УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО ОДНОВРЕМЕННОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО ОДНОВРЕМЕННОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА


RU (11) 2039403 (13) C1

(51) 6 H01T23/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4742681/07 
(22) Дата подачи заявки: 1989.12.08 
(31) Номер конвенционной заявки: 8702752-0 
(32) Дата подачи конвенционной заявки: 1987.07.03 
(33) Страна приоритета: SE 
(45) Опубликовано: 1995.07.09 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Международная заявка N 86/07500, кл. H 01T 23/00, 1986. 
(71) Заявитель(и): Астра-Вент АБ (SE) 
(72) Автор(ы): Вильмос Терек[SE]; Андрзей Лорет[SE] 
(73) Патентообладатель(и): Астра-Вент АБ (SE) 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО ОДНОВРЕМЕННОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА 

Использование: устройство может быть использовано для вентиляции и одновременной очистки воздуха с помощью электрического ионного ветра. Существо: устройство содержит корпус с впускным отверстием, в центре которого установлен коронирующий электрод, и с воздушным трактом, идущим от впускного отверстия и вмещающим электрод-мишень, расположенный на некотором расстоянии от оси впускного отверстия симметрично этой оси. Корпус выполнен с обеспечением отклонения траектории воздушного потока за впускным отверстием от прямолинейной. При этом обеспечивается радиальное или угловое смещение траектории воздушного потока с образованием по крайней мере одного воздушного канала, смещенного относительно оси симметрии корпуса. 18 з. п. ф-лы, 14 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике.

Наиболее близким из известных технических решений к изобретению является устройство для транспортирования и одновременной очистки воздуха, содержащее коронирующий электрод и электрод-мишень, которые расположены на некотором расстоянии друг от друга и каждый из которых соединен с соответствующей клеммой источника постоянного тока, причем конфигурация коронирующего электрода, а также разность потенциалов и расстояние между коронирующим электродом и электродом-мишенью таковы, что обеспечивают создание у коронирующего электрода коронного разряда, вызывающего образование ионов воздуха, которые под влиянием электрического поля мигрируют к электроду-мишени и отдают ему свой электрический заряд, причем во время движения ионов воздуха в направлении к электроду-мишени ионы сталкиваются с электрически нейтральными молекулами воздуха, передавая им при этом электростатические силы и увлекая их к электроду-мишени, что обеспечивает транспортирование воздуха в виде ионного (коронного) ветра.

Когда воздух содержит загрязняющие аэрозоли, т.е. взвешенные твердые частицы и капельки жидкости, эти загрязняющие вещества электрически заряжаются ионами воздуха, образованными коронным разрядом, и, следовательно, могут быть электростатически осаждены на мишени, если мишень имеет подходящую конфигурацию, или в конденсаторном сепараторе, расположенном за мишенью. Таким образом, можно обеспечить очистку воздуха, транспортируя воздух через устройство с помощью электрического ионного (коронного) ветра.

Однако такое устройство должно удовлетворять таким требованиям, как большие объемные расходы воздуха через устройство, высокая очистительная способность, малые размеры, умеренная разность потенциалов между коронирующим электродом и мишенью, причем при умеренных уровнях высокого напряжения тока коронного разряда, который не должен быть слишком высоким в связи с тем, что в результате коронного разряда образуются вредные для человека газы, в частности озон и оксиды азота. Это связано с несколькими не легко решаемыми и тесно связанными проблемами.

Возможно же обеспечить как существенные скорости воздушного потока, так и значительные объемные расходы воздуха посредством тока коронного разряда, приемлемого в отношении образования озона и других вредных газов в том случае, когда коронирующий электрод и электрод-мишень расположены на значительном друг от друга расстоянии и коронирующий электрод эффективно экранирован, в результате чего произведение ионного тока и расстояние миграции ионов в направлении вверх по потоку от коронирующего электрода очень мало. Однако увеличение расстояния между коронирующим электродом и мишенью требует увеличения разности потенциалов между коронирующим электродом и мишенью для эффективного зажигания коронного разряда. следствием этого является повышение уровней высокого напряжения на коронирующем электроде и/или мишени, что в свою очередь приводит к проблемам с изоляцией и искровым перекрытием (пробоем). Кроме того, увеличивается необходимость в предотвращении непреднамеренного касания человека к электродам, находящимся под высоким напряжением. Было обнаружено, что, когда коронирующий электрод и электрод-мишень разнесены друг от друга в осевом направлении в прямом воздухопроводе (канале), являющемся наиболее естественным устройством, то воздушный поток имеет заметную тенденцию концентрироваться в центральной части воздухопровода. Это справедливо даже тогда, когда мишень расположена насколько возможно близко к стенкам воздухопровода. Поэтому для удовлетворения требования обеспечения большого объемного расхода воздуха необходимо большое сечение воздухопровода и, следовательно, устройство должно иметь большие размеры. Кроме того, при размещении мишени вблизи стенок воздухопровода необходима электрическая изоляция внутренних поверхностей стенок. Было установлено, что во время работы устройства электрически изолированные поверхности стенок получают электростатический заряд, который оказывает неблагоприятное действие на коронный разряд и коронирующий электрод, препятствуя надлежащему зажиганию электрода. Кроме того, при размещении мишеней вблизи стенок воздухопровода, в сочетании с ламинарным течением воздуха в канале, путь, который должны проходить при своем движении к поверхностям мишени электрически заряженные аэрозольные загрязняющие вещества, становится относительно длинным и, следовательно, становится относительно низкой степенью очистки воздуха. В принципе можно получить улучшение в этом отношении путем увеличения осевой длины поверхностей мишени или главным образом путем использования либо большого числа взаимно параллельных и менее широко разнесенных поверхностей мишени с промежуточными поверхностями, имеющими противоположную полярность, либо с помощью традиционного конденсаторного сепаратора за мишенью в воздушном канале. Все эти решения, однако, требуют существенного увеличения габаритных размеров устройства и с точки зрения обеспечения наиболее эффективной очистки два последних упомянутых решения приводят также к значительному увеличению сопротивления воздушному потоку в канале. Это увеличение сопротивления потоку должно быть, в свою очередь, компенсировано путем увеличения тока коронного разряда и/или расстояния между коронирующим электродом и электродом-мишенью, а увеличение тока коронного разряда приводит к увеличению количества озона и других образующихся вредных газов, причем оба решения требуют также большей разности потенциалов между электродами. Таким образом, как было установлено, при такой конструкции очень трудно получить удовлетворительное устройство для транспортирования воздуха, которое бы одновременно очищало транспортируемый воздух при транспортировке его с помощью электрического коронного (ионного) ветра.

Целью изобретения является повышение эффективности транспортировки и одновременной очистки воздуха.

На фиг.1 иозбражен осевой разрез первого варианта предлагаемого устройства; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 осевой разрез второго варианта предлагаемого устройства; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 осевой разрез третьего варианта предлагаемого устройства; на фиг.6 разрез В-В на фиг. 5; на фиг.7 осевой разрез четвертого варианта предлагаемого устройства; на фиг. 8 разрез Г-Г на фиг. 7; на фиг.9 вариант выполнения разделительной стенки, расположенной напротив впускного отверстия, выполненной с отверстием; на фиг.10 разрез пятого варианта предлагаемого устройства, который совершенствует первый вариант устройства; на фиг.11 разрез шестого варианта предлагаемого устройства, усовершенствующего третий вариант; на фиг.12 разрез седьмого варианта предлагаемого устройства, усовершенствующий третий вариант; на фиг. 13 и 14 виды восьмого и девятого вариантов предлагаемого устройства, снабженных особыми средствами для удаления вредных газов, образованных при коронном разряде.

Предлагаемое устройство (см. фиг. 1 и 2) содержит корпус 1, имеющий впускное отверстие 2 прямоугольного сечения, в котором установлен коронирующий электрод К в виде тонкой проволоки, расположенной в центральной плоскости, проходящей через отверстие 2, два плоских и тонких электрода-мишени М, которые расположены параллельно друг другу и центральной плоскости, проходящей через впускное отверстие 2 на значительном расстоянии от упомянутой плоскости и симметрично относительно нее с противоположных ее сторон, в результате чего угол под которым коронирующий электрод К "смотрит" на две мишени М, имеет значительную величину. в случае устройства в соответствии с изобретением этот угол может составлять по крайней мере 60о и даже может быть намного больше 60о, а в некоторых вариантах осуществления изобретения может доходить почти до 180о. Это обеспечивает высокоэффективное и устойчивое зажигание коронного разряда у коронирующего электрода К с помощью умеренной разности потенциалов между коронирующим электродом и мишенями. Расстояние между коронирующим электродом и мишенями, т.е. путь перемещения ионов от коронирующего электрода к мишеням, большое (длина пунктирных линий на фиг. 1). Величина сил, вызывающих течение воздуха, зависит от длины пути, проходимой ионами, и силы ионного тока.

Корпус 1 (см. фиг.2 и 3) снабжен перегородкой или промежуточной стенкой 5, которой придана такая форма, что путь воздушного потока за коронирующим электродом К симметрично разветвляется в направлении наружу по обе стороны от центральной плоскости, проходящей через впускное отверстие 2, в результате чего образуются два отдаленных друг от друга сквозных канала 6 и 7, расположенных на значительном расстоянии от центральной плоскости, проходящей через впускное отверстие 2, причем мишени М расположены в этих двух каналах 6 и 7. Такая конструкция не дает поступающему через впускное отверстие 2 воздушному потоку продолжать движение прямо вперед вблизи центральной плоскости, проходящей через впускное отверстие 2, заставляет его идти в направлении к мишеням М и проходить мимо них в воздушных каналах 6 и 7. Несмотря на то, что эта конструкция отклоняет воздушный поток и заставляет его изменять направление, благодаря такой конструкции обеспечивается намного более эффективный и больший воздушный поток. Это объясняется тем, что направление, в котором течет воздух, в очень большой степени совпадает с направлением движущих воздушный поток сил, создаваемых потоком ионов, проходящим от коронирующего электрода К к мишеням М. Этот факт вместе с тем фактом, что угол может быть большим, в результате чего эффективное и устойчивое зажигание коронного разряда может быть обеспечено с помощью умеренной разности потенциалов при использовании в то же время относительно большого расстояния между коронирующим электродом и мишенями, обеспечивает возможность создания устройства, которое будет транспортировать воздух очень эффективно с помощью умеренной разности потенциалов между электродами и тока коронного разряда, который может быть приемлемым в отношении образования озона.

Кроме того, поскольку воздушный поток заставляют двигаться в непосредственной близости от тонких мишеней М с обеих их сторон, когда эти тонкие мишени расположены в центре сквозных каналов 6 и 7 (см. фиг.2 и 3), то осаждение взвешенных загрязняющих веществ на поверхности мишеней становится более эффективным. Положение мишеней М в каналах 6 и 7 может быть изменено с тем, чтобы получить требуемый воздушный поток с обеих сторон мишеней.

Выгодно, когда источник 4 напряжения постоянного тока, с которым соединяют коронирующий электрод К и электроды-мишени М, имеет заземленную среднюю клемму, в результате чего коронирующий электрод и мишени получают противоположные полярности относительно Земли и вместе с этим более низкие уровни напряжения относительно Земли. Поскольку мишени М расположены на расстоянии от боковых стенок корпуса 1 и промежуточной (разделительной) стенки 5, эти стенки могут быть электропроводящими и заземленными. Это означает, что эти стенки безопасны с точки зрения соприкосновения с ними и не могут быть заряжены электростатически и, следовательно, не могут оказывать вредное влияние на коронный разряд у коронирующего электрода К. Коронирующий электрод К и мишени М целесообразно соединять с источником 4 напряжения через очень большие сопротивления, ограничивающие токи короткого замыкания до безопасных значений в случае короткого замыкания одного из электродов.

Поскольку основная часть ионного тока от коронирующего электрода К проходит к краям тонких мишеней М, расположенным наиболее близко к коронирующему электроду К, то только эти края мишеней требуется сделать электропроводящими или полупроводящими и соединить с источником напряжения. Остальаня часть тонких мишеней М, которая действует лишь как поверхность для осаждения электрически заряженных загрязняющих веществ, взвешенных в аэрозольном виде, может иметь очень высокое удельное сопротивление, например может содержать антистатический материал (или материал, обработанный так, что становится антистатическим), имеющий удельное сопротивление порядка 1010-1013 Ом. Именно эти последние части мишеней М получают очень малый ток, величина которого соответствует только электрическому заряду загрязняющих веществ, осевших на поверхностях мишеней. Эта конструкция мишеней М делает их совершенно безопасными с точки зрения соприкосновения с ними через впускные отверстия 6а и 7а воздушных каналов 6 и 7. При необходимости края мишеней, обращенные в сторону коронирующего электрода К, могут быть закруглены и сделаны намного толще с тем, чтобы обеспечить упомянутым краям более эффективно принимать и отводить ионный ток от коронирующего электрода без опасности возникновения короны, так называемой обратной короны, у мишеней. Конфигурация этих краев мишеней может быть также приспособлена к потоку воздуха, проходящему мимо этих краев.

Выгодно, когда выше по потоку от коронирующего электрода размещают экранирующий электрод S и соединяют его с потенциалом таким же, как у коронирующего электрода, с тем, чтобы предотвратить миграцию ионов от коронирующего электрода в нежелательном направлении. Когда коронирующий электрод К имеет вид удлиненной тонкой проволоки (см. фиг.2 и 3), экранирующий электрод S может, например, иметь форму стержня относительно большого диаметра, проходящего параллельно коронирующему электроду К.

Впускное отверстие 2 обычно закрывают сеткой 8, которая предотвращает непреднамеренный контакт с экранирующим электродом S и коронирующим электродом К. Сетка 8 может быть электропроводящей и может быть заземлена таким же образом, как боковые стенки и промежуточная стенка 5 корпуса 1. Когда сетка 8 расположена на таком расстоянии от коронирующего электрода К, что никакой ионный ток не будет проходить от коронирующего электрода К к сетке 8, экранирующий электрод S может быть устранен и требуемый экранирующий эффект будет обеспечивать сетка.

Коронирующий электрод К необязательно должен быть расположен аксиально внутри впускного отверстия 2, как в случае, показанном на фиг.2, и может быть расположен в плоскости впускного отверстия 2 или даже аксиально снаружи упомянутого отверстия. В таких случаях сетка 8 придает форму, при которой сетка окружает коронирующий электрод К, предотвращая тем самым непреднамеренный контакт с электродом.

Устройство (см. фиг.1 и 2) может также иметь круглое сечение, т.е. круглое впускное отверстие. В этом случае коронирующий электрод будет представлять собой прямой проволочный (иглообразный) электрод, расположенный аксиально по центральной линии, проходящей через впускное отверстие 2. Кроме того, в случае этого последнего варианта два отдельных воздушных канала 6 и 7 будут иметь форму канала круглого сечения, который расположен соосно и вокруг центральной линии, проходящей через впускное отверстие 2, и в котором размещен цилиндрический полый электрод-мишень.

Устройство (см. фиг.5 и 6) имеет впускное отверстие 2 круглого сечения и иглообразный (в виде короткой прямой проволоки) коронирующий электрод К, расположенный аксиально по центральной линии, проходящей через отверстие 2. В этом варианте корпусу 1 и его разделительной стенке 5 придана такая форма, что путь воздушного потока за коронирующим электродом К разветвляется симметрично в направлении наружу от центральной линии, проходящей через впускное отверстие 2, к воздушному каналу 6 круглого сечения, расходящемуся конически относительно центральной линии впускного отверстия. В канале 6 установлен тонкостенный, в форме усеченного конуса электрод-мишень М, проходящий параллельно стенкам канала и расположенный между упомянутыми стенками. Очевидно, что устройство такой конструкции будет в принципе действовать также, как описанное устройство, показанное на фиг.2 и 3, и будет давать такие же, как это устройство, преимущества. Возможно, что в случае устройства, выполненного в соответствии с фиг. 3 и 4, режим воздушного потока несколько более благоприятен, поскольку воздушный канал 6 расходится наружу в направлении, совпадающим с направлением от коронирующего электрода К и мишени М. С другой стороны, наружные габариты устройства, выполненного в соответствии с фиг.3 и 4, будут большими, чем габариты устройства, выполненного в соответствии с фиг.1 и 2. Поскольку коронирующий электрод К устройства, показанном на фиг.3 и 4, представляет собой иглообразный (в виде короткой прямой проволоки) электрод, проходящий по осевой линии, то подходящей формой для экранирующего электрода S будет форма кольца, расположенного от коронирующего электрода К выше по потоку.

Вариант, включающий те же принципы, что показаны на фиг.3 и 4, может быть также использован в устройстве, имеющем впускное отверстие прямоугольного сечения и, следовательно, два отдельных воздушных канала прямоугольного сечения (соответствующих каналам 6 и 7 на фиг.1, 2), расходящихся симметрично относительно центральной плоскости впускного отверстия. В этом случае каждый из двух воздушных каналов будет содержать, как в варианте, показанном на фиг.2 и 3, плоский тонкий электрод-мишень, а коронирующий электрод будет иметь вид проволоки и будет расположен аналогичным показанному на фиг.2 и 3 образом.

В устройстве, показанном на фиг.5 и 6, корпус 1 и разделительная стенка 5, которая в данном случае выполнена плоской, имеют такую форму, что путь прохождение воздушного потока за коронирующим электродом К разветвляется под прямыми углами на два противоположно направленных воздушных канала 6 и 7, проходящих перпендикулярно к центральной плоскости впускного отверстия. Как было установлено, этот вариант будет транспортировать и очищать воздух очень эффективно. Угол в пределах которого коронирующий электрод К "видит" мишень М, может быть в данном случае сделан очень большим, а коронирующий электрод К может быть размещен в плоскости стенки корпуса или сразу же снаружи от нее, благодаря чему впускное отверстие (патрубок) 2 может быть сделано очень коротким.

На фиг.7 и 8 показан подобный вариант, имеющий круглое впускное отверстие 2 и, следовательно, только один воздушный канал 6, который проходит радиально во всех направлениях перпендикулярно к центральной линии впускного отверстия и в котором размещен плоский кольцевой электрод-мишень М.

В описанных устройствах в соответствии с изобретением мишень(и) выполнена(ы) тонкой(ими), т.е. малой толщины по отношению к площади поверхности, и расположена(ы) параллельно ограничивающим стенкам каналов 6 и 7, в которых она или они размещена(ы), но конфигурация и положение мишеней могут быть и другими. Так, мишени могут содержать во всех вариантах электрически проводящие или полупроводящие поверхности, расположенные в тесной близости к внутренней поверхности стенок каналов или непосредственно на этой внутренней поверхности. Указанные поверхности мишеней могут быть, таким образом, заземлены для устранения всех проблем с изоляцией и пробоем, причем в этом случае весь потенциал высокого напряжения будет находиться на коронирующем электроде. Однако, поскольку, как было упомянуто, при использовании устройства в соответствии с изобретением можно работать при относительно умеренной разности потенциалов между коронирующим электродом и мишенью и несмотря на это при значительном расстоянии между коронирующим электродом и мишенью, то тот факт, что коронирующий электрод находится под всем потенциалом высокого напряжения относительно Земли, не обязательно должен приводить к возникновению проблем с надежной изоляцией или пробоем. Такие мишени, расположенные на или очень близко к внутренней поверхности стенок каналов, могут иметь также потенциал иной, чем потенциал Земли, подобно описанным вариантам, причем в этом случае стенки каналов должны быть электрически изолированы. В случае устройства, в котором поверхности мишеней наложены на внутреннюю поверхность стенок каналов или расположены очень близко к ней, параллельно воздушным каналам посередине их могут быть аналогично мишеням М в показанных на фиг.2-9 вариантах тонкие электроизолированные элекродные элементы, которые, будучи заряжены электростатически, образуют вместе с мишенями у стенок каналов конденсаторы-сепараторы для эффективного осаждения аэрозольных загрязняющих веществ в воздушном потоке.

Устройство (см. фиг.1, 2) имеет такую же конфигурацию, как устройство, показанное на фиг. 5 и 6, имеющее квадратный или прямоугольный наружный профиль и прямоугольное впускное отверстие (патрубок) 2, которое проходит по всему вертикальному протяжению устройства и от которого втекающий воздух разветвляется под углом 90о в два противоположно направленных воздушных канала 6 и 7. Коронирующий электрод К представляет собой проволоку и расположен в центральной плоскости, проходящей через впускное отверстие 2, вместе с экранирующим электродом S, описанным выше образом. В каждом из каналов 6 и 7 размещена система мишеней, состоящая из трех тонких мишеней М, из которых две образуют наружные боковые стенки соответствующего воздушного канала, а третья проходит параллельно упомянутым наружным боковым стенкам посередине между ними. Все электродные элементы М заземлены вместе с одной клеммой источника 4 напряжения, а коронирующий электрод К вместе с экранирующим электродом S соединен с другой клеммой источника напряжения. В данном варианте стенку 5, которая разделяет и отклоняет воздушный поток, входящий через впускное отверстие 2, предпочтительно изолируют электрически. Стенки корпуса 1, образующие впускное отверстие 2, могут быть электрически изолированными или электропроводящими и заземленными вместе с сеткой 8, закрывающей впускное отверстие 2. Поток воздуха входит через отверстие 2 и выходит через два противоположно направленных канала 6 и 7 так, как описано в устройстве, показанное на фиг.5 и 6. Посередине между мишенями М в воздушных каналах 6 и 7 установлены дополнительные тонкие, электрически проводящие или полупроводящие электродные элементы 10. Последние электрически изолированы относительно окружающих объектов например закреплены в электроизолированных торцовых стенках корпуса, и во время работы устройства будут заряжаться электростатически, получая напряжения такой же полярности, как у коронирующего электрода К относительно мишеней М. Вместе с электродными элементами М мишеней элементы 10 образуют конденсаторные (емкостные) сепараторы в принципе традиционного типа, обеспечивающие эффективное осаждение аэрозольных загрязняющих веществ, переносимых воздушным потоком, на элементы М мишеней. Края элементов 10, расположенные наиболее близко к коронирующему электроду К, могут быть снабжены выступающими наружу лепестками, благоприятствующими требуемому электростатическому заряду на электродных элементах 10. Электродные элементы М и элементы 10 в каждом из воздушных каналов 6 и 7 могут быть выполнены как одно целое в виде единого легкосъемного блока, который может быть легко снят для очистки или заменен при чрезмерном загрязнении элементов М мишеней находящимися в воздухе загрязняющими веществами.

Устройство, выполненное в соответствии с фиг. 12 и имеющее габариты 400х400 мм и остальные размеры, показанные на чертеже в мм, было испытано на практике при напряжении коронного разряда 20 кВ и токе коронного разряда приблизительно 8 мкА. Был получен расход воздуха приблизительно 60 м3/ч, причем из воздуха было извлечено более 99% переносимых им аэрозольных загрязняющих веществ.

Устройству, на фиг. 12 и 13, может быть также придана осесимметричная конфигурация, как у устройства, показанного на фиг.8 и 9. Кроме того, форма устройства, независимо от того осесимметричная (кругла) ли она или прямоугольна, может быть такой, при которой воздушный поток отклоняется не на почти 90о, а на меньший угол, например, как в устройствах, показанных на фиг.1 и 2, или 3 и 4.

Из изложенного понятно, что устройство, в котором поверхности мишеней наложены на внутреннюю поверхность стенок каналов или расположены очень близко к ней, не требует обязательно ни наличия дополнительных электродов-мишеней посередине каналов, ни наличия дополнительных электродных элементов 10. Кроме того, поверхности мишеней, налагаемые на стенки каналов или располагаемые очень близко к ним, могут быть также использованы и в других вариантах осуществления изобретения, таких, например, как варианты, показанные на фиг. 1-10. Как было упомянуто, в этом случае совсем не обязательно нужно заземлять мишени, а можно в соответствии с другим вариантом, соединять с потенциалом, отличающимся от потенциалов Земли, причем в этом случае стенки каналов конечно должны быть электрически изолированы.

Понятно также, что электроды-мишени устройства в соответствии с изобретением могут иметь иные, чем описаны и показаны конфигурации. Например, мишени не обязательно должны иметь поверхности, проходящие параллельно боковым стенкам воздушных каналов. В устройствах, в которых воздушные каналы имеют прямоугольное сечение, например, как каналы вариантов, показанных на фиг.1, 2 или 4, 5, или мишени 1, мишени могут иметь плоские электродные элементы, расположенные перпендикулярно к боковым стенкам воздушных каналов, причем в каждом канале может быть один или несколько параллельных друг другу электродных элементов. В случае устройств, выполненных в соответствии, например, с фиг. 1, 5 и 11, такие альтернативные электроды-мишени будут расположены параллельно плоскости фигур.

Для обеспечения возможности очистки воздуха, протекающего через устройство, выполненное в соответствии с изобретением, не только от упомянутых аэрозольных загрязняющих веществ, но и от газообразных загрязнителей внутренние поверхности стенок 5, корпуса 1, образующих каналы 6 и 7, могут быть покрыты слоем химически активного вещества, которое будет поглощать или каталитически разлагать вызывающих озабоченность газообразных загрязнителей. Поскольку стенки 1 и 5 устройства в соответствии с изобретением могут быть электрически заземлены, то можно также относительно легко охлаждать или подогревать эти стенки, для того, чтобы изменить температуру проходящего через устройство воздуха.

Как упомянуто, коронный разряд у коронирующего электрода вызывает образование газообразных веществ (в частности озона и оксидов азота), которые оказывают вредное и раздражающее действие на людей, находящихся поблизости, и концентрация которых в окружающем воздухе не должна превышать определенных предельных значений там, где находятся люди. Устройство в соответствии с изобретением позволяет улавливать и делать безвредной значительную часть этих вредных газов благодаря наличию разделительной стенки 5, расположенной напротив впускного отверстия 2, с отверстием 9, расположенным аксиально напротив коронирующего электрода К и имеющим конфигурацию и размер, как у коронирующего электрода, как показано в качестве примера на фиг.9. Та часть воздушного потока, которая проходит в непосредственной близости от коронирующего электрода и которая содержит основную часть вредных газов, образованных при коронном разряде, будет проходит через это отверстие 9. Проходящий через отверстие 9 воздух может быть уловлен с задней стороны разделительной стенки 5, в результате чего вредные газы, которые несет упомянутый воздух, могут быть сделаны безопасными. Это может быть осуществлено путем выпуска этого воздуха в атмосферу снаружи здания или путем пропускания воздуха через подходящий фильтр, в котором вредные газы поглощают или каталитически разлагают в безопасный вид. Такой фильтр может быть расположен в пространстве позади стенки 5, т.е. за отверстием 9. Понятно, что эта конструкция может быть использована и во всех других вариантах осуществления изобретения, например в вариантах, показанных на фиг.1-4, 10, 11 и 12.

На фиг. 13 и 14 показаны в качестве примера варианты, в которых часть воздушного потока, насыщенную вредными газами, отводят из прилегающей непосредственно к коронирующему электроду области, описанным выше образом.

Устройство, показанное на фиг.13, выполнено также, как устройство, показанное на фиг.1 и 2, но с тем отличием, что мишень в варианте, показанном на фиг. 13, содержит электродные поверхности М, располжоенные на внутренних поверхностях боковых стенок каналов 6 и 7, а корпус 1 и разделительная стенка 5 изолированы электрически. В разделительной стенке 5 имеется расположенное напротив коронирующего электрода К отверстие 9, форма и размер которого соответствуют форме и размеру проволочного коронирующего электрода К. Часть воздуха, прошедшая в непосредственной близости к коронирующему электроду К и, следовательно, содержащая вредные газы, образованные в результате коронного разряда, будет проходить через отверстие 9. Таким образом, эта часть воздуха будет течь в пространство, располжоенное позади или внутри разделительной стенки 5, и может быть очищена от упомянутых вредных газов с помощью подходящего фильтра 11.

Течение части воздуха, насыщенной вредными газами, в отверстие 9 обеспечивается тем, что электродные поверхности М мишней в данном варианте расположены относительно близко к отверстию 9.

На фиг.14 показано в качестве примера устройство такой же конфигурации, как устройство, показанное на фиг.3 и 4, за исключением того, что воздушные каналы 2, 6 и 7 в варианте, показанном на фиг.14, имеют прямоугольное сечение и коронирующий электрод К выполнен поэтому в виде проволоки. По этой же самой причине мишени М в варианте на фиг.14 имеют вид плоских и тонких электродных элементов. Аналогично описанному, разделительная стенка 5 снабжена отверстием 9, расположенным аксиально напротив коронирующего электрода К и имеющего форму и размер, как у коронирующего электрода. Часть воздуха, прошедшая в непосредственной близости к коронирующему электроду К и, следовательно, несущая вредные газы, образованные в результате коронного разряда, будет проходить через отверстие 9. Эти вредные газы могут быть удалены путем пропускания упомянутой части воздуха, проходящей через отверстие 9, через подходящий фильтр описанным образом. Поскольку разделительная стенка 5 в данном варианте выполнена электропроводящей и заземлена, то часть стенки 5, расположенная наиболее близко к отверстию 9, будет притягивать определенный небольшой ток коронного разряда, когда расстояние между отверстием 9 и коронирующим электродом К должным образом рассчитано на это. Этот ток коронного разряда эффективно способствует перемещению части воздуха, проходящей наиболее близко к коронирующему электроду через отверстие 9. За отверстием 9 может быть установлен дополнительный тонкий электродный элемент 11 и соединен с потенциалом того же самого знака, что и потенциал коронирующего электрода К. Этот электродный элемент 11 образует вместе с заземленной разделительной стенкой 5 конденсаторный сепаратор, в котором могут быть осаждены аэрозольные загрязняющие вещества, присутствующие в воздухе, протекающем через отверстие 9. В данном случае загрязняющие вещества осаждают на разделительную стенку 5. Тем самым, таким аэрозольным загрязняющим веществам не позволяют входить, загрязняя его, в фильтр, используемый для того, чтобы сделать безопасными вредными газы, образованные в результате коронного разряда.

Ряд устройств в соответствии с изобретением может быть объединен в один большой блок.

Так, на фиг.10 показан пример, иллюстрирующий варинат из двух или более устройств типа, показанного на фиг.2 и 3, размещенных аксиально в одну линию для пропускания через них одного и того же потока воздуха. Преимуществом такого устройства является то, что разделительная стенка 5, наружные поверхности которой могут быть выполнены электропроводящими, а внутренние электрически изолированными, будет эффективно экранировать находящийся за ней коронирующий электрод К, эффективно предотвращая ненужное течение ионного тока в направлении вверх по потоку.

На фиг.11 показаны два устройства, показанные на фиг.5-8, расположенные смежно друг с другом и имеющие впускные отверстия, обращенные во взаимно противоположные стороны. Эта комбинация устройства может быть осуществлена и с использованием варианта устройства, показанного на фиг.12.

Изобретение не ограничивается описанными и проиллюстрированными примерами вариантов его осуществления, что показанные и описанные варианты могут быть изменены в пределах объема изобретения и что несколько устройств в соответствии с изобретением может быть объединено в увеличенный агрегат для обработки воздуха. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО ОДНОВРЕМЕННОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА, содержащее коронирующий электрод и по крайней мере один электрод-мишень, установленный с зазором к коронирующему электроду, подключенные к соответствующим клеммам источника постоянного тока, напряжение которого и конфигурация коронирующего электрода выбраны из условия обеспечения возможности возникновения вызывающего образование ионов коронного разряда у коронирующего электрода, и полый корпус, образованный стенками и имеющий впускное отверстие, центр которого расположен по оси симметрии корпуса и в котором установлен указанный коронирующий электрод, выполненный игло- или проволокообразным и расположенный соответственно по оси симметрии или по линии, которая перпендикулярна оси симметрии корпуса, причем электрод-мишень расположен в корпусе симметрично указанной оси так, что воображаемые прямые линии, проведенные между коронирующим электродом и ближайшей к нему частью электрода-мишени, образуют угол , отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процессов транспортировки и одновременной очистки воздуха, корпус выполнен такой конфигурации, которая обеспечивает отклонение наружу траектории воздушного потока за впускным отверстием с радиальным или угловым смещением в направлении по крайней мере одного электрода-мишени с образованием по крайней мере одного воздушного канала, причем в каждом из воздушных каналов расположен соответствующий электрод-мишень, а воздушный канал расположен со смещением относительно оси симметрии корпуса, в результате чего создается препятствие для прямолинейного перемещения по крайней мере большей части воздуха в направлении оси симметрии при прохождении воздушного потока от впускного отверстия в воздушный канал.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол , образованный линиями, проведенными между коронирующим электродом и указанным по крайней мере одним электродом-мишенью, равен не менее 60o.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что траектория воздушного потока за впускным отверстием, в котором установлен протяженный проволокообразный коронирующий электрод, отклонена наружу в обе стороны от продольной оси симметрии с образованием двух воздушных каналов с прямоугольным поперечным сечением, причем электроды-мишени, установленные в указанных воздушных каналах, расположены параллельно стенкам последних.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что воздушные каналы проходят практически параллельно продольной оси симметрии.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что воздушные каналы проходят по практически симметрично расходящимся направлениям относительно оси симметрии.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что расходящиеся направления двух воздушных каналов образуют между собой угол, который практически совпадает с углом .

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что два воздушных канала расходятся во взаимно противоположных направлениях практически перпендикулярно оси симметрии.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что траектория воздушного потока за круговым впускным отверстием отклонена конически по отношению к оси впускного отверстия в виде воздушного канала с коническими стенками, имеющего кольцевое поперечное сечение и коаксиально окружающего указанную ось, кроме того, электрод-мишень, расположенный в указанном воздушном канале, выполнен с кольцевым поперечным сечением.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что воздушный канал, в котором расположен электрод-мишень и который имеет кольцевое поперечное сечение, проходит практически параллельно оси симметрии.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что направление, по которому проходит воздушный канал, практически совпадает с направлением от коронирующего электрода до электрода-мишени.

11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что воздушный канал проходит радиально наружу в направлении, практически перпендикулярном оси симметрии.

12. Устройство по п.3, отличающееся тем, что каждый из электродов-мишеней содержит тонкий электродный элемент, расположенный параллельно стенкам соответствующего воздушного канала и практически посередине между ними.

13. Устройство по п.9, отличающееся тем, что электрод-мишень выполнен цилиндрическим и расположен коаксиально стенкам воздушного канала кругового поперечного сечения и практически посередине между ними.

14. Устройство по п.8, отличающееся тем, что электрод-мишень содержит тонкий, имеющий вид усеченного конуса электродный элемент, расположенный параллельно стенкам воздушного канала практически посередине между ними.

15. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что электрод-мишень имеет плоскую кольцевую конфигурацию и расположен параллельно стенкам воздушного канала и практически посередине между ними.

16. Устройство по п.12, отличающееся тем, что каждый из тонких электродов-мишеней проходит по большей части длины соответствующего воздушного канала в направлении воздушного потока.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что части электродов-мишеней, ближайшие к коронирующему электроду, выполнены электрически проводящими или полупроводящими и соединены с одной из клемм источника напряжения постоянного тока, а остальная, большая, часть электродов-мишеней выполнена из материала с высоким удельным сопротивлением и предпочтительно антистатической.

18. Устройство по п. 3 или 8, отличающееся тем, что электроды-мишени имеют электрически проводящую или полупроводящую поверхность, расположенную в непосредственной близости к внутренним поверхностям стенок воздушных каналов, в которых расположены электроды-мишени, или на этих поверхностях.

19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стенка корпуса, расположенная напротив впускного отверстия, выполнена с отверстием, расположенным вниз по потоку воздуха от коронирующего электрода и предназначенным для прохождения через него воздушного потока, идущего в непосредственной близости от коронирующего электрода и содержащего вредные газы, образованные коронным разрядом, причем указанное отверстие выполнено с площадью поперечного сечения, меньшей площади поперечного сечения впускного отверстия.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru