RU2393021C9 - Electric air cleaner - Google Patents
Electric air cleaner Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393021C9 RU2393021C9 RU2009109393A RU2009109393A RU2393021C9 RU 2393021 C9 RU2393021 C9 RU 2393021C9 RU 2009109393 A RU2009109393 A RU 2009109393A RU 2009109393 A RU2009109393 A RU 2009109393A RU 2393021 C9 RU2393021 C9 RU 2393021C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- electrodes
- collecting
- 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
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 не взрывоопасных газов) от частиц пыли, аэрозоля, дыма, запаха, пара, бактерий, плесени, клещей и вирусов.The invention relates to systems for cleaning air and gases, namely, 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 to clean the air (or other non-explosive gases) from dust particles, aerosol, smoke, odor, steam, bacteria, mold, mites 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 designing, testing and mass production of electric air cleaners (electric filters) of various designs. Below is a critique of analogues based on the results of experimental studies conducted by the authors.
Известны электрофильтры, опубликованные в источниках: W02008/057262, с датой публикации 15.05.2008, US2007/027077 с датой публикации 25.10.2007, US2007/0046219 с датой публикации 01.03.2007, MX PAO 1006037 с датой публикации 11.04.2008, US2005/0200289 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 published in sources: W02008/057262, with a publication date of 05/15/2008, US2007/027077 with a publication date of 10/25/2007, US2007/0046219 with a publication date of 03/01/2007, MX PAO 1006037 with a publication date of 04/11/2008, US2008/ 0200289 with a publication date of 09/15/2005, US7381381 with a publication date of 06/03/2008, US 6664741 with a publication date of 12/16/2003, US 4812711 with a publication date of 03/14/1989, US 6893618 with a publication date of 05/17/2005 68.62 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 the low speed of the air flow and the high concentration of ozone in the air that has passed 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 US patent 7381381 the following data are given: the air flow rate is about 1 m/s, the ozone concentration is 80-4000 mg/m 3 . Note that the maximum allowable concentration (MPC) of ozone in the air is 30 µg/m 3 . The decrease in electrical 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, one 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 the ozone yield and, to a certain extent, reduce the severity of the problem. A decrease in the ozone yield due to a decrease in the diameter of the corona wire is accompanied by a decrease in its resource 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 ozone output is achieved by using specially shaped high voltage pulses, as, for example, is implemented in US Pat. An increase in the gap between the corona and collecting (non-corona) electrodes with a simultaneous increase in high-voltage voltage acceptable from the point of view of breakdown (more precisely, with the same degree of homogeneity of the glow and the type of corona discharge) makes it possible to reduce the ozone concentration at the output of the device, but at the same time the air flow rate drops 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 publication date 03/14/1989, with a discharge gap of 85 mm in a device with the original configuration of the electrode system, the air flow rate is only 0.5 m/s. A certain increase in flow rate (several tens of percent) can be obtained in multi-cascade designs when air passes successively through two (or more) similar blocks, as implemented, for example, in US patent 6893618 with a publication date of 05/17/2005 and US patent 7262564 with date of publication 28.08.2007.
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 two-zone electrostatic precipitator (RF patent 2144433 with a publication date of 20.01.2000). The electrostatic precipitator contains an electric power supply device (hereinafter referred to as the power supply device), one corona electrode, collecting electrodes. The corona electrode is made in the form of a wire, each collecting electrode is made in the form of a strip, the collecting electrodes are arranged to form channels for air movement, and a repulsive electrode is located in each channel for air movement between the collecting electrodes. The electrostatic precipitator is placed in the air flow.
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 an air flow through the electrostatic precipitator. The forced airflow rate is low, and the ozone concentration in the air that has passed 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 analogue of the invention is an electrostatic precipitator (USSR author's certificate 611644 with a publication date of 23.05.1978). The electrostatic precipitator contains a power supply device, corona electrodes, collecting electrodes. Each collecting electrode is made in the form of a wave-like strip, with the possibility of rotation to change the angle of interaction of the strip surface with the moving air. Collecting electrodes are arranged to form channels for air movement. The electrostatic precipitator is placed in the air flow.
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 an air flow through the electrostatic precipitator. Forced air flow rates are low, and the ozone concentration in the air that has passed 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 a publication date of 20.02.2003). The electrostatic precipitator contains a power supply device, corona electrodes, collecting electrodes. Each corona electrode is made in the form of a wire, each collecting electrode is made in the form of a strip, the collecting electrodes are arranged to form channels for air movement, and a repulsive electrode is located in each channel for air movement between the collecting electrodes. The electrostatic precipitator is placed in the air flow.
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 collecting 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 an air flow through the electrostatic precipitator. The 1st stage of the purifier by the generated ion flow prevents the movement of air through the purifier. The forced airflow rate is low, and the ozone concentration in the air that has passed through the purifier is high.
Прототипом изобретения является электрический очиститель воздуха (заявка US2008/0030920 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 US2008/0030920 with a publication date of 02/07/2008), containing a housing with holes for the passage of air, a power supply, corona electrode, collecting electrodes, repulsive electrodes; the corona electrode is made in the form of a wire, the collecting electrode contains a bulge on the leading edge of the electrode and a strip located behind the bulge, the repulsive electrode is made in the form of a strip, the collecting electrodes are located in the housing with the formation of channels for air movement and in the channel for air movement between the collecting electrodes is located repulsive electrode.
Выше приведены признаки прототипа, совпадающие с признаками изобретения.The above are 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) small surface collecting electrodes for the deposition of dust particles, aerosol, smoke, steam, bacteria, mold, mites and viruses. Further, for simplicity, the text will refer to the deposition of dust, 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) low turbulence of the air flow near the surfaces of the collecting electrodes. Flow turbulence is carried out only by thickenings on the leading edges of the electrodes and by bending of the strips;
iii) отсутствие генерации излучений в диапазоне длин волн от 0.1 мкм до 100 мкм;iii) no generation of radiation in the wavelength range from 0.1 µm to 100 µm;
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 speed of the air flow created during the operation of the electric air purifier due to the movement of positively charged ions from the corona to the collecting electrodes. High concentration of ozone in the air that has passed through the purifier. With an increase in voltage between the corona and collecting electrodes, the air flow rate can increase and reach a value of 2-4 m/s, however, this will significantly increase (by orders of magnitude higher than the MPC) the amount of ozone in the purified air, 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.iiiiii) during operation of the air purifier, a uniform electric field is generated near the surface of the strip. This does not contribute to the effective deposition of dust and other contaminants on the surfaces of the collecting electrode strips.
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 не превышением 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, mites and other contaminants while not exceeding the MPC of ozone in the 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 contains a housing with holes for the passage of air, a power supply, corona electrode, collecting electrodes, repulsive 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 collecting electrode contains a bulge on the leading edge of the electrode and a strip located behind the bulge, the repulsive electrode is made of a strip or contains a bulge on the leading 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;the collecting 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 collecting electrodes there is a repulsive electrode;
и от прототипа изобретение отличается следующими признаками:and the invention differs from the prototype in 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 supply device is configured to provide a difference in electrical potentials (hereinafter referred to as the potential difference) between the corona electrode and the collecting electrode from 10 to 100 kV, and also with the possibility of providing a potential difference between the repulsive electrode and the collecting electrode, and the magnitude of the potential difference is determined by the dependence:
Р=рН,P=pH,
где Р - разность потенциалов между отталкивающим электродом и осадительным электродом, кВ;where P is the potential difference between the repulsive electrode and the collecting electrode, kV;
р - величина, принимающая значения от 1 до 20 кВ/см;p is a value that takes values from 1 to 20 kV/cm;
Н - минимальное расстояние между отталкивающим электродом и осадительным электродом, см;H is the minimum distance between the repulsive electrode and the collecting 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 collecting 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, Lmin / Lmax =k,
где k - величина, принимающая значения от 0.5 до 0.9999;where k is a value that takes 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 collecting electrodes to the corona electrode;
Lmax - максимальное из расстояний от осадительных электродов до коронирующего электрода;L max - the maximum of the distances from the collecting 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, transverse corrugations or alternating protrusions and recesses are made in the longitudinal section of the electric air purifier on large surfaces of the collecting electrode strip, and longitudinal corrugations or alternating protrusions and recesses are made in the cross section of the electric air purifier on large surfaces of the collecting electrode strip.
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 увеличения 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, to simplify the text, only dust will be mentioned) by increasing the surface of the collecting electrodes for dust deposition without increasing the dimensions of the electrodes and the cleaner as a whole. By creating areas on the surfaces of the strips of the collecting electrodes, which prevent dust from slipping over the surfaces of the electrodes. Due to the effective turbulence of the air flow in the channels for the movement of air and near the surfaces of the collecting 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 a directed movement of ions and charged dust particles in the direction from the corona electrode to the collecting electrodes, as well as from the repulsive electrodes to the collecting electrodes;
ii) генерация излучений в диапазоне длин волн от 0.1 до 100 мкм, что способствует уничтожению болезнетворных микроорганизмов;ii) 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 speed of the air flow created by the electric air purifier during operation due to the movement of positively charged ions from the corona electrode to the collecting electrodes, while reducing the concentration of ozone and positively charged ions in the air that has passed through the purifier. Increasing the airflow rate leads to an increase in 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) an increase in the non-uniformity of the electric field during the operation of the air cleaner near the surface of the strip on the corrugations or alternating protrusions and depressions.
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 ultracorona in the channels for air movement, with a wavelength that is a multiple of the geometric dimensions of the corrugations, protrusions and depressions and the gaps between them due to the presence of corrugations, alternating protrusions and depressions on the surfaces of the collecting and/or repulsive electrodes.
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 a particular case of the implementation of the invention in the longitudinal section of the electric air purifier, the distances from the repulsive 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:
Zmin/Zmax=e, Zmin/Zmax = 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 a particular case of the implementation of the invention, transverse corrugations or alternating protrusions and recesses are made in the longitudinal section of the electric air purifier on large surfaces of the repulsive electrode strip, in addition, longitudinal corrugations or alternating protrusions and recesses are made in the cross section of the electric air purifier on 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 a particular case of the implementation of the invention in the longitudinal section of the electric air purifier, the angle between the lines connecting the corona electrode and the extreme collecting electrodes at the shortest distance takes a value from 25° to 180°.
В частном случае реализации изобретения в продольном сечении электрического очистителя воздуха диаметр утолщения осадительного электрода определяют по зависимости:In a particular case of the implementation of the invention in the longitudinal section of an electric air purifier, the diameter of the thickening of the collecting electrode is determined by the dependence:
Dyo=Dkd,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 the longitudinal section of the electric air purifier;
Dyo - диаметр утолщения осадительного электрода в продольном сечении электрического очистителя воздуха.D yo is the diameter of the thickening of the collecting electrode in the longitudinal section of the electric air purifier.
Устройство питания может быть выполнено с возможностью обеспечения на коронирующем электроде положительного по отношению к «земле» потенциала.The power supply device may be configured to provide a positive potential with respect to the "ground" on the corona electrode.
Устройство питания может быть выполнено с возможностью обеспечения на коронирующем электроде положительного по отношению к осадительным электродам потенциала.The power supply device can be configured to provide a positive potential on the corona electrode with respect to the collecting electrodes.
Устройство питания может быть выполнено с возможностью обеспечения на коронирующем электроде положительного по отношению к осадительным электродам и «земле» потенциала.The power supply device can be configured to provide a positive potential on the corona electrode with respect to the collecting electrodes and the ground.
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 discharge electrode and the collecting electrode, sufficient to create an air flow in the direction from the discharge electrode to the collecting electrodes, or, in other words, the power device is configured to provide a potential difference between the discharge electrode and the collecting electrodes, sufficient to create an 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. The precipitation and repulsion 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 shows a longitudinal section of an electric air purifier. Collecting 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 shows two collection electrodes that form a channel for air movement. There is one repulsive electrode in the channel.
На фиг.4 представлен осадительный электрод с рифлями на поверхности полосы. На рифлях расположено отложение пыли.Figure 4 shows a collecting electrode with corrugations on the surface of the strip. There is a deposit of dust on the corrugations.
На фиг.5 представлен осадительный электрод с рифлями на двух больших поверхностях полосы. На рифлях расположены отложения пыли.Figure 5 shows a collecting electrode with corrugations on two large surfaces of the strip. There are deposits of dust on the corrugations.
На фиг.6 представлен осадительный электрод с чередующимися выступами и углублениями на поверхности полосы.Figure 6 shows a collecting 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.Figure 7 shows a collecting electrode with alternating protrusions and recesses on two large surfaces of the strip. There are deposits of dust on the surfaces.
На фиг.8 представлен отталкивающий электрод с чередующимися выступами и углублениями на двух больших поверхностях полосы электрода.Figure 8 shows a repulsive electrode with alternating protrusions and recesses on two large surfaces of the electrode strip.
На фиг.9 представлено сечение Б-Б с осадительными и отталкивающим электродом. На поверхностях осадительных электродов расположены отложения пыли.Figure 9 shows the section B-B with the precipitation and repulsion electrode. Dust deposits are located on the surfaces of the collecting electrodes.
На фиг.10 представлено продольное сечение отталкивающего электрода. На больших поверхностях полосы расположены рифли различной формы.Figure 10 shows a longitudinal section of the repulsive electrode. Rifles of various shapes are located on large surfaces of the strip.
На фиг.11 представлено поперечное сечение отталкивающего электрода. На больших поверхностях полосы расположены рифли различной формы.Figure 11 shows a cross section of the repulsive electrode. Rifles of various shapes are located on large surfaces of the strip.
На фиг.12 представлены продольные сечения трех отталкивающих электродов. На передних кромках электродов расположены утолщения различной формы.Figure 12 shows the longitudinal sections of the three repulsive electrodes. Thickenings of various shapes are located on the leading edges of the electrodes.
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.14 shows the longitudinal sections of the repulsive electrodes with bulges 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.Figure 15 shows the lines of force of the electric field between the corona electrode, the collecting electrode and the repulsive electrode.
На фиг.16 представлены силовые линии электрического поля у поверхности осадительного электрода.Figure 16 shows the lines of force of the electric field at the surface of the collecting electrode.
На фиг.17 представлен чертеж, поясняющий определения терминам углубление и выступ.Fig. 17 is a drawing explaining the definitions of 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 to the method of constructing the median line of the section boundary section.
На фиг.19 и 20 представлены чертежи, поясняющие термины выступ и углубление.19 and 20 are drawings explaining the terms protrusion and recess.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Ниже приведены определения терминам, использующимся в области электрической очистки воздуха.Below are definitions of terms used in the field of electric air purification.
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.An electric air purifier is a device designed to purify indoor air: trapping airborne particles of dust, aerosol, smoke, mold, odors, steam, bacteria, mites, viruses and other contaminants.
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.The electric air purifier can be used at the 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 air purification ( or other gases). The diagram of the electric air purifier is shown in figures 1 and 2. Electric air purifiers include analogues given in the application.
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 body of the electric air purifier is a shell in which the electrodes, power supply, 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 supply device (see
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 an area with a sharply inhomogeneous electric field near its surface (the so-called ionization zone or corona cover). Charged particles formed in the ionization zone and having a charge sign coinciding with the polarity of the electrode, under the influence of an electric field, are carried out 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 the corona sheath produces positively charged ions. The electrode is made in the form of a rod or wire. In general, an electric air purifier can also be designed so 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.Collecting electrode - an electrode with zero potential or with a potential of the opposite sign in relation to the potential of the corona electrode.
Предназначен для того, чтобы на него оседали частички пыли, аэрозоля, дыма, плесени, запаха, пара, бактерии, клещи, вирусы и др. загрязнения.It is intended for particles of dust, aerosol, smoke, mold, odor, steam, bacteria, mites, viruses and other contaminants 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 правили, разность потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом от 10 до 100 кВ.The collecting electrode is made in the form of a strip. It can be made in the form of a strip with a thickening on 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 collecting 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.Repulsive electrode - an electrode that is designed to create an electric field that promotes the movement of ions and particles of dust and other contaminants to the surfaces of the collecting 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.Longitudinal section of an electric air purifier - 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 the longitudinal section of an electric air purifier, the movement of air is in the direction from the corona electrode to the collecting 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 collecting electrode and the repelling electrode.
Продольное сечение электрического очистителя воздуха параллельно поперечному сечению коронирующего электрода.Longitudinal section of an electric air purifier 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.Cross section of an electric air purifier - 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 collecting 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.Strip - a thin long piece of any material. The strip has two large surfaces and also has smaller surfaces (eg trailing edge surface of the strip, side edge surfaces of the strip). The strip can be made of constant thickness or 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 a variable thickness, then it has a parameter - the maximum thickness of the strip.
Утолщение - то, что имеет наибольшую толщину.Thickening - 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 the longitudinal section of the electric air purifier, a thickening may be located on the leading edge of the electrode. Thickening has the greatest value of thickness, in comparison with the values of thicknesses in other places of the longitudinal section of the electrode. The thickenings are indicated by the
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 the longitudinal section, the electrode strip is conditionally divided into three parts equal in length:
- прилегающая к передней кромке часть (или прилегающая к утолщению на передней кромке электрода);- part adjacent to the leading edge (or adjacent to the thickening on the leading edge of the electrode);
- срединная часть полосы;- the middle part of the strip;
- прилегающая к задней кромке часть.- the 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 of 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 collecting 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 possible points on the boundaries of the section of the repulsive and collecting 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 collecting 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 collecting electrodes there is a repulsive electrode (see figure 1, figure 2, figure 3). In general, repulsion electrodes may not be in every channel.
Рифли - бороздки на поверхности. На границе продольного сечения видны поперечные рифли. На границе поперечного сечения видны продольные рифли.Rifle - grooves on the surface. On the border of the longitudinal section, transverse corrugations are visible. On the border of the cross section, longitudinal corrugations are visible.
Бороздки - углубления на поверхности.Grooves are depressions on the surface.
Большие 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 large surfaces of the collecting electrode strip are the two largest strip surfaces. 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 part of the section boundary section, which has two common points 113 and 114 (see Fig.19) with the median line 118 and, together with the adjacent part of the median line (between points 113 and 114) of the section boundary section, covers part 117 sectional area.
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 common points 115 and 116 with the median line 118 and, together with the adjacent part of the median line (between points 115 and 116) of the section boundary section, covers a part of the
Другое определение углубления: углубление - выемка, впадина, понятие противоположное выступу.Other definition of indentation: indentation is a notch, depression, the opposite of 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 position 119. The protrusion may have one vertex or several vertices of the same height. Figure 20 shows a protrusion that has 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 protrusion height is greater than 0.25 of the strip thickness, then this thickening does not apply to the strip. A strip with such a thickening can 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 apex of a ledge is the point on a ledge that has the shortest distance to the midline, compared to the distances from all possible other points on the ledge 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 recess - the shortest distance from the bottom of the recess to the midline. On Fig.20, the depth of the recess is indicated by position 120. The recess may have one lower point or several lower points of the same depth. Figure 20 shows a recess, which has one lower 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 recess depth is greater than 0.25 of the strip thickness, then this recess does not apply to the strip. A strip with such a recess can 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 possible other points on the recess to the midline.
Срединная линия участка границы сечения - это:The median line 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 (a 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, curve of the second order), built by the least squares method based on the results of measurements of the section of the boundary section of the object, for example, on a three-coordinate machine. Figure 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 the
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 with each other by straight lines. The result is a
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 boundary of the section - this is when, along the boundary of the section, the protrusion is followed by a recess, the recess is followed by a protrusion, 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 discharge electrode to the collecting electrode is the shortest distance between all possible points on the surface of the discharge electrode and all possible points on the surface of the collecting 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 discharge electrode to the collecting electrode is the shortest distance in the longitudinal plane of the electric air purifier between all possible points on the boundary of the section of the discharge electrode and all possible points on the boundary of the collecting electrode. The minimum of these distances in the aggregate of all collecting 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
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 limit of the distances between all possible pairs of points on a 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 limit of the distances between all possible pairs of points on the border of the electrode section or the maximum of the distances between all possible pairs of points on the border of the electrode 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 collecting electrode in the longitudinal section of the electric air purifier is the upper limit of the distances between all possible pairs of points on the border of the thickening of the collecting electrode or the maximum of the distances between all possible 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 limit of the distances between all possible pairs of points on the border of the thickening section of the repulsive electrode or the maximum of the distances between all possible pairs of points on the border of the cross 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 limit of the distances between all possible pairs of points on the border of the longitudinal section of the strip.
Ширина - верхняя грань расстояний между всевозможными парами точек границы поперечного сечения полосы.Width - the upper bound of the distances between all possible pairs of points of the border of the cross section of the strip.
Кромка - край чего-либо, в частности, край электрода.Edge - the edge of something, in particular, the edge of the electrode.
Передняя кромка осадительного электрода - передний край осадительного электрода.The leading edge of the collecting electrode is the leading edge of the collecting electrode.
Задняя кромка осадительного электрода - задний край осадительного электрода.The trailing edge of the collecting electrode is the trailing edge of the collecting electrode.
Передняя кромка отталкивающего электрода - передний край отталкивающего электрода.Leading Edge of the Repulsion Electrode - The leading edge of the repulsion 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, изображенным на фигурах.The following is an explanation of the drawings shown in the figures.
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 by an
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 collecting electrodes there are repulsive electrodes, for example, in the
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 collecting 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 collecting 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 collecting electrodes to the corona electrode are different. This contributes to the creation of an inhomogeneous 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
Lmin/Lmax=k, (1) Lmin / Lmax =k, (1)
где k - величина, принимающая значения от 0.5 до 0.9999.where k is a value that takes values from 0.5 to 0.9999.
Так при Lmin=50 мм и k=0.5 Lmax=100 мм.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.At
При Lmin =50 мм и k=0.900 Lmax=55.55 мм.At
При Lmin=40 мм и k=0.990 Lmax=40.40 мм.At 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.At 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.At 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 figure 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 repulsive electrodes to the corona electrode are the same or the distances differ, and the ratio of the minimum of the distances to the maximum distances is determined by the dependence:
Zmin/Zmax=e, (2) Zmin /Zmax = e, (2)
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.
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.At Z min =60 mm and e=0.7 Z max =85.71 mm.
При Zmin=60MM И е=0.9 Zmax=66.67 мм.At Z min =60MM And e=0.9 Z max =66.67 mm.
При Zmin=45 мм и е=0.99 Zmax=45.46 мм.At 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.At 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.At 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
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
Р=рН, (3)Р=рН, (3)
где р - величина, принимающая значения от 1 до 20 кВ/см.where p is a value that takes 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=1 кВ/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
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 the following. The
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 the longitudinal section (see figure 1) of the 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 the longitudinal section (see figure 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 collecting electrodes along the shortest distance takes on a value of 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 version of the layout of the device: in the longitudinal section of the electric air purifier, the angle between the lines connecting the corona electrode and the extreme collecting electrodes along the shortest distance takes on the value of 90.
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 the longitudinal section of the electric air purifier, the diameter of
При этом в продольном сечении электрического очистителя воздуха диаметр утолщения осадительного электрода определяют по зависимости:At the same time, in the longitudinal section of the electric air purifier, the diameter of the thickening of the collecting electrode is determined by the dependence:
Dyo=Dkd, (4)D yo =D k d, (4)
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 greater the value of d in formula (3), the greater the potential difference between the corona electrode and the collecting 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 collecting electrode 28 (see Fig.3) contains a thickening 29 on the leading edge of the electrode and 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 repelling
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 thickening located in the middle part or on the rear edge of the collecting electrode does not exceed the diameter of the thickening located on the leading edge of the collecting 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 rear edge of the repulsive electrode does not exceed the diameter of the bulge located on the leading edge of the repulsive electrode.
Позицией 81 на фиг.3, 4, 5, 6 обозначен турбулентный воздушный поток, в том числе у вблизи поверхности осадительного электрода.
На фиг.4 представлен выносной элемент I с фиг.3.Figure 4 shows the remote element I from figure 3.
Позицией 83 обозначено осаждение пыли на поверхности электрода.
На фиг.5 представлен выносной элемент II с фиг.3.Figure 5 shows the remote element II from 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
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 shows the remote element III from figure 3. In the longitudinal section of the electric air purifier, on large surfaces of the collecting electrode strip, alternating protrusions and recesses are made.
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 shows the remote element IV from figure 3. In the longitudinal section of the electric air purifier, on
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.Figure 8 shows the remote element V from figure 3. In the longitudinal section of the electric air purifier, on
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 length of the section.
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 the section B-B in Fig.3 of the electric air purifier on the
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 collecting 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, on the
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 collecting
И в поперечном сечении электрического очистителя воздуха (см. фиг.9) на бóльших поверхностях 44 и 45 полосы отталкивающего 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), the
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 length of the section.
На фиг.10 представлено продольное сечение 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 on the
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) on the
Как указывалось выше, осадительный электрод содержит утолщение на передней кромке электрода и полосу, расположенную за утолщением (см. фиг.1,2, 3 и 12).As mentioned above, the collecting electrode contains a bulge on the leading edge of the electrode and a strip located behind the bulge (see Fig.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.Figure 12 shows the longitudinal sections of the collecting electrodes with different forms of bulges on the leading edges of the electrodes. The repulsive electrodes can also have the same shape. On each section, points are indicated, between which characteristic sections of the longitudinal section are enclosed. In Fig.12, the thickening is indicated by the
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 site of the section boundary 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 collecting 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 that absorbs 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 of the 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 dotted line between
Утолщение может быть расположено и в срединной части электрода.The thickening can also 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.Figure 13 shows a longitudinal section of the collecting electrode with a
На фиг.14 представлены элементы (участки) продольного сечения осадительного электрода.Figure 14 shows the elements (sections) of the longitudinal section of the collecting 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
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 collecting 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 электродовwhere N o - the number of collecting electrodes
Устройство питания содержит трансформатор, умножитель напряжения, выпрямитель.The power supply device contains 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 мм до 5 мм.The thickness of the collecting electrode strip located behind the thickening takes values from the range from 0.5 mm to 5 mm.
Длина полосы осадительного электрода, расположенной за утолщением на передней кромке электрода, принимает значения из диапазона от 10 мм до 100 мм.The length of the strip of the collecting electrode, located behind the thickening on the leading edge of the electrode, takes values from the range from 10 mm to 100 mm.
Ширина полосы осадительного электрода, расположенной за утолщением на передней кромке электрода, - от 50 мм до 500 мм.The width of the strip of the collecting electrode, located behind the thickening on the leading edge of the electrode, is from 50 mm to 500 mm.
Толщина полосы отталкивающего электрода, расположенной за утолщением, принимает значения из диапазона от 0.5 мм до 5 мм.The thickness of the strip of the repulsive electrode located behind the thickening takes values from the range from 0.5 mm to 5 mm.
Длина полосы отталкивающего электрода, расположенной за утолщением на передней кромке отталкивающего электрода, принимает значения из диапазона от 5 мм до 80 мм.The length of the strip of the repulsive electrode, located behind the thickening on the leading edge of the repulsive electrode, takes values from the range from 5 mm to 80 mm.
Ширина полосы отталкивающего электрода, расположенной за утолщением на передней кромке отталкивающего электрода, - от 50 мм до 500 мм.The width of the repulsive electrode strip located behind the thickening on the leading edge of the repulsive electrode is from 50 mm to 500 mm.
Геометрические размеры электродов электрического очистителя воздуха, применяемого в промышленности, могут быть существенно больше.The geometric 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 from 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.At a value from 10 to 100% of the length of the larger surface of the border of the cross section of the strip, longitudinal corrugations and/or alternating protrusions and recesses are located.
Наличие на поверхностях полосы рифлей или чередующихся выступов и углублений приводит к увеличению площади поверхности полосы.The presence of grooves or alternating protrusions and recesses on the surfaces of the strip 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 20 000 мм2.For example, the strip has a length of 50 mm, a width of 200 mm. Then the area of 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 40 000 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 corrugations are applied to the surface of the strip (as shown in figure 5) with dimensions: the width of the corrugation is 0.5 mm, the depth is 1 mm, the length is 200 mm (equal to the width of the strip), the distance between the corrugations is 0.5 mm. Then the number of grooves on the two surfaces of the strip will be 100 pieces. The total surface of the side walls of the corrugation will be 40,000 mm 2 , which is twice the surface of a smooth strip. If the depth of the grooves increases, then the surface of the side walls of the grooves increases, and hence the total surface of the strip.
Работает электрический очиститель воздуха следующим образом. Задачей изобретения является повышение производительности и качества очистки воздуха от пыли, аэрозоля, дыма, пара, бактерий, клещей и вирусов с одновременным не превышением ПДК озона в очищенном воздухе.The electric air purifier works as follows. The objective of the invention is to increase the productivity and quality of air purification from dust, aerosol, smoke, steam, bacteria, mites and viruses while not exceeding the MPC of ozone in the 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 entire set of features of an independent claim. The achievement of the claimed effect is confirmed experimentally. Strengthening the effect, in private embodiments of the invention, can be achieved through the use of additional features given 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 превышена 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 layout of the electrodes proposed in the invention makes it possible to provide a sufficiently high flow velocity (2.2 m/s or more) for a discharge gap of 3 to 50 cm. In this case, the MPC of ozone in the air flow will not be exceeded. An important role is played by the use of a single corona electrode in the form of a wire or rod and the placement of a group of collecting (non-corona) electrodes equidistant from this discharge electrode, as, for example, shown in figure 1, or by placing the collecting electrodes at different distances from the discharge electrode, satisfying 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.The collecting electrodes contain strips that form a directed air flow, 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.Corona is positive. A positive voltage U + is applied to the corona electrode, and a negative (relative to earth) voltage U - is applied to the group of collecting (non-corona) electrodes. When implementing the above measures, it is possible to significantly increase the voltage between the corona and collecting electrodes, to ensure the potential difference between the corona electrode and the collecting electrode from 10 to 100 kV. It is not advisable to raise the voltage above 100 kV - the dimensions are growing and the threat of breakdown is growing. It is not advisable 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 стенок.It is possible to reduce the risk of breakdown and maintain the ultracorona mode, which has a low ozone yield, without showing any signs of the corona streamer mode or other glows, due to the location of one or more insulating ledges 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, используемого 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 required level of primary electrons at the boundary of the volume ionization region is achieved due to photoionization due to exposure to hard UV radiation arising from the interaction of electrons accelerated in a sharply increasing field with 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 fail to gain an energy exceeding several tens of eV due to frequent inelastic collisions at atmospheric air pressure. Hard UV radiation, which generates photoelectrons, also plays a significant role in cleaning the air from pathogens. Experimental studies of the emission spectra of the positive corona demonstrate a number of bright lines in the wavelength range of 0.1-0.4 μm, including the brightest lines due to the excitation of the first positive system of the N 2 nitrogen molecule and the second negative system of the nitrogen ion N 2 + .
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, область ионизации и дрейфа положительных ионов разделены в пространстве, но процессы ионизации и дрейфа ионов осуществляются одновременно.Positively charged ions 84 (i.e., of the same polarity as the corona electrode 91), under the influence of the field, are carried out to the region of low intensity, where there is no ionization, and drift to the opposite (precipitating)
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 outer unipolar region of the corona discharge, which close the current to the precipitation (non-corona) electrodes, leads to the appearance of a directed air flow (wind [1]) due to the transfer 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 the ultracorona 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.Velocity and total flow are highly 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 flow area of the channels for air movement between the collecting electrodes and depends in a rather complex way on the number and location of the corona electrodes and collecting 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 ultracorona current (and, accordingly, the air flow rate) is achieved with one corona electrode, to which all thickenings of the collecting (non-corona) electrodes, to which the current flows, are “visible”. Moreover, the maximum speed of the air flow is achieved when the collecting electrodes are equidistant from the corona electrode. When the collecting electrodes are at different distances from the corona electrode, the inhomogeneity 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 to ∅ 0.05 mm), the current and air flow velocity increase somewhat, and the ozone yield decreases.
Устойчивость ультракороны несколько возрастает, если позволить некоронирующим электродам иметь некоторый отрицательный потенциал:The stability of the ultracorona 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).This also reduces the concentration of ions in the vicinity of the device and has the advantage of reducing the electrification of plastic parts. A more dramatic reduction in the concentration of air ions is provided by a metal or low-conductive mesh, frame or grate at the inlet of the electric air purifier and at its outlet. Grids are installed on the inlet and/or outlet openings. The frames are installed around the perimeter of the inlet and/or outlet openings (holes for
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 speed of the air flow. However, in this case, streamers and other luminous inhomogeneities, which are clearly visible in the dark, appear, and the ultracorona regime can pass into a positive streamer corona or into another form of discharge. It turned out that the root cause of these phenomena is associated with the presence of the boundary of the corona cover due to the finite 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 case, as shown in figure 1), it is possible to significantly increase the range of voltages (and currents) when the ultracorona mode is maintained. The stability of the ultracorona (maximum current) also depends on the design of the collecting electrodes and their mutual arrangement. The stability of the ultracorona is relatively low for the design of a collecting electrode based on a metal mesh and is 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 collecting electrode relative to the diameter of the corona electrode increases the stability of the ultracorona.
Как известно, основной реакцией синтеза озона является трехтельная реакцияAs is known, the main reaction of ozone synthesis is the three-body reaction
O2+О+М=О3+М,O 2 + O + M \u003d O 3 + M,
где О2 - молекула кислорода;where O 2 is an oxygen molecule;
О - атомарный кислород;O - atomic oxygen;
М - любой компонент воздуха (N2, O2, Аr, СO2, О и др.);M - any component of air (N 2 , O 2 , A r , CO 2 , O, etc.);
компоненты реакции O2, О, М, О3 могут быть и в колебательно- и электронно-возбужденных состояниях.the reaction components O 2 , O, M, O 3 can also be in vibrational 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 rate of dissociation of O 2 is reduced and the processes of atomic oxygen leaving are efficient.
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 yield 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 of various forms of corona discharge at a comparable corona current showed that the ozone yield is relatively low only for the ultracorona regime, with a noticeable decrease with an increase in the ultracorona discharge gap.
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 yield of ozone is related to the dependence of the rate of chemical reactions on temperature. Since the most intensive production of atomic oxygen occurs in the corona sheath, it is sufficient to heat only the corona wire. Indeed, it turned out that with a relatively small heating of the wire, the ozone yield decreases. Depending on the discharge conditions and the parameters of the corona wire, the decrease is 1.6–2 times, and the optimum width of about ±5 degrees is in the temperature range from 40 to 120°C. Note that this local minimum differs from the monotonic decrease in the ozone yield with increasing temperature described in [2] upon 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 бóльшая цифра относится к маленьким помещениям, а меньшая - к бóльшим, 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 honeycomb 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 reduction in the flow rate is 7-18%, respectively. A more significant aspect of their application is different: there is a decrease of about 5-2 times the maximum steady-state concentration of ozone in the room with the continuous operation of an electric air purifier, and the larger figure refers to small rooms, and the smaller one to larger ones, where the maximum steady-state concentration is more likely of everything, and so it 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 influx is caused by other devices.
В процессе работ над изобретением был разработан и изготовлен опытный образец электрического очистителя воздуха, у которого разрядный промежутком 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 working 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 collecting (non-corona) electrodes was six, the number of repulsive electrodes - five, 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.Achieved in the prototype, the average air flow rate over the outlet section is higher than 2.2 m/s with an ozone concentration significantly lower than 30 μg/m 3 , in the framework of the claimed invention, demonstrates a compromise between the air flow rate, ozone production 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 hepo-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 household and industrial electrostatic precipitators. The fundamentally important advantage of the claimed air purifier compared to analogues on hepo filters is, in addition to those already noted above, the efficiency of cleaning from dust and pathogens, noiselessness and economy, maintaining a high degree of air purification from dust and microorganisms with a size of 0.1 microns or less. In the discharge gap, positive ions charge the particles, which causes them, when moving together with the gas flow, to move under the action of an electric field and diffusion to the collecting electrodes and stick to them. The classic version of the air cleaner is implemented by placing repulsive electrodes with a positive potential relative to the collecting electrodes (see figure 1). As a result, the role of the drift motion of dust particles directed towards the collecting electrode in the electric field increases (see Figs. 15 and 16). In Fig.15,
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 flow turbulence created, for example, by fluting or alternating protrusions and recesses on large strip surfaces (see Fig.3-8) or due to the existing thickening on the leading edge of the collecting electrode (see Fig. .1-3) and adding a similar thickening on the leading edge and in the middle part of the repulsive electrode strip. The effect is associated with an increase in the efficiency of dust grain charging processes and an increase in the contribution of the diffusion component of the dust grain flow to the collecting electrode, since the coefficient of turbulent diffusion of dust grains 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.Increasing the surface of the collecting electrodes reduces the concentration of dust in the purified air. However, increasing the surface by increasing the length of the collecting electrode strip leads to an increase in the resistance to air movement in the device and, as a result, to a decrease in the flow rate through the electric air purifier. Therefore, in the invention, an increase in the surface area of the collecting electrode strips is achieved by applying longitudinal and transverse corrugations (as well as protrusions and depressions) to 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 adhesion of
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 collecting electrode strips contributes to a decrease in the concentration of 84 ions in the purified air stream, since in a nonuniform electric field, ions are more efficiently attracted to the surface of the collecting electrode.
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 lines of force of the electric field 90 (see Fig.16) are closed on the edges of the recesses and corrugations, as well as on 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 the 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, выполненного с возможностью обеспечения разности потенциалов между сеткой и осадительным электродом до 0.8 величины разности потенциалов между коронирующим электродом и осадительным электродом.An electric air purifier is made in such a way that behind the inlets on the housing there is a grid or grid of conductive material, electrically connected directly or through resistance with a constant bipolar voltage device, configured to provide a potential difference between the grid and the collecting electrode up to 0.8 of the potential difference between corona electrode and collecting electrode.
Кроме того, на выходе из электрического очистителя воздуха перед выходными отверстиями корпуса расположен сотовый озоновый фильтр.In addition, a honeycomb ozone filter is located at the outlet of the electric air purifier in front of the housing outlets.
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 screens also improves the efficiency of dust collection. 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 improves the quality of air purification from dust, other harmful substances and microorganisms by increasing the surfaces of the collecting electrodes. The surface of the collecting electrodes is increased due to the arrangement of strips of corrugations and/or protrusions and recesses on large surfaces. The increase in the surface of the strips was achieved without increasing the dimensions of the electrodes and the air purifier as a whole. Areas were created on the surfaces of the strips of collecting electrodes due to corrugations, protrusions and recesses, which prevent dust from slipping over the surfaces of the electrodes. In addition, sections are created on the surfaces of the strips of the collecting electrodes due to the corrugations, protrusions and recesses, which effectively turbulize the air flow in the channels for the movement of air and near the surfaces of the collecting 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 supply device to create an electric field that provides a directed movement of ions (as well as charged dust particles and other particles) in the direction from the corona electrode to the collecting electrodes, as well as from the repulsive electrodes to the collecting 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 radiation from leaving the channels for air movement due to re-reflections, it is advisable to increase the absorbing properties of the surface by taking the following actions: recesses with a protrusion height from 0.1 to 100 µm and a recess depth from 0.1 to 100 µm; in the cross section of the electric air purifier, on large surfaces of the collecting electrode strip, there are 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 µm and a recess depth of 0.1 to 100 µm.
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, on large surfaces of the repulsive electrode strip, there are transverse corrugations with a depth of 0.1 to 100 µm or alternating protrusions and recesses with a protrusion height of 0.1 to 100 µm and a recess depth of 0.1 to 100 µm; in the cross section of the electric air purifier on large surfaces of the strip of the repulsive electrode, 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 recess depth of 0.1 to 100 microns are made.
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, the design and relative position of the electrodes provide an increase in the speed of the air flow created by the electric air purifier during operation due to the movement of positively charged ions from the corona electrode to the collecting electrodes with a simultaneous decrease in the concentration of ozone and positively charged ions in the air that has passed 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 collecting electrodes. The inhomogeneity of the field, to a greater extent, is achieved by the presence of corrugations, recesses and protrusions on the surface of the strips of collecting electrodes. Increasing the airflow rate results in an increase in 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 the movement of air, due to the presence on the surfaces of the precipitation and/or repulsive electrodes of the corrugation, alternating protrusions and depressions, the absorption of radiation emanating from the ultracorona with wavelengths that are multiples of 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.The electric air purifier may be configured to include a motion sensor that activates the air purifier when a person, animal, or 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 (23)
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 RU2393021C1 (en) | 2010-06-27 |
RU2393021C9 true 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) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE531797C2 (en) * | 2008-04-07 | 2009-08-04 | Paer H Henriksson | Arrangement and method for damaging microorganisms with an electric field and uses of the arrangement |
RU2453377C1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-06-20 | Юрий Алексеевич Криштафович | Electrical air cleaner |
Citations (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 |
US20030234618A1 (en) * | 2002-06-21 | 2003-12-25 | Krichtafovitch Igor A. | Method of and apparatus for electrostatic fluid acceleration control of a fluid flow |
US20040217720A1 (en) * | 2002-07-03 | 2004-11-04 | Krichtafovitch Igor A. | Electrostatic fluid accelerator for and a method of controlling fluid flow |
US20080030920A1 (en) * | 2004-01-08 | 2008-02-07 | Kronos Advanced Technologies, Inc. | Method of operating an 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
Patent Citations (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 |
US20030234618A1 (en) * | 2002-06-21 | 2003-12-25 | Krichtafovitch Igor A. | Method of and apparatus for electrostatic fluid acceleration control of a fluid flow |
US20040217720A1 (en) * | 2002-07-03 | 2004-11-04 | Krichtafovitch Igor A. | Electrostatic fluid accelerator for and a method of controlling fluid flow |
US20080030920A1 (en) * | 2004-01-08 | 2008-02-07 | Kronos Advanced Technologies, Inc. | Method of operating an electrostatic air cleaning device |
WO2008057262A2 (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-15 | Krichtafovitch Igor A | Range hood with electrostatically assisted air flow and filtering |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2393021C1 (en) | 2010-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jaworek et al. | Two-stage electrostatic precipitators for the reduction of PM2. 5 particle emission | |
Chang et al. | Corona discharge processes | |
US7785404B2 (en) | Ionic air purifier with high air flow | |
EP1232013B1 (en) | Method and apparatus for particle agglomeration | |
US7608135B2 (en) | Air conditioning system with modular electrically stimulated air filter apparatus | |
US10994282B2 (en) | Electric precipitator air pollution control device | |
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 | |
US20070234905A1 (en) | High performance electrostatic precipitator | |
CN106999949B (en) | Electrostatic filter for purifying a gas flow | |
AU2004302996A1 (en) | Discharge device and air purifying device | |
US11117138B2 (en) | Systems and methods for gas cleaning using electrostatic precipitation and photoionization | |
RU2393021C9 (en) | Electric air cleaner | |
RU2492394C2 (en) | Device for air ventilation | |
US20230140445A1 (en) | Electrostatic separator | |
KR102064043B1 (en) | Electric dust collect device and air cleaner employing the same | |
RU2393022C1 (en) | Electric air cleaner | |
Yun et al. | A novel polymer-arrayed electrostatic precipitator with electrical resistance material for the removal of fine particles | |
El Dein et al. | Experimental and simulation study of V–I characteristics of wire–plate electrostatic precipitators under clean air conditions | |
RU87104U1 (en) | ELECTRIC AIR CLEANER | |
RU2431785C2 (en) | Ion fan filter | |
Tian et al. | Development and experimental investigation of the narrow-gap coated electrostatic precipitator with a shield pre-charger for indoor air cleaning | |
RU2453377C1 (en) | Electrical air cleaner | |
JP2010207676A (en) | Electric dust collector | |
RU2733395C1 (en) | Electrophysical device for cleaning gases from environmentally harmful impurities, air disinfection and sterilization | |
Botvinnik et al. | High-efficiency portable electrostatic air cleaner with insulated electrodes (January 2007) |
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 |