SE515908C2 - Anordning vid elektrostatfilter - Google Patents

Description

o Qcca to 0000 to II c u 0 1 ole; o I 0 I I I I ace II oc 515 988 _2_ elektroder och uppfångningselement för de laddade partiklarna år anordnade växelvis efter varandra i gasströmmens riktning. Uppfångningselementen består av ett nätverk av papper, eventuellt metalliserade, och är jordade. Papperet i nätverket uppvisar en svag ledningsför- måga.

Det har nu visat sig att papper använt rör detta ändamål uppvisar en stor nackdel genom att det är hygroskopiskt, eftersom papper i det fall att det upptar fukt förändrar karaktäristika med avseende på ledningsfönnåga.

Genom IP6l-164664(A) är ett filter känt bestående av koronaelektroder och motsatta elektroder, vilka är elektriskt ledande och anslutna till motsatt pol (jord) pâ en spänningskälla med avseende på koronatiådens anslutning. Mellan dessa "motsatt laddade" elektroder âr "accelerationselektroder av elektriskt isolerande material anordnade. Avståndet mellan koronaelektroden och de "motsatt laddade" (jordade) elektroderna är kortare än motsvarande avstånd mellan koronaelektroden och accelerationselektroderna av det elektriskt isolerande materialet.

Bland fördelarna med elektrostatiska filter år deras relativt sett goda partikelupp- fångningsförmåga. De ovan beskrivna filtren uppvisar dock som synes ett flertal nackdelar bl a svårigheten att rengöra den partikeluppfångande delen för återanvändning. Dessa svårigheter är att hänföra till nämnda filters konstruktion.

I detta sammanhang bör nämnas att de elektrostatfilter vars plattorna består av metall eller i vilka metall ingår kräver förkopplade motstånd mellan platta och jord. Detta visar sig vara en nackdel dels ur funktionssynpunkt - om någon eller flera plattor kortslutes kommer en stor del av filtrets kapacitet att bortfalla. Filtren är vanligtsvis just av denna anledning uppdelade sektionsvis med avseende på plattorna. Dessutom är konstruktionen i sig en nackdel ur återvinningssynpunkt eftersom ett antal delar framställda av olika materal måste plockas isär och sorteras, t. ex metallplattor, resistortrådar, kondensatorer och plastskenor utöver hölje och andra tillhörande komponenter.

I sökandens egen ansökning SE,A,9303059 med ingivningsdag 1993-09-09 beskrivs ytterligare en anordning vid elektrostatiskt filter för avskiljande av partiklar, vilken anordning innefattar en uppströms anordnad partikeluppladdande enhet innefattande dels en koronatråd för uppladdning av partiklarna, dela en relativt denna nedströms anordnad 515 908 _3_ partikelupptagande enhet, vilken enhet åtminstone delvis är jordad. Den partikelupptagande “enheten innefattar ett flertal plattor, anordnad i ett hölje, varvid höljet och plattorna är anordnade att väsentligen uppvisa samma elektriska potential i förhållande till koronatråden.

Detta åstakommes genom att plattorna och höljet jordas och att materialet i höljet och plattorna vardera innefattar ett icke-hygroskopiskt material med hög resistivitet, motsvarande väsentligen volymsresistiviteten hos ett s.k. mjukjordande material. Även om detta senare filter löser en del av de ovan angivna nackdelarna har det nu överraskande visat sig att ytterligare förbättringar går att uppnå med en anordning enligt uppfinningen av nedan angivet slag. _ Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad anordning av det inledningsvis nämnda slaget vid ett elektrostatiskt filter, där ovannämnda nackdelar eliminerats och där en mycket hög partikelupptagningsgrad bibehålles under en lång tids användning.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma enanordning i vilken de medelst koronurladdning uppladdade partiklarna styrs mot den partikeluppsamlande enhetens plattor utan användning av till en spänningkälla anslutna styrplattor. Styr-plattor av den angivna typen ger som lätt förstås upphov till problem vid rengöring av enheten.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en anordning eller i anläggning, vid vilken filtret är oberoende av elektriskt anslutna styrplattor, vilka nödvändiggör mellan dessa liggande isolerande plattor.

Ett ytterligare är att nedbringa antalet komponenter i det elektrostatiska ñltret. « Ett ytterligare ändamål är att uppnå ett oberoende av fukthalten i det genom anordningen strömmande gasformiga flödet.

Ett ytterligare är att kunna framställa anordningen på ett enkelt och ekonomiskt sätt och samtidigt uppnå en lätt rengöring av densamma samt att åstakomma en produkt vilken kan återvinnas på ett enkelt och billigt sätt.

Ett ytterligare ändamål är att förbättra partikelupptagningsförmågan i den partikelupptagande delen. 515 908 _4_ Ändamålen uppnås enligt uppfinningen genom de i patentkravet 1 framgående kännetecknen.

Föredragna utföringsfornier av uppfinningen har givits de av underkraven fram- gående kännetecknen.

Anordningen enligt uppfinningen uppvisar ett antal fördelar. Den är genom sin uppbyggnad lätt att rengöra och lätt att tillverka, eftersom plattor kan utformas i ett och samma material om så önskas och därefter kan de på ett enkelt sätt monteras till en enhet genom att plattorna inpassas i en eller flera eventuellt parvis anordnade kamliknande medel varefter uppsättningen plattor ytterligare kan förenas genom att band spärmes runt densamma så att ett paket erhålles., Genom att partiklarna uppladdas medelst koronaurladdning i den partikelupplad- dande delen och därefter urladdas och uppsamlas i den delvis jordade partikelupptagande delen, är partikeluppladdningsdelen den enda del av anordningen där högspänning och/ eller spänning krävs. I den partikelupptagande delen krävs endast jordning.

Genom uppbyggnaden av den partikelsuppsarnlande delen, i form av ett antal plattor förenade medelst de kamliknade medlen och de sammanspännade banden kan denna del monteras separat, som ett paket, och placeras i det elektrostatíska filtret, t ex genom inskjutning i hållare, samtidigt som genom plattornas egenskaper inga förkopplingsmotstånd mot jord eller annan spänningskälla krävs. Det ända som krävs är en enkel jordning av de plattor som skall jordas.

För att partiklarna skall fastna vid plattorna krävs att de urladdas i nära kontakt med plattorna och inte urladdas på för långt avstånd ifrån plattorna. ett lämpligt avståndet mellan plattorna kan exempelvis vara ca 5 - 10 mm, företrädesvis 5 - 8 mm.

Materialet som plattorna framställs av uppvisar en volymresistivitet motsvarande ett s.k. mjukjordande material. Med mjukjordande eller halvledande material avses i före- kommande fall den fysikaliska beteckningen för material med en volymresistivitet av ca 102 till lOUQcm. Som mjukjordande material används vid uppfinningen företrädesvis plastmaterial med lärnpliga egenskaper t.ex. polypropen,polyeten, sampolymerer eller liknande. Dessa material kan om behov föreligger dopas med kolpulver eller så kan de på 515 902% _,_._ ._ _ _5 _ annat lämpligt sätt förses med en inblandning av för fackmannen kända substanser för att erhålla den önskade ledningsförmågan.

Plattorna kan med fördel framställas av ett eller flera icke-hygroskopiska polymera material med en volymsresistiviteten som företrädesvis ligger inom området, lxltlzncm till lxlOsncm, mera föredraget 1x1O3Qcm till 1xl07Qcm, närmare bestämt lxlOsflcm till 1x104Qcm.

Härvid kan naturligtsvis kombinationer av dessa material förkommai form av såväl blandningar såsom i form av sldktade plattor eller plattor med beläggning. Man kan naturligtsvis även tänka sig att plattorna består av flera bandliknade delar, vilka framställts av material med ovan nämnda egenskaper och material som är kompatibla med varandra.

Vid val av material måste naturligtsvis hänsyn tagas till den omgivning som anordningen skall användas i normal atmosfär, frätande eller liknande. Hänsyn måste även tas till brandegenskaper och flamsäkerhet, ävensom de av materialet vid brand ev. avgivna gaserna. Detta är dock något som ligger helt inom fackmannens kunskaper att utprova.

En ytterligare fördel hos anordningen enligt uppfinningen är att genom att ett flertal komponenter, som är nödvändiga i elektrofilter enligt teknikens ståndpunkt, kan undvaras såsom förkopplingsmotstånd, elektriskt anslutna styrplattor, samt att det material som plattorna och för den delen väsentligen hela den partikeluppfângande delen är konstruerad av lätt kan omhändertas som väsentligen ett material, varför återvinningen blir kostnadseffektiv och lätt genomförbar.

Det har visat sig att det är av betydelse fór partiklarnas förmåga att fastna på den partikelupptagande delens plattor att de laddade partiklarna, då de passerar genom den partikelupptagande delens plattor, uppvisar en lämplig hastighet så att de kan avlämna sin laddning till dessa plattorna utan att stötas bort från desamma genom rekyl. En lämplig strömningshastighet vid passage mellan plattorna i storleksordningen 1 m/ sek.

Det är även av vikt att resistiviteten hos plattorna inte är vare sig för hög eller låg eftersom partiklamas laddning inte avlänmas till plattorna vid för hög resistivitet och vid för låg resistivitet avlämnas laddningen till plattan en bit ifrån densamma, man fär en "urladdning" av partikeln och därmed kan partiklarna i båda fallen fortsätta genom enheten utan att fastna på plattorna. 515 988 . . _6_ En förbättring 'kan även uppnås genom att ge plattorna en icke-glatt, ojämn yta, alt. uppruggad yta. Denna yta kan uppnås på flera sätt, t.ex kan vid extrudering av plattoma dessa i efterhand uppruggas eller så kan, vid formpressning, formen gnistas så att den vid pressning ger en platta med ojämn yta.

Uppfinningen beskrivs nedan närmare i anslutning till medföljande ritningar.

Fig. 1 visar ett flertal plattor enligt uppfinningen med sammanhållande kamliknade medel i en vy sedd ovanifrån.

Fig. 2 visar det kamliknande sammanhållande medlet från sidan.

Fig. 3 visar en anordning enligt uppfinningen placerad i ett hölje eller en kanal sedd i flödets genornströmningsriktning med höljets eller kanalens övre sida avlägsnad.

Fig. 4 visar ett snitt längs linjen IV-IV i Fig. 3 dock synes här kanalens, höljets övre sida.

I Fig.1 visas en anordning vid ett elektrostatiskt filter enligt uppfinningen. De övriga i filtret ingående, i och för sig kända delarna, såsom yttre hölje, fläktanordning, ev. styrenhet m.m. åskådliggöres ej för tydlighetens skull. Denna anordning är således avsedd att monteras i ett elektrostatiskt filter med en fläktanordning som bringar den luft, som skall renas, att passera genom anordníngen. Anordningen omfattar två grupper av plattor, vilka är framställda av ett i kraven specificerat material. I denna utföringsform är plattorna l, 1' anordnade i två grupper, varvid plattorna i de två grupperna är växelvis anordnade och gruppvis förskjutna med avseende på varandra. Den ena gruppen plattor l är förenade med varandra och med .jord 3. Denna jordning kan t ex ske genom att de i kamliknande lister inpassade plattorna i form av ett paket skjuts in i hållare i filtret tills de plattor som skall gjordas kommer i kontakt med en flexibel jordlist av ledande material, exempelvis en porös elektriskt ledande elastomer eller en skummad plast, eller en eftergivlig textillist. Det bör stå klart fór fackmannen hur en dylik skall utformas för att de plattor som jordas skall vara i god kontakt med jordlisten.

Plattorna l, 1' hålls på ett sinsemellan bestämt avstånd med en, eller flera kamliknade lister 2. Detta kamliknade lister visas sett från sidan i Fig. 2. Anordningen hålls företrädesvis samman genom att band (ej visade) spänns runt anordníngen. Dessa band kan øocßo 515 908 _7- med fördelspännas utanpå de kamliknande listema. Den karnlilmade listen är utförd av ett isolerande material så att den grupp av plattor 1', som inte är jordade fortsättningsvis kan anta en av anordningens geometri och den uppladdande delen beroende potential. Mer om detta nedan.

Antalet plattor är som fackmarmen förstår en dimensioneringsfråga beroende av genornströnniingshastiglhet, genomflödets storlek och andra för fackmannen utprovningsbara parametrar. ' i I Fig. 3 visas anordningen placerad i ett hölje 4 i vilket utöver anordningen även en partikeluppladdande del är anordnad, dvs en eller flera koronatrådar 5 är anordnade före anordningen i luftens passageriktning, vilken utvisas med pilar. Flera elektriskt ledande, långsträckta koronatrådar 5 är dragna på så sätt, att de förlöper genom höljet 4 i dess tvär- riktning och på avstånd från plattorna. Den sammanhållande listen 2 och jordförbindningen 3 mellan plattorna 1 visas även. i I Fig 4 visas samma anordning i ett snitt längs IV-IV i Fig. 3. Här visas hur koronatråden 5 är fast i höljet 4 medelst ett isolerande fäste 6. Förskj utningen mellan de två grupperna plattor 1, 1' syns tydligt. Vid 3 visas den jordförbindning som förbinder gruppen plattor 1 med jord och med 5 betecknas det band, som i sammanhållande syfte spänts runt anordningen och de kamliknande medlen 2.

I en ytterligare utföringsform av uppfinningen enligt kraven kan man tänka sig att de två grupperna av jordade resp. ojordade plattorna inte är förskjutna med avseende på varandera, dc kan vara av samma storlek eller eventuellt i stället uppvisa olika längd i strömningsriktningen, dvs de i strömmningsrikmingen längst bort belägna kanterna på plattorna i det totala plattpaketet skulle kunna sträcka sig lika långt, medan den främre kanten av de icke-jordade plattorna skulle kunna sträckas sig närmare den partikeluppladdan- de enheten, varvid jordningen av de plattor som skall jordas måste anordnas på ett något annorlunda sätt.

Att märka är att de kamliknade listerna kan placeras allt efter behov antingen parvis eller växelvis på var sin sida om plattorna. Det kan även tänkas att i vissa speciella fall det inte är nödvändigt med mer än ett kamliknade list för sammanhällande av paketet. n 9 UI 0 ut: annas n 515 988 _8_ De partiklar, som skall avlägsnas ur det genom elektrostatfiltret strömmande luften uppladdas vid passage genom högspänningsdelen, dvs då de passerar koronatrådarna.

Vid drift kommer gruppen av plattor, som inte är jordade och som skjuter fram förbi de jordade plattoma, att uppvisa en elektrisk laddningsfördelriing, som är beroende av geometrien och spänningen över koronatrådarna. Dessa plattor kommer vid den kant är placerad närmast koronatrådarna att uppvisa en motsatt laddning mot koronatråtlarna, dvs samma laddning, dock ej nödvändigtsvis av samma styrka, som partiklarna erhåller vid sitt passage genom den partikeluppladdande delen förbi koronatrådarna. Detta innebär att partiklarna kommer att önskad grad avledas i riktning mot de jordade plattorna, varvid en urladdning av partiklarna mot jord främjas och varvid partiklarna adsorberas på ytan av de jordade plattoma.

Genom anordningens konstruktion kan plattorna med sitt sammankallande band lätt borttagas ur filteranordningen som ett paket och rengöras på valfritt sätt eller recirkuleras. I Inom ramen för uppfinningen, som den defineras av kraven, kan även tänkas att extraplattor inplaceras mellan de tidigare angivna fór att t ex uppnå en förändrad geometri, vilken i sin tur kan medföra fördelaktiga ändringar av filtfórdelningen i anordningen, tex kan den ena gruppen av plattor dubbleras eller extra plattor av den ena eller andra grupp utplaceras av lilmande skäl.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (7)

a ø o u o n Q o | oo e u 515 908 till Patentkrav o nu ons

1. Elektrostatiskt filter för avskiljande av partiklar, vilket innefattar en uppströms an- ordnad partikeluppladdande enhet innefattande minst en koronatråd för uppladdning av partiklarna och en relativt denna nedströms anordnad partikelupptagande enhet, varvid den partikelupptagande enheten innefattar två grupper av väsentligen sinsemellan och med strömningsriktningen genom anordningen parallella plattor (1, 1') anordnade på förutbestämt avstånd från varandra, varvid en första grupp plattor (1) är ansluten till jord (3), och en andra grupp plattor (1 ') är elektriskt isolerad med avseende på anordningen och på den första gruppen plattor ( 1) kännetecknat av att plattorna (1 , 1 ”) väsentligen består av ett eller flera icke-hygroskopiska polymera material med en volyrnsresistivitet som företrädesvis ligger inom området, 1 x 102 Q cmtill 1 x 103 Q cm, mera föredraget 1 x 103 Q cm till 1 x 107 Q cm, närmare i bestämt 1 x 103 Q cmtill1xl04 Q crn.

2. Elektrostatiskt filter enligt krav 1, kännetecknat av att plattorna sinsemellan är växelvis förskjutnai plattornas längdriktning, varvid den första gruppen plattor (1) är anordnade längst bort från den partikeluppladdande delen och är ansluten till jord (3), och den andra gruppen plattor (1 °) är elektriskt isolerad med avseende på an- ordningen och på den första gruppen plattor (1) och anordnade närmare den partikel- uppladdande delen.

3. Elektrostatískt filter enligt krav 1, kännetecknat av att sammanhållande medel (2) av väsentligen elektriskt isolerande material, företrädesvis med en kamliknande utformning, är anordnade för att hålla plattorna (1, 1”) på ett inbördes förutbestâmt avstånd från varandra.

4. Elektrostatiskt filter enligt något av föregående krav, kännetecknat av att runt plattorna (1, 1°) och de sammanhållande medlen (2) anordnas band för att därigenom forma ett paket. Q; 1 i , ^ " 515 9 0 9 i ' m. p

5. Elektrostatiskt filter enligt något av föregående krav, kännetecknat av att J materialet i plattorna (1, 1”) är ett dopat plastmaterial, varvid kol företrädesvis används som dopande ämne.

6. Elektrostatiskt filter enligt något av föregående krav, kännetecknat av att plattor- nas (106, 106°, 106”) yta vid framställningen ges en icke-glatt, ojämn alternativt uppruggad yta genom att en forrn for framställningen av plattan/plattorna (106, 1062 106”) försetts med en yta som vid pressning alternativt gjutning av plattorna på dessa åstadkommer en uppruggad/icke-glatt, ojämn yta. O

7. Elektrostatiskt filter enligt något av föregående krav, kännetecknat av att plattor- na uppvisar åtminstone två zoner med olika resistiiritet skilda fiån varandra medelst ett område med högre eller lägre resistivitet. fi“\