NO801464L

NO801464L - PROCEDURE AND APPARATUS FOR CHARGING AND COLLECTION OF PARTICLES

Info

Publication number: NO801464L
Application number: NO801464A
Authority: NO
Inventors: Subbiah Natarajan; Prabhakar D Paranjpe; A Kishan Rao
Original assignee: Monsanto Co
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1980-05-16
Publication date: 1980-11-19
Also published as: EP0019464B1; EP0019464A1; ES8105585A1; BR8003092A; CA1135328A; DE3066477D1; ES491478A0

Description

Oppfinnelsen angår et apparat for å fjerne partiklerThe invention relates to an apparatus for removing particles

fra en gasstrøm, og nærmere bestemt et apparat fojc å lade og oppsamle partikler med. en partikkelstørrelse under }yum som er oppfanget i eri gasstrøm. from a gas stream, and more specifically an apparatus fojc to charge and collect particles with. a particle size below }yum which is captured in eri gas flow.

Gasstrømmer, spesielt innen industriområder, inneholder ofte partikkelformig materiale som må fjernes fra. gasstrømmene av miljøvernmessige eller andre grunner. Store partikler, dvs. med en størrelse av over l-3^um, kan forholdsvis lett separeres fra gasstrømmen, og vanlige apparater kan anvendes for effektivt å fjerne disse. Partikler med en partikkel-størrelse under l^um er på den annen side vanskeligere å fjerne, og vanlige apparater vil ha en lavere oppsamlings-virkning for slike partikler. Gas streams, especially in industrial areas, often contain particulate matter that must be removed. the gas flows for environmental protection or other reasons. Large particles, i.e. with a size of over 1-3 µm, can be relatively easily separated from the gas stream, and ordinary devices can be used to effectively remove these. Particles with a particle size below 1 µm, on the other hand, are more difficult to remove, and ordinary devices will have a lower collection effect for such particles.

Forskjellige apparattyper anvendes for å oppsamle partikler med en størrelse under l^um, og enkelte oppviser en forholdsvis høy effekt, men de er beheftet med ulemper. I disse apparater anvendes typisk en ionisator for å lade partiklene og for derefter å tilveiebringe et stort overflate-areal med forskjellig polaritet for å oppsamle partiklene. Imidlertid er det vanskelig å oppnå høye ladninger på partikler med en størrelse under l^,um ved hjelp av vanlige ionisatorer. Spenningsgradienten og strømtetthetene for slike ionisatorer er i alminnelighet ikke tilstrekkelige til hurtig og sterkt å lade partikler med en størrelse under l^um, I en rekke tilfeller kan denne lading bare økes på bekostning av et uønsket øket kraftforbruk. Disse apparater har derfor enten en forholdsvis lang passeringstid (f.eks. i sekunder) for partikler i ionisatoren, og denne lange passeringstid oppnås ved å lede gasstrømmen gjennom apparatet med lav hastighet, og/eller apparatene har et stort oppsamlingsareal for å oppsamle de mindre sterkt ladede partikler, Disse alternative utførelsesformer er alle uønskede da de nødvendig-gjør et større apparat for å håndtere en viss gassmengde enn et apparat som ville ha vært nødvendig dersom partiklene hadde kunnet bli sterkere og hurtigere ladet (f.eks, i løpet av millisekunder). Dessuten har apparater med.store opp-samlingsarealer typisk sterkt fordelte kapasiteter. Lysbuer og gnistoverslag som forekommer i slike apparater, underholdes av de charger som er lagret i apparatet. Different types of apparatus are used to collect particles with a size below l^um, and some show a relatively high effect, but they are fraught with disadvantages. In these devices, an ionizer is typically used to charge the particles and then to provide a large surface area with different polarity to collect the particles. However, it is difficult to obtain high charges on particles with a size below 1 µm using conventional ionizers. The voltage gradient and current densities for such ionizers are generally not sufficient to quickly and strongly charge particles with a size below l^um. In a number of cases, this charge can only be increased at the expense of an undesired increased power consumption. These devices therefore either have a relatively long passage time (e.g. in seconds) for particles in the ionizer, and this long passage time is achieved by directing the gas flow through the device at a low speed, and/or the devices have a large collection area to collect the smaller highly charged particles. These alternative embodiments are all undesirable as they require a larger apparatus to handle a certain amount of gas than an apparatus that would have been required if the particles could have been more strongly and rapidly charged (eg, within milliseconds ). In addition, devices with large collection areas typically have strongly distributed capacities. Arcs and sparks that occur in such devices are sustained by the charges stored in the device.

Enkelte apparater har elektroder, for. å utvikle et utfellingsfelt på nedstrømssiden av ionisatoren for derved å Some devices have electrodes, for. to develop a precipitation field on the downstream side of the ionizer in order thereby to

øke den hastighet med hvilken ladede partikler beveger^seg henimot oppsamlingsoverflaten. Imidlertid fører disse elektroder til et annet problem, dvs. lysbuesl.agning og gnist-dannelse mellom elektrodene og oppsamlingsoverflåtene. Under lysbueslagning avtar utfellingsfeltene, og partikler blir ikke oppsamlet. increase the speed at which charged particles move towards the collection surface. However, these electrodes lead to another problem, i.e. arcing and sparking between the electrodes and the collection surfaces. During arcing, the deposition fields decrease, and particles are not collected.

En sterkt effektiv oppsamling av partikler méd en størrelse under lyum kan oppnås ved anvendelse av enkelte apparater på bekostning av høye trykkfall langs gasstrømmen. Således kan nevnes at fiberlag er istand til på tilfredsstillende måte å fjerne partikler med en størrelse under l^um, men trykkfallet over laget er uønsket høyt. A highly efficient collection of particles with a size below lyum can be achieved by using certain devices at the expense of high pressure drops along the gas flow. Thus, it can be mentioned that fiber layers are able to satisfactorily remove particles with a size below 1 µm, but the pressure drop across the layer is undesirably high.

I apparater hvor ladede partikler blir oppsamlet elektrostatisk på vertikale oppsamlingsplater, er det viktig at platene overrisles kontinuerlig og fullstendig for å fjerne partiklene før de bygger opp en ladning på platene eller før de på ny oppfanges av gasstrømmen. Platene må dessuten overrisles jevnt. Eventuelle utilstrekkelig vaskede områder på platene vil bygge opp en ladning, og apparatets effektivitet vil hurtig avta.. Dessuten er sprut og skvetting av væske uønsket fordi oppsamlingsplatene ofte er anordnet bare i kort avstand, f.eks. 5 cm, fra en elektrode med høy spenning. Det er derfor uønsket å sprøyte væsken på platene. Problemer med å tilveiebringe en jevn væskefilm skriver seg også fra den kjensgjerning at vanlige pumper fører til trykkvariasjoner i væsken som pumpes, og disse trykkvariasjoner er tilbøyelige til å forårsake en ujevn fordeling av væske. Problemer opp-står også når væske fordeles ved hjelp av en lang fordelings-linje. På grunn av trykkfall langs fordelingslinjen vil væske-fordelingen langs linjen bli ujevn ved anvendelse av vanlige apparater. In devices where charged particles are collected electrostatically on vertical collection plates, it is important that the plates are continuously and completely shaken to remove the particles before they build up a charge on the plates or before they are re-entrained by the gas stream. The plates must also be sprinkled evenly. Any insufficiently washed areas on the plates will build up a charge, and the efficiency of the device will quickly decrease. Furthermore, splashing and splashing of liquid is undesirable because the collecting plates are often arranged only at a short distance, e.g. 5 cm, from a high voltage electrode. It is therefore undesirable to spray the liquid on the plates. Problems with providing an even liquid film also arise from the fact that ordinary pumps lead to pressure variations in the liquid being pumped, and these pressure variations tend to cause an uneven distribution of liquid. Problems also arise when liquid is distributed using a long distribution line. Due to the pressure drop along the distribution line, the liquid distribution along the line will be uneven when using ordinary devices.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på bl.a. å tilveiebringe et apparat som er meget effektivt for ladning og oppsamling av partikler med størrelse.under l^um. Et slikt apparat kan dessuten gi en sterk ladning av partikler med en størrelse under l^um med minimalt kraftforbruk. Ved oppfinnelsen tas det dessuten sikte på å tilveiebringe et slikt apparat som på effektiv måte lader og oppsamler partikler med en størrelse under l^um og som er oppfanget i en gasstrøm som strømmer gjennom apparatet med forholdsvis høy hastighet. I ét«slikt apparat skal dessuten gnistoverslag hurtig brytes samtidig som spenningen i ladningsområdet og som undertrykker lysbueslagning i oppsamlingsområdet skal opprettholdes. Apparatet skal dessuten gi et mer jevnt ioneområde for ladning av partikler i gasstrømmen, og det skal ha et forholdsvis lite par— tikkeloppsamlingsareal. Det er ennvidere ønsket at apparatet oppviser et lavt trykkfall og at det gir en forholdsvis kort-varig oppholdstid (f.eks. millisekunder). Apparatet skal dessuten kontinuerlig og jevnt fordele væske for å overrisle en oppsamlingsplates overflate for å fjerne ladede partikler fra platen, og dessuten skal apparatet muliggjøre fordeling av væsken uten spruting eller skvetting. The invention aims at i.a. to provide an apparatus which is highly efficient for charging and collecting sub-l^um sized particles. Such a device can also provide a strong charge of particles with a size below l^um with minimal power consumption. The invention also aims to provide such an apparatus which efficiently charges and collects particles with a size below l^um and which are captured in a gas stream which flows through the apparatus at a relatively high speed. In such a device, the spark flash must also be quickly broken at the same time that the voltage in the charge area and which suppresses arcing in the collection area must be maintained. The device must also provide a more even ion area for charging particles in the gas stream, and it must have a relatively small particle collection area. It is further desired that the device exhibits a low pressure drop and that it provides a relatively short-lasting residence time (e.g. milliseconds). Furthermore, the apparatus shall continuously and evenly distribute liquid to sprinkle the surface of a collection plate to remove charged particles from the plate, and furthermore, the apparatus shall enable distribution of the liquid without splashing or splashing.

Apparatet ifølge oppfinnelsen, omfatter minst én i det vesentlige plan plate som utgjør en plateelektrode for tilkobling til en terminal på en høyspent likestrømskilde, en rekke i det vesentlige i jevn avstand fra hverandre anordnede nåler som danner en korona-utladningselektrode for tilkobling til høyspenningskildens annen terminal, og en kanal som er avgrenset av platen og av nålene for gjennomstrømning fra et innløp til et utløp av kanalen av en gasstrøm som inneholder partikler som skal lades. Under bruk av apparatet dannes et elektrostatisk felt mellom nålene og platen, og en k orona-strøm flyter mellom disse. Nålene er anordnet i det vesentlig parallelt i forhold til platen og i en slik avstand fra platen at spenningsgradienten for det elektrostatiske felt under bruk av apparatet ér minst 6 kW/cm. Nålene er anordnet i minst en første og i en annen gruppe, idet nålene i den annen gruppe er forskjøvet på tvers i forhold til gasstrømmens retning. The apparatus according to the invention comprises at least one substantially flat plate which constitutes a plate electrode for connection to one terminal of a high-voltage direct current source, a series of substantially evenly spaced needles which form a corona discharge electrode for connection to the high-voltage source's other terminal , and a channel defined by the plate and by the needles for the flow from an inlet to an outlet of the channel of a gas stream containing particles to be charged. During use of the device, an electrostatic field is formed between the needles and the plate, and a corona current flows between them. The needles are arranged essentially parallel to the plate and at such a distance from the plate that the voltage gradient for the electrostatic field during use of the device is at least 6 kW/cm. The needles are arranged in at least one first and in a second group, the needles in the second group being offset transversely in relation to the direction of the gas flow.

Det effektive område av platen og avstanden mellom nabonåler er slikt at korona-strømmen får en strømtetthet av minst 4 mA/m 2. Under bruk fås en høy korona-strømtetthet og en høy The effective area of the plate and the distance between neighboring needles are such that the corona current gets a current density of at least 4 mA/m 2. During use, a high corona current density and a high

spenningsgradient for det elektrostatiske felt, k.orona-under-trykkelsen reduseres, høyladede partikler med i det vesentlige en eneste polaritet fås, og en minimal mengde elektrisk kraft forbrukes. voltage gradient of the electrostatic field, corona suppression is reduced, highly charged particles of essentially a single polarity are obtained, and a minimal amount of electrical power is consumed.

Oppfinnelsen angår også et system for hurtig gjenvinning fra lysbueslagnings- og gnistoverslagsbetingelser i en ionisator med en korona-utladningselektrode, en plateelektrode" og forholdsvis lav kapasitet. Dette system omfatter en høyspent likestrømskrafttilførselskilde for tilkobling til kbrona-utladningselektroden og plateelektroden for å påføre en høy arbeidsspenning over disse for derved å danne et elektrisk felt og en k:orona-strøm mellom korona-utladningselektroden og-plateelektroden. Krafttilførselskilden omfatter en beskytt-elseskrets for automatisk å åpne kretsen mellom krafttilfør-s elskilden og ionisatoren under lysbueslagnings- og gnist-overslagbetingelser for å bryte eventuelle lysbuer og gnistoverslag og for derefter automatisk på ny å slutte kretsen. Systemet omfatter også en anordning for å opprettholde spenningen over utladnings- og plateelektrodene over en viss på forhånd bestemt verdi i løpet av en på forhånd bestemt tid, men uten å tilføre en tilstrekkelig elektrisk strøm til ionisatoren til at en lysbue eller et gnistoverslag vil opprettholdes i den på forhånd bestemte tid, hvorved spenningen over utladnings- og plateelektrodene hurtig bringes tilbake til arbeidsspenningen straks eventuelle lysbuer og gnistoverslag er blitt brutt og kretsen mellom ionisatoren og krafttilførselen er blitt sluttet på ny. The invention also relates to a system for rapid recovery from arcing and sparking conditions in an ionizer having a corona discharge electrode, a plate electrode" and relatively low capacity. This system includes a high voltage direct current power supply source for connection to the corona discharge electrode and the plate electrode to apply a high working voltage above these to thereby form an electric field and a corona current between the corona discharge electrode and the plate electrode. The power supply includes a protection circuit to automatically open the circuit between the power supply and the ionizer under arcing and spark flashover conditions to break any arcing and flashover and then automatically re-close the circuit.The system also includes a device for maintaining the voltage across the discharge and plate electrodes above a certain predetermined value for a predetermined time, but without adding a sufficient electric current to the ionizer such that an arc or a spark flash will be maintained for the predetermined time, whereby the voltage across the discharge and plate electrodes is quickly brought back to the working voltage as soon as any arcs and spark flash have been broken and the circuit between the ionizer and the power supply has been closed again .

Oppfinnelsen angår også en deflektor .elektrode av ikke-kiorona-typen for tilkobling til en høyspent énpolarkilde, idet den første terminal har samme polaritet som ladningene på The invention also relates to a deflector electrode of the non-kiorona type for connection to a high-voltage unipolar source, the first terminal having the same polarity as the charges on

i det vesentlige alle ladede partikler som er oppfanget i en gasstrøm. Apparatet omfatter også minst én oppsamlingsplate essentially all charged particles that are trapped in a gas stream. The device also includes at least one collection plate

som er anordnet i det vesentlige parallelt til deflektorelektroden og beregnet for tilkobling til kraftkildens annen terminal. Mellom oppsamlingsplaten og deflektorelektroden er det en luftspalte for passering av gasstrømmen hvori de ladede partikler er oppfanget. Når oppsamlingsplaten og deflektorelektroden er tilkoblet til deres respektive terminaler, fører disse til at det dannes et elektrostatisk felt over luftspalten for å avbøye de ladede partikler i luftspalten henimot oppsamlingsplaten. Deflektorelektroden omfatter minst én leder for tilkobling til høyspenningskildens første terminal which is arranged substantially parallel to the deflector electrode and intended for connection to the other terminal of the power source. Between the collection plate and the deflector electrode, there is an air gap for the passage of the gas flow in which the charged particles are collected. When the collection plate and the deflector electrode are connected to their respective terminals, these cause an electrostatic field to form across the air gap to deflect the charged particles in the air gap towards the collection plate. The deflector electrode comprises at least one conductor for connection to the first terminal of the high-voltage source

Denne leder er skilt fra luftspalten ved hjelp av et lag av dielektrisk materiale med en dielektrisk konstant som er større enn den dielektriske konstant for luft. Under bruk This conductor is separated from the air gap by means of a layer of dielectric material with a dielectric constant that is greater than the dielectric constant of air. During use

undertrykkes gnistoverslag mellom deflektorelektroden og oppsamlingsplaten, og sterke elektrostatiske felt dannes mellom disse. sparks are suppressed between the deflector electrode and the collection plate, and strong electrostatic fields are formed between them.

Oppfinnelsen angår også et par generelt parallelle plater som utgjør oppsamlingselektroder for tilkobling til en terminal på en høyspent likestrømskilde, en korona-utladningselektrode for tilkobling til kildens annen terminal, og en deflektorelektrode anordnet mellom oppsamlingselektrodene og på nedstrømssiden av utladningselektroden i samme retning som gasstrømmens strømningsretning. Oppsamlingselektrodene er anordnet i avstand fra hverandre slik at det dannes en passasje mellom disse med innløps-og utløpsender for gjennomstrømning av en gasstrøm som inneholder partikler som skal lades. K. orona-utladningselektroden er anordnet mellom oppsamlingselektrodene og generelt henimot passasjens innløpsende, hvorved et elektrostatisk felt dannes under bruk av apparatet og en korona-strøm strømmer mellom utladningselektrodene og oppsamlingselektrodene for å lade partiklene oppfanget i gasstrømmen efterhvert som denne strømmer forbi utladningselektroden. Deflektorelektroden er i alminnelighet anordnet med samme avstand fra begge oppsamlingselektroder og har en bredde målt perpendikulært i forhold til oppsamlingselektrodene av fra 1/20 av avstanden mellom oppsamlingselektrodene til 1/2 av denne avstand. Avstanden mellom utladningselektroden og avbøyni.ngselektroden er fra 1/3 av avstanden mellom oppsamlingselektrodene til tilnærmet denne avstand. Under bruk av apparatet dannes et retarderende elektrisk felt i nærhet av avbøyningselektroden i sonen mellom k'orona-utladningselektroden og deflektorelektroden, romladningen og utfellingsfeltene i området langs gasstrømmen mellom utladnings- og deflektorelektrodene økes, det elektriske felt og ionetettheten i dette område blir mer jevne, og høyere partikkelladninger og økede partikkelbehandlings-tider oppnås. The invention also relates to a pair of generally parallel plates which constitute collection electrodes for connection to one terminal of a high-voltage direct current source, a corona discharge electrode for connection to the other terminal of the source, and a deflector electrode arranged between the collection electrodes and on the downstream side of the discharge electrode in the same direction as the flow direction of the gas stream. The collection electrodes are arranged at a distance from each other so that a passage is formed between them with inlet and outlet ends for the flow of a gas stream containing particles to be charged. K. the orona discharge electrode is arranged between the collection electrodes and generally towards the inlet end of the passage, whereby an electrostatic field is formed during use of the apparatus and a corona current flows between the discharge electrodes and the collection electrodes to charge the particles captured in the gas stream as it flows past the discharge electrode. The deflector electrode is generally arranged at the same distance from both collection electrodes and has a width measured perpendicular to the collection electrodes of from 1/20 of the distance between the collection electrodes to 1/2 of this distance. The distance between the discharge electrode and the deflection electrode is from 1/3 of the distance between the collection electrodes to approximately this distance. During use of the device, a decelerating electric field is formed in the vicinity of the deflection electrode in the zone between the corona discharge electrode and the deflector electrode, the space charge and deposition fields in the area along the gas flow between the discharge and deflector electrodes are increased, the electric field and the ion density in this area become more uniform, and higher particle charges and increased particle processing times are achieved.

Apparatet ifølge oppfinnelsen kan omfatte et hus for gjennomstrømning av en gasstrøm som inneholder ladede partikler med en størrelse under l^,um som skal oppsamles, og en første, annen og tredje i det vesentlige identiske rader av generelt vertikale strimler. Huset har en topp, bunn, sider og innløps- og utløpsender. Hver rad strekker seg på tvers av gasstrømmens retning og generelt fra toppen til bunnen av huset. Hver rad strekker seg fra side til side av huset med strimler anordnet i lik avstand fra hverandre over huset for dannelse av en rekke spalter med en på forhånd bestemt spaltebredde av ikke over 2,5 cm, idet denne bredde svarer til bredden av de enkelte strimler. Den annen rad er anordnet generelt på nedstrømssiden i forhold til den første rad og henimot husets utløpsende i en avstand svarende til fra 0,8 til 3 ganger spaltebredden. Strimlene i den annen rad er anordnet på linje méd spaltene i den første rad langs gasstrømmens retning under dannelse av en rekke mål for de ladede partikler med en størrelse under l^um som passerer gjennom spaltene i den første rad. Spaltene i den annen rad er anordnet på linje med strimlene i den første rad. langs gasstrømmens retning. Den tredje rad er anordnet på ned-strømssiden av den annen rad i en avstand svarende til fra 0,8 til 3 ganger spaltebredden. Strimlene i den tredje rad er anordnet på linje med spaltene i den annen rad langs gass-strømmens retning under dannelse av en rekke mål for de ladede partikler med størrelse under l^um som passerer gjennom spaltene i den annen rad. The apparatus according to the invention may comprise a housing for the passage of a gas stream containing charged particles of a size below 1 µm to be collected, and a first, second and third substantially identical rows of generally vertical strips. The housing has a top, bottom, sides and inlet and outlet ends. Each row extends across the direction of gas flow and generally from the top to the bottom of the housing. Each row extends from side to side of the housing with strips arranged equidistant from each other across the housing to form a series of slits with a predetermined slit width of not more than 2.5 cm, this width corresponding to the width of the individual strips . The second row is arranged generally on the downstream side in relation to the first row and towards the outlet end of the housing at a distance corresponding to from 0.8 to 3 times the gap width. The strips in the second row are arranged in line with the slits in the first row along the direction of the gas flow forming a series of targets for the charged particles with a size of less than 1 µm passing through the slits in the first row. The columns in the second row are arranged in line with the strips in the first row. along the direction of the gas flow. The third row is arranged on the downstream side of the second row at a distance corresponding to from 0.8 to 3 times the slot width. The strips in the third row are arranged in line with the slits in the second row along the direction of the gas flow forming a series of targets for the sub-µm charged particles passing through the slits in the second row.

Apparatet ifølge oppfinnelsen kan også omfatte et lukket lavtrykkskammer som strekker seg generelt langs den bane eller linje hvor en film eller gardin av væske er nødvendig, og en høytrykksledning for å transportere væsken med forholdsvis høyt trykk til lavtrykkskammeret. Dette har en rekke forholdsvis store åpninger anordnet langs banen slik at væske i kammeret kan drenere ut av kammeret på jevn måte og ved forholdsvis lavt trykk. Høytrykkskammeret strekker seg generelt langs lengden av lavtrykkskammeret og er forsynt med en rekke midler som er anordnet langs kammerets lengde, for å innføre væske i kammeret. Væsketrykket over åpningene i lavtrykkskammeret opprettholdes i, det vesentlige jevnt over den samlede lengde av banen, slik at væske vil strømme i det vesentlige jevnt og kontinuerlig ut av åpningene uten spruting eller skvetting. The apparatus according to the invention can also comprise a closed low-pressure chamber which extends generally along the path or line where a film or curtain of liquid is necessary, and a high-pressure line to transport the liquid at relatively high pressure to the low-pressure chamber. This has a number of relatively large openings arranged along the path so that liquid in the chamber can drain out of the chamber in an even manner and at relatively low pressure. The high pressure chamber generally extends along the length of the low pressure chamber and is provided with a number of means arranged along the length of the chamber for introducing liquid into the chamber. The liquid pressure above the openings in the low-pressure chamber is maintained substantially evenly over the total length of the path, so that liquid will flow substantially evenly and continuously out of the openings without splashing or splashing.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under henvisning The invention will be described in more detail under reference

til tegningene, hvoravto the drawings, of which

Fig. 1 viser ét toppriss av partikkeloppsamlingsapparatet Fig. 1 shows a top view of the particle collection device

med deler fjernet fra dette,with parts removed therefrom,

Fig. 2 viser et frontoppriss av apparatet ifølge Fig. 1, Fig. 3 viser et tverrsnittsriss av en nåleutladnings-elektrode som anvendes i apparatet ifølge Fig. 1, Fig. 3 viser skjematisk ioniseringsområdene som dannes av utladningselektroden- ifølge Fig. 3 under bruk av apparatet, Fig 4 viser skjematisk og i form av et planriss en enkelt oppsamlingsseksjon som anvendes i apparatet ifølge Fig. 1, og viser de ioniserte områder og utfellingsfelt, Fig.. 5 viser skjematisk og i forstørret målestokk en Fig. 2 shows a front elevation of the apparatus according to Fig. 1, Fig. 3 shows a cross-sectional view of a needle discharge electrode used in the apparatus according to Fig. 1, Fig. 3 schematically shows the ionization areas formed by the discharge electrode - according to Fig. 3 during use of the apparatus, Fig. 4 shows schematically and in the form of a plan view a single collection section used in the apparatus according to Fig. 1, and shows the ionized areas and precipitation fields, Fig. 5 shows schematically and on an enlarged scale a

del av oppsamlingsseksjonen ifølge Fig. 4,part of the collection section according to Fig. 4,

Fig. 6 og 6a viser planriss av segmenter av alternative elektroder for anvendelse i apparatet ifølge Fig. 1, med deler av overflatene fjernet, Fig. 7 viser et frontoppriss med en del av overflaten fjernet, for en utfellingseleketrade som anvendes i apparatet ifølge Fig. 1, Fig. 8 er et sideoppriss av elektroden ifølge Fig. 7 Fig. 6 and 6a show plan views of segments of alternative electrodes for use in the apparatus according to Fig. 1, with parts of the surfaces removed, Fig. 7 shows a front elevation with part of the surface removed, for a deposition electrode used in the apparatus according to Fig. 1, Fig. 8 is a side elevation of the electrode according to Fig. 7

med en del av elektroden fjernet,with part of the electrode removed,

Fig. 9 viser et tverrsnitt i større målestokk enn på Fig. 7 og 8 av en elektrode med en annen konstruksjon i forhold til konstruksjonen av elektroden ifølge Fig. 7 og 8, Fig. 9 shows a cross-section on a larger scale than in Figs. 7 and 8 of an electrode with a different construction compared to the construction of the electrode according to Figs. 7 and 8,

Fig. 10 viser et tverrsnitt i samme målestokk somFig. 10 shows a cross-section on the same scale as

Fig. 9 av en annen elektrode med en annen konstruksjon enn konstruksjonen for elektroden ifølge Fig. 7 og 8, Fig. 9 of another electrode with a different construction than the construction of the electrode according to Figs. 7 and 8,

Fig. 11 viser et skjematisk diagram for en krets forFig. 11 shows a schematic diagram of a circuit for

å opprettholde spenningen over ionisatoren i apparatet ifølge Fig. 1 under lysbiieslagningsbetingelser, to maintain the voltage across the ionizer in the apparatus according to Fig. 1 under lighting conditions,

Fig. 12 viser et bunnplanriss med deler.fjernet og i forminsket målestokk, av et vaskefellesrør for overrisling Fig. 12 shows a bottom plan view with parts removed and on a reduced scale, of a wash common pipe for sprinkling

av oppsamlingsplatene for apparatet ifølge Fig. 1,of the collection plates for the apparatus according to Fig. 1,

Fig. 13 viser et tverrsnitt gjennom vaskefellesrøret Fig. 13 shows a cross-section through the sink joint pipe

ifølge Fig. 12, according to Fig. 12,

Fig. 14 er et tverrsnitt tatt langs linjen 14-14 ifølge Fig. 13 gjennom en del av vaskefellesrøret ifølge Fig. 12 og 13, Fig. 15 er et tverrsnitt, lignende det som er vist på Fig. 13 og viser en annen konstruksjon av vaskefellesrøret ifølge Fig. 12-14, Fig. 16 viser skjematisk og i form av et planriss et apparat som inneholder to trinn hvorav hvert omfatter opp-samlingsapparatet ifølge Fig. 1, Fig. 17 viser skjematisk og i forstørret målestokk en del av et sett méd skjermer som anvendes i apparatet ifølge Fig. 14 is a cross-section taken along the line 14-14 according to Fig. 13 through a part of the washing joint pipe according to Figs. 12 and 13, Fig. 15 is a cross-section, similar to that shown in Fig. 13 and shows another construction of the common sink pipe according to Fig. 12-14, Fig. 16 shows schematically and in the form of a plan an apparatus which contains two stages, each of which includes the collection device according to Fig. 1, Fig. 17 shows schematically and on an enlarged scale part of a set with screens used in the device according to

Fig. 17, ogFig. 17, and

Fig. 18 viser et frontoppriss av en del av en rad av skjermene ifølge Fig. 17. Fig. 18 shows a front elevation of part of a row of the screens according to Fig. 17.

På figurene er like deler angitt med de samme henvisnings-tegn. In the figures, similar parts are indicated with the same reference signs.

På Fig. 1 og 2 er vist et apparat 1 for å fjerne partikkelformig materiale, spesielt uoppløselig partikkelformig materiale,fra en gasstrøm. Apparatet omfatter et hus 3, to dreneringsbrønner 5, et innløp 7 for å slippe gass-.strømmen inn i apparatet, et utløp 9 for at gasstrømmen skal strømme ut fra apparatet og en rekke (i dette tilfelle fire) oppsamlingsseksjoner 11 anordnet i form av en benk slik at det fås en rekke parallelle baner for gasstrømmen. Seksjonene 11 blir også av og til kalt for ioniseringsseksjoner. En ramme 13 med avstandsisolatorer 15 er anordnet for å under-støtte seksjonene 11 og for å gjøre det mulig å foreta de nødvendige elektriske tilkoblinger. Figures 1 and 2 show an apparatus 1 for removing particulate material, in particular insoluble particulate material, from a gas stream. The apparatus comprises a housing 3, two drainage wells 5, an inlet 7 for letting the gas flow into the apparatus, an outlet 9 for the gas flow to flow out of the apparatus and a number (in this case four) collection sections 11 arranged in the form of a bench so that a number of parallel paths are obtained for the gas flow. The sections 11 are also sometimes called ionization sections. A frame 13 with spacer insulators 15 is provided to support the sections 11 and to enable the necessary electrical connections to be made.

En gasstrøm (antydet ved piler på figurene) med oppfangede partikler som skal lades og oppsamles, kommer kontinuerlig inn gjennom innløpet 7, rettes på grunn av de øvre og nedre skjermer 17 (bare de nedre skjermer er vist) henimot seksjonene 11 og splittes i disse opp i fire mindre gasstrømmer for strømning gjennom oppsamlingsseksjonene. Hver oppsamlingsseksjon er avgrenset av et par i det vesentlige parallelle plater 19 og har mellom disse anordnet en høyintensiv, nål-til-plate korona-utladningselektrode 21 og en deflektorelektrode 23. Utladningselektroden 21 er generelt anqrdnet nær seksjonens innløpsende, mens deflektorelektroden 23 er generelt anordnet på nedstrømssiden i forhold til utladningselektroden langs gasstrømmens strømningsretning. Utladningselektroden omfatter en rekke nåler 25 som er anordnet i jevn avstand fra hverandre (se Fig. 3) og i en rad eller gruppe som viser generelt oppstrøms, og en rekke i jevn avstand fra hverandre anordnede nåler 27 i en annen rad eller gruppe som viser generelt nedstrøms. Begge rader er festet til en stiv monteringsanordning eller et stivt rør 28 av et isolerende eller elektrisk ledende materiale, idet røret er generelt vertikalt anordnet i forhold til gassens strøm-ningsretning og generelt parallelt i forhold til platene 19. Når monteringsanordningen 28 er laget av et isolerende materiale, er en elektrisk leder 28A anordnet inne i monteringsanordningen og forbundet med nålene i begge rader. Nålene kan ha varierende størrelse og form, men det foretrekkes at nålene har en kroppsdiameter av 0,025-0,25 cm, A gas stream (indicated by arrows in the figures) with captured particles to be charged and collected continuously enters through the inlet 7, is directed due to the upper and lower screens 17 (only the lower screens are shown) towards the sections 11 and splits in these into four smaller gas streams for flow through the collection sections. Each collection section is bounded by a pair of substantially parallel plates 19 and has between these arranged a high-intensity, needle-to-plate corona discharge electrode 21 and a deflector electrode 23. The discharge electrode 21 is generally arranged near the inlet end of the section, while the deflector electrode 23 is generally arranged on the downstream side in relation to the discharge electrode along the direction of flow of the gas stream. The discharge electrode comprises a series of needles 25 which are arranged at an even distance from each other (see Fig. 3) and in a row or group pointing generally upstream, and a number of needles 27 arranged at an even distance from each other in another row or group showing generally downstream. Both rows are attached to a rigid mounting device or a rigid tube 28 of an insulating or electrically conductive material, the tube being generally arranged vertically in relation to the gas flow direction and generally parallel to the plates 19. When the mounting device 28 is made of a insulating material, an electrical conductor 28A is arranged inside the mounting device and connected to the needles in both rows. The needles can be of varying size and shape, but it is preferred that the needles have a body diameter of 0.025-0.25 cm,

og ennu mer foretrukket 0,075-0,18 cm. Utmerkede resultater er blitt oppnådd med nåler med en kroppsdiameter av 0,12 cm. Det foretrekkes at nålene har en avsmalningsvinkel målt fra lengdeaksen av 3-10°. Utmerkede resultater er blitt oppnådd med skarpe nåler med avsmalningsvinkel av 4,3°. Nålene 25 og 27 er parallelle i forhold til hverandre og i forhold til platene 19 og er anordnet loddrett i" forhold til røret 28. and even more preferably 0.075-0.18 cm. Excellent results have been obtained with needles with a body diameter of 0.12 cm. It is preferred that the needles have a taper angle measured from the longitudinal axis of 3-10°. Excellent results have been achieved with sharp needles with a taper angle of 4.3°. The needles 25 and 27 are parallel in relation to each other and in relation to the plates 19 and are arranged vertically in relation to the tube 28.

Et forstørret riss av en oppsamlingsseksjon er vist på An enlarged view of a collection section is shown on

Fig. 4. Under bruk av apparatet er en utladningselektrodeFig. 4. During use of the device is a discharge electrode

21 og plater 19 koblet til terminaler på en høyspennings-kilde, f.eks. en elektrisk krafttilførsel som vist på Fig. 11, for å danne et elektrostatisk felt mellom utladningselektroden og platene og for å bevirke at en korona-strøm vil strømme mellom disse. Det foretrekkes at utladningselektrodens potensial i forhold til platene som virker som plateelek-troder, i alminnelighet alltid skal beholde den samme polaritet og at korona-strømmen i alminnelighet alltid skal strømme i samme retning under bruk av apparatet. Høyspenningskilden er derfor fortrinnsvis énpolar (dvs. den relative polaritet, for høyspenningskildens utgangsterminaler forandres ikke under bruk). Nærmere bestemt er utladningselektrodene^ 21 koblet til én terminal på en høyspent likestrømskilde,(dvs. ren likestrøm eller likerettet strøm) som også er énpolar, og platene står i forbindelse med en annen terminal eller motsatte terminaler på høyspenningskilden, dvs. med en terminal som er jordet eller som har et potensial som er forskjellig fra potensialet for terminalen som er forbundet med utladningselektroden). Det foretrekkes, spesielt dersom gasstrømmen inneholder elektronegative gasser, at utladningselektrodens polaritet i forhold til platene er negativ og at selve platen står i forbindelse med høyspen-ningskildens jordede terminal. Utladningselektroden kan selvfølgelig drives med positiv polaritet, og platene be-høver ikke å være jordet. Platene kan i virkeligheten ha en høy påført spenning som har motsatt polaritet i forhold til den spenning som er påført på utladningselektroden, men et meget tilfredsstillende resultat fås ved anvendelse av den foretrukne forbindelse mellom utladningselektroden og platene. 21 and plates 19 connected to terminals of a high voltage source, e.g. an electrical power supply as shown in Fig. 11, to form an electrostatic field between the discharge electrode and the plates and to cause a corona current to flow between them. It is preferred that the potential of the discharge electrode in relation to the plates that act as plate electrodes should generally always retain the same polarity and that the corona current should generally always flow in the same direction during use of the device. The high-voltage source is therefore preferably unipolar (ie the relative polarity, because the output terminals of the high-voltage source do not change during use). More specifically, the discharge electrodes^ 21 are connected to one terminal of a high-voltage direct current source, (i.e. pure direct current or rectified current) which is also unipolar, and the plates are connected to another terminal or opposite terminals of the high-voltage source, i.e. to a terminal which is grounded or has a potential different from the potential of the terminal connected to the discharge electrode). It is preferred, especially if the gas stream contains electronegative gases, that the polarity of the discharge electrode in relation to the plates is negative and that the plate itself is connected to the grounded terminal of the high-voltage source. The discharge electrode can of course be operated with positive polarity, and the plates do not need to be grounded. The plates may in fact have a high applied voltage of opposite polarity to the voltage applied to the discharge electrode, but a very satisfactory result is obtained by using the preferred connection between the discharge electrode and the plates.

Det foretrekkes at spenningsforskjellen mellom utladningselektroden og platene 19 er ca. 30 kV og at avstanden mellom platene 19 er ca. 8 cm. Den foreliggende oppfinnelse er imidlertid ikke begrenset til slike arbeidsspenninger og plateavstander. For en tilsvarende større plateavstand kan apparatet ifølge oppfinnelsen drives v;ed høyere spenninger, som 100 kV, og med en tilsvarende mindre plateavstand kan apparatet drives ved spenninger under 30 kV. Selv ved 30 kV behøver plateavstanden ikke å være nøyaktig 8 cm. Utladningselektroden 21 er anordnet mellom og generelt i lik avstand fra platene 19 med elektrodenålene anordnet generelt parallelt i forhold til hverandre og i forhold til platene. Ifølge den foretrukne utførelsesform er avstanden mellom nålene og platene ca. 3,8 cm og spenningsgradienten mellom disse (dvs. gjennomsnittsspenningens midlere gradient) ca. 7,9 kV/cm. Denne spenningsgradient bør i alminnelighet være fra 6 kV/cm til gjennomslagsgradienten for det gass- It is preferred that the voltage difference between the discharge electrode and the plates 19 is approx. 30 kV and that the distance between the plates 19 is approx. 8 cm. However, the present invention is not limited to such working voltages and plate distances. For a correspondingly larger plate distance, the device according to the invention can be operated at higher voltages, such as 100 kV, and with a correspondingly smaller plate distance, the device can be operated at voltages below 30 kV. Even at 30 kV, the plate spacing does not have to be exactly 8 cm. The discharge electrode 21 is arranged between and generally equidistant from the plates 19 with the electrode needles arranged generally parallel to each other and to the plates. According to the preferred embodiment, the distance between the needles and the plates is approx. 3.8 cm and the voltage gradient between these (i.e. the mean gradient of the average voltage) approx. 7.9 kV/cm. This voltage gradient should generally be from 6 kV/cm to the breakdown gradient for the gas

formige medium, og det foretrekkes at den er 7-15 kV/cm,formable medium, and it is preferred that it is 7-15 kV/cm,

og det er ytterligere foretrukket at gradienten er 7,5-10 kV/cm. Utmerkede resultater er blitt oppnådd med sperwni-ngs-gradienter av ca. 7,9 kV/cm og ca. 8 ,.7 kV/cm. and it is further preferred that the gradient is 7.5-10 kV/cm. Excellent results have been obtained with sperwni-ngs gradients of approx. 7.9 kV/cm and approx. 8,.7 kV/cm.

For å oppnå en effektiv ladning av partikler, spesielt partikler med en størrelse av 0,5yum og større, er det ønsket at spenningsgradienten mellom nålene og platene 19 er så In order to achieve an effective charging of particles, especially particles with a size of 0.5 µm and larger, it is desired that the voltage gradient between the needles and the plates 19 is so

stor som mulig uten at noen vesentlig lysbueslagning og gnistoverslag vil forekomme mellom nålene og platene. Straks det foretrukne område angitt ovenfor blir vesentlig over-skredet, vil lysbueslagning bli et slikt problem at resultatet ved anvendelse av apparatet (målt ved partikkelladning og -oppsamling) vil avta sterkt. Det er også ønsket at det elektrostatiske felt som dannes mellom utladningselektroden og platene strekker seg i en viss avstand langs gasstrømmens strømningsbane slik at disse forholdsvis store partikler blir tilstrekkelig ladet. I et apparat med de ovenfor angitte dimensjoner bør nålene 25 og nålene 27 strekke seg i en avstand av minst 1,3 cm fra røret 28 slik at det fås et felt med tilstrekkelig lengde. Jo lenger nålen er, desto bedre vil selvfølgelig dette være for dette formål, men av hensyn til at et kompakt apparat er ønsket og på grunn av produk-sjonstoleranser er det ønsket at nåleutstrekningslengden fra røret ikke overskrider 7,6 cm, og fortrinnsvis ikke overskrider 3,8 cm. Meget tilfredsstillende resultater•er blitt oppnådd ved 30 kV og med en eksponert lengde for nålene av 2,5 cm. as large as possible without any significant arcing and sparking occurring between the needles and the plates. As soon as the preferred range indicated above is significantly exceeded, arcing will become such a problem that the result when using the device (measured by particle charging and collection) will decrease greatly. It is also desired that the electrostatic field formed between the discharge electrode and the plates extends for a certain distance along the flow path of the gas stream so that these relatively large particles are sufficiently charged. In an apparatus with the above stated dimensions, the needles 25 and the needles 27 should extend at a distance of at least 1.3 cm from the tube 28 so that a field of sufficient length is obtained. The longer the needle is, the better this will of course be for this purpose, but due to the fact that a compact device is desired and due to production tolerances, it is desired that the needle extension length from the tube does not exceed 7.6 cm, and preferably does not exceed 3.8 cm. Very satisfactory results have been obtained at 30 kV and with an exposed length for the needles of 2.5 cm.

Når en høy spenningsgradient, f.eks. 8 kV/cm, fore-ligger mellom nålene og platene, vil hver av utladningselektrodens nåler (nærmere bestemt spissen av.hver nål) avgi en korona. På grunn av avstanden mellom nabonåler vil disse nåle^oronaer ikke forene seg med hverandre under dannelse av én eller to kontinuerlige koronaer, men de vil snarere danne en første, rommessig diskontinuerlig korona 29 (se When a high voltage gradient, e.g. 8 kV/cm, exists between the needles and the plates, each of the discharge electrode's needles (more specifically the tip of each needle) will emit a corona. Due to the distance between neighboring needles, these needle coronas will not unite with each other to form one or two continuous coronas, but rather they will form a first, spatially discontinuous corona 29 (see

Fig. 3) henimot oppsamlingsseksjonens 11 innløpsende og strekke seg fra seksjonens topp til dens bunn, og en annen rommessig diskontinuerlig korona 31 på nedstrømssiden i forhold til den første korona og som også strekker seg fra seksjonens topp til dens bunn.. Disse'diskontinuerlige koronaer danner første og andre ioniseringsbånd som hvert strekker seg generelt fra seksjonens 11 topp til dens bunn og som i alminnelighet har samme form (formen av disse,, er vist på .Fig. 3A). Hvert bånd inneholder områder.med forholdsvis lav ionisering, angitt ved henvisningstallet 33, som er avgrenset av områder med forholdsvis høy ionisering, angitt ved henvisningstallet 35. Områdene med høy ionisering er i alminnelighet sentrert på deres respektive koronaer og strekker seg fra spissen av nålene til hver plate. Fig. 3) towards the inlet end of the collecting section 11 and extending from the top of the section to its bottom, and another spatially discontinuous corona 31 on the downstream side in relation to the first corona and also extending from the top of the section to its bottom. These'discontinuous coronas form first and second ionization bands each extending generally from the top of section 11 to its bottom and generally having the same shape (the shape of which is shown in Fig. 3A). Each band contains regions of relatively low ionization, denoted by reference numeral 33, which are bounded by regions of relatively high ionization, denoted by reference numeral 35. The regions of high ionization are generally centered on their respective coronas and extend from the tips of the needles to each disc.

Områdene med høy eller sterk ionisering i hvert bånd sammen med høyspenningsgradienten for det elektrostatiske felt vil føre til en meget effektiv ladning av partikler med en størrelse under lyum, spesielt av partikler med en stør-relse under 0,5yum, mens områdene med svak ionisering er langt mindre effektive. Hvis en slik partikkel derfor skulle passere utladningselektrodene 21 uten å komme inn i en sek-sjon med sterk ionisering, vil den kunne forlate utladningselektrodens område uten å ha tatt opp en vesentlige ladning. For å minske denne mulighet er utladningselektrodens nåler forskjøvet (som vist på Fig. 3), slik at lavioniser-ingsområdene for hvert bånd befinner seg på linje med høy-ioniseringsområdene for det annet bånd. Det har vist seg at ganske enkelt å forskyve nålene 25 i forhold til nålene 27 ikke er tilstrekkelig til å oppnå en maksimal mulighet for at partikler med en størrelse under l^um og som er oppfanget i gasstrømmen, vil strømme gjennom et sterkt ionisert område. Det er også nødvendig å optimalisere avstanden mellom nabonåler i hver rad. Efterhvert som nålene i en rad fjernes mer og mer fra hverandre, vil k.orona-strømmen pr. nål øke °9°PP til et punkt hvor k;orona-strømtettheten pr. areal-enhet av plateelektrodene også vil øke. Da ioniseringsgraden står i et direkte forhold til styrken av corona-strømmen, The regions of high or strong ionization in each band together with the high voltage gradient of the electrostatic field will lead to a very efficient charging of particles with a size below 1 µm, especially of particles with a size below 0.5 µm, while the regions of weak ionization are far less effective. If such a particle should therefore pass the discharge electrodes 21 without entering a section with strong ionization, it will be able to leave the area of the discharge electrode without having taken up a significant charge. To reduce this possibility, the needles of the discharge electrode are shifted (as shown in Fig. 3), so that the low ionization areas for each band are in line with the high ionization areas for the other band. It has been found that simply displacing the needles 25 relative to the needles 27 is not sufficient to achieve a maximum possibility that particles of a size below 1 µm and which are captured in the gas stream will flow through a highly ionized region. It is also necessary to optimize the distance between neighboring needles in each row. As the needles in a row are removed more and more from each other, the corona current per needle increase °9°PP to a point where the corona current density per unit area of the plate electrodes will also increase. Since the degree of ionization is directly related to the strength of the corona current,

er denne økning ønsket. Imidlertid vil en økning av avstanden også øke antallet av partikler som passerer forbi utladningselektrodens høyioniseringsområder og som derfor ikke vil bli tilstrekkelig ladet. Omvendt vil en avtagende avstand føre til en minskning av det antall partikler som passerer utladningselektroden uten å bli ladet, men det vil også føre is this increase desired. However, increasing the distance will also increase the number of particles that pass past the high ionization regions of the discharge electrode and will therefore not be sufficiently charged. Conversely, a decreasing distance will lead to a reduction in the number of particles that pass the discharge electrode without being charged, but it will also lead to

til at korona-strømmen ville avta. Den optimale ladning fås ikke ved den avstand mellom nålene som fører til den høyeste korona-strømtetthet, men snarere ved en noe kdrtere avstand som gir en tilstrekkelig ladning av partikler for et minimum av forbipasserende partikler. Det har vist seg at for en arbeidsspenning av ca. 30 kV for det foreliggende system vil den beste balanse mellom disse konkurrerende virkninger oppnås dersom avstanden mellom nålene i hver rad er 0,9-2,5 cm. Det foretrekkes at denne avstand er 1,3- to the fact that the corona current would decrease. The optimum charge is not obtained at the distance between the needles that leads to the highest corona current density, but rather at a slightly shorter distance that provides a sufficient charge of particles for a minimum of passing particles. It has been shown that for a working voltage of approx. 30 kV for the present system, the best balance between these competing effects will be achieved if the distance between the needles in each row is 0.9-2.5 cm. It is preferred that this distance is 1.3-

1,9 cm. Gode resultater er blitt oppnådd med en avstand av 1,3 cm. 1.9 cm. Good results have been achieved with a distance of 1.3 cm.

Dersom nålene 25 og 27 er forskjøvet, i forhold til hverandre med en avstand som svarer til halvparten av avstanden mellom nabonåler i hver rad og dersom selve avstanden mellom nabonåler er optimal som beskrevet ovenfor,kan meget høye korona-strømtettheter oppnås ved et minimum av manglende<k.>oronaavgivelse og med liten eller ingen k:oronaundertrykkelse både ved konstant og pulserende høy konsentrasjon av partikkelformig materiale, korona-strømmer med en densitet av minst 4 mA/m av platenes 19 effektive areal kan lett oppnås ved anvendelse av det foreliggende apparat, og strøm-tettheter av 20 mA/m 2 og derover er mulige for partikkelfrie gasstrømmer. Det bør bemerkes at disse strømtetthetstall er blitt beregnet ut fra platenes 19 "effektive areal". En plates effektive areal kan bestemmes ved hjelp av den følgende ligning: If the needles 25 and 27 are offset, relative to each other by a distance that corresponds to half the distance between neighboring needles in each row and if the actual distance between neighboring needles is optimal as described above, very high corona current densities can be achieved with a minimum of missing <k.>corona emission and with little or no corona suppression both at constant and pulsating high concentration of particulate material, corona currents with a density of at least 4 mA/m of the plates 19 effective area can be easily achieved using the present apparatus , and current densities of 20 mA/m 2 and above are possible for particle-free gas flows. It should be noted that these current density figures have been calculated from the "effective area" of the plates 19. The effective area of a plate can be determined using the following equation:

Effektivt areal = h x (n + 2P),Effective area = h x (n + 2P),

hvor h betegner den del av platens høyde som er eksponert for gasstrømmen, n er den avstand som er målt parallelt i forhold til nålene og fra nålenes spiss i en rad til nålenes spiss i den annen rad (se Fig. 5), og 2P betegner den avstand langs platen oppstrøms og nedstrøms i forhold til nålene hvor en betydelig elektrisk strøm forekommer mellom nålene og platene. En viss strøm vil selvfølgelig flyte mellom nålene og de områder av platene som befinner seg utenfor avstanden P, men denne strøm kan neglisjeres. Avstanden P beregnes på sin side ut fra ligningen P = S x tan a, hvori a betegner en vinkel av 4 5-65° og S avstanden fra nålene til where h denotes the part of the plate's height that is exposed to the gas flow, n is the distance measured parallel to the needles and from the tip of the needles in one row to the tip of the needles in the other row (see Fig. 5), and 2P denotes the distance along the plate upstream and downstream in relation to the needles where a significant electric current occurs between the needles and the plates. A certain current will of course flow between the needles and the areas of the plates that are outside the distance P, but this current can be neglected. The distance P, in turn, is calculated from the equation P = S x tan a, where a denotes an angle of 4 5-65° and S the distance from the needles to

hver plate. Det foretrekkes at denne vinkel er ca. 62°. Plater med kortere lengde kan selvfølgelig anvendes, men each disc. It is preferred that this angle is approx. 62°. Boards with a shorter length can of course be used, but

det vil da bli et visst fall i utbyttet. <-Efterhvert som partiklene passerer forbi utladningselektrodens nåler, vil de bli påvirket av deflektorelektroden. Deflektoreléktroder, eller utfellingselektroder, anvendes innen den angjeldende teknikk for å danne et felt som tvinger ladede partikler henimot en oppsamlingsplate eller oppsamlingsplater. Deflektorelektroden 23 tjener denne funksjon, og dens utfellingsfelt er vist ved hjelp av stiplede linjer på Fig. 4. Det har imidlertid vist seg at avstanden d (se there will then be a certain fall in the dividend. <-As the particles pass past the needles of the discharge electrode, they will be affected by the deflector electrode. Deflector electrodes, or precipitation electrodes, are used in the relevant technique to form a field which forces charged particles towards a collection plate or collection plates. The deflector electrode 23 serves this function, and its deposition field is shown by dotted lines in Fig. 4. However, it has been shown that the distance d (see

Fig. 5) mellom nåleelektroden og deflektorelektroden er meget viktig, på samme måte som selve deflektorelektrodens bredde W. Når d ligger innen området av fra 1/4 av avstanden mellom hver plate (eller svarer til 1/2 av avstanden mellom nålene og hver plate) til tilnærmet avstanden mellom hver plate (dvs. 2 S) vil et retarderende felt dannes som motvirker bevegelsen av de på grunn av utladningselektroden ladede partikler gjennom oppsamlingsseksjonen. Dette fører til en økning av romladningen, som antydet ved den med punkter angitte sky på Fig. 4, mellom utladnings- og deflektorelektrodene og til en økning av utfellingsfeltene innen det samme område. Dessuten blir de elektriske felt og ione-tetthetene i dette område jevnere. Fig. 5) between the needle electrode and the deflector electrode is very important, in the same way as the width W of the deflector electrode itself. When d lies within the range of from 1/4 of the distance between each plate (or corresponds to 1/2 of the distance between the needles and each plate ) to approximately the distance between each plate (i.e. 2 S), a retarding field will be formed which counteracts the movement of the particles charged due to the discharge electrode through the collection section. This leads to an increase in the space charge, as indicated by the dotted cloud in Fig. 4, between the discharge and deflector electrodes and to an increase in the deposition fields within the same area. In addition, the electric fields and ion densities in this area become more uniform.

Resultatet er at partikler ennu mer sannsynlig vil passere gjennom et område med sterk ionisering, og at de ut-settes for feltene og ionene i lengre tid enn den gass hvori de er oppfanget. Det fås derfor en sterkere partikkelladning. Deflektorelektroden 23 virker derfor også som en retarderingselektrode. Det foretrekkes at denne avstand d er minst 2/3 S, fortrinnsvis 0,75-1,5 S. Dersom avstanden d The result is that particles are even more likely to pass through an area with strong ionization, and that they are exposed to the fields and ions for a longer time than the gas in which they are captured. A stronger particle charge is therefore obtained. The deflector electrode 23 therefore also acts as a deceleration electrode. It is preferred that this distance d is at least 2/3 S, preferably 0.75-1.5 S. If the distance d

. er mindre enn avstanden 0,75 S, er det mulighet for at. elektrisk strøm fra nålene vil føre til at det opprettholdes et gnistoverslag mellom elektroden 23 og platene 19. Deflektorelektrodens ønskede bredde W som er den maksimale avstand over elektroden målt vertikalt i forhold til platene, kan også med fordel velges slik at den vil ligge innen området fra 1/20 av avstanden mellom hver plate til 1/2 av denne av- . is less than the distance 0.75 S, there is a possibility that. electric current from the needles will cause a spark to be maintained between the electrode 23 and the plates 19. The desired width W of the deflector electrode, which is the maximum distance above the electrode measured vertically in relation to the plates, can also be advantageously chosen so that it will lie within the range from 1/20 of the distance between each plate to 1/2 of this de-

stand. Utmerkede resultater er blitt oppnådd'med W lik 1/3 av avstanden, mellom hver plate og med d lik 2/3 av denne avstand. condition. Excellent results have been obtained with W equal to 1/3 of the distance, between each plate and with d equal to 2/3 of this distance.

For å kunne oppvise retarderings- og utf ellingsf u fik-sjonene kan deflektorelektroden 23 ha en hvilken som helst form og den kan enten være en isolator (se Fig. 6) eller en elektrisk leder (se Fig. 6A) eller en eller annen sammen-satt elektrode. Dessuten behøver elektroden 23 ikke å anvendes sammen med utladningselektroden 21. Den kan i virke-"ligheten anvendes for å utfelle og retardere ladede partikler som er blitt dannet ved hjelp av en hvilken som helst type av. ionisatorer. Det foretrekkes imidlertid at elektroden 23 har de konstruksjoner som er vist på Fig. 7-10. Den på Fig.7' og 8 viste deflektorelektrode omfatter en tynn film 37 (f.eks. med 0,025 mm tykkelse) av et elektrisk ledende materiale, som aluminium, innleiret i eller omkapslet av et dielektrisk materiale 39 med en dielektrisitetskonstant som er større enn dielektrisitetskonstanten for luft og med en In order to exhibit the deceleration and precipitation functions, the deflector electrode 23 can have any shape and it can either be an insulator (see Fig. 6) or an electrical conductor (see Fig. 6A) or one or the other together - set electrode. Moreover, the electrode 23 does not need to be used together with the discharge electrode 21. It can in fact be used to precipitate and retard charged particles which have been formed by means of any type of ionizers. However, it is preferred that the electrode 23 has the constructions shown in Figs 7 to 10. The deflector electrode shown in Figs 7' and 8 comprises a thin film 37 (e.g. of 0.025 mm thickness) of an electrically conductive material, such as aluminium, embedded in or encapsulated of a dielectric material 39 with a dielectric constant that is greater than the dielectric constant of air and with a

7 7

volummotstand av minst 10 ohm-cm. Det foretrekkes at det dielektriske materiale har en dielektrisitetskonstant av volume resistance of at least 10 ohm-cm. It is preferred that the dielectric material has a dielectric constant of

13 13

2,5-9 og en volummotstand av minst 10 ohm-cm. Ved valg av dielektrisk materiale for anvendelse i elektroden 23 er det ønsket å velge et materiale med høy dielektrisitetskonstant og god mekanisk styrke slik at materialets tykkelse over den elektriske leder kan gjøres så liten som mulig (for å øke utfellingsfeltets styrke) samtidig som det frem-deles fås en beskyttelse mot brudd av det dielektriske materiale under lysbueslagning mellom deflektorelektroden og platene (idet et slikt brudd ville nødvendiggjøre ut-skiftning av deflektorelektroden). Meget tilfredsstillende resultater er blitt oppnådd ved anvendelse av et 2,5 cm tykt stykke av polymethylmethacrylat som dielektrisk materiale og med en aluminiumfole innleiret i dette i en avstand av ca. 1,3 cm fra hver overflate. Et hvilket som helst dielektrisk materiale med en dielektrisitetskonstant og en volummotstand innenfor de ovennevnte områder vil kunne anvendes for deflektorelektroden, og som eksempler på slike dielektriske materialer kan nevnes aluminiumoxyd, andre keramiske materialer, glass, polymerer, mineraler og fiber- 2.5-9 and a volume resistance of at least 10 ohm-cm. When choosing a dielectric material for use in the electrode 23, it is desired to choose a material with a high dielectric constant and good mechanical strength so that the thickness of the material above the electrical conductor can be made as small as possible (to increase the strength of the deposition field) while at the same time is divided, a protection is obtained against breakage of the dielectric material during arcing between the deflector electrode and the plates (since such a breakage would necessitate replacement of the deflector electrode). Very satisfactory results have been obtained by using a 2.5 cm thick piece of polymethyl methacrylate as dielectric material and with an aluminum foil embedded in it at a distance of approx. 1.3 cm from each surface. Any dielectric material with a dielectric constant and a volume resistance within the above-mentioned ranges can be used for the deflector electrode, and as examples of such dielectric materials aluminum oxide, other ceramic materials, glass, polymers, minerals and fibre-

fylte polymerer og harpikser,, harpikser, naturlige og syn-tetiske gummier og varmtherdnende harpikser. Blant det store antall av anvendbare materialer kan nevnes polyethylen-terefthalåtpolyvinylklorid, perfluorerte polymerer, poly-carbonater, polysulfonater, nylon, polyurethan, polyvinyl-acetaler som polyvinylbutyral og polyvinylformal, fenol-formaldehyd, aminoplaster og polyester- og epoxyharpikser. Dessuten kan flytende dielektriske materialer, som.trans-formatorolje, anvendes for å dekke lederen 37, og i et slikt tilfelle må det dielektriske materiale være omgitt av en be-holder som kan være ledende eller ikke-ledende. filled polymers and resins, resins, natural and synthetic rubbers and thermosetting resins. Among the large number of applicable materials can be mentioned polyethylene terephthalate polyvinyl chloride, perfluorinated polymers, polycarbonates, polysulfonates, nylon, polyurethane, polyvinyl acetals such as polyvinyl butyral and polyvinyl formal, phenol formaldehyde, amino plastics and polyester and epoxy resins. Moreover, liquid dielectric materials, such as transformer oil, can be used to cover the conductor 37, and in such a case the dielectric material must be surrounded by a container which can be conductive or non-conductive.

Selv om deflektorelektrodens 23 form ikke er av av-gjørende betydning, foretrekkes det at den er generelt flat og parallell i forhold til platene og at lederen 37 har . generelt den samme form som selve elektroden, selv om den er noe mindre. Som vist på Fig. 4 finnes en luftspalte mellom deflektorelektroden og hver plate, og et elektrisk utfellingsfelt, antydet ved hjelp av stiplede linjer, fyller disse spalter. Det foretrekkes at dette felt er slikt at det vil bevirke at partiklene som er blitt ladet av utladningselektroden, vil tvinges henimot platene istedenfor henimot deflektorelektroden. For å oppnå dette er det nødvendig at elektroden 23 akkumulerer en charge med samme polaritet som chargene på partiklene. Den foretrukne måte å oppnå dette på er å tilkoble lederen 37 til en terminal på høyspennings-kilden med samme polaritet som utladningselektroden og ladningene på partiklene. Når lederen er blitt tilkoblet på denne måte, vil en høy spenningsforskjell foreligge mellom lederen og platene, og denne spenningsforskjell vil bevirke at utfellingsfeltene dannes. Although the shape of the deflector electrode 23 is not of decisive importance, it is preferred that it is generally flat and parallel in relation to the plates and that the conductor 37 has . generally the same shape as the electrode itself, although it is somewhat smaller. As shown in Fig. 4, there is an air gap between the deflector electrode and each plate, and an electric deposition field, indicated by dashed lines, fills these gaps. It is preferred that this field is such that it will cause the particles that have been charged by the discharge electrode to be forced towards the plates instead of towards the deflector electrode. To achieve this, it is necessary that the electrode 23 accumulates a charge with the same polarity as the charges on the particles. The preferred way to achieve this is to connect the conductor 37 to a terminal on the high voltage source with the same polarity as the discharge electrode and the charges on the particles. When the conductor has been connected in this way, a high voltage difference will exist between the conductor and the plates, and this voltage difference will cause the precipitation fields to form.

Lederen behøver selvfølgelig ikke å være innleiret i et dielektrisk materiale for å frembringe disse utfellings-felter. En udekket leder vil også føre til dannelse av disse felter når den er tilkoblet til høyspenningskilden. En udekket leder er imidlertid beheftet med et problem som Of course, the conductor does not need to be embedded in a dielectric material to produce these precipitation fields. An uncovered conductor will also lead to the formation of these fields when it is connected to the high voltage source. However, an uncovered manager is beset with a problem that

i det vesentlige unngås når det anvendes deflektorelektroder av den foreliggende konstruksjon, dvs. lysbueslagning mellom deflektorelektroden og platene. Ved anvendelse av elektroder is essentially avoided when deflector electrodes of the present construction are used, i.e. arcing between the deflector electrode and the plates. When using electrodes

med den foreliggende konstruksjon vil det dielektriske materiale virke som en strømbegrensende motstand mellom lederen og platene. Dette materiale begrenser den mengde strøm som kan strømme mellom lederen og platene så sterkt at lysbuene ikke lett vil dannes, og dersom de dannes, vil de ikke kunne opprettholdes. Det har ifølge oppfinnelsen vist seg at dersom det dielektriske materiale er et elektret, som polymethylmethacrylat, vil ikke bare lysbue og gnist overslag undertrykkes, men utfellingsfeltene vil opprettholdes, selv under forbigående spenningstap fra høyspenningskilden. with the present construction, the dielectric material will act as a current-limiting resistance between the conductor and the plates. This material limits the amount of current that can flow between the conductor and the plates so much that the arcs will not easily form, and if they do form, they will not be able to be sustained. According to the invention, it has been shown that if the dielectric material is an electret, such as polymethyl methacrylate, not only arc and spark flashover will be suppressed, but the precipitation fields will be maintained, even during transient voltage loss from the high voltage source.

De på Fig. 9 og 10 viste deflektorelektroder er forskjellige fra de som er vist på Fig. 7bg 8. Utvendig er de i det vesentlige lik deflektorelektrodene vist på Fig. 7 og 8, men innvendig er de forskjellige. Elektrodene ifølge Fig. 9 omfatter.to folieledere 37A og 37B som hver er innleiret i et dielektrisk materiale 39 i en på forhånd bestemt avstand, f.eks. 0,2 cm, under elektrodens overflate og via en leder 41 forbundet med høyspenningskilden. Hver leder er derfor anordnet i samme avstand fra sine respektive plater som den annen leder, men ingen av disse er anordnet i midten av elektroden. Denne konstruksjon fører til et langt tynnere lag av dielektrisk materiale mellom lederne og de tilknyttede luftspalter og derfor til sterkere utfellingsfelt. The deflector electrodes shown in Fig. 9 and 10 are different from those shown in Fig. 7b and 8. Externally, they are substantially similar to the deflector electrodes shown in Fig. 7 and 8, but internally they are different. The electrodes according to Fig. 9 comprise two foil conductors 37A and 37B, each of which is embedded in a dielectric material 39 at a predetermined distance, e.g. 0.2 cm, below the surface of the electrode and via a conductor 41 connected to the high voltage source. Each conductor is therefore arranged at the same distance from its respective plates as the other conductor, but none of these is arranged in the middle of the electrode. This construction leads to a much thinner layer of dielectric material between the conductors and the associated air gaps and therefore to stronger deposition fields.

Den på Fig. 10 viste elektrode ligner på den på Fig. 9 viste elektrode, men med den forskjell at den omfatter 6 ledere 37C-37H innleiret i det dielektriske materiale, idet bare de to innerste av disse ledere' (lederne 37C og 37D) er forbundet med høyspenningskilden. De ledere som befinner seg nærmest elektrodens overflate (lederne 37G og 37H), er fullstendig isolert fra de ledere som er direkte forbundet med høyspenningskilden. The electrode shown in Fig. 10 is similar to the electrode shown in Fig. 9, but with the difference that it comprises 6 conductors 37C-37H embedded in the dielectric material, only the two innermost of these conductors' (conductors 37C and 37D) is connected to the high voltage source. The conductors which are closest to the surface of the electrode (conductors 37G and 37H) are completely isolated from the conductors which are directly connected to the high voltage source.

Når deflektorelektroder med de konstruksjoner som er vist på Fig. 7-10 anvendes sammen med den på Fig. 3 og 3A viste høyintensive utladningselektrode, fås meget høye opp-saml ingsutbytter for . partikler med størrelse under l^-um ved anvendelse av et lite, men effektivt oppsamlingsareal. Ved den foreliggende utførelsesform utgjøres dette oppsamlingsareal av platenes 19 areal, og det er for hver oppsamlingsseksjon 11 lik 56,5 m 2 pr. 1000 m 3 pr. min gass. For det foreliggende apparat er det samlede oppsamlingsareal pr. oppsamlingsseksjon i alminnelighet 9,88-162,4 m 2 /1000 m 3.min, fortrinnsvis 32, 83-98, 8 m 2 /1000 m 3. min. Dette oppsairjiings-2 3 When deflector electrodes with the constructions shown in Fig. 7-10 are used together with the high-intensity discharge electrode shown in Fig. 3 and 3A, very high collection yields are obtained for . particles with a size below l^-um using a small but effective collection area. In the present embodiment, this collection area is made up of the area of the plates 19, and it is for each collection section 11 equal to 56.5 m 2 per 1000 m 3 per my gas. For the present device, the total collection area per collection section in general 9.88-162.4 m 2 /1000 m 3.min, preferably 32, 83-98, 8 m 2 /1000 m 3.min. This upsairjiings-2 3

areal er ennu mer foretrukket 49,4 -.65,6 m /1000 m . min. area is even more preferred 49.4 -.65.6 m /1000 m . my.

Selvfølgelig kan-et ytterligere oppsamlingsareal (f.eks. opp til 1624 m 2 /1000 m 3. min eller derover) tilføyes for å oppnå ennu høyere utbytter. Of course, an additional collection area (eg up to 1624 m 2 /1000 m 3 min or more) can be added to achieve even higher yields.

Det vil forstås at den fordelte kapasitet for ionisatoren til det foreliggende apparat og som utgjøres av utladningselektroden 21 og platene 19, har en meget lavt fordelt kapasitet. For det eksempel som er vist på tegningene hadde selve platene bare en lengde av 41 cm, og selv dersom det tas hensyn til denne fulle lengde, vil ionisatorkapa-sitet bare være 16485 picofarad (16485 pF) pr. 1000 m 3.min. It will be understood that the distributed capacity for the ionizer of the present apparatus, which is constituted by the discharge electrode 21 and the plates 19, has a very low distributed capacity. For the example shown in the drawings, the plates themselves were only 41 cm long, and even allowing for this full length, the ionizer capacity would only be 16485 picofarads (16485 pF) per 1000 m 3 min.

Selve ionisatoren har derfor ikke en tilstrekkelig lagret The ionizer itself therefore does not have a sufficiently stored

ladning til i lengre tid å opprettholde en lysbue når en slik er blitt dannet. Da vanlige høyspenningskraftkilder, charge to maintain an arc for a longer period of time once one has been formed. Then common high-voltage power sources,

som kraftkilden 43 vist på Fig. 11, omfatter en krets for automatisk åpning av kretsen mellom krafttilførselskilden og ionisatoren under lysbueslagning og for automatisk å lukke kretsen straks lysbuen er blitt brutt (idet denne krets er vist på Fig. 11), vil det foreliggende apparat hurtig slukke eventuelle lysbuer som dannes. as the power source 43 shown in Fig. 11, comprises a circuit for automatically opening the circuit between the power supply source and the ionizer during arcing and for automatically closing the circuit as soon as the arc has been broken (as this circuit is shown in Fig. 11), the present apparatus will quickly extinguish any arcs that form.

Selv om den lavfordelte kapasitet for ionisatoren ut-øver den gunstige virkning som er beskrevet ovenfor, har den også en ugunstig virkning. Når en lysbue forekommer, vil spenningen mellom utladningselektroden og platene falle skarpt. Som et resultat herav vil partikler som passerer utladningselektroden på dette tidspunkt, kunne bli ufullstendig ladet. Spesielt når gassen strømmer gjennom apparatet med høy strøm-ningshastighet, f.eks. 3 m/sek, kan en partikkel strømme forbi utladningselektroden samtidig som det ikke finnes noen vesentlig spenningsgradient mellom elektroden og platene. I et apparat som drives med en langsommere gasstrømningshastig-het, er dette ikke et så vesentlig problem, men ved høye strøm-ningshastigheter blir problemet meget viktig. Med en strøm-ningshastighet av 3 m/sek vil en partikkel som skal lades, passere utladningselektroden i. løpet av ca..25 millisekunder og gjennom den effektive lengde av ionisatoren,, som er n + 2d, (20 cm i det foreliggende eksempel) i løpet av ca. 0,06 sek. Dersom spenningen mellom utladningselektroden og platene 19 Although the low distributed capacity of the ionizer exerts the beneficial effect described above, it also has an adverse effect. When an arc occurs, the voltage between the discharge electrode and the plates will drop sharply. As a result, particles passing the discharge electrode at this time may be incompletely charged. Especially when the gas flows through the apparatus at a high flow rate, e.g. 3 m/sec, a particle can flow past the discharge electrode while there is no significant voltage gradient between the electrode and the plates. In an apparatus operated at a slower gas flow rate, this is not such a significant problem, but at high flow rates the problem becomes very important. With a flow velocity of 3 m/sec, a particle to be charged will pass the discharge electrode in about 25 milliseconds and through the effective length of the ionizer, which is n + 2d, (20 cm in the present example ) during approx. 0.06 sec. If the voltage between the discharge electrode and the plates 19

er lav i en hovedsakelig del av denne periode, vil de fleste av partiklene som passerer gjennom oppsamlingsseksjonen, holde seg i det vesentlige uladet. Dette er grunnen til at ionisatorer typisk drives litt under det nivå ved hvilket en vesentlig gnistoverslagning finner sted. Dersom ionisatorene drives innen gnistoverslagningsområdet, vil antallet av partikler som passerer gjennom i uladet tilstand bli vesentlig fordi spenningen mellom utladningselektroden og platene ofte vil være lav. is low for a substantial portion of this period, most of the particles passing through the collection section will remain substantially uncharged. This is why ionizers are typically operated slightly below the level at which significant sparking occurs. If the ionizers are operated within the spark discharge area, the number of particles that pass through in an uncharged state will be significant because the voltage between the discharge electrode and the plates will often be low.

For å løse problemet med spenningstap efter gnistoverslag er et middel antydet ved 44 (se Fig. 11) som er blitt ut-viklet for å opprettholde spenningen over utladningselektrodene og platene over et visst på forhånd bestemt nivå, f.eks. 26 kV, i en på forhånd bestemt tid, f.eks. 16 millisekunder eller lengre, men uten å tilføre en tilstrekkelig elektrisk strøm til ionisatoren til at en lysbue eller et gnistoverslag vil opprettholdes i løpet av den på forhånd bestemte tids-periode. Midlet 44 omfatter en kondensator Cl, en motstand Ri og en høyspenningsdiode Dl som er seriekoblet med hverandre over utladningselektroden og platene 19. Kondensatoren har en kapasitet av f.eks. 0,1-1,0 mF, fortrinnsvis 0,3-0,4 mF, og ved normale arbeidsbetingelser vil den lades nesten opp til arbeidsspenningen av 30 kV. Under lysbueslagning vil ladningen på kondensatoren Cl tjene til å opprettholde spenningen over utladningselektroden og platene på et forholdsvis høyt nivå. Ved ganske enkelt å forbinde en kondensator over utladningselektroden og platene vil imidlertid ikke problemet løses. Derved ville det bare oppnås en kilde for ytterligere ladninger for ionisatoren som vil opprettholde lysbuen. Derfor er motstanden Ri med en motstand av f.eks. 1-10 megaohm (1-10-M-ohm) og fortrinnsvis 3 M-ohm, seriekoblet med kondensatoren. Derved begrenses den elektriske strøm som kan strømme gjennom kondensatoren, til en verdi som er tilstrekkelig lav til at lysbuene ikke vil opprettholdes. Dessuten kan en høyspenningsdiode, som dioden Dl, som er fremadrettet forspent for normale arbeidsbetingelser, tilføyes til serie-krétsen for ytterligere å begrense den elektriske strøm som strømmer gjennom kondensatoren under lysbueslagning. Lekkas-jen gjennom dioden Dl som er en iboende egenskap ved høyspenn-ingsdioder, tjener til å tilveiebringe ytterligere ioner for området nær utladningselektroden under lysbueslagningsbeting-elser, og dette befordrer ytterligere ladning av partiklene som passerer utladningselektroden på dette tidspunkt. Des-suten kan en ytterligere motstand R2 (f.eks. med en motstand av 10 - 20 megaohm) tilføyes parallellkoblet i forhold til dioden Dl slik at det fås en viss lekkasje over dioden. En tilføyelse av kondensatoren Cl vil selvfølgelig senke gnist-' overslagningsspenningen noe mellom utladningselektroden og platene. Gnistoverslagningsspenningen for den foreliggende utladningselektrode er imidlertid så høy at dette ikke vesentlig vil påvirke bruken av apparatet. Selv om kondensatoren og motstanden i alminnelighet kan ha et område av egenskaps-verdier, foretrekkes det at deres CR-tidskonstant er ca. 16 millisekunder og ca. 900 millisekunder. Ifølge den foretrukne utførelsesform er RC-tidskonstanten 300 millisekunder. To solve the problem of voltage loss after spark flash, a means is indicated at 44 (see Fig. 11) which has been developed to maintain the voltage across the discharge electrodes and plates above a certain predetermined level, e.g. 26 kV, for a predetermined time, e.g. 16 milliseconds or longer, but without supplying a sufficient electrical current to the ionizer that an arc or flashover will be sustained during the predetermined time period. The means 44 comprises a capacitor Cl, a resistor Ri and a high-voltage diode Dl which are connected in series with each other across the discharge electrode and the plates 19. The capacitor has a capacity of e.g. 0.1-1.0 mF, preferably 0.3-0.4 mF, and under normal working conditions it will be charged almost up to the working voltage of 30 kV. During arcing, the charge on the capacitor Cl will serve to maintain the voltage across the discharge electrode and the plates at a relatively high level. However, simply connecting a capacitor across the discharge electrode and plates will not solve the problem. Thereby only a source of additional charges for the ionizer which would maintain the arc would be obtained. Therefore, the resistance Ri with a resistance of e.g. 1-10 megohms (1-10-M-ohms) and preferably 3 M-ohms, connected in series with the capacitor. Thereby, the electric current that can flow through the capacitor is limited to a value that is sufficiently low that the arcs will not be maintained. Also, a high voltage diode, such as diode D1, which is forward biased for normal operating conditions, can be added to the series circuit to further limit the electrical current flowing through the capacitor during arcing. The leakage through the diode D1 which is an inherent property of high voltage diodes serves to provide additional ions to the region near the discharge electrode under arcing conditions, and this promotes further charging of the particles passing the discharge electrode at this time. Furthermore, a further resistance R2 (eg with a resistance of 10 - 20 megohms) can be added connected in parallel with the diode D1 so that a certain leakage across the diode is obtained. An addition of the capacitor Cl will of course lower the spark flashover voltage somewhat between the discharge electrode and the plates. However, the spark discharge voltage for the present discharge electrode is so high that this will not significantly affect the use of the device. Although the capacitor and resistor may generally have a range of characteristic values, it is preferred that their CR time constant is approximately 16 milliseconds and approx. 900 milliseconds. According to the preferred embodiment, the RC time constant is 300 milliseconds.

Det vil forstås at det er nødvendig på en eller annen måte å rense platene 19 periodevis eller kontinuerlig. Dersom det ikke foretas en rensing, vil en overflateladning bygges opp på platene og påvirke resultatet. Disse plater kan renses vecj banking eller vasking etc, men det foretrekkes at de kontinuerlig overrisles m ed en tynn film av en væske, som vann eller en annen yaskevæske. Da.platene ifølge dette eksempel har en lengde av ca. 41 cm, har det vist seg vanskelig å oppnå en jevn og homogen film av væske over hver plates samlede lengde. Dette problem forsterkes på grunn av at skvetting eller spruting av væsken er meget uønsket på grunn av de meget små avstander mellom utladningselektroden og platene på den ene side og mellomdeflektorelektroden og platene på den annen side. I en avstand av under 5 cm. fra væsken på platene (ifølge dette eksempel ) befinner en elektrode seg med en spenning på 30 kV. Det er derfor klart at spruting eller skvetting av væsken på platene, under slike forhold ikke kan tolereres. Imidlertid kan unngåelsen av sprut ing ikke skje på bekostning av at deler av oppsamlingsplatene holdes tørre/fordi dette også er uønsket. It will be understood that it is necessary in some way to clean the plates 19 periodically or continuously. If a cleaning is not carried out, a surface charge will build up on the plates and affect the result. These plates can be cleaned by beating or washing etc., but it is preferred that they are continuously sprinkled with a thin film of a liquid, such as water or another ash liquid. Then, the plates according to this example have a length of approx. 41 cm, it has proved difficult to achieve an even and homogeneous film of liquid over the total length of each plate. This problem is exacerbated by the fact that splashing or splashing of the liquid is highly undesirable due to the very small distances between the discharge electrode and the plates on the one hand and the intermediate deflector electrode and the plates on the other. At a distance of less than 5 cm. from the liquid on the plates (according to this example) an electrode is located with a voltage of 30 kV. It is therefore clear that splashing or splashing of the liquid on the plates, under such conditions, cannot be tolerated. However, the avoidance of splashing cannot occur at the expense of parts of the collection plates being kept dry/because this is also undesirable.

Dette vaskeproblem er blitt løst ved hjelp av en «ny-vaskevæskefordelingsanordning hvorav forskjellige utførel-sesformer er vist på Fig. 12-15. Selv om den er konstruert for anvendelse ved overrisling av oppsamlingsplater for oppsamling av partikler, er vaskefordelingsanordningen ikke av en så begrenset anvendelse. Den kan snarere anvendes overalt, hvor en i det vesentlige jevn og kontinuerlig film eller gardin av væske er nødvendig. Denne vaskefordelingsanordning kan tilføre en i det vesentlige jevn film eller gardin av væske langs en overflate eller generelt langs en hvilken som helst horisontal bane eller linje uavhengig av hvorvidt banen eller linjen er tilknyttet en overflate. This washing problem has been solved with the help of a "new washing liquid distribution device", various versions of which are shown in Fig. 12-15. Although designed for use in sprinkling collection plates for the collection of particles, the wash distribution device is not of such limited use. Rather, it can be used anywhere where a substantially smooth and continuous film or curtain of liquid is required. This wash distribution device can supply a substantially uniform film or curtain of liquid along a surface or generally along any horizontal path or line regardless of whether the path or line is associated with a surface.

Den første utførelsesform av vaskefordelingsanordningen 45 har en dobbeltform som vist på Fig. 12 og 1.4 og en enkelt-form (ikke vist) som ganske enkelt utgjør halvparten av dobbeltformen. Enkeltvaskefordelingsanordninger 45 anvendes for å overrisle oppsamlingsplaten 19 helt til venstre og til høyre som vist på Fig. 1, mens dobbeltvaskefordelingsan-ordninger anvendes for å overrisle begge sider av de mellom-liggende plater. Hver halvpart av vaskefordelingsanordningen The first embodiment of the washing distribution device 45 has a double shape as shown in Fig. 12 and 1.4 and a single shape (not shown) which simply constitutes half of the double shape. Single wash distribution devices 45 are used to sprinkle the collection plate 19 all the way to the left and right as shown in Fig. 1, while double wash distribution devices are used to sprinkle both sides of the intermediate plates. Each half of the wash distribution device

45 omfatter et lukket lavtrykkskammer 47 (f.eks. 15 cntf^O) 45 comprises a closed low-pressure chamber 47 (e.g. 15 cntf^O)

som strekker seg generelt langs overflaten, banen eller platen 19 hvortil væske skal tilføres. Kammeret 47 er forsynt med en rekke forholdsvis store åpninger 49 som ifølge den foretrukne utførelsesform utgjøres av 0,6 cm kvadratiske spalter anordnet nær overflaten av flaten som skal overrisles ved den nedre ende av kammeret. Spaltene er jevnt fordelt langs platen, og avstanden mellom nabospalter er ca. 0,6 cm. Spaltene behøver selvfølgelig ikke å være kvadratiske eller endog å ha noen spesiell form, og avstanden mellom nabospalter kan varieres efter ønske. Åpningene kan i virkeligheten ha which extends generally along the surface, path or plate 19 to which liquid is to be supplied. The chamber 47 is provided with a number of relatively large openings 49 which, according to the preferred embodiment, consist of 0.6 cm square slits arranged close to the surface of the surface to be sprinkled over at the lower end of the chamber. The gaps are evenly distributed along the plate, and the distance between neighboring gaps is approx. 0.6 cm. Of course, the slots do not have to be square or even have any particular shape, and the distance between neighboring slots can be varied as desired. The openings may in reality have

form av en enkelt slisse som er oppdelt av avstandsstykker. Åpningene 49 gjør det mulig for væske i kammeret 47 jevnt å form of a single slot divided by spacers. The openings 49 enable liquid in the chamber 47 to flow evenly

drenere ut av kammeret og ved forholdsvis lavt trykk. Hver halvpart av vaskefordelingsanordningen 45 omfatter også en høytrykksledning 51 for transport av væske med forholdsvis drain out of the chamber and at relatively low pressure. Each half of the washing distribution device 45 also includes a high-pressure line 51 for transporting liquid with proportional

høyt trykk (f.eks. 1400 g/cm 2) til lavtrykkskammeret. Av-stands stykker 52 er anordnet med mellomrom langs ledningen 51 for å holde denne i stilling inne i lavtrykkskammeret. Ledningen 51 strekker seg fortrinnsvis i alminnelighet langs hele lengden av kammeret 47 og er forsynt med en rekke hull eller åpninger (0,22 cm) 53 (se Fig. 14) i en senteravstand fra hverandre av 10 cm og som utgjør midler for å innføre væske i kammeret. Åpningenes 53 virkelig størrelse og inn-byrdes avstand er ikke av avgjørende betydning. Det er imidlertid av betydning at åpningenes størrelse i forhold til åpningenes størrelse i lavtrykkskammeret er slik at trykkfallet gjennom slangeåpningene tilnærmet tilsvarer 20 eller flere ganger trykkfallet over åpningene i lavtrykkskammeret og også tilnærmet 20 eller flere ganger trykkfallet fra den første åpning i høytrykksledningen til den siste åpning i denne. Lavtrykkskammeret utjevner de fleste ulikheter i mengden av væske som strømmer ut fra slangeåpningene, slik at det ikke engang er nødvendig at alle slangeåpninger har nøyaktig den samme størrelse. Den relative intensitet mellom lavtrykkskammeret og trykkforskjeller i høytrykksledningen gjør også at virkningen av vaskefordelingsanordningen 45 blir forholdsvis fri for påvirkninger forårsaket av trykkstøt i ledningen. For en meget lang vaskefordelingsanordning bør high pressure (eg 1400 g/cm 2 ) to the low pressure chamber. Distance pieces 52 are arranged at intervals along the line 51 to keep it in position inside the low-pressure chamber. The wire 51 preferably extends generally along the entire length of the chamber 47 and is provided with a series of holes or openings (0.22 cm) 53 (see Fig. 14) at a center distance from each other of 10 cm and which constitute means for introducing liquid in the chamber. The openings 53's actual size and mutual distance are not of decisive importance. However, it is important that the size of the openings in relation to the size of the openings in the low-pressure chamber is such that the pressure drop through the hose openings approximately corresponds to 20 or more times the pressure drop across the openings in the low-pressure chamber and also approximately 20 or more times the pressure drop from the first opening in the high-pressure line to the last opening in this. The low-pressure chamber evens out most differences in the amount of fluid flowing out of the hose openings, so that it is not even necessary for all hose openings to be exactly the same size. The relative intensity between the low-pressure chamber and pressure differences in the high-pressure line also means that the effect of the washing distribution device 45 is relatively free from influences caused by pressure surges in the line. For a very long washing distribution device should

imidlertid hensyn tas til at åpningene ved enden av høytrykks-ledningen skal gjøres større enn åpningene ved begynnelsen av høytrykksledningen for derved grovt eller tilnærmet å utligne væskemengden som uttømmes fra hver åpning. however, consideration is given to the fact that the openings at the end of the high-pressure line must be made larger than the openings at the beginning of the high-pressure line in order to roughly or approximately equalize the amount of liquid discharged from each opening.

Selv om høytrykksledningen ikke behøver å være anordnet fullstendig inne i lavtrykkskammeret, foretrekkes en slik anordning. Dersom ledningen er anordnet på denne måte, vil dens åpninger være rettet generelt bort fra åpningene i lavtrykkskammeret slik at det ikke vil forekomme at væske spruter eller skvetter ut fra åpningene i lavtrykkskammeret. Som vist på Fig. 15 kan eventuelt en skjerm 55 være innar-beidet i lavtrykkskammeret 47 for å skjerme åpningene 49 mot væske som innføres nedad fra slangeåpningene ifølge denne ut-førelsesform. Although the high-pressure line does not need to be arranged completely inside the low-pressure chamber, such an arrangement is preferred. If the line is arranged in this way, its openings will be directed generally away from the openings in the low-pressure chamber so that it will not occur that liquid splashes or splashes out from the openings in the low-pressure chamber. As shown in Fig. 15, a screen 55 can optionally be built into the low-pressure chamber 47 to shield the openings 49 against liquid introduced downwards from the hose openings according to this embodiment.

Ifølge dobbeltformen av vaskefordelingsanordningen 45 omfatter denne en rekke (0,8. cm) hull eller åpninger 5 7 i alminnelighet med en senteravstand fra hverandre av 10 cm mellom to kammere 47 som utgjør, en dobbelt-vaskefordelingsanordning, idet åpningene utgjør midler for å utligne trykkene i de to kammere. En enkelt høytrykksledning kan anvendes for å tilføre væske til begge lavtrykkskammere i en dobbeltvaske-fordelingsanordning, men det foretrekkes at hver halvpart av vaskefordelingsanordningen er forsynt med en egen høy-trykksledning, som vist på Fig. 1. En ende av hver høytrykks-ledning kan periodevis åpnes for at en høytrykkspuls av væske skal kunne passere gjennom ledningen for å rense denne. According to the double shape of the washing distribution device 45, this includes a series of (0.8 cm) holes or openings 5 7 generally with a center distance from each other of 10 cm between two chambers 47 which constitute a double washing distribution device, the openings constituting means to equalize the pressures in the two chambers. A single high-pressure line can be used to supply liquid to both low-pressure chambers in a double wash distribution device, but it is preferred that each half of the wash distribution device is provided with a separate high-pressure line, as shown in Fig. 1. One end of each high-pressure line can is periodically opened so that a high-pressure pulse of liquid can pass through the line to clean it.

Partikler som tiltrekkes av oppsamlingsplater 19 og de partikler som tvinges mot platene på grunn av deflektorelek-trodenes utfellingsfelt, oppfanges av væsken som strømmer jevnt over platene fra vaskefordelingsanordningene, og føres bort fra platene og ned i dreneringsbrønner 5 før de kan gjen-oppfanges i gasstrømmen. Den i det vesentlige partikkelfrie gasstrøm kommer derefter ut fra apparatet gjennom utløpet .9 (se Fig. 1). I apparatet 1 oppsamles en vesentlig fraksjon av alle de partikler som er oppfanget i en gasstrøm, men for å oppnå meget høye oppsamlingsutbytter (f .eks. 95% eller derover) for partikler med en størrelse under l^um og med minimalt kraftforbruk er det ønsket å anvende et to-trinns-system, som vist på Fig. 16. Dette system omfatter et opp-rinnelig sett med skjermer 59, et første trinn 61 og et annet trinn 6 3 som alle er anordnet inne i. et hus 3. Det første trinn og det annet trinn kan være, men behøver ikke nødvendig-vis å være, i det vesentlige identiske, idet hvert trinn i det vesentlige består av et apparat 1 efterfulgt av et sett med skjermer 65. Da partiklene som kommer inn i det annet trinn har en langt mindre midlere partikkelstørrelse enn partiklene som kommer inn i det første trinn, og da inn-løpsbelastningen også er lavere, kan det annet trinn kon-strueres under hensyntagen til disse forskjellige parametre. En gasstrøm som strømmer innn i huset 3, passerer først gjennom skjermer 59 som fjerner forholdsvis store partikler (f.eks. + 10^,um) fra strømmen. Denne passerer derefter gjennom oppsamlingsseksjonen li for det første trinn, hvori flesteparten av de mindre, partikler i gasstrømmen oppsamles i oppsamlingsplater 19. En del partikler holder seg imidlertid oppfanget i gasstrømmen når den kommer ut fra oppsamlingsseksjonene, men de fleste av disse partikler er blitt sterkt ladet fra utladningselektroder 21. Det har vist seg at disse sterkt ladede partikler med en størrelse under l^um effektivt kan oppsamles på skjermer. Skjermer 65 utgjør derfor tilleggsmidler for å oppsamlede ladede partikler med en størrelse under l^um. Selvfølgelig kan andre midler, som fiberlag, vaskeanordninger som inneholder lag, eller hvilke som helst andre vanlige partikkeloppsamlingsanordninger anvendes for å oppsamle partikler utenfor oppsamlingsseksjonene 11, men skjermer er foretrukne. Particles that are attracted by collection plates 19 and the particles that are forced against the plates due to the deflection field of the deflector electrodes are collected by the liquid that flows evenly over the plates from the wash distribution devices, and are carried away from the plates and down into drainage wells 5 before they can be re-collected in the gas stream . The essentially particle-free gas flow then comes out of the device through outlet .9 (see Fig. 1). In the device 1, a significant fraction of all the particles that are captured in a gas stream is collected, but in order to achieve very high collection yields (e.g. 95% or more) for particles with a size below l^um and with minimal power consumption, it is wanted to use a two-stage system, as shown in Fig. 16. This system comprises a movable set of screens 59, a first stage 61 and a second stage 6 3 which are all arranged inside a housing 3. The first stage and the second stage may be, but need not necessarily be, substantially identical, each stage essentially consisting of an apparatus 1 followed by a set of screens 65. Then the particles entering the second stage has a far smaller average particle size than the particles entering the first stage, and as the inlet load is also lower, the second stage can be constructed taking these different parameters into account. A gas stream that flows into the housing 3 first passes through screens 59 which remove relatively large particles (e.g. + 10^,um) from the stream. This then passes through the collection section li for the first stage, in which most of the smaller particles in the gas stream are collected in collection plates 19. Some particles, however, remain captured in the gas stream when it comes out of the collection sections, but most of these particles have become strongly charged from discharge electrodes 21. It has been shown that these highly charged particles with a size below l^um can be effectively collected on screens. Screens 65 therefore constitute additional means for collecting charged particles with a size below 1 µm. Of course, other means, such as fiber layers, washing devices containing layers, or any other conventional particle collection devices may be used to collect particles outside the collection sections 11, but screens are preferred.

Skjermene 65 er blitt konstruert for å oppnå en maksimal partikkeloppsamling med minimalt trykkfall. Detaljene an-gående skjermene 65 er vist tydeligere på Fig. 17 og 18. Disse skjermer omfatter en første rad 6 7 med generelt vertikale strimler 69 med generelt lik bredde (f.eks. 0,6 cm), idet hver strimmel strekker seg generelt vertikalt i forhold til gasstrømmens strømningsretning og generelt fra husets 3 topp til dets bunn. Raden 67 strekker seg fra side til The screens 65 have been constructed to achieve maximum particle collection with minimal pressure drop. The details of the screens 65 are shown more clearly in Figs. 17 and 18. These screens comprise a first row 6 7 of generally vertical strips 69 of generally equal width (e.g. 0.6 cm), each strip extending generally vertically in relation to the flow direction of the gas stream and generally from the housing 3 top to its bottom. Row 67 extends from side to side

side av huset,, og radens strimler danner en rekke spalter med en bredde som er lik strimlenes bredde (f.eks. 0,6 cm). Et antall tverrstykker 71 (se Fig. 18) strekker seg mellom nabostrimler og gjør at raden 6 7 får en strukturmessig sammen-heng. Disse tverrstykker bør ha en så smal profil som mulig for.å oppnå tilnærmet like åpne og stengte områder for hver rad. En annen rad 73 av strimler som er, i det vesentlige identiske med den første rad, men forskjøvet slik at strimlene i den annen rad befinner seg på linje med spaltene i den første rad i en avstand av 0,8-3 ganger bredden av strimlene og spaltene (f.eks. 0,5-1,9 cm). Strimlene i den annen rad utgjør mål for de ladede partikler med en partikkel-størrelse under l^um som passerer gjennom spaltene i den første rad. Skjermene omfatter også en tredje rad 75 som er i det vesentlige lik den første rad og den annen rad og er anordnet nedstrøms i forhold til den annen rad i en avstand av 0,8-3 ganger bredden av strimlene og spaltene i side of the house,, and the strips of the row form a series of slits with a width equal to the width of the strips (e.g. 0.6 cm). A number of cross pieces 71 (see Fig. 18) extend between neighboring strips and make the row 6 7 have a structural connection. These cross pieces should have as narrow a profile as possible to achieve approximately equal open and closed areas for each row. A second row 73 of strips which are essentially identical to the first row, but offset so that the strips in the second row are aligned with the slots in the first row at a distance of 0.8-3 times the width of the strips and the gaps (e.g. 0.5-1.9 cm). The strips in the second row form targets for the charged particles with a particle size below 1 µm that pass through the slits in the first row. The screens also comprise a third row 75 which is substantially similar to the first row and the second row and is arranged downstream of the second row at a distance of 0.8-3 times the width of the strips and slots in

hver rad. Strimlene i den tredje rad befinner seg på linje med spaltene i den annen rad langs strømningsretningen for gasstrømmen slik at de utgjør mål for de ladede partikler som forblir uoppsamlet efter den annen rad. For å oppnå en tilstrekkelig oppsamling av partikler med en størrelse under lyum bør bredden av spaltene og strimlene i hver rad av skjermene ikke være over 2,5 cm, og det foretrekkes at denne avstand er ca. 0,6 cm. each row. The strips in the third row are located in line with the slits in the second row along the flow direction of the gas stream so that they form targets for the charged particles that remain uncollected after the second row. In order to achieve a sufficient collection of particles with a size below lyum, the width of the slits and strips in each row of screens should not exceed 2.5 cm, and it is preferred that this distance is approx. 0.6 cm.

Det er ønsket at strimlene i hver rad periodevis eller kontinuerlig renses for å hindre en akkumulering av ladning som vil nedsette strimlenes oppsamlingseffekt. Midler for rensing, nærmere bestemt midler for overrisling, av skjermene er antydet ved 77 (se Fig. 18). Overrislingsmidlene 77 omfatter en rekke munnstykker for å sprøyte overrislingsvæske på skjermene. Hva gjelder skjermene er det ikke nødvendig å anvende vaskefordelingsanordningene for overrisling da skjermene kan være anordnet i en viss avstand fra.den nærmeste høyspenningskilde. Ved overrisling av skjermene er det imidlertid ønsket å sprøyte, overrislingsvann bare på strimlene og ikke inn i spaltene fordi overrislingsvæsken som sådan i det sistnevnte tilfelle vil bli oppfanget i gasstrømmen. It is desired that the strips in each row are periodically or continuously cleaned to prevent an accumulation of charge which will reduce the strips' collection effect. Means for cleaning, more specifically means for sprinkling, of the screens is indicated at 77 (see Fig. 18). The sprinkling means 77 comprise a number of nozzles for spraying sprinkling liquid onto the screens. As regards the screens, it is not necessary to use the wash distribution devices for sprinkling as the screens can be arranged at a certain distance from the nearest high-voltage source. When sprinkling the screens, however, it is desirable to spray sprinkling water only on the strips and not into the slits because the sprinkling liquid as such in the latter case will be collected in the gas stream.

En rekke forsøk er blitt utført for å fastslå den samlede effektivitet for systemet vist på Fig. 16 og dessuten for de forskjellige deler som utgjør systemet. Ved disse forsøk ble DOP-aerosol, flygeaske, sinterstøv (partikler av treverdig og toverdig jernoxyd) og andre uoppløselige partikler anvendt for partikler for gasstrømmen. Utmerkede resultater ble oppnådd for alle disse typer av partikler. Resultatene av disse forsøk er oppsummert nedenfor. Da to-trinnssystemet ifølge Fig. 16 ble drevet ved en spenning av 30 kV og med et samlet spesifikt oppsamlingsareal av 131 m P /1000 m 3 gasstrøm pr. minutt, ble samtidige oppsamlingsutbytter av over 9 9% for partikler med en størrelse av l^um og derover og av over 98% for partikler med en størrelse under 1 / ,um oppnådd for et trykkfall 3 av under 5 cm H90 og et kraftforbruk av under 35 kV/1000 m gass pr. minutt. Lignende resultater som også viser virkningen av spenningsgjenvinn-ingshurtigkretsen vist på Fig. 11, er gjengitt i tabell I. A number of tests have been carried out to determine the overall efficiency of the system shown in Fig. 16 and also of the various parts that make up the system. In these experiments, DOP aerosol, fly ash, sinter dust (particles of trivalent and divalent iron oxide) and other insoluble particles were used for particles for the gas stream. Excellent results were obtained for all these types of particles. The results of these trials are summarized below. When the two-stage system according to Fig. 16 was operated at a voltage of 30 kV and with a total specific collection area of 131 m P /1000 m 3 gas flow per minute, simultaneous collection yields of over 99% for particles with a size of l^um and above and of over 98% for particles with a size of less than 1/,um were obtained for a pressure drop 3 of less than 5 cm H90 and a power consumption of below 35 kV/1000 m gas per minute. Similar results which also show the effect of the fast voltage recovery circuit shown in Fig. 11 are reproduced in Table I.

I tabell I er gjengitt to forsøk med systemet, hvorav det første ble utført med gass som ved innføringen hadde . .en partikkelbelastning av 419 mg/m 3 av sinterstøv, mens det annet ble utført med en gass som ved innføringen hadde en belastning av 39 4 mg sinterstøv pr. m . Under det første forsøk hadde kondensatoren Cl en verdi av 0,0 25 mikro-F, Table I shows two experiments with the system, the first of which was carried out with gas which at the time of introduction had . .a particle load of 419 mg/m 3 of sinter dust, while the other was carried out with a gas which at the time of introduction had a load of 39 4 mg of sinter dust per m. During the first trial, the capacitor Cl had a value of 0.0 25 micro-F,

og ved det annet forsøk hadde den en verdi av 0,32 mikro-F.. Ved begge forsøk forekom sterk lysbueslagning og gnistoverslag mellom utladningselektrodene og oppsamlingsplatene 19 forårsaket av mangel på ren overrislingsvæske. Dette forhold begynte ved slutten av det første forsøk og fort-satte under hele det annet forsøk. Ikke desto mindre ble et samlet oppsamlingsutbytte av over 98% oppnådd på samme måte som utbytter på over 95% for alle partikler, bortsett fra for de partikler som hadde en størrelse av(0,2^um.. Selv for partikler med denne størrelse var oppsamlingsutbyttet over 93% ved begge forsøk. and in the second trial it had a value of 0.32 micro-F.. In both trials strong arcing and sparking occurred between the discharge electrodes and the collecting plates 19 caused by a lack of clean sprinkler fluid. This relationship began at the end of the first trial and continued throughout the second trial. Nevertheless, an overall collection yield of over 98% was achieved as were yields of over 95% for all particles except for those particles having a size of (0.2 µm.. Even for particles of this size, the collection yield over 93% in both trials.

Enkelte av de utmerkede resultater som ble oppnådd ved anvendelse av det foreliggende apparat som omfattet en utladningselektrode 21, plater 19, en deflektorelektrode 23 Some of the excellent results obtained using the present apparatus comprising a discharge electrode 21, plates 19, a deflector electrode 23

og skjermer 65, kan tilskrives høyintensitetsionisatoren som besto av utladningselektroden 21 og oppsamlingsplatene 19. Spenningsgradienter•i ionisatoren ifølge dette eksempel er fortrinnsvis 7,8-8,7 kV/cm, og de samtidige korona-strøm-tettheter er 10,8-15,0 mA/m . Denne høye gradient og strøm-tetthet fører til ekstremt høye partikkelladninger målt ved forholdet mellom partikkelladning og partikkelmasse. For partikler med en midlere diameter av 0,6^um målt efter et enkelt trinn av seksjonen 11, er verdier for dette forhold av 700-900 mikro-coulomb/g (mikroj^g) blitf målt. Disse ladninger ble oppnådd under anvendelse av partikler med en massemiddeldiameter ved seksjonens 11 innløp av l,0^um idet 84% derav har en massemiddeldiameter av under 2,2,um, for en innløpsbelastning av 225 mg/m 3. Disse høye partikkelladninger fører til høye oppsamlingsmengder på oppsamlingsplatene og skjermene og til et derav følgende meget lavt spesifikt oppsamlingsareal for systemet. Dessuten er koronaundertrykkelse meget liten ved anvendelse av den forelig- and shields 65, can be attributed to the high intensity ionizer which consisted of the discharge electrode 21 and the collection plates 19. Voltage gradients•in the ionizer according to this example are preferably 7.8-8.7 kV/cm, and the simultaneous corona current densities are 10.8-15 .0 mA/m . This high gradient and current density leads to extremely high particle charges as measured by the ratio of particle charge to particle mass. For particles with an average diameter of 0.6 µm measured after a single step of section 11, values for this ratio of 700-900 micro-coulomb/g (microj^g) have been measured. These charges were obtained using particles with a mass average diameter at the section 11 inlet of 1.0 µm, 84% of which have a mass average diameter of less than 2.2 µm, for an inlet loading of 225 mg/m 3 . These high particle charges lead to high collection quantities on the collection plates and screens and to a consequent very low specific collection area for the system. Furthermore, corona suppression is very small when using the available

gende ionisator. Ved 30 kV ble ionisatorens k'oronastrøm undertrykket med ca. 20% da det samlede spesifikke over-flateareal for partiklene som var tilstede i gasstrømmen-, var ca. 1 m 2 /m 3gass, hvilket svarer .til en innløpsbe-lastning av 450 mg/m 3, for en massemiddeldiameter for partiklene av lyum, idet 84% av partiklene har en massemiddeldiameter av under 2,l,um. Selv den undertrykkede strøm-tetthet var over 10 mA/m 2. gende ionizer. At 30 kV, the ionizer's corona current was suppressed by approx. 20% as the total specific surface area for the particles that were present in the gas stream was approx. 1 m 2 /m 3 gas, which corresponds to an inlet load of 450 mg/m 3 , for a mass average diameter for the particles of lyum, with 84% of the particles having a mass average diameter of less than 2.1 µm. Even the suppressed current density was above 10 mA/m 2 .

Selve ionisatoren oppviser en rimelig god oppsamling av partikler som er oppfanget i gasstrømmen. Forsøk ble ut-ført for å fastslå oppsamlingsutbyttet for en ionisator med et spesifikt oppsamlingsareal av bare 28 m 2 pr. 1000 m 3 pr., minutt ved tre forskjellige arbeidsspenninger. I hvert tilfelle hadde de innkommendepartikler en massemiddeldiameter av lyum, og 84% av partiklene hadde en massemiddeldiameter av under 2,2/Um, gassen strømte gjennom apparatet med en hastighet av 3 m/sek, og innløpsbelastningen var 22 5 mg/m 3. Ved 27 kV ga ionisatoren alene et samlet oppsamlingsutbytte av over 65%. Ved 30 kV var det samlede utbytte over 72% og ved 33 kV over 77%. Partikkelladningene som ble målt ved ionisatorutløpet (dvs. for partiklene som ikke var blitt oppsamlet av ionisatoren), var 90, 120 og 160 mikro-C/g ved hhv. 2 7,30 og 33 kV. The ionizer itself exhibits a reasonably good collection of particles that are captured in the gas flow. Experiments were carried out to determine the collection yield for an ionizer with a specific collection area of only 28 m 2 per 1000 m 3 per minute at three different working voltages. In each case, the incoming particles had a mass average diameter of lyum, and 84% of the particles had a mass average diameter of less than 2.2 µm, the gas flowed through the apparatus at a velocity of 3 m/sec, and the inlet loading was 225 mg/m 3 . At 27 kV, the ionizer alone gave a total collection yield of over 65%. At 30 kV the overall yield was over 72% and at 33 kV over 77%. The particle charges measured at the ionizer outlet (ie for the particles that had not been collected by the ionizer) were 90, 120 and 160 micro-C/g at, respectively. 2 7,30 and 33 kV.

Forsøk ble også utført ved 30 kV for å fastslå opp-samlingsutby ttet for en enkelt utladningselektrode i kombinasjon med en enkelt deflektorelektrode. De partikler som under disse forsøk ble innført i gasstrømmen, hadde en massemiddeldiameter av l,0yum med 84% av partiklene med en massemiddeldiameter av under 2,l,um, og innløpsbelastningen var 225 mg/m"3<.>Gasstrømmens strømningshastighet var 3 m/sek, og deflektorelektrodens effektive oppsamlingsareal var 28 ra 2/ 1000 irumin. Det ble fastslått at dette apparat som sådant hadde et utbytte av 86% for 0,4-0,75yUm partikler, 94% for 0,75-l,2^um partikler, 98,2% for l,2-2,0/,um partikler og 99,8% for 2,0-3,5//um partikler. Det bør bemerkes at forholdet mellom partikkelladningen og massen målt ved 30 kV ved ionisatorutløpet ifølge dette eksempel var over 9 00 mikro-C/g. Når disse resultater sammenlignes med de resul tater som ble oppnådd ved anvendelse av ionisatoren alene, fremgår den vesentlige økning i partikkelladningen som ble erholdt da utladningselektroden 21 ble anvendt i kombinasjon med deflektorelektroden 23. Experiments were also carried out at 30 kV to determine the collection efficiency of a single discharge electrode in combination with a single deflector electrode. The particles that were introduced into the gas stream during these experiments had a mass average diameter of 1.0 µm with 84% of the particles having a mass average diameter of less than 2.1 µm, and the inlet load was 225 mg/m"3 <.>The flow rate of the gas stream was 3 m/sec, and the effective collection area of the deflector electrode was 28 ra 2 / 1000 irumin It was determined that this apparatus as such had a yield of 86% for 0.4-0.75 µm particles, 94% for 0.75-l.2 ^um particles, 98.2% for 1.2-2.0/.um particles and 99.8% for 2.0-3.5//um particles It should be noted that the ratio of particle charge to mass measured at 30 kV at the ionizer outlet according to this example was over 900 micro-C/g. When these results are compared with the results obtained using the ionizer alone, the significant increase in particle charge obtained when the discharge electrode 21 was used in combination with the deflector electrode 23.

Claims

1. Procedure for charging particles with a size below l^ um and larger in a gas stream, characterized in that an electrostatic field is formed with a voltage gradient of at least 6 kV/cm and extending along a path of the gas flow over a predetermined distance, a first spatially discontinuous corona generally develops towards the upstream end of the electrostatic field to form a first band of ionization in and across the path, the band containing regions of relatively weak ionization surrounded of regions of relatively strong ionization, and as the regions of weak ionization are essentially equidistant from each other along the band across the path of the gas flow, another spatially discontinuous corona forms on the downstream side of the first corona in the electrostatic field to form another ionization band in the path and across it, the second band containing areas of relatively weak ionization bordering areas of relatively strong ionization, the areas of relatively strong ionization in the second band along the path of the gas flow being in line with the areas of relatively weak ionization in the first band, and since the areas with relatively weak ionization in the second band along the path of the gas stream are located in line with the areas with relatively strong ionization in the first band, since the total corona current density for the discontinuous coronas is at least approx. 4 mA/m 2 , and where the gas stream containing particles to be charged is directed along the path through the electrostatic field and the ionization bands for strong charging of essentially all particles with a size below l^ um and larger particles in the gas stream.

2. Method according to claim 1, characterized in that the predetermined distance is at least 2.5 cm. -

3. Method according to claim 1, characterized in that the overall corona current density for the discontinuous coronas is 10.8-20 mA/m 2.

4. Method according to claim 1, characterized in that the voltage gradient for the electrostatic field is 7.9-8.7 kV/cm. .

5. Method according to claim 1, characterized in that the gas stream passes through the electrostatic field at a speed of at least 2.6 m/sec.

6. Apparatus for charging particles with a size below 1 yum and above in a gas stream, characterized by at least one substantially planar plate, which constitutes a plate electrode for connection to one terminal of a high-voltage direct current source, a series of substantially uniformly spaced needles forming a corona discharge electrode for connection to the other terminal of the high-voltage source thereby to form an electrostatic field between the needles and the plate and to cause a corona current to flow therebetween, and a passage defined by the plate and the needles for the flow from an inlet to an outlet of the passage of a gas stream containing particles to be charged, where the needles are arranged substantially parallel to the plate and at such a distance from the plate that the voltage gradient for the electrostatic field during use of the device is at least 6 kV/cm, the needles being arranged in at least a first and a second group where the needles in the first group is shifted; n- relation to the needles in the second group across the flow direction of the gas stream, the effective area of the plate and the distance between neighboring needles being such that the corona current has a current density of at least 4 mA/m 2 , whereby during use of the device a high corona current density and high voltage gradient of the electrostatic field are achieved, corona suppression is reduced and high particle charges are achieved.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that it also comprises a high-voltage direct current power source for connection to the corona discharge electrode and the plate electrode to apply a high working voltage across them while forming an electrostatic field and to cause a corona current to flow between the corona discharge electrode and the plate electrode, the power source comprising a protective circuit for automatically opening the circuit between the power source and the electrodes' under arcing and sparking conditions to rapidly extinguish any arcing and sparking and then automatically closing the circuit, and a device for maintaining the voltage across the discharge and plate electrodes above a certain predetermined level in a predetermined certain time, but without supplying sufficient electric current to the electrodes for an arc or spark flash to be sustained for the predetermined time, during which the voltage across the discharge and plate electrodes will quickly return to the working voltage as soon as possible arcs and sparks have quickly been extinguished and the circuit between the ionizer and the power source has been closed again.

8. Apparatus according to claim 6, characterized in that a non-corona deflector electrode is arranged on the downstream side in relation to the collection plate and the corona discharge electrode for connection to a first terminal of the said high-voltage unipolar current source, where the first terminal has the same polarity as the charges on the particles, and where at least one collection plate is arranged substantially parallel to the deflector electrode for connection to the other terminal of the source, there being an air gap between the collection plates and the deflector electrode for the flow of the gas stream in which the charged particles are collected, whereby the collection plate and the deflector electrode when connected to the terminals , forms an electrostatic field across the air gap to deflect the charged particles in the air gap towards the collection plate, the deflector electrode comprising at least one conductor for connection to the first terminal and separated from the air gap by a layer of dielectric material with a dielectric constant that is high than the dielectric constant for air, whereby sparking between the deflector electrode and the collecting plate is suppressed and strong electrostatic fields are formed between them.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that it comprises a second collection plate which is arranged generally parallel to the first collection plate for connection to the high voltage source's second terminal, the deflector electrode being generally flat and arranged between the first collection plate and the second collection plate with air gaps of generally equal size between the deflector electrode and each plate for flow of the gas flow through the air gaps, and as the conductor of the deflector electrode is generally flat and embedded in the dielectric material, whereby sparking between the deflector electrode and the collection plates is suppressed and strong electrostatic fields for deflecting the charged particles are obtained between the deflector electrode and each of the plates.

10. Apparatus for collecting particles of a size below lyum and above in a gas stream, characterized in that it comprises an ionizer with at least one essentially planar plate which forms a plate electrode for connection to a terminal on a high-voltage direct current source, a series of needles arranged at a distance from each other, which forms a corona discharge electrode for connection to the other terminal of the source to thereby form an electrostatic field between the needles and the plate electrode and cause a corona current to flow between them and a passage defined by the plate electrode and the needles for the passage of a gas stream containing particles to be charged , where the passage has an inlet end and an outlet end and the direction of flow of the gas flow during use of the apparatus is substantially from the inlet end of the passage to its outlet end, the needles of the ionizer being arranged essentially parallel to the plate electrode and at such a distance from the plate electrode that the voltage gradient for the electrostatic field during use of the device is at least 6 kV/cm and the needles are arranged in at least one first and one second group and in the first group are staggered relative to the needles in the second group across of the flow direction of the gas stream, the effective area of the plate electrode and the distance between neighboring needles being such that the corona current has a current density of at least 4 mA/m 2 , whereby during use of the device a high corona current density and a high voltage gradient for the electrostatic field are achieved , corona suppression is reduced, high particle charges of substantially single polarity are obtained, and a minimal amount of electrical power is consumed, a non-corona deflector electrode disposed generally downstream of the ionizer for connection to a first high voltage terminal on the source where the terminal has the same polarity as the charges on the particles, particles and at least one collection plate arranged substantially e parallel to the deflector electrode for connection to one terminal of the source, where between the collection plate and the deflector electrode there is an air gap for the flow of the gas stream in which the particles charged by the ionizer are captured, whereby the collection plate and the deflector electrode when connected to the terminals, forms an electrostatic field above the air gap to deflect the charged particles in the air gap towards the collection plate, the deflector electrode comprising at least one conductor for connection to the first terminal and separated from the air gap by a layers of dielectric material with a dielectric constant that is greater than the dielectric constant of air, where, in the event of sparking between the deflector electrode and the collecting plate, high electrostatic fields are obtained between them.

11. Apparatus according to claim 10, characterized in that the collection plate and the ionizer's grounded electrode are made up of one essentially continuous plate.

12. Apparatus according to claim 11, characterized in that it also includes a housing for flow through this of the gas stream, in that the housing has a top, bottom, sides and inlet and outlet ends and that the apparatus also comprises another substantially continuous plate which is substantially parallel to the first continuous plate, where both plates generally extend in the same direction as the direction of flow of the gas stream and from the top of the housing to its bottom and the plates define a collection section with an inlet and an outlet end, the ionizer's corona discharge electrode being arranged downstream in relation to the inlet end of the gas collection section between and generally equidistant from the parallel plates, the deflector electrode is planar and between the deflector electrode itself and each collection plate there are air gaps of equal size for the passage of the gas stream and the deflector electrode comprises at least one conductor for connection to the first terminal and embedded in a dielectric material with a dielectric constant and a volume resistance that is higher than that of air, thereby limiting the current that can flow from the conductor through the air gaps to the collecting plates to a value that is smaller than the current that would have flowed between these if only air had been between the conductor and the collecting plate, whereby sparking with the deflector electrode and the collecting plate suppressed and strong electrostatic fields are obtained between these.

13. Apparatus according to claim 12, characterized in that it comprises a set of sprinkled screens generally arranged downstream in relation to the deflector electrode to collect the charged particles with a particle size below l^ um which remain captured in the gas flow, the screen set comprising a first row of generally vertical sprinkled strips of generally of equal width, each strip extending across the direction of flow of the gas stream generally from the top of the housing to the bottom of the housing and the row being arranged generally downstream of the ionizer and extending from side to side of the housing with the strips spaced equally across over the housing while forming a series of slits with a predetermined slit width equal to the width of the individual strips, a second row of generally vertical sprinkler strips with widths generally equal to the predetermined slot width, the second row being arranged generally downstream of the first row and towards the discharge end of the housing and each strip extending transversely to the direction of the gas flow and generally from the top of the house to its bottom, the second row being arranged at such a distance from the first row that the distance is 0.8-3 times the predetermined slot width and the strips in the second row are arranged in line with the slots in the first row along the flow direction of the gas stream forming a series of targets for the charged particles with a particle size below l^um passing through the slits in the first row, and the strips in the second row forming a series of slits with the predetermined slit width arranged in line with the strips in the first row along the flow direction of the gas stream, and a third row of generally vertical, sprinkled strips which is essentially identical to the first row and arranged downstream in relation to the second row at such a distance that this corresponds to 0.8-3 times the predetermined gap width, the strips in the third row are arranged in line with the slits in the second row along the direction of flow of the gas stream forming a series of targets for the charged particles with a particle size below l^ um passing through the slits in the second row.

14. Apparatus according to claim 12, characterized in that the first and second essentially continuous plates are arranged at a first distance from each other to form a passage between them, and that the deflector electrode has a width, measured perpendicular to the plates, corresponding to 1/20 of the first distance 1/2 of the first distance, the distance between the discharge electrode and the deflector electrode being 1/4 of the first distance - 1 x the first distance, whereby during use of the device a decelerating electric field is formed in the vicinity of the deflector electrode and the space charge and the discharge fields within the area along the gas flow between discharge electrode and deflector electrode are increased.

15. Apparatus according to claim 13, characterized in that the predetermined slot width is not more than 2.5 cm.

16. Apparatus according to claim 10, characterized in that it includes means for sprinkling the collection plate's surface.

17. Apparatus according to claim 16, characterized in that the means for sprinkling the surface is an apparatus with a closed low-pressure chamber which is arranged generally at the upper edge of a surface to be sprinkled and extends horizontally along its length, the chamber having a series of relatively large openings arranged at a distance from each other along the length of the surface so that the liquid chamber can drain evenly downwards and at relatively low pressure over the surface to be sprinkled over, and a high-pressure line for transporting the sprinkling liquid at relatively high pressure to the low-pressure chamber, where the high-pressure line extends generally along the length of the low-pressure chamber and is provided with a number of means for emptying the sprinkling liquid in the low-pressure chamber, whereby the pressure of the sprinkling liquid in the low-pressure chamber is maintained substantially evenly over the length of the surface to be sprinkled, so that the sprinkler liquid continuously flows evenly and homogeneously out of the openings and down over the surface to be sprinkled, without splashing or splashing.