DE2505190A1

DE2505190A1 - Elektrostatisches filter

Info

Publication number: DE2505190A1
Application number: DE19752505190
Authority: DE
Inventors: Magnus Alskog
Original assignee: Lectrostatic AB
Current assignee: Lectrostatic AB
Priority date: 1974-02-13
Filing date: 1975-02-07
Publication date: 1975-08-14
Also published as: SE385271B; DK678074A; CH593714A5; CA1024456A; FI750280A; FR2260386B1; US3979189A; GB1491545A; NO750331L; NO138324C; IT1031691B; SE7401939L; NO138324B; NL7501447A; JPS50140965A; PL94021B1; FR2260386A1

Description

PATENTANWÄLTE £ a U ü I ο υ

DIPL.-INS. DR. IUR. DIPL.-ΙΝβ.

VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 Osnabrück _Λ den 5. Februar 1975.

MOSERSTRASSE 2Ο/24· gß /VB/ Fl

AKTIEBOLAGET LECTROSTATIC

Box 31*1, S-532 00 SKARA, Schweden

Elektrostatisches Filter

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrostatisches Filter zum Abscheiden in Luft enthaltener Partikel, vorzugsweise zum Abscheiden von in Luft enthaltenen Flüssigkeitströpfchen, wobei das Filter eine Abscheidekammer aufweist, die zumindest eine langgestreckte Elektrode enthält, welche im Inneren der Abscheidekammer angeordnet ist und welche an die Gleichspannung einer Hochspannungsquelle angschlossen ist, um einen elektrischen Entladestrom zu einer geerdeten Auffang- bzw. Niederschlageinrichtung für Partikel zu erzeugen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrostatisches Filter der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, welches einen einfachen Aufbau besitzt und welches insbesondere für das Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln in Luft wie beispielsweise ölpartikeln geeignet ist.

Der Bedarf an derartigen Filtern ist insbesondere in Werkstatträumen groß, in denen die unterschiedlichen Maschinen störende und schädliche öldämpfe und -nebel erzeugen. Bisher wurde ver-

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sucht, diese öldämpfe und -nebel durch Belüftung der Räume zu ent fernen. Bekanntermaßen muß für eine wirksame Entlüftung ein starker Luftaustausch vorgesehen werden, wozu große Lüfter nötig sind, die u. a. erhebliche Energiekosten verursachen.

Ein gemäß der Erfindung ausgestaltetes Filter kann direkt dort an einer Maschine angeschlossenverden, wo ein ölnebel gebildet wird. Es hat lediglich einen geringen Energieverbrauch und setzt nicht voraus, daß die Luft des Raumes erneuert wird, so daß folglich die Heizkosten sehr viel geringer sind als die bei herkömmlichen Belüftungssystemen.

Obwohl der Hauptzweck der Erfindung darin besteht, ein Filter für das Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen zu schaffen, kann das Filter gleichfalls mit Vorteil für das Abscheiden von Feststoff ePartikeln oder für das Abscheiden eines Gemisches aus Feststoff-Partikeln und Flüssigkeitspartikeln aus der solche enthaltenden Luft verwandt werden.

Die wesentlichen Merkmale zur Kennzeichnung der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein elektrostatisches Filter gemäß der Erfindung;

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~ 3 —

Pig. 2 einen horizontalen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

In der Zeichnung ist eine längliche Röhre aus Metallblech od.dgl. mit 1 bezeichnet, die die Niederschlag- bzw. Abscheidekammer der Filtervorrichtung bildet. In der dargestellten Ausführungsform weist die Abscheideröhre 1 auf ihrem gesamten Außenumfang Durchtrittsöffnungen 2 auf, die jede gewünschte Ausbildung, wie als längliche Schlitze, Rechtecköffnungen, KreisÖffnungen, gemäß der Darstellung, oder öffnungen einer anderen Gestalt, haben können. Die Gestalt der Durchtrittsöffnungen 2 und deren "Verteilung am Außenumfang der Röhre kann in verschiedener Weise abgewandelt sein.

Die in der Zeichnung dargestellte Abscheideröhre 1 besteht aus einem Zylinder, obwohl sie auch beispielsweise eine Röhre mit rechteckigem Querschnitt sein kann, wenngleich der kreisförmige Querschnitt bevorzugt ist.

An einem Ende, dem oberen, ist die Abscheideröhre 1 mit einer Abschlußwand 3 ausgestattet, deren Hauptaufgabe darin besteht, eine Hochspannungselektrode 4 zu haltern, welche an eine Hochspannungsquelle 5 angeschlossen ist, die die Elektrode auf hohem Gleichspannungspotential hält, wodurch ein Stromfluß zwischen der Elektrode H und der auf Erdpotential liegenden Abscheideröhre 1 erfolgt. Das untere Ende der Elektrode ist gleichfalls gehaltert. ^r ■

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Die Abscheideröhre 1 ist abgedichtet in einer ringförmigen Scheibe 7 aufgehängt, deren Außenumfang abdichtend mit der Innenwand eines zylindrischen Gehäuses 8 verbunden ist. Das zylindrische Gehäuse 8 wird durch die Scheibe 7 in einen oben liegenden Ansaugraum 9 und einen unten liegenden Abscheideraum IG geteilt. Am gesamten Außenumfang des Teils der Abscheideröhre 1, der in den Abscheideraum 10 hineinragt, liegt eine Ummantelung 11 aus luftdurchlässigem Material an, wie beispielsweise Schaumstoff mit offenen Zellen oder eine Matte aus Fasermaterial z. B. eine Steinwollmatte. Die luftdurchlässige Ummantelung 11 überdeckt somit die Durchtrittsöffnungen 2 im gesamten im Abscheideraum gelegenen Bereich der Abscheideröhre 1. Das untere Ende der Abscheideröhre 1 ist mittels einer Abschlußwand 12 abgeschlossen, die die Abscheideröhre abdichtet. Die Abschlußwand 12 kann durch eine Lochscheibe ersetzt werden, die mit einer Ummantelung aus dem gleichen Material wie dem der Ummantelung 11 abgedeckt ist.

Der Abscheideraum 10 besitzt einen Lufteinlaß 13, der in der dargestellten Ausführungsform in den unteren Bereich des Raums hineinführt, der aber auch in einem höheren Bereich des Abscheideraums angesetzt werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ist der dichte Boden des Abscheideraums 10 geneigt. Der Abscheideraum besitzt eine Ablaßvorrichtung 14, um Flüssigkeit aus dem Raum abzulassen.

Der Ansaugraum 9 besitzt einen Luftauslaß 15, der an eine Ansaugvorrichtung, beispielsweise ein Gebläse 16, angeschlossen ist

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Wahlweise kann eine Hochspannungselektrode 17 im Lufteinlaß angeordnet werden, der beispielsweise unmittelbar an eine Maschine dort angeschlossen ist, wo öldampf oder ölnebel erzeugt wird.

Die Dicke der Ummantelung 11 und damit deren Luftwiderstand können an die Saugwirkung angepaßt werden und in Abhängigkeit von der Größe der Durchtrittsöffnungen und deren Verteilung auf der zylindrischen Oberfläche der Abscheideröhre innerhalb des Abscheideraumes so bemessen werden, daß im wesentlichen der gleiche Druckabfall in der Röhre 1 an deren unterem Ende wie an deren oberem Ende im Abscheideraum 10 erzeugt wird.

Die beschriebene Ausführungsform arbeitet wie folgt, wenn die Hochspannungsquelle 5 und das Gebläse 16 eingeschaltet sind:

Das Gebläse 16 zieht Luft durch den Ansaugraum 9 an, der vollkommen abgedichtet und mit dem Inneren der Abscheideröhre 1 Über die oberhalb der Scheibe 7 liegenden Öffnungen 2 verbunden sein soll. Infolge des im Inneren der Abscheideröhre 1 herrschenden Unterdrucks wird Luft von dem Lufteinlaß 13 her durch den Abscheideraum 10, durch die luftdurchlässige Ummantelung 11 und die Öffnungen 2 in der Wand der Abscheideröhre 1 auf der Innenseite der Ummantelung angesaugt, so daß ein Luftstrom von dem Lufteinlaß 13 zum Ansaugraum 9 und weiter zum Gebläse 16 entsteht. Nun sei angenommen, der in Fig. 1 durch Pfeile angezeigte Luftstrom enthalte kleine öltröpfchen und/oder andere Plüssigkeits- oder Feststoff-Partikel. Da der Druckabfall vom

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oberen zum unteren Ende des im Abscheideraum 10 liegenden Teils der Abscheideröhre 1 im wesentlichen konstant ist, strömt im wesentliehen die gleiche Luftmenge je Flächeneinheit durch die Ummantelung, so daß diese gleichmäßig mit verschmutzter Luft belastet ist.

Der von der mittig in der Abscheideröhre 1 angeordneten Elektrod 4 ausgehende Ladungsstrom fließt in radialer Richtung zur Innenwand der Abscheideröhre 1 hin und längs des gesamten im.Abscheideraum 10 liegenden Teils der Abscheideröhre.

Hierbei fliegt eine große Zahl von Elektronen durch die Durchtritt soff nungen 2 in der Abscheideröhre 1 und trifft auf öltröpchen innerhalb der Ummantelung 11 auf, die gerade durch die Ummantelung hindurchgesogen werden, worauf die öltröpfchen elektrisch geladen werden und an der Außenseite der Abscheideröhre 1 niederschlagen, um an der Abscheideröhre entlangzulaufen und am Boden des Gehäuses allmählich gesammelt zu werden. Das gesamm-elte öl kann dort mit Hilfe der Ablaßvorrichtung 14 abgezapft werden.

ölpartikel, die durch Löcher in der Wand der Abscheideröhre 1 hindurchgelangen und mit dem Luftstrom zu der Elektrode 4 hingetragen werden, treffen auf einen zunehmend dichteren Elektronenstrom. Die Bewegungsrichtung dieser Partikel kehrt sich um, bevor sie die Elektrode erreichen; somit wird eine Verschmutzung der Elektrode durch die Partikel vermieden. Die Partikel oder öltröpfchen schlagen nachfolgend an der Abscheideröhre 1 nieder.

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Innenseitig an der Abscheideröhre niedergeschlagenes öl sammelt sich auf der Abschlußwand 12, falls diese vollkommen abgedichtet ist, und dementsprechend sollten Mittel zum Ablassen in der Abschlußwand vorgesehen werden.

Wenn eine Hochspannungselektrode 17 gemäß Fig. 1 eingesetzt wird, erhalten die Partikel eine elektrische Ladung, bevor sie in den von der Elektrode 4 ausgehenden Elektronenstrom gelangen. Dadurch wird wirksam vermieden, daß öltröpf<hen in das Innere der Abscheideröhre gelangen.

Im Hinblick auf die Tatsache, daß gemäß der Erfindung verhindert wird, daß öl an die Elektrode h gelangt, wird die üblicherweise bei ölfiltern gegebene Brandgefahr beseitigt.

Palis die Ummantelung 11 in ausreichendem Maße selbsttragend ist, kann die Abseheideröhre 1 in Form einer perforierten Metallfolie ausgebildet sein, die am Innenumfang der Ummantelung 11 angebracht ist.

Die dargestellte Vorrichtung kann im Rahmen der Ansprüche in verschiedener Weise abgeändert werden. So ist es möglich, daß die Abseheideröhre 1 einen freien übergang in den Ansaugraum erhält, d. h., der gesamte oberhalb der Scheibe 7 gelegene Teil der Abseheideröhre 1 kann fortgelassen werden. Man kann auch mehr als eine Hochspannungselektrode U in der Abseheideröhre vorsehen und weiterhin kann eine Mehrzahl von Abscheideröhren gegebenenfalls in einem und demselben Gehäuse 8 angeordnet werde

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Es ist darauf hinzuweisen, daß das Gehäuse 8 nur dann benötigt wird, wenn verschmutzte Luft von einer bestimmten Stelle direkt abgesaugt werden soll.

Somit ist es möglich, einen oder mehrere röhrenförmige Einheiten frei in einem Raum mit verschmutzter Luft anzuordnen und das Gebläse 16 direkt mit dem ausgangsseitigen Ende der Abscheideröhre zu verbinden.

Die luftdurchlässige Ummantelung 11 kann ein elektrisch leitendes Material, beispielsweise Stahlwolle, enthalten, wenngleich vorzugsweise nicht leitendes Material verwandt wird, da hferbei das Niederschlagen der aufgeladenen Partikel an der zylindrischen Oberfläche der Abscheideröhre 1 erfolgt, von der sie leicht entfernt werden können.

Wenngleich die Abscheideröhre 1 in der Zeichnung in einer vertikalen Lage dargestellt ist, in der das öl leicht längs der Röhre abläuft, kann die Röhre in jeder beliebigen Lage angeordnet sein.

Wenn die in die Vorrichtung angesaugte Luft schädliche oder übelriechende Gase enthält, kann die Ummantelung mit geeigneten Wirkstoffen bzw. Reagenzien getränkt werden, die die Wirkung derartiger Gase beseitigen.

Zu bemerken ist, daß, wenngleich in der dargestellten Ausführungsform ein Ansauggebläse eingesetzt wird, die Luft oder

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das Gas genausogut durch das Filter hindurchgedrückt werden kann.

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Claims

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Patentansprüche:

Elektrostatisches Filter für das Abscheiden von in Luft enthaltenen Teilchen, insbesondere in Luft enthaltenen Flüssigkeitströpfchen, bestehend aus einer geerdeten, länglichen Abscheidekammer mit auf ihrem zylindrischen Umfang verteilten Luftdurchtrittsöffnungen, einer in der Abscheidekammer angeordneten länglichen Elektrode, an der eine von einer Hochspannungsquelle erzeugte Gleichspannung anliegt, um einen elektrischen Ladungsstrom zur Wand der Abscheidekammer zu erzeugen, einer Lufteinführvorrichtung für das Einführen von Luft in die Abscheidekammer und einer Ummantelung aus luftdurchlässigem Materia die auf der Außenfläche der Abscheidekammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Abscheidekammer (1) mit der Lufteinführvorrichtung (16) verbunden ist, daß das andere Ende der Abscheidekammer mit einer Abschlußwand (12) ausgestattet ist, um Luft durch die Ummantelung in die Abscheidekammer eintreten zu lassen, und daß die Ummantelung in Abhängigkeit von der Größe der Luftdurchtrittsöffnungen (2) und deren Verteilung auf der zylindrischen Oberfläche der Abscheidekammer ausgelegt ist, um im wesentlichen den gleichen Druckabfall der durch die Ummantelung und die Durchtrittsöffnungen in das Innere der Abscheidekammer übergehenden Luft längs der gesamten, von der Ummantelung bedeckten Länge der Abscheidekammer zu erzeugen.

2. Elektrostatisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußwand (12) von einer luftundurchlässigen Scheibe gebildet ist.

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- li -

3· Elektrostatisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußwand (12) von einer Lochscheibe gebildet ist, deren Außenfläche mit einer Schicht aus dem luftdurchlässigen Material bedeckt ist.

¹I. Elektrostatisches Filter, nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidekammer (1) aus Metall besteht.

5. - Elektrostatisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das luftdurchlässige Material (11) aus Schaumstoff mit offenen Zellen besteht.

6. Elektrostatisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das luftdurchlässige Material aus Mineralwollfasern besteht.

7. Elektrostatisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidekammer (1) in einem Gehäuse (8) angeordnet ist, das an einem Ende eine Lufteintritts-Öffnung (13) und am anderen Ende eine Luftaustrittsöffnung (15) aufweist.

8. Elektrostatisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Abschlußwand (12) abgelegene Bereich der Abscheidekammer freie Luftaustrittsöffnungen in der Wand der Abscheidekammer aufweist.

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9. Elektrostatisches Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidekammer im wesentlichen senkrecht in
dem Gehäuse angeordnet ist und daß dem unteren Ende der Abscheidekammer eine Einrichtung zum Sammeln von an der Wand der Abscheidekammer niedergeschlagenen Flüssigkeitsteilchen zugeordnet ist.

10. Elektrostatisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (17) zur elektrostatischen Aufladung von Teilchen in der zu der Abscheidekammer hingeführten Luft vorgesehen sind.

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