SE455170B - Kondensatoravskiljare for elektrofilter - Google Patents

Description

15 20 25 30 OG (ru 455 170 2 För att en sådan kondensatoravskiljare skall ha en hög effektivitet, dvs. förmåga att med säkerhet avskilja en stor andel av föroreningarna i den genomströmmande luften, kräves en hög fältstyrka mellan varandra närbelägna utfällningsele- ment, dvs. små inbördes avstånd odh hög spänning mellan varandra närbelägna utfällningselement. Vid de hittills kända utformningarna av kondensatoravskiljare föreligger det emellertid avsevärda svårigheter att uppfylla dessa önskemål.

Vid dessa kända kondensatoravskiljare medför nämligen små avstånd och höga spänningar mellan varandra närbelägna ut- fällningselement en oacceptabelt hög risk för glímurladd~ ningar från utfällningselementen, vilka glimurladdningar uppträder i synnerhet vid kanterna av de vanligtvis av tunn plåt tillverkade utfällningselementen, varvid fenomenet blir speciellt besvärande om dessa kanter är skarpa eller ojämna som följd av tillverkningssättet för utfällningselementen, och ytterligare förvärras av den oundvikliga nedsmutsningen av utfällningselementen under kondensatoravskiljarens använd- ning. Sådana glimurladdningar ger upphov till ett mycket störande oljud (knatter eller sprak) och förorsakar vidare en icke önskvärd och i många fall Oacceptabel alstring av ozon. Det inses vidare, att utfällningselementen på något sätt måste hållas på plats med det önskade inbördes avstån- det. Om detta sker med hjälp av distanselement av elektriskt isolerande material anordnade mellan utfällningselementen, kommer dessa distanselement oundvikligen att smutsas ned under kondensatoravskiljarens användning; varvid krypström- mar uppstår på distanselementens nedsmutsade yta, vilka krypströmmar så småningom förstör isolationsmaterialet i distanselementet, såvida isolationsmaterialet ej är av mycket hög kvalitet. Vid kända kondensatoravskiljare använ- der man därför vanligtvis förhållandevis komplicerade och därmed dyrbara uppbyggnader för att i så stor utsträckning som möjligt eliminera behovet av elektriskt isolerande distanselement med korta krypströmssträckor. Det inses också, att en kondensatoravskiljare kommer att uppvisa en betydande kapacitans. En oavsiktlig beröring av kondensatoravskilja- rens utfällningselement ger därför upphov till en kraftig 10 20 25 30 35 455 170 3 kapacitiv urladdningsström, som är mycket obehaglig och till och med kan vara direkt farlig. Vid elektrofílter avsedda att användas i human miljö, exempelvis i bostäder eller arbetslokaler, måste det därför tillses, att kondensatorav- skiljaren ej kan komma att oavsiktligt beröras. Detta medför krav på elektrofiltrets konstruktion, som ofta strider mot andra önskemål, såsom små dimensioner, litet luftströmnings- motstånd etc. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en kondensatoravskiljare av det inledningsvis an- givna slaget, vid vilken de ovan diskuterade svårigheterna är övervunna, så att högre spänning och mindre inbördes av- stånd kan användas mellan närbelägna utfällningselement, varigenom en väsentligt effektivare separering av de laddade aerosolformiga föroreningarna i den genom kondensatorav- skiljaren strömmande luften uppnås.

Enligt uppfinningen uppnås detta vid en kondensatorav- skiljare av det inledningsvis angivna slaget, genom att åt- minstone de till likspänningskällans ena pol anslutna ut- fällningselementen ej, såsom hittills brukligt, är direkt elektriskt förbundna med varandra och med likspännings- källans pol utan i stället är individuellt, dvs. var för sig, förbundna med likspänningskällans pol genom att de är anord- nade att ha ett kantparti hos sig tryckt mot ena sidan av ett skiv-, ark- eller remsformat stycke av ett högresistivt material, vilket materialätycke är försett med en från ut- fällningselementens kontaktställen med materialstycket skild elektrisk kontaktering,som är elektriskt ansluten till frågavarande pol hos likspänningskällan. Med fördel är även de till likspänningskällans andra pol anslutna utfällnings- elementen förbundna på samma sätt. Vanligtvis är högspän- ningskällans ena pol elektriskt jordad, varvid åüünsümæ detill lflæpànüngäéülæß högspänningspol anslutna utfällningselemen- ten är förbundna med likspänningskällan individuellt och var för sig på angivet sätt.

Nämnda material med mycket hög resistivitet utgöres med fördel av ett högresistivt, s.k. antistatiskt eller anti- statbehandlat plastmaterial, exempelvis av det slag som ofta 10 15 20 455 170 H användes för förpackning av halvledarkomponenter för att skydda dessa mot elektrostatiska spänningar. Dylika anti- statiska eller antistatbehandlade plastmaterial finnes all- mänt tillgängliga på marknaden och har en ytresistivitet vanligen inom intervallet 109-10159 och vanligen av stor- leksordningen 10130.

Genom uppfinningen uppnås, att åtminstone de till lik- spänningskällans ena pol, nämligen dess icke jordade hög- spänningspol, anslutna utfällníngselementen blir elektriskt förbundna med likspänningskällans pol liksom med varandra genom mycket höga resistanser. Detta medför, att de strömmar som kan uppstå som följd av urladdningar från utfällnings- elementen eller som följd av krypströmmar utmed elektriskt isolerande distanselement mellan utfällningselement med olika spänning begränsas till utomordentligt små värden, exempelvis av storleksordningen 10-100 nA, varigenom nämnda urladdningar blir så små och obetydliga, att de ej ger upphov till något hörbart ljud eller någon besvärande ozonalstring, och de eventuella krypströmmarna blir så små att de ej har någon skadlig inverkan på isolationsmaterialet. Vid en kon- densatoravskiljare enligt uppfinningen kommer i realiteten varje utfällningselement automatiskt, som följd av mycket blygsamma urladdningar och/eller mycket små krypströmmar ut- med förekommande elektriskt isolerande distanselement, att ställa in sig på en individuell spänningsnivå. Inte ens en direkt kortslutning mellan två närbelägna utfällningselement kommer att medföra några farliga kortslutningsströmmar och kommer ej heller att påverka spänningsnivån hos övriga ut- fällningselement, varför kondensatoravskiljaren kan fortsätta att fungera praktiskt taget opåverkad. Vidare elimineras genom uppfinningen möjlígïeten till kraftiga kapacitiva ur- 10 l5 30 455 170 5 laddningsströmmar i händelse av beröring av utfällningsele- menten, varför riskerna eller olägenheterna vid en sådan oavsiktlig beröring av kondensatoravskiljarens utfällnings- element elimineras.

I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning, vilken såsom exempel illustre- rar en fördelaktig utföringsform av en kondensatoravskiljare enligt uppfinningen.

Ritningen visar kondensatoravskiljaren endast schema- tisk, sedd i luftströmningens riktning genom kondensatorav- skiljaren och med den kondensatoravskiljaren omgivande luft- strömningskanalen utelämnad för enkelhetens och överskådlig- hetens skull.

Kondensatoravskiljaren består av ett flertal lamell- eller skivformade utfällningselement l och 2, vilka är anord- nade parallellt bredvid och på inbördes avstånd från varandra med sina sidoytor parallella med luftströmningens riktning, dvs. vinkelräta mot ritningens plan. Dessa utfällningselement är elektriskt ledande eller halvledande. Det skall i detta sammanhang observeras, att de strömmar som skall ledas av ut- fällningselementen är mycket små, eftersom de endast motsvarar laddningen hos de föroreningar som utfälles på elementen och hos de luftjoner som eventuellt urladdar sig vid elementen.

Utfällningselementen l, 2 kan sålunda visserligen bestå av metall men kan även utgöras av annat svagt ledande eller halv- ledande material, såsom exempelvis halvledande papper eller papp. Utfällningselementen l, 2 är växelvis elektriskt för- bundna med var sin pol hos en likspänningskälla 3. Vid det såsom exempel visade fördelaktiga utförandet av en kondensa- toravskiljare enligt uppfinningen är denna anslutning av ut- fällningselementen l, 2 till likspänningskällans 3 båda poler åstadkommen, genom att utfällningselementen 1, 2 har sina ena sídokanter eller åtminstone delar av dessa sidokanter pressade eller tryckta mot ena sidan av ett skiv-, ark- eller remsformat stycke H resp. 5 av ett högresistivt, s.k. antistatiskt eller antistatbehandlat plastmaterial. Sådana antistatiska eller antistatbehandlade plastmaterial är i och för sig väl kända och användes bl.a. för förpackning av halv- lO 15 ZQ 30 35 455 170 6 ledarkomponenter för att skydda dessa mot elektrostatiska spänningar under transport och lagring. Dessa plastmaterial har en ytresistivitet inom intervallet 109-10159 och vanligen av storleksordningen 10139. Ett antistatiskt plastmaterial av detta slag som visat sig vara väl användbart vid uppfin- ningen är det material som marknadsföres under beteckningen MPAC av MAGNAB, Nyköping, Sverige. Plaststyckena H, 5 kan ha en tjocklek av exempelvis 1-5 mm och är något eftergivliga eller elastiska, så att utfällningselementens 1,2 sidokanter kan hållas i god anliggning mot plaststyckenas ena sídoyta med hjälp av ett lämpligt avpassat tryck. De motstående sido- ytorna hos plaststyckena 4,5 är försedda med en elektrisk kon- taktering 6 resp. 7, exempelvis i form av en tråd, list, platta eller liknande av metall som hålles pressad mot plast- styckets yta, varjämte denna tryckkontakt 6 resp. 7 är elektriskt ansluten till ifrågavarande pol hos likspännings- källan 3, lämpligen genom ett högohmigt motstånd 8 resp. 9.

De förhållandevis mjuka och eftergivliga styckena H, 5 av antistatiskt plastmaterial kan med fördel vara anordnade i stela hållare 10 resp. ll av ett väl isolerande plastmaterial.

Genom arrangemanget enligt uppfinningen uppnås, att varje utfällningselement l, 2 blir individuellt elektriskt förbundet med den tillhörande polen hos likspänningskällan 3 genom en mycket stor resistans bildad av det antistatiska plaststycket H respektive 5. En sådan stor resistans före- ligger därvid inte bara mellan utfällningselementen l, 2 och tillhörande poler hos líkspänningskällan 3 utan även in- bördes mellan de olika utfällningselement l resp. 2, som är förbundna med samma pol hos likspänningskällan 3. Härigenom kommer de urladdningar som kan uppträda vid utfällnings- elementens l, 2 kanter att begränsas i sådan utsträckning, att de blir helt ohörbara och ej ger uppnov till någon nämn- värd ozonalstring. På samma sätt kommer eventuella kryp- strömmar utmed förekommande, elektriskt isolerande distans- element mellan utfällningselementen l och 2 att begränsas till sådana värden, att isolationsmaterialet ej påverkas av krypströmmarna. Likaledes kommer endast mycket små kortslut- ningsströmmar att kunna uppstå i händelse av en direkt kort- 10 15 20 25 30 35 455 170 7 slutning mellan två varandra närliggande utfällningselement l respektive 2. I realiteten kommer varje individuellt ut- fällningselement l, 2 att automatiskt ställa in sig på en spänningsnivå, som är beroende av förekommande urladdnings- strömmar, krypströmmar och kortslutningsströmmar genom ifrågavarande utfällningselement. En sänkning av ett visst utfällningselements spänningsnivå kommer ej att påverka de övriga utfällningselementens spänningsnivàer och kommer där- för ej att nämnvärt påverka kondensatoravskiljarens funktion och effektivitet i stort.

Arrangemanget enligt uppfinningen medför också att inga stora, farliga eller obehagliga, kapacitiva urladd- ningsströmmar kan uppstå i händelse av en oavsiktlig berö- ring av utfällningselementen 1, 2.

De högohmiga motstånden 8, 9 har framförallt till uppgift att förhindra stora kortslutningsströmmar, ifall något av plaststyckena U,5 skulle bli direkt kortslutet, exempelvis genom en oavsiktlig vattenbegjutning.

Vanligtvis är den ena polen hos likspänningskällan 3 jordad, såsom visat på ritningen, varvid det vid en konden- satoravskiljare enligt uppfinningen är tänkbart att ansluta denna jordade pol hos likspänningskällan 3 direkt på kon- ventionellt sätt till motsvarande utfällningselement 2. Det är dock även i sådant fall att föredraga att ansluta även den jordade polen hos likspänningskällan 3 till de till- hörande utfällningselementen 2 genom ett högresistivt, antistatiskt eller antistatbehandlat plaststycke 5, såsom visat på ritningen.

Med fördel arrangeras utfällningselementen l, 2 vid en kondensatoravskiljare med den på ritningen visade upp- byggnaden på sådant sätt, att avståndet mellan plaststycket U och de till detsamma ej anslutna utfällningselementen 2 är större än det inbördes avståndet mellan varandra närbelägna utfällningselement l och 2. På motsvarande sätt är avståndet mellan plaststycket 5 och de till detsamma ej anslutna ut- fällningselementen l större än det inbördes avståndet mellan varandra närbelägna utfällningselement l och 2. Härigenom förhindras direkta överslag mellan utfällningselementen 2 10 15 20 455 170 8 och plaststycket H respektive mellan utfällningselementen l och plaststycket 5.

Utfällningselementen l, 2 hålles på plats och på in- bördes önskat avstånd med hjälp av i ritningen ej närmare. visade distanselement av elektriskt isolerande material. Man har härvid mycket stor frihet beträffande utformningen och placeringen av dessa distanselement liksom beträffande valet av isolerande material i dessa, eftersom eventuella krypström- mar utmed distanselementen blir mycket små och därmed oskad- liga, såsom beskrivits i det föregående. Sålunda kan dessa distanselement exempelvis bestå av ett lämpligt gjutbart, elektriskt isolerande harts eller lim, som anbringas på lämp- liga ställen mellan utfällningselementen 1, 2.

Genom att utfällningselementen 1, 2 kan tillverkas exempelvis av halvledande papper eller papp, kan en konden- satoravskiljare enligt uppfinningen tillverkas på ett mycket enkelt och billigt sätt, varför den kan vara avsedd för en- gångsanvändning, dvs. hela kondensatoravskiljaren eller åt- minstone den del som bildas av utfällningselementen l, 2 kastas och ersättes med en ny enhet, då den gamla blivit alltför kraftigt nedsmutsad.

Claims (7)

*l 455 170 Patentkrav

1. l. Kondensatoravskiljare för elektrofilter, innefattande ett flertal skiv- eller lamellformade, elektriskt ledande eller halvledande utfällningselement (l, 2), vilka är anord- nade parallellt bredvid och på inbördes avstånd från varandra, varjämte dessa utfällningselement är växelvis elektriskt an- slutna till den ena polen respektive den andra polen hos en likspänningskälla (3), k ä n n e t e c k n a d av att åt-- minstone de till likspänningskällans (3) ena pol anslutna utfällningselementen (l eller 2) är individuellt förbundna med nämnda pol genom att de är anordnade att ha ett kantparti hos sig tryckt mot ena sidan av ett skiv-, ark- eller remsformat stycke (4 resp. 5) av ett högresistivt material, vilket material- stycke är försett med en från utfällningselementens kontakt- ställen med materialstycket skild elektrisk kontaktering (6 resp.7), som är elektriskt ansluten till ifrågavarande pol hos likspän- ningskällan (3).

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att samtliga utfällningselement (1, 2) är individuellt förbundna med vederbörande pol hos likspänningskällan (3) på angivet sätt.

3. Anordning enligt krav I eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att det högresistiva materialet (H, 5) utgöres av.ett anti- statiskt plastmaterial med en ytresistivitet inom intervallet 109-10159 och företrädesvis om ca 10139.

4. U. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att likspänningskällans (3) pol är elektriskt ansluten till kontakteringen (6 resp. 7) på materialstycket (H resp. 5) genom ett högohmigt motstånd (8 resp. 9).

5. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda materialstycke (U, 5) är något elastiskt eller eftergivligt.

6. G. Anordning enligt något av kraven 1 - 5, k ä n n e - t e c k n a d av att utfällningselementen (1, 2) hålles på plats inbördes medelst dístanselement av elektriskt isolerande material. 455 170 40

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda distanselement är bildade av ett gjutbart, elektriskt isolerande plastmaterial eller lim.