CN86108281A - 气体输送装置 - Google Patents

Abstract

一种借助带电离子风的气体传输装置，包括至少一根横跨气流通道的细长(如线状)电晕电极(K)，至少一个位于电晕电极下游的靶电极(M)，和直流电压源(3)。电晕电极和靶电极分别接在直流电压源的相应接线端上。电压源(3)的电压能在电晕电极处导致产生气体离子的电晕放电。靶电极的构造使得电晕电极所在的横跨气流通道的横截面和靶电极最接近上述横截面的部分之间的轴向距离在电晕电极端部比在其中心要短。

Description

本发明涉及借助于所谓离子风或电晕风传输空气的装置，如同权利要求1所提出的装置。

众所周知，空气原则上可以借助于通常所说的电离子风或电晕风来传输。带电离子风是这样产生的：相隔一定距离放一个电晕电极和一个靶电极，把它们分别接到一直流电压源的两极，适当设置电晕电极和直流电压源，以在电晕电极产生电晕放电。电晕放电导致空气电离，空气离子与电晕电极的极性相同。电晕放电也可能产生带电悬浮颗粒，即与空气离子碰撞从而带电的空气悬浮固体微粒或液滴。在电场作用下，空气离子快速地从电晕电极运动到靶电极，在那里放出所带电荷，从而又成为电中性的空气分子。在从电晕电极向靶电极的运动过程中，空气离子不断地与电中性的空气分子碰撞，因而将静电力转移给电中性的空气分子，从而把这些分子从电晕电极推向靶电极，结果产生表现为离子风或电晕风形成的空气传输。

已知有以前提出的借助离子风传输空气的装置，如DE-OS-2854716，DE-OS-2538959，GB-A-2112582，EP-Al-29421，US3，374，941和US4，380，720中所描述的。然而，这些装置效率特别低，而且没有任何实际价值。我们的国际专利申请PCT/SE85/00538中描述了利用离子风原理的空气传输装置，它在效率与实际应用方面较前述已知的装置有显著改进。

但是，后一种空气传输装置也受到一特殊问题的限制，当采用长的电晕电极（如由跨越适当设置在电极端部的电极支承装置之间的气流通道的一或数根细直导线组成的电极）时尤其如此。用这类电晕电极时，发现电极倾向于在其中心区域即空气流通道的中间区域产生比其两端区域高得多的单位长度电晕电流。这种现象似乎是由固定电极两端的固定器和正常情况下围绕着电极装置的流管道壁产生的屏蔽效应的结果。在低电晕电流情况下，电晕电极端正的大部分甚至会“消失”。这种现象导致在空气流通道横断面上离子流的不均匀分布，从而引起在所说空气流通道中不均匀的气流速度。在空气流动受管壁限定的情况下，沿轴向与电晕电极两个端区相对的管道横截面部分甚至会出现与所期望的方向反向的气流。这种现象在气流管道有窄而长的矩形或狭缝形横截面的情况下尤为突出。可以理解，这种现象严重减弱了流经装置的总气流量。极端情况下，管道中的气体输送会完全停止。

本发明的目的是提供一个如引言中提到的但不存在上述问题的空气传输装置。

根据本发明，这个目标是借助所附权利要求书中所述的装置结构来实现的。下面的权利要求将给出详细说明。

现在参照附图对本发明作一详尽描述。在附图中，图1-3通过举例用透视方法表明本发明的各种实施方案，其中靶电极包括紧靠或邻近围绕气路的气流管壁的导电平面;图4-6通过例子示意地说明了本发明的另一些实施方案，其中靶电极为网状;图7-9通过举例示意地说明了本发明另外一些实施方案，其中靶电极为许多彼此相互平行的，与电晕电极纵向轴垂直的电极板或薄片。

图1示意说明了一种按离子风原理工作的空气传输装置。这个装置包括气流管道1₀（如点划线所示）电晕电极K₁和靶电极M。两个电极在气流管道1内沿轴向分开，沿通过管道1的气流的所需方向2看，靶电极M处在电晕电极的下游。在图示的实施方案中，气流管道1有窄长矩形或狭缝形横截面。电晕电极K包括一细长直导线，它跨过沿矩形管道横截面长轴的气流管道1，而靶电极M包括邻近管道内壁或直接加在管道内壁表面上并沿整个管壁充分伸延的导电表面或覆层。电晕电极K和靶电极M分别接在直流电压源3上的相应接线端上。这个电压源提供的电压能在电晕电极K处产生电晕放电，从而产生在电场作用下向靶电极移动的空气离子，因而产生流过管道1的气流2。有关这种装置工作方式更详细的描述，读者可参看前述国际专利申请中给出的完整描述。

为了得到电晕电流沿整个电晕电极K的基本均匀的分布，从而得到在气流管道1的整个横截面上的均匀气体流动，图1所示实施方案中构成靶电极M的导电面是这样构成的：即在沿轴向相对电晕电极K的端部的位置上，设有导电表面Ma，该表面Ma距电晕电极K所在横截面的轴向距离比靶电极M中沿轴向对着电晕电极K中心区域的部分与电晕电极K所在横截面之间的轴向距离小。据观察，当靶电极M按这种方式构造时，电晕电流沿整个电晕电极K的分布更加均匀。

对于根据本发明建造的空气输送装置，靶电极可包含多个相互分离并处在不同电位上的导电表面或电极部件，但相对于电晕电极的电位它们都具有相同的极性。

图2通过举例示意地说明了本发明的一个实施方案，其中靶电极具有前述的形式。正如图1描述的实施方案一样，图2的实施方案包括具有长矩形或狭缝形横截面的气流管道1;跨越气流管道1的细直导线形式的电晕电极K;第一靶电极M₁，它具有加到邻近气流管道1的壁之处或加到气流管道1的壁上并沿其充分伸延的导电表面或覆层的形式;电晕电极K和靶电极M分别接在直流源3的相应接线端上上。另外，图2实施方案还包括第二靶电极M2，它与第一靶电极相似，包括邻近或紧贴气流管道1的内壁并沿其充分延伸的导电表面或覆层。第二靶电极M2通过一个大电阻4与第一靶电极M1接在直流电源3的相同接线端上，因而，第二靶电极M2只能接收并传导来自电晕电极K的全部离子流的一小部分，并被调节到与第一靶电极M1的电位不同但相对电晕电极K的电位其极性与M₁的极性相同的电位上。可以说，两个电极M1和M2一起构成了来自电晕电极K的离子流的靶电极。第二靶电极M2的目的及其工作方式在前述的国际专利申请中有更详细描述。在图2所示的本发明的实施方案中，第一靶电极M1沿管道1整个周围具有均匀的轴向尺寸。而距电晕电极K比第一电极M1更近的第二电极具有与图1实施方案中的靶电极一样的形状。所以，构成第二靶电极M2的导电表面或覆层在与电晕电极的两个端部相对的区域，带有沿轴向伸向电晕电极或导线K的部分M2a，因此，部分M2a与电晕电极所在横截面之间的轴向距离比第二靶电极M2相对电晕电极K中心区的其它部分与电晕电极K所在横截面之间的轴向距离要近。结果，电晕电流正象所期望的那样，在整个电晕电极K上均匀分布。

对于配备有如图2所示同样方式的第二靶电极M2的空气传输装置，其第一靶电极M1可采用图1所示靶电极M的形状。这样，第一级靶电极M1和第二靶电极M2在与电晕电极K的端区轴向相对的区域都向靶电极接近。

图3通过例子示意地说明了本发明另一实施方案。与图1和图2所示的装置类似，图3所示的装置包括具有细长短形或狭缝形横截面的气流管道1，跨越管道1的线状电晕电极，一个气流管道1内壁上导电表面或覆层形式的靶电极M1，电晕电极和靶电极分别接在直流电压源3极相应接线端上。另外，设有两个沿轴向相对于电晕电极K的相应端部的电极M2。这两个电极M2包括邻近或紧贴于气流管道1内壁的导电表面或覆层，并经过一个大电阻4分别接在与靶电极MM1相同的直流源3的接线端上。这两个对着电晕电极K的两个端区的电极M2有助于电晕电流在整个电晕电极K上形成均匀分布。它们同时也起激发电极的作用，就象前述国际专利申请中所描述的那样。

图4是本发明的另一实施方案的轴向断面示意图，其中靶电极M包括导电网或栅。这里，网或栅被适当弯曲，或做成弓形，从而使它到穿过管道1并包括电晕电极K的横截面的轴向距离在对着电晕电极K端部的部分比对着电晕电极中心区的部分要短。用这种方式，在整个电晕电极上电晕电流值按前述形式得到了均匀平衡。

为了保证气流速度在整个气流管道横截面内尽可能均匀，重要是不仅要使电晕电流在整个细长电晕电极上尽可能地均匀分布，而且要使来自电晕电极的离子流在横向，即与电晕电极纵轴成直角的方向上，在整个气流管道内尽可能均匀地分布气流，即使离子流均匀地流向平行于细长电晕电极的纵向延伸的管道内壁。这一点可以用图4所示的靶电极，通过图5所示方式来实现，图5是图4中的装置垂直于图4所示截面的剖面图。所以图5中截面垂直于细长的电晕电极K，在图5中，网状或栅格状靶电极M也呈弯曲形成弓形，从而使包含电晕电极K的横截面与靶电极M之间的距离在与电晕电极K的纵轴平行地延伸的管道侧壁处比在管道中心处要短。这样，网状或栅格状的靶电极大体上呈双曲或半球形轮廓。这种构造保证了来自电晕电极K的离子流在气流管道1的整个横断面区域内更好地传输。

当用如图6所示的多个并排设置并相互平行的细长（如线状）电极部件构成电晕电极时，也可以达到同样的效果。图6是图4中装置的垂直于图4所示截面而取的剖面图。如图6所示，靶电极的构成，使包含电晕电极部件K的管道1的横截面与靶电极M间的轴向距离在对着所述电极之间隔的区域此在对着所述电极的区域要短。这种构造来自电晕电极K的离子流在整个管道1的横断面上更均匀地传播。可以理解，这里的网状或栅格状靶电极同时也按图4所示方式弯曲或成弓状，从而使包含电晕电极部件K的横断面与靶电极M之间的轴向距离在对着所述电极部件K端部的区域比在对着其中心的区域处要短。

靶电极也可具有包括彼此相交的板状或薄片状条的栅状结构，这些板条或薄片条平行于所期望的气流方向延伸，从而使靶电极在所述空气流方向上有显著的延伸。在靶电极具有这种构造的情况下，栅面对电晕电极的一侧按参照图4-6说明的前述方式构成。

图7示意地描述了本发明的另一实施方案，它用在气流管道1截面为较宽的矩形甚至为正方形的空气传输装置中特别有利，其中电晕电极包括多个相互平行且并排放置的线状电极元K构成。为了保证电晕电流在整个线状电极部件K上尽可能均匀地分布，并为了保证气流速度在管道1的整个横截面上尽可能均匀，本实施方案的靶电极M包括多个板状或薄片状电极部件5构成，这些电极部件5彼此相互平行，并与气流方向平行，部件5的纵向方向与线状电晕电极部件K的纵向成直角。片状靶电极元5按适当方式排列，使得包括电晕电极K的平面与靶电极部件5对着电晕电极K那一边之间的轴向距离从位于正对电晕电极中心区的靶电极部件K到位于正对电晕电极端区的靶电极部件K逐步减小。这样，在电晕电极两端也能实现电晕放电的传播，从而得到气流速度在整个气流管道截面上更均匀的分布。若靶电极M还包括安置在片状靶电极元5的两端并位于管道1相对的内壁附近并紧挨该内壁的板状或片状电极部件6，则会有更多好处。这样靶电极部件6的上游边缘处在与包含电晕电极线K的平面之间纵向距离较近的位置。这种安排有利于使来自电晕电极K的离子流在朝着气流管道1的壁的方向上均匀一致，从而在整个气流管道截面上获得更均匀一致的气流速度。这些添加的靶电极部件6在靶电极部件5延伸到绝缘管壁上时特别有用。在图7所示实施方案中，片状靶电极部件5的宽度各不相同，但这在上述各方面对靶电极的功能影响不大。重要的是使靶电极部件5的对着电晕电极K的一面按前述方式安放。

在靶电极大体上按图7所示原则构造的情况下，板状或片状的靶电极部件5可最好采用图8所示的形式。图8是在垂直于线状电晕电极部件K的纵轴方向上取的气体传输装置剖面图。板状或片状的靶电极部件5的位于上游的，朝向包括电晕电极部件K的横截面的边缘在这里被制作成适当的形状，即在正对着电晕电极部件K的间隙处，上述横截面与所述靶电极边缘之间的轴向距离比在正对电晕电极部件K处要短。类似于对图6所示实施方案所描述的方式，这里，来自电晕电极K的离子流在整个气流管道1的横断面上的均匀传播。

当电晕电极仅由一根线状电极元构成时，板状或薄片状的靶电极元5则相应按图9所示方式构成。图9是在垂直于线状电极K的纵轴方向上取的空气传输装置的剖面图。靶电极元5上面对着电晕电极K的侧面的构形表当于前面图5中所示的构形，它给出来自电晕电极K的离子流在气流管道1的整个横断面上改造了的更加均匀的分布。

采用图8或图9所示的板状或薄片状靶电极元5的实施方案有很多优点，尽管靶电极没有与平行于电晕电极K的纵向的管道侧壁相邻的板状电极元6。

从前面叙述可知，会有许多互不相同的本发明的实施方案。总的来说，本发明的基本特点是：靶电极的构造使电晕电极所在截面与靶电极的距电晕电极最近端之间的沿管道的纵向距离在电晕电极的端区比在其中心区要短。而且，当装置包括许多个相互平行的细长电晕电极时，靶电极的构造使得在平行于电晕电极的管道侧壁处和正对相邻电晕电极的间隙处，电晕电极所在平面和靶电极上与之最接近的部分之间的纵向距离地在正对着电晕电极（一个或多个）处短。

在上面图示并描述的实施方案中，电晕电极K由一根或多根细的直导线构成。然而，本发明当然也可采用其它种跨越气流通道的细长电晕电极。

另外，我们只就气流管道截面为矩形或狭缝形的情况对本发明作了描述与说明，因为有关这种截面构形的问题是最普遍的。但是，本发明不同说也可应用于截面为其它形状如图形的气流管道或者说气流通路，因为本发明中所遇到的问题在那里也会出现。

上文只在有关靶电极构形方面对涉及本发明的空气传输装置作了详细描述。至于涉及本发明的装置的其它构造，读者可参看前述的国际专利申请。所以，装置不必一定带有一个包围着电极，具有实际管壁的气流管道。另外，根据前述国际专利申请的描述，可在电晕电极上游装一合适的屏以阻止离子流从电晕电极向上游运动。在所存其它方面，各个电极的均形与置位，电压源都与前述国际专利申请提出的建议一致。

在在前面举的例子中，当靶电极被认为由导电面或导电元构成时，应该注意到，在这里所描述的装置中，从电晕电极流向靶电极的离子流的强度很弱，所以“导电”二字在这里必须与此相应地进行理解。

Claims (13)

1、辅助电离子风传输空气的装置，包括至少一根跨过气流通道(1)的细长电晕电极(K)、至少一个位于电晕电极的气流通道下游并沿轴向与之分开并可透过所述管道中的气流的靶电极(M)、和一个直流电压源，其一端连到电晕电极，另一端接到靶电极；在该装置中电晕电极结构和直流电压源两端电压得到适当选择以在电晕电极处产生可产生气体离子的电晕放电；其特征在于靶电极(M)具有适当构造，使穿过气流通道(1)并包含电晕电极(K)的横截面与靶电极的最近部分之间的距离在电晕电极端部处比在其中心处短。

2、权利要求1的装置，其中气流通道（1）由截面为矩形的气流管道（1）所围绕;其特征在于靶电极的构造，它使在气流管道（1）中平行于电晕电极（K）的纵向外延伸展的侧管壁附近，电晕电极所在平面与靶电极（M）上距该面最近的部分之间的纵向距离比在气流管道（1）的中心区内要短。

3、权利要求1的装置，包括多个在同一横断面上并排平行排列的细长电晕电极部件（K），其特征在于靶电极的构造使得电晕电极部件（K）所在截面与靶电极上距该截面最近部分之间的纵向距离在对着相邻电晕电极部件的间隙处比在正对电极之本身处要短。

4、涉及权利要求1的装置，其特征在于靶电极（M）包括平行于气路（1）的纵向外延并环绕该气路的导电面，导电面在与电晕电极（K）的端区纵向相对处，形成靶电极部件（Ma），（Ma）比导电面上其余形成靶电极（M）的部分更沿纵向接近电晕电极（K）所在横断面。

5、权利要求1的装置，其特征在于在靶电极包含平行于气路（1）的纵向并环绕之的初级导电面（M₁）和另外两个处在电晕电极（K）与初级导电面之间，纵向着去各自位于电晕电极（K）的一个端区的导电面（M₂），这两个轴面（M₂）平行于气流通道（1）的纵向处延伸展，并且只围绕气路（1）中沿纵向对着电晕电极（K）的端区的那部分。

6、权利要求5的装置，其特征在于导电面M₂通过一大电阻接在直流电源3前面提到的（不同于电晕电极（K）的接线端的）接线端上。

7、如权利要求4-6中任何一个的装置，其特点在于靶电极的导电面被装在接近或紧贴围绕气路的气流管道（1）的内壁的位置上。

8、如权利要求1-3中任何一个的装置，其特点在于靶电极呈网状或栅格状，靶电极网或栅格横切气路，并被弯曲或弄成弓形以满足上述有关电晕电极（K）所在截面与靶电极之间轴向距离的条件。

9、如权利要求1-3中任何一个的装置，其特点在于靶电极为横切气路。由平行于气流方向彼此相交的板状或薄片状条构成的栅格状结构。栅格结构朝着电晕电极的一面的构造满足前述有关电晕电极所在平面与靶电极之间纵向距离的条件。

10、如权利要求1-3中任何一个的装置，其特点在于靶电极（M）由许多被排列得彼此平行并平行于气路（1）纵向外延的板状或薄片状电极之5构成。电极元的纵向外延与电晕电极（K）的纵向外延相垂直，上述板状或薄片状电极元（5）被如此排列以致使电晕电极（K）所在截面和靶电极元（5）（上游）朝着所述电晕电极的面之间的纵向距离沿从位置对着电晕电极中心区的靶电极元（5）到位置对着电晕电极（K）的两个端区的靶电极元的方向逐步减小。

11、权利要求10的装置，其特征在于靶电极元（5）正对（着电晕电极）的面被如此成形使得电晕电极所在截面与上述正对面之间的纵向距离在靶电极元（5）的两端比在其中心区还要短。

12、权利要求10的装置，包括彼此平行，并排地列于同一截面内的许多细长电晕电极（K），其特点在于上述的靶电极元（5）的上游正对面被如此成形使得电晕电极元（K）所在平面和上述正对面之间的距离在相对邻近两电晕电极元的间隙处比在正对电晕电极本身的区域要短。

13、如权利要求10-12中任何一个的装置，其特点在于靶电极（M）包括另外两个位于前面提到的板状或片状电极元（5）的端并与之垂直的板状或薄片状电极元（6）。

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