EP4688275A1 - Partikelfilteranordnung mit wenigstens einer näherungsweise punktförmigen sprühelektrode als vorionisator - Google Patents

Partikelfilteranordnung mit wenigstens einer näherungsweise punktförmigen sprühelektrode als vorionisator

Info

Publication number
EP4688275A1
EP4688275A1 EP24719975.5A EP24719975A EP4688275A1 EP 4688275 A1 EP4688275 A1 EP 4688275A1 EP 24719975 A EP24719975 A EP 24719975A EP 4688275 A1 EP4688275 A1 EP 4688275A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fibers
filter arrangement
particle filter
fiber
electrically conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24719975.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Schmitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4688275A1 publication Critical patent/EP4688275A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/12—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by separation of ionising and collecting stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/14—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by the additional use of mechanical effects, e.g. gravity
    • B03C3/155—Filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/60—Use of special materials other than liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/60—Use of special materials other than liquids
    • B03C3/64—Use of special materials other than liquids synthetic resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/06—Ionising electrode being a needle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/10—Ionising electrode with two or more serrated ends or sides

Definitions

  • the present invention relates to a particle filter arrangement with at least one approximately point-shaped spray electrode as a pre-ionizer.
  • the invention relates to a particle filter arrangement for cleaning a gas stream, in particular an air stream, with spray or so-called pre-ionization electrodes with high efficiency and extended service life.
  • Particle filters with conventional filter media are used for a wide range of applications in the field of air purification and in the field of purifying other gases, e.g. in the field of air purification for residential and commercial premises, in connection with the purification of exhaust air such as in kitchen extractor hoods, in vacuum cleaners, for flue gas purification in industrial or private areas and for automotive applications, e.g. for HVAC systems for vehicle interiors.
  • filter media i.e., fiber-containing filter media or activated carbon filters, i.e., not exclusively electrostatic filters
  • filter media are used for particle filters depending on the application profile, such as fiber filters, in particular electret filters, suspended matter filters or HEPA filters, activated carbon filters, metal filters, etc.
  • conductive needle-shaped spray ionization sources arranged in the air path in front of the filter medium are subjected to a high voltage of several kV (typically in the order of about 8 kV), so that an electric field is formed between these and conductive components at a ground potential (e.g. the housing), whereby The tip effect of the needle-shaped spray ionization sources creates a high field strength and, accordingly, a continuous (corona) discharge is achieved through local field ionization.
  • kV typically in the order of about 8 kV
  • corona discharge initially generates positively (or negatively) ionized gas molecules in a spatially narrow zone around the ionizer (so-called corona plasma region), which move towards the counter potential and, on their further path outside the corona zone, collide with the (fine dust) particles or aerosols to be separated and also charge them.
  • corona plasma region a spatially narrow zone around the ionizer
  • the charged particles can then be separated better and more stably on conventional filters, especially on charged fibrous filter materials such as electret filters.
  • pre-ionization can significantly increase filter efficiency, so that, for example, the performance of an existing filter assembly can be increased or the volume of a filter assembly can be reduced while maintaining the same performance requirement.
  • Pre-ionization also has the advantage that biologically active substances (such as some viruses, especially the coronavirus) are immediately biologically inactivated at high electric field strengths.
  • biologically active substances such as some viruses, especially the coronavirus
  • Negative ionizer potentials lead to significantly higher ozone generation rates - despite a tendency towards a slightly improved ionization efficiency - but on the other hand the ionizer wear is only slight.
  • an undesirable deposit of silicon dioxide forms over time - at least on needle-shaped ionizers - which, due to its shielding effect, has a negative effect on the ionizer properties in the long term.
  • electrostatic precipitators can also use spray ionization sources based on conductive fiber bundles, especially graphite-containing Containing fiber filaments, are known, see WO 2021/185418 A1 or US 10 384 517 B2.
  • the conductive graphite-based fiber bundles do not have the desired durability and service life for many applications, especially when they are subjected to higher voltages than those commonly used in the state of the art, i.e. with voltages > 8 kV, typically even more than 10 kV, or even with approx.
  • streaming effects are attributed to the fact that high local field strengths cause electrons and negative gas ions that cannot be transported away quickly enough to collide with the surface of the spray electrode (anode) with high kinetic energy, tearing out material and thus creating microscopic "craters" with sharp edges.
  • An object of the present invention is to provide a particle filter arrangement of the type mentioned above with highly efficient and robust pre-ionization.
  • a particle filter arrangement through which a gas stream to be cleaned of particles, in particular an air stream to be cleaned, flows has the following: i) an ionizer unit as a pre-ionizer, which has one or more approximately point-shaped spray ionization sources arranged within the air stream and subjected to one or more different electrical ionizer potentials, wherein at least one of the spray ionization sources is essentially formed from a bundle of electrically conductive fibers, wherein the electrically conductive fibers of the spray ionization source are at least partially provided with a metallic coating, ii) at least one counter electrode spaced from the spray ionization source(s) of the ionizer unit, each of which is subjected to one or more different counter potentials deviating from the ionizer potential or potentials, and ii) a fibrous or sponge-like particle separation unit arranged downstream of the ionizer unit, which may also contain material containing activated carbon.
  • the fibrous or spongy particle separation unit may preferably be one of the following units or a combination of corresponding units - as far as technically possible:
  • Fabric filters made of plastic fibres, glass fibres, textile fibres, all possibly with additionally woven metal fibres and/or metal fibres, and/or
  • the pre-ionizers according to the invention with the metal-coated conductive fibers can be combined with a variety of common filter technologies, including typical HEPA filters or so-called composite filters, i.e. pleated fiber filters whose filter material has been impregnated with a solution containing activated carbon.
  • the particle separation unit containing fibers and/or activated carbon can be designed, for example, as a mat filter, possibly with pleated filter material, or as a pocket filter.
  • the counter electrode or at least one of several counter electrodes can be arranged as follows: in the flow direction upstream of the ionizer unit, and/or between the ionizer unit and the particle separation unit, and/or integrated into the particle separation unit, and/or in the flow direction downstream of the particle separation unit.
  • the at least one counter electrode can be formed by at least a part of a housing forming the flow path.
  • the counter electrode design reference is made to WO 2021/185418 A1, which is incorporated herein by reference.
  • edge counter electrodes described therein for an electrostatic precipitator or the upstream collector elements described therein can also be advantageously used for the present particle filter arrangement, including the arc-shaped configurations of the electrodes described therein.
  • the counter electrode can also be designed as a whole or part integral part of the particle separation unit, e.g. by integrating conductive fibers into the filter material, which are then placed at a corresponding counter potential to the spray ionization potential.
  • the electric field generated by the ionization source penetrates the particle separation unit itself, which can possibly further improve the filter effect due to electrostatic charge effects.
  • the (at least partial) metallic coating of the conductive fibers in the pre-ionizer is intended to achieve a significant reduction in wear and an extension of the service life of the spray ionization sources used as pre-ionizers due to streaming effects, which can mean that due to the at least partial metallic coating of the electrically conductive fibers, a typical service life of a spray ionization source in a separator operated with relatively high ionization voltages of > 8 kV is achieved of at least one year (preferably at least approx. 3 years), whereas the spray ionization source without the metallic coating would be worn out after just a few weeks of continuous operation due to streaming effects in such a separator.
  • the metallic coating consists essentially of nickel or at least of a nickel alloy, preferably with more than 50% nickel content.
  • a nickel-chromium alloy can be used as the nickel alloy, with nickel as the main component.
  • Chromium can be contained in such a nickel-chromium alloy either in a relatively high proportion (between 10% and less than 50%) or in a lower proportion than 10%. Such a chromium addition tends to increase oxidation resistance.
  • a nickel-chromium alloy can also contain other components such as aluminum, silicon, manganese, cobalt, hafnium, rhenium or other rare earth metals such as yttrium can be added in small amounts to improve the strength, oxidation and corrosion properties, with nickel and - to a lesser extent - chromium remaining the main components.
  • nickel-chromium alloy is not intended to exclude other alloy additions, although pure nickel-chromium alloys can also be used.
  • conductive metals or metal alloys are used for such a coating, e.g. precious metals such as gold, silver, platinum, iridium, palladium, or semi-precious metals such as copper or subgroup elements such as chromium, molybdenum or tungsten or alloys of these elements or other elements.
  • the coating preferably consists of pure nickel, which is preferably applied to the fibers by means of chemical vapor deposition.
  • the electrically conductive fibers are preferably carbon or graphite filaments or, if necessary, fibers spun from such filaments, whereby bundles or tufts of single filaments (as opposed to multifilament fibers) are preferably used.
  • Carbon or graphite filaments - these terms are to be understood as synonyms here - are fibers made from carbon-containing starting materials that are converted into graphite-like carbon in fiber form via chemical processes, whereby the so-called anisotropic types preferred here are known to achieve very favorable mechanical properties and at the same time very good conductivity.
  • the bundles of electrically conductive fibers of the spray ionization source also have one or more of the following properties: the electrically conductive fibers of the fiber bundle are formed as graphite or carbon filaments or as fibers spun from such filaments; and/or the electrically conductive fibers are formed as synthetic fibers made of a conductive polymer or of a polymer with conductivity-increasing additives; and/or the individual fibers each have a fiber thickness of less than 20 pm; and/or the fiber bundle consists of 16 individual fibers or more, preferably up to 96,000 fibers, very particularly preferably between 3,000 and 48,000 fibers; and/or the free fiber length between the exit from a holder holding the bundle together and the front end of the fibers is between 2 mm and 25 mm for the majority of the fibers of the fiber bundle, preferably between 5 mm and 12 mm; and/or the bundles are oriented in the direction of flow or against the direction of flow.
  • conductive fibers can also be used, e.g. electrically so-called self-conducting polymers or, for example, graphite-reinforced plastics (carbon fiber reinforced plastics, CFRP).
  • the fibers of the fiber bundles are preferably quite filigree due to a preferred diameter of less than 20 pm and the relatively large free fiber length of several millimeters compared to the diameter.
  • fiber bundle or "fiber tuft” further implies that the individual fibers of the bundle - starting from a common holder - diverge in a tuft-like manner with increasing distance from the holder, so that the fiber ends do not form a continuous surface.
  • the intrinsic conductivity of the fibers does not necessarily have to be very high - although it is actually quite high in the case of the carbon fibers that are preferred - because the metallic coating can also contribute to the conductivity of the fibers.
  • the fibers of the fiber bundle have a diameter of 5 pm to 20 pm, preferably between 5 pm and 10 pm.
  • the (average) metal coating thickness can preferably be between 0.05 pm and 1.0 pm, preferably between 0.2 pm and 0.5 pm.
  • the fibers of the fiber bundle are metallically coated substantially along the fiber circumferential sides, at least in the spatial proximity of the free front ends, whereby the front sides of the free front ends are preferably uncoated, so that the coating can be carried out before the fibers are assembled.
  • At least one spray ionization source or preferably all of the spray ionization sources are subjected to a relatively high ionizer potential of at least 8 kV each, preferably more than 10 kV, and most preferably more than 12 kV.
  • the ionization current per spray ionization source can be limited to less than 100 pA.
  • each spray ionization source from the corresponding counter electrode or from another electrode at the most opposite potential is preferably at least approximately 75 mm, whereby this value is to be understood as an example and depends on many design parameters.
  • a spray ionization source consisting of a bundle of electrically conductive fibers with a metallic coating as described above, which is accordingly intended - possibly as a replaceable part - for use in a particle filter arrangement as described above.
  • this spray ionization source can of course also have other elements, such as an electrically conductive holder for holding the fiber bundle or fiber tuft and, if necessary, an insulated electrical supply line.
  • Figures 1a,b show a schematic isometric view and a plan view of an example of a spray ionization source and a pre-ionizer according to the invention
  • Figures 2a, b show schematic representations of the wear behaviour (before - after) of an uncoated carbon filament
  • Figures 3a, b show schematic representations of the wear behaviour (before - after) of a nickel-coated carbon filament
  • Figures 4a, b show schematic sectional views of a particle filter arrangement with pre-ionizers oriented in ( Figure 4a) or against the flow direction ( Figure 4b) and with a counter electrode arranged between pre-ionizers and particle separation unit;
  • Figures 5a, b show schematic sectional views of a particle filter arrangement with pre-ionizers oriented in ( Figure 5a) or against the flow direction ( Figure 5b) and with a counter electrode arranged in the flow direction in front of the pre-ionizers;
  • Figure 6 is a schematic sectional view of a particle filter arrangement with pre-ionizers oriented in the flow direction and with a counter electrode with arcuate elements arranged between the pre-ionizers and the particle separation unit;
  • Figure 7 is a schematic sectional view of a particle filter arrangement with pre-ionizers oriented in the flow direction and with a counter electrode arranged in the flow direction behind the particle separation unit;
  • Figure 8 shows an electrostatic precipitator with spray ionization sources and edge counter electrodes and upstream collector elements
  • Figures 10a, b show microscopic images of the wear behavior (before - after) of a nickel-coated carbon filament bundle.
  • An essential element of the particle filter arrangement according to the invention are the positive high-voltage potentials shown in the following examples. struck (the high voltage source and supply lines are not shown), approximately point-shaped spray electrodes or pre-ionizers 10, which are the ends of a bundle of thin conductive fibers, usually graphite filaments, which are also referred to as carbon fibers or carbon fibers, as shown schematically in Figures 1a and 1b.
  • a positive high voltage application tends to be preferred over negative ionization within the scope of the invention (although negative ionization can also be used) because, as mentioned above, this minimizes the ozone generation rate and avoids the long-term formation of silicon oxide deposits, as would occur with negative ionization.
  • the metallic coating of the fibers according to the invention effectively protects against premature wear of the electrodes, even at higher operating voltages.
  • an approximately point-shaped spray ionization source 10 with a graphite fiber filament tuft or fiber bundle is shown schematically in isometric view and in plan view.
  • the individual fibers are designated 14, whereby the number and diameter of the filaments are not to scale.
  • approximately point-like is intended to express that the spray ionization emanates from a tip of a fiber-like element with a very small radius of curvature (compared to the other dimensions of the device), so that due to the electrical tip effect, the corresponding electric field and the ionization effect can be regarded as approximately primarily emanating from a point (or many points in the case of several diverging fiber tips), although the point here naturally represents a mathematical idealization.
  • the spray ionization source 10 is held by a holder or a socket 12, which is also designed to be electrically conductive and applies the ionizer potential to the individual fibers 14 via a high-voltage source (not shown here).
  • Figures 10a and 10b The corresponding before-and-after comparison is shown in Figures 10a and 10b, whereby the corresponding fibers in Figures 9a, b and 10a, b were exposed to comparable parameters (discharge geometry, ionization voltage, service life, etc.).
  • the coated fibers visible in Figure 10b still have a "round" tip shape even after a longer service life, so that self-reinforcing streaming effects are absent.
  • the wear-protective effect of a nickel coating is related to the formation of a protective oxide layer on the metal ("passivation").
  • the formation of a metal oxide takes place either at the inner (facing the metal) or at the outer (facing the ambient air) interface of the oxide layer. If the mobility of the metal cations in the metal oxide is much greater than the mobility of the oxygen anions - which is the case for nickel at room temperature conditions and natural oxygen partial pressures - then according to the theories, the oxidation takes place essentially at the outer interface.
  • nickel passivation is particularly effective in mitigating or preventing the erosion effects caused by the reactive species emitted by a corona discharge. Furthermore, tests have suggested that in the case of materials such as nickel that form oxide layers, those alloys - for example nickel/chromium alloys - that have a particularly high level of wear resistance are those whose oxide layers grow slowly in the initial stage, passivate quickly and which form a good bond with the metal surface.
  • noble metals - such as platinum - form only very thin oxide layers or no oxide layers at technically relevant temperatures and are therefore possibly less effective within the scope of the invention than base metals or their alloys, which form a passivating oxide layer, in particular a passivating oxide layer that grows outwards. Notwithstanding this, nobler metals or their alloys can also be used within the scope of the invention.
  • coated carbon fiber filament that can be used for the purposes of the invention would be a carbon fiber with a filament diameter of approximately 7 pm, which is coated on the outer surfaces but not on the end faces with a nickel coating with a thickness of approximately 0.25 pm. This coating can be carried out in particular by means of chemical vapor deposition.
  • Figures 4a to 7 show various exemplary embodiments for particle filter arrangements 20, in each of which two of the above-described pre-ionizers 10 are provided.
  • Two pre-ionizers are only an example; any number of pre-ionizers, in particular arranged in a matrix, or just one pre-ionizer can be used.
  • the particle filter arrangements 20 according to Figures 4a to 7 extend along a flow channel 28 that is radially delimited on all sides and preferably has a rectangular base area.
  • a forced flow through the particle filter arrangement 20 is usually effected in the direction of the flow direction arrow 22, i.e. from left to right in the figures.
  • a pleated filter element 26 which is advantageously an electret filter (Fiber filter with permanent electrical polarization); however, a variety of other filters can also be used.
  • the spray ionization sources or pre-ionizers 10 are connected via a support structure 32 to a high-voltage source (not shown), which typically supplies an approximately constant positive direct voltage of approximately 8 kV or more.
  • an electric field is created for the spray ionization, which is schematically indicated in Figures 4a to 6 and designated by 30.
  • the individual embodiments of Figures 4a to 7 differ with regard to the orientation of the spray ionization tufts 10 (in Figures 4b and 5b against the flow direction, otherwise in Figures 4a, 5a, 6 and 7 in the flow direction) and the geometric arrangement and design of the counter electrode 24.
  • the counter electrode 24 is located between the pre-ionizers 10 and the actual filter 26.
  • the counter electrode 24 is located in front of the pre-ionizers 10 in the flow direction, which can be beneficial for the ionization effect, cf. the upstream collector elements of WO 2021/185418 A1.
  • the counter electrode 24 is located behind the filter 26 in the direction of flow.
  • the electrode spacing is large, but on the other hand, the electric field spanning the filter 26 (if the filter material is dielectric, which is the case with many plastic or glass fiber-based filter materials) can enhance the separation effect through additional electrical polarization effects.
  • the counter electrode 24' additionally has arcuate sections to optimize the ionization distribution, as described in more detail in WO 2021/185418 A1.
  • Pre-ionizer holder 14 conductive fibers
  • Particle filter arrangement (20) through which a gas stream to be cleaned of particles, in particular an air stream to be cleaned, flows, with: i) an ionizer unit as a pre-ionizer, which has one or more approximately point-shaped spray ionization sources (10) arranged within the air stream and subjected to one or more different electrical ionizer potentials, wherein at least one of the spray ionization sources (10) is formed essentially from a bundle of electrically conductive fibers (14), wherein the electrically conductive fibers (14) of the spray ionization source (10) are at least partially provided with a metallic coating (16), ii) at least one counter electrode (24, 24') spaced from the spray ionization source(s) (10) of the ionizer unit, each of which is subjected to one or more different counter potentials deviating from the ionizer potential or the ionizer potentials, and with ii) a fibrous or sponge-like particle separation unit (26) arranged downstream of the ion
  • Particle filter arrangement (20) according to claim 1, characterized in that the fibrous or sponge-like particle separation unit (26) is one of the following units or a combination of corresponding units - as far as technically possible:
  • Fabric filters made of plastic fibres, glass fibres, textile fibres, all possibly with additionally woven metal fibres and/or metal fibres, and/or

Landscapes

  • Elimination Of Static Electricity (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Partikelfilteranordnung (20), die von einem von Partikeln zu reinigenden Gasstrom, insbesondere einem zu reinigenden Luftstrom, durchströmt wird, aufweisend: eine lonisatoreinheit als Vorionisator, die ein oder mehrere innerhalb des Luftstroms angeordnete, mit einem oder mit mehreren unterschiedlichen elektrischen lonisatorpotentialen beaufschlagte, näherungsweise punktförmige Sprühionisationsquellen (10) aufweist, wobei wenigstens eine der Sprühionisationsquellen (10) im Wesentlichen aus einem Bündel elektrisch leitfähiger Fasern (14) gebildet ist, wobei die elektrisch leitfähigen Fasern (14) der Sprühionisationsquelle (10) wenigstens teilweise mit einer metallischen Beschichtung, insbesondere einer Nickelbeschichtung (16), versehen sind; wenigstens eine von der oder den Sprühionisationsquellen (10) der lonisatoreinheit beabstandete Gegenelektrode (24, 24'), die jeweils mit einem oder mit mehreren unterschiedlichen, von dem lonisatorpotential oder den lonisatorpotentialen abweichenden Gegenpotential beaufschlagt ist; sowie eine stromabwärts der lonisatoreinheit angeordnete faserhaltige oder schwammartige Partikelabscheideeinheit (26), die auch aktivkohlehaltiges Material enthalten kann.

Description

PARTIKELFILTERANORDNUNG MIT WENIGSTENS EINER NÄHERUNGSWEISE PUNKTFÖRMIGEN SPRÜHELEKTRODE ALS VORIONISATOR
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Partikelfilteranordnung mit wenigstens einer näherungsweise punktförmigen Sprühelektrode als Vorionisator. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Partikelfilteranordnung zur Reinigung eines Gasstroms, insbesondere eines Luftstroms, mit Sprüh- oder sog. Vorionisationselektroden mit hoher Effizienz und verlängerter Standzeit.
Partikelfilter mit konventionellen Filtermedien (d.h. z.B. faserhaltige Filtermedien oder Aktivkohlefilter, d.h. keine ausschließlichen Elektrofilter) werden für vielfältige Applikationen im Bereich der Luftreinigung und im Bereich der Reinigung anderer Gase eingesetzt, z.B. im Bereich der Luftreinigung für Wohn- und Gewerberäume, in Zusammenhang mit der Reinigung von Abluft wie bei Küchendunstabzugshauben, bei Staubsaugern, für Rauchgasreinigungen im industriellen oder privaten Bereich sowie für Au- tomotive-Anwendungen, z.B. für HVAC-Systeme für Fahrzeuginnenräume.
In den vergangenen Jahren wurde erkannt, welche gravierenden Auswirkungen in der Luft befindliche Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von 10 pm oder weniger - der sog. Feinstaub - oder auch Aerosole - insbesondere Bioaerosole, man denke an die Verbreitung des Coronavirus durch Aerosole, auf die menschliche Gesundheit haben können, was die Bedeutung hocheffizienter und kompakter Partikelfilter noch einmal erhöht hat.
Für Partikelfilter werden bekanntermaßen je nach Anwendungsprofil verschiedene Filtermedien eingesetzt, so z.B. Faserfilter, insbesondere Elektretfilter, Schwebstofffilter bzw. HEPA-Filter, Aktivkohlefilter, Metallfilter etc.
Im Stand der Technik ist es bekannt, dass durch Vorionisation der abzuscheidenden Partikel die Abscheiderate in den Filtermedien grundsätzlich verbessert werden kann.
Für eine derartige Vorionisation werden beispielsweise im Luftweg vor dem Filtermedium angeordnete leitfähige nadelförmige Sprühionisationsquellen mit einer Hochspannung von etlichen kV (typischerweise in der Größenordnung von ca. 8 kV) beaufschlagt, so dass sich zwischen diesen und auf einem Massepotential befindlichen leitfähigen Bauteilen (z.B. dem Gehäuse) ein elektrisches Feld ausbildet, wobei sich durch die Spitzenwirkung der nadelförmigen Sprühionisationsquellen eine hohe Feldstärke und dementsprechend durch lokale Feldionisation eine kontinuierliche (Ko- rona)Entladung einstellt.
Diese Koronaentladung erzeugt zunächst in einer räumlich eng begrenzten Zone um den Ionisator herum (sog. Koronaplasmaregion) positiv (oder auch negativ) ionisierte Gasmoleküle, die sich zu dem Gegenpotential hinbewegen und dabei auf ihrem weiteren Weg außerhalb der Koronazone mit den abzuscheidenden (Feinstaub-)-Partikeln oder Aerosolen Zusammenstößen bzw. kollidieren und diese ebenfalls aufladen.
Die aufgeladenen Partikel lassen sich dann auch auf konventionellen Filtern besser und stabiler abscheiden, ganz besonders auf geladenen faserhaltigen Filtermaterialien, wie Elektretfiltern.
Insgesamt kann durch Vorionisation die Filtereffizienz signifikant erhöht werden, so dass beispielsweise die Leistungsfähigkeit einer bestehenden Filterbaugruppe erhöht oder das Bauvolumen einer Filterbaugruppe bei gleichbleibender Leistungsanforderung verringert werden kann.
Eine Vorionisation hat weiterhin den Vorteil, dass biologisch aktive Substanzen (wie etwa manche Viren, insbesondere das Coronavirus) bei hohen elektrischen Feldstärken unmittelbar biologisch inaktiviert werden.
Neben positivem lonisatorpotentialen (analog dem sog. Penney-Prinzip bei Elektroabscheidern) ist im Stand der Technik und im Rahmen der vorliegenden Offenbarung auch die Verwendung negativer lonisatorpotentiale denkbar.
Positive lonisatorpotentiale führen aufgrund des auftretenden Elektronenbeschusses der Sprühionisationsquelle zu einem erhöhten lonisatorverschleiß, allerdings ist die Ozongenerierungsrate bei positiven lonisationspotentialen geringer.
Negative lonisatorpotentiale führen - trotz tendenziell etwas verbesserter Ionisationseffizienz - zu erheblich höheren Ozongenerierungsraten, der lonisatorverschleiß ist andererseits aber nur gering. Allerdings bildet sich bei negativen lonisatorpotentialen mit der Zeit - zumindest auf nadelförmigen Ionisatoren - eine unerwünschte Abscheidung aus Siliziumdioxid, die aufgrund ihrer abschirmenden Wirkung die lonisatorei- genschaften längerfristig negativ beeinflusst.
Anstelle von Nadelspitzen ist bei Elektroabscheidern auch der Einsatz von Sprühionisationsquellen auf Basis leitfähiger Faserbündel, insbesondere graphithaltiger Faserfilamente enthaltend, bekannt, vgl. die WO 2021/185418 A1 oder die US 10 384 517 B2.
Durch die Spitzenwirkung der dünnen Filament-Enden werden hohe lokale Feldstärken erreicht bei gleichzeitig kleinen Krümmungsradien, was günstig im Hinblick auf das Verhältnis Abscheidungsrate / Ozonerzeugungsrate ist, da kleine Krümmungsradien zu hohen lokalen Feldstärken und diese wiederum zu einer kleinen Koronaplasmaregion führen, was wie erwähnt eine geringere Ozonproduktion zur Folge hat.
Die leitfähigen Faserbündel auf Graphitbasis weisen jedoch für viele Anwendungen nicht die gewünschte Haltbarkeit und Standzeit auf, insbesondere, wenn diese mit höheren Spannungen als im Stand der Technik gebräuchlich beaufschlagt werden, d.h. mit Spannungen > 8 kV, typischerweise sogar mit mehr als 10 kV, oder gar mit ca.
12 kV oder mehr (z.B. > 15 kV oder > 20 kV), aber teilweise auch aufgrund der mechanischen und allgemeinen Werkstofftechnischen Anforderungen (z.B. Materialalterung mit Versprödung und einem Abbrechen der Fasern).
Zeitweise - insbesondere bei hohen Spannungen und Feldstärken, wobei selbstverständlich die Parameter so gewählt werden, dass elektrische Überschläge vermieden werden - wird ein überraschend schneller und starker Verschleiß der Faserbündel beobachtet, der zu schnell nachlassender Abscheideleistung, erhöhter Ozonproduktion und zu unerwünschter Geräuschbildung führt.
Dieser Verschleiß wird primär sog. Streaming-Effekten zugerechnet. Die besagten Streamingeffekte werden darauf zurückgeführt, dass hohe lokale Feldstärken dazu führen, dass Elektronen und negative Gasionen, die nicht schnell genug abtransportiert werden können, auf die Oberfläche der Sprühelektrode (Anode) mit hoher kinetischer Energie prallen, dort Material herausreißen und somit mikroskopische "Krater" mit scharfen Kanten entstehen.
Diese scharfen Kanten können wiederum so hohe elektrische Feldstärken erzeugen, dass die genannten "Streamer1' auftreten.
Ferner wird vermutet, dass die bei einer Corona-Entladung emittierten reaktiven Spezies, wie O+, O2+, NO+, die Elektrodenerosion zusätzlich aufgrund ihrer Reaktivität begünstigen. Derartige Streamingeffekte verursachen unerwünschte Geräusche, führen zu vermehrter Ozon Produktion, zu elektromagnetischen Störungen und einem stark beschleunigten lonisatorverschleiß. Ohne spezifische Maßnahmen können derartige Sprühionisationsquellen schon nach wenigen Wochen Dauerbetrieb verschlissen sein, normalerweise gewünschte Standzeiten von typischerweise mehreren Jahren sind nicht zuverlässig erreichbar.
Diese Streaming-Effekte sind unerwünscht und es besteht das Bedürfnis, diese zu eliminieren bzw. wenigstens zu minimieren, um einen vorzeitigen Verschleiß der Sprühionisationsquellen zu verhindern.
Ferner ist wie schon erwähnt auch die generelle mechanische Haltbarkeit graphithaltiger Faserfilamentbüschel als Vorionisatoren unter rauen Umgebungsbedingungen, wie z.B. bei Automotive-Anwendungen mit ihren spezifischen NVH-Eigenschaften (Noise Vibration Harshness) oder bei Vorhandensein abrasiver Partikel in dem zu reinigenden Gasstrom nicht immer sicher zu gewährleisten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Partikelfilteranordnung der eingangs genannten Art mit hocheffizienter und robuster Vorionisation bereitzustellen.
Die Lösung der vorgenannten Aufgabe erfolgt mittels einer Partikelfilteranordnung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen erläutert.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe weist eine Partikelfilteranordnung, die von einem von Partikeln zu reinigenden Gasstrom, insbesondere einem zu reinigenden Luftstrom, durchströmt wird, folgendes auf: i) eine lonisatoreinheit als Vorionisator, die ein oder mehrere innerhalb des Luftstroms angeordnete, mit einem oder mit mehreren unterschiedlichen elektrischen lonisatorpotentialen beaufschlagte, näherungsweise punktförmige Sprühionisationsquellen aufweist, wobei wenigstens eine der Sprühionisationsquellen im Wesentlichen aus einem Bündel elektrisch leitfähiger Fasern gebildet ist, wobei die elektrisch leitfähigen Fasern der Sprühionisationsquelle wenigstens teilweise mit einer metallischen Beschichtung versehen sind, ii) wenigstens eine von der oder den Sprühionisationsquellen der lonisatoreinheit beabstandete Gegenelektrode, die jeweils mit einem oder mit mehreren unterschiedlichen, von dem lonisatorpotential oder den lonisatorpotentialen abweichenden Gegenpotential beaufschlagt ist, sowie ii) eine stromabwärts der lonisatoreinheit angeordnete faserhaltige oder schwammartige Partikelabscheideeinheit, die auch aktivkohlehaltiges Material enthalten kann.
Bei der faserhaltigen oder schwammartigen Partikelabscheideeinheit kann es sich bevorzugt um eine der folgenden Einheiten oder um eine Kombination entsprechender Einheiten - soweit technisch möglich - handeln:
Gewebefilter aus Kunststofffasern, Glasfasern, Textilfasern, alle ggf. mit zusätzlich eingewirkten Metallfasern und/oder Metallfasern, und/oder
Elektretfilter, ggf. mit zusätzlich eingewirkten Metallfasern, und/oder
Aktivkohlefilter, und/oder schwammartige Filter.
Somit lassen sich die erfindungsgemäßen Vorionisatoren mit den metallbeschichteten leitfähigen Fasern mit einer Vielzahl gebräuchlicher Filtertechnologien kombinieren, einschließlich typischer HEPA-Filter oder sog. Composite-Filter, also plissierter Faserfilter, deren Filtermaterial mit einer aktivkohlehaltigen Lösung getränkt wurde.
In diesem Zusammenhang kann die faserhaltige und/oder aktivkohlehaltige Partikelabscheideeinheit beispielsweise als Mattenfilter, ggf. mit plissiertem Filtermaterial, o- der als Taschenfilter ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Gegenelektrode oder wenigstens eine von mehreren Gegenelektroden wie folgt angeordnet sein: in Strömungsrichtung vor der lonisatoreinheit, und/oder zwischen lonisatoreinheit und Partikelabscheideeinheit, und/oder in die Partikelabscheideeinheit integriert, und/oder in Strömungsrichtung hinter der Partikelabscheideeinheit.
Ferner kann die wenigstens eine Gegenelektrode durch wenigstens einen Teil eines den Strömungsweg bildenden Gehäuses ausgebildet werden. Hinsichtlich möglicher Einzelheiten der Gegenelektrodengestaltung wird auf die WO 2021/185418 A1 verwiesen, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden soll.
Die dort für einen Elektroabscheider beschriebenen Randgegenelektroden oder die beschriebenen Stromaufwärts-Kollektorelemente, können auch für die vorliegenden Partikelfilteranordnung vorteilhaft eingesetzt werden, einschließlich der dort beschriebenen bogenförmigen Ausgestaltungen der Elektroden.
Die Gegenelektrode kann - wie vorstehend erwähnt - auch ganz oder teilweise integral mit der Partikelabscheideeinheit ausgeführt werden, z.B. durch Integration leitfähiger Fasern in das Filtermaterial, die dann auf ein entsprechendes Gegenpotential zum Sprühionisationspotential gelegt werden. Bei der Ausführungsform, bei der eine Gegenelektrode erst hinter der Partikelabscheideeinheit angeordnet ist, durchsetzt das von den lonisationsquelle aufgespannte elektrische Feld die Partikelabscheideeinheit selbst, was ggf. aufgrund elektrostatischer Ladungseffekte die Filterwirkung zusätzlich verbessern kann.
Durch die (wenigstens teilweise) metallische Beschichtung der leitfähigen Fasern in dem Vorionisator soll eine deutliche Verschleißminderung und Standzeitverlängerung der als Vorionisator eingesetzten Sprühionisationsquellen aufgrund von Streamingeffekten erreicht werden, was bedeuten kann, dass aufgrund der wenigstens teilweisen metallischen Beschichtung der elektrisch leitfähigen Fasern eine typische Standzeit einer Sprühionisationsquelle in einem Abscheider, der mit relativ hohen Ionisationsspannungen von > 8 kV betrieben wird, von wenigstens einem Jahr erreicht wird (vorzugsweise wenigstens ca. 3 Jahre), wohingegen die Sprühionisationsquelle ohne die metallische Beschichtung aufgrund von Streaming-Effekten in einem derartigen Abscheider bereits nach wenigen Wochen Dauerbetrieb verschlissen sein würde.
Ferner wird die mechanische Stabilität und chemische Resilienz de Fasern erhöht.
Bevorzugt besteht die metallische Beschichtung im Wesentlichen aus Nickel oder wenigstens aus einer Nickellegierung, vorzugsweise mit mehr als 50% Nickelgehalt. Als Nickellegierung kann beispielsweise eine Nickel-ZChromlegierung eingesetzt werden, mit Nickel als Hauptbestandteil.
Chrom kann in einer derartigen Nickel-ZChromlegierung entweder mit einem relativ hohen Anteil enthalten sein (zwischen 10% bis unter 50%) oder auch mit einem niedrigeren Anteil als 10%. Ein derartiger Chromzusatz erhöht tendenziell die Oxidationsbeständigkeit.
Eine Nickel-ZChromlegierung kann, wie in der Metallurgie bekannt, auch noch weitere Bestandteile, wie Aluminium, Silizium, Mangan, Kobalt, Hafnium, Rhenium oder andere Seltenerdmetalle wie Yttrium können in geringen Anteilen zur Verbesserung der Festigkeits-, Oxidations- und Korrosionseigenschaften zugesetzt werden, wobei vorzugsweise Nickel- und - mit geringerem Anteil - Chrom die Hauptbestandteile bleiben. Der Begriff "Nickel-ZChromlegierung" soll weitere Legierungszuschläge nicht ausschließen, wenngleich auch reine Nickel-ZChromlegierungen verwendet werden können.
Es ist aber auch denkbar, dass andere leitende Metalle oder Metalllegierungen für eine derartige Beschichtung eingesetzt werden, z.B. Edelmetalle, wie Gold, Silber, Platin, Iridium, Palladium, oder Halbedelmetalle wie Kupfer oder Nebengruppenelemente wie Chrom, Molybdän oder Wolfram oder Legierungen dieser Elemente oder weiterer Elemente.
Bevorzugt besteht die Beschichtung jedoch aus reinem Nickel, welches bevorzugt mittels chemischer Gasphasenabscheidung auf die Fasern aufgebracht ist.
Bei den elektrisch leitenden Fasern handelt es sich bevorzugt um Carbon- oder Graphitfilamente oder ggf. auch um als aus derartigen Filamenten gesponnene Fasern, wobei bevorzugt Bündel bzw. Büschel von Einzelfilamenten (im Gegensatz zu Multifilamentfasern) eingesetzt werden.
Bei Carbon- oder Graphitfilamenten - diese Begriffe sollen hier synonym verstanden werden - handelt es sich um Fasern aus kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien, die über chemische Prozesse in graphitartig angeordneten Kohlenstoff in Faserform umgewandelt werden, wodurch bei den vorliegend bevorzugten sog. anisotropen Typen bekanntermaßen sehr günstige mechanische Eigenschaften bei gleichzeitig sehr guter Leitfähigkeit erzielt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Bündel elektrisch leitender Fasern der Sprühionisationsquelle außerdem ein oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: die elektrisch leitenden Fasern des Faserbündels sind als Graphit- oder Carbonfilamente oder als aus derartigen Filamenten gesponnene Fasern ausgebildet; und/oder die elektrisch leitenden Fasern sind als synthetische Fasern aus einem leitfähigen Polymer oder aus einem Polymer mit leitfähigkeitserhöhenden Zuschlägen ausgebildet; und/oder die einzelnen Fasern weisen einen Faserdicke von jeweils weniger als 20 pm auf; und/oder das Faserbündel besteht aus 16 Einzelfasern oder mehr, bevorzugt bis zu 96.000 Fasern, ganz besonders bevorzugt zwischen 3.000 und 48.000 Fasern; und/oder die freie Faserlänge zwischen dem Austritt aus einer das Bündel zusammenhaltenden Fassung und dem Stirnende der Fasern liegt für die Mehrzahl der Fasern des Faserbündels jeweils zwischen 2 mm bis 25 mm, bevorzugt jeweils zwischen 5 mm bis 12 mm; und/oder die Bündel sind in Strömungsrichtung oder entgegen der Strömungsrichtung orientiert.
Somit können auch zusätzlich oder anstelle von reinen Karbonfilamenten oder -fasern auch grundsätzlich andere leitfähige Fasern eingesetzt werden, z.B. elektrisch sog. selbstleitende Polymere oder beispielsweise graphitverstärkte Kunststoffe (Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP).
Insgesamt sind die Fasern der Faserbündel aufgrund eines bevorzugten Durchmessers von weniger als 20 pm und der gegenüber dem Durchmesser relativ großen freien Faserlänge von etlichen Millimetern bevorzugt recht filigran.
Der Begriff "Faserbündel" bzw. "Faserbüschel" impliziert ferner, dass die einzelnen Fasern des Bündels - ausgehend von einer gemeinsamen Fassung - büschelartig mit zunehmender Entfernung von der Fassung divergieren, so dass die Faserenden keine zusammenhängende Oberfläche bilden.
Dabei muss die intrinsische Leitfähigkeit der Fasern nicht unbedingt zwingend sehr hoch sein - wenngleich diese bei den bevorzugt verwendeten Kohlefasern tatsächlich recht hoch ist -, weil die metallische Beschichtung ggf. ebenfalls zur Leitfähigkeit der Fasern beitragen kann. Besonders bevorzugt weisen die Fasern des Faserbündels einen Durchmesser von 5 pm bis 20 pm, vorzugsweise zwischen 5 pm und 10 pm, auf.
Die (mittlere) Metallbeschichtungsdicke kann bevorzugt zwischen 0,05 pm und 1 ,0 pm, vorzugsweise zwischen 0,2 pm und 0,5 pm, liegen.
Besonders bevorzugt sind die Fasern des Faserbündels im Wesentlichen entlang der Faserumfangsseiten, wenigstens in räumlicher Nähe der freien Stirnenden, metallisch beschichtet, wobei die Stirnseiten der freien Stirnenden dagegen bevorzugt unbeschichtet sind, so dass die Beschichtung vor Konfektionierung der Fasern erfolgen kann.
In einer Ausführungsform können wenigstens eine Sprühionisationsquelle bzw. werden bevorzugt alle der Sprühionisationsquellen mit einem relativ hohen lonisatorpo- tential von jeweils wenigstens 8 kV, vorzugsweise von mehr als 10 kV, und ganz besonders bevorzugt mehr als 12 kV, beaufschlagt.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann der lonisationsstrom pro Sprühionisationsquelle auf weniger als 100 pA begrenzt werden.
Ferner beträgt der räumliche Abstand jeder Sprühionisationsquelle von der entsprechenden Gegenelektrode oder von einer sonstigen, auf dem gegensätzlichstem Potential befindlichen Elektrode (z.B. den auf Massepotential befindlichen leitenden Außenwandungen des Strömungskanals) bevorzugt wenigstens ca. 75mm, wobei dieser Wert beispielhaft zu verstehen ist und von vielen konstruktiven Parametern abhängt.
Ferner wird im Rahmen der Erfindung eine Sprühionisationsquelle aus einem Bündel elektrisch leitfähiger Fasern mit einer metallischen Beschichtung wie vorstehend beschrieben vorgeschlagen, die dementsprechend - ggf. als auswechselbares Teil - für den Einsatz bzw. die Verwendung in einer vorbeschriebenen Partikelfilteranordnung vorgesehen ist.
Neben dem Bündel der beschichteten leitfähigen Fasern kann diese Sprühionisationsquelle selbstverständlich auch weitere Elemente, wie eine elektrisch leitfähige Fassung zum Halten des Faserbündels bzw. Faserbüschels sowie eine ggf. isolierte elektrische Zuleitung aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Figuren 1a,b eine schematische isometrische Ansicht sowie eine Draufsicht auf em Beispiel einer erfindungsgemäßen Sprühionisationsquelle bzw. eines Vorionisators;
Figuren 2a, b schematische Darstellungen zum Abnutzungsverhalten (vorher - nachher) bei einem unbeschichteten Karbonfilament;
Figuren 3a, b schematische Darstellungen zum Abnutzungsverhalten (vorher - nachher) bei einem nickelbeschichteten Karbonfilament;
Figuren 4a, b schematische Schnittansichten einer Partikelfilteranordnung mit in (Figur 4a) bzw. gegen die Strömungsrichtung (Figur 4b) orientierten Vorionisatoren sowie mit einer zwischen Vorionisatoren und Partikelabscheideeinheit angeordneten Gegenelektrode;
Figuren 5a, b schematische Schnittansichten einer Partikelfilteranordnung mit in (Figur 5a) bzw. gegen die Strömungsrichtung (Figur 5b) orientierten Vorionisatoren sowie mit einer in Strömungsrichtung vor den Vorionisatoren angeordneten Gegenelektrode;
Figur 6 eine schematische Schnittansicht einer Partikelfilteranordnung mit in Strömungsrichtung orientierten Vorionisatoren sowie mit einer zwischen Vorionisatoren und Partikelabscheideeinheit angeordneten Gegenelektrode mit bogenförmigen Elementen;
Figur 7 eine schematische Schnittansicht einer Partikelfilteranordnung mit in Strömungsrichtung orientierten Vorionisatoren sowie mit einer in Strömungsrichtung hinter der Partikelabscheideeinheit angeordneten Gegenelektrode;
Figur 8 einen Elektroabscheider mit Sprühionisationsquellen und Rand-Gegenelektroden sowie Stromaufwärts-Kollektorelementen;
Figuren 9a, b mikroskopische Aufnahmen zum Abnutzungsverhalten (vorher - nach- her) bei einem unbeschichteten Karbonfilamentbündel; und
Figuren 10a, b mikroskopische Aufnahmen zum Abnutzungsverhalten (vorher - nachher) bei einem nickelbeschichteten Karbonfilamentbündel.
Ein wesentliches Element der erfindungsgemäßen Partikelfilteranordnung sind die in den nachfolgenden Beispielen mit einem positiven Hochspannungspotential beauf- schlagten (die Hochspannungsquelle sowie Versorgungsleitungen sind jeweils nicht dargestellt), näherungsweise punktförmige Sprühelektrode bzw. Vorionisatoren 10, bei der es sich um die Enden eines Bündels dünner leitfähiger Fasern, in der Regel Graphitfilamente, die auch als Kohlefasern oder Karbonfasern bezeichnet werden, handelt, wie in den Figuren 1a und 1 b schematisch dargestellt.
Eine positive Hochspannungsbeaufschlagung wird gegenüber einer negativen Ionisation im Rahmen der Erfindung tendenziell bevorzugt (wenngleich die negative Ionisation auch eingesetzt werden kann), weil hierdurch - wie eingangs erwähnt - die Ozongenerierungsrate minimiert und die langfristige Bildung von Siliziumoxid-Ablagerun- gen, wie sie bei negativer Ionisation auftreten würden, vermieden wird.
Gleichzeitig schützt die erfindungsgemäße metallische Beschichtung der Fasern wirksam vor vorzeitigem Verschleiß der Elektroden, auch bei höheren Betriebsspannungen.
Weiter bezugnehmend auf die Figuren 1a und 1 b ist dort schematisch eine näherungsweise punktförmige Sprühionisationsquelle 10 mit einem Graphitfaser-Filamentbüschel bzw. -Faserbündel in isometrischer Ansicht und in Draufsicht dargestellt. Die einzelnen Fasern sind mit 14 bezeichnet, wobei Anzahl und Durchmesser der Filamente nicht maßstäblich sind.
Der Begriff "näherungsweise punktförmig" soll zum Ausdruck bringen, dass die Sprühionisation von einer Spitze eines faserartigen Elements mit einem (gegenüber den sonstigen Dimensionen der Einrichtung) sehr kleinem Krümmungsradius ausgeht, so dass aufgrund der elektrischen Spitzenwirkung das entsprechende elektrische Feld und die lonisationswirkung als näherungsweise primär als von einem Punkt (bzw. vielen Punkten bei mehreren divergierenden Faserspitzen) ausgehend angesehen werden kann, wenngleich der Punkt hier selbstverständlich eine mathematische Idealisierung darstellt.
Die Sprühionisationsquelle 10 wird dabei von einem Halter bzw. einer Fassung 12, gehalten, der auch elektrisch leitend ausgebildet ist und die einzelnen Fasern 14 über eine hier nicht dargestellte Hochspannungsquelle mit dem lonisatorpotential beaufschlagt.
Bei relativ hohen lonisatorpotentialen ab ca. 8 kV, bevorzugt aber ca. 10 kV oder ca. 12 kV oder mehr, treten bei der Verwendung unbeschichteter Graphitfilamente mit der Zeit die eingangs erwähnten Streaming- oder Streamereffekte auf, so dass die Standzeit der Sprühionisationsquellen unbefriedigend ist.
Anhand der Mikroskopaufnahmen in den Figuren 9a und 9b, die Graphitfilamente im Ursprungszustand (Figur 9a) im Vergleich zu durch Streamingeffekte beeinträchtigten Fasern (Figur 9b) zeigen, ist ersichtlich -zu sehen vor allem anhand der untersten Faser in Figur 9b -, dass die ursprünglich "runde" Faserspitze jetzt asymmetrisch ist. Ein derartig "zugespitztes" Faserende weist nicht mehr die erforderliche mechanische Stabilität auf und neigt zu zur Entstehung von Streaming-Effekten, zumal durch die noch stärkere elektrische Spitzenwirkung die Verschleißintensität wächst.
Vor diesem Hintergrund wird im Rahmen der Erfindung eine metallische Beschichtung der Fasern, bevorzugt mit einer Nickelschicht, oder mit einer Nickellegierungsschicht, vorgeschlagen, wobei im Beispiel der mikroskopischen Darstellungen (gemäß den Figuren 10a und 10b) eine reine Nickelbeschichtung verwendet wurde.
Der entsprechende Vorher-Nachher-Vergleich ist in den Figuren 10a und 10b dargestellt, wobei die entsprechenden Fasern in den Figuren 9a, b und 10a, b vergleichbaren Parametern (Entladungsgeometrie, lonisationsspannung, Standzeit etc.) ausgesetzt wurden. Die in Figur 10b erkennbaren beschichteten Fasern weisen auch nach längerer Standzeit noch eine "runde" Spitzenform auf, so dass sich selbstverstärkende Streamingeffekte ausbleiben.
Die Erfinder vermuten, dass das bessere Standverhalten maßgeblich auf dem in den Figuren 2a, b bzw. 3a, b schematisch illustrierten unterschiedlichen Verschleißverhalten beruht:
Bei dem in den Figuren 2a (vorher) und 2b (nachher) dargestellten unbeschichteten Faserende 14 setzt der Verschleiß durch die Entladungsprozesse an der schwarz markierten oberen Kante ein und führt zu einer "Zuspitzung" der Geometrie, die hier symmetrisch ist, aber in der Praxis, wie aus Figur 9b ersichtlich, auch asymmetrisch verlaufen kann und zu den erwähnten Streamer-Effekten führt.
Bei einem nickelbeschichteten Faserende 14 gemäß den Figuren 3a (vorher) und Figur 3b (nachher) - die Nickelbeschichtung ist nicht maßstäblich gestrichelt dargestellt mit 16 bezeichnet - wird die stirnendseitige Kante vor einem Verschleiß dagegen geschützt, so dass es insgesamt zu einer gleichmäßigeren Abnutzung ohne "Zuspitzung" kommt, wie in Figur 3b angedeutet. Vor diesem Hintergrund ist eine metallische Beschichtung der Stirnseite der Faser nicht unbedingt erforderlich (diese wäre produk- tionstechnisch auch recht aufwendig, weil dann die Filamente in konfektionierter Form beschichtet werden müssten), weil es für die Erzielung der erfinderischen Wirkung wesentlich auf den Kantenschutz ankommt.
Ferner ist es denkbar, dass die verschleißschützende Wirkung einer Nickelbeschichtung (oder einer Beschichtung mit einer Nickellegierung) mit der Bildung einer schützenden Oxidschicht auf dem Metall ("Passivierung") zusammenhängt.
Die Bildung eines Metalloxides findet gemäß der gängigen Theorien entweder an der inneren (dem Metall zugewandten) oder an der äußeren (der Umgebungsluft zugewandten) Grenzfläche der Oxidschicht statt. Falls die Beweglichkeit der Metallkationen in dem Metalloxid sehr viel größer als die Beweglichkeit der Sauerstoffanionen ist - was im Falle von Nickel bei Raumtemperaturbedingungen und natürlichen Sauerstoffpartialdrücken der Fall ist -, so findet die Oxidation gemäß den Theorien im Wesentlichen an der äußeren Grenzfläche statt.
Unter Wohn- und Innenraumbedingungen stellt sich daher eine stabile, passive und nach außen wachsende Oxidschicht an einer nickelbeschichteten Elektrodenoberfläche ein.
Es wird angenommen, dass diese für den Strom eine dielektrische Barriere (eine Isolation) und einen Schutz vor weiterer Oxidation darstellt.
Für die Erosion von metallbeschichteten Fasern, wie sie bei den vorliegenden Vorionisatoren verwendet werden, werden zwei wesentliche Mechanismen angenommen:
Zum einen Erosion durch sog. ionen- und elektroneninduziertes Sputtern, also Stoß der Elektronen oder der Ionen mit der Oberfläche, wobei dieser Vorgang aufgrund der erforderlichen Aktivierungsenergien eine deutliche Temperaturabhängigkeit aufweist.
Zum anderen Erosionseffekte durch bei einer Corona-Entladung emittierte reaktive Spezies, wie O+, O2+ oder NO+. Letzterer Effekt weist eine nur geringe Temperaturabhängigkeit auf und ist tendenziell eher von der Generierungsrate der reaktiven Spezies abhängig, also primär vom lonisationsstrom.
Daher lassen sich beide Effekte durch Temperatur- und lonisationsstromvariation experimentell grundsätzlich voneinander differenzieren.
Derartige Versuche legen den Schluss nahe, dass die Nickel-Passivierung besonders wirksam die Erosionseffekte durch die einer Corona-Entladung emittierte reaktive Spezies abschwächt oder verhindert. Ferner haben Versuche die Vermutung nahegelegt, dass bei oxidschichtbildenden Materialien wie Nickel diejenigen Legierungen - beispielsweise Nickel-/Chrom-Legie- rungen - eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit bewirken, deren Oxidschichten im Anfangsstadium langsam wachsen, schnell passivieren und die eine gute Haftung mit der Metalloberfläche eingehen.
Im Gegensatz zu Nickel bilden Edelmetalle - wie z.B. Platin - bei technisch relevanten Temperaturen nur sehr dünne oder gar keine Oxidschichten und sind daher möglicherweise im Rahmen der Erfindung weniger effektiv als unedle Metalle oder deren Legierungen, die eine passivierende Oxidschicht ausbilden, insbesondere eine nach außen wachsende passivierende Oxidschicht. Dessen ungeachtet können edlere Metalle oder deren Legierungen durchaus auch im Rahmen der Erfindung verwendet werden.
Ein für die Zwecke der Erfindung einsetzbares Beispiel für eine derartiges beschichtetes Karbonfaserfilament wäre eine Karbonfaser mit einem Filamentdurchmesser von ca. 7 pm, die an den Außenflächen, aber nicht an den Stirnflächen mit einer Nickelbeschichtung in einer Dicke von ca. 0,25 pm beschichtet ist. Diese Beschichtung kann insbesondere mittels chemischer Gasphasenabscheidung erfolgen.
Die Figuren 4a bis 7 zeigen verschiedene beispielhafte Ausführungsvarianten für Partikelfilteranordnungen 20, bei denen jeweils zwei der vorbeschriebenen Vorionisatoren 10 vorgesehen sind. Zwei Vorionisatoren nur beispielhaft; es kann eine beliebige Zahl von Vorionisatoren, insbesondere matrixartig angeordnet, oder nur ein Vorionisator eingesetzt werden.
In den Figuren 4a bis 7 sind jeweils im Wesentlichen gleichwirkende Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Partikelfilteranordnungen 20 gemäß den Figuren 4a bis 7 erstrecken sich entlang eines radial allseits begrenzten Strömungskanals 28 mit bevorzugt rechteckiger Grundfläche.
Mittels nicht dargestellter Lüftereinheiten (die sich - elektromagnetische Verträglichkeit vorausgesetzt - auch zwischen den dargestellten Elementen befinden können) wird in der Regel eine zwangsweise Durchströmung der Partikelfilteranordnung 20 in Richtung des Strömungsrichtungs-Pfeils 22, d.h. in den Figuren von links nach rechts, bewirkt.
Die Hauptfilterwirkung der Partikelfilteranordnungen 20 wird jeweils durch ein plissiertes Filterelement 26 erreicht, bei dem es sich mit Vorteil um einen Elektretfilter (Faserfilter mit permanenter elektrischer Polarisation) handeln kann; es können jedoch auch vielfältige andere Filter eingesetzt werden.
Die Sprühionisationsquellen bzw. Vorionisatoren 10 sind über eine Stützkonstruktion 32 mit einer nicht dargestellten Hochspannungsquelle verbunden, die typischerweise eine näherungsweise konstante positive Gleichspannung von ca. 8 kV oder mehr liefert.
In Zusammenwirkung mit einer Gegenelektrode 24, bei der es sich in den Beispielen um eine weitmaschiges metallisches Gitter handelt, das auf Massepotential liegt, wird ein elektrisches Feld für die Sprühionisation aufgespannt, das in den Figuren 4a bis 6 schematisch angedeutet und mit 30 bezeichnet ist. Die einzelnen Ausführungsformen der Figuren 4a bis 7 unterscheiden sich hinsichtlich der Orientierung der Sprühionisationsbüschel 10 (bei den Figuren 4b und 5b entgegen der Strömungsrichtung, ansonsten bei den Figuren 4a, 5a, 6 und 7 in Strömungsrichtung) und der geometrischen Anordnung und Ausgestaltung der Gegenelektrode 24. Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 4a, b befindet sich die Gegenelektrode 24 zwischen den Vorionisatoren 10 und dem eigentlichen Filter 26. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5a, 5b befindet sich die Gegenelektrode 24 in Strömungsrichtung vor den Vorionisatoren 10, was für die lonisationswirkung begünstigend sein kann, vgl. die Stromaufwärts-Kollektorel- emente der WO 2021/185418 A1. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 befindet sich die Gegenelektrode 24 in Strömungsrichtung hinter dem Filter 26. In dieser Ausführungsform ist zwar der Elektrodenabstand groß, andererseits kann das sich über den Filter 26 hinweg aufgespannte elektrische Feld (sofern das Filtermaterial dielektrisch ist, was bei vielen kunststoff- oder glasfaserbasierten Filtermaterialien der Fall ist) die Abscheidewirkung durch zusätzliche elektrische Polarisationseffekte verstärken. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 weist die Gegenelektrode 24' zusätzlich bogenförmige Abschnitte zur Optimierung der lonisationsverteilung auf, wie in der WO 2021/185418 A1 näher beschrieben. Selbstverständlich können auch mehrere unterschiedlich positionierte Gegenelektroden kombiniert eingesetzt werden, sofern sich diese nicht vollständig abschirmen. In Figur 8 ist der in der WO 2021/185418 A1 näher beschriebene Elektroabscheider dargestellt, mit einer Kollektoreinheit 40, Rand-Gegenelektroden 44 sowie Stromaufwärts-Gegenelektroden 42 (dort auch als Stromaufwärts-Kollektorelemente bezeichnet), wobei sich die dortigen Aussagen auf die Gegenelektroden bei der vorliegenden Erfindung übertragen lassen. Bezuqszeichenliste
10 Sprühionisationsquelle bzw. Vorionisator
12 Halterung Vorionisator 14 leitfähige Fasern
16 Metallbeschichtung
20 Partikelfilteranordnung
22 Strömungsrichtung
24,24' Gegenelektroden 26 Partikelabscheideeinheit / plissierter Filter
28 Strömungskanal
30 lonenfeld
32 Halterung und Spannungszuführung Vorionisatoren
40 Kollektoreinheit Elektroabscheider 42 Stromaufwärts-Gegenelektroden
44 Randgegenelektroden
Patentansprüche
1. Partikelfilteranordnung (20), die von einem von Partikeln zu reinigenden Gasstrom, insbesondere einem zu reinigenden Luftstrom, durchströmt wird, mit: i) einer lonisatoreinheit als Vorionisator, die ein oder mehrere innerhalb des Luftstroms angeordnete, mit einem oder mit mehreren unterschiedlichen elektrischen lonisatorpotentialen beaufschlagte, näherungsweise punktförmige Sprühionisationsquellen (10) aufweist, wobei wenigstens eine der Sprühionisationsquellen (10) im Wesentlichen aus einem Bündel elektrisch leitfähiger Fasern (14) gebildet ist, wobei die elektrisch leitfähigen Fasern (14) der Sprühionisationsquelle (10) wenigstens teilweise mit einer metallischen Beschichtung (16) versehen sind, ii) wenigstens einer von der oder den Sprühionisationsquellen (10) der lonisatoreinheit beabstandeten Gegenelektrode (24, 24'), die jeweils mit einem oder mit mehreren unterschiedlichen, von dem lonisatorpotential oder den lonisatorpotentialen abweichenden Gegenpotential beaufschlagt ist, sowie mit ii) einer stromabwärts der lonisatoreinheit angeordneten faserhaltigen oder schwammartigen Partikelabscheideeinheit (26), die auch aktivkohlehaltiges Material enthalten kann.
2. Partikelfilteranordnung (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der faserhaltigen oder schwammartigen Partikelabscheideeinheit (26) um eine der folgenden Einheiten oder um eine Kombination entsprechender Einheiten - soweit technisch möglich - handelt:
Gewebefilter aus Kunststofffasern, Glasfasern, Textilfasern, alle ggf. mit zusätzlich eingewirkten Metallfasern und/oder Metallfasern, und/oder
Elektretfilter, ggf. mit zusätzlich eingewirkten Metallfasern, und/oder
Aktivkohlefilter, und/oder schwammartiger Filter.

Claims

3. Partikelfilteranordnung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dass die faserhaltige und/oder aktivkohlehaltige Partikelabscheideeinheit (26) als Mattenfilter, ggf. mit plissiertem Filtermaterial, oder als Taschenfilter ausgebildet ist.
4. Partikelfilteranordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (24, 24') oder wenigstens eine von mehreren Gegenelektroden wie folgt angeordnet ist: in Strömungsrichtung (22) vor der lonisatoreinheit, und/oder zwischen lonisatoreinheit und Partikelabscheideeinheit (26), und/oder in die Partikelabscheideeinheit (26) integriert, und/oder in Strömungsrichtung (22) hinter der Partikelabscheideeinheit (26), und/oder, dass wenigstens eine Gegenelektrode durch wenigstens einen Teil eines den Strömungsweg bildenden Gehäuses (28) ausgebildet wird.
5. Partikelfilteranordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der wenigstens teilweisen metallischen Beschichtung der elektrisch leitfähigen Fasern (14) eine typische Standzeit der Sprühionisationsquelle, der mit relativ hohen lonisationsspannungen von > 8 kV betrieben wird, von wenigstens einem Jahr erreicht wird, wohingegen die Sprühionisationsquelle ohne die metallische Beschichtung aufgrund von Streaming-Effekten in einem derartigen Abscheider bereits nach wenigen Wochen Dauerbetrieb verschlissen sein würde.
6. Partikelfilteranordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Beschichtung (16) im Wesentlichen aus Nickel oder aus einer Nickellegierung, insbesondere aus einer Nickel-Chrom-Legierung, vorzugsweise aus einer Nickellegierung mit mehr als 50% Nickelgehalt besteht.
7. Partikelfilteranordnung (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (16) aus reinem Nickel besteht, welches vorzugsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung auf die Fasern (14) aufgebracht ist.
8. Partikelfilteranordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Fasern (14) Carbon- oder Graphitfilamente sind oder als aus derartigen Filamenten gesponnene Fasern ausgebildet sind.
9. Partikelfilteranordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel elektrisch leitender Fasern (14) der Sprühionisationsquelle (10) ein oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist die elektrisch leitenden Fasern (14) des Faserbündels sind als Graphitoder Carbonfilamente oder als aus derartigen Filamenten gesponnene Fasern ausgebildet; und/oder die elektrisch leitenden Fasern (14) sind als synthetische Fasern aus einem leitfähigen Polymer oder aus einem Polymer mit leitfähigkeitserhöhenden Zuschlägen ausgebildet; und/oder die einzelnen Fasern (14) weisen einen Faserdicke von jeweils weniger als 20 pm auf; und/oder das Faserbündel besteht aus 16 Einzelfasern oder mehr, bevorzugt bis zu 96.000 Fasern, ganz besonders bevorzugt zwischen 3.000 und 48.000 Fasern; und/oder die freie Faserlänge zwischen dem Austritt aus einer das Bündel zusammenhaltenden Fassung (16) und dem Stirnende der Fasern (14) liegt für die Mehrzahl der Fasern des Faserbündels jeweils zwischen 2 mm bis 25 mm, bevorzugt jeweils zwischen 5 mm bis 12 mm; und/oder die Bündel in Strömungsrichtung (22) oder entgegen der Strömungsrichtung (22) orientiert sind.
10. Partikelfilteranordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (14) des Faserbündels einen Durchmesser von 5 pm bis 20 pm, vorzugsweise zwischen 5 pm und 10 pm, aufweisen und/oder, dass die Metallbeschichtungsdicke zwischen 0,05 pm und 1 ,0 pm, vorzugsweise zwischen 0,2 pm und 0,5 pm, liegt.
11. Partikelfilteranordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (14) des Faserbündels im Wesentlichen entlang der Faserumfangsseiten, wenigstens in räumlicher Nähe der freien Stirnenden, metallisch beschichtet sind, wobei die Stirnseiten der freien Stirnenden bevorzugt unbeschichtet sind.
12. Partikelfilteranordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das lonisatorpotential jeweils wenigstens 8 kV, vorzugsweise mehr als
10 kV, und ganz besonders bevorzugt mehr als 12 kV beträgt, und/oder, dass der lonisationsstrom pro Sprühionisationsquelle (10) auf weniger als 100 pA begrenzt wird.
13. Verwendung einer Sprühionisationsquelle (10), die im Wesentlichen aus einem Bündel elektrisch leitfähiger Fasern (14) gebildet ist, wobei die elektrisch leitfähigen Fasern (14) der Sprühionisationsquelle (10) wenigstens teilweise mit einer metallischen Beschichtung (16) versehen sind, als Vorionisator für eine Partikelfilteranordnung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP24719975.5A 2023-04-05 2024-04-04 Partikelfilteranordnung mit wenigstens einer näherungsweise punktförmigen sprühelektrode als vorionisator Pending EP4688275A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202023101768.1U DE202023101768U1 (de) 2023-04-05 2023-04-05 Partikelfilteranordnung mit wenigstens einer näherungsweise punktförmigen Sprühelektrode als Vorionisator
PCT/DE2024/100277 WO2024208400A1 (de) 2023-04-05 2024-04-04 Partikelfilteranordnung mit wenigstens einer näherungsweise punktförmigen sprühelektrode als vorionisator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4688275A1 true EP4688275A1 (de) 2026-02-11

Family

ID=88018667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24719975.5A Pending EP4688275A1 (de) 2023-04-05 2024-04-04 Partikelfilteranordnung mit wenigstens einer näherungsweise punktförmigen sprühelektrode als vorionisator

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4688275A1 (de)
DE (2) DE202023101768U1 (de)
WO (1) WO2024208400A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023206793A1 (de) * 2023-07-18 2025-01-23 Mahle International Gmbh Reinigungseinrichtung zur Reinigung von Luft

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2605965C (en) * 2005-04-19 2012-01-03 Ohio University Composite discharge electrode
CA2767509C (en) * 2009-07-09 2015-04-21 Ohio University Carbon fiber composite discharge electrode
KR102201298B1 (ko) 2015-02-17 2021-01-11 한온시스템 주식회사 전기집진용 대전장치
KR102636066B1 (ko) * 2018-07-20 2024-02-08 엘지전자 주식회사 전기집진용 대전장치 및 그를 포함하는 차량용 공기조화기
CN111389589B (zh) * 2020-02-28 2025-07-29 悠飞(广东顺德)环境科技有限公司 一种细微颗粒物污染源的捕集、杀灭及脱敏模组
DE102020107419A1 (de) 2020-03-18 2021-09-23 Oliver Schmitz Elektroabscheider mit Stromaufwärts-Kollektorelement

Also Published As

Publication number Publication date
DE202023101768U1 (de) 2023-08-24
WO2024208400A1 (de) 2024-10-10
DE112024001592A5 (de) 2026-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69321920T2 (de) Vorrichtung zur biologische reinigung und filtration von luft
DD257590A5 (de) Anordnung zur erzeugung einer elektrischen koronaentladung in der luft
EP4200058A2 (de) Luftreinigungseinheit und verfahren zur beschichtung einer elektrode einer luftreinigungseinheit
DE102020107419A1 (de) Elektroabscheider mit Stromaufwärts-Kollektorelement
EP4688275A1 (de) Partikelfilteranordnung mit wenigstens einer näherungsweise punktförmigen sprühelektrode als vorionisator
WO1998056489A1 (de) Ionisationsfilter zur reinigung von luft
EP1930081B1 (de) Optimierter elektrostatischer Abscheider
DE102019217832A1 (de) Elektrostatische Filtereinheit für Luftreinigungsvorrichtung und Luftreinigungsvorrichtung
DE102020125579A1 (de) Elektroabscheider, Rohrabschnitt und Schwebstaub erzeugende Anlage
DE102009036957A1 (de) Elektrostatischer Abscheider und Heizungssystem
WO2007033772A1 (de) Elektrostatische ionisierungsstufe in einer abscheidungseinrichtung
EP0824376B1 (de) Zyklon mit sprühelektrode
DE102022102247B3 (de) Elektroabscheider mit wenigstens einer näherungsweise punktförmigen Sprühelektrode sowie Sprühionisationsquelle
DE102009023522A1 (de) Elektrostatischer Abscheider mit Partikelabweisemittel und Heizungssystem
DE102019008139B4 (de) Elektroabscheider
AT506397B1 (de) Abscheideeinrichtung für partikel
DE102021132295A1 (de) Vorrichtung zum Filtern eines mit Partikeln verunreinigten Luftstroms
EP2251088B1 (de) Elektrostatischer Abscheider und Heizsystem
DE102021125570A1 (de) Raumluftreiniger mit Ozonkatalysator
DE102021125149A1 (de) Rauchgasreinigungsvorrichtung
EP2788296A2 (de) Elektronisch leitfähige email-zusammensetzung
EP2156895B1 (de) Elektrostatischer Abscheider und Heizungssystem
DE102024115639A1 (de) Ionisationsvorrichtung
DE102024111978A1 (de) Luftfiltereinheit und Luftfiltereinrichtung
DE102020107418A1 (de) Elektroabscheider mit Rand-Gegenelektrode

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20251003

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR