DE2555395A1

DE2555395A1 - Elektrostatischer ausfaeller zum reinigen von mit partikeln beladenem gas

Info

Publication number: DE2555395A1
Application number: DE19752555395
Authority: DE
Inventors: Kalle Teel
Original assignee: Environmental Elements Corp
Current assignee: Environmental Elements Corp
Priority date: 1974-12-09
Filing date: 1975-12-09
Publication date: 1976-06-10
Also published as: JPS5177981A; NL7514319A; FR2293982A1; CA1048421A; BR7508156A; US3972701A; ES443337A1; CH604904A5; AU8737575A; NL160179C; GB1523940A; SE405814B; FR2293982B1; NL160179B; SE7513871L

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. P. WlRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DipK-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 6 FRANKFURT/M.

TELEFON (Oem _{287oi4 Ga ESCHENHE}-_|MER

8. Dezember 1975
Da/-mr-

Environmental Elements
Corporation

200 Scott - Street
Baltimore, MD 21203

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Elektrostatischer Ausfäller zum Reinigen von mit Partikeln beladenen Gas

Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Ausfäller zum Reinigen von mit Partikeln beladenem Gas, das durch den Ausfäller hindurchgeführt wird, und sie betrifft irisbes. eine Ausführung mit einer Stabilisierungseinrichtung für die Entladungselektrodenbaugruppe, um die Entladungsdrähte im wesentlichen zentriert zwischen benachbarten Kollektorelektroden zu halten.

Die Beseitigung von Partikeln aus Gasströmungen mit Hilfe von elektrostatischen Ausfällern des Plattaiyps ist bekannt. Bei solchen Ausfällern fliesst ein mit Partikeln beladenes Gas durch einen Einlass des Gehäuses in eine Gaskammer des elektrostatischen Ausfällers und durch Gaspassagen hindurch, die zwischen mit seitlichem Abstand angeordneten Reihen von in der Gaskammer aufgehängten vertikalen Kollektorelektroden gebildet sind. In jeder Gaspassage zwischen benachbarten Kollektorelektroden ist eine Mehrzahl von Entladungselektroden darstellenden

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Drähten aufgehängt, dielektrisch von Gehäuse isoliert sind. Wenn mit Partikeln beladenes Gas durch die Gaspassagen zwischen den Kollektorelektroden strömt, werden die Drähte der Entladungselektroden unter Strom gesetzt, wodurch ein elektrostatisches Feld um jeden Draht herum entsteht, welches die Partikel des Gases ionisiert. Die ionisierten Partikel werden dann von den Kollektorelektroden angezogen und auf diesen angesammelt. Die Kollektorelektroden werden dann gerüttelt bzw. geklopft, um die Partikel davon zu lösen, und die Partikel fallen zum Boden des Ausfällers in einen Sammeltrichter, von dem aus sie nach aussen abgeführt werden.

Es hat sich nun ergeben, dass das elektrostatische Feld, welches Drähte der Entladungselektroden umgibt, die Tendenz hat, diese Drähte innerhalb der Gaspassagen zum Schwingen zu bringen. Wenn die Drähte schwingen oder oszillieren, geraten sie in die Nähe benachbarter Kollektor elektroden. Kommen die Drähte einer solchen Kollektorelektrode zu nahe, so tritt Funkenüberschlag bzw. Bogenbildung zwischen dem Draht und -der Kollektorelektrode auf. Solche Bogenbildung ist schädlich für die Arbeitsweise der Vorrichtung, weil sie die Feldstärke des die Entladungsdrähte umgebenden elektrostatischen Feldes herabsetzt und damit die Wirksamkeit des Systems vermindert. Ausserdem werden dadurch die Kollektorelektroden und die Drähte der Entladungselektroden beschädigt. Es ist daher wünschenswert, die Drähte innerhalb der Gaspassagen ohne merkliche Schwingung zu halten.

Um ein Schwingen der Entladungsdrähte zu behindern, werden gewöhnlich Gewichte an den unteren Enden der Drähte angebracht. Die Gewichte tendieren dazu, die Drähte gestreckt zu halten, weil sie eine grössere Masse für das elektrostatische Feld darstellen, die überwunden werden muss, um die Drähte zum Schwingen bzw. Oszillieren zu bringen. Viele Jahre lang war die Verwendung von Gewichten an den Enden der Drähte befriedigend, weil die verwendeten elektrostatischen Felder relativ schwach und die Entladungs-

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drahte relativ kurz waren. Bei modernen elektrostatischen Ausfäjlern dagegen sind elektrostatische Felder von hohen Feldstärken üblich und die Entladungsdrähte sind viel länger, so dass ein Oszillieren der Drähte trotz der Anbrlgung von Gewichten noch auftritt. Um dieser Oszillation entgegenzuwirken, wird jetzt ein Gittersystem zum Führen der Gewichte verwendet, das unterhalb der unteren Enden der Kollektorelektroden von einem oberen, die Entladungsdrahte tragenden Rahmen her, aufgehängt wird, wobei das Gitter vom Gehäuse des Ausfällers isoliert ist. Dieses Gittersystem ist so angebracht, dass die Gewichte an den Drähten innerhalb des Gittersystems aufgehängt sind. Durch das Gitter werden Schwingungen der Drähte und Gewichte bis zu einem gewissen Grade verhindert. Die Grosse der elektrostatischen Ausfäller steigt jedoch ständig an und es sind bereits Kollektorelektroden von 24 bis 35 Fuss (7 - 11 m ) und länger üblich. Dabei sind die Drähte der Entladungselektroden sogar noch länger als die Kollektorelektroden und können länger als 35 Fuss (11 m) sein. Bei Drähten dieser Länge hat sich gezeigt, dass selbst mit einem starren Gitterrahmen zum Führen der Gewichte,der unterhalb der Kollektorelektroden aufgehängt ist, die elektrostatischen Felder so stark sind, dass das gesamte Draht-Gitterrahmen-System zum Schwingen neigt und man dadurch wieder vor dem gleichem Problem steht, weil elektrische Bogenbildung zwischen den Drähten und den Kollektorelektroden entsteht.

Eines der jetzt verwendeten Verfahren, um den Gitterrahmen zum Führen der Gewichte und die Entladungsdrähte am Schwingen zu hindern, ist das Verankern des Gitterrahmens an der Wand des Auffangtrichters, der sich unterhalb der Kollektorelektroden befindet. Dabei müssen Isolatoren zum Verankern des Gitters verwendet werden, weil die Wand des Trichters ein anderes elektrisches Potential hat als das Drairt>-Gitterrahmen-System.

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Obwohl die Verankerung des Gitterrahmens aider Trichterwand den Rahmen am Schwing en hindert, hat sie eine Anzahl von Nachteilen.

Ein Nachteil dieses Verfahrens Ii^b darin, dass die Isolatoren sich unterhalb der Strömung heissen Gases befinden und die Temperatur unterhalb der Kollektorelektrodenplatten unter den Taupunkt absinken kann. Wenn dies eintritt, entsteht Kondensation auf den Isolatoren, die zu einem elektrischen Kurzschluss zwischen den Entladungsgeräten und dem Trichter führen kann und damit zum funktionellen Zusammenbruch des elektrostatischen Ausfällers. Ausserdem folgt aus der Lage der Isolatoren unterhalb derKollektoreleketroden, dass im Trichter angesammelter Staub den Isolator erreichen und wiederum zu einem elektrischen Kurzschluss führen kann. Schliesslich hat die Verankerung des Gitterrahmens am Trichter auch den Nachteil eines Temperaturunterschieds, weil der Trichter sich unterhalb des heissen Gasstromes befindet, aber der Gitterrahmen dagegen innerhalb des heissen Gasstromes. Es besteht daher ein sehr grosser Unterschied der thermischen Expansion zwischen dem Trichter und dem Gitterrahmen. Dieser Unterschied neigt dazu, den Gitterrahmen aus seiner ausgerichteten Lage heraus näher an die Kollektorelektroden heranzuziehen. Hierbei kann wieder elektrische Bogenbildurg auftreten.

Ein anderes System, das dazu-verwendet wird, die Entladungsdrähte und den Gitterrahmen am Schwingen zu hindern, besteht in der Verwendung einer Anzahl starrer Streben zwischen dem oberen Tragrahmen für die Entladungselektroden und dem unten liegenden Gitterrahmen zur Führung der Gewichte. Es bedarf keiner näheren Erörterungen, dass soüie Streben extrem gross sein müssen. Da der Raum zwischen den Kollektorelektroden relativ eng ist, muss mindestens ein Kollektorelektrodenabschnitt aus dem System entfernt werden, um eine ausreichend grosse und starke Strebe zum Verhindern von Schwingung unterzubringen» Da eine Anzahl

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dieser Streben gleichzeitig verwendet werden muss, ist auch eine entsprechende Anzahl von Kollektorelektrodenabschnitten zu entfernen. Die Beseitigung von Kollektorplatten ist jedoch unerwünscht, weil dadurch Räume verbleiben, innerhalb welcher keine Partikel gesammelt werden. Ausserdem müssen Streben verwendet werden, deren Länge 24 bis 35 Fuss oder mehr beträgt und die äusserst kostspielig sind. Da die beiden vorstehend beschriebenen Verfahren zum Verhindern von Schwingungen der Entladungsdrähte und des Gitterrahmens sin somit als unwirksam oder viel zu kostspielig erwiesen haben, ist ein neue^und nicht kostspieliges System erforderlich, um das oben angegebene Problem zu überwinden.

Ein Ziel der ErA ndung ist daher, einen elektrostatischen Ausfäller zu schaffen, der ein Stabilisierungssystem für die Entladungselektroden aufweist, welches die oben erwähnten Nachteile und weitere vermeidet. So schafft die Erfindung einen elektrostatischen Ausfäller mit einer Stabilisierungseinrichtung, die einen starren Isolator enthält und zwischen die Kollektorelektroden und den Gitterrahmen zum Führen der Gewichte eingeschaltet ist, und die Jede Oszillation oder Schwingung der Entladungselektroden und insbesondere des Gitterrahmens verhindert.

Dies wird nach der Erfindung allgemein dadurch erreicht, dass ein elektrostatisher Ausfäller mit einem Gehäuse,das Gaseinlass und -auslass enthält und eine Gaskammer einschliesst, vorgesehen wird; eine Vielzahl mit seitlichem Abstand voneinander angeordneten Kollektorelektroden ist innerhalb der Gaskammer aufgehängt und bildet Gaspassagen zwischen benachbarten Kollektorelektroden j eine Entladungselektrodenbaugruppe ist innerhalb der Gaskammer aufgehängt und hängt mit einem Teil innerhalb der Gaspassagen zwischen benachbarten Kollektorelektroden, wobei die Kollektorelektrodenbaugruppe von dem Gehäuse isoliert ist; und eine Anzahl von Stabilisierungseinrichtungen ist zwischen ausgewäHfce der Kollektorelektroden und die Entladungselektroden-

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baugruppe eingeschaltet, um denjenigen Teil dieser Baugruppe, der sich innerhalb der Gaspassagen befindet, im wesentlihen zentriert zwischen den benachbarten Kollektorelektroden zu halten,

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines elektrostatischen Ausfällers, die allgemein die Kollektorelektroden, die Entladungselektrodenbaugruppe und die Stabilisierungseinrichtung für die Entladungselektroden gem. der Erfindung zeigt j

Fig. 2 schematisch eine Endansicht eines Teils der Fig. 1 gemäss der Linie II-II, welche die Gaspasaagen zwischen benachbarten Kollektorelektroden und die zwischen benachbarte. Kollektorelektroden und die Entladungselektrodenbaugruppe eingeschaltete Stabilisierungseinrichtung zeigt;

Fig. 3 schematisch eine Draufsicht auf einen Teil des gitterartigen unteren Führungsrahmens für die Gewichte gesäss der Linie III-III der Fig. 1, welche die innerhalb dieses Rahmens aufgehängten Gewichte der Entladungsdrähte und die an diesem Rahmen befestigte Stabilsisierungseinrichtung zeigt; und

Fig. 4 einen vergrösserten Längsschnitt durch die Stabilisierungseinrichtung der Fig. 1, welche deren bevorzugten Aufbau und Lagerung aischen den Kollektorelektroden und dem Führungsrahmen für die Gewichte der Entladungselektrodengruppe zeigt.

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Gemäss Fig. 1 bezieht sich die Erfindung generell auf einen verbesserten elektrostatischen Ausfäller, der allglein mit 10 bezeichnet ist und zum Reinigen von hindurchgehendem, mit Partikeln beladenem Gas dient. Der Ausfäller 10 weist ein Gehäuse 12 mit einem Gaseinlass 14 und einem Gasauslass 16 auf, mit einer von dem Gehäuse umschlossenen Gaskammer 18. In der Gaskammer 18 ist eine Vielzahl von allgemein mit 20 bezeichneten und mit seitlichem Abstand voneinander angeordneten Kollektorelektroden aufgehängt, wodurch zwischen benachbarten Elektroden 20 Gaspassagen 22 (Fig. 2) gebildet sind. Innerhalb der Gaskammer 18 ist auch eine allgemein mit 24 bezeichnete Entlödungselektrodenbaugruppe aufgehängt, von der ein Teil 26 innerhalb der Gaspassagen 22 zwischen benachbarten Kollektorelektroden 20 hängt.

Mehr im einzelnen ist aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, dass der Ausfäller 10 mit seinem Gehäuse 12 seine inneren Komponenten vollständig einschliesst. Durch den__Einlass 14 des Gehäuses tritt mit Partikeln beladenes Gas in die Gaskammer 18 ein. Das mit Partikeln beladene Gas wird dem Einlass 14 auf konventionelle Weise zugeführt, beispielsweise über eine (nicht gezeigte) Gaäeitung. Der Auslass 16 für das Gas befindet sich am Gehäuse 12, gegenüber von der Wand, welche den Einlass 14 enthält. Nachdem das Gas in der Gaskammer 18 gereinigt wurde, verlässt das gereinigte Gas das Gehäuse 12 über den Auslass 16, von wo es in üblicher Weise abgegeben wird, etwa über einen (nicht gezeigten) Graskanal oder Schornstein.

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Der Ausfäller/weist weiter an seinem unteren Ende einen Sammeltrichter 48 auf; beim Entfernen der Partikel aus dem Gas werden diese, wie weiter unten noch näher beschrieben, auf den Kollektorelektroden 20 gesammelt. Von den Kollektorelektroden 20

Loswerden die Partikel auf übliche Weise, etwa durch/Klopfen mit

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üblichen (nicht gezeigten) Klopfern entfernt, wodurch die Partikel im Ausscheider 10 herabfallen in den Sammeltrichter 48, von wo sie auf übliche Weise aus dem Ausfällersystem entfernt werden.

Weiter ist aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, dass innerhalb der Gaskammer 18 eine Vielzahlvon Kollektorelektroden 20 aufgehängt ist. Die Kollektorelektroden 20 sind mit gegenseitigein seitlichem Abstand in der Gaskammer 18 angeordnet, so dass jede Kollektorelektrode 20 sich parallel zur Gasströmung durch den Ausfäller 10 erstreckt, wie durch Pfeile in Fig. 1 gezeigt ist.

Infolge ihres gegenseitigen seitlichen Abstandes innerhalb der Gaskammer 18 bilden die Kollektorelektroden 20 Gaspassagen 22, wie in Fig. 2 gezeigt.

Jede Kollektorelektrode 20 weist einen oberen Stützbalken 30 auf, der sich längs des Gehäuses 12 unmittelbar oberhalb von dem Einlass 14 und dem Auslass 16 erstreckt. Der Stützbalken 30 ist mit seinen beiden Enden am Gehäuse 12 befestigt, beispielsweise durch Schweissung, doch kann er gewünschtenfalls auch zwischen (nicht gezeigten) Konsolen aufgehängt sein, die ihrerseits am Gehäuse 12 angeschweisst sind. Jede Kollektorelektrode 20 weist ferner einen starren unteren Balken 32 auf, welcher sich unterhalb des Einlasses 14 und des Auslasses 16 längs des Gehäuses 12 erstreckt. Der Balken 32 ist mit seinen beiden Enden am Gehäuse 12 in gleicher Weise wie der Balken 30 befestigt. Weiter ist der Balken 32 vertikal auf den oberen Balken 30 ausgerichtet. Eine elektrisch geerdete Kollektorplatte 21 erstreckt sich im wesentlichen über die Länge des Gehäuses 12 und ist mit dem oberen Stützbalken 30 und dem unteren Balken 32 etwg&urch Schweissung verbunden. Die Platte 21 besteht gewöhnlich aus einer Vielzahl relativ schmaler Abschnitte, die zu einer kontinuierlichen Platte miteinander verbunden sind. Stützbalken 30, unterer Balken 32 und Kollek-

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torplatte 21 bilden jede Kollektorelektrode 20. Eine Vielzahl von Gaspassagen 22 (Fig. 2) jfefc zwischen benachbarten Kollektorelektroden 20 gebildet, für den Durchgang des mit Partikeln beladenen Gases bis das gereinigte Gas den Auslass 16 erreicht.

Gemäss Fig. 1,2 und 3 ist eine Entladungselektrodenbaugruppe 24 innerhalb der Gaskammer 18 so aufgehängt, dass sie elektrisch vom Gehäuse 12 und von den I5Llektor__elektroden 20 isoliert ist, Zu der Baugruppe 24 gehört eine Platte 44 (Fig. 1) die sich mit Abstand oberhalb der Kollektorelektroden 20 befindet und an beiden Seiten mit dem Gehäuse 12 etwa durch Schweissung verbunden ist. Ein oberes Stützgitter 34 ist an der Platte 44 unter Zwischenschaltung eines elektrischen Isolators 46 aufgehängt. Das Stützgitter 34 kann am Isolator 46 durch Bolzen in üblicher Weise so befestigt sein, dass das Gitter 34 vom Gehäuse 12 isolist ist. Am Stützgitter 34 ist eine Vielzahl von Entladungselektrodendrähten 38 mit gegenseitigem Abstand so aufgehängt, dass die Drähte sich durch die Gaspassagen 22 zwischen benachbarten Kollektorelektroden 20 erstrecken. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Drähte 38 mit Längsabständen längs des Stützgitters 34 im wesentlichen über die Länge der Kollektorplatte 21 angebracht und erstrecken sich nach unten über die Enden der Kollektorelektroden 20 hinweg. Vorzugsweise ist ein Gewicht 40 am Ende jedes Drahtes 38 befestigt, um den Draht gestreckt zu halten und um jede Schwingung der Drähte 38 äs Folge des elektrostatischen Feldes um jeden Draht 38 herum zu unterbinden.

Ein unterer, gitterartiger, Führungsrahmen 36 für die Gewichte ist am oberen Stützgitter 34, auf dieses ausgerichtet, mittels mehrerer Stangen 42 aufgehängt, und zwar befindet es sich unterhalb der Enden der löLlektorelektroden 20. Die Stangen 42 sind, etwa durch Schweissung, mit dem Stützgitter 34 und dem Führungsrahmen 36 verbunden. Der Führungsrahmen 36 weist eine Vielzahl

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von mit seitlichem Abstand zueinander vorgesehenen Platten 50 (Fig. 3) auf, die sich im wesentlichen über dieLänge des Gehäuses 12 erstrecken. Weiter weist der Rahmen 36 eine Vielzahl von mit Längsabstand zueinander sich erstreckenden Platten 53 auf, die sich im wesentlichen über die Breite des Gehäuses 12 erstrecken. Die Platten 50 und 53 sind untereinander, beispielsweise durch Schweissung, verbunden, um unterMLb der Kollektorelektroden 20 ein Gitter gem. Fig. 3 zu bilden, d.h. die miteinander verbundenen Platten 50 und 53 begrenzen eine Vielzahl von Rechtecken bzw. Quadraten 51. Jedes Quadrat 51 ist auf einen Entladungsdraht 38 ausgerichtet. An benachbarte Platten 53 ist ein Führungselement 52, etwa durch Schweissung, angeschlossen, das vorzugsweise aus starrem Draht mit einem ringförmigen Mittelabschnitt geformt ist. Jedes Gewicht 40 am Ende der Entladungsdrähte 38 hängt in den ringförmigen Mittelabschnitt jeweils eines Führungselements 52 hinein. Die Führungselemente 52 halten die Gewichte 40 innerhalb der ringförmigen Mittelabschnitte, so dass die Drähte 38 über ihre Länge zwischen den Gewichten 40 und dem oberen Stützgitter 34 nicht schwingen können. ~

Ein Stabilisator 28 ist zwischen Paaren von Kollektorelektroden 20 und dem Gitterrahmen 36 befestigt. Vorzugsweise sind vier Stabilisatoren 28 vorgesehen, von denen je einer sich in jedem Eckbereich des Rahmens 36 befindet. Es können jedoch mehr oder weniger als vier Stabilisatoren 28 verwendet werden. Wie aus Fig. 1 und 2 in Verbindung mit Fig. 4 hervorgeht, ist jeder Stabilisator 28 mit einem Paar benachbarter unterer Balken 32 der Kollektorelektroden 20 verbunden, um eine stabile starre Basis für den Anschluss der Stabilisatoren 28 zu bilden. Eine Elektrodenplatte 21 besteht gewöhnlich aus dünnen Metallblech und wäre daher nicht stark genug, als Basis für den Anschluss eines Stabilisators 28.

Die Stabilisierungseinrichtung bzw. der Stabilisator 28 weist eine allgemein mit 54 bezeichnete obere Abstützung auf, die mit benachbarten unteren Balken 32 der Elektroden 20 verbun-

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den, beispielsweise verschweisst oder verbolzt ist. Eine allgemein mit 56 bezeichnete untereAbstützung ist vertikal Huf die obere Abstützung 54 ausgerichtet und befindet sich innerhalb eines Rechtecks 51 des unteren Gitterrahmens 36,der gleichfalls auf die obere Abstützung 54 ausgerichtet ist. Die untere Abstützung 56 ist starr an den Führungsplatten 50 und 53f etwa durchSbhweissung 55, befestigt. Dazu sei bemerkt, dass, wo ein Stabilisator 28 verwendet wird, ein Entladungsdraht 38 entfallen muss, um in dem betreffenden Rechteck bzw. Quadrat 51, das normalerweise von dem Gewicht 40 eingenommen wird, Platz für den Stabilisator 28 zu machen. Obwohl durch Verwendung von vier Stabilisatoren 28 vier Entladungsdrähte 38 entfallen, ergibt sich hierdurch kein Nachteil oder' wesentliche Abnahme des Wirkungsgrades im Hinblick auf die Grosszahl der verwendeten Entladungsdrähte 38.

Fig. 4 zeigt mehr in einzelnen eine bevorzugte Ausführungsform eines Stabilisators 28. Zum Stabilisator 28 gehört die obere Abstützung 54, die,etwa durch Schweissung, an die unteren Balken 32 benachbarter Kollektorelektroden 20 angeschlossen ist. Eine untere Abstützung 56 ist, wie bereits erwähnt, an Gitterplatten 50 und 53 des gitterartigen Führungsrahmens für die Gewichte befestigt. Ein stabiler starrer elektrischer Isolator 58 erstreckt sich zwischen der oberen Abstützung 54 und der unteren Abstützung 56 und ist an diesen beiden befestigt. Der Isolator 58 isoliert die Kollektorelektroden 20 elektrisch von der Entladungselektrodenbaugruppe 24, während er gleichzeitig diese Baugruppe 24 gegenüber den Kollektorelektroden 20 in der Lage stabilisiert.Da die Kollektorelektroden 20 am Gehäuse 12 befestigt sind, schaffen sie eine starre und stabile Abstützung für die Stabilisierungseinrichtung 28 und stabilisieren dadurch wieder den Führungsrahmen 36 für die Gewichte 40 sowie die Entladungsdrähte 38.

Aus Fig· 4 ist weiter ersichtlich, dass die obere Abstützung 54 eine Platte 74 aufweist, die an dem unteren Balken 32 befestigt

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ist und eine im wesentlichen zentrale, durchgehende Öffnung

67 aufweist, in der eine Buchse 72 mittels Schweissung 69 befestigt ist.

Ein handelsübliches Kugelgelenk, allgemein mit 64 bezeichnet, ist in die Buchse 72, auf einem Flansch 73 derselben ruhend, eingesetzt. Das Kugelgelenk 64 weist einen Innenring 68 mit konvexer Aussenfläche innerhalb eines Aussenrings 70 mit entsprechend konkaver Innenfläche auf, so dass der Innenring

68 innerhalb des Aussenrings 79 universal schwenkbar ist. Eine Hülse 66 ist in den Innenring 68 mittels Preßsitz eingepasst.

Die in den Rechtecköffnungen 51 des Führungsrahmens 36 befestigte untere Abstützung 56 enthält eine obere Platte 76 und eine untere Platte 78 mit je einer zentralen öffnung 71 bzw. 73. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, weist die obere Platte zwei längliche Schlitze 86 für Bolzen 82 auf, und die untere Platte 78 zwei längliche Schlitze 88, die sich unter rechten Winkeln zu den Schlitzen 86 erstrecken und eine einstellbare Verbindung bilden. Die untere Platte 78 ist über die Bolzen 82 mit Muttern 84 an der oberen Platte 76 befestigt. Über die länglichen Schlitze 86 der oberen Platte und die länglichen Schlitze 88 der unteren Platte kann letztere in Längsrichtung und Querrichtung so eingestellt werden, dass die zentrale Öffnung 73 auf die Hülse 66 der oberen Abstützung ausgerichtet ist. Ein zylindrischer Becher 80 ist auf die zentrale öffnung der unteren Platte 78 ausgerichtet, an dieser durch Schweissung 75 befestigt. Ein steifer elektrischer Isolator 58, der oben und unten einen glatten zylindrischen Zapfen 60 bzw. 62 aufweist, erstreckt sich zwischen der oberen Abstützung 54 und der untern Abstützung 56. Vorzugsweise ist der untere zylindrische Zapfen 62 in den zylindrischen Becher 80 und der obere zylindrische Zapfen 60 in die Hülse 66 gleitbar eingesetzt. Wenn daher die Kollektorelektroden 20 und die Entladungselektrodenbaugruppe 24 sich durch Wärmeeinwirkung des durch die Vorrichtung hindurchgehenden Gases ausdehnen oder zusammenziehen, kann der Isolator 58 infolge der dadurch auftretenden Beanspruchung nicht reissen oder

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brechen, weil seine Enden in der Hülse 66 und dem Becher 80 gleiten können. Wegen dieser Gleitmöglichkeiten sind Vertikalbewegungen der Kollektorelektroden 20 und der Entladungselektrodenbaugruppe 24 unschädlich für den Isolator 58, der Jedoch gegen seitliche Bewegung durch den Becher 80, die Platten 76 und 78 sowie die Bolzenverbindung 82 mit Muttern 84 gesichert ist.

Falls gewünscht, kann die untere Platte 78 aus zwei Hälften (nicht gezeigt) bestehen, so dass jede Hälfte einzeln gegenüber der oberen Platte 78 eingestellt und befestigt werden kann. Falls die Platte 78 aus zwei Hälften besteht, wird auch der Becher 80 zweiteilig ausgebildet und ^edes Teil an der betreffenden Hälfte der Platte 78 angeschweisst. Auf diese Weise kann der Isolator 58 in die Hülse 66 und die obere Platte 76 eingesetzt werden, worauf dann die untere Platte und der Becher 80 um den zylindrischen Bolzen 62 am unteren Ende des Isolators 58 herum geklemmt und jede Hälfte der Platte 78 an der oberen Platte 76 mittels Bolzen 82 und Muttern 84 befestigt werden kann.

Vorzugsweise hat der Isolator 58 anstelle der üblichen glasierten bzw. glatten Oberfläche eine nicht glasierte Oberfläche. Eine rauhe bzw. nicht glasierte Oberfläche des Isolators 58 wird deshalb einer glatten Oberfläche gegenüber bevorzugt, weil sie erhöhten Widerstand gegen Oberflächenwanderung von Staubpartikeln bietet gegenüber nur geringem Widerstand bei glatter Oberfläche. Mit Oberflächenwanderung ist hier gemeint, dass bei Ansammlung von Staub auf der Oberfläche eines elektrischen Isolators ein elektrisch leitender Weg auf der Oberfläche gebildet wird und ein elektrischer Strom momentan durch den Staub längs des Isolators fliessen kann. Fliesst ein solcher Strom über eine glatte Oberfläche, so brennt er eine Spur in die Oberfläche hinein. Eine solche

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Spur hat die Tendenz, sich mit gewissen Oxyden oder anderem Material auszufüllen, was darauf hinausläuft, dass ein elektrischer Weg geringen Widerstands längs des Isolators gebildet wird, so dass elektrischer Strom zwischen den Kollektorelektroden und der Entladungselektrodenbaugruppe fliessen kann. Dies wäre unerwünscht, weil die Entladungselektrodenbaugruppe von den Kollektorelektroden isoliert sein muss, damit der elektrostatische Ausfäller richtig funktioniert. Es wurde gefunden, dass eine unglatte Oberfläche erhöhten Widerstand gegen das Einbrennen oder Wandern infolge von momentan fliessendeia elektrischen Strom bildet, der durch den Staub auf der Oberfläche fliesst. Weil auf einer unglatten Oberfläche sich nicht ohne weiteres eine Wanderspur bildet, entsteht kein Stromweg, und es fliesst kein Strom längs der Oberfläche des Isolators von den Kollektorelektroden zu der Entladungselektrodenbaugruppe.

Bei Betrieb wird unter Bezugnahme zunächst auf Fig. 4 die Stabilisierungseinrichtung 28 zwischen die Kollektorelektroden 20 und den Führungsrahmen 36 für die Gewichte eingesetzt. Die obere Abstützung 54 wird zwischen unteren Balken 32 an benachbarten Kollektorelektroden 20 befestigt. Die obere Abstützung 54 ist im wesentlichen auf ein Quadrat 51 des Führungsrahmens 36 ausgerichtet. Die untere Abstützung 56 ist innerhalb des Quadrats 51 befestigt und im wesentlichen auf die obere Abstützung 54 ausgerichtet. Die untere Platte 78 der unteren Abstützung 56 ist durch Lösen der Bolzen 82 und Muttern 84 von der oberen Platte 78 gelöst. Der untere Zapfen 62 des Isolators 58 wird in den Becher 80 eingesetzt. Dann wird der obere Zapfen 60 in die Hülse 66 der oberen Abstützung 54 eingeschoben. Das Kugelgelenk 64 gestattet dabei eine Drehung des Isolators 58 zum Ausrichten der Schlitze 86 und 88 in der oberen Platte 76 und der unteren Platte 78 derart, dass die untere Platte genau gegen die obere Platte

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passt. Dann werden die Bolzen 82 in die Schlitze 86 und 88 eingesetzt, und es wird die untere Platte 78 mit Hilfe der Muttern 84 lose an der oberen Platte 76 befestigt. Die untere Platte 78 wird dann längs der Schlitze 86 und 88 so ausgerichtet, dass der Isolator 58 im wesentlichen vertikal ist. Dann werden die Muttern 84 angezogen, um beide Platten 76 und 78 fest zu verbinden, so dass die untere Platte 78 nicht mehr bewegbar ist. Da der untere Zapfen 62 des Isolators 58 gleitend im Becher 80 aufgenommen und die Platte 76 starr an der Platte 78 befestigt ist, kann eine seitliche Bewegung zwischen der unteren Abstützung 56 und der oberen Abstützung 54 nicht mehr auftreten, wodurch der FUhrungsrahmen 36 für die Gewichte 40 starr und in seiner Lage gegenüber den Kollektorelektroden 20 starr festgelegt bzw. stabilisiert ist.

Wenn dann alle Stabilisierungseinrichtungen bzw. Stabilisatoren 28 starr zwischen den Kollektorelektroden 20 und der Entladungselektrodenbaugruppe 24_befestigt sind, wird mit Partikeln beladenes Gas durch den Einlass 14 (Fig. 1) und die Gaspassagen 22 (Fig. 2) zwischen den Kollektorelektroden 20 hindurchgeschickt. Die Entladungsdrähte 38 werden dann unter Strom gesetzt, wodurch ein elektrostatisches Feld um die Drähte 38 herum entsteht. Gewöhnlich bewirkt dieses elektrostatische Feld eine Tendenz der Drähte 38, zu oszillieren und zu schwingen. Da jedoch die Entladungsdrähte 38 mit angehängten Gewichten 40 versehen sind und die Gewichte 40 in Führungen 52 hängen, die an den Platten 53 des Führungsrahmens 36 befestigt sind, können die Gewichte 40 und die Entladungsdrähte 38 weder oszillieren noch schwingen. Infolge der Länge der Drähte 38 und der hohen Feldstärke der elektrostatischen Felder um die Drähte 38 herum haben diese Felder jedoch die Tendenz, ein Vor- und Zurückschwingen des Führungsrahmens 36 zu bewirken. Da die Kollektorelektroden 20 jedoch starr am Gehäuse 12 befestigt sind und der Führungsrahmen 36 mittels

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der Stabilisatoren 28 starr am unteren Balken 32 der Kollektorelektroden 20 befestigt ist, wird ein Schwingen des Führungsrahmens 36 verhindert. Da somit die Stabilisierungseinrichtung 28 ein Schwingen des Führungsrahmens 36 für die Gewichte 40 verhindert, bleiben die Entladungsdrähte 38 im wesentlichen zentriert zwischen benachbarten Kollektorelektroden 20 ausgerichtet.

Wenn das mit Partikeln beladene Gas durch die Gaspassagen zwischen benachbarten Kollektorelektroden 20 strömt, werden die Partikeln im Gas durch die elektrostatischen Felder um die Entladungsdrähte 38 herum ionisiert.Diese Partikeln werden dann von den Platten 21 der Kollektorelektroden 20 angezogen und an diesen gesammelt. Von den Platten 21 werden die Partikeln auf übliche Weise etwa durch Losklopfen mittels üblicher Klopf- bzw. Rütteleinrichtungen abgelöst. Die Partikeln fallen zum Boden der Vorrichtung 10 und sammeln sich im Auffangtrichter 48. Von hier werden sie in üblicher Weise aus der Vorrichtung entfernt. Das saubere Gas verlässt die Vorrichtung durch den Auslass 16 und wird auf beliebige bekannte Art an die Atmosphäre abgegeben, wie etwa über einen Gaskanal oder Schornstein.

Aus der vorstehenden Beispielsbeschreibung ist ein elektrostatischer Ausfäller zu entnehmen mit einer neuartigen Stabilisierungseinrichtung für die Entladungselektrodenbaugruppe, so dass die Entladungsdrähte im wesentlichen zentriert zwischen benachbarten Kollektorelektroden gehalten werden. Dadurch entfällt das Problem eines Oszillierens und Schwingens der Entladungsdrähte, weil eine starre Stabilisierungseinrichtung zwischen die Baugruppe der Entladungselektroden und die der Kollektorelektroden eingeschaltet ist.

Die Erfindung schafft also einen elektrostatischen Ausfäller

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zum Reinigen von hindurchgehendem, mit Partikeln beladenem Gas, der ein Gehäuse mit Einlass und Auslass und einer darin eingeschlossenen Gaskammer aufweist, in welcher eine Vielzahl von mit seitlichem Abstand voneinander angeordneten Kollektorelektroden aufgehängt ist und Gaspassagen zwischen benachbarten Kollektorelektroden bildet; wobei weiter eine Entladungselektrodenbaugruppe innerhalb der Gaskammer aufgehängt ist, von der ein Teil in die Gaspassagen zwischen benachbarten Kollektorelektroden hineinhängt, wobei diese Baugruppe gegenüber dem Gehäuse und den Kollektorelektroden isoliert ist; und wobei mehrere Stabilisierungseinrichtungen für die Entladungselektroden zwischen ausgewählte Kollektorelektroden und die Baugruppe der Entladungselektroden eingeschaltet sind, um denjenigen Teil der Entladungselektrodenbaugruppe, welcher in die Gaspassagen hineinhängt, im wesentlichen zentriert zwischen benachbarten Kollektorelektroden zu halten.

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Claims

8. Dezember 1975 Koppers Company, Ine,

Case 74 H 31

* 4t

Patent- bzw. Schutzansprüche

Elektrostatischer Ausfäller,zum Reinigen von hindurchgehendem, mit Partikeln beladenem Gas mit einem/Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, welches eine Gaskammer einschließt, in welcher eine Vielzahl von mit seitlichem Abstand zu einander angeordneten Kollektorelektroden aufgehängt ist, die zwischen ihnen liegende Gaspassagen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entladungselektrodenbaugruppe (24) in der Gaskammer (18) aufgehängt ist und mit einem Teil (26) innerhalb der Gaspassagen (22) zwischen benachbarten Kollektorelektroden (20) hängt, wobei diese Baugruppe (24) vom Gehäuse (12) isoliert ist; und daß eine Anzahl von Stabilisierungseinrichtungen (28) zwischen ausgewählte der Kollektorelektroden (20) und die Entladungselektrοdenbaugruppe (24) eingeschaltet ist, um den genannten Teil (26) dieser Baugruppe im wesentlichen zentriert zwischen den benachbarten Kollektorelektroden (20) zu halten.

α Vorrichtung nach Anspruch" 1,

dadurch gekennzeichnet, daß ein oberes Stützgitter (34) oberhalb der oberen Enden der Kollektorelektroden (20) vorgesehen ist; daß ein unteres Führungsgitter (36) unterhalb der unteren Enden dieser Kollektorelektroden vorgesehen ist; und daß eine Vielzahl mit Abstand in Längsrichtung zueinander vorgesehener Entladungselektrodendrähte zwischen dasjobere Stützgitter und den unteren Führungsrahmen eingeschaltet ist und sich innerhalb der Gaspassagen (22) erstreckt.

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. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der untere Führungsrahmen (36) über eine Anzahl von Stützstangen (42) abgestützt ist, die zwischen den oberen Stützrahmen (34) und den unteren Führungsrahmen eingeschaltet sind.

4, Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Jede StabiLisierungseinrichtung (28) an einem ihrer

(3?)
Enden mit unteren Teilen/benachbarter Kollektorelektroden

(20) und am anderen Ende mit dem Führungsgitter (36) verbunden ist, wodurch Schwingungen des Führungsgitters infolge eines elektrischen Feldes um die Entladungselektrodendrähte (38) herum verhinderbar sind.

. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die StabiIisierungseinrichtung (28) eine obere Abstützung (54) zwischen untere_Teile benachbarter Kollektorelektroden (20) eingeschaltet aufweist, weiter eine untere Abstützung (56), die in im wesentlichen vertikaler Ausrichtung auf die obere Abstützung (54) mit dem Führungsrahmen (36) verbunden ist, sowie einen starren elektrischen Isolator (58) zv/ischen der oberen Abstützung (54) und der unteren Abstützung (56), welcher die Kollektorelektroden (20) von der Entladungselektrodenbaugruppe (24) isoliert und die Entladungsdrähte (38) im wesentlichen zentriert zwischen benachbarten Kollektorelektroden (20) in den Gaspassagen (22) hält.

6c Vorrichtung nach Anspruch 5,

d a du rch gekennzeichnet, daß die obere Abstützung (54) ein sich selbsttätig ausrichtendes Lager (64) enthält, über das die obere Abstützung gegenüber der unteren Abstützung (56) ausrichtbar - ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß' die untere Abstützung (56) eine Einrichtung mit einstellbaren Platten (76, 78) enthält zum Ausrichten der unteren Abstützung (56) gegenüber der oberen Abstützung (54)

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit einstellbaren Platten (76, 78) eine das eine Ende (62) des Isolators (58) aufnehmende Aussparung (73) enthält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (58) gleitbar zwischen die obere Abstützung (54) und die untere Abstützung (56) eingeschaltet ist und dadurch relative Vertikalbewegung zwischen den Kollektorelektroden (20) und der •Entladungselektrodenbaugruppe (24) infolge thermischer Ausdehnung zuläßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (58) zur Aufrechterhaltung seiner isolierenden Eigenschaften eine unglatte Außenfläche aufweist.

Patentanwalt:

I/ i

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