Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode
gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1, eine stabförmige Elektrode, insbesondere eine
elektrostatische Hochspannungselektrode, gemäss Oberbegriff des Anspruchs 13 und eine
elektrostatische Feinstaubfilteranlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 22. Im
Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung gewisser Materialien zur Herstellung
einer Elektrode gemäss Anspruch 26. Halterung, Elektrode und/oder Feinstaubfilteranlage
können zur Abgasreinigung, insbesondere von Feueranlagen, verwendet werden.
Stand der Technik
[0002] Elektrostatische Staubfilter oder auch Elektroabscheider genannt sind Anlagen zur
Abscheidung von Partikeln aus Gasen, die auf dem elektrostatischen Prinzip beruhen.
Diese Anlagen werden insbesondere zur elektrischen Reinigung von Abgasen verwendet.
[0003] Ihre hauptsächliche Anwendung finden Elektrofilter in der Reinigung von industriellen
Rauchgasen, beispielsweise bei der Stromerzeugung aus Kohle, bei der Verhüttung oder
der Zementherstellung. Dort werden Gesamtabscheidungsgrade bis zu 99,9% erreicht.
Ein Kraftwerksfilter ist unter Umständen einige zehn Meter hoch. Die Abscheidung von
besonders giftigen Feinstäuben im Bereich unter einem Mikrometer stellt eine besondere
Herausforderung an die Abscheidungsrate von Elektrofiltern dar. Solche Stäube gelangen
in die Lunge und können daher nicht abgehustet werden. Sie stellen je nach Substanz
ein erhebliches Krebsrisiko dar.
[0004] Feinstaubanteile sind jedoch nicht nur in industriellen Abgasen vorhanden sondern
auch in privaten. Um diese Abgase ebenfalls effizient zu reinigen werden heute Elektrofilteranlagen
auf Kamine privater oder gewerblicher Feuerungsanlagen aufmontiert. Montage, Wartung
und Reinigung von privaten und gewerblichen Feuerungsanlagen und deren Filteranlagen
stellen andere Anforderungen als die Grossanlagen der Industrie. Vor allem sind industrielle
kontinuierliche Lösungen zur Reinigung von Kaminen sehr teuer und bei privater oder
gewerblicher Nutzung einer Feuerungsanlage nicht rentabel; vielmehr wird hier die
Reinigung von Kaminfegern, z.B. alljährlich, durchgeführt. Eine Elektrofilteranlage
zur Rauchgasreinigung von Kleinfeuerungsanlagen, die mit Holz, Stroh oder anderen
regenerativen Brennstoffen oder Kohle befeuert werden ist in der Patentschrift
DE 10 2006 003 028 offenbart.
[0005] Bei Elektrofiltern werden Staubteilchen durch Koronaentladung elektrisch aufgeladen
und zur entgegengesetzt aufgeladenen Elektrode gezogen. Die Koronaentlädung findet
auf einer dafür geeigneten, geladenen Hochspannungselektrode im Innern des Abgaskamins
statt. Die Elektrode ist bevorzugt mit herausragenden Spitzen und eventuell scharfen
Kanten ausgeführt, weil dort die Dichte der Feldlinien und damit auch die elektrische
Feldstärke am größten und somit die Koronaentladung begünstigt ist. Die gegengesetzte
Elektrode besteht für gewöhnlich aus einem geerdeten Abgasrohrabschnitt, der um die
Elektrode gelagert ist. Der Abscheidungsgrad eines Elektrofilters ist insbesondere
von der Verweilzeit der Abgase im Filtersystem und der Spannung zwischen Sprüh- und
Abscheidungselektrode abhängig. Die dafür notwendige gleichgerichtete Hochspannung
wird von einer Hochspannungserzeugungsanlage bereitgestellt. Die Hochspannungserzeugungsanlage
und die Halterung für die Elektrode sind vor Staub und Verschmutzung zu schützen,
um ungewollte Kriechströme zu vermeiden und die Standzeit der Anlage zu verlängern.
[0006] In der Patentspezifikation
GB 914 299 werden bekannte elektrostatische Filter gezeigt. Eine Ausführungsform eines elektrostatischen
Filters (Figur 2), deren Isolatoren aufgrund konstruktiver Massnahmen vor Biegebelastung
und Bruch geschützt sind besteht zumindest aus einem Hochspannungsteil, welches auf
einem Träger, welcher eine Brücke zwischen isolierendenden Supporten schlägt, aufliegt.
Zudem reicht das hängende Hochspannungsteil durch eine Isolatorhülse hindurch. Kräfte
die auf das Hochspannungsteil wirken werden durch elastische Dichtungen, von denen
einige direkt oder indirekt am Hochspannungsteil anliegen, aufgenommen. Die Bewegungsfreiheit
des Hochspannungsteils, wird durch den beschriebenen Aufbau fast völlig verhindert.
Insoweit überhaupt eine Bewegung des Hochspannungsteils möglich ist, ist diese durch
die anliegenden Dichtungen stark eingeschränkt und geführt. Vibrationen und Erschütterungen
können durch diesen Aufbau abgedämpft werden.
[0007] In der Patentanmeldung
GB 2119 291 wird ein elektrostatischer Filter gezeigt, dessen Trägerstab, gegebenenfalls mit
Emissionselektrode, frei schwingend in einer Insolatorhülse hängt. In einer Ausführungsform
ist der Trägerstab in ein nachgiebiges Material gebettet, welches den Raum zwischen
Trägerstab und Isolator ausfüllt. Dieser Aufbau soll ein Brechen des Isolators aufgrund
von Vibrationen, welche über den Trägerstab übertragen werden, verhindern.
[0008] In der Patentanmeldung
US 4 671808 wird ein elektrostatischer Filter mit einem Klopfmechanismus gezeigt. Dieser Klopfmechanismus
dient zur Erschütterung der Vielzahl der Elektroden. Durch Betätigung des Klopfmechanismus
wird der Niederschlag abgeklopft.
[0009] Die Veröffentlichung
WO 2008/128353 offenbart eine Dämpferinstallation zur Abtrennung der Isolatorkammer vom Kaminrohr.
Wird die Dämpferinstallation geschlossen und die Stromzufuhr auf das Halteelement
für den Elektrodenrahmen abgeschaltet, kann die Wartung des Isolators vorgenommen
werden, während das Abgas weiterhin durch den Kamin strömt.
[0010] Der oben genannte Stand der Technik gibt keine Hinweise zur konstruktiven Ausführung
von Halterungen für elektrostatische Hochspannungselektroden von vorwiegend Kleinfeueranlagen,
welche üblicherweise vom Kaminfeger mit Bürste gereinigt werden.
Aufgabe der Erfindung
[0011] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrostatische Feinstaubfilteranlage,
insbesondere Elektrode und Elektrodenhalterung, derart auszuführen, dass Montage,
Wartung und Reinigung von Feinstaubfilter und Kamin, zum Beispiel von Hauskaminen
mit Holzfeuerung, leicht durchführbar sind. Insbesondere soll die Reinigung sowohl
vom Dach aus wie auch von unten, d.h. vom Ofen her leicht durchführbar sein. Zusätzlich
soll die die Sicherheit von Kaminfeger und Monteur bei Ausführung der Montage-, Service-,
Wartungs- und Reinigungsarbeiten gewährt werden.
Beschreibung
[0012] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe mit einer Halterung gemäss Anspruchs 1 und/oder
einer Elektrode gemäss Anspruch 13 und insbesondere einer Feinstaubfilteranlage gemäss
Anspruch 22 dadurch gelöst, dass Halterung und/oder Elektrode beweglich und selbstrückstellend,
insbesondere federnd ausgeführt sind. Im Weiteren wird die Aufgabe mit der Verwendung
bombierter flexibler Teile zur Herstellung einer Elektrode gemäss Anspruch 26 gelöst.
[0013] Die erfindungsgemässe Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode
zur Abgasreinigung beinhaltet einen Hochspannungsisolator, elektrodenseitig des Isolators
zumindest einen Arm (bevorzugt nur einen Arm) beinhaltend ein Haltemittel zum Halten
einer am Haltemittel bevorzugt vertikal hängenden Hochspannungselektrode und montageseitig
des Isolators zumindest ein Montagemittel zur Montage der Halterung an einer Montagestelle
ausserhalb eines Abgaskanals eines Kamins, wobei die Halterung mit wenigstens einem
Rückstellelement mit rückstellender Eigenschaft ausgestattet ist, welches eine gelenkige
Verbindung zwischen dem zumindest einen Montagemittel und dem Haltemittel bildet und
welches bei der Reinigung im Abgaskanal mit einem Reinigungsgerät ein Ausweichen des
Haltemittels und gegebenenfalls einer daran angebrachten Hochspannungselektrode aus
der Betriebsposition und ein selbsttätiges Rückstellen in die Betriebsposition ermöglicht.
Das Rückstellelement ist also zwischen dem zumindest einen Montagemittel und dem Haltemittel
derart eingebaut ist, dass das Haltemittel mit dem zumindest einen Montagemittel über
das Rückstellelement verbunden ist und dass das Haltemittel gegenüber dem zumindest
einen Montagemittel selbstrückstellend, insbesondere elastischen und/oder federnd,
beweglich ist. Das wenigstens eine Rückstellelement wirkt rückstellend sobald eine
äussere Kraft, welche die Position der Halterung verändert, wegfällt. Als rückstellende
Kräfte können Schwerkraft und/oder Federkräfte wirken. Auslenkung aus der Ausgangsposition
und Rückstellung sind beliebig wiederholbar. Von Vorteil ist, dass zum Beispiel bei
der Reinigung mit einer Kaminbürste die Elektrode im Innern des Abgaskanals aufgrund
der flexibel ausgeführten Halterung auf die Seite gedrückt werden kann und dadurch
für die Reinigungsbürste kein Hindernis mehr bildet. Das zumindest eine rückstellende
Element ist ein bewegliches Element, das als Feder, z.B. Stahlfeder, als Scharnier,
mechanisches Gelenk, aus elastischem Material oder aus einer Kombination davon ausgebildet
sein kann.
[0014] Insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen die Halterung mit wenigstens einem
Rückstellelement mit selbstrückstellender Federkraft ausgestattet ist (z.B. bei einer
Feder als Rückstellelement oder bei einer Halterungsteilausführung mit elastischem
Material, wie etwa Silikon), wirkt das federnde Rückstellelement selbstrückstellend,
sobald eine äussere Kraft, welche die Position der Halterung verändert, wegfällt Die
Auslenkung aus der Ausgangsposition und die Rückstellung sind hierbei vorteilhaft
elastisch. Bei einer weiteren Ausführungsformen, bei der die Halterung mit wenigstens
einem Scharnier als Rückstellelement ausgestattet ist, kann das Rückstellelement zum
Beispiel aufgrund der Schwerkraft rückstellend wirken, sobald eine äussere Kraft,
welche die Grundposition der Halterung verändert hat, wegfällt.
[0015] Zweckmässigerweise ermöglicht das wenigstens eine Rückstellelement eine Auslenkung
der Halterung oder von Teilen der Halterung aufgrund einer äusseren Kraft und bei
Wegfall der äusserer Krafteinwirkung die Rückstellung der Halterung oder der Teile
der Halterung in die Betriebsposition (i.e. Grundposition).
[0016] Vorteilhafterweise ist das wenigstens eine Rückstellelement derart ausgelegt, dass
die Halterung, d.h. der Teile der Halterung, welcher elektrodenseitig vom Rückstellelement
angeordnet ist (i.e. insbesondere das Haltemittel), aufgrund einer Biegung oder Drehung
des Rückstellelements (insbesondere um den Dreh- oder Biegepunkt des Rückstellelements)
um mehr als 5 Grad, bevorzugt um mehr als 10 Grad und weiter bevorzugt um mehr als
20 Grad aus der Grundposition ausgelenkt werden kann. Umso besser die Auslenkbarkeit
ist desto besser ist der Zugang bei Reinigung und Wartung der Filteranlage und des
Abgaskanals, bzw. des Kamins.
[0017] Alternativ ist das wenigstens eine Rückstellelement beim Ausweichen derart auslenkbar,
dass das Haltemittel aufgrund einer Biegung und/oder Drehung des Rückstellelements
eine Auslenkung bezüglich der Betriebsposition in zumindest horizontaler Richtung
um mindestens 5 cm, bevorzugt um mindestens 10 cm, weiter bevorzugt um mindestens
15 cm, weiter bevorzugt um mindestens 20 cm, aus seiner Betriebsposition erfahren
kann. Ein Ausweichen oder Auslenken in vertikaler Verschiebung kann zusätzlich erfolgen.
[0018] Vorteilhafterweise ist das zumindest eine Montagemittel mit wenigstens einem Rückstellelement
zur Stützung des Isolators ausgestattet. Bevorzugt ist hierbei zwischen dem zumindest
einen Montagemittel und dem Isolator zumindest ein Trägermittel, welches das wenigstens
eine Rückstellelement trägt, angeordnet. Alternative ist der zumindest eine Arm mit
dem wenigstens einen Rückstellelement ausgestattet oder der Isolator ist selbstrückstellend,
insbesondere aus elastischem Material, wie zum Beispiel Silikon, ausgeführt. Das rückstellende
Element wirkt rückstellend sobald eine äussere Kraft, welche die Position der Halterung
verändert, wegfällt. Durch die montageseitige Positionierung des rückstellenden Elements
wird ein möglichst grosse Verschiebbarkeit, d.h. Verschiebungsstrecke der Elektrode
gewährleistet. Dies ist zum Beispiel bei der Reinigung mit einer Kaminbürste von besonderem
Vorteil, da die Elektrode im Innern des Abgaskanals aufgrund der stark flexiblen Halterung
bis zur Abgaskanalwand weggedrückt werden kann und dadurch für die Reinigungsbürste
kein Hindernis mehr bildet.
[0019] Vorteilhafterweise ist der Isolator über eine lösbare Verbindung, insbesondere eine
Steckverbindung, mit dem zumindest einen Montagemittel, gegebenenfalls über zumindest
ein Trägermittel, verbunden. Der Isolator wird bei der Montage nur aufgesteckt und
kann zur Wartung jederzeit abgenommen werden. Zudem werden hierzu keine Werkzeuge
benötigt.
[0020] Der Isolator sitzt vorteilhafterweise in einer Isolatorhalterung, welche zudem mittels
des wenigstens einen rückstellenden Elements am zumindest einen Montagemittel, gegebenenfalls
über zumindest ein Trägermittel, auslenkbar verankert ist.
[0021] Zweckmässigerweise sind drei, vier oder mehr rückstellende Elemente so angeordnet,
dass eine rückstellende Dreipunk-, Vierpunkt-, bezugsweise Mehrpunkstützung des Isolators
besteht. Die rückstellenden Elemente sind zum Beispiel derart angeordnet, dass eine
Art Federtisch entsteht, der zwischen Isolator, bezugsweise Isolatorhalterung und
einer zur Montage ausgebildeten Konsole positioniert ist. Das oder die rückstellenden
Elemente bilden dabei die Stützbeine des Tisches. Durch eine breite Abstützung, die
bei der Verwendung von zum Beispiel vier rückstellenden Elementen gegeben ist, kann
das Drehmoment, das aufgrund des Gewichts der Elektrode, gegebenenfalls (ggf.) einer
Elektrodenführung, und der darauf wirkenden Kräfte entsteht, besser aufgefangen werden.
Im Gegensatz zu einer Federstützung durch nur ein rückstellendes Element ist die Stützung
durch mehrere rückstellende Elemente stabiler und trotzdem einfach einstellbar bezugsweise
dimensionierbar. Hingegen kann eine Federstützung mit nur einem Rückstellelement unter
Umständen konstruktiv einfacher zu realisieren sein und gewährt dabei eine gute Flexibilität
und Beweglichkeit der Halterung.
[0022] Zusätzlich oder alternative können rückstellende Elemente am Isolatordorn an der
Elektrodenführung und/oder der Elektrode selbst platziert werden. Zusätzliche rückstellende
Elemente können ebenfalls als Federn, z.B. Stahlfeder, als Scharniere oder mechanisches
Gelenke ausgebildet sein.
[0023] Der Isolator weist vorteilhafterweise eine Lamellenstruktur auf. Diese läuft vorteilhafterweise
gegen oben tannenförmig zu, bezugsweise verjüngt sich zur Elektrodenseite hin. Eine
durchgehende Schmutzschicht kann durch diese Formgebung weitestgehend verhindert werden.
Der Arm mit Haltemittel zum Halten einer Elektrode ragt in Zuspitzrichtung aus der
Spitze des sich verjüngenden Isolators.
[0024] Der Isolator besteht zum Beispiel aus Silikon, da dieses Material stark isolierend
wirkt. Silikon selbst besitzt eine gewisse Elastizität. Es ist deshalb alternativ
denkbar, dass Isolator und Dorn derart ausgeführt werden, dass der Isolator selbst
als rückstellendes Element wirkt, bezugsweise wirken kann. Silikon ist zudem stark
wasser- und schmutzabweisend. Kriechströme können somit auf ein Minimum reduziert
und die Standzeit der Anlage maximiert werden. Im Weiteren hat Silikon eine hohe Temperatur-
und Ozonbeständigkeit.
[0025] Zweckmässigerweise sind eine Stromversorgungseinheit und gegebenenfalls eine Steuerungseinheit
montageseitig mit dem Isolator verbunden. Hierbei ist die Stromversorgungseinheit
vorteilhafterweise über eine elektrische Verbindung durch den Isolator hindurch mit
der Elektrode verbunden.
[0026] Zweckmässigerweise kann eine Vibrationseinheit, insbesondere ein Vibrationsmotor,
an der Halterung angebracht oder darin integriert werden. Durch Betätigung der Vibrationseinheit,
kann die Halterung und somit die befestigte Elektrode in Schwingung gebracht werden.
Durch die eingebrachten Schwingungen können abgelagerte Abgaspartikel von der Elektrode
abgeschüttelt werden.
[0027] Vorteilhafterweise ist der zumindest eine Arm zum Halten einer Hochspannungselektrode
mit Mitteln zum Aufbau einer lösbaren Verbindung, z.B. einer Steckverbindung oder
einer Schraubverbindung, ausgeführt. Hierbei kann der zumindest eine Arm zum Halten
der Hochspannungselektrode mit weiteren rückstellenden Elementen ausgeführt serin.
Zusätzlich oder alternativ kann das zumindest eine Montagemittel, gegebenenfalls über
zumindest ein Trägermittel, mit mehreren Rückstellelementen ausgeführt sein.
[0028] Die erfindungsgemässe stabförmige Elektrode, insbesondere die elektrostatische Hochspannungselektrode,
besteht aus einem Federelement mit rückstellender, d.h. elastischer, Federkraft oder
beinhaltet zumindest ein Federelement mit rückstellender, d.h. elastischer, Federkraft,
das unter Krafteinwirkung eine Bewegung, insbesondere eine Biegung, Knickung oder
Deformation, der Elektrode ermöglicht und bei fehlender Krafteinwirkung die Elektrode
in die Grundposition, z.B. in eine gestreckte Position, zurückspringen lässt. Die
Biegung und die Rückstellung sind elastisch. Die Elektrode weist sich also durch eine
einerseits steife und andererseits elastisch selbstrückstellende Bauform aus. Dadurch
dass die Elektrode eine oder mehrere Biege- oder Knickstellen aufweist, ist es möglich
die Elektrode seitlich über eine Öffnung im Abgaskanal zu montieren und demontieren.
Bei einer Reinigung von unten her, kann die Elektrode mit dem Reinigungsbesen weggedrückt
werden. Hierdurch wird die Arbeit des Kaminfegers vereinfacht; insbesondere ist die
Reinigung vom Dach her nicht mehr nötig. Während des Betriebs weist die Elektrode
hohe Steifigkeit und gleichzeitig gute Dämpfwirkung auf. Die Federkraft kann hierbei
so eingestellt und dimensioniert werde, dass die Kräfte des Abgasstroms, d.h. der
dadurch erzeugte Luftwiderstand an der Elektrode, und die elektrostatischen Kräfte,
die auf die Elektrode wirken, kein Aufschwingen der Elektrode verursachen. Die Elektrode
kann mit einem zusätzlichen Gewicht im Lot gehalten werden. Das zumindest eine Federelement
der Elektrode kann als Feder, z.B. Stahlfeder, ausgebildet sein. Das zumindest eine
Federelemente ist aufgrund seiner Konstruktion und/ oder seiner Materialeigenschaften
selbstrückstellend.
[0029] Vorteilhafterweise besteht das Federelement aus mindestens einem bombierten Federblechstück,
das quer zur Elektrodenlängsrichtung bombiert ist. Die Krümmung des Elektrodenquerschnitts
(d.h. die Krümmung in Elektrodenquerrichtung einer stabförmigen Elektrode), die durch
Bombieren eingebracht wird, hat vorteilhafterweise einen Radius von 5 bis 100 mm (Millimeter),
bevorzugt von 10 bis 40 mm und weiter bevorzugt von 18 bis 22 mm. Zweckmässigerweise
besitzt die Elektrode in ihrem Querschnitt eine Bogenlänge von 8 bis 100 mm, bevorzugt
von 12 bis 50 mm und meist bevorzugt von 16 bis 25 mm. Vorteilhafterweise ist die
Elektrode 1 bis 4 m (Meter) lang. Zweckmässigerweise wird für ein Abgasrohr mit eher
grossem Durchmesser eine eher lange Elektrode verwendet. Ein bombiertes Federstahlblech
weist eine sehr hohe Steifigkeit auf und lässt sich dennoch leicht Knicken. Sobald
keine äussere Kraft mehr auf das Federstahlblech einwirkt, springt es wider in den
gestreckten Zustand zurück. Zudem ist der Knickpunkt über die Länge des Blechs frei
verschiebbar.
[0030] Im Weiteren kann das Federelement aus zumindest zwei oder mehr bombierten Federblechstücken
bestehen, welche mit konvexen Seitenbereichen oder mit konvexen und konkaven Seitenbereichen
gegeneinander angeordnet verbunden sind. Dies komplexere Bauform resultiert in einer
stärkeren Federkraft der Elektrode.
[0031] In einer Ausführungsform umfasst die stabförmige elektrostatische Hochspannungselektrode
Federelemente, welche sich im Wesentlichen über die ganze Länge der Elektrode erstrecken.
[0032] In einer Ausführungsform enthält die stabförmige elektrostatische Hochspannungselektrode
Federelemente und formstabile Elemente in wechselnder Abfolge, insbesondere in wechselnder
Abfolge in der Längsrichtung der Elektrode. Bei Verbiegung können sich hierbei mehrere
Knickpunkte gleichzeitig einstellen.
[0033] Vorteilhafterweise ist die rückstellende Federkraft der Federelemente derart bemessen,
dass die Federelemente durch Muskelkraft, insbesondere durch Einsatz von Armen und
Händen, einer mit der Wartung, Montage oder Reinigung der Anlage betrauten Person,
gebogen oder geknickt werden können.
[0034] Zweckmässigerweise ist die rückstellende Federkraft des oder der Federelemente derart
ausgelegt, dass das Federelement bezugsweise die Federelemente zumindest um 10 Grad,
bevorzugt zumindest um 20 Grad, weiter bevorzugt zumindest um 45 Grad und weiter bevorzugt
zumindest um 90 Grad geknickt werden können, bezugsweise gebogen werden können. Im
Weiteren ist es von Vorteil, wenn die einzelnen Federelemente um zumindest 10 und
bis zu 180 Grad, vorteilhafterweise um zumindest 20 und bis zu 170 Grad knickbar bezugsweise
biegbar sind. Zu beachten ist, dass aus je weniger Federelemente die Elektrode aufgebaut
ist, desto stärker sollten sich die Elemente knicken lassen. Die zur Beugung nötige
Kraft hängt hierbei vom Material und den Stababmessungen ab.
[0035] Zweckmässigerweise besitzt eine Elektrode scharfe Kanten oder Spitzen zur Ionisation.
Die Kanten oder Spitzen haben dabei bevorzugt einen Radius von weniger als 1 mm, weiter
bevorzugt weniger als 0.5 mm und weiter bevorzugt weniger als 0.2 mm.
[0036] Bei einer weiteren vorteilhaften erfindungsgemässen Ausführung einer stabförmigen
Elektrode, insbesondere einer elektrostatischen Hochspannungselektrode, bestehen die
Elektroden zumindest teilweise aus bombiertem Blech, insbesondere Federstahlblech.
[0037] Vorteilhaft bestehen die Elektroden (insbesondere die Elektrodenoberfläche) zu mindestens
20 Prozent, bevorzugt zu mindestens 50 Prozent, weiter bevarzug zu mindestens 80 Prozent
und weiter bevorzugt im Wesentlichen aus bombiertem Federstahlblech.
[0038] Erfindungsgemäss werden bombierte Federstähle zur Herstellung von stabförmigen Elektroden,
insbesondere elektrostatischen Hochspannungselektroden, verwendet. Durch ihre selbstrückstellenden
Federkräfte sind diese Elektroden und die Anlagen in den die Elektroden verwendet
werden, leicht zu montieren, zu warten und zu reinigen.
[0039] Erfindungsgemäss kann bombierter Federstahl zur Herstellung von Elektroden, insbesondere
elektrostatischen Hochspannungselektroden verwendet werden.
[0040] Die erfindungsgemässe elektrostatische Feinstaubfilteranlage beinhaltet eine elektrostatische
Hochspannungselektrode und gegebenenfalls eine Gegenelektrode und zeichnet sich dadurch
aus, dass die Anlage weiter eine Halterung wie hierin beschrieben für die elektrostatische
Hochspannungselektrode beinhaltet.
[0041] Die erfindungsgemässe elektrostatische Feinstaubfilteranlage beinhaltet eine elektrostatische
Hochspannungselektrode und gegebenenfalls eine Gegenelektrode, wobei die Anlage weiter
eine Halterung für die Hochspannurigselektrode beinhaltet, welche insbesondere zumindest
aus einem Hochspannungsisolator, elektrodenseitig des Isolators einem Arm mit einem
Haltemittel zum Halten einer am Haltemittel bevorzugt vertikal hängenden Hochspannungselektrode
und montageseitig des Isolators einem Montagemittel zur Montage der Halterung besteht,
und wobei die Halterung im Weiteren mit wenigstens einem rückstellenden Element mit
selbstrückstellender Federkraft ausgestattet ist. Das rückstellende Element bildet
hierbei eine gelenkige Verbindung zwischen dem zumindest einen Montagemittel und dem
Haltemittel und ermöglicht bei der Reinigung im Abgaskanal mit einem Reinigungsgerät
ein Ausweichen des Haltemittels und gegebenenfalls einer daran angebrachten Hochspannungselektrode
aus der Betriebsposition und ein selbsttätiges Rückstellen in die Betriebsposition.
Das rückstellende Element wirkt selbstrückstellend sobald eine äussere Kraft die Position
der Halterung verändert. Dies hat den Vorteil, dass zum Beispiel bei der Reinigung
mit einer Kaminbürste die Elektrode im Innern des Abgaskanals aufgrund der flexiblen
Halterung auf die Seite gedrückt werden kann und dadurch für die Reinigungsbürste
kein Hindernis mehr bildet.
[0042] Vorteilshafterweise ist hierbei die Hochspannungselektrode als stabförmige Elektrode
ausgebildet, die zumindest ein rückstellendes Element mit rückstellender Federkraft
enthält, das unter Krafteinwirkung eine Knickung der Elektrode ermöglicht und bei
fehlender Krafteinwirkung die Elektrode versteift.
[0043] Die erfindungsgemässe elektrostatische Feinstaubfilteranlage beinhaltet eine elektrostatische
Hochspannungselektrode und gegebenenfalls eine Gegenelektrode und zeichnet sich dadurch
aus, dass die Hochspannungselektrode als stabförmige elektrostatische Hochspannungselektrode
wie hierin beschrieben ausgebildet ist.
[0044] Die erfindungsgemässe elektrostatische Feinstaubfilteranlage beinhaltet eine elektrostatische
Hochspannungselektrode und gegebenenfalls eine Gegenelektrode, wobei die Hochspannungselektrode
als stabförmige elektrostatische Hochspannungselektrode ausgebildet ist, die insbesondere
zumindest ein rückstellendes Element mit rückstellender Federkraft enthält, das unter
Krafteinwirkung eine Knickung der Elektrode ermöglicht und bei fehlender Krafteinwirkung
die Elektrode versteift. Dadurch dass die Elektrode eine oder mehrere Biege- oder
Knickstellen aufweist, ist es möglich die Elektrode seitlich über eine Öffnung im
Abgaskanal zu montieren und zu demontieren. Die Öffnung im Kamin kann auf die minimale
Grösse aufgrund der maximalen Durchschlagsstrecke bemessen werden. Das Design eines
Kamins bildet keine starke Einschränkung hinsichtlich Konzeption und Design der Filteranlage,
da eine seitliche Öffnung als Einlass für die Elektrode genügt. Alle weiteren Filterelement
können aussen am Kamin montiert werden.
[0045] Vorteilhafterweise beinhaltet hierbei die elektrostatischer Feinstaubfilteranlage
weiter eine flexible isolierende Halterung, die einen Hochspannungsisolator, elektrodenseitig
des Isolators zumindest einen Arm mit einem Haltemittel zum Halten einer am Haltemittel
bevorzugt vertikal hängenden Hochspannungselektrode und montageseitig des Isolators
zumindest ein Montagemittel zur Montage der Halterung, wobei die Halterung mit wenigstens
einem rückstellenden Element ausgestattet ist. Das rückstellende Element bildet hierbei
eine gelenkige Verbindung zwischen dem zumindest einen Montagemittel und dem Haltemittel
und ermöglicht bei der Reinigung im Abgaskanal mit einem Reinigungsgerät ein Ausweichen
des Haltemittels und gegebenenfalls einer daran angebrachten Hochspannungselektrode
aus der Betriebsposition und ein selbsttätiges Rückstellen in die Betriebsposition.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Halterung mit wenigstens einem rückstellenden
Element mit selbstrückstellender Federkraft ausgestattet.
[0046] Diese und weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen werden im Folgenden
aufgezeigt.
[0047] Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren in schematischer
Darstellung näher im Detail beschrieben. Es zeigt:
- Figur 1:
- Abgaskanal mit elektrostatischer Hochspannungsfilterausstattung mit über rückstellende
Elemente flexibel gelagertem Isolator und elektrostatischer Elektrode in Betriebsstellung;
- Figur 2:
- Abgaskanal mit elektrostatischer Hochspannungsfilterausstattung mit über rückstellende
Elemente flexibel gelagertem Isolator und elektrostatischer Elektrode in ausgelenkter
Stellung während der Reinigung;
- Figur 3:
- Abgaskanal mit elektrostatischer Hochspannungsfilterausstattung mit flexibel gelagertem
Isolator und elektrostatischer Elektrode mit alternativen und zusätzlichen rückstellenden
Elementen oder Knickpunkten;
- Figur4:
- Isolator;
- Figur 5:
- Zwei allgemeine Ausführungsformen einer selbstrückstellende elektrostatische Elektrode:
a) segmentierter Aufbau, b) einteiliger Aufbau
- Figur 6:
- Selbstrückstellende elektrostatische Elektroden beinhaltend a) zwei bombierte Federbleche,
b) ein bombiertes Federblech;
- Figur 7:
- Querschnittbeispiele für selbstrückstellende Federblechelektroden;
- Figur 8:
- Abgaskanal mit elektrostatischer Hochspannungsfilterausstattung mit flexibel gelagertem
Isolator und flexibler elektrostatischer Elektrode, a) in Betriebsstellung, b) bei
Entnahme der Elektrode;
[0048] Figuren 1-3 und 8 zeigen jeweils einen Abgaskanal 9 eines Kamins, der mit einer elektrostatischen
Hochspannungsfilteranlage 11 ausgestattet ist. Ein Kamin ist so konzipiert dass Abgase
durch den Abgaskanal 9 nach Oben in die Umgebung ausströmen können. Der Abgaskanal
ist hierzu z.B. als Rohr ausgeführt. Kommerziell erhältliche und verbaute Abgasrohre
haben üblicherweise Durchmesser von etwa 100 bis 400 mm. Im Betrieb gemäss Figur 1
ist die elektrostatische Hochspannungselektrode 13 im Innern des Abgaskanals 9 in
zentraler Stellung in Achsrichtung (d.h. in Längsrichtung) positioniert. Die Innenwand
des Abgaskanals 9 bildet die Gegenelektrode oder weist Befestigungen für eine oder
mehrere daran angebrachte Gegenelektroden auf. Die Gegenelektrode kann geerdet sein.
Die Hochspannungselektrode 13 ist bevorzugt über eine Elektrodenführung 15, einen
Isolatordorn 17 und ein Hochspannungskabel 19 mit einer elektronischen Hochspannungserzeugungs-
und Steuereinrichtung 23 elektrisch verbunden. Die Elektrodenführung 15 ist durch
eine Öffnung 25 in der Wand des Abgaskanals 9 nach aussen geführt. Elektrodenseitig
ist die Elektrodenführung 15 mit einer Elektrodenbefestigung 27 ausgeführt, an welcher
die Hochspannungselektrode 13 angebracht ist, bezugsweise lösbar befestigt ist. Alternativ
können Elektrodenführung 15 und Elektrode 13, Elektrodenführung 15 und Isolatordorn
17 oder alle drei Komponenten eine fest verbundene Einheit bilden. Isolatorseitig
ist die Elektrodenführung 15 derart ausgeführt, dass sie in eine Kupplung 29, welche
Isolatordorn 17 und Elektrodenführung 15 verbindet, lösbar einsteckt. In einer ihrer
einfachsten Ausführungsformen besteht die Kupplung 29 lediglich aus einer lochartigen
Führung im Isolatordorn 17. Der Isolatordorn 17 trägt einen Isolator 31, der vorzugsweise
lamellenartig und zur Elektrodenseite hin verjüngend ausgebildet ist, wobei die Lamellen
33 beabstandete Schichten radialer Verdickungen des Basisdurchmessers 35 des Isolators
31 darstellen. Der Isolatordorn 17 ragt - insbesondere in Zuspitzrichtung - aus der
Spitze des Isolators, geht diesseitig über in die Elektrodenführung 15 und die Elektrodenbefestigung
27. Isolatordorn 17 und Elektrodenführung 15 bilden einen Arm mit der Elektrodenbefestigung
27 zum Halten einer Elektrode 13. Der Isolator 31 steckt lösbar in einer Isolatorhalterung
37, die derart ausgeführt ist, dass in eingesteckter Position eine Hochspannungskabel
19 eine elektrische Verbindung zwischen Isolatordorn 17 und Hochspannungserzeugungs-
und Steuerungselektronik 23 erstellt. Die elektrische Verbindung zwischen Isolatordorn
17 und Hochspannungskabel 19 wie auch das Hochspannungskabel selbst sind gegen die
Konsole 41 und die rückstellenden Elemente 43 elektrisch isolierend ausgeführt. Eine
Stromzuführung 39 stellt die elektrische Versorgung sicher. Die Isolatorhalterung
37 ist flexibel auf einer Konsole 41 angebracht. Die Konsole 41 ist am Kamin 9 mittels
eines Montagemittels (nicht gezeigt) unverrückbar an einer Montagestelle 40 befestigt.
Rückstellende Elemente 43 gewähren Flexibilität, so dass eine Krafteinwirkung auf
Elektrode 13, Elektrodenführung 15 oder Isolatordorn 17 durch Positionsveränderung
aufgenommen werden kann und bei nachlassender Krafteinwirkung die Grundposition rückstellend,
bezugsweise rückfedernd, wieder eingenommen werden kann. Die rückstellenden Elemente
43 wirken gleichzeitig als Gelenke, Knickstellen und Speicher für die Rückstellkraft.
Vorteilhafterweise werden mehrere rückstellende Elemente 43 verwendet. In einer bevorzugten
Ausführungsform werden vier gleichartige rückstellende Elemente verwendet. Die vier
rückstellenden Elemente bilden vorzugsweise die Eckpunkte eines Quadrats oder Rechtecks
und verankern die Isolatorhalterung 37 stützend auf der Konsole 41.
[0049] Lösbare Verbindungen bedeuten im vorliegenden Zusammenhang jeweils von Hand durch
den Wartungsarbeiter oder Kaminfeger leicht lösbare, bezugsweise trennbare und wieder
erstellbare Verbindungen, wie dies zum Beispiel bei einer Steckverbindung, einer Klemmverbindung
oder Schraubverbindung möglich ist.
[0050] Die beschriebene flexible Lagerung des Hochspannungsisolators 31 und der Hochspannungselektrode
13 führt dazu, dass die Elektrode 13 bezugsweise die Elektrodenführung 15, zum Beispiel
einer von einem Reinigungsbesen 45 ausgehenden Kraft ausweicht. Ein Verklemmen oder
Einhängen des Reinigungsbesens 45 an der Elektrode 13 oder Elektrodenführung 15, sowie
eine Deformation der Elektrode 13 oder Elektrodenführung 15 kann mit dieser Anordnung
verhindert werden. Die Ausweichbewegung 46 der gesamten Elektrodenhalterung 45, bezugsweise
der Hochspannungsfilteranlage 11 aufgrund der Krafteinwirkung bei der Reinigungsbewegung
47 eines Reinigungsbesens 45 wird in Figur 2 aufgezeigt. Aufgrund der Stosskräfte
während des Reinigens wird die Elektrodenhalterung 49 stark ausgelenkt. Druck- 51
und Zugkräfte 53, die auf die rückstellenden Elemente einwirken, verursachen ein Abknicken
und Auslenken der Halterung 48 aus der ursprünglichen Position, sodass die Domachse
kippt. Abweichend von der in Figur 2 dargestellten Situation kann die Ausweichbewegung
46 die Elektrodenhalterung 48, 49 insbesondere den Isolator 31, auch zum Kamin 9 hin
lenken. In dieser Situation stellt sich die Formgebung des Isolators 31 als vorteilhaft
heraus, da auch bei geringem Abstand zwischen Isolator 31 und Kaminaussenwand 9 eine
Ausweichbewegung nützlicher Spannweite zum Kamin 9 hin durch die verjüngende Form
ermöglicht wird.
[0051] In Figur 3 wird die Elektrodenhalterung 49 einer Hochspannungsfilteranlage 12 mit
einem einzigen alternativen rückstellenden Element 55 dargestellt. Das alternative
rückstellende Element 55 stützt die Isolatorhalterung 37 auf der Konsole 42 ab. Im
Weiteren werden zusätzlich optionale rückstellende Elemente 57 und 59, die im Isolatordorn
bezugsweise in der Elektrodenführung integriert sind, gezeigt. Diese weiteren oder
alternativen rückstellenden Elemente stellen Knickpunkte dar, welche die Beweglichkeit
und Flexibilität der Elektrodenhalterung 49 weiter steigern oder gegebenenfalls alleine
gewährleisten. Alle hier beschriebenen rückstellenden Elemente können beliebig aufgebaut
sein. Beispielhaft sind hier einfache mechanische Gelenke, Federn, Festkörpergelenke
oder Elastomere genannt
[0052] Die am Isolatordorn 18 oder an der Elektrodenführung 16 zusätzlich oder alternativ
platzierten rückstellenden Elemente 57 und/oder 59 bestehen aus Platzgründen mit Vorteil
aus einer Feder, einem Scharnier oder einem Gelenk.
[0053] In Figur 4 ist der Isolator 31 im Detail (hier in einem Isolatorhalter 37 ohne federndes
Element auf der Montagekonsole 41 lagernd) gezeigt. Der Isolator 31 wird form und
kraftschlüssige auf eine Isolatorhalterung 37 gesteckt. Dazu sind keine Schrauben
oder andere Fixierungsmittel nötig. Der Isolator 31 ist gegen oben zulaufen, verjüngt
sich also gegen oben hin. Diese Form ermöglicht eine minimale Baugrösse des Feinstaubfilters
11 oder 12. Die Abmessungen des Isolators 31 wie auch des gesamten Filters 11 oder
12 werden über die Durchschlagsstrecken definiert. Durch die zulaufende Form (Tannenbaumform)
vergrössert sich der Isolationsabstand 61 und somit die Durchschlagstrecke im oberen
Bereich. Im unteren Bereich sind die Spannungen aufgrund des Potentialgefälles kleiner,
sodass der Isolationsabstand 63 klein gehalten werden kann. In der Figur 4 ist links
das elektrische Ersatzschaltbild 65 aufgezeichnet. Jeder ohmsche Widerstand R stellt
eine Lamelle des Isolators 31 dar. Ein vorteilhaftes Isolatormaterial ist Silikon.
Silikon hat eine sehr hohe Temperatur- und Ozonbeständigkeit. Durch seine hydrophobe
Eigenschaft ist er wasser- und schmutzabweisend. Kriechströme können somit auf ein
Minimum reduziert werden. Die Standzeit des Filters 11 oder 12 wird dadurch maximiert.
Durch die lamellare Formgebung wird sich eine bildende elektrisch leitende Schmutzschicht
nur mit Unterbrechungen ausbilden können, somit verhindert die Lamellenstruktur ein
Spannungsdurchschlag auf die Kaminaussenhaut effizient. In einer alternativen Ausführungsform
kann der Isolatordorn 17 flexibel ausgeführt sein. Dadurch wird ermöglicht, dass in
Kombination mit einem elastischen Isolatormaterial wie Silikon der Isolator 31 elastisch
rückstellende wirkt.
[0054] Um die Flexibilität und Beweglichkeit der Anlage weiter zu verbessern kann auch die
Elektrode 13 selbst flexibel ausgeführt sein. In Figur 5 sind zwei allgemeine Ausführungsformen
einer stabförmigen selbstrückstellenden elektrostatische Hochspannungselektroden 67
und 69 dargestellt: In einer in Längsrichtung segmentierten Ausführung (Elektrode
67 in Figur 5a) sind flexible, selbstrückstellende Elemente 71 und steife, formstabile
Elemente 73 in abwechselnder Reihenfolge angeordnet. In einer in Längsrichtung einteiligen,
d.h. nicht segmentierten, Ausführung (Elektrode 69 in Figur 5b) besteht die Elektrode
aus einem einzigen selbstrückstellenden federnden Element 75. Selbstrückstellende
federnde Elemente 71 und 75 können zum Beispiel als bombierte Chromstahifederbleche
ausgeführt sein. In Figur 6a ist ein stabförmiger Blechstreifen 77, der senkrecht
zu seiner Längsachse gekrümmt ist, dargestellt. Ein unbombiertes langes Blechstück
ist relativ leicht in Längsrichtung verbiegbar. Wird ein solches Blechstück quer zu
seiner Längsrichtung gekrümmt bezugsweise bombiert, wirkt sich dies versteifend aus.
Eine Verbiegung in seiner Längsachse benötigt nun einen grösseren Kraftaufwand als
dies bei einem unbombierten Blechstreifen der Fall ist; zudem stellt sich die gestreckte
Form des Blechstreifens federnd mit höherer Federkraft wieder ein. In Figur 6b sind
zwei bombierte Blechstreifen 79, die miteinander an ihren jeweiligen konvexen Seiten,
sozusagen Rücken an Rücken, über Verbindungsstellen 81, wie z.B. Nieten, miteinander
verbunden sind, dargestellt. Weitere Querschnitte möglicher Formen und Anordnungen
von bombierten Blechstreifen sind in Figur 7 aufgezeigt. In Figur 7a wird die gekrümmte
Form eines Querschnitts eines einzelnen bombierten Federblechstreifens 83 gezeigt.
In Figur 7b wird die Anordnung von zwei Blechstreifen 85 mit der jeweiligen konvexen
Seiten gegeneinander gepresst im Querschnitt dargestellt. In Figur 7c wird die Anordnung
von drei Blechstreifen 87 mit deren konvexen Seiten an den jeweiligen zwei Endbereichen
an jeweils eines der anderen zwei Blechstreifen gepresst dargestellt. In Figur 7d
wird ein Querschnitt eines in S-Form gekrümmten Federblechstreifens 89 gezeigt. In
Figur 7e wird die Anordnung von drei Blechstreifen 91 im Querschnitt dargestellt,
wobei die Blechstreifen mit konvexer an konkaver Seite gegeneinander gelegt gestapelt
sind. In Figur 7f wird eine Anordnung von vier Blechstreifen 93 im Querschnitt gezeigt,
wobei zwei erste Blechstreifen mit den jeweiligen konvexen Seiten gegeneinander angeordnet
sind und die zwei weitere Blechstreifen mit den konvexen Seiten an die konkaven Aussenseiten
der ersten zwei Blechstreifen angeordnet sind. Blechstreifen mit diesen Querschnitten
und diesen Anordnungen oder mit ähnlichen Querschnitten und Anordnungen können als
Elektroden 75 oder als Elektrodenabschnitte 71 in Verbindung mit steifen Zwischenelementen
73 gemäss Figuren 5a und 5b verwendet werden. Vorteilhafterweise sind die Kanten der
Blechstreifen möglichst spitz zulaufend, damit die elektrostatische Koronalentladung
möglichst homogen und zuverlässig abläuft.
[0055] In Figur 8 sind Ausrichtung und Krümmung einer selbstrückstellenden Hochspannungselektrode
67 in Betriebsstellung (Figur 8a) und bei Entnahme der Elektrode während zum Beispiel
der Wartung (Figur 8b) gegenübergestellt. Durch die rückstellende Federkraft ist die
Elektrode in Betriebsstellung gestreckt (Figur 8a). Die Federkraft wirkt elektrischen
Kräften, welche die Elektrode 67 zum Schwingen bringen könnten entgegen. Bei der Entnahme
der Elektrode 67 aus dem Abgaskanal 9 knickt diese aufgrund der angelegten Muskelkraft
der mit der Wartung, Montage oder Reinigung der Anlage betrauten Person ein, wodurch
die Entnahme der Elektrode 67 erleichtert wird.
[0056] Im Folgenden werden Elektrodenhalterung 48 oder 49 und Elektroden 13 in funktioneller
Hinsicht beschrieben. Das Abgas das im Abgaskanal 9 eines Kamins mit einer beschriebenen
Filteranlage 11 oder 12 hochsteigt wird im Durchgang in der Nähe der Elektrode 13
feldionisiert. Hierbei werden Staubpartikel elektrostatisch aufgeladen und auf der
Gegenelektrode niedergeschlagen. Die Innenfläche des Abgaskanals 9 kann hier zum Beispiel
als Gegenelektrode dienen. Der sich bildende Partikelstaubniederschlag wird in kleineren
Anlagen, wie zum Beispiel in privaten Kaminfeueranlagen und Holzheizungen, von Zeit
zu Zeit vom Kaminfeger entfernt. Bei der erfindungsgemässen Anlage kann die Reinigung
von unten oder von oben erfolgen. Die Vorgehensweise ist jedoch oft länderspezifisch
vorgeschrieben.
[0057] Bei der Reinigung von unten, das heisst vom Feuerplatz oder vom Heizungsraum aus,
werden Reinigungsbesen und -bürsten 45 gegebenenfalls von Hand nach oben geschoben.
Ist die Elektrode 13 selbst flexibel oder deren Halterung 48 oder 49 flexibel gelagert,
wird die Elektrode 13 und gegebenenfalls die flexible Elektrodenhalterung 48 oder
49 durch die Bürste 45 zur Seite und/oder nach oben geschoben. Die Elektrode 13 bildet
somit kein Hindernis für die vorgeschriebene Reinigung. Die Reinigung kann schnell
und gefahrlos durchgeführt werden.
[0058] Zur Reinigung oder bei Wartungsarbeiten von oben, das heisst vom Dach her, kann die
flexible Elektrodenhalterung 48 oder 49 aufgrund ihrer Flexibilität einfach zur Seite
gedrückt werden und gegebenenfalls die Elektrode 13 abgenommen werden. Zur Abnahme
der Elektrode 13 wird diese, bezugsweise die Elektrodenführung 15 oder 16, aus ihrer
Halterung gezogen und durch die Elektrodeneinführungsöffnung 25 aus dem Abgaskanal
9 entfernt. Sofern eine flexible Elektrode 13 (wie z.B. Elektrode 67 oder 96 gemäss
Figur 5) installiert wurde, ist dieser Arbeitsschritt besonders einfach, denn die
biegbare Elektrode knickt ein beim Anfassen oder beim Auslenken aus dem Lot und kann
dadurch einfach aus der engen Öffnung 25 gezogen werden. Sofern für nötig erachtet,
kann zusätzlich auch der Isolator 31 mit Dorn 17 oder 18 abgenommen werden. Die Öffnung
25 des Abgaskanals 9 wird dadurch frei zugänglich. Weder Elektrode 13 noch Elektrodenhalterung
48 oder 49 bilden somit ein Hindernis für die vorgeschriebene Reinigung. Die Reinigung
kann schnell und gefahrlos durchgeführt werden. Demontage und Rückmontage sind schnell
und unkompliziert. Da die zu bewegenden Einzelteile relativ klein und handlich sind,
ist für eine gute Standfestigkeit des Kaminfegers und somit für seine Sicherheit gesorgt
[0059] Es ist denkbar bei der Reinigung vom Dach aus die Elektrodenhalterung 48 oder 49
und die Elektrode 13 aufgrund ihrer Flexibilität ohne Demontage lediglich zur Seite
zu schieben und die Reinigungsbürste von der Abgasaustrittsöffnung 95 oder von der
Elektrodeneinführungsöffnung 25 her in den Abgaskanal 9 einzuführen.
[0060] Ist lediglich eine flexible Elektrode 13 (wie z.B. Elektrode 67 oder 96 gemäss Figur
5) montiert, die Elektrodenhalterung jedoch steif (z.B. wenn die Federn 43, 55, 56,
57, 59 gemäss Figuren 1 und 3 nicht vorhanden sind), können dennoch Abgaskanal 9 und
Elektrode 13 vom Dach aus gewartet und/oder gereinigt werden. Die flexible Elektrode
kann hierbei von der Halterung entfernt werden und aufgrund ihrer Flexibilität durch
die Elektrodeneinführungsöffnung 25 aus dem Abgaskanal 9 geholt werden.
[0061] Die rückstellenden Federkräfte sind alle so ausgelegt, dass sich die Federn unter
den Kräften die bei Reinigung und Wartung wirken zwar leicht nachgeben, aber dass
unter Betriebsbedingungen die Ardagenteile bezüglich des Kamins fest fixiert bleiben
und keine Vibrationen aufweisen.
Legende:
[0062]
- 9
- Abgaskanal
- 11
- Elektrostatische Hochspannungsfilteranlage
- 12
- Elektrostatische Hochspannungsfilteranlage
- 13
- Hochspannungselektrode
- 15
- Elektrodenführung
- 16
- Elektrodenführung
- 17
- Isolatordorn
- 18
- Isolatordorn
- 19
- Hochspannungskabel
- 23
- Hochspannungserzeugungselektronik und Steuerungselektronik
- 25
- Öffnung im Abgaskanal
- 27
- Haltemittel zur Elektrodenbefestigung
- 29
- Kupplung
- 31
- Isolator
- 33
- Isolatorlamellen
- 35
- Basisdurchmesser
- 37
- Isolatorhalter
- 39
- Stromzuführung
- 40
- Montagestelle
- 41
- Konsole (d.h. Trägermittel)
- 42
- Konsole (d.h. Trägermittel)
- 43
- Rückstellende Elemente
- 45
- Reinigungsbesen oder -bürste
- 46
- Ausweichbewegung
- 47
- Reinigungsbewegung
- 48
- Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode
- 49
- Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode
- 51
- Druckkräfte, Richtung der Druckkräfte
- 53
- Zugkräfte, Richtung der Zugkräfte
- 55
- Alternatives rückstellendes Element
- 56
- Alternatives rückstellendes Element
- 57
- Alternatives rückstellendes Element
- 59
- Alternatives rückstellendes Element
- 61
- Isolationsabstand
- 63
- Isolationsabstand
- 65
- Ersatzschaltbild
- 67
- In Längsrichtung segmentierte Elektrode
- 69
- In Längsrichtung einteilige Elektrode
- 71
- Selbstrückstellendes Element der Elektrode
- 73
- Steifes formstabiles Element der Elektrode
- 75
- Elektrode ausgeführt als selbstrückstellendes Element
- 77
- Bombiertes Federblech
- 79
- Zwei bombierte Federbleche Rücken an Rücken angeordnet
- 81
- Verbindungsstellen
- 83
- Querschnitt eines bombierten Federblechstreifens
- 85
- Querschnittanordnung von zwei bombierten Federblechstreifen
- 87
- Querschnittanordnung von drei bombierten Federblechstreifen
- 89
- Querschnitt eines S-förmig bombierten Federblechstreifens
- 91
- Querschnittanordnung von drei bombierten Federblechstreifen
- 93
- Querschnittanordnung von vier bombierten Federblechstreifen
- 95
- Abgasaustrittsöffnung
1. Halterung für eine elektrostatische Hochspannungselektrode (13) zur Abgasreinigung
beinhaltend
- einen Hochspannungsisolator (31),
- elektrodenseitig des Isolators (31) zumindest einen Arm (15, 16, 17, 18) beinhaltend
ein Haltemittel (27) zum Halten einer am Haltemittel (27) angebrachten Hochspannungselektrode,
und
- montageseitig des Isolators (31) zumindest ein Montagemittel zur Montage der Halterung
an einer Montagestelle (40) ausserhalb eines Abgaskanals (9) eines Kamins
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Halterung mit wenigstens einem Rückstellelement (43, 55, 56, 57, 59) ausgestattet
ist, welches eine gelenkige Verbindung zwischen dem zumindest einen Montagemittel
und dem Haltemittel (27) bildet und welches bei der Reinigung im Abgaskanal (9) mit
einem Reinigungsgerät ein Ausweichen des Haltemittels und gegebenenfalls einer daran
angebrachten Hochspannungselektrode aus der Betriebsposition und ein selbsttätiges
Rückstellen in die Betriebsposition ermöglicht.
2. Halterung nach dem vorangehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rückstellelement ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Federn, Stahlfedern, Scharnieren, mechanischen Gelenken, Elementen, welche zumindest
teilweise aus selbstrückstellendem, elastischem und/oder federndem Material bestehen,
und aus einer Kombinationen davon.
3. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rückstellelement beim Ausweichen derart auslenkbar ist, dass
das Haltemittel (27) aufgrund einer Biegung und/oder Drehung des Rückstellelements
eine Auslenkung bezüglich der Betriebsposition in zumindest horizontaler Richtung
um mindestens 5 cm, bevorzugt um mindestens 10 cm, weiter bevorzugt um mindestens
15 cm, weiter bevorzugt um mindestens 20 cm, aus seiner Betriebsposition erfahren
kann.
4. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rückstellelement derart ausgelegt ist, dass die Halterung, insbesondere
das Haltemittel (27), aufgrund einer Biegung oder Drehung des Rückstellelements eine
Auslenkung um mehr als 5 Grad, bevorzugt um mehr als 10 Grad und weiter bevorzugt
um mehr als 20 Grad, aus der Betriebsposition erfahren kann.
5. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Montagemittel mit dem wenigstens einen Rückstellelement (43, 55,
56) zur Stützung des Isolators (31) ausgestattet ist und/oder dass der zumindest eine
Arm (15, 16, 17, 18) mit dem wenigstens einen Rückstellelement (57, 59) ausgestattet
ist und/ oder dass der Isolator (31) selbstrückstellend, insbesondere aus elastischem
Material, wie zum Beispiel Silikon, ausgeführt ist.
6. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (31) über eine lösbare Verbindung, insbesondere eine Steckverbindung,
mit dem zumindest einen Montagemittel, gegebenenfalls über zumindest ein Trägermittel
(41, 42), verbunden ist.
7. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (31) in einer Isolatorhalterung (37) sitzt und die Isolatorhalterung
mittels des wenigstens einen Rückstellelements (43, 55, 56) am zumindest einen Montagemittel,
gegebenenfalls über zumindest ein Trägermittel (41, 42), verankert ist.
8. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass drei, vier oder mehr Rückstellelemente (43) so angeordnet sind, dass eine selbstrückstellende
Dreipunk-, Vierpunkt-, bezugsweise Mehrpunkstützung des Isolators (31) besteht.
9. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (31) eine Lamellenstruktur hat und/oder dass sich der Isolator (31)
zur Elektrodenseite hin verjüngt.
10. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromversorgungseinheit (23) und gegebenenfalls eine Steuerungseinheit montageseitig
mit dem Isolator (31) verbunden sind.
11. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Arm (15,16,17,18) mit Mitteln (29) zum Aufbau einer lösbaren Verbindung,
insbesondere einer Steckverbindung, ausgeführt ist.
12. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Arm (15, 16, 17, 18) und/oder das zumindest eine Montagemittel,
gegebenenfalls über zumindest ein Trägermittel (41, 42), mit mehreren Rückstellelementen
(43, 55, 56, 57, 59) ausgeführt ist.
13. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungselektrode bevorzugt vertikal hängend am Haltemittel (27) angebracht
ist.
14. Elektrostatische Feinstaubfilteranlage beinhaltend eine elektrostatische Hochspannungselektrode
und gegebenenfalls eine Gegenelektrode dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage weiter eine Halterung nach einem der Ansprüche 1-13 für die elektrostatische
Hochspannungselektrode beinhaltet.