DE9419827U1 - Electrostatic filter device - Google Patents

Electrostatic filter device

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Abstract

An electrostatic filter unit consists of a gas ioniser which has a spray electrode fitted to the outside of a rotationally symmetric insulation member, and a cylindrical outer opposing electrode. An electrostatic precipitator is attached to the sensor, and consists of concentric metal tubes which are insulated w.r.t. each other, with a high voltage field between them. The insulation member (8) is in the form of tubes and has spray electrodes (10) on its inner wall (9) as well, which are spaced apart from an inner opposing electrode (12).

Description

Rolf Hertfelder, 71134 AidlingenRolf Hertfelder, 71134 Aidlingen

320/06 6. Dezember 1994320/06 6 December 1994

BeschreibungDescription Elektrostatische FiltereinrichtungElectrostatic filter device

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Filtereinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electrostatic filter device according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 39 30 872 Al ist eine elektrostatische Filtereinrichtung zur Reinigung der Abluft im Küchenbereich bekannt. Ein Gasionisator ionisiert die zu reinigende Luft, so daß die darin enthaltenen Schwebeteilchen in einem sich an den Gasionisator anschließenden Abscheider an elektrostatisch geladenen Abscheideflächen ablagern. Der elektrostatische Abscheider wird von mehreren konzentrisch angeordneten flexiblen Metallschläuchen gebildet. Der dem elektrostatischen Abscheider vorgeschaltete Gasionisator besitzt einen zylindrischen Isolierkörper, auf dem Sprühelektroden in Form eines wendelförmig angebrachten Zackenbandes befestigt sind.An electrostatic filter device for cleaning the exhaust air in kitchen areas is known from DE 39 30 872 Al. A gas ionizer ionizes the air to be cleaned so that the suspended particles contained therein are deposited on electrostatically charged separation surfaces in a separator connected to the gas ionizer. The electrostatic separator is formed by several concentrically arranged flexible metal hoses. The gas ionizer connected upstream of the electrostatic separator has a cylindrical insulating body on which spray electrodes are attached in the form of a spirally attached serrated band.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konzentrisch aufgebaute elektrostatische Filtereinrichtung mit möglichst kompaktem Aufbau zu realisieren.The invention is based on the object of realizing a concentrically constructed electrostatic filter device with the most compact possible structure.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Der als Röhre ausgebildete Isolationskörper besitzt an seiner zylindrischen Außenwand und an seiner zylindrischen Innenwand Sprühelektroden, die sich jeweils im Abstand von zylindrischen Gegenelektroden befinden. Es wird somit ein bezüglich des IsolationskörpersThe solution to this problem is achieved by the features specified in claim 1. The insulating body, which is designed as a tube, has spray electrodes on its cylindrical outer wall and on its cylindrical inner wall, which are each located at a distance from cylindrical counter electrodes. This creates a

äußerer und ein innerer Ringraum zur Ionisation des durchströmenden Gases bereitgestellt. Dadurch kann der Ionisator bei gleicher Wirksamkeit gegenüber der herkömmlichen Ausführung eine deutlich kürzere Bauform haben. Im Innern des Ionisators kann die Elektronik untergebracht sein, die durch die innere, zylindrische Gegenelektrode optimal abgeschirmt ist.An outer and an inner ring space are provided for the ionization of the gas flowing through. This means that the ionizer can be significantly shorter than the conventional version while remaining equally effective. The electronics can be housed inside the ionizer and are optimally shielded by the inner, cylindrical counter electrode.

'0 zur Erhöhung der elektrischen Sicherheit und zur Erzielung einer möglichst kompakten Bauform ist weiterhin vorgesehen, daß die metallischen Röhren des Abscheiders in dem Stirnbereich in der Filtereinrichtung gehalten werden, welcher dem Gasionisator abgewandt ist. Die Öffnungsränder'0 To increase electrical safety and to achieve the most compact design possible, it is also intended that the metal tubes of the separator are held in the front area of the filter device, which faces away from the gas ionizer. The opening edges

'5 der Röhren des Abscheiders, die dem Gasionisator zugewandt sind und unmittelbar sich an den Gasionisator anschließen, sind frei von störenden Isolationselementen. Der Abscheider kann somit optimal auf den in ihn einströmenden ionisierten Gasstrom einwirken. Die im rückwärtigen Bereich parallel zum Gasstrom angebrachten Isolationselemente kommen somit nur mit dem bereits gereinigten Gasstrom in Berührung, wodurch elektrische Störungen aufgrund von Verschmutzungen oder aufgrund von Feuchtigkeit im Bereich der'5 of the separator tubes facing the gas ionizer and directly connected to the gas ionizer are free of disruptive insulation elements. The separator can therefore have an optimal effect on the ionized gas flow flowing into it. The insulation elements installed in the rear area parallel to the gas flow only come into contact with the already cleaned gas flow, which prevents electrical interference due to contamination or moisture in the area of the

Isolationselemente sicher vermieden werden können. 25Insulation elements can be safely avoided. 25

Der elektrostatische Abscheider besteht vorzugsweise aus mehreren konzentrisch angeordneten metallischen Röhren, die abwechselnd auf Masse bzw. auf einem negativen Hochspannungspotential liegen. Die äußere Röhre befindet sich dabei auf Massepotential und bildet gleichzeitig die Gegenelektrode für den Gasionisator. Ebenso liegt die innere Röhre auf Massepotential und bildet ein ideales faradayisch abgeschirmtes Gehäuse zur Aufnahme der Steuerelektronik.The electrostatic precipitator preferably consists of several concentrically arranged metal tubes that are alternately at ground or at a negative high-voltage potential. The outer tube is at ground potential and simultaneously forms the counter electrode for the gas ionizer. The inner tube is also at ground potential and forms an ideal Faraday-shielded housing for accommodating the control electronics.

Der die Sprühelektroden tragende Isolationskörper kann aus einem einstückigen Zylinder oder aus einer Reihe von Isolierringen bestehen, zwischen denen jeweils Sprühelektroden in Form von ringscheibenförmigenThe insulating body carrying the discharge electrodes can consist of a one-piece cylinder or of a series of insulating rings, between which discharge electrodes in the form of ring-shaped discs are arranged.

Zwischenlagen angeordnet sind. Dieser Aufbau kann als Sandwich-Aufbau bezeichnet werden, der den großen Vorteil hat, daß den jeweiligen Anforderungen entsprechend unterschiedlich lange Isolationskörper mit Sprühelektroden durch einfaches Aufeinanderstecken aufgebaut werden können.Intermediate layers are arranged. This structure can be referred to as a sandwich structure, which has the great advantage that, depending on the respective requirements, insulation bodies of different lengths with spray electrodes can be constructed by simply plugging them together.

Die Sprühelektroden bestehen vorzugsweise aus gezacktem, sehr dünnwandigen Metallblech, weshalb man hier auch von einer Metallfolie sprechen kann. In Strömungsrichtung sind die Zacken von hintereinander liegenden Sprühelektroden auf Lücke versetzt, so daß eine optimale Verteilung der Sprühelektroden im gesamten Luftstrom gegeben ist.The spray electrodes are preferably made of jagged, very thin-walled metal sheet, which is why they can also be referred to as metal foil. In the direction of flow, the jagged edges of spray electrodes arranged one behind the other are offset to give an optimal distribution of the spray electrodes throughout the air flow.

Zur abschließenden Ozon- und Geruchsreduzierung des zu reinigenden Gasstromes ist zweckmäßigerweise dem Gasionisator und dem elektrostatischen Abscheider ein Nachfilter nachgeschaltet, das beispielsweise als Aktivkohlefilter oder Ozonkatalysator ausgebildet sein kann.For the final ozone and odor reduction of the gas stream to be cleaned, a post-filter is conveniently installed downstream of the gas ionizer and the electrostatic precipitator, which can be designed, for example, as an activated carbon filter or ozone catalyst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to embodiments shown in the drawing.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 eine in eine Dunstabzugshaube eingesetzte elektrostatische Filtereinrichtung,Figure 1 shows an electrostatic filter device installed in an extractor hood,

Figur 2 den Längsschnitt der elektrostatischen Filtereinrichtung undFigure 2 shows the longitudinal section of the electrostatic filter device and

Figur 3 eine elektrostatische Filtereinrichtung mit einem aus mehreren Isolierringen aufgebauten Isolationskörper mit Sprühelektroden.Figure 3 shows an electrostatic filter device with an insulating body made up of several insulating rings with spray electrodes.

Die in Figur 1 dargestellte Dunstabzugshaube 1 enthält eine elektrostatische Filtereinrichtung 2, die hier etwas vereinfacht und teilweise im Schnitt dargestellt ist.The extractor hood 1 shown in Figure 1 contains an electrostatic filter device 2, which is shown here somewhat simplified and partially in section.

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Die Filtereinrichtung 2 besteht aus einem Gasionisator 3 im unteren Bereich und einem ihm nachgeschalteten elektrostatischen Abscheider 4 im mittleren Bereich. Oben besitzt die Filtereinrichtung einen Lüfter 5 und eine Filterpatrone 6 als Nachfilter. Die Strömungsrichtung für den zu reinigenden Gasstrom wird durch den Richtungspfeil 7 angegeben.The filter device 2 consists of a gas ionizer 3 in the lower area and an electrostatic precipitator 4 downstream of it in the middle area. At the top, the filter device has a fan 5 and a filter cartridge 6 as a post-filter. The flow direction for the gas stream to be cleaned is indicated by the direction arrow 7.

Anhand von Figur 2 wird nun die elektrostatische Filtereinrichtung 2 näher erläutert. Der Gasionisator 3 besteht aus einem röhrenförmigen Isolationskörper 8, der an seiner zylindrischen Außenseite und seiner zylindrischenThe electrostatic filter device 2 is now explained in more detail with reference to Figure 2. The gas ionizer 3 consists of a tubular insulating body 8, which is provided on its cylindrical outer side and its cylindrical

^ Innenwand 9 Sprühelektroden 10 besitzt. Den Sprühelektroden 10 gegenüberliegend sind zylindrische Gegenelektroden 11, 12 angeordnet, die sich auf Massepotential befinden. Die Sprühelektroden 10 befinden sich dagegen auf einem negativen Hochspannungspotential, so daß in den beiden Ringräumen 13, 14 der durchströmende Gasstrom ionisiert wird.^ Inner wall 9 has spray electrodes 10. Cylindrical counter electrodes 11, 12 are arranged opposite the spray electrodes 10 and are at ground potential. The spray electrodes 10, on the other hand, are at a negative high-voltage potential, so that the gas flowing through the two annular spaces 13, 14 is ionized.

Der ionisierte Gasstrom tritt nach Verlassen der Ringräume 13, 14 in den elektrostatischen Abscheider 4 ein, der aus fünf konzentrisch angeordneten Röhren 15 bis 19 besteht.After leaving the annular spaces 13, 14, the ionized gas stream enters the electrostatic precipitator 4, which consists of five concentrically arranged tubes 15 to 19.

Die zum Gasionisator 3 weisenden Öffnungsränder 20, 21 der Röhren 16, 17 ragen frei in den Gasstrom. Halterungen oder Befestigungselemente, die den Gasstrom stören könnten, sind in dem Übergangsbereich zwischen Gasionisator 3 und Abscheider 4 vollständig vermieden. Erforderliche Isolationselemente 22, 23 befinden sich am oberen Ende der Röhren 18, 21, wo der bereits gereinigte Gasstrom den Abscheider wieder verläßt. Sämtliche Röhren 15 bis 19 sind im Stirnbereich 24 ihrer dem Gasionisator 3 abgewandten Öffnungen in der Filtereinrichtung befestigt. Die Ringräume 25 zwischen den von den Röhren 15 bis 19 des Abscheiders 4 gebildeten Elektroden sind somit frei von Isolationselementen. Die Röhre 15, die sowohl die äußere Gegenelektrode für den Gasionisator 3 als auch eineThe opening edges 20, 21 of the tubes 16, 17 facing the gas ionizer 3 protrude freely into the gas flow. Brackets or fastening elements that could disrupt the gas flow are completely avoided in the transition area between the gas ionizer 3 and the separator 4. Required insulation elements 22, 23 are located at the upper end of the tubes 18, 21, where the already cleaned gas flow leaves the separator again. All tubes 15 to 19 are fastened in the front area 24 of their openings facing away from the gas ionizer 3 in the filter device. The annular spaces 25 between the electrodes formed by the tubes 15 to 19 of the separator 4 are thus free of insulation elements. The tube 15, which is both the outer counter electrode for the gas ionizer 3 and a

Elektrode für den Abscheider 4 bildet, wirkt gleichzeitig als faradeyscher Käfig für die einliegenden Teile. Ebenso bilden die Röhren 19 und die röhrenförmige Gegenelektrode 12 einen faradeyschen Käfig für die hier mit unterbrochener Linie angedeutete, im Innern befindliche Elektronik 26.The tube 19 and the tubular counter electrode 12 also form a Faradey cage for the electronics 26 located inside, indicated here with a broken line.

Im vorderen bzw. unteren Bereich der Filtereinrichtung 2 besitzt diese eine Schutzkappe 27 und einen Schutzring 28, '0 die Kondensationsniederschlag im Gasionisator vermeiden.In the front or lower area of the filter device 2, this has a protective cap 27 and a protective ring 28, '0 which prevent condensation in the gas ionizer.

In Figur 3 ist der Aufbau eines aus Isolierringen 30 Zusammengesetzen Isolierkörpers 8 dargestellt. Zwischen den Isolierringen 30 sind als Zwischenlagen ringscheibenförmige &Iacgr;5 Sprühelektroden 31 .eingesetzt, die einen Zackenrand 32 besitzen.Figure 3 shows the structure of an insulating body 8 composed of insulating rings 30. Between the insulating rings 30, ring-disk-shaped spray electrodes 31 are inserted as intermediate layers, which have a serrated edge 32.

Es wird noch angemerkt, daß der Lüfter 5 je nach Anwendungsfall unterschiedliche Bauform haben kann, wobei beispielsweise Tangentiallüfter oder Axiallüfter zum Einsatz kommen können.It should also be noted that the fan 5 can have a different design depending on the application, whereby, for example, tangential fans or axial fans can be used.

Claims (9)

&psgr; &psgr; &igr; Rolf Hertfelder, 71134 Aidlingen 320/06 6. Dezember 1994 Schutzansprüche 10&psgr;&psgr;&igr; Rolf Hertfelder, 71134 Aidlingen 320/06 6 December 1994 Protection claims 10 1. Elektrostatische Filtereinrichtung mit einem Gasionisator, der an einem rotationssymetrischen Isolationskörper außen befestigte Sprühelektroden und eine zylindrische äußere Gegenelektrode besitzt, und mit einem in Strömungsrichtung der zu reinigenden Gase sich an dem Gasionisator anschließenden elektrostatischen Abscheider, der aus konzentrisch angeordneten, gegeneinander isolierten metallischen Röhren besteht, zwischen denen ein Hochspannungsfeld aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationskörper (8) als Röhre ausgebildet ist und auch an seiner zylindrischen Innenwand (9) Sprühelektroden (10) besitzt, die sich im Abstand von einer, inneren zylindrischen Gegenelektrode (12) befinden.1. Electrostatic filter device with a gas ionizer which has spray electrodes attached to the outside of a rotationally symmetrical insulating body and a cylindrical outer counter electrode, and with an electrostatic separator which is connected to the gas ionizer in the flow direction of the gases to be cleaned and which consists of concentrically arranged, mutually insulated metallic tubes between which a high-voltage field is built up, characterized in that the insulating body (8) is designed as a tube and also has spray electrodes (10) on its cylindrical inner wall (9) which are located at a distance from an inner cylindrical counter electrode (12). 2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Röhren (15 bis 19) des Abscheiders (4) im Stirnbereich (24) ihrer dem Gasionisator (3) abgewandten Öffnungen in der Filtereinrichtung (2) befestigt sind.2. Filter device according to claim 1, characterized in that the metallic tubes (15 to 19) of the separator (4) are fastened in the front region (24) of their openings facing away from the gas ionizer (3) in the filter device (2). 3. Filtereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringräume (25) zwischen den von den Röhren (15 bis 19) des Abscheiders (4) gebildeten Elektroden frei von Isolationselementen sind.3. Filter device according to claim 2, characterized in that the annular spaces (25) between the electrodes formed by the tubes (15 to 19) of the separator (4) are free of insulating elements. 4. Filtereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der auf unterschiedlichem elektrischen Potential liegenden Röhren (16, 18) mittels an4. Filter device according to claim 2, characterized in that a part of the tubes (16, 18) lying at different electrical potentials are connected by means of ihrem dem Gasionisator (3) abgewandten Öffnungsrand abstehenden Isolatoren (24) mit der übrigeninsulators (24) projecting from the opening edge facing away from the gas ionizer (3) with the remaining Filtereinrichtung (2) verbunden sind. 5Filter device (2) are connected. 5 5. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische äußere Gegenelektrode (11) für den Gasionisator (3) und den sich anschließenden Abscheider (4) eine auf Masse liegende5. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the cylindrical outer counter electrode (11) for the gas ionizer (3) and the subsequent separator (4) is a grounded '0 gemeinsame Gehäusewandung in Form eines metallischen Rohres (15) bildet.'0 common housing wall in the form of a metallic tube (15). 6. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische6. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the cylindrical ^ 5 innere Gegenelektrode (12, 19) für den Gasionisator (3) und den sich anschließenden Abscheider (4) eine auf Masse liegende gemeinsame Gehäusewandung in Form eines metallischen Rohres (19) bildet.^ 5 inner counter electrode (12, 19) for the gas ionizer (3) and the subsequent separator (4) forms a common housing wall in the form of a metallic tube (19) which is connected to ground. 7. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationskörper (8) aus einer Reihe von Isolierringen (30) besteht, wobei die nach außen und innen wirksamen Sprühelektroden (10) als ringscheibenförmige Zwischenlagen (31) zwischen den Isolierringen (30) eingesetzt sind.7. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating body (8) consists of a series of insulating rings (30), the outwardly and inwardly effective spray electrodes (10) being inserted as annular disk-shaped intermediate layers (31) between the insulating rings (30). 8. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühelektroden (10) aus gezacktem, sehr dünnwandigem Metallblech bestehen und die in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Zacken (32) auf Lücke versetzt sind.8. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the spray electrodes (10) consist of serrated, very thin-walled metal sheet and the serrations (32) arranged one behind the other in the flow direction are offset with a gap. 9. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nachfilter (6) für die Nachreinigung im Anschluß an den elektrostatischen Abscheider (4) vorgesehen ist.9. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that a post-filter (6) for the post-cleaning is provided following the electrostatic precipitator (4).
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