WO2013009207A1 - Air ionization method and device for the implementation thereof - Google Patents

Air ionization method and device for the implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2013009207A1
WO2013009207A1 PCT/RU2011/000502 RU2011000502W WO2013009207A1 WO 2013009207 A1 WO2013009207 A1 WO 2013009207A1 RU 2011000502 W RU2011000502 W RU 2011000502W WO 2013009207 A1 WO2013009207 A1 WO 2013009207A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
cooled
vortex tube
stream
outlet
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000502
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Николай Ефимович КУРНОСОВ
Дмитрий Сергеевич ИНОЗЕМЦЕВ
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Вкм Групп"
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 Закрытое Акционерное Общество "Вкм Групп" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Вкм Групп"
Priority to RU2013158077/15A priority Critical patent/RU2576513C2/en
Priority to PCT/RU2011/000502 priority patent/WO2013009207A1/en
Publication of WO2013009207A1 publication Critical patent/WO2013009207A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/22Ionisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/025High gradient magnetic separators
    • B03C1/031Component parts; Auxiliary operations
    • B03C1/033Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit
    • B03C1/0332Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit using permanent magnets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/01Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
    • B03C3/014Addition of water; Heat exchange, e.g. by condensation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/019Post-treatment of gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/14Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by the additional use of mechanical effects, e.g. gravity
    • B03C3/15Centrifugal forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/36Controlling flow of gases or vapour
    • B03C3/368Controlling flow of gases or vapour by other than static mechanical means, e.g. internal ventilator or recycler
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40Electrode constructions
    • B03C3/45Collecting-electrodes
    • B03C3/455Collecting-electrodes specially adapted for heat exchange with the gas stream
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • B04C2009/001Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks with means for electrostatic separation

Definitions

  • the invention relates to the field of ionization, ozonation and conditioning of atmospheric air in order to improve its consumer properties and is intended for use in industrial and domestic premises for processing ambient air.
  • the invention can also be used for aeroionotherapy of various diseases and the treatment of any gaseous media.
  • Ionization of gases or liquids is the formation in the medium of positive and negative ions and free electrons from electrically neutral atoms and molecules by means of energy exposure to them.
  • electric, thermal, shock, photon, laser, electrolytic and other types are distinguished.
  • the disadvantages of the ionization method due to the balloelectric effect are the insufficiently high degree of ionization of the liquid, the low intensity of saturation of air with ions when mixing the ionized liquid with air, the inability to control the process and achieve the required unipolarity.
  • the disadvantages of this method are the low degree of dispersion of the liquid, due to the mechanical dispersion method using the impeller, and the inefficiency of the passive system for mixing liquid with air by sucking air from the atmosphere.
  • a low degree of dispersion of the liquid results in a coarsely dispersed liquid, including the presence of a large number of non-ionized medium and large particles that are not trapped by air and do not increase the ionization potential of air.
  • the inefficiency of the system of mixing air and liquid leads to an uneven distribution of liquid ions in the air and a decrease in the general unipolarity of the air.
  • the humidity of the mixture increases, which in some cases is an undesirable phenomenon.
  • the disadvantages of this method are the design complexity, inefficiency of the system of mixing air and ionized liquid, increased air humidity, reduced degree of air ionization due to the neutralization of part of the charges on the walls of the vessel.
  • the mixture of air with liquid particles is heterogeneous, which reduces the overall degree of ionization of the air.
  • the closest in technical essence to the present invention is a device for treating moist air according to the copyright certificate SU 1483205. When this device is in operation, ionization is achieved by treating moist air using a vortex energy separator (vortex tube) and a high-voltage electric discharge ionizer.
  • the high-voltage electric-discharge ionizer is made in the form of a casing placed around a cold flow outlet pipe and connected to a positive electrode and a needle negative electrode located along the axis of the cold stream pipe.
  • a vortex tube air is divided into cooled and heated streams. Cooled air with the fog formed in it enters the region of a unipolar corona discharge, where the particles of fog and air molecules acquire a negative charge and under the action of electrostatic forces move to the positive ring electrode, dragging the cooled air along with them.
  • ozone molecules are formed from excited oxygen molecules. Ionized and ozonized air is sent to cool the cutter in the metalworking zone.
  • the noted drawbacks in the aggregate do not provide a high degree of ionization of the air and reduce its effectiveness.
  • the invention is aimed at increasing the degree of ionization of air, providing control over the ionization process, increasing the intensity of air saturation with ions of a dispersed liquid and increasing the efficiency of the ionization process with the simplicity of the method and the device used.
  • the problem is solved in the method of ionization of air, including the separation of air into cooled and heated flows in a vortex tube with the condensation of moisture contained in the cooled air stream, and the output of the vortex tube ionized due to the balloelectric effect of the flows of cooled and heated air.
  • the cooled ionized stream is divided into several separate jets uniformly distributed along the vortex tube perimeter and directed diametrically opposite jets towards each other to ensure their shock-dynamic interaction, and the magnetic ion pre-acting on the stream of cooled ionized air at the exit of the vortex tube with the force magnetic lines along the air flow in opposite or passing directions.
  • the method according to the invention can significantly increase the degree of ionization of air compared with known methods due to the presence of two stages of ionization: dispersion of the liquid in the vortex tube and additional dispersion of liquid droplets in the separator at counter shock dynamic interaction of air jets.
  • An increase in the degree of ionization is promoted by a high degree of dispersion of the liquid and mixing of the components of the mixture.
  • the intensity of air saturation by ions of a dispersed liquid increases due to intensive mixing of components due to counter shock dynamic interaction of air jets in the mixer with the formation of a finely dispersed ionized mixture with a uniform distribution of ions throughout the mixture.
  • the problem is also solved in a device for ionizing air, containing a vortex tube, a pipe for tangential air supply, a swirl, outlet pipes for cooled and heated air flows and a throttle located in the outlet pipe for heated air.
  • the vortex tube at the outlet of the cooled air is additionally equipped with a separator with channels evenly distributed along its perimeter, extending into a cylindrical mixer made in the form of a cavity on the outside of the separator, while the channel outlet openings are diametrically opposed in pairs.
  • the channels are substantially L-shaped, with the ratio of the total area of the channels of the separator to the living area of the outlet pipe of the cooled air stream being 1 / 2.5-1 / 3.0.
  • outlet pipe for the cooled air can be equipped with two annular permanent magnets covering the pipe, mounted on the end planes of the swirl with the possibility of their rearrangement to change the direction of the magnetic field relative to the flow of cooled air.
  • FIG. 1 schematically shows a device for ionizing air according to the present invention, a view in longitudinal section;
  • FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1.
  • a device for implementing the air ionization method in accordance with the present invention is a vortex tube consisting of a housing 1, a swirl 2, a throttle 3, a pipe 4 for tangential air supply to the swirl 2, a cooled air outlet 5 and a heated air outlet 6.
  • the inner surface of the casing of the vortex tube 1 is made of non-porous material that does not conduct electric current, for example, fluoroplastic, polystyrene, polyvinyl, organic glass, etc. with a roughness of not more than Ra 0.8.
  • the inner surfaces of other parts of the device are made of the same material. All other surfaces and other parts of the device can be made of any material.
  • the housing has a cylindrical or conical shape.
  • the swirl 2 is a cochlear supercharger that swirls the air flow and feeds it along a helical line into the vortex tube body.
  • the throttle 3 is intended, firstly, for the selection of heated air and, secondly, for regulating its flow rate, and, accordingly, the flow rate of chilled air.
  • the vortex tube provides energy separation of air into cooled and heated flows. Separation is due to the Rank-Hills effect.
  • the heated stream moves along the periphery of the vortex tube, and the cooled stream moves along the pipe axis in the opposite direction.
  • At the end of the pipe there is a reflector 7, which ensures the rotation of the flow and the outlet of heated air through the peripheral holes 8 into the pipe 6.
  • the chilled air outlet pipe 5 is provided with two permanent ring magnets 9 and 10, covering said pipe.
  • the magnets are mounted on the end planes of the swirl 2 on its outer sides.
  • the magnets 9 and 10 are mounted with the possibility of their rearrangement, so that the direction of the magnetic field is either oncoming or passing relative to the flow of cooled air.
  • Coercive magnetic field strength and dimensions magnets are determined by the parameters of the air flow (flow, pressure, speed), the size of the vortex tube and are selected experimentally.
  • the device at the outlet of the cooled air is equipped with a separator 11, dividing the air flow into separate jets.
  • channels 12 are made in the separator, for example, of an L-shaped shape uniformly distributed around the perimeter of the separator 1 1.
  • the channels 12 exit into a cylindrical mixer 13, which is a cavity on the outside of the separator.
  • the outlet openings of the channels 12 are arranged in pairs diametrically opposite (Fig. 2)
  • F K is the total area of the channels
  • F 0B is the living section area of the cooled outlet pipe air flow.
  • the method is as follows.
  • the pipe 4 and the swirl 2 in the casing 1 of the vortex tube serves moist air (humidity more than 30%) depending on the required output parameters of humidity and ionization potential.
  • the air flow in the vortex tube is intensively swirled at high peripheral speed, turbulized and divided into two flows: heated (peripheral) and cooled (axial). Both flows move towards each other, which increases turbulization.
  • the stream of chilled air at the exit of the vortex tube is treated with a magnetic field with the location of the magnetic lines of force along the air stream in the opposite or passing directions.
  • One or another direction of the magnetic field is provided by the installation of magnets 9 and 10.
  • FIG. 1 shows one of the options for installing magnets with an indication of their poles. With this arrangement of the poles of the magnets, the magnetic field will coincide in direction with the air flow. When the poles are reversed, the magnetic field will be directed towards the air flow.
  • the cooled air After magnetic treatment, the cooled air enters the L-shaped channels 12 of the separator 1 1. Since the total area of the channels 12 is 2.5-3 times less than the living area of the chilled air outlet 5, the air velocity in the channels and at the outlet of them increases . High-speed jets of air enter the mixer 13, made in the form of a cavity on the outside of the separator.
  • the remaining liquid droplets are additionally dispersed due to the kinetic shock-dynamic interaction of air jets.
  • the number of ions increases (due to secondary impact ionization) and their density in the air stream, as a result of which the degree of air ionization increases.
  • air and charged particles are actively mixed with the achievement of a high uniformity of the distribution of ionized particles in the air.
  • a high degree of dispersion of liquid droplets and air ionization is provided due to the above optimal ratio of the total area of the channels in the separator and the living area of the chilled air pipe.
  • the above ratio allows for a high speed of air jets without a significant increase in the resistance of the channels and the total pressure in the device. So, with a ratio of less than 2.5, the speed of the air jets decreases, the process of dispersing liquid droplets becomes ineffective due to a decrease in the kinetic energy of the air jets, and with a ratio of more than 3.0, the resistance of the channels and the pressure in the device increase, increasing the energy consumption for air ionization.

Abstract

The air ionization method includes separating air into a cooled stream and a heated stream in a vortex tube, ensuring the condensation of moisture contained in the cooled air stream, and discharging from the vortex tube the air streams ionized as a result of the Lenard effect. A magnetic field is applied to the cooled ionized stream at the outlet from the vortex tube. The cooled ionized stream is then separated into several streams, and diametrically opposing streams are directed at each other, ensuring the impact dynamic interaction thereof. The device for implementing this method comprises a vortex tube, a duct for tangential air supply, a vortex generator, ducts for discharging a cooled air stream and a heated air stream, and a flow regulator valve located in the heated air outlet duct. The vortex tube is equipped with a separator at the cooled air outlet, said separator having channels equally distributed around the perimeter thereof which exit into a cylindrical mixer in the form of a cavity on the external side of the separator, while the outlet openings of the channel are arranged in diametrically opposing pairs.

Description

СПОСОБ ИОНИЗАЦИИ ВОЗДУХА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО  METHOD OF IONIZATION OF AIR AND DEVICE FOR ITS
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ  IMPLEMENTATION
Область техники Technical field
Изобретение относится к области ионизации, озонирования и кондиционирования атмосферного воздуха с целью улучшения его потребительских свойств и предназначено для использования в производственных и бытовых помещениях для обработки окружающего воздуха. Изобретение может быть также использовано для аэроионотерапии различных заболеваний и обработки любых газовых сред. Предшествующий уровень техники  The invention relates to the field of ionization, ozonation and conditioning of atmospheric air in order to improve its consumer properties and is intended for use in industrial and domestic premises for processing ambient air. The invention can also be used for aeroionotherapy of various diseases and the treatment of any gaseous media. State of the art
Ионизация газов или жидкостей, как физическое явление, представляет собой образование в среде положительных и отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул путем энергетического воздействия на них. Среди различных способов ионизации различают электрический, термический, ударный, фотонный, лазерный, электролитический и другие виды.  Ionization of gases or liquids, as a physical phenomenon, is the formation in the medium of positive and negative ions and free electrons from electrically neutral atoms and molecules by means of energy exposure to them. Among the various methods of ionization, electric, thermal, shock, photon, laser, electrolytic and other types are distinguished.
Известен способ ионизации, например, жидкости путем её тонкого диспергирования (распыления), который основан на баллоэлектрическом эффекте (И.Л.Кнунянц Химическая энциклопедия в 5-ти томах, т.1, М, Советская энциклопедия, 1988, с. 448).  There is a method of ionizing, for example, a liquid by thinly dispersing (spraying) it, which is based on the balloelectric effect (I.L. Knunyants Chemical Encyclopedia in 5 volumes, vol. 1, M, Soviet Encyclopedia, 1988, p. 448).
Недостатками способа ионизации за счет баллоэлектрического эффекта являются недостаточно высокая степень ионизации жидкости, низкая интенсивность насыщения воздуха ионами при смешивании ионизированной жидкости с воздухом, невозможность управления процессом и достижения требуемой униполярности.  The disadvantages of the ionization method due to the balloelectric effect are the insufficiently high degree of ionization of the liquid, the low intensity of saturation of air with ions when mixing the ionized liquid with air, the inability to control the process and achieve the required unipolarity.
Из документа SU 115834 известен способ ионизации атмосферного воздуха, согласно которому поступающую из резервуара жидкость распыляют крыльчаткой, в результате чего молекулы жидкости приобретают электрический заряд. Через щели корпуса крыльчатки подсасывается воздух, который смешивается с распыленной жидкостью и подхватывает легкие и средние гидроионы жидкости. Образуемая смесь воздуха и ионизированных частиц жидкости выводится наружу и поступает в помещение. Крупные (тяжелые) гидроионы, которые не подхватываются потоком воздуха, оседают на стенках корпуса крыльчатки и стекают в резервуар с жидкостью и ионизируют её, увеличивая в ней количество гидроионов, что способствует повышению униполярности и интенсивности насыщения воздуха ионами жидкости. From document SU 115834, a method for ionizing atmospheric air is known, according to which the liquid coming from the tank is sprayed with an impeller, as a result of which the liquid molecules acquire an electric charge. Through the slots of the impeller housing, air is sucked in, which mixes with the sprayed liquid and picks up light and medium hydroion liquids. The resulting mixture of air and ionized particles of liquid is discharged outside and enters the room. Large (heavy) hydroions that are not picked up by the air flow settle on the walls of the impeller housing and flow into the reservoir with the liquid and ionize it, increasing the number of hydroions in it, which helps to increase the unipolarity and intensity of air saturation with liquid ions.
Недостатками известного способа являются низкая степень диспергирования жидкости, обусловленная механическим способом диспергирования с помощью крыльчатки, и неэффективность пассивной системы смешивания жидкости с воздухом путем подсоса воздуха из атмосферы. Низкая степень диспергирования жидкости приводит к получению грубораспыленной жидкости, включающей наличие большого количества неионизированных средних и крупных частиц, не захватываемых воздухом и не повышающих ионизационный потенциал воздуха. Неэффективность системы смешивания воздуха и жидкости приводит к неравномерному распределению ионов жидкости в воздухе и снижению общей униполярности воздушной среды. Кроме того, при обработке воздуха крупнодисперсными частицами ионизированной жидкости повышается влажность смеси, что в ряде случаев является нежелательным явлением.  The disadvantages of this method are the low degree of dispersion of the liquid, due to the mechanical dispersion method using the impeller, and the inefficiency of the passive system for mixing liquid with air by sucking air from the atmosphere. A low degree of dispersion of the liquid results in a coarsely dispersed liquid, including the presence of a large number of non-ionized medium and large particles that are not trapped by air and do not increase the ionization potential of air. The inefficiency of the system of mixing air and liquid leads to an uneven distribution of liquid ions in the air and a decrease in the general unipolarity of the air. In addition, when treating air with coarse particles of ionized liquid, the humidity of the mixture increases, which in some cases is an undesirable phenomenon.
Из документа JP2001-1 198219 известен способ ионизации воздуха, согласно которому диспергирование жидкости производится с помощью ультразвукового преобразователя, размещенного в дне корпуса устройства. Жидкость и воздух подаются в нижнюю часть устройства. После распыления жидкости ультразвуковым воздействием и её ионизации она поступает в корпус устройства и пассивно смешивается с воздухом. Образованная смесь поступает в сосуд с двойными стенками, где средние и крупные частицы жидкости оседают на стенках сосуда и удаляются из смеси.  From document JP2001-1 198219, a method of ionizing air is known, according to which the dispersion of the liquid is carried out using an ultrasonic transducer located in the bottom of the device. Liquid and air are supplied to the bottom of the device. After atomization of the liquid by ultrasonic action and its ionization, it enters the device body and is passively mixed with air. The resulting mixture enters the vessel with double walls, where medium and large particles of liquid settle on the walls of the vessel and are removed from the mixture.
Недостатками такого способа являются сложность конструкции, неэффективность системы смешивания воздуха и ионизированной жидкости, повышенная влажность воздуха, снижение степени ионизации воздуха за счет нейтрализации части зарядов на стенках сосуда. Как и в предыдущем изобретении, смесь воздуха с частицами жидкости получается неоднородной, что снижает общую степень ионизации воздуха. Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является устройство для обработки влажного воздуха по авторскому свидетельству SU 1483205. При работе этого устройства ионизация достигается за счет обработки влажного воздуха при помощи вихревого энергоразделителя (вихревой трубы) и высоковольтного электроразрядного ионизатора. Высоковольтный электроразрядный ионизатор выполнен в виде кожуха, размещенного вокруг патрубка вывода холодного потока и соединенного с положительным электродом и игольчатым отрицательным электродом, расположенным по оси патрубка холодного потока. В вихревой трубе происходит разделение воздуха на охлажденный и нагретый потоки. Охлажденный воздух с образовавшимся в нем туманом поступает в область униполярного коронного разряда, где частицы тумана и молекулы воздуха приобретают отрицательный заряд и под действием электростатических сил перемещаются к положительному кольцевому электроду, увлекая за собой охлажденный воздух. В зоне коронного разряда из возбужденных молекул кислорода формируются молекулы озона. Ионизированный и озонированный воздух направляется на охлаждение резца в зону металлообработки. The disadvantages of this method are the design complexity, inefficiency of the system of mixing air and ionized liquid, increased air humidity, reduced degree of air ionization due to the neutralization of part of the charges on the walls of the vessel. As in the previous invention, the mixture of air with liquid particles is heterogeneous, which reduces the overall degree of ionization of the air. The closest in technical essence to the present invention is a device for treating moist air according to the copyright certificate SU 1483205. When this device is in operation, ionization is achieved by treating moist air using a vortex energy separator (vortex tube) and a high-voltage electric discharge ionizer. The high-voltage electric-discharge ionizer is made in the form of a casing placed around a cold flow outlet pipe and connected to a positive electrode and a needle negative electrode located along the axis of the cold stream pipe. In a vortex tube, air is divided into cooled and heated streams. Cooled air with the fog formed in it enters the region of a unipolar corona discharge, where the particles of fog and air molecules acquire a negative charge and under the action of electrostatic forces move to the positive ring electrode, dragging the cooled air along with them. In the corona discharge zone, ozone molecules are formed from excited oxygen molecules. Ionized and ozonized air is sent to cool the cutter in the metalworking zone.
Описанное устройство имеют следующие недостатки:  The described device has the following disadvantages:
- отсутствие принудительной системы смешивания воздуха и конденсированных частиц тумана приводит к неоднородности смеси и снижению ионизационного потенциала;  - the absence of a forced system for mixing air and condensed particles of fog leads to heterogeneity of the mixture and a decrease in ionization potential;
- необходимость использования электрического способа ионизации для повышения степени ионизации воздуха, что приводит к усложнению устройства и увеличению энергетических затрат;  - the need to use an electrical ionization method to increase the degree of ionization of the air, which leads to a complication of the device and an increase in energy costs;
- несовершенство системы электродов для ионизации воздуха. Этот недостаток заключается в том, что коронный разряд при описанном расположении и форме электродов образуется только в узкой области вокруг центрального игольчатого электрода диаметром 3-^5 мм, а оставшаяся площадь поперечного сечения канала по периферии конфузора находится вне области воздействия коронного разряда, в результате чего значительный объем воздуха не подвергается ионизационной обработке. Это обстоятельство снижает степень ионизации воздуха.  - imperfection of the electrode system for air ionization. This disadvantage is that the corona discharge with the described arrangement and shape of the electrodes is formed only in a narrow region around the central needle electrode with a diameter of 3- ^ 5 mm, and the remaining channel cross-sectional area at the periphery of the confuser is outside the corona discharge region, as a result of which a significant amount of air is not subjected to ionization treatment. This circumstance reduces the degree of ionization of the air.
Отмеченные недостатки в совокупности не обеспечивают высокую степень ионизации воздуха и снижают ее эффективность. Изобретение направлено на повышение степени ионизации воздуха, обеспечение управления процессом ионизации, повышение интенсивности насыщения воздуха ионами диспергированной жидкости и повышение эффективности процесса ионизации при простоте реализации способа и применяемого устройства. The noted drawbacks in the aggregate do not provide a high degree of ionization of the air and reduce its effectiveness. The invention is aimed at increasing the degree of ionization of air, providing control over the ionization process, increasing the intensity of air saturation with ions of a dispersed liquid and increasing the efficiency of the ionization process with the simplicity of the method and the device used.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Поставленная задача решена в способе ионизации воздуха, включающем разделение воздуха на охлажденный и нагретый потоки в вихревой трубе с обеспечением конденсации влаги, содержащейся в охлажденном потоке воздуха, и вывод за пределы вихревой трубы ионизированных за счет баллоэлектрического эффекта потоков охлажденного и нагретого воздуха. Согласно изобретению охлажденный ионизированный поток разделяют на несколько равномерно распределенных по периметру вихревой трубы отдельных струй и направляют диаметрально противоположные струи навстречу друг другу с обеспечением их ударно-динамического взаимодействия, причем на поток охлажденного ионизированного воздуха на выходе из вихревой трубы предварительно воздействуют магнитным полем с расположением силовых магнитных линий вдоль потока воздуха во встречном или попутном направлениях.  The problem is solved in the method of ionization of air, including the separation of air into cooled and heated flows in a vortex tube with the condensation of moisture contained in the cooled air stream, and the output of the vortex tube ionized due to the balloelectric effect of the flows of cooled and heated air. According to the invention, the cooled ionized stream is divided into several separate jets uniformly distributed along the vortex tube perimeter and directed diametrically opposite jets towards each other to ensure their shock-dynamic interaction, and the magnetic ion pre-acting on the stream of cooled ionized air at the exit of the vortex tube with the force magnetic lines along the air flow in opposite or passing directions.
Воздействие на поток охлажденного предварительно ионизированного воздуха на выходе из вихревой трубы магнитного поля с возможностью различного расположения силовых магнитных линий относительно потока воздуха обеспечивает возможность получения как биполярной ионизации, так и сепарации ионов и обеспечение униполярности ионизированного воздуха. Разделение потока охлажденного ионизированного воздуха после его магнитной обработки на несколько равномерно распределенных по периметру вихревой трубы отдельных струй и направление диаметрально противоположных струй навстречу друг другу с обеспечением их ударно-динамического взаимодействия, обеспечивая дополнительное диспергирование капель жидкости и дополнительную ионизацию воздуха.  The impact on the flow of chilled pre-ionized air at the outlet of the vortex tube of a magnetic field with the possibility of different positions of the magnetic lines of force relative to the air flow makes it possible to obtain both bipolar ionization and ion separation and ensure the unipolarity of ionized air. The separation of the stream of cooled ionized air after its magnetic treatment into several separate jets evenly distributed along the vortex tube perimeter and the direction of diametrically opposite jets towards each other with the provision of their shock-dynamic interaction, providing additional dispersion of liquid droplets and additional air ionization.
Таким образом, способ согласно изобретению позволяет значительно повысить степень ионизации воздуха по сравнению с известными способами за счет наличия двух стадий ионизации: диспергирования жидкости в вихревой трубе и дополнительного диспергирования капель жидкости в разделителе при встречном ударно-динамическом взаимодействии струй воздуха. Повышению степени ионизации способствует высокая степень диспергирования жидкости и перемешивания компонентов смеси. Кроме того, повышается интенсивность насыщения воздуха ионами диспергированной жидкости вследствие интенсивного перемешивания компонентов за счет встречного ударно- динамического взаимодействия струй воздуха в смесителе с образованием мелкодисперсной ионизированной смеси с равномерным распределением ионов по объему смеси. При этом повышается степень управляемости процессом ионизации (получения биполярной и униполярной ионизации) за счет возможности изменения направления магнитного поля. Повышение униполярности ионизированного воздуха обеспечивается магнитной обработкой воздуха, в результате которой возможно получение ионизированного воздуха с абсолютным преобладанием ионов одного знака. Thus, the method according to the invention can significantly increase the degree of ionization of air compared with known methods due to the presence of two stages of ionization: dispersion of the liquid in the vortex tube and additional dispersion of liquid droplets in the separator at counter shock dynamic interaction of air jets. An increase in the degree of ionization is promoted by a high degree of dispersion of the liquid and mixing of the components of the mixture. In addition, the intensity of air saturation by ions of a dispersed liquid increases due to intensive mixing of components due to counter shock dynamic interaction of air jets in the mixer with the formation of a finely dispersed ionized mixture with a uniform distribution of ions throughout the mixture. This increases the degree of controllability of the ionization process (obtaining bipolar and unipolar ionization) due to the possibility of changing the direction of the magnetic field. The increase in the unipolarity of ionized air is ensured by magnetic air treatment, as a result of which it is possible to obtain ionized air with an absolute predominance of ions of the same sign.
Поставленная задача решена также в устройстве для ионизации воздуха, содержащем вихревую трубу, патрубок для тангенциальной подачи воздуха, завихритель, патрубки выхода охлажденного и нагретого потоков воздуха и дроссель, расположенный в патрубке выхода нагретого воздуха. Согласно изобретению вихревая труба на выходе охлажденного воздуха дополнительно снабжена разделителем с равномерно распределенными по его периметру каналами, выходящими в цилиндрический смеситель, выполненный в виде полости на внешней стороне разделителя, при этом выходные отверстия каналов расположены попарно диаметрально противоположно.  The problem is also solved in a device for ionizing air, containing a vortex tube, a pipe for tangential air supply, a swirl, outlet pipes for cooled and heated air flows and a throttle located in the outlet pipe for heated air. According to the invention, the vortex tube at the outlet of the cooled air is additionally equipped with a separator with channels evenly distributed along its perimeter, extending into a cylindrical mixer made in the form of a cavity on the outside of the separator, while the channel outlet openings are diametrically opposed in pairs.
Предпочтительно каналы имеют по существу Г-образную форму, при этом отношение суммарной площади каналов разделителя к площади живого сечения патрубка выхода охлажденного потока воздуха составляет 1/2,5-1/3,0.  Preferably, the channels are substantially L-shaped, with the ratio of the total area of the channels of the separator to the living area of the outlet pipe of the cooled air stream being 1 / 2.5-1 / 3.0.
Кроме того, патрубок выхода охлажденного воздуха может быть снабжен двумя кольцевыми постоянными магнитами, охватывающими упомянутый патрубок, установленными по торцевым плоскостям завихрителя с возможностью их перестановки для изменения направления магнитного поля относительно потока охлажденного воздуха.  In addition, the outlet pipe for the cooled air can be equipped with two annular permanent magnets covering the pipe, mounted on the end planes of the swirl with the possibility of their rearrangement to change the direction of the magnetic field relative to the flow of cooled air.
Особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из дальнейшего подробного описания варианта его осуществления со ссылкой на чертежи. Краткое описание чертежей Features and advantages of the present invention will be better understood from the further detailed description of a variant of its implementation with reference to the drawings. Brief Description of the Drawings
На фиг. 1 схематично изображено устройство для ионизации воздуха согласно настоящему изобретению, вид в продольном разрезе;  In FIG. 1 schematically shows a device for ionizing air according to the present invention, a view in longitudinal section;
на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1. Вариант осуществления изобретения  in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1. An embodiment of the invention
Как показано на фиг. 1 устройство для реализации способа ионизации воздуха в соответствии с настоящим изобретением представляет собой вихревую трубу, состоящую из корпуса 1, завихрителя 2, дросселя 3, патрубка 4 для тангенциальной подачи воздуха в завихритель 2, патрубка 5 выхода охлажденного воздуха и патрубка 6 выхода нагретого воздуха. Внутренняя поверхность корпуса вихревой трубы 1 выполнена из непористого материала, не проводящего электрический ток, например, из фторопласта, полистирола, поливинила, органического стекла и др. с шероховатостью не более Ra 0,8. Из такого же материала выполнены внутренние поверхности других деталей устройства. Все другие поверхности и остальные части устройства могут выполняться из любого материала. Корпус имеет цилиндрическую или коническую форму. Завихритель 2 представляет собой улиткообразный нагнетатель, который закручивает поток воздуха и подает его по винтовой линии в корпус вихревой трубы. Дроссель 3 предназначен, во-первых, для отбора нагретого воздуха и, во-вторых, для регулирования его расхода, а, соответственно, и расхода охлажденного воздуха.  As shown in FIG. 1, a device for implementing the air ionization method in accordance with the present invention is a vortex tube consisting of a housing 1, a swirl 2, a throttle 3, a pipe 4 for tangential air supply to the swirl 2, a cooled air outlet 5 and a heated air outlet 6. The inner surface of the casing of the vortex tube 1 is made of non-porous material that does not conduct electric current, for example, fluoroplastic, polystyrene, polyvinyl, organic glass, etc. with a roughness of not more than Ra 0.8. The inner surfaces of other parts of the device are made of the same material. All other surfaces and other parts of the device can be made of any material. The housing has a cylindrical or conical shape. The swirl 2 is a cochlear supercharger that swirls the air flow and feeds it along a helical line into the vortex tube body. The throttle 3 is intended, firstly, for the selection of heated air and, secondly, for regulating its flow rate, and, accordingly, the flow rate of chilled air.
Вихревая труба обеспечивает энергетическое разделение воздуха на охлажденный и нагретый потоки. Разделение происходит благодаря эффекту Ранка-Хилша. Нагретый поток движется по периферии вихревой трубы, а охлажденный поток - по оси трубы в противоположном направлении. В конце трубы имеется отражатель 7, обеспечивающий поворот потока и вывод нагретого воздуха через периферийные отверстия 8 в патрубок 6.  The vortex tube provides energy separation of air into cooled and heated flows. Separation is due to the Rank-Hills effect. The heated stream moves along the periphery of the vortex tube, and the cooled stream moves along the pipe axis in the opposite direction. At the end of the pipe there is a reflector 7, which ensures the rotation of the flow and the outlet of heated air through the peripheral holes 8 into the pipe 6.
Патрубок 5 выхода охлажденного воздуха снабжен двумя постоянными кольцевыми магнитами 9 и 10, охватывающими упомянутый патрубок. Магниты установлены по торцевым плоскостям завихрителя 2 на внешних его сторонах. Магниты 9 и 10 установлены с возможностью их перестановки, чтобы направление магнитного поля было или встречным, или попутным относительно потока охлажденного воздуха. Коэрцитивная сила магнитного поля и размеры магнитов определяются параметрами потока воздуха (расходом, давлением, скоростью), типоразмером вихревой трубы и подбираются экспериментально. The chilled air outlet pipe 5 is provided with two permanent ring magnets 9 and 10, covering said pipe. The magnets are mounted on the end planes of the swirl 2 on its outer sides. The magnets 9 and 10 are mounted with the possibility of their rearrangement, so that the direction of the magnetic field is either oncoming or passing relative to the flow of cooled air. Coercive magnetic field strength and dimensions magnets are determined by the parameters of the air flow (flow, pressure, speed), the size of the vortex tube and are selected experimentally.
Устройство на выходе охлажденного воздуха снабжено разделителем 11 , разделяющим поток воздуха на отдельные струи. Для этого в разделителе выполнены каналы 12, например, Г-образной формы, равномерно распределенные по периметру разделителя 1 1. Каналы 12 выходят в цилиндрический смеситель 13, представляющий собой полость на внешней стороне разделителя. Выходные отверстия каналов 12 расположены попарно диаметрально противоположно (фиг. 2)·  The device at the outlet of the cooled air is equipped with a separator 11, dividing the air flow into separate jets. To this end, channels 12 are made in the separator, for example, of an L-shaped shape uniformly distributed around the perimeter of the separator 1 1. The channels 12 exit into a cylindrical mixer 13, which is a cavity on the outside of the separator. The outlet openings of the channels 12 are arranged in pairs diametrically opposite (Fig. 2)
Суммарная площадь каналов 12 и их количество в разделителе рассчитываются, исходя из соотношения: FK/F0B = 1/2,5-1/3,0, где FK - суммарная площадь каналов, F0B - площадь живого сечения патрубка выхода охлажденного потока воздуха. Для вывода из устройства ионизированного воздуха имеется патрубок 14. The total area of the channels 12 and their number in the separator are calculated based on the ratio: F K / F 0B = 1 / 2.5-1 / 3.0, where F K is the total area of the channels, F 0B is the living section area of the cooled outlet pipe air flow. To output ionized air from the device, there is a pipe 14.
Способ осуществляется следующим образом.  The method is as follows.
Через патрубок 4 и завихритель 2 в корпус 1 вихревой трубы подают влажный воздух (влажностью более 30 %) в зависимости от требуемых выходных параметров влажности и ионизационного потенциала. Поток воздуха в вихревой трубе интенсивно с высокой окружной скоростью закручивается, турбулизируется и разделяется на два потока: нагретый (периферийный) и охлажденный (осевой). Оба потока движутся навстречу друг другу, что увеличивает турбулизацию.  Through the pipe 4 and the swirl 2 in the casing 1 of the vortex tube serves moist air (humidity more than 30%) depending on the required output parameters of humidity and ionization potential. The air flow in the vortex tube is intensively swirled at high peripheral speed, turbulized and divided into two flows: heated (peripheral) and cooled (axial). Both flows move towards each other, which increases turbulization.
В охлажденном потоке воздуха за счет пониженной температуры происходит конденсация содержащейся в потоке влаги с образованием капель жидкости. Капли жидкости во время вихревого вращательного движения в вихревой трубе дробятся на отдельные частицы, распыляются на мелкодисперсные фракции и в соответствии с баллоэлектрическим эффектом ионизируются в результате отрыва электронов от атомов и молекул жидкости и образования положительных ионов и свободных электронов. Далее мелко диспергированная ионизированная жидкость смешивается с потоками воздуха (нагретым и охлажденным) и сообщает им ионизационный потенциал. Нагретый ионизированный воздух выводится через патрубок 6, охлажденный ионизированный воздух подается в патрубок 5. Поток охлажденного воздуха на выходе из вихревой трубы обрабатывают магнитным полем с расположением силовых магнитных линий вдоль потока воздуха во встречном или попутном направлениях. То или иное направление магнитного поля обеспечивается установкой магнитов 9 и 10. Например, на фиг. 1 показан один из вариантов установки магнитов с указанием их полюсов. При таком расположении полюсов магнитов магнитное поле будет совпадать по направлению с потоком воздуха. При обратном расположении полюсов магнитное поле будет направлено навстречу потоку воздуха. In a cooled air stream, due to the lowered temperature, the moisture contained in the stream is condensed to form liquid droplets. Drops of liquid during a vortex rotational motion in a vortex tube are crushed into individual particles, sprayed into finely divided fractions and, in accordance with the balloelectric effect, are ionized as a result of the separation of electrons from the atoms and molecules of the liquid and the formation of positive ions and free electrons. Then finely dispersed ionized liquid is mixed with air flows (heated and cooled) and gives them the ionization potential. The heated ionized air is discharged through the pipe 6, the cooled ionized air is supplied to the pipe 5. The stream of chilled air at the exit of the vortex tube is treated with a magnetic field with the location of the magnetic lines of force along the air stream in the opposite or passing directions. One or another direction of the magnetic field is provided by the installation of magnets 9 and 10. For example, in FIG. 1 shows one of the options for installing magnets with an indication of their poles. With this arrangement of the poles of the magnets, the magnetic field will coincide in direction with the air flow. When the poles are reversed, the magnetic field will be directed towards the air flow.
При направлении магнитных сил по направлению потока воздуха положительные ионы будут отклоняться к периферии потока за счет действия магнитных сил перед входом в патрубок 5, а затем захватываться потоком воздуха, поступающим из завихрителя 2, и возвращаться в вихревую трубу. Отрицательно же заряженные частицы под действием магнитных сил будут отклоняться к центру потока и беспрепятственно выходить с охлажденным воздухом. В результате этого в потоке охлажденного воздуха будут содержаться только отрицательные ионы.  When the magnetic forces are directed in the direction of the air flow, positive ions will deviate to the periphery of the flow due to the action of magnetic forces before entering the nozzle 5, and then they will be captured by the air flow coming from the swirl 2 and return to the vortex tube. Negatively charged particles under the influence of magnetic forces will deviate to the center of the flow and freely exit with cooled air. As a result, only negative ions will be contained in the stream of chilled air.
Описанное перераспределение заряженных частиц обеспечивает униполярность ионизированных потоков воздуха. При обратном расположении полюсов магнитов охлажденный поток воздуха будет иметь только положительные ионы.  The described redistribution of charged particles ensures the unipolarity of ionized air flows. When the poles of the magnets are reversed, the cooled air stream will have only positive ions.
После магнитной обработки охлажденный воздух поступает в Г-образные каналы 12 разделителя 1 1. Так как суммарная площадь каналов 12 в 2,5-3 раза меньше площади живого сечения патрубка 5 выхода охлажденного воздуха, то скорость воздуха в каналах и на выходе из них увеличивается. Высокоскоростные струи воздуха поступают в смеситель 13, выполненный в виде полости на внешней стороне разделителя.  After magnetic treatment, the cooled air enters the L-shaped channels 12 of the separator 1 1. Since the total area of the channels 12 is 2.5-3 times less than the living area of the chilled air outlet 5, the air velocity in the channels and at the outlet of them increases . High-speed jets of air enter the mixer 13, made in the form of a cavity on the outside of the separator.
Так как выходные отверстия каналов 12 в разделителе направлены попарно диаметрально противоположно, то на выходе из них струи воздуха интенсивно контактируют друг с другом во встречном ударно-динамическом взаимодействии.  Since the outlet openings of the channels 12 in the separator are directed diametrically opposite in pairs, then at the exit from them the air jets intensively contact each other in the oncoming shock-dynamic interaction.
При взаимодействии струй воздуха оставшиеся капли жидкости дополнительно диспергируются за счет кинетического ударно-динамического взаимодействия струй воздуха. Одновременно с этим возрастает количество ионов (за счет вторичной ударной ионизации) и их плотность в потоке воздуха, в результате чего степень ионизации воздуха увеличивается. Кроме того, воздух и заряженные частицы при этом активно смешиваются с достижением высокой равномерности распределения ионизированных частиц в среде воздуха. During the interaction of air jets, the remaining liquid droplets are additionally dispersed due to the kinetic shock-dynamic interaction of air jets. At the same time, the number of ions increases (due to secondary impact ionization) and their density in the air stream, as a result of which the degree of air ionization increases. Also air and charged particles are actively mixed with the achievement of a high uniformity of the distribution of ionized particles in the air.
Высокая степень диспергирования капель жидкости и ионизации воздуха обеспечивается за счет указанного выше оптимального соотношения суммарной площади каналов в разделителе и площади живого сечения патрубка охлажденного воздуха. Приведенное соотношение позволяет обеспечить высокую скорость струй воздуха без существенного повышения сопротивления каналов и общего давления в устройстве. Так, при соотношении меньше 2,5 скорость струй воздуха снижается, процесс диспергирования капель жидкости становится неэффективным из-за снижения кинетической энергии струй воздуха, а при соотношении больше 3,0 возрастает сопротивление каналов и давление в устройстве, повышая энергозатраты на ионизацию воздуха.  A high degree of dispersion of liquid droplets and air ionization is provided due to the above optimal ratio of the total area of the channels in the separator and the living area of the chilled air pipe. The above ratio allows for a high speed of air jets without a significant increase in the resistance of the channels and the total pressure in the device. So, with a ratio of less than 2.5, the speed of the air jets decreases, the process of dispersing liquid droplets becomes ineffective due to a decrease in the kinetic energy of the air jets, and with a ratio of more than 3.0, the resistance of the channels and the pressure in the device increase, increasing the energy consumption for air ionization.
Изобретение по сравнению с известными решениями позволяет получить следующие преимущества:  The invention in comparison with the known solutions allows to obtain the following advantages:
- повысить степень ионизации воздуха благодаря наличию двух стадий ионизации: за счет диспергирования жидкости в вихревой трубе и за счет дополнительного диспергирования капель жидкости в разделителе при встречном ударно-динамическом взаимодействии струй воздуха. Кроме того, повышению ионизации способствуют высокая степень диспергирования жидкости и перемешивания компонентов смеси;  - increase the degree of ionization of the air due to the presence of two stages of ionization: due to the dispersion of the liquid in the vortex tube and due to the additional dispersion of droplets of liquid in the separator in the counter shock-dynamic interaction of air jets. In addition, a high degree of dispersion of the liquid and mixing of the components of the mixture contribute to the increase in ionization;
- повысить интенсивность насыщения воздуха ионами диспергированной жидкости за счет интенсивного перемешивания компонентов вследствие встречного ударно-динамического взаимодействия струй воздуха в смесителе с образованием мелкодисперсной ионизированной смеси с равномерным распределением ионов по объему смеси;  - to increase the intensity of air saturation by ions of a dispersed liquid due to intensive mixing of the components due to counter shock-dynamic interaction of air jets in the mixer with the formation of a finely dispersed ionized mixture with a uniform distribution of ions throughout the mixture;
- обеспечить управляемость процессом ионизации (получения биполярной и униполярной ионизации) путем задания направления магнитного поля;  - to ensure controllability of the ionization process (obtaining bipolar and unipolar ionization) by setting the direction of the magnetic field;
- повысить униполярность ионизированного воздуха за счет магнитной обработки воздуха, в результате которой возможно получение ионизированного воздуха с абсолютным преобладанием ионов одного знака;  - increase the unipolarity of ionized air due to the magnetic treatment of air, as a result of which it is possible to obtain ionized air with an absolute predominance of ions of the same sign;
- повысить эффективность процесса ионизации, что обеспечивается интенсификацией всех технологических операций ионизации - диспергирования жидкости, ионизации жидкости, смешивания воздуха и жидкости. В результате существенно возрастает производительность процесса ионизации воздуха.  - increase the efficiency of the ionization process, which is provided by the intensification of all technological operations of ionization - dispersion of a liquid, ionization of a liquid, mixing air and liquid. As a result, the productivity of the process of air ionization increases significantly.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Способ ионизации воздуха, включающий разделение воздуха на охлажденный и нагретые потоки в вихревой трубе с обеспечением конденсации влаги, содержащейся в охлажденном потоке воздуха, и вывод за пределы вихревой трубы ионизированных за счет баллоэлектрического эффекта потоков охлажденного и нагретого воздуха, отличающийся тем, что охлажденный ионизированный поток разделяют на несколько равномерно распределенных по периметру вихревой трубы отдельных струй и направляют диаметрально противоположные струи навстречу друг другу с обеспечением их ударно- динамического взаимодействия, причем на поток охлажденного ионизированного воздуха на выходе из вихревой трубы предварительно воздействуют магнитным полем с расположением силовых магнитных линий вдоль потока воздуха во встречном или попутном направлениях. 1. The method of ionization of air, including the separation of air into cooled and heated flows in a vortex tube with the condensation of moisture contained in the cooled air stream, and the output of the vortex tube ionized due to the balloelectric effect of the flows of cooled and heated air, characterized in that the cooled the ionized stream is divided into several separate jets uniformly distributed along the perimeter of the vortex tube and direct diametrically opposite jets towards each other with echeniem shock their dynamic interactions, wherein the flow of cooled ionized air at the outlet of the vortex tube pre affect the magnetic field with the location of magnetic lines of force along the air flow in the opposite or the same direction.
2. Устройство для ионизации воздуха, содержащее вихревую трубу (1), патрубок (4) для тангенциальной подачи воздуха, завихритель (2), патрубки (5, 6) выхода охлажденного и нагретого потоков воздуха и дроссель (3), расположенный в патрубке (6) выхода нагретого воздуха, отличающееся тем, что вихревая труба (1) на выходе охлажденного воздуха дополнительно снабжена разделителем (11) с равномерно распределенными по его периметру каналами (12), выходящими в цилиндрический смеситель (13), выполненный в виде полости на внешней стороне разделителя (11), при этом, выходные отверстия каналов (12) расположены попарно диаметрально противоположно.  2. A device for ionizing air, containing a vortex tube (1), a pipe (4) for tangential air supply, a swirler (2), pipes (5, 6) for the outlet of cooled and heated air flows and a throttle (3) located in the pipe ( 6) the outlet of heated air, characterized in that the vortex tube (1) at the outlet of the cooled air is additionally equipped with a separator (11) with channels (12) evenly distributed along its perimeter that exit into a cylindrical mixer (13), made in the form of a cavity on the outside side of the separator (11), while one of the openings of the channels (12) are arranged diametrically opposite in pairs.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каналы (12) имеют по существу Г-образную форму.  3. The device according to p. 2, characterized in that the channels (12) are essentially L-shaped.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что отношение суммарной площади каналов (12) разделителя к площади живого сечения патрубка (5) выхода охлажденного потока воздуха составляет 1/2,5-1/3,0.  4. The device according to p. 3, characterized in that the ratio of the total area of the channels (12) of the separator to the living area of the pipe (5) of the outlet of the cooled air stream is 1 / 2.5-1 / 3.0.
5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что патрубок (5) выхода охлажденного воздуха снабжен двумя кольцевыми постоянными магнитами (9, 5. The device according to claim 2, characterized in that the pipe (5) of the cooled air outlet is equipped with two ring permanent magnets (9,
10), охватывающими упомянутый патрубок (5) и установленными по торцевым плоскостям завихрителя (2) с возможностью их перестановки для изменения направления магнитного поля относительно потока охлажденного воздуха. 10), covering the mentioned pipe (5) and installed on the end planes of the swirl (2) with the possibility of their rearrangement to change the direction of the magnetic field relative to the flow of cooled air.
PCT/RU2011/000502 2011-07-08 2011-07-08 Air ionization method and device for the implementation thereof WO2013009207A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013158077/15A RU2576513C2 (en) 2011-07-08 2011-07-08 Method of ionising air and apparatus therefor
PCT/RU2011/000502 WO2013009207A1 (en) 2011-07-08 2011-07-08 Air ionization method and device for the implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2011/000502 WO2013009207A1 (en) 2011-07-08 2011-07-08 Air ionization method and device for the implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013009207A1 true WO2013009207A1 (en) 2013-01-17

Family

ID=47506287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000502 WO2013009207A1 (en) 2011-07-08 2011-07-08 Air ionization method and device for the implementation thereof

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2576513C2 (en)
WO (1) WO2013009207A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109737627A (en) * 2018-12-27 2019-05-10 西北工业大学 Without hot end valve anti-clogging efficient vortex pipe
US11577192B2 (en) * 2018-09-14 2023-02-14 Washington State University Vortex tube lined with magnets and uses thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU517191A1 (en) * 1974-09-12 1976-06-05 Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А.Н.Туполева Gidroaero ionizator
SU1084558A1 (en) * 1981-05-29 1984-04-07 Gajdukov Aleksej A Air-conditioning system
SU1483205A1 (en) * 1987-06-27 1989-05-30 Институт общей и неорганической химии им.Н.С.Курнакова Device for treating damp air
JP2000325727A (en) * 1999-05-18 2000-11-28 Nikko Sohonsha:Kk Method and apparatus for generating anion, and water supply tank and automatically water-supplying apparatus in anion-generating apparatus
JP2001321625A (en) * 2000-05-19 2001-11-20 Matsushita Seiko Co Ltd Anion generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU517191A1 (en) * 1974-09-12 1976-06-05 Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А.Н.Туполева Gidroaero ionizator
SU1084558A1 (en) * 1981-05-29 1984-04-07 Gajdukov Aleksej A Air-conditioning system
SU1483205A1 (en) * 1987-06-27 1989-05-30 Институт общей и неорганической химии им.Н.С.Курнакова Device for treating damp air
JP2000325727A (en) * 1999-05-18 2000-11-28 Nikko Sohonsha:Kk Method and apparatus for generating anion, and water supply tank and automatically water-supplying apparatus in anion-generating apparatus
JP2001321625A (en) * 2000-05-19 2001-11-20 Matsushita Seiko Co Ltd Anion generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11577192B2 (en) * 2018-09-14 2023-02-14 Washington State University Vortex tube lined with magnets and uses thereof
CN109737627A (en) * 2018-12-27 2019-05-10 西北工业大学 Without hot end valve anti-clogging efficient vortex pipe

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013158077A (en) 2015-08-20
RU2576513C2 (en) 2016-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1212864C (en) Electric apparatus with reinforced antimicrobial capability
US5591334A (en) Apparatus for generating negative ions
KR102418203B1 (en) Device and method for generation of hydrogen peroxide
CN101300080B (en) Electrostatic atomizer
CN103612207B (en) Under magnetic enhancing electric field, nano particle jet is controlled transports micro lubricating grinding equipment
KR101953743B1 (en) Apparatus for Removing Fine Particles Agglomeration with Highly-Charged Mist Spraying
US5308589A (en) Odor control system
JP2003532991A (en) In-line gas ionization apparatus and method
KR20080009293A (en) Wet electrostatic ionising step in an electrostatic deposition device
RU2576513C2 (en) Method of ionising air and apparatus therefor
JP3115326B2 (en) Method and apparatus for treating gas carrier particles and use of the apparatus
KR102231982B1 (en) Odor removal system using Thunderbolt discharge of electricity and micro bubble water
WO2024051629A1 (en) Atomization and corona-based oil fume waste gas purification apparatus and purification method
US20160288138A1 (en) Electrostatic precipitator structure
JP4748114B2 (en) Air purifier
WO2015081461A1 (en) Minimal quantity lubrication grinding device capable of controllably transporting nanoparticle jet flow under magnetically enhanced electric field
JP2008147149A (en) Air negative ion generation method by water, and its device
CN203579423U (en) Minimal quantity lubrication grinding device for controllably transporting nano-particle jet flow under magnetism enhanced electric field
CN216857028U (en) Electric field device and air dust removal system
WO2020085231A1 (en) Dust removal device
RU2803470C1 (en) Method of disinfecting objects
US20240066464A1 (en) Method and device for purifying polluted air using dry and wet electrostatic treatment
RU2215943C2 (en) Device to disinfect air atmosphere
SU928136A1 (en) Apparatus for heat-and-moisture treatment of air
JP2011023238A (en) Ion-spraying device and air conditioner

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11869455

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013158077

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11869455

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1