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Elektroschwebstoffilter
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Elektroschwebstoffilter Die Erfindung betrifft ein Elektroschwebstoffilter
nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Bei Einrichtungen zur Herstellung und zur Verarbeitung von Halbleitern,
in elektronischen und medizinischen Einrichtungen werden zur Reinigung von mit Schwebstoffen
verunreinigte Luft Schwebstoffilter eingesetzt. Diese Schwebstoffilter weisen ein
in einem Rahmen angeordnetesFilterpack aus wellenförmig oder zickzackförmig gefaltetem
Filterpapier auf. Damit die einzelnen Falten oder Wellen des Filterpapiers nicht
unmittelbar aufeinanderliegen, sind Distanzhalter zwischen den Falten vorgesehen.
Das Filterpack ist mit dem Rahmen luftdicht verbunden. Zur Verbesserung des Abscheidegrades
eines solchen Filters ist es bekannt, vor das in dem Rahmen angeordnete Filterpack
einen Ionisator zu schalten, der zwischen Seitenteilen angeordnete Elektroden unterschiedlicher
Polarität
aufweist. In diesem lonisator werden die Schwebstoffe und Partikel elektrisch geladen.
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Diese elektrisch geladenen Partikel oder Schwebstoffe werden in dem
den Kollektor bildenden Filterpack abgeschieden, wobei die Partikel einerseits von
dem Filterpapier selbst festgehalten werden und andererseits sich auf den Distanzhaltern
absetzen, die, um elektrische Aufladungen zu vermeiden, geerdet sind. Zur weiteren
Verbesserung des Abscheidegrades, wobei auch Partikel unter 0,3 P erfaßt werden
sollen, ist es bekannt, die Distanzhalter mit abwechselnd unterschiedlichem Potential
zu versehen. Dabei werden der Ionisator und der Kollektor von externen Hochspannungsquellen
versorgt, wobei die Spannung über Hochspannungskabel an am Rahmen des Filterpacks
oder an den Seiten des Ionisators angeordnete Steckkontakte oder dergleichen zugeführt
wird.
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Die zu reinigende Luft oder ein ähnliches Medium darf nicht zwischen
Ionisator und Kollektor entweichen, so daß zwischen den Rahmen des Ionisators und
den des Kollektors zusätzliche Dichtungen vorgesehen sein müssen. Im allgemeinen
verschlechtert sich dabei der Abscheidegrad.
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Es treten Schwierigkeiten bei der Uberprüfung der Dichtigkeit des
Schwebstoffilters mittels Prüfrille auf. Außerdem sind die elektrischen Zuführungen
an der Außenseite des Rahmens des Kollektors und der Seitenteile des Ionisators
beim Einbau in den Luftkanal störend.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde
liegt, ein Elektroschwebstoffilter mit hohem Abscheidegrad zu schaffen, das eine
kompakte und integrierte abgeschlosse-
ne Bauweise aufweist, dessen
einwandfreie Funktionsweise gewährleistet ist, und bei dem keine außenliegenden
Steckkontakte und innerhalb des Rahmens liegende Kabel notwendig sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
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Dadurch, daß die Höhe des Rahmens größer ist als die Höhe des Filterpacks
selber, kann der Ionisator mitsamt seinen aus Seitenteilen gebildeten Rahmen in
den Gesamtrahmen eingelassen werden, so daß ein gemeinsamer Rahmen für beide Filterstufen
vorgesehen ist und das zu reinigende Medium nicht zwischen lonisator und Kollektor
entweichen kann. Die Dichtigkeit des Filterpacks in seinem Rahmen wird über eine
Prüfrille festgestellt, wobei bei Elektroschwebstoffiltern nach dem Stand der Technik
Schwierigkeiten mit der Lokalisierung von Undichtigkeiten auftraten. Diese Schwierigkeiten
werden mit Hilfe des nur einen Rahmens vermieden. Wenn der Kollektor bzw. das Filterpack
völlig verschmutzt ist und damit unbrauchbar geworden ist, kann der Ionisator ohne
Schwierigkeiten entfernt werden und für ein anderes Filter weiter verwendet werden.
Wenn insbesondere der Ionisator mit dem Gesamtrahmen verbunden ist, wird der Kollektor
in einfacher Weise aus dem Gesamtrahmen herausgenommen und weggeworfen, während
Ionisator und Gesamtrahmen mit einem neuen Kollektor versehen werden.
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Durch Vorsehen der Hochspannungsquelle innerhalb
des
Rahmens, wobei die Zuführungen zu den verschiedenen Elektroden über gedruckte Leitungen,
über Lamellen, elektrisch leitende Schichten oder dergleichen erfolgt, die an oder
in den Rahmenwänden bzw. Seitenteilen angeordnet sind, ergibt sich eine von äußeren
Anschlüssen und von äußeren Hochspannungskabeln unabhängige Anordnung.
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Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Hochspannungsquelle
selbst in einer Wand des Rahmens oder in den Seitenteilen des Ionisators eingelassen
ist, so daß auch nach innen keine hervorstehenden Teile vorgesehen sind.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 das erfindungsgemäße Elektroschwebstoffilter
in einer perspektivischen Ansicht und Fig. 2 die Halterung und Kontaktierung der
Distanzhalter und des Filterpapiers.
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Nach Fig. 1 besteht das Elektroschwebstoffilter 1 aus einem Ionisator
2 und einem Kollektor 3. Der Ionisator 2 weist zwischen vier einen Rahmen bildenden
Seitenteilen 4 eine Mehrzahl von parallel angeordneten Platten 5 auf, die von nicht
dargestellten, in den Seitenteilen 4 verankerten Zug-
ankern gehalten
werden. Diese Elektroden 5 sind geerdet und liegen parallel zur Strömungsrichtung
6 des zu reinigenden Mediums, zum Beispiel Luft oder dergleichen. Zwischen den geerdeten
Platten 5 sind, schematisch dargestellt, drahtförmige Ionisierungselektroden 7 vorgesehen,
die von in den Seitenteilen verankerten Drahthaltern gehalten sind. Die Ionisierungselektroden
7 werden von einer nicht dargestellten Hochspannungsquelle gespeist.
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Der dem Ionisator in Strömungsrichtung nachgeschaltete Kollektor 3
weist ein Filterpack 8 auf, das aus gewelltem oder gefaltetem Filterpapier 9, zum
Beispiel aus Faservliesbahnen, hergestellt ist, wobei in den Falten bzw. Wellen
Distanzhalter 10 eingeschoben sind, die aus einem elektrisch leitenden Material,
zum Beispiel Aluminiumfolie oder -platten oder dergleichen, bestehen. Dabei sind
die Distanzhalter 10 auf der Eintrittsseite der Strömung geerdet und auf der Austrittsseite
des strömenden Mediums mit Hochspannung gespeist, wobei die Definition der Eintritts-
und Austrittsseite auf das Filterpapier 9 bezogen ist. Das Filterpack 8 und die
Distanzhalter 10 sind mit ihren, dem Betrachter zu- und abgewandten Stirnflächen
in jeweils einer U-förmigen Schiene 19, 20 vergossen (Fig. 2), die jeweils parallel
zum Rahmen 11 liegen. Insgesamt ist das Filterpack 8 luftdicht zum Rahmen abgeschlossen.
Der Rahmen 11, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht, ist höher als das Filterpack.
In dem das Filterpack überragende Teil ist der lonisator 2 mit seinen Seitenteilen
4 eingelegt oder eingesteckt, wobei
form- und/oder kraftschlüssige
Steckverbindungen vorgesehen sein können. Der Ionisator 2 liegt auf den jeweiligen
abgewinkelten Enden der U-förmigen Schienen auf, so daß er nicht direkt auf das
Filterpack 8 drückt. Zusätzlich können am oder im Rahmen 11 Abstandshalter 12 vorgesehen
sein, die zur Auflage des Ionisators 2 dienen.
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Der oder die nicht dargestellten Hochspannungsquellen sind innerhalb
des Rahmens 11 vorgesehen.
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In der Figur 1 ist der Rahmen 11 höher als der Kollektor 3 und der
Ionisator 2 zusammen.
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In diesem, den Ionisator 2 überragenden Teil, ist die Hochspannungsquelle
auf den Seitenteilen 4 oder an der Innenseite des Rahmens 11 angebracht. Sie kann
auch in einem weiteren Rahmen oder Rahmenteil angeordnet sein, der auf die Seitenteile
des Ionisators gelegt ist, und der vorzugsweise die Höhe des überragenden Teils
des Rahmens 11 aufweist. In einer anderen Ausführungsform ist die Hochspannungsquelle
nicht mit dem Elektroschwebstoffilter 1 verbunden, sondern taucht,im Bereich des
Luftkanals befestigt, in den überragenden Teil des Rahmens 11 hinein. Die Zuführung
der jeweiligen Spannungen von der oder den Hochspannungsquellen erfolgt über Kontakte
13, 14, 15, 16, die in der Figur 1 schematisch an den Seitenteilen 4 des Ionisators
2 angedeutet sind. Dabei sind an der oder den Hochspannungsquellen entsprechende
Kontakte, zum Beispiel Stifte, vorgesehen, die mit den Kontakten 13 bis 16 eine
punktförmige elektrische Verbindung bilden. Der Kontakt 13 dient zur Zuführung der
Hochspannung für den Kollektor, der Kontakt 14 zur Zuführung der Hochspannung für
den lonisator 2 und die Kontakte 15, 16 sind
die jeweiligen Anschlußstellen
für das Nullpotential bzw. Bezugspotential des Ionisators und des Kollektors. Von
den Kontakten 13 bis 16 gehen elektrische Leitungen 17 zu den jeweiligen gewünschten
Anschlußstellen. Die elektrischen Zuführungen 17 sind als dünne Schichten, als gedruckte
Leitungen, als Lamellen oder dergleichen auf den Seitenteilen 4 und auf der Innenseite
des Rahmens 11 aufgebracht. In einem anderen Ausführungsbeispiel sind sie auch innerhalb
der Seitenteile 4 und innerhalb des Rahmens hindurchgeführt. Die Zuführung des jeweiligen
Potentials zu den Distanzhaltern 10 des Kollektors 3 erfolgt über U-förmigen Schienen
19, 20, die aus einem elektrisch leitenden Material, zum Beispiel Aluminium, bestehen
(Fig. 2).
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Die eine Schiene 19 dient zur Zuführung der Hochspannung, während
die andere Schiene 20 zur Zuführung des Erdungspotentials vorgesehen ist. Die elektrische
Verbindung erfolgt über elektrisch leitende Gummiprofile 21, die zwischen einem
abgewinkelten Teil 22 der jeweiligen Schiene 19, 20 und die jeweiligen Distanzhalter
10 gesteckt sind. Dabei ragen die geerdeten Distanzhalter über die hochspannungsgespeisten
hinaus und umgekehrt, da zwischen ihnen das Filtermedium angeordnet ist, so daß
keine Kurzschlüsse entstehen.
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Die elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen abgewinkelten Teil
22 der Schienen 19, 20 und den das entsprechende Potential aufweisenden Distanzhaltern
10 kann auch über eine leitfähige Gießmasse erfolgen, die flüssig zwischen Distanzhalter
10 und abgewinkelten Teil 22 der
Schienen gegossen wird und anschließend
aushärtet. Um den Isolationsabstand bzw. Kriechstromweg zwischen abgewinkelten Teil
22 der Schienen 19, 20 und den auf entgegengesetztem Potential liegenden Distanzhaltern
10 zu vergrößern, ist zwischen diesen jeweils ein Streifen 23 aus Isoliermaterial
angeordnet. Die Schienen 19, 20 bestehen im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus
elektrisch leitendem Material. Sie können aber auch aus Kunststoff ausgebildet sein,
wobei die elektrischen Zuführungen über eingelegte Metallstreifen oder beschichtete,
elektrisch leitende Bereiche erfolgt.
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In Fig. 1 ist schematisch angedeutet, wie die elektrische Verbindung
vom Ionisator 2 zum Kollektor 3 erfolgt. Dazu sind Kontakte 18 an der Unterseite
des Ionisators und an der Oberseite des Kollektors 3 vorgesehen, die beim Einlegen
des Ionisators 2 aufeinandertreffen und eine elektrische Verbindung bilden.
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Wenn die Zuführungen der Hochspannung und des Erdungspotentials über
die Schienen 19, 20 erfolgt, sind die Kontakte an der Oberseite des Kollektors überflüssig,
da die abgewinkelten Enden 22 der Schiene direkt auf den Kontakten 18 des Ionisators
2 aufliegen.
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Üblicherweise werden lonisator 2 und Kollektor 3 von unterschiedlichen
Hochspannungsquellen versorgt, da der Ionisator 2 einen höheren Anschlußwert hat
als der Kollektor 3. Wenn nur eine Hochspannungsquelle verwendet wird, ist zwischen
Ionisator 2 und Kollektor 3 ein Widerstand oder dergleichen vorgesehen, der das
für den Ionisa-
tor notwendige Potential auf das für den Kollektor
benötigte Potential verringert. Dieser Widerstand ist an der Innenseite des Rahmens
11 oder der Seitenteile 4 des Ionisators 2 oder in dem Rahmen 11 oder den Seitenteilen
4 angeordnet. In einer anderen Ausführungsform liegt der Widerstand zwischen dem
Kontakt 18 und dem abgewinkelten Teil 22 der jeweiligen U-förmigen Schiene 19, 20.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, ist die Hochspannungsquelle
in den Seitenteilen des Ionisators 2 oder in den Rahmen 11 eingelassen, wobei dann
die Anzahl der außenliegenden Kontakte 13 bis 16 verringert werden kann, da die
Hochspannungsführung direkt über die in den Seitenteilen 4 bzw. dem Rahmen 11 liegenden
elektrischen Leitungen zu den Anschlußstellen erfolgt.
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In dem oben dargelegten Ausführungsbeispiel ist der Kollektor 3 fest
mit dem Gesamtrahmen 11 verbunden und der Ionisator ist mit seinen einen weiteren
Rahmen bildenden Seitenteilen 4 in den Gesamtrahmen eingelassen oder eingesteckt.
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In einer anderen Ausführungsform bilden Ionisator und Gesamtrahmen
eine Einheit, d.h. derlonisator ist fest mit dem Gesamtrahmen verbunden, und der
Kollektor, der in einem eigenen Rahmen aufgenommen ist, ist in den Gesamtrahmen
eingesteckt. Falls der Kollektor verbraucht ist, wird er aus dem Gesamtrahmen herausgezogen,
der Gesamtrahmen mit dem Ionisator kann im Luftkanal eingebaut bleiben und ein neuer
Kollektor
wird eingesteckt. Bei der Montage ist allerdings darauf
zu achten, daß der Kollektor gegen den Gesamtrahmen luftdicht abgedichtet ist, d.h.
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zwischen Gesamtrahmen und Rahmen des Kollektors muß eine zusätzliche
Dichtung vorgesehen sein.
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Der Ionisator 2 mit seinem aus den Seitenteilen gebildeten Rahmen
bzw. mit dem Gesamtrahmen kann in der Weise hergestellt werden, daß die Rahmen aus
einer Kunststoffmasse gegossen oder geschäumt werden, wobei die Elektroden bzw.
Elektrodenhalterungen, die elektrischen Zuführungen und Kontaktelemente und gegebenenfalls
die Hochspannungsquelle gleichzeitig mit eingegossen oder -geschäumt werden.
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In einem anderen Herstellungsverfahren wird der gesamte Ionisator
bis auf die Ionisierungsdrähte durch Spritzguß hergestellt, wonach die notwendigen
elektrisch leitenden Teile mit einer Metallisierung versehen werden.