DE230570C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, flüssige oder feste schwebende Teilchen von gasförmigen Körpern mittels hochgespannter Elektrizität zu trennen, und· besteht darin, daß die bei den bisher bekannten Verfahren zur Abscheidung der in Rauch, Luft oder Gasen enthaltenen Beimengungen durch hochgespannte Elektrizität als Elektroden benutzten metallischen Leiter, deren

ίο Oberflächen mit Metallspitzen besetzt waren, durch wirksamere Elektroden und die zur Erzeugung der hochgespannten Elektrizität bisher angewendeten Reibungs- oder Influenz-Elektrisiermaschinen durch andere Vorrichtungen ersetzt werden, welche die bekannten Übelstände dieser Art. von Quellen hochgespannter Elektrizität (Empfindlichkeit gegen Feuchtigkeit und Staub u. a.) nicht aufweisen. Gleichstromdynamos sind für solche Spannungen, wie sie hier erforderlich sind, nur schwer zu konstruieren. Hierzu kommt bei der Benutzung derartiger Maschinen noch der . Nachteil, daß ein Funke, welcher zufällig zwischen den Elektroden überspringt, einen zerstörenden Lichtbogen hervorrufen kann, falls der Stromkreis nicht durch besondere Sicherheitsvorrichtungen geschützt wird.

Die mit metallischen Spitzen versehenen Elektroden sind insofern' ungeeignet, als sie keine hinreichende Zerteilung der Gase bewirken.

Alle diese Übelstände werden bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung beseitigt. Dies wird einmal durch Verwendung besonders ausgestatteter Elektroden und ferner durch eine eigenartige Stromerzeugung erreicht.

Gemäß der Erfindung wird nämlich die Oberfläche der Elektrode der einen Polarität durch Anordnung von Fäden aus nicht metallischem, faserigem Material, beispielsweise Baumwolle, Wolle oder Asbest, flaumartig ausgebildet, während die Oberfläche der Elektrode der anderen Polarität glatt ist. Es kann auch jede Elektrode für sich abwechselnd glatt und flaumartig gestaltet sein. Wesentlich ist nur, daß die glatten Teile der einen Elektrode den flaumartigen der anderen gegenüberliegen. Bei Verwendung derartiger Elektroden werden die Gase äußerst fein zerteilt. Die von den feinen Haaren der einen Elektrode ausströmende Elektrizität wird hierbei schnell auf die schwebenden Teilchen übertragen, so daß diese von der glatten Fläche der anderen Elektrode angezogen werden. Um die Leitfähigkeit der flaumartig ausgebildeten Elektrode zu erhöhen, kann man die Fasern mit Elektrolyten anfeuchten, oder man kann sie auch teilweise mit Kohlenstoff überziehen und sie so zugleich gegen Säuredämpfe widerstandsfähig machen.

Die eigenartige Stromerzeugung bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Elektroden mit einer Wechselstromquelle in Zeitzwischenräumen in Verbindung gebracht werden, welche mit den Perioden dieses Wechselstromes synchron sind und den Spitzen der Spannungswellen entsprechen.

Ein auf die gewünschte Spannung transformierter Wechselstrom wird durch ein System von Unterbrechungskontakten, welche synchron mit den Wechseln des Stromes betätigt werden, derartig umgeformt, daß die Elektroden mit dem Hochspannungsstromkreis nur während eines kleinen Teiles des Wechsels verbunden sind, und zwar so, daß ihre Polarität die gleiche bleibt. Die Bildung eines

ίο Lichtbogens infolge eines zwischen den Elektroden überspringenden Funkens ist bei dieser Art der Stromerzeugung völlig ausgeschlossen, und die bisher bestehende Schwierigkeit, die gewöhnlichen Gleichstromdynamos den für den vorliegenden Zweck erforderlichen hohen Spannungen anzupassen, fällt fort. Würde man andererseits gewöhnlichen Wechselstrom anwenden, so würden die schwebenden Beimengungen an einer der flaumartigen Elektrodenflächen teils positiv, teils negativ geladen werden und das Bestreben haben, hin und hei" zu schwingen, anstatt stetig in einer Richtung zu wandern.

Wegen der hohen Spannung zwischen den beiden Elektroden müssen diese gut isoliert gehalten werden. Dies wird erreicht durch das Überleiten eines ununterbrochenen Stromes reinen Gases über die Oberfläche der festen Isolation. Auf diese Weise wird die Ausstreuung oder Übertragung von Staubteilchen o. dgl. in den Raum, welcher die feste Isolation unmittelbar umgibt, verhindert. Es gelingt so, den Raum um die Isolierung herum während der ganzen Dauer des Verfahrens von Staubteilchen o. dgl. freizuhalten. Der Gasstrom braucht nicht schnell, sondern nur derart zu sein, daß der Raum um die Isolierung herum fortwährend mit Gas angefüllt ist. Auf den Zeichnungen stellt Fig. 1 eine Ansieht einer beispielsweisen Einrichtung zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens dar, und zwar für den einfachsten Fall, bei welchem ein Kontakt von den Elektroden nach einem Einphasenstromkreis einmal bei jedem vollständigen Kreislauf erfolgt;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer anderen Anordnung der Elektroden;

Fig. 3 ist eine Kantenansicht der in Fig. 2 gezeigten Elektroden;

Fig. 4 ist ein wagerechter Schnitt durch ein Elektrodensystem, bei welchem die flaumartigen und glatten Oberflächen in etwas anderer Weise angeordnet sind;

Fig. 5 zeigt in schematischer Weise eine Anordnung von Bürsten und Kontaktstellen, mit welcher es möglich ist, beide Wellenseiten aller drei Phasen eines Dreiphasenstromkreises zu benutzen.

Die die schwebenden Teilchen enthaltenden Gase oder Dämpfe treten in die Niederschlagskammer A (Fig. 1) durch das Rohr B ein und gelangen in die Nähe der Elektrode C. Diese ist aus beliebigem Material hergestellt und hier als Drahtkäfig ausgebildet, auf welchen eine dünne Schnur E aus weichem, faserigem Material, wie Baumwolle, Wolle oder Asbest, aufgewickelt ist.

Bei dem in dieser Figur dargestellten Apparat besteht die zweite Elektrode aus den glatten Wandungen der. Kammer A.

Die flaumartige Elektrode C wird von einer leitenden Stange D getragen. Das durch das Einlaßrohr B eintretende Gas empfängt die Entladung von den Baumwoll- oder Asbestfasern E, so daß seine schwebenden Teilchen davon abgestoßen werden, wie durch die Pfeile angezeigt ist, und sich auf den Wandungen der Kammer A ablagern. Das gereinigte Gas tritt dann durch das Auslaß rohr F aus.

Um die Verschlechterung der Isolation durch einen Überzug von Staubteilchen zu vermeiden, ist ein Rohr G vorgesehen, durch welches ein Strom reinen Gases eintritt und, wie durch die Pfeile angezeigt ist, um den Träger H der Elektrode mit hoher Spannung herumgeht.

Die Maschine L (Fig. 1) kann entweder der Erzeuger für den Strom oder auch nur ein von diesem angetriebener Synchronmotor sein. Die isolierende Scheibe oder Nabe K trägt das leitende Glied /, welches den Stromkreis zwischen den feststehenden Bürsten N und M zweimal bei jeder Umdrehung, d. h. einmal für jede Periode schließt. Der Transformator ist mit O und ein Hilfskondensator mit / bezeichnet.

In den Fig. 2 und 3 ist eine Anordnung von abwechselnd verschiedenartig ausgebildeten Elektroden in einem Raum P dargestellt. A¹ sind die glatten und C¹ die flaumartigen Elektroden. Die ersteren werden von Stangen α getragen, welche auf den Schienen a¹ ruhen, während die letzteren mittels Haken c an Stangen c¹ aufgehängt sind, welche auf Isolatoren Q an der Außenseite des Raumes P ruhen. In Fig. 3 liegt ein isolierender Zylinder h um die Stange c¹; durch diesen Zylinder kann ein Strom reinen Gases eingeführt werden, um die Verschlechterung der Isolation zu vermeiden.

Unter gewöhnlichen Bedingungen macht es wenig Unterschied, ob die rauhen Oberflächen positiv oder negativ sind. Man kann daher sowohl glatte als auch rauhe Oberflächen an beiden Elektroden vereinigen, vorausgesetzt, daß die glatten Teile der einen Elektrode den rauhen Teilen an der anderen Elektrode gegenüberliegen.

Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt, in welcher die Elektroden A² und C² die eine Polarität und die Elektroden A³ und C³ die entgegengesetzte Polarität be-

sitzen. Die Pfeile zeigen die Strömung des Gases und der schwebenden Teilchen im allgemeinen an.

Fig. 5 stellt die Anordnung der Bürsten und Kontaktstellen bei der Benutzung aller drei Phasen eines Dreiphasenstromkreises dar. Drei in verhältnismäßig weiten Zwischenräumen auf einer gemeinsamen Welle gelagerte Isolationsscheiben K¹, K² und K^a nehmen den Platz

ίο der Nabe K der Fig. ι ein. Jede Scheibe trägt vier metallische und über ihren Umkreis hervorragende Kontaktpunkte k¹, k² und k^s, welche den Kontakt mit den Bürsten s¹, s² und s⁸ herstellen und so den Dreiphasen-Stromkreis e, f, g in Zeitzwischenräumen aussetzend mit den zu den Niederschlagselektroden führenden Leitungen m und η verbinden. Der Deutlichkeit halber sind in der Zeichnung die Scheiben in verschiedener Größe dargestellt, in Wirklichkeit aber haben sie zweckmäßig dieselbe Größe.

In den Fig. 1 und 5 sind zwei vollständige Perioden des Wechselstromes für jede Umdrehung der Scheiben angenommen, aber durch eine geeignete Anordnung der Kontakte und Bürsten kann auch eine Änderung der Verhältnisse zwischen den Umdrehungen und den Perioden vorgenommen werden.

Die Spannung der Elektroden zwischen den Zeiten, in welchen ein Kontakt mit dem Hochspannungsstromkreis hergestellt wird, wird einerseits von dem Grade ihrer Entladung durch das Gas und von anderen Ladungsverlusten und andererseits von der elektrischen Kapazität des Systems abhängen. Um diese letztere zu ergänzen und dadurch eine hohe Spannung zwischen den Elektroden aufrechtzuerhalten, kann erforderlichenfalls eine elektrische Aufnahmevorrichtung, ζ. B. eine Hochspannungs-Sammelbatterie von geringer Kapazität oder ein elektrostatischer Kondensator, wie in Fig. 1 gezeigt, parallel zu den Elektroden geschaltet werden, welche, wenn sie in der oben beschriebenen Form gebraucht werden, in sich selbst eine beträchtliche elek-.45 trische Kapazität besitzen.

Gewöhnlich ist es vorteilhaft, die eine von dem Transformator kommende Seite des Hochspannungsstromkreises zu erden, wie dies bei R in Fig: I angedeutet ist.

Claims (2)

Patent-An Sprüche :

1. Verfahren zur Trennung schwebender Teilchen von gasförmigen Körpern mittels hochgespannter Elektrizität, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mit einer Wechselstromquelle in Zeitzwischenräumen in Verbindung gebracht werden, die mit den Perioden dieses Wechselstromes synchron sind und den Spitzen der Spannungswellen entsprechen, und daß die gegenüberliegenden Oberflächen der Elektroden so ausgebildet sind, daß die Oberfläche der einen, die elektrische Ladungen der einen Polarität führt, durch Anordnung von Fäden aus nicht metallischem, faserigem Material, beispielsweise Baumwolle oder Asbest, flaumartig gestaltet ist, während die Oberfläche der anderen, die elektrische Ladungen der entgegengesetzten Polarität führt, glatt ist.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation zwischen den Elektroden und den Wandungen der Niederschlagskammer durch das Überleiten eines ununterbrochenen Stromes reinen Gases über die Oberfläche der festen Isolation aufrechterhalten wird, so daß die Ausstreuung oder Übertragung von Staubteilchen o. dgl. in den Raum, der diese feste Isolation unmittelbar umgibt, verhindert wird. .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.