DE3884380T2

DE3884380T2 - Cassette-like electrostatic air filter.

Info

Publication number: DE3884380T2
Application number: DE19883884380
Authority: DE
Inventors: Constantinos J Joannou
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-14
Filing date: 1988-04-14
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2008-04-15
Also published as: DE3884380D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Luftfilter vom geladenen Mediumtyp, bei dem der Luftfilter zwei von zwei Außenrahmen getragene äußere Schirme bzw. Schirmgitter aufweist, zwei frei verfügbare bzw. anordenbare Filterkörper, die zwischen den äußeren Schirmen und einem Innenschirm, der zwischen den Filterkörpern liegt, angeordnet sind, eine Hochspannungsenergieversorgung, welche mittels eines Hochspannungsgebers dem inneren Schirm Hochspannung zuführt bzw. an diesen anlegt, wobei die Erdseite der Hochspannungsversorgung mit den äußeren Schirmen verbunden ist, um ein elektrostatisches Feld zu erzeugen, welches die Fasern bzw. Fibern des anordenbaren Filterkörpers polarisiert. Die Hochspannungsenergieversorgung wird über einen zweiadrigen elektrischen Steckerschnurverbinder mit Spannung versorgt, welcher derart angepaßt ist, daß er in einer Buchse bzw. in der Hochspannungsenergieversorgung verschiebbar aufgenommen ist.The present invention relates to an electronic air filter of the charged medium type, in which the air filter comprises two outer screens or screen grids supported by two outer frames, two freely available or arrangeable filter bodies arranged between the outer screens and an inner screen lying between the filter bodies, a high voltage power supply which supplies or applies high voltage to the inner screen by means of a high voltage transmitter, the earth side of the high voltage supply being connected to the outer screens to generate an electrostatic field which polarizes the fibers or fibers of the arrangeable filter body. The high voltage power supply is supplied with power via a two-wire electrical plug cord connector which is adapted to be slidably received in a socket or in the high voltage power supply.

Ein derartiger elektronischer Luftfilter ist aus der US-A 3 438 180 bekannt. Dieser Filter ist ziemlich komplex und umfaßt eine Filterzelle, in der zwei anordenbare, fibröse Filterkörper aufgenommen sind, wobei die Filterzelle einen Ionisierabschnitt und einen elektrostatischen Ladeabschnitt aufweist, der nicht beweglich angeordnet ist.Such an electronic air filter is known from US-A 3 438 180. This filter is quite complex and comprises a filter cell in which two arrangeable, fibrous filter bodies are accommodated, the filter cell having an ionizing section and an electrostatic charging section which is arranged immovably.

Die EP-A-0 229 857 und US-A-4 549 887 beschreiben Luftfilter, in denen anordenbare fibröse Filterkörper in einer scharnierartigen Rahmenstruktur getragen werden, die ein Ersetzen schmutziger Filterkörper nach der Entnahme der Filterkörper vom Rest der Anordnung erlaubt.EP-A-0 229 857 and US-A-4 549 887 describe air filters in which mountable fibrous filter bodies are supported in a hinged frame structure which allows replacement of dirty filter bodies after removal of the filter bodies from the rest of the assembly.

Derartige bekannte elektrostatische Luftfilter werden durch Öffnen des Filters und Entfernen und Ersetzen der individuellen Filterkörper gereinigt. Beim Reinigen dieser Filter fällt ein gewisser Anteil des gesammelten Staubes unvermeidbarermaßen von den Körpern herunter, wird durch die Luft befördert und bewirkt dadurch eine Verunreinigung. Ein anderes Problem besteht darin, daß diese bekannten Luftfilter ebenfalls eine Energieversorgung erfordern, die wiederum eine spezielle strukturelle Anordnung für den Filter notwendig macht und es daher erschwert, einen derartigen Filter in ein bestehendes Luftbehandlungssystem wieder einzupassen.Such known electrostatic air filters are cleaned by opening the filter and removing and replacing the individual Filter bodies are cleaned. When cleaning these filters, a certain amount of the collected dust inevitably falls off the bodies and is carried through the air, thereby causing contamination. Another problem is that these known air filters also require a power supply, which in turn requires a special structural arrangement for the filter and therefore makes it difficult to refit such a filter into an existing air treatment system.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen elektronischen Luftfilter vorzusehen, bei dem das Staubsammelmedium die Form einer frei anordenbaren bzw. frei verfügbaren Kassette hat, und bei dem die Energieversorgung abnehmbar direkt an der Kassette befestigt ist, so daß sie auf einfache Weise (wieder) in ein bestehendes Luftbehandlungssystem eingepaßt werden kann, wobei sich die Erfindung gegenüber der EP-A-0 229 858 und der US-A-4 549 887, abhebt.It is therefore an object of the present invention to provide an electronic air filter in which the dust collection medium is in the form of a freely positionable or freely available cassette and in which the power supply is removably attached directly to the cassette so that it can be easily (re)fitted into an existing air treatment system, whereby the invention stands out from EP-A-0 229 858 and US-A-4 549 887.

Erfindungsgemäß ist ein elektronischer Luftfilter vom sogenannten geladenen Mediumtyp (charged media type) vorgesehen, der ein Paar äußere Schirme und einen inneren Schirm aufweist; ein paar Filterkörper aus nicht leitendem dielektrischem fibrösem Material, welche zwischen den äußeren Schirmen und dem inneren Schirm angeordnet sind; eine Hochspannungsenergieversorgung, die mittels eines Hochspannungsgebers dem inneren Schirm Hochspannung zuführt, wobei die Erdseite der Hochspannungsversorgung mit den äußeren Schirmen verbunden ist, um ein elektrostatisches Feld zu erzeugen, welches die Fasern bzw. Fibern der Filterkörper polarisiert. Der Energieversorgung wird Spannung über einen elektrischen Steckerschnurverbinder zugeführt, welcher derart angeordnet ist, daß er in einer Buchse oder Aufnahme in der Hochspannungsenergieversorgung verschiebbar aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Filterkörper und der innere Schirm eine Luftfilterkassette unitären Aufbaus ausbilden, mit gegenüberliegenden Seiten und einem elektrisch leitenden Kassettenrahmen, der eine Vorder- und eine Rückseite aufweist, wobei der Rahmen, die gegenüberliegenden Seiten, der innere Schirm und die Filterkörper eine verfügbare bzw. anordenbare Geräteeinheit liefern, d.h. eine geschlossene Einheit.According to the invention there is provided an electronic air filter of the so-called charged media type, comprising a pair of outer screens and an inner screen; a pair of filter bodies made of non-conductive dielectric fibrous material arranged between the outer screens and the inner screen; a high voltage power supply which supplies high voltage to the inner screen by means of a high voltage transmitter, the earth side of the high voltage supply being connected to the outer screens to produce an electrostatic field which polarizes the fibers of the filter bodies. The power supply is supplied with voltage via an electrical plug cord connector which is arranged to be slidably received in a socket or receptacle in the high voltage power supply, characterized in that at least the The filter body and the inner screen form an air filter cassette of unitary construction, having opposite sides and an electrically conductive cassette frame having a front and a rear side, the frame, the opposite sides, the inner screen and the filter bodies providing an available or arrangeable device unit, ie a closed unit.

Die Luftfilterkassette kann zur mechanischen Befestigung einer Energieversorgung zum Anlegen von Spannung an dem inneren Schirm ausgestaltet sein, so daß die Energieversorgung in getragener Weise direkt und einzig an dem Kassettenrahmen mechanisch befestigt ist.The air filter cassette may be designed to mechanically attach a power supply for applying voltage to the inner shield, so that the power supply is mechanically attached in a supported manner directly and solely to the cassette frame.

Die frei verfügbare bzw. anordenbare erfindungsgemäße Filterkassette umfaßt weiters vorzugsweise einen automatischen Erdungsschalter, der die Hochspannung auf der Filterkassette entlädt, wenn eine Hochspannungsenergieversorgung von der Kassette getrennt wird. Hierdurch wird eine frei verfügbare bzw. anordenbare Luftfilterkassette vorgesehen, die trotz der Tatsache, daß sie bei einigen tausend Volt betrieben wird, sicher in einem Luftbehandlungssystem installiert und entfernt werden kann.The disposable filter cartridge of the present invention preferably further comprises an automatic grounding switch which discharges the high voltage on the filter cartridge when a high voltage power supply is disconnected from the cartridge. This provides a disposable air filter cartridge which can be safely installed and removed from an air handling system despite the fact that it operates at several thousand volts.

Ebenso kann der Filter mit anderen ähnlichen Filtern kaskadenartig verbunden und durch eine einzige Hochspannungsenergieversorgung betrieben werden. Hierdurch ist es möglich, die Querschnittsbereiche bzw. -flächen der Filter nach Wunsch zu vergrößern, um verschiedene Luftleitungsbzw. Rohrgrößen aufzunehmen bzw. zu berücksichtigen.The filter can also be cascaded with other similar filters and operated from a single high voltage power supply. This makes it possible to increase the cross-sectional areas of the filters as required to accommodate different air duct or pipe sizes.

Die vorhergehenden und weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden aus ihrer folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlich, in denenThe foregoing and other objects and features of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings in which

Fig. 1 einen ersten erfindungsgemäßen kassettenartigen Filter zeigt, wobei eine Hochspannungsenergieversorgung an der Kassette befestigt und eine Niederspannungsenergieversorgung mittels einer abnehmbaren Leitung mit der Hochspannungsenergieversorgung verbunden ist;Fig. 1 shows a first cassette-type filter according to the invention, wherein a high voltage power supply is attached to the cassette and a low voltage power supply is connected to the high voltage power supply by means of a detachable line;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Kassette von Fig. 1 ist, welche die zwei äußeren Schirme und den einzelnen inneren Schirm zeigt;Fig. 2 is a cross-sectional view of the cassette of Fig. 1 showing the two outer screens and the single inner screen;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung des Filters zeigt, wobei die Hochspannungsenergieversorgung einen Hochspannungsgeber hat und die Niederspannungsversorgung damit verbunden ist;Fig. 3 shows an exploded view of the filter, where the high voltage power supply has a high voltage transmitter and the low voltage power supply is connected thereto;

Figuren 4a und 4b teilweise Querschnittsansichten sind, welche die Betätigung eines Erdungsschalters zeigen, wenn der Hochspannungsgeber in eine Öffnung in der Kassette eingeführt wurde;Figures 4a and 4b are partial cross-sectional views showing the operation of an earthing switch when the high voltage transmitter has been inserted into an opening in the cassette;

Fig. 5 eine alternierende Anordnung zeigt, bei welcher die Hochspannungsenergieversorgung mit Schirmen versehen ist;Fig. 5 shows an alternating arrangement in which the high voltage power supply is provided with shields;

Fig. 6 eine Außenansicht des Kassettenfilters vom alternierenden Typ der Fig. 5 ist;Fig. 6 is an external view of the alternating type cassette filter of Fig. 5;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht der in Fig. 6 gezeigten Kassette ist;Fig. 7 is a cross-sectional view of the cassette shown in Fig. 6;

Fig. 8 eine Ansicht zweier kaskadenartig verbundener Filter ist, welche die Hochspannungsgeber und eine einzelne Hochspannungsenergieversorgung zeigt;Fig. 8 is a view of two cascaded connected filters showing the high voltage transmitters and a single high voltage power supply;

Fig. 9 das längliche Design der Hochspannungsenergieversorgung zeigt; undFig. 9 shows the elongated design of the high voltage power supply; and

Fig. 10 einen Rahmen und eine Elektrode zur Aufnahme einer Luftfilterkassette in noch einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt.Fig. 10 shows a frame and an electrode for receiving an air filter cassette in yet another alternative embodiment of the invention.

Wendet man sich nun einer detaillerteren Beschreibung der Erfindung zu, so ist in den Figuren 1 und 2 ein äußerer, rechteckiger Rahmen 1 dargestellt, der aus einem Material, wie beispielsweise einer elektrisch leitenden Pappe bzw. Karton (card board), Kunststoff oder Metall gefertigt ist. Ein Paar elektrisch leitender äußerer Schirme bzw. Schirmgitter 2 und 3 ist mechanisch und elektrisch mit dem Rahmen 1 verbunden, wobei der Schirm 2 an der Rückseite des Rahmens 1 befestigt ist und der Schirm 3 an der Vorderseite des Rahmens 1. Zusammen bilden sie eine frei verfügbare bzw. anordenbare Filterkassette 23 aus.Turning now to a more detailed description of the invention, Figures 1 and 2 show an outer, rectangular frame 1 made of a material such as electrically conductive cardboard, plastic or metal. A pair of electrically conductive outer screens or screen grids 2 and 3 are mechanically and electrically connected to the frame 1, with the screen 2 being attached to the back of the frame 1 and the screen 3 to the front of the frame 1. Together they form a freely available or arrangeable filter cassette 23.

Ein innerer leitender Schirm 4 ist innerhalb der Kassette 23 angeordnet und in Position gehalten durch eine Menge eines dielektrischen fibrösen bzw. faserartigen Materials 5, wobei es sich um eine Material wie beispielsweise Kunststoff oder Glas handelt, das leicht durch ein elektrostatisches Feld polarisiert werden kann. Je nach Wunsch können die Schirme 2-4 und das Material 5 gefaltet sein, um den Filteroberflächenbereich zu vergrößern und den Luftwiderstand zu mindern.An inner conductive screen 4 is disposed within the cassette 23 and held in position by a quantity of a dielectric fibrous material 5, which is a material such as plastic or glass that can be easily polarized by an electrostatic field. If desired, the screens 2-4 and material 5 can be folded to increase the filter surface area and reduce air resistance.

Eine Hochspannungsenergieversorgung 8, welche ein langes und schlankes Metallgehäuse 8a zur Unterbringung der Hochspannungsversorgungselektronik (siehe ebenso Fig. 3) umfaßt, ist abnehmbar an der Filterkassette 23 mittels eines Paares Federmetallhaltebügel 6 und 7 an dem Metallgehäuse 8a befestigt, wobei die Haltebügel 6 und 7 Haltezapfen 6a bzw. 7a zum Eingriff in ein Paar entsprechender Öffnungen la (nicht gezeigt) im Rahmen 1 umfassen. Die Haltebügel 6 und 7 dienen ebenfalls dazu, den Rahmen 1 und die Schirme 2 und 3 mit dem Energieversorgungsgehäuse 8a elektrisch zu verbinden.A high voltage power supply 8, which comprises a long and slender metal housing 8a for housing the high voltage supply electronics (see also Fig. 3), is removably attached to the filter cassette 23 by means of a pair of spring metal retaining brackets 6 and 7 on the metal housing 8a, the retaining brackets 6 and 7 comprising retaining pins 6a and 7a, respectively, for engagement in a pair of corresponding openings 1a (not shown) in the frame 1. The retaining brackets 6 and 7 also serve to electrically connect the frame 1 and the shields 2 and 3 to the power supply housing 8a.

Eine Niederspannungsenergieversorgung 11, die mittels Steckkontakten 12 in eine in einem Haushalt übliche elektrische Steckdose eingesteckt werden kann, ist trennbar mittels einer zweiadrigen elektrischen Schnur 9 und eines Steckanschlusses 10 an dem Gehäuse 8a angeschlossen, d.h. mit ihm verbunden.A low-voltage power supply 11, which can be plugged into a standard household electrical socket by means of plug contacts 12, is separable connected to the housing 8a by means of a two-core electrical cord 9 and a plug connection 10.

Ein Hochspannungsgeber 13 erstreckt sich vom Gehäuse 8a, um in Eingriff zu stehen mit dem inneren Schirm 4 der Kassette 23 (siehe Figuren 2, 4a und 4b) und ist elektrisch mit der Elektronik der Hochspannungsenergieversorgung 8 verbunden. Wie in den Figuren 4a und 4b dargestellt, besteht der Geber 13 aus einem Leiter 14 und einer isolierenden Hülse 15, welche den Leiter 14 derart bedeckt, daß lediglich dessen Spitze freigelegt ist. Die Filterkassette 23 ist mit einer Öffnung 16 im äußeren Rahmen 1 versehen, wo der Geber 13 eingeführt werden kann, um den inneren leitenden Schirm 4 zu kontaktieren und diesem Hochspannung zuzuführen bzw. an diesen anzulegen.A high voltage sensor 13 extends from the housing 8a to engage the inner shield 4 of the cassette 23 (see Figures 2, 4a and 4b) and is electrically connected to the electronics of the high voltage power supply 8. As shown in Figures 4a and 4b, the sensor 13 consists of a conductor 14 and an insulating sleeve 15 which covers the conductor 14 so that only the tip thereof is exposed. The filter cassette 23 is provided with an opening 16 in the outer frame 1 where the sensor 13 can be inserted to contact the inner conductive shield 4 and apply high voltage thereto.

Ein flaches metallisches Federelement 17, das mit Hilfe eines Isolators 18 an der Innenseite des Rahmens 1 befestigt ist, ist über eine Drahtverlängerung 19 mit dem inneren Schirm 4 elektrisch verbunden. Das Federelement 17 ist derart angeordnet, daß bei Einführen des Gebers 13 in die Öffnung 16 und bei Befestigung der Energieversorgung 8 an der Kassette 23 die Feder 17 mit der Spitze der Probe 13 in Kontakt tritt und gleichzeitig vom Rahmen 1 abgehoben wird.A flat metallic spring element 17, which is attached to the inside of the frame 1 by means of an insulator 18, is electrically connected to the inner shield 4 via a wire extension 19. The spring element 17 is arranged in such a way that when the sensor 13 is inserted into the opening 16 and when the power supply 8 is attached to the cassette 23, the spring 17 comes into contact with the tip of the sample 13 and is simultaneously lifted off the frame 1.

Beim Betrieb des Filters wird die Hochspannungsenergieversorgung 8 mit Hilfe der Haltebügel 6 und 7 an der Kassette 23 befestigt. Die Niederspannungsenergieversorgung 11 wird in einen elektrischen Ausgang gesteckt und die Schnur 9 über den Verbinder 10 in die Hochspannungsenergieversorgung 8. Dadurch wird der Hochspannungsenergieversorgung Niederspannung (6-28 Volt) zugeführt. Hochspannung (4-10 KV) von der Hochspannungsenergieversorgung wird dem inneren Schirm 4 über den Geber 13, das Federelement 17 und die Drahtverlängerung 19 geliefert. Die an dem inneren Schirm 4 angelegte Hochspannung bildet ein elektrostatisches Feld zwischen dem inneren Schirm 4 und den äußeren Schirmen 2 und 3. (Es sei darauf hingewiesen, daß die äußeren Schirme mit der Erdseite der Hochspannungsenergieversorgung über den Rahmen 1 und Haltebügel 6 und 7 verbunden sind). Das elektrostatische Feld polarisiert die Fibern bzw. Fasern des fibrösen bzw. faserartigen Materials 5, welches zwischen den Schirmen angeordnet ist. Die polarisierten Fibern bzw. Fasern, die an ihren Oberflächen positive und negative Ladungen aufweisen, ziehen jegliche Staubpartikel, welche durch den Filter gelangen, aufgrund elektrostatischer Anziehungskraft an . Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad bzw. die Effektivität des Filters vergrößert.When operating the filter, the high voltage power supply 8 is attached to the cassette 23 by means of the retaining brackets 6 and 7. The low voltage power supply 11 is plugged into an electrical outlet and the cord 9 is plugged into the high voltage power supply 8 via the connector 10. This supplies low voltage (6-28 volts) to the high voltage power supply. High voltage (4-10 KV) from the high voltage power supply is supplied to the inner shield 4 via the sensor 13, the spring element 17 and the wire extension 19. The high voltage applied to the inner shield 4 forms an electrostatic field between the inner screen 4 and the outer screens 2 and 3. (It should be noted that the outer screens are connected to the earth side of the high voltage power supply via the frame 1 and brackets 6 and 7). The electrostatic field polarizes the fibers of the fibrous material 5 which is arranged between the screens. The polarized fibers, which have positive and negative charges on their surfaces, attract any dust particles which pass through the filter by electrostatic attraction. In this way, the efficiency of the filter is increased.

Zum Zwecke des Ersetzens der Kassette, nachdem diese mit Staub gesättigt ist, wird die Niederspannungsenergieversorgung durch Abtrennen des Verbinders 10 von der Hochspannungsenergieversorgung getrennt. Dann wird die Hochspannungsenergieversorgung 8 durch Auseinanderspreizen der Haltebügel 6 und 7 von der Kassette abgenommen. Wird die Hochspannungsenergieversorgung von der Kassette abgenommen und der Geber 13 aus der Öffnung l6 herausgezogen (Fig. 4a), so verbindet das Federelement 17 den inneren Schirm 4 mit dem Rahmen 1 (Erde) und entlädt die Ladung auf dem Schirm 4 über den Draht 19.For the purpose of replacing the cassette after it has become saturated with dust, the low-voltage power supply is disconnected from the high-voltage power supply by disconnecting the connector 10. Then the high-voltage power supply 8 is removed from the cassette by spreading the retaining brackets 6 and 7 apart. When the high-voltage power supply is removed from the cassette and the sensor 13 is pulled out of the opening l6 (Fig. 4a), the spring element 17 connects the inner shield 4 to the frame 1 (earth) and discharges the charge on the shield 4 via the wire 19.

Aus dem Vorstehenden ist erkennbar, daß die Kassette 23 auf einfache Weise wieder bzw. neuerlich in ein bestehendes Lufthandhabungssystem anstelle eines herkömmliches Kassettenluftfilters eingesetzt werden kann. Da die Energieversorgung 8 direkt an der Filterkassette 23 befestigt und in einem langen, schlanken bzw. schmalen Gehäuse 8a beinhaltet ist, müssen keine Modifikationen bezüglich der Leitungen des Lufthandhabungssystems zur Aufnahme der Filtereinheit vorgenommen werden.From the foregoing, it can be seen that the cassette 23 can be easily reinserted into an existing air handling system in place of a conventional cassette air filter. Since the power supply 8 is attached directly to the filter cassette 23 and is contained in a long, slim or narrow housing 8a, no modifications to the piping of the air handling system need to be made to accommodate the filter unit.

Eine alternierende Version des Kassettenfiltersystems ist in Fig. 5 dargestellt und umfaßt ein Paar äußerer Schirme 20 und 21, die von einem Rahmen 22 getragen werden. Der Rahmen 22 ist permanent an dem Hochspannungsenergieversorgungsgehäuse 8a befestigt. Die Anordnung ist derart gewählt, daß ein Raum zwischen den Schirmen 20 und 21 für eine Kassette 23 (Fig. 6), die ähnlich der zuvor beschriebenen ist, jedoch ohne äußere Schirme 2 und 3, verbleibt. Anstelle der Schirme 2 und 3 hat die Kassette 23 in Fig. 6 zwei perforierte Halteseiten 24 und 25 aus Metall, Pappe bzw. Karton (cardboard), Kunststoff etc. Der Rest der Kassette ist genau gleich wie die in Fig. 1 dargestellte Kassette gefertigt, d.h., er weist einen äußeren Rahmen 1, einen inneren Schirm 4, eine Öffnung 16, eine Feder 17, einen Draht 19 und einen Isolator 18 auf.An alternate version of the cassette filter system is shown in Fig. 5 and comprises a pair of outer screens 20 and 21 which are supported by a frame 22. The frame 22 is permanently attached to the high voltage power supply housing 8a. The arrangement is such that a space remains between the shields 20 and 21 for a cassette 23 (Fig. 6) similar to that previously described but without outer shields 2 and 3. Instead of the shields 2 and 3, the cassette 23 in Fig. 6 has two perforated support sides 24 and 25 made of metal, cardboard, plastic, etc. The remainder of the cassette is made exactly the same as the cassette shown in Fig. 1, ie it has an outer frame 1, an inner shield 4, an opening 16, a spring 17, a wire 19 and an insulator 18.

Der Betrieb der alternativen Ausführungsform gleicht dem Betrieb der ersten Anordnung. Die Kassette 23 wird zwischen den Schirmen 20 und 21 angeordnet und mittels Haltebügeln 6 und 7 am Ort gehalten. Gleichzeitig gelangt der Hochspannungsgeber 13 (nicht gezeigt in Fig. 5) durch die Öffnung 16 und legt über die Feder 17 und den Draht 19 eine Hochspannung an den inneren Schirm 4 an. Ein elektrostatisches Feld bildet sich zwischen dem inneren Schirm 4 und den äußeren Schirmen 20 und 21 aus und polarisiert das fibröse bzw. faserartige Material und zieht dadurch jegliche Staubpartikel an, welche durch die Kassette gelangen.The operation of the alternative embodiment is similar to the operation of the first arrangement. The cassette 23 is placed between the screens 20 and 21 and held in place by means of retaining brackets 6 and 7. At the same time, the high voltage transmitter 13 (not shown in Fig. 5) passes through the opening 16 and applies a high voltage to the inner screen 4 via the spring 17 and the wire 19. An electrostatic field is formed between the inner screen 4 and the outer screens 20 and 21 and polarizes the fibrous material and thereby attracts any dust particles that pass through the cassette.

In Filtersystemen werden manchmal viele kleine Filter kaskadenartig verwendet, um einen größeren Bereich bzw. eine größere Fläche bei der Durchführung bzw. Leitung abzudekken. Bei der Verwendung der Kassettenlösung ist es möglich, mehrere Filterkassetten kaskadenartig zu betreiben, wobei lediglich eine Hochspannungsenergieversorgung verwendet wird. Fig. 8 zeigt eine derartige Anordnung. Die Energieversorgung 8 liefert dem inneren Schirm 4 der Kassette (a) über den Geber 13, die Feder 17 und den Draht 19 Hochspannung. Der innere Schirm 4 ist mit dem nächsten Filter (b) über einen Hochspannungsgeber 26 verbunden. Der Geber 26 gleicht dem Geber 13 insofern, als er einen Leiter innerhalb einer Isolierhülse aufweist. Die Hülse wird mittels eines Flansches von dem äußeren Rahmen 1 getragen. Der Geber 26 liefert dem Schirm 4 der Kassette (b) über die Feder 17 und einen Draht 29 der Kassette (b) Hochspannung. Die Kassette (b) ist identisch mit der Kassette (a) und ist ebenfalls mit einem Geber 26 versehen, welcher einer dritten identischen Kassette (nicht gezeigt) Hochspannung zuführen kann. Beide Kassetten (a) und (b) sind mit oberen Haltebügeln 6 und unteren Haltebügeln 7 versehen. Mit Hilfe der Bügel 6 und 7 werden diese Kassetten starr aneinander befestigt, so daß Geber 26 und 13 einen guten elektrischen Kontakt mit den Federn 17 aufrechterhalten.In filter systems, many small filters are sometimes used in cascade to cover a larger area in the feedthrough or duct. When using the cassette solution, it is possible to operate several filter cassettes in cascade using only one high-voltage power supply. Fig. 8 shows such an arrangement. The power supply 8 supplies high voltage to the inner shield 4 of the cassette (a) via the sensor 13, the spring 17 and the wire 19. The inner shield 4 is connected to the next filter (b) via a high-voltage sensor 26. The sensor 26 is similar to the sensor 13 in that it comprises a conductor within an insulating sleeve. The sleeve is supported by a flange on the outer frame 1. The sensor 26 supplies high voltage to the screen 4 of the cassette (b) via the spring 17 and a wire 29 of the cassette (b). The cassette (b) is identical to the cassette (a) and is also provided with a sensor 26 which can supply high voltage to a third identical cassette (not shown). Both cassettes (a) and (b) are provided with upper retaining brackets 6 and lower retaining brackets 7. By means of the brackets 6 and 7 these cassettes are rigidly attached to one another so that the sensors 26 and 13 maintain good electrical contact with the springs 17.

Filter vom geladenen Mediumtyp sind üblicherweise dünn (ungefähr 1 Inch, d.h. etwa 2,54 cm Dicke). Aus diesem Grunde muß die Hochspannungsenergieversorgung 8 lange und schlank bzw. schmal ausgestaltet sein, so daß bei ihrer Befestigung an der Kassette ein dünner Filter ausgebildet ist. Um dies zu erreichen, besteht die Elektronik der Hochspannungsenergieversorgung (siehe Fig. 9) aus drei Teilen A, B und C. A ist ein elektronischer Oszillator, welcher einen Transformator B antreibt. Der Transformator B liefert ungefähr 1/10 des Hochspannungsversorgungsausgangssignals. Teil C ist ein Spannungsvervielfacher, welcher den Transformatorenausgang/das -ausgangssignal auf die letztendliche Hochspannung boostet. Bei Verwendung dieses Aufbaus wird die Spannung in der Versorgung allmählich bis zur gewünschten Hochspannung aufgebaut, um den Filter zu betreiben, ohne nahestehende Teile mit hoher Potentialdifferenz aufzuweisen. Daher kann dieser Aufbau auf einer schmalen und langen gedruckten Schaltplatte ausgebildet sein, die in dem langen und schlanken bzw. schmalen Gehäuse 8a enthalten sein kann.Charged media type filters are usually thin (about 1 inch thick). For this reason, the high voltage power supply 8 must be long and slim so that when it is attached to the cassette, a thin filter is formed. To accomplish this, the high voltage power supply electronics (see Fig. 9) consist of three parts A, B and C. A is an electronic oscillator which drives a transformer B. Transformer B provides about 1/10 of the high voltage supply output. Part C is a voltage multiplier which boosts the transformer output to the final high voltage. Using this design, the voltage in the supply is gradually built up to the desired high voltage to drive the filter without having nearby parts with high potential difference. Therefore, this structure can be formed on a narrow and long printed circuit board which can be contained in the long and slender or narrow housing 8a.

Noch eine weitere alternative Ausführungsform zur Verwendung mit der Filterkassette 23 ist in Fig. 10 dargestellt.Yet another alternative embodiment for use with the filter cassette 23 is shown in Fig. 10.

Im speziellen ist dort ein Rahmen 30 gezeigt, der aus drei U-förmigen, kanalartigen Rahmenteilen 31, 32 und 33 besteht, sowie einem vierten offenen Rahmenteil 34. Der Rahmen 30 kann in einer Luftleitung eines Lufthandhabungssystems installiert werden, so daß die Kassette 23 (entweder der Fig. 1 oder der Fig. 3) über das offene Teil 34 in den Rahmen 30 geschoben werden kann.Specifically, there is shown a frame 30 consisting of three U-shaped, channel-like frame parts 31, 32 and 33 and a fourth open frame part 34. The frame 30 can be installed in an air line of an air handling system so that the cassette 23 (of either Fig. 1 or Fig. 3) can be pushed into the frame 30 over the open part 34.

An der Innenfläche des Rahmenteils 32 ist ein Spannungsgeber 35 befestigt, der in etwa der gleichen Weise ausgestaltet und aufgebaut ist, wie der in den Fig. 2, 3, 4a und 4b gezeigte Geber 13. Der Geber 35 ist derart positioniert, daß bei Einschieben der Kassette 23 in den Rahmen 30 der Geber 35 die Öffnung 60 durchdringt und die Feder 17 kontaktiert, um wie vorher den zentralen Schirm 4 mit Hochspannung zu beaufschlagen. Ein Hochspannungskabel 36 verbindet den Geber 35 elektrisch mit einer Hochspannungsenergieversorgung (nicht gezeigt)A voltage sensor 35 is attached to the inner surface of the frame part 32 and is designed and constructed in approximately the same way as the sensor 13 shown in Figs. 2, 3, 4a and 4b. The sensor 35 is positioned such that when the cassette 23 is inserted into the frame 30, the sensor 35 penetrates the opening 60 and contacts the spring 17 in order to apply high voltage to the central shield 4 as before. A high voltage cable 36 electrically connects the sensor 35 to a high voltage power supply (not shown).

Obgleich die Erfindung im Rahmen bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, daß verschiedenste Variationen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und dem Bereich der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen festgehalten ist, abzuweichen.Although the invention has been described in terms of preferred embodiments, it is to be understood that various variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the following claims.

Claims

1. A charged medium type electronic air filter comprising a pair of outer screens (2,3; 20, 21) and an inner screen (4); a pair of filter bodies (5) made of non-conductive dielectric fibrous material arranged between the outer screens and the inner screen; a high-voltage power supply (8) which supplies or applies high voltage to the inner screen (4) by means of a high-voltage transmitter (13), the ground side of the high-voltage power supply (8) being connected to the outer screens (2,3; 20,21) in order to generate a field which polarizes the fibers of the filter bodies (5) and the power supply being supplied with voltage via an electrical cord (9) and a plug connector (10), the latter being arranged in such a way that it is slidably received in a socket or a connection in the high-voltage power supply (8), characterized in that at least the filter bodies (5) and the inner screen (4) form an air filter cassette (23) of unitary construction with two opposite sides (2,3; 24, 25) and an electrically conductive Cassette frame (1) with a front side and a back side, wherein the frame (1), the opposite sides (2, 3; 24, 25), the inner screen (4) and the filter bodies (5) provide a freely available or arrangable device unit or closed unit.

2. Air filter according to claim 1, characterized in that the filter cassette (23) for mechanically fastening the power supply (8) is designed such that the power supply can be carried directly and is only mechanically attached to the cassette frame (1).

3. Air filter according to claim 1 or 2, characterized in that the outer screens (2, 3) are contained in the unitary cassette (23).

4. Air filter according to claim 1, characterized in that the air filter cassette (23) comprises first and second perforated support sides (24, 25) which are in respective mechanical connection with the frame (1) and allow substantially free passage of air through the air filter cassette (23); and in that a power supply (8) for the air filter cassette (23) further comprises a frame (22) permanently attached thereto and having first and second spaced apart parallel outer screens (20, 21) for slidably receiving the air filter cassette (23), the first and second outer screens (20, 21) being of substantially the same size and dimension as the perforated support sides (24, 25) of the air filter cassette (23).

5. Air filter according to one of claims 1-4, characterized in that the inner conductive screen (4) is held in its position within the cassette solely and directly by the filter bodies (5).

6. Air filter according to one of claims 1-5, characterized in that the high voltage power supply (8) supplies the inner screen (4) with voltage via a high voltage transmitter (13, 35) which extends from the high voltage power supply (8) to engage the inner screen (4) of the air filter cassette (23), and that the air filter cassette (23) is provided with an opening (16) in the rear of the frame (1) at a location for receiving the high voltage transmitter (13, 35) such that the sensor can contact the inner shield (4) when the high voltage power supply (8) is connected to the cassette frame (1).

7. Air filter according to claim 6, characterized in that a spring element (17) is electrically attached to the electrically conductive inner shield (4), the spring element (17) being carried within the cassette frame (1) in such a way that the spring contacts the rear of the cassette frame (1) when the high voltage power supply (8) is disconnected from the cassette frame (1), and in such a way that the high voltage transmitter (13, 35) contacts the spring element (17) and brings it out of contact with the cassette frame (1) when the high voltage power supply (8) is connected to the cassette frame (1) to thereby apply voltage to the inner shield (4), and that the spring element (17) thereby automatically discharges any electrical charge on the electrically conductive inner shield (4) when the high voltage power supply (8) is disconnected from the cassette frame (1) is separated and the spring element (17) comes into resulting contact with the cassette frame (1).

8. Air filter according to claim 2, characterized in that the high voltage power supply (8) is mechanically secured to the filter cassette by means of a pair of retaining brackets (6,7) secured to opposite ends of a long and narrow metal housing (8a) containing the high voltage power supply, the retaining brackets (6,7) mechanically engaging opposite sides of the cassette frame (1) when the high voltage power supply (8) is secured thereto.

9. Air filter according to claim 8, characterized in that the retaining brackets (6, 7) mechanically engage in the opposite sides of the cassette frame (1) with retaining pins (6a, 7a) fastened to the retaining brackets (6, 7), the retaining pins (6a, 7a) each engaging in a corresponding opening (1a) in the opposite side of the cassette frame (1).

10. An air filter according to claim 2 or any claim dependent on claim 2, characterized in that the air filter cassette (23) further comprises an additional high voltage transmitter (26) extending from the cassette frame (1) on the front side, opposite the rear side of which a high voltage power supply (8) is mechanically secured to the cassette frame (1), the air filter cassette (23) further comprising support brackets (6, 7) secured to opposite ends of the side of the air filter cassette (23) so that a second air filter cassette (23) can be mechanically secured to the first air filter cassette (23) in a supported manner and the additional high voltage transmitter (26) charges the inner screen (4) of the second air filter cassette (23) thereby providing a cascade of air filter cassettes covering a larger area in an air line and is electrically operated only by a high-voltage power supply (8).

11. Electronic air filter according to claim 1 or 4, or any claim dependent thereon, characterized in that the air filter cassette (23) in an air handling system is carried by a frame (30) which has three U-shaped channel frame parts (31, 32, 33) and a fourth open frame part (34), that the air filter cassette is slidably received in the frame (30) via the open frame part (34), wherein the frame (30) further comprises a voltage transmitter (35) which is connected to the high-voltage power supply (8) by means of a cable (36) and is positioned such that when the air filter cassette (23) is inserted into the frame (30), the high-voltage transmitter (35) penetrates an opening (16) in the air filter cassette frame (1) and contacts the inner shield (4) in order to supply the inner shield (4) with high voltage.