Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektroabscheider zum Abscheiden von Partikeln, wie Schwebstaub oder Wrasen, aus einem Gas beispielsweise für eine Schwebstaub, insbesondere Ruß, erzeugende Anlage, wie eine Feuerungsanlage, eine Belüftung einer raumlufttechnischen Anlage, eine Abgasanlage, eine Dunstabzugshaube oder eine Reinigungsanlage für Kühlschmierstoffnebel beispielsweise für Werkstätten. Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung einen Rohrabschnitt, wie einen Kaminabschnitt, einen Schornsteinabschnitt, einen Dunstabzugshaubenabschnitt oder dergleichen, zum Leiten eines Partikel, wie Schwebstaub oder Wrasen, enthaltenden Gasstroms, insbesondere eines Verbrennungsgasstroms, einer Schwebstaub, insbesondere Ruß, erzeugenden Anlage, wie einer Feuerungsanlage, einer Belüftung einer raumlufttechnischen Anlage, einer Abgasanlage, einer Dunstabzugshaube oder einer Reinigungsanlage für Kühlschmierstoffnebel beispielsweise für Werkstätten, sowie eine Schwebstaub, insbesondere Ruß, erzeugende Anlage, wie eine Feuerungsanlage, bereit. Als Schwebstaub können alle von Luft umgebenen Partikel in einem gegebenen, ungestörten Luftvolumen bezeichnet werden. Feuerungsanlagen sind bisher für deutlich über 50 % aller Rußemissionen verantwortlich. Wrasen bezeichnet im Allgemeinen in der Luft auskondensierender Wasserdampf, der als Nebel sichtbar wird.

Im Stand der Technik existieren grundsätzlich einstufige und mehrstufige Elektroabscheider bzw. Elektrofilter. Einstufige Elektroabscheider haben den Nachteil, dass diese im Vergleich zu mehrstufigen Elektroabscheidern hinsichtlich des Abscheidewirkungsgrades eine deutlich schlechtere Energieeffizienz aufweisen. Mehrstufige Elektroabscheider, bekannt als Abscheider nach dem „Penney-Prinzip“, sind deutlich energieeffizienter und arbeiten nach dem folgenden 2-stufigen Prinzip: in einer Aufladestufe wird ein stark inhomogenes elektrisches Feld erzeugt, wodurch Ladungsträger emittiert werden, welche sich an die abzuscheidenden Partikel anheften und diese elektrisch laden. In einer nachgeschalteten Abscheidestufe wird ein möglichst homogenes elektrisches Feld aufgebaut, sodass idealerweise keine weiteren Ladungsträger emittiert werden und die geladenen Partikel aufgrund des elektrischen Feldes abgeschieden werden können. Eine Herausforderung bei mehrstufigen Elektroabscheidern besteht darin, die unterschiedlichen Filterstufen mit der jeweils optimalen Spannung zu betreiben, um einen möglichst energieeffizienten Betrieb bei möglichst hohem Abscheidegrad zu realisieren.

Beispielsweise offenbart DE 10 2009 030 803 einen elektrostatischen Abscheider zur Reinigung von Rauchgasen beispielsweise in einem Holzofen. Der Abscheider weist in Strömungsrichtung des zu reinigenden Rauchgases betrachtet eine erste Auflade- und Abscheidestufe, eine zweite Auflade- und Abscheidestufe sowie eine Koronaentladestufe auf. Sogenannte Sperrfeldelektroden in der ersten und zweiten Auflade- und Abscheidestufe sind durch Materialverdickungen gebildet, um die elektrische Feldstärke lokal zu erhöhen.

In DE 10 2009 030 803 wurde die oben beschriebene Herausforderung nicht erkannt. Somit kann in den einzelnen Filterstufen bei DE 10 2009 030 803 kein zuverlässiger, energieeffizienter und wirksamer Betrieb des Abscheiders gewährleistet werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass es aufgrund der unmittelbaren elektrischen Verbindung zwischen den Elektroden der einzelnen Filterstufen zu Ausfällen und Beschädigungen des Elektroabscheiders kommen kann. Es hat sich herausgestellt, dass es beim Betrieb des Elektroabscheiders zu Kurzschlüssen insbesondere zwischen der Koronaelektrode und der als Gegenelektrode wirkenden Kaminrohrwand kommen kann, die den ordnungsgemäßen Betrieb des Abscheiders stark beeinträchtigen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu überwinden, insbesondere einen wirkungsvolleren und/oder energieeffizienteren Elektroabscheider, einen Rohrabschnitt und/oder eine Schwebstaub erzeugende Anlage bereitzustellen, bei dem/der ein sicherer Betrieb gewährleistet ist, insbesondere Kurzschlüsse vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Elektroabscheider zum Abscheiden von Partikeln, wie Schwebstaub oder Wrasen, aus einem Gasstrom beispielsweise für eine Schwebstaub, insbesondere Ruß, erzeugende Anlage, wie eine Feuerungsanlage, eine Belüftung einer raumlufttechnischen Anlage, eine Abgasanlage, eine Dunstabzugshaube oder eine Reinigungsanlage für Kühlschmierstoffnebel beispielsweise für Werkstätten, bereitgestellt. Beispielsweise wird der erfindungsgemäße Elektroabscheider in Holzfeuerungsanlagen insbesondere zur Staub- und/oder Rußabscheidung in Rohrabschnitten, wie einem Kaminrohr oder anderem den Gasstrom leitenden Rohr, eingesetzt.

Der Elektroabscheider arbeitet im Wesentlichen nach dem folgenden Prinzip: Elektrische Aufladung der Partikel im elektrischen Feld; Transport durch den Elektrofilter und Ablenkung im elektrischen Feld; Niederschlag der elektrisch geladenen Partikel an einem Gegenpol; Entladung der elektrisch geladenen Partikel an dem Gegenpol; und Entfernung der Partikel von dem Gegenpol.

Der erfindungsgemäße Elektroabscheider umfasst eine Sprühelektrode und eine in Strömungsrichtung des Gasstroms stromabwärtige Feldelektrode, die an eine gemeinsame Hochspannungsquelle angeschlossen sind. Die Sprühelektrode, auch Emissionselektrode genannt, dient im Wesentlichen zur Emission vorzugsweise negativ geladener Teilchen, die die Partikel des Gasstroms vorzugsweise negativ aufladen. Insofern kann die Sprühelektrode auch als Aufladeelektrode bezeichnet werden. Die Feldelektrode, welche auch als Abscheideelektrode bezeichnet werden kann, dient im Wesentlichen der Abscheidung der elektrisch geladenen Partikel aus dem Gasstrom. Der Elektroabscheider arbeitet beispielsweise nach dem zweistufigen Penney-Prinzip: Im Bereich der Sprühelektrode, die eine Aufladestufe bildet, wird ein stark inhomogenes elektrisches Feld erzeugt, wodurch Ladungsträger emittiert werden, welche sich an die abzuscheidenden Partikel anheften und diese elektrisch laden. Im Bereich der stromabwärtigen Feldelektrode, die eine Abscheidestufe bildet, wird ein möglichst homogenes elektrisches Feld aufgebaut, sodass idealerweise keine weiteren Ladungsträger emittiert werden und die geladenen Partikel aufgrund des elektrischen Feldes abgeschieden werden können. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 bis 20 Kilovolt, vorzugsweise im Bereich von io bis 16 Kilovolt oder im Bereich von 11 bis 14 Kilovolt. Beispielsweise ist sowohl der Sprühelektrode als auch der Feldelektrode eine insbesondere gemeinsame Gegenelektrode, auch Niederschlagelektrode genannt, zugeordnet, sodass zwischen der Sprühelektrode bzw. der Feldelektrode und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist. Beispielsweise kann der zwischen Sprühelektrode bzw. Feldelektrode und Gegenelektrode gebildete Raum als Auflade- bzw. Abscheideraum bezeichnet werden. Während des Betriebs des Elektroabscheiders ist eine elektrische Hochspannung zwischen Sprühelektrode bzw. Feldelektrode und Gegenelektrode angelegt, sodass ein Hochspannungsfeld zwischen Sprühelektrode bzw. Feldelektrode und Gegenelektrode generiert ist. Beispielsweise wird der Elektroabscheider unterhalb der Durchschlag- bzw. Überschlagspannung betrieben. Als Durchschlagspannung, auch Überschlagspannung genannt, wird diejenige Spannung bezeichnet, welche überschritten werden muss, damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material bzw. einen Stoff, zum Beispiel ein Isolator, oder Gas erfolgt. Beispielsweise kann das dem Elektroabscheider zugrundeliegende Prinzip der Ladungstrennung die Stoßionisation sein. Mit Überschreiten einer sogenannten Korona-Einsatzfeldstärke treten Elektronen aus der Sprühelektrode aus und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Gasmolekülen, wodurch sich eine sogenannte negative Korona bildet. Im Gas vorhandene freie Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Korona stark beschleunigt, so dass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen auf Gasmoleküle können weitere Elektronen abgespalten werden oder sich an die Gasmoleküle anlagern. Die negativen Ladungen bewegen sich dann in Richtung der entgegengesetzt geladenen Gegenelektrode. Beim Eintritt eines partikelgeladenen Gasstroms lagern sich die negativ geladenen Ladungen an den Partikeln an. Durch die einwirkende elektrische Kraft des anliegenden Gleichspannungsfeldes quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms werden die negativ aufgeladenen Partikel in Richtung der Gegenelektrode, wo sie ihre Ladung erneut abgeben können, umgelenkt und aus dem Gasstrom separiert. Die Partikel können anschließend von der Gegenelektrode ablaufen, abtropfen oder anderweitig entfernt werden und dadurch von dem Gasstrom separiert werden, während ein vorzugsweise bereinigter Gasstrom, wie ein Reinluftgasstrom, den Elektroabscheider wieder verlassen kann. Es sei klar, dass die vorliegende Erfindung auch Ausführungen abdeckt, bei denen anstatt der negativen Sprühelektrode/Feldelektrode/der negativen Korona/der negativ geladenen Ladungen eine positive Sprühelektrode/Feldelektrode/eine positive Korona/positiv geladene Ladungen verwendet werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen beschränkt sich die Beschreibung der Erfindung auf die Ausführung der negativen Sprühelektrode bzw. Feldelektrode.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Sprühelektrode und die Feldelektrode derart miteinander verbunden, dass das elektrische Potential an der Sprühelektrode 1% bis 50% geringer ist als das elektrische Potential der Feldelektrode. Dadurch kann ohne eine Verschlechterung des Abscheidegrads bzw. sogar bei einer Verbesserung des Abscheidegrads der Elektroabscheider mit einer deutlich geringeren Leistung betrieben werden. Die vorliegende Erfindung nutzt die Erkenntnis aus, dass die Abscheiderate mit zunehmender Eingangsspannung an der Emissionselektrode zunimmt. Allerdings haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass es zu unerwünschten Überschlägen zwischen Sprühelektrode und Gegenelektrode kommen kann, wenn die Eingangsspannung unbegrenzt erhöht wird. Durch die Begrenzung des elektrischen Potentials an der Sprühelektrode ist es möglich, eine Art elektrische Sicherung gegen Überschläge bereitzustellen, welche zu Beschädigungen führen können und/oder die Abscheideeffizienz deutlich verringern würden. Gleichzeitig ist es aber gewünscht, an der Feldelektrode, insbesondere Abscheideelektrode, eine möglichst hohe Spannung und damit ein möglichst starkes elektrisches Feld auszubilden, damit die elektrisch geladenen Partikel möglichst stark von der Gegenelektrode angezogen werden können, um sie aus dem Gasstrom zu entfernen bzw. abzuscheiden. Da aus der Feldelektrode (im Gegensatz zur Sprühelektrode) keine neuen Ladungsträger emittiert werden, sondern nur die im Gasstrom enthaltenen geladenen Teilchen eine aus dem Feld resultierende Kraft erfahren, ist ein derartiger Aufbau sehr energieeffizient.

Gemäß einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders ist das elektrische Potential an der Sprühelektrode 1% bis 40%, 1% bis 30%, 1% bis 20% oder 1% bis 10% geringer als das elektrische Potential an der Feldelektrode. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die genannten Potentialdifferenzen als optimal im Hinblick auf den Kompromiss aus hoher Abscheiderate und geringem Leistungsverbrauch identifiziert.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Feldelektrode derart ausgestaltet, dass das im Bereich der Feldelektrode ausgebildete elektrische Feld im Wesentlichen homogen ist. Beispielsweise ist das elektrische Feld im Nahbereich der Feldelektrode im Wesentlichen homogen. Beispielsweise kann der Nahbereich als bis zu 10% des Abstandes zwischen Sprühelektrode und Gegenelektrode definiert sein. Des Weiteren ist es möglich, dass die Sprühelektrode derart ausgestaltet ist, dass das im Bereich der Sprühelektrode, insbesondere im Nahebereich der Sprühelektrode, ausgebildete elektrische Feld inhomogen ist, insbesondere stark inhomogen ist. Beispielsweise kann als Maß für die Homogenität des elektrischen Feldes der sogenannte Homogenitätsgrad, auch Ausnutzungsfaktor nach Schwaiger genannt, herangezogen werden. Der Homogenitätsgrad wird im Allgemeinen mit dem Formelzeichen r| beschrieben. Für die vorliegende Erfindung kann davon ausgegangen werden, dass im Bereich, insbesondere Nahbereich, der Feldelektrode ein elektrisches Feld mit einem Homogenitätsgrad r| von mehr als 0,1 ausgebildet sein soll und/oder im Bereich, insbesondere im Nahbereich, der Sprühelektrode, ein elektrisches Feld mit einem Homogenitätsgrad r| von weniger als 0,1.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Feldelektrode eine ebene und/oder kanten- und/oder vorsprungfreie Außenoberfläche auf. Des Weiteren kann sich die Sprühelektrode entlang ihrer Längserstreckung insbesondere kontinuierlich veijüngen, insbesondere spitz zulaufen und/oder eine Emissionsspitze bilden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung machen sich die Erkenntnis zunutze, dass spitze Emissionselektroden bei einer niedrigeren Spannung durchschlagen als mit weniger spitz gewölbten, insbesondere runderen oder ebenen Emissionselektroden. Insofern ist es möglich, das elektrische Potential an der Sprühelektrode deutlich geringer zu halten als das elektrische Potential an der Feldelektrode und gleichzeitig die Freisetzung der Ladungsträger sicherzustellen, während die Freisetzung der Ladungsträger an der Feldelektrode im Wesentlichen unterbunden wird.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die Sprühelektrode und die Feldelektrode über einen ohmschen Widerstand oder einen PTC-Widerstand elektrisch miteinander verbunden. Der ohmsche Widerstand kann einen Widerstand im Bereich von 1 Megaohm bis 50 Megaohm besitzen und/oder ein Material aus der Glimmergruppe aufweisen. Bei Raumtemperatur bzw. beim Einsatz in Kaltrauchgeneratoren, die bei 50-60 °C betrieben werden, kann der Widerstand im Bereich von 3 Megaohm bis 4 Megaohm, insbesondere bei 3,3 Megaohm, liegen. Beispielsweise kann die Sprühelektrode in Reihe mit der Feldelektrode geschalten sein, wobei zwischen Sprühelektrode und Feldelektrode der ohmsche Widerstand geschaltet ist. Mit anderen Worten kann die Aufladestufe im Bereich der Sprühelektrode von der Abscheidestufe im Bereich der Feldelektrode mit Spannung versorgt sein, so dass die an der Aufladestufe im Bereich der Sprühelektrode anliegende Spannung aufgrund des ohmschen Widerstands reduziert ist. Dadurch lässt sich die Funkenbildung bzw. die Kurzschlussbildung deutlich reduzieren, insbesondere vermeiden. Gleichzeitig liegt im Bereich der Feldelektrode eine ausreichend hohe Spannung an, um eine hohe Abscheiderate zu erwirken. Die Ausführung des Widerstands als PTC-Element hat den Vorteil, dass sich eine temperaturabhängige Selbstregulierung des Stroms verwirklichen lässt. Das Funktionsprinzip ist abstrakt formuliert das folgende: Steigt die Temperatur, steigt auch der Widerstand, so dass der Strom sinkt beziehungsweise die Spannung steigt.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders ist eine elektrische Kontaktierung zwischen der Feldelektrode und der elektrischen Hochspannungsquelle ausgebildet. Somit ist es ausreichend, nur eine elektrische Versorgungsleitung sowohl für die Feldelektrode als auch die Sprühelektrode vorzusehen. Der Elektroabscheider kann demnach eine geringe Komplexität, bzw. Komponentenzahl, besitzen. Die Sprühelektrode kann in Reihe mit der Feldelektrode und gegebenenfalls dem dazwischen geschalteten elektrischen ohmschen Widerstand geschaltet sein.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders ist ein Vorwiderstand zwischen der Hochspannungsquelle und der Feldelektrode angeordnet. Beispielsweise kann der Vorwiderstand außerhalb des Gasstroms, also dem Gasstrom nicht ausgesetzt, angeordnet sein. Beispielsweise kann der Vorwiderstand im Bereich der elektrischen Hochspannungsquelle sich befinden. Alternativ oder zusätzlich kann der oder ein weiterer Vorwiderstand zwischen der Feldelektrode und der Sprühelektrode angeordnet sein, insbesondere dem Gasstrom ausgesetzt sein. Der zwischen Feldelektrode und Sprühelektrode angeordnete Vorwiderstand führt dazu, dass das elektrische Potential an der Feldelektrode gegenüber dem elektrischen Potential an der Sprühelektrode noch deutlich gesteigert ist, wodurch sich die Abscheiderate weiter verbessern lässt. Der optionale, außerhalb des Gasstroms angeordnete, insbesondere stromaufwärts der Feldelektrode angeordnete Vorwiderstand kann dazu dienen, die Überschlagwahrscheinlichkeit an der Feldelektrode zu reduzieren. Dadurch wird eine zuverlässige Abscheidung im Bereich der Abscheidestufe, die durch die Feldelektrode definiert ist, sichergestellt.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders weist die Sprühelektrode eine Vielzahl an, insbesondere wenigstens 3, 4> 5> 6, 7, 8, 9 oder io, Sprühbereichen auf. Die Sprühbereiche können beispielsweise einzelne Emissionselektroden, insbesondere einzelne Emissionselektrodenspitzen, bilden. Die Vielzahl an Sprühbereichen kann jeweils einen Homogenitätsgrad q von weniger als o,i aufweisen. Beispielsweise kann damit gemeint sein, dass im Bereich jeder der Vielzahl an Sprühelektroden, insbesondere im dessen Nahbereich, ein Homogenitätsgrad q des elektrischen Feldes von weniger als o,i vorliegt. Grundsätzlich kann die Vielzahl an Sprühbereichen beliebig angeordnet sein, wie es im Stand der Technik bekannt ist, um eine zuverlässige elektrische Aufladung der in dem Gasstrom befindlichen Partikel sicherzustellen.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst der Elektroabscheider ferner eine Vielzahl an Sprühelektroden, die konzentrisch zueinander angeordnet und in Radialrichtung ihrer gemeinsamen Mittelachse orientiert sind. Dies bedeutet, dass die Vielzahl der Sprühelektroden quer, insbesondere senkrecht, zur Hauptströmungsrichtung des Gasstroms durch den Elektroabscheider wenigstens im Bereich der Aufladestufe orientiert sind. Beispielsweise sind die Sprühelektroden an einer gemeinsamen Scheibenbasis zur Bildung eines Zahnkranzes angeordnet. Beispielsweise sind die einzelnen Sprühelektroden in Umfangsrichtung bezüglich der gemeinsamen Mittelachse gleichmäßig verteilt. Beispielsweise kann dadurch eine gleichmäßige, besonders effektive Aufladung des Gasstroms insbesondere im gesamten Aufladeraum, der beispielsweise durch Rohrwandungen des Rohrabschnitts begrenzt sein kann, erfolgen.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist jeder der Vielzahl an Sprühelektroden oder Sprühbereichen ein separater ohmscher Vorwiderstand zugeordnet. Somit ist es möglich, das elektrische Potential im Bereich jeder der Vielzahl an Sprühelektroden bzw. Sprühbereichen separat zu begrenzen, um somit die Funkbildung und Kurzschlussentwicklung zu verhindern bzw. zu reduzieren und eine Vergleichmäßigung des fließenden Stroms über jede einzelne Sprühelektrode zu gewährleisten. Beispielsweise ist jeder Vorwiderstand in Bezug auf einen die elektrische Feldstärke an der jeweiligen Sprühelektrode bzw. dem jeweiligen Sprühbereich beeinflussenden Parameter, wie eine Geometrie, Orientierung, Anordnung oder Abmessung, ausgelegt. Insofern ist es möglich, die einzelnen Vorwiderstände in Bezug auf die jeweilige Sprühelektrode zu individualisieren.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders umfasst der Elektroabscheider ferner eine rohrförmige, der Sprühelektrode und der Feldelektrode zugeordnete und diese umgebende Gegenelektrode. Beispielsweise ist die Gegenelektrode als Rohrstück geformt. Beispielsweise ist die Gegenelektrode an einer Innenwand der rohrförmigen Kaminwand und/oder eines weiteren rohrförmigen, den Gasstrom führenden Rohrleitung beispielsweise der Holzfeuerungsanlage angeordnet. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Gegenelektrode in Vertikalrichtung orientiert ist, so dass an der Gegenelektrode abgeschiedene Partikel an der Gegenelektrode insbesondere ausschließlich unter dem Einfluss der Schwerkraft abfließen oder abtropfen oder sich anderweitig von der Gegenelektrode entfernen können. Beispielsweise ist der Gegenelektrode ein Sammelbecken für die abgeschiedenen Partikel zugeordnet. Beispielsweise befindet sich das Sammelbecken vertikal unterhalb der Gegenelektrode.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Elektroabscheider zum Abscheiden von Partikeln, wie Schwebstoff oder Wrasen, aus einem Gasstrom beispielsweise für eine Schwebstoff, insbesondere Ruß, erzeugende Anlage, wie eine Feuerungsanlage, eine Belüftung einer raumlufttechnischen Anlage, eine Abgasanlage, eine Dunstabzugshaube oder eine Reinigungsanlage für Kühlschmierstoffnebel beispielsweise für Werkstätten, bereitgestellt. Beispielsweise wird der erfindungsgemäße Elektroabscheider in Holzfeuerungsanlagen insbesondere zur Staub- und/oder Rußabscheidung in Rohrabschnitten, wie einem Kaminrohr oder anderem den Gasstrom leitenden Rohr, eingesetzt. Der Elektroabscheider arbeitet im Wesentlichen nach dem folgenden Prinzip: Elektrische Aufladung der Partikel im elektrischen Feld; Transport durch den Elektrofilter und Ablenkung im elektrischen Feld; Niederschlag der elektrisch geladenen Partikel an einem Gegenpol; Entladung der elektrisch geladenen Partikel an dem Gegenpol; und Entfernung der Partikel von dem Gegenpol.

Der erfindungsgemäße Elektroabscheider umfasst eine Sprühelektrode und eine in Strömungsrichtung des Gasstroms stromabwärtige Feldelektrode, die an einer gemeinsamen Hochspannungsquelle angeschlossen sind. Die Sprühelektrode, auch Emissionselektrode genannt, dient im Wesentlichen zur Emission vorzugsweise negativ geladener Teilchen, die die Partikel des Gasstroms vorzugsweise negativ aufladen. Insofern kann die Sprühelektrode auch als Aufladeelektrode bezeichnet werden. Die Feldelektrode, welche auch als Abscheideelektrode bezeichnet werden kann, dient im Wesentlichen der Abscheidung der elektrisch geladenen Partikel aus dem Gasstrom. Der Elektroabscheider arbeitet beispielsweise nach dem zweistufigen Prinzip: Im Bereich der Sprühelektrode, die eine Aufladestufe bildet, wird ein stark inhomogenes elektrisches Feld erzeugt, wodurch Ladungsträger emittiert werden, welche sich an die abzuscheidenden Partikel anheften und diese elektrisch laden. Im Bereich der stromabwärtigen Feldelektrode, die eine Abscheidestufe bildet, wird ein möglichst homogenes elektrisches Feld aufgebaut, sodass idealerweise keine weiteren Ladungsträger emittiert werden und die geladenen Partikel aufgrund des elektrischen Feldes abgeschieden werden können. Beispielsweise liegt die Hochspannung im Bereich von 8 bis 20 Kilovolt, vorzugsweise im Bereich von io bis 16 Kilovolt oder im Bereich von 11 bis 14 Kilovolt. Beispielsweise ist sowohl der Sprühelektrode als auch der Feldelektrode eine insbesondere gemeinsame Gegenelektrode, auch Niederschlagelektrode genannt, zugeordnet, sodass zwischen der Sprühelektrode bzw. der Feldelektrode und der Gegenelektrode ein elektrisches Hochspannungsfeld generierbar ist. Beispielsweise kann der zwischen Sprühelektrode bzw. Feldelektrode gebildete Raum als Auflade- bzw. Abscheideraum bezeichnet werden. Während des Betriebs des Elektroabscheiders ist eine elektrische Hochspannung zwischen Sprühelektrode bzw. Feldelektrode und Gegenelektrode angelegt, sodass ein Hochspannungsfeld zwischen Sprühelektrode bzw. Feldelektrode und Gegenelektrode generiert ist. Beispielsweise wird der Elektroabscheider unterhalb der Durchschlag- bzw. Überschlagspannung betrieben. Als Durchschlagspannung, auch Überschlagspannung genannt, wird diejenige Spannung bezeichnet, welche überschritten werden muss, damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material bzw. einen Stoff, zum Beispiel ein Isolator, oder Gas erfolgt. Beispielsweise kann das dem Elektroabscheider zugrundeliegende Prinzip der Ladungstrennung die Stoßionisation sein. Mit Überschreiten einer sogenannten Korona-Einsatzfeldstärke treten Elektronen aus der Sprühelektrode aus und in eine Wechselwirkung mit den umgebenden Gasmolekülen, wodurch sich eine sogenannte negative Korona bildet. Im Gas vorhandene freie Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Korona stark beschleunigt, so dass es zu einer Gasentladung kommen kann. Beim Auftreffen auf Gasmoleküle können weitere Elektronen abgespalten werden oder sich an die Gasmoleküle anlagern. Die negativen Ladungen bewegen sich dann in Richtung der entgegengesetzt geladenen Gegenelektrode. Beim Eintritt eines partikelgeladenen Gasstroms lagern sich die negativ geladenen Ladungen an den Partikeln an. Durch die einwirkende elektrische Kraft des anliegenden Gleichspannungsfeldes quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms werden die negativ aufgeladenen Partikel in Richtung der Gegenelektrode, wo sie ihre Ladung erneut abgeben können, umgelenkt und aus dem Gasstrom separiert. Die Partikel können anschließend von der Gegenelektrode ablaufen, abtropfen oder anderweitig entfernt werden und dadurch von dem Gasstrom separiert werden, während ein vorzugsweise bereinigter Gasstrom, wie ein Reinluftgasstrom, den Elektroabscheider wieder verlassen kann. Es sei klar, dass die vorliegende Erfindung auch Ausführungen abdeckt, bei denen anstatt der negativen Sprühelektrode/Feldelektrode/der negativen Korona/der negativ geladenen Ladungen eine positive Sprühelektrode/Feldelektrode/eine positive Korona/positiv geladene Ladungen verwendet werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen beschränkt sich die Beschreibung der Erfindung auf die Ausführung der negativen Sprühelektrode bzw. Feldelektrode.

Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt ist die Sprühelektrode derart insbesondere turbinenschaufelartig geformt, dass der Gasstrom beim Vorbeiströmen an der Sprühelektrode in einer Drallströmung versetzt wird. Beispielsweise kann die Sprühelektrode entlang ihrer Längserstreckung um wenige Grad verdrillt sein. Die beschriebene Struktur der Sprühelektrode kann die Abscheiderate des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders weiter erhöhen. Aufgrund der Tatsache, dass der Gasstrom in eine Drallströmung versetzt wird, wirken auf die Partikel innerhalb des Gasstroms Kräfte, insbesondere Fliehkräfte, ein, die bewirken, dass die Partikel aus dem Gasstrom entfernt und insbesondere nach radial außen weiter weg befördert werden, insbesondere zur Gegenelektrode. Beispielsweise macht sich der erfindungsgemäße Elektroabscheider das Wirkprinzip eines Axialzyklons und/oder eines Fliehkraftabscheiders zunutze.

In einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders ist die Sprühelektrode entlang ihrer Längserstreckung verwunden bzw. verdrillt. Beispielsweise kann, für den Fall, dass die Sprühelektrode eine Vielzahl an Sprühelektroden oder Sprühbereichen aufweist, die beispielsweise einen Zahnkranz ausbilden, sämtliche der Vielzahl an Sprühelektroden verwunden bzw. verdrillt sein, so dass dem Gasstrom durch jede der Vielzahl an Sprühelektroden bzw. Sprühbereichen ein Drall mitgeteilt wird.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine entgegen der Strömungsrichtung des Gasstroms orientierte Anströmfläche der Sprühelektrode gekrümmt, insbesondere in Strömungsrichtung des Gasstroms betrachtet konvex geformt. Dadurch kann der Gasstrom umgelenkt und/oder in eine Drallströmung versetzt werden.

In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders ist die Sprühelektrode, insbesondere ist die Vielzahl der Sprühelektroden des Zahnkranzes, ferner derart geformt, dass sie dem in eine Drallströmung versetzten Gasstrom eine quer zur Anströmungsrichtung des Gasstroms orientierte Beschleunigungskomponente mitteilen. Dadurch kann der Gasstrom an einer die Sprühelektrode umgebende Wand, insbesondere die die Gegenelektrode bildende Wand, prallen. Neben dem Wirkprinzip des Elektroabscheiders kann sich der Elektroabscheider demnach dem Wirkprinzip des Axialzyklons, des Fliehkraftabscheiders und/oder des Prallabscheiders zunutze machen. Insofern ist die Abscheiderate deutlich erhöht im Vergleich zu bekannten Elektroabscheidern, insbesondere im Bereich von Schwebstaub erzeugenden Anlagen, wie Feuerungsanlagen, insbesondere wegen der Kombination bzw. Integration verschiedener bewährter Abscheidetechniken. Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Sprühelektrode mehrere, insbesondere wenigstens drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn, insbesondere identisch ausgebildete, in Strömungsrichtung in einem insbesondere gleichmäßigen Abstand zueinander angeordnete Sprühelektrodeneinheiten auf. Im Hinblick auf die Anzahl der in Strömungsrichtung beabstandeten Sprühelektrodeneinheiten besteht ein Interessenskonflikt aus der Erhöhung des Abscheidegrads, der grundsätzlich mit der Erhöhung der Anzahl an Sprühelektrodeneinheiten steigt, sowie einer möglichst bauraumsparenden Ausgestaltung, die durch eine erhöhte Anzahl von Sprühelektrodenscheiben negativ beeinflusst wird. Als besonders bevorzugt insbesondere im Hinblick auf die Lösung des Interessenskonflikts hat sich eine Ausführung der Sprühelektrode mit acht bis zwölf, insbesondere zehn, Sprühelektrodeneinheiten herauskristallisiert.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders weist jede Sprühelektrodeneinheit eine Vielzahl an, insbesondere wenigstens drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn, konzentrisch zueinander angeordnete und in Radialrichtung ihrer gemeinsamen Mittelachse orientierte Sprühelektrodenspitzen zur Bildung je eines Zahnkranzes auf.

Dies bedeutet, dass die Vielzahl der Sprühelektroden quer, insbesondere senkrecht, zur Hauptströmungsrichtung des Gasstroms durch den Elektroabscheider wenigstens im Bereich der Aufladestufe orientiert sind. Beispielsweise sind die Sprühelektroden an einer gemeinsamen Scheibenbasis zur Bildung eines Zahnkranzes angeordnet. Beispielsweise sind die einzelnen Sprühelektroden in Umfangsrichtung bezüglich der gemeinsamen Mittelachse gleichmäßig verteilt. Beispielsweise kann dadurch eine gleichmäßige, besonders effektive Aufladung des Gasstroms insbesondere im gesamten Aufladeraum, der beispielsweise durch Rohrwandungen des Rohrabschnitts begrenzt sein kann, erfolgen.

Bei der Konstruktion und Dimensionierung der Sprühelektrodeneinheiten wurden insbesondere zwei Einflussfaktoren berücksichtigt, zum einen die Abscheideeffizienz beziehungsweise Sprüheffektivität und zum anderen etwaige einhergehende Strömungsverluste des zu reinigenden Gasstroms. In Versuchen konnte ermittelt werden, dass eine im Wesentlichen scheibenförmige Ausgestaltung der Sprühelektrodeneinheit keine Erhöhung der Abscheideeffizienz beziehungsweise Sprüheffektivität gegenüber einer zahnkranzartig ausgestalteten Sprühelektrodeneinheit mit sich bringt. Allerdings gehen bei der scheibenförmigen Sprühelektrodeneinheit deutlich höhere Strömungsverluste als bei der zahnkranzförmigen Sprühelektrodeneinheit einher.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung umfasst der erfindungsgemäße Elektroabscheider eine, insbesondere rohrförmige, der Sprühelektrode und der Feldelektrode zugeordnete, Gegenelektrode, die die Sprühelektrode und die Feldelektrode umgeben kann. Die Anordnung von Gegenelektrode und Feldelektrode beziehungsweise insbesondere Sprühelektrode ist so ausgestaltet, dass die Gegenelektrode in einem Abstand im Bereich von 30 mm bis 55 mm, insbesondere von etwa 35 mm, 42,5 mm oder 50 mm, je nach Abmessung der Sprühelektrode, von der Sprühelektrode angeordnet ist. Bei einer rotationssymmetrischen Ausgestaltung von Gegenelektrode und Sprühelektrode liegt umfänglich im Wesentlichen der gleiche Abstand vor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Elektroabscheider zum Abscheiden von Partikeln, wie Schwebstoff oder Wrasen, aus einem Gasstrom, beispielsweise für eine Schwebstoff, insbesondere Ruß, erzeugende Anlage, wie eine Feuerungsanlage, eine Belüftung einer raumlufttechnischen Anlage, eine Abgasanlage, eine Dunstabzugshaube oder eine Reinigungsanlage für Kühlschmierstoffnebel, beispielsweise für Werkstätten, bereitgestellt. Beispielsweise wird der erfindungsgemäße Elektroabscheider für Holzfeuerungsanlagen insbesondere zur Staub- und/oder Rußabscheidung in Rohrabschnitten, wie in einem Kaminrohr oder einem anderen, den Gasstrom leitenden Rohr eingesetzt.

Der Elektroabscheider umfasst eine Sprühelektrode mit mehreren, insbesondere wenigstens drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn, insbesondere identisch ausgebildeten, in Strömungsrichtung in einem insbesondere gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnete Sprühelektrodenheiten, die jeweils eine Vielzahl an, insbesondere wenigstens drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn, konzentrisch zueinander angeordnete und in Radialrichtung ihrer gemeinsamen Mittelachse orientierte Sprühelektrodenspitzen zur Bildung je eines Zahnkranzes aufweist, und eine in Strömungsrichtung des Gasstroms stromabwärtige Feldelektrode, die an eine gemeinsame Hochspannungsquelle angeschlossen sind, auf. In Bezug auf die Komponenten des Elektroabscheiders kann auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen werden, die auf diesen erfindungsgemäßen Aspekt analog übertragbar sind.

Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt beträgt ein Abstand zweier Sprühelektrodenspitzen nicht weniger als 10 mm. Mit anderen Worten sind die Anordnung der Sprühelektrode beziehungsweise deren Sprühelektrodeneinheiten und der dazugehörigen Sprühelektrodenspitzen so ausgestaltet, dass je zwei benachbarte Sprühelektrodenspitzen einen Mindestabstand von 10 mm zueinander haben. Auf diese Weise kann die Wechselwirkung der Elektronenwolken der einzelnen Sprühelektrodenspitzen möglichst gering gehalten, gleichzeitig aber eine ausreichende Belegung des Strömungsraums gewährleistet werden, um eine gute elektrische Aufladung der Partikel zu erreichen. In einer bevorzugten Ausführung beträgt der Abstand genau 10 mm. Dabei können sowohl je Sprühelektrodeneinheit die Sprühelektrodenspitzen in Umfangsrichtung den Mindestabstand einhalten, als auch die Sprühelektrodenspitzen, insbesondere in Strömungsrichtung betrachtet, von zwei in Strömungsrichtung in einem Abstand zueinander angeordneten Sprühelektrodeneinheiten.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung sind je zwei zueinander benachbarte Sprühelektrodeneinheiten derart zueinander ausgerichtet, dass deren Sprühelektrodenspitzen in Umfangsrichtung bezüglich der Strömungsrichtung versetzt sind. Dadurch kann eine möglichst große Überdeckung der Elektrodenwolken im Aufladebereich (bei der Sprühelektrode) erreicht werden. Insbesondere ist die Ausrichtung dergestalt, dass jede Sprühelektrodenspitze in einem von zwei Sprühelektrodenspitzen einer benachbarten Sprühelektrodeneinheit aufgespannten lichten Umfangssektor liegt. Mit anderen Worten sind die übereinander angeordneten zahnkranzförmigen Sprühelektrodeneinheiten mit einem Umfangsversatz derart vorgesehen, dass in der Draufsicht die Emissionselektrodenspitzen jeweils entlang der Winkelhalbierenden zwischen zwei Emissionselektrodenspitzen eines benachbarten Sprühelektrodeneinheitenzahnkranzes liegen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Elektroabscheider zum Abscheiden von Partikeln, wie Schwebstoff oder Wrasen, aus einem Gasstrom, beispielsweise für eine Schwebstoff, insbesondere Ruß, erzeugende Anlage, wie eine Feuerungsanlage, eine Belüftung, eine raumlufttechnische Anlage, eine Abgasanlage, eine Dunstabzugshaube oder eine Reinigungsanlage für Kühlschmierstoffnebel, beispielsweise für Werkstätten, bereitgestellt. Beispielsweise wird der erfindungsgemäße Elektroabscheider in Holzfeuerungsanlagen, insbesondere zur Staub- und/oder Rußabscheidung in Rohrabschnitten, wie einem Kaminrohr oder einem anderen, den Gaststrom leitenden Rohr, eingesetzt.

Der erfindungsgemäße Elektroabscheider umfasst eine Sprühelektrode mit wenigstens 9, insbesondere wenigstens io, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 oder 100, Sprühelektrodenspitzen und eine in Strömungsrichtung des Gasstroms stromabwärtige Feldelektrode, die an eine gemeinsame Hochspannungsquelle angeschlossen sind. In Bezug auf die Komponenten des Elektroabscheiders kann auf die vorherigen Ausführungen verwiesen werden. Beispielweise können mehrere Sprühelektrodenspitzen zu je einer Sprühelektrodeneinheit zusammengefasst sein, wie es in den vorherigen Ausführungen beschrieben ist. Dabei kann die Sprühelektrode wenigstens die 3-, insbesondere die 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9- oder 10-fache Anzahl an Sprühelektrodenspitzen zu Sprühelektrodeneinheiten aufweisen .

Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt liegt an der Hochspannungsquelle eine Spannung von 20 kV an, so dass an jeder Sprühelektrodenspitze etwa 30 pA anliegen. Diese Werte gelten insbesondere bei Einsatz des Elektroabscheiders bei Raumtemperatur beziehungsweise in einem Kaltrauchgenerator, der bei 50 bis 60 Grad Celsius betrieben wird. Bei einem Pellet-Ofen, der mit deutlich höheren Grad Celsius betrieben wird, ist eine Spannung von 20 KV nötig, die zu einer Stromstärke von 20 pA pro Stromspitze führt. In beiden Varianten lässt sich eine Abscheiderate von 97 Prozent beziehungsweise 99 Prozent erreichen. Um die Abscheiderate zu bestimmen, werden zwei Messwerte erfasst: Zunächst die Partikelanzahl im zu reinigenden Gasstrom stromaufwärts des Elektroabscheiders und anschließend die Partikelanzahl im gereinigten Gasstrom stromabwärts des Elektroabscheiders.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Rohrabschnitt, wie ein Kaminabschnitt, ein Schornsteinabschnitt, ein Dunstabzugshaubenabschnitt oder dergleichen, zum Leiten eines Partikel, wie Schwebstaub oder Wrasen, enthaltenden Gasstroms, insbesondere eines Verbrennungsgasstroms, einer Schwebstaub, insbesondere Ruß erzeugenden Anlage, wie einer Feuerungsanlage, einer Belüftung einer raumlufttechnischen Anlage, einer Abgasanlage, einer Dunstabzugshaube oder einer Reinigungsanlage für Kühlschmierstoffnebel beispielsweise für Werkstätten, bereitgestellt.

Der erfindungsgemäße Rohrabschnitt umfasst einen erfindungsgemäßen Elektroabscheider, der beispielsweise gemäß einem der zuvor beschriebenen Aspekte bzw. beispielhaften Ausführungen ausgebildet ist, und eine rohrförmige, der Sprühelektrode und der Feldelektrode zugeordnete und die beiden umgebende Gegenelektrode aufweist. Beispielsweise ist der Elektroabscheider innerhalb des Rohrabschnitts angeordnet bzw. innerhalb der Gegenelektrode. Innerhalb kann als radial in Bezug auf die den Rohrabschnitt durchströmende Gasströmungsrichtung zu verstehen sein.

In einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Rohrabschnitts ist an dessen Außenseite die elektrische Hochspannungsquelle angebracht. Beispielsweise ist die elektrische Hochspannungsquelle auf Vertikalhöhe der Feld- und Sprühelektrode angeordnet. Beispielsweise kann die Feldelektrode mit der elektrischen Hochspannungsquelle über eine durch die Rohrabschnittwandung sich erstreckende elektrische Versorgungsleitung verbunden sein. Die elektrische Versorgungsleitung und/oder die Durchführung durch die Rohrabschnittswandung können/kann elektrisch isoliert sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Schwebstaub, insbesondere Ruß, erzeugende Anlage, wie eine Feuerungsanlage, bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Anlage umfasst einen erfindungsgemäßen Rohrabschnitt, der beispielsweise gemäß einem der zuvor beschriebenen Aspekte bzw. beispielhaften Ausführungen ausgebildet ist.

Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders;

Fig. 2 eine schematische Teilansicht in perspektiver Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders;

Fig. 3 der Elektroabscheider gemäß Fig. 2 in Seitenansicht;

Fig. 4 eine schematische Teilansicht in perspektivischer Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders;

Fig. 5 eine schematische Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders;

Fig. 6 eine isolierte Draufsicht auf eine Sprühelektrode des Elektroabscheiders gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine schematische Detailansicht der Sprühelektrode der Fig. 5 und 6 gemäß einer beispielhaften Weiterbildung;

Fig. 8 eine schematische Detailansicht in perspektivischer Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführung einer Sprühelektrode eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders; Fig. 9 eine schematische Teilansicht in perspektivischer Darstellung eines weiteren Ausfiihrungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders;

Fig. io eine Detailansicht der Sprühelektrode des Elektroabscheiders;

Fig. 11 der Elektroabscheider gemäß der Fig. 9 und 10 in Seitenansicht;

Fig. 12 eine schematische Teilansicht in perspektivischer Darstellung eines weiteren Ausfiihrungsbeispiels eines Elektroabscheiders;

Fig. 13 eine schematische Draufsicht auf zwei in Strömungsrichtung übereinander angeordnete Sprühelektrodeneinheiten;

Fig. 14 - 15 schematische Darstellungen von Sprühelektrodeneinheiten;

Fig. 16 ein schematischer Versuchsaufbau zur Ermittlung der Abscheiderate; und

Fig. 17 eine schematische Darstellung eines Versuchsergebnisses gemäß dem Versuchsaufbau nach Fig. 16.

In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen anhand der beiliegenden Figuren ist ein erfindungsgemäßer Elektroabscheider zum Abscheiden von Partikeln, wie Schwebstaub oder Wrasen, aus einem Gasstrom im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen. Der Elektroabscheider 1 kann beispielsweise in einer Schwebstaub, insbesondere Ruß, erzeugenden Anlage, wie einer Feuerungsanlage, einer Belüftung einer raumlufttechnischen Anlage, einer Abgasanlage, einer Dunstabzugshaube oder einer Reinigungsanlage für Schmierstoffnebel beispielsweise für Werkstätten eingesetzt werden. Der ankommende Gasstrom stromaufwärts des Elektroabscheiders 1, der mit Partikeln versetzt bzw. beladen ist, ist mit der Bezugsziffer 3 versehen. Der aus dem Elektroabscheider 1 austretende bzw. diesen verlassende Gasstrom, der im Wesentlichen von den Partikeln bereinigt ist, ist mit der Bezugsziffer 5 versehen und kann auch als Reinluftgasstrom bezeichnet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Elektroabscheider 1 handelt es sich um einen zweistufigen Elektroabscheider, dessen Funktionsweise weiter unten näher erläutert wird. Die Elektroabscheider 1 gemäß der beispielhaften Ausführungen der Figuren können entsprechend der obigen Ausgestaltungen ausgebildet sein.

Der erfindungsgemäße Elektroabscheider 1 umfasst im Wesentlichen die folgenden Hauptkomponenten: eine Sprühelektrode 7, in dessen Bereich eine erste Stufe, insbesondere eine Aufladestufe, des Elektroabscheiders 1 gebildet ist; eine in Strömungsrichtung des Gasstroms 3 stromabwärtige Feldelektrode 9, in dessen Bereich eine zweite Stufe, insbesondere Abscheidestufe, des Elektroabscheiders 1 gebildet ist; und eine gemeinsame Hochspannungsquelle 11, die die Sprühelektrode 7 und die Feldelektrode 9 mit einer elektrischen Hochspannung versorgt. Der partikelbeladene Gasstrom 3 wird im Bereich der Sprühelektrode 7 bzw. im Bereich der Aufladestufe elektrisch aufgeladen. Dies erfolgt über die von der Sprühelektrode 7 emittierten freien Ladungsträger, welche im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 13 angedeutet sind. Die emittierten freien Ladungsträger 13 haften sich an die aus dem Glasstrom 3 abzuscheidenden Partikel an und laden diese elektrisch auf. Das im Bereich der Sprühelektrode 7 ausgebildete elektrische Feld ist insbesondere stark inhomogen, wobei ein Homogenitätsgrad q weniger als 0,1 beträgt. Im Bereich der der Aufladestufe nachgeschalteten Abscheidestufe, welche durch die Feldelektrode 9 gebildet ist, werden im Wesentlichen keine freien Ladungsträger mehr emittiert. Die Abscheidestufe ist so eingestellt, dass der maximale Abscheidegrad erzielt werden kann.

Der Sprühelektrode 7 und der Feldelektrode 9 ist eine Gegenelektrode 15, auch Niederschlagelektrode genannt, zugeordnet, welche den Gegenpol bildet und welche die elektrisch aufgeladenen Partikel anzieht, um diese aus dem Gasstrom 3 abzuscheiden bzw. zu entfernen. In den bevorzugten Ausführungen der Figuren ist die Gegenelektrode 15 durch eine Rohrwandung beispielsweise eines Kaminrohrs oder dergleichen gebildet. Der gemäß Fig. 1 gebildete Rohrabschnitt bildet demnach einen erfindungsgemäßen Rohrabschnitt 17, der beispielsweise ein Kaminabschnitt, ein Schornsteinabschnitt, ein Dunstabzugshaubenabschnitt oder dergleichen sein kann und zum Leiten eines Partikel, wie Schwebstaub oder Wrasen, enthaltenden Gasstroms, insbesondere eines Verbrennungsgasstroms, einer Schwebstaub, insbesondere Ruß, erzeugenden Anlage, wie einer Feuerungsanlage, einer Belüftung einer raumlufttechnischen Anlage, einer Abgasanlage, einer Dunstabzugshaube oder einer Reinigungsanlage für Kühlschmierstoffnebel beispielsweise für Werkstätten ein kann. Der erfindungsgemäße Rohrabschnitt 17, welcher die Gegenelektrode 15 bildet bzw. aufweist, umgibt die Sprühelektrode 7 und die Feldelektrode 9, so dass ein ringförmiger Freiraum einen Gasstrom 3 durch den Elektroabscheider 1, insbesondere den Rohrabschnitt 17, leiten kann. Der ringförmige Freiraum im Bereich der Aufladestufe bzw. der Sprühelektrode 7 kann als Aufladeraum 19 bezeichnet werden, während der Ringraum im Bereich der Abscheidestufe bzw. der Feldelektrode 9 als Abscheideraum 21 bezeichnet werden kann.

Die elektrische Hochspannungsquelle 11 ist außerhalb des Rohrabschnitts 17 in einem Elektronikgehäuse 23 untergebracht und über eine elektrische Versorgungsleitung 25 elektrisch mit der Feldelektrode 9 verbunden. Die elektrische Kontaktierung zwischen Hochspannungsquelle erfolgt mit der Feldelektrode 9. Elektrisch in Reihe geschalten ist dazu die Sprühelektrode 7, wobei zwischen Feldelektrode 9 und Sprühelektrode 7 ein ohmscher Widerstand 27 geschaltet ist, der auch als Spannungsreduzierer oder Potentialreduzierer bezeichnet werden kann. Mit der Reihenschaltung von Feldelektrode 9, ohmschen Widerstand 27 und Sprühelektrode 7 ist das elektrische Potential an der Sprühelektrode 7 insbesondere im Bereich von 1% bis 50% geringer als das elektrische Potential einer Feldelektrode 9, da an dem ohmschen Widerstand 27 eine Spannung abfällt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass es im Bereich der Aufladestufe bzw. der Sprühelektrode 7 zu Kurzschlüssen zwischen der Sprühelektrode 7 und der Gegenelektrode 15 kommt. Dass dennoch eine zuverlässige Emission freier Ladungsträger 13 erfolgt, hängt dann mit der Geometrie der Sprühelektrode 7 zusammen, auf die im Folgenden spezifischer eingegangen wird.

Innerhalb der Elektronikkomponente 23 kann ferner ein Vorwiderstand 29 angeordnet sein, der der Feldelektrode 9 vorgeschaltet ist und die Überschlagwahrscheinlichkeit einer Feldelektrode 9 reduzieren bzw. vermeiden soll. Die Elektrodenanordnung aus Feldelektrode 9, ohmschem Widerstand 27 und Sprühelektrode 7 ist mittels eines quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms 3 angeordneten Tragarms 31 am Rohrabschnitt 17 gehalten. Über den Tragarm 31 kann außerdem die elektrische Versorgung der Feldelektrode 9 und der Sprühelektrode 7 erfolgen. Der Tragarm 31 ist mittels eines elektrischen Isolators 33 elektrisch isoliert. In den Fig. 2 und 3 ist eine Teilansicht des Elektroabscheiders 1 der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung abgebildet, so dass im Wesentlichen auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen werden kann. Die Feldelektrode 9 weist eine geschlossene Rohrstruktur mit einer kanten- und vorsprungsfreien Außenoberfläche 35 auf, die der die Gegenelektrode 15 bildenden Innenseite des Rohrabschnitts 17 umfänglich zugewandt ist. Um die Abscheiderate zu erhöhen, weist die Feldelektrode 9 eine deutlich größere Längserstreckung in Strömungsrichtung des mit Partikeln beladenen Gasstroms 3 betrachtet also die Sprühelektrode 7 auf. Dadurch kann die Verweilzeit des Partikel beladenen Gasstroms 3 innerhalb der Abscheidestufe, die von der Feldelektrode 9 gebildet wird, verlängert werden. Aufgrund der Vorsprungs- und kantenfreien Ausbildung der Feldelektrode 9, insbesondere der Vermeidung von spitz zulaufenden Stufen oder Spitzen, erhöht sich die Durchschlagsspannung, so dass ein Austritt von freien Ladungsträgern aus der Feldelektrode 9 reduziert, insbesondere vermieden, werden kann. Das anliegende elektrische Feld ist homogen, insbesondere deutlich homogener, als das insbesondere stark inhomogene elektrische Feld im Bereich der Sprühelektrode 7 bzw. der Aufladestufe, wobei ein Homogenitätsgrad mehr als 0,1 beträgt. Der zwischen Feldelektrode 9 und Sprühelektrode 7 geschaltete als Spannungs- bzw. Potentialreduzierer wirkende ohmsche Widerstand 27 kann ebenfalls eine rohrähnliche Struktur aufweisen, wobei gemäß Fig. 2 der Durchmesser des ohmschen Widerstands geringer ist als der der Feldelektrode 9.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 ist zu erkennen, dass die Sprühelektrode 7 drei in Strömungsrichtung betrachtet in einem Abstand zueinander angeordnete Sprühelektrodeneinheiten 7.1, 7.2 und 7.3 aufweist, die identisch ausgebildet sein können. Gemäß den Fig. 1 bis 3 formen die Sprühelektrodeneinheiten 7.1, 7.2 und 7.3 je einen Zahnkranz, der quer zur Hauptströmungsrichtung des Gasstroms 3 durch den Elektroabscheider 1 bzw. den Rohrabschnitt 17 und/oder konzentrisch zur Mittelachse der Feldelektrode 9 bzw. des Rohrabschnitts 17 orientiert sind. Jede der Sprühelektrodeneinheiten 7.1 bis 7.3 weist eine ebene Scheibenbasis 37 auf, von der sich einzelne Sprühelektroden 39, die auch als Sprühbereiche oder Emissionsspitzen bezeichnet werden können, nach radial außen und sind somit der die Gegenelektrode 15 bildenden Innenwand des Rohrabschnitts 17 unmittelbar zugewandt. Jede Sprühelektrodeneinheit 7.1 bis 7.3 bildet somit eine Art Zahnkranz, wobei die Zähne des Zahnkranzes die Sprühelektroden bzw. Sprühbereiche bzw. Emissionsspitzen 39 formen. Aufgrund der spitz zulaufenden Emissionselektrodenspitzen 39 reduziert sich die Koronaeinsatzspannung, so dass es bereits bei im Vergleich zur Feldelektrode 9 deutlich geringerer Spannung zu einer Emission von freien Ladungsträgern kommt, die sich dann an die Partikel des Gasstroms 3 anheften können, um diese elektrisch aufzuladen, damit durch die Anziehung mittels des den Gegenpol bildenden Gegenelektrode 15 aus dem Gasstrom separiert bzw. abgeschieden werden können.

Die Ausführungsform des Elektroabscheiders 1 gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform des Elektroabscheiders 1 gemäß der Fig. 2 und 3 im Wesentlichen durch die Dimensionierung der Sprühelektrode 7 und gegebenenfalls der Feldelektrode 9. Wie aus einer Zusammenschau der Fig. 4 und 2 bzw. 3 ersichtlich ist, weisen die Sprühelektrodeneinheiten 7.1 bis 7.3 gemäß Fig. 4 eine größere Radialabmessung auf, so dass der radiale Abstand zwischen den einzelnen Sprühelektrodeneinheiten 7.1 bis 7.3 und der die Gegenelektrode 15 bildenden Innenwand des Rohrabschnitts 17 und damit auch der sich dazwischen ausgebildete Aufladeraum 19 verkleinert ist. Bei kleiner werdendem Abstand zwischen Sprühelektrode und Gegenelektrode nimmt wiederum die Koronaeinsatzspannung ab. In Untersuchungen zeigte sich, dass jene Sprühelektroden mit größerem Abstand zur Gegenelektrode 15, also beispielsweise kleinerem Zahnkranzdurchmesser, bessere Abscheidegrade erzielten, als jene mit kleinerem Abstand zur Gegenelektrode 15. Dies ist zurückzuführen auf die höhere Strömungsgeschwindigkeit und der daraus resultierenden kürzeren Verweilzeit der Partikel im Aufladebereich, was durch einen engeren Querschnitt entsteht.

Bei engerem Querschnitt im Aufladebereich kann beispielsweise die Aufladestrecke, beispielsweise die Anzahl der in Strömungsrichtung hintereinander geschalteten Sprühelektrodenkränze, erhöht werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei gleicher Partikelbeladung die Länge der Feldelektrode 9 für größere Zahnkranzdurchmesser und einen längere Aufladestrecke sowie kleinere Zahnkranzdurchmesser und eine kürzere Aufladestrecke gleich ist.

In Bezug auf die Fig. 5 bis 7 sind weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Elektroabscheider 1 bzw. erfindungsgemäßer Rohrabschnitte 17 gezeigt, die sich im Wesentlichen durch die Ausgestaltung der Sprühelektrode 7 voneinander und von den bisherigen Ausführungen beispielhafter Elektroabscheider 1 bzw. Rohrabschnitte 17 unterscheiden.

Die Sprühelektrode 7 gemäß Fig. 5 unterscheidet sich im Prinzip von den Zahnkranz- Sprühelektroden 7 der vorangegangenen Figuren dadurch, dass jeder der Vielzahl an Sprühelektrodenspitzen bzw. Sprühbereichen 39 ein separater ohmscher Vorwiderstand 41 zugeordnet ist (siehe Fig. 6). Dadurch ist es möglich, jede einzelne Sprühelektrodenspitze 39 in Bezug auf ihre Koronaeinsatzspannung und die damit einhergehende Emission freier Ladungsträger zu individualisieren. Die Individualisierung kann beispielsweise in Bezug auf eine dielektrische Feldstärke an der jeweiligen Sprühelektrodenspitze 39 beeinflussenden Parameter, wie eine Geometrie, eine Orientierung, eine Anordnung oder eine Abmessung, ausgelegt sein. Des Weiteren gewährleistet die Nutzung von separaten ohmschen Vorwiderständen (egal ob gleich oder individuell) für jede einzelne Sprühelektrodenspitze eine Vergleichmäßigung des fließenden Stroms über die einzelnen Sprühelektrodenspitzen. Die Sprühelektrodenspitzen 39 der vorangegangenen Figuren besitzen im Wesentlichen eine dreieckförmige bzw. keilförmige Struktur, die sich nach radial außen zunehmend veijüngt bzw. spitz zuläuft. Die Sprühelektrodenspitzen 39 der Fig. 5 bis 7 sind analog zu den vorhergehenden Ausführungen konzentrisch in Radialrichtung bezüglich der Mittelachse durch den Rohrabschnitt 17 und die Feldelektrode 9 angeordnet, besitzen allerdings eine dünne Stabstruktur mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt bzw. Abmessung. Bezugnehmend auf Fig. 6 ist eine Sprühelektrodeneinheit 7.1, 7.2 bzw. 7.3 in der Draufsicht abgebildet. Die Vielzahl an Sprühelektronenspitzen 39 ist jeweils mit einem elektrischen Vorwiderstand 41 verbunden und an eine elektrische Leiterbahn 43 angeschlossen, die Teil einer Platine (PCB) 45 ist.

In Fig. 7 ist eine beispielhafte Weiterbildung der Sprühelektrode 7 der Fig. 5 und 6 abgebildet. Die drei Sprühelektrodeneinheiten 7.1 können von einer Vergussmasse, die schematisch durch das Bezugszeichen 47 angedeutet ist, umgeben sein bzw. darin eingegossen sein. Auf diese Weise kann eine Sprühelektrodenanordnung als Einheit gebildet werden. Des Weiteren kann, wie es in Fig. 7 schematisch gezeigt ist, die Sprühelektrodenanordnung inklusive der Vergussmasse 47 in ein elektrisch isolierendes Gehäuse 49 untergebracht sein. Das elektrisch isolierende Gehäuse 49 kann die Bildung von Kurzschlüssen zwischen Sprühelektrodenspitzen 39 und der Gegenelektrode 15 verhindern. Wie in Fig. 7 ebenfalls schematisch zu sehen ist, ragen die einzelnen der Vielzahl an Sprühelektrodenspitzen 39 aus dem elektrischen isolierenden Gehäuse 49 heraus, um die Emission freier Ladungsträger sicherzustellen.

In Fig. 8 ist eine weitere beispielhafte Ausführung einer Sprühelektrode 7 gezeigt, bei der jeder einzelnen Sprühelektrodenspitze 39 ein Vorwiderstand, der mit dem Bezugszeichen 51 angedeutet ist, vorgeschaltet ist. Analog zu den vorhergehenden Ausführungen weist auch die Sprühelektrode 7 gemäß Fig. 8 einzelne, in Strömungsrichtung betrachtet in einem Abstand zueinander angeordnete Sprühelektrodeneinheiten 7.1, 7.2 und 7.3 auf, die jeweils die konzentrisch zueinander angeordneten und sich in Radialrichtung erstreckenden Sprühelektrodenspitzen 39 aufweisen, welche wiederum in Umfangsrichtung betrachtet gleichmäßig verteilt und/oder in einem konstanten Abstand zueinander angeordnet sind. Die Stromversorgung der einzelnen Sprühelektrodenspitzen 39 erfolgt nach folgendem Prinzip: über einen zentralen, elektrisch leitfähigen Kem 53, der gemäß Fig. 8 ein zylindrisches Innenrohr bildet, erfolgt der Stromanschluss an die elektrische Hochspannungsquelle 11 (nicht dargestellt). Der Strom gelangt anschließend über den elektrisch leitfähigen Kern 53 umgebenden hochohmigen Vorwiderstand 51, der gemäß Fig. 8 als Zylinderstruktur ausgebildet ist und den elektrisch leitfähigen Kem 53 vollständig umgibt, zu den einzelnen Emissionselektrodenspitzen 39. Der elektrische Vorwiderstand 51 kann zum Beispiel aus Keramik mit geringer elektrischer Leitfähigkeit oder aus einem Material der Glimmergmppe gefertigt sein.

In den Fig. 9 bis 11 ist eine weitere beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders 1 gezeigt, die sich von den vorhergehenden Ausführungen durch dessen Funktionsweise im Hinblick auf die Partikelabscheidung unterscheidet. Die Ausführungen des Elektroabscheiders 1 der Fig. 9 bis 11 kombiniert die Funktionsweise des Elektroabscheiders mit der eines Fliehkraftabscheiders bzw. eines Axialzyklons.

Wie insbesondere aus Fig. 10 hervorgeht, sind die Sprühelektroden, insbesondere die einzelnen Sprühelektrodenspitzen bzw. -bereiche 39 insbesondere derart turbinenschaufelartig geformt, dass der vorbeiströmende Gasstrom 3 an der Sprühelektrode 7 in eine Drallströmung versetzt wird. Auf diese Weise wird den elektrisch geladenen Partikeln ein Drall mitgegeben, so dass diese in Radialrichtung nach außen in Richtung der Gegenelektrode 15 befördert bzw. beschleunigt werden. Analog zur Ausführung der Fig. 1 bis 4 bilden auch die Emissionselektrodeneinheiten 7.1 bis 7.3 der Fig. 9 bis 11 Zahnkränze, wobei sich die turbinenschaufelartigen Emissionselektrodenspitzen 39 eine Sprühelektrodeneinheit 7.1 bis 7.3 von einer gemeinsamen scheibenartigen Basis 37 nach radial außen erstrecken. Zur Erzeugung der Drallströmung und der Mitteilung der Fliehkraft an die elektrisch geladenen Partikel sind die einzelnen Sprühelektrodenspitzen 39 entlang ihrer Längserstreckung verdreht bzw. verbunden, was insbesondere in Fig. 10 zu sehen ist.

Aus einer Zusammenschau der Fig. 10 und 11 ist ferner ersichtlich, dass die einzelnen Sprühelektrodenspitzen 39 nicht nur im Bereich der von der Scheibenbasis 37 aufgespannten Ebene spitz zulaufen, sondern auch in einer in Strömungsrichtung liegenden Ebene betrachtet spitz zulaufen. Die einzelnen Emissionselektrodenspitzen 39 weisen jeweils eine entgegen der Strömungsrichtung des Gasstroms 3 orientierte Anströmfläche 35 auf, die gekrümmt ist, insbesondere in Strömungsrichtung betrachtet, konvex gekrümmt ist. Die Sprühelektrodenspitzen 39 sind so geformt, dass sie dem in eine Drallströmung versetzten Gasstrom eine quer zur Anströmungsrichtung des Gasstroms 3 orientierte Beschleunigungskomponente mitteilen, durch die elektrisch aufgeladenen Partikel des Gasstroms 3 an einer die Sprühelektrode 7 umgebende Wand, nämlich die die Gegenelektrode 15 bildende Innenwand des Rohrabschnitts 17, prallen.

Der in Figur 12 abgebildete Elektroabscheider 1 ist grundsätzlich analog zu dem Elektroabscheider 1 gemäß Figur 11 aufgebaut, unterscheidet sich jedoch im Hinblick auf die Anzahl an Sprühelektrodeneinheiten 7.1, 7.2, 7.3 bis 7-i. Der Elektroabscheider 1 umfasst zehn in Strömungsrichtung beabstandete Sprühelektrodeneinheiten 7.1 bis 7.10, die jeweils zahnkranzartig oder sonnenartig ausgebildet sind und jeweils zehn Zacken 57 aufweisen, die sich von der jeweiligen Basis 37 nach radial außen erstrecken und in jeweils eine Sprühelektrodenspitze 39 münden. Die Scheibenbasis 37 ist im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungen des Elektroabscheiders 1 in Radialrichtung deutlich kleiner bemessen. Dadurch kann der Strömungsverlust bzw. - widerstand beim Durchströmen des Elektroabscheiders 1 möglichst gering gehalten werden. Die Figuren 13 bis 15 zeigen schematische Ausführungen von beispielhaften Sprühelektroden 7. Bei der Ausführung der Sprühelektrode 7 gemäß Figur 13 sind die zwei benachbarten Sprühelektrodeneinheiten 7.1, 7.2 so zueinander ausgerichtet, dass deren Sprühelektrodenspitzen 39 in Umfangsrichtung versetzt sind. Wie in Figur 13 zu sehen ist, liegt jede Sprühelektrodenspitze 39 bzw. dessen Zacke 57 in einem von zwei Sprühelektrodenspitzen 39 bzw. dessen Zacken 57 einer benachbarten Sprühelektrodeneinheit aufgespannten lichten Umfangssektor, insbesondere auf der von diesen aufgespannten Winkelhalbierenden. Dadurch ergibt sich eine größtmögliche Überdeckung der Elektronenwolken im Aufladebereich, was die Abscheidungsrate erhöht.

Bei der Ausführung der Sprühelektrode 7 in Figur 14 sind die verschiedenen Sprühelektrodeneinheiten 7-i übereinander ohne Umfangsversatz angeordnet.

Aus den Figuren 14 und 15 geht hervor, dass die Sprühelektrodenspitzen 39 einen gewissen Mindestabstand von etwa 10 mm zueinander aufweisen sollen, damit die Wechselwirkung der Elektronenwolken der einzelnen Elektrodenspitzen 39 möglichst gering gehalten wird. In Figur 15 ist zu sehen, dass auch in Strömungsrichtung betrachtet benachbarte Sprühelektrodeneinheiten 7-i den Mindestabstand von etwa 10 mm aufweisen.

Anhand der Figuren 16 und 17 wird ein schematischer Versuchsaufbau zur Bestimmung der Abscheiderate eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders 1 im Einsatz bei einer Kleinfeuerungsanlage 59 gezeigt, die beispielsweise ein Kaltrauchgenerator ist, der 50 bis 6o°C betrieben wird, inklusive einer graphischen Darstellung der ermittelten Partikelzahl im Gasstrom stromaufwärts und stromabwärts des Elektroabscheiders 1. In Figur 17 korrespondiert die durchgezogene Linie zu der Partikelzahl nach, also stromabwärts des Elektroabscheiders 1 und die gestrichelte Linie zur Partikelzahl vor, also stromaufwärts, des Elektroabscheiders 1.

Zum Versuchsaufbau (Figur 16): Der Kaltrauchgenerator 59 wird betrieben, so dass ein partikelbeladener Gasstrom 3 diesen verlässt und in einen insbesondere erfindungsgemäßen Rohrabschnitt 17 geleitet wird, in dem ein erfindungsgemäßer Elektroabscheider 1 angeordnet ist. Die Zuführung des partikelbeladenen Gasstroms 3 in den Rohrabschnitt 17 und durch den Elektroabscheider 1 hindurch wird unterstützt durch eine Säugpumpe 61, die beispielsweise eine Förderleistung von 800 1/min aufweist, dessen Förderrichtung schematisch durch die Pfeile mit dem Bezugszeichen 63 angedeutet ist. Zur Bestimmung der im Gasstrom enthaltenen Partikel wird ein Teilstrom des partikelbeladenen Gasstroms 3 stromaufwärts des Elektroabscheiders 1 über eine Vakuumsaugdüse 65 mittels eines Rohluftkanals 77 abgeführt und einem Messraum bzw. einer Messeinrichtung 69 zugeführt, um die im partikelbeladenen Gasstrom 3 befindlichen Partikel zu erfassen. Des Weiteren wird ein weiterer Teilstrom stromabwärts, das heißt nach Passieren des Elektroabscheiders 1, über eine weitere Vakuumsaugdüse 60 mittels eines über eine weitere Vakuumsaugdüse 67 mittels eines Reinluftkanals 79 einer weiteren Messeinrichtung bzw. einem weiteren Messraum 71 zugeführt, um die in dem von dem Elektroabscheider 1 bereinigten Gasstrom befindlichen Partikel zu erfassen. Das Zuführen der Teilgasströme in die jeweiligen Messabschnitte wird unterstützt durch eine Ventileinrichtung 73, mittels der Druckluft 75 in die Vakuumsaugdüsen 65, 67 applizierbar ist.

Zum Versuchsergebnis: Die graphische Darstellung gemäß Figur 17 trägt auf der Abszisse den zeitlichen Verlauf und auf der Ordinate die Gesamtpartikelzahl aller Partikel in einem Größenspektrum von 0,5 (im bis 10 pm auf. Zum Vergleich der Partikelanzahl vor und nach dem Elektroabscheider 1 dienen die beiden Graphen, wobei die gestrichelte Linie 81 die Partikelzahl in dem partikelbeladenen Gasstrom 3 vor bzw. stromaufwärts des Elektroabscheiders 1 wiedergibt und die durchgezogene Linie 83 die Partikelanzahl des bereinigten Gasstroms stromabwärts, als auch nach dem Elektroabscheider. Wie in Figur 17 zu sehen ist, lässt sich die den bereinigten Gasstrom kennzeichnende Linie 83 in zwei Bereiche unterteilen: der mit dem Bezugszeichen 87 versehene Bereich gibt den Messabschnitt an, in dem die Messewerte tatsächlich ausgelesen und der Elektroabscheidegrad ermittelt wird; die mit dem Bezugszeichen 85 versehenen Bereiche kennzeichnen einen sogenannten Kalibrierungs- oder Initiierungszustand, bei dem der Elektroabscheider 1 ausgeschalten ist, um die verschiedenen Sensoreinrichtungen aufeinander abzustimmen. Im Ergebnis konnte im Versuch ein Abscheidungsgrad von mehr als 97% erreicht werden. Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Bezugszeichenliste

1 Elektroabscheider

3 partikelbeladener Gasstrom

5 Reinluftgasstrom

7 Sprühelektrode

7-1J 7-2, 7.3, 7.i Sprühelektrodeneinheit

9 Feldelektrode

11 elektrische Hochspannungsquelle

13 Freiladungsträger

15 Gegenelektrode

17 Rohrabschnitt

19 Aufladeraum

21 Abscheideraum

23 Elektronikgehäuse

25 elektrisches Versorgungskabel

27 ohmscher Widerstand

29 Vorwiderstand

31 Tragarm

33 Isolator

35 Außenoberfläche

37 Basis

39 Sprühbereich oder Sprühelektrodenspitze

41 Vorwiderstand

43 Leiterbahn

45 Platine

47 Vergussmasse

49 elektrisch isolierendes Gehäuse

51 Vorwiderstand

53 elektrisch leitender Kern

55 Anströmfläche

57 Zacke

59 Kaltrauchgenerator

61 Säugpumpe Förderrichtung , 67 Vakuumsaugdüse , 71 Messeinrichtung bzw. -raum

Ventil

Druckluftrichtung

Rohluftkanal

Reinluftkanal

Partikelanzahl vor Elektroabscheider

Partikelanzahl nach Elektroabscheider

Kalibrierungszustand

Messzustand