DE2622934C2 - Elektrostatischer Abscheider - Google Patents
Elektrostatischer AbscheiderInfo
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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. 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)
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.
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