SE511329C2 - Anordning för rening av luft - Google Patents

Description

i ~ utfilf- lm» artnr .nu n m _ .- :ri i lrlwwm n; t :in till, fill šlšiïll :K lill Sv: 10 20 30 00 'luftströmningsriktning genom denna och på sådant sätt att 511 529 Det överbryggande dammet mellan närbelägna elektrodelement avleder nämligen den elektriska laddningen från elektrodelementens ytor och därigenom minskar spänningen mellan dessa med minskande avskiljningsförrnåga för partiklar ( aerosoler) som följd.

Föreliggande uppfinning har till syfte att undanröja nämnda begränsningar och därigenom skapa en praktisk och ekonomisk möjlighet for en ny typ av ventilationsfilter eller kanalfilter av elektrostatiskt karaktär.

Med kanalfilter menas i detta sammanhang utöver filter för hem/ hus ventilation dvs ñlter för tilluñ och/ eller Erånlufc även andra applikationer t. ex filter for bilkupé dvs inbyggt i bilens ventilationsanordning men även andra t. ex industriella applikationer med därtill hörande relativt höga luftströrrmingshastigheter .Det är 'naturligtvis även möjligt att använda tekniken i andra sammanhang t.ex for utformning av luñrenare , spisflälctar etc.

De viktigaste fördelarna med avskiljningsförrnåga av rnikrosmå partiklar även i kombination med samtidig avskiljning av grovapartiklar, alltsammans vid extremt lågt trycldall sarnt enkel skötsel med hjälp av dammsugare eller ñlterbyte . den nya filtertypen kan ses i mycket hög Föreliggande uppfinning kommer närmare att beskrivas i anslutning till bifogade figurer.

Figur l visar schematiskt första utförandeformen av denna uppfinning .

Iluftströmningskanalen 09 anordnas en kondensatoravskiljare iform av en panel ll placerad med sin inloppsarea A dvs den för luftströmning genomsläppliga ytan snett över luftströmningskanalen 09, sett 'Erån väsentligen all lufctransport sker genom kondensatoravskiljarpanelen ll .

Kondensatoravskiljarpanelen ll kan enligt de kännetecknade patentkraven bestå av en eller flera enheter dvs självstående kondensatoravskiljare , varvid varje enhet består av åtminstone två elektrodelement 01,02 eller åtminstone två grupper av elektrodelement 011 ,022 lämpligen anslutna till resp pol av högspänningskälla HVU och anordnade i genomsläppliga 'för luftströmmen med spaltavstånd " d " mellan resp närbelägna elektrodelement 01,02 Kondensatoravskiljarenpanelens ll djup " b “ dvs den kortaste passagevägen för luñströmmen genom denna är väsenligen mycket mindre än utsträckning av dess inloppsarea A .

Med fördel kan kondensatoravsldljarpanelen ll såsom fig l visar bestå av en eller flera kondensatoravskiljarenheter utformade ienlighet med PCT/ SE 97/ 00956 patentansökan eller liknande utförandefonnen dvs väsentligen runda enheter eller krafiigt avrundade enheter bestående av åtminstone två bandliknande 10 20 30 s 511 329 elektrodelement 01, 02, .. . anordnade med spaltavstând " d " till varandra , vilka anordnas att flerfaldigt kretsa kring en axel eller en i dess ställe anordnad bobinkropp 08 och vilka på lämpligt sätt är anslutna till resp. pol av högspänrlingskälla HVU.

'Vid sådan utforandeforrn är det väsentligt att utrymme mellan den aktiva paneldelen dvs resp kondensatoravskiljarenheten och luñströmningskanalens innerväggar görs icke genomsläppliga for luftströrnning vilket enligt i fig 1 visat sätt sker med hjälp av kondensatoravskiljarpanelens hölje 20 av väsentligen rektangulär eller kvadratiskt karaktärr.

Upplindning av elektrodelementen 01,02 kring en bobinkropp 08 av rektangulär: eller kvadratiskt tvärsnitt' med kraftigt avmndning av kanter resulterari en kondensatoravskiljarenhet med motsvarande form av inloppsyta och skapar en rundad version av kondensatoravskiljarenheten vilken ger något större utfyllnadsfalctor än rundforrnad sådan . Nackdelen är dock minskande mekanisk stabilitet vilket måste tas hänsyn till vid resp applikation. En bättre bobirtkropp när det gäller mekanisk stabilitet och medföljande elektriskt stabilitet med samtidigt bättre utfyllnadsfaktor än motsvarande rundbobinkropp sådan som är formad efter såsom fig 8 visar , 'i åtminstone två olika radie såsom fig 9 visar så att bandelementen 01,02 under väsentligen hella sin bandlängd uppvissar en vis krökning Det är naturligtvis även möjligt att utforma den aktiva paneldelen med rektangulär inloppsarea dvs med till varandra väsentligt parallella elektrodelement 01,02 dock är sådant utförande inte lika stabilt mekanisk inte heller elektriskt .Det senare pga elektrodelementens 01,02 benägenhet till fomtförändring med ändrade fukt / värme parametrarna och därigenom en risk för kortslutning mellan dessa.

Fig .2 visar en annan utförandefonn av denna uppfinning.

Två kondensatoravskiljarpaneler ll är placerade över luñströrrmingskanalens tvärsnitt LA ,sett vinkelrätt till Iufiströmningscriktriing genom kanalen och på sådant sätt att all lufttrarisport sker genom kondensatoravslciljarpaneler. i Fig 3 visar en ytterligare utforandefonn med två kondensatoravskiljaipaneler 11 anordnade väsentligen parallellt till varandra och snett luftströrrniingsriktrting genom kanalen 09. En lämplig icke for luñströmmen genomsläpplig fyllnadsyta lll anordnas så att all lufttransport sker genom resp. kondensatoravskiljarpanel ll gentemot *ll *lin < llllrinliiiii i »il i lii>.iiit.__a_..ii.i.i. d »min i 511 329 Figur 4 och 5 visar schematisk möjlighet till multipelluppbyggriad av den i fig 2 och 3 visade utförandeformen .

'Sarnmarilagda inloppsarea A m: dvs summan av anordningens alla kondensatoravskiljarpanelers aktiva genomsläppliga för luftströmning yta ska enligt denna uppfinning vara tillräcklig stor för att i kombination med spaltavstånd " d " och paneldjupet “ b " garantera tämligen oförändrade drifiegenskaper inom brett spectrum av fdrändringari driñforhâllande dvs varierande lufifuktighet och temperatur även efter nersmutsning.

Sådan dimensionering har visat sig vara möjligt , eñersom det vid tillräcklig låg luñströrnriingshastighet genom kondensatoravskiljaren i kombination med relativ litet spaltavstånd " d " mellan kondensatoravskiljarens närbeläggria elektrodelementen 01,02 sker damrnbildning över elektrodelementens 01,02 kantsektioner dvs över kondensatoravskiljarens inloppsyta med minskande vandringsbenägenhet för grovdamrn med minskande spaltavstånd " d " . Det senare såsom beskrivits ovan minskar kraftigt dammpåverkar på avskiljarens avskiljningsförrnåga naturligtvis bortsett fi-ån den darnrnpåverkan som uppstår över resp. elektrodelementens 01,02 kantsektioner på. avskiljarens inloppytan.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning ska därmed dimensioneras dels mht utforstoringsfaktor X dvs kondensatoravskiljarpanelernas ll totala inloppsarea A mot' gentemot luñströrnningskanalens 09 tvärsnitts arean LA som funktion av spaltavståndet " d " mellan elektrodelementen 01,02 dels som funktion av kondensatoravskiljaxpanelens djup" b “' dvs den for lufiströrrming kortaste passagevägen genom panelen . " Utfórstoringsfaktor X som funktion av spaltavståndet " d " ska i enlighet med kännetecknande patentkrav vara större än minsta värde och företrädesvis större foreträdesvisvärde i enlighet med deti fig 6 visade diagram.

Det största paneldjupet " b " bör inte överskrida 10 cm' och bör såsom företrädesvis värde och i funktion av spaltavståndet " d " rymmas inom det skuggade området i enlighet' med fig 7 .

Såsom framgår av fig 6 och 7 samt standatiserade mått på ventilationskanaler upp till ( 600 ggr 600 mm) är det fråga om relativ stora mekaniska konstruktioner .

'IÜ 20 30 'med fiiktisolerande ^I motsats till mekaniska filter 511329 Med spaltavstånd "d" upp till 4 mm och krav på mekanisk och därigenom även elektriskt stabilitet, har det vid laboratorieprov visat sig att kondensatoravskiljarenheten utforrnad med flerfaldigt omkretsande bandliknande elektrodelementen 01,02 av tunt bandliknande material, med fördel papper belagt film är föredragen utföringsforrn för uppbyggnad av kondensatoravskiljarpaneler 11,12 trots att även andra material både strömförande , halvledande eller disipativa kan användas liksom andra sätt att utforma kondensatoravskiljarenheter.

Det är naturligtvis inget som hindrar att anpassa kondensatoravskiljarpanellerll till 300 * 300 mm stora ventilationaskanaler och även använda sådana kondensatoravskiljarpaneler i 600 *600 stora till tvärsnitt kanaler, genom att 600 mm* 600 kanalen delas i fyra 300 * 300 mm lika delar .

Det är även med fördel att luñströmningskanalen i vilken anordning enligt föreliggande uppfinning ska placeras utförstoras så att lufiströmningsarea till förfogande ökar och därigenom kan i praktiken större utförstoringsfaktor X uppnåsän det skulle vara möjligt annars. dimensionerade enligt olika filterklasser kan filtersystem dimensionerat och utformat i enlighet med föreliggande uppfinning arbeta både som grovfilter och mikrofilter samtidigt.

'Sådan dimensionering bygger på en ny insikt om praktisk möjlighet för kraftig överdirnensonering av i en anordning ingående kondensatoravskiljarenheter genom utformning av mångfaldig större kondensatoravslciljarpanelemas tot. inloppsarea än kanalens 09 tvärsnittsarean LA(stor utförstoringsfaktorX) samt minskande spaltavstånd " d " Ökande utforstoringsfalctor X minskar ipraktiken luftströrruiingshastighet genom vilket' inom brett område av eventuell ifrågavarande resp. kondensatoravsldljarenheter spänningsminslcning mellan elektroderna 01,02 inte påverkar kondensatoravslciljarenhet avskiljningsfönnåga. Minskande spaltavstånd " d " har visat sig minska eller förhindra det överbryggande dammets vandring mellan närbelägna elektrodelementen 01,02 vilket i sin tur förhindrar spänningsminslaiing mellan dessa. a . _..ii lll :-'i :n här 10 20 30 ' för uppbyggnad av 511 329 Det är naturligtvis även möjligt att anordna sk kaskadsystem dvs tvâ eller flera motsvarande filtersystem uppbyggda efter varandra sett från luftströmningens riktningi kanalen.

Något övre gränsvärde för utförstoringsfalttor X finns inte och möjligheten till högre X värde för en viss given ventilationskanal ökar bl.a med minskande spaltavstånd " d " och minskande elektrodelementen 01,02 bandbredd.

Uppfinning enligt föreliggande patentkrav är inte bunden till något speciellt material 01,02 men kondensatoravskiljare av högresistivt därigenom menas även dissipativ material är att föredra. kondensatoravskiljarens elektrodelement Lämpligen kan cellullosabaserat material användas , särskilt försett med extremt tunn beläggning av plastfilm som skydd mot fiiktpâverkan. ( se pat ansökan 9503096-1 l Uppladdning av partiklarna kan ske på något tidigare känt sätt uppströms om kondensatoravskiljarpaneller ll eller innan luñen lufiströnmingskanalen eller på något annat känt sätt. enligt denna uppfinning kan relativt enkelt transporteras genom Utförandeforrner förses med en 'anordning för periodisk bortagning ( damrnsugning ) av det uppsarnlade darnrnet vilket naturligtvis driftstabilitet och dess tillsynsintervall . ytterligare _ ökar anordningens För vissa applikationer t. ex bilkupéfilter kan det vara lämpligt och med hänsyn till tillgång av kraftig luñström med utnyttjande av bilens rörelse att anordna reversering av luñflöde genom kondensatoravslciljarpanelen ll blåsa bort det uppsamlade dammet i det fria ,vilket är möjligt krafiigare lufiflöde används vid reverserings tillstånd än vid afinfiusrana. ' Lämpligt spaltavstånd " d " bör Utförstoringsfalctor X bör vara med lcrav på lågvolym ställer krav på kondensatoravskiljarpanelemasil Lämpligt paneldjup är mindre än 3.5 cm och företrädesvis mindre än 2 cm Med den relativt stor utförstoringsfaktorn X som är dirnensionerande för denna uppfinning kommer damrnbeläggning att ske ovanpå res. kondensatoravskiljarens inloppsyta och endast rníkrodamrn kommer att lägga sig över elektrodelementens och därigenom i fall flerfaldigt dimensonerat för bilkupéfilter vara mindre än 2 större än 1.5 och företrädesvis större än 4 vilket djup _ 10 20 511 329 01 eller 02 plana ytor Med minskat spaltavstånd " d " ökar procentuellt avsättning av darnrn på kondensatoravskiljarens inloppsyta.

Därigenom är det både enkelt och eñektivt att avlägsna darmnuppsairiling genom att dammsugarmunstycke förs över kondensatoravskiljarpaneler resp inloppsytor.

Kondensatoravskiljarpaneler ll är utformade för att placeras in i ventilationskanaler såsom fig 1 till 3 samt 4,5 visar , varvid lufttransport kan ske med i 'ventilationskanaler anordnade mekaniska fläktar eller på något annat sätt t.ex mha självdrag.

Det är inget som hindrar att kondensatoravskiljarpaneler anordnas i enlighet med det i fig 1- 5 visade sättet docki ett separat hölje företrädesvis även denna av ceUullosabaserad material och av sådana yttredirnensioner att de är direkt anpassade t. ex för standariserade dimensioner av ventilationkanaler.

Fördelen kan ses bl. a i enkel och hygenisk hantering med möjligheten till inneslutning av hela anordning vid dess byte särskilt i fall risken finns for att 'kontaminent damm avskiljdes i anordningen.

Ett sådan anordning kan naturligtvis även innefatta jonisationskantrnare utformad med kanalens väggar som motelektroden och en enligt tidigare kända utförandeforrner anordnad jonkälla alltsammans på lämpligt sätt ansluten till högspanningskälla.

Claims (6)

11 W U 20 25 30 35 511 329 ä” Patentkrav

1. Anordning för rening av luft från elektriskt laddade partiklar (aerosoler) bestående av åtminstone en kondensatoravskiljarpanel (11) placerad i en luftströmningskanal (09), varvid kondensatoravskiljarpanelen (11) består av åtminstone en kondensatoravskiljarenhet utformad av åtminstone två elektrodelement (01, 02) eller åtminstone två grupper av elektrodelement (011, 022), med element omväxlande placerade med spaltavstånd ”d” till varandra, varvid respektive elektrodelement (01, 02) är på lämpligt sätt anslutna till respektive pol av en högspânningskälla (HVU), k ä n n e t e c k n a d av att kondensatoravskiljarpanelen (11) sträcker sig över luftströmningskanalens tvärsnitt med den för luftströmningen genomsläppliga inloppsarean anordnad på så sätt att väsentligen all lufttransport sker genom kondensatoravskiljarpanelen (ll), och att sagda inloppsarea sträcker sig snett över luftströmningskanalen, sett utifrån luftströmningsriktningen genom denna.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone två kondensatoravskiljarenheter ingår i anordningen.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att kondensatoravskiljarpanelens djup ”b” dimensioneras beroende av spaltavståndet ”d” mellan respektive närbelägna elektrodelement (01, 02) och har sitt största värde och föredragna värde i enlighet med Fig 6.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att en ytförstoringsfaktor ”X” dimensioneras beroende av spaltavståndet "d" mellan respektive närbelägna elektrodelement (Ol, 02) och har sitt minsta och föredragna värde i enlighet med Fig 7.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att kondensatoravskiljarpanelen (11) utformas av väsentligen runda IO 7 511329 eller rundade kondensatoravskiljarenheter som består av åtminstone tvà bandliknande elektrodelement (01, 02) anordnade att med spaltavstánd ”d” till varandra, flerfaldigt kretsa kring en axel eller en bobinkropp (08) med respektive elektrodelement (01, 02) anslutna till respektive pol av högspänningskällan (HVU) samt med respektive kondensatoravskiljarenhet infälld i kondensatoravskiljarpanelens hölje (20).

6. Anordning enligt nàgot av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att såsom material för elektrodelementen används cellulosabaserat material, företrädesvis behandlat med eller belagt med fuktavvisande beläggning.