RU2393021C1 - Electric air cleaner - Google Patents
Electric air cleaner Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393021C1 RU2393021C1 RU2009109393/12A RU2009109393A RU2393021C1 RU 2393021 C1 RU2393021 C1 RU 2393021C1 RU 2009109393/12 A RU2009109393/12 A RU 2009109393/12A RU 2009109393 A RU2009109393 A RU 2009109393A RU 2393021 C1 RU2393021 C1 RU 2393021C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- precipitation
- electrodes
- corona
- air purifier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
- B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
- B03C3/08—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by presence of stationary flat electrodes arranged with their flat surfaces parallel to the gas stream
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к системам очистки воздуха и газов, а именно к электрическим очистителям, и может быть использовано на предприятиях металлургической, химической, нефтеперерабатывающей промышленности, цементных заводах и других производствах, в том числе для очистки промышленных выбросов в атмосферу, в медицине, детских садах, яслях, образовательных учреждениях, а также в быту для очистки воздуха (или других невзрывоопасных газов) от частиц пыли, аэрозоля, дыма, запаха, пара, бактерий, плесени, клещей и вирусов.The invention relates to air and gas purification systems, in particular to electric cleaners, and can be used at enterprises of the metallurgical, chemical, oil refining industries, cement plants and other industries, including for cleaning industrial emissions into the atmosphere, in medicine, kindergartens, nurseries, educational institutions, as well as in everyday life for cleaning air (or other non-explosive gases) from dust, aerosol, smoke, odor, steam, bacteria, mold, ticks and viruses.
Уровень техникиState of the art
Авторы имеют многолетний опыт проектирования, испытаний и серийного производства электрических очистителей воздуха (электрофильтров) различных конструкций. Ниже дана критика аналогов, основанная на результатах проведенных авторами экспериментальных исследований.The authors have many years of experience in the design, testing and mass production of electric air purifiers (electrostatic precipitators) of various designs. The following is a criticism of analogues based on the results of experimental studies conducted by the authors.
Известны электрофильтры, опубликованные в источниках: WO 2008/057262, с датой публикации 15.05.2008, US 2007/027077 с датой публикации 25.10.2007, US 2007/0046219 с датой публикации 01.03.2007, MX PA01006037 с датой публикации 11.04.2008, US 2005/0200289 с датой публикации 15.09.2005, US7381381 с датой публикации 03.06.2008, US 6664741 с датой публикации 16.12.2003, US 4812711 с датой публикации 14.03.1989, US 6893618 с датой публикации 17.05.2005, US 7262564 с датой публикации 28.08.2007.Known electrostatic precipitators are published in the sources: WO 2008/057262, with a publication date of 05/15/2008, US 2007/027077 with a publication date of 10/25/2007, US 2007/0046219 with a publication date of 03/01/2007, MX PA01006037 with a publication date of 04/11/2008, US 2005/0200289 with a publication date September 15, 2005, US7381381 with a publication date 06/03/2008, US 6664741 with a publication date 12/16/2003, US 4812711 with a publication date 03/14/1989, US 6893618 with a publication date 05/17/2005, US 7262564 with a date Publications 08.28.2007
Основным недостатком указанных электрофильтров является небольшая скорость воздушного потока и высокая концентрация озона в воздухе, прошедшем через очиститель.The main disadvantage of these electrostatic precipitators is a low air flow rate and a high concentration of ozone in the air passing through the purifier.
Так, в патенте US 7381381 приводятся такие данные: скорость потока воздуха порядка 1 м/с, концентрация озона 80-4000 мг/м3. Заметим, что предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в воздухе - 30 мкг/м3. Снижение электрического напряжения (далее в тексте заявки - напряжения) на коронирующем электроде, конечно, снижает выход озона, но сопровождается еще более существенным снижением скорости потока воздуха. За счет изменения условий и параметров разряда можно попытаться оптимизировать параметры таких устройств. В частности, переход от коронирующих электродов точечного типа (иголки) к одномерным (проволочным) позволил снизить выход озона и в определенной мере снизить остроту проблемы. Снижение выхода озона за счет снижения диаметра коронирующей проволочки сопровождается снижением ее ресурса и приводит к технологическим трудностям.So, in the patent US 7381381 provides such data: air flow rate of about 1 m / s, ozone concentration of 80-4000 mg / m 3 . Note that the maximum permissible concentration (MPC) of ozone in the air is 30 μg / m 3 . Reducing the voltage (hereinafter referred to as voltage) on the corona electrode, of course, reduces the ozone output, but is accompanied by an even more significant decrease in the air flow rate. By changing the conditions and parameters of the discharge, you can try to optimize the parameters of such devices. In particular, the transition from point-type corona electrodes (needles) to one-dimensional (wire) electrodes made it possible to reduce ozone output and to some extent reduce the severity of the problem. A decrease in ozone output due to a decrease in the diameter of the corona wire is accompanied by a decrease in its life and leads to technological difficulties.
Прогресс в снижении выхода озона достигается в случае применения импульсов высокого напряжения специальной формы, как, например, это реализовано в патенте US 6664741 с датой публикации 16.12.2003. Увеличение зазора между коронирующими и осадительными (некоронирующими) электродами при допустимом с точки зрения пробоя (точнее, при неизменности степени однородности свечения и типа коронного разряда) одновременном повышении высоковольтного напряжения позволяет снизить концентрацию озона на выходе устройства, но при этом скорость потока воздуха существенно падает.Progress in reducing the output of ozone is achieved in the case of the use of high-voltage pulses of a special form, as, for example, this is implemented in the patent US 6664741 with the date of publication December 16, 2003. An increase in the gap between the corona and precipitation (non-corona) electrodes, while at the same time permissible from the point of view of breakdown (more precisely, at the same degree of uniformity of luminescence and type of corona discharge) increases the high-voltage voltage, can reduce the concentration of ozone at the outlet of the device, but the air flow rate decreases significantly.
В устройстве US 4812711 с датой публикации 14.03.1989 при разрядном зазоре в 85 мм в устройстве с оригинальной конфигурацией электродной системы скорость потока воздуха составляет лишь 0.5 м/с. Определенный рост скорости потока (в несколько десятков процентов) можно получить в мультикаскадных конструкциях, когда воздух последовательно проходит через два (или более) сходных блока, как это реализовано, например, в патенте US 6893618 с датой публикации 17.05.2005 и патенте US 7262564 с датой публикации 28.08.2007.In the device US 4812711 with the publication date 03/14/1989 with a discharge gap of 85 mm in the device with the original configuration of the electrode system, the air flow rate is only 0.5 m / s. A certain increase in the flow velocity (several tens of percent) can be obtained in multicascade designs, when air sequentially passes through two (or more) similar blocks, as is realized, for example, in US Pat. No. 6,893,618 with publication date 05/17/2005 and US Pat. No. 7,262,564 with publication date 08/28/2007.
Аналогом изобретения является двухзонный электрофильтр (патент РФ 2144433 с датой публикации 20.01.2000). Электрофильтр содержит устройство электрического питания (далее в заявке - устройство питания), один коронирующий электрод, осадительные электроды. Коронирующий электрод, выполнен в виде проволоки, каждый осадительный электрод выполнен в виде полосы, осадительные электроды расположены с образованием каналов для движения воздуха и в каждом канале для движения воздуха между осадительными электродами расположен отталкивающий электрод. Электрофильтр располагают в потоке воздуха.An analogue of the invention is a dual-zone electrostatic precipitator (RF patent 2144433 with publication date 01/20/2000). The electrostatic precipitator contains an electric power device (hereinafter in the application - a power device), one corona electrode, precipitation electrodes. The corona electrode is made in the form of a wire, each precipitation electrode is made in the form of a strip, the precipitation electrodes are located with the formation of channels for the movement of air, and in each channel for the movement of air between the precipitation electrodes there is a repulsive electrode. The electrostatic precipitator is placed in a stream of air.
Недостатком аналога является невозможность самостоятельно создать воздушный поток через электрофильтр. Скорость принудительного воздушного потока невысока, а концентрация озона в воздухе, прошедшем через очиститель, высокая.The disadvantage of the analogue is the inability to independently create air flow through the electrostatic precipitator. The forced air flow rate is low, and the ozone concentration in the air passing through the purifier is high.
Также аналогом изобретения является электрофильтр (авторское свидетельство СССР 611644 с датой публикации 23.05.1978). Электрофильтр содержит устройство питания, коронирующие электроды, осадительные электроды. Каждый осадительный электрод выполнен в виде волнообразной полосы с возможностью поворота для изменения угла взаимодействия поверхности полосы с движущимся воздухом. Осадительные электроды расположены с образованием каналов для движения воздуха. Электрофильтр располагают в потоке воздуха.Also an analog of the invention is an electrostatic precipitator (USSR copyright certificate 611644 with publication date 05/23/1978). The electrostatic precipitator contains a power device, corona electrodes, and precipitation electrodes. Each precipitation electrode is made in the form of a wavy strip with the possibility of rotation to change the angle of interaction of the strip surface with moving air. Precipitation electrodes are arranged to form channels for air movement. The electrostatic precipitator is placed in a stream of air.
Недостатком аналога является невозможность самостоятельно создать воздушный поток через электрофильтр. Скорости принудительного воздушного потока невысока, а концентрация озона в воздухе, прошедшем через очиститель, высокая.The disadvantage of the analogue is the inability to independently create air flow through the electrostatic precipitator. The forced air flow rate is low, and the ozone concentration in the air passing through the purifier is high.
Другим аналогом изобретения является многосекционный электрофильтр (патент РФ 2198735 с датой публикации 20.02.2003). Электрофильтр содержит устройство питания, коронирующие электроды, осадительные электроды. Каждый коронирующий электрод выполнен в виде проволоки, каждый осадительный электрод выполнен в виде полосы, осадительные электроды расположены с образованием каналов для движения воздуха и в каждом канале для движения воздуха между осадительными электродами расположен отталкивающий электрод. Электрофильтр располагают в потоке воздуха.Another analogue of the invention is a multi-section electrostatic precipitator (RF patent 2198735 with publication date 02/20/2003). The electrostatic precipitator contains a power device, corona electrodes, and precipitation electrodes. Each corona electrode is made in the form of a wire, each precipitation electrode is made in the form of a strip, the precipitation electrodes are located with the formation of channels for air movement, and in each channel for the air movement between the precipitation electrodes there is a repulsive electrode. The electrostatic precipitator is placed in a stream of air.
В продольном сечении электрического очистителя воздуха расстояния от осадительных электродов до коронирующего электрода одинаковы.In the longitudinal section of the electric air purifier, the distances from the settling electrodes to the corona electrode are the same.
Недостатком аналога является невозможность самостоятельно создать воздушный поток через электрофильтр. 1-я ступень очистителя создаваемым потоком ионов препятствует движению воздуха через очиститель. Скорость принудительного воздушного потока невысока, а концентрация озона в воздухе, прошедшем через очиститель, высока.The disadvantage of the analogue is the inability to independently create air flow through the electrostatic precipitator. The 1st stage of the purifier created by the flow of ions prevents the movement of air through the purifier. The forced air flow rate is low, and the ozone concentration in the air passing through the purifier is high.
Прототипом изобретения является электрический очиститель воздуха (заявка US 2008/0030920 с датой публикации 07.02.2008), содержащий корпус с отверстиями для прохода воздуха, устройство питания, коронирующий электрод, осадительные электроды, отталкивающие электроды; коронирующий электрод выполнен в виде проволоки, осадительный электрод содержит утолщение на передней кромке электрода и полосу, расположенную за утолщением, отталкивающий электрод выполнен в виде полосы, осадительные электроды расположены в корпусе с образованием каналов для движения воздуха и в канале для движения воздуха между осадительными электродами расположен отталкивающий электрод.The prototype of the invention is an electric air purifier (application US 2008/0030920 with a publication date of 07.02.2008), comprising a housing with openings for air passage, a power device, a corona electrode, precipitation electrodes, repelling electrodes; the corona electrode is made in the form of a wire, the precipitation electrode contains a thickening on the front edge of the electrode and the strip located behind the thickening, the repelling electrode is made in the form of a strip, the precipitation electrodes are located in the housing with the formation of channels for air movement and in the channel for air movement between the precipitation electrodes is located repulsive electrode.
Выше приведены признаки прототипа, совпадающие с признаками изобретения.The above are the signs of the prototype, coinciding with the signs of the invention.
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
i) малая поверхность осадительных электродов для осаждения частиц пыли, аэрозоля, дыма, пара, бактерий, плесени, клещей и вирусов. Далее, для простоты, в тексте будет идти речь об осаждении пыли, подразумевая и остальные вредные вещества;i) the small surface of the precipitation electrodes for the deposition of particles of dust, aerosol, smoke, steam, bacteria, mold, ticks and viruses. Further, for simplicity, the text will talk about dust deposition, implying other harmful substances;
ii) малая турбулизация потока воздуха вблизи поверхностей осадительных электродов. Турбулизация потока осуществляется только утолщениями на передних кромках электродов и изгибами полос;ii) small turbulization of the air flow near the surfaces of the precipitation electrodes. Turbulence of the flow is carried out only by thickenings on the leading edges of the electrodes and bends of the strips;
iii) отсутствие генерации излучений в диапазоне длин волн от 0.1 до 100 мкм;iii) the lack of generation of radiation in the wavelength range from 0.1 to 100 microns;
iiii) низкая скорость воздушного потока создаваемого при работе электрического очистителя воздуха за счет движения положительно заряженных ионов от коронирующего к осадительным электродам; высокая концентрация озона в воздухе, прошедшем через очиститель. При повышении напряжения между коронирующими и осадительными электродами скорость потока воздуха может увеличиться и достигнуть величины 2-4 м/с, однако при этом существенно увеличится (на порядки выше ПДК) количество озона в очищенном воздухе, что недопустимо;iiii) the low air velocity generated during operation of the electric air purifier due to the movement of positively charged ions from the corona to the precipitation electrodes; high concentration of ozone in the air passing through the purifier. With increasing voltage between the corona and precipitation electrodes, the air flow rate can increase and reach 2-4 m / s, however, the amount of ozone in the purified air will increase significantly (by orders of magnitude higher), which is unacceptable;
iiiii) во время работы очистителя воздуха создается однородное электрическое поле вблизи поверхности полосы, это не способствует эффективному осаждению пыли и других загрязнений на поверхностях полос осадительных электродов.iiiii) during operation of the air purifier, a uniform electric field is created near the surface of the strip, this does not contribute to the efficient deposition of dust and other contaminants on the surfaces of the strips of the precipitation electrodes.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является повышение производительности и качества очистки воздуха от пыли, аэрозоля, дыма, пара, бактерий, клещей и других загрязнений с одновременным непревышением ПДК озона в очищенном воздухе.The objective of the invention is to increase the productivity and quality of air purification from dust, aerosol, smoke, steam, bacteria, ticks and other contaminants while not exceeding the maximum concentration limit of ozone in purified air.
Задача решается за счет того, что электрический очиститель воздуха содержит корпус с отверстиями для прохода воздуха, устройство питания, коронирующий электрод, осадительные электроды, отталкивающие электроды;The problem is solved due to the fact that the electric air purifier comprises a housing with holes for air passage, a power device, a corona electrode, precipitation electrodes, repelling electrodes;
коронирующий электрод выполнен в виде стержня или проволоки, осадительный электрод содержит утолщение на передней кромке электрода и полосу, расположенную за утолщением, отталкивающий электрод выполнен из полосы или содержит утолщение на передней кромке электрода и полосу, расположенную за утолщением;the corona electrode is made in the form of a rod or wire, the precipitation electrode contains a bulge on the front edge of the electrode and a strip located behind the bulge, the repelling electrode is made of a strip or contains a bulge on the front edge of the electrode and a strip located behind the bulge;
осадительные электроды расположены в корпусе с образованием каналов для движения воздуха и в канале для движения воздуха между осадительными электродами расположен отталкивающий электрод;precipitation electrodes are located in the housing with the formation of channels for the movement of air and in the channel for the movement of air between the precipitation electrodes is a repulsive electrode;
и от прототипа изобретение отличается следующими признаками:and the invention differs from the prototype by the following features:
устройство питания выполнено с возможностью обеспечения разности электрических потенциалов (далее разности потенциалов) между коронирующим электродом и осадительным электродом от 10 до 100 кВ, а также с возможностью обеспечения разности потенциалов между отталкивающим электродом и осадительным электродом, и величину разности потенциалов определяют по зависимости:the power device is configured to provide a difference in electric potentials (hereafter, the potential difference) between the corona electrode and the precipitation electrode from 10 to 100 kV, and also with the possibility of providing a potential difference between the repulsive electrode and the precipitation electrode, and the potential difference is determined by the dependence:
P=pH,P = pH
где P - разность потенциалов между отталкивающим электродом и осадительным электродом, кВ;where P is the potential difference between the repulsive electrode and the precipitation electrode, kV;
p - величина, принимающая значения от 1 до 20 кВ/см;p is a value taking values from 1 to 20 kV / cm;
H - минимальное расстояние между отталкивающим электродом и осадительным электродом, см;H is the minimum distance between the repulsive electrode and the precipitation electrode, cm;
и в продольном сечении электрического очистителя воздуха расстояния от осадительных электродов до коронирующего электрода одинаковы или расстояния различаются, причем отношение минимального из расстояний к максимальному из расстояний определяют по зависимости:and in the longitudinal section of the electric air purifier, the distances from the precipitation electrodes to the corona electrode are the same or the distances differ, and the ratio of the minimum of the distances to the maximum of the distances is determined by the dependence:
Lmin/Lmax=k, L min / L max = k ,
где k - величина, принимающая значения от 0.5 до 0.9999;where k is a value taking values from 0.5 to 0.9999;
Lmin - минимальное из расстояний от осадительных электродов до коронирующего электрода;L min - the minimum of the distances from the precipitation electrodes to the corona electrode;
Lmax - максимальное из расстояний от осадительных электродов до коронирующего электрода;L max - the maximum of the distances from the precipitation electrodes to the corona electrode;
кроме того, в продольном сечении электрического очистителя воздуха на больших поверхностях полосы осадительного электрода выполнены поперечные рифли или чередующиеся выступы и углубления, и в поперечном сечении электрического очистителя воздуха на больших поверхностях полосы осадительного электрода выполнены продольные рифли или чередующиеся выступы и углубления.in addition, in the longitudinal section of the electric air purifier on the large surfaces of the precipitation electrode strip, transverse riffles or alternating protrusions and recesses are made, and in the cross section of the electric air purifier on the large surfaces of the precipitation electrode strip, longitudinal riffles or alternating protrusions and recesses are made.
Техническими результатами изобретения являются:The technical results of the invention are:
i) повышение качества очистки воздуха от пыли, других вредных веществ и микроорганизмов (далее для упрощения текста будет упоминаться только пыль) за счет увеличение поверхности осадительных электродов для осаждения пыли без увеличения габаритов электродов и очистителя в целом. За счет создания участков на поверхностях полос осадительных электродов, которые препятствуют проскальзыванию пыли по поверхностям электродов. За счет эффективной турбулизации потока воздуха в каналах для движения воздуха и вблизи поверхностей осадительных электродов, что способствует осаждению частичек пыли на поверхности электродов. За счет свойств устройства питания по созданию электрического поля, обеспечивающего направленное движение ионов и заряженных пылинок в направлении от коронирующего электрода к осадительным электродам, а также от отталкивающих электродов к осадительным электродам;i) improving the quality of air purification from dust, other harmful substances and microorganisms (hereinafter, only dust will be mentioned to simplify the text) by increasing the surface of the precipitation electrodes to deposit dust without increasing the dimensions of the electrodes and the cleaner as a whole. By creating sections on the surfaces of the strips of precipitation electrodes that prevent dust from slipping on the surfaces of the electrodes. Due to the effective turbulization of the air flow in the channels for air movement and near the surfaces of the precipitation electrodes, which contributes to the deposition of dust particles on the surface of the electrodes. Due to the properties of the power device to create an electric field that provides directional movement of ions and charged dust particles in the direction from the corona electrode to the precipitation electrodes, as well as from repulsive electrodes to the precipitation electrodes;
ii) генерация излучений в диапазоне длин волн от 0.1 до 100 мкм, что способствует уничтожению болезнетворных микроорганизмов;ii) the generation of radiation in the wavelength range from 0.1 to 100 microns, which contributes to the destruction of pathogens;
iii) повышение скорости воздушного потока, создаваемого электрическим очистителем воздуха при работе за счет движения положительно заряженных ионов от коронирующего электрода к осадительным электродам с одновременным снижением концентрации озона и положительно заряженных ионов в воздухе, прошедшем через очиститель. Повышение скорости воздушного потока приводит к повышению производительности очистителя воздуха;iii) increasing the air flow rate generated by the electric air purifier during operation due to the movement of positively charged ions from the corona electrode to the precipitation electrodes while reducing the concentration of ozone and positively charged ions in the air passing through the purifier. Increasing the air flow rate increases the performance of the air purifier;
iiii) усиление неоднородности электрического поля во время работы очистителя воздуха вблизи поверхности полосы на рифлях или чередующихся выступах и углублениях.iiii) increased inhomogeneity of the electric field during operation of the air purifier near the surface of the strip on the flutes or alternating protrusions and recesses.
Дополнительным техническим результатом может быть следующий. Поглощение излучений, исходящих из ультракороны в каналах для движения воздуха с длиной волны, кратной геометрическим размерам рифлей, выступов и углублений и промежуткам между ними за счет наличия на поверхностях осадительных и/или отталкивающих электродов рифлей, чередующихся выступов и углублений.An additional technical result may be the following. Absorption of radiation emanating from the ultra-crown in channels for the movement of air with a wavelength multiple of the geometrical dimensions of the corrugations, protrusions and recesses and the gaps between them due to the presence on the surfaces of the sedimentation and / or repellent electrodes of the corrugations, alternating protrusions and recesses.
В частном случае реализации изобретения в продольном сечении электрического очистителя воздуха расстояния от отталкивающих электродов до коронирующего электрода одинаковы или расстояния различаются, причем отношение минимального из расстояний к максимальному из расстояний определяют по зависимости:In the particular case of the invention in a longitudinal section of an electric air purifier, the distances from the repelling electrodes to the corona electrode are the same or the distances are different, and the ratio of the minimum of the distances to the maximum of the distances is determined by the dependence:
Zmin/Zmax=e,Z min / Z max = e,
где е - величина, принимающая значения от 0,25 до 0.9999;where e is a value that takes values from 0.25 to 0.9999;
Zmin - минимальное из расстояний от отталкивающих электродов до коронирующего электрода;Z min - the minimum of the distances from the repulsive electrodes to the corona electrode;
Zmax - максимальное из расстояний от отталкивающих электродов до коронирующего электрода.Z max - the maximum of the distances from the repulsive electrodes to the corona electrode.
В частном случае реализации изобретения в продольном сечении электрического очистителя воздуха на больших поверхностях полосы отталкивающего электрода выполнены поперечные рифли или чередующиеся выступы и углубления, кроме того, в поперечном сечении электрического очистителя воздуха на больших поверхностях полосы отталкивающего электрода выполнены продольные рифли или чередующиеся выступы и углубления.In the particular case of the invention, in the longitudinal section of the electric air purifier, transverse riffles or alternating protrusions and recesses are made on the large surfaces of the repulsive electrode strip; moreover, longitudinal riffles or alternating protrusions and recesses are made in the cross section of the electric air purifier on the large surfaces of the repulsive electrode strip.
В частном случае реализации изобретения в продольном сечении электрического очистителя воздуха угол между линиями, соединяющими по кратчайшему расстоянию коронирующий электрод и крайние осадительные электроды, принимает значение из диапазона от 25 до 180°.In the particular case of the invention, in the longitudinal section of the electric air purifier, the angle between the lines connecting the corona electrode and the extreme precipitation electrodes over the shortest distance takes a value from the range from 25 to 180 °.
В частном случае реализации изобретения в продольном сечении электрического очистителя воздуха диаметр утолщения осадительного электрода определяют по зависимости:In the particular case of the invention in a longitudinal section of an electric air purifier, the diameter of the thickening of the precipitation electrode is determined by the dependence:
Dyo=Dk d,D yo = D k d,
где d - величина, принимающая значения от 5 до 1000;where d is a value that takes values from 5 to 1000;
Dk - диаметр коронирующего электрода в продольном сечении электрического очистителя воздуха;D k is the diameter of the corona electrode in a longitudinal section of an electric air purifier;
Dyo - диаметр утолщения осадительного электрода в продольном сечении электрического очистителя воздуха.D yo is the diameter of the thickening of the precipitation electrode in a longitudinal section of an electric air purifier.
Устройство питания может быть выполнено с возможностью обеспечения на коронирующем электроде положительного по отношению к «земле» потенциала.The power device can be configured to provide a positive potential with respect to the “earth” on the corona electrode.
Устройство питания может быть выполнено с возможностью обеспечения на коронирующем электроде положительного по отношению к осадительным электродам потенциала.The power device can be configured to provide a potential positive with respect to the precipitation electrodes on the corona electrode.
Устройство питания может быть выполнено с возможностью обеспечения на коронирующем электроде положительного по отношению к осадительным электродам и «земле» потенциала.The power device can be configured to provide a positive potential on the corona electrode with respect to the precipitation electrodes and the “earth”.
Устройство питания выполнено с возможностью обеспечения разности потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом, достаточной для создания воздушного потока в направлении от коронирующего электрода к осадительным электродам, или, другими словами, устройство питания выполнено с возможностью обеспечения разности потенциалов между коронирующим электродом и осадительными электродами, достаточной для создания воздушного потока через электрический очиститель воздуха.The power device is configured to provide a potential difference between the corona electrode and the precipitation electrode sufficient to create an air flow in the direction from the corona electrode to the precipitation electrodes, or, in other words, the power device is configured to provide a potential difference between the corona electrode and the precipitation electrodes to create air flow through an electric air purifier.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 представлено продольное сечение электрического очистителя воздуха. Осадительные и отталкивающие электроды параллельны друг другу.Figure 1 shows a longitudinal section of an electric air purifier. Precipitation and repelling electrodes are parallel to each other.
На фиг.2 представлено продольное сечение электрического очистителя воздуха. Осадительные электроды создают расширяющиеся каналы для движения воздуха.Figure 2 presents a longitudinal section of an electric air purifier. Precipitation electrodes create expanding channels for air movement.
На фиг.3 представлены два осадительных электрода, образующих канал для движения воздуха. В канале расположен один отталкивающий электрод.Figure 3 presents two precipitation electrodes forming a channel for air movement. One repulsive electrode is located in the channel.
На фиг.4 представлен осадительный электрод с рифлями на поверхности полосы. На рифлях расположено отложение пыли.Figure 4 presents the precipitation electrode with flutes on the surface of the strip. Dust deposits are located on the flutes.
На фиг.5 представлен осадительный электрод с рифлями на двух больших поверхностях полосы. На рифлях расположены отложения пыли.Figure 5 presents the precipitation electrode with flutes on two large surfaces of the strip. Dust deposits are located on the flutes.
На фиг.6 представлен осадительный электрод с чередующимися выступами и углублениями на поверхности полосы.Figure 6 presents the precipitation electrode with alternating protrusions and recesses on the surface of the strip.
На фиг.7 представлен осадительный электрод с чередующимися выступами и углублениями на двух больших поверхностях полосы. На поверхностях расположены отложения пыли.7 shows a precipitation electrode with alternating protrusions and recesses on two large surfaces of the strip. Dust deposits are located on the surfaces.
На фиг.8 представлен отталкивающий электрод с чередующимися выступами и углублениями на двух больших поверхностях полосы электрода.On Fig presents a repulsive electrode with alternating protrusions and recesses on two large surfaces of the strip of electrode.
На фиг.9 представлено сечение Б-Б с осадительными и отталкивающим электродом. На поверхностях осадительных электродов расположены отложения пыли.Figure 9 presents a section bB with a precipitation and repulsive electrode. Dust deposits are located on the surfaces of the collection electrodes.
На фиг.10 представлено продольное сечение отталкивающего электрода. На больших поверхностях полосы расположены рифли различной формы.Figure 10 shows a longitudinal section of a repulsive electrode. On the large surfaces of the strip are riffles of various shapes.
На фиг.11 представлено поперечное сечение отталкивающего электрода. На больших поверхностях полосы расположены рифли различной формы.11 shows a cross section of a repulsive electrode. On the large surfaces of the strip are riffles of various shapes.
На фиг.12 представлены продольные сечения трех отталкивающих электродов. На передних кромках электродов расположены утолщения различной формы.On Fig presents longitudinal sections of three repulsive electrodes. On the leading edges of the electrodes are thickenings of various shapes.
На фиг.13 и фиг.14 представлены продольные сечения отталкивающих электродов с утолщениями на передних кромках электродов, в срединной области полосы и на задней кромке электрода.On Fig and Fig presents longitudinal sections of repulsive electrodes with thickenings on the leading edges of the electrodes, in the middle region of the strip and on the trailing edge of the electrode.
На фиг.15 представлены силовые линии электрического поля между коронирующим электродом, осадительным электродом и отталкивающим электродом.On Fig presents the lines of force of the electric field between the corona electrode, the precipitation electrode and the repulsive electrode.
На фиг.16 представлены силовые линии электрического поля у поверхности осадительного электрода.On Fig presents the lines of force of the electric field at the surface of the precipitation electrode.
На фиг.17 представлен чертеж, поясняющий определения терминам углубление и выступ.On Fig presents a drawing explaining the definitions of the terms recess and protrusion.
На фиг.18 представлены результаты замеров объекта (пластины) на трехкоординатной машине. Дано пояснение способу построения срединной линии участка границы сечения.On Fig presents the results of measurements of the object (plate) on a three-coordinate machine. An explanation is given of a method for constructing a midline of a section boundary section.
На фиг.19 и 20 представлены чертежи, поясняющие термины выступ и углубление.19 and 20 are drawings illustrating the terms protrusion and recess.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Ниже приведены определения терминам, использующимся в области электрической очистки воздуха.The following are definitions of terms used in the field of electrical air cleaning.
Электрический очиститель воздуха - устройство, предназначенное для очистки воздуха в помещении: улавливания находящихся в воздухе частиц пыли, аэрозоля, дыма, плесени, запахов, пара, бактерий, клещей, вирусов и других загрязнений.Electric air purifier - a device designed to purify indoor air: trapping particles of dust, aerosol, smoke, mold, odors, steam, bacteria, ticks, viruses and other contaminants in the air.
Электрический очиститель воздуха может быть использован на предприятиях металлургической, химической, нефтеперерабатывающей промышленности, цементных заводах и других производствах, в том числе для очистки промышленных выбросов в атмосферу, в медицине, детских садах, яслях, образовательных учреждениях, а также в быту для очистки воздуха (или других газов). Схема электрического очистителя воздуха представлена на фиг.1 и 2. К электрическим очистителям воздуха относятся аналоги, приведенные в заявке.An electric air purifier can be used at enterprises of the metallurgical, chemical, oil refining industries, cement factories and other industries, including for cleaning industrial emissions into the atmosphere, in medicine, kindergartens, nurseries, educational institutions, as well as in everyday life for air purification ( or other gases). The circuit of an electric air purifier is shown in FIGS. 1 and 2. Analogues given in the application are referred to as electric air purifiers.
Корпус электрического очистителя воздуха - оболочка, в которой расположены электроды, блок питания, автоматика управления. Корпус ограждает электроды, блок питания, автоматику управления от воздействия окружающей среды.The case of an electric air purifier is a shell in which electrodes, a power supply unit, and control automation are located. The housing protects the electrodes, power supply, control automation from environmental influences.
Устройство питания (см. позиция 13 на фиг.1) обеспечивает питание очистителя воздуха электрическим током от сети или автономно от аккумулятора электрической энергии. Устройство питания выполнено с возможностью обеспечения разности потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом.The power device (see position 13 in figure 1) provides power to the air purifier with electric current from the network or independently from the battery of electrical energy. The power device is configured to provide a potential difference between the corona electrode and the precipitation electrode.
Коронирующий электрод - электрод, создающий вблизи своей поверхности область с резко неоднородным электрическим полем (так называемую зону ионизиции или чехол короны). Заряженные частицы, образующиеся в зоне ионизации и имеющие знак заряда, совпадающий с полярностью электрода, под действием электрического поля выносятся в область пониженной напряженности поля (внешняя область или область дрейфа), где ионизации нет, и дрейфуют в противоположном от электрода направлении, создавая ток короны. На коронирующем электроде положительный потенциал от десятков до сотен киловольт и чехол короны производит положительно заряженные ионы. Электрод выполняют в виде стержня или проволоки. В общем случае электрический очиститель воздуха может быть выполнен и так, что коронирующий электрод имеет иную форму (острия, острые кромки и т.п.) и может иметь отрицательного потенциал от десятков до сотен киловольт.A corona electrode is an electrode that creates near its surface a region with a sharply inhomogeneous electric field (the so-called ionization zone or crown cover). Charged particles formed in the ionization zone and having a charge sign that matches the polarity of the electrode are brought under the influence of an electric field to a region of reduced field strength (outer region or drift region), where there is no ionization, and drift in the opposite direction from the electrode, creating a corona current . At the corona electrode, a positive potential of tens to hundreds of kilovolts and a corona sheath produces positively charged ions. The electrode is made in the form of a rod or wire. In the general case, an electric air purifier can be made in such a way that the corona electrode has a different shape (points, sharp edges, etc.) and can have a negative potential from tens to hundreds of kilovolts.
Осадительный электрод - электрод с нулевым потенциалом или с потенциалом противоположного знака по отношения к потенциалу коронирующего электрода, предназначен для того, чтобы на него оседали частички пыли, аэрозоля, дыма, плесени, запаха, пара, бактерии, клещи, вирусы и др. загрязнения.A precipitation electrode is an electrode with zero potential or with the potential of the opposite sign with respect to the potential of the corona electrode, designed to allow particles of dust, aerosol, smoke, mold, odor, steam, bacteria, mites, viruses and other pollution to settle on it.
Осадительный электрод выполняют в виде полосы. Его могут выполнять в виде полосы с утолщением на передней кромке электрода или в виде стержня. Как правило, разность потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом от 10 до 100 кВ.The precipitation electrode is in the form of a strip. It can be performed in the form of a strip with a thickening at the leading edge of the electrode or in the form of a rod. As a rule, the potential difference between the corona electrode and the precipitation electrode is from 10 to 100 kV.
Отталкивающий электрод - электрод, который предназначен для создания электрического поля, которое способствует движению ионов и частиц пыли и других загрязнений к поверхностям осадительных электродов.A repulsive electrode is an electrode that is designed to create an electric field that promotes the movement of ions and dust particles and other contaminants to the surfaces of the precipitation electrodes.
Стержень - предмет удлиненной формы.The rod is an elongated object.
Продольное сечение электрического очистителя воздуха - сечение, ориентированное по направлению движения воздуха в очистителе и перпендикулярно коронирующему электроду.A longitudinal section of an electric air purifier is a section oriented in the direction of air movement in the purifier and perpendicular to the corona electrode.
В продольном сечении электрического очистителя воздуха движение воздуха - в направлении от коронирующего электрода к осадительным электродам.In a longitudinal section of an electric air purifier, the movement of air is in the direction from the corona electrode to the precipitation electrodes.
Продольное сечение электрического очистителя воздуха совпадает с продольным сечением осадительного электрода и отталкивающего электрода.The longitudinal section of the electric air purifier coincides with the longitudinal section of the precipitation electrode and the repulsive electrode.
Продольное сечение электрического очистителя воздуха параллельно поперечному сечению коронирующего электрода.The longitudinal section of the electric air purifier is parallel to the cross section of the corona electrode.
Поперечное сечение электрического очистителя воздуха - сечение, параллельное продольному сечению коронирующего электрода и перпендикулярное продольному сечению электрического очистителя воздуха.The cross section of an electric air purifier is a section parallel to the longitudinal section of the corona electrode and perpendicular to the longitudinal section of the electric air purifier.
Поперечное сечение электрического очистителя воздуха совпадает с поперечным сечением осадительного электрода и поперечным сечением отталкивающего электрода.The cross section of the electric air purifier coincides with the cross section of the precipitation electrode and the cross section of the repelling electrode.
Полоса - тонкий длинный кусок, какого-либо материала. Полоса имеет две большие поверхности, а также имеет меньшие поверхности (например, поверхность задней кромки полосы, поверхности боковых кромок полосы). Полоса может быть выполнена постоянной толщины или с переменной толщиной.A strip is a thin long piece of any material. The strip has two large surfaces and also has smaller surfaces (for example, the surface of the trailing edge of the strip, the surface of the lateral edges of the strip). The strip can be made of constant thickness or with variable thickness.
Если полоса выполнена постоянной толщины, то она имеет параметр - толщина полосы.If the strip is made of constant thickness, then it has a parameter - strip thickness.
Если полоса выполнена с переменной толщиной, то она имеет параметр - максимальная толщина полосы.If the strip is made with variable thickness, then it has a parameter - the maximum thickness of the strip.
Утолщение - то, что имеет наибольшую толщину.Thickening is that which has the greatest thickness.
В продольном сечении электрического очистителя воздуха на передней кромке электрода может располагаться утолщение. Утолщение имеет наибольшее значение толщины по сравнению со значениями толщин в других местах продольного сечения электрода. Утолщения обозначены позицией 55 на фиг.12.In a longitudinal section of an electric air purifier, a thickening may be located at the leading edge of the electrode. The thickening has the greatest thickness value in comparison with the thickness values in other places of the longitudinal section of the electrode. The bulges are indicated at 55 in FIG. 12.
Срединная часть электрода - часть электрода, расположенная в его середине. В продольном сечении полоса электрода условно разделяется на три равные по протяженности части:The middle part of the electrode is the part of the electrode located in its middle. In a longitudinal section, the electrode strip is conventionally divided into three parts of equal length:
- прилегающая к передней кромке часть (или прилегающая к утолщению на передней кромке электрода);- the part adjacent to the leading edge (or adjacent to the bulge on the leading edge of the electrode);
- срединная часть полосы;- the middle part of the strip;
- прилегающая к задней кромке часть.- part adjacent to the trailing edge.
Минимальное расстояние между электродами - минимальное расстояние из всевозможных расстояний между электродами.The minimum distance between the electrodes is the minimum distance from all possible distances between the electrodes.
Минимальное расстояние между отталкивающим и осадительным электродами - минимальное расстояние из всевозможных расстояний между электродами.The minimum distance between the repulsive and precipitation electrodes is the minimum distance from all possible distances between the electrodes.
Если рассматривать электроды в продольном сечении, то минимальное расстояние между электродами - минимальное расстояние между всевозможными точками на границах сечения отталкивающего и осадительного электродов.If we consider the electrodes in a longitudinal section, then the minimum distance between the electrodes is the minimum distance between all kinds of points at the boundaries of the section of the repulsive and precipitation electrodes.
Осадительные электроды расположены в корпусе с образованием каналов для движения воздуха и в каждом канале для движения воздуха между осадительными электродами расположен отталкивающий электрод (см. фиг.1, фиг.2, фиг.3). В общем случае, отталкивающие электроды могут находиться не в каждом канале.The deposition electrodes are located in the housing with the formation of channels for the movement of air and in each channel for the movement of air between the precipitation electrodes there is a repulsive electrode (see figure 1, figure 2, figure 3). In general, repellent electrodes may not be in each channel.
Рифли - бороздки на поверхности. На границе продольного сечения видны поперечные рифли. На границе поперечного сечения видны продольные рифли.Riffles are grooves on the surface. On the border of the longitudinal section, transverse corrugations are visible. On the border of the cross section, longitudinal riffles are visible.
Бороздки - углубления на поверхности.Grooves are grooves on the surface.
Бóльшие поверхности полосы осадительного электрода - две наибольшие поверхности полосы. Кроме этих поверхностей полоса может иметь поверхность задней кромки и поверхность передней кромки, а также поверхности боковых кромок.The larger surfaces of the strip of the precipitation electrode are the two largest surfaces of the strip. In addition to these surfaces, the strip may have a trailing edge surface and a leading edge surface, as well as side edge surfaces.
Выступ на участке границы сечения - это часть участка границы сечения, которая имеет две общие точки 113 и 114 (см. фиг.19) со срединной линией 118 и совместно с прилегающей частью срединной линии (между точками 113 и 114) участка границы сечения охватывает часть 117 площади сечения.The protrusion on the section boundary section is a part of the section boundary section, which has two
Углубление на участке границы сечения - это часть участка границы сечения, которая имеет две общие точки 115 и 116 со срединной линией 118 и совместно с прилегающей частью срединной линии (между точками 115 и 116) участка границы сечения охватывает часть среды 99, прилегающей к сечению.The recess in the section boundary section is a part of the section boundary section that has two
Другое определение углублению: углубление - выемка, впадина, понятие, противоположное выступу.Another definition of a recess: a recess is a notch, a hollow, a concept opposite to a protrusion.
Ширина выступа - кратчайшее расстояние между двумя общими точками для выступа и срединной линии 123 (см. фиг.20). Ширина выступа показана позицией 121 на фиг.20.The width of the protrusion is the shortest distance between two common points for the protrusion and the median line 123 (see Fig.20). The width of the protrusion is shown at 121 in FIG.
Высота выступа - кратчайшее расстояние от вершины выступа до срединной линии. На фиг.20 высота обозначена позицией 119. У выступа может быть одна вершина или несколько одинаковых по высоте вершин. На фиг.20 представлен выступ, у которого одна вершина с высотой 119.The height of the protrusion is the shortest distance from the top of the protrusion to the midline. In FIG. 20, the height is indicated by 119. The protrusion may have one vertex or several vertices of equal height. On Fig presents a ledge, in which one vertex with a height of 119.
Высота выступа может принимать значения от 10-12 до 0.25 от толщины (максимальной толщины) полосы.The height of the protrusion can take values from 10 -12 to 0.25 of the thickness (maximum thickness) of the strip.
Если высота выступа больше 0.25 от толщины полосы, то это утолщение не относится к полосе. Полоса с таким утолщением может называться профилем, фасонным профилем.If the height of the protrusion is greater than 0.25 of the thickness of the strip, then this thickening does not apply to the strip. A strip with such a thickening may be called a profile, a shaped profile.
Вершина выступа - точка на выступе, у которой кратчайшее расстояние до срединной линии наибольшее по сравнению с расстояниями от всевозможных других точек на выступе до срединной линии.The top of the protrusion is a point on the protrusion, which has the shortest distance to the midline as compared with the distances from all kinds of other points on the protrusion to the midline.
Ширина углубления - кратчайшее расстояние между двумя общими точками для углубления и срединной линии 123 (см. фиг.20). Ширина углубления показана позицией 122 на фиг.20.The width of the recess is the shortest distance between two common points for the recess and the median line 123 (see Fig.20). The width of the recess is shown at 122 in FIG.
Глубина углубления - кратчайшее расстояние от нижней точки углубления до срединной линии. На фиг.20 глубина углубления обозначена позицией 120. У углубления может быть одна нижняя точка или несколько одинаковых по глубине нижних точек. На фиг.20 представлено углубление, у которого одна нижняя точка с глубиной 120.Depth of the recess - the shortest distance from the bottom of the recess to the midline. In FIG. 20, the depth of the recess is indicated by 120. The recess may have one lower point or several lower points of equal depth. On Fig presents a recess in which one bottom point with a depth of 120.
Глубина углубления может принимать значения от 10-12 до 0.25 от толщины (максимальной толщины) полосы.The depth of the recess can take values from 10 -12 to 0.25 of the thickness (maximum thickness) of the strip.
Если глубина углубления больше 0.25 от толщины полосы, то это углубление не относится к полосе. Полоса с таким углублением может называться профилем, фасонным профилем.If the depth of the recess is greater than 0.25 of the thickness of the strip, then this recess does not apply to the strip. A strip with such a recess may be called a profile, a shaped profile.
Нижняя точка углубления - точка на углублении, у которой кратчайшее расстояние до срединной линии наибольшее по сравнению с расстояниями от всевозможных других точек на углублении до срединной линии.The bottom point of the recess is the point on the recess at which the shortest distance to the midline is greatest compared to the distances from all sorts of other points on the recess to the midline.
Срединная линия участка границы сечения - это:The midline of the section boundary section is:
- линия (прямая, кривая второго порядка или линия другой формы), положение и форма которой относительно границы сечения задано при проектировании сечения объекта;- a line (straight line, a second-order curve or a line of another shape), the position and shape of which relative to the section boundary is specified when designing the section of the object;
- линия (прямая, кривая второго порядка), построенная методом наименьших квадратов по результатам измерений участка границы сечения объекта, например, на трехкоординатной машине. На фиг.17 представлено сечение 112. На участке границы сечения между точками 97 и 98 два углубления 99 и 101 и два выступа 100 и 102. Окружающее объект (или сечение) пространство обозначено позицией 111. Линия 106 - срединная линия участка границы сечения между точками 97 и 98.- a line (straight line, a second-order curve) constructed by the least squares method according to the results of measurements of a section of the object’s section boundary, for example, on a three-coordinate machine. 17 shows a
На фиг.18 срединная линия обозначена позицией 105, на фиг.19 срединная линия обозначена позицией 118, на фиг.20 срединная линия обозначена позицией 123.In Fig. 18, the median line is indicated by 105, in Fig. 19, the median line is indicated by 118, in Fig. 20, the median line is indicated by 123.
На фиг.18 представлены точки 103 замеров участка границы сечения объекта 107, осуществленных на трехкоординатной машине. По результатам измерений участка границы сечения объекта методом наименьших квадратов построена срединная линия 105 участка границы сечения.On Fig presents the
Линия 105 - линия, имеющая следующее свойство: сумма квадратов расстояний от точек замеров 103 до этой линии минимальна. Линия строится известным в математике методом наименьших квадратов.
Затем точки замеров соединили между собой прямыми. Получилась кривая 104. Относительно срединной линии 105 граница сечения образует выступ 108 и углубление 109. Позицией 110 (см. фиг.18) обозначена окружающая объект 107 среда.Then the measurement points were connected together by straight lines. The resulting
Чередующиеся выступы и углубления на границе сечения - это когда по границе сечения за выступом следует углубление, за углублением следует выступ и т.д.Alternating protrusions and recesses at the section boundary are when a recess follows the protrusion along the section boundary, a protrusion follows the recess, etc.
Расстояние от коронирующего электрода до осадительного электрода - кратчайшее расстояние между всевозможными точками на поверхности коронирующего электрода и всевозможными точками на поверхности осадительного электрода.The distance from the corona electrode to the precipitation electrode is the shortest distance between all kinds of points on the surface of the corona electrode and all kinds of points on the surface of the precipitation electrode.
Расстояние от коронирующего электрода до осадительного электрода - кратчайшее расстояние в продольной плоскости электрического очистителя воздуха между всевозможными точками на границе сечения коронирующего электрода и всевозможными точками на границе осадительного электрода. Минимальное из этих расстояний по совокупности всех осадительных электродов - разрядный зазор.The distance from the corona electrode to the precipitation electrode is the shortest distance in the longitudinal plane of the electric air purifier between all kinds of points on the boundary of the cross section of the corona electrode and all kinds of points on the border of the precipitation electrode. The smallest of these distances in the aggregate of all precipitation electrodes is the discharge gap.
На фиг.1 длина прямой линии 19 - это кратчайшее расстояние от электрода 5 до электрода 9.In figure 1, the length of the straight line 19 is the shortest distance from the
Диаметр - верхняя грань расстояний между всевозможными парами точек фигуры. Диаметр коронирующего электрода в продольном сечении электрического очистителя воздуха (или в поперечном сечении коронирующего электрода) - верхняя грань расстояний между всевозможными парами точек на границе сечения электрода или максимальное из расстояний между всевозможными парами точек на границе сечения электрода.Diameter - the upper bound of the distances between all kinds of pairs of points in the figure. The diameter of the corona electrode in the longitudinal section of the electric air purifier (or in the cross section of the corona electrode) is the upper bound of the distances between all possible pairs of points on the boundary of the electrode cross section or the maximum of the distances between all possible pairs of points on the boundary of the electrode cross section.
Диаметр утолщения осадительного электрода в продольном сечении электрического очистителя воздуха - верхняя грань расстояний между всевозможными парами точек на границе сечения утолщения осадительного электрода или максимальное из расстояний между всевозможными парами точек на границе сечения утолщения электрода.The diameter of the thickening of the precipitation electrode in the longitudinal section of the electric air purifier is the upper bound of the distances between all kinds of pairs of points on the boundary of the cross section of the thickening of the precipitation electrode or the maximum of the distances between all kinds of pairs of points on the border of the cross section of the thickening of the electrode.
Диаметр утолщения отталкивающего электрода в продольном сечении электрического очистителя воздуха - верхняя грань расстояний между всевозможными парами точек на границе сечения утолщения отталкивающего электрода или максимальное из расстояний между всевозможными парами точек на границе сечения утолщения электрода.The diameter of the thickening of the repulsive electrode in the longitudinal section of the electric air purifier is the upper bound of the distances between all kinds of pairs of points on the boundary of the cross section of the thickening of the repulsive electrode or the maximum of the distances between all kinds of pairs of points on the border of the section of the thickening of the electrode.
Длина полосы - верхняя грань расстояний между всевозможными парами точек границы продольного сечения полосы.The length of the strip is the upper bound of the distances between all kinds of pairs of points of the boundary of the longitudinal section of the strip.
Ширина - верхняя грань расстояний между всевозможными парами точек границы поперечного сечения полосы.Width - the top face of the distances between all kinds of pairs of points of the border of the cross section of the strip.
Кромка - край чего-либо, в частности край электрода.The edge is the edge of something, in particular the edge of the electrode.
Передняя кромка осадительного электрода - передний край осадительного электрода.The leading edge of the precipitation electrode is the leading edge of the precipitation electrode.
Задняя кромка осадительного электрода - задний край осадительного электрода.The trailing edge of the precipitation electrode is the trailing edge of the precipitation electrode.
Передняя кромка отталкивающего электрода - передний край отталкивающего электрода.The leading edge of the repulsive electrode is the leading edge of the repulsive electrode.
Задняя кромка отталкивающего электрода - задний край отталкивающего электрода.The trailing edge of the repulsive electrode is the trailing edge of the repulsive electrode.
Передняя - находящаяся впереди, спереди.Front - located in front, in front.
Далее дается пояснение чертежам.The following is an explanation of the drawings.
На фиг.1 изображено продольное сечение электрического очистителя воздуха. Электрический очиститель воздуха содержит корпус 1 с отверстиями 2, 3 для прохода воздуха 4, коронирующий электрод 5. Коронирующий электрод выполнен в виде проволоки. Также очиститель воздуха содержит осадительные электроды 6, 7, 8 и 9, отталкивающие электроды 10, 11 и 12, а также устройство питания (устройство постоянного двуполярного напряжения) - 13. Коронирующий электрод может быть выполнен в виде стержня.Figure 1 shows a longitudinal section of an electric air purifier. The electric air purifier comprises a
Коронирующий электрод соединен с устройством питания электрическим проводником 14. Осадительные электроды соединены с устройством питания электрическим проводником 16. Отталкивающие электроды соединены с устройством питания электрическим проводником 15. Осадительные электроды расположены в корпусе с образованием каналов для движения воздуха, например электроды 6 и 7 образуют канал 17, электроды 7 и 8 образуют канал 18 для движения воздуха.The corona electrode is connected to the power supply device by an electrical conductor 14. The deposition electrodes are connected to the power supply device by an electric conductor 16. The repelling electrodes are connected to the power supply device by an electric conductor 15. The precipitation electrodes are located in the housing to form channels for air movement, for example, electrodes 6 and 7 form a channel 17 electrodes 7 and 8 form a channel 18 for air movement.
В каждом канале между осадительными электродами расположены отталкивающие электроды, например, в канале 17 для движения воздуха между осадительными электродами 6 и 7 расположен отталкивающий электрод 10.In each channel between the precipitation electrodes, repulsive electrodes are located, for example, in the channel 17 for the movement of air between the precipitation electrodes 6 and 7, a repellent electrode 10 is located.
В продольном сечении электрического очистителя воздуха расстояния от осадительных электродов до коронирующего электрода одинаковы. Расстояние обозначено позицией 20. Другими словами поверхность коронирующего электрода равноудалена от поглощающих ионы поверхностей осадительных электродов.In the longitudinal section of the electric air purifier, the distances from the settling electrodes to the corona electrode are the same. The distance is indicated by 20. In other words, the surface of the corona electrode is equidistant from the ion-absorbing surfaces of the precipitation electrodes.
Другим вариантом реализации изобретения может быть такой, при котором расстояния от осадительных электродов до коронирующего электрода различаются. Это способствует созданию неоднородности электрического поля между электродами.Another embodiment of the invention may be one in which the distances from the settling electrodes to the corona electrode are different. This contributes to the creation of heterogeneity of the electric field between the electrodes.
Отношение минимального из расстояний к максимальному из расстояний определяют по зависимостиThe ratio of the minimum of the distances to the maximum of the distances is determined by the dependence
где k - величина, принимающая значения от 0.5 до 0.9999.where k is a value taking values from 0.5 to 0.9999.
Так при Lmin=50 мм и k=0.5 Lmax=100мм.So at L min = 50 mm and k = 0.5 L max = 100 mm.
При Lmin =50 мм и k=0.750 Lmax=66.67 мм.With
При Lmin =50 мм и k=0.900 Lmax=55.55 мм.With
При Lmin=40 мм и k=0.990 Lmax=40.40 мм.With L min = 40 mm and k = 0.990 L max = 40.40 mm.
При Lmin=42 мм и k=0.999 Lmax=42.042 мм.With L min = 42 mm and k = 0.999 L max = 42.042 mm.
При Lmin=45 мм и k=0.9999 Lmax=45.0045 мм.With L min = 45 mm and k = 0.9999 L max = 45.0045 mm.
Корпус 1 содержит боковые стенки, и на внутренних поверхностях 25 боковых стенок закреплены торец проволочного коронирующего электрода, торцы осадительных (некоронирующих) электродов и торцы отталкивающих электродов, и на внутренней поверхности одной боковой стенки или на внутренних поверхностях каждой боковой стенки между коронирующим электродом 5 и осадительными электродами (например электродом 6, см. сечение А-А на фиг.1) расположен бортик 24, причем высота и толщина бортика составляют соответственно величины от 0.01 до 0.5 и от 0.001 до 0.1 от протяженности линии 20, соединяющей по кратчайшему расстоянию эмитирующую поверхность коронирующего электрода 5 и поглощающую ионы поверхность осадительного электрода.The
В продольном сечении электрического очистителя воздуха расстояния от отталкивающих электродов до коронирующего электрода различны. В частности, на фиг.1 максимальное из расстояний от коронирующего электрода 5 до отталкивающих электродов 11 обозначено позицией 21. Это расстояние от коронирующего электрода 5 до отталкивающего электрода 11. Расстояния от электродов 10 и 12 до коронирующего электрода 5 меньше расстояния 21. Другим вариантом реализации изобретения может быть такой, при котором расстояния от отталкивающих электродов до коронирующего электрода одинаковы.In the longitudinal section of the electric air purifier, the distances from the repulsive electrodes to the corona electrode are different. In particular, in FIG. 1, the maximum of the distances from the
Таким образом, в общем случае в продольном сечении электрического очистителя воздуха расстояния от отталкивающих электродов до коронирующего электрода одинаковы или расстояния различаются, причем отношение минимального из расстояний к максимальному расстояний определяют по зависимости:Thus, in the general case, in the longitudinal section of the electric air purifier, the distances from the repelling electrodes to the corona electrode are the same or the distances are different, and the ratio of the minimum of the distances to the maximum distances is determined by the dependence:
где е - величина, принимающая значения от 0.25 до 0.9999;where e is a value taking values from 0.25 to 0.9999;
Zmin - минимальное из расстояний от отталкивающих электродов до коронирующего электрода;Z min - the minimum of the distances from the repulsive electrodes to the corona electrode;
Zmax - максимальное из расстояний от отталкивающих электродов до коронирующего электрода.Z max - the maximum of the distances from the repulsive electrodes to the corona electrode.
Так при Zmin=60 мм и е=0.25 Zmax=240 мм.So at Z min = 60 mm and e = 0.25 Z max = 240 mm.
При Zmin=60 мм и е=0.7 Zmax=85.71 мм.With Z min = 60 mm and e = 0.7, Z max = 85.71 mm.
При Zmin=60 мм и е=0.9 Zmax=66.67 мм.With Z min = 60 mm and e = 0.9, Z max = 66.67 mm.
При Zmin=45 мм и е=0.99 Zmax=45.46 мм.With Z min = 45 mm and e = 0.99 Z max = 45.46 mm.
При Zmin=48 мм и е=0.999 Zmax=48.048 мм.With Z min = 48 mm and e = 0.999 Z max = 48.048 mm.
При Zmin=55 мм и е=0.9999 Zmax=55.0055 мм.With Z min = 55 mm and e = 0.9999 Z max = 55.0055 mm.
Устройство питания 13 выполнено с возможностью обеспечения разности потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом 40 кВ (из диапазона от 10 до 100 кВ).The power device 13 is configured to provide a potential difference between the corona electrode and the
Кроме того, устройство питания 13 выполнено с возможностью обеспечения разности потенциалов между отталкивающим электродом и осадительным электродом, и величину разности потенциалов определяют по зависимости:In addition, the power device 13 is configured to provide a potential difference between the repulsive electrode and the precipitation electrode, and the magnitude of the potential difference is determined by the dependence:
где p - величина, принимающая значения от 1 до 20 кВ/см.where p is a value taking values from 1 to 20 kV / cm.
При Н=1 см и р=1 кВ/см Р=1 кВ;At H = 1 cm and p = 1 kV / cm P = 1 kV;
При Н=1 см и р=5 кВ/см Р=5 кВ;At H = 1 cm and p = 5 kV / cm P = 5 kV;
При Н=1 см и р=10 кВ/см Р=10 кВ;At H = 1 cm and p = 10 kV / cm P = 10 kV;
При Н=1 см и р=20 кВ/см Р=20 кВ;At H = 1 cm and p = 20 kV / cm P = 20 kV;
При Н=0.5 см и р=1кВ/см Р=0.5 кВ;At H = 0.5 cm and p = 1 kV / cm P = 0.5 kV;
При Н=0.5 см и р=5 кВ/см Р=2.5 кВ;At H = 0.5 cm and p = 5 kV / cm, P = 2.5 kV;
При Н=0.5 см и р=10 кВ/см Р=5 кВ;At H = 0.5 cm and p = 10 kV / cm P = 5 kV;
При Н=0.5 см и р=20 кВ/см Р=10 кВ.At H = 0.5 cm and p = 20 kV / cm, P = 10 kV.
Другим вариантом реализации изобретения может быть следующий. Устройство питания 13 выполнено с возможностью обеспечения разности потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом 100 кВ.Another embodiment of the invention may be as follows. The power device 13 is configured to provide a potential difference between the corona electrode and the
Также вариантом реализации изобретения может быть следующий. Устройство питания 13 выполнено с возможностью обеспечения разности потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом 10 кВ.Also, an embodiment of the invention may be as follows. The power device 13 is configured to provide a potential difference between the corona electrode and the precipitation electrode 10 kV.
В продольном сечении (см. фиг.1) электрического очистителя воздуха угол 23 между линиями 22 и 19, соединяющими по кратчайшему расстоянию коронирующий электрод 5 и крайние осадительные электроды 6 и 9, принимает значение 150° (из диапазона от 25 до 180°).In a longitudinal section (see Fig. 1) of an electric air purifier, the
В продольном сечении (см. фиг.2) электрического очистителя воздуха угол 23 между линиями, соединяющими по кратчайшему расстоянию коронирующий электрод 5 и крайние осадительные электроды 26 и 27, принимает значение 140° (из диапазона от 25° до 180°). Осадительные электроды расположены таким образом, что создают расширяющиеся каналы в направлении движения воздуха, а это способствует увеличению скорости потока воздуха в каналах.In a longitudinal section (see FIG. 2) of the electric air purifier, the
Также в продольном сечении электрического очистителя воздуха угол между линиями, соединяющими по кратчайшему расстоянию коронирующий электрод и крайние осадительные электроды, принимает значение 25°.Also, in the longitudinal section of the electric air purifier, the angle between the lines connecting the corona electrode and the extreme precipitation electrodes over the shortest distance takes the value 25 °.
Другой вариант компоновки устройства: в продольном сечении электрического очистителя воздуха угол между линиями, соединяющими по кратчайшему расстоянию коронирующий электрод и крайние осадительные электроды, принимает значение 90°.Another arrangement of the device: in the longitudinal section of the electric air purifier, the angle between the lines connecting the corona electrode and the extreme precipitation electrodes over the shortest distance takes the
В продольном сечении электрического очистителя воздуха диаметр электрода 5 принимает значения от 0.01 до 1.5 мм. Этот диапазон толщин проволоки коронирующего электрода проверен экспериментально. На практике предпочтительным может быть выполнение коронирующего электрода с диаметром от 0.05 до 0.5 мм.In a longitudinal section of an electric air purifier, the diameter of the
При этом в продольном сечении электрического очистителя воздуха диаметр утолщения осадительного электрода определяют по зависимости:Moreover, in the longitudinal section of the electric air purifier, the diameter of the thickening of the precipitation electrode is determined by the dependence:
где d - величина, принимающая значения от 5 до 1000.where d is a value that takes values from 5 to 1000.
Чем больше величина d в формуле (3), тем больше может быть разность потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом.The larger the value of d in formula (3), the greater the potential difference between the corona electrode and the precipitation electrode can be.
Осадительный электрод 28 (см. фиг.3) содержит утолщение 29 на передней кромке электрода и полосу 30, расположенную за утолщением 29. В продольном сечении электрического очистителя воздуха диаметр коронирующего электрода равен 0.1 мм, а диаметр утолщения осадительного электрода равен 5 мм (величина d=50).The precipitation electrode 28 (see FIG. 3) contains a
Отталкивающий электрод 31 содержит утолщение 32 на передней кромке электрода и полосу 33, расположенную за утолщением. В продольном сечении электрического очистителя воздуха диаметр утолщения, расположенного на передней кромке отталкивающего электрода, составляет величину от 2 до 0.1 диаметра утолщения, расположенного на передней кромке осадительного электрода.The
Диаметр утолщения, расположенного в срединной части или на задней кромке осадительного электрода, не превышает диаметра утолщения, расположенного на передней кромке осадительного электрода.The diameter of the bulge located in the middle part or on the trailing edge of the precipitation electrode does not exceed the diameter of the bulge located on the leading edge of the precipitation electrode.
Диаметр утолщения, расположенного в срединной части или на задней кромке отталкивающего электрода, не превышает диаметра утолщения, расположенного на передней кромке отталкивающего электрода.The diameter of the bulge located in the middle part or on the trailing edge of the repulsive electrode does not exceed the diameter of the bulge located on the front edge of the repulsive electrode.
Позицией 81 на фиг.3, 4, 5, 6 обозначен турбулентный воздушный поток, в том числе вблизи поверхности осадительного электрода.Numeral 3, 4, 5, 6 indicate the turbulent air flow, including near the surface of the precipitation electrode.
На фиг.4 представлен выносной элемент I с фиг.3.Figure 4 presents the remote element I of figure 3.
Позицией 83 обозначено осаждение пыли на поверхности электрода.83 indicates dust deposition on the surface of an electrode.
На фиг.5 представлен выносной элемент II с фиг.3.Figure 5 presents the remote element II of figure 3.
В продольном сечении электрического очистителя воздуха на больших поверхностях 34 и 35 полосы осадительного электрода выполнены поперечные рифли 36. В продольном сечении электрического очистителя воздуха (см. фиг.5) полоса осадительного электрода выполнена с переменным значением толщины по длине сечения.In the longitudinal section of the electric air purifier on the
На фиг.6 представлен выносной элемент III с фиг.3. В продольном сечении электрического очистителя воздуха на больших поверхностях полосы осадительного электрода выполнены чередующиеся выступы и углубления.Figure 6 presents the remote element III of figure 3. In a longitudinal section of an electric air purifier, alternating protrusions and recesses are made on large surfaces of the strip of the precipitation electrode.
На фиг.7 представлен выносной элемент IV с фиг.3. В продольном сечении электрического очистителя воздуха на больших поверхностях 37 и 38 полосы осадительного электрода выполнены чередующиеся выступы 40 и углубления 39.Figure 7 presents the remote element IV of figure 3. In the longitudinal section of the electric air purifier on the
На фиг.8 представлен выносной элемент V с фиг.3. В продольном сечении электрического очистителя воздуха на больших поверхностях 44 и 45 полосы отталкивающего электрода 33 выполнены чередующиеся выступы 47 и углубления 48.On Fig presents a remote element V of figure 3. In a longitudinal section of an electric air purifier, alternating
Таким образом, в продольном сечении электрического очистителя воздуха (см. фиг.8) полоса отталкивающего электрода выполнена с переменным значением толщины по длине сечения.Thus, in the longitudinal section of the electric air purifier (see Fig. 8), the strip of the repulsive electrode is made with a variable thickness value along the section length.
Позицией 46 обозначена срединная линия рассматриваемого участка границы сечения. Относительно срединной линии выполняют замеры профилей рифлей, выступов и углублений.
В поперечном сечении, в частности, в сечении Б-Б на фиг.3 электрического очистителя воздуха на бóльших поверхностях 34 и 35 полосы осадительного электрода выполнены продольные рифли 41 (см. фиг.9). На поверхности электрода и, в том числе, на поверхностях рифлей находится пыль 83.In the cross section, in particular in section BB in FIG. 3,
Таким образом, в поперечном сечении электрического очистителя воздуха (см. фиг.9) полоса осадительного электрода выполнена с переменным значением толщины по длине сечения.Thus, in the cross section of the electric air purifier (see Fig. 9), the strip of the precipitation electrode is made with a variable thickness value along the length of the section.
В поперечном сечении электрического очистителя воздуха на бóльших поверхностях 37 и 38 полосы осадительного электрода выполнены чередующиеся выступы 42 и углубления 43 (см. фиг.9).In the cross section of the electric air purifier, alternating
Таким образом, в поперечном сечении электрического очистителя воздуха (см. фиг.9) полоса осадительного электрода 28 выполнена с постоянным значением толщины по длине сечения, хотя на ее поверхности выполнены выступы и углубления.Thus, in the cross section of the electric air purifier (see Fig. 9), the strip of the
И в поперечном сечении электрического очистителя воздуха (см. фиг.9) на бóльших поверхностях 44 и 45 полосы отталкирающего электрода выполнены чередующиеся выступы 49 и углубления 50. Пыль на поверхность отталкивающего электрода не оседает.And in the cross section of the electric air purifier (see Fig. 9), alternating
Таким образом, в поперечном сечении электрического очистителя воздуха (см. фиг.9) полоса отталкивающего электрода выполнена с переменным значением толщины по длине сечения.Thus, in the cross section of the electric air purifier (see Fig. 9), the strip of the repulsive electrode is made with a variable thickness value along the section length.
На фиг.10 представлено продольное сечении электрического очистителя воздуха и на бóльших поверхностях 51 и 52 полосы отталкивающего электрода выполнены поперечные рифли 53 различной формы.Figure 10 shows a longitudinal section of an electric air purifier and
И в поперечном сечении электрического очистителя воздуха (см. фиг.11) на бóльших поверхностях 51 и 52 полосы отталкивающего электрода выполнены продольные рифли 54 различной формы.And in the cross section of the electric air purifier (see Fig. 11),
Как указывалось выше, осадительный электрод содержит утолщение на передней кромке электрода и полосу, расположенную за утолщением (см. фиг.1, 2, 3 и 12).As indicated above, the precipitation electrode contains a thickening at the leading edge of the electrode and a strip located behind the thickening (see Figs. 1, 2, 3, and 12).
На фиг.12 представлены продольные сечения осадительных электродов с различными формами утолщений на передних кромках электродов. Такую же форму могут иметь и отталкивающие электроды. На каждом сечении обозначены точки, между которыми заключены характерные участки продольного сечения. На фиг.12 утолщение обозначено позицией 55, а полоса за утолщением позицией 56.On Fig presents longitudinal sections of the precipitation electrodes with various forms of thickenings on the leading edges of the electrodes. Repulsive electrodes can also have the same shape. On each section points are indicated between which characteristic sections of the longitudinal section are enclosed. 12, the bulge is indicated by 55, and the strip after the bulge by 56.
На участке границы сечения между точками 58 и 61 (включая точки 57 и 62) расположена граница продольного сечения утолщения. Причем между точками 57 и 62 расположена передняя часть границы продольного сечения утолщения. Между точками 57 и 58 расположен участок задней части границы продольного сечения утолщения. Между точками 61 и 62 также расположен участок задней части границы продольного сечения утолщения.On the section boundary section between
Вся поверхность осадительного электрода является поглощающей ионы поверхностью. Поверхность между точками 58 и 61 (включая точки 57 и 62) утолщения осадительного электрода является поглощающей ионы поверхностью утолщения.The entire surface of the precipitation electrode is an ion-absorbing surface. The surface between
Вся граница сечения является границей поверхности, поглощающей ионы.The entire boundary of the section is the boundary of the surface absorbing ions.
На участке границы сечения между точками 58 и 61 (включая точки 59 и 60) расположена граница продольного сечения полосы электрода. Причем между точками 59 и 60 расположена граница задней кромки полосы. Между точками 58 и 59, а также между точками 60 и 61 расположены участки бóльших поверхностей границы продольного сечения полосы электрода.On the section boundary section between
Поверхности между точками 58 и 59, а также между точками 60 и 61 являются поглощающими ионы бóльшие поверхности полосы. Торцевая поверхность полосы также во время работы поглощает ионы.The surfaces between
Пунктирная линия между точками 58 и 61 обозначает границу между утолщением и полосой, расположенной за полосой.The dashed line between
Утолщение может быть расположено и в срединной части электрода.The thickening can be located in the middle part of the electrode.
На фиг.13 представлено продольное сечение осадительного электрода с утолщением 63 на передней кромке электрода, с утолщением 64 в срединной части электрода и с утолщением 65 на задней кромке электрода. Между утолщениями 63 и 64 расположена полоса 66, а между утолщениями 64 и 65 расположена полоса 67. Стрелкой 80 обозначено направление движения воздуха в продольном сечении электрического очистителя воздуха.On Fig presents a longitudinal section of the precipitation electrode with a
На фиг.14 представлены элементы (участки) продольного сечения осадительного электрода.On Fig presents the elements (sections) of the longitudinal section of the precipitation electrode.
Между точками 68 и 69 расположен участок задней части границы продольного сечения утолщения, расположенного на передней кромке электрода.Between
Между точками 79 и 78 также расположен участок задней части границы продольного сечения утолщения, расположенного на передней кромке электрода.Between
Другими словами, между точками 68 и 69, а также между точками 79 и 78 расположены участки задней части границы продольного сечения утолщения, расположенного на передней кромке электрода.In other words, between the
Между точками 70 и 71, а также между точками 77 и 76 расположены участки передней части границы продольного сечения утолщения, расположенного в срединной части электрода.Between
Между точками 71 и 72, а также между точками 75 и 76 расположены участки задней части границы продольного сечения утолщения, расположенного в срединной части электрода.Between
Между точками 68 и 79 расположена передняя часть границы продольного сечения утолщения, расположенного на передней кромке электрода. Как правило, эта часть границы продольного сечения направлена в сторону коронирующего электрода.Between
Между точками 73 и 74 расположена задняя часть границы продольного сечения утолщения, расположенного на задней кромке электрода.Between
Между точками 69 и 70, а также между точками 78 и 77 расположены участки бóльших поверхностей границы продольного сечения полосы, расположенной между утолщениями 63 и 64.Between
Между точками 72 и 73, а также между точками 75 и 74 расположены участки бóльших поверхностей границы продольного сечения полосы, расположенной между утолщениями 65 и 64.Between
Количество осадительных электродов от 4 до 100.The number of precipitation electrodes is from 4 to 100.
Количество отталкивающих электродов Nот определяется по формулеThe number of repulsive electrodes N from is determined by the formula
Nот=No-1,N from = N o -1,
где No - количество осадительных электродов.where N o is the number of precipitation electrodes.
Устройство питания содержит трансформатор, умножитель напряжения, выпрямитель.The power device includes a transformer, a voltage multiplier, a rectifier.
Ниже приведены геометрические размеры электродов малогабаритного электрического очистителя воздуха.Below are the geometric dimensions of the electrodes of a small-sized electric air purifier.
Толщина полосы осадительного электрода, расположенной за утолщением, принимает значения из диапазона от 0.5 до 5 мм.The thickness of the strip of the precipitation electrode located behind the thickening takes values from the range from 0.5 to 5 mm.
Длина полосы осадительного электрода, расположенной за утолщением на передней кромке электрода, принимает значения из диапазона от 10 до 100 мм.The length of the strip of the precipitation electrode, located behind the bulge on the front edge of the electrode, takes values from a range of 10 to 100 mm.
Ширина полосы осадительного электрода, расположенной за утолщением на передней кромке электрода, - от 50 до 500 мм.The width of the strip of the precipitation electrode located behind the bulge on the front edge of the electrode is from 50 to 500 mm.
Толщина полосы отталкивающего электрода, расположенной за утолщением, принимает значения из диапазона от 0.5 до 5 мм.The thickness of the strip of the repulsive electrode located behind the thickening takes values from the range from 0.5 to 5 mm.
Длина полосы отталкивающего электрода, расположенной за утолщением на передней кромке отталкивающего электрода, принимает значения из диапазона от 5 до 80 мм.The length of the strip of the repulsive electrode located behind the bulge on the front edge of the repulsive electrode takes values from a range of 5 to 80 mm.
Ширина полосы отталкивающего электрода, расположенной за утолщением на передней кромке отталкивающего электрода, - от 50 до 500 мм.The width of the strip of the repulsive electrode located behind the bulge on the front edge of the repulsive electrode is from 50 to 500 mm.
Геометрические размеры электродов электрического очистителя воздуха, применяемого в промышленности, могут быть существенно больше.The geometrical dimensions of the electrodes of an electric air purifier used in industry can be significantly larger.
На величине от 10 до 100% длины бóльшей поверхности границы продольного сечения полосы расположены поперечные рифли и/или чередующиеся выступы и углубления.At a value of 10 to 100% of the length of the larger surface of the boundary of the longitudinal section of the strip, transverse corrugations and / or alternating protrusions and recesses are located.
На величине от 10 до 100% длины бóльшей поверхности границы поперечного сечения полосы расположены продольные рифли и/или чередующиеся выступы и углубления.From 10 to 100% of the length of the larger surface of the cross-sectional border of the strip are longitudinal corrugations and / or alternating protrusions and recesses.
Наличие на поверхностях полосы рифлей или чередующихся выступов и углублений приводит к увеличению площади поверхности полосы.The presence on the surface of the strip of grooves or alternating protrusions and recesses leads to an increase in the surface area of the strip.
Например, полоса имеет длину 50 мм, ширину 200 мм. Тогда площадь двух больших поверхностей гладкой полосы составит 20000 мм2.For example, a strip has a length of 50 mm, a width of 200 mm. Then the area of the two large surfaces of the smooth strip will be 20,000 mm 2 .
Если на поверхность полосы нанести рифли (как показано на фиг.5) с размерами: ширина рифля 0.5 мм, глубина 1 мм, протяженность 200 мм (равная ширине полосы), расстояние между рифлями 0.5 мм. Тогда количество рифлей на двух поверхностях полосы будет 100 штук. Общая поверхность боковых стенок рифлей составит 40000 мм2, что вдвое превышает поверхность гладкой полосы. Если глубина рифлей растет, то увеличивается и поверхность боковых стенок рифлей, а значит, и общая поверхность полосы.If on the surface of the strip to apply riffles (as shown in figure 5) with the dimensions: width of the riffle 0.5 mm,
Работает электрический очиститель воздуха следующим образом.The electric air purifier operates as follows.
Задачей изобретения является повышение производительности и качества очистки воздуха от пыли, аэрозоля, дыма, пара, бактерий, клещей и вирусов с одновременным непревышением ПДК озона в очищенном воздухе.The objective of the invention is to increase the productivity and quality of air purification from dust, aerosol, smoke, steam, bacteria, ticks and viruses while not exceeding the maximum concentration limit of ozone in purified air.
Задача решается за счет использования всей совокупности признаков независимого пункта формулы изобретения. Достижение заявленного эффекта подтверждено экспериментально. Усиление эффекта, в частных вариантах реализации изобретения, может быть достигнуто за счет использования дополнительных признаков, приведенных в зависимых пунктах формулы изобретения и описании.The problem is solved by using the totality of the features of an independent claim. The achievement of the claimed effect is confirmed experimentally. The enhancement of the effect, in private embodiments of the invention, can be achieved through the use of additional features listed in the dependent claims and description.
Предлагаемая в изобретении компоновка электродов позволяет обеспечить достаточно высокое значение скорости потока (2.2 м/с и более) для разрядного зазора от 3 до 50 см. При этом не будет превышено ПДК озона в воздушном потоке. Важную роль играет использование единственного коронирующего электрода в виде проволоки или стержня и размещения группы осадительных (некоронирующих) электродов равноудаленно от этого коронирующего электрода, как, например, изображено на фиг.1, или размещение осадительных электродов на различных расстояниях от коронирующего электрода, с удовлетворением условия (1).The arrangement of electrodes proposed in the invention allows providing a sufficiently high value of the flow velocity (2.2 m / s and more) for the discharge gap of 3 to 50 cm. In this case, the maximum concentration limit of ozone in the air flow will not be exceeded. An important role is played by using a single corona electrode in the form of a wire or a rod and placing a group of precipitation (non-corona) electrodes equidistant from this corona electrode, as, for example, shown in Fig. 1, or placing precipitation electrodes at different distances from the corona electrode, with the satisfaction of the condition (one).
Осадительные электроды содержат полосы, формирующие направленный поток воздуха, и поверхности полос (в частности, большие поверхности) являются местом для осаждения пыли и других вредных веществ.Precipitation electrodes contain strips forming a directed airflow, and the surfaces of the strips (in particular, large surfaces) are a place for the deposition of dust and other harmful substances.
Корона положительная. На коронирующий электрод подается положительное напряжение U+, а на группу осадительных (некоронирующих) электродов - отрицательное (относительно земли) напряжение U-. При реализации вышеуказанных мер удается существенно поднять напряжение между коронирующим и осадительными электродами, обеспечить разность потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом от 10 до 100 кВ. Свыше 100 кВ поднимать напряжение нецелесообразно - растут габариты и растет угроза пробоя. Ниже 10 кВ опускать напряжение нецелесообразно - уменьшается скорость потока и/или растет концентрация озона.The crown is positive. A positive voltage U + is applied to the corona electrode, and a negative (relative to the earth) voltage U - is applied to the group of precipitation (non-corona) electrodes. When implementing the above measures, it is possible to significantly increase the voltage between the corona and precipitation electrodes, to provide a potential difference between the corona electrode and the precipitation electrode from 10 to 100 kV. Above 100 kV it is not advisable to raise the voltage - the dimensions are growing and the risk of breakdown is growing. It is not practical to lower the voltage below 10 kV - the flow rate decreases and / or the ozone concentration increases.
Снизить угрозу пробоя и сохранить режим ультракороны, имеющий низкий выход озона, без проявлений каких-либо признаков стримерного режима короны или иных свечений возможно за счет расположения одного или нескольких изолирующих бортиков 24 (см. фиг.1) на внутренних поверхностях боковых стенокIt is possible to reduce the risk of breakdown and maintain the ultra-crowning mode, which has a low ozone output, without showing any signs of streamer mode of the crown or other glows due to the location of one or more insulating sides 24 (see Fig. 1) on the inner surfaces of the side walls
Заявленный электрический очиститель воздуха работает следующим образом. При подаче положительного потенциала на коронирующий электрод 91 с диаметром, более чем в 5 раз меньшим диаметра утолщения осадительного электрода (см. фиг.15), создается напряженность электрического поля, достаточная для осуществления процессов ударной ионизации, в то время как в остальной части разрядного промежутка поле невелико. Напряженность поля на границе 94 области ионизации 82 (в частности, критическая напряженность) определяется условием равенства коэффициентов ударной ионизации и прилипания и составляет для сухого воздуха 24.5 кВ/см. Границу 94 области ионизации еще называют границей чехла. Визуально это проявляется в виде светящейся области объемной ионизации (чехла) вокруг коронирующего электрода 91, где в зоне ионизации происходит девозбуждение атомов и ионов газа. Эти процессы сопровождаются излучением как в видимой, так и в более коротковолновой части спектра, что и создает светящийся ореол вокруг коронирующего электрода. В области 82 электроны движутся с границы 94 в направлении поверхности коронирующего электрода 91, а положительно заряженные ионы 84 движутся от границы 94 в направлении поверхности осадительного электрода 87. В предлагаемом устройстве реализуется разновидность короны, когда свечение чехла однородно и отсутствуют пульсации тока (так называемая ультракорона). Режим ультракороны достаточно естественен для электроотрицательных газов (в данном случае воздуха) при положительном потенциале коронирующего электрода (т.е. положительной короны) и характеризуется сравнительно низким выходом озона. При этом диаметр чехла (чехла короны), где идут процессы ионизации, только в несколько раз превышает диаметр проволочки, используемой в предлагаемом устройстве, что существенно меньше разрядного промежутка.The claimed electric air purifier works as follows. When a positive potential is applied to the
Необходимый уровень первичных электронов на границе области объемной ионизации достигается за счет фотоионизации из-за засветки жестким УФ-излучением, возникающим из-за взаимодействия электронов, ускоренных в резко возрастающем поле, с молекулами и ионами чехла и поверхностью электрода. Несмотря на высокое значение падения потенциала в чехле основной массе электронов не удается набрать энергию, превышающую нескольких десятков эВ, из-за частых неупругих столкновений при атмосферном давлении воздуха. Жесткое УФ-излучение, генерирующее фотоэлектроны, играет существенную роль и в очистке воздуха от болезнетворных микроорганизмов. Экспериментальные исследования спектров излучения положительной короны демонстрируют ряд ярких линий в области длин волн 0.1-0.4 мкм, включая наиболее яркие из-за возбуждения первой положительной системы молекулы N2 азота и второй отрицательной системы иона азота N2 +.The necessary level of primary electrons at the boundary of the volume ionization region is achieved due to photoionization due to exposure to hard UV radiation, which arises due to the interaction of electrons accelerated in a sharply increasing field, with the molecules and ions of the sheath and the electrode surface. Despite the high value of the potential drop in the case, the bulk of the electrons cannot gain energy exceeding several tens of eV due to frequent inelastic collisions at atmospheric air pressure. Hard UV radiation generating photoelectrons plays an essential role in the purification of air from pathogens. Experimental studies of the emission spectra of the positive corona show a number of bright lines in the wavelength range 0.1–0.4 μm, including the brightest ones due to the excitation of the first positive system of the N 2 nitrogen molecule and the second negative system of the N 2 + nitrogen ion.
Положительно заряженные ионы 84 (т.е. той же полярности, что и коронирующий электрод 91) под действием поля выносятся в область пониженной напряженности, где ионизации нет, и дрейфуют к противоположному (осадительному) электроду 87, создавая ток короны. Силовые линии поля на фиг.15 обозначены позицией 86. Электроны 95, появившиеся в зоне ионизации, устремляются к коронирующему электроду 91, находящемуся под положительным потенциалом, и замыкают ток. Таким образом, области ионизации и дрейфа положительных ионов разделены в пространстве, но процессы ионизации и дрейфа ионов осуществляются одновременно.The positively charged ions 84 (i.e., of the same polarity as the corona electrode 91) under the action of the field are carried out to the region of reduced tension, where there is no ionization, and drift to the opposite (precipitation)
Движение ионов во внешней униполярной области коронного разряда, замыкающих ток на осадительные (некоронирующие) электроды, приводит к возникновению направленного воздушного потока (ветра [1]) из-за передачи импульса движения ионов 84 молекулам воздуха. Из общих энергетических соображений следует примерно линейная зависимость скорости воздушного потока (ветра) от корня квадратного из тока разряда. Нарушение режима ультракороны может существенно снизить нарастание скорости ветра с ростом тока.The movement of ions in the external unipolar region of the corona discharge, closing the current to the precipitation (non-corona) electrodes, leads to the appearance of a directed air flow (wind [1]) due to the transmission of the ion momentum to 84 air molecules. From general energy considerations, an approximately linear dependence of the air flow (wind) velocity on the square root of the discharge current follows. Violation of ultra-crown regime can significantly reduce the increase in wind speed with increasing current.
Скорость и полный поток существенно зависят от конструкции электродной системы. При фиксированном напряжении на разрядном промежутке полный поток воздуха растет с увеличением суммарного проходного сечения каналов для движения воздуха между осадительными электродами и довольно сложным образом зависит от числа и расположения коронирующих электродов и осадительных электродов.Speed and total flux are significantly dependent on the design of the electrode system. At a fixed voltage across the discharge gap, the total air flow increases with an increase in the total passage section of the channels for the movement of air between the precipitation electrodes and in a rather complicated way depends on the number and location of the corona electrodes and precipitation electrodes.
Максимальный ток ультракороны (и соответственно скорость потока воздуха) достигается при одном коронирующем электроде, которому «видны» все утолщения осадительных (некоронирующих) электродов, на которые течет ток. Причем максимальная скорость воздушного потока достигается при равноудаленности осадительных электродов от коронирующего электрода. При разноудаленности осадительных электродов от коронирующего электрода растет неоднородность электрического поля, что способствует очистке воздуха от пыли и других загрязнений. Диаметр коронирующего электрода играет существенную роль в работе электрического очистителя воздуха. С уменьшением диаметра коронирующей проволочки (по крайней мере, до ⌀0.05 мм) происходит некоторый рост тока и скорости воздушного потока, причем выход озона снижается.The maximum ultra-crown current (and, accordingly, the air flow rate) is achieved with a single corona electrode, to which all the thickenings of the precipitation (non-corona) electrodes to which the current flows are “visible”. Moreover, the maximum air flow rate is achieved with equidistant precipitation electrodes from the corona electrode. With the separation electrodes far from the corona electrode, the heterogeneity of the electric field increases, which helps to clean the air from dust and other contaminants. The diameter of the corona electrode plays a significant role in the operation of an electric air purifier. With a decrease in the diameter of the corona wire (at least up to ⌀0.05 mm), a certain increase in current and air velocity occurs, and the ozone output decreases.
Устойчивость ультракороны несколько возрастает, если позволить некоронирующим электродам иметь некоторый отрицательный потенциал:The stability of the ultra-crown increases somewhat if the non-corona electrodes are allowed to have some negative potential:
-(U+-U-)/2<U-≤0.- (U + -U - ) / 2 <U - ≤0.
Это также снижает концентрацию ионов вблизи устройства и благоприятно сказывается снижением электризации пластмассовых деталей. Более кардинальное снижение концентрации аэроионов обеспечивает металлическая или слабопроводящая сетка, рамка или решетка на входе электрического очистителя воздуха и на его выходе. Сетки устанавливают на входных и/или на выходных отверстиях. Рамки устанавливают по периметру входных и/или выходных отверстий (отверстий для прохода воздуха 2 и 3, см. фиг.1).It also reduces the concentration of ions near the device and favorably affects the decrease in the electrification of plastic parts. A more dramatic decrease in the concentration of aeroions is provided by a metal or weakly conducting mesh, frame or grille at the inlet of the electric air purifier and at its outlet. Grids are installed at the inlet and / or outlet. The frames are installed around the perimeter of the inlet and / or outlet (holes for the passage of air 2 and 3, see figure 1).
С ростом приложенного напряжения растет ток короны и, соответственно, скорость воздушного потока. Однако при этом появляются стримеры и иные, хорошо видимые в темноте, светящиеся неоднородности, а режим ультракороны может перейти в положительную стримерную корону или в другую форму разряда. Оказалось, что первопричина этих явлений связана с наличием границы чехла короны из-за конечности длины проволочки и наличия стенок. За счет видоизменения условий вблизи этой границы (например, организацией одной или нескольких изолирующих перегородок на внутренних поверхностях боковых стенок корпуса, как изображено на фиг.1) удается существенно увеличить диапазон напряжений (и токов), когда сохраняется режим ультракороны. Устойчивость ультракороны (максимальный ток) зависит также от конструкции осадительных электродов, их взаимного расположения. Устойчивость ультракороны сравнительно низка для конструкции осадительного электрода на основе металлической сетки и высока для системы типа параллельных стержней, параллельных полос, полос с утолщениями. Причем увеличение диаметра утолщения на передней кромки осадительного электрода относительно диаметра коронирующего электрода увеличивает устойчивость ультракороны.With an increase in the applied voltage, the corona current increases and, accordingly, the air flow rate. However, streamers and other luminous inhomogeneities, clearly visible in the dark, appear, and the ultra-crown regime can turn into a positive streamer corona or in another form of discharge. It turned out that the root cause of these phenomena is associated with the presence of the border of the crown cover due to the finiteness of the length of the wire and the presence of walls. By modifying the conditions near this boundary (for example, by organizing one or more insulating partitions on the inner surfaces of the side walls of the housing, as shown in FIG. 1), it is possible to significantly increase the voltage (and current) range when the ultra-crown mode is maintained. The stability of the ultra-crown (maximum current) also depends on the design of the precipitation electrodes and their relative position. The stability of the ultra-crown is relatively low for the design of a precipitation electrode based on a metal mesh and high for a system such as parallel rods, parallel strips, strips with thickenings. Moreover, an increase in the diameter of the thickening on the leading edge of the precipitation electrode relative to the diameter of the corona electrode increases the stability of the ultra-crown.
Как известно, основной реакцией синтеза озона является трехтельная реакцияAs you know, the main reaction of ozone synthesis is a three-body reaction
O2+O+M=O3+M,O 2 + O + M = O 3 + M,
где O2 - молекула кислорода;where O 2 is an oxygen molecule;
O - атомарный кислород;O is atomic oxygen;
M - любой компонент воздуха (N2, O2, Ar, CO2, O и др.);M - any component of air (N 2 , O 2 , Ar , CO 2 , O, etc.);
компоненты реакции O2, O, M, O3 могут быть и в колебательно-, и электронно-возбужденных состояниях.reaction components O 2 , O, M, O 3 can be in vibrationally and electronically excited states.
Следовательно, наработка озона будет меньше в тех условиях, когда низка эффективность наработки атомарного кислорода, т.е. снижена скорость диссоциации O2 и эффективны процессы ухода атомарного кислорода.Consequently, the production of ozone will be less in those conditions when the efficiency of production of atomic oxygen is low, i.e. the dissociation rate of O 2 is reduced and atomic oxygen escape processes are effective.
В итоге выход озона зависит от распределения электрического поля в разряде, различных фотопроцессов, от скорости протекания достаточно большого количества прямых и обратных химических реакций. Сравнение при сопоставимом токе короны различных форм коронного разряда показало, что выход озона сравнительно низок только для режима ультракороны, причем с заметным снижением при увеличении разрядного промежутка ультракороны.As a result, the ozone output depends on the distribution of the electric field in the discharge, various photoprocesses, and on the rate of a sufficiently large number of direct and reverse chemical reactions. Comparison with a comparable corona current of various forms of corona discharge showed that the ozone output is relatively low only for the ultra crown mode, and with a noticeable decrease with an increase in the discharge gap of the ultra crown.
Другая возможность снижения выхода озона связана с зависимостью скорости химических реакций от температуры. Поскольку наиболее интенсивно наработка атомарного кислорода происходит в чехле короны, достаточно прогревать только коронирующую проволочку. Действительно оказалось, что при сравнительно небольшом прогреве проволочки выход озона снижается. В зависимости от условий разряда и параметров коронирующей проволочки снижение составляет 1.6-2 раза, причем оптимум шириной порядка ±5 градусов находится в диапазоне температур от 40 до 120°С. Заметим, что этот локальный минимум отличается от описанного в [2] монотонного снижения выхода озона с ростом температуры при существенном прогреве проволочки коронирующего электрода.Another possibility of reducing the ozone yield is related to the temperature dependence of the rate of chemical reactions. Since the most intensive production of atomic oxygen occurs in the crown cover, it is sufficient to heat only the corona wire. Indeed, it turned out that with a relatively small heating of the wire, the ozone output decreases. Depending on the conditions of the discharge and the parameters of the corona wire, the decrease is 1.6-2 times, and the optimum width of the order of ± 5 degrees is in the temperature range from 40 to 120 ° C. Note that this local minimum differs from the monotonic decrease in ozone yield described in [2] with increasing temperature with a significant heating of the corona electrode wire.
Промышленные сотовые озоновые фильтры (тонкостенные металлические соты, покрытые специальными катализаторами), установленные на выходе воздушного потока, снижают концентрацию озона на 10-20%, причем снижение скорости потока составляет соответственно 7-18%. Более существенный аспект их применения заключается в другом: происходит снижение примерно в 5-2 раза предельной установившейся концентрации озона в помещении при непрерывной работе электрического очистителя воздуха, причем большая цифра относится к маленьким помещениям, а меньшая - к большим, где предельная установившаяся концентрация, скорее всего, и так будет ниже ПДК. Важно и то, что устройство с таким озоновым фильтром можно использовать для снижения содержания озона в помещениях, где его приток обусловлен другими устройствами.Industrial cellular ozone filters (thin-walled metal honeycombs coated with special catalysts) installed at the outlet of the air stream reduce the ozone concentration by 10-20%, and the decrease in the flow rate is 7-18%, respectively. The more significant aspect of their application is different: there is a decrease by about 5-2 times of the maximum steady-state concentration of ozone in the room during continuous operation of the electric air purifier, with a larger number referring to small rooms, and a smaller one to large ones, where the maximum steady-state concentration is rather total, and so will be below the MPC. It is also important that a device with such an ozone filter can be used to reduce the ozone content in rooms where its inflow is due to other devices.
В процессе работ над изобретением был разработан и изготовлен опытный образец электрического очистителя воздуха, у которого разрядный промежуток 20 (см. фиг.1) составлял 42 мм, коронирующий проволочный электрод имел диаметр 0.15 мм, количество осадительных (некоронирующих) электродов - шесть, количество отталкивающих электродов - пять, угол 23 (см. фиг.1) составлял 90°.In the process of work on the invention, a prototype of an electric air purifier was developed and manufactured, in which the discharge gap 20 (see Fig. 1) was 42 mm, the corona wire electrode had a diameter of 0.15 mm, the number of precipitation (non-corona) electrodes was six, and the number of repellent five electrodes, the angle 23 (see figure 1) was 90 °.
Достигнутая в опытном образце средняя по выходному сечению скорость потока воздуха выше 2.2 м/с с концентрацией озона существенно ниже 30 мкг/м3 демонстрирует в рамках заявленного изобретения вариант компромисса между скоростью воздушного потока, наработкой озона и ресурсом (временем жизни) проволоки коронирующего электрода.The air flow rate average in the outlet section achieved in the test sample is higher than 2.2 m / s with an ozone concentration substantially lower than 30 μg / m 3 and, within the framework of the claimed invention, demonstrates a compromise between the air flow rate, the ozone production time and the resource (lifetime) of the corona electrode wire.
Заявленный очиститель воздуха может быть успешно использован как в бытовых, так и в промышленных электрофильтрах. Принципиально важным преимуществом заявленного очистителя воздуха по сравнению с аналогами на неро-фильтрах является, кроме уже отмеченных выше, эффективности очистки от пыли и болезнетворных микроорганизмов, бесшумности и экономичности, сохранение высокой степени очистки воздуха от пыли и микроорганизмов размером 0.1 мкм и менее. В разрядном промежутке положительные ионы заряжают частицы, что заставляет их при движении вместе с потоком газа смещаться под действием электрического поля и диффузии к осадительным электродам и прилипать к ним. Классический вариант воздухоочистителя реализуется при размещении отталкивающих электродов с положительным относительно осадительных электродов потенциалом (см. фиг.1). В результате возрастает роль направленного к осадительному электроду дрейфового движения пылинок в электрическом поле (см. фиг.15 и 16). На фиг.15 позицией 86 показаны силовые линии электрического поля между коронирующим электродом 91 и осадительным электродом 87. Положительные ионы 84 и положительно заряженные частички пыли 85 движутся по силовым линиям электрического поля в направлении от электрода 91 к электроду 87. Между осадительным электродом 87 и отталкивающим электродом 88 также формируется электрическое поле, силовые линии которого обозначены позицией 89. Это электрическое поле воздействует на электрическое поле между электродом 91 и электродом 87, искривляет его в сторону осадительного электрода.The claimed air purifier can be successfully used in both domestic and industrial electrostatic precipitators. The fundamentally important advantage of the claimed air purifier compared to analogues on nero-filters is, in addition to the already mentioned above, the efficiency of cleaning from dust and pathogens, noiselessness and economy, maintaining a high degree of air purification from dust and microorganisms of 0.1 μm or less in size. In the discharge gap, positive ions charge the particles, which causes them to move together with the gas stream and move under the influence of an electric field and diffusion to the precipitation electrodes and stick to them. The classic version of the air purifier is implemented when placing repulsive electrodes with positive potential relative to the precipitation electrodes (see figure 1). As a result, the role of the dust particles drift motion directed towards the precipitation electrode in the electric field increases (see Figs. 15 and 16). 15, 86 shows the electric field lines between the
Эксперименты показали, что процесс очистки улучшается при турбулизации потока, создаваемой, например, за счет рифлей или чередующихся выступов и углублений на больших поверхностях полосы (см. фиг.3-8) или за счет имеющегося утолщения на передней кромке осадительного электрода (см. фиг.1-3) и добавления аналогичного утолщения на передней кромке и в срединной части полосы отталкивающего электрода. Эффект связан с ростом эффективности процессов зарядки пылинок и увеличением вклада диффузионной составляющей потока пылинок на осадительный электрод, поскольку коэффициент турбулентной диффузии пылинок существенно превышает коэффициент обычной диффузии.Experiments have shown that the cleaning process improves with turbulization of the flow created, for example, due to flutes or alternating protrusions and recesses on the large surfaces of the strip (see Figs. 3-8) or due to the existing thickening on the leading edge of the precipitation electrode (see Figs. .1-3) and adding a similar thickening at the leading edge and in the middle of the repulsive electrode strip. The effect is associated with an increase in the efficiency of dust charging processes and an increase in the contribution of the diffusion component of the dust flow to the precipitation electrode, since the coefficient of turbulent diffusion of dust particles significantly exceeds the coefficient of ordinary diffusion.
Увеличение поверхности осадительных электродов снижает концентрацию пыли в очищенном воздухе. Однако увеличение поверхности за счет увеличения длины полосы осадительного электрода приводит к росту сопротивления движению воздуха в устройстве и, как следствие, к уменьшению скорости потока через электрический очиститель воздуха. Поэтому в изобретении увеличение площади поверхности полос осадительных электродов достигается за счет нанесения продольных и поперечных рифлей (а также выступов и углублений) поверхности полос.An increase in the surface of the precipitation electrodes reduces the concentration of dust in the purified air. However, an increase in the surface due to an increase in the strip length of the precipitation electrode leads to an increase in resistance to the movement of air in the device and, as a result, to a decrease in the flow rate through an electric air purifier. Therefore, in the invention, an increase in the surface area of the strips of the precipitation electrodes is achieved by applying longitudinal and transverse corrugations (as well as protrusions and recesses) of the surface of the strips.
На процесс прилипания пылинок 92 сказывается процесс их поляризации в электрическом поле 90 (см. фиг.16). Из-за наведения дипольного момента 93 или квадрупольного момента 96 появляются электрические силы, удерживающие пылинки на поверхности после ухода их заряда на осадительный электрод. Наличие рифлей (а также выступов и углублений) на поверхности полос осадительного электрода увеличивает неоднородность электрического поля вблизи поверхности и усиливает силу сцепления пылинок с поверхностью.The process of their polarization in the
Кроме того, неоднородность электрического поля вблизи поверхности полос осадительных электродов способствует снижению концентрации ионов 84 в потоке очищенного воздуха, поскольку в неоднородном электрическом поле ионы более эффективно притягиваются к поверхности осадительного электрода.In addition, the inhomogeneity of the electric field near the surface of the strips of the precipitation electrodes contributes to a decrease in the concentration of
Силовые линии электрического поля 90 (см. фиг.16) замыкаются на края углублений и рифлей, а также на вершины выступов, что и увеличивает неоднородность электрического поля вблизи поверхности полосы.The field lines of the electric field 90 (see Fig. 16) are closed at the edges of the recesses and corrugations, as well as at the tops of the protrusions, which increases the inhomogeneity of the electric field near the surface of the strip.
Эффективная мера борьбы с избытком озона и наличием ионов в очищенном воздухе следующая.An effective measure to combat excess ozone and the presence of ions in purified air is as follows.
Электрический очиститель воздуха выполняют таким образом, что за входными отверстиями на корпусе расположена сетка или решетка из проводящего материала, электрически связанная непосредственно или через сопротивление с устройством постоянного двуполярного напряжения, выполненным с возможностью обеспечения разности потенциалов между сеткой и осадительным электродом до 0.8 величины разности потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом.The electric air purifier is designed in such a way that there is a grid or lattice of conductive material behind the inlet openings that is electrically connected directly or through resistance to a constant bipolar voltage device capable of providing a potential difference between the grid and the precipitation electrode up to 0.8 of the potential difference between corona electrode and precipitation electrode.
Кроме того, на выходе из электрического очистителя воздуха перед выходными отверстиями корпуса расположен сотовый озоновый фильтр.In addition, a cellular ozone filter is located at the outlet of the electric air purifier in front of the outlet openings of the housing.
Наличие вышеуказанных озоновых фильтров и сеток также способствует повышению эффективности улавливания пыли. Например, при их наличии глубина очистки воздуха от пыли в герметичном помещении при работе заявленного устройства возрастает в несколько раз.The presence of the aforementioned ozone filters and nets also contributes to an increase in dust collection efficiency. For example, if they are present, the depth of air purification from dust in a sealed room during operation of the claimed device increases several times.
Таким образом, технические результаты изобретения достигаются. Конструкция электрического очистителя воздуха обеспечивает повышение качества очистки воздуха от пыли, других вредных веществ и микроорганизмов за счет увеличение поверхностей осадительных электродов. Поверхность осадительных электродов увеличивается за счет расположения на больших поверхностях полос рифлей и/или выступов и углублений. Увеличение поверхности полос достигнуто без увеличения габаритов электродов и очистителя воздуха в целом. Созданы участки на поверхностях полос осадительных электродов за счет рифлей, выступов и углублений, которые препятствуют проскальзыванию пыли по поверхностям электродов. Кроме того, созданы участки на поверхностях полос осадительных электродов за счет рифлей, выступов и углублений, которые эффективно турбулизируют поток воздуха в каналах для движения воздуха и вблизи поверхностей осадительных электродов. А это способствует эффективному осаждению частичек пыли на поверхности электродов. Эффективность осаждения также достигается за счет свойств устройства питания по созданию электрического поля, обеспечивающего направленное движение ионов (а также заряженных пылинок и других частиц) в направлении от коронирующего электрода к осадительным электродам, а также от отталкивающих электродов к осадительным электродам.Thus, the technical results of the invention are achieved. The design of the electric air purifier provides an increase in the quality of air purification from dust, other harmful substances and microorganisms due to the increase in the surface of the precipitation electrodes. The surface of the precipitation electrodes increases due to the location on large surfaces of the strips of corrugations and / or protrusions and recesses. The increase in the surface of the strips was achieved without increasing the dimensions of the electrodes and the air purifier as a whole. Plots were created on the surfaces of the strips of precipitation electrodes due to corrugations, protrusions and recesses, which prevent dust from slipping on the surfaces of the electrodes. In addition, sections were created on the surfaces of the strips of precipitation electrodes due to corrugations, protrusions and recesses, which effectively turbulize the air flow in the channels for air movement and near the surfaces of the precipitation electrodes. And this contributes to the effective deposition of dust particles on the surface of the electrodes. The deposition efficiency is also achieved due to the properties of the power device to create an electric field that provides directional movement of ions (as well as charged dust particles and other particles) in the direction from the corona electrode to the precipitation electrodes, as well as from the repellent electrodes to the precipitation electrodes.
За счет свойств устройства питания осуществляется генерация излучений в диапазоне длин волн от 0.1 до 100 мкм, что способствует уничтожению болезнетворных микроорганизмов. Но для предотвращения выхода таких излучений за пределы каналов для движения воздуха за счет переотражений целесообразно увеличить поглощающие свойства поверхности, осуществив следующие действия: в продольном сечении электрического очистителя воздуха на бóльших поверхностях полосы осадительного электрода выполнены поперечные рифли глубиной от 0.1 до 100 мкм или чередующиеся выступы и углубления с высотой выступа от 0.1 до 100 мкм и глубиной углубления от 0.1 до 100 мкм; в поперечном сечении электрического очистителя воздуха на бóльших поверхностях полосы осадительного электрода выполнены продольные рифли с глубиной от 0.1 до 100 мкм или чередующиеся выступы и углубления с высотой выступа от 0.1 до 100 мкм и глубиной углубления от 0.1 до 100 мкм.Due to the properties of the power device, radiation is generated in the wavelength range from 0.1 to 100 microns, which contributes to the destruction of pathogens. But in order to prevent such radiations from going beyond the channels for air movement due to re-reflections, it is advisable to increase the surface absorbing properties by performing the following actions: in the longitudinal section of the electric air purifier, transverse riffles from 0.1 to 100 μm in depth or alternating protrusions are made on the larger surfaces of the precipitation electrode strip and recesses with a height of the protrusion from 0.1 to 100 microns and a depth of the recess from 0.1 to 100 microns; longitudinal corrugations with a depth of 0.1 to 100 μm or alternating protrusions and recesses with a protrusion height of 0.1 to 100 microns and a depth of 0.1 to 100 microns in depth are made in the cross section of the electric air purifier on the larger surfaces of the precipitation electrode strip.
Кроме того, в продольном сечении электрического очистителя воздуха на бóльших поверхностях полосы отталкивающего электрода выполнены поперечные рифли глубиной от 0.1 до 100 мкм или чередующиеся выступы и углубления с высотой выступа от 0.1 до 100 мкм и глубиной углубления от 0.1 до 100 мкм; в поперечном сечении электрического очистителя воздуха на бóльших поверхностях полосы отталкивающего электрода выполнены продольные рифли с глубиной от 0.1 до 100 мкм или чередующиеся выступы и углубления с высотой выступа от 0.1 до 100 мкм и глубиной углубления от 0.1 до 100 мкм.In addition, in the longitudinal section of the electric air purifier, transverse corrugations from 0.1 to 100 μm deep or alternating protrusions and recesses with a protrusion height from 0.1 to 100 microns and a depth of 0.1 to 100 microns deep are made on the larger surfaces of the repulsive electrode strip; longitudinal corrugations with a depth of 0.1 to 100 μm or alternating protrusions and recesses with a protrusion height of 0.1 to 100 microns and a depth of recess of 0.1 to 100 microns are made in the cross section of the electric air purifier on the larger surfaces of the repulsive electrode strip.
Блок питания, конструкция и взаимное расположение электродов обеспечивают повышение скорости воздушного потока, создаваемого электрическим очистителем воздуха при работе за счет движения положительно заряженных ионов от коронирующего электрода к осадительным электродам с одновременным снижением концентрации озона и положительно заряженных ионов в воздухе, прошедшем через очиститель. Снижению концентрации положительно заряженных ионов в воздухе способствует неоднородность электрического поля вблизи поверхностей осадительных электродов. Неоднородность поля, в большей степени, достигается наличием на поверхности полос осадительных электродов рифлей, углублений и выступов. Повышение скорости воздушного потока приводит к повышению производительности очистителя воздуха.The power supply unit, the design and relative position of the electrodes provide an increase in the air flow rate created by the electric air purifier during operation due to the movement of positively charged ions from the corona electrode to the precipitation electrodes with a simultaneous decrease in the concentration of ozone and positively charged ions in the air passing through the purifier. The decrease in the concentration of positively charged ions in the air is facilitated by the inhomogeneity of the electric field near the surfaces of the precipitation electrodes. Inhomogeneity of the field, to a greater extent, is achieved by the presence on the surface of the strips of precipitation electrodes of riffles, recesses and protrusions. Increasing the air flow rate increases the performance of the air purifier.
Немаловажным является и то, что в каналах для движения воздуха за счет наличия на поверхностях осадительных и/или отталкивающих электродов рифлей, чередующихся выступов и углублений обеспечивается поглощение исходящих из ультракороны излучений с длинами волн, кратными их геометрическим размерам и расстояниям между ними.It is also important that in the channels for air movement due to the presence on the surfaces of sedimentation and / or repulsive electrodes of corrugations, alternating protrusions and recesses, absorption of radiation emanating from the ultra-corona with wavelengths multiple to their geometric dimensions and the distances between them is ensured.
Электрический очиститель воздуха может быть выполнен таким образом, что содержит датчик движения, который включает очиститель воздуха, когда в помещении появляется человек, животное или происходит какое-либо движение.An electric air purifier can be designed in such a way that it contains a motion sensor that turns on the air purifier when a person, animal or any movement occurs in the room.
ЛитератураLiterature
[1]. Robinson M. A history of the electric wind. Am. J. Phys., 1962, v.30 (5), pp.366-372.[one]. Robinson M. A history of the electric wind. Am. J. Phys., 1962, v. 30 (5), pp. 366-372.
[2]. Toshikazu Ohkubo, Syunsaku Hamasaki, Yukiharu Nomoto, Jen-Shin Chang, Takayoshi Adachi. The effect of corona wire heating on the downstream ozone concentration profiles in an air-cleaning wire-duct electrostatic precipitator. IEEE Tr. Industry Appl., 1990, v.26 (3), pp.542-549.[2]. Toshikazu Ohkubo, Syunsaku Hamasaki, Yukiharu Nomoto, Jen-Shin Chang, Takayoshi Adachi. The effect of corona wire heating on the downstream ozone concentration profiles in an air-cleaning wire-duct electrostatic precipitator. IEEE Tr. Industry Appl., 1990, v. 26 (3), pp. 542-549.
Claims (5)
P=pH,
где Р - разность потенциалов между отталкивающим электродом и осадительным электродом, кВ;
p - величина, принимающая значения от 1 до 20 кВ/см;
Н - минимальное расстояние между отталкивающим электродом и осадительным электродом, см;
и в продольном сечении электрического очистителя воздуха расстояния от осадительных электродов до коронирующего электрода одинаковы или расстояния различаются, причем отношение минимального из расстояний к максимальному из расстояний определяют по зависимости:
Lmin/Lmin=k,
где k - величина, принимающая значения от 0,5 до 0,9999;
Lmin - минимальное из расстояний от осадительных электродов до коронирующего электрода;
Lmax - максимальное из расстояний от осадительных электродов до коронирующего электрода;
кроме того, в продольном сечении электрического очистителя воздуха на больших поверхностях полосы осадительного электрода выполнены поперечные рифли или чередующиеся выступы и углубления, и в поперечном сечении электрического очистителя воздуха на больших поверхностях полосы осадительного электрода выполнены продольные рифли или чередующиеся выступы и углубления.1. An electric air purifier comprising a housing with openings for air passage, a power device, a corona electrode, precipitation electrodes, repelling electrodes; the corona electrode is made in the form of a rod or wire, the precipitation electrode contains a bulge at the leading edge of the electrode and a strip located behind the bulge, the repelling electrode is made of a stripe or contains a bulge at the leading edge of the electrode and a strip located behind the bulge; precipitation electrodes are located in the housing with the formation of channels for air movement and in the channel for air movement between the precipitation electrodes there is a repulsive electrode, characterized in that the power device is configured to provide a potential difference between the corona electrode and the precipitation electrode from 10 kV to 100 kV, and also with the possibility of providing a potential difference between the repulsive electrode and the precipitation electrode, and the value of the potential difference is determined by the dependence:
P = pH
where P is the potential difference between the repulsive electrode and the precipitation electrode, kV;
p is a value taking values from 1 to 20 kV / cm;
H is the minimum distance between the repulsive electrode and the precipitation electrode, cm;
and in the longitudinal section of the electric air purifier, the distances from the precipitation electrodes to the corona electrode are the same or the distances are different, and the ratio of the minimum of the distances to the maximum of the distances is determined by the dependence:
L min / L min = k,
where k is a value taking values from 0.5 to 0.9999;
L min - the minimum of the distances from the precipitation electrodes to the corona electrode;
L max - the maximum of the distances from the precipitation electrodes to the corona electrode;
in addition, in the longitudinal section of the electric air purifier on the large surfaces of the stripping electrode strip, transverse riffles or alternating protrusions and recesses are made, and in the cross section of the electric air purifier on the large surfaces of the precipitation electrode strip, longitudinal riffles or alternating protrusions and recesses are made.
Zmin/Zmax=e,
где е - величина, принимающая значения от 0,25 до 0,9999;
Zmin - минимальное из расстояний от отталкивающих электродов до коронирующего электрода;
Zmax - максимальное из расстояний от отталкивающих электродов до коронирующего электрода.2. The electric air purifier according to claim 1, characterized in that in the longitudinal section of the electric air purifier, the distances from the repelling electrodes to the corona electrode are the same or the distances are different, and the ratio of the minimum of the distances to the maximum of the distances is determined by the dependence:
Z min / Z max = e,
where e is a value taking values from 0.25 to 0.9999;
Z min - the minimum of the distances from the repulsive electrodes to the corona electrode;
Z max - the maximum of the distances from the repulsive electrodes to the corona electrode.
Dyo=Dkd,
где d - величина, принимающая значения от 5 до 1000;
Dk - диаметр коронирующего электрода в продольном сечении электрического очистителя воздуха;
Dyo - диаметр утолщения осадительного электрода в продольном сечении электрического очистителя воздуха. 5. The electric air purifier according to claim 1, characterized in that in the longitudinal section of the electric air purifier, the diameter of the thickening of the precipitation electrode is determined by
D yo = D k d,
where d is a value that takes values from 5 to 1000;
D k is the diameter of the corona electrode in a longitudinal section of an electric air purifier;
D yo is the diameter of the thickening of the precipitation electrode in a longitudinal section of an electric air purifier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009109393A RU2393021C9 (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | Electric air cleaner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009109393A RU2393021C9 (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | Electric air cleaner |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2393021C1 true RU2393021C1 (en) | 2010-06-27 |
RU2393021C9 RU2393021C9 (en) | 2022-05-06 |
Family
ID=42683514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009109393A RU2393021C9 (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | Electric air cleaner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393021C9 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453377C1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-06-20 | Юрий Алексеевич Криштафович | Electrical air cleaner |
RU2482777C2 (en) * | 2008-04-07 | 2013-05-27 | АРК Арома Пьюэ АБ | Device for neutralisation of microorganisms |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU611644A1 (en) * | 1976-11-02 | 1978-06-25 | Специализированное Проиводственное Предприятие "Южэнергоремонт" | Electric filter |
US4812711A (en) * | 1985-06-06 | 1989-03-14 | Astra-Vent Ab | Corona discharge air transporting arrangement |
RU2144433C1 (en) * | 1998-09-30 | 2000-01-20 | Челябинский государственный агроинженерный университет | Two-zone electric filter |
RU2198735C2 (en) * | 2001-03-20 | 2003-02-20 | Карпенко Сергей Иванович | Multisectional electric filter |
US6664741B1 (en) * | 2002-06-21 | 2003-12-16 | Igor A. Krichtafovitch | Method of and apparatus for electrostatic fluid acceleration control of a fluid flow |
US6727657B2 (en) * | 2002-07-03 | 2004-04-27 | Kronos Advanced Technologies, Inc. | Electrostatic fluid accelerator for and a method of controlling fluid flow |
US7150780B2 (en) * | 2004-01-08 | 2006-12-19 | Kronos Advanced Technology, Inc. | Electrostatic air cleaning device |
WO2008057262A2 (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-15 | Krichtafovitch Igor A | Range hood with electrostatically assisted air flow and filtering |
-
2009
- 2009-03-17 RU RU2009109393A patent/RU2393021C9/en active IP Right Revival
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2482777C2 (en) * | 2008-04-07 | 2013-05-27 | АРК Арома Пьюэ АБ | Device for neutralisation of microorganisms |
RU2453377C1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-06-20 | Юрий Алексеевич Криштафович | Electrical air cleaner |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2393021C9 (en) | 2022-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chang et al. | Corona discharge processes | |
Chen et al. | Electrostatic precipitator for fine and ultrafine particle removal from indoor air environments | |
Chen et al. | A high efficiency, high throughput unipolar aerosol charger for nanoparticles | |
CN107107074B (en) | Electrostatic dust collector | |
Krupa et al. | Velocity field of EHD flow during back corona discharge in electrostatic precipitator | |
Kim et al. | Submicrometer particle removal indoors by a novel electrostatic precipitator with high clean air delivery rate, low ozone emissions, and carbon fiber ionizer | |
US7785404B2 (en) | Ionic air purifier with high air flow | |
US20090274592A1 (en) | Plasma-based air purification device including carbon pre-filter and/or self-cleaning electrodes | |
KR102478243B1 (en) | Electrostatic precipitator | |
Kim et al. | Fine particle removal by a two-stage electrostatic precipitator with multiple ion-injection-type prechargers | |
JPWO2016021063A1 (en) | Particle charging device | |
RU2393021C1 (en) | Electric air cleaner | |
JP2015083293A (en) | Electric dust collection filter unit | |
US11117138B2 (en) | Systems and methods for gas cleaning using electrostatic precipitation and photoionization | |
RU2393022C1 (en) | Electric air cleaner | |
RU2492394C2 (en) | Device for air ventilation | |
Tian et al. | Development and experimental investigation of the narrow-gap coated electrostatic precipitator with a shield pre-charger for indoor air cleaning | |
RU87104U1 (en) | ELECTRIC AIR CLEANER | |
El Dein et al. | Experimental and simulation study of V–I characteristics of wire–plate electrostatic precipitators under clean air conditions | |
RU2431785C2 (en) | Ion fan filter | |
WO2004021403A2 (en) | Charging and capture of particles in coronas irradiated by in-situ x-rays | |
RU2453377C1 (en) | Electrical air cleaner | |
KR102355353B1 (en) | Apparatus for purificatinggas | |
JP6953605B2 (en) | Electrostatic precipitator | |
RU2733395C1 (en) | Electrophysical device for cleaning gases from environmentally harmful impurities, air disinfection and sterilization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110318 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121227 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130611 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20211004 |