NO175570B - Emisjonselektrode - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en emisjonselektrode for anvendelse i en elektrostatisk støvutfeller, i kombinasjon med én eller flere kollektorelektroder, idet emisjonselektroden omfatter en bærestav og et antall elektrodeelementer.

Emisj onselektroder som er beregnet for elektrostatiske støvutfeilere, skal fortrinnsvis oppvise en rekke vesentlige egenskaper, såsom høy mekanisk styrke og stivhet, ikke hyppige krav til ettersyn, høy korrosjonsmotstand og høy virkningsgrad, og bør være i stand til å fremstilles og håndteres på rasjonell og effektiv måte.

Elektrostatiske støvutfellere benyttes for eksempel for å rense medier i form av f.eks. støvfylte gasser som kommer fra svovelsyreproduksjonsprosesser, metallsmelteprosesser, sement-fremstillingsanlegg og forbrenningsovner.

Elektrostatiske støvutfellere kan konstrueres for å rense både tørre og fuktige gasser for det støv som medføres av disse. Støvutfellere for tørre gasser er normalt konstruert for horisontal gassgjennomstrømning, mens støvutfellere for fuktige gasser normalt er konstruert for vertikal gassgjennomstrømning.

I tillegg til de forannevnte emisjonselektroder omfatter sådanne elektrostatiske støvutfellere også oppsamlings-eller kollektorelektroder. En spenningskilde er tilveiebrakt for å frembringe en potensialforskjell mellom emisjonselektrodene og kollektorelektrodene, slik at det genereres et elektrisk felt mellom elektrodene i et område gjennom hvilket den støvfylte gass strømmer, idet støvpartiklene primært bringes til å avsette seg på kollektorelektrodene, slik at den gass som kommer ut fra støvutfelleren, i det vesentlige vil være fri for støvpartikler.

Den spenning som anvendes når det dreier seg om sådanne støvutfellere, er fortrinnsvis en likespenning som fortrinnsvis ligger ved overslagsgrensen, dvs. slik at det oppnås høyest mulig elektrisk feltstyrke ved hvilken en koronaeffekt og glimutladning vil finne sted, for derved å tilveiebringe den maksimale utfellingskraft på de atskilte støvpartikler, og for følgelig å oppnå den høyest mulige gassrensingsvirkning.

I teknikken er det tidligere kjent forskjellige typer av såkalte stive emis j onselektroder som alle har en rekke forskjellige ulemper: Disse ulemper elimineres i stor utstrekning ved hjelp av emisjonselektroden ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Man ønsker således å utforme emisjonselektrodens elektrodeelementer på en måte som vil stimulere glimutladning og koronaeffekt, mens man på samme tid eliminerer kavitasjonskor-rosjon mellom elektrodeelementene og bærestaven som bærer elemen-tene. Videre bør utformingen av elektrodeelementene være slik at emisjonselektrodene settes i stand til å fremstilles og håndteres på rasjonell måte. Emisjonselektrodene skal fortrinnsvis også kreve bare et minimum av tilsyn, og skal være meget effektive.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en emisjonselektrode som i stor utstrekning vil oppfylle de forannevnte krav, og dette formål oppnås med en emisjonselektrode med de karakteristiske trekk som er angitt i de etterfølgende krav.

Et eksempel på en utførelse av oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et perspektivriss av en elektroderamme som er konstruert av et antall emisjonselektroder ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et perspektivriss av én utførelse av en emisjonselektrode ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser et perspektivriss av en ytterligere utførelse av en emisjonselektrode ifølge oppfinnelsen, og fig. 4 viser et antall emisjonselektroder som er stablet sammen i en lagrings- og. transportstilling. Fig. 1 viser en elektroderamme 1 som omfatter en gruppe elektroder 10 ifølge oppfinnelsen hvis ender er festet til en respektiv øvre 3 og nedre 4 holder anordning, hvor rammen 1 er beregnet å monteres i den ene del av en elektrostatisk støvut-feller som gjennomstrømmes av støvfylt gass som skal renses for sitt støvinnhold. Én eller fleré rammer 1 samvirker med én eller flere kollektorelektroder som er anordnet i støvutfelleren, ved å generere et elektrisk felt mellom emisjonselektrodene og kollektorelektrodene, slik at støvpartikler primært vil avsette seg på kollektorelektrodene og dermed rense den støvfylte gass. Fig. 2 viser en emisjonselektrode 10 ifølge oppfinnelsen som er demontert fra rammen 1. Elektroden 10 omfatter en bærestav 11 på hvilken det er montert et antall elektrodeelementer 12.

Bærestaven 11 i den viste utførelse omfatter en hul stav eller stang med firkantet tverrsnitt, selv om det vil innses at staven eller stangen kan ha rundt tverrsnitt eller hvilken som helst annen tverrsnittsform. Videre kan bærestaven være massiv i stedet for hul.

For å tilveiebringe en gunstig koronaeffekt, har elektrodeelementene 12 fortrinnsvis en pyramideformet spiss 13, idet begrensningskantene 14 av spissenes 13 pyramideform også bidrar til elektrodeelementets 12 høye effektivitet eller virkningsgrad. Skaftdelen 15 av elektrodeelementet 12 i den viste utførelse har rundt tverrsnitt, selv om det vil innses at skaftdelen kan ha en annen tverrsnittsform enn rund. Det vil også innses at elektrodeelementets spiss 13 kan være konisk.

Slik det fremgår av fig. 2, er et antall elektrodeelementer 12 montert på bærestaven 11 slik at elektrodeelementene rager ut fra bærestaven i fire innbyrdes forskjellige retninger. Det vil imidlertid innses at det ligger innenfor oppfinnelsens ramme at elektrodeelementene 12 kan rage ut i hvilket som helst ønsket antall innbyrdes forskjellige retninger fra bærestaven 11, innenfor hovedkravets ramme, dvs. i mer enn to retninger. Denne nye elektrode tilveiebringer en vesentlig øket utfellingseffekt sammenliknet med kjent teknikk, som konsekvent oppviser elektrodeelementer som rager i to retninger som er parallelle med hverandre. Fremspringsutformingen av det foreliggende elektrode-element er særlig fordelaktig ved anvendelse av emisjonselektrodene plassert i rørformede kollektorelektroder.

Ifølge oppfinnelsen er elektrodeelementene 12 fortrinnsvis festet til bærestaven 11 ved hjelp av såkalte bolt-sveisingsteknikker som sikrer spalte- eller mellomromsfri forbindelse mellom elektrodeelementene 12 og bærestaven 11, og dermed på effektiv måte eliminerer faren for kavitasjonskor-rosjon.

Den forannevnte metode for befestigelse av elektrodeelementene til bærestaven muliggjør også at fremstillingen av emisjonselektrodene i høy grad kan automatiseres.

Andre sveisemetoder ved hvilke den ene endedel av respektive elektrodeelementer smeltes eller på annen måte forbindes med bærestaven, slik at det dannes en mellomromsfri forbindelse, kan selvsagt anvendes ved fremstilling av emisjons-

elektrodene ifølge oppfinnelsen.

På respektive ender av emisjonselektroden 10 i den viste utførelse er det montert en skruegjenget bolt i6 som er beregnet å passere gjennom et respektiv hull i holdeanordningene 3 og 4, idet emisjonselektrodene 10 i dette tilfelle festes til holdeanordningene ved hjelp av muttere 17.

Det vil innses at emisjonselektrodene ifølge oppfinnelsen kan festes til holderanordningene på en rekke måter som er forskjellige fra den som er vist. For eksempel kan endene av bærestaven 11 være gjort plane eller flate, i hvilket tilfelle emisjonselektrodene festes til holderanordningene ved hjelp av passende festeanordninger, for eksempel en skrue som passerer gjennom de flatgjorte ender.

Fig. 3 viser en alternativ utførelse av en emisjonselektrode ifølge oppfinnelsen, hvilken elektrode er betegnet med 10' og hvis elektrodeelementer 12' har forskjellig utforming i forhold til de ovenfor beskrevne elektrodeelementer. I likhet med elektrodeelementet 12 har elektrodeelementet 12' en pyramideformet spiss 13' som oppviser pyramidebegrensende kanter 14', og som også oppviser en skaftdel 15' med rundt tverrsnitt som er forsynt med en skruegjenge 20', hvor skruegjengens spiss på gunstig måte innvirker på emisjonselektrodens effektivitet og koronadannende evne.

I emisjonselektrodens normale bruksstilling strekker bærestaven seg vertikalt, som vist på fig. 1-3, og elektrodeelementenes lengdeakser er følgelig beliggende horisontalt. De dermed i hovedsaken vertikalt anordnede spor i skruegjengene 20' tilveiebringer en tilfredsstillende elektrodef unks jon, også f.eks. ved tilstedeværelse av fuktighet, da eventuell dråpedan-nelse som opptrer, vil være konsentrert utelukkende til den del av skruegjengen som er beliggende på elektrodeelementenes underside, og dermed muliggjør at en stor del av skruegj engen kan virke på den tilsiktede måte, på tross av tilstedeværelsen av fuktighet. Det skal også bemerkes at når de vertikalt anordnede emisjonselektroder arbeider i tørre omgivelser, vil støvpartik-lene uten vanskelighet forlate skruegjengenes spor, da disse spor strekker seg i hovedsaken vertikalt, og dermed muliggjør at skruegj engens koronastimulerende funksjon kan opprettholdes over en lang tidsperiode.

Man skal også merke seg at elektrodeelementets spisser 13; 13' er viktige både med hensyn til oppnåelse av maksimal koronadannelse og med hensyn til å hindre støvbelegg på selve elektrodeelementet. Som et resultat av den spesielle utforming av elektrodeelementene ifølge oppfinnelsen vil støvbelegget på emisjonselektroden 10; 10' være konsentrert til i nærheten av bærestaven 11; 11', og følgelig vil intervallene mellom de tidspunkter da det er nødvendig å rengjøre elektrodene, være forholdsvis lange.

Fig. 4 illustrerer muligheten av sammenstabling av emisjonselektrodene 10 ifølge oppfinnelsen på en særlig plassbe-sparende måte ved f.eks. lagring og transport av elektrodene, hvor denne stablingskonfigurasjon gjør det mulig for elektrodeelementenes 12 koniske eller pyramideformede spisser 13 å skjermes mot mekanisk skade. Den viste stablingskonfigurasjon beskytter også på effektiv måte skruegjengene 20' i den elektro-deelementutførelse som er forsynt med sådanne skruegjenger, da bare den ytre begrensningsdel av sidene av de respektive elektrodeelementer ved stabling på den viste måte er i kontakt med bærestavens 11' omkretsoverf late, mens de gjenværende deler av sideflatene forblir godt beskyttet og dermed intakte. De forannevnte innpakkingsfordeler oppnås på grunn av at lengden av respektive elektrodeelementer er kortere enn bærestavens breddedimensjon eller diameter, selv om det på samme tid kan være nødvendig å forskyve emisjonselektrodene aksialt i forhold til hverandre. Omkretsdelene av den stablede elektrodepakke må selvsagt være innpakket på tilfredsstillende måte, for eksempel ved hjelp av innpakkingslekter av tre eller liknende.

Man vil forstå at elektrodeelementene 12; 12' ikke nødvendigvis trenger å være anbrakt på den måte som er vist på tegningsf igurene, men at elektrodeelementene på én side av bærestaven 11; 11' kan være forskjøvet i forhold til elektrodeelementene på en annen side av bærestaven.

Videre vil det innses at anbringelsen eller innstillin-gen av emisjonselektrodene i strømmen av støvfylt medium ikke er begrenset til den vertikale stilling, men at hvilken som helst ønsket stilling eller orientering er mulig.

Det vil også innses at bærestaven må være dimensjonert slik at emisjonselektroden vil være tilstrekkelig stiv for den anvendelse som den er beregnet for.

Claims (7)

1. Emisjonselektrode for anvendelse i en elektrostatisk støvutfeller, i kombinasjon med én eller flere kollektorelektroder, hvilken emisjonselektrode (10; 10' ) omfatter en bærestav (11; 11') og et antall elektrodeelementer (12; 12') hvor én endedel av de respektive elektrodeelementer (12; 12') er forbundet med bærestavens (11; 11') ytre omkretsoverflate, slik at elektrodeelementene vil rage utover fra den nevnte overflate, og hvor elektrodeelementenes spisser er tilspisset (13; 13'), KARAKTERISERT VED at elektrodeelementene (12; 12') rager ut i flere innbyrdes forskjellige retninger.

2. Emisjonselektrode ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at spissene (13; 13') har pyramideform.

3. Emisjonselektrode ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at spissene (13; 13') har konisk form.

4. Emisjonselektrode ifølge ett av kravene 1-3, KARAKTERISERT VED at skaftet (15') av de respektive elektrodeelementer er skruegjenget (20' ).

5. Emisjonselektrode ifølge ett av kravene 1-4, KARAKTERISERT VED at elektrodeelementet (12; 12') er forbundet med bærestaven (11; 11') på mellomromsfri måte.

6. Emisjonselektrode ifølge ett av kravene 1-5, KARAKTERISERT VED at bærestaven (11; 11<*>) har rektangulært tverrsnitt og er massiv eller hul.

7. Emisjonselektrode ifølge ett av kravene 1-6, KARAKTERI-SERT VED at bærestavens (11; 11') endedeler er forsynt med anordninger (16) for befestigelse av emisjonselektroden til holderanordninger (3, 4).