite der Kollektorelektrode (24) gelenkt wird.

4. Abscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Befestigungsblocks (40) eine Gewindebohrung (44) geformt ist zur Aufnahme eines Schraubenbolzens (46) und die untere Stirnwand (34) eine mit der Gewindebohrung (44) ausgerichtete Öffnung aufweist.

5. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten der Wände (36, 38) texturiert sind mit einer zufälligen Abtragverteilung der einer Schleifabriebgröße von 105 bis 37 μ entspricht.

6. Abscheider nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserverteilöffnungen (96,98) in einem solchen Winkel angeordnet sind, daß sie tangential zur Innen- und Außenwand verlaufen.

7. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserverteilkanal mittels eines Schraubenbolzens (84) lösbar am Zwischenstück (76) angebracht ist.