DE2340716A1

DE2340716A1 - Einrichtung zur elektronischen staubabscheidung

Info

Publication number: DE2340716A1
Application number: DE19732340716
Authority: DE
Inventors: Heinrich Fuchs
Original assignee: 8601 STEINFELD; FUCHS GEB TRIETSCHEL HEDI
Current assignee: 8601 STEINFELD; FUCHS GEB TRIETSCHEL HEDI
Priority date: 1972-11-02
Filing date: 1973-08-11
Publication date: 1975-02-20
Also published as: US3981695A; FR2208724A1

Description

DlPL-INQ. KLAUS HAKEN 8s2o erlanqen

PATENTANWALT PLATENSTRASSE 15

TELEFON (09131) ΪΪ2» POSTSCHECK NÜRNBERG 46760-850

9.8.73 73/126

Anmelder: Heinrich. Fuchs und Hedi Fuchs 8601 Steinfeld, Nr. 88

Einrichtung zur elektronischen Staubabscheidung (Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 22 53 601.2)

Die Hauptanmeldung betrifft eine Einrichtung zur elektronischen Staubabscheidung, insbesondere zur Luftentkeimung mit einem Elektrofilter, dessen Spannung mittels eines Impulsgeneratfurs kurzzeitig periodisch über die Überschlagsgrenze erhöht wird, sowie mit symmetrisch, zu Anodenöffnungen angeordneten Kathodenelektroden.

Dabei wird der in das Elektrofilter eintretende Luftstrom gezwungen, die sich zwischen den Kathodenelektroden und der Anode ausbildenden Ladungsträgerflußzonen zu durchqueren, wodurch er ionisiert wird.

Man kann nun bei einer derartigen Einrichtung eine Restionisation der das Elektrofilter passierenden Luft,insbesondere unter Ozonbildung, nit ganz vermeiden, welche zwar durch Absenkung der Impulsspannungsamplitude in ihrem Ausmaße vermindert, jedoch nicht vollständig unterdrückt werden kann. Da die Absenkung der ImpulsSpannungsamplitude einhergeht mit einer Verringerung der Effektivität des Filters, sind den Anwendungsmöglichkeiten und dem Wirkungsgrad einer derartigen Einrichtung, insbesondere für medizinische Zwecke Grenzen gesetzt.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung' ist es, die eingangs genannte Einrichtungen der Weise zu verbessern, daß die Wirkungen der Ionisation,bzw. die der Ozonbildung, nach außen unterdrückt werden. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zur Ionenabsorption hinter der der Kathode gegenüberstehenden Anode eine zweite, ein höheres positives Potential aufweisende Anode vorgesehen ist, welche mit luftdurchtrittsÖffnungen versehen ist. Durch diese zusätzliche, als Ionenfilter wirkende Absorberanode kann eine weitaus höhere Ionisierung der vor dieser Anode befindlichen Luft zugelassen werden, was. eine erhebliche Steigerung der Effektivität des Elektrofilter mit sich bringt.

Zweckmäßig ist es nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung, wenn die LuftdurchtrittsÖffnungen derart ausgebildet sind, "daß der geradlinige Luftdurchtritt durch dieselbe verhindert wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die ionisierten Teilchen der Luft mit Sicherheit auf die positiv geladene Absorberanode auftreffen und dort neutralisiert werden. Da bei einer gegebenen Elektrodenspannung der Ionisationsgrad der Luft J um so größer : ist, je geringer der Krümmungsradius der Kathodenelektroden ist, sieht eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die den Anodenöffnungen der ersten Anode gegenüberstehenden Enden der Kathodenelektroden punktförmig ausgebildet sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, welche im folgenden anhand der Figuren näher erläutert werden soll, sind in den TJnteransprüchengekennzeichnet.

Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung eines erfindungsgemäß verbesserten Luftentkeimungsgerätes. Mit 1 ist ein manuell betätigter Stelltransformator bezeichnet, der primärseitig an ein Wechselstromnetz ^angeschlossen ist und sekundärseitig mit den Primärwicklungen eines Hochspannungstransformators 2 verbunden ist. Sekundärseitig ist der Hoch-

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spannungstransformator 2 an die Wechselstromklemmen eines ersten Hochspannungsgleichrichters 3a verbunden. Die Ausgangsspannung des Hochspannungsg^Leichrichters 3a wird mit einem RC-Glied 4a und 5a geglättet und in Reihe mit der Ausgangsspannung eines Impulsgenerators 6 an die Elektroden eines Elektrofilter 7 geschaltet. Die Klemme k ist der Kathode und die Klemme al der Anode dieses Elektrofilter zugeordnet.

Während sich die geglättete Ausgangsspannung des Hochspannungsgleichrichters 3a stets unterhalb eines Wertes bewegt, der für einen Spannungsüberschlag zwischen den Elektroden des Elektrofilter 7 maßgebend ist, wird infolge der überlagerten Spannung des Impulsgenerators 6 dieser Wert von der resultierenden, zwischen den Elektroden wirksamen Spannung kurzzeitig und periodisch überschritten.

Der Hochspannungstransformator 2 weist auch noch eine weitere Sekundärwicklung auf, an welche ein zweiter Hochspannungsgleichrichter 3b angeschlossen ist, dessen Ausgangsgleichspannung in analoger Weise mittels eines Glättungsgliedes 4b, 5b geglättet und so an die Klemme a2 einer weiteren Anode 8 angeschlossen wird, daß diese in positiver Richtung ein höheres Potential aufweist als die Klemme al. Die Potentialunterschiede zwischen den Klemmen a2 und al sowie zwischen den Klemmen al und k werden zweckmäßigerweise so bemessen, daß sie in der gleichen Größenordnung liegen. Das Elektrofilter 7 enthält wie bei einer Variante der Hauptanmeldung als Kathodenelektroden schneidenförmig ausgebildete Enden von auf einer Metallplatte 9 befestigten Rohren 10. Zwischen den einzelnen Rohren befinden sich kreisförmige Öffnungen in der Metallplatte 9. Mittels vier Abstandsbolzen 12 aus hochisolierender Keramik oder hochisolierendem Kunststoff und acht Befestigungsschrauben ist mit der Platte 9

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eine weitere Platte 13 verbunden, welche als Anode des Elektrofilters 7 dient. Diese weist ebenfalls kreisförmige Bohrungen 14 auf, welche konzentrisch zu den Rohren 10 angeordnet sind. Die im Bereich zwischen den Anoden und Kathoden sich ausbildenden iTußzonen P vonLadungsträgern verlaufen, wie dargestellt, trichterförmig zwischen den Enden der Rohre 10 und den ihnen zugeordneten Bohrungen 14 in der Anodenplatte 13. Um einen scharf gebündelten Ladungsträgerfluß P zu erzielen, ist auf der der Kathode zugewandten Seite der Anodenplatte 13 eine Kunststoffschicht 13a aufgebracht. Auf diese Schicht auftreffende Elektronen bilden dort eine negative Oberflächenladung und beugen den Ladungsträgerfluß in Richtung auf die Bohrungen 14· Dadurch wird der Wirkungsgrad erheblich gesteigert.

Die zweite Anode 8, die sogenannte Absorberanode, besteht aus zwei Drahtgitterwänden 15, zwischen die in poröser Packung Stahlwolle so angeordnet ist, daß ein geradliniger Luftdurchtritt unterbunden wird. Sowohl die zweite Anode 8 als auch das Elektrofilter 7 sind bündig in einen mittels eines Gebläses 16 zwangsbelüfteten, aus hochisolierendem Kunststoff bestehenden Schacht 17 eingepaßt.

Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Anordnung ist folgende: Die von dem Gebläse 16 in den Luftschacht 17 geförderte Raumluft R muß die von negativen Ladungsträgern gebildeten Flußzonen P passieren und wird dabei negativ aufgeladen. Ein Großteil dieser so ionisierten Luft schlägt sich auf der Anodenplatte 13 nieder. Der Rest und mit ihm die von der Kathode freigesetzen und die Anodenöffnungen passierenden Ladungsträger - in der Hauptanmeldung mit Ionenwind bezeichnet - landen auf der Absorberanode 8 und werden dort neutralisiert, so daß der sich hinter der Anode 8 befindliche Luftstrom absolut ionenfrei ist. Wegen der ionenabsorbierenden Wirkung der Anode 8 kann die durch das

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Gebläse bewirkte Luftgeschwindigkeit relativ groß gewählt werden.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht in die Abluftöffnung des Luftschachtes 17. Es ist teilweise die dem Abluftende zugewandte Drahtgitterwand 15» die Stahlwolle 1*6, sowie die dahinter befindliche Anodenplatte 13 des Elektrofilter 7 dargestellt.

Pig. 3 zeigt eine andere.raumsparende Ausführungsform der Absorberanode 8, welche aus einer Anzahl parallel angeordneter S-förmiger Blechstreifen 17 besteht, welche sich jalousieartig teilweise überlappen und genau so wie bei der in Pig. 1 dargestelltn Variante einen geradlinigen Luftdurchtritt der Raumluft verhindern. Infolgedessen müssen, die negativ aufgeladenen Teilchen auf einen der Blechstreifen 17 aufprallen und werden dort neutralisiert, so daß die sich hinter der Absorberanode 8 ausbildende Luftströmung elektrisch neutral ist.

Da infolge des Ionenfilters in Form der Abs:orberanode 8 der Ionisationsgrad der sich vor ihr befindlichen Luft beliebig groß gewählt werden kann, ist es zweckmäßig, dies nicht nur durch eine entsprechende Erhöhung der Spannung zwischen den Elektroden des Elektrofilters 7 zu tun, sondern auch durch eine entsprechende Gestaltung der der Anodenplatte 13 zugewandten Kathodenelektroden.

Pig. 4 zeigt hierfür ein Ausführungsbeispiel. Die Enden der Kathodenelektroden sind als Nadeln 18 ausgebildet und mittels Halterungen 19 an der Metallplatte 9 befestigt. Im übrigen entspricht die Anordnung dieser Kathodenelektroden auf der Metallplatte 9 dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel. Da bei gegebener angelegter Elektrodenspannung die Ladungsträger-

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emission mit kleiner werdendem Krümmungsradius des Elektrodenendes zunimmt, kann mit dieser Variante, wo die Enden praktisch punktförmig sind, die Effektivität des Elektrofilter ganz erheblich gesteigert werden.

Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht gestattet die in Fig. 5 dargestellte Variante. Gegenüber nur einer punktförmigen Kathodenelektrode, wie bei der Anordnung nach Pig. 4, ist hier ein ganzer Kranz von derartigen punktförmigen Elektrodenenden vorgesehen, so daß damit die Wirkung gegenüber der Variante nach Fig. 4 vervielfacht wird. Die einzelne Kathodenelektrode gemäß Fig. 5 besteht aus Rohren 20, welche - wie aus der Draufsicht gemäß Fig. 6 ersichtlich - einen sternförmigen Querschnitt aufweisen. Diese sind am Ende mit einem Innenkonus versehen, wodurch sich der dargestellte Zackenkranz ergibt. Diese Variante läßt sich fertigungstechnisch überaus einfach realisieren.

9 Ansprüche
6 Figuren

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Claims

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Ansprüche

Einrichtung zur elektronischen Staubabscheidung, insbesondere zur Luftentkeimung, mit einem Elektrofilter, dessen Spannung mittels eines Impulsgenerators kurzzeitig periodisch über die Überschlagsgrenze erhöht wird, sowie mit symmetrisch zu Anodenöffnungen angeordneten Kathodenelektroden nach Patent

(Patentanmeldung P 22 53 601.2), dadurch gekennzeichnet, daß zur Ionenabsorption hinter der der Kathode gegenüberstehenden Anode eine zweite, ein höheres positives Potential aufweisende Anode (8) versehen ist, welche mit LuftdurchtrittsÖffnungen versehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die LuftdurchtrittsÖffnungen derart ausgebildet sind, daß der geradlinige Luftdurchtritt durch sie verhindert wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anode aus zwei parallelen Drahtgitterwänden (15) besteht, deren Zwischenraum mit Stahlwolle ("V») ausgefüllt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die zweite Anode aus einzelnen, parallel zueinander angeordneten und sich jalousieartig teilweise überlappenden Blechstreifen (17) besteht.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anodenöffnungen (14) der ersten-Anode (13) gegenüberstehenden Enden der Kathodenelektroden punktförmig ausgebildet sind.

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6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch rohrförmige Kathodenelektroden (20), die an ihren Enden unter Vergrößerung ihres lichten Durchmessers in einen Kranz von Zacken auslaufen.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kathodenelektroden zugewandte Seite der ersten Anode (13) mit einem Kunststoff beschichtet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, oder'einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode und die beiden Anoden in einem mittels eines Gebläses (16) zwangsbelüfteten Luftschacht (17) angeordnet sind und mindestens die zweite Anode sich über den gesamten lichten Querschnitt dieses Luftschachtes erstreckt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Innenwandungen des Luftschachtes aus einem hochisolierenden Kunststoff bestehen.

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