DE1809012A1

DE1809012A1 - Elektrostatisches Filter zur Reinigung von Gasen,insbesondere von Luft

Info

Publication number: DE1809012A1
Application number: DE19681809012
Authority: DE
Inventors: Julien Dungler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-11-16
Filing date: 1968-11-15
Publication date: 1970-05-21
Also published as: US3537238A; NL6816140A; DE1809012B2; CH500013A; GB1204027A

Description

Elektrostatisches Filter zur Reinigung von Gasen, insbesondere von Luft Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrostatisches Filter zur Reinigung von Gasen, insbesondere von Luft, mit einer Eingangs-und Ausgangsöffnung Solche an sich bekannte Filter werden in der Industrie, in den Spitälern und überall dort angewendet. wo die Luft staub- und/oder keimfrei sein muss. Infolge der verschiedenen Grössen der auszufilternden Teilchen unterscheiden sich die bekannten Filter oft in der Fähigkeit, Teilchen auszufiltern, die einen Durchmesser von der Grössenordnung 0,001 besitzen. Es sind Filter bekannt, die so kleine Teilchen abzufangen vermögen. @ Sie haben aber den Nachteil, dass sie erstens nicht genügend leistungsfähig sind und zweitens nicht permanent betrieben werden können, da sie zwecks Reinigung aus dem Betrieb herausgenommen werden müssen. Das erfindungsgemässe Filter weist die genannten Nachteile nicht auf, da es dadurch gekennzeichnet ist, dass im Gasweg mindestens drei senkrecht zur Gasdurchströmrichtung stehende Elektroden alternierenden Potentials angebracht sind, zwischen denen ein elektrostatisches Feld von minX destens 5000 V/cm besteht, und dass die Elektroden mit Öffnungen für den Gasdurchtritt verseben sind, die den einigen Gasweg durch das Filter bilden und die in den aufeinanderfolgenden Elektroden derart zueinander versetzt angeordnet sind, dass der durch eine Öffnung strömende Gasstrom auf die folgende Elektrode aufprallt.
Im Gasweg kann ein aus nichtleitendem Material bestehendes, gasdurchlassiges Band derart zick-zack-förmig angeordnet sein, dass es einerseits jeweilen den Raum zwischen zwei benachbarten Elektroden unterteilt und andererseits Bni seiner Längsrichtung vom Filterausgang zum Filtereingang verschiebbar ist.
Nachfolgend werden anhand einer Zeichnung drei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen elektrostatischen Filters beschrieben.
In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 einen Querschnitt durch ein mit kastenförmigen Elektroden versehenes Filter, die Fig. 2 einen solchen durch ein mit Plattenelektroden versehenes Filter und die Fig. 3 einen solchen durch ein mit Plattenelektroden versehenes Filter mit Überdruckräumen und mit einem Aktivkohle-Ausgangsfilterelement.
Bei dem, in der Fig 1 dargestellten Filter weist das Gehäuse 1 drei durch zwei Wende la und lb unterteilte Räume 2, 3 und 4 auf. Weiterhin besitzt das Gehäuse 1 einerseits eine Eingangsöffnung lc und eine Ausgangsöffnung ld und andererseits zwei einander diagonal gegenüber.
liegende Öffnungen le und 1f, durch welche ein Band 5 gezogen werden kann Die Zwischenwände la und Ib weisen Je sechs. aus isolierendem Material bestehenden Stützen 1g auf, die paarweise je eine Kastenförmige Elektrode 6 tragen Jede dieser Elektroden 6 weist in den aus leitendom Material bestehenden, senkrecht cu der mit Pfeilen 7 bezeichneten Gasdurchtrittsrichtung stehenden Wänden 6a und 6b, Öffnungen 6c auf, die vorzugsweise schlitzförmig ausgebildet sind. Diese Öffnungen sind derart zueinander versetzt angeordnet, das der durch eine Öffnung strömende Gas strom auf der folgenden Elektrodenwand aufprallen kann.
Jede Öffnung ist dabei so dimensioniert, dass die Strömungsgeschwindigkeit in der Öffnung mindestens viermal grösser ist als im Raume 11 zwischen den Elektroden. In der Filtereingangs- wie in der Filterausgangsöffnung 1c, beziehungsweise 1d, ist je eine Schutzgitter 8 beziehungsweise 9, angeordnet. Der Raum 2 und der Raum 4 stand mit dem Rawn 3 durch Öffnungen lh verbunden. Durch diese Öffnungen ist das Band 5 hindurchgeführt, das mittels im Gehäuse 1 frei drehbar gelagerter Rollen 10 zick-zack-förmig angeordnet ist. Dieses Band, dessen eines Ende im Abwickelraum 12 und dessen anderes Ende im Aufwickelraum 13 je auf eine Rolle aufgewickelt ist, ist so geführt, dass es einerseits jeweilen den Raum 11 zwischen zwei benachbarten Elektroden unterteilt und andererseits in seiner Längsrichtung vom Filterausgang zum Filtereingang verschiebbar istO Das Band ist in der Gasdurchströmrichtung 7 gesehen jeweils knapp vor einer Elektrode 6 angeordnet. Von den sechs kastenförmigen Elektroden 6 werden die erste, die dritte und die fünfte Elektrode an den positiven und die zweite, die vierte und die sechste Elektrode an den negativen Pol einer Hochspannungsquelle angeschlossen Die dadurch entstehenden alternierenden Potentiale müssen zwischen den Elektroden mindestens eine Feldstarke von 5000 V/cm erzeugen Eine Spannung von 10 000 Volt bei einem Elektrodenabstand von einem Zentimeter erweist sich besondere günstig für eine gute Filterwirkung.
Das zu reinigende Gae, aP£o beispielsweise die Luft, wird mit einem hier nicht dargestellten Ventilator in Richtung der Pfeile 7 durch das elektrostatische Filter geblasen oder gesogen. Das Gas strömt dabei zunächst durch die Öffnungen des Schutzgitters 8 in den ersten Teil des Raumes 3, wo es eventuell mehrmals auf die Wand 6a der Elektrode 6 aufprallt und dabei einen Teil der Geschwindigkeit verliert. Sobald das Gas durch die Öffnungen der Elektrodenwand 6a hindurchdringt, wird es wieder beschleunigt. In der ersten Elektrode wird das Gas teilweise ionisiert und prallt gleichseitig noch mehrmals auf die Wand 6b auf, bis es die Öffnungen 6c dieser Wand passiert.
Sobald das Gas die Öffnungen der Wand 6b durchströmt. wird es zusatzlich noch durch das elektrische Feld beschleunigt und prallt mit erhöhter Geschwindigkeit auf die Wand 6a der benachbarten zweiten Elektrode auf, wo es wiederum an Geschwindigkeit verliert, ionisiert und wiederum beschleunigt wird. Die abwechselnde Vergrösserung, beziehungsweise Verminderung, der Geschwindigkeit hat zur Folge, dass die einzelnen Volumteile des Luftetromes grßndlich durchmischt werden Je häufiger diese Durchmischungen stattfinden, desto grösser ist der Filtereffekt, der darin besteht, dass die imGasstrom vorhandenen Teilchenmiteiner Grösses bis hinunter zu 10-6 mm auf dem Band 5 verbleiben. Um dieser Verschmutzung des Bandes abzuhelfen, wird es mit einer Geschwindigkeit von in der Längsrichtung von der Ausgangseeite zur Eingangsseite verschoben Es kann nach Gebrauch schnell ausgewechselt werden, was eine geringe Wartezeit bedeutet Das gereinigte Gas verlässt das Filter durch das Gitter 9 Eine andere Ausführungsform eines gleich funktionierenden Filters ist in der Fig. 2 dargestellt. Mit 20 ist das Kunststoffgehäuse des Filters bezeichnet, das einerseits eine Ffltereingangs und eine Filterausgangsöffnung 20a, bes iehungswe ise ZOb, und andererseits zwei Öffnungen 20d und 20c aufweist. Die Öffnung 20d verbindet den Abwickeiraum 21 mit dem die Umlenkrollen 36 enthaltenden Raum 23 und die Öffnung 20c verbindet den Aufwickelraum 22 mit dem die Umlenkrollen 37 enthaltenden Raum 24. Die Zwischeizwände Z7 und 28 trennen die Räume 24 besiehungsweise 23 vom Raum Z5, in welchem die an den beiden Zwischenwänden 27 und 28 befestigten Plattenelektroden 26 angeordnet sind. Die Zwischenwande 2? und 28 sind aus leitendem Material, wobei die erste, die dritte und die fünfte Elektrode mit der Zwischenwand 27 und die zweite, vierte und sechste Elektrode mit der Zwischenwand 28 elektrisch leitend verbunden sind. Die Zwischenwand 27 wird an den positiven und die Zwischenwand 28 an den negativen Pol einer Hochspannungsquelle angeschlossen. Die mit den Zwischenwinden nichtleitend verbundenen Enden der Elektroden werden mittels Isolierelementen 29 an ihnen festgehalten. Das Band 5 wird in gleicher Art und Weise wie beim vorstehend beschriebenen ersten Ausführungs beispiel Uber die Rollen 36 und 37 geführt Anstelle eines Bandes 5 kann man auch einzelne, zwischen je zwei Elektroden anzuordnende, auswechselbare Einsätze aus einem nicht-leitenden, gasdurchlässigen Material verwenden, was besonders bei kleineren, nicht ständig in Betrieb stehenden Geraten vorteilhaft sein wird.
Die Ausführungsform, wie sie in der Figur 3 dargestellt ist, weist ebenfalls Plattenelektroden auf. Der Aufbau dieses Filters ist dem in der Figur 2 dargestellten Filter ähnlich, weshalb seine einzelnen Teile, soweit sie mit Teilen des zweiten Filters übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Dieses Filter weist zusätzlich zwei Öffnungen 32 und 31 auf, durch die gereinigte Luft in die Räume 24 beziehungsweise 23 eingeblasen wird, wodurch ein Überdruck entsteht, so dass es nicht möglich ist, dass die Verunreinigungen aus dem ersten Ab schnitt 25a des Raumes 25 über den Raum 24 oder 23 unfiltriert in den letzten Abschnitt 25b gelangen können. Die Ausgangsöffnung 20e ist mit zwei Gittern 33 und 34 versehen, wobei zwischen diesen Aktivkohle 35 eingelagert ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrostatisches Filter zur Reinigung von Gasen, insbesondere von Luft, mit einer Eingangs- und Ausgangsöffnung, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasweg mindestens drei senkrecht zur Gasdurchströmrichtung stehende Elektroden (6) alternierenden Potentials angebracht sind, zwischen denen sie elektrostatisches Feld von mindestens 5000 V/cm besteht, und dass die Elektroden mit Öffnungen (6c) für den Gasdurchtritt versehen sind, die dem einzigen Gasweg durch den Filter bilden und die in den aufeinanderfolgenden Elektroden (6) derart zueinander versetzt angeordnet sind, dass der durch eine Öffnung (6c) strömende Gasstrom auf diefolgende Elektrode (6) aufprallt.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasweg ein aus nicht leitendem Material bestehendes, gasdurchlässige Band (5) derart zick-zack-förmig angeordnet ist, dass einerseits jeweilen den Raum (11) zwischen zwei benachbartem Elektroden (6) unterteilt und andererseits in seiner Längsrichtung vom Filterausgang (1d) zum Filtereingang (1c) verschiebbar ist.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (6c) jeder dElektrode (6) so dimensioniert sind, dass die Geschwindigkeit der Teilchen in dem Öffnungen mindestens viermal grösser ist als im Raum zwischen den Elektroden.

4. Filter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (5) in der Gasdurchströmrichtung (7) gesehen jeweils knapp vor einer Elektrode (6) angeordnet ist.

5 Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass zwischen zwei Elektroden je ein Einsatz aus einem nicht-leitenden, gasdurchlässigen Material angeordnet ist