Verfahren zur Umwandlung eines Zweikammer-Elektrofilters mit Glimmlichtionisator in ein Elektrofilter mit radioaktivem Ionisator. Die vorliegende Erfindung betrifft eht Verfahren zur Umwandlung eines Zweikam- rner-Elektrofilters zur Reinigung von durch feste und flüssige Fremdpartikel verunreinig ten Gasströmen,
das in der Abscheidekamrner eine Elektrodenbaugruppe und in der Ioni- sationskammer eine Glimnrliclit.ionisatorban- gruppe aufweist, die an ein gemeinsames Iloehspannungsgerät angeschlossen sind, in ein Elektrofilter mit radioaktivem Ionisator.
Die bekannten Bauarten von Elektrofil tern lassen sich in zwei Gruppen einteilen. Die erste Gruppe umfasst solche Filter, die zwi schen den Abscheider-Elektroden so hohe elek trische Feldstärken besitzen, dass die hin durehströmenden (Fase ionisiert werden und die Gasionen ihrerseits die elektrische AuF- ladung der vom Gasstrom mitgeführten festen und flüssigen Partikel bewirken, wodurch die selben vom elektrischen Feld in Richtung auf die Elektroden abgelenkt und dort abgeschie den werden.
Die sehr hohen Spannungen an den Elektroden verursachen jedoch starke Ozonbildung, bewirken die Entstehung nitro- ser CTase und führen häufig zu Funkenüber schlägen, weshalb das Anwendungsgebiet. der artiger Elektrofilter auf die Rauchgasreini- gung und ähnliche Zwecke beschränkt ist.
Die zweite Gruppe von Elektrofiltern, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, versucht diese Nachteile zu verringern durch Verwen dung einer Zweikammeranordnung, wobei die vom Gas zuerst durchströmte Kammer mir zur Ionisation desselben dient und in der zweiten Kammer erst die eigentlichen Ab- scheiderelektroden angeordnet.
sind, die nun mehr auch bei wesentlich kleineren elektri- sehen Feldstärken die Ablenkung der in der Ionisationskamnier bereits aufgeladenen Par tikel aus dem Gasstrom ermöglichen. Die Ionisation des Gasstromes erfolgt in der Ioni- sationskammer hierbei ebenfalls durch eine elektrische Glimmentladung, jedoch sind hier für sehr dünne Drähte vorgesehen, die zwi schen dickeren Gegenelektroden angeordnet. sind, so da.ss nur in der unmittelbaren Um gebung dieser dünnen.
Drähte die CTlimnifeld- stärke erreicht und eine Glimmhaut gebildet. wird. Zwischen den dünnen Drähten und der. dickeren Gegenelektroden, die beide auf einem Haltenahmen befestigt sind, bildet sich ein Ionisationsstrorn aus, und durch Einbau des Dünndraht-Ionisatorrahmens quer zur Gasströmung wird erreicht, dass jedes Gas- niolekül, wenn auch mir für Millisekunden, in, der Ionisatorquersehnittsebene verweilen muss.
Durch diesen Dünridraht-Ionisator und die kurze Verweilzeit der Gasströmung in der Quersehnittsebene des Ionisatorrahmens soll einerseits eine genügend starke Ionisation des Gases, anderseits aber eine möglichst geringe Anreicherung mit Ozon und nitrosen Gasen, die bei der Glimmentladung entstehen, be wirkt werden.
Die Zweikammerbauart von Elektrofiltern mit Dünndraht-Ionisator erzeugt infolge der vorgenannten Konstruktion zwar relativ ge ringe Mengen von Ozon und nitrosen Gasen; immerhin sind dieselben aber doch so gross, dass solche Elektrofilter für die Staubab- scheidung in Klimaanlagen mit geschlossener Luftzirkulation nicht verwendet werden kön nen, vielmehr stets eine Beimengung von etwa.
)0 %. Frischlift notwendig ist, um den un- c angenehmen und schädlichen Gehalt an Ozon bzw. nitrosen Gasen auf einen zulässigen ge ringen Betrag zu reduzieren. Ferner haben. derartige Elektrofilter bei industriellen An wendungen versagt, wo die Atmosphäre völlig frei von aggressiven Gasen sein muss.
Auch dort, wo eventuelle entzündliehe oder explo- sible Staub-, Nebel- oder Gasgemische auftre ten können, darf ein Elektrofilter mit Dünn- draht-Ionisator nicht, verwendet werden, weil die Glimmentladung in solchen Fällen eine Entzündung oder Explosion hervorrufen kann.
Es ist ein Verfahren zur Abseheidung fester und, flüssiger Partikel aus einem Luft strom mit Hilfe eines radioaktiven Ionisators bekannt, bei welchem die Ionisation des Gas stromes vor dem Eintritt in die eigentlichen Abscheider-Elektroden durch radioaktive Be strahlung, vorwiegend mittels der Alpha-Emis- sion geeigneter radioaktiver Substanzen er folgt. Bei dieser lonisierungsmethode tritt eine Neubildung irgendwelcher Gase im bestrahlten Luft- oder Gasstrom nicht auf. Dagegen muss dafür Sorge getragen werden, dass die radio aktive Substanz bei ihrem langsamen Zerfall.
keine gasförmigen Elemente bildet, bzw. müs sen solche gasförmigen Zerfallsprodukte der radioaktiven Substanzen an einer V ermi- sehung mit dem bestrahlten vorbeiströmenden Gas sicher verhindert werden. Hierfür wird in bekannter Weise die radioaktive Substanz auf einen metallischen Träger aufgebracht, meist in sehr dünner Verteilung über die Oberfläche des Trägermetalles und mittels einer sehr dünnen metallischen Folie längs ihrer ganzen Ausdehnung lückenlos abgedeckt. und durch innige Verbindung von Deckfolie und Trägermetall längs der gesamten Rand zone gasdicht abgeschlossen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, ein Verfahren zu schaffen, das die Umwand lung solcher bestehender Zweikammer-Elek- trofilter mit Glimmliehtionisator in ein Filter mit radioaktivem Ionisator ermöglicht.
Diese Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dal') mindestens die Glimmdrähte der Glimmlicht- ionisatorbaugruppe und ihre Halter von ihren Hochspannungsansehlüssen abgetrennt, aus der Ionisationskammer entfernt und durch radioaktive Strahlungsquellen ersetzt werden, zur radioaktiven. Ionisierung des gesamten, durch die Ionisationskammer in die Abscheide kammer strömenden. Gases.
An Hand der beiliegenden Zeichnung soll das erfindungsgemässe Verfahren beispiels- %veise näher erläutert werden; es zeigt: Fig.1 ein übliches Elektrofilter in Zwei kammerbauart, Fig. bis I verschiedene Bauarten der radioaktiven Ionisatorrahmen, die zur Durch- Tührung des erfindungsgemässen Verfahren> geeignet sind.
Im Elektrofilter gemäss Fig. 1 bewegt sie!i innerhalb des Luftführungskanals, der hier durch die Blechwandungen 1 und 2 angedeutet ist, der von mitgeführten Partikeln zu reini gende Luft- bzw. Gasstrom von links vorn nach rechts hinten, wobei er zuerst die Ioni- satoreinrichtung durchströmt. und dann in den aus plattenförmigen Elektroden aufgebauten Abscheider eintritt.
Die Ionisator einrielitung, ein sogenannter Dünndraht-Ionisator, besteht aus den sehr dünnen -.#Ietalldräliten 3, die zwischen federnden Haltebügeln 4 ausge spannt sind, die ihrerseits an den metallischen Halteschienen ä befestigt, untereinander durch den metallischen Träger 6 verbunden und mittels des Isolators 7 vom Gehäuse 1 isoliert sind. Über die Leitung 8 ist die me tallische Haltevorrichtung für die dünnen Drähte 3 mit der Klemme 9 verbunden und liegt damit.
am Pluspol der Hochspannung I'... Die Länge der Haltebügel 4 ist so bemessen, dass sich die dünnen Metalldrähte 3 genau in der Ebene der rohrförmigen Elektroden 10 und in der Mitte zwischen je zwei solcher Elektroden 10 befinden. Da die Elektroden 10 von einer metallischen Querleiste 11 getra gen werden und damit am Gehäuse 1 befestigt sind, besitzen sie Erdpotential.
Da aber die Hochspannung Uz minusseitig an Klemme 12 ebenfalls an Erde liegt, bildet sieh in der durch die positiven Drähte 3 und die nega tiven Elektrodenrohre 10 gebildeten Ebene ein elektrisches Feld aus, dessen Stärke in un mittelbarer Umgebung der Drähte 3 zur Bil- dun-, einer elektrischen Glimmentladung- (Cilinnnhaut) führt.
Die im Bereiche dieser Glininientladung in der hindurchströmenden ljuft gebildeten positiven Ionen wandern zu den negativen Elektrodenröhren 10, die in gleicher Zahl gebildeten negativen Gasionen bewegen sich quer zum Luftstrom zu den positiven Drähten 3, so dass die gesamte, quer rum Luftstrom stehende Ionisatorebene einen Ionenstrom aufweist, der seinerseits die in, Luftstrom mitgeführten Partikel elektrisch auflädt. Die geladenen Partikel erreichen mit.
dem Luftstrom zusammen den eigentlichen .\bscheider, der aus den Plattenelektroden 13 besteht, die abwechselnd mit der geerdeten Klemme 12 bzw. der Klemme 14- verbunden sind. Durch die zwischen den Klemmen 12 und 1.1 herrschende Spannung Ui wird im gesamten Raum zwischen den Plattenelektro den 13 ein quer zur durchströmenden Luft gerichtetes elektrisches Feld erzeugt, unter dessen Wirkung die aufgeladenen Partikel in Richtung auf die jeweils entgegengesetzt ge ladene Elektrodenplatte abgelenkt und dort.
niedergeschlagen werden.
Bei den meisten Ausführungen von Elek trofiltern nach dem Zweikammerprinzip ist die aus den in Fig. 1 mit 4, 5, 6 und 7 be zeichneten Bauteilen bestehende Haltevor richtung für die dünnen Gliniindrähte 3, mit der Elektrodenhaltevorrichtung 11 für die Rohrelektroden 10 zu einer einzigen Bau gruppe vereinigt und leicht auswechselbar.
In solchen Fällen ist dann der Umbau der Elek- trofilter in solche mit radioaktiver Ionisation besonders einfach, da nm ein mit radioaktiven Strahlungsquellen ausgerüsteter Ionisatorrab- men gleieher Aussenabmessungen eingesetzt zu werden braucht, ohne dass wesentliche Än- deitingen an den sonstigen Bauteilen des Elektrofilters vorgenommen werden. Ein Ioni- satorrahmen dieser Art ist in einer beispiels weisen Ausführung in Fig. 2 schematisch dar gestellt.
Er besteht aus einem rahmenförmi- gen Bauteil 1 aus beliebigem Material mit sol chen Abmessungen, dass er in den Luft.zufüh- rungskanal des betreffenden Elektrofilters, nach Entfernung des dort vorhandenen Ctlimmlicht-Ionisators, leicht.
eingesetzt und ge gen die Wandungen des Luftzuführungskanals abgedichtet werden kann, damit die gesamte, der Abseheiderkammer des betreffenden Elek trofilters zuströmende Luft- oder Gasmenge sich vorher durch den Innenraum des rahmen- förmigen Bauteils 1 hindurchbewegen muss. Dieser Innenraum des rahmenförmigen Bau teils 1 ist durch mindestens eine Längsschiene 2 unterteilt, die am Bauteil 1 befestigt ist und ihrerseits als Träger von radioaktiven Strah lungsquellen, in Fig. 2 beispielsweise als band förmiger Belag 3 dargestellt, dient.
Derartige radioaktive Strahlungsquellen - mit. vorwie gender Alpha-Emission, zum Beispiel Radium salze - sind auch auf der Rückseite der Schiene 2 vorhanden (in Fig. 2 gestrichelt an gedeutet und mit. 3a bezeichnet), so dass von der radioaktiven Strahlung, insbesondere der Alpha-Emission, sowohl der rechts von Schiene 2 wie auch der links von Schiene sich erstreckende Innenraum der durch den Bauteil 1 gebildeten Rahmenebene vollständig bestrichen und in jedem Punkt erreicht wird.
Die Breite der voll der radioaktiven Schicht 3 bzw. 3a. bestrahlten Teile der Rahmenebene, in Fig. 2 mit F bezeichnet, die sogenannte Fen sterbreite, ist durch die Bedingung, da.ss kein Flächenteil innerhalb einer solchen Fenster öffnung unbestrahlt sein darf, begrenzt, da die Reichweite der von den radioaktiven Strahlungsquellen emittierten Alphateilchen ebenfalls begrenzt ist. Für den Fall, dass die Gesamtbreite des rahmenförmigen Bauteils 1 grösser als 2 X F ist, wird eine Unterteilung in mehrere Fenster erforderlich.
In der Fig. 3 sind einige beispielsweise Unterteilungen schematisch angegeben. In den einzelnen Figuren ist jeweils der rahmen- förmige Bauteil und Träger der Längsschie nen mit 1 bezeichnet, die einzelnen Längs schienen mit 2, 2a, 2b und die radioaktiven Strahlungsquellen mit 3, 3a, 3b usw. bis 3e. Auch die maximalen Fensterbreiten F sind eingezeichnet, die jeweils mit der Maximal reichweite der emittierten Alphateilchen der radioaktiven Strahlungsquellen übereinstim men oder kleiner als diese sein müssen.
Die radioaktiven Strahlungsquellen können bei einer Rahmenbauweise entsprechend der Fig.2 auch direkt auf der Innenseite der Längsseiten des Bauteils 1 angebracht sein, wobei dann eine Längsschiene 2 überflüssig ist und die gesamte Rahmenebene eine Breite von 2 F besitzen kann, wenn F die maximale Reichweite der emittierten Alphateilchen nicht überschreitet.
Die in Fig. 2 dargestellte Mon tage der radioaktiven Strahlungsquellen auf einer besonderen Schiene 2 ist aber dann von Vorteil, wenn die verwendete radioaktive Sub- stanz- neben der erwünschten Alpha-Emission auch eine Gammastrahllnmg grösserer Intensi tät aufweist, die durch das Gehäuse des Elek trofilters (in Fig. 1 mit 1 bzw. 2 bezeichnet.) hindurehdringt und in den Aussenraum ge langt, wo sieh eventuell Personen aufhalten können.
Durch die Verwendung der Träger schiene 2 in Fig. 2 wird dann gewährleistet, dass ein Mindestabstand zwischen den radio aktiven Strahlungsquellen und solchen Per sonen eingehalten wird. Zur besseren Absellir- inung der unerwünschten durchdringenden Gammastrahlung wird der rahmenföl-lnige Bauteil 1 in Fig. '? auf seiner Aussenseite mit einem Belag stark absorbierenden Metalls, bei spielsweise mit Blei, versehen. Eine solche Ab schirmung kann auch innerhalb oder ausser halb des Gehäuses (in Fig. 1 mit 1 bezeichnet) angebracht werden.
Eine weitere beispielsweise Ausführung des Ionisatorrahmens für radioaktive Ionisa tion des in den Elektrofilter eintretenden Luft- oder G=asstromes zeigt Fig. -1 in sehenia- tischer Darstellung. Hierbei ist mit 1. der rahmenförmige Bauteil bezeichnet, der in den Luft- bzw. Gaszuführung;5kanal eingesetzt und nach aussen abgedichtet wird, so dass der gesamte Luft- bzw.
Gasstrom durch seinen Innenraum hindurehtreten inuss. Der rahmen- förmige Bauteil 1 trägt. in dieser beispielswei sen Ausführung an den beiden Längsschienen die mit 2 und 2a bezeichneten radioaktiven Strahlungsquellen, liier als bandförmiger Be lag dargestellt.
Der rahmenförmige Bauteil 1 ist hier aus elektrisch leitendem Material her gestellt und trägt eine svninletriseh in der Mitte der Rahmenebene angeordnete metal lische Längsschiene 3, die mittels der beiden Isolierstücke 4 befestigt, so dass sie mit. deni metallischen Rahmen 1 nicht in leitender Ver bindung steht.
An die Längsschiene 3 und den Rahmen 1 wird eine (-x'leielispannung angelegt in Fig. 4 durch die Batterie 15 angedeutet j von solcher Grösse, dass die innerhalb der Reich weite der vom radioaktiven Belag<I>2 bzw.</I> 2a emittierten Alphateilchen entstehenden Luft- oder Gasionen zur Längsschiene 3 hinwan dern, soweit sie entgegengesetztes Potential wie diese besitzen.
Damit wird - unabhängig von der Breite des Rahmeninnenraumes - ein lonenstrom in der ganzen Rahmenebene er zeugt, der quer zur Strömungsrichtung der hindurchbewegten Luft verläuft und auch solche Flächenelemente bedeckt., die von den emittierten Alphateilehen selbst, infolge von deren begrenzten Reichweite, nicht erreicht. werden.
Auch bei diesem radioaktiven Ionisa- tor mit einem, der teilweise radioaktiv be strahlten Qnersehnittsebene überlagerten elek trischen Feld, können die radioaktiven Strah lungsquellen auch auf den beiden Seiten der isoliert im Rahmen befestigten Längsschiene 3 angebracht werden. Infolge der grossen Ener gie der emittierten Alphateilchen werden die selben vom überlagerten elektrischen Feld nicht merklich beeinflusst. Für die Funktion des Ionisators ist es auch unerlieblieh, welche Polarität jeweils die Längsschiene 3 gegen den Rahmen 1 aufweist..
Der besondere Vorteil des radioaktiven Ionisators mit überlagertem elek- trisehen Feld besteht darin, dass die erfor derliche Menge radioaktiver Substanz wesent lich geringer ist wie bei den radioaktiven loni- satoren ohne dieses überlagerte elektrische Feld.
Die in den rahmenförmigen Ionisatorein- richtungen der Fig. ? bis 4 angegebenen radio aktiven Strahhingsquellen sind als bandarti ger Belag dargestellt, in welcher solche Strah lungsquellen mit. vorwiegender Alpha-Emis- sion als handelsübliche Ware bekannt. sind, und zwar in Form dünner lIetallfolien mit einseitigem radioaktivem Belag, der zum Bei spiel aus einem Radiumsalz besteht.
In dieser Form können solche radioaktive Strahlungs quellen auch in die Glimmlicht-Ionisatorrah- men normaler Elektrofilter, wie schematisch in Fig. 1 dargestellt, nachträglich eingebaut. werden. Beseitigt man beispielsweise im. (llimmlicht-Ionisator der Fig. 1 die dünnen Drähte 3, deren. federnde Haltevorrichtung -1 samt.
Querstäben 5, Verbindungsstab 6 und Isolator 7, so bleibt nur der Rahmen 11 mit den rohrförmigen Elektroden 10 zurück, und es besteht die Möglichkeit, jedes der Rohre 10 mit einem schmalen Längsstreifen von ra dioaktive Folie zu versehen, derart, dass die emittierten Alphateilehen den Zwischenraum zum jeweils benachbarten Rohr 10 in seiner gesamten Längsausdehnung bestreichen.
Da durch entsteht ein radioaktiver Ionisator, der den bisherigen Glimmlicht-Ionisator voll zu ersetzen in der Lage ist, solange der Ab stand zwischen den einzelnen Elektrodenroh- ren 10 nicht so gross ist, dass wegen der be grenzten Reichweite der Alphateilehen nicht radioaktiv bestrahlte Bereiche der Ionisator- ehene vorhanden sind.
Radioaktive Strahlungsquellen mit vorwie gender Alpha-Emission werden, in ähnlicher Weise wie als Folien mit einseitigem aktivem Belag, auch als Metalldraht von einigen Milli meter Durchmesser mit allseitig radioaktiver Oberfläche hergestellt. Derartige Drähte bzw. Stangen können insbesondere dazu verwendet erden, um an Stelle der in Fig. 1 mit 3 be zeichneten dünnen Drähte in einen Glimm- licht-Ionisator üblicher Bauweise Verwendung zu finden.
Der Durchmesser der Drähte soll so gross sein, dass die an der Oberfläche auf tretende elektrische Feldstärke noch sicher unterhalb jenes Wertes bleibt, der eine Sprüh- oder Glimmerscheinung hervorruft. Die all seits von der Drahtoberfläche emittierten Alphateilehen bewirken eine Ionisation der durch den Ionisator strömenden Luft, und jene Ionen, die eine positive Ladung besitzen, wandern zu den Elektrodenrohren 10, damit einen Ionenstrom bildend, wie er im Glimm- lieht-Ionisator vorhanden war,
aber ohne des sen unerwünschte Gasbildung infolge der Glimmentladung. Die Feldstärke in der Ebene der Elektroden 10 ist meist höher als notwen dig bei der Anwendung drahtförmiger radio aktiver Strahlungsquellen, so dass die Span nungsquelle für U2 fortfallen und .die Klemme 9 mit Klemme 14 verbunden werden kann.