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Elektrischer Gasreiniger Die Erfindung betrifft automatische, elektrostatische
Gasreiniger, insbesondere elektrostatische Gasreiniger mit Selbstreinigung. Obwohl
diese Reiniger für die Verwendung als Staubabscheider oder Sammler bestimmt sind,
die große Luftvolumen mit von Arbeitsprozessen herrührendem Staub, d. h. schwere
oder dichte Staubkonzentrationen, behandeln, ist in allen praktischen Fällen ihre
VerwendungsmöglIchkeit auf die der Entlüftungsreiniger beschränkt, die große Luftvolumen
mit atmosphärischem Staut), d. h. leichte oder geringe Staubkonzentrationen, behandeln.
Sowohl die Staubteilchen bei Arbeitsprozessen als auch die atmosphärischen Staubteilchen
haben extrem kleine, mikroskopische Größe, jedoch ist die Durchschnittsgröße der
bei Arbeitsprozessen anfallenden Staubteilchen in der Regel viel größer als die
der atmosphärischen Staubteilchen. Hauptgegenstand der Erfindung ist es, automatische
elektrostatische Gasreiniger derart zu verbessern, daß sie leichter herzustellen
und elektrischen Isolationsfehlern in geringerem Maß ausgesetzt sind.
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Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist es, die Notwendigkeit der
Einzelisolierung der Abscheideplatten m-it einer sich daraus ergebenden Vereinfachung
des gesamten Reinigers und einer Verminderung der Wahrscheinlichkeit von Isolationsfehlern
in Wegfall zu bringen.
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Die Erfindung ist ferner auf eine neuartige Zellenzusammenstellung
der Platten gerichtet.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, alle bewegten Abscheideplatten,
d. h. alle Platten eines elektrischen Vorzeichens, längs einer Bahn mit Gasreinigungs-
und Filterreinigungsbereichen zu bewegen und alle Zwischenabscheideplatten, d. h.
alle
Platten des entgegengesetzten elektrischen Vorzeichens, im Gasreinigungsbereich
zwischen die bewegten Platten greifen zu lassen, wenn diese durch diesen Bereich
laufen. Bei dieser Anordnung kann ein ganzer Plattensatz von dem gegenüberliegenden
Plattensatz isoliert werden, wodurch die Notwendigkeit der Einzelisolierung der
Platten entfällt. Weil es leichter ist, feste Teile zu isolieren als bebewegliche
Teile, werden alle beweglichen Platten über den Förderer elektrisch geerdet, wodurch
die Notwendigkeit zur Isolierung der beweglichen Platten in Wegfall kommt und nur
die Isolierung der festen Platten in ihrer Gesamtheit erforderlich ist.
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In elektrischen Luftreinigern mit Vorionisation, in denen ein Ionisator
vor den abscheideplattenartigen Elektroden angebracht ist, ist es üblich, positive
Ionisation zu verwenden, so daß die Masse der geladenen Teilchen auf den negativen
oder geerdeten Platten niedergeschlagen wird, die zur Unterscheidung von den positiv
geladenen heißen Platten als kalte Platten bezeichnet werden. Normalerweise werden
die Platten bis zu einer Betriebsspannung aufgeladen, die unter der Spitzenentladungsüberschlagspannung
der negativen Platten liegt; unter dieser Spannung soll dabei eine Spannung verstanden
werden, bei der bei allmählicher Steigerung der Betriebsspannung im Dunkeln zuerst
fahle Koronaentladungen auftreten, wobei Lichtspitzen über die negativen Platten,
besonders aber längs der Randkanten, auftreten. Diese Spitzenkoronaentladungen erzeugen
eine Ionisation, die hier mit Spitzenionisation bezeichnet werden soll. Die Spitzenionisation
auf den negativen, kalten Platten hat den Nachteil, daß negative Ladungen auf benachbarte
Staubteilchen übertragen werden, die sich entweder auf den heißen Platten, wo sie
nicht erwünscht sind, niedergeschlagen oder mit der reinen Luft wegbefördert werden,
wodurch eine sehr unerwünschte Raumladung entsteht. Da die Randkanten der Platten
zunehmend dünner und schärfer werden, vermindert sich dort die Spitzenentladungsübe-rschlagspannung
zunehmend; daher muß zur Vermeidung der Spitzenionisation die Betriebsspannung insgesamt
weiter herabgesetzt werden.
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Die Erfindung ist ferner auf eine neuartige Form der Abscheideplatten
gerichtet, die nicht nur die Zusammenstellung der Platten in Zellen erleichtert,
sondern auch wesentlich die Neigung der Spitzenionisation, längs der Randkanten
aufzutreten, herabsetzt und entsprechend die Spitzenentladungsüberschlagspannung
erhöht, was notwendigerweise die Verwendung wesentlich höherer Betriebsspannungen
als bisher gestattet.
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Ein Luftreiniger nach der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten '.Mittelschnitt durch den Reiniger, wobei
die Kettenräder zusammen mit einigen der beweglichen Plattenzellen aus Gründen der
Übersichtlichkeit weggelassen sind, Fig.2 eine schematische Ansicht des Gehäuses
nach Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt durch die Fig. 2 längs der Linie 3-3, Fig.4 und
5 Drauf- und Seitenansichten entsprechender Gliedteile der Förderkette, Fig.6 einen
Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig.5. Fig. 7 einen waagerechten Querschnitt
durch die Fig. i längs der Linie 7-7; dabei sind die beweglichen Platten
der Übersichtlichkeit halber in der Ansicht statt im Schnitt dargestellt, Fig. 8
eine perspektivische Ansicht einer beweglichen Plattenzelle mit weggebrochenen Teilen,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Abscheideplatte während einer
Stufe ihres Herstellungsvorganges, Fig. io eine Ansicht der Befestigungskante einer
einzelnen Abscheideplatte und Fig. i i einen Schnitt längs der Linie i i-i t der
Fig.7, wobei 'der Bodenteil des Reinigers weggebrochen ist.
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Der dargestellte Reiniger enthält ein vorzugsweise aus Blechen zusammengesetztes
Gehäuse, einen aufrechten Förderer im Gehäuse, einen Ionisator und ein elektrisches
Filtermedium oder einen Plattenabscheider.
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Das Gehäuse i enthält gewöhnlich einen Filterreinigungsbereieh am
Boden in Form eines Ölbades 2 und einen Luft- oder Gasdurchlaß, der sich horizontal
durch das Gehäuse über dem Bad von einem Zustrom oder vorderen Gaseinlaß 3 zu einem
Abstrom oder rückwärtigen Gasauslaß 7 erstreckt. Zwischen dem vorderen Einlaß 3
und dem rückwärtigen Auslaß 7 strömt das Gas nacheinander durch folgende Bereiche:
einen vorderen Gasreinigungsbereich 4, einen mittleren Fördererbereich 5 und einen
rückwärtigen Gasreinigungsbereich 6. Die vordere und rückwärtige Begrenzung des
mittleren Fördererbereiches 5 wird durch ein Paar senkrecht angeordneter vorderer
und rückwärtiger Fördererführungen in Form von Profileisen 8 bestimmt, die an jeder
senkrechten Seitenwandung des Gehäuses i befestigt sind.
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Der aufrechte Förderer, der den mittleren Fördererbereich 5 einnimmt,
enthält eine obere und eine untere, drehbar gelagerte Welle 9, wobei die Lager an
den gegenüberliegenden Seitenwandungen des Gehäuses i fest angebracht sind, ferner
jeweils ein Paar von auf jeder Welle 9 seitlich angeordneten, geeignet gekerbten
Kettenrädern io und ein Paar senkrecht angeordneter, auf dem oberen und unteren
Rad an jeder Seite des Gehäuses sitzender Ketten i i. Der Zustrom- und Abstrom-,
d. h. vordere und rückwärtige Teil jeder Kette i i liegt in den entsprechenden Profilen
der vorderen und rückwärtigen Fördererführungen B.
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Jede Förderkette i i ist, wie es aus den Fig. 4 bis 6 hervorgeht,
aus einer endlosen Reihe von Hauptgliedern und einer ähnlichen Reihe von Zwischengliedern
zusammengesetzt. Jedes Glied enthält ein Paar durch einen Zwischenraum getrennter
Stegglieder 12, wovon eines nach oben verlängert und dann über das Glied gebogen
ist, so daß es einen Vorsprung i2° bildet. Jedes Zwischenglied besteht ähnlich aus
einem Paar von Steggliedern 13,
ist jedoch breiter als das Hauptglied,
so daß es teleskopartig über dieses gepaßt und an ihm drehbar befestigt werden kann.
Jeder Vorsprung 124 der Hauptglieder trägt ein umgebogenes, handgriffartiges Stegglied
14, das mit dem Vorsprung verbunden ist und ein festes Auge 15 bildet.
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Der Ionisator 16 kann von geeigneter Form, beispielsweise eine geerdete
Anordnung von großen Elektroden 17 und eine isolierte Zusammenstellung von feinen
Drahtelektroden 18 sein. Der Ionisator kann im Mittel- oder Fördererbereich 5 angebracht
sein, ist jedoch vorzugsweise an der Außenseite des Gehäuses i Tiber der Gaseinlaßöffnung
3 befestigt.
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Das elektrische Filtermedium oder der Abscheider besteht gewöhnlich
aus einer Anzahl von senkrecht angeordneten Platten i9, d. h. den beweglichen Platten
194 und den Zwischenplatten igb, die im Gasreinigungsbereich in der Art eines elektrischen
Luftkondensators ineinandergreifen und dabei längs und Tiber das Medium eine Anzahl
von engen Gaswegen, die sich durch das Medium erstrecken, bilden (vgl. Fig. 7).
In Übereinstimmung mit der Haupteigenschaft der Erfindung sind die beweglichen Platten
194 am Förderer befestigt, so daß sie sich längs fester Bahnen durch den Gasreiniger-
und Filterreitligungsbereich bewegen, während die Zwischenplatten 19b am Gehäuse
befestigt sind, wo sie eine feste Lage in jedem Gasreinigungsbereich einnehmen und
in die festen Bahnen der beweglichen Platten und damit zwischen diese Platten selbst
eingreifen, wenn diese durch die Gasreinigungsbereiche laufen.
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Mit anderen Worten, alle elektrisch positiv geladenen Platten sind
zu einer Einheit und alle elektrisch negativ geladenen Platten zu einer anderen,
unabhängigen Einheit zusammengestellt. Dies ist vorteilhaft, weil es ermöglicht,
alle positiven Platten durch eine einfache Isolation von den negativen Platten zu
isolieren und dabei nicht nur die Vielzahl der normalerweise erforderlichen Isolationsteile
zur Einzelisolierung der positiven Platten von den negativen Platten zu vermeiden,
sondern auch die Herstellung zu erleichtern und die Möglichkeit elektrischer Überschläge
infolge Isolationsfehler zu verringern. Darüber hinaus werden, da die Isolation
vorzugsweise auf die feste Anordnung Anwendung findet, die Schwierigkeiten der Isolation
einer beweglichen Anordnung vermieden. Während Abscheideplatten i9 irgendeiner geeigneten
Ausführungsform X'erwendung finden können, sind jedoch gerade Platten mit flachen
Oberflächen aus Blechen vorzuziehen und als Beispiel dargestellt. Diese Platten
können so dünn wie möglich ausgeführt werden, wobei sie nur die erforderliche mechanische
Stärke zu haben brauchen. Es ist jedoch bei dünneren Platten eine größere Neigung
zur unerwünschten Spitzenionisation zwischen benachbarten Kanten entgegengesetzt
geladener Platten vorhanden. Diese Neigung kann durch Platten mit abgerundeten,
stumpfen Kanten herabgesetzt werden, jedoch läßt sich bei zunehmend dünneren Platten
diese Forderung auch zunehmend schwieriger erfüllen. Nach der Erfindung sind deshalb
die beweglichen und die Zwischenplatten jeweils so ausgeführt, daß ein dünnes Blech
waagerecht längs einer senkrechten Faltlinie übereinander gefaltet ist, um eine
Doppellagenplatte zu erzielen, wobei die Randkanten 2o jeder Lage nach innen zwischen
die Lagen (vgl. Fig.9) gefaltet sind. Diese Plattenart ist mechanisch stabil, auch
wenn sie aus äußerst dünnem Blech hergestellt ist. Zudem werden die Randkanten so
abgerundet oder abgestumpft, daß die Spitzenionisation auf einen unbedeutenden Anteil
herabgesetzt wird. Die Ranflteile jeder Platte sind an gegenüberliegenden Ecken
ihrer senkrechten Befestigungskante abgeschnitten, so daß Befestigungsaussparungen
21 entstehen.
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Die beweglichen Platten i94 können auf dem Förderer, ebenso wie die
Zwischenplatten igb auf dem Gehäuse, in geeigneter Weise angebracht werden. Vorzugsweise
sind die beweglichen und die Zwischenplatten in Gruppen zusammengestellt, um bewegliche
und Zwischenplattenzellen zu bilden. Entsprechend ist jede Gruppe von Platten i9,
d. h. die beweglichen bzw. die Zwischenplatten, senkrecht und mit waagerechten Zwischenräumen
so zusammengestellt, daß ihre gegenüberliegenden senkrechten Kanten gegenüberliegende
senkrechte Gasströmflächen und ihre gegenüberliegenden waagerechten (Kopf- und Fuß-)
Kanten gegenüberliegende waagerechte Seitenflächen bilden. Der Ausdruck Zellenanordnung
bezeichnet somit eine Anordnung paralleler Platten des einen bzw. des anderen elektrischen
Vorzeichens. Bei dieser Anordnung bestimmen die Platten Gasdurchlässe, die sich
in der Breite von einer waagerechten Seitenfläche zur anderen und in der Länge von
einer senkrechten Gasströmfläche zur anderen erstrecken. Die Platten jeder Zelle
sind nur längs einer Gasströmfläche fest am Zellenrahmen befestigt, wobei die Anordnung
längs ihrer anderen Gasströmfläche und längs der beiden Seitenflächen ausreichend
offen ist, damit sie mit einer gegenüberliegenden Plattenanordnung des entgegengesetzten
elektrischen Vorzeichens seitlich verschoben in Eingriff kommen können.
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Der Zellenrahmen besteht aus einer oberen und aus einer unteren Querstange
22, die jeweils so gebogen sind, daß ihre Querschnittsfläche einem rechtwinkligen
Dreieck gleicht, wobei die senkrechte Basis eine herausgebogene, waagerechte Befestigungslippe
23 für jede Platte aufweist. Die entsprechenden Lippen 23 der oberen und unteren
Querstange 22 passen in entsprechende obere und untere Befestigungsaussparungen
21 der entsprechenden Platte. Bei der Zusammenstellung der Zelle werden die Platten
locker auf den Lippen 23 der Querstangen 22 angeordnet und dann mit einer Lehre
eingestellt, die sie in den richtigen Entfernungen zueinander festhält, während
sie an die Lippen durch Punktschweißung befestigt werden.
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Es ist zu bemerken, daß die oberen und unteren Querstangen auf den
beweglichen Plattenzellen so angeordnet sind, daß ihre geneigten Seitenflächen nach
außen voneinander wegzeigen, wie es in den Fig. i und 8 angedeutet ist. Auf den
Zwischenplattenzellen sind die Querstangen umgekehrt, so
claß ihre
geneigten Seitenflächen nach innen aufeinander zu zeigen, wie aus Fig. I zu entnehmen
ist. Dies geschieht deshalb, um die Bewegung der beweglichen Plattenzellen um die
Kettenräder ztt erleichtern.
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lede Zellenanordnung der beweglichen Platten, die das eine elektrische
Vorzeichen trägt, wird durch Schweißen oder eine andere $efestigungsart einer senkrechten
Endplatte 2.Ia an die obere und untere Querstange an jedem Ende der Zelle vervollständigt.
Jede vertikale Endplatte 24a trägt ein Paar oberer und unterer Stifte 25, die in
die festen Augen 15 der Förderkette I1 eingesetzt werden. um die Zellen auf der
Kette zu befestigen.
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Die Höhe der Stifte 25 ist etwas größer als die Höhe der Augen 15
auf den senkrechten Teilen der Ketten I1, so daß die Stifte nach außen gegen die
die Augen bildenden Stegglieder 1.4 drücken. An den Umkehrstellen der Kette bewegen
sich die Augen 15 winkelig über die Kettenräder längs einer Bahn von größerem Radius
als der Radius der Höhenlinie der Kette. Infolgedessen wächst die Höhe der Augen
15 gegenüber der Höhe der Stifte, wodurch sich die Augen nach außen bezüglich der
Stifte bewegen.
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Der Raum zwischen jedem Ende der beweglichen Plattenzellen und der
benachbarten Fördererführung 8 ist durch ein Winkeleisen 26 abgeschlossen, das verstellbar
an der Fördererführung 8 befestigt ist. Dieses Winkeleisen 26 ist auf die Zellen
zu und von ihnen weg verstellbar, so daß es, wenn die Zellen richtig angebracht
sind, in eine Stellung bewegt und in ihr befestigt werden kann, in der es an den
Endplatten 24a reibt. Auf diese Weise dient das WinkeleiseII26 als Abschluß und
ebenfalls zur Führung und hält die Zellen in richtiger Lage während ihrer Bewegung
durch die Gasreinigungsbereiche.
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Die Zellenanordnung der Zwischenplatten, die das entgegengesetzte
Vorzeichen trägt, wird durch Anschweißen oder durch eine andersartige Befestigung
einer senkrechten Endplatte 24b an die obere und untere Querstange an jedem Ende
der Zelle vervollständigt. Diese Zellen sind, jedoch isoliert, am Gehäuse durch
Verschrauben der Endplatten 2.4 an die senkrechten Stangen 27 befestigt, deren oberes
und unteres Ende an fest am Gehäuse montierten Isolatoren 28 befestigt ist. Die
Schraubenverbindung zwischen den Endplatten 24b und den senkrechten Stangen 27 ist
waagerecht in gewissem Grad verstellbar, um eine waagerechte Einstellung der Zwischenzellen
zu ermöglichen. Es ist selbstverständlich, daß eine Gruppe der Zwischenplattenzellen
im Zustromweg oder vorderen Gasreinigungsbereich ,4 montiert ist, während ein anderer
Satz solcher Zellen ähnlich im Abströmweg oder rückwärtigen Gasreinigungshereich
6 angebracht ist. Wenn der Ionisator 16 im Mittelbereich 5 uTltergebracht ist, können
natürlich die vorderen Mittelplattenzellen weggelassen werden, jedoch ist die dargestellte
Ausführungsform vorzuziehen. Im Betrieb wird eine Ionisationsspannung von annähernd
I 1 000 bis 13 000 Volt zwischen die großen und kleinen Elektroden
gelegt, während eine Abscheidespannung von annähernd 5ooo bis 7000 Volt zwischen
den positiv geladenen Zwischenplatten I9b und den negativ geladenen oder geerdeten,
beweglichen Platten I9a liegt. Die Luft oder das Gas wird mittels eines (nicht gezeichneten)
Gebläses durch das Gehäuse gesaugt oder getrieben, während der Förderer durch eine
gesteuerte Antriebsvorrichtung (nicht gezeichnet) in Übereinstimmung mit der üblichen
Praxis mit annähernd 2 cm pro 12 Minuten in der angezeigten Richtung bewegt wird.
Wenn die beweglichen Platten aus dem ölbad nach oben kommen, greifen sie zwischen
die festen Zwischenplatten in dem einen Gasreinigungsbereich und bleiben so lange
dort, bis sie nach oben diesen Bereich verlassen. Nachdem sie durch den Kopfteil
des Gehäuses gelaufen sind, wandern sie nach unten durch den anderen Gasreinigungsbereich,
bis sie auch diesen Bereich schließlich verlassen und in das Ölbad. zurückkehren.
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Der Ionisator 16 lädt den durch ihn hindurchgehenden Staub, Rauch,
Dunst oder die anderen- von der Luft mitgenommenen Teilchen auf, während das elektrostatische
Feld zwischen den ineinandergreifenden Abscheideplatten in beiden Gasreinigungsbereichen
die Abscheidung der Masse dieser Teilchen auf den Platten im vorderen Bereich und
die der verbleibenden Teilchen auf den Platten im rückwärtigen Bereich bewirkt.
Die Entfernung der Teilchen aus dem Luftstrom wird daher wirkungsvoll vorgenommen.
Wenn die Platten durch das 01-bad im Plattenreinigungsbereich laufen, werden die
niedergeschlagenen Teilchen durch das 01 abgewaschen und von den Platten
entfernt.
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Das Bezugszeichen 29 und die Bezugszeichen 30 bzw. 31 bezeichnen eine
Vorrichtung zur Reinigung der festen und der beweglichen Plattenanordnung.