RU2656970C2 - Method of increasing electrical wind speed - Google Patents

Method of increasing electrical wind speed Download PDF

Info

Publication number
RU2656970C2
RU2656970C2 RU2016135129A RU2016135129A RU2656970C2 RU 2656970 C2 RU2656970 C2 RU 2656970C2 RU 2016135129 A RU2016135129 A RU 2016135129A RU 2016135129 A RU2016135129 A RU 2016135129A RU 2656970 C2 RU2656970 C2 RU 2656970C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
systems
corona
accelerating
ions
Prior art date
Application number
RU2016135129A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016135129A3 (en
RU2016135129A (en
Inventor
Николай Михайлович Верещагин
Владимир Владимирович Васильев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет"
Priority to RU2016135129A priority Critical patent/RU2656970C2/en
Publication of RU2016135129A3 publication Critical patent/RU2016135129A3/ru
Publication of RU2016135129A publication Critical patent/RU2016135129A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2656970C2 publication Critical patent/RU2656970C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

FIELD: instrument engineering.
SUBSTANCE: method and device for increasing the speed of electric wind refer to the field of creating gas flows and can be used in purging systems, ventilation systems, systems of air cleaning from dust, bacterial and chemical pollution in industrial premises, as well as in air ozonation systems. Method for increasing the speed of electric wind is to apply a high voltage to the corona and precipitating electrodes, arranged in rows parallel to the gas flow. Ions, after the precipitating electrodes, are directed to the accelerator space, which is located behind the precipitating electrodes. For this, additional electrodes are installed after the precipitating electrodes, which are located opposite the precipitating electrodes, in parallel with them, while they are supplied with a voltage that is accelerating for the ions.
EFFECT: method and device can be used in purging systems, ventilation systems, systems of air cleaning from dust, bacterial and chemical pollution in industrial premises, as well as in air ozonation systems.
1 cl, 3 dwg

Description

Способ увеличения скорости электрического ветра относится к области создания газовых потоков и может быть использован в системах продувки, вентиляции, очистки воздуха от пылевых, бактериальных и химических загрязнений в производственных помещениях, а также озонирования воздуха.A method of increasing the speed of electric wind relates to the field of creating gas flows and can be used in purge, ventilation, air purification from dust, bacterial and chemical contaminants in industrial premises, as well as air ozonation.

Известен вентилятор-озонатор, включающий корпус, внутри которого расположены несколько рядов пластинчатых электродов, выполненных в аэродинамически профилированном виде с прикрепленными острийными излучателями [1].Known fan-ozonizer, including a housing, inside which there are several rows of plate electrodes made in aerodynamically profiled form with attached tip emitters [1].

Недостатками этого устройства являются сложная конструкция электродов, выполненных в аэродинамически профилированном виде, где к заостренному ребру каждой пластины прикреплены стержневые острийные излучатели, и низкая скорость воздушного потока (не более 1,08 м/с).The disadvantages of this device are the complex design of the electrodes, made in an aerodynamically profiled form, where rod pointed emitters are attached to the pointed edge of each plate, and a low air velocity (not more than 1.08 m / s).

Известно устройство для вентиляции воздуха, содержащее коронирующие и осадительные электроды, расположенные параллельно потоку газа, одна сторона коронирующего электрода является коронирующей в направлении воздушного потока, при этом осадительные электроды выполнены в виде сплошных пластин [2].A device for air ventilation is known, containing corona and precipitation electrodes located parallel to the gas flow, one side of the corona electrode is corona in the direction of air flow, while the precipitation electrodes are made in the form of continuous plates [2].

Недостатками этого устройства являются большая потребляемая мощность, большая масса и высокая стоимость, т.к. осадительные электроды выполнены из сплошных пластин. Устройство обладает низким КПД, что обусловлено расположением коронирующих электродов между сплошными осадительными электродами.The disadvantages of this device are the large power consumption, large mass and high cost, because Precipitation electrodes are made of continuous plates. The device has a low efficiency, which is due to the location of the corona electrodes between the solid precipitation electrodes.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ увеличения скорости электрического ветра и устройство для его осуществления, содержащее электроды с излучателями, расположенные рядами параллельно потоку газа, поток газа, ускоренный в пространстве между первым основным коронирующим и первым осадительным коронирующим электродами, направляют в пространство между первым осадительным коронирующим и вторым основным коронирующим электродами, затем вторым основным коронирующим и вторым осадительным коронирующим электродами и т.д. [3].The closest in technical essence and the achieved effect is a method of increasing the speed of an electric wind and a device for its implementation, containing electrodes with emitters arranged in rows parallel to the gas flow, the gas flow accelerated in the space between the first main corona and the first sedimentation corona electrodes is directed into the space between the first precipitation corona and the second main corona electrodes, then the second corona and the second corona uyuschim electrodes etc. [3].

Недостатками данного способа являются относительно низкая скорость электрического ветра (для 5-ти каскадной электродной системы не более 3,2 м/с), низкий КПД, т.к. в данном устройстве применяется и отрицательный и положительный коронный разряд, поэтому часть ионов, образовавшихся в первом промежутке и пролетевших за его пределы, попадают в тормозящее поле следующего межэлектродного промежутка и образуют встречный поток, снижающий общую скорость электрического ветра.The disadvantages of this method are the relatively low speed of the electric wind (for a 5-cascade electrode system of not more than 3.2 m / s), low efficiency, because In this device, both negative and positive corona discharge are used, therefore, some of the ions formed in the first gap and flying beyond it fall into the braking field of the next interelectrode gap and form a counter flow, which reduces the total speed of the electric wind.

Основным техническим результатом предлагаемого способа является увеличение скорости электрического ветра и увеличение КПД.The main technical result of the proposed method is to increase the speed of the electric wind and increase the efficiency.

Технический результат достигается тем, что способ увеличения скорости электрического ветра заключается в подаче высокого напряжения на коронирующие и осадительные электроды, расположенные рядами параллельно потоку газа, ионы после осадительных электродов направляют в ускорительное пространство, которое расположено за осадительными электродами. Для этого после осадительных электродов устанавливают дополнительные электроды, которые расположены напротив осадительных электродов, параллельно им, при этом на них подают напряжение, являющееся ускоряющим для ионов.The technical result is achieved by the fact that the method of increasing the speed of the electric wind is to supply high voltage to the corona and precipitation electrodes located in rows parallel to the gas flow, the ions after the precipitation electrodes are sent to the accelerator space, which is located behind the precipitation electrodes. To do this, after the precipitation electrodes, additional electrodes are installed, which are located opposite the precipitation electrodes, parallel to them, while they are supplied with a voltage that is accelerating for ions.

На фиг. 1 схематически изображена электродная система двухрядного устройства, созданного по способу увеличения скорости электрического ветра, и схема подключения электродов к источнику питания, где 1 - коронирующие электроды, стрелка указывает на коронирующую сторону; 2 - осадительные электроды; 3 - ускоряющие электроды. На фиг. 2 приведены экспериментальные данные зависимости средней скорости воздушного потока на выходе от потребляемой мощности для однорядного устройства без ускоряющих электродов и однорядного устройства с ускоряющими электродами на выходе при различных значениях напряжения на коронирующем электроде U1<U2<U3. На фиг. 3 приведены экспериментальные данные зависимости КПД от потребляемой мощности для однорядного устройства без ускоряющих электродов и однорядного устройства с ускоряющими электродами на выходе при различных значениях напряжения на коронирующем электроде U1<U2<U3.In FIG. 1 schematically shows the electrode system of a two-row device created by a method of increasing the speed of an electric wind, and a diagram of connecting electrodes to a power source, where 1 is a corona electrode, the arrow indicates the corona side; 2 - precipitation electrodes; 3 - accelerating electrodes. In FIG. Figure 2 shows the experimental data of the dependence of the average air velocity at the outlet on the power consumption for a single-row device without accelerating electrodes and a single-row device with accelerating electrodes at the output for different values of the voltage on the corona electrode U1 <U2 <U3. In FIG. Figure 3 shows the experimental data of the dependence of the efficiency on the power consumption for a single-row device without accelerating electrodes and a single-row device with accelerating electrodes at the output for different values of the voltage on the corona electrode U1 <U2 <U3.

В устройстве коронирующие электроды 1 располагаются рядами параллельно потоку воздуха, тем самым уменьшая сопротивление воздушному потоку (фиг. 1). Параллельно осадительным электродам 2 устанавливаются ускоряющие электроды 3 на фиксированном расстоянии L2 . Такое расположение ускоряющих электродов позволяет создать более однородное распределение электрического поля во втором промежутке и уменьшить сопротивление потоку газа.In the device, the corona electrodes 1 are arranged in rows parallel to the air flow, thereby reducing the resistance to air flow (Fig. 1). In parallel to the precipitation electrodes 2 , accelerating electrodes 3 are installed at a fixed distance L2 . This arrangement of accelerating electrodes allows you to create a more uniform distribution of the electric field in the second gap and reduce the resistance to gas flow.

Устройство можно масштабировать: увеличение числа рядов позволяет на выходе увеличить площадь выходного окна, что увеличивает производительность устройства. При этом верхние осадительные и ускоряющие электроды первого ряда являются нижними осадительными и ускоряющими электродами для второго ряда и т.д. (фиг. 1). Это позволяет экономить материал, из которого изготавливаются электроды.The device can be scaled: an increase in the number of rows allows the output to increase the area of the output window, which increases the productivity of the device. In this case, the upper precipitation and accelerating electrodes of the first row are the lower precipitation and accelerating electrodes for the second row, etc. (Fig. 1). This saves the material from which the electrodes are made.

Устройство работает следующим образом. К коронирующим электродам подключается отрицательный полюс, а к ускоряющим электродам - положительный полюс источника высокого напряжения. Осадительные электроды заземляются и находятся под нулевым потенциалом. При подаче высокого напряжения на остриях коронирующего электрода зажигается отрицательный коронный разряд. Ионы, образовавшиеся в разряде, под действием электрического поля начинают ускоряться вдоль силовых линий по направлению к осадительным электродам. При движении ионы сталкиваются с нейтральными молекулами воздуха, вовлекая их в направленное движение. В результате столкновений происходит передача импульса от ускоренных в электрическом поле ионов к нейтральным молекулам воздуха и скорость направленного движения распространяется на соседние участки объема.The device operates as follows. The negative pole is connected to the corona electrodes, and the positive pole of the high voltage source is connected to the accelerating electrodes. Precipitation electrodes are grounded and are at zero potential. When a high voltage is applied to the tips of the corona electrode, a negative corona discharge is ignited. The ions formed in the discharge, under the influence of an electric field, begin to accelerate along the lines of force towards the precipitation electrodes. When moving, ions collide with neutral air molecules, involving them in directional motion. As a result of collisions, a pulse is transferred from ions accelerated in an electric field to neutral air molecules and the speed of directional motion propagates to neighboring parts of the volume.

Часть отрицательных ионов вместе с нейтральными молекулами газа пролетают за пределы осадительных электродов, где вновь оказываются в ускоряющем поле, т.к. ускоряющий электрод находится под положительным потенциалом.Some of the negative ions, together with neutral gas molecules, fly beyond the boundaries of the precipitation electrodes, where they again find themselves in an accelerating field, because the accelerating electrode is at a positive potential.

В предлагаемом способе для увеличения скорости электрического ветра применение ускоряющего пространства позволяет существенно повысить КПД по сравнению с прототипом. Это достигается за счет того, что в ускоряющем промежутке L2 нет затрат на организацию электрического разряда в газе, энергия затрачивается только на перемещение ионов и соответственно нейтральных молекул газа.In the proposed method to increase the speed of the electric wind, the use of accelerating space can significantly increase the efficiency compared to the prototype. This is achieved due to the fact that in the accelerating gap L2 there is no cost for organizing an electric discharge in a gas, energy is expended only in moving ions and, accordingly, neutral gas molecules.

Расстояние L2 выбирается из условия электропрочности для заданной максимальной величины напряжения на ускоряющем электроде. Чем больше напряженность поля в ускоряющем промежутке L2 , тем больше скорость ионов: υiiE, где μi - подвижность ионов, Е - напряженность электрического поля и соответственно скорость воздушного потока.The distance L2 is selected from the condition of electric strength for a given maximum voltage value on the accelerating electrode. The greater the field strength in the accelerating gap L2 , the higher the ion velocity: υ i = μ i E, where μ i is the mobility of the ions, E is the electric field strength and, accordingly, the speed of the air flow.

Из экспериментальных зависимостей фиг. 2 видно, что скорость воздушного потока на выходе устройства с использованием ускоряющих электродов больше, чем в такой же установке без ускоряющих электродов при одинаковой потребляемой мощности. Рост скорости воздушного потока для устройства с ускоряющими электродами происходит за счет увеличения положительного напряжения. Увеличение скорости происходит как в области начальных рабочих напряжений отрицательной короны (напряжение U1), так и в предпробойной области коронного разряда (напряжение U3). В предложенном устройстве можно получать скорости воздушного потока более 4 м/с при использовании только одного коронирующего электрода, тогда как в прототипе максимальная скорость для 5-ти каскадной электродной системы равна 3,2 м/с.From the experimental dependences of FIG. 2 it can be seen that the speed of the air flow at the outlet of the device using accelerating electrodes is greater than in the same installation without accelerating electrodes at the same power consumption. The increase in air velocity for a device with accelerating electrodes occurs due to an increase in positive voltage. The increase in speed occurs both in the region of the initial working stresses of the negative corona (voltage U1) and in the pre-breakdown region of the corona discharge (voltage U3). In the proposed device, it is possible to obtain air flow velocities of more than 4 m / s using only one corona electrode, while in the prototype the maximum speed for a 5-stage electrode system is 3.2 m / s.

На экспериментальных зависимостях КПД от потребляемой мощности, изображенных на фиг. 3, видно существенное преимущество в 2÷3,5 раза при использовании ускоряющих электродов. КПД также увеличивается с увеличением величины положительного напряжения на ускоряющих электродах, во всем рабочем диапазоне напряжений для отрицательного коронного разряда.In the experimental dependences of the efficiency on the power consumption shown in FIG. 3, a significant advantage of 2 ÷ 3.5 times is seen when using accelerating electrodes. The efficiency also increases with increasing positive voltage across the accelerating electrodes, over the entire working voltage range for negative corona discharge.

Ускоряющие электроды могут устанавливаться на выход многокаскадных электродных систем, параллельно осадительным электродам, что также увеличит выходную скорость электрического ветра при условии, что величина и потенциал напряжения на них являются ускоряющими для ионов.Accelerating electrodes can be installed at the output of multi-stage electrode systems, parallel to the precipitation electrodes, which will also increase the output speed of the electric wind, provided that the magnitude and potential of the voltage on them are accelerating for the ions.

Список литературыBibliography

1. Патент №2121115 С1, кл. F24F 3/16.1. Patent No. 2111115 C1, cl. F24F 3/16.

2. Патент №2492394 С2, кл. F24F 3/00.2. Patent No. 2492394 C2, cl. F24F 3/00.

3. Патент №2313732 С2, кл. F24F 3/16.3. Patent No. 2313732 C2, class. F24F 3/16.

Claims (1)

Способ увеличения скорости электрического ветра, заключающийся в подаче высокого напряжения на коронирующие и осадительные электроды, расположенные рядами параллельно потоку газа, отличающийся тем, что ионы после осадительных электродов направляют в ускорительное пространство, которое расположено за осадительными электродами, для этого после осадительных электродов устанавливают дополнительные электроды, которые расположены напротив осадительных электродов, параллельно им, при этом на них подают напряжение, являющееся ускоряющим для ионов.A method of increasing the electric wind speed, which consists in applying a high voltage to the corona and precipitation electrodes arranged in rows parallel to the gas flow, characterized in that the ions after the precipitation electrodes are directed into the accelerator space, which is located behind the precipitation electrodes, for this, additional electrodes are installed after the precipitation electrodes , which are located opposite the precipitation electrodes, parallel to them, while they are supplied with a voltage that is accelerating for ions.
RU2016135129A 2016-08-29 2016-08-29 Method of increasing electrical wind speed RU2656970C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135129A RU2656970C2 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Method of increasing electrical wind speed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135129A RU2656970C2 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Method of increasing electrical wind speed

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016135129A3 RU2016135129A3 (en) 2018-03-05
RU2016135129A RU2016135129A (en) 2018-03-05
RU2656970C2 true RU2656970C2 (en) 2018-06-07

Family

ID=61597105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016135129A RU2656970C2 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Method of increasing electrical wind speed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2656970C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181466C1 (en) * 2000-11-23 2002-04-20 Челябинский государственный агроинженерный университет Ionic air-cleaning fan
RU2212010C2 (en) * 2001-07-30 2003-09-10 Иркутская государственная сельскохозяйственная академия Device for cleaning air in stock farm
RU77944U1 (en) * 2008-05-04 2008-11-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный агроинженерный университет" ELECTROFILTER OZONATOR
RU2492394C2 (en) * 2011-11-21 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Device for air ventilation
US20150290352A1 (en) * 2012-04-23 2015-10-15 Mitsubishi Electric Corporation Corona discharge device and air-conditioning apparatus
RU163949U1 (en) * 2015-12-09 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" DEVICE FOR ELECTRIC WIND GENERATION

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181466C1 (en) * 2000-11-23 2002-04-20 Челябинский государственный агроинженерный университет Ionic air-cleaning fan
RU2212010C2 (en) * 2001-07-30 2003-09-10 Иркутская государственная сельскохозяйственная академия Device for cleaning air in stock farm
RU77944U1 (en) * 2008-05-04 2008-11-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный агроинженерный университет" ELECTROFILTER OZONATOR
RU2492394C2 (en) * 2011-11-21 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Device for air ventilation
US20150290352A1 (en) * 2012-04-23 2015-10-15 Mitsubishi Electric Corporation Corona discharge device and air-conditioning apparatus
RU163949U1 (en) * 2015-12-09 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" DEVICE FOR ELECTRIC WIND GENERATION

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016135129A3 (en) 2018-03-05
RU2016135129A (en) 2018-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201688515U (en) Air-conditioner with built-in air purification system
CN105268554A (en) Electrode structure, dust collecting method and air purifier
KR101984321B1 (en) Electrostatic precipitator
GB1227607A (en)
US10751729B2 (en) Electrostatic precipitor
Podlinski et al. Electrohydrodynamic secondary flow and particle collection efficiency in spike-plate multi-electrode electrostatic precipitator
RU163949U1 (en) DEVICE FOR ELECTRIC WIND GENERATION
RU2492394C2 (en) Device for air ventilation
US4381927A (en) Corona electrode apparatus
US9259742B2 (en) Electrostatic collecting system for suspended particles in a gaseous medium
CN203837157U (en) Plate type multistage air duct type fresh air purification system
RU2313732C2 (en) Method of and device to increase speed of electric wind
US9413274B2 (en) Wind energy installation
JP6837192B2 (en) Electrostatic precipitator
RU2656970C2 (en) Method of increasing electrical wind speed
RU2431785C2 (en) Ion fan filter
RU172524U1 (en) DEVICE FOR INCREASING THE SPEED OF ELECTRIC WIND
RU70800U1 (en) CELLULAR AIR IONIZER
CN213040606U (en) Purification mechanism with double ionization fields and range hood
RU2621386C1 (en) Method of increase of electric wind speed and device for its implementation
RU2181466C1 (en) Ionic air-cleaning fan
WO2016067554A1 (en) Electrostatic precipitator
RU2393021C9 (en) Electric air cleaner
US9574586B2 (en) System and method for an electrostatic bypass
CN211914183U (en) Air purification apparatus for separating airborne particles from an air stream

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190830