FI121701B

FI121701B - Elektrostaattinen suodatin ja tuloilman terminaali

Info

Publication number: FI121701B
Application number: FI973264A
Authority: FI
Inventors: Goeran Wikstroem; Ulf Hoernquist
Original assignee: Purocell S A
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2011-03-15
Also published as: US6090189A; DE69622257T2; NO317489B1; FI973264A; KR100419525B1; CN1113700C; CA2212408A1; AU705254B2; SE9500461D0; BR9607525A; SE9500461L; RU2156662C2; NO973645L; FI973264A0; JP2007326102A; AU4683796A; SE515908C2; JPH10513118A; KR19980702069A; MX9706087A

Description

Elektrostaattinen suodatin ja tuloilman terminaali

Keksintö koskee sähköstaattista suodatinta, jolla erotetaan hiukkasia viilaavasta kaasumaisesta väliaineesta, sekä tuloilmaelintä, joka sisältää täl-5 laisen suodattimen. Suodatin sisältää tulopuolelle järjestetyn hiukkasten va-rausyksikön, joka sisältää hiukkasten varaamiseksi ainakin yhden koronapur-kauslangan ja hiukkasten erotusyksikön, joka on järjestetty sen perään. Tällaiset suodattimet tunnetaan tekniikan tasossa.

Tavalliset ilmanpuhdistimet sisältävät suodattimen, joka käsittää io-10 nisoivan alueen, jossa ilmanpuhdistimen läpi virtaavan ilman sisältämät hiukkaset ionisoidaan eli varataan sähköisesti. Hiukkaset kulkevat tällöin erottimen läpi, jossa varatut hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa sähkökentän kanssa, jonka ovat tuottaneet levyt, joiden sähkövaraus on vastakkainen. Tällä tavalla hiukkaset ohjautuvat levyjä kohti ja törmäävät niihin ja kootaan.

15 DE-B-patenttihakemus 401 327 koskee sähköstaattista suodatinta, joka sisältää lankamaisia johtimia, niin sanottuja koronapurkauslankoja, ja erilaisia sähköpotentiaaleja omaavia levyjä. Suodattimen läpi viilaavassa väliaineessa on hiukkasia, joita levyt varaavat ja vetävät puoleensa, ja jotka törmäävät levyihin, joiden varaus on vastakkainen kuin hiukkasten, jotka varau-20 tuivat koronapurkauslankojen välissä kulkiessaan. Levyjen väliin on järjestetty eristyslevy estämään sähköisesti varattujen levyjen välisiä kipinäpurkauksia, joita voi aiheuttaa muun muassa levyjen puoleensa vetämien hiukkasten muodostaman kerroksen muodostuminen. Tällaisen suodattimen suurin haitta on se, että levyjä pitää olla useita, sekä varattuja että eristäviä, jotta saavutet-25 täisiin sopiva kokonaissuodatusalue.

o Toisena merkittävänä haittana on se, että suodatin menettää huo- ^ mättävän osan tehokkuudestaan ja hiukkasten erotuskyvystään jo suhteellisen cm lyhyen ajan kuluttua. Tästä syystä suodatin pitää puhdistaa suhteellisen lyhyin o) välein, mikä on usein työläs ja aikaa vievä urakka.

CM

30 Yllämainituntyyppisellä sähköisesti varattuja levyjä sisältävällä suo- £ dattimella esiintyvänä lisähaittana on se, että kun hiukkaset liikkuvat levyjen 2 välisessä kentässä, kipinäpurkaukset purkavat osalta hiukkasista varauksen jo co kaukana levyistä, jolloin hiukkaset eivät mahdollisesti tartu levyihin, vaan seu- 05 raavatkin suodattimen läpi kulkevaa ilmavirtaa takaisin ympäristöön.

35 SE-hakemusjulkaisu 7 114 330-9 (372 180) esittää toisentyyppisen suodattimen. Siinä kuvataan hiukkasten kaasuvirtauksesta erotuslaitetta, jossa 2 suurjännitteisiä elektrodeja ja varattujen hiukkasten erotuselimiä on järjestetty vuorotellen peräkkäin kaasuvirtauksen suunnassa. Erotuselin koostuu mahdollisesti metalloidun paperin muodostamasta verkosta, joka on maatettu. Verkon paperin johtokyky on huono.

5 Nyt on käynyt ilmeiseksi, että paperin tähän tarkoitukseen käyttämi sen suurena haittana on se, että se on kosteutta imevää, koska paperin johta-vuusominaisuudet muuttuvat sen imiessä kosteutta.

JP-hakemusjulkaisussa 61-164 664 tunnetaan suodatin, joka sisältää koronapurkauselektrodeja ja vastaelektrodeja, jotka ovat sähköä johtavia ja 10 on kytketty jännitelähteen vastakkaiseen napaan (maahan) kuin koronapur-kauslangat. Niiden vastakkaisesti varautuneiden elektrodien väliin on järjestetty eristävästä materiaalista tehdyt kiihdytyselektrodit. Koronapurkauselektrodin ja vastakkaisesti varautuneiden (maadoitettujen) elektrodien välinen etäisyys on pienempi kuin koronapurkauselektrodin ja eristävästä materiaalista tehtyjen 15 kiihdytyselektrodien välinen etäisyys.

Tällä alalla on myös tunnettua käyttää hiukkasten erotuslevyissä alumiinia. Sen haittana on kuitenkin se, että se hapettuu käytössä. Tämä merkitsee sitä, että levyjen pinta muuttuu yhä enemmän eristäväksi, minkä seurauksena levyjen hiukkasten erotuskyky huononee. Levyjen puhdistukses-20 sa/elvytyksessä pitää käyttää voimakkaan emäksisiä puhdistusaineita alumiinioksidin hävittämiseksi. Tämä on selvästi suuri haitta.

Sähköstaattisten suodatinten etuna on muun muassa niiden suhteellisen hyvä hiukkasten erotuskyky, ainakin uutena. Yllä kuvatuilla suodattimilla on kuitenkin joukko haittoja, muun muassa se, että hiukkasten erotusosaa on 25 vaikea puhdistaa uudelleen käyttöä varten. Nämä vaikeudet johtuvat näiden o suodatinten rakenteesta.

^ Tässä yhteydessä pitää mainita, että sähköstaattiset suodattimet, cv joiden levyt on tehty metallista tai joihin sisältyy metallia, vaativat kytkentävas- cr> tuksen levyjen ja maan väliin. Tämä on osoittautunut toisaalta haitaksi toimin-

C\J

x 30 nan kannalta - jos yhteen tai useampaan levyistä tulee oikosulku, suuri osa * Suodattimen kapasiteetista katoaa. Tämän vuoksi suodattimen levyt jaetaan S yleensä ryhmiin. Itse tämä rakennekin on lisäksi haitta kierrätyksen kannalta,

CVJ

co koska suuri määrä erilaisista materiaaleista tehtyjä osia pitää irrottaa ja lajitella, ^ esimerkiksi metallilevyt, vastuslangat, kondensaattorit ja muovikiskot sekä ko- 35 telo ja muut siihen liittyvät osat.

3

Hakijan omassa hakemuksessa, SE-patenttihakemuksessa 9 303 059, joka on jätetty 9.9.1993, kuvataan lisäksi hiukkasia erottavaa sähköstaattista suodatinta, joka sisältää hiukkasten varausyksikön, joka on järjestetty tulopuolelle ja sisältää toisaalta hiukkasten varaamiseksi ainakin yhden koronapur-5 kauslangan ja toisaalta hiukkasten erotusyksikön, joka on järjestetty sen perään ja joka on ainakin osittain maadoitettu. Hiukkasten erotusyksikkö sisältää levyjä, jotka on järjestetty kotelon sisään, jolloin kotelo ja levyt on sovitettu siten, että niillä on oleellisesti sama sähköpotentiaali kuin koronapurkauslangal-la. Tämä saavutetaan siten, että levyt ja kotelo on maadoitettu ja että kotelon 10 ja levyjen materiaali on kosteutta hylkivää materiaalia, jonka resistiivisyys on suuri ja vastaa oleellisesti puolijohtavan materiaalin massavastusta.

Vaikka viimeinen suodatin ratkaisee joitakin yllä mainituista ongelmista, on yllättäen osoittautunut, että muita parannuksia voidaan saavuttaa jäljempänä esitetyn keksinnön mukaisella suodattimena.

15 Keksinnön tarkoituksena on luoda parempi sähköstaattinen suoda tin, jolla yllä mainitut haitat poistetaan ja jolla voidaan saavuttaa pitkäaikaisesti erittäin suuri hiukkasten erotusteho.

Tarkoituksena on lisäksi saada aikaan sähköstaattinen suodatin, jossa koronapurkauksen varaamat hiukkaset ohjataan hiukkasten erotusyksi-20 kön levyjä kohti jännitelähteeseen kytkettyjä ohjauslevyjä käyttämättä. Kuvatunlaiset ohjauslevyt aiheuttavat ymmärrettävästi ongelmia yksikön puhdistuksessa.

Keksinnön tarkoituksena on lisäksi luoda sähköstaattinen suodatin, jonka suodatin on riippumaton sähköisesti kytketyistä ohjauslevyistä, jotka 25 vaativat väliinsä eristäviä levyjä.

o Lisaksi tarkoituksena on vähentää sähköstaattisen suodattimen osi- ^ en määrää.

Lisäksi tarkoituksena on saavuttaa riippumattomuus suodatinlaitteen i σ> läpi virtaavan kaasumaisen virtauksen kosteuspitoisuudesta.

x 30 Lisäksi tarkoituksena on voida luoda suodatinlaite yksinkertaisella ja cc taloudellisella tavalla, saada samalla aikaan sen helppo puhdistus ja luoda S tuote, jota voidaan kierrättää yksinkertaisesti ja halvalla.

£2 Lisäksi tarkoituksena on parantaa hiukkasten erotusosan hiukkasten erotuskykyä.

35 Lisäksi tarkoituksena on luoda parempi tuloilmaelin, joka voi tuloil- man suodattamisen lisäksi lämmittää sitä.

4

Tavoitteet saavutetaan patenttivaatimusten 1 ja 9 esittämien tunnusmerkkien mukaisella keksinnöllä.

Keksinnön edullisilla suoritusmuodoilla on alivaatimusten mainitsemat tunnusmerkit.

5 Keksinnön mukaisella sähköstaattisella suodattimena on lukuisia etuja. Se on rakenteensa ansiosta helppo puhdistaa ja valmistaa, koska hiukkasten erotusosan olennaiset osat voidaan haluttaessa tehdä samasta materiaalista, minkä jälkeen ne voidaan asentaa yksinkertaisesti muodostamaan levyjen avulla yksikkö, joka annetaan yhden tai useampien mahdollisesti pa-10 reittain järjestettyjen kampamaisten välineiden sisään, minkä jälkeen levyryh-mä voidaan edelleen yhdistää sen ympärille vedetyllä hihnalla, niin että saadaan aikaan paketti.

Koska hiukkaset varataan varausosassa koronapurkauksen avulla ja niiden varaus puretaan sen jälkeen ja ne erotetaan osittain maadoitetussa 15 hiukkasten erotusosassa, hiukkasten erotusosa on laitteen ainoa osa, jossa tarvitaan suurjännitettä ja/tai jännitettä. Hiukkasten erotusosassa tarvitaan ainoastaan maadoitus.

Koska hiukkasten erotusosa muodostetaan kampamaisten välineiden ja puristushihnojen yhdistämänä osana, se voidaan asentaa erikseen, 20 pakettina, ja se voidaan sijoittaa sähköstaattiseen suodattimeen esimerkiksi liuottamalla pidikkeeseen, ja samalla ei osien ominaisuuksien vuoksi tarvita kytkentävastusta maan tai muun jännitelähteen välille. Tarvitaan pelkästään maadoitettavien levyjen maadoitus.

Jotta hiukkaset jäisivät levyille, niiden varaus pitää purkaa lähellä 25 levyjä, ei liian kaukana niistä. Levyjen sopiva etäisyys voi olla esimerkiksi noin o 5 -10 mm, edullisesti 5 - 8 mm.

^ Osien valmistusaineen massavastus vastaa oleellisesti puolijohtavan cm metallin massavastusta. Puolijohtavalla materiaalilla tarkoitetaan, missä tar- cö koituksenmukaista, materiaalia, jonka massavastus on suunnilleen 102 - 1011

(M

x 30 Qcm. Keksinnössä puolijohtavina materiaaleina käytetään edullisesti ominai- suuksiltaan sopivia muoveja, esimerkiksi polypropeenia, polyeteeniä tai niiden S tyyppisiä tai kaltaisia sekapolymeerejä. Näiden materiaalien päälle voidaan

CM

tarvittaessa sivellä hiilijauhetta tai ne voidaan millä tahansa sopivalla tavalla 05 varustaa ammattimiehelle tutuilla aineseoksilla halutun johtavuuden saavutta- 35 miseksi.

5

Osat voidaan edullisesti valmistaa yhdestä tai useammasta kosteutta hylkivästä polymeerimuovimateriaalista, jonka massavastus on edullisesti 1 x 102 - 1 x 108Qcm, edullisemmin 1 x 103 - 1 x 107 Qcm, tarkemmin 1 x 103 -1 x 104 Qcm.

5 On tietysti mahdollista, että näiden materiaalien yhdistelmät esiinty vät yhtälailla sekoituksina kuin kerroksittaisina osina tai päällystettyinä osina. On luonnollisesti myös mahdollista, että osat koostuvat useista hihnamaisista osista, jotka on valmistettu materiaaleista, joilla on yllä mainittuja ominaisuuksia ja materiaaleista, jotka ovat yhteen sopivia.

10 Materiaaleja valittaessa täytyy luonnollisesti ottaa huomioon ympä ristö, jossa suodatinlaitetta käytetään, normaali ilmakehä syövyttävät aineet ynnä muut. Lisaksi täytyy ottaa huomioon palamisominaisuudet ja paloturvallisuus, samoin kuin materiaalista mahdollisesti tulipalossa leviävät kaasut. Tämä on kuitenkin ammattimiehen kyvyillä täysin tarkistettavissa.

15 Keksinnön mukaisen suodatinlaitteen lisäetuna on se, että suuri määrä tekniikan tason mukaisissa sähköstaattisissa suodattimissa tarpeellisia osia voidaan jättää pois, kuten kytkentävastus ja sähköisesti kytketyt ohjaus-levyt, samalla kun materiaalista, josta osat ja yleensä koko hiukkasten ero-tusosat on pantu kokoon, voidaan helposti huolehtia aivan kuin ne olisivat yhtä 20 materiaalia, mikä tarkoittaa sitä, että kierrätys muuttuu tehokkaammaksi ja helpommaksi suorittaa.

Hiukkasten kyvylle kiinnittyä hiukkasten erotusosan osiin on osoittautunut merkitykselliseksi se, että varattujen hiukkasten nopeus on sopiva, kun ne ohittavat erotusosan, niin että ne voivat luovuttaa varauksensa näille 25 osille kimmahtamatta takaisin niistä. Sopiva virtausnopeus osien välissä on o noin 1 m/s.

^ On myös tärkeää, ettei osien ominaisresistanssi ole liian suuri eikä (λΐ liian pieni, koska hiukkaset eivät luovuta varaustaan osille, joiden ominaiset resistanssi on liian suuri, ja liian pienellä ominaisresistanssilla varaus luovute-

(M

x 30 taan liian kaukana osista, mikä johtaa hiukkasten varausten purkautumiseen ja ^ siihen, että hiukkaset jatkavat molemmissa tapauksissa matkaansa yksikön lä- 5 pi kiinnittymättä osiin.

C\J

£2 Parannus voidaan saavuttaa myös tekemällä osiin rosoinen, epäta- ^ sainen pinta, vaihtoehtoisesti karhennettu pinta. Tällainen pinta voidaan saada 35 aikaan monilla tavoilla, esimerkiksi suulakepuristamalla osat ja kaventamalla 6 ne sen jälkeen tai siten, että muottiin johdetaan kipinöitä muovauksen aikana, niin että sieltä valmistuu pinnaltaan epätasainen osa.

Yllättäen on osoittautunut, että keksinnön mukainen suodatin voidaan yhdistää laajennukseen, jossa voi tapahtua suodattimen läpi viilaavan 5 ilmavirtauksen lämmitys. Talla tavalla saadaan aikaan tuloilmaelin, joka on tehokas poistamaan likaa ja hiukkasia suodattimen läpi vihaavasta ilmavirtauksesta, joka ainakin osan vuotta voi koostua kylmästä ulkoilmasta, jolloin tätä ilmaa voidaan samanaikaisesti lämmittää niin, että saavutetaan miellyttävämpi lämpötila ja huoneessa, johon ilma virtaa, vältetään vedon tuntu.

10 Keksintöä kuvataan seuraavassa lähemmin oheisten 5 piirustusten avulla.

Kuvio 1 esittää joukon keksinnön mukaisia levymäisiä osia ja niitä yhdistävät kampamaiset välineet ylhäältä, kuvio 2 esittää yhdistävät kampamaiset välineet sivulta, 15 kuvio 3 esittää ensimmäisen suoritusmuodon keksinnön mukaisesta sähköstaattisesta suodattimesta, joka on sijoitettu koteloon tai kouruun, vir-taussuuntaan katsottuna kotelon tai kourun yläosa poistettuna, kuvio 4 esittää kuvion 3 linjan IV - IV mukaisen leikkauksen, jossa kuitenkin näkyy kotelon tai kourun yläosa, 20 kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen sähköstaattisen suodattimen toisen suoritusmuodon, kuvio 6 esittää kuvion 5 linjan VI - VI mukaisen leikkauksen, kuvio 7 esittää keksinnön mukaisen sähköstaattisen suodattimen integroituna osana sisältävään tuloilmaelimeen tarkoitetun levymäisen osan, 25 kuvio 8 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen sähköstaattisen o suodattimen sisältävän tuloilmaelimen ensimmäisen suoritusmuodon, ^ kuvio 9 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen sähköstaattisen cv suodattimen sisältävän tuloilmaelimen toisen suoritusmuodon.

05 Kuvio 1 esittää suodatinlaitteen, jossa on keksinnön mukainen säh-

CM

x 30 köstaattinen suodatin. Selvyyden vuoksi ei ole esitetty suodattimen tunnettuja osia, kuten koteloa, mahdollista puhallinlaitteistoa, mahdollista ohjausyksikköä S jne. Tämä laite on siis tarkoitus asentaa muun muassa sähköstaattiseen suo-

CM

en dattimeen, joka sisältää puhallinlaitteen, joka tuo puhdistettavan ilman suodat- 05 timelle. Suodatin voidaan luonnollisesti sijoittaa myös ilmanvaihtotilaan, jonne 35 puhallin järjestetään tavallisen poistopuhaltimen tavoin eli erilleen suodattimesta.

7

Suodatin sisältää kaksi muotoiltujen osien ryhmää, jotka on valmistettu aiemmin määritellystä materiaalista. Tässä suoritusmuodossa osat 1, 1 on järjestetty kahteen ryhmään, jolloin näiden kahden ryhmän osat on järjestetty vuorotellen ryhmittäin toisiinsa nähden sivulle siirretyiksi. Ensimmäisen 5 ryhmän osat 1 on kytketty toisiinsa ja maahan 3. Maadoitus voi tapahtua esimerkiksi kampamaiseen kehykseen asennettujen osien avulla, jotka on liputettu pakettina suodattimen kotelon pidikkeeseen, kunnes maadoitettavat osat koskettavat johtavan materiaalin, esimerkiksi huokoisen sähköä johtavan elastomeerin tai vaahtomuovin tai joustavan tekstiilisuikaleen joustavaa maa-10 doitusnauhaa. Ammattimiehelle on selvää, miten tällainen maadoitus voidaan muotoilla niin, että maadoitettavat osat saavat hyvän kosketuksen maadoitus-nauhaan.

Yksi tai useampi kampamainen kehys 2 pitää osia 1, T ennalta määrätyllä etäisyydellä toisistaan. Kuvio 2 esittää kampamaisen kehyksen si-15 vulta. Suodatinlaitetta pitävät kasassa edullisesti (esittämättä jätetyt) hihnat, jotka kiristetty sen ympärille. Hihnat voidaan edullisesti kiristää kampamaisten kehysten ulkopuolelle. Kampamaiset kehykset on tehty eristävästä materiaalista, niin että osien T ryhmä, jota ei ole maadoitettu, voi jatkaa jännitteen vastaanottamista suodatinlaitteen muodosta ja varausosasta riippuen. Tästä 20 enemmän alla.

Ammattimies ymmärtää, että osien lukumäärä on mitoituskysymys ja riippuu läpivirtausnopeudesta, läpivirtauksen suuruudesta ja muista muuttujista, jotka ammattimies voi määrittää kokeellisesti.

Kuviossa 3 hiukkasten erotusosa on esitetty kotelon 4 sisään sijoi- 25 tettuna, jonka sisään on järjestetty hiukkasten erotusosan lisäksi nuolilla esite- o tyssä ilman virtaussuunnassa katsottuna erotusosan eteen myös hiukkasten ^ varausosa eli yksi tai useampia koronapurkauslankoja 5. Sähköä johtavat, pit- cv kät koronapurkauslangat 5 on kytketty siten, että ne kulkevat kotelon 4 läpi σ> poikittaissuunnassa ja valin päässä osista. Yhdistävä kehys 2 ja osien 1 välis en x 30 sä olevat maadoitukset 3 on esitetty myös.

* On syytä huomauttaa, että yhden tai useamman koronapurkauslan- S gan järjestäminen voi tapahtua vaihtoehtoisesti kotelon poikittaissuunnassa, C\l £2 mutta suorassa kulmassa piirustuksissa esitettyyn nähden.

05 Kuvio 4 esittää saman järjestelyn kuvion 3 linjan IV - IV mukaisena

35 poikkileikkauksena. Suina esitetään, kuinka koronapurkauslanka 5 on kiinnitetty koteloon 4 eristävän kiinnityskappaleen 6 avulla. Litteiden osien 1, T

8 kahden ryhmän siirtymä toisiinsa nähden näkyy selvästi. Kuvio 3 esittää maadoituksen, joka kytkee levymäisten osien 1 ryhmän maahan, ja 7 viittaa hihnaan, joka on levymäisten osien 1, 1 yhdessä pitämiseksi kiristetty niiden ja kampamaisten välineiden 2 ympärille.

5 Kuvio 5 esittää toisen suoritusmuodon keksinnön mukaisesta suoda- tinlaitteesta, joka on sijoitettu koteloon 4, jonka sisään on järjestetty hiukkasten erotusosan lisäksi myös hiukkasten varausosa, eli nuolilla esitetyssä ilman vir-taussuunnassa ennalta määrätylle etäisyydelle sen eteen on järjestetty ko-ronapurkauselektrodi 5. Hiukkasten erotusosassa on samankeskisesti toisiinsa 10 nähden vuorotellen järjestetyistä lieriömäisistä osista muodostuvat kaksi ryhmää, toisaalta maadoitetut osat 1 ja toisaalta eristetyt osat 1’. Elektrodeja 5 voi luonnollisesti olla useita, jos tämä on tarkoituksenmukaista keksinnön käsitteestä poikkeamatta. Kehys 3 maadoittaa osien 1 ryhmän.

Kuvio 6 esittää kuvion 5 suodatinlaitteen poikkileikkauksena. Koteloa 15 merkitään taas numerolla 4, maadoitettuja osia numerolla 1 ja eristettyjä osia numerolla 1’. Samankeskisten osien pitämiseksi oikealla etäisyydellä toisistaan käytetään (esittämättä jätettyjä) välikeosia.

Patenttivaatimusten mukaisen keksinnön toisessa suoritusmuodossa on mahdollista, että maadoitettujen ja maadoittamattomien osien muodostamia 20 ryhmiä ei ole sijoitettu toisiinsa nähden sivulle siirtyneiksi, ne voivat olla oleellisesti samankokoisia tai vaihtoehtoisesti virtaussuunnassa eripituisia, eli osien virtaussuunnassa kauimpana olevat reunat voisivat ulottua yhtä pitkälle, kun taas maadoittamattomien osien etureunat voisivat ulottua lähemmäksi hiukkasten varausosaa, jolloin maadoitettavien osien maadoitus pitää järjestää jol-25 lain muulla tavalla.

o On syytä huomauttaa, että kampamaiset kehykset voidaan tarvitta- ^ essa sijoittaa pareittain tai vaihtoehtoisesti levymäisten osien molemmille puo- c\j Nile. On myös ajateltavissa, että tietyissä erityistapauksissa on tarpeen käyttää 05 paketin koossa pitämiseen useampaa kuin yhtä kampamaista kehystä. Kun

CM

x 30 osat on järjestetty samankeskisesti, kampamainen kehys voidaan haluttaessa korvata muunlaisilla sähköä johtamattomilla välikkeillä.

S Sähköstaattisen suodattimen läpi viilaavasta ilmavirtauksesta ero-

CM

£2 tettavat hiukkaset varataan niiden kulkiessa suurjännitteisen osan läpi eli kun 05 ne ohittavat koronapurkauslangat. Käytön aikana osaryhmällä, jota ei maadoi- 35 teta ja joka ulottuu maadoitettuja osia pitemmälle on jännitejakelu, joka riippuu koronapurkauslankojen muodosta ja jännitteestä. Lähimmäksi koronapurkaus- 9 lankoja sijoitettujen osien reunoilla on vastakkainen varaus kuin koronapur-kauslangoilla, eli sama varaus, mutta ei välttämättä saman vahvuinen kuin hiukkaset vastaanottavat hiukkasten varausosan läpi koronapurkauslankojen jälkeen kulkiessaan. Tämä merkitsee sitä, että hiukkasia ohjataan halutussa 5 määrin maadoitettujen osien suuntaan, jolloin hiukkasten varaus purkautuu maahan päin ja maadoitetut osat kiinnittävät hiukkaset pinnalleen.

Laitteen rakenteen ansiosta osat voidaan yhdistävine hihnoineen helposti poistaa suodatinlaitteesta pakettina ja puhdistaa valinnaisella tavalla, esimerkiksi yksinkertaisesti huuhtelemalla, tai laitetta voidaan kierrättää.

10 Yllä mainitut edut koskevat myös tuloilmaelimen suoritusmuotoja, jotka sisältävät integroituna yksikkönä keksinnön mukaisen ja kuvioissa 7-9 esitetyn sähköstaattisen osan.

Kuvio 7 esittää tuloilmaelimeen tarkoitetun levymäisen osan 20, 20’. Se sisältää kolmen ominaisuuksiltaan erilaisen polymeerimuovimateriaalin 15 muodostamaa vyöhykettä. Vyöhyke 10 on muovattu materiaalista, jota on kuvattu yllä hiukkasten erotusosan sisältämien osien 1 ja T yhteydessä. Vyöhyke 11 on tehty eristävästä muovimateriaalista ja vyöhyke 12 muovista, johtavasta polymeeristä, jolla on esimerkiksi PCT - (positiivinen termistorijvaikutus jännitteen käyttöön. Tämä merkitsee sitä, että muovin resistanssi kasvaa lämpötilan 20 kohotessa. Tällaiset muovit tunnetaan tekniikan tasossa. Tämän tyyppisen materiaalin etuna on se, että se voidaan valita siten, että voidaan saavuttaa sopiva kuumenemisvaikutus, jolloin lämpötilan kohotessa polymeerimateriaalin kuumeneminen vähenee ja loppuu lopulta kokonaan. Tämä muovin käyttäytyminen on luonnollisesti palautuvaa. Tämä merkitsee sitä, että kuumenevan 25 osan rakenne yksinkertaistuu, koska monimutkaisia ohjauslaitteita ei tarvita, o Vyöhykkeelle 12 on järjestetty kaksi sähköjohdinta 15, 16, esimerkiksi osan ^ pituussuuntaan, jotka voidaan kytkeä esimerkiksi 220 V:n tai 110 V:n vaihto- oj virtalähteeseen. Kun jännite kytketään, tapahtuu materiaalin resistiivinen kuu- cr> meneminen.

(M

x 30 Nämä pidennetyt osat 20, 20’ voidaan tehdä eri materiaalit yhdessä suulakepuristamalla, jolloin ne muodostavat yhtenäisen kokonaisuuden.

S Vyöhykkeelle 11 voidaan muotoilla myös meistetyt reiät, jotta esi-

CM

£2 merkiksi yksi tai useampi koronapurkauslanka pääsisi osien läpi. Syy kuvataan 05 alla.

35 Kuvio 8 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen sähköstaattisen suodattimen sisältävän tuloilmaelimen ensimmäisen suoritusmuodon, jossa 10 kuvion 7 mukainen pidennetty osa on järjestetty oleellisesti samalla tavalla kuin yllä kuvatussa sähköstaattisessa suodattimessa, mutta jossa osien sähköllä kuumenevasta muovista valmistetut alueet on järjestetty yhteyteen hiukkasten erotusosan kanssa ja sen perään.

5 Kourun kotelo on merkitty numerolla 4. Ilman (nuolin esitetyssä) vir- taussuunnassa ensimmäiseksi on järjestetty yksi tai useampia koronapur-kauslankoja 5 ja niiden eristävät tuet 6. Seuraavana on etureuna osasta 20’, joka kuuluu eristettyjen osien ryhmään, osittain sen edessä olevan osan 20 peittämänä, joka kuuluu maadoitettujen osien ryhmään. Nämä kaksi tyyppiä on 10 järjestetty edullisesti vuorotellen. Osien numerolla 10 merkitty kohta on yhteydessä vyöhykkeeseen, jolla on aiemmin keksinnön mukaisen polymeerimateriaalin yhteydessä mainittu erityinen massavastus, eli osan tämä alue voidaan edullisesti valmistaa yhdestä tai useammasta kosteutta hylkivästä polymeeri-materiaalista, joiden massavastus on edullisesti 1 x102 -1 x108 Qcm, edulli-15 semmin 1 x 103 - 1 x 107 Qcm, tarkemmin 1 x 103 - 1 x 104 Qcm. Sitten seuraa ilman virtaussuunnassa vyöhyke 11 johtamattomine muoveineen ja sitten yllä kuvatulla tavalla kytkettävien johtimien 15 ja 16 avulla kuumennettava vyöhyke 16.

Kuvio 9 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen sähköstaattisen 20 suodattimen sisältävän tuloilmaelimen toisen suoritusmuodon, jossa kuvion 7 mukaiset osat on järjestetty oleellisesti samalla tavalla kuin yllä kuvatussa sähköstaattisessa suodattimessa, mutta jossa osien sähköllä kuumenevasta muovista valmistetut alueet on järjestetty suoraan yhteyteen hiukkasten erotusosan kanssa ja sen eteen.

25 Kourun kotelo on merkitty numerolla 4. Ilman (nuolin esitetyssä) vir- o taussuunnassa ensimmäiseksi on järjestetty yllä kuvatulla tavalla kytkettävien ^ johtimien 15 ja 16 avulla kuumennettava vyöhyke 16, jota seuraa vyöhyke 11, c\i jonne on järjestetty yksi tai useampia koronapurkauslankoja 5 siten, että ne cr, pääsevät vyöhykkeen 11 reikien 17 läpi. Osien tämä kohta on tehty eristävästä

(M

x 30 muovista. Ilman virtaussuunnassa seuraa sitten hiukkasten erotusvyöhyke, * jossa etummainen osa 20’ kuuluu eristettyjen osien ryhmään ja sen takana on S osittain piilossa osa 20, joka kuuluu maadoitettujen osien ryhmään. Nämä kak-

C\J

£2 si osatyyppiä on järjestetty edullisesti vuorotellen. Osien numerolla 10 merkitty 05 kohta on yhteydessä vyöhykkeeseen, jolla on erityinen massavastus, joka il- 35 moitettiin aiemmin keksinnön mukaisen polymeerimateriaalin eli osan yhteydessä, joka voidaan edullisesti valmistaa yhdestä tai useammasta kosteutta 11 hylkivästä polymeerimateriaalista, joiden massavastus on edullisesti 1 x 102 -1 x 108 Qcm, edullisemmin 1 x 103 - 1 x 107 Qcm, tarkemmin 1 x 103 - 1 x 104 Ωαη.

Kuvioiden 7-9 mukainen suoritusmuoto voidaan järjestää myös lie-5 riömäisten osien muotoon samalla tavalla kuin kuvioiden 5 ja 6 suoritusmuodossa esitettiin.

Patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön suoja-alan puitteissa on myös mahdollista, että mainittujen osien väliin sijoitetaan muita osia esimerkiksi toisenlaisen muodon aikaansaamiseksi, mikä voi tuottaa edullisia muutoksia 10 laitteen kentän jakautumiseen, yksi osaryhmä voidaan esimerkiksi kaksinkertaistaa tai jommankumman osaryhmän lisäosa voidaan vaihtaa vastaavasta syystä.

Keksintö ei millään tavalla rajoitu yllä kuvattuihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan vapaasti muutella lisävaatimusten suoja-alan puitteissa.

o δ

(M

CNJ

O)

(M

X

cc

CL

co

(M

CO

I'--

CD

Claims

12

1. Hiukkasia erottava sähköstaattinen suodatin, jonka tulopuolella on hiukkasten varausyksikkö, joka sisältää ainakin yhden hiukkasia varaavan ko-5 ronapurkauslangan sekä sen perään järjestetyn hiukkasten erotusyksikön, joka sisältää kaksi levymäisten osien (1, 1’) ryhmää, jolloin levymäisten osien ensimmäisen ryhmän osat (1) on kytketty maahan (3), tunnettu siitä, että levymäisten osien (1, 1’) kaksi ryhmää on järjestetty ennalta määrätylle etäisyydelle toisistaan ja toistensa suuntaisesti ja laitteen läpi viilaavan virtauksen 10 suuntaisesti, jolloin toisen ryhmän osat (1’) on eristetty laitteeseen ja toiseen ryhmään nähden, ja että osat (1, 1’) muodostuvat oleellisesti yhdestä tai useammasta kosteutta hylkivästä polymeerimateriaalista, jonka massavastus on edullisesti 1 x 102 - 1 x 101 Qcm, edullisemmin 1 x 103 - 1 x 102 Qcm, tarkemmin 1 x 103 - 1 x 104 Qcm.

2. Hiukkasia erottava sähköstaattinen suodatin, joka sisältää hiuk kasten varausyksikön, joka sisältää edemmäs järjestetyn ainakin yhden hiukkasia varaavan koronapurkauselektrodin (5) sekä sen perään järjestetyn hiukkasten erotusyksikön, joka sisältää kaksi ryhmää, jolloin ensimmäisen ryhmän osat (1) on kytketty maahan (3), tunnettu siitä, että hiukkasten erotusyk-20 sikön kaksi ryhmää muodostuvat yhdensuuntaisesti samankeskisesti toisiinsa nähden vuorotellen ennalta määrätylle etäisyydelle toisistaan järjestetyistä ontoista lieriömäisistä osista (1, 1’), jolloin toisen ryhmän osat (1’) on eristetty laitteeseen ja toiseen ryhmään nähden, ja että osat (1, 1’) muodostuvat oleellisesti yhdestä tai useammasta kosteutta hylkivästä polymeerimateriaalista, 25 jonka massavastus on edullisesti 1 x 103 4 - 1 x 101 Qcm, edullisemmin 1 x 103 -o 1 x 102 Qcm, tarkemmin 1 x 103 - 1 x 104 Qcm. o}

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sähköstaattinen suodatin, tunnettu siitä, että osat on järjestetty vuorotellen ryhmittäin osien pituus-σ> suunnassa toisiinsa nähden sivulle siirretyiksi, jolloin ensimmäisen ryhmän x 30 osat (1) on järjestetty kauemmaksi hiukkasten varausosasta ja on kytketty CC maahan (3), ja että toisen ryhmän osat (1’) on eristetty laitteeseen ja toiseen ^ tunnettu siitä, että oleellisesti eristävää materiaalia olevat, muodoltaan 35 edullisesti kampamaiset koossapitovälineet (2) on järjestetty pitämään osat (1, 1’) ennalta määrätyllä suhteellisella etäisyydellä toisistaan. 2 £2 4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen sähköstaattinen suodatin, 3 ryhmään nähden ja on järjestetty lähemmäksi hiukkasten varausosaa.

4 C\l 13

5. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen sähköstaattinen suodatin, tunnettu siitä, että pyöreät osat (1, 1’) ja koossapitovälineet (2) käyttävät paketin muodostamiseksi hihnaa.

6. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen sähköstaatti-5 nen suodatin, tunnettu siitä, että osien (1, 1’) materiaali on sivelty muovi, jolloin sivelyaineena käytetään edullisesti hiiltä.

7. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen sähköstaattinen suodatin, tunnettu siitä, että osiin tehdään valmistettaessa rosoinen, epätasainen tai vaihtoehtoisesti karhennettu pinta, esimerkiksi siten, että 10 osan/osat valmistava muotti on varustettu pinnalla, joka osien puristuksen tai muovauksen aikana muodostaa karhean/rosoisen epätasaisen pinnan.

8. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen sähköstaattinen suodatin, tunnettu siitä, että osissa on ainakin kaksi vyöhykettä, joiden resistiivisyydet eroavat toisistaan ja joita erottaa alue, jonka resistiivisyys on 15 suurempi tai pienempi.

9. Tuloilmaelin, tunnettu siitä, että se sisältää integroituna osan jonkin patenttivaatimuksista 1 - 8 mukaisen sähköstaattisen suodattimen, ja lisäksi siitä, että ainakin ennalta määrätty määrä suodatinyksikön sisältämistä osista (1, 1’) on muotoiltu siten, että ne muodostavat pidennetyn osan (20, 20’) 20 vyöhykkeen (10), joka toisessa päässä muuttuu keskeytymättä vyöhykkeeksi (11), joka on eristävää muovia, ja että vyöhyke (11) muuttuu keskeytymättä vyöhykkeeksi (12), joka sisältää johtavaa muovia, joka sopii vastuskuumennukseen ja jolloin tällä vyöhykkeellä (12) on ainakin osan vyöhykkeestä (12) kuumentamiseksi ainakin kaksi johdinta (15, 16) / jotka voidaan kytkeä jänni- 25 telähteeseen. o δ CM CM 05 CM X tr CL CD CM CO 05 14