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DE2363149A1 - Elektrostatischer faellapparat - Google Patents

Elektrostatischer faellapparat

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Publication number
DE2363149A1
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DE
Germany
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electrodes
plate
needle
collecting
discharge
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DE2363149A
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Tsutomu Hayashi
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Nafco Giken Ltd
Original Assignee
Nafco Giken Ltd
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Publication of DE2363149B2 publication Critical patent/DE2363149B2/de
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Description

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18. Dez. 1973 Da./Li.
FAi1OO GIKEN, Ltd.,
!Dokyo (Japan)
Elektrostatischer Fällapparat
Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen lällapparat zum Auffangen von Staub aus industriellen Abgasen.
Die bekannten elektrostatischen 3?ällapparate für das Auffangen von Staub aus industriellen Abgasen haben allgemein die folgenden Nachteile:
1· Staubpartikel mit einem hohen spezifischen Wider-
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stand von mehr als etwa 10 Ohm-cm können nicht aufgefangen werden, außer mit extrem niedrigen, für die Praxis ungeeigneten Wirkungsgraden.
2. Relativ geringe Gasströmungsgeschwindigkeiten und große Elektrodenzwischenräume, mit denen gearbeitet wird, erfordern elektrostatische Fällapparate mit großen G-esamtabmessungen, was zu hohen Anlagekosten und zu großem, teurem Einbauraum führt.
3. Die erforderliche Hochspannung von 50 kV oder mehr führt zu Durchschlägen der elektrischen Isolierung und erfordert das Arbeiten mit teuren Hochspannungs-Gleichrichtersystemen.
4. Das Arbeiten mit solchen Hochspannungen und das Arbeiten mit inhomogenen elektrischen Feldern in der Staubausscheidung führt zu häufigen Funkenüberschlägen, was wiederum den Einsatz von Hochspannungs-Gleichrichtersystemen hoher Leistungsfähigkeit mit entsprechend hohen Kosten erfordert.
5. Das Arbeiten mit negativ geladenen (ionisierenden) Drahtelektroden, die auch als Auffangelektroden für positiv geladene Staubpartikel fungieren, erfordert ein häufiges
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Beklopfen dieser Drahtelektroden, um den auf den Drähten aufgefangenen Staub zu entfernen und damit die Störung der Ionisierung zu verhindern. Dieses häufige Beklopfen führt zu einem Wiedereintritt des aufgefangenen Staubs in den Gasstrom und verringert damit den G-esamtwirkungsgrad des elektrostatischen Fällapparates.
6. Die Drahtentladungselektrοden werden duroh die mechanischen Stöße und Erschütterungen "beim häufigen Beklopfen beschädigt, und das führt zu einer Stillegung des elektrostatischen Pällapparates und zu teuren Reparatur- und Austauscharbeiten, zusätzlich zu den Mühen und den hohen Kosten für die Unterbrechung des Pertigungsverfahrens während der Stillegung des elektrostatischen 3?ällapparates.
7. Es werden bei Verwendung von negativen Entladungselektroden bei hohen Spannungen große Mengen an schädlichem Ozon und Stickoxiden erzeugt.
Die Erfindung beseitigt diese vorstehend genannten Nachteile, die den industriellen elektrostatischen 3?ällapparaten des Standes der Technik innewohnen, und bringt darüber hinaus weitere Vorteile. Gemäß der Erfindung ist die Konstruktion elektrostatischer Pällapparate in Leichtbauweise und in kompakter Aus-
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führung möglich, was zu Einsparungen im Einbauraum und zur Verringerung der Baukosten für die Fundamente führt. Dabei beträgt die Betriebsspannung, mit der gearbeitet wird, die Hälfte der der herkömmlichen elektrostatischen Fällapparate. Ferner beträgt der Energieverbrauch ein Fünftel bis ein Zehntel desjenigen der herkömmlichen elektrostatischen Fällapparate, so daß man in wirtschaftlicher Hinsicht große Vorteile erreicht. Gleichzeitig wird die Erzeugung schädlichen Ozons auf den unschädlichen Pegel reduziert, indem Entladungselektroden positiver Polarität mit Auffangeleketroden negativer Polarität eingesetzt werden.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der konstruktiven Anordnung der Entladungselektrodennadeln, wobei die vielen Nadelspitzen vertikal ausgerichtet und am vorderen und hinteren Rand einer Metallplatte befestigt sind; dabei sind die längs dieser Ränder in genau gleichen Intervallen angeordnet. Bei Verwendung einer Stahlplatte größerer Abmessungen, wie sie beispielsweise als Walzblech ^Liefert werden, ist häufig eine Krümmung an gegenüberliegenden Rändern der Platte vorhanden. Die Erfindung sorgt In zweckmäßiger und wirtschaftlicher Weise für eine Anordnung spitzer Madelelektroden längs der Ränder, um die Abweichungen der Kante oder Fläche der Platte von der genau vertikalen Form zu kompensieren. Dazu werden Halterungen verwendet, die aus Metallbändern durch Verformung zu langgestreckten U-Profilen
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hergestellt sind. Die spitzen Nadeln gleicher Länge und gleicher Stärke werden an der Außenseite des Mittelsteges des U-Profils in den Vorgeschriebenen Intervallen befestigt. Die U-Profile haben eine Länge von beispielsweise 1,20 m bis 1,50 m und werden auf den Rand der Platte aufgesetzt. Die Profile werden dann an der Platte angenietet oder in sonstiger Weise befestigt, wobei die Nadelspitzen nach außen gerichtet sind; damit werden eventuelle Krümmungen des Plattenrandes bei Montage der Nadelentladungselektroden in echt vertikaler Ausrichtung kompensiert.
Die Nadeln der .Entladungselektrode arbeiten am wirkungsvollsten in dem elektrostatischen iFällapparat, wenn sie spitz sind. Die Betriebsdauer des Aggregates steht damit in Abhängigkeit von der Fähigkeit der Nadeln, sich einem Verschleiß zu widersetzen und die Schärfe ihrer Spitzen zu bewahren. Ein besonderes Merkmal der erfindungsgemäßen Anordnung der Entladungselektroden in einem Verband besteht darin, daß die Nadeln aus einem verschleißfesteren Material hergestellt werden, während für den Plattenteil ein preiswerteres Material verwendet wird. Ein geeignetes Material zur Herstellung der Nadeln, hinsichtlich der Kosten im Verhältnis zur Lebensdauer und zur Wartung, ist ein Edelstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, aus dem sowohl die Nadeln als auch die U-Profilhalterungen hergestellt werden. Die Platten der Elektroden werden aus einem billigeren Stahlblech hergestellt.
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Die U-Profile bilden preiswerte Halterungen für die Befestigung der Nadeln an der Stahlplatte, wobei die beiden Elemente eine verschiedene metallurgische Zusammensetzung haben.
Der erfindung'sgemäße elektrostatische Fällapparat weist mindestens zwei im Abstand angeordnete, geerdete, den Staub auffangende IPlachplattenelektroden und eine dazwischen schwbende, isolierte, den Staub auffangende Flachplattenelektrode auf, die jeweils in der Mitte zwischen den geerdeten Staub auffangenden Elektroden, parallel zum Gasstrom, angeordnet ist und an ihren Rändern in festgelegten Intervallen mit Sätzen von nadelförraigen Entladungselektroden versehen ist. Der Durchmesser der nadelförmigen Entladungselektroden ist kleiner als etwa 5 mm, und die Spitzen der nadeiförmigen Elektroden haben einen größten Radius von ca. 0,5 mm, während die Zwischenräume zwischen den nadeiförmigen Entladungselektroden kleiner als der Abstand zwischen den geerdeten Staub(auffangenden Elektroden und den dazwischen befindlichen Staub auffangenden Elektroden ist.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist zum Auffangen von Partikeln mit einem hohen spezifischen Widerstand geeignet, der den Bereich von 1Cr Ohm.cm bis 10 Ohm.cm überschreitet; Partikel mit diesen Werten können theoretisch durch die bekannten elektrostatischen Fällapparate nicht aufgefangen werden. Zum Zwecke des
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einwandfreien Auffangens solcher Substanzen mit hohem spezifischem Widerstand, beispielsweise schwerer Metalloxyde und deren Verbindungen, insbesondere von Bleioxyd (PbO) und Bleisulfat (PbSO.), bei denen Werte oberhalb 10 ^ Ohm.cm. auftreten, sieht die Erfindung eine neue Ausführung eines elektrostatischen Pällapparates mit einer anderen Konstruktion vor. Dabei wird im Prinzip die herkömmliche Ausführung des elektrostatischen Pällapparates verbessert, wobei die Theorie und die Konstruktionsmerkmale der herkömmlichen Ausführungen elektrostatischer Pällapparate außer acht gelassen werden.
Die Erfindung wird nachstehen anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:
'Fig. 1 ein Schaubild der Grundkonstruktion gemäß der Erfindung;
Pig. 2 eine Draufsicht auf die in Pig. 1 gezeigten Teile;
Pig. 3 eine vektorielle Darstellung der Partikelgeschwindigkeit, die sich aus Grasströmungsgeschwindigkeit und der Wanderungsgeschwindigkeit des Partikels ergibt, die durch die Coulomb'sehe Kraft auf das geladene
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Partikel in einem inhomogenen elektrischen PeId gemäß Pig. 2 erzeugt wird;
Pig. 4 ein schematisches Schaubild einer Gruppe mehrerer elektrostatischer Pälleinheiten;
Pig. 5 eine schematische Draufsicht auf die Bauelemente eines bekannten elektrischen Luftreinigers für Innenräume;
Pig. 6 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Konstruktion der schwebenden, isolierten, Staub auffangenden Plachplattenelektrode, die in dem elektrostatischen Pällapparat gemäß der Erfindung verwendet wird;
Pig. 7 eine Einzelheit der U-Profilnadelhalterung in Seitenansicht, die erfindungsgemäß als ein Teil der in Pig. 6 gezeigten Elektrode verwendet wird, und
Pig. 8 ein Schnitt längs der Linie 8-8 der Pig. 6, aus dem die Verbindung der Platte mit der Nadelhalterung ersichtlich ist.
Bei der erfindungsgemäßen Torrichtung wird die Ionisierung, wie in Pig. 1 dargestellt, durch Entladungselektroden 1 in Porm. von
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Fädeln mit scharfen Spitzen erreicht, die zwischen plattenförmige Auffangelektroden 3 eingesetzt sind. Diese Nadelelektroden sind, wie in Fig. 1 gezeigt, gegenüber den vorderen Rändern der plattenförmigen Sammelelektroden 3 etwas zurückgesetzt (in Richtung auf den Austritt des Gasstroms), so daß die ionisierenden Felder durch die inhomogenen elektrischen Felder zwischen den Nade!spitzen 1 und den vorderen Randteilen 4 der Auffangelektroden 3 gebildet werden (Fig. 2).
Die Orientierung und die Bemessung der Elektroden und der Nadeln in dem elektrostatischen Fällapparat sind von erheblicher Bedeutung, um die erwarteten Ergebnisse zu erreichen.
Der Schlüssel für alle Beziehungen zwischen den Abständen und Abmessungen der Teile ist der Abstand zwischen der Auffangplatte 3 und der Entladungselektrodenplatte 2 eines Plattensatzes. Der Abstand χ zwischen den Platten wird so gewählt, daß sie der Art der Substanz sowie der Korngröße der Partikel im Grasstrom entspricht; in den meisten Fällen liegt er zwischen 62,5 und 87,5 mm. Die anderen Abmessungen des Apparates werden unter Bezugnahme auf Fig. 1, 2 und 7 wie folgt bezeichnet:
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Y : Breite der Entladungsplatte 2,
Z : Breite der Auffangplatte 3,
S : Abstand zwischen den Nadelspitzen,-
L : Länge der Nadeln.
Die entscheidenden Beziehungen zur Berechnung dieser Größen Y, Z, S und L in mm sind dann erfindungsgemäß:
I = 10 X
Z = Y + 300 mm (± 25 mm)
S = 1/2 X
L = 3/4 X.
Wenn zum Beispiel der Plattenabstand 75 mm beträgt (X = 75), so werden: Y = 750 mm, Z = 1050 mm, S = 37,5 mm und I = 56 mm.. Die Zurücksetzung der Nadelspitzen gegenüber dem angrenzenden Rand der Auffangplatte 3 in Richtung des Gasstromes beträgt in diesem Beispiel 150 - L bzw. ca. 94 mm. Die Zurücksetzung des angrenzenden Randes der Platte 2 gegenüber dem entsprechenden vorderen oder hinteren Rand der Platte 3 in dieser Richtung beträgt 1/2 · (Z-Y) bzw. 150 mm (± 25 mm). Die Nadelelektroden 1 werden mit dem positiven Pol eines Hochspannungsgleichrichtersatzes verbunden, der Spannungen bis zu 50 kV führt. Die Plattenauf f angel ektro den 3 sind mit dem negativen Pol dieses Gleich-
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richtersatzes verbunden und sind ferner über die Erdanschlüsse geerdet. Die positiven Plattenauffangelektroden 2 sind gegenüber den Nadelelektroden 1 zurückversetzt und fluchten mit diesen; sie sind fest mit den Nadelelektroden 1 verbunden, so^daß die Plattenauf fangelektroden 2 ebenfalls mit der positiven Spannung des Gleichrichtersatzes verbunden sind. Die negative Plattenauffangelektrode 3 und die positive Plattenauffangelektrode 2 bilden also das homogene elektrische Feld, das in Pig. 2 gezeigt ist.
Wenn &r elektrostatische Fällapparat angeschlossen ist und die Nadelelektroden 1 und die Auffangelektroden 2 an positiver Spannung bzw. die Auffangelektroden 3 an negativer Spannung liegen, erfolgt eine Ionisierung an den scharfen Spitzen der Nadelelektroden 1 in dem in Fig. 2 gezeigten inhomogenen Feld; es entstehen dabei sowohl positive, als auch negative Ionen. Wenn dann die sbaubhaltigen Gase durch den elektrostatischen Fällapparat geführt werden, wandern die Staubpartikel durch den mit Ionen erfüllten Baum und werden entweder positiv oder negativ aufgeladen. Diese aufgeladenen Partikel werden durch den Gasstrom weiter stromabwärts und an den Spitzen der Nadelelektroden 1 vorbeigeführt. Gleichzeitig trägt der an den Nadelspitzen erzeugte elektrische Wind dazu bei, die geladenen Staubpartikel von den Nadelspitzen wegzublasen. Die-negativ geladenen Staubpartikel,
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die an den scharfen Spitzen der Nadelelektroden 1 vorbeigeblasen werden, werden von den positiven Auffangelektroden 2 angezogen und durch diese aufgefangen, und zwar durch die Wirkung der Coulomb'sehen Kraft des homogenen elektrischen Feldes zwischen den positiven Auffangelektroden 2 und den negativen Auffangelektroden 3. Diese Bewegung der aufgeladenen Staubpartikel in Richtung auf die Auffangplatten, die durch die Coulomb'sehe Kraft des elektrischen Feldes auf die aufgeladenen Staubpartikel bewirkt wird, wird Migration genannt; die Geschwindigkeit dieser Migration ist als Migrationsgeschwindigkeit bekannt. Die Migrationsgeschwindigkeiten verschiedener Arten aufgeladener Staubpartikel hängen von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise der Masse der Partikel, der Stärke der Ladung, der Stärke des elektrischen Feldes usw.; normalerweise liegen die Migrationsgeschwindigkeiten in elektrostatischen Fällapparaten in der Größenordnung von 25 cm/sec oder darunter. Andererseits liegen die Gasgeschwindigkeiten in elektrostatischen Fällapparaten in der Größenordnung von 0,5 mm/sec bis 3 m/sec. Die negativgeladenen Partikel werden also in einer Sichtung an den Nadelelektroden 1 vorbeigeführt, die gleich der vektorieilen Summe aus der Migrationsgeschwindigkeit und der Gasströmungsgeschwindigkeit ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
Die positiv gleladenen Staubpartikel andererseits werden von
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den positiv aufgeladenen Etadelelektroden 1 zurückgestoßen und von den negativen Auffangelektroden 3 angezogen. Damit werden die scharfen Spitzen der Ifadelelektroden 1 von der Ansammlung positiv aufgeladener Staubpartikel freigehalten. Ferner wandern die positiv aufgeladenen Staubpartikel, die von den negativen Auffangelektroden 3 angezogen werden, in eine Richtung, die etwa gleich der Vektorsumme aus der Migrationsgesohwindigkeit und der Gasströmungsgeschwindigkeit ist, wie das für die negativ aufgeladenen Staubpartikel vorstehend beschrieben wurde. Damit wandern die positiv geladenen Staubpartikel an den Vorderkanten 4 der negativen Auffangelektroden 3 vorbei. Die Vorderkanten 4 der negativen Auffangelektroden 3 werden damit ebenfalls von der Ansammlung positiv aufgeladener Staubpartikel freigehalten. Da die negativ aufgeladenen Staubpartikel von den negativen Auffangelektroden 3 zurückgestoßen werden, erfolgt keine Ansammlung negativ aufgeladener Staubpartikel an irgendeinem Teil der negativen Auffangelektroden 3.
Damit werden sowohl die scharfen Spitzen der Hadelelektroden 1 als auch die vorderen Randteile 4 der negativen Auffangelektroden 3 von einer Ansammlung positiv oder negativ aufgeladener Staubpartikel freigehalten. Aufgrund dieser Tatsache wird das Rüok-Gorona-Phänomen verhindert, das durch die Ansammlung von
11 Staub mit hohem spezifischen Widerstand von etwa 10 Ohm. cm
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an den Entladungs- und Auffangelektroden der bekannten elektrostatischen Pällapparate hervorgerufen wird; das macht das Auffangen von Staubpartikeln mit hohem spezifischem Widerstand in dem elektrostatischen Fällapparat gemäß der Erfindung mit hohem Wirkungsgrad möglich. Bei den bekannten elektrostatischen Pällapparaten, bei denen Drahtelektroden in Intervallen über die gesamte Länge plattenförmiger Auffangelektroden verteilt sind oder bei denen Drahtelektroden mittig durch rohrförmige Auffangelektroden gezogen sind, werden die geladenen Partikel auf den Auffangelektroden stromabwärts und auf den Drahtelektroden stromabwärts aufgefangen, auch wenn sie an den vorderen Randteilen der Auffangelektroden und der vorderen Draht ent la dungs elektroden vorbeigeblasen werden. Das Rück-Oorona-Phänomen tritt also bei bekannten elektrostatischen Pällapparaten stehts dann auf, wenn die Staubpartikel einen hohen spezifischen Widerstand haben.
Bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten müssen außerdem die Gasströmungsgeschwindigkeiten niedrig gehalten werden, da hohe Gasströmungsgeschwindigkeiten zu Vibrationen und damit zu einem Schwingen der Drahtelektroden führen. Das führt dann leicht zu einem Bruch der Draht elektroden oder zu 3?unkenüb er schlagen, wenn sich die schwingenden Draht elektroden nahe an der Oberfläche der Auffangelektroden befinden. Darüber hinaus bewirkt das Schwin-
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gen der Drahtelektroden, die zugleich als Auffangelektroden zum Auffangen positiv aufgeladener Staubpartikel in den "bekannten elektrostatischen Pällapparaten wirken, ein Lösen der aufgefangenen Staubpartikel und eine Rückführung derselben in den Gasstrom., wodurch der G-esaugwirkungsgrad verringert wird. Der Abstand zwischen den Drahtelektroden und den Auffangelektroden muß dann groß gehalten werden, um ein häufiges Überspringen von !Funken zu verhindern, das durch die gnße Nähe schwingender Drahtelektroden an den Auffangelektrodenflächen bewirkt wird.
Erfindungsgemäß sind die Hadelentladungselektroden 1 starr an den positiven Auffangelektroden 2 befestigt; damit können sie nicht durch den Gasstrom auch in Schwingungen versetzt werden. Man kann also jetzt mit hohen Gasströmungsgeschwindigkeiten arbeiten, ohne daß die Entladungselektroden beschädigt werden oder 3?unkenüberschläge durch ein Schwingen der Entladungselektroden erfolgen. Da die Nadelentladungselektroden 1 ferner nur zum Ionisieren und nicht zum Auffangen von Staubpartikeln verwendet werden, treten keine Wiedereintrittsprobleme auf, auch nicht bei hohen Gasströmungsgeschwindigkeiten. Darüber hinaus kann der Abstand zwischen den positiven Elektroden 1 und 2 und den negativen Elektroden 3 kleiner gehalten werden, da keine schwingenden Entladungselektroden vorhanden sind, die größere Abstände zwischen den Elektroden erforderlich machen wurden. Ferner er-
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möglichen die kleineren Abstände zwischen den Elektroden das Beibehalten hoher Spannungsgradienten zwischen den Elektroden selbst bei geringeren Spannungen. Das bedeutet natürlich, daß hohe Auffangwirkungsgrade in den Auffangfeldern zwischen den positiven Auffangelektroden 2 und den negativen Auffangelektroden 3 selbst bei niedrigeren Spannungen beibehalten werden können.
Das Arbeiten mit höheren Gasströmungsgeschwindigkeiten und die Verringerung der Abstände zwischen den Elektroden ermöglichen die Konstruktion elektrostatischer Fällapparate mit kleineren Querschnittsflächen, was zu einer entsprechenden Verringerung der Herstellungskosten führt.
Die Wadelentladungselektroden 1 haben schärfere Spitzen als die Entladungsflächen der Drahtelektroden der bekannten Fällapparate und damit einen besseren Wirkungsgrad bezüglich der Ionisierung. Ferner bleiben die Nadelentladungselektroden 1 scharf, wie vorstehend erwähnt, während die Drahtentladungselektroden 1 .bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten Staubpartikel auf ihrer Oberfläche auffangen und damit die Schärfe der Elektrode verringern. Dadurch wird auch der Ionisierungseffekt verringert. Bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten muß mit hohen Spannungen gearbeitet werden, um den Mangel der geringeren
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Ionisierung zu beseitigen. Bei der erfindungagemäßen Vorrichtung kann mit niedrigen Spannungen von unter 50 kV gearbeitet werden, da die Ionisierung durch die scharf bleibenden Spitzen der Nadelentladungselektroden 1 konstant hoch gehalten wird. Ferner
macht die Möglichkeit der Verwendung kleinerer Abstände zwischen den Entladungs- und Auffangelektroden gemäß der Erfindung eine Senkung der Spannung möglich, ohne daß der Auffangwirkungsgrad verringert wird. Das Arbeiten mit geringeren Spannungen beseitigt die schwierigen und störenden Probleme eines Durchschlags der
elektrischen Isolierung und verringert die Kosten der Hochspannungs-Gleichricbteranlage.
Das Arbeiten mit niedrigeren Spannungen zur Ionisierung und in den elektrischen Auffangfeldern gemäß der Erfindung verringert den häufigen Funkenüberschlag, der normalerweise bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten erfolgt, und verringert damit den Stromverbrauch. Ferner macht das homogene elektrische
Feld zwischen den positiven (2) und den negativen Auffangelektroden (3) (Fig. 2) die Dicke der auf diesen Auffangelektroden aufgefangenen Staubschicht gleichmäßig; das beseitigt ebenfalls den Funkenüberschlag, der normalerweise bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten wegen der unregelmäßigen Flächen der ungleichmäßigen Dicke der im inhomogenen Feld aufgefangenen Staubschicht, auftritt. Diese Tatsachen tragen dazu bei, den Strom-
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verbrauch auf etwa ein Zehntel des Wertes zu verringern, der normalerweise bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten gleicher Kapazität und gleichen Auffangwirkungsgrades benötigt wird.
Da die Kadelentladungselektroden 1 konstant scharf bleiben, besteht keine Notwendigkeit zum häufigen Beklopfen, wie das bei den Drahtentladungselektroden der bekannten elektrostatischen · Fällapparate erforderlich ist. Damit wird der besonders durch das Beklopfen hervorgerufene Wiedereintritt von Staubpartikeln in den Gasstrom wesentlich verringert. Das homogene Feld zwischen den positiven (2) und den negativen Auffang elektroden (3) (Fig. 2) erzeugt eine Staubschicht gleicher Dicke und ermöglicht das Auffangen größerer Mengen von Staub an den positiven Auffangelektroden (2) und an den negativen Auffangelektroden (3), ohne daß ein Beklopfen erforderlich wird. Bei den inhomogenen Auffangfeldern der bekannten elektrostatischen Fällapparate wird ein häufiges Beklopfen erforderlich, um Funkenüberschläge zu verhindern, die von erhöhten Stellen der Staubschicht an den Auffangelektroden und an den Drahtentladungselektroden herrührt. Damit reicht ein weniger häufiges Beklopfen für die Auffangelektroden 2 und 3 gemäß der Erfindung aus; das führt zu einem geringeren Wiedereintritt von Staubpartikeln und τα einem höheren Gesamtauffangwirkungsgrad für den elektrostatischen Fällapparat.
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Die Entladungselektrode!! 1 bleiben ständig scharf und sind an den positiven Auffangelektroden frei befestigt. Die Nadeln 1 sind aus einem, dauerhaften, elektrisch leitenden Werkstoff gefertigt, beispielsweise aus Platin oder Edelstahl. Die Nadeln 1 haben im Querschnitt vorzugsweise kreisrunde Form; ihr Schaft 1a hat einen Durchmesser von weniger als 5 mm, und sie sind am freien Ende 1b mit einer Spitze versehen. Der Radius dieser Nadelspitze 1b soll höchstens etwa 0,5 mm betragen. Die Nadeln 1 sind jeweils an ihrem stumpfen Ende 1c an den in !Längsrichtung verlaufenden Mittelsteg 20 eines U-Profils 21 als Halter angeschweißt (Pig. 7). Die in Längsrichtung des Halters 21 aufeinanderfolgenden Nadeln 1 haben gleiche Abstände S voneinander. Die Abstände S sind kleiner als die Abstände zwischen je einer geerdeten Staubauffangelektrodenplatte 3 und einer benachbarten positiven Elektrodenplatte 2. Beispielsweise kann der Abstand zwischen zwei nebeneinander liegenden Elektroden 2 und 3 etwa 76 mm und der Abstand S zwischen den Nadeln weniger als 76 mm, beispielsweise 38 mm, betragen. Der Halter 21 ist etwa als U-Profil ausgebildet; wie in Mg. 8 gezeigt ist, ist eine Stahlplatte 2a zwischen die Schenkel des Halters 21 geschoben, so daiS dieser auf dem Rand der Platte 2a sitzt. Der Halter 21 besitzt eine geeignete Länge von beispielsweise 1,5 m; und drei solcher Halter sind an einem Rand der im Ausführungsbeispiel dargestellten Platte befestigt. Die Schenkel der Halter haben
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mehrere Löcher 22 zur Aufnahme von Nieten 23. Die Platte 2a der positiven Plattenelektrode 2 hat längs ihres Randes in einer genau vertikalen Flucht mit den löchern 22 ebenfalls löcher 24. Die Nieten 23 ragen durch die Plattenlöcher 24 und die Löcher 22 in dem Halter (Pig. 8) und verbinden den mit den Nadeln 1 besetzten Halter 21 mit den gegenüberliegenden Rändern 2b und 2c der Platte 2a (Pig. 6).
Die Platte 2a mit den daran befestigten Nadelverbänden ist in den elektrostatischen Fällapparat eingebaut und hängt an Aufhängern 25 am oberen Ende. Die Aufhänger 25 sind mit einer Klopfvorrichtung verbunden, um die Elektrodenplatten 2 periodische von abgelagerten Partikeln zu reinigen. Die Platten 2 sind, wie in den Figuren 1, 2 und 4 gezeigt, in den elektrostatischen Fällapparat in abwechselnder Folge eingehängt.
Da die Nadelelektroden 1 ständig scharf bleiben und ferner starr an den positiven Auffangelektroden 2 befestigt sind, besteht keine Notwendigkeit für eine häufige Reparatur und einen häufigen Austausch der Entladungselektroden, wie das bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten der Pail ist. Das verringert die Wartungskosten des erfindungsgemäßen elektrostatischen Fällapparates erheblich. Dennoch ist der Nadelaustausch relativ einfach und erfordert nur eine sehr kurze Stillegung. Falls die
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Nadeln 1 doch einmal ersetzt werden müssen, wird der Halter 22, der die betreffende Nadel oder Nadeln trägt, die ersetzt werden muß bzw. müssen, durch Abscheren der Nieten 23 abgenommen. Ein neuer Austauschhalter 21 mit neuen Nadeln 1 wird dann stattdessen angenietet, und die Einheit ist wieder betriebsbereit.
Die hoohwirksame Ionisierung bei vergleichsweise niedriger Spannung und bei geringem Stromverbrauch, die erfindungsgemäß ermöglicht wird, ermöglicht das Arbeiten mit positiver Spannung an den Nadelelektroden. Wegen der Natur der positiven Corona-Entladung wird die Daonbildung im elektrostatischen Pällapparat auf etwa ein Zehntel des Wertes verringert, der bei bekannten elektrostatischen Fällapparaten mit vergleichbarer Leistung und vergleichbarem Auffangwirkungsgrad erreicht wird, wenn mit einer negativen Corona-Entladung gearbeitet wird. Weiterhin wird die Erzeugung von Stiokoxiden erheblich verringert und da. mit eine Sekundärverunreinigung durch diese Stickoxide verhindert, die von dem elektrostatischen Fällapparat ausgeworfen werden.
Der kleinere Abstand zwischen den positiven Auffangelektroden 2 und den negativen Auffangelektroden 3 ermöglicht es, einen hohen Spannungsgradienten zwischen den positiven 2 und den negativen Auffangäektroden 3 auch bei niedrigeren Spannungen, un-
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ter 50 kY, aufrecht zu erhalten. Die Migrationsgeschwindigkeiten der negativ und positiv aufgeladenen Staubpartikel können damit auf höheren Werten gehalten werden, als bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten. Selbst wenn die Migrationsgeschwindigkeiten der aufgeladenen Staubpartikel auf den gleichen Werten wie bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten gehalten werden, erreichen die aufgeladenen Staubpartikel die entsprechenden Auffangelektroden schneller, und zwar wegen des kleineren Abstandes zwischen den Elektroden und der daraus herrührenden kürzeren Migrationsstreöke. Das trägt natürlich auch zu einem höheren Auffangwirkungsgrad des elektrostatischen Fällapparates bei. Das ist besonders wichtig, wenn Staubpartikel einer Größe unterhalb eines Mikrons vorliegen, die sonst kaum aufzufangen sind.
Das Arbeiten mit einem homogenen Feld zwischen den positiven Auffangelektroden 2 und den negativen Auffangelektroden 3, wie in Fig. 2 gezeigt, erzeugt, wie vorstehend beschrieben, Staublagen gleichmäßiger Dioke auf den Auffangelektroden, im Gegensatz zu den unregelmäßigen Dicken, die bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten auftreten. Auch diese Tatsache ermöglicht geringere Abstände zwischen den positiven Auffangelektroden 2 und den negativen Auffangelektroden 3. Darüber hinaus haben sowohl die positiven (2) als auch die negativen Auffangelektroden (3) gemäß der Erfindung die Form von Platten, und
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damit haben sie größere Gesamtauffangoberflachen, als die Drahtelektroden (die ebenfalls zum Auffangen verwendet werden) und die,plattenförmigen oder rohrförmigen Auffangelektroden, bei den bekannten elektrostatischen Fällapparaten. Die Auffangelektroden gemäß der Erfindung können also viel kürzer gehalten werden, und zwar wegen der größeren Auffangflachen, die pro Längeneinheit, des Auffangfeldes zur Verfügung stehen. Die kleineren Abstände zwischen den Elektroden und die kürzeren Auffangfelder und darüber hinaus die hohen Gasströmungsgeschwindigkeiten tragen zur Verringerung des Gesamtvolumens des elektrostatischen Fällapparates und damit zur Verringerung der Fertigungskosten, der Installationskosten und des Einbauraumes bei.
Die vergleichsweise niedrige Arbeitsspannung und der geringe Stromverbrauch im erfindungsgemäßen elektrostatischen Fällapparat ermöglichen die Verwendung von kompakten und leichten Hochspannungs-Netzgeräte, die in die Hochspannungsisolatorkammern des elektrostatischen Fällapparates eingebaut werden können. Diese Hochspannungs-Netzgeräte müssen also nicht in besondere Hochspannungsräume eingebaut und durch Hochspannungskabel mit dem elektrostatischen Fällapparat verbunden werden, wie das normalerweise bei den "bekannten elektrostatischen Fällapparaten der Fall ist.
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ϊ/ie vorstehend erwähnt, werden die aufgeladenen Partikel im elektrischen Feld in der Richtung fortgetragen, die im wesentlichen durch die Vektor-Summe aus der Migrationsgeschwindigkeit und der Gasströmungsgeschwindigkeit gegeben ist, so daß die theoretisch erforderliche Länge der Auffangelektroden in Bezug auf eine bestimmte GasströmungsgeschwindigMt und auch der erforderliche Abstand zwischen den positiven und negativen Auffangelektroden aus der Migrationsgeschwindigkeit der aufgeladenen Partikel und der Größe der Gasströmungsgeschwindigkeit bestimmt werden können.
\'}enn deshalb eine Einheit der in Pig. 1 gezeigten Konstruktion vorhanden ist, ist es theoretisch möglich, die vorgesehenen Zwecke zu erfüllen. Y/enn der elektrostatische Fällapparat jedoch für industrielle Abgase verwendet werden soll, ist der Staubgehalt der Gase allgemein groß, so daß sich bald dicke Staubschichten auf den Oberflächen sowohl der positiven als auch der negativen Auffangelektroden 2 und 3 niederschlagen und die Abstände zwischen den beiden Elektroden in relativ kurzer Zeit verringern. Es wird damit erforderlich, die angesammelten Staubablagerungen von den positiven und negativen Auffangelektroden zu entfernen, und zwar entweder durch Vibrationen oder mechanische Stöße oder durch Waschen oder Spülen oder ein sonstiges Reinigungsverfahren, und zwar so oft, wie es sich aus dem Staub-
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gehalt der Gase ergibt, wobei die angesammelten Staubablagerungen in die Staubschächte fallen, die im unteren Teil des elektrostatischen Fällapparates vorgesehen sind.
Wenn die positiven und negativen Auffangelektroden vibriert oder mechanischen Stoßen ausgesetzt werden, fallen die feinen Staubpartikel, die sich auf den Auffangelektroden angesammelt haben, in großen Stücken ab, weil sich die einzelnen Partikel während des Fällens zusammenballen. Ein Teil der gelösten Staubpartikel tritt jedoch, wie vorstehend beschrieben, wieder in den Gasstrom ein und wird stromabwärts geführt. Um diese wieder eintretenden Staubpartikel aufzufangen, können mehrere ionisierende Abscheidergruppen 6 und 61 stromabwärts, wie in i*ig. 4 dargestellt, angeordnet sein, um damit die nachteiligen Effekte eines Wiedereintrittes in wirkungsvoller Weise zu verhindern.
Die Nadeielektroden 1', die an den positiven Sammelelektroden 2 stromabwärts (Pig. 1) angeqrdneb sind, liefern elektrische ladungen an die wieder eingetretenen Staubpartikel; diese Staubpartikel werden dann durch die negativen Auffangelektroden aufgefangen, die sich an die ETadelelektroden 1 ' anschliessen. Die negativ geladenen und die ungeladenen Staubpartikel wandern dagegen im. Gasstrom zur nächsten ionisierenden Abscheidergruppe 6, die wie die erste Gruppe ausgebildet und im zweiten Teil des
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elektrostatischen Fällapparates angeordnet ist. Die Madelelektroden 111 im zweiten Abschnitt laden diejenigen Staubpartikel, die sich noch im Gasstrom befinden und an ihnen vorbeiströmen, erneut auf. Diese aufgeladenen Staubpartikel schlagen sich dann auf den positiven und negativen Auffangelektroden
nieder, die stromabwärts angeordnet sind. Der vorstehende Vorgang wiederholt sich dann stromabwärts in der nächsten Gruppe 6' des elektrostatischen Fällapparates; dadurch wird eine Fällung mit hohem Wirkungsgrad erreicht. Indem man die Zahl der
Abscheidergruppen und die Gasströmungsgeschwindigkeit im elektrostatischen Fällapparat erhöht oder verringert, ebenso ist es
möglich, Auffangwirkungsgrade von mehr als 99,999 selbst für Staubpartikel aus Cadmiumoxid (GdO) erreichen.
Die Erfindung bezweckt die grundlegende Verbesserung der elektrostatischen Pällapparate für industrielle Zwecke, jedoch liegt
das Arbeitsprinzip der Erfindung in der praktischen Anwendung
der Gesetze der Anziehung zwischen elektrisch positiv und negativ geladenen Teilen; deshalb ist es nicht ganz einfach, den Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Apparat und den bekannten Ausführungen elektrostatischer Fällapparate lediglich
durch die äußere Erscheinung zu beurteilen; vielmehr besteht
in der äußeren Erscheinung eine gewisse Ähnlichkeit.
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Es ist bekannt, daß elektrostatische Fällapparate eine ausgezeichnete Leistung als Anlagen zur Verhinderung einer Luftverunreinigung erbringen. Elektrostatische Fällapparate werden verschiedentlich auch als "elektronische " oder als "elektrische " Fällapparate bezeichnet.
Diese Fällapparate sind in vielfacher Hinsicht verb.esser worden, um den Wirkungsgrad beim Auffangen von Staub zu.erhöhcn. Die meisten Verbesserungen betreffen jedoch die Konstruktion der Staubauffangelektroden oder die Artender Entladungselektroden oder der Hilfsvorrichtungen. Es.gibt elektrostatische Fällapparate in Schachtausführung und in Höhrenausführung, die je nach dem Verwendungszweck bevorzugt werden. Bei der Schauchtausführung sind mehrere flache, parallel angeordnete Platten in festen Intervallen angeordnet; bei der Röhrenausführung sind mehrere vertikale Zylinder mit demselben festen Durchmesser vorgesehen; bei anderen Apparaten sind mehrere Zylinder mit verschiedenen Durchmessern konzentrisch in festen Intervallen angeordnet. Alle diese Ausführungen arbeiten jedoch mit Auffangelektroden positiver Polarität', die an Erde angeschlossen sind. Diese positiven Auffangelektroden mit vertikal dazwischengehängten Entladungsdrahtelektroden negativer Polarität bilden den ursprünglichen Elektrostatik-Fällapparat, der etwa 1906 von Oottrell erfunden wurde.
Unter Verwendung dieser G-rundkonstruktion sind viele Verbesserungen erfolgt, beispielsweise Taschen zum Verhindern eines Wiedereintritts von Staubpartikeln, verschiedene Konstruktionen zum Verhindern eines Verwerfens der Auffangelektroden und andere Verbesserungen mehr. Ferner sind viele andere Vorschläge erfolgt, zum Beispiel das Vorsehen eines quadratischen, dreieckigen oder sternförmigen Querschnittes der Drahtentladungselektrode, oder eine Verdrallung derselben. Es gibt auch Konstruktionen mit Stacheldraht, oder die Oberflächen der Drähte haben Vorsprünge, oder es sind Winkelprofile oder flache Platten mit Vorsprüngen vorgesehen.
Der Zweck aller dieser Verbesserungen bezüglich der Entladungselektrodendrähte besteht darin, die Gorona-Entladung an den scharfen Spitzen bzw. Kanten der Drähte zu verbessern. Es ist eine bekannte Tatsache, daß die Corona-Entladung umso leichter erreicht wird, je kleiner der Durchmesser des Drahtes ist. Es gibt aber dabei eine Grenze wegen der erforderlichen mechanischen Festigkeit.
Die Entladungselektroden in herkömmlichen elektrostatischen Mllapparaten für industrielle Zwecke haben eine negative und die Staubauffangelektroden eine positive Polarität. Eine solche Anordnung war jedoch in Anbetracht der Tatsache unvermeidlich,
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daß dann, wenn positive Entladungselektroden mit negativen Auffangel ektrοden verwendet werden,normalerweise sehr schnell ein Ihmkenüberschlag erfolgt. Deshalb war es unmöglich, einen hohen Auffangwirkungsgrad zu erreichen.
Etwa 1936 erfand Dr. Gaylord W. Penney aus Pittsburgh, Pennsylvania, einen elektrostatischen !Fällapparat, der sich grundlegend von den herkömmlichen Oottrell-Typ unterscheidet. Bei den herkömmlichen elektrostatischen Fällapparaten für industrielle Zwecke entstehen große Mengen an Ozon, und damit werden sie zur Verwendung in der Luftreinigung für Zwecke in geschlossenen Räumen unbrauchbar. Jedoch machten Verbesserungen in der Konstruktion und die Umkehr der Polaritäten der Entladungs- und der Auffangelektroden bei dem Penney-Pällapparat das Auffangen extrem kleiner in der Luft schwebender Staubpartikel mit hohen Wirkungsgraden und mit einem geringen Stromverbrauch möglich.
Wenn bei dem Cottrell-iEyp die ..Entladungselektrode nicht negativ ist, läßt sich kein hoher Auffangwirkungsgrad erreichen. Bei dem Penney-Iyp werden dünne Drähte mit glatter Oberfläche und mit einem Durchmesser von 0,15 mm bis 0,8 mm als positive Entladungselektroden 7 verwendet, während zylindrische Elektroden (große Elektroden) als geerdete, negative Elektroden 8 längsseits der positiven Entladungsdrähte (kteine Elektroden) verwendet werden.
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Das Durchmesserverhältnis der großen Elektrode zu der KLeinen Elektrode beträgt 500:1 bis 1000:1, und das Verhältnis des Abstandes zwischen den beiden Elektroden zum Durchmesser des Entladungsdrahtes liegt zwischen 100:1 und 500:1.
Beim Penney-Pällapparat werden dann, wenn die Staubpartikel im luftstrom durch den unabhängig angeordneten Ionisierungsabschnitt 9 wandern, Elektronen und positive Ionen an den Staubpartikeln angelagert. Auf dem positiven Entladungsdraht 7 wird fast kein Staub gesammelt; wenn sich die negativ aufgeladenen Partikel zwischen der positiven Auffangelektrode 11 und den negativen Auffangelektroden 12 bewegen, die in einem vergleichsweise engen Abstand voneinander stromabwärts angeordnet sind, werden sie auf den positiven Auffangelektroden 11 aufgefangen. Die positiv aufgeladenen Staubpartikel werden auf der negativen Elektrode 8.und auf den negativen Auffangelektroden 12 aufgefangen.
Dieser Apparatetyp wird als "elektrische", als "elektronische" oder als "elektrostatische" luftreinigungsanlage bezeichnet. Weil der Ionisierungsabschnitt 9 und der Staubauffangabschnitt 10 unabhängig angeordnet sind, wird dieser Typ als Zweistufenaufladungstyp bezeichnet, im Gegensatz zum einstufigen Aufladungstyp für die Cottrell-Fällapparate.
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Allgemein wird eine einstufige Aufladungskonstruktion für den industriellen elektrostatischen Fällapparat verwendet; die Konstruktion mit zweistufiger Aufladung wird mehr für Luftreinigungszwecke verwendet. Der elektrische Luftreiniger hat jedoch allgemein eine sehr geringe Größe, so daß der Ionisierungsabschnitt 9 und der Staubauffangabschnitt 10 in einem Stück eingebaut sind. Der Abstand zwischen der positiven Entladungselektrode 7 des Ionisierungsabschnittes 9 und der geerdeten negativen Elektrode 8 beträgt etwa 30 mm, der Abstand zwischen der positiven (11) und der negativen Auffangelektrode (12) des Staubauffangabschnittes 10 beträgt etwa 10 ram.
Entsprechend hat die an den Ionisierungsabschnitt 9 angelegte Spannung die Größenordnung von 10 bis 12 kV; die an den Auffangabschnitt angelegte Spannung beträgt etwa 3 bis 6 kV.
Wie vorstehend beschrieben, besteht ein ausgeprägter Unterschied hinsichtlich der Verwendung zwischen einem industriellen elektrostatischen Fällapparat und einem elektrostatischen Luftreinier; auch die Konstruktionen sind völlig verschieden. Es sind ferner erhebliche Unterschiede in den verwendeten Vorrichtungen und in den Abmessungen der Anlagen vorhanden. Selbst wenn der industrielle elektrostatische Eällapparat maßstäblich verkleinert oder der elektrische Luftreiniger maßstäblich vergrößert würde,
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wäre es unmöglich, ihn f*r den jeweils anderen Zweck zu verwenden. Es handelt sich also nicht nur um Unterschiede in der Größe.
Der elektrostatische Fällapparat gemäß der Erfindung unterscheidet sich völlig sowohl von den verbesserten Konstruktionen des herkömmlichen elektrostatischen Eällapparates als auch der elektrischen luftreiniger, die für geschlossene Räume verwendet werden. Der Zweck, die konstruktiven Einzelheiten und der "betriebliche Wirkungsgrad, die vorstehend beschrieben sind, ermöglichen das Abscheiden von Stäubpartikeln, die mit dem herkömmlichen elektrostatischen Pällapparat oder mit den elektrischen Luftreinigern nicht oder nicht vollständig aufgefangen werden können.
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Claims (11)

  1. Patentansprüche
    π J Elektrostatischer Pällapparat mit einem Einlaß und einem Auslaß für das Gas oder Gasgemisch und einer Abgabeöffnung für den daraus abgeschiedenen Staub, gekennzeichnet durch einen Gaskanal in Anschluß an den Einlaß, mindestens zwei im Abstand angeordnete, geerdete, flache Staubauffang-Plattenelektroden (3) in diesem Kanal, eine in der Mitte jedes Zwischenraums zwischen den geerdeten Staubauffangelektroden (3) parallel zum Gasstrom angeordnete, schwebende, isolierte flache Staubauffangplattenelektrode (2), die an ihren Rändern in festen Intervallen mit Sätzen von nadeiförmigen Entladungselektroden (1) versehen ist, wobei die geerdeten Staubauffangelektroden (3) und die schwebenden Staubauffangelektroden (2) parallel zueinander in etwa gleichen Intervallen angeordnet sind, und durch Mittel zum wahlweisen Verbinden der nadeiförmigen Entladungselektroden (1) und der schwebenden Staubauffangelektroden (2) mit dem Pluspol und der geerdeten Staubauffangelektrode (3) mit dem Minuspol einer Hochspannungsquelle.
  2. 2. Pällapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser der nadeiförmigen Entladungselektroden kleiner als etwa 5 mm ist, die Spitzen der
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    nadeiförmigen Elektroden einen größten Radius von etwa 0,5 mm haben.
  3. 3. Fällapparat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Satz nadeiförmiger Elektroden (1) entgegen dem Gasstrom und der andere Satz mit diesem gerichtet ist.
  4. 4. Elektrostatischer Fällapparat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Intervalle zwischen den nadeiförmigen Entladungselektroden (1) kleiner als die Abstände zwischen den geerdeten Staubauffangelektroden (3) und den schwebenden Staubauffangelektroden (2) sind.
  5. 5. Entladungselektrode zur Verwendung in einem elektrostatischen Fällapparat nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein ebenes, plattenartiges Element (2a) mit einem im wesentlichen geraden Rand längs einer Seite desselben, einen langgestreckten Halter (21), mehrere Nadeln, die jeweils an ihrem einen Ende auf einer Fläche (20) des Halters in Abständen voneinander befestigt sind, während ihr anderes freies Ende rechtwinklig von der Fläche (20) des Halters vorsteht, und den Halter mit den Rändern der Platte (2a) verbindende Befestigungselemente (22), wobei die freien Enden
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    der !Tadeln längs des Bandes in einer etwa geraden linie in der Mittelebene des Elementes liegen.
  6. 6. Entladungselektrode nach Anspruch 5, dadurch g e kennzeichnet, daß die Nadeln gleiche axiale länge haften und in gleichen Abständen in ITängsrichtung des Halters (21) angeordnet sind.
  7. 7· Entladungselektrode nach Anspruch 5 und 6, d a d u r ο h g ekennz eichnet , daß der Halter (21) ein langge-• streckt es U-Profil ist, dessen Mittelsteg die !besagte äußere Pläehe (20) aufweist und dessen Schenkel den geraden Rand (2h) der Platte (2a) umgreifen.
  8. 8. Entladungselektrode nach Anspruch 5 his 7» dadurch gekennz ei chnet , daß die Platte (2a) eine unperforierte Stahlplatte ist.
  9. 9. Entladungselektrode nach Anspruch 5 his 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Nadeln (1) aus Edelstahl bestehen.
  10. 10. Entladungselektrode nach Anspruch 5bis 9, dadurch g ekennzei chnet , daß die Nadeln an ihren freien En-
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    den (1a) scharf angespitzt sind, wobei äex Radius der Spitze ca. 0,5 mm oder weniger "beträgt.
  11. 11. Entladungselektrode nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (1) im wesentlichen gleiche Länge haben und an den gegenüberliegenden Rändern der Platte (2a) in etwa gleichen Abständen längs der Plattenränder angeordnet sind.
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GB (1) GB1446029A (de)
NL (1) NL7317750A (de)
SE (1) SE391879B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012035033A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-22 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zur erzeugung eines elektrischen feldes in einem abgassystem
WO2023073213A1 (de) * 2021-10-29 2023-05-04 Woco Gmbh & Co. Kg Raumluftreiniger

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4056372A (en) * 1971-12-29 1977-11-01 Nafco Giken, Ltd. Electrostatic precipitator
US4514195A (en) * 1977-04-18 1985-04-30 Joy Manufacturing Company Discharge electrode
US4303418A (en) * 1977-04-18 1981-12-01 Joy Manufacturing Company Discharge electrode in precipitator
JPS53135071A (en) * 1977-04-28 1978-11-25 Metallgesellschaft Ag Electric dust collector for catching highhresistant dust
US4119416A (en) * 1977-06-22 1978-10-10 Nissan Motor Company, Ltd. Electrostatic precipitator
US4222748A (en) * 1979-02-22 1980-09-16 Monsanto Company Electrostatically augmented fiber bed and method of using
US4189308A (en) * 1978-10-31 1980-02-19 Research-Cottrell, Inc. High voltage wetted parallel plate collecting electrode arrangement for an electrostatic precipitator
US4264343A (en) * 1979-05-18 1981-04-28 Monsanto Company Electrostatic particle collecting apparatus
US4265641A (en) * 1979-05-18 1981-05-05 Monsanto Company Method and apparatus for particle charging and particle collecting
US4332597A (en) * 1981-01-02 1982-06-01 Allis-Chalmers Corporation Plate electrode arrangement for an electrostatic precipitator
US4861355A (en) * 1987-04-06 1989-08-29 Lawrence Macrow Ionizer diffuser air purifier
US4769049A (en) * 1987-04-14 1988-09-06 United Mcgill Corporation Side rapping drag hammer apparatus for electrostatic precipitators
GB2229004B (en) * 1989-03-07 1993-09-29 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to gas turbine engine tip clearance sensors
US6126722A (en) * 1998-07-28 2000-10-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Electrostatic reduction system for reducing airborne dust and microorganisms
US7220295B2 (en) 2003-05-14 2007-05-22 Sharper Image Corporation Electrode self-cleaning mechanisms with anti-arc guard for electro-kinetic air transporter-conditioner devices
US6176977B1 (en) 1998-11-05 2001-01-23 Sharper Image Corporation Electro-kinetic air transporter-conditioner
US20030206837A1 (en) 1998-11-05 2003-11-06 Taylor Charles E. Electro-kinetic air transporter and conditioner device with enhanced maintenance features and enhanced anti-microorganism capability
US6544485B1 (en) 2001-01-29 2003-04-08 Sharper Image Corporation Electro-kinetic device with enhanced anti-microorganism capability
US7695690B2 (en) 1998-11-05 2010-04-13 Tessera, Inc. Air treatment apparatus having multiple downstream electrodes
US20050210902A1 (en) 2004-02-18 2005-09-29 Sharper Image Corporation Electro-kinetic air transporter and/or conditioner devices with features for cleaning emitter electrodes
US7318856B2 (en) 1998-11-05 2008-01-15 Sharper Image Corporation Air treatment apparatus having an electrode extending along an axis which is substantially perpendicular to an air flow path
US7405672B2 (en) 2003-04-09 2008-07-29 Sharper Image Corp. Air treatment device having a sensor
US7724492B2 (en) 2003-09-05 2010-05-25 Tessera, Inc. Emitter electrode having a strip shape
US20050051420A1 (en) 2003-09-05 2005-03-10 Sharper Image Corporation Electro-kinetic air transporter and conditioner devices with insulated driver electrodes
US7077890B2 (en) 2003-09-05 2006-07-18 Sharper Image Corporation Electrostatic precipitators with insulated driver electrodes
US7517503B2 (en) 2004-03-02 2009-04-14 Sharper Image Acquisition Llc Electro-kinetic air transporter and conditioner devices including pin-ring electrode configurations with driver electrode
US7906080B1 (en) 2003-09-05 2011-03-15 Sharper Image Acquisition Llc Air treatment apparatus having a liquid holder and a bipolar ionization device
US7767169B2 (en) 2003-12-11 2010-08-03 Sharper Image Acquisition Llc Electro-kinetic air transporter-conditioner system and method to oxidize volatile organic compounds
US7638104B2 (en) 2004-03-02 2009-12-29 Sharper Image Acquisition Llc Air conditioner device including pin-ring electrode configurations with driver electrode
US20070059224A1 (en) * 2004-06-01 2007-03-15 Clack Herek L Virtual sorbent bed systems and methods of using same
US7311762B2 (en) 2004-07-23 2007-12-25 Sharper Image Corporation Air conditioner device with a removable driver electrode
US7285155B2 (en) 2004-07-23 2007-10-23 Taylor Charles E Air conditioner device with enhanced ion output production features
US20060016333A1 (en) 2004-07-23 2006-01-26 Sharper Image Corporation Air conditioner device with removable driver electrodes
WO2006134627A1 (ja) * 2005-06-13 2006-12-21 Zesu Giko Co., Ltd. 電気集塵器
US7833322B2 (en) 2006-02-28 2010-11-16 Sharper Image Acquisition Llc Air treatment apparatus having a voltage control device responsive to current sensing
US8044350B2 (en) * 2007-11-29 2011-10-25 Washington University Miniaturized ultrafine particle sizer and monitor
CA2673053A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-17 Kourosh Zanganeh Hot sieving electrostatic precipitator
ITMI20091966A1 (it) * 2009-11-11 2011-05-12 Sabiana S P A Modulo di filtrazione elettrostatica e filtro elettrostatico bistadio modulare
US9039815B2 (en) * 2011-08-10 2015-05-26 John P. Dunn Vane electrostatic precipitator
US9073062B2 (en) 2011-08-10 2015-07-07 John P. Dunn Vane electrostatic precipitator
US9238230B2 (en) 2011-08-10 2016-01-19 John P. Dunn Vane electrostatic precipitator
CN102607019A (zh) * 2012-04-06 2012-07-25 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种降低cfb锅炉飞灰含碳量的方法
BR112015017305A2 (pt) * 2013-02-07 2017-07-11 Mitsubishi Heavy Ind Mechatronics Systems Ltd coletor de poeira, método de seleção de eletrodo para coletor de poeira e método de coleta de poeira
CN103657853B (zh) * 2013-11-25 2015-12-23 江苏保丽洁环境科技股份有限公司 静电式油烟净化装置
CN105089295A (zh) * 2014-05-08 2015-11-25 肖继林 门窗均带有除尘装置的房屋
JP6692267B2 (ja) * 2016-09-20 2020-05-13 株式会社東芝 集塵装置および空気調和装置
CN106955786B (zh) * 2017-03-31 2019-04-30 广东美的厨房电器制造有限公司 电极板、静电电离模块和油烟机
CN109276964A (zh) * 2017-07-19 2019-01-29 贾广 一种负离子除霾结构
JP7109194B2 (ja) * 2018-01-15 2022-07-29 三菱重工パワー環境ソリューション株式会社 電気集塵装置
WO2020204546A1 (ko) * 2019-04-02 2020-10-08 삼성전자주식회사 대전 장치 및 집진 장치
KR102311176B1 (ko) * 2019-12-10 2021-10-14 주식회사 리트코 핀형 방전판을 갖는 양방향전기집진모듈
US12447477B2 (en) * 2022-06-10 2025-10-21 Agentis Air Llc Electrostatic precipitator assembly and electrostatic air cleaner with conducting synthetic polymer plates
US20240399389A1 (en) * 2023-06-01 2024-12-05 Chimney Cherry Incorporated Electrostatic Precipitator Air Purifier Devices for Removing Particulate Matter
FR3149379B1 (fr) * 2023-06-02 2025-10-17 Safran Aircraft Engines Filtration de polluant dans un banc d’essai de turbomachine

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE500574A (de) *
US1024784A (en) * 1909-07-26 1912-04-30 Mark W Johnson Jr Dry cleaner for gas.
US1913784A (en) * 1927-05-18 1933-06-13 Research Corp Resistance in series with electrodes
US2195431A (en) * 1935-10-09 1940-04-02 Koppers Co Inc Gas treating apparatus
US2129783A (en) * 1935-10-15 1938-09-13 Westinghouse Electric & Mfg Co Electrical precipitator for atmospheric dust
GB546617A (en) * 1940-10-19 1942-07-22 Walther Deutsch Process and apparatus for creating a flow of gas in apparatus for the separation of suspended particles from gaseous fluids
GB553420A (en) * 1942-02-09 1943-05-20 Int Precipitation Co Improvements in or relating to apparatus for the electrical precipitation of suspended particles from gaseous fluids
GB627068A (en) * 1947-01-09 1949-07-27 Whessoe Ltd Improvements in electrostatic precipitating apparatus
US2698669A (en) * 1951-07-31 1955-01-04 Research Corp Electrical precipitator
US2881857A (en) * 1954-06-03 1959-04-14 Holmes & Co Ltd W C Electrostatic precipitators
GB873565A (en) * 1959-03-06 1961-07-26 Sfindex Gas-ionising apparatus for use in electro static precipitators
US3218781A (en) * 1962-11-02 1965-11-23 Rudolph T Allemann Electrostatic apparatus for removal of dust particles from a gas stream
US3704572A (en) * 1970-05-15 1972-12-05 Gourdine Systems Inc Electrostatic precipitator system
US3706572A (en) * 1970-08-19 1972-12-19 Gen Foods Corp Process for aggregating prelightened coffee compositions
DE2134576C3 (de) * 1971-07-10 1975-10-30 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Röhre n-NaBelektroabscheider
US3803808A (en) * 1972-09-20 1974-04-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Two-stage type of electric dust arrester

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012035033A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-22 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zur erzeugung eines elektrischen feldes in einem abgassystem
US8790448B2 (en) 2010-09-15 2014-07-29 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Device for producing an electrical field in an exhaust gas system
WO2023073213A1 (de) * 2021-10-29 2023-05-04 Woco Gmbh & Co. Kg Raumluftreiniger

Also Published As

Publication number Publication date
DE2363149B2 (de) 1980-01-03
CA1024906A (en) 1978-01-24
DE2363149C3 (de) 1980-09-04
JPS4989962A (de) 1974-08-28
BE808567A (fr) 1974-03-29
CH574274A5 (en) 1976-04-15
FR2212181A1 (de) 1974-07-26
GB1446029A (en) 1976-08-11
US3958962A (en) 1976-05-25
FR2212181B1 (de) 1977-06-10
SE391879B (sv) 1977-03-07
NL7317750A (de) 1974-07-02

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