RU2790421C1 - Electrostatic air cleaning device and method for its application - Google Patents
Electrostatic air cleaning device and method for its application Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790421C1 RU2790421C1 RU2022117799A RU2022117799A RU2790421C1 RU 2790421 C1 RU2790421 C1 RU 2790421C1 RU 2022117799 A RU2022117799 A RU 2022117799A RU 2022117799 A RU2022117799 A RU 2022117799A RU 2790421 C1 RU2790421 C1 RU 2790421C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- filter
- electrostatic
- precipitator
- adsorption
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
[0001] Настоящее изобретение относится к области очистки воздуха посредством электростатических устройств.[0001] The present invention relates to the field of air purification by means of electrostatic devices.
Уровень техникиState of the art
[0002] Содержащиеся в воздухе мелкие частицы способны проникать в организм человека при дыхании, например в бронхи и легкие, и оказывать пагубные воздействия на дыхательную систему. Для снижения этого негативного воздействия в помещения устанавливают различные типы воздухоочистительных устройств. Одним из таких типов устройств являются электростатические очистители воздуха.[0002] Airborne fine particles can enter the human body during breathing, for example, into the bronchi and lungs, and have detrimental effects on the respiratory system. To reduce this negative impact, various types of air-purifying devices are installed in the premises. One of these types of devices are electrostatic air purifiers.
[0003] Принцип электронной очистки воздуха заключается в следующем. Воздух с взвешенными частицами пропускают через межэлектродный промежуток, в котором поддерживается коронный разряд. В результате такого разряда образуются ионы (положительные или отрицательные, в зависимости от знака коронного разряда). Ионы, сталкиваясь с частицами в воздухе, заряжают их (знак определяется зарядом иона). Далее поток воздуха направляется в сторону осадительного электрода (или фильтра-осадителя) посредством вентилятора. При достижении заряженной частицей поверхности осадительного электрода, она задерживается на нем благодаря силе электростатического притяжения, обусловленной наличием заряда на частице.[0003] The principle of electronic air purification is as follows. Air with suspended particles is passed through the interelectrode gap, in which the corona discharge is maintained. As a result of such a discharge, ions are formed (positive or negative, depending on the sign of the corona discharge). Ions, colliding with particles in the air, charge them (the sign is determined by the charge of the ion). Further, the air flow is directed towards the collecting electrode (or precipitating filter) by means of a fan. When a charged particle reaches the surface of the collecting electrode, it lingers on it due to the force of electrostatic attraction due to the presence of a charge on the particle.
[0004] Известна технология электростатической очистки воздуха компании ООО НПФ «Поток Интер» (Электронный ресурс. Режим доступа: https://potok.com/ru; Дата обращения: 24.06.2022 г.). Технология предназначена для электростатического обеззараживания воздуха, а именно для дезактивации содержащихся в нем бактерий. Обеззараживание воздуха осуществляется воздействием на микробные клетки и на вторичную и третичную структуры белков вирусов постоянными электрическими полями критической напряженности. Поток воздуха проходит через постоянные электрические поля, создаваемые поперечно расположенными проницаемыми для воздуха электродами из высокопористых электропроводных пластин из пенометалла. Электроды соединены с высоковольтным источником питания так, чтобы иметь чередующуюся полярность. В зарядных камерах происходит многократная перезарядка поверхности и внутриклеточных и молекулярных структур, что приводит к инактивации (нарушению жизнеспособности) микроорганизмов, в т.ч. вирусов, и задержанию разрушенной биомассы электростатическим осадителем. Размещенные между электродами диэлектрические пористые пластины предназначены для осаждения разрушенной биомассы, аэрозолей и предотвращения пробоев при повышенной влажности и запыленности воздушного потока. Первым недостатком этой технологии является то, что устройство включает лишь префильтр, блок электростатической зарядки, фильтр-осадитель для положительно заряженных частиц и фильтр-осадитель для отрицательно заряженных частиц. Отсутствие в конструкции прибора сорбционных фильтров неизбежно приведет к выбросу озона (из-за работы ионизационной камеры) в окружающую среду в концентрациях выше норм ПДК, что потребует установки дополнительных фильтрующих систем. Еще одним недостатком является то, что технология не учитывает важность выполнения корпуса металлическим. При выполнении корпуса из других материалов или при большом количестве в нем элементов из других материалов, корпус может накапливать электростатический заряд, в результате чего может искривляться траектория заряженных частиц.[0004] The technology of electrostatic air purification of the LLC NPF Potok Inter is known (Electronic resource. Access mode: https://potok.com/ru; Date of access: 06/24/2022). The technology is designed for electrostatic air disinfection, namely for the deactivation of bacteria contained in it. Air disinfection is carried out by exposure to microbial cells and to the secondary and tertiary structures of virus proteins by constant electric fields of critical intensity. The air flow passes through constant electric fields created by transversely arranged air-permeable electrodes made of highly porous electrically conductive foam metal plates. The electrodes are connected to a high voltage power source so as to have alternating polarity. In the charging chambers, the surface and intracellular and molecular structures are repeatedly recharged, which leads to inactivation (violation of viability) of microorganisms, incl. viruses, and retention of the destroyed biomass by an electrostatic precipitator. The dielectric porous plates placed between the electrodes are designed for deposition of destroyed biomass, aerosols and prevention of breakdowns at high humidity and dustiness of the air flow. The first disadvantage of this technology is that the device only includes a pre-filter, an electrostatic charging unit, a positively charged particle precipitator and a negatively charged particle precipitator. The absence of sorption filters in the design of the device will inevitably lead to the release of ozone (due to the operation of the ionization chamber) into the environment in concentrations above the MPC, which will require the installation of additional filter systems. Another disadvantage is that the technology does not take into account the importance of making the case metal. When the case is made of other materials or when there are a large number of elements made of other materials in it, the case can accumulate an electrostatic charge, as a result of which the trajectory of charged particles can be bent.
[0005] Также известно устройство по заявке WO 2015015671 А1 (опубл. 05.02.2015 г.; МПК: A61L 9/16; A61L 9/01; В03С 3/02; В03С 3/40; D06M 11/56; D06M 11/64; D06M 14/26; F24F 7/00), раскрывающее устройство для очистки воздуха. Устройство снабжено разрядным электродом, на который подается напряжение; заземляющим электродом, который расположен напротив разрядного электрода; и фильтра для сбора частиц, который расположен между разрядным электродом и заземляющим электродом, выполнен из волокнистой структуры, обладающей воздухопроницаемостью, и дополнительно содержит дезодорирующие функциональные группы, которые введены в по меньшей мере часть волокнистой структуры, и ионы металлов, которые связаны с частью введенных функциональных групп. Первым недостатком является то, что устройство не учитывает важность выполнения корпуса металлическим. При выполнении корпуса из других материалов или при большом количестве в нем элементов из других материалов, корпус может накапливать электростатический заряд, в результате чего может искривляться траектория заряженных частиц. Также отсутствие в аналоге префильтра или фильтра предварительной очистки влечет за собой чрезмерное засорение единственного (пылеулавливающего) фильтра устройства, что значительно уменьшает время работы устройства. Еще одним недостатком устройства является отсутствие сорбционных фильтров. Это неизбежно приведет к выбросу озона (из-за работы ионизационной камеры) в окружающую среду в концентрациях выше норм ПДК, что потребует установки дополнительных фильтрующих систем. Также в аналоге пылеулавливающий фильтр установлен между двумя электродами, что значительно усложняет изготовление очистителя воздуха.[0005] A device is also known according to the application WO 2015015671 A1 (publ. 02/05/2015; IPC:
[0006] Известно устройство электростатической фильтрации по патенту RU 2762132 С1 (опубл. 16.12.2021 г.; МПК: В03С 3/04; B01D 35/06). Устройство электростатической фильтрации включает блок электростатической зарядки, электрофильтр, расположенный после блока электростатической зарядки, блок фильтров, расположенный после электрофильтра и включающий, по крайней мере, один НЕРА-фильтр. Блок электростатической зарядки включает коронирующие электроды и заземленные электроды и, при этом коронирующие электроды выполнены в виде металлической нити, установленной на изолированной основе и натянутой вдоль заземленных электродов. Электрофильтр включает несущую раму, внутри которой установлен набор высоковольтных и заземленных пластин-электродов. Снаружи НЕРА-фильтра дополнительно размещен адсорбционно-каталитический фильтр. В блоке электростатической зарядки расстояние между заземленными и коронирующими электродами 16-17 миллиметров. Первым недостатком является то, что устройство не учитывает важность выполнения корпуса металлическим. При выполнении корпуса из других материалов или при большом количестве в нем элементов из других материалов, корпус может накапливать электростатический заряд, в результате чего может искривляться траектория заряженных частиц. Также в аналоге наряду с электростатическим фильтром также используется НЕРА-фильтр. В исследуемом изобретении НЕРА-фильтр отсутствует, что снижает себестоимость устройства при незначительной потере в эффективности очистки.[0006] An electrostatic filtration device is known according to patent RU 2762132 C1 (published on 12/16/2021; IPC:
[0007] Также известно устройство очистки воздуха по патенту RU 2480244 С2 (опубл. 27.04.2013 г.; МПК A61L 9/00; В82В 3/00). Устройство очистки воздуха включает механический фильтр, источник УФ-облучения, металлические электростатический и фотокаталитический фильтры, осадитель электростатического фильтра из диэлектрического материала, адсорбционно-каталитический фильтр, дополнительно содержит сорбционный фильтр, осадитель электростатического фильтра, электростатический и фотокаталитический фильтры собраны между собой в единый комбинированный многослойный элемент, каждый слой которого изготовлен из высокопористого материала с нанесенным на его поверхность фотокаталитическим наноструктурированным покрытием, при этом электростатический и фотокаталитический фильтры, между которыми размещен осадитель, выполнены из пенометалла, а источник УФ-облучения расположен непосредственно вблизи электростатического фильтра. Первым недостатком является то, что устройство не учитывает важность выполнения корпуса металлическим. При выполнении корпуса из других материалов или при большом количестве в нем элементов из других материалов, корпус может накапливать электростатический заряд, в результате чего может искривляться траектория заряженных частиц. Также в аналоге для очистки воздуха от бактерий применяется УФ-лампа. Она повышает опасность прибора, т.к. некоторые микробы и бактерии мутируют под эффектом света. Более того, при высокой скорости потока воздуха УФ-лампа не успевает обеззараживать воздух, ввиду чего ее применение не эффективно. Также в аналоге отсутствует блок электростатической зарядки аэрозолей, что исключает электростатическую зарядку аэрозолей, вследствие чего снижается качество очистки воздуха. Еще одним недостатком аналога является применение фотокаталитического фильтра, который обладает очень ограниченной эффективностью, в особенности при высоких концентрациях загрязнителя, что в свою очередь приводит нерациональному использованию внутреннего пространства прибора, увеличивая его габарит, и существенно повышает электропотребление прибора.[0007] An air purification device is also known according to patent RU 2480244 C2 (published on April 27, 2013; IPC
[0008] Также известен электростатический фильтр для очистки воздуха по патенту RU 179145 U1 (опубл. 24.04.2018 г.; МПК: В03С 3/08; В03С 3/12; В03С 3/41; B01D 35/06; B01D 53/32). Электростатический фильтр содержит заключенные в корпус ионизационную камеру, состоящую из секций, включающих коронирующие и установленные параллельно воздушному потоку некоронирующие электроды, равноудаленные от коронирующих электродов, и осадительную камеру с пластинчатыми фильтрами, отличающийся тем, что коронирующие электроды выполнены из сетки, которая навита на стержень в виде ершика, некоронирующие электроды имеют форму цилиндра, а фильтры осадительной камеры выполнены из волокнистого микропористого диэлектрического материала, размещенного в кассете. Первым недостатком является отсутствие в конструкции прибора сорбционных фильтров неизбежно приведет к выбросу озона (из-за работы ионизационной камеры) в окружающую среду в концентрациях выше норм ПДК, что потребует установки дополнительных фильтрующих систем. Еще одним недостатком является то, что устройство не учитывает важность выполнения корпуса металлическим. При выполнении корпуса из других материалов или при большом количестве в нем элементов из других материалов, корпус может накапливать электростатический заряд, в результате чего может искривляться траектория заряженных частиц.[0008] Also known is an electrostatic filter for air purification according to patent RU 179145 U1 (publ. 04/24/2018; IPC:
Сущность изобретенияThe essence of the invention
[0009] Задачей настоящего изобретения является разработка устройства электростатической очистки воздуха, а также способа его применения, обеспечивающих эффективную очистку воздуха от содержащихся в нем посторонних крупных и мелких частиц, таких как пыль и аэрозоли, а также предотвращающие накапливание электростатического заряда в корпусе устройства, что, в свою очередь, увеличивает эффективность осаждения заряженных частиц на фильтре-осадителе.[0009] The objective of the present invention is to develop an electrostatic air purification device, as well as a method for its application, providing effective purification of air from foreign large and small particles contained in it, such as dust and aerosols, as well as preventing the accumulation of an electrostatic charge in the device case, which , in turn, increases the efficiency of the deposition of charged particles on the filter-precipitator.
[0010] Указанная задача достигается благодаря такому техническому результату, как обеспечение эффективной очистки воздуха от содержащихся в нем посторонних крупных и мелких частиц, таких как пыль и аэрозоли, а также предотвращение накапливания электростатического заряда в корпусе устройства, и, как следствие, искажения траектории заряженных частиц в корпусе, что, в свою очередь, увеличивает эффективность осаждения заряженных частиц на фильтре-осадителе. Указанная задача достигается в том числе, но не ограничиваясь, благодаря:[0010] This task is achieved due to such a technical result as ensuring effective air purification from foreign large and small particles contained in it, such as dust and aerosols, as well as preventing the accumulation of an electrostatic charge in the device case, and, as a result, distortion of the trajectory of charged particles in the housing, which, in turn, increases the efficiency of the deposition of charged particles on the filter-precipitator. This objective is achieved, among other things, but not limited to:
выполнению корпуса устройства металлическим;making the body of the device metal;
сочетанию металлического корпуса и электростатической фильтрации;a combination of a metal case and electrostatic filtration;
сочетанию электростатической фильтрации с адсорбционно-каталитическим фильтром.combination of electrostatic filtration with adsorption-catalytic filter.
[0011] Более полно, технический результат достигается устройством электростатической очистки воздуха, включающим металлический корпус, в котором выполнены по крайней мере одно отверстие для забора воздуха и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха. Внутри корпуса расположены вентилятор, блок электроники, а также фильтр предварительной очистки, электростатический блок, по крайней мере один адсорбционно-каталитический фильтр и по крайней мере один фильтр-осадитель. Адсорбционно-каталитический фильтр и фильтр-осадитель выполнены в виде полых цилиндров, один из торцов которых выполнен закрытым, а фильтр-осадитель при этом расположен внутри адсорбционно-каталитического фильтра. При этом электростатический блок расположен перпендикулярно по отношению к потоку воздуха, а фильтр-осадитель расположен таким образом, что его ось параллельна потоку воздуха.[0011] More fully, the technical result is achieved by an electrostatic air purification device, including a metal case, in which at least one air intake hole and at least one air outlet hole are made. Inside the case there is a fan, an electronics unit, as well as a pre-filter, an electrostatic unit, at least one adsorption-catalytic filter and at least one precipitator. The adsorption-catalytic filter and the filter-precipitator are made in the form of hollow cylinders, one of the ends of which is made closed, and the filter-precipitator is located inside the adsorption-catalytic filter. In this case, the electrostatic unit is located perpendicular to the air flow, and the precipitator is located in such a way that its axis is parallel to the air flow.
[0012] Выполнение корпуса металлическим необходимо для избежания накапливания электростатического заряда в его стенках, что, в свою очередь, предотвращает искривление траекторий заряженных частиц, содержащихся в воздухе, во время их прохождения внутри корпуса. Отверстие для забора воздуха необходимо для непосредственного забора неочищенного воздуха из помещения или с улицы, а отверстие для вывода воздуха для вывода очищенного воздуха в помещение или на улицу. Вентилятор, размещенный внутри корпуса, необходим для организации потока воздуха таким образом, что воздух попадает в корпус устройства через отверстие для забора воздуха, проходит через фильтры, содержащиеся в корпусе, и, будучи очищенным, выходит через отверстие для вывода воздуха. Блок электроники необходим по крайней мере для контроля работы вентилятора и/или электростатического блока. Фильтр предварительной очистки необходим для очистки воздуха от крупных частиц и пыли. Это позволяет избежать чрезмерного засорения других фильтров. Электростатический блок необходим для зарядки частиц, содержащихся в воздухе. Адсорбционно-каталитический фильтр необходим для очистки воздуха от озона, образовывающегося в ходе зарядки частиц. Важно при этом отметить, что образование озона во время зарядки частиц позволяет дезактивировать озоном содержащиеся в воздухе бактерии и микробы. Фильтр-осадитель, в свою очередь, необходим для улавливания заряженных частиц и, как следствие, очищения воздуха от них. Электростатический блок в сочетании с фильтром-осадителем необходим для очистки воздуха от бактерий, микробов, пыли мелкой (например, пылевые частицы РМ2.5) и крупной (например, пылевые частицы РМ10), частиц аэрозолей (например, пыль, дым, туман) и других вредоносных частиц, содержащихся в воздухе. Сочетание же электростатической очистки воздуха с адсорбционно-каталитическим фильтром позволяет избежать выбросов озона, происходящих в ходе электростатической зарядки, а также очищать воздух от запахов и формальдегидов. Адсорбционно-каталитический фильтр и фильтр-осадитель должны быть выполнены в виде полых цилиндров. Это позволяет увеличить полезную площадь фильтрации при сохранении компактности устройства в целом. Один из торцов фильтров при этом должен быть выполнен закрытым для того, чтобы организовать поток воздуха через фильтровальные стенки фильтров. В свою очередь, то, что фильтр-осадитель размещен внутри адсорбционно-каталитического фильтра, необходимо для того, чтобы сначала очищать воздух от заряженных частиц, содержащихся в воздухе и дать озоновому выбросу время для дезактивации бактерий и микробов, а затем очищать воздух от самого озона и запахов.[0012] Making the housing metal is necessary to avoid the accumulation of electrostatic charge in its walls, which, in turn, prevents the curvature of the trajectories of charged particles contained in the air during their passage inside the housing. The air intake hole is necessary for the direct intake of untreated air from the room or from the street, and the air outlet hole for the output of purified air into the room or the street. The fan located inside the case is necessary to organize the air flow in such a way that the air enters the device case through the air intake hole, passes through the filters contained in the case, and, being cleaned, exits through the air outlet hole. The electronics box is required at least to control the operation of the fan and/or the electrostatic box. The pre-filter is necessary to clean the air from large particles and dust. This avoids excessive clogging of other filters. An electrostatic unit is needed to charge the particles in the air. An adsorption-catalytic filter is necessary to clean the air from ozone generated during particle charging. It is important to note that the formation of ozone during the charging of the particles makes it possible to deactivate bacteria and microbes contained in the air with ozone. The precipitator, in turn, is necessary to trap charged particles and, as a result, purify the air from them. An electrostatic unit in combination with a precipitating filter is necessary to clean the air from bacteria, microbes, fine dust (for example, PM2.5 dust particles) and large dust (for example, PM10 dust particles), aerosol particles (for example, dust, smoke, fog) and other harmful particles in the air. The combination of electrostatic air purification with an adsorption-catalytic filter avoids ozone emissions that occur during electrostatic charging, as well as purifies the air of odors and formaldehydes. The adsorption-catalytic filter and the filter-precipitator must be made in the form of hollow cylinders. This allows you to increase the useful area of filtration while maintaining the compactness of the device as a whole. In this case, one of the ends of the filters must be closed in order to organize the air flow through the filter walls of the filters. In turn, the fact that the filter-precipitator is placed inside the adsorption-catalytic filter is necessary in order to first purify the air from charged particles contained in the air and give the ozone release time to deactivate bacteria and microbes, and then purify the air from ozone itself and smells.
[0013] Для того, чтобы разместить фильтр-осадитель внутри адсорбционно-каталитического фильтра возможно выполнить диаметр фильтра-осадителя меньшим, чем диаметр адсорбционно-каталитического фильтра.[0013] In order to place the precipitator inside the adsorption catalytic filter, it is possible to make the diameter of the precipitator filter smaller than the diameter of the adsorption catalytic filter.
[0014] В качестве вентилятора устройства может использоваться вентилятор радиального типа. Во-первых, такой тип вентилятора является менее шумным, чем другие типы. Во-вторых, такие вентиляторы обладают большим сроком эксплуатации в условиях высокой запыленности воздуха. При этом, при его расположении так, что его ось вращения перпендикулярна осям симметрии фильтра-осадителя и адсорбционно-каталитического фильтра, он лучше направляет поток воздуха для организации его прохождения через стенки цилиндрического фильтра.[0014] A radial-type fan may be used as a device fan. First, this type of fan is less noisy than other types. Secondly, such fans have a long service life in conditions of high dust content in the air. At the same time, when it is located so that its axis of rotation is perpendicular to the axes of symmetry of the filter-precipitator and the adsorption-catalytic filter, it better directs the air flow to organize its passage through the walls of the cylindrical filter.
[0015] Адсорбционно-каталитический фильтр и/или фильтр-осадитель могут быть выполнены многослойными из экструдированного полипропилена. Многослойность фильтра позволяет увеличить его ресурс, т.е. количество частиц, которые он способен на себе вместить до достижения непригодности в использовании.[0015] The adsorption catalytic filter and/or the filter precipitator may be made of multi-layer extruded polypropylene. The multi-layer filter allows you to increase its resource, i.e. the number of particles that it is able to contain on itself before reaching unusability.
[0016] Закрытые торцы фильтров могут быть закрыты посредством заливки из полиуретановой системы. Полиуретановая система может состоять из полиэфирного компонента и изоцианитовой композиции. Соотношение полиэфирного компонента и изоцианитовой композиции полиуретановой системы может быть равным 100:40. Это позволяет достичь высокой степени герметичности торцов и, как следствие, дополнительно увеличить эффективность фильтрации, т.к. частицы воздуха не будут проходить в образовавшиеся зазоры.[0016] The closed ends of the filters can be closed by pouring from a polyurethane system. The polyurethane system may consist of a polyester component and an isocyanite composition. The ratio of the polyester component and the isocyanite composition of the polyurethane system may be 100:40. This makes it possible to achieve a high degree of tightness of the ends and, as a result, to further increase the filtration efficiency, since air particles will not pass into the resulting gaps.
[0017] В качестве сорбента в адсорбционно-каталитическом фильтре могут использовать активированный уголь. Активированный уголь это адсорбционный тип сорбента. Он позволяет эффективно очищать воздух от запахов, формальдегида, озона и других загрязняющих воздух газов. При этом он также оказывает наименьшее сопротивление потоку воздуха, что также уменьшает нагрузку на вентилятор и, как следствие, снижает потенциальный уровень шума, производимый вентилятором. Активированный уголь при этом может быть размещен между внутренними и внешними слоями экструдированного полипропилена.[0017] Activated carbon can be used as a sorbent in an adsorption catalytic filter. Activated carbon is an adsorption type of sorbent. It allows you to effectively clean the air from odors, formaldehyde, ozone and other air polluting gases. At the same time, it also offers the least resistance to airflow, which also reduces the load on the fan and, as a result, reduces the potential noise level produced by the fan. Activated carbon can be placed between the inner and outer layers of extruded polypropylene.
[0018] Электрическая цепь устройства может включать по крайней мере один предохранитель. Это позволит защитить электрическую цепь при перегрузках и коротких замыканиях в устройстве. Могут использоваться предохранители, чей номинальный рабочий ток составляет до 3 А, а номинальное напряжение - 250 В.[0018] The electrical circuit of the device may include at least one fuse. This will protect the electrical circuit in case of overloads and short circuits in the device. Fuses whose rated operational current is up to 3 A and whose rated voltage is 250 V can be used.
[0019] Отверстие для забора воздуха и отверстие для вывода воздуха могут быть расположены с разных сторон корпуса. Это позволяет избежать формирования завихрений в потоке воздуха, благодаря чему также снижается уровень шума, производимый воздухом и вентилятором.[0019] The air intake hole and the air outlet hole may be located on different sides of the case. This avoids the formation of turbulence in the air flow, which also reduces the noise level produced by the air and the fan.
[0020] Также технический результат достигается способом электростатической очистки воздуха. Согласно способу, сначала забирают воздух снаружи (снаружи корпуса) через отверстие для забора воздуха при помощи вентилятора. После этого проводят поступивший воздух через фильтр предварительной очистки. Далее заряжают частицы, содержащиеся в поступившем воздухе, при помощи электростатического блока, расположенного перпендикулярно потоку воздуха, причем в процессе зарядки металлический корпус заземляют. После этого проводят поступивший воздух через фильтр-осадитель, чья ось параллельна потоку воздуха, и адсорбционно-каталитический фильтр, а затем выводят очищенный воздух из корпуса устройства через отверстие для вывода воздуха при помощи вентилятора. При этом при помощи блока электроники осуществляют управление вентилятором и электростатическим блоком.[0020] Also, the technical result is achieved by the method of electrostatic air purification. According to the method, first, air is drawn in from the outside (outside the case) through the air intake hole by means of a fan. The incoming air is then passed through a pre-filter. Next, the particles contained in the incoming air are charged using an electrostatic unit located perpendicular to the air flow, and during the charging process, the metal case is grounded. After that, the incoming air is passed through the precipitator, whose axis is parallel to the air flow, and the adsorption-catalytic filter, and then the purified air is removed from the device case through the air outlet using a fan. At the same time, the fan and the electrostatic unit are controlled by means of the electronics unit.
[0021] Этап забора воздуха необходим для непосредственного забора воздуха из помещения или с улицы. Этап прохождения воздуха через фильтр предварительной очистки необходим для очистки воздуха от мелкого мусора и крупной пыли. Это позволяет избежать раннего засорения других фильтров крупными частицами. Этап зарядки частиц, содержащихся в воздухе, необходим для передачи частицами электростатическом заряда. То, что при этом в процессе зарядки металлический корпус заземляют, позволяет избежать накопления заряда в корпусе и, как следствие, искривления траекторий заряженных частиц. Этап прохождения воздуха через фильтр-осадитель и адсорбционно-каталитический фильтр необходим для улавливания заряженных частиц, а также для удаления запахов, формальдегида и летучих органических соединений из воздуха. Этап вывода очищенного воздуха из корпуса устройства необходим для непосредственного вывода воздуха назад в помещение или на улицу. То, что при этом при помощи блока электроники осуществляют управление вентилятором и электростатическим блоком, необходимо для управления скоростями вентилятора, зарядкой электростатического блока, включением или выключением устройства в целом.[0021] The air intake stage is necessary for the direct intake of air from the room or from the street. The stage of passing air through the pre-filter is necessary to clean the air from small debris and coarse dust. This avoids early clogging of other filters with large particles. The stage of charging the particles contained in the air is necessary for the transfer of an electrostatic charge to the particles. The fact that the metal case is grounded during the charging process makes it possible to avoid the accumulation of charge in the case and, as a result, the curvature of the trajectories of charged particles. The stage of passing air through the filter-precipitator and adsorption-catalytic filter is necessary to trap charged particles, as well as to remove odors, formaldehyde and volatile organic compounds from the air. The stage of removing the purified air from the device case is necessary for the direct removal of air back into the room or outside. The fact that the electronics control the fan and the electrostatic unit is necessary for controlling the fan speeds, charging the electrostatic unit, turning the device on or off as a whole.
[0022] То, что на этапе зарядки частиц образуется озон, может позволить дезактивировать бактерии и микробы, содержащиеся в воздухе. При этом, озон может быть удален из воздуха при помощи адсорбционно-каталитического фильтра на этапе прохождения воздуха через него. Таким образом, воздух будет обеззаражен, а также будут удалены озоновые выбросы из воздуха.[0022] The fact that ozone is generated during the charging step of the particles can make it possible to deactivate bacteria and microbes contained in the air. At the same time, ozone can be removed from the air using an adsorption-catalytic filter at the stage of passing air through it. Thus, the air will be disinfected, and ozone emissions from the air will also be removed.
[0023] Забор и вывода воздуха могут производить с разных сторон устройства электростатической очистки воздуха. Это позволит избежать формирования завихрений в потоке воздуха и, как следствие, снизить потенциальный уровень шума, производимого вентилятором и устройством в целом.[0023] The air intake and exhaust can be produced from different sides of the electrostatic air purification device. This will avoid the formation of turbulence in the air flow and, as a result, reduce the potential noise level produced by the fan and the device as a whole.
[0024] На этапе прохождения воздуха через фильтр-осадитель и адсорбционно-каталитический фильтр воздух могут подавать через полые цилиндрический фильтры от внутренней поверхности к внешней. Это увеличивает эффективную площадь очистки воздуха, а также позволяет сохранить компактность устройства, сконструированному для работы согласно настоящему способу.[0024] In the step of passing air through the precipitator and the adsorption catalytic filter, air can be supplied through the hollow cylindrical filters from the inner surface to the outer. This increases the effective air purification area and also allows the apparatus designed to operate according to the present method to be kept compact.
Описание чертежейDescription of drawings
[0025] На Фиг. 1 представлен схематичный вид устройства электростатической очистки воздуха согласно настоящему изобретению.[0025] In FIG. 1 is a schematic view of an electrostatic air purification device according to the present invention.
[0026] На Фиг. 2 представлен схематичный вид фильтра предварительной очистки согласно настоящему изобретению.[0026] In FIG. 2 is a schematic view of a prefilter according to the present invention.
[0027] На Фиг. 3 представлен схематичный вид конфигурации фильтра-осадителя и адсорбционно-каталитического фильтра согласно настоящему изобретению.[0027] In FIG. 3 is a schematic view of the configuration of a precipitator filter and an adsorption catalytic filter according to the present invention.
[0028] На Фиг. 4 представлен схематичный вид устройства электростатической очистки воздуха с тремя фильтрами-осадителями и тремя адсорбционно-каталитическими фильтрами согласно настоящему изобретению.[0028] In FIG. 4 is a schematic view of an electrostatic air purification device with three precipitator filters and three adsorption catalytic filters according to the present invention.
[0029] На Фиг. 5 представлен схематичный вид потока воздуха, проходящего через устройство электростатической очистки воздуха, согласно настоящему изобретению.[0029] In FIG. 5 is a schematic view of the flow of air passing through the electrostatic air purification device according to the present invention.
[0030] На Фиг. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ электростатической очистки воздуха, согласно настоящему изобретению.[0030] In FIG. 6 is a block diagram illustrating the method of electrostatic air purification according to the present invention.
[0031] На Фиг. 7 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ электростатической очистки воздуха, согласно настоящему изобретению с дополнительными пояснениями.[0031] In FIG. 7 is a block diagram illustrating the method of electrostatic air purification according to the present invention with additional explanations.
Подробное описаниеDetailed description
[0032] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях, хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишнее понимание особенностей настоящего изобретения.[0032] In the following detailed description of an implementation of the invention, numerous implementation details are provided to provide a clear understanding of the present invention. However, it will be obvious to one skilled in the art how the present invention can be used, both with and without these implementation details. In other cases, well-known methods, procedures and components are not described in detail so as not to obscure the features of the present invention.
[0033] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.[0033] In addition, from the foregoing it is clear that the invention is not limited to the above implementation. Numerous possible modifications, alterations, variations, and substitutions that retain the spirit and form of the present invention will be apparent to those skilled in the art.
[0034] На Фиг. 1 представлен схематичный вид устройства электростатической очистки воздуха согласно настоящему изобретению. Устройство включает металлический корпус 1, в котором выполнены по крайней мере одно отверстие для забора воздуха 2 и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха 10. Внутри корпуса 1 размещены фильтр предварительной очистки 3, электростатический блок 4, фильтр-осадитель 5, адсорбционно-каталитический фильтр 7, вентилятор 8 и блок электроники 9, причем возможно выполнение устройства с более чем одним фильтром-осадителем 5 и более чем одним адсорбционно-каталитическим фильтром 7. При этом адсорбционно-каталитический фильтр 7 и фильтр-осадитель 5 выполнены в виде полых цилиндров, один из торцов которых выполнен закрытым 11, а фильтр-осадитель 5 при этом расположен внутри адсорбционно-каталитического фильтра 7.[0034] In FIG. 1 is a schematic view of an electrostatic air purification device according to the present invention. The device includes a
[0035] Металлический корпус 1, в отличие от корпусов из других материалов, обладает более высокой проводимостью. Благодаря этому, электростатический заряд, создаваемый электростатическим блоком 4, не накапливается в стенках корпуса 1. Это, в свою очередь, позволяет избежать искривления траекторий заряженных частиц во время их прохождения внутри корпуса 1 устройства электростатической очистки воздуха. Возможно также выполнение корпуса 1 цельнометаллическим. В таком случае, корпус 1 будет обладать еще большей проводимостью, однако также возникнут трудности при необходимости починить устройство или заменить в нем какой-либо из элементов, например фильтры.[0035] The
[0036] В корпусе 1 также выполнены по крайней мере одно отверстие для забора воздуха 2 и по крайней мере одно отверстие для вывода воздуха 10. Они могут быть выполнены любой формы (например, круглыми, прямоугольными, квадратными, треугольными, многоугольными и т.д.) и любого размера. Размер при этом должен быть такой, что мелкий мусор и крупная пыль могли проходить через отверстие для забора воздуха 2, т.е. превышать их характерных размер. Также предпочтительно, чтобы устройство могло при этом очищать хотя бы 100 м3 воздуха в час (мощность, Р). Таким образом, предпочтительный размер отверстий 2, 10: где S - площадь отверстия 2, 10, a ν - скорость работы вентилятора 8. При выполнении нескольких отверстий для забора воздуха 2 предпочтительно, чтобы их суммарная площадь была: где n - количество отверстий для забора воздуха 2, Si - площадь i-ого отверстия для забора воздуха 2, a Stotal - суммарная площадь отверстий для забора воздуха 2. То же самое применимо и к отверстиям для вывода воздуха 10. Исходя из этой формулы также видно, что при малой площади отверстия 2, 10 необходимо повышать скорость работы вентилятора 8 для обеспечения эффективной очистки воздуха. В таком случае, вентилятор 8 производит более высокий уровень шума за счет собственной высокой скорости работы, а также за счет того, что малый размер отверстия 2, 10 приводит к большему аэродинамическому сопротивлению на пути потока воздуха.[0036] The
[0037] Также отверстия для забора воздуха 2 и/или отверстия для вывода воздуха 10 могут быть дополнительно оснащены воздухораспределительными решетками. Они защищают устройство от попадания в корпус 1 крупного мусора, способного повредить внутренние комплектующие устройства. Также они защищают от попадания влаги. Второе преимущество особенно важно, если устройство применяется для очищения уличного воздуха, или если одно из отверстий 2, 10 соединяет корпус 1 с улицей.[0037] Also, the air intake holes 2 and/or the air outlet holes 10 can be additionally equipped with air distribution grilles. They protect the device from getting into the
[0038] Предпочтительно при этом не выполнять отверстия для забора воздуха 2 и для вывода воздуха 10 на одной и той же стенке корпуса 1. Это может приводить к формированию завихрений в воздушном потоке. Завихрения не только приводят к большей нагрузке вентилятора 8, но и увеличивают общий уровень шума, производимый как вентилятором 8, так и самим потоком воздуха.[0038] In this case, it is preferable not to provide
[0039] Вентилятор 8, размещенный внутри корпуса 1, необходим для организации потока воздуха таким образом, что воздух попадает в корпус 1 устройства через отверстие для забора воздуха 2, проходит через фильтры (3, 5, 7) и электростатический блок 4, содержащиеся в корпусе 1, и, будучи очищенным, выходит через отверстие для вывода воздуха 10. Вентилятор 8 также должен быть подобран так, чтобы устройство могло при этом очищать хотя бы 100 м3 воздуха в час (мощность, Р).[0039] The
[0040] В качестве вентилятора 8 устройства может использоваться вентилятор 8 радиального (центробежного) типа. Радиальный вентилятор имеет подвижный компонент (также называемый крыльчаткой), который состоит из центрального вала, вокруг которого установлены лопасти, образующие спираль или ребра. Радиальные вентиляторы нагнетают воздух под прямым углом к входу вентилятора и раскручивают воздух наружу к выходу (за счет центробежной силы). Крыльчатка вращается, заставляя воздух входить в вентилятор рядом с валом и двигаться перпендикулярно от вала к отверстию в спиральном корпусе вентилятора. В зависимости от типа, назначения и размеров вентилятора, количество лопастей крыльчатки бывает различным, а сами лопасти изготавливают загнутыми вперед или назад (относительно направления вращения). Применение радиальных вентиляторов с лопастями, загнутыми назад, дает экономию электроэнергии примерно на 20%. Также они легко переносят перегрузки по расходу воздуха. Преимуществами радиальных вентиляторов с лопастями крыльчатки, загнутыми вперед, являются меньший диаметр крыльчатки, а соответственно и меньшие размеры самого вентилятора, и более низкая частота вращения, что создает меньший шум. Таким образом, при применении радиального вентилятора 8 с лопастями, загнутыми назад, позволяет снизить энергопотребление, затрачиваемое на вентилятор и, как следствие, сделать устройство в целом более экономичным. В случае применения радиального вентилятора 8 с лопастями, загнутыми вперед, снижается уровень шума, производимый вентилятором 8. Помимо этого, возможно применение аксиального, тангенциального и других типов вентилятора, однако, предпочтительным является применение радиального вентилятора по причинам, описанным выше.[0040] As the
[0041] При этом, радиальный веетилятор 8 может быть расположен так, что его 8 ось вращения перпендикулярна осям симметрии фильтра-осадителя 5 и адсорбционно-каталитического фильтра 7. В этом случае, он лучше направляет поток воздуха для организации его прохождения через стенки цилиндрического фильтра 5, 7. В этом случае возможно расположить отверстия для забора воздуха 2 и вывода воздуха 10 с разных сторон корпус 1, в частности с противоположных сторон корпуса 1. Возможно также установить его 8 таким образом, что его ось вращения будет параллельна осям симметрии фильтра-осадителя 5 и адсорбционно-каталитического фильтра 7. Однако, в этом случае, невозможно разместить отверстие для забора воздуха 2 и отверстие для вывода воздуха 10 на противоположных стенках корпуса 1 устройства, что, в свою очередь, может приводить к формированию завихрений в воздушном потоке. Завихрения не только приводят к большей нагрузке вентилятора 8, но и увеличивают общий уровень шума, производимый как вентилятором 8, так и самим потоком воздуха.[0041] In this case, the
[0042] Блок электроники 9 необходим по крайней мере для контроля работы вентилятора 8 и/или электростатического блока 4. Он является частью электрической цепи в устройстве, в которую включены все электрические компоненты (по крайней мере вентилятор 8 и электростатический блок 4, а также могут быть включены различные панели управления или кнопки управления). В качестве блока электроники 9 может использовать электронная плата управления, логический контроллер, микроконтроллер и другие компоненты, способные подключаться к электрическим приборам и осуществлять управление ими. Таким образом, он служит для включения/выключения устройства, а так же для управления элементами устройства и ее узлами и обеспечивает бесперебойную работу как отдельных ее узлов, так и всего устройства в целом, обеспечивая тем самым бесперебойную фильтрацию воздуха при одновременном упрощением конструкции устройства.[0042] The
[0043] К блоку электроники 9 (следовательно, к электрической цепи, включающей по крайней мере вентилятор 8, блок электроники 9 и электростатический блок 4) может дополнительно быть подключен по крайней мере один предохранитель. Это позволит защитить электрическую цепь при перегрузках и коротких замыканиях в устройстве. Могут использоваться предохранители, чей номинальный рабочий ток составляет до 3 А, а номинальное напряжение 250 В.[0043] At least one fuse may additionally be connected to the electronics unit 9 (hence the electrical circuit including at least the
[0044] На Фиг. 2 представлен схематичный вид фильтра предварительной очистки 3 согласно настоящему изобретению. Он 3 задерживает крупную пыль и мелкий мусор, что продлевает ресурс фильтра-осадителя 5. Фильтр предварительной очистки 3 может представлять из себя неразборный кассетный фильтр с фильтрующим материалом из полиэстера класса очистки G1-G4. Фильтры этого класса также именуются фильтрами грубой очистки и предназначены для улавливания частиц, чей характерный размер более 10 мкм (пух, сажа, частицы крупной пыли, насекомые, перья, крупные семена растений и т.д.). Могут использоваться и другие фильтровальные материалы, позволяющие очищать воздух от частиц с размером более 10 мкм.[0044] In FIG. 2 is a schematic view of a
[0045] Также важно отметить, что фильтр предварительной очистки 3, показанный на Фиг. 2, может быть выполнен не только прямоугольным, но и любой другой формы. Его форма и размер определяется исключительно геометрическими параметрами корпуса 1. Однако, возможна установка плоского круглого фильтра предварительной очистки 3 в устройство, чей корпус 1 обладает прямоугольным поперечным сечением. В этом случае необходимо установить фильтр первичной очистки 3 в изоляционную стенку, чтобы неочищенный воздух не мог проходить мимо фильтра 3.[0045] It is also important to note that the
[0046] Также, как показано на Фиг. 2, фильтровальный материал фильтра первичной очистки 3 может быть выполнен гофрированным. Это позволяет увеличить эффективную площадь очистки, сохраняя при этом малые габариты фильтра 3 и, следовательно, устройства в целом.[0046] Also, as shown in FIG. 2, the filter material of the
[0047] Электростатический блок 4 предназначен для зарядки частиц, содержащихся в воздухе, в частности механические загрязнители и биоаэрозоли. Электростатический блок 4 может включать по крайней мере один коронирующий электрод и по крайней мере один заземленный электрод. Функционирование электростатического блока 4 происходит следующим образом: к коронирующим электродам подается высокое напряжение (как правило - до 12 кВ), таким образом, коронирующий электрод и заземленный электрод между собой создают электростатическое поле, пролетая через которое частицы (мелкие частицы дисперсной фазы, такие как твердые частицы пыли сажи и мельчайшие жидкие частицы, то есть аэрозоли и биоаэрозоли в т.ч. частицы субмикронного размера) получают заряд.[0047] The
[0048] Фильтр-осадитель 5 предназначен для осаждения на нем зараженных частиц, содержащихся в воздухе, прошедшем через электростатический блок 4. Он 5 может быть выполнен в виде неразборного фильтра, представляющего собой цилиндр, выполненный из экструдированного полипропилена. Может использоваться полипропилен разных видов, однако, предпочтительным является полипропилен, представляющий собой гомополимер пропилена (гранулированный). Они характеризуются стойкостью к термоокислительному старению, а также обладают высокими антистатическими свойствами. Выполнение фильтра-осадителя 5 в виде цилиндра позволяет увеличить эффективную площадь осаждения, сохраняя при этом компактность фильтровального элемента и устройства в целом.[0048] The
[0049] Электростатический блок 4 и фильтр-осадитель 5 очищают воздух следующим образом. Проходя через электростатический блок 4, частицы, содержащиеся в воздухе, в том числе механические загрязнители и биоаэрозоли, приобретают электростатический заряд, за счет чего эффективно осаждаются на фильтре-осадителе 5. За счет озона, продуцируемого из кислорода электростатическим блоком 4 в бактерицидных концентрациях, обеспечивается инактивация микроорганизмов во внутреннем объеме 6 фильтра-осадителя 5, а также на поверхности фильтра-осадителя 5. Благодаря инактивации фильтр-осадитель 5 постоянно стерилен при эксплуатации и при замене фильтра-осадителя 5. Таким образом, обеспечивается полная микробиологическая безопасность устройства.[0049] The
[0050] Адсорбционно-каталитический фильтр 7 может быть выполнен в виде неразборного фильтра, представляющего собой двуслойный полый цилиндр, выполненный из экструдированного полипропилена, аналогичного используемому в фильтре-осадителе 5. Между внутренним и внешним слоями может быть выполнен слой активированного угля. Он 7 предназначен для очистки воздуха от таких веществ, как фенол, бензол, диметилфталат, толуол, стирол, этилбензол, этилацетат, бутилацетат, ксилол 1,2-дихлорэтан бензпирен (бензапирен), ртуть, фтороводород, бораты (соли борной кислоты) и многих других. В том числе адсорбционно-каталитический фильтра 7 очищает воздух от озона, образовавшегося в ходе зарядки частиц, содержащихся в воздухе. Озон полностью разлагается до кислорода, проходя через адсорбционно-каталитический фильтр 7, одновременно ускоряя реакции разрушения молекулярных химических соединений. Адсорбционно-каталитический фильтр 7 осуществляет фильтрацию вредных веществ в газовой фазе и запахов. Концентрации озона на выходе из устройства электростатической очистки воздуха гарантированно не превышают ПДК (предельно допустимая концентрация) весь срок эксплуатации, таким образом, устройство электростатической очистки воздуха может эксплуатироваться круглосуточно.[0050] The adsorption-
[0051] При этом геометрия электростатического блока 4 также оказывает влияние на отсутствие накопления электростатического заряда в металлическом корпусе 1 устройства. В частности, высота пластин электродов должна быть больше расстояния между электродами, например в 2-4 раза. В таком случае электрическое поле, возникающее между электродами, будет больше по амплитуде между самими электродами, а за пределами объема, ограниченного пластинами электродов, оно будет пренебрежимо мало. Таким образом, наводимое на стенки корпуса 1 электрическое поле будет малым и, как следствие, потенциально накапливаемый заряд будет малым. При этом также предпочтительно, чтобы расстояние от конца электрода до стенки корпуса 1 было больше, чем расстояние между электродами, т.к. амплитуда электрического поля обратно пропорционально расстоянию. Также то, что корпус 1 выполнен металлическим, ввиду высокой проводимости металла, обеспечивает отсутствие накопления заряда в стенках корпуса 1.[0051] At the same time, the geometry of the
[0052] На Фиг. 3 представлен схематичный вид конфигурации фильтра-осадителя 5 и адсорбционно-каталитического фильтра 7 согласно настоящему изобретению. Для размещения фильтра-осадителя 5 внутри адсорбционно-каталитического фильтра 7 внешний диаметр фильтра-осадителя 5 может быть выполнен меньшим, чем внутренний диаметр адсорбционно-каталитического фильтра 7. Таким образом, во внутреннем объеме 6 фильтра-осадителя 5 и на его 5 внутренней поверхности происходит обеззараживание воздуха озоном, как это описывалось выше.[0052] In FIG. 3 is a schematic view of the configuration of the
[0053] В случае, если корпус 1 устройства не выполнен в форме цилиндра, корпус 1 должен также включать внутреннюю стенку, в которую будет внедрена цилиндрическая конструкция из фильтра-осадителя 5 и адсорбционно-каталитического фильтра 7, как это показано на Фиг. 1. Это необходимо для того, чтобы воздух не мог пройти мимо фильтров 5 и 7. На стыках между этой внутренней стенкой и стенками корпуса 1 может быть выполнена герметизация для избежания утечек воздуха и повышения эффективности очистки. Это может быть выполнено посредством заполнения стыков герметиком или клеем-герметиком, а также посредством специальных изоляционных лент (например, клейких лент).[0053] In case the
[0054] Один из торцов фильтра-осадителя 5 и адсорбционно-каталитического фильтра 7 выполнены закрытыми 11. Это необходимо для того, чтобы воздух не мог пройти сквозь цилиндрическую конструкцию, не пройдя через фильтровальный материал. Закрыть их с одной стороны можно различными способами. Например, возможно изготовить крышку, например, пластиковую или металлическую, диаметр которой будет равен или приблизительно равен внешнему диаметру адсорбционно-каталитического фильтра 7. Такая крышка может быть приклеена или механически закреплена посредством шурупов на торцах фильтров 5, 7. При этом, важно, чтобы крепление такой крышки было выполнено герметичным, для избежания утечки неочищенного воздуха. В этих целях, например, можно залить герметик по периметру такой крышки. Предпочтительно закрывать торцы 11 цилиндрических фильтров посредством заливки из полиуретановой системы. Она может состоять из полиэфирного компонента и изоцианитовой композиции. Соотношение полиэфирного компонента и изоцианитовой композиции полиуретановой системы может быть равным 100:40. Полиэфирный компонент может представлять собой смесь простых полиэфиров, катализаторов и/или стабилизаторов, а изоцианитовая композиция может быть выполнена на основе 4,4/дифенилметандиизоцианата. Такая система позволяет достичь высокой степени герметизации.[0054] One of the ends of the
[0055] Как показано на Фиг. 4, устройство электростатической очистки воздуха может включать более одного цилиндрического адсорбционно-каталитического фильтра 7, внутри которого размещен цилиндрический фильтр-осадитель 5. На Фиг. 4 показан вариант конфигурации устройства электростатической очистки воздуха с тремя цилиндрическими фильтровальными конструкциями, однако их может быть и две, и более трех, в зависимости от конкретного выполнения. Каждая из них сконфигурирована в соответствии с цилиндрической конструкцией, показанной на Фиг. 3. При этом один из торцов каждой конструкции выполнен закрытым 11.[0055] As shown in FIG. 4, the electrostatic air purification device may include more than one cylindrical adsorption
[0056] На Фиг. 5 представлен схематичный вид потока воздуха, проходящего через устройство электростатической очистки воздуха, согласно настоящему изобретению. Устройство электростатической очистки воздуха работает следующим образом. Воздух из помещения или с улицы поступает в корпус 1 устройства через отверстие для забора воздуха 2 под действием вентилятора 8. Также вентилятор 8 направляет поступивший поток воздуха через фильтр представительной очистки 3, где он очищается от крупной пыли и мелкого мусора. Далее воздух достигает электростатического блока 4, проходя через который частицы, содержащиеся в воздухе, заряжаются. В результате этого частицы, содержащиеся в воздухе, получают электростатический заряд, а кислород, содержащийся в воздухе, частично или полностью преобразуется в озон. После этого поток воздуха с заряженными частицами и озоном направляется к фильтру-осадителю 5. Во внутреннем объеме 6 фильтра-осадителя 5 и/или на внутренней поверхности фильтра-осадителя 5 все бактерии и микробы, содержащиеся в воздухе, дезактивируются озоном. После этого обеззараженный воздух проходит через фильтр-осадитель 5 от его внутренней поверхности к внешней. На фильтре 5 при этом осаждаются заряженные частицы, содержащиеся в воздухе. Таким образом, воздух очищается. Далее очищенный воздух с озоном проходит через адсорбционно-каталитический фильтр 7, в результате чего озон, содержащийся в воздухе, полностью или в большей части разлагается до кислорода. Также адсорбционно-каталитический фильтр 7 удаляет из воздуха вредные вещества в газовой фазе и запахи. После этого очищенный воздух под действием вентилятора 8 выводится из корпуса 1 в помещение или на улицу через отверстие для вывода воздуха 10.[0056] In FIG. 5 is a schematic view of the flow of air passing through the electrostatic air purification device according to the present invention. The electrostatic air purification device operates as follows. Air from the room or from the street enters the
[0057] Показанная на Фиг. 5 траектория воздуха также оказывает положительное влияние на эффективность очистки. Такая траектория достигается благодаря тому, что электростатический блок 4 расположен перпендикулярно по отношению к потоку воздуха, а фильтр-осадитель 5 выполнен в форме цилиндра, чья ось параллельна потоку воздуха. Также это достигается благодаря применению радиального вентилятора 8, чья ось вращения перпендикулярна оси фильтра-осадителя 5. Благодаря сочетанию этих признаков, воздух с заряженными частицами, прошедшими через электростатический блок 4, продолжает направляться перпендикулярно плоскости электростатического блока 4, что уменьшает силу электростатического притяжения заряженных частиц к потенциально заряженным стенкам корпуса 1, т.к. амплитуда электрического поля обратно пропорциональна расстоянию. При этом, только после осаждения заряженных частиц на фильтре-осадителе 5 траектория потока воздуха становится направленной в сторону стенок корпуса 1, т.к. после осаждения заряженных частиц, потенциально оставшиеся в воздухе частицы уже не будут оседать на внутренних стенках корпуса 1 ввиду отсутствия их заряда. Таким образом, благодаря тому что до осаждения частиц на фильтре-осадителе 5 направление потока воздуха параллельно стенкам корпуса 1 (а именно верхней стенке, нижней стенке и двум боковым стенкам, на которых нет отверстий для забора 2 и вывода воздуха 10) даже в случае, если в стенках корпуса 1 есть накопленный заряд, искривление траектории будет незначительным и не приведет к осаждению частиц на стенках корпуса 1.[0057] Shown in FIG. 5 The air path also has a positive effect on cleaning efficiency. This trajectory is achieved due to the fact that the
[0058] Для еще большего уменьшения вероятности осаждения частиц на стенках корпуса 1 предпочтительно, чтобы расстояние от электростатического блока 4 до ближнего по потоку торца фильтра-осадителя 5 было меньше, чем половина высоты и половина ширины корпуса 1 в этом участке. Также возможно установить высокую скорость работы вентилятора 8. В таком случае, заряженные частицы будут достигать фильтра-осадителя 5 быстрее, чем будет происходить значительно искривление их траектории. Однако, слишком высокая скорость работы вентилятора 8 может привести к тому, что частицы не будут успевать заряжаться во время прохождения через электростатический блок 4. Предпочтительно, чтобы скорость работы вентилятора 8 была подобрана таким образом, что производительность устройства в целом лежала в диапазоне от 100 до 500 м3/ч, т.е. чтобы устройство очищало за один час 100-500 м3 воздуха. Конкретная скорость зависит в том числе от перепада давления на фильтрах и других внутренних элементах устройства, находящихся на пути потока воздуха.[0058] To further reduce the likelihood of particles settling on the walls of the
[0059] На Фиг. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ электростатической очистки воздуха, согласно настоящему изобретению. Согласно способу, сначала забирают воздух снаружи (снаружи корпуса 1) через отверстие для забора воздуха 2 при помощи вентилятора 8. После этого проводят поступивший воздух через фильтр предварительной очистки 3. Далее заряжают частицы, содержащиеся в поступившем воздухе, при помощи электростатического блока 4, причем в процессе зарядки металлический корпус 1 заземляют. После этого проводят поступивший воздух через фильтр-осадитель 5 и адсорбционно-каталитический фильтр 7, а затем выводят очищенный воздух из корпуса 1 устройства через отверстие для вывода воздуха 10 при помощи вентилятора 8. При этом при помощи блока электроники 9 осуществляют управление вентилятором 8 и электростатическим блоком 4.[0059] In FIG. 6 is a block diagram illustrating the method of electrostatic air purification according to the present invention. According to the method, first, air is taken from the outside (outside the housing 1) through the
[0060] При включении устройства при помощи вентилятора 8 формируют поток воздуха так, что он попадает в корпус 1 устройства через отверстие для забора воздуха 2. Он может поступать из помещения или с улицы.[0060] When the device is turned on, the
[0061] При помощи того же вентилятора 8 поступивший воздух проводят через фильтр первичной очистки 3. Проходя через него воздух очищается от крупной пыли и мелкого мусора, как это было описано выше. Благодаря этому, на дальнейших этапах очистки воздуха другие фильтра 5, 7 не будут чрезмерно засорятся, т.е. их ресурс не будет исчерпываться слишком быстро.[0061] Using the
[0062] Далее воздух, очищенный от крупной пыли и мелкого мусора, проводят через электростатический блок 4. Проходя через него, частицы, содержащиеся в воздухе, заряжаются электростатическим зарядом. При этом могут наводится паразитные токи в стенки корпуса 1 устройства. Однако, благодаря применению металлического корпуса 1, а именно благодаря высокой проводимости металла, электростатический заряд не будет накапливаться в стенках металлического корпуса 1, т.е. таким образом, корпус 1 заземляется самостоятельно.[0062] Next, the air, purified from coarse dust and fine debris, is passed through the
[0063] После этого воздух, включающий заряженный частицы, проводят через фильтр-осадитель 5 и адсорбционно-каталитический фильтр 7. На этапе прохождения фильтра-осадителя 5 заряженные частицы оседают на нем, благодаря чему воздух очищается от негазовых частиц. После этого при прохождении воздуха, включающего газовые загрязнители, через адсорбционно-каталитический фильтр 7 воздух очищается от всех или от части газовых загрязнителей, в частности от запахов.[0063] After that, the air including the charged particles is passed through the
[0064] Затем под действием вентилятора 8 очищенный воздух выводят из корпуса 1 устройства через отверстие для вывода воздуха 10. Выводить его могут как в помещение, так и на улицу, в зависимости от целей и места применения устройства.[0064] Then, under the action of the
[0065] При этом на каждом из этапов, на отдельных этапах, периодически или без определенной периодичности управляют вентилятором 8 и электростатическим блоком 4 посредством блока электроники 9. При помощи него 9 могут изменять скорость работы вентилятора 8, а также включать и включать его 8, изменять амплитуду электрического поля электростатического блока 4, в том числе выключать электрическое поле и т.д.[0065] At the same time, at each of the stages, at separate stages, periodically or without a certain frequency, the
[0066] На Фиг. 7 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ электростатической очистки воздуха, согласно настоящему изобретению с дополнительными пояснениями. Согласно способу, сначала забирают воздух снаружи (снаружи корпуса 1) через отверстие для забора воздуха 2 при помощи вентилятора 8. После этого проводят поступивший воздух через фильтр предварительной очистки 3. Далее заряжают частицы, содержащиеся в поступившем воздухе, при помощи электростатического блока 4, причем в процессе зарядки металлический корпус 1 заземляют. В процессе зарядки частиц кислород преобразуется в озон под действием разряда. После этого проводят поступивший воздух через фильтр-осадитель 5 и адсорбционно-каталитический фильтр 7, причем проходя через последний воздух очищается в том числе от озона, а затем выводят очищенный воздух из корпуса 1 устройства через отверстие для вывода воздуха 10 с другой стороны корпуса 1, относительно стороны забора воздуха, при помощи вентилятора 8. При этом при помощи блока электроники 9 осуществляют управление вентилятором 8 и электростатическим блоком 4.[0066] In FIG. 7 is a block diagram illustrating the method of electrostatic air purification according to the present invention with additional explanations. According to the method, first, air is taken from the outside (outside the housing 1) through the
[0067] Перед тем, как воздух проходит через фильтр-осадитель 5, благодаря образованию озона на этапе зарядки, озон дезактивирует бактерии и микробы, содержащиеся в воздухе, во внутреннем объеме 6 фильтра-осадителя 5 и/или на его 5 внутренней поверхности.[0067] Before the air passes through the
[0068] То, что забор и вывода воздуха могут производить с разных сторон корпуса 1 устройства электростатической очистки воздуха, позволяет избежать формирования завихрений в потоке воздуха и, как следствие, снизить потенциальный уровень шума, производимого вентилятором и устройством в целом. При этом забор и вывод воздуха предпочтительнее всего производить с противоположных сторон корпуса 1. Таким образом, поток воздуха через корпус 1 будет наиболее равномерным.[0068] The fact that air intake and exhaust can be performed from different sides of the
[0069] На этапе прохождения воздуха через фильтр-осадитель 5 и адсорбционно-каталитический фильтр 7 воздух могут подавать через полые цилиндрический фильтры от внутренней поверхности к внешней. Это увеличивает эффективную площадь очистки воздуха, а также позволяет сохранить компактность устройства, сконструированному для работы согласно настоящему способу.[0069] In the step of passing air through the
[0070] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки запрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.[0070] The present application materials present a preferred disclosure of the implementation of the claimed technical solution, which should not be used as limiting other, private embodiments of its implementation that do not go beyond the requested scope of legal protection and are obvious to specialists in the relevant field of technology.
Claims (24)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790421C1 true RU2790421C1 (en) | 2023-02-20 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809452C1 (en) * | 2023-02-28 | 2023-12-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Method of neutralizing toxic gases from air removed from livestock premises |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2802965C2 (en) * | 1978-01-24 | 1983-12-01 | Manfred R. 8023 Pullach Burger | Filter device for cleaning gases |
RU2343359C1 (en) * | 2007-05-31 | 2009-01-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Device used for air cleaning |
RU2480244C2 (en) * | 2011-05-30 | 2013-04-27 | Закрытое акционерное общество "ЭКАТ" | Air cleaner |
RU156411U1 (en) * | 2014-12-31 | 2015-11-10 | Закрытое акционерное общество "Асептические Медицинские Системы" | DEVICE FOR CLEANING AND FILTRATION OF AIR |
RU197852U1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | DEVICE FOR HIGH-EFFICIENT CLEANING OF AIR FROM DISPERSED AND MOLECULAR IMPURITIES |
RU198658U1 (en) * | 2019-12-26 | 2020-07-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тион Инжиниринг" | Air filtration device |
RU205311U1 (en) * | 2021-04-13 | 2021-07-08 | Закрытое акционерное общество «АйТи Десижн» | AIR DISINFECTION DEVICE |
RU2762132C1 (en) * | 2020-12-11 | 2021-12-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тион Инжиниринг" | Electrostatic filtration apparatus and electrostatic charging unit |
RU2777914C2 (en) * | 2020-12-30 | 2022-08-11 | Акционерное общество "Тион Умный микроклимат" | Air-purifying device structure and system for its control |
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2802965C2 (en) * | 1978-01-24 | 1983-12-01 | Manfred R. 8023 Pullach Burger | Filter device for cleaning gases |
RU2343359C1 (en) * | 2007-05-31 | 2009-01-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Device used for air cleaning |
RU2480244C2 (en) * | 2011-05-30 | 2013-04-27 | Закрытое акционерное общество "ЭКАТ" | Air cleaner |
RU156411U1 (en) * | 2014-12-31 | 2015-11-10 | Закрытое акционерное общество "Асептические Медицинские Системы" | DEVICE FOR CLEANING AND FILTRATION OF AIR |
RU198658U1 (en) * | 2019-12-26 | 2020-07-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тион Инжиниринг" | Air filtration device |
RU197852U1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | DEVICE FOR HIGH-EFFICIENT CLEANING OF AIR FROM DISPERSED AND MOLECULAR IMPURITIES |
RU2762132C1 (en) * | 2020-12-11 | 2021-12-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тион Инжиниринг" | Electrostatic filtration apparatus and electrostatic charging unit |
RU2777914C2 (en) * | 2020-12-30 | 2022-08-11 | Акционерное общество "Тион Умный микроклимат" | Air-purifying device structure and system for its control |
RU205311U1 (en) * | 2021-04-13 | 2021-07-08 | Закрытое акционерное общество «АйТи Десижн» | AIR DISINFECTION DEVICE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809452C1 (en) * | 2023-02-28 | 2023-12-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Method of neutralizing toxic gases from air removed from livestock premises |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3852429B2 (en) | Air cleaner | |
US20040013583A1 (en) | Apparatus and method for a sanitizing air filter | |
RU2592082C2 (en) | Filtration unit | |
JP2003035445A (en) | Air cleaner | |
KR101305762B1 (en) | Reclamated Air Cleaner Using Plasma | |
RU179145U1 (en) | Electrostatic air filter | |
WO2007084106A2 (en) | Electronic disinfection of airborne pollutants | |
KR102214470B1 (en) | Air purifier for cleaning dust modules using spray nozzles | |
WO2021240526A1 (en) | Multi-function air purifing and sterilizing system | |
KR20180012021A (en) | Disinfection-type air purification system | |
US11117138B2 (en) | Systems and methods for gas cleaning using electrostatic precipitation and photoionization | |
CN213514274U (en) | Air classification purification device for ventilation system | |
CN113531743A (en) | Indoor air purification device | |
RU2790421C1 (en) | Electrostatic air cleaning device and method for its application | |
CN218781407U (en) | Clean fresh air fan and system with efficient electrostatic dust removal and sterilization functions | |
KR20130020164A (en) | Push-fan and pull-fan type air cleaning device | |
EP3951276A1 (en) | Purifier device and related purification method | |
CN114484696A (en) | Air filtering method | |
KR20040108481A (en) | Photo-catalyzer filter unit and air cleaner using the same | |
CN101592378A (en) | The vertical plasma of self-controlled runner humidifying and absorption purifying air handling device | |
JP2004057298A (en) | Air cleaning system | |
WO2022176711A1 (en) | Air purifier | |
KR20210059501A (en) | Air sterilization system | |
KR20030075703A (en) | Dust collecting filter of air cleaner | |
FI117681B (en) | Filtration system and method for ventilation systems |