SE511576C2 - Cylindrisk elektrostatisk oljerenare - Google Patents

Description

511 576 oljerenarna utformade med en elektrostatisk oljereningstank (behållare), positiva och negativa elektrodplattor anordnade mittför varandra inom behållaren, och en porös eller fibrös stoftuppsamlare (exempelvis en stoftuppsamlare framställd av filtat textilmaterial) anbragt, mellan de positiva och negativa elek- troderna så att en passage för olja som en vätska som skall renas är bildad på vardera sidan av stoftuppsamlaren. En hög spänning (exempelvis 10 kV' till 15 kV) påläggs mellan de positiva och negativa elektrodplattorna, varigenonx ytterst små förorenings- partiklar som uppladdas positivt (+) eller negativt (-) i oljan effektivt infångas av stoftuppsamlaren eller elektrodplattan med motsatt polaritet och således avlägsnas.

Elektrostatiska oljerenare av den ovannämnda typen kan erhållas kommersiellt, exempelvis från KLEENTEK Industrial Co., Ltd., Tokyo, Japan under namnet "EDC (Electrostatic Dust Collector) Model 10", "EDC Model 25), "EDC Model 50", "EDC Model 100", etc.

I var och en av de ovan beskrivna elektrostatiska oljerenarna adsorberas och avlagras med stor täthet stoft som befinner sig i en isolerande vätska, exempelvis en smörjolja, progressivt på stoftuppsamlarens ytor och även på innerväggen hos behållaren då oljerenaren är i drift. Det är därför nödvändigt att periodiskt byta ut stoftuppsamlaren och även att rengöra behållarens inner- vägg.

Ur synpunkterna lätthet vid tillverkning och installations- utrymme säljs således sådana oljerenare som har en cylindrisk elektrostatisk huvuddel hos oljerenaren och en lätt utbytbar cylindrisk stoftuppsamlare av kassettyp på marknaden.

Exempel på de ovannämnda cylindriska elektrostatiska oljerenarna och stoftuppsamlarna av kassettyp är visade schematiskt i fig 3 t.o.m. fig 8 på bifogade ritningar. För att de ovannämnda kraven skall uppfyllas har huvuddelen (A) hos en behållare i den cylindriska elektrostatiska oljerenaren som är visad i fig 3 bland de kommersiella cylindriska elektrostatiska oljerenarna konstrue- rats genom uppdelning i följande komponenter: ett övre lock (A1), en behållare (A2) och en högspänningselektrod (A3) som är fixerad i behållaren medelst en isolator (A31), varjämte som ytterligare komponent ingår en led mellan en övre ändmynning hos behållaren (A2) och det övre locket (Al). 511 576 3 För övrigt betecknar symbolen A4 i fig 3 en O-ring som är monterad i leden för att täta leden.

Vidare avser beteckningen B en bandkoppling som är visad i detalj i fig 4 och som tjänar till att dra åt och att föra de enskilda delarna samman.

Den cylindriska elektrostatiska oljerenaren som är utförd på det ovan beskrivna sättet är överlägsen i jämförelse med en konventionell elektrostatisk oljerenare som består av en lådformad behållare utförd som en kub eller som en rektangulär parallell- epiped och ett flertal grupper elektrodplattor anbragta j. be- hållaren. Närmare bestämt är det ytterst svårt att rengöra innerväggen hos behållaren resp elektrodplattorna i den kon- ventionella elektrostatiska oljerenaren som utnyttjar en lådformad behållare.

När en särskilt hög uppsamlingsverkningsgrad erfordras måste behållarens innervägg resp elektroderna rengöras mycket noggrant.

Det är emellertid inte lätt att arbeta med en behållare av denna typ, och dessutom medger den knappast fullständig rengöring. I den ovan beskrivna konventionella elektrostatiska oljerenaren som är försedd med en lådformad behållare är en korrugerad stoftuppsamlare _ anbragt mellan varje två angränsande elektrodplattor i de till ett flertal uppgående grupperna elektrodplattor som är anbragta inbördes parallellt. Å andra sidan är ett exempel på stoftuppsamlarenheterna av kassettyp anbragta inuti de«cylindriska elektrostatiska oljerenarna visat i fig 5. Den i fig 5 visade stoftuppsamlarenheten är markerad med symbolen C' för att skilja den åt från stoftuppsamlarenheten C som kommer att beskrivas i det följande här och som kommer till nytta vid tillämpning av föreliggande uppfinning.

Den konventionella stoftuppsamlarenheten C' som är visad i fig 5 har konstruerats genom att i ett elektrodorgan E, som också tjänstgör som ett hölje, haI.inneslutits ett stoftuppsamlings- element C'l, exempelvis ett Itoftuppsamlingselement C'1 som är framställt genom att man har vikt ett ark av filtrerpapper till sicksackform och sedan rullat det till cylindrisk form så att den effektiva kontaktytan med förorenad olja blir förstorad.

I de konventionella cylindriska elektrostatiska oljerenarna anordnas så många stoftuppsamlingselement (C' = C'l + C'2 + .... 511 576 4 C, ) n beroende på diametern hos behållaren eller den uppsamlingsverk- och elektrodorgan (E' = E'1 + E'2 + .... E,n) som behövs, ningsgrad som man önskar uppnå.

Fig 6 och 7 visar ett annat exempel på konventionella stoftuppsamlare C' som skiljer sig från den konventionella stoftuppsamlaren som är visad i fig 5. Fig 6 är en perspektivvy medan fig 7 är en planvy. Såsom är visat i dessa ritningar är den konventionella stoftuppsamlaren bildad med tre elektriska fältskikt (El till E3), varvid varje skikt har ett enda skikt av ett stoftuppsamlingselement.

Fig 8 visar ett annat exempel på konventionella stoftupp- samlare C' som också skiljer sig från den konventionella stoftupp- samlaren som är visad i fig 5. Såsom framgår av ritningen har den konventionella stoftuppsamlaren enligt fig 5 samma diameter som den som är visad i figurerna 6 och 7. Emellertid förekommer sju elektriska fältskikt (El till E7), varvid varje skikt har ett enda skikt av stoftuppsamlingselement.

Om avståndet mellan elektrodplattorna minskas i syfte att förbättra uppsamlingsverkningsgraden i varje konventionell elektrostatisk oljerenare med den ovan beskrivna konstruktionen bringas en ström att flyta lättare. Denna elektrostatiska olje- renare har olägenheten att en ström flyter och bildar en kort- slutning om den isolerande vätskan själv, såsom smörjolja, innehåller en tillsats som underlättar flöde av en ström genom densamma eller en liten mängd vatten.

Det är f.ö. ett allmänt känt förhållande att uppsamlingsverk- ningsgraden förbättras ytterligare då avståndet mellan elektrod- plattorna görs mindre och spänningen som påläggs mellan elektrod- plattorna ökas.

Om den ovannämnda kortslutningen inträffar leder detta till allvarliga olägenheter, såsom att då kapaciteten hos en högspän- ningskälla är begränsad kommer spänningen att sänkas, vilket leder till en minskning i verkningsgraden, och att en skyddsanordning för att hindra kortslutning tillslås för att stoppa den elektrostatiska oljerenaren, varför den elektrostatiska oljerenaren inte kan drivas längre.

Föreliggande uppfinning har till uppgift att undanröja de ovannämnda olägenheterna hos konventionella cylindriska elektro- 511 576 statiska oljerenare.

I syfte att undanröja de ovannämnda olägenheterna hos konventionella cylindriska elektrostatiska oljerenare har upp- finnarna i föreliggande fall utfört en omfattande undersökning. Som följd därav har det visat sig att stoftuppsamlingsverkningsgraden kan förbättras högst avsevärt då två eller flera cylindriska stoftuppsamlare i form av korrugerade sicksackomkretsväggar anordnas koaxiellt mellan varje två angränsande elektrodplattor samtidigt som avståndet mellan elektrodplattorna hålls vid ett önskat värde.

På grundval av de ovan angivna rönen utgörs föreliggande uppfinning av en cylindrisk elektrostatisk oljerenare med utmärkt uppsamlingsverkningsgrad.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning åstadkommes således en cylindrisk elektrostatisk oljerenare för att avlägsna stoft från en isolerande 'vätska, varvid nämnda renare har en cylindrisk behållare, ett flertal cylindriska positiva och negativa elektrodplattor anordnade koaxiellt ndttemot varandra i. nämnda behållare under bildande av ett innerst beläget fack som är omgivet av den innersta elektrodplattan och yttre fack som är bildade mellan de respektive elektrodplattorna och isolerande stoftupp- samlare anordnade i de respektive innersta och yttre facken, kännetecknad därav, att var* och en av' nämnda stoftuppsamlare innefattar ett flertal cylindriska uppsamlingselement som var för sig bildar en korrugerad sicksackomkretsvägg.

Företrädesvis innefattar renaren en isolerande skiljevägg anbragt mellan varje två angränsande uppsamlingselement i varje stoftuppsamlare.

Varje stoftuppsamlare kan alltefter önskan vara bildad av två eller tre uppsamlingselement./J Tack vare den ovan beskrivna konstruktionen har den cylin- driska elektrostatiska oljerenaren enligt föreliggande uppfinning en uppsamlingsverkningsgrad som är avsevärt förbättrad gentemot de konventionella cylindriska elektrostatiska oljerenarna som är försedda med stoftuppsamlare i ett enda skikt anordnade mellan elektrodplattor.

När man önskar en hög uppsamlingsverkningsgrad har det hittills varit vanligt att man har minskat avståndet mellan varje 511 576 6 två angränsande elektrodplattor så att ett kraftigt elektriskt fält bildas mellan elektrodplattorna. I detta fall finns en potentiell risk att en ström kan flyta så att man erhåller en kortslutning.

Konstruktionen av stoftuppsamlarna som används enligt föreliggande uppfinning har emellertid gjort det. möjligt att uppnå en hög uppsamlingsverkningsgrad och att samtidigt helt och hållet undvika en sådan potentiell risk.

Vidare kan stoftuppsamlarna som används enligt föreliggande uppfinning lämpligen utformas som en stoftuppsamlarenhet av kassettyp tack vare sin konstruktion. Det kan således göras lättare att byta ut denn och 'vidare kan insidan av' behållaren hos de cylindriska elektrostatiska oljerenarna lätt rengöras. Den elektrostatiska oljerenaren kan därför drivas med en hög upp- samlingsverkningsgrad under en lång tidsperiod.

Uppfinningen kommer att beskrivas i detalj i det följande med hänvisning till de bifogade ritningar, på vilka fig 1 är en planvy av en stoftuppsamlarenhet son\ är lämplig för användning :i en cylindrisk elektrostatisk oljerenare enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning, fig 2 är en planvy av en stoftupp- samlarenhet som är lämplig för användning i en cylindrisk elektro- statisk oljerenare enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning, fig 3 är en delvis bortbruten frontvy av huvuddelen av en behållare i en cylindrisk elektrostatisk oljerenare, fig 4 är en planvy av en bandkoppling som kommer till nytta vid montering av' huvuddelen av behållaren. i den cylindriska elektrostatiska oljerenaren, fig 5 är en perspektivvy av ett första exempel på konventionella stoftuppsamlarenheter, fig 6 är en perspektivvy av ett andra exempel på de konventionella stoftuppsamlarenheterna, fig 7 är en planvy av den konventionella stoftuppsamlarenheten som är visad i fig 6, fig 8 är en planvy av ett tredje exempel på de konventionella stoftuppsamlarenheterna och fig 9 är ett diagram som åskådliggör stoftuppsamlingsförmågan hos skilda. stoftuppsamlar- enheter.

De tekniska särdragen och utföringsformerna enligt före- liggande uppfinning kommer att beskrivas i detalj i det följande med hänvisning till bifogade ritningar. Det behöver inte sägas att det bör hållas i minnet att föreliggande uppfinning inte är begränsad till de åskådliggjorda utföringsformerna. 511 576 7 Med hänvisning först till fig l kommer stoftuppsamlarenheten som används i den cylindriska elektrostatiska oljerenaren enligt den första utföringsformen av föreliggande uppfinning att be- skrivas.

Såsom är visat på ritningen utmärks stoftuppsamlarenheten C i den första utföringsformen av att var och en av de cylindriska stoftuppsamlarna Cl, C2, C3 som är anordnade mellan respektive elektroder inte är konstruerad som ett enda skikt i motsats till de konventionella cylindriska elektrostatiska oljerenarna utan är utförd i två skikt.

I den i fig 1 visade uppsamlarenheten C är tre elektriska fältskikt bildade medelst tre elektrodplattor El, E2, E3. I de enskilda elektriska fältskikten är dubbelskiktade uppsamlings- element (Cl = C11 + C12, C2 = C21 + C22, C3 = C31 + C32) anordnade.

I den i fig 1 visade uppsamlarenheten C är en skiljevägg D anbragt mellan varje två angränsande uppsamlingselement (nämligen mellan C11 och C12, mellan C21 och C22 och mellan C31 och C32).

Det bör observeras att skiljeväggarna D inte är absolut nödvändiga enligt föreliggande uppfinning. När skiljeväggarna D inte finns måste man anordna varje två angränsande uppsamlings- element, således korrugerade omkretsväggar, på så sätt att de inte biter in i varandra, dvs med andra ord hindras åsar och dalar som bildas vid vikning av ett ark filtrerpapper från att vid montering överlappa dalar och åsar som r bildade genom vikning av ett annat ark filtrerpapper. Exempelvis kan i de övre och/eller nedre delarna hos enskilda uppsamlingselement varje två angränsande uppsam- lingselement fixeras samman genom limning eller liknande av deras åsar och dalar (eller dera; dalar och åsarna) så att uppsam- lingselementen hindras från att överlappa.

Enligt föreliggande uppfinning kan uppsamlingselementen C11, C12 och skiljeväggarna D exupelvis vara framställda av papper eller av filtat textilark som har impregnerats med en fenolharts och sedan utsatts för härdning för att öka. dess isolerande egenskaper.

Vidare utsätts elektrodplattorna (El, E2, E3) inte för någon särskild begränsning under förutsättning att de kan motstå påläggning av en hög spänning. De kan exempelvis vara framställda av alumuniumplåt. 511 576 8 I den i fig l visade uppsamlarenheten C är ett mittelektrod- organ centralt anordnat i huvuddelen av en behållare. Då det gäller sättet för påläggning av en hög spänning på mittelektroden och elektrodplattorna som är anordnade inbördes koaxiellt behöver man endast pålägga en spänning så att mittelektrodorganet och elektrod- plattorna växelvis blir högspänningselektroder och jordelektroder.

Enligt föreliggande uppfinning anordnas positiva och negativa elektrodplattor på sättet som är beskrivet ovan.

Den cylindriska stoftuppsamlarenheten C av kassettyp, vilken utnyttjas i den cylindriska elektrostatiska oljerenaren enligt den andra utföringsformen av föreliggande uppfinning, kommer nu att beskrivas med hänvisning till fig 2.

Grundkonstruktionenhosdencylindriskastoftuppsamlarenheten C är likartad den som utnyttjas i den första utföringsformen som är visad i fig 1 och skiljer sig endast på så sätt att i de tre elektriska fältskikten är treskiktuppsamlingselement (Cl + C = C11 12 + C13' C2 = C21 + C22 + C23, C3 = C31 + C32 + C33) anordnade i varje elektriskt fältskikt. Eftersom uppsamlingselementen är anordnade i tre skikt i varje elektriskt fältskikt är två skilje- väggar (D = Dl + D2) anbragta mellan de angränsande uppsamlings- elementen.

Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas mera i detalj i det följande medelst följande exempel.

Framställning av uppsamlarenheter: (i) Den i fig 1 visade cylindriska stoftuppsamlarenheten C framställdes. I dess mitt finns ett cylindriskt mittfack som har diametern (Dl) 29 mm. Dess ytterdiameter (D2) uppgick till 204 mm och dess höjd var 200 mm. Vart och ett av de tre elektriska fältskikten som är visade i fig 1 var bildat av två skikt upp- samlingselement.

Falsbredden (delningen) hos varje uppsamlingselement var 14 mm, och intervallen mellan de angränsande elektrodplattorna (El, E2, E3) uppgick till 29 mm. Denna stoftuppsamlarenhet kommer i det följande att kallas en stoftuppsamlarenhet 1 (produkt enligt uppfinningen). (ii) På likartat sätt som vid den ovannämnda stoftupp- samlarenheten 1 framställdes den cylindriska uppsamlarenheten C som är visad i fig 2. Varje elektriskt fältskikt bildades av tre skikt 511 576 9 uppsamlingselement. Denna uppsamlarenhet kommer i det följande att kallas stoftuppsamlarenheten 2 (produkt enligt uppfinningen). (iii) Den konventionella stoftuppsamlarenheten C' som är visad i fig 7 framställdes. Den hade tre skikt av elektriska fältskikt. Varje elektriskt fältskikt var bildat av ett enda skikt av uppsamlingselement. Dimensionerna hos den cylindriska.uppsamlar- enheten C', såsom storleken hos det cylindriska ndttfacket och ytterdiametern hos den cylindriska uppsamlarenheten ävensom avståndet mellan de angränsande elektrodplattorna var desamma som de motsvarande värdena i stoftuppsamlarenheten 1. F.ö. var falsbredden (delningen) hos varje uppsamlingselement 28,5 mm. Denna stoftuppsamlarenhet komer i det följande att kallas stoftupp- samlarenheten 3 (konventionell produkt). (iv) Den konventionella stoftuppsamlarenheten C' som är visad i fig 8 framställdes. Den hade sju skikt av elektriska fält, av vilka vart och ett var konstruerat som ett enda uppsamlingselement- skikt. Dimensionerna hos den.cylindriska uppsamlarenheten C', såsom storleken hos det cylindriskafimittfacket och ytterdiametern hos den cylindriska uppsamlarenheten, var desamma som de motsvarande värdena i stoftuppsamlarenheten 1. Varje uppsamlingselement hade samma falsbredd (delning) som i stoftuppsamlarenheterna l och 2.

Avståndet mellan de angränsande elektrodplattorna var 12,5 mm.

Denna stoftuppsamlarenhet kommer i det följande att kallas stoftuppsamlarenheten 4 (konventionell produkt).

Utvärdering av prestanda hos de enskilda stoftuppsamlarenheterna: De ovannämnda olika Btoftuppsamlarenheterna (1 till 4) placerades i den i fig 3 visade cylindriska elektrostatiska oljerenaren och deras prestanda utvärderades.

Experimentet utfördes under följande betingelser: (l) Olja som användes 1 experimentet: "MITSUI HIDEC nr 56" [varunamn, arbetsolja, produkt från Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.; 100 2 (oljetemperatur 40°C)] matades in i en oljetank. Oljetanken anslöts till den cylindriska elektrostatiska oljerenaren och experimentet utfördes därefter. (2) Mängd blandat stoft: Den ovannämnda oljan blandades med 40 g standardstoft bestående av ll stoftstorlekar såsom är föreskrivet i japansk industriell standard. 511 576 10 (3) Elektrostatisk oljerenare: "EDC-RIO" (varunamn, framställd av KLEENTEK Industrial Co., Ltd., Tokyo, Japan), strömningstakt 2,2 2/min.

Pålagd spänning: 10 kV. (4) Målrenhet: Den ovannämnda stoftblandade oljan behandlades för rengöring av oljan tills stofthalten sänktes till under 0.2 mg/100 mß.

Resultaten av experimentet är visade i fig 9, där stoft- koncentrationer (mg/100 m2) och reningstider (timmar) är angivna längs axeln för ordinatan resp axeln för abskissan.

Som man ser i fig 9 kan stoftuppsamlarenheterna 1 och 2 enligt föreliggande uppfinning nå en uppsamlingsverkningsgrad som är dubbelt så stor som den som kan erhållas genom användning av stoftuppsamlarenheten 3 (konventionell produkt) med samma arrange- mang med elektrodplattor.

Vidare kan stoftuppsamlarenheterna l och 2 enligt före- liggande uppfinning nå en uppsamlingsverkningsgrad som är väsent- ligen lika med den som kan erhållas genom användning av stoft- uppsamlarenheten 4 (konventionell produkt) med sju skikt av elektrodplattor. Stoftuppsamlarenheten 4 (konventionell produkt) åtföljs emellertid av olägenheterna att den inbegriper stor risk för kortslutning och att stoftuppsamlarenheten är av komplicerad konstruktion och således är dyrbar.

Claims (6)

511 5.76 ll PATENTKRAV

1. Cylindrisk elektrostatisk oljerenare för att avlägsna stoft från en isolerande vätska, varvid nämnda renare har en cylindrisk behållare (A), ett flertal cylindriska positiva och negativa elektrodplattor (E) anordnade koaxiellt mittemot varandra i nämnda behållare under bildande av ett innerst beläget fack som är omgivet av den innersta elektrodplattan (E3) och yttre fack som är bildade mellan de respektive elektrodplattorna (E3, E2, El) och isolerande stoftuppsamlare (Cl, C2, C3) anordnade i de respektive innersta och yttre facken, k ä n n e t e c k n a d därav, att var och en av nämnda stoftuppsamlare (Cl, C2, C3) innefattar ett flertal cylindriska uppsamlingselement (C11, C12; Cll, C12, C13) som var för sig bildar en korrugerad sicksackomkretsvägg.

2. Cylindrisk elektrostatisk oljerenare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda renare ytterligare innefattar en isolerande skiljevägg (D; Dl, D2) anbragt mellan varje två angränsande uppsamlingselement i varje stoftuppsamlare.

3. Cylindrisk Elektrostatisk oljerenare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att två cylindriska uppsamlings- element (Cll, C12) är anbragta i varje enskilt fack.

4. Cylindrisk elektrostatisk oljerenare enligt krav 3, ]< ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda renare ytterligare innefattar en isolerande skiljevägg (D) anbragt mellan nämnda två uppsamlingselement (C11, C12).

5. Cylindrisk elektrostatisk oljerenare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att tre cylindriska uppsamlings- element (C11, C12, C13) är anbragta i varje enskilt fack.

6. Cylindrisk elektrostatisk oljerenare enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda renare ytterligare innefattar två isolerande skiljeväggar (Dl, D2) anbragta mellan de respektive angränsande cylindriska uppsamlingselementen (C11, C12, C13)-