EP2501480A1 - Elektrostatische feinstaubfilteranlage, halterung für eine elektrode und elektrode dafür - Google Patents

Elektrostatische feinstaubfilteranlage, halterung für eine elektrode und elektrode dafür

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EP2501480A1
EP2501480A1 EP10785318A EP10785318A EP2501480A1 EP 2501480 A1 EP2501480 A1 EP 2501480A1 EP 10785318 A EP10785318 A EP 10785318A EP 10785318 A EP10785318 A EP 10785318A EP 2501480 A1 EP2501480 A1 EP 2501480A1
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EP
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insulator
holder
spring
electrostatic
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    • B03C2201/10Ionising electrode has multiple serrated ends or parts

Definitions

  • Electrostatic fine dust filter system holder for an electrode and electrode for it
  • the invention relates to a holder for an electrostatic high-voltage electrode according to the preamble of claim 1, a rod-shaped electrode, in particular an electrostatic high-voltage electrode, according to the preamble of claim 13 and an electrostatic fine dust filter system according to the preamble of claim 22.
  • the invention further relates to the use of certain materials Lien for the preparation of an electrode according to claim 26. Holder, electrode and / or fine dust filter system can be used for emission control, in particular of fire equipment.
  • Electrostatic dust filters or electrostatic precipitators are systems for the separation of particles from gases, which are based on the electrostatic principle. These systems are used in particular for the electrical cleaning of exhaust gases.
  • Electrostatic devices electrically charge dust particles by corona discharge and pull them to the oppositely charged electrode.
  • the corona discharge takes place on a suitable, charged high-voltage electrode inside the exhaust gas.
  • the electrode is preferably made with protruding tips and possibly sharp edges, because there the density of Felcilinien and thus the electric field strength is the largest and thus the corona discharge favored.
  • the opposing electrode usually consists of a grounded exhaust pipe section which is mounted around the electrode.
  • the degree of separation of an electro-filter is particularly dependent on the residence time of the exhaust gases in the filter system and the voltage between the spray and deposition electrode.
  • the necessary rectified high voltage is provided by a high voltage generating plant.
  • the high-voltage generator and the holder for the electrode must be protected from dust and dirt to prevent unwanted creepage currents and prolong the life of the system.
  • Patent specification GB 914 299 discloses known electrostatic filters.
  • An embodiment of an electrostatic filter ( Figure 2) the insulators are protected due to structural measures against bending stress and fracture consists at least of a high voltage part, which rests on a support which strikes a bridge between insulating Supports.
  • the hanging high-voltage part passes through an insulator sleeve. Forces acting on the high voltage part are absorbed by elastic seals, some of which bear directly or indirectly on the high voltage part.
  • the freedom of movement of the high-voltage part is almost completely prevented by the construction described. Insofar as a movement of the high voltage part is possible, This is severely limited and guided by the adjacent seals. Vibrations and vibrations can be damped by this structure.
  • the support rod In the patent application GB 2 119 291 an electrostatic filter is shown, the support rod, optionally with emission electrode, hanging freely suspended in a Insolatorhülse.
  • the support rod is embedded in a resilient material which fills the space between the support rod and the insulator. This structure is intended to prevent breakage of the insulator due to vibrations transmitted via the support rod.
  • the publication WO 2008/128353 discloses a damper installation for separating the insulator chamber from the chimney pipe.
  • the damper installation is completed and the power to the electrode frame holding member is turned off, the insulator can be maintained while the exhaust gas continues to flow through the chimney.
  • assembly, maintenance and cleaning of fine dust filter and chimney for example of house fireplaces with wood firing, are easy to carry out.
  • the safety of the chimney sweep and the fitter should be ensured when carrying out the assembly, service, maintenance and cleaning work. description
  • the object is achieved with a holder according to claim 1 and / or an electrode according to claim 13 and in particular a fine dust filter system according to claim 22, characterized in that holder and / or electrode are movable and self-resetting, in particular resilient executed. Furthermore, the object is achieved with the use of cambered flexible parts for producing an electrode according to claim 26.
  • the inventive holder for an electrostatic high voltage electrode for emission control includes a high voltage insulator, the electrode side of the insulator at least one arm (preferably only one arm) containing a holding means for holding a holding means preferably vertically vertically suspended high voltage electrode and mounting side of the insulator at least one mounting means for mounting the holder to a Assembly outside an exhaust duct of a chimney, wherein the holder is equipped with at least one return element with restoring property, which forms a hinged connection between the at least one mounting means and the holding means and which during cleaning in the exhaust duct with a cleaning device, a deflection of the holding means and optionally one attached thereto high voltage electrode from the operating position and an automatic return to the operating position allows.
  • the restoring element is thus installed between the at least one mounting means and the holding means such that the holding means is connected to the at least one mounting means via the restoring element and that the holding means against the at least one mounting means is self-resetting, in particular elastic and / or resilient, movable.
  • the at least one return element has a restoring effect as soon as an external force which changes the position of the holder is eliminated.
  • gravity and / or spring forces can act. Deflection from the starting position and return can be repeated as required.
  • the advantage is that, for example, when cleaning with a chimney brush, the electrode can be pressed inside the exhaust duct due to the flexible holder on the side and thereby no longer forms an obstacle to the cleaning brush.
  • the at least one restoring element is a movable element that can be designed as a spring, eg steel spring, as a hinge, mechanical joint, made of elastic material or a combination thereof.
  • the resilient restoring element acts self-resetting, as soon as an external force, which changes the position of the bracket, eliminated.
  • the restoring element may, for example, by virtue of gravity resetting, as soon as an external force, which has changed the basic position of the holder omitted.
  • the at least one return element allows a
  • the at least one return element is designed such that the holder, i. the parts of the holder which is arranged on the electrode side of the restoring element (ie the holding means), due to a bending or rotation of the return element (in particular about the turning or bending point of the return element) by more than 5 degrees, preferably by more than 10 degrees and on preferably can be deflected by more than 20 degrees from the basic position.
  • the at least one restoring element can be deflected during deflection such that, due to bending and / or rotation of the restoring element, the retaining means deflects with respect to the operating position in at least horizontal direction by at least 5 cm, preferably by at least 10 cm, more preferably by at least 15 cm, more preferably by at least 20 cm, from its experienced driving position. Dodging or deflection in vertical displacement can also be done.
  • the at least one mounting means is equipped with at least one return element for supporting the insulator.
  • at least one carrier means which carries the at least one restoring element, is preferably arranged between the at least one mounting means and the insulator.
  • the at least one arm is equipped with the at least one restoring element, or the insulator is self-restoring, in particular made of elastic material, such as silicone.
  • the restoring element acts resetting as soon as an external force, which changes the position of the holder, is eliminated. Due to the mounting-side positioning of the restoring element, the greatest possible displaceability, i. Displacement distance of the electrode ensured. This is particularly advantageous, for example, when cleaning with a chimney brush, since the electrode in the interior of the exhaust duct can be pushed away as far as the exhaust duct wall due to the highly flexible support and thus no longer forms an obstacle to the cleaning brush.
  • the insulator is connected via a detachable connection, in particular a plug connection, to the at least one mounting means, optionally via at least one carrier means.
  • the isolator is only plugged in during assembly and can be removed at any time for maintenance. In addition, no tools are needed for this purpose.
  • the insulator is advantageously seated in an insulator holder, which is also anchored in a deflectable manner by means of the at least one restoring element on the at least one mounting means, optionally via a carrier means.
  • three, four or more restoring elements are arranged so that there is a restoring three-point, four-point, preferably Mehrpunkstützung of the insulator.
  • the restoring elements are arranged, for example, such that a kind of spring table is formed which is positioned between the insulator, preferably insulator holder and a bracket designed for mounting.
  • the one or more restoring elements thereby form the support legs of the table.
  • a spring support by only one restoring element In contrast to a spring support by only one restoring element, the support by several restoring elements is more stable and yet easily adjustable preferably dimensioned. On the other hand, a spring support with only one restoring element may be structurally easier to implement, while allowing good flexibility and mobility of the holder.
  • restoring elements may be placed on the insulator mandrel on the electrode guide and / or the electrode itself. Additional restoring elements may also be used as springs, e.g. Steel spring, be designed as hinges or mechanical joints.
  • the insulator advantageously has a lamellar structure. This advantageously runs upwards in a fir-shaped manner, preferably tapering towards the electrode side. A continuous layer of dirt can be largely prevented by this shaping.
  • the arm with holding means for holding an electrode protrudes in the direction of taper from the tip of the tapered insulator.
  • the insulator is made of silicone, for example, as this material has a strong insulating effect. Silicone itself has a certain elasticity. It is therefore alternatively conceivable that the insulator and mandrel are designed in such a way that the insulator itself acts as a restoring element, and may preferably act. Silicone is also very water and dirt repellent. Creepage currents can thus be reduced to a minimum and the service life of the system maximized. Furthermore, silicone has a high temperature and ozone resistance.
  • a power supply unit and optionally a control unit are connected on the assembly side to the insulator.
  • the power supply unit is advantageously connected to the electrode via an electrical connection through the insulator.
  • a vibration unit in particular a vibration motor, attached to the holder or integrated therein.
  • the holder and thus the attached electrode can be vibrated. Due to the introduced vibrations deposited exhaust gas particles can be shaken off the electrode.
  • the at least one arm for holding a high-voltage electrode is provided with means for establishing a releasable connection, for example a plug-in connection or a screw connection.
  • the at least one arm for holding the high-voltage electrode can be designed with further restoring elements.
  • the at least one mounting means if appropriate via at least one carrier means, can be designed with a plurality of reset elements.
  • the inventive rod-shaped electrode in particular the electrostatic see high-voltage electrode, consists of a spring element with resetting, i. elastic, spring force or includes at least one spring element with resetting, i. elastic, spring force which under force, a movement, in particular a bend, buckling or deformation, the electrode allows and in the absence of force, the electrode in the basic position, e.g. in a stretched position, jumping back.
  • the bend and the return are elastic.
  • the electrode is therefore characterized by a rigid and, on the other hand, elastically self-resetting design. The fact that the electrode has one or more bending or bending points, it is possible to mount the electrode laterally via an opening in the exhaust duct and disassemble.
  • the electrode When cleaning from below, the electrode can be pushed away with the cleaning brush. As a result, the work of Kaminfegers is simplified; In particular, cleaning from the roof is no longer necessary.
  • the electrode has high rigidity and at the same time good damping effect.
  • the spring force can in this case be set and dimensioned so that the forces of the exhaust gas flow, i. the resulting air resistance at the electrode, and the electrostatic forces acting on the electrode, cause no swinging of the electrode.
  • the electrode can be held in place with an additional weight.
  • the at least one spring element of the electrode can be used as a spring, e.g. Steel spring, be formed.
  • the at least one spring elements is self-resetting due to its construction and / or its material properties.
  • the spring element consists of at least one cambered
  • the Kriimrnung the electrode cross-section (ie the curvature in the transverse direction of a rod electrode) shaped electrode), which is introduced by bombing, advantageously has a radius of 5 to 100 mm (millimeters), preferably from 10 to 40 mm and more preferably from 18 to 22 mm.
  • the electrode in its cross section has an arc length of 8 to 100 mm, preferably from 12 to 50 mm and most preferably from 16 to 25 mm.
  • the electrode is 1 to 4 meters (meters) long.
  • a rather long electrode is used for an exhaust pipe with a rather large diameter.
  • a cambered spring steel sheet has a very high rigidity and can still be easily bent. As soon as no external force acts on the spring steel sheet, it springs back into the stretched state. In addition, the break point over the length of the sheet is freely movable.
  • the spring element may consist of at least two or more cambered Federblech Facultyen, which are connected to each other with convex side portions or with convex and concave side portions. This more complex design results in a stronger spring force of the electrode.
  • the rod-shaped electrostatic high-voltage electrode includes spring elements that extend substantially the entire length of the electrode.
  • the rod-shaped electrostatic high-voltage electrode contains spring elements and dimensionally stable elements in alternating sequence, in particular in alternating sequence in the longitudinal direction of the electrode. In case of bending several bending points can occur simultaneously.
  • the restoring spring force of the spring elements is dimensioned such that the spring elements can be bent or kinked by muscular force, in particular by using arms and hands, a person entrusted with the maintenance, installation or cleaning of the system.
  • the restoring spring force of the spring or the spring elements is designed so that the spring element can be bent preferably the spring elements at least 10 degrees, preferably at least 20 degrees, more preferably at least 45 degrees and more preferably at least 90 degrees, can be bent , Furthermore, it is advantageous if the individual spring elements are bendable by at least 10 and up to 180 degrees, advantageously by at least 20 and up to 170 degrees bendable. It should be noted that the less the spring elements the electrode is constructed of, the more the elements should bend. The force required for diffraction depends on the material and the rod dimensions.
  • an electrode has sharp edges or tips for ionization.
  • the edges or tips preferably have a radius of less than 1 mm, more preferably less than 0.5 mm and more preferably less than 0.2 mm.
  • the electrodes consist at least partially of cambered sheet metal, in particular spring steel sheet.
  • the electrodes (in particular the electrode surface) consist of at least 20 percent, preferably at least 50 percent, more preferably at least 80 percent and more preferably substantially from cambered spring steel sheet.
  • cambered spring steels are used to produce rod-shaped electrodes, in particular electrostatic high-voltage electrodes. Their self-resetting spring forces make these electrodes and the equipment in which the electrodes are used easy to assemble, maintain and clean.
  • Cambered spring steel according to the invention can be used for producing electrodes, in particular electrostatic high-voltage electrodes.
  • the inventive electrostatic Feirtstaubfilterstrom includes an electrostatic high voltage electrode and optionally a counter electrode and is characterized in that the system further includes a holder as described herein for the electrostatic high voltage electrode.
  • the inventive electrostatic fine dust filter system includes an electrostatic high voltage electrode and optionally a counter electrode, wherein the system further includes a holder for the high voltage electrode, which in particular at least from a high voltage insulator, the electrode side of the insulator an arm with a holding means for holding a holding means on the Preferably, vertically suspended high-voltage electrode and the mounting side of the insulator consists of a mounting means for mounting the holder, and wherein the holder is further equipped with at least one restoring element with self-resetting spring force.
  • the restoring element in this case forms an articulated connection between the at least one mounting means and the holding means and, when cleaning in the exhaust gas duct with a cleaning device, allows deflection of the holding means and optionally a high-voltage electrode attached thereto from the operating position and an automatic return to the operating position.
  • the restoring element acts self-restoring as soon as an external force changes the position of the holder. This has the advantage that, for example, when cleaning with a chimney brush, the electrode inside the exhaust duct can be pressed on the side due to the flexible support and thus no longer forms an obstacle to the cleaning brush.
  • the high-voltage electrode is formed as a rod-shaped electrode which contains at least one resetting element with restoring spring force, which allows a buckling of the electrode under the action of force and stiffens the electrode in the absence of force.
  • the electrostatic fine dust filter system comprises an electrostatic high-voltage electrode and optionally a counterelectrode and is characterized in that the high-voltage electrode is designed as a rod-shaped electrostatic high-voltage electrode as described herein.
  • the inventive electrostatic fine particulate filter system includes an electrostatic high voltage electrode and optionally a counter electrode, wherein the high voltage electrode is formed as a rod-shaped electrostatic high voltage electrode which contains in particular at least one resetting element with resetting spring force, which allows a force buckling of the electrode and stiffens the electrode in the absence of force.
  • the electrode has one or more bending or bending points, it is possible to mount the electrode laterally via an opening in the exhaust duct and dismantle.
  • the opening in the chimney can be sized to the maximum size due to the maximum penetration distance.
  • the design of a fireplace is not strong Restriction on the design and design of the filter system, as a lateral opening is sufficient as an inlet for the electrode. All other filter elements can be mounted on the outside of the fireplace.
  • the electrostatic fine dust filter system further includes a flexible insulating holder comprising a high-voltage insulator, electron side of the insulator at least one arm with a holding means for holding a preferably vertically hanging on the holding means high-voltage electrode and the mounting side of the insulator at least one mounting means for mounting the holder, wherein the holder is equipped with at least one restoring element.
  • the restoring element in this case forms an articulated connection between the at least one mounting means and the holding means and, when cleaning in the exhaust gas duct with a cleaning device, allows deflection of the hardening agent and optionally a high-voltage electrode attached thereto from the operating position and an automatic reset to the operating position.
  • the holder is equipped with at least one restoring element with self-resetting spring force.
  • Figure 1 exhaust duct with electrostatic high-voltage filter equipment with over-restoring elements flexibly mounted insulator and electrostatic electrode in the operating position;
  • Figure 2 exhaust duct with electrostatic high-voltage filter equipment with over-restoring elements flexibly mounted insulator and electrostatic electrode in the deflected position during cleaning;
  • Figure 3 exhaust duct with electrostatic high-voltage filter equipment with flexibly mounted insulator and electrostatic electrode with alternative and additional restoring elements or break points;
  • Two general embodiments of a self-restoring electrostatic electrode a) segmented structure, b) one-piece construction
  • Self-recovering electrostatic electrodes comprising a) two cambered spring plates, b) a cambered spring plate;
  • FIGS. 1-3 and 8 each show an exhaust duct 9 of a rabbit, which is equipped with an electrostatic high-voltage filter system 11.
  • a chimney is designed so that exhaust gases can flow out through the exhaust duct 9 up into the environment.
  • the exhaust duct is designed for this example as a pipe. Commercially available and installed exhaust pipes usually have diameters of about 100 to 400 mm.
  • the electrostatic high-voltage electrode 13 is positioned in the interior of the exhaust gas duct 9 in a central position in the axial direction (ie in the longitudinal direction).
  • the inner wall of the exhaust duct 9 forms the counter electrode or has attachments for one or more counter-electrodes attached thereto.
  • the counter electrode can be grounded.
  • the high-voltage electrode 13 is preferably electrically connected to an electronic high-voltage generation and control device 23 via an electrode guide 15, an insulator mandrel 17 and a high-voltage cable 19.
  • the electrode guide 15 is guided through an opening 25 in the wall of the exhaust passage 9 to the outside.
  • Electrode side, the electrode guide 15 is carried out with an electrode attachment 27 to which the high-voltage electrode 13 is mounted, reference is releasably secured Alternatively, electrode guide 15 and electrode 13, electrode guide 15 and insulator 17th or all three components form a tightly connected entity.
  • Insulator side, the electrode guide 15 is designed such that it releasably inserted into a coupling 29, which isolator 17 and electrode guide 15 connects.
  • the coupling 29 merely consists of a hole-like guide in the insulator mandrel 17.
  • the insulator mandrel 17 carries an insulator 31, which is preferably lamellar and tapered toward the electrode side, the lamellae 33 spaced layers of radial thickening of the base diameter 35 of the insulator 31 represent.
  • the insulator mandrel 17 protrudes from the tip of the insulator, in particular in the tapering direction, into the electrode guide 15 and the electrode attachment 27. Insulator mandrel 17 and electrode guide 15 form an arm with the electrode fixture 27 for holding an electrode 13.
  • the insulator 31 is detachably inserted in an insulator mount 37, which is designed in such a way that in the inserted position a high-voltage cable 19 establishes an electrical connection between insulator mandrel 17 and high-voltage generating and control electronics 23.
  • the electrical connection between the insulator mandrel 17 and high voltage cable 19 as well as the high voltage cable itself are carried out against the console 41 and the restoring elements 43 electrically insulating.
  • a power supply 39 ensures the electrical supply.
  • the insulator holder 37 is flexibly mounted on a bracket 41.
  • the console 41 is fixed to the chimney 9 by means of a mounting means (not shown) immovably at a mounting location 40.
  • Resetting elements 43 provide flexibility, so that a force acting on the electrode 13, Elektrodenschreibung 15 or insulator mandrel 17 can be accommodated by change in position and with decreasing force reset the basic position, preferably rebounding, can be taken again.
  • the restoring elements 43 act simultaneously as joints, kinks and memory for the restoring force.
  • a plurality of restoring elements 43 are used.
  • four similar restoring elements are used.
  • the four restoring elements preferably form the corners of a square or rectangle and anchor the insulator mount 37 on the bracket 41.
  • the described flexible mounting of the high-voltage insulator 31 and the high-voltage electrode 13 results in the electrode 13 preferably escaping the electrode guide 15, for example a force emanating from a cleaning brush 45. Jamming or hanging of the cleaning brush 45 on the electrode 13 or electrode guide 15, as well as a deformation of the electrode 13 or electrode guide 15 can be prevented with this arrangement.
  • the deflection movement 46 of the entire electrode holder 45, preferably the high-voltage filter unit 11, due to the action of force during the cleaning movement 47 of a cleaning brush 45, is shown in FIG. Due to the impact forces during cleaning, the electrode holder 49 is strongly deflected.
  • FIG. 3 shows the electrode holder 49 of a high-voltage filter system 12 with a single alternative restoring element 55.
  • the alternative restoring element 55 supports the insulator mount 37 on the console 42.
  • optional restoring elements 57 and 59 which are preferably integrated in the insulator mandrel in the insulator guide, are additionally shown. These further or alternative restoring elements represent buckling points, which further increase the mobility and flexibility of the electrode holder 49 or, if necessary, ensure it alone. All restoring elements described here can be constructed as desired. By way of example, simple mechanical joints, springs, solid-state joints or elastomers are mentioned here.
  • the on the insulator mandrel 18 or on the electrode guide 16 additionally or alternatively placed restoring elements 57 and / or 59 are reasons of space with advantage of a spring, a hinge or a joint.
  • the insulator 31 is shown in detail (stored here in an insulator holder 37 without a spring-suppressing element on the mounting bracket 41).
  • the insulator 31 is inserted positively and non-positively on an insulator holder 37. There are no screws or other fixatives needed.
  • the insulator 31 is tapered towards the top, so it tapers towards the top. This shape allows a minimum size of the particulate filter 11 or 12.
  • the dimensions of the insulator 31 as well as the entire filter 11 or 12 are defined over the stretches. Due to the tapered shape (fir tree shape) increases the isolation distance 61 and thus the breakdown distance in the upper region. In the lower region, the voltages are smaller due to the potential gradient, so that the insulation distance 63 can be kept small.
  • each ohmic resistance R represents a lamella of the insulator 31.
  • An advantageous insulator material is silicone. Silicone has a very high temperature and ozone resistance. Due to its hydrophobic property, it is water and dirt repellent. Creepage currents can thus be reduced to a minimum. The service life of the filter 11 or 12 is thereby maximized. Due to the lamellar shaping, a forming electrically conductive dirt layer will be able to form only with interruptions, thus the lamellar structure efficiently prevents a voltage breakdown on the outer skin of the carnation.
  • the insulator mandrel 17 can be made flexible. This makes it possible that in combination with an elastic insulator material such as silicone, the insulator 31 acts elastically restoring.
  • the electrode 13 itself can be made flexible.
  • Two general embodiments of a rod-shaped self-resetting electrostatic high-voltage electrodes 67 and 69 are shown in Figure 5.
  • flexible self-resetting elements 71 and rigid, rigid members 73 are arranged in alternating order.
  • the electrode In a longitudinally one-piece, ie non-segmented, embodiment (electrode 69 in FIG 5b), the electrode consists of a single self-resetting resilient element 75.
  • Self-resetting resilient elements 71 and 75 may be embodied, for example, as cambered chrome steel spring plates. In FIG.
  • FIG. 6a shows a rod-shaped sheet metal strip 77, which is curved perpendicular to its longitudinal axis.
  • An unperforated long piece of sheet metal is relatively easy to bend in the longitudinal direction. If such a piece of sheet metal is bent transversely to its longitudinal direction, it has a stiffening effect. A bending in its longitudinal axis now requires a greater force than is the case with an unbomb elected sheet metal strip; In addition, the stretched shape of the sheet metal strip resurfaces with greater spring force.
  • FIG. 6b shows two cambered sheet-metal strips 79, which are connected to one another at their respective convex sides, so to speak, back to back, via connecting points 81, such as rivets.
  • FIG. 7a shows curved shape of a cross section of a single cambered spring steel strip 83 .
  • FIG. 7b the arrangement of two sheet metal strips 85 with the respective convex sides pressed against each other is shown in cross section.
  • FIG. 7c the arrangement of three sheet-metal strips 87 with their convex sides on the respective two end regions is shown pressed against one of the other two sheet-metal strips.
  • FIG. 7d shows a cross-section of a spring strip sheet 89 curved in S-shape.
  • FIG. 7e the arrangement of three metal strips 91 is shown in cross section, wherein the metal strips are stacked with convex on concave side against each other.
  • FIG. 7f an arrangement of four sheet-metal strips 93 is shown in cross-section, with two first sheet-metal strips with the respective convex sides being arranged against one another and the two further sheet-metal strips with the convex sides being arranged on the concave outer sides of the first two sheet-metal strips.
  • Sheet metal strips with these cross sections and these arrangements or with similar cross sections and arrangements can be used as electrodes 75 or as electrode sections 71 in conjunction with rigid intermediate elements 73 according to FIGS. 5a and 5b.
  • the edges of the metal strips are as tapered as possible, so that the electrostatic Koronalent- charge runs as homogeneous and reliable.
  • alignment and curvature are contrasted with a self-resetting high-voltage electrode 67 in the operating position (FIG. 8 a) and upon removal of the electrode during, for example, maintenance (FIG. 8 b). Due to the restoring spring force, the electrode is stretched in the operating position (FIG. 8a). The spring force counteracts electrical forces which could cause the electrode 67 to oscillate. Upon removal of the electrode 67 from the exhaust duct 9 this bends due to the applied muscle power of entrusted with the maintenance, installation or cleaning of the plant a person, whereby the removal of the electrode 67 is facilitated.
  • electrode holder 48 or 49 and electrodes 13 will be described functionally.
  • the exhaust gas rising in the exhaust duct 9 of a chimney with a described filter unit 11 or 12 is field-ionized in the passage in the vicinity of the electrode 13.
  • This dust particles are electrostatically charged and deposited on the counter electrode.
  • the inner surface of the exhaust duct 9 can serve here for example as a counter electrode.
  • the resulting particulate matter debris flow is occasionally removed from the chimney sweep in smaller installations, such as in private wood-burning fireplaces and wood heating systems.
  • the cleaning can be carried out from below or from above. However, the procedure is often country-specific.
  • cleaning brushes and brushes 45 may be pushed up by hand. If the electrode 13 itself is flexible or has its holder 48 or 49 flexibly mounted, the electrode 13 and optionally the flexible electrode holder 48 or 49 are pushed by the brush 45 to the side and / or upwards. The electrode 13 thus does not constitute an obstacle to the prescribed cleaning. The cleaning can be done quickly and safely.
  • the flexible electrode holder 48 or 49 can be easily pushed aside because of their flexibility and optionally the electrode 13 are removed.
  • a flexible electrode 13 (such as electrode 67 or 96 according to Figure 5) has been installed, this step is particularly simple, because the bendable electrode kinks when touched or when deflecting the lot and can be easily pulled out of the narrow opening 25 , If deemed necessary, the isolator 31 with mandrel 17 or 18 can also be removed. The opening 25 of the exhaust passage 9 is thereby freely accessible.
  • Electrode 13 nor electrode holder 48 or 49 thus form an obstacle to the prescribed cleaning.
  • the cleaning can be done quickly and safely. Disassembly and reassembly are quick and easy. Since the items to be moved are relatively small and handy, it ensures good stability of the chimney sweep and thus its safety.
  • the electrode holder 48 or 49 and the electrode 13 due to their flexibility without disassembly only to the side to push and introduce the cleaning brush from the exhaust gas outlet opening 95 or from the electrode inlet opening 25 ago in the exhaust duct 9.
  • the exhaust duct can still be used 9 and electrode 13 are serviced and / or cleaned from the roof.
  • the flexible electrode can be removed from the holder and can be brought out of the exhaust gas channel 9 due to its flexibility through the electrode insertion opening 25.
  • the resetting spring forces are all designed in such a way that the springs give way slightly under the forces that act during cleaning and maintenance, but that under operating conditions the parts of the plant remain firmly fixed relative to the chimney and have no vibrations.

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Abstract

Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode (13) beinhaltend einen Hochspannungsisolator (31), elektrodenseitig des Isolators (31) zumindest einen Arm (15, 16, 17, 18) mit einem Haltemittel (27) zum Halten einer am Haltemittel (27) bevorzugt vertikal hängenden Hochspannungselektrode, und montageseitig des Isolators (31) zumindest ein Montagemittel zur Montage der Halterung an einer Montagestelle (40) ausserhalb eines Abgaskanals (9) eines Kamins dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung mit wenigstens einem Rückstellelement (43, 55, 56, 57, 59) ausgestattet ist, welches eine gelenkige Verbindung zwischen dem zumindest einen Montagemittel und dem Haltemittel (27) bildet und welches bei der Reinigung im Abgaskanal (9) mit einem Reinigungsgerät ein Ausweichen des Haltemittels und gegebenenfalls einer daran angebrachten Hochspannungselektrode aus der Betriebsposition und ein selbsttätiges Rückstellen in die Betriebsposition ermöglicht.

Description

Elektrostatische Feinstaubfilteranlage, Halterung für eine Elektrode und Elektrode dafür
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1, eine stabförmige Elektrode, insbesondere eine elektrostatische Hochspannungselektrode, gemäss Oberbegriff des Anspruchs 13 und eine elektrostatische Feinstaubfilteranlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 22. Im Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung gewisser Materia- lien zur Herstellung einer Elektrode gemäss Anspruch 26. Halterung, Elektrode und/ oder Feinstaubfilteranlage können zur Abgasreinigung, insbesondere von Feueranlagen, verwendet werden.
Stand der Technik
Elektrostatische Staubfilter oder auch Elektroabscheider genannt sind Anlagen zur Abscheidung von Partikeln aus Gasen, die auf dem elektrostatischen Prinzip beruhen. Diese Anlagen werden insbesondere zur elektrischen Reinigung von Abgasen verwendet.
Ihre hauptsächliche Anwendung finden Elektrofilter in der Reinigung von in- dustriellen Rauchgasen, beispielsweise bei der Stromerzeugung aus Kohle, bei der Verhüttung oder der Zementherstellung. Dort werden Gesamtabscheidungsgrade bis zu 99,9 % erreicht. Ein Kraftwerksfilter ist unter Umständen einige zehn Meter hoch. Die Abscheidung von besonders giftigen Feinstäuben im Bereich unter einem Mikrometer stellt eine besondere Herausforderung an die Abscheidungsrate von Elektrofil- tern dar. Solche Stäube gelangen in die Lunge und können daher nicht abgehustet werden. Sie stellen je nach Substanz ein erhebliches Krebsrisiko dar.
Feinstaubanteile sind jedoch nicht nur in industriellen Abgasen vorhanden sondern auch in privaten. Um diese Abgase ebenfalls effizient zu reinigen werden heute Elektrofilteranlagen auf Kairtine privater oder gewerblicher Feuerungsanlagen aufmontiert. Montage, Wartung und Reinigung von privaten und gewerblichen Feue- rungsanlagen und deren Filteranlagen stellen andere Anforderungen als die Grossanlagen der Industrie. Vor allem sind industrielle kontinuierliche Lösungen zur Reinigung von Kaminen sehr teuer und bei privater oder gewerblicher Nutzung einer Feuerungsanlage nicht rentabel; vielmehr wird hier die Reinigung von Kaminfegern, z.B. alljährlich, durchgeführt. Eine Elektrofilteranlage zur Rauchgasreinigung von Klein- feuerungsanlagen, die mit Holz, Stroh oder anderen regenerativen Brennstoffen oder Kohle befeuert werden ist in der Patentschrift DE 10 2006 003 028 offenbart.
Bei Elektrofütern werden Staubteilchen durch Koronaentladung elektrisch aufgeladen und zur entgegengesetzt aufgeladenen Elektrode gezogen. Die Koronaentlä- dung findet auf einer dafür geeigneten, geladenen Hochspannungselektrode im Innern des Abgaskarnins statt. Die Elektrode ist bevorzugt mit herausragenden Spitzen und eventuell scharfen Kanten ausgeführt, weil dort die Dichte der Felcilinien und damit auch die elektrische Feldstärke am größten und somit die Koronaentladung begünstigt ist. Die gegengesetzte Elektrode besteht für gewöhnlich aus einem geerdeten Abgas- rohrabschnitt, der um die Elektrode gelagert ist. Der Abscheidungsgrad eines Elektro- filters ist insbesondere von der Verweilzeit der Abgase im Filtersystem und der Spannung zwischen Sprüh- und Abscheidungselektrode abhängig. Die dafür notwendige gleichgerichtete Hochspannung wird von einer Hochspannungserzeugungsanlage bereitgestellt. Die Hochspannungserzeugungsanlage und die Halterung für die Elekt- rode sind vor Staub und Verschmutzung zu schützen, um ungewollte Kriechströme zu vermeiden und die Standzeit der Anlage zu verlängern.
In der Patentspezifikation GB 914 299 werden bekannte elektrostatische Filter gezeigt. Eine Ausfuhrungsform eines elektrostatischen Filters (Figur 2), deren Isolatoren aufgrund konstruktiver Massnahmen vor Biegebelastung und Bruch geschützt sind besteht zumindest aus einem Hochspannungsteil, welches auf einem Träger, welcher eine Brücke zwischen isolierendenden Supporten schlägt, aufliegt. Zudem reicht das hängende Hochspannungsteil durch eine Isolatorhülse hindurch. Kräfte die auf das Hochspannungsteil wirken werden durch elastische Dichtungen, von denen einige direkt oder indirekt am Hochspannungsteil anliegen, aufgenommen. Die Bewegungs- freiheit des Hochspannungsteils, wird durch den beschriebenen Aufbau fast völlig verhindert. Insoweit überhaupt eine Bewegung des Hochspannungsteils möglich ist, ist diese durch die anliegenden Dichtungen stark eingeschränkt und geführt. Vibrationen und Erschütterungen können durch diesen Aufbau abgedämpft werden.
In der Patentanmeldung GB 2 119 291 wird ein elektrostatischer Filter gezeigt, dessen Trägerstab, gegebenenfalls mit Emissionselektrode, frei schwingend in einer Insolatorhülse hängt. In einer Ausführungsform ist der Trägerstab in ein nachgiebiges Material gebettet, welches den Raum zwischen Trägerstab und Isolator ausfüllt. Dieser Aufbau soll ein Brechen des Isolators aufgrund von Vibrationen, welche über den Trägerstab übertragen werden, verhindern.
In der Patentanmeldung US 4 671 808 wird ein elektrostatischer Filter mit einem Klopf mechanismus gezeigt. Dieser Klopfmechanismus dient zur Erschütterung der Vielzahl der Elektroden. Durch Betätigung des Klopfmechanismus wird der Niederschlag abgeklopft.
Die Veröffentlichung WO 2008/128353 offenbart eine Dämpferinstallation zur Abtrennung der Isolatorkammer vom Kaminrohr. Wird die Dämpferinstallation ge- schlössen und die Stromzufuhr auf das Halteelement für den Elektrodenrahmen abgeschaltet, kann die Wartung des Isolators vorgenommen werden, während das Abgas weiterhin durch den Kamin strömt.
Der oben genannte Stand der Technik gibt keine Hinweise zur konstruktiven Ausführung von Halterungen für elektrostatische Hochspannungselektroden von vorwiegend Kleinfeueranlagen, welche üblicherweise vom Kaminfeger mit Bürste gereinigt werden.
Auf abe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrostatische Feinstaub- filteranlage, insbesondere Elektrode und Elektrodenhalterung, derart auszuführen, dass Montage, Wartung und Reinigung von Feinstaubfilter und Kamin, zum Beispiel von Hauskaminen mit Holzfeuerung, leicht durchführbar sind. Insbesondere soll die Reinigung sowohl vom Dach aus wie auch von unten, d.h. vom Ofen her leicht durchführbar sein. Zusätzlich soll die die Sicherheit von Kaminfeger und Monteur bei Aus- führung der Montage-, Service-, Wartungs- und Reinigungsarbeiten gewährt werden. Beschreibung
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe mit einer Halterung gemäss Anspruchs 1 und/oder einer Elektrode gemäss Anspruch 13 und insbesondere einer Feinstaubfilteranlage gemäss Anspruch 22 dadurch gelöst, dass Halterung und/ oder Elektrode beweglich und selbstrückstellend, insbesondere federnd ausgeführt sind. Im Weiteren wird die Aufgabe mit der Verwendung bombierter flexibler Teile zur Herstellung einer Elektrode gemäss Anspruch 26 gelöst.
Die erfindungsgemässe Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode zur Abgasreinigung beinhaltet einen Hochspannungsisolator, elektrodenseitig des Isolators zumindest einen Arm (bevorzugt nur einen Arm) beinhaltend ein Haltemittel zum Halten einer am Haltemittel bevorzugt vertikal hängenden Hochspannungselektrode und montageseitig des Isolators zumindest ein Montagemittel zur Montage der Halterung an einer Montagestelle ausserhalb eines Abgaskanals eines Kamins, wobei die Halterung mit wenigstens einem Rückstellelement mit rückstellender Eigenschaft ausgestattet ist, welches eine gelenkige Verbindung zwischen dem zumindest einen Montagemittel und dem Haltemittel bildet und welches bei der Reinigung im Abgaskanal mit einem Reinigungsgerät ein Ausweichen des Haltemittels und gegebenenfalls einer daran angebrachten Hochspannungselektrode aus der Betriebsposition und ein selbsttätiges Rückstellen in die Betriebsposition ermöglicht. Das Rückstellelement ist also zwischen dem zumindest einen Montagemittel und dem Haltemittel derart eingebaut ist, dass das Haltemittel mit dem zuinindest einen Montagemittel über das Rückstellelement verbünden ist und dass das Haltemittel gegenüber dem zumindest einen Montagemittel selbstrückstellend, insbesondere elastischen und/oder federnd, beweglich ist. Das wenigstens eine Rückstellelement wirkt rückstellend sobald eine äussere Kraft, welche die Position der Halterung verändert, wegfällt. Als rückstellende Kräfte können Schwerkraft und/ oder Federkräfte wirken. Auslenkung aus der Ausgangsposition und Rückstellung sind beliebig wiederholbar. Von Vorteil ist, dass zum Beispiel bei der Reinigung mit einer Kaminbürste die Elektrode im Innern des Abgaskanals aufgrund der flexibel ausgeführten Halterung auf die Seite gedrückt werden kann und dadurch für die Reinigungsbürste kein Hindernis mehr bildet. Das zumindest eine rückstellende Element ist ein bewegliches Element, das als Feder, z.B. Stahlfeder, als Scharnier, mechanisches Gelenk, aus elastischem Material oder aus einer Kombination davon ausgebildet sein kann. Insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen die Halterung mit wenigstens einem Rückstellelement mit selbstrückstellender Federkraft ausgestattet ist (z.B. bei einer Feder als Rückstellelement oder bei einer Halterungsteilausführung mit elastischem Material, wie etwa Silikon), wirkt das federnde Rückstellelement selbstrückstel- lend, sobald eine äussere Kraft, welche die Position der Halterung verändert, wegfällt. Die Auslenkung aus der Ausgangsposition und die Rückstellung sind hierbei vorteilhaft elastisch. Bei einer weiteren Ausführungsformen, bei der die Halterung mit wenigstens einem Scharnier als Rückstellelement ausgestattet ist, kann das Rückstellelement zum Beispiel aufgrund der Schwerkraft rückstellend wirken, sobald eine äussere Kraft, welche die Grundposition der Halterung verändert hat, wegfällt.
Zweckmässigerweise ermöglicht das wenigstens eine Rückstellelement eine
Auslenkung der Halterung oder von Teilen der Halterung aufgrund einer äusseren Kraft und bei Wegfall der äusserer Krafteinwirkung die Rückstellung der Halterung oder der Teile der Halterung in die Betriebsposition (i.e. Grundposition).
Vorteilhafterweise ist das wenigstens eine Rückstellelement derart ausgelegt, dass die Halterung, d.h. der Teile der Halterung, welcher elektrodenseitig vom Rückstellelement angeordnet ist (i.e. insbesondere das Haltemittel), aufgrund einer Biegung oder Drehung des Rückstellelements (insbesondere um den Dreh- oder Biegepunkt des Rückstellelements) um mehr als 5 Grad, bevorzugt um mehr als 10 Grad und weiter bevorzugt um mehr als 20 Grad aus der Grundposition ausgelenkt werden kann. Um- so besser die Auslenkbarkeit ist desto besser ist der Zugang bei Reinigung und Wartung der Filteranlage und des Abgaskanals, bzw. des Karnins.
Alternativ ist das wenigstens eine Rückstellelement beim Ausweichen derart auslenkbar, dass das Haltemittel aufgrund einer Biegung und/ oder Drehung des Rückstellelements eine Auslenkung bezüglich der Betriebsposition in zumindest hori- zontaler Richtung um mindestens 5 cm, bevorzugt um mindestens 10 cm, weiter bevorzugt um irrindestens 15 cm, weiter bevorzugt um mindestens 20 cm, aus seiner Be- triebsposition erfahren kann. Ein Ausweichen oder Auslenken in vertikaler Verschiebung kann zusätzlich erfolgen.
Vorteilhafterweise ist das zumindest eine Montagemittel mit wenigstens einem Rückstellelement zur Stützung des Isolators ausgestattet. Bevorzugt ist hierbei zwi- sehen dem zumindest einen Montagemittel und dem Isolator zumindest ein Trägermittel, welches das wenigstens eine Rückstellelement trägt, angeordnet. Alternative ist der zurnindest eine Arm mit dem wenigstens einen Rückstellelement ausgestattet oder der Isolator ist selbstrückstellend, insbesondere aus elastischem Material, wie zum Beispiel Silikon, ausgeführt. Das rückstellende Element wirkt rückstellend sobald eine äussere Kraft, welche die Position der Halterung verändert, wegfällt. Durch die montageseitige Positionierung des rückstellenden Elements wird ein möglichst grosse Verschiebbarkeit, d.h. Verschiebungsstrecke der Elektrode gewährleistet. Dies ist zum Beispiel bei der Reinigung mit einer Kaminbürste von besonderem Vorteil, da die Elektrode im Innern des Abgaskanals aufgrund der stark flexiblen Halterung bis zur Abgaskanal- wand weggedrückt werden kann und dadurch für die Reinigungsbürste kein Hindernis mehr bildet.
Vorteilhafterweise ist der Isolator über eine lösbare Verbindung, insbesondere eine Steckverbindung, mit dem zumindest einen Montagemittel, gegebenenfalls über zumindest ein Trägermittel, verbunden. Der Isolator wird bei der Montage nur aufge- steckt und kann zur Wartung jederzeit abgenommen werden. Zudem werden hierzu keine Werkzeuge benötigt.
Der Isolator sitzt vorteilhafterweise in einer Isolatorhalterung, welche zudem mittels des wenigstens einen rückstellenden Elements am zumindest einen Montagemittel, gegebenenfalls über zuirtindest ein Trägermittel, auslenkbar verankert ist.
Zweckmässigerweise sind drei, vier oder mehr rückstellende Elemente so angeordnet, dass eine rückstellende Dreipunk-, Vierpunkt-, bezugsweise Mehrpunkstützung des Isolators besteht. Die rückstellenden Elemente sind zum Beispiel derart angeordnet, dass eine Art Federtisch entsteht, der zwischen Isolator, bezugsweise Isolatorhalterung und einer zur Montage ausgebildeten Konsole positioniert ist. Das oder die rückstellenden Elemente bilden dabei die Stützbeine des Tisches. Durch eine breite Abstützung, die bei der Verwendung von zum Beispiel vier rückstellenden Elementen gegeben ist, kann das Drehmoment, das aufgrund des Gewichts der Elektrode, gege- benenfalls (ggf.) einer Elektrodenführung, und der darauf wirkenden Kräfte entsteht, besser aufgefangen werden. Im Gegensatz zu einer Federstützung durch nur ein rückstellendes Element ist die Stützung durch mehrere rückstellende Elemente stabiler und trotzdem einfach einstellbar bezugsweise dimensionierbar. Hingegen kann eine Feder- Stützung mit nur einem Rückstellelement unter Umständen konstruktiv einfacher zu realisieren sein und gewährt dabei eine gute Flexibilität und Beweglichkeit der Halterung.
Zusätzlich oder alternative können rückstellende Elemente am Isolatordorn an der Elektrodenführung und/ oder der Elektrode selbst platziert werden. Zusätzliche rückstellende Elemente können ebenfalls als Federn, z.B. Stahlfeder, als Scharniere oder mechanisches Gelenke ausgebildet sein.
Der Isolator weist vorteilhafterweise eine Lamellenstruktur auf. Diese läuft vorteilhafterweise gegen oben tannenförmig zu, bezugsweise verjüngt sich zur Elektrodenseite hin. Eine durchgehende Schmutzschicht kann durch diese Formgebung wei- testgehend verhindert werden. Der Arm mit Haltemittel zum Halten einer Elektrode ragt in Zuspitzrichtung aus der Spitze des sich verjüngenden Isolators.
Der Isolator besteht zum Beispiel aus Silikon, da dieses Material stark isolierend wirkt. Silikon selbst besitzt eine gewisse Elastizität. Es ist deshalb alternativ denkbar, dass Isolator und Dorn derart ausgeführt werden, dass der Isolator selbst als rückstel- lendes Element wirkt, bezugsweise wirken kann. Silikon ist zudem stark wasser- und schmutzabweisend. Kriechströme können somit auf ein Minimum reduziert und die Standzeit der Anlage maximiert werden. Im Weiteren hat Silikon eine hohe Temperatur- und Ozonbeständigkeit.
Zweckmässigerweise sind eine Stromversorgungseinheit und gegebenenfalls eine Steuerungseinheit montageseitig mit dem Isolator verbunden. Hierbei ist die Stromversorgungseinheit vorteilhafterweise über eine elektrische Verbindung durch den Isolator hindurch mit der Elektrode verbunden.
Zweckmässigerweise kann eine Vibrationseinheit, insbesondere ein Vibrationsmotor, an der Halterung angebracht oder darin integriert werden. Durch Betäti- gung der Vibrationseinheit, kann die Halterung und somit die befestigte Elektrode in Schwingung gebracht werden. Durch die eingebrachten Schwingungen können abgelagerte Abgaspartikel von der Elektrode abgeschüttelt werden. Vorteilhafterweise ist der zumindest eine Arm zum Halten einer Hochspannungselektrode mit Mitteln zum Aufbau einer lösbaren Verbindung, z.B. einer Steckverbindung oder einer Schraubverbindung, ausgeführt. Hierbei kann der zumindest eine Arm zum Halten der Hochspannungselektrode mit weiteren rückstellenden Ele- menten ausgeführt sein. Zusätzlich oder alternativ kann das zumindest eine Montagemittel, gegebenenfalls über zumindest ein Trägermittel, mit mehreren Rückstellelementen ausgeführt sein.
Die erfindungsgemässe stabförmige Elektrode, insbesondere die elektrostati- sehe Hochspannungselektrode, besteht aus einem Federelement mit rückstellender, d.h. elastischer, Federkraft oder beinhaltet zumindest ein Federelement mit rückstellender, d.h. elastischer, Federkraft, das unter Krafteinwirkung eine Bewegung, insbesondere eine Biegung, Knickung oder Deformation, der Elektrode ermöglicht und bei fehlender Krafteinwirkung die Elektrode in die Grundposition, z.B. in eine gestreckte Position, zurückspringen lässt. Die Biegung und die Rückstellung sind elastisch. Die Elektrode weist sich also durch eine einerseits steife und andererseits elastisch selbst- rückstellende Bauform aus. Dadurch dass die Elektrode eine oder mehrere Biege- oder Knickstellen aufweist, ist es möglich die Elektrode seitlich über eine Öffnung im Abgaskanal zu montieren und demontieren. Bei einer Reinigung von unten her, kann die Elektrode mit dem Reinigungsbesen weggedrückt werden. Hierdurch wird die Arbeit des Kaminfegers vereinfacht; insbesondere ist die Reinigung vom Dach her nicht mehr nötig. Während des Betriebs weist die Elektrode hohe Steifigkeit und gleichzeitig gute Dämpfwirkung auf. Die Federkraft kann hierbei so eingestellt und dimensioniert werde, dass die Kräfte des Abgasstroms, d.h. der dadurch erzeugte Luftwiederstand an der Elektrode, und die elektrostatischen Kräfte, die auf die Elektrode wirken, kein Aufschwingen der Elektrode verursachen. Die Elektrode kann mit einem zusätzlichen Gewicht im Lot gehalten werden. Das zumindest eine Federelement der Elektrode kann als Feder, z.B. Stahlfeder, ausgebildet sein. Das zumindest eine Federelemente ist aufgrund seiner Konstruktion und/ oder seiner Materialeigenschaften selbstrückstellend.
Vorteilhafterweise besteht das Federelement aus mindestens einem bombierten
Federblechstück, das quer zur Elektrodenlängsrichtung bombiert ist. Die Kriimrnung des Elektrodenquerschnitts (d.h. die Krümmung in Elektrodenquerrichtung einer stab- förmigen Elektrode), die durch Bombieren eingebracht wird, hat vorteilhafterweise einen Radius von 5 bis 100 mm (Millimeter), bevorzugt von 10 bis 40 mm und weiter bevorzugt von 18 bis 22 mm. Zweckmässigerweise besitzt die Elektrode in ihrem Querschnitt eine Bogenlänge von 8 bis 100 mm, bevorzugt von 12 bis 50 mm und meist bevorzugt von 16 bis 25 mm. Vorteilhafterweise ist die Elektrode 1 bis 4 m (Meter) lang. Zweckmässigerweise wird für ein Abgasrohr mit eher grossem Durchmesser eine eher lange Elektrode verwendet. Ein bombiertes Federstahlblech weist eine sehr hohe Steifigkeit auf und lässt sich dennoch leicht Knicken. Sobald keine äussere Kraft mehr auf das Federstahlblech einwirkt, springt es wider in den gestreckten Zustand zurück. Zudem ist der Knickpunkt über die Länge des Blechs frei verschiebbar.
Im Weiteren kann das Federelement aus zumindest zwei oder mehr bombierten Federblechstücken bestehen, welche mit konvexen Seitenbereichen oder mit konvexen und konkaven Seitenbereichen gegeneinander angeordnet verbunden sind. Dies komplexere Bauform resultiert in einer stärkeren Federkraft der Elektrode.
In einer Ausführungsform umfasst die stabförmige elektrostatische Hochspannungselektrode Federelemente, welche sich im Wesentlichen über die ganze Länge der Elektrode erstrecken.
In einer Ausführungsform enthält die stabförmige elektrostatische Hochspannungselektrode Federelemente und formstabile Elemente in wechselnder Abfolge, ins- besondere in wechselnder Abfolge in der Längsrichtung der Elektrode. Bei Verbiegung können sich hierbei mehrere Knickpunkte gleichzeitig einstellen.
Vorteilhafterweise ist die rückstellende Federkraft der Federelemente derart bemessen, dass die Federelemente durch Muskelkraft, insbesondere durch Einsatz von Armen und Händen, einer mit der Wartung, Montage oder Reinigung der Anlage betrauten Person, gebogen oder geknickt werden können.
Zweckmässigerweise ist die rückstellende Federkraft des oder der Federelemente derart ausgelegt, dass das Federelement bezugsweise die Federelemente zumindest um 10 Grad, bevorzugt zumindest um 20 Grad, weiter bevorzugt zumindest um 45 Grad und weiter bevorzugt zumindest um 90 Grad geknickt werden können, bezugsweise gebogen werden können. Im Weiteren ist es von Vorteil, wenn die einzelnen Federelemente um zumindest 10 und bis zu 180 Grad, vorteilhafterweise um zumindest 20 und bis zu 170 Grad knickbar bezugsweise biegbar sind. Zu beachten ist, dass aus je weniger Federelemente die Elektrode aufgebaut ist, desto stärker sollten sich die Elemente knicken lassen. Die zur Beugung nötige Kraft hängt hierbei vom Material und den Stababmessungen ab.
Zweckmässigerweise besitzt eine Elektrode scharfe Kanten oder Spitzen zur Io- nisation. Die Kanten oder Spitzen haben dabei bevorzugt einen Radius von weniger als 1 mm, weiter bevorzugt weniger als 0.5 mm und weiter bevorzugt weniger als 0.2 mm.
Bei einer weiteren vorteilhaften erfindungsgemässen Ausführung einer stab- förmigen Elektrode, insbesondere einer elektrostatischen Hochspannungselektrode, bestehen die Elektroden zumindest teilweise aus bombiertem Blech, insbesondere Fe- derstahlblech.
Vorteilhaft bestehen die Elektroden (insbesondere die Elektrodenoberfläche) zu mindestens 20 Prozent, bevorzugt zu mindestens 50 Prozent, weiter bevorzug zu mindestens 80 Prozent und weiter bevorzugt im Wesentlichen aus bombiertem Federstahlblech.
Erfindungsgemäss werden bombierte Federstähle zur Herstellung von stabför- migen Elektroden, insbesondere elektrostatischen Hochspannungselektroden, verwendet. Durch ihre selbstrückstellenden Federkräfte sind diese Elektroden und die Anlagen in den die Elektroden verwendet werden, leicht zu montieren, zu warten und zu reinigen.
Erfindungsgemäss kann bombierter Federstahl zur Herstellung von Elektroden, insbesondere elektrostatischen Hochspannungselektroden verwendet werden.
Die erfindungsgemässe elektrostatische Feirtstaubfilteranlage beinhaltet eine elektrostatische Hochspannungselektrode und gegebenenfalls eine Gegenelektrode und zeichnet sich dadurch aus, dass die Anlage weiter eine Halterung wie hierin beschrieben für die elektrostatische Hochspannungselektrode beinhaltet.
Die erfindungsgemässe elektrostatische Feinstaubfilteranlage beinhaltet eine elektrostatische Hochspannungselektrode und gegebenenfalls eine Gegenelektrode, wobei die Anlage weiter eine Halterung für die Hochspannungselektrode beinhaltet, welche insbesondere zumindest aus einem Hochspannungsisolator, elektrodenseitig des Isolators einem Arm mit einem Haltemittel zum Halten einer am Haltemittel be- vorzugt vertikal hängenden Hochspannungselektrode und montageseitig des Isolators einem Montagemittel zur Montage der Halterung besteht, und wobei die Halterung im Weiteren mit wenigstens einem rückstellenden Element mit selbstrückstellender Federkraft ausgestattet ist. Das rückstellende Element bildet hierbei eine gelenkige Ver- bindung zwischen dem zumindest einen Montagemittel und dem Haltemittel und ermöglicht bei der Reinigung im Abgaskanal mit einem Reinigungsgerät ein Ausweichen des Haltemittels und gegebenenfalls einer daran angebrachten Hochspannungselektrode aus der Betriebsposition und ein selbsttätiges Rückstellen in die Betriebsposition. Das rückstellende Element wirkt selbstrückstellend sobald eine äussere Kraft die Posi- tion der Halterung verändert. Dies hat den Vorteil, dass zum Beispiel bei der Reinigung mit einer Kaminbürste die Elektrode im Innern des Abgaskanals aufgrund der flexiblen Halterung auf die Seite gedrückt werden kann und dadurch für die Reinigungsbürste kein Hindernis mehr bildet.
Vorteilshafterweise ist hierbei die Hochspannungselektrode als stabförmige Elektrode ausgebildet, die zumindest ein rückstellendes Element mit rückstellender Federkraft enthält, das unter Krafteinwirkung eine Knickung der Elektrode ermöglicht und bei fehlender Krafteinwirkung die Elektrode versteift.
Die erfindungsgemässe elektrostatische Feinstaubfilteranlage beinhaltet eine elektrostatische Hochspannungselektrode und gegebenenfalls eine Gegenelektrode und zeichnet sich dadurch aus, dass die Hochspannungselektrode als stabförmige elektrostatische Hochspannungselektrode wie hierin beschrieben ausgebildet ist.
Die erfindungsgemässe elektrostatische Feinstaubfilteranlage beinhaltet eine elektrostatische Hochspannungselektrode und gegebenenfalls eine Gegenelektrode, wobei die Hochspannungselektrode als stabförmige elektrostatische Hochspannungselektrode ausgebildet ist, die insbesondere zumindest ein rückstellendes Element mit rückstellender Federkraft enthält, das unter Krafteinwirkung eine Knickung der Elektrode ermöglicht und bei fehlender Krafteinwirkung die Elektrode versteift. Dadurch dass die Elektrode eine oder mehrere Biege- oder Knickstellen aufweist, ist es möglich die Elektrode seitlich über eine Öffnung im Abgaskanal zu montieren und zu demontieren. Die Öffnung im Kamin kann auf die rriinimale Grösse aufgrund der maximalen Durchschlagsstrecke bemessen werden. Das Design eines Kamins bildet keine starke Einschränkung hinsichtlich Konzeption und Design der Filteranlage, da eine seitliche Öffnung als Einlass für die Elektrode genügt. Alle weiteren Filterelemente können aussen am Kamin montiert werden.
Vorteilhafterweise beinhaltet hierbei die elektrostatischer Feinstaubfilteranlage weiter eine flexible isolierende Halterung, die einen Hochspannungsisolator, elektro- denseitig des Isolators zumindest einen Arm mit einem Haltemittel zum Halten einer am Haltemittel bevorzugt vertikal hängenden Hochspannungselektrode und montage- seitig des Isolators zumindest ein Montagemittel zur Montage der Halterung, wobei die Halterung mit wenigstens einem rückstellenden Element ausgestattet ist. Das rück- stellende Element bildet hierbei eine gelenkige Verbindung zwischen dem zumindest einen Montagemittel und dem Haltemittel und ermöglicht bei der Reinigung im Abgaskanal mit einem Reinigungsgerät ein Ausweichen des Härtemittels und gegebenenfalls einer daran angebrachten Hochspannungselektrode aus der Betriebsposition und ein selbsttätiges Rückstetten in die Betriebsposition. In einer bevorzugten Ausfüh- rungsf orm ist die Halterung mit wenigstens einem rückstellenden Element mit selbst- rückstellender Federkraft ausgestattet.
Diese und weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen werden im Folgenden aufgezeigt.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren in schema- tischer Darstellung näher im Detail beschrieben. Es zeigt:
Figur 1: Abgaskanal mit elektrostatischer Hochspannungsfilterausstattung mit über rückstellende Elemente flexibel gelagertem Isolator und elektrostatischer Elektrode in Betriebsstellung;
Figur 2: Abgaskanal mit elektrostatischer Hochspannungsfilterausstattung mit über rückstellende Elemente flexibel gelagertem Isolator und elektrostatischer Elektrode in ausgelenkter Stellung während der Reinigung;
Figur 3: Abgaskanal mit elektrostatischer Hochspannungsfilterausstattung mit flexibel gelagertem Isolator und elektrostatischer Elektrode mit alternativen und zusätzlichen rückstellenden Elementen oder Knickpunkten;
Isolator;
Zwei allgemeine Ausfuhrungsformen einer selbstrückstellende elektrostatische Elektrode: a) segmentierter Aufbau, b) einteiliger Aufbau
Selbstrückstellende elektrostatische Elektroden beinhaltend a) zwei bombierte Federbleche, b) ein bombiertes Federblech;
Querschnittbeispiele für selbstrückstellende Federblechelektroden;
Abgaskanal mit elektrostatischer Hochspannungsfilterausstattung mit flexibel gelagertem Isolator und flexibler elektrostatischer Elektrode, a) in Betriebsstellung, b) bei Entnahme der Elektrode;
Figuren 1-3 und 8 zeigen jeweils einen Abgaskanal 9 eines Karnins, der mit einer elektrostatischen Hochspannungsfilteranlage 11 ausgestattet ist. Ein Kamin ist so konzipiert dass Abgase durch den Abgaskanal 9 nach Oben in die Umgebung ausströmen können. Der Abgaskanal ist hierzu z.B. als Rohr ausgeführt. Kommerziell erhältliche und verbaute Abgasrohre haben üblicherweise Durchmesser von etwa 100 bis 400 mm. Im Betrieb gemäss Figur 1 ist die elektrostatische Hochspannungselektrode 13 im Innern des Abgaskanals 9 in zentraler Stellung in Achsrichtung (d.h. in Längsrichtung) positioniert. Die Innenwand des Abgaskanals 9 bildet die Gegenelektrode oder weist Befestigungen für eine oder mehrere daran angebrachte Gegenelektroden auf. Die Gegenelektrode kann geerdet sein. Die Hochspannungselektrode 13 ist bevorzugt über eine Elektrodenführung 15, einen Isolatordorn 17 und ein Hochspannungskabel 19 mit einer elektronischen Hochspannungserzeugungs- und Steuereinrichtung 23 elektrisch verbunden. Die Elektrodenführung 15 ist durch eine Öffnung 25 in der Wand des Abgaskanals 9 nach aussen geführt. Elektrodenseitig ist die Elektrodenführung 15 mit einer Elektrodenbefestigung 27 ausgeführt, an welcher die Hochspannungselektrode 13 angebracht ist, bezugs weise lösbar befestigt ist Alternativ können Elektrodenführung 15 und Elektrode 13, Elektrodenführung 15 und Isolatordorn 17 oder alle drei Komponenten eine fest verbundene Einheit bilden. Isolatorseitig ist die Elektrodenführung 15 derart ausgeführt, dass sie in eine Kupplung 29, welche Isolatordorn 17 und Elektrodenführung 15 verbindet, lösbar einsteckt. In einer ihrer einfachsten Ausführungsformen besteht die Kupplung 29 lediglich aus einer lochartigen Führung im Isolatordorn 17. Der Isolatordorn 17 trägt einen Isolator 31, der vorzugsweise lamellenartig und zur Elektrodenseite hin verjüngend ausgebildet ist, wobei die Lamellen 33 beabstandete Schichten radialer Verdickungen des Basisdurchmessers 35 des Isolators 31 darstellen. Der Isolatordorn 17 ragt - insbesondere in Zuspitzrichtung - aus der Spitze des Isolators, geht diesseitig über in die Elektroderüiihrung 15 und die Elektrodenbefestigung 27. Isolatordorn 17 und Elektrodenführung 15 bilden einen Arm mit der Elektrodenbefestigung 27 zum Halten einer Elektrode 13. Der Isolator 31 steckt lösbar in einer Isolatorhalterung 37, die derart ausgeführt ist, dass in eingesteckter Position eine Hochspannungskabel 19 eine elektrische Verbindung zwischen Isolatordorn 17 und Hochspannungserzeugungs- und Steuerungselektronik 23 erstellt. Die elektrische Verbindung zwischen Isolatordorn 17 und Hochspannungskabel 19 wie auch das Hochspannungskabel selbst sind gegen die Konsole 41 und die rückstellenden Elemente 43 elektrisch isolierend ausgeführt. Eine Stromzuführung 39 stellt die elektrische Versorgung sicher. Die Isolatorhalterung 37 ist flexibel auf einer Konsole 41 angebracht. Die Konsole 41 ist am Kamin 9 mittels eines Montagemittels (nicht gezeigt) unverrückbar an einer Montagestelle 40 befestigt. Rückstellende Elemente 43 gewähren Flexibilität, so dass eine Krafteinwirkung auf Elektrode 13, Elektrodenfuhrung 15 oder Isolatordorn 17 durch Positionsveränderung aufgenommen werden kann und bei nachlassender Krafteinwirkung die Grundposition rückstellend, bezugsweise rückfedernd, wieder eingenommen werden kann. Die rückstellenden Elemente 43 wirken gleichzeitig als Gelenke, Knickstellen und Speicher für die Rückstellkraft. Vorteilhafterweise werden mehrere rückstellende Elemente 43 verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform werden vier gleichartige rückstellende Elemente verwendet. Die vier rückstellenden Elemente bilden vorzugsweise die Eckpunkte eines Quadrats oder Rechtecks und verankern die Isolatorhalterung 37 stützend auf der Konsole 41.
Lösbare Verbindungen bedeuten im vorliegenden Zusammenhang jeweils von
Hand durch den Wartungsarbeiter oder Kaminfeger leicht lösbare, bezugsweise trenn- bare und wieder erstellbare Verbindungen, wie dies zum Beispiel bei einer Steckverbindung, einer Klemmverbindung oder Schraubverbindung möglich ist.
Die beschriebene flexible Lagerung des Hochspannungsisolators 31 und der Hochspannungselektrode 13 führt dazu, dass die Elektrode 13 bezugsweise die Elekt- rodenführung 15, zum Beispiel einer von einem Reinigungsbesen 45 ausgehenden Kraft ausweicht. Ein Verklemmen oder Einhängen des Reinigungsbesens 45 an der Elektrode 13 oder Elektrodenführung 15, sowie eine Deformation der Elektrode 13 oder Elektrodenführung 15 kann mit dieser Anordnung verhindert werden. Die Ausweichbewegung 46 der gesamten Elektrodenhalterung 45, bezugsweise der Hochspan- nungsfilteranlage 11 aufgrund der Krafteinwirkung bei der Reinigungsbewegung 47 eines Reinigungsbesens 45 wird in Figur 2 aufgezeigt. Aufgrund der Stosskräfte während des Reinigens wird die Elektrodenhalterung 49 stark ausgelenkt. Druck- 51 und Zugkräfte 53, die auf die rückstellenden Elemente einwirken, verursachen ein Abknicken und Auslenken der Halterung 48 aus der ursprünglichen Position, sodass die Dornachse kippt. Abweichend von der in Figur 2 dargestellten Situation kann die Ausweichbewegung 46 die Elektrodenhalterung 48, 49 insbesondere den Isolator 31, auch zum Kamin 9 hin lenken. In dieser Situation stellt sich die Formgebung des Isolators 31 als vorteilhaft heraus, da auch bei geringem Abstand zwischen Isolator 31 und Kaminaussenwand 9 eine Ausweichbewegung nützlicher Spannweite zum Kamin 9 hin durch die verjüngende Form ermöglicht wird.
In Figur 3 wird die Elektrodenhalterung 49 einer Hochspannungsfilteranlage 12 mit einem einzigen alternativen rückstellenden Element 55 dargestellt. Das alternative rückstellende Element 55 stützt die Isolatorhalterung 37 auf der Konsole 42 ab. Im Weiteren werden zusätzlich optionale rückstellende Elemente 57 und 59, die im Isolator- dorn bezugsweise in der Elektiodenführung integriert sind, gezeigt. Diese weiteren oder alternativen rückstellenden Elemente stellen Knickpunkte dar, welche die Beweglichkeit und Flexibilität der Elektrodenhalterung 49 weiter steigern oder gegebenenfalls alleine gewährleisten. Alle hier beschriebenen rückstellenden Elemente können beliebig aufgebaut sein. Beispielhaft sind hier einfache mechanische Gelenke, Federn, Fest- körpergelenke oder Elastomere genannt. Die am Isolatordorn 18 oder an der Elektrodenführung 16 zusätzlich oder alternativ platzierten rückstellenden Elemente 57 und/ oder 59 bestehen aus Platzgründen mit Vorteil aus einer Feder, einem Scharnier oder einem Gelenk.
In Figur 4 ist der Isolator 31 im Detail (hier in einem Isolatorhalter 37 ohne fe- derndes Element auf der Montagekonsole 41 lagernd) gezeigt. Der Isolator 31 wird form- und kraftschlüssige auf eine Isolatorhalterung 37 gesteckt. Dazu sind keine Schrauben oder andere Fixierungsmittel nötig. Der Isolator 31 ist gegen oben zulaufen, verjüngt sich also gegen oben hin. Diese Form ermöglicht eine minimale Baugrösse des Feinstaubfilters 11 oder 12. Die Abmessungen des Isolators 31 wie auch des gesamten Filters 11 oder 12 werden über die Durchschlagsstrecken definiert. Durch die zulaufende Form (Tannenbaumform) vergrössert sich der Isolationsabstand 61 und somit die Durchschlagstrecke im oberen Bereich. Im unteren Bereich sind die Spannungen aufgrund des Potentialgefälles kleiner, sodass der Isolationsabstand 63 klein gehalten werden kann. In der Figur 4 ist links das elektrische Ersatzschaltbild 65 aufgezeichnet. Jeder ohmsche Widerstand R stellt eine Lamelle des Isolators 31 dar. Ein vorteilhaftes Isolatormaterial ist Silikon. Silikon hat eine sehr hohe Temperatur- und Ozonbeständigkeit. Durch seine hydrophobe Eigenschaft ist er wasser- und schmutzabweisend. Kriechströme können somit auf ein Minimum reduziert werden. Die Standzeit des Filters 11 oder 12 wird dadurch maximiert. Durch die lamellare Formgebung wird sich eine bildende elektrisch leitende Schmutzschicht nur mit Unterbrechungen ausbilden können, somit verhindert die Lamellenstruktur ein Spannungsdurchschlag auf die Karninaussenhaut effizient. In einer alternativen Ausführungsform kann der Isolatordorn 17 flexibel ausgeführt sein. Dadurch wird ermöglicht, dass in Kombination mit einem elastischen Isolatormaterial wie Silikon der Isolator 31 elastisch rückstellend wirkt.
Um die Flexibilität und Beweglichkeit der Anlage weiter zu verbessern kann auch die Elektrode 13 selbst flexibel ausgeführt sein. In Figur 5 sind zwei allgemeine Ausführungsformen einer stabförmigen selbstrückstellenden elektrostatische Hochspannungselektroden 67 und 69 dargestellt: In einer in Längsrichtung segmentierten Ausführung (Elektrode 67 in Figur 5a) sind flexible, selbstrückstellende Elemente 71 und steife, formstabile Elemente 73 in abwechselnder Reihenfolge angeordnet. In einer in Längsrichtung einteiligen, d.h. nicht segmentierten, Ausführung (Elektrode 69 in Figur 5b) besteht die Elektrode aus einem einzigen selbstrückstellenden federnden Element 75. Selbstrückstellende federnde Elemente 71 und 75 können zum Beispiel als bombierte Chromstahlfederbleche ausgeführt sein. In Figur 6a ist ein stabförmiger Blechstreifen 77, der senkrecht zu seiner Längsachse gekrümmt ist, dargestellt. Ein un- bombiertes langes Blechstück ist relativ leicht in Längsrichtung verbiegbar. Wird ein solches Blechstück quer zu seiner Längsrichtung gekrümmt bezugsweise bombiert, wirkt sich dies versteifend aus. Eine Verbiegung in seiner Längsachse benötigt nun einen grösseren Kraftaufwand als dies bei einem unbombierten Blechstreifen der Fall ist; zudem stellt sich die gestreckte Form des Blechstreifens federnd mit höherer Feder- kraft wieder ein. In Figur 6b sind zwei bombierte Blechstreifen 79, die miteinander an ihren jeweiligen konvexen Seiten, sozusagen Rücken an Rücken, über Verbindungsstellen 81, wie z.B. Nieten, miteinander verbunden sind, dargestellt. Weitere Querschnitte möglicher Formen und Anordnungen von bombierten Blechstreifen sind in Figur 7 aufgezeigt. In Figur 7a wird die gekrümmte Form eines Querschnitts eines einzelnen bombierten Federblechstreifens 83 gezeigt. In Figur 7b wird die Anordnung von zwei Blechstreifen 85 mit der jeweiligen konvexen Seiten gegeneinander gepresst im Querschnitt dargestellt. In Figur 7c wird die Anordnung von drei Blechstreifen 87 mit deren konvexen Seiten an den jeweiligen zwei Endbereichen an jeweils eines der anderen zwei Blechstreifen gepresst dargestellt. In Figur 7d wird ein Querschnitt eines in S- Form gekrümmten Federblechstreifens 89 gezeigt. In Figur 7e wird die Anordnung von drei Blechstreifen 91 im Querschnitt dargestellt, wobei die Blechstreifen mit konvexer an konkaver Seite gegeneinander gelegt gestapelt sind. In Figur 7f wird eine Anordnung von vier Blechstreifen 93 im Querschnitt gezeigt, wobei zwei erste Blechstreifen mit den jeweiligen konvexen Seiten gegeneinander angeordnet sind und die zwei wei- tere Blechstreifen mit den konvexen Seiten an die konkaven Aussenseiten der ersten zwei Blechstreifen angeordnet sind. Blechstreifen mit diesen Querschnitten und diesen Anordnungen oder mit ähnlichen Querschnitten und Anordnungen können als Elektroden 75 oder als Elektrodenabschnitte 71 in Verbindung mit steifen Zwischenelementen 73 gemäss Figuren 5a und 5b verwendet werden. Vorteilhafterweise sind die Kan- ten der Blechstreifen möglichst spitz zulaufend, damit die elektrostatische Koronalent- ladung möglichst homogen und zuverlässig abläuft. In Figur 8 sind Ausrichtung und Krümmung einer selbstrückstellenden Hochspannungselektrode 67 in Betriebsstellung (Figur 8a) und bei Entnahme der Elektrode während zum Beispiel der Wartung (Figur 8b) gegenübergestellt. Durch die rückstellende Federkraft ist die Elektrode in Betriebsstellung gestreckt (Figur 8a). Die Feder- kraft wirkt elektrischen Kräften, welche die Elektrode 67 zum Schwingen bringen könnten entgegen. Bei der Entnahme der Elektrode 67 aus dem Abgaskanal 9 knickt diese aufgrund der angelegten Muskelkraft der mit der Wartung, Montage oder Reinigung der Anlage betrauten Person ein, wodurch die Entnahme der Elektrode 67 erleichtert wird.
Im Folgenden werden Elektrodenhalterung 48 oder 49 und Elektroden 13 in funktioneller Hinsicht beschrieben. Das Abgas das im Abgaskanal 9 eines Kamins mit einer beschriebenen Filteranlage 11 oder 12 hochsteigt wird im Durchgang in der Nähe der Elektrode 13 feldionisiert. Hierbei werden Staubpartikel elektrostatisch aufgeladen und auf der Gegenelektrode niedergeschlagen. Die Innenfläche des Abgaskanals 9 kann hier zum Beispiel als Gegenelektrode dienen. Der sich bildende Partikelstaubrüe- derschlag wird in kleineren Anlagen, wie zum Beispiel in privaten Kaminfeueranlagen und Holzheizungen, von Zeit zu Zeit vom Kaminfeger entfernt. Bei der erfindungsge- mässen Anlage kann die Reinigung von unten oder von oben erfolgen. Die Vorgehensweise ist jedoch oft länderspezifisch vorgeschrieben.
Bei der Reinigung von unten, das heisst vom Feuerplatz oder vom Heizungsraum aus, werden Reinigungsbesen und -bürsten 45 gegebenenfalls von Hand nach oben geschoben. Ist die Elektrode 13 selbst flexibel oder deren Halterung 48 oder 49 flexibel gelagert, wird die Elektrode 13 und gegebenenfalls die flexible Elektrodenhalterung 48 oder 49 durch die Bürste 45 zur Seite und/ oder nach oben geschoben. Die Elektrode 13 bildet somit kein Hindernis für die vorgeschriebene Reinigung. Die Reinigung kann schnell und gefahrlos durchgeführt werden.
Zur Reinigung oder bei Wartungsarbeiten von oben, das heisst vom Dach her, kann die flexible Elektrodenhalterung 48 oder 49 aufgrund ihrer Flexibilität einfach zur Seite gedrückt werden und gegebenenfalls die Elektrode 13 abgenommen werden. Zur Abnahme der Elektrode 13 wird diese, bezugsweise die Elektrodenführung 15 oder 16, aus ihrer Halterung gezogen und durch die Elektrodeneinführungsöffnung 25 aus dem Abgaskanal 9 entfernt. Sofern eine flexible Elektrode 13 (wie z.B. Elektrode 67 oder 96 gemäss Figur 5) installiert wurde, ist dieser Arbeitsschritt besonders einfach, denn die biegbare Elektrode knickt ein beim Anfassen oder beim Auslenken aus dem Lot und kann dadurch einfach aus der engen Öffnung 25 gezogen werden. Sofern für nötig er- achtet, kann zusätzlich auch der Isolator 31 mit Dorn 17 oder 18 abgenommen werden. Die Öffnung 25 des Abgaskanals 9 wird dadurch frei zugänglich. Weder Elektrode 13 noch Elektrodenhalterung 48 oder 49 bilden somit ein Hindernis für die vorgeschriebene Reinigung. Die Reinigung kann schnell und gefahrlos durchgeführt werden. Demontage und Rückmontage sind schnell und unkompliziert. Da die zu bewegenden Einzelteile relativ klein und handlich sind, ist für eine gute Standfestigkeit des Kaminfegers und somit für seine Sicherheit gesorgt.
Es ist denkbar bei der Reinigung vom Dach aus die Elektrodenhalterung 48 oder 49 und die Elektrode 13 aufgrund ihrer Flexibilität ohne Demontage lediglich zur Seite zu schieben und die Reinigungsbürste von der Abgasaustrittsöffnung 95 oder von der Elektrodeneinführungsöffnung 25 her in den Abgaskanal 9 einzuführen.
Ist lediglich eine flexible Elektrode 13 (wie z.B. Elektrode 67 oder 96 gemäss Figur 5) montiert, die Elektrodenhalterung jedoch steif (z.B. wenn die Federn 43, 55, 56, 57, 59 gemäss Figuren 1 und 3 nicht vorhanden sind), können dennoch Abgaskanal 9 und Elektrode 13 vom Dach aus gewartet und/oder gereinigt werden. Die flexible Elektrode kann hierbei von der Halterung entfernt werden und aufgrund ihrer Flexibilität durch die Elektrodeneinführungsöffnung 25 aus dem Abgaskanal 9 geholt werden.
Die rückstellenden Federkräfte sind alle so ausgelegt, dass sich die Federn unter den Kräften die bei Reinigung und Wartung wirken zwar leicht nachgeben, aber dass unter Betriebsbedingungen die Anlagenteile bezüglich des Kamins fest fixiert bleiben und keine Vibrationen aufweisen. Legende:
Abgaskanal
Elektrostatische Hochspannungsfilteranlage
Elektrostatische Hochspannungsfilteranlage
Hochspannungselektrode
Elektrodenführung
Elektrodenführung
Isolatordorn
Isolatordorn
Hochspannungskabel
Hochspannungserzeugungselektronik und Steuerungselektronik
Öffnung im Abgaskanal
Haltemittel zur Elektrodenbefestigung
Kupplung
Isolator
Isolatorlamellen
Basisdurchmesser
Isolatorhalter
Stronizuführung
Montagestelle
Konsole (d.h. Trägermittel)
Konsole (d.h. Trägermittel)
Rückstellende Elemente
Reinigungsbesen oder -bürste 46 Ausweichbewegung
47 Reinigungsbewegung
48 Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode
49 Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode
51 Druckkräfte, Richtung der Druckkräfte
53 Zugkräfte, Richtung der Zugkräfte
55 Alternatives rückstellendes Element
56 Alternatives rückstellendes Element
57 Alternatives rückstellendes Element
59 Alternatives rückstellendes Element
61 Isolationsabstand
63 Isolationsabstand
65 Ersatzschaltbild
67 In Längsrichtung segmentierte Elektrode
69 In Längsrichtung einteilige Elektrode
71 Selbstrückstellendes Element der Elektrode
73 Steifes formstabiles Element der Elektrode
75 Elektrode ausgeführt als selbstrückstellendes Element
77 Bombiertes Federblech
79 Zwei bombierte Federbleche Rücken an Rücken angeordnet
81 Verbindungsstellen
83 Querschnitt eines bombierten Federblechstreifens
85 Querschnittanordnung von zwei bombierten Federblechstreifen
87 Querschnittanordnung von drei bombierten Federblechstreifen
89 Querschnitt eines S-förmig bombierten Federblechstreifens Querschnittanordnung von drei bombierten Federblechstreifen Querschnittanordnung von vier bombierten Federblechstreifen Abgasaustrittsöffnung

Claims

Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode (13) zur Abgasreinigung beinhaltend
einen Hochspannungsisolator (31),
elektrodenseitig des Isolators (31) zumindest einen Arm (15, 16, 17, 18) beinhaltend ein Haltemittel (27) zum Halten einer am Haltemittel (27) bevorzugt vertikal hängenden Hochspannungselektrode, und
montageseitig des Isolators (31) zumindest ein Montagemittel zur Montage der Halterung an einer Montagestelle (40) ausserhalb eines Abgaskanals (9) eines Kamins
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Halterung mit wenigstens einem Rückstellelement (43, 55, 56, 57, 59) ausgestattet ist, welches eine gelenkige Verbindung zwischen dem zumindest einen Montagemittel und dem Haltemittel (27) bildet und welches bei der Reinigung im Abgaskanal (9) mit einem Reinigungsgerät ein Ausweichen des Haltemittels und gegebenenfalls einer daran angebrachten Hochspannungselektrode aus der Betriebsposition und ein selbsttätiges Rücksteilen in die Betriebsposition ermöglicht.
Halterung nach dem vorangehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rückstellelement ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Federn, Stahlfedern, Scharnieren, mechanischen Gelenken, Elementen, welche zumindest teilweise aus selbstrückstellendem, elastischem und/ oder federndem Material bestehen, und aus einer Kombinationen davon.
Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rückstellelement beim Ausweichen derart auslenkbar ist, dass das Haltemittel (27) aufgrund einer Biegung und/ oder Drehung des Rückstellelements eine Auslenkung bezüglich der Betriebsposition in zumindest horizontaler Richtung um mindestens 5 cm, bevorzugt um mindestens 10 cm, weiter bevorzugt um mindestens 15 cm, weiter bevorzugt um mindestens 20 cm, aus seiner Betriebsposition erfahren kann.
Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rückstellelement derart ausgelegt ist, dass die Halterung, insbesondere das Haltemittel (27), aufgrund einer Biegung oder Drehung des Rückstellelements eine Auslenkung um mehr als 5 Grad, bevorzugt um mehr als 10 Grad und weiter bevorzugt um mehr als 20 Grad, aus der Betriebsposition erfahren kann.
Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Montagemittel mit dem wenigstens einen Rückstellelement (43, 55, 56) zur Stützung des Isolators (31) ausgestattet ist und/ oder dass der zumindest eine Arm (15, 16, 17, 18) mit dem wenigstens einen Rückstellelement (57, 59) ausgestattet ist und/oder dass der Isolator (31) selbstrückstellend, insbesondere aus elastischem Material, wie zum Beispiel Silikon, ausgeführt ist.
Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (31) über eine lösbare Verbindung, insbesondere eine Steckverbindung, mit dem zumindest einen Montagemittel, gegebenenfalls über zumindest ein Trägermittel (41, 42), verbunden ist.
Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (31) in einer Isolatorhalterung (37) sitzt und die Isolatorhalte- rung mittels des wenigstens einen Rückstellelements (43, 55, 56) am zumindest einen Montagemittel, gegebenenfalls über zumindest ein Trägermittel (41, 42), verankert ist.
Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass drei, vier oder mehr Rückstellelemente (43) so angeordnet sind, dass eine selbstrückstellende Dreipunk-, Vierpunkt-, bezugsweise Mehrpunkstützung des Isolators (31) besteht.
9. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (31) eine Lamellenstruktur hat und/ oder dass sich der Isolator (31) zur Elektrodenseite hin verjüngt.
Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromversorgungseinheit (23) und gegebenenfalls eine Steuerungseinheit montageseitig mit dem Isolator (31) verbunden sind.
Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Arm (15, 16, 17, 18) mit Mitteln (29) zum Aufbau einer lösbaren Verbindung, insbesondere einer Steckverbindung, ausgeführt ist.
Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Arm (15, 16, 17, 18) und/oder das zumindest eine Montagemittel, gegebenenfalls über zumindest ein Trägermittel (41, 42), mit mehreren Rückstellelementen (43, 55, 56, 57, 59) ausgeführt ist.
Stabförmige Elektrode, insbesondere elektrostatische Hochspannungselektrode, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (13) zumindest ein Federelement (71, 75) mit rückstellender Kraft enthält, wobei das Federelement unter äusserer Krafteinwirkung eine Biegung und/ oder Knickung der Elektrode ermöglicht und bei fehlender äusserer Krafteinwirkung die Elektrode in die Betriebsposition rückstellt.
Stabförmige Elektrode nach dem vorhergehenden Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (71, 75) aus mindestens einem bombierten Federblechstück (77, 79, 83, 85, 87, 89, 91, 93) besteht, das quer zur Elektrodenlängsrichtung bombiert ist. oder
Stabförmige Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13-14 dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (71, 75) aus zumindest zwei bombierten Federblechstücken (79, 85, 87, 91, 93) besteht, welche mit konvexen Seitenbereichen oder mit konvexen und konkaven Seitenbereichen gegeneinander angeordnet verbunden sind.
Stabförmige Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13-15 dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (71, 75) aus mindestens einem im Querschnitt mehrfach bombierten Federblechsrücken (89) besteht.
Stabförmige Elektrode nach einem der Ansprüche 13-16 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (13, 67) Federelemente (71) und formstabile Elemente (73) in wechselnder Abfolge enthält.
Stabförmige Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13-17 dadurch gekennzeichnet, dass die rückstellende Kraft des zumindest einen Federelements (71, 75) derart bemessen ist, dass das zumindest eine Federelement durch Muskelgraf t, insbesondere durch Einsatz von Armen und Händen, gebogen werden kann.
Stabförmige Elektrode nach einem der Ansprüche 13-18 dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (71, 75) derart ausgelegt ist, dass das Federelement um mehr als 10 Grad, vorteilhafterweise um mehr als 20 Grad elas tisch gebogen und/ oder geknickt werden kann.
Stabförmige Elektrode nach einem der Ansprüche 13-19, gekennzeichnet dadurch dass die Elektrode im Wesentlichen aus bombiertem Blech, insbesondere Federstahlblech, bestehen.
21. Stabförmige Elektrode nach Anspruch 20 gekennzeichnet dadurch dass die Oberflächen der Elektrode zu mindestens 50 Prozent und bevorzug zu mindestens 80 Prozent aus bombiertem Federstahlblech bestehen. Elektrostatische Feinstaubfilteranlage beinhaltend eine elektrostatische Hochspannungselektrode und gegebenenfalls eine Gegenelektrode
dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage weiter eine Halterung nach einem der Ansprüche 1-12 für die elektrostatische Hochspannungselektrode beinhaltet und/ oder dass die Hochspannungselektrode als stabförmige elektrostatische Hochspannungselektrode nach einem der Ansprüche 13-21 ausgebildet ist.
Verwendung von bombiertem Federstahl zur Herstellung von Elektroden, insbesondere elektrostatischen Hochspannungselektroden.
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