Pobierz dokument

RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12)
OPIS PATENTOWY
(19)
PL
(21) Numer zgłoszenia: 350430
(22) Data zgłoszenia: 03.03.2000
(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:
199884
(13) B1
(11)
(51) Int.Cl.
B03C 3/02 (2006.01)
B03C 3/45 (2006.01)
03.03.2000, PCT/FI00/00168
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(54)
(87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
14.09.2000, WO00/53325
PCT Gazette nr 37/00
Opis patentowy
przedrukowano ze względu
na zauważone błędy
Sposób i urządzenie do oddzielania cząstek stałych i/lub ciekłych ze strumienia gazu
(30) Pierwszeństwo:
05.03.1999,FI,990484
(76) Uprawniony i twórca wynalazku:
Ilmasti Veikko,Helsinki,FI
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
16.12.2002 BUP 26/02
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
28.11.2008 WUP 11/08
PL 199884 B1
(57)
Przedmiotem wynalazku jest sposób oddzielania cząstek stałych i/lub ciekłych ze strumienia gazu, zgodnie
z którym kieruje się strumień gazu przez komorę zbiorczą,
pomiędzy końcówkę jonizacyjną a element zbierający,
przykłada się pierwszy potencjał do końcówki jonizacyjnej
i przykłada się drugi potencjał do elementu zbierającego,
przy czym pierwszy i drugi potencjał mają odpowiednio
przeciwne biegunowości względem ścianki zewnętrznej, tak
że wiązka jonów o biegunowości pierwszego potencjału jest
emitowana z końcówki jonizacyjnej w kierunku elementu
zbierającego i oddziela cząstki od strumienia gazu, przy
czym ściankę zewnętrzną komory zbiorczej uziemia się
i stosuje się w tej komorze końcówkę jonizacyjną. W sposobie stosuje się elektrycznie przewodzący element zbierający, elektrycznie odizolowany od ścianki zewnętrznej.
Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do oddzielania cząstek stałych i/lub ciekłych ze strumienia gazu,
zawierające komorę zbiorczą mającą ściankę zewnętrzną
(5) oraz wlot i wylot (2) dla strumienia gazu, uziemienie
ścianki zewnętrznej, końcówkę jonizacyjną (7) usytuowaną
w komorze zbiorczej oraz ma źródło napięcia do połączenia
pierwszego potencjału do końcówki jonizacyjnej (7) i drugiego potencjału do elementu zbierającego (18), przy czym
pierwszy i drugi potencjał mają odpowiednio przeciwne
biegunowości względem uziemienia, przez co wiązka (11)
jonów o biegunowości pierwszego potencjału jest emitowana z końcówki jonizacyjnej (7) w kierunku elementu zbierającego (18). Urządzenie ma elektrycznie przewodzący
element zbierający (18) usytuowany w komorze zbiorczej,
elektrycznie odizolowany od ścianki zewnętrznej (5).
(74) Pełnomocnik:
Grabowska Małgorzata,
Sulima Grabowska Sierzputowska,
Biuro Patentów i Znaków Towarowych sp.j.
2
PL 199 884 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do oddzielania cząstek stałych i/lub ciekłych
ze strumienia gazu.
Obecnie w układach oczyszczania gazu i do oddzielania cząstek ze strumienia gazu wykorzystuje się filtry, cyklony lub sposoby wykorzystujące zjawiska elektryczne, takie jak w przypadku elektrofiltrów lub sposób z wykorzystaniem wiązki jonów.
W przypadku stosowania filtrów prędkość przepływającego gazu w filtrach tkaninowych lub metalowych musi być utrzymywana na niskim poziomie, ponieważ zwiększenie prędkości powoduje powstawanie dużych oporów powietrza. Również wraz ze wzrostem prędkości zmniejsza się rozdzielczość filtra. Na przykład w przypadku mikrofiltrów, prędkość strumienia gazu jest zwykle mniejsza niż
0,5 m/s. Ponadto niemożliwe jest osiąganie dobrych wyników oczyszczania przy zastosowaniu znanych technik w przypadku cząstek o wymiarach nanometrowych (tzn. cząstek o średnicy rzędu od
jednego do kilkudziesięciu nanometrów).
Działanie cyklonów polega na zmniejszeniu prędkości strumienia gazu w taki sposób, aby ciężkie cząstki zawarte w strumieniu gazu opadały na urządzenie zbiorcze. Dlatego cyklony znajdują zastosowanie do oddzielania ciężkich cząstek, gdyż cechują się one dużą prędkością opadania.
W elektrofiltrach oddzielanie cząstek ze strumienia gazu odbywa się przy użyciu płyt zbiorczych
lub ma miejsce na wewnętrznych powierzchniach rur. Prędkość strumienia gazu w elektrofiltrach musi
zwykle być mniejsza niż 1,0 m/s, natomiast producenci zalecają, aby wynosiła ona około 0,3-0,5 m/s.
Powodem małej prędkości strumienia gazu jest to, że większa prędkość strumienia gazu uwalnia
cząstki nagromadzone na płytach zbiorczych, powodując tym samym znacznie zmniejszenie rozdzielczości filtracji. Działanie elektrofiltrów jest oparte na wykorzystaniu ładunku elektrostatycznego cząstek. Jednakże elektryczne naładowywanie cząstek o rozmiarach nanometrowych jest niemożliwe.
Ponadto nie wszystkie materiały ulegają naładowaniu elektrycznemu, co np. ma miejsce w przypadku
stali nierdzewnej.
W elektrofiltrach należy również stosować małą prędkość strumienia gazu ze względu na etap
czyszczenia płyt zbiorczych. Podczas oczyszczania płyt skierowuje się nadmuch na te płyty, co powoduje uwalnianie nagromadzonego materiału w postaci cząstek. Chodzi przy tym o to, aby jedynie jak
najmniejsza ilość materiału uwolnionego z płyt podczas etapu oczyszczania powracała do strumienia
gazu. Przy małej prędkości strumienia gazu możliwe jest uzyskiwanie akceptowalnych przepustowości
cząstek.
Niżej zostaną opisane znane sposoby w oparciu o załączony rysunek, na którym pos. I przedstawia znane urządzenie wykorzystujące sposób z wytwarzaniem wiązki jonów, pos. II przedstawia
sposób znany ze stanu techniki służący do oczyszczania gazu metodą z wytwarzaniem strumienia
jonów.
Na pos. I pokazano urządzenie zawierające wlot 1 dla gazu przeznaczonego do oczyszczenia,
wylot 2 dla gazu oczyszczonego, kabel napięciowy 3, izolator 4, komorę zbiorczą z uziemioną ścianką
zewnętrzną 5, zasilany pręt mocujący 6 zawierający kilka końcówek jonizacyjnych 7, zespół wibratora 8,
kanał 9 do odzyskiwania nagromadzonych cząstek oraz źródło napięcia 10.
W pokazanym na pos. I urządzeniu, powietrze wchodzące np. do budynku lub powietrze poddawane recyrkulacji jest kierowane do komory zbiorczej w celu jego oczyszczenia. Oczyszczane powietrze dostaje się do komory zbiorczej przez wlot 1, unosi się do góry i po oczyszczeniu wychodzi
przez wylot 2. Oczyszczania dokonuje się poprzez jonizowanie gazu za pomocą końcówek jonizacyjnych 7 usytuowanych na zasilanym pręcie mocującym 6 przyłączonym do źródła napięcia 10 za pomocą kabla napięciowego 3, przy czym źródło napięcia 10 może podawać dodatnie lub ujemne (jak
na rysunku) wysokie napięcie na pręt mocujący 6.
Innymi słowy, do gazu jest kierowana wiązka dodatnich albo ujemnych jonów, a jony oraz naładowane i nienaładowane cząstki są przenoszone na płaszczyznę zbiorczą ścianki zewnętrznej 5 razem z wiązką jonów. Końcówki jonizacyjne 7 są skierowane w kierunku uziemionej ścianki zewnętrznej 5 komory zbiorczej spełniającej funkcję płyty zbiorczej dla cząstek. Ścianka zewnętrzna 5 komory
zbiorczej jest odizolowana od części zasilanych w postaci pręta mocującego 6 i końcówki jonizacyjnej 7 za
pomocą izolatora 4. Do końcówek jonizacyjnych 7 przykłada się napięcie rzędu 70 - 150 kV, a ich
odległość od ścianki zewnętrznej 5 komory zbiorczej dobiera się tak, aby generować stożkową wiązkę
jonów i aby przez to cząstki naładowane i nie naładowane niesione były do ścianki zewnętrznej 5 komory zbiorczej i przylegały do niej na skutek różnicy ładunków pomiędzy ładunkiem zerowym ścianki
PL 199 884 B1
3
zewnętrznej 5 komory zbiorczej a ładunkiem wiązki jonów. Odległość pomiędzy końcówkami jonizacyjnymi a ścianką zewnętrzną 5 komory zbiorczej wynosi zwykle 200 - 800 mm.
Na pos. I pokazano ponadto zespół wibratora 8 do oczyszczania komory zbiorczej poprzez wibracje. Zespół wibratora jest skonstruowany w taki sposób, że gdy komora jest poddawana wibracjom,
nagromadzone cząstki opadają w dół i wydostają się przez kanał 9 do odzyskiwania. Nagromadzone
substancje można również usuwać przez przepłukiwanie wodą.
Sposób wytwarzania wiązek jonów charakteryzuje się efektem ulotowym powstającym na skutek wysokiego napięcia, przy czym wielkość napięcia zostaje zwiększona na tyle, że następuje przepływ wiązki jonów od końcówek jonizacyjnych do uziemionej struktury. Dla każdego konkretnego zastosowania należy oddzielnie obliczyć liczbę niezbędnych końcówek jonizacyjnych. Sposób wykorzystujący wytwarzanie wiązki jonów został opisany dokładniej przykładowo w europejskim opisie patentowym nr EP 424335.
Znane rozwiązanie służące do oczyszczania gazu w komorze zbiorczej metodą wytwarzania
wiązki jonów pokazane na rysunku pos. II ma wylot 2 dla oczyszczonego gazu, uziemioną ściankę
zewnętrzną 5 komory zbiorczej oraz zasilany pręt mocujący 6 zawierający kilka końcówek jonizacyjnych 7. Ponadto na rysunku pokazano wiązkę jonów, nagromadzenie cząstek 12, 13 i 14 w komorze
zbiorczej oraz strumień 15 gazu. Rozwiązania pokazane na pos. I i II charakteryzują się usytuowaniem końcówek jonizacyjnych w pierścieniach 22, co ułatwia zmniejszenie odległości pomiędzy końcówkami jonizacyjnymi a powierzchnią zbiorczą na ściance zewnętrznej.
Szczególnie w przemyśle, w którym zachodzi konieczność oddzielania wielu kilogramów materiału z dużych strumieni gazu w ciągu 1 sekundy, urządzenie z wiązką jonów jest stosunkowo duże,
zwłaszcza ze względu na stosowane wysokie napięcie. W wielu instalacjach przemysłowych trudno
jest znaleźć odpowiednio dużo miejsca na urządzenie wykorzystujące metodę wytwarzania wiązki
jonów.
Zgodny z wynalazkiem sposób oddzielania cząstek stałych i/lub ciekłych ze strumienia gazu,
zgodnie z którym kieruje się strumień gazu przez komorę zbiorczą, pomiędzy końcówkę jonizacyjną
a element zbierający, przykłada się pierwszy potencjał do końcówki jonizacyjnej i przykłada się drugi
potencjał do elementu zbierającego, przy czym pierwszy i drugi potencjał mają odpowiednio przeciwne biegunowości względem ścianki zewnętrznej, tak że wiązka jonów o biegunowości pierwszego
potencjału jest emitowana z końcówki jonizacyjnej w kierunku elementu zbierającego i oddziela cząstki od strumienia gazu, przy czym ściankę zewnętrzną komory zbiorczej uziemia się i stosuje się w tej
komorze końcówkę jonizacyjną, charakteryzuje się tym, że stosuje się elektrycznie przewodzący element zbierający, elektrycznie odizolowany od ścianki zewnętrznej.
Korzystnie, w wyniku różnicy potencjałów, pierwszego i drugiego, pomiędzy końcówką jonizacyjną a elementem zbierającym wytwarza się napięcie 10-60 kV i przepływa prąd o natężeniu 0,05-5,0 mA,
a korzystniej wytwarza się napięcie 30-40 kV lub przepływa prąd o natężeniu 0,1-3,0 mA.
Ponadto korzystnie prowadzi się odrywanie nagromadzonych cząstek od elementu zbierającego drogą zmiany wartości drugiego potencjału.
W korzystnym przykładzie wykonania przepłukuje się element zbierający cieczą w celu usunięcia cząstek nagromadzonych na elemencie zbierającym.
W porównaniu z opisaną wcześniej znaną metodą wytwarzania wiązek jonów, różnica polega
na tym, że w sposobie według wynalazku występuje pole elektryczne pomiędzy końcówkami jonizacyjnymi a ściankami komory zbiorczej, jako dodatkowa siła napędowa. Podczas kierowania wysokiego
napięcia na powierzchnie zbiorcze generowane jest pole elektryczne przed powierzchnią zbiorczą,
przyciągając jony o przeciwnych znakach i naładowane cząstki do przeciwnie naładowanej powierzchni zbiorczej. Za pomocą tego sposobu osiąga się lepsze oddzielanie cząstek, dzięki czemu nie
ma potrzeby ustawiania końcówek jonizacyjnych pierścieniowo, lecz można je mocować bezpośrednio
do pręta mocującego.
Dzięki zastosowaniu sposobu według wynalazku następuje zmniejszenie napięcia roboczego
do 1/3-1/4 w porównaniu do znanego sposobu. Jednocześnie koszty uzyskania takiej samej ilości
powietrza i takiego samego poziomu czystości są znacznie niższe i wynoszą nawet do 1/3 dotychczasowych kosztów.
Zgodne z wynalazkiem urządzenie do oddzielania cząstek stałych i/lub ciekłych ze strumienia
gazu, zawierające komorę zbiorczą mającą ściankę zewnętrzną oraz wlot i wylot dla strumienia gazu,
uziemienie ścianki zewnętrznej, końcówkę jonizacyjną usytuowaną w komorze zbiorczej oraz ma źródło napięcia do połączenia pierwszego potencjału do końcówki jonizacyjnej i drugiego potencjału do
4
PL 199 884 B1
elementu zbierającego, przy czym pierwszy i drugi potencjał mają odpowiednio przeciwne biegunowości względem uziemienia, przez co wiązka jonów o biegunowości pierwszego potencjału jest emitowana z końcówki jonizacyjnej w kierunku elementu zbierającego, charakteryzuje się tym, że ma elektrycznie przewodzący element zbierający usytuowany w komorze zbiorczej, elektrycznie odizolowany
od ścianki zewnętrznej.
Korzystnie element zbierający jest przymocowany do izolacji elektrycznej, przy czym izolacja
elektryczna znajduje się w odstępie od ścianki zewnętrznej.
Ponadto korzystnie element zbierający jest przymocowany do izolacji elektrycznej wykonanej ze
szkła lub tworzywa sztucznego albo z kopolimeru akrylonitryl-butadien-styren (ABS).
Korzystnie element zbierający jest zasadniczo płaski i jest wykonany z metalu.
W korzystnej postaci wykonania wynalazku element zbierający jest przymocowany do izolacji
elektrycznej, przy czym tę izolację elektryczną stanowi warstwa materiału izolacyjnego, a element
zbierający stanowi warstwa przewodząca przymocowana do warstwy izolacyjnej.
Korzystnie warstwa materiału izolacyjnego ma powierzchnię wewnętrzną skierowaną ku końcówce jonizacyjnej, a warstwa przewodząca jest rozmieszczona co najmniej częściowo na tej powierzchni wewnętrznej.
Korzystnie też warstwą przewodzącą jest siatka druciana.
Ponadto korzystnie warstwa przewodząca jest osadzona w warstwie izolacyjnej.
W korzystnej postaci wykonania element zbierający stanowi cienka warstwa metalu, korzystniej
cienka warstwa chromu.
Korzystnie element zbierający stanowi cienka warstwa przymocowana do warstwy izolacyjnej
drogą metalizacji poprzez naparowywanie próżniowe.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1
przedstawia strukturę i zasadę działania urządzenia oddzielającego według wynalazku.
Na fig. 1 pokazano urządzenie do oddzielania cząstek stałych i/lub ciekłych ze strumienia gazu według wynalazku, jego strukturę i zasadę działania. Pokazano wylot 2 dla oczyszczonego gazu, uziemioną
ściankę zewnętrzną 5 oraz zasilany pręt mocujący 6 zawierający kilka końcówek jonizacyjnych 7.
Ponadto pokazano wiązki 11 jonów i strumień 15 gazu. Widoczna jest również szczelina powietrzna 16 usytuowana pomiędzy ścianką zewnętrzną 5 komory zbiorczej a warstwą izolacji elektrycznej 17, jak również elektrycznie przewodzący element zbierający 18 na wewnętrznej powierzchni
izolacji elektrycznej 17. Warstwa izolacji elektrycznej 17 jest przymocowana do ścianki zewnętrznej 5
za pomocą elementów mocujących 21. Do końcówek jonizacyjnych 7 jest przyłożony wysoki potencjał
(na rysunku pokazany jako potencjał ujemny), a do elektrycznie przewodzącego elementu zbierającego 18 jest przyłożony potencjał o przeciwnym znaku, na rysunku przedstawiony jako dodatni. Tak
więc, potencjały są przeciwnego znaku, tzn. potencjał jest dodatni na końcówkach jonizacyjnych 7
i ujemny na elektrycznie przewodzącym elemencie zbierającym 18 bądź też ujemny na końcówkach
jonizacyjnych 7 i dodatni na powierzchni przewodzącej elektryczność. Potencjał na końcówkach jonizacyjnych 7 jest zasadniczo równy co do modułu potencjałowi na elektrycznie przewodzącym elemencie zbierającym 18, ale możliwe jest również stosowanie potencjałów o różnych wielkościach. Zaletą
takich samych potencjałów jest prostsza struktura źródeł wysokiego napięcia. Przy zastosowaniu równych potencjałów uzyskiwano również lepsze wyniki podczas oczyszczania gazu.
Na fig. 1 pokazano również pustą przestrzeń 19, w której przed elektrycznie przewodzącym
elementem zbierającym 18 istnieje dodatnie natężenie pola elektrycznego. W pustej przestrzeni 19
istnieje dodatnie natężenie pola elektrycznego, gdyż do elektrycznie przewodzącego elementu zbierającego 18 jest przyłożony dodatni wysoki potencjał. W przypadku zmiany znaku potencjału elementu
zbierającego 18, tzn. gdy stanie się on w tym przypadku ujemny, następuje uwolnienie nagromadzonych substancji, które opadają do kanału 9 do odzyskiwania (pos. I) na dnie komory zbiorczej, gdyż
wówczas pole elektryczne uwalnia nagromadzone cząstki. Dzięki temu zespół wibracyjny w urządzeniu według wynalazku jest zbędny, jednakże, gdy jest to pożądane, można go zastosować. Najpowszechniejszy sposób oczyszczania powierzchni zbiorczych polega na automatycznym spłukiwaniu
cieczą, przy czym możliwe jest wtedy zaprogramowanie pożądanej częstotliwości i czasu spłukiwania.
Podczas takiego spłukiwania cieczą ciecz spłukująca doprowadzona z rury wtryskowej 20 płynie
wzdłuż elementu zbierającego 18, usuwając z niego nagromadzone cząstki. W razie potrzeby możliwe
jest również stosowanie środka oczyszczającego z dodatkiem np. środka dezynfekcyjnego.
Poprzez zmianę ładunku na elektrycznie przewodzącym elemencie zbierającym 18 osiąga się
to, że nagromadzone substancje albo pozostają na powierzchni, albo odrywają się od niej. Napięcie
PL 199 884 B1
5
stosowane w urządzeniu jest rzędu 10-60 kV, korzystnie 30-40 kV, a natężenie prądu wynosi około
0,05-5,0 mA, korzystnie około 0,1-3,0 mA.
Izolacja elektryczna 17 umieszczona na zasilanym elemencie zbierającym 18 i pokazana na
fig. 1 może być wykonana ze szkła, tworzywa sztucznego lub innej substancji izolującej wysokie napięcie, korzystnie zaś jest ona wykonana z tworzywa akrylonitryl-butadien-styren (ABS).
Ponadto, pokazana na fig. 1 płaska warstwa przewodząca elektryczność, umieszczona na warstwie izolacji elektrycznej 17, jest wykonana z metalu i ma postać cienkiej płyty lub warstewki metalowej na warstwie izolacyjnej albo siatki drucianej usytuowanej częściowo lub całkowicie na warstwie
izolacyjnej lub wewnątrz niej. Szczególnie korzystne jest rozwiązanie, w którym element przewodzący
elektryczność zawiera twardą warstwę chromową umieszczoną na warstwie izolacyjnej, metalizowaną
drogą naparowywania próżniowego. Można zastosować również inne metody metalizacji, jak również
przyklejenie warstwy metalu oraz inne sposoby zamocowania.
Za pomocą sposobu według wynalazku skutecznie oddzielać można nawet bardzo małe cząstki
stałe w postaci cząstek i kropelek cieczy ze strumienia gazu. Obróbka gazu odbywa się w komorach,
tunelach lub strukturach rurowych, w których gaz jest kierowany do wiązki jonów. Wiązka jonów generuje siłę napędową wobec materiału gromadzącego się na powierzchni zbiorczej i równocześnie ładuje elektrycznie cząstki obdarzone pojemnością. Natężenie pola elektrycznego o przeciwnym znaku
przyłożone do powierzchni zbiorczej nadaje cząstkom lub materiałom w postaci kropel siły napędowe
na powierzchni zbiorczej. W ten sposób siła napędowa wiązki jonów i siła napędowa pola elektrycznego służą do usuwania cząstek ze strumienia gazu.
W sposobie według wynalazku wytwarzanie jonów może polegać na wytwarzaniu jonów ujemnych lub dodatnich.
Urządzenie wykorzystujące sposób z wytwarzaniem wiązek jonów można instalować np. w laboratoriach badawczych zajmujących się genetyką, w których cząstki o średnicy co najmniej 1 nm
mogą uwalniać się z nici DNA. W tych laboratoriach tradycyjne elektrofiltry nie działają w sposób zadawalający, gdyż cząstki o rozmiarach nanometrowych nie mogą być naładowywane elektrycznie.
Oczyszczanie gazu sposobem według wynalazku wykorzystuje się zwykle do oczyszczania powietrza i sposób ten jest bardzo przydatny również np. w pomieszczeniach izolowanych w szpitalach,
salach operacyjnych, fabrykach produkujących układy elektroniczne oraz urządzeniach dostarczających powietrze w takich pomieszczeniach, w których niedopuszczalne są środki biologiczne.
Dzięki temu wynalazek może znaleźć zastosowanie we wszelkich pomieszczeniach oraz
w oczyszczaniu powietrza doprowadzanego i odprowadzanego. Sposobem według wynalazku można
oczyszczać powietrze z cząstek i kropel wielkości od 1 do 100000 nm, a także oczyszczać powietrze
w sposób ciągły również podczas przepłukiwania powierzchni zbiorczych, gdy istnieje możliwość odłączenia potencjału na powierzchni zbiorczej, jeżeli tryb płukania wymaga użycia dużej ilości cieczy,
przy czym powierzchnia zbiorcza ma wówczas potencjał zerowy, lecz końcówki jonizacyjne są nadal
połączone z wysokim potencjałem.
Sposób według wynalazku można ponadto stosować w różnych urządzeniach do oczyszczania
gazu i gazów spalinowych, np. w urządzeniach oczyszczających opartych na filtrach strumieniowych,
cyklonach, elektrofiltrach, rozdzielaczach materiałów lub metodzie z wykorzystaniem wiązki jonów.
Standardowe modele tego sposobu są przydatne do oczyszczania powietrza w pomieszczeniach domowych i biurowych.
Za pomocą sposobu według wynalazku oddzielanie może odbywać się w odniesieniu do cząstek o średnicy od jednego do kilkuset mikrometrów. Ani siła ciężkości, ani pojemność elektryczna
cząstek nie stanowi żadnej przeszkody w tej metodzie oddzielania. Gaz można oczyszczać z cząstek
o różnych wielkościach, otrzymując czysty gaz.
Jest rzeczą oczywistą, że sposób oddzielania materiałów w postaci cząstek i/lub kropli ze strumienia gazu nie jest ograniczony do opisanych wyżej przykładów.
Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób oddzielania cząstek stałych i/lub ciekłych ze strumienia gazu, zgodnie z którym kieruje się strumień gazu przez komorę zbiorczą, pomiędzy końcówkę jonizacyjną a element zbierający,
przykłada się pierwszy potencjał do końcówki jonizacyjnej i przykłada się drugi potencjał do elementu
zbierającego, przy czym pierwszy i drugi potencjał mają odpowiednio przeciwne biegunowości wzglę-
6
PL 199 884 B1
dem ścianki zewnętrznej, tak że wiązka jonów o biegunowości pierwszego potencjału jest emitowana
z końcówki jonizacyjnej w kierunku elementu zbierającego i oddziela cząstki od strumienia gazu, przy
czym ściankę zewnętrzną komory zbiorczej uziemia się i stosuje się w tej komorze końcówkę jonizacyjną, znamienny tym, że stosuje się elektrycznie przewodzący element zbierający, elektrycznie odizolowany od ścianki zewnętrznej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w wyniku różnicy potencjałów, pierwszego
i drugiego, pomiędzy końcówką jonizacyjną a elementem zbierającym wytwarza się napięcie 10-60 kV
i przepływa prąd o natężeniu 0,05-5,0 mA.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w wyniku różnicy potencjałów, pierwszego
i drugiego, pomiędzy końcówką jonizacyjną a elementem zbierającym wytwarza się napięcie 30-40 kV.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w wyniku różnicy potencjałów, pierwszego
i drugiego, pomiędzy końcówką jonizacyjną a elementem zbierającym przepływa prąd o natężeniu
0,1-3,0 mA.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że prowadzi się odrywanie nagromadzonych
cząstek od elementu zbierającego drogą zmiany wartości drugiego potencjału.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przepłukuje się element zbierający cieczą
w celu usunięcia cząstek nagromadzonych na elemencie zbierającym.
7. Urządzenie do oddzielania cząstek stałych i/lub ciekłych ze strumienia gazu, zawierające
komorę zbiorczą mającą ściankę zewnętrzną oraz wlot i wylot dla strumienia gazu, uziemienie ścianki
zewnętrznej, końcówkę jonizacyjną usytuowaną w komorze zbiorczej oraz ma źródło napięcia do połączenia pierwszego potencjału do końcówki jonizacyjnej i drugiego potencjału do elementu zbierającego, przy czym pierwszy i drugi potencjał mają odpowiednio przeciwne biegunowości względem
uziemienia, przez co wiązka jonów o biegunowości pierwszego potencjału jest emitowana z końcówki
jonizacyjnej w kierunku elementu zbierającego, znamienne tym, że ma elektrycznie przewodzący
element zbierający (18) usytuowany w komorze zbiorczej, elektrycznie odizolowany od ścianki zewnętrznej (5).
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że element zbierający (18) jest przymocowany do izolacji elektrycznej (17), przy czym izolacja elektryczna znajduje się w odstępie od ścianki
zewnętrznej (5).
9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że element zbierający (18) jest przymocowany
do izolacji elektrycznej (17) wykonanej ze szkła lub tworzywa sztucznego.
10. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że element zbierający (18) jest przymocowany do izolacji elektrycznej (17) wykonanej z kopolimeru akrylonitryl-butadien-styren (ABS).
11. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że element zbierający (18) jest zasadniczo
płaski i jest wykonany z metalu.
12. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że element zbierający (18) jest przymocowany do izolacji elektrycznej (17), przy czym tę izolację elektryczną stanowi warstwa materiału izolacyjnego, a element zbierający (18) stanowi warstwa przewodząca przymocowana do warstwy izolacyjnej.
13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że warstwa materiału izolacyjnego ma powierzchnię wewnętrzną skierowaną ku końcówce jonizacyjnej (7), a warstwa przewodząca jest rozmieszczona co najmniej częściowo na tej powierzchni wewnętrznej.
14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że warstwę przewodzącą stanowi siatka
druciana.
15. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że warstwa przewodząca jest osadzona
w warstwie izolacyjnej.
16. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że element zbierający (18) stanowi cienka
warstwa metalu.
17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że element zbierający (18) stanowi cienka
warstwa chromu.
18. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że element zbierający (18) stanowi cienka
warstwa przymocowana do warstwy izolacyjnej drogą metalizacji poprzez naparowywanie próżniowe.
PL 199 884 B1
Rysunki
7
8
PL 199 884 B1
Departament Wydawnictw UP RP
Cena 2,00 zł.