FI123963B - Sähkösuodatin - Google Patents

Description

Sähkösuodatin Tämä keksintö koskee sähkösuodatinta ja lähemmin sanottuna sellaista säh-5 kösuodatinta, jonka avulla on mahdollista poistaa partikkeleita ja haitallisia aineita savukaasuista. Aivan erityisesti, joskaan ei suinkaan yksinomaan, tarkoitus on poistaa mainittuja haitta-aineita pienpoltossa syntyvistä savukaasuista.

Sähkösuodatus on sinänsä tunnettu toimintaperiaate, joka perustuu korkean jänni-10 tepotentiaalin käyttöön. Puhdistettavat kaasut johdetaan korkeajännitekenttään, jossa kaasujen sisältämät pienhiekkaset varautuvat tiettyjen lakien mukaan ja kiinnittyvät keräyspinnoille. Pinnoilta sinne kerääntynyt materiaali poistetaan sopivalla tavalla 15 Koska sähkösuodattimia käytetään varsin monenlaisissa puhdistustehtävissä, myös niiden konstruktiot ovat hyvin moninaisia. Tunnetaan lukuisa joukko suodatin rakenteita, jotka ovat erillisiä laitoksia, jonne savukaasut johdetaan, jossa ne puhdistetaan ja josta puhdistettu kaasu johdetaan ulos, kun taas puhdistuksessa talteen otettu materiaali toimitetaan erikseen pois järjestelmästä.

20 Sähkösuodatuksessa on lukuisia ongelmia, joita ratkaisemaan on taas tehty uusia keksintöjä. Yksi merkittävä ongelma liittyy käytettävään korkeaan jännitteeseen, joka on usein muutaman kymmenen kilovoltin luokkaa. Korkea jännite aiheuttaa ” helposti läpilyöntejä erityisesti silloin, kun laitos on likaantunut, sillä noki ja sen o ^ 25 kaltaiset epäpuhtaudet ovat tunnetulla tavalla johtavia materiaaleja.

O

OJ

^ Toinen ongelma on laitoksen koko ja sitä kautta hinta. Jos tarkoitus on valmistaa * normaaleihin savukanaviin suoranaisesti liittymätön erillinen sähkösuodatinlaite, sen hinta ja yleensä kokokin nousevat huomattaviin mittasuhteisiin.

CNj 30 S Kolmas ongelma on se, kuinka saada poistettua suodattimen keräämät materiaalit laitteistosta. Tähän tarkoitukseen on käytetty erilaisia ravistimia ja täryttimiä. Niiden teho on kuitenkin varsin vaatimaton ja toteuttaminen on hankalaa, koska se vaatii suhteellisen monimutkaiset ja kalliitkin laitteistot. Ongelmaksi muodostuu 2 myös se, että irrotettu karsta pyrkii lähtemään piipussa/laitteistossa tapahtuvan ilmavirtauksen mukaan, jolloin puhdistamisella ei periaatteessa saavuteta mitään hyötyä.

5 Tunnetaan myös erilaisia kaapimia ja harjoja, joiden avulla pyritään irrottamaan kerääntynyt karsta kanavan seinämistä. Toimivuus ja sijoittelu niin, että tämä laitteiston osa ei häiritse muita toimintoja on usein puutteellista.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen sähkösuodatin, joka 10 toimii hyvin, joka on asennettavissa myös jälkiasennuksena helposti olemassa olevan savupiipun yhteyteen ja jonka suhteen karstan kerääminen ja poisto käyvät helposti päinsä. Tarkoituksena on myös aikaansaada kompakti ja edullinen ratkaisu. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada luotettava ja hyvän puhdis-tustehon säilyttävä rakenne, joka on tarvittaessa helposti automatisoitavissa.

15

Edellä mainitut ja muut tämän keksinnön hyvät puolet ja edut on aikaansaatu siten kuin esitetään tunnusomaiseksi oheisissa patenttivaatimuksissa.

Keksintöä kuvataan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jotka 20 kuvaavat keksinnön käyttökelpoisia ja hyvänä pidettyjä suoritusmuotoja.

Kuviossa 1 esitetään aksonometrisenä kuvana keksinnön mukaisen laitteen eräs suoritusmuoto;

CO

δ ώ 25 Kuviossa 2 esitetään kuvion 1 rakenne nähtynä suoraan ylhäältä päin;

(M

Kuviossa 3 puolestaan esitetään keksinnön mukaisen laitteen pystyleikkauskuva

CC

suoraan sivulta nähtynä; ja

CD

LO

cm 30 Kuviossa 4 on kuvattu kuvion 3 tapainen leikkaus, nyt kuitenkin nähtynä viistosti

O

cm ylhäältä.

Kuvion 1 suoritusmuotoa kuvataan seuraavassa. Savupiippua, josta puhdistettavat palokaasut purkautuvat, ei ole piirustuksiin merkitty ollenkaan. Kuitenkin kek- 3 sinnön mukaisen laitteen 1 perusasetelma on sellainen, että laite asetetaan ja kiinnitetään olemassa olevan savupiipun päähän niin, että savukanavasta purkautuvat savukaasut kulkevat keksinnön mukaisen laitteen keräyskanavan kautta. Savupiipun laadulla ei sinänsä ole merkitystä keksinnön kannalta. Piippu voi olla 5 tiilistä muurattu tavanomainen savukanavalla varustettu piippu tai esimerkiksi metallinen valmishormi.

Kuviossa 1 on esimerkinomaisesti esitetty jonkinlainen pohjalevy 2, joka auttaa kiinnityksessä. Kiinnitystä varten voidaan käyttää tosin mitä tahansa tapaa tai 10 välinettä, joka niihin olosuhteisiin sopii. Piipun ja suodattimen välinen tiivistys voidaan tehdä tarvittaessa tavanomaisin menettelyin.

Kuvioista 1 ja 2 voidaan päätellä, että keksinnön mukainen laite ton olennaisesti poikkileikkaukseltaan pyöreä niin, että ulkovaipan 3 ja sisävaipan 4 väliin jää olen-15 naisen rengasmainen virtauskanava 5, jonka kautta savupiipusta tulevat savukaasut kulkevat. Yksityiskohtaisemmasta kuvauksesta voidaan kuitenkin helposti päätellä, että pyöreä poikkileikkaus ei ole millään tavalla pakollinen. Laitteen muotoilu esimerkiksi suorakaiteen muotoiseksi on täysin mahdollista.

20 Kuten sähkösuodattimissa yleensä, tässäkin laitteessa käytetään korkeajännitteistä kenttää epäpuhtauksien keräämiseen savukaasuista. Niinpä kuvioissa keskellä näkyvä olennaisen putkimainen sisävaippa 4 on varaukseltaan negatiivinen, samoin kuin myös laitteen ulkovaippa 3. Sen sijaan rengasmaiseen kanavaan 5 on

CO

g sijoitettu useita tankomaisia positiivisen varauksen elektrodeja 6, tässä suoritus-

C\J

^ 25 muodossa kahdeksan kappaletta.

CVJ

cvj

Keksinnön mukaisella sähkösuodattimella on kahden negatiivisen pinnan takia cc suuri keräyspinta-ala, vaikka virtausmatka onkin lyhyt. Keräys on tästä syystä

CD

^ tehokasta.

LO

w 30 o ^ Negatiivisen varauksen osat 3 ja 4 yhdistyvät toisiinsa sopivasti esimerkiksi käyttä mällä muita rakenteita varten olevia tukirakenteita, joita kuviossa 1 on merkitty viitenumeroilla 7 ja 8. Positiivisen varauksen elektrodit 6 on puolestaan kiinnitetty rengasmaiseen tukikehään 9, joka on tuettu virran syöttöä varten eristetyllä tavalla 4 ulompiin ranteisiin sopivien liitäntävälineiden 10 avulla. Näihin liitäntävälineisiin jännite tuodaan sopivaan paikkaan laitteen yhteyteen sijoitetusta korkeajännitelähteestä, jota kuvioihin ei ole piirretty. Laitteen yhteyteen voidaan sijoittaa myös ohjainyksikkö sähkösuodattimen toimintojen ohjaamista varten.

5

Keksinnön suhteen on eräs merkittävä asia, että virran syöttö tapahtuu sellaisten rakenteiden kautta, jotka on eristetty ympäristöstä ja muista rakenteista kohdassa, joka ei ole tekemisissä savukaasujen kanssa. Tällöin vältytään nokeentumisen aiheuttamilta läpilyönneiltä ja laite pysyy siinä mielessä täydessä käyttökunnossa 10 käyttöikänsä. Esimerkinomaisesti eristettä, joka sijaitsee laitteen ulkopinnassa, on merkitty viitenumerolla 18.

Savukaasut kulkevat siis savupiipusta rengasmaiseen laitteen 1 kanavaan 5, jossa tapahtuu savukaasujen epäpuhtauksien kerääntyminen kanavan 5 seinämil-15 le eli ulkovaipan 3 sisäpinnalle ja sisävaipan 4 ulkopinnalle.

Seuraaväksi viitataan lähinnä kuvioihin 3 ja 4, jotka esittävät keksinnön mukaisen sähkösuodattimen sisärakenteita. Keksinnön kannalta olennainen asia on keräys-pinnoille kerääntyneiden epäpuhtauksien poistaminen, haluttaessa automaatti-20 sesti, jotta puhdistusteho säilyy ja jotta kerääntyvä materiaali ei aiheuta virran kulkeutumista sen kautta hallitsemattomalla tavalla. Tätä varten keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluu puhdistusmekanismi, jota kuvataan seuraavassa.

CO

ς Tässä yhteydessä on huomattava, että savukaasut kulkevat seuraavassa kuvatta-

CNJ

£ 25 van keräyskourun 11 sisälle jäävän olennaisen rengasmaisen aukon kautta puh- ^ distusalueelle. Muotoilut ovat kaarevia ja mahdollisimman vähän virtausvastusta

(M

aiheuttavia.

CC

CL

CO

jr Ennen puhdistuksen alkamista laitteesta luonnollisesti katkaistaan virta. Puhdista-

LO

£! 30 mistä varten laitteeseen kuuluu olennaisesti rengasmaisen kanavan 5 mittoja o 00 vastaava, olennaisen kehämäinen puhdistuskouru 11. Kourun mitoitus on sellai nen, että kourun 11 yläreunat vastaavat varsin tarkasti kanavan mittoja niin, että kourun 11 liikkuessa ylöspäin, reunat samalla poistavat kerääntyneet epäpuh 5 taudet ulkokehän sisäpinnalta ja sisäkehän ulkopinnalta. Irtoavat epäpuhtauden putoavat talteen kouruun 11.

Kuten mainittiin, kertyneiden epäpuhtauksien poistaminen tapahtuu nostamalla ja 5 laskemalla puhdistuskourua 11. Eräs esimerkki puhdistuskourun nostamisen ja laskemisen aikaansaamiseksi on esitetty havainnollisesti kuvioissa 3 ja 4. Puhdis-tuskouru 11 on yhdistetty keskeisellä yhdystangolla 12 tai sen kaltaisella. Sisäke-hässä 4 on tämän tangon 12 liikkumista varten pitkittäinen eli kuviossa pystysuuntainen lovi tai hahlo 13 sen kahdella vastakkaisella puolella mahdollistamaan 10 tangon 12 liikkuminen mainittuja hahloja 13 pitkin ylös ja alas.

Kourun 11 ylös ja alas liikkumista voidaan tukea ja ohjata tarvittaessa sisävaipan 4 sisäpintaan tukeutuvilla välineillä 14, jotka voivat olla millaisia hyvänsä, kuten tappimaisia tai kehämäisiä aina tarpeen mukaan. Puhdistuskouru 11 tosin hoitaa 15 automaattisesti oman asemansa myös noston ja laskun aikana.

Yksi järkevältä tuntuva ratkaisu puhdistuskourunll ja siihen liittyvien rakenteiden nostamiseksi ja laskemiseksi on esitetty kuvioissa. Niinpä pienikokoinen sähkö-moottori 15, joka kelaa nostovaijeria 16 tai -ketjua tai sen kaltaista, joka on yhdis-20 tetty nostorakenteisiin 12, riittää hyvin tähän tarkoitukseen. Mikäli laskeutuminen halutaan varmistaa voidaan sama moottori järjestää kelaamaan myös laskeutumisen varmistavaa vaijeria luonnollisesti toiseen suuntaan kuin nostovaijeria. Teknisesti tämä käy päinsä esimerkiksi sijoittamalla puhdistuskourun 11 alapuoliselle £ alueelle tukipyörä, jonka kautta laskemista avustava vaijeri on viety kourun raken- ™ 25 teisiin, o

CVJ

Keksinnön parhaan suoritusmuodon mukaisesti laitteistoon on yhdistetty oh-* jausyksikkö, joka on ohjelmoitavissa suorittamaan puhdistus, toisin sanoen puh- ^ distuskourun 11 nosto ja lasku halutulla syklillä automaattisesti. Yksikkö voi suo-

LO

cvj 30 rittaa erilaisia mittauksia, joiden perusteella määritetään se, koska on tarpeen tai

O

cvj voidaan suorittaa puhdistus. Automatiikka voi huolehtia myös toimenpiteistä, jotka liittyvät karstan poistoon kourusta 11. Mikäli automaattista toimintoa ei haluta tai voida käyttää, toimintoja voidaan ohjata tarvittaessa myös kaukosäätimen avulla.

6

Automatiikan ohjaukseen voidaan liittää erilaisia antureita, kuten erityisesti lämpötilaa tunnusteleva anturi, josta saadaan tietoa palotapahtumasta ja sen loppumisesta. Samaisella lämpötilan anturoinnilla voidaan määrittää myös se, koska säh-kösuodattimeen on järkevää kytkeä virta tai katkaista virran syöttö. Automatiikka 5 voi hhuolehtia myös syötettävän jännitteen suuruudesta vaikkapa alentamalla jännitettä, jos läpilyöntejä on odotettavissa.

Eräs nostamiseen ja laskemiseen liittyvä seikka on elektrodien 6 sijainti rengasmaisessa kanavassa 5. Kun keräyskourua 11 alettaisiin nostaa, elektrodit estäisi-10 vät kourun nousun kourun noustua kiinni elektrodien 6 päihin. Keksinnön mukaisesti tämä on ratkaistu siten, että keräyskourun 11 pohjassa on kunkin elektrodin 6 kohdalla reikä, joka on varustettu kauluksella, johon elektrodi ohjautuu kourua nostettaessa. Kaulus varmistaa sen, että keräyskourun 11 pohjalle kerätty jäte ei valu reikien kautta alas savupiippuun. Kaulusta 17 voidaan myös hyödyntää elekt-15 rodien puhdistukseen tekemällä sovituksesta riittävän tiukka, jolloin kauluksen läpi kulkeva elektrodi puhdistuu automaattisesti.

Kouruun 11 kerätty karsta voidaan käydä poistamassa kourusta tarvittaessa. Tämän voi tehdä vaikkapa nuohooja muiden toimiensa ohessa. Kuitenkin poisto 20 voidaan järjestää myös helpommalla tavalla. Eräs ajateltu, helpompi, vaihtoehto kerääntyneen karstan poistamiseksi on, että karsta poistetaan imurin avulla. Laitteen ylärakenteisiin on mahdollista liittää imuputki, joka ulottuu keräyskouruun 11 silloin, kun kouru on yläasennossaan. Imuri itsessään voi olla missä tahansa. t? Imuri voi käynnistyä automaattisesti silloin, kun kouru saavuttaa yläasentonsa tai ^ 25 käynnistys voi tapahtua manuaalisesti. Tarvittaessa voidaan hyödyntää muussa ^ käytössä olevaa erillistä imuria, joka liitetään imuputkeen vain tarvittaessa. Kourun ™ tehokasta, joka puolelta tapahtuvaa puhdistamista varten imuputki voidaan muo- ^ töillä ulottumaan koko kourun kehän alueelle tai imuputkeen voidaan yhdistää ^ haluttu määrä suulakkeita.

OJ 30 o cv Keräyskourun 11 nostomekanismi voi sijaita, sen sijaan että se sijaitsisi sisävai- pan 4 sisäpuolella, myös savukanavassa 5. Tällöin mekanismi olisi parhaimmillaan tyypiltään sellainen, että se asetettaisiin toimintakuntoon vain puhdistuksen ajaksi ja muuten se siirrettäisiin syrjään, jottei se häiritsisi puhdistusoperaatiota.

7

On selvää, että keksinnön mukaisen sähkösuodattimen tekniset ja ulkonäölliset yksityiskohdat ovat riippuvaisia niin viranomaismääräyksistä kuin myös asennuspaikan käytännön olosuhteista ja siten ne voivat vaihdella huomattavasti esitetystä pysyen silti keksinnön perusajatuksen ja oheisten patenttivaatimuksien suojapiiris-5 sä.

Laitteistoon voidaan lisätä haluttaessa keräyskourun 11 sulkevia rakenteita sen varmistamiseksi, ettei kerääntynyt karsta tempaudu savukaasuvirtauksen mukaan. Puhdistusoperaation alkaessa ja kourun lähtiessä liikkumaan ylöspäin mainitut 10 sulkevat rakenteet aukeavat, jolloin karsta pääsee putoamaan kouruun. Rakenne voi olla esimerkiksi levymäinen ja saranoitu. Avautuminen voidaan järjestää tapahtumaan liikkeen vaikutuksesta tai jollakin muulla tavalla.

Kaiken kaikkiaan edellä esitetty ratkaisu on yksinkertainen, toimintavarma ja edul-15 linen ratkaisu, joka sopii liitettäväksi savukaasujärjestelmään missä tahansa vaiheessa. Ensiasennuksen lisäksi myös jälkiasennus on vaivatonta. Laitteen pienen koon takia se voidaan myös helposti irrottaa asennuspaikastaan ja poistaa tilapäisesti nuohousta tai korjausta varten. Saranoitu asennus on myös mahdollinen. Ulkonäöllisesti laitteesta voidaan saada lähes huomaamaton vaikkapa koteloimal-20 la se piipunhatun malliseen kuoreen.

Keksinnön mukaisen sähkösuodattimen monet toiminnot voidaan automatisoida ja se on mahdollista myös varustaa ohjaus/monitorointiyksiköllä, jonka perusteella ” käyttöä voidaan monin tavoin optimoida.

o ™ 25 o

(M

(M

DC

CL

CD

LO

C\1 o

CM

Claims (11)

1. Sähkösuodatin (1) käytettäväksi poltosta syntyvien savukaasujen puhdistukseen korkeajännitteiseen sähkökenttään perustuvalla erottelulla ja käsittäen savukanavan (5), jossa sijaitsee positiivisesti varattavia elektrodeja (6) kanavan (5) seinämien ollessa negatiivisesti varattavia, jolloin sähkösuodattimeen kuuluu myös välineet kerääntyneen karstan irrottamiseksi ja talteen keräämiseksi savukanavan (5) seinämistä, tunnettu siitä, että sähkösuodattimessa on ulkovaippa (3) ja keskeinen sisävaippa (4), jolloin savukanava (5) muodostuu ulkovaipan (3) ja sisävaipan (4) välille, ja että välineet kerääntyneen karstan irrottamiseksi ja talteen keräämiseksi savukanavan (5) seinämistä muodostuvat savukanavassa (5) ylös-alas liikutettavasta kourusta (11).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkösuodatin, tunnettu siitä, että elektrodit (6) on kiinnitetty rengasmaiseen tukikehään (9), johon virta on tarkoitus tuoda savukanavan (5) ulkopuolella eristetyn (18) yhteen (10) kautta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkösuodatin, tunnettu siitä, että kourussa (11) on kauluksella (17) varustetut reiät elektrodeja (6) varten.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkösuodatin, tunnettu siitä, että sisävaippa (4) on varustettu leikkauksilla tai hahloilla (13) mahdollistamaan kourun (11) liikkuminen ylös ja alas.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sähkösuodatin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu sähkömoottori (15) ja sen käyttämä vaijeri, -ketju, -tanko tai vastaava (16) kourun ” nostamiseksi ja laskemiseksi. o J c\j i o

^ 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sähkösuodatin, tunnettu siitä, että se on c\j x irrotettavalla tai siirrettävällä tavalla savupiipun päähän kiinnitettävää tyyppiä, cc CL CO

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sähkösuodatin, tunnettu siitä, että siinä on c\j £ imuputki puhdistuksessa irronneen karstan imemiseksi pois kourusta (11) etenkin silloin, kun c\j kouru on ylös nostettuna.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sähkösuodatin, tunnettu siitä, että kourun yläreunat on muotoiltu tai varusteltu raapimaan pois ulkovaipan (3) sisäpinnalle ja sisävaipan (4) ulkopinnalle kerääntynyt karsta ja muut epäpuhtaudet.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sähkösuodatin, tunnettu siitä, että sen ulkovaippa (3) ja sisävaippa (4) ovat poikkileikkaukseltaan olennaisen ympyrämäisiä ja että niiden väliin jäävä savukanava (5) on rengasmainen.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sähkösuodatin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ohjausyksikkö laitteen automaattiseksi puhdistamiseksi ja tarvittaessa eri parametrien, kuten lämpötilan, tarkkailemiseksi ja haluttujen toimintojen automaattiseksi suorittamiseksi mitattujen/havainnoitujen parametrien perusteella.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sähkösuodatin, tunnettu siitä että kouru (11) on suljettavissa sen päälle saranoidulla kansirakenteella, joka on edullisesti automaattisesti tarvittaessa avautuva. co δ c\j i o C\1 C\1 X DC CL CO δ C\1 δ C\1