NO781843L - Elektrostatisk stoevutskiller. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en elektrostatisk støvut-skiller av våt-typen, i hvilken strømmen av det medium som skal renses bringes til å passere i det minste et par oppladede elektroder, idet den ene pol på en spenningskilde er forbundet med den ene elektrode og den annen pol med den annen elektrode, slik at det frembringes et elektrostatisk felt.

Elektrostatiske støvutskillere brukes til å fjerne forurensninger fra luft, for å rense og adskille gasser og å fjerne partikler som finnes i gasser. I henhold til hoved-prinsippene for anordninger av kjent type blir det medium som skal renses, for eksempel luft, brakt til å strømme gjennom et rom forsynt med utladningselektroder og kollektor-plater. Mellom utladningselektrodene og kollektor-platene blir det til-veiebrakt en tilstrekkelig høy spenning til å avstedkomme så-kalt korona-utladning fra utladningselektrodene og samtidig et elektrostatisk felt mellom disse elektroder og kollektor-platene. Det påtrykkes fortrinnsvis en negativ spenning på utladningselektrodene for å avstedkomme en negativ korona og ionisering. Under korona-utladningen utvikles det både positive og negative ioner hvorav de positive ioner forblir ved utladningselektroden pga. dennes negative ladning, mens de negative ioner beveger seg mot kollektor-platene langs feltlinjene i det elektrostatiske felt. De negative ioner vil da oppfange de partikler som skal fjernes fra mediet, opplade disse og føre dem mot kollektor-platene. Det medium som renses på denne måte blir så trukket ut fra den annen ende av anordningen.

Kollektor-platene blir rengjort med faste mellomrom for å fjerne det støv som er avsatt på disse. Denne ren-gjøring foretas vanligvis ved hjelp av kraftige vannspruter. Under tiden blir det også anvendt.vibrasjonsinnretninger for

å oppnå en bedre virkning. Den vanskelige rengjøring av kollektor-platene er i virkeligheten den alvorligste mangel ved denne type støvutskillere. Støvpartikler vil sette seg meget godt fast på kollektor-platene. Rengjøringsmekanismen blir derfor meget komplisert og kostbar slik at anordninger av denne

type bare kan brukes som store enheter i forbindelse med om-fattende luftkondisjoneringsanlegg og støvfjerningsinstallasjon-er.

Tørre elektrostatiske støvutskillere har vist seg å være temmelig ineffektive, idet resultatet av rensingen er meget dårlig. Videre kan de innebære fare for brann og eksplo- , sjon, fordi avsatt støv under visse betingelser kan antennes, hvilket lett kan spre seg i omgivelser med meget støv. Derfor

kan de.ikke og er heller ikke tillatt å brukes for eksempel, i visse industrier. Fjernelse av støvavsetninger fra anordningen kan være meget vanskelig.

Det er også kjent elektrostatiske støvutskillere av våt-typen hvor det samtidig med den luft som skal renses også innføres en vannsprut som finfordelte dråper. Disse små dråper blir så ionisert av utladningselektrodene og ionene vil oppfange de støvpartikler som finnes i luften og føre den mot kollektor-platene. Konstruksjonen av denne type støvutskillere er meget komplisert og deres vedlikehold er også vanskelig slik at det oppstår høye omkostninger ved driften.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en effektiv og konstruksjonsmessig enkel elektrostatisk støvutskiller egnet spesielt for luftkondisjonering i rom så vel som for industriell støvutskillihg.

Et annet formål er å tilveiebringe en anordning som bruker så lite energi som mulig, som har en kontinuerlig fjernelse av støvpartikler og som tillater at vedlikeholdet av anordningen kan være så lett som mulig.

Det som i første rekke er nytt og særegent ved støv-utskilleren ifølge denne oppfinnelse består i at elektrodene er anordnet i et gjennomstrømningsrom nær hverandre og etter hverandre for frembringelse av flere elektrostatiske, felter hær og etter hverandre, gjennom hvilket mediumstrømmen som skal renses blir ledet, og hvor de elektroder som er forbundet med den ene pol av spenningskilden har stort sett en strenglignende form, og de øvrige elektroder som er forbundet med den annen pol av spenningskilden har hovedsakelig plate-form, slik at det fremkommer inhomogene elektrostatiske felter, idet den anvendte spenning er bestemt til å være så stor at den ikke bevirker noen korona-utladningseffekt, men de elektrostatiske felter bevirker adskillelse av positive og negative ladninger på partiklene fra hverandre, slik at disse blir omdannet til elektriske dipoler som begynner å bevege seg mot den elektrode hvis elektrostatiske feltstyrke er størst, og at de strengformede elektroder er tilforordnet en fluidum-strøm som fører med seg de partikler som treffer elektroden.

En konstruksjon i henhold til de karakteristiske trekk ved denne oppfinnelse medfører en støvutskiller av meget enkel oppbygning, som er effektiv og pålitelig under drift og lett å vedlikeholde. Den nødvendige energimengde er også liten.

Noen utførelsesformer av oppfinnelsen skal omtales

i den følgende beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor:

Figur 1 skjematisk viser det grunnleggende prinsipp for virkemåten av en anordning i henhold til denne oppfinnelse. Figur 2 viser i snitt en anordning ifølge oppfinnelsen sett fra den ene side og tegnet skjematisk. Figur 3 viser forfra den ene (positive) av to elektroder i en anordning ifølge oppfinnelsen, i forstørret måle-stokk. Figur 4 viser det samme som på figur 3 fra siden. Figur 5 viser et snitt etter linjen A-A på figur 1, hvor den negative elektrodeplate er synbar. Figur 6 viser i forstørret detalj en fordelaktig konstruksjonsmåte for den negative elektrodeplate. Figur 7 viser delvis i snitt et sideriss av en annen utførelsesform av støvutskilleren ifølge oppfinnelsen. Figur 8 viser forfra en anordning ifølge oppfinnelsen. Figur 9 viser i planriss elektrode-enheten i anordningen på figur 7 . Figur 10 viser et sideriss av enheten på figur 8 delvis i snitt.

Figur 11 viser i planriss en annen utførelsesform

av elektrodeenheten til forskjell fra den på figur 7.

Figur 12 viser et sideriss av enheten på figur 10,

og delvis i snitt..

Prinsippet for en elektrostatisk støvutskiller i henhold til denne oppfinnelse fremgår av figur 1, hvor A og B

er elektroder vist i tverrsnitt. Elektroden A er en negativ plate-élektrode og elektroden B er en positiv strengformet eller stavformet elektrode. Til elektrodene er det koplet en forholds- . vis høy spenning på noen kilovolt som frembringer et elektrostatisk felt mellom elektrodene. Når en partikkel C medført av strømmende luft kommer inn i dette felt, blir den omdannet til en elektrisk dipol og begynner å bevege seg i den retning hvor feltstyrken er høyest, i dette tilfelle mot strengen B. Da det i henhold til et aspekt ved denne oppfinnelse brukes en streng dannet av en vannstråle eller tynn strøm, blir partikkelen ført bort av denne. I en støvutskiller i henhold til oppfinnelsen blir luften derfor ikke ionisert for å opplade med elektrisitet den partikkel som skal fjernes. Det fremkommer ingen elektrisk utladning.

En anordning (figurene 2 til 6) ifølge denne oppfinnelse omfatter et kasselignende rammeverk 1 som mest hensiktsmessig har kvadratisk eller rektangulær form. Toppen 2 av kassen eller rammeverket er åpen og kan være forsynt med et lokk til å åpne for instruksjon og vedlikehold. Begge ender er også åpne. Åpningen i endedelen 3 er forsynt med et luftfilter 4

som i seg selv er av kjent konstruksjon, og i den annen ende 5

er det montert en vifte 6 som bevirker luftgjennomstrømning i støvutskilleren. Det er naturligvis mulig å forsyne åpningene med passende gitre eller nett som uten å hindre luftstrømmen beskytter.de indre deler og som kan åpnes for å muliggjøre vedlikehold. Det kasselignende rammeverk kan mest hensiktsmessig fremstilles av et passende plastmateriale for å gjøre det lettere å avstedkomme elektrisk isolasjon. Bunnen av kasse-verket omfatter et basseng 7 for å oppta væsker, og på under-siden er det vist ben 8..

I henhold til oppfinnelsen er positive og negative elektroder 10 og 11 anordnet vekselvis og i rekkefølge i det sentrale rora 9. De positive elektroder 10 (figurene 3 og 4) består av en ramme 12 med et væsketrau 13 eller lignende på toppen. Bunnen av trauet 13 er forsynt med små gjennom-strømningsåpninger 14 plassert nær hverandre. Gjennom disse åpninger er det ført tynne strenger 15, hvis øvre ender er festet til en stang som går langs midten av trauet, og de nedre ender er festet til bunndelen av rammen. Formålet med disse strenger er å virke som føringer for væskestrømmen.

Vann eller en annen væske strømmer langs disse strenger. Olje er også egnet da dette gjør isoleringen lettere. I dette tilfelle må føringsstrengen bestå av et eller annet elektrisk ledende materiale, såsom et metall. Ved midten av elektroderammen er det vist et overløpsrør 17 for å hindre at trauet blir overfylt. Trauene for individuelle elektroder er videre forbundet med hverandre ved hjelp av forbindelsesrør 18 som holder væsken i alle trau på det samme nivå. Den indre over-flate av kassen eller rammeverket for anordningen kan være forsynt med trakter eller føringer som elektrodene skyves inn i slik at de inntar korrekt stilling. Mellomplater 19 adskiller elektrodene fira hverandre og understøtter disse. Elektrodene er imidlertid elektrisk forbundet med hverandre, dvs. ved hjelp av forbindelsesrørene 18, som kan være elektrisk ledende. De nedre ender av elektrodene 10 rekker nedenfor væskenivået i bassenget 7. Støvutskilleren er forsynt med en pumpe 20 for å pumpe væske fra bassenget 7 til trauet 13 når støvutskilleren er i drift. Fra trauet 13 strømmer væsken kontinuerlig ned langs strengene 15. Bunnen av bassenget er forsynt med et filter 21, hvis formål er å oppsamle urenheter fra væsken i bassenget. Dette filter er selvsagt utskiftbart eller egnet til å renses.

De negative elektroder 11 har likhet med en tråd-nettplate (figurene 5 og 6) eller en finmasket "bikake"- eller celle-plate slik at den tillater luftstrømmen å passere gjennom. Platene 11 kan også være massive plater uten hull, forutsatt at luftstrømmen går parallelt med disse. Platene 11 kan også være belagt med et elektrisk isolerende materiale for å forhindre elektrisk utladning mellom elektrodene. Mest hensikts messig er de videre montert i de trakter eller føringer som er tildannet på den indre vegg av rammeverket. Disse føringer er forsynt med stoppeinnretninger for å hindre at elektrodene går ned til overflaten av væsken i bassenget 7. Dette basseng er forsynt med tverrgående delevegger rett nedenfor elektrodene men disse delevegger oppdeler ikke bassenget i fullstendig adskilte seksjoner.

For drift av støvutskilleren blir polene på en spenningskilde 22 hvis spenning er høyere enn 4 kilovolt, forbundet med elektrodene, idet pumpen og viften også startes.

Når spenning bygger seg opp på elektrodene og den luftstrøm som skal renses passerer gjennom støvutskilleren, vil de ulike elektriske ladninger på små støvpartikler og andre partikler i luften adskillés og partiklene blir elektriske dipoler slik som allerede nevnt ovenfor. Partiklene beveges nå mot de streng-elektroder som dannes av væskestrøm, som så fører partiklene bort og luften blir effektivt renset. Polene på spenningskilden kan ombyttes og dessuten kan den ene av de to elektroder, for eksempel væskestrømmen jordes. Til tross for dette forblir bevegelsesretningen av partiklene i det elektrostatiske felt den samme,, dvs. i retning mot de strenglignende elektroder.

Vanlig vann fra ledningsnettet er egnet for bruk i støvutskilleren, fordi dette vann alltid inneholder noe salt, hvilket er tilstrekkelig til å gjøre vannet elektrisk ledende. Det er åpenbart at også andre væsker kan anvendes. Hvis den strømmende væske er isolerende må føringsstrengene være laget av et elektrisk ledende materiale.

På figurene 7 til 12 er det vist en foretrukken ut-førelsesform i henhold til oppfinnelsen. Denne anordning har en kasseformet mantel 30 som fortrinnsvis er laget av plastmateriale. I mantelens frontvegg 31 er det utformet en åpning 32 gjennom hvilken den luft som skal renses blir ført inn i

anordningen. I åpningen 32 er det montert en vifte 33 som blåser luften gjennom et rom 34 i hvilket de elektrostatiske elementer er anbrakt. Luften blir ført ut gjennom en annen åpning 3 5 på motsatt side. Ved bunnen av anordningen er det tildannet et basseng 36 som opptar skyllevannet sammen med støvpartiklene som strømmer ned fra elektrodeelementene. I forbindelse med bassenget 36 er det montert en pumpe 37 med

drivmotor og filter. Filteret hindrer at støvpartikler føres tilbake til elementene sammen med det vann som igjen pumpes tilbake og flyter inn ved den øvre del av elementene gjennom

en slange 38. Bare en pumpe med lav effekt er nødvendig for dette formål, fordi den nødvendige vannmengde er ganske liten. Anordningen er også forsynt med en spenningskilde, for eksempel en transformator 39, som transformerer nett-spenningen til den nødvendige driftsspenning på omkring 4 kilovolt.

Elektordeelementene (figurene 9 til 12) i denne ut-førelse omfatter en rektangulær ramme 4 0 som fortrinnsvis er laget av plastmateriale. Rammen. 4 0 omfatter vertikalt stående kantdeler 41 på motsatte sider av rammen. Ved toppen og bunnen er det anordnet trau 42. Trauet på toppen er åpent oppad og danner således en kanal som mottar skyllevann for elektrodene. Ved den øvre og nedre del av rammen er det også festet støtte-plater .43 som gjør konstruksjonen mer stiv. Ved bunnen av trauene 42 er det utformet et flertall gjennomstrømningsåpninger 44 som er jevnt fordelt og befinner seg nær hverandre. Gjennom disse åpninger passerer det tynne strenger eller tråder, fortrinnsvis av metall, for å danne elektrodene 45. Åpningene 44 har større diameter enn diameteren av strengene, slik at vannet tillates å strømme ned gjennom hullene og langs strengene mot bassenget 36. I tillegg til de strengformede elektroder er det også montert en plate-formet elektrode 46 på rammen 40. De plate-formede elektroder 46 er fortrinnsvis utformet som nettingplate slik som i den første utførelsesform og er også belagt med et isolerende materiale som tidligere nevnt.

Trauene 4 2 på toppen av elektroderammene tjener som kanaler for skyllevæsken slik som i den første utførelsesform.

I foreliggende utførelsesform er tilstøtende trau ikke forbundet med hverandre ved hjelp av overløpsrør, med det er tildannet en overløpsnese på midtpartiet av kanten av trauet ved å bøye kanten delvis ut og ned. Når elektroderammene nå er montert i huset, blir den første ramme satt på plass og deretter de følgende elementer slik at det bøyde parti 47 ved kanten hviler mot kanten på den første ramme. Når nå vann strømmer igjennom slangen 38 inn i det første element til høyre, vil overskytende vann strømme gjennom overløpet inn i den følgende ramme osv., slik at alle rammer kan motta skyllevann for elektrodene. Fra den siste ramme til venstre (på figur 7) vil overskytende vann fiyté inn i kanalen 48 og derfra videre til bassenget 36.

Sidedelen av trauene 4 2 ved bunnen bøyes på samme måte som oventil. - Følgelig vil rammene understøtte hverandre ved hjelp av dette spesielle trekk. Denne konstruksjon er også meget nyttig fordi rammene kan monteres på sine plasser uansett hvilken, ende som er opp eller ned. Veggene på mantelen eller huset kan være forsynt med passende^anslag eller føringer som understøtter rammene i sine plasser.

Ifølge en utførelsesform som er vist på figurene 11 og 12 kan plate-elektroden i rammeelementet også bestå av et flertall metallplaté-strimler 49 som er sammenføyet og montert mellom de strengformede elektroder.

Elektrodeelementene i henhold til de beskrevne ut-førelsesf ormer er meget.fordelaktig fordi de meget lett kan renses og vedlikeholdes.

Konstruksjonen av den elektrostatiske støvutskiller ved anvendelse av denne type elektrodeelementer kan være meget enkelt og økonomisk. Forskjellige størrelser av støvutskillere kan fremstilles ved hjelp av bare få størrelser av elementer.

Forbindelsen mellom elementene og polene på spenningskilden kan også tilveiebringes meget lett.

Claims (16)

1. Elektrostatisk støvutskiller av våt-typen ved hvilken

   strømmen av det medium som skal renses bringes til å passere i det minste et par av oppladede elektroder, og hvor den ene av polene på spenningskilden er forbundet med den ene elektrode og den annen pol med den annen elektrode slik at det frembringes et elektrostatisk felt,karakterisert vedat elektrodene er anordnet i et gjennomstrømningsrom nær og etter hverandre for å avstedkomme flere elektrostatiske felter nær og etter hverandre, gjennom hvilke strømmen av det medium som skal renses blir ledet, og hvor de elektroder (15, 44) som er forbundet med den ene pol av spenningskilden er i hovedsaken strengformet og de andre elektroder som er forbundet med den

   annen pol av spenningskilden er i hovedsaken plateformet, for å frembringe inhomogene elektrostatiske felter, idet den anvendte spenning har en slik størrelse at det ikke bevirkes noen korona-utladningseffekt, men slik at de elektrostatiske felter bevirker adskillelse av de positive og negative ladninger på partiklene fra hverandre, hvorved partiklene blir omdannet til elektriske dipoler som begynner å bevege seg mot den elektrode hvis elektrostatiske feltstyrke er størst, og at de strengformede elektroder forsynes med væske-strømmer som skyller med seg de partikler som treffer elektrodene.
2. 2. Støvutskiller ifølge krav 1,karakterisertved at strømmen av væske tilforordnet elektroden ledes av en streng (15, 45) eller lignende som er festet til rammen (12, 40) for elektroden.
3. 3. Støvutskiller ifølge krav 1-2,karakterisert vedat elektroden (10, 40) består av flere strenger (15, 45) som er anordnet nær hverandre i rammen (12, 40).
4. 4. Støvutskiller ifølge krav 1-3,karakterisert vedat den øvre del aV elektroderammen (12, 40) omfatter et trau (13, 42) eller lignende for væske, hvis bunn er forsynt med hull (14, 44) gjennom hvilke strengene (15, 45) passerer til den nedre del av rammen og gjennom hvilke væsken strømmer langs strengene.
5. 5. Støvutskiller ifølge krav 1-4,karakterisert vedat den har. flere par elektroder anordnet etter hverandre eller side om side, hvorav noen elektrodepar består av strenglignende elektroder (15, 45) og de øvrige av platelignende elektroder (11,46), og at hver gruppe av elektroder er forbundet med den tilsvarende pol på spenningskilden for frembringelse av et elektrostatisk felt mellom elektrodene.
6. 6. Støvutskiller ifølge krav 1-5,karakterisert vedat. elektrodene er plassert i et kasselignende rammeverk (1, 30) hvis ender er forsynt med åpninger (3, 4, 32, 35) for luftgjennomstrømning og bunnen med et basseng (7, 36) for væske, og at det er anordnet en pumpe (20, 37) for å bringe væsken til å sirkulere gjennom trauene (13, 42) og strengene (15, 45).
7. 7. Støvutskiller ifølge krav 6,karakterisert vedat det er anordnet et filter (21) i forbindelse med bassenget (7, 36) for å rense væsken.
8. 8. Støvutskiller ifølge krav 6,karakterisert vedat trauene (13) er forsynt med et overløpsrør eller lignende.
9. 9. Støvutskiller ifølge krav 6,karakterisert vedat det er anordnet et forbindelsesrør (18) mellom de individuelle trau (13).
10. 10. Støvutskiller ifølge krav 6,karakterisert vedat den ene endeåpning (3) på det kasselignende rammeverk (1) er forsynt med et filter (4) og den annen endeåpning (5) med en vifte (6).
11. 11. Støvutskiller ifølge krav 1-8,karakterisert vedat de platelignende elektroder (11) er enten platelignende nett eller duk som tillater luften å passere gjennom eller metallplater uten hull, og at de kan være belagt med et materiale som er elektrisk isolerende for å forhindre elektrisk utladning.
12. 12. Støvutskiller ifølge krav 1-6,karakterisert vedat elektrodene (45, 46) er montert parvis i den samme ramme (40).
13. 13. Støvutskiller ifølge krav, 12,karakterisert vedat en del av sidekanten av trauet (42) er til-formet som et overløp (47) gjennom hvilket overskytende skyllevann ,kan strømme ned i trauet på den tilstøtende elektrode-ramme (40).
14. 14. Støvutskiller ifølge krav 12,karakterisert vedat den plateformede elektrode (46) består av platestrimler (49) plassert mellom de strengformede elektroder (45) .
15. 15. Støvutskiller ifølge krav 12,karakterisert vedat den plateformede elektrode (46) består a<y>en nettingplate montert i et annet plan enn de strengformede elektroder i rammen (40).
16. 16. Støvutskiller ifølge krav 12,karakterisert vedat trauet (42) ved den nedre del av rammen (40) er tildannet på samme måte som trauet ved den øvre del av rammen.