DE858692C

DE858692C - Centrifugal electric filters, in particular on motor vehicles

Info

Publication number: DE858692C
Application number: DES5498D
Authority: DE
Inventors: Richard Dr-Ing Heinrich
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1942-05-27
Filing date: 1942-05-27
Publication date: 1952-12-08

Description

Fliehkraftelektrofilter, insbesondere auf Kraftfahrzeugen Gegenstand der Erfindung ist ein Fliehkraftelektrofilter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem, wie bekannt, die Komponenten aus der Fliehkraft und eines elektrostatischen Feldes für die Abscheidung der in einem Gas- oder Luftstrom enthaltenen Schwebekörper nutzbar gemacht werden. Die Erfindung wird darin gesehen, daß die in dem der Wirkung der Fliehkraft ausgesetzten Abscheiderraum untergebrachten Sprühelektroden als quer zum Gasstrom gestellte Großflächen, z. B. Scheiben oder Teller, mit sprühendem Rand ausgebildet sind, die auf einem selbst nicht sprühenden Träger aufgereiht sind. Diese Anordnungs- und Ausbildungsweise der Sprühelektroden in einem Fliehkraftelektrofilter beruht auf folgender überlegung. Bei gewöhnlichen, d. h. ohne Zuhilfenahme der Fliehkraft arbeitenden Elektrofiltern zeigt @es sich" daß sich die Schwebeteilchen nicht nur an den dafür bestimmten Niederschlags-, sondern auch an .den Sprühelektroden absetzen und deren Wirkung beeinträchtigen, so daß in vielen Fällen seine häufige oder ständige mechanische Reinigung der Sprühelektroden erforderlich ist, die den Betrieb erschwert und die Elektroden selbst gefährdet. Diese sonst unerwünschte Erscheinung wird gemäß der Erfindung unter Verwendung von Sprühelektroden der genannten Art für eine gesteigerte Abscheidung in einem Fliehkraftelektrofilter nutzbar gemacht. In einem solchen Abscheider wirkt nicht nur die Fliehkraft auf die im kreisenden Gasstrom sch-webenden Teilchen ein; sondern ein Teil der Schwebekörper wird durch die Gradientkraft nach dem Ort der größeren Feldstärke, bei der Einrichtung nach der Erfindung also nach dem an Hochspannung liegenden Träger der Elektrodenflächen zu getrieben. Diese durch die Gradientkraft ausgelöste. Wanderung eines Schwebekörperanteiles wird noch durch die Sekundärströmung zwischen den Elektrodenscheiben unterstützt. Das Ergebnis ist, daß sich auf oder an den Elektrodenflächen Schw ebeteilchen anhäufen und so dem abziehenden Gasstrom entzogen werden. Die Sprühwirkung der Scheibenränder leidet unter dieser Speicherwirkung keineswegs, weil die Sprühkanten durch den mit mehr oder weniger großer Geschwindigkeit vorbeistreichenden Gasstrom von Staubansätzen frei gehalten werden.Centrifugal electrostatic precipitators, in particular on motor vehicles the invention is a centrifugal electrostatic precipitator, in particular for motor vehicles, in which, as is known, the components from the centrifugal force and an electrostatic one Field for the separation of the float contained in a gas or air flow can be made usable. The invention is seen in that the in which the effect the separator chamber exposed to centrifugal force than transversely Large areas placed on the gas flow, e.g. B. discs or plates with a spray edge are formed, which are lined up on a non-spraying carrier. This way of arranging and training the spray electrodes in a centrifugal electrostatic precipitator is based on the following consideration. With ordinary, d. H. without the aid of centrifugal force working electrostatic precipitators shows that the suspended particles are not only on the designated precipitation electrodes, but also on the spray electrodes and affect its effect, so that in many cases its frequent or permanent mechanical cleaning of the spray electrodes is required, which makes operation difficult and the electrodes themselves endangered. This otherwise undesirable phenomenon becomes in accordance with of the invention using spray electrodes of the type mentioned for an increased Deposition made usable in a centrifugal electrostatic precipitator. In such a separator It is not only the centrifugal force that acts on the particles floating in the circling gas flow a; but part of the float is due to the gradient force according to the location of the greater field strength, i.e. in the case of the device according to the invention driven by the high voltage carrier of the electrode surfaces. These triggered by the gradient force. Migration of a float part is still going on supported by the secondary flow between the electrode disks. The result is that floating particles accumulate on or on the electrode surfaces and so on are withdrawn from the withdrawing gas stream. The spray effect on the edges of the pane suffers by no means under this storage effect, because the spray edges through the with more or less high speed passing gas stream of dust deposits be kept free.

Die auf den Elektrodenflächen angesammelten Schwebeteile können längere Zeit dort verbleiben, ohne daß Störungen des Betriebes zu erwarten sind. Man hat so die Möglichkeit, die Zwischenzeiten zwischen der Säuberung der Elektroden wesentlich zu verlängern. Diese Säuberung selbst kann je nach Beschaffenheit der Ansammlungen durch Abblasen, Abspritzen, Waschen, Tauchen oder Erschüttern erfolgen. Gerade für den Betrieb auf einem Kraftfahrzeug hat die Möglichkeit, größere Mengen von Absch.eidungen ohne Beeinträchtigung der Filterwirkung für längere Dauer aufspeichern zu können, erhebliche Vorteile.The floating particles that have accumulated on the electrode surfaces can be longer Time to stay there without expecting operational disruptions. One has so the ability to significantly reduce the time between cleaning the electrodes to extend. This cleaning itself can vary depending on the nature of the buildup be done by blowing off, hosing down, washing, dipping or shaking. Especially for the operation on a motor vehicle has the possibility of larger amounts of separations to be able to store for a longer period of time without impairing the filter effect, significant benefits.

Wenn das Fliehkraftelektrofilter senkrecht steht. nehmen die großflächigen Sprühelektroden eine waagerechte und deshalb für die Staubspeicherung besonders günstige Lage ein. Aber auch bei schräger oder liegender Aufstellung des Filters und entsprechender Schräg- oder Vertikallage der Sprühelektroden bleiben an diesen genügend Schwebeteilchen haften, besonders wenn @es sich, wie z. B.' bei der Reinigung von Generatorgas, um Schwebestoffe handelt, die z. B. infolge Teergehaltes eine klebende Eigenschaft besitzen.When the centrifugal electrostatic precipitator is vertical. take the large area Spray electrodes a horizontal one and therefore especially for dust storage convenient location. But also with an inclined or horizontal installation of the filter and the corresponding inclined or vertical position of the spray electrodes remain on them enough suspended particles adhere, especially if @es B. ' when cleaning of generator gas, suspended solids that z. B. as a result of tar a have adhesive properties.

Bei der Verwendung eines Fliehkraftelektrofilters gemäß der Erfindung für die Reinigung der Verbrennungsluft eines Kraftfahrzeugmotors empfiehlt es sich, die Wandung des Abscheiderrohres gegenüber den Sprührändern der Speicherelektroden mit Durchbrechungen zu versehen, durch die der durch Fliehkraft und elektrostatisch abgeschiedene Staub, Sand od. dgl. nach außen treten kann. Dias die Speicherelektroden enthaltende Abscheiderrohr des Fliehkraftelektrofilters kann mit Wellungen oder Leitflächen versehen sein, vorzugsweise solchen, die dem Zuge des kreisenden Gas- oder Luftstromes folgend, schraubenförmig verlaufen und auf diese Weise dem Gasstrom den ihm erteilten Drall sichern.When using a centrifugal electrostatic precipitator according to the invention for cleaning the combustion air of a motor vehicle engine, it is advisable to the wall of the separator tube opposite the spray edges of the storage electrodes to be provided with openings through which the centrifugal force and electrostatic deposited dust, sand or the like. Can enter the outside. Slides the storage electrodes containing separator tube of the centrifugal electrostatic precipitator can be with corrugations or Be provided with guide surfaces, preferably those that the course of the circulating gas or following the air flow, run helically and in this way the gas flow secure the twist given to it.

An sich ist es bei Elektrofiltern bekannt., eine z. B. aus .einem Draht bestehende Sprühelektrode. mit Scheiben zu besetzen, die in Richtung auf die umgebende Niederschlagselektrode sprühen, und die Niederschlagsfläche gegenüber den Sprühscheiben zu durchbrechen. Bei der Erfindung handelt es sich um die Anwendung solcher sprühender Scheiben in einem Fliehkraftelektrofilter zu einem Sonderzweck, nämlich dem der Speicherung eines Teils der Abscheidungen, wobei als weiterer Unterschied im Vergleich zu dem bekannten Vorschlag die Aneinanderreihung der Speicherelektroden an einem selbst nicht sprühenden Träger in Betracht kommt.It is known per se in electrostatic precipitators., A z. B. from .a Wire existing spray electrode. to occupy with discs pointing towards the spray surrounding precipitation electrode, and the precipitation surface opposite to break through the spray disks. The invention is about the application such spraying discs in a centrifugal electrostatic precipitator for a special purpose, namely that of storing part of the deposits, with a further difference Compared to the known proposal, the stringing together of the storage electrodes on a non-spraying carrier comes into consideration.

Weitere Möglichkeiten ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung sowie aus der Zeichnung, auf der zwei Ausführungsbeispiele im Längs- und Querschnitt dargestellt sind.Further possibilities emerge from the description below as well as from the drawing, on the two exemplary embodiments in longitudinal and cross-section are shown.

Bei dem Beispiel nach Abb. i und 2 besteht der Elektrozyklon aus dem zylindrischen oder kegelig verjüngten Abscheiderrohr 2 mit dem tangentialen Gaseinlaß i unten und dem z. B. ebenfalls tangentialen Reingasauslaß 17 oben. Die Anordnung des Gasein- und -auslasses kann auch umgekehrt sein, oder es kann der Gasauslaß, wie bei Zyklonen bekannt, auch als Axialrohr in den Rohgaseinlaß verlegt sein. Ferner ist es natürlich möglich, den Gasdrall in bekannter Weise durch Leitschaufeln statt durch tangentiale Einströmung zu :erzeugen. Für Fahrzeugfilter jedoch empfiehlt sich wegen der leichteren Unterbringung der Isolation die in Abb. i dargestellte Bauart.In the example according to Fig. I and 2, the electrocyclone consists of the cylindrical or conically tapered separator tube 2 with the tangential gas inlet i below and the z. B. also tangential clean gas outlet 17 above. The order the gas inlet and outlet can also be reversed, or the gas outlet, As is known with cyclones, it can also be installed as an axial pipe in the raw gas inlet. Further it is of course possible to use guide vanes instead of the gas swirl in a known manner by tangential inflow to: generate. Recommended for vehicle filters, however the one shown in Fig. i because of the easier accommodation of the insulation Design type.

In der Längsachse des Abscheiderrohres 2 befindet sich eine starre nicht sprühende Stange 3, auf der je nach Länge des Rohres 2 zwei oder mehr Scheibenpaare q., 5 im Abstande aufgereiht sind. Die Scheibenränder sind mit Sprühzacken oder -kanten versehen. Der gegenseitige Abstand der Scheiben 4., 5 beträgt nur wenige Zentimeter und entspricht ungefähr dem Abstand der Sprühränder von dem Abscheiderrohr. Die Tragstange 3 ist VOn, dem gegen den Deckel 8 des Rohres 2 abgestützten, Durchführungsisolator g gehalten und bei io an Hochspannung angeschlossen. Zum Schutze des Isolators 9, der möglichst lang gebaut sein soll und zur Verlängerung des Kriechweges mit gewellter Oberfläche versehen sein kann, gegen Verschmutzung sind die Abschirmflächen 6, 7 vorgesehen, von denen die äußeren Flächen 6 zugleich als Leitflächen für das dem Auslaß 17 zuströmende Renngas dienen.In the longitudinal axis of the separator tube 2 there is a rigid, non-spraying rod 3 on which, depending on the length of the tube 2, two or more pairs of disks q., 5 are lined up at a distance. The edges of the disc are provided with spray spikes or edges. The mutual distance between the disks 4, 5 is only a few centimeters and corresponds approximately to the distance between the spray edges and the separator pipe. The support rod 3 is held by the bushing insulator g supported against the cover 8 of the tube 2 and connected to high voltage at io. To protect the insulator 9, which should be built as long as possible and can be provided with a corrugated surface to extend the creepage distance, the shielding surfaces 6, 7 are provided, of which the outer surfaces 6 are also used as guide surfaces for the racing gas flowing to the outlet 17 to serve.

Der Boden i i des Abscheiderrohres 2 ist abnehmbar und wird für gewöhnlich durch die unter der Wirkung der Feder 13 stehende Verriegelung 12 geschlossen gehalten. Bei Fahrzeugelektrofiltern für die Reinigung von Generatorgas wirkt dieser Boden als Explosionsklappe.' Die Wirkungsweise ist folgende: Dias in das Abscheiderrohr einströmende in Drall versetzte Rohgas schleudert die in ihm enthaltenen Schwebekörper gegen die Rohrwand und bringt dadurch den Hauptteil zurAbscheidung, -wie bei 14 in Abb. i angedeutet. Diese Wirkung wird durch-die Sprühscheiben q., 5 unterstützt, die die an ihren Rändern vorbeistreichenden Schwebekörper aufladen und in Richtung auf die als Gegenelektrode wirkende Rohrwand abstoßen. Außer der Fliehkraft und den zwischen den Elektrodensch:eiben und der Rohrinnenwand gebildeten elektrostatischen Feldern sind aber noch die eingangs geschilderten Kräfte wirksam, unter deren Einflluß Staubmassen auf den Elektrodenscheiben 4, 5 aufgespeichert werden, wie bei i 5 angegeben. Durch Herausheben des Elektrodensystems, z. B. zugleich mit dem Abnehmen .des Deckels 8, können die auf ihnen angiesarrimelten Massen von Zeit zu Zeit entfernt werden.The bottom i i of the separator tube 2 is removable and is usually held closed by the locking mechanism 12 under the action of the spring 13. This floor is effective in vehicle electrostatic precipitators for cleaning generator gas as an explosion flap. ' The mode of operation is as follows: Slides into the separator tube Incoming swirling raw gas flings the floats it contains against the pipe wall and thereby brings the main part to the separation, -as at 14 indicated in fig. This effect is supported by the spray disks q., 5, which charge the floats passing by their edges and in the direction of repel on the pipe wall acting as a counter electrode. Except for centrifugal force and the electrostatic formed between the electrode discs and the inner wall of the pipe However, the forces described at the beginning are still active in the fields, under their influence Dust masses on the Electrode disks 4, 5 are stored, as indicated for i 5. By lifting out the electrode system, e.g. B. at the same time with Removing the cover 8, the masses of time angry on them to be removed at time.

Bei der Ausführungsform nach Abb.3 und 4 handelt es sich vorzugsweise um die Reinigung der Ansaugluft für Fahrzeugmotore. Hier ist das Abscheiderrohr 2 gewellt und an den Stellen des größeren Wellungsdurchmessers mit Durchbrechungen 16 versehen. Durch diese tritt der abgeschiedene Staub nach außen. Die Speicherelektrodenpaare 4, 5 sind den Wellungen des Rohres 2 folgend im Durchmesser abgestuft. Die Arbeitsweise entspricht im wesentlichen der nach Abb. i und 2.The embodiment according to FIGS. 3 and 4 is preferably about cleaning the intake air for vehicle engines. Here is the separator pipe 2 corrugated and at the points of the larger corrugation diameter with perforations 16 provided. The separated dust escapes through this. The storage electrode pairs 4, 5 are graduated in diameter following the corrugations of the tube 2. The way of working corresponds essentially to that according to fig. i and 2.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Centrifugal electrostatic precipitator for gas or air purification, preferably for installation on motor vehicles, with planes transverse to the longitudinal axis of the separator parallel high-voltage electrodes at intervals, characterized by the use of full-surface, only at the edge against the surrounding area Housing (2) spraying discs or plates (4, 5) on an axial, even not spraying carrier (3) as part of the high-voltage electrodes that accumulate excretions.

2. Centrifugal electric filter according to claim i, characterized in that the storage disks or plates (4, 5) at a distance of only a few centimeters, preferably about the same the distance between the disc edges and the housing wall (2), arranged on its support (3) are.

3. Centrifugal electric filter according to claim i, characterized in that the storage discs or -teuer (4, 5) are removable by means of its support (3) jointly out of the housing (2).

4. centrifugal electrostatic precipitator according to claim i, characterized in that the housing (2) as a corrugated pipe, optionally with the circling gas or air stream following helical corrugations is formed and the storage disks or control (4, 5) according to the corrugations of the housing are graduated in diameter in pairs.

5. Centrifugal electrostatic precipitator according to claims i and 4, characterized in that the corrugated housing wall opposite the spraying edges of the storage disks (4, 5), especially at the bottom of the corrugations larger diameter, are provided with openings (6).