MD754Z

MD754Z - Gas ionization device

Info

Publication number: MD754Z
Application number: MDS20130076A
Authority: MD
Inventors: Александру КРЭЧУН; Октавиан ПОДУБНЫЙ; Максим КРЭЧУН; Борис АЛБЕРТ
Original assignee: Государственный Университет Молд0
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2014-10-31
Also published as: MD754Y

Abstract

The invention relates to the field of environmental protection, in particular to devices for ionization of air, fuel and exhaust gases.The gas ionization device comprises a hollow cylindrical body made of metal, the inner surface of which is coated with a layer of electroinsulating material, a gas guide, fixed at the gas feed end of the body, a carcass, formed of four plates of electroinsulating material, arranged in the body parallel to its axis, forming in section a square and being fixed on one side thereof with a disk, and on the other side - with a washer. The device also comprises a high-voltage electrode and a ground electrode, made in the form of metal wires, each wire being wound on the carcass so that each turn of one wire is alternated with the turn of another wire at a constant distance.

Description

Invenţia se referă la domeniul protecţiei mediului ambiant, în special la dispozitivele pentru ionizarea aerului, gazelor combustibile şi de eşapament. The invention relates to the field of environmental protection, in particular to devices for ionizing air, combustible and exhaust gases.

Este cunoscut un dispozitiv pentru ionizarea gazelor, format dintr-un electrod exterior, executat în formă de cilindru cav, şi un electrod interior central în formă de regletă radială, care constă din câţiva electrozi în formă de fire [1]. A device for gas ionization is known, consisting of an outer electrode, made in the shape of a hollow cylinder, and a central inner electrode in the shape of a radial strip, which consists of several wire-shaped electrodes [1].

Dezavantajul acestui dispozitiv constă în existenţa scurtă a ionului încărcat pozitiv, care se deplasează de la electrodul interior spre electrodul exterior încărcat negativ, neutralizându-se pe suprafaţa interioară cilindrică. Reducerea numărului de ioni pozitivi din cauza indicată conduce la micşorarea densităţii ionilor în interstiţiul dintre electrodul interior şi cel exterior, ceea ce micşorează eficacitatea ionizării fluxului de gaze. The disadvantage of this device is the short existence of the positively charged ion, which moves from the inner electrode to the negatively charged outer electrode, neutralizing on the inner cylindrical surface. The reduction in the number of positive ions due to the indicated reason leads to a decrease in the ion density in the gap between the inner and outer electrodes, which reduces the efficiency of ionization of the gas flow.

Cea mai apropiată soluţie este un dispozitiv pentru ionizarea gazelor, care conţine un electrod exterior, executat în formă de cilindru cav, suprafaţa interioară a căruia este acoperită cu un strat de material electroizolant, şi un electrod interior, compus dintr-un electrod central în formă de regletă radială şi câţiva electrozi în formă de fire [2]. The closest solution is a device for gas ionization, which contains an outer electrode, made in the shape of a hollow cylinder, the inner surface of which is covered with a layer of electrically insulating material, and an inner electrode, composed of a central electrode in the shape of a radial strip and several wire-shaped electrodes [2].

Dezavantajul acestui dispozitiv constă în imposibilitatea obţinerii unei densităţi majorate a ionilor pozitivi în spaţiul dintre electrodul exterior şi electrozii centrali în formă de fire. The disadvantage of this device is the impossibility of obtaining an increased density of positive ions in the space between the outer electrode and the central wire-shaped electrodes.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în elaborarea unui dispozitiv pentru ionizarea gazelor cu o eficacitate înaltă a procesului de obţinere a ionilor în gaze. The problem solved by the invention consists in developing a device for gas ionization with high efficiency of the process of obtaining ions in gases.

Dispozitivul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include un corp cilindric cav din metal, suprafaţa interioară a căruia este acoperită cu un strat din material electroizolant, un ghidaj pentru gaze, fixat la capătul de debitare a gazelor al corpului, o carcasă, formată din patru plăci dintr-un material electroizolant, amplasate în corp paralel axei acestuia, formând în secţiune un pătrat şi fiind fixate la un capăt al lor cu un disc, iar la capătul opus - cu o şaibă. Dispozitivul mai include un electrod de înaltă tensiune şi un electrod legat la pământ, executaţi în formă de fire metalice, fiecare fir fiind înfăşurat pe carcasă astfel încât fiecare spiră a unui fir alternează cu spira altui fir la o distanţă constantă S. The device, according to the invention, eliminates the above-mentioned disadvantages by including a hollow cylindrical metal body, the inner surface of which is covered with a layer of electrically insulating material, a gas guide, fixed at the gas discharge end of the body, a housing, formed by four plates of an electrically insulating material, placed in the body parallel to its axis, forming a square in section and being fixed at one end with a disk, and at the opposite end - with a washer. The device also includes a high-voltage electrode and a ground electrode, made in the form of metal wires, each wire being wound on the housing so that each turn of one wire alternates with the turn of another wire at a constant distance S.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în majorarea de 2,0…2,5 ori a numărului de ioni în fluxul de gaze. The technical result of the invention consists in increasing the number of ions in the gas flow by 2.0…2.5 times.

Cu cât este mai mare numărul de ioni pozitivi, cu atât mai eficace este acţiunea lor asupra moleculelor fluxului de gaze şi, prin urmare, ionizarea lor. The greater the number of positive ions, the more effective their action on the molecules of the gas flow and, therefore, their ionization.

Acţiunea câmpului electric asupra gazelor se realizează la trecerea lor prin interstiţiile dintre electrozi. The action of the electric field on the gases occurs when they pass through the gaps between the electrodes.

Rezultatul invenţiei este condiţionat de faptul că pentru ionizarea intensivă a fluxului de gaze şi asigurarea neutralizării emisiilor nocive din gazele de combustie, cum ar fi COx, NOx, SOx, se utilizează disocierea gazelor prin descărcare în impuls cu utilizarea plasmei de temperatură joasă, în care decurg reacţii plasmochimice, desfăşurarea cărora este favorizată de utilizarea în dispozitiv a curentului alternativ de tensiune şi frecvenţă înaltă, iar înfăşurarea a doi electrozi, executaţi în formă de fire metalice, astfel încât fiecare spiră a unui fir alternează cu spira altui fir la o distanţă constantă S pe toată lungimea carcasei, asigură acţiunea câmpului electric asupra celei mai mari cantităţi a fluxului de gaze. The result of the invention is conditioned by the fact that for intensive ionization of the gas flow and ensuring the neutralization of harmful emissions from combustion gases, such as COx, NOx, SOx, gas dissociation by pulse discharge with the use of low-temperature plasma is used, in which plasma-chemical reactions occur, the development of which is favored by the use of alternating current of high voltage and frequency in the device, and the winding of two electrodes, made in the form of metal wires, so that each turn of one wire alternates with the turn of another wire at a constant distance S along the entire length of the housing, ensures the action of the electric field on the largest amount of the gas flow.

Invenţia se explică prin desenul din figură, care reprezintă secţiunea longitudinală a dispozitivului pentru ionizarea gazelor. The invention is explained by the drawing in the figure, which represents the longitudinal section of the device for gas ionization.

Dispozitivul pentru ionizarea gazelor constă din corpul cilindric 1 cav din metal, suporturile 2 de fire ale carcasei 5, stratul din material electroizolant 3, discul 4, carcasa 5, formată din patru plăci din material electroizolant, amplasate în corpul 1 paralel axei acestuia, formând în secţiune un pătrat şi fiind fixate la un capăt al lor cu discul 4, iar la capătul opus - cu şaiba 7, sprijinită pe stratul 3. Dispozitivul mai conţine electrodul legat la pământ 6, ghidajul pentru gaze 8 şi electrodul de înaltă tensiune 9. The gas ionization device consists of a hollow cylindrical body 1 made of metal, wire supports 2 of the housing 5, a layer of electrically insulating material 3, a disk 4, a housing 5, consisting of four plates of electrically insulating material, placed in the body 1 parallel to its axis, forming a square in section and being fixed at one end with the disk 4, and at the opposite end - with the washer 7, supported on the layer 3. The device also contains the ground electrode 6, the gas guide 8 and the high-voltage electrode 9.

Exemplu de realizare a invenţiei Example of embodiment of the invention

Fluxul de gaze este debitat prin ghidajul pentru gaze 8, prin orificiul din şaiba 7 şi mai departe prin interstiţiul dintre electrozii 6 şi 9 (în direcţia indicată prin săgeţi), fiind împiedicat de discul 4. Mai departe fluxul de gaze părăseşte dispozitivul în direcţia indicată prin săgeţi. The gas flow is discharged through the gas guide 8, through the hole in the washer 7 and further through the gap between the electrodes 6 and 9 (in the direction indicated by the arrows), being obstructed by the disk 4. Further, the gas flow leaves the device in the direction indicated by the arrows.

În gaze, sub acţiunea plasmei de temperatură joasă, în zona de lucru decurg diferite reacţii plasmochimice, iar formarea ozonului din oxigen contribuie la intensificarea acestora. In gases, under the action of low-temperature plasma, various plasma-chemical reactions take place in the working area, and the formation of ozone from oxygen contributes to their intensification.

La testarea mostrei experimentale a dispozitivului a fost utilizată o tensiune înaltă alternativă de până la 4 kV cu frecvenţa de circa 4000 Hz, asigurând o descărcare electrică în impuls. When testing the experimental sample of the device, a high alternating voltage of up to 4 kV with a frequency of about 4000 Hz was used, ensuring a pulsed electrical discharge.

Dispozitivul dat permite de a mări de 2,0…2,5 ori numărul de ioni în fluxul de gaze comparativ cu cea mai apropiată soluţie. This device allows to increase the number of ions in the gas flow by 2.0…2.5 times compared to the closest solution.

1. MD 2225 G2 2003.07.31 1. MD 2225 G2 2003.07.31

2. MD 2806 G2 2005.06.30 2. MD 2806 G2 2005.06.30

Claims

A device for ionizing gases, comprising a hollow cylindrical metal body, the inner surface of which is covered with a layer of electrically insulating material; a gas guide fixed to the gas discharge end of the body; a housing formed by four plates of electrically insulating material, placed in the body parallel to its axis, forming a square in section and being fixed at one end with a disk and at the opposite end with a washer; a high-voltage electrode and a ground electrode, made in the form of metal wires, each wire being wound on the housing so that each turn of one wire alternates with the turn of another wire at a constant distance S.