DE3519113A1

DE3519113A1 - Elektrofilter zur beseitigung der verunreinigungen von rauchgasen, die sich aus dem schornstein in die atmosphaere verfluechtigen

Info

Publication number: DE3519113A1
Application number: DE19853519113
Authority: DE
Inventors: Marian 8723 Gerolzhofen Waskiewicz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-28
Filing date: 1985-05-28
Publication date: 1986-12-04

Description

Elektrofiiter zur Beseitigung der Verunreinigungen von
Rauchgasen, die sioh aus dem Schornstein in die Atmosphäre verflüchtigen, Gegenstand der Erfindung ist ein Elektrofilter zur Beseitigung der Verunreinigungen von Rauchgasen, die sich aus dem Schornstein in die Atmosphäre verflüchtigen, welches besonders in Haushalten und kleinen Industriebetrieben Anwendung findet.
Bekannt und vielfach angewendet sind Filter zur Reinigung der Rauchgase von festen, flüchtigen und gasartigen Teilchen welche im Verbrennungsprozess in grossen und mittleren Industriebetrieben entstehen z.B. in Kraftwerken, Zementwerken, Stahlwerken.
Dagegen haben bisher keine grössere Verwendung solche Filter gefunden, die zum einsetzen am Schornstein des eigenen Haushalters geeignet wären, obwohl die zunehmende Menge der Veruri:einigungen wie auch das wachsende soziale Bewusstsein über die Auswirkungen der Umwelt-Verschmutzung die Benutzung derartiger Filter rechtfertigen.
Die bisher bekannten Filter sind zu diesem Zwecke nicht verwendbar. Sie haben viele hintereinander angeordnete Kammern und sind in zwei Elektrodensysteme ausgestattet, wobei die Auftangelektroden geerdet, die Sprühelektroden mit konstanter Spannung geladen sind, wodurch ein statisches Beld entsteht. Das Abschütteln der Auffangelektroden geschieht stossartig.
Die Filter sind vor dem Schornstein montiert und wegen des Drosselns benötigen sie um überwinden des Strömungswiderstandes einer künstlichen Zugkraft.
Infolge der vergrösserten Durchflussgeschwindigkeit absorbieren sie keinen Schwefel.
Die bekannten nass arbeitenden Filter erfordern besprühen mit Wasser und somit zusätzliche Besprühungsvorrichtungen.
Die Mängel der oben vorgestellten Filter bestehen in einem zusätzlichen gegenüber dem Verbrennungsprozess Verbrauch von Brennmaterial und Energie.
Ihz weiterer Mangel besteht darin, dass sie sich durch eine grosse räumliche Verbauung amzeichnen, wegen er Grösse ist ihrer Verwendung bei kleinen Instalationen wie z.B. Schornsteinen der Haushälte nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektrofilter derart auszubilden, das er speziell einem Einbau in den Haushaltschornstein angepasst ist und einen hohen Grad der Beseitigung von Verunreinigungen der Rauchgase gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfassten Merkmale gelöst.
In einem Metallgehäuse innerhalb der an sich bekannten Schornsteinfertigelemente ist eine Rauchgasleitung untergebracht, die auf Formstücken besteht, in Verlängerung derer ein keramischer Filterkörper befestigt ist, der eineR Rauchgaskanal mit vertikalen Einlauf hat, welcher hernach in eine Reihe von abgeteilten, abgebogenen Leitschaufeln mit seitlichen, von der Aobse abgeneigten Mündungen herübergeht. In den Zwischenkanälen der Leitschaufeln sind Sprühelektroden untergebracht.
Der Raum zwischen dem Umkreis der Enden der Leitschaufeln und dem Umkreis der seitlichen Mündungen des Filtexkörpere ist durch ein Metallnetz geschlossen, welches eine Nullelektrode bildet. Ausserhalb des Filterkörpers parallel zum Netz ist ein keramischer Ring eingesetzt auf welchem Auffangelektroden befestigt sind, alternierend verbunden mit zwei Speiseleitungen.
In der unteren Wand des Filterkörpers sind Öffnungen ausgeführt die den Ventilationskanal der Rauchgasleitung mit dem Ventilationskanal im Filterkörper verbinden. Zum alternierenden Speisen der Auffangelektroden ist der Elektrofilter mit einer Speise schaltung und Schaltkreis versehen, welcher zwei Generatoren der positiven Hochspannung steuert, ausserdem einen Generator der negativen Hochspannung zum Speisen der Sprühelektroden.
Die erfindungsgemässe Lösung bietet eine Reihe wesentlicher Vorteile.
Die Verteilung des Rauch und Abgasstrahls aus der Abgasleitung erlaubt eine Drehung dieses Strahles nach Tangente zur Mündung, ermöglicht seine gründliche Ionisation im Raum zwischen den Leitschaufeln und die einleitende drehende Bewegung der schon ionisierten Gase.
Die Anwendung des Raumes zwischen dem Umkreis der Enden der Leitschaufeln, dem Umkreis der seitlichen Mündungen und dem Metallnetz ermöglicht einen Umlauf des ionisierten Gasstrahls wodurch eine ionisierte Mischung erzielt wird.
Die Verwendung des Netzes, welches eine zusätzliche Elektrode bildet gewährleistet die Trennung des statischen Feldes von dem ausserhalb des Filterkörpers gebildeten umlaufenden elektrosatischen Felde.
Das Einführen der Ventilationskanäle im Boden des Filterkörpers erlaubt eine Sättigung der Gasmischung mit Wasserdampf, was das Erstarren von SO2, SO3, NOx zu Mikrotropfen erleichtert, die in dieser Form einer Anziehung im elektrostatischem Feld unterliegen.
Die Einführung eines umlaufenden Feldes bewirkt die Auslaugung der ionisierten Teilchen aus dem Filterkörper und unterstützt die natürliche Zugkraft des Schornsteins.
Die Einführung des positiven elektrostatischen Seldes ermöglicht das auftreten von kurzdauerndenclektrischen Entladungen, welche die zusammen gehalten an den elektroden angehäuften Abfälle abreissen.
Die Konstruktion des Elektrofilters laut Erfindung ist integriert und kompakt, leicht, bequem im Einbau und Benutzung, sie findet im Umriss des Schornsteins Platz und stimmt architektonisch mit dem Schornsteinkörper überein.
Die Verwendung von hermetisch verschliessbaren Abfallbehältern einmaliger Benutzung gewährleistet saubere und einfache Bedienung des Elektrofilters.
Die Anwendung eines sich selbst kontrollierenden elektronischen Systems informiert den Benutzer über die Notwendigkeit der AbX llbeseitigung.
Sin weiterer wesentlicher Vorteil ist der niedrige Energiebedarf, vergleichbar mit der Leistung einer Birne 50 X, sowie eine automatische Sicherung gegen langhaltende Entladungen.
Der Gegenstand der erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel nachfolgend anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert, wobei die Fig. 1 den Elektrofilter zur Beseitigung von Bauchgasen, die sich aus dem Schornstein in die Atmosphäre verflüchtigenin vertikalen Schnitt, Fig. 2 den Elektrofilter im horizontalen Halbquerschnitt auch den Filterkörper, Fig. 3 den Elektrofilter im Halbquerschnitt durch die Abwürfschächte, Fig. 4 einen Teil des Elektrofilters im horizontalen Halbschnitt mit Bezeichnung der Lage der Elektroden und Fig. 5 das Blockschaltbild des elektronischen Systems des Elektrofilters - darstellen.
Auf dem an sich bekannten Schornsteinfertigelement 1, welches zusätzlich mit einem Lüftungskanal 2 ausgestattet ist, ist dicht das Fertigelement 2 ohne Lüftungskanal auf Mauermörtel 4 festgesetzt. Ausserhalb des Fertigelemente 7 befindet sich die Einmauerung 5 des Schornsteins mit; Öffnungen 6 für die Aschekästen. Innerhalb der Elemente 1, 3 ist eine Rauchgasleitung 7 untergebracht, die aus Formstücken 8 besteht, welche miteinander mit Bindestoff 2 verbunden und eine Wärmeisolation und einem Ventilationskanal 10 ausgestettet sind.
Als Verlängerung der Rauchgasleitung 7 aus Form -stücken 8 ist der an das letzte Formstück 8 zugeschlossene keramische Filterkörper 11 ausgebildet, der einen Rauchgaskanal 12 mit vertikalen Einlauf hat, welcher her nach in eine Reihe von abgeteilten, abgebogenen Leitschaufeln 13 mit seitlichen, von der Achse abgeneigten Mündungen herübergeht. In den Zwischenkanälen 14 der Leitschaufeln 13 sind die Sprühelektroden 15 untergebracht. An der Aussenseite der oberen Decke des Filterkörpers 11 befindet sich die Leitung 16, die alle Sprühelektroden 15 miteinander verbindet.
Der Ventilationskanal 10 der Rauchgssleitun ist mit dem Ventilationskanal 17 im Filterkörper 11 und durch die finungen 18 in der unteren Wand des Filterkörpers 11 mit den Leitschaufelzwischenkanälen 14 verbunden.
Der Baum 19 zwischen dem Umkxeis der Enden der Leitschaufeln 13 und dem Umkreis dez seitlichen Mündungen des Filterkörpers 11 ist durch ein Metallnetz 2,0 geschlossen, welches eine Nullelektrode bildet.
Der Filter körper 11 hat in der Mitte eine Durchgangsöffnung, die mit dem Deckel 21 geschlossen ist, welcher zum reinigen der Rauchgasleitung 7 abgenommen wird.
Der Filterkörper ist dicht, koaxial mit dem Formstück 8 verbunden und auf einer Dichtung auf der Grundplatte 22 aufgestellt, die in Distanzecken 23 mit einem koaxial angeordneten Ringtragarm 24 versehen ist.
Dieser Ringtragarm 24 ist gemeinsam mit der Grundplatte 22 auf Mauermörtel 4 mit Schrauben am Schornsteinfertigelement 3 befestigt.
Auf dem Ringtragarm 24 ist der keramisch Ring 25 eingesetzt, auf welchem die Metallauffangelektroden 26 festgesetzt sind, gegenüber den Mündungen des Filter körpers 11 parallel zum Metallnetz 20. Die Auf- fangelektroden 26 sind alternierend mit zwei Speiseleitungen 22, 28 verbunden, die in Ausschnitten des Reinges 25 in seinen ganzen Umfang liegen. Auf dem Ringtragarm 24 ist ein Drehgestell 29 mit Kratzern 30 befestigt, die zum reinigen der Auffangelektroden 26 dienen.
Die oben vorgestellten Teile sind durch das Metallgehäuse 31 geschützt, welches den Ausmassen der Einmausrung 5 angepasst ist und die Form eines Kastens ohne Boden hat, oben mit einer aufhebbaren Scharnier Abdeckhaube 32 , auf welcher sich das Schutzblech 33 der Mündung des verlängerten Lüftungakanais 2 und det reinigen des Schornsteins abnahmbare Kamin 34 der Mündung der gereinigten Abgasse befindet. Das Gehäuse 31 ist auf Mauermörtel 4 an die Einmauerung 5 auf dex Höhe des Schornsteinfertigelemente 1 befes -tigt.
Innerhalb des Gehäuses 31 ist schräglaufend die Trennwand 35 angeordnet, die die Wand des verlängerten Lüftungskanals und zugleich die Rutsche von zwei symmetrischen schrägen Abwurfsschächten 36 für Abfälle bildet. Die Abwurfsschächte 36 enden mit Mündungen 37 welche zum befestigen von hermetischen, auswechselbaren Abfallbehältern einmaliger Benutzung angepasst sind.
Unter der Abdeckhaube 32 koaxial mit dem Kanin 34 ist das Leitstück 38 der gereinigten Räuche eingesetzt.
Im Gehäuse 31 beim Lüftungskanal 2 ist einerseits der Kasten 39 der elektronischen Filterspeisung, andererseits der Antrieb 40 des Drehgestells 29 mit Kra tzern 30 eingebaut. Der Kasten 39 des elektronischen Systems enthält die Speiseschaltung 41 und den Schaltkreis 42,welcher zwei Generatoren 43 der positiven Hochspannung steuert, die an die Leitungen 27, 28 der Auffangelektroden 26 angeschlossen sind und ausserdem den Generator 44 der negativen Hochspannung der an die Leitung 16 der Sprühelektroden 15 angeschlossen ist. Zum elektronischen System gehört auch die Sperrschaltung 45 an welche der antrieb 40 des Dzehgestells 29 mit Kratzern 30 angeschlossen ist, die Fühler 46 der Füllung der Abfallbehälter sowie die Signalisier ungsdiode 47 welche in der Wohnung des Benutzers untergebracht ist.
Zum Einschalten des elektronischen Systems dient der Hauptschalter 49 mit Nullung. Die Absicherung vor Lähmung bildet die Erdung des elektronischen Systems zusammen mit dem Gehäuse 31 und dem Drucksohalter 49, der sich unter der aufhebbaren Abdeckhaube 32 des Gehäuses 31 befindet.
Die Nullung des Metallgehäuse 31 bildet einen Schirm gegen funkelektrische Störungen. Tn der Wand des Gehäuse 31 ist eine hermetische Steckdose 50 befestigt, die an das Stromversorgungsnetz angeschlossen ist.
Die Wirkung des Elektrofilters gemäss der Erfindung ist folgende: Die Fauchgase aus der Feuerung gelangen durch die Rauchgasleitung 7 zum Einlauf den Rauchgaskanals 12 wo sie durch die Leitschaufeln 12, verteilt werden.
In den Letschaufelzwischenkanälen 14 mischen sie sich mit Wasserdamf, der durch die Öffnungen 18 einfliesst, werden mittels der Sprühelektroden 15 negativ ionisiert und bogenartig in den Raum 19 eingeleitet. In diesem Raum erfolgt die Vereinheitlichung der Ladungslage und die mechanische Wirbelung des Strahles, der Wasserdampf verbindet sich mit den Gasen SO2, SO3, NOx und elektrostatische Feld bewirken das Auswerfen durch die Öffnungen des Metallnetzes 20 der beladenen Teilchens die nach Durchgang durch das Netz 20 von den Auffangelektroden 26 angezogen werden Das zwischen dem Netz 20 und den Auffangelektroden 26 umlaufende elektrostatische Beld verleiht der ionosierten Masse eine Wirbelbewegung. Die durch die Auffangelektroden 26 herangezogenen Verunreinigungen speichern sich an ihnen und ballen zu einer grösseren Masse.
Die kutzanhaltenden Entladungen von den Auffangelektroden 26 zu den geerdeten Metallelementen des Elektrofilters verursachen dann das abreissen von Fetzen der geballten Verunreinigungen.
Die durch den Antrieb 40 in Gang gesetzten Kratzer 30 gleiten bei abgeschalteten Hochspannungsgeneratoren 43 , 44 an den Flächen der Auffangelektroden 26 vorüber und reinigen diese gründlich.
Die Verunreinigungen fallen mittels der schrägen Abwurfschächte 36 durch die Öffnungen 37 in die Abfallbehälter.
Die Elektrofilter laut Erfindung eignen sich zum Verbinden in Sätze wie im angegebenen Beispiel, reihenweise oder in paralleler Anordnung.
- L e e r s e i t e -

Claims

Patentasprüche 1. Elektrofilter zur Beseitigung der Verunreinigungen von Rauchgasen, die sich aus dem Schornstein in die Atmosphäre verflüchtigen, zum einsetzen am Schornstein oder innerhalb des Schornsteines angepasst, elektronisch gesteuert, gekennzeichnet dadurch, dass im Metallgehäuse /31 / innerhalb der an sich bekannten Schornsteinfertigelemente /1/, /3/ eine Rauchgasleitung /7/, untergebracht ist, bestehend aus Formstücken /8/ in Verlängerung derer ein Filterkörper /11/ befestigt ist, der einen Rauchgaskanal /12/ mit vertikalen Einlauf hat, welcher hernach in eine Reihe von abgeteilten, abgebogenen Leitsohaufeln /13/ mit seitlichen, von der Achse abgeneigten Mündungen herübergeht, wobei in den Leitschaufelzwischenkanälen /14/ Sprühelektroden /15/ unter-9 gebracht sind, verbunden mit der Leitung /16/, dagegen der Raum // zwischen dem Umkreis der Enden der Leitschaufeln /a/und dem Umkreis der seitlichen Mündungen des Filterkörpers /11/ durch ein Metallnetz geschlossen ist, welches eine Nullelektrode bildet, wo hinter ihr ausserhalb des Filterkörpers /11/ parallel zum Netz /20/ auf dem Ringtragarm /24/ ein @ing /25/ eingesetzt ist, auf welchem Auffangelektroden /26/ befestigt sind, alternierend verbunden mit zwei Speiseleitungen /27/, /28/ und in der unteren Wand des Filterkörpers, /11/ sind Öffnungen /18/ ausgeführt, die den Ventilationskanal /10/ der Rauchgasleitung LZL mit dem Ventilationskanal /17/ im Filterkörper /11/ verbinden.
2. Elektrofilter nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch dass er zum alternierenden Speisen der Auffangelektroden /26/ durch die Leitungen /27/1 /28/ in eine Speiseschaltung /41/ und einen Schaltkreis /42/ versehen ist welcher zwei Genexatoren der positiven Hochspannung steuert und ausserdem einen Generator /44' der negativen Hochspannung, welcher durch die Leitung /j/die Sprühelektroden /15/ speist, was das aufkommen zwischen dem Netz /20/ und den Auffangelektroden /26/ eines umlaufenden elektrostatischen Feldes, aber zwischen den Sprühelektroden /15/ eines statischen Feldes ermöglicht.
3. Elektrofilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass innerhalb des Gehäuser /31/ schräglaufend eine Trennwand /35/ angeordnet ist, welche die Rutsche von zwei symmetrischen schrägen Abwurfsschächten /36/ bildet, die mit Mündungen /37/ enden, welche zum befestigen von hermetischen, auswechselbaren Abfallbehältern angepasst sind.
4. Elektrofilter nach Ausprüchen 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass im Gehäuse /31/ ein zusätzlicherlüftungskanal /2, ausgeführt ist.
5. Elektrofilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass er zum reinigen der Auffangselektroden /26/ in ein Drehgestell /29/ mit Kratzern /30/ versehen ist.
6. Elektrofilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Filterkörper /11/ sum reinigen der Rauchgasleitung /7/ in der Mitte eine Durchgangsöffnung hat, die mit dem Deckel /21/ geschlossen ist.
7. Elektrofilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Filterkörper /v1/, die Grundplatte /, der Ringtragarm /24/ mit dem Ring /25/ und den Auffangelektroden /26/ sowie das Drehgestell /29/ mit den Kratzern /30/ - koaxial angeordnet ist.