Устройство для обеззараживания воздушной среды

 

Изобретение относится к области холодильной техники и технологии, а также к области сельского хозяйства, медицины и ветеринарии, в частности, в специальных помещениях, ламинарных боксах, для очистки и обеззараживания воздуха. Устройство выполнено в виде закрепленных в корпусе электродов. Генерирующий электрод выполнен в виде иголок, насаженных на проволоку, а заземленный электрод выполнен в виде сетки, электроды расположены эквидистантно друг другу и перпендикулярно к направлению движения воздушной среды с межэлектродным расстоянием, определяемым соотношением где L - шаг игл на генерирующем электроде, мм; S - межэлектродное расстояние, мм. Техническим результатом является уменьшение энергозатрат, увеличение производительности устройства с одновременным повышением эффективности процесса обеззараживания воздуха в помещениях, а также повышение удобства в эксплуатации и обслуживании. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области холодильной техники и технологии, а также к области сельского хозяйства, медицины и ветеринарии, в частности в специальных помещениях, ламинарных боксах, для очистки и обеззараживания воздуха.

Имеется ряд изобретений для обеззараживания воздуха (а.с. СССР 1691663, кл. 5 F 24 F 3/16, опубл. 15.10.91 г.), который состоит из корпуса с входными и выходными патрубками, и с размещенными в нем многоступенчатым фильтром, вентилятором, влагоотделителем и озонатором.

К недостаткам устройства можно отнести: повышенный шум, наличие инфразвуковых колебаний, сложность и ненадежность конструкции в работе, что ограничивает область его эффективного применения.

Известно устройство для аэроионификации и очистки воздуха (патент РФ 2156169, кл. F 24 F 3/16, В 03 С 3/38, С 01 В 13/11, опубл. 20.09.2000 г.), состоящее из подключенного к отрицательному полюсу высоковольтного источника напряжения коронирующего отрицательного электрода - эмиттера, выполненного в виде токопроводящего кольца с иглами, равномерно распределенными по азимуту, подключенного к положительному полюсу того же источника положительного электрода. Иглы эмиттера выполнены одноострийными, расположены в плоскости кольца эмиттера, направлены остриями по радиусам к центру кольца. На выходе устройства формируется высокоскоростной малорасходящийся поток очищенного от пыли насыщенного отрицательными ионами кислорода воздуха, который обеспечивает равномерное распределение отрицательных аэроионов кислорода в объеме помещения.

Недостатком устройства является большая габаритность, при сравнительно небольшой производительности, сложность очистки электродов.

Наиболее близким по технической сущности является вентилятор озонатор (патент РФ 2121115, кл. F 24 F 3/16, опубл. 27.10.1998 г.), состоящий из закрепленных в корпусе нескольких рядов пластинчатых электродов с прикрепленными стержневыми острийными излучателями. Пластинчатые электроды выполнены в аэродинамически профилированном виде. Движение воздуха обеспечивается за счет эффекта коронного электрического разряда, образующегося на стержневых острийных излучателях.

Недостатком устройства является сравнительно большой расход энергии при небольших скоростях потока воздуха и увеличенные габариты воздухоочистителя, сложность регулировки концентрации озона, что влияет на качество обеззараживания помещения, а также сложность очистки от отложений, образующихся на электродах.

Технической задачей в данном изобретении является уменьшение энергозатрат, увеличение производительности устройства, с одновременным повышением эффективности процесса обеззараживания воздуха в помещениях, а также повышение удобства в эксплуатации и обслуживании.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, выполненном в виде закрепленных в корпусе электродов, согласно изобретению генерирующий электрод выполнен в виде иголок, насаженных на проволоку, а заземленный электрод выполнен в виде сетки, электроды расположены эквидистантно друг другу и перпендикулярно к направлению движения ионного потока с межэлектродным расстоянием, определяемым соотношением где L - шаг игл на генерирующем электроде, мм; S - межэлектродное расстояние, мм.

Целесообразно заземленный электрод выполнить сменным. Целесообразно так же заземленный электрод выполнить из различных типов материалов.

Целесообразно сменный заземленный электрод выполнить с размером ячеек, в соотношении к шагу игл на генерирующем электроде где L - шаг игл на генерирующем электроде, мм; Н - размер стороны ячейки на сетчатом заземленном электроде, мм.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для обеззараживания воздуха ионным потоком, состоящем из корпуса, выполненного из электроизоляционного материала, расположены блок питания постоянного напряжения, игольчатый генерирующий электрод и эквидистантно ему сетчатый проволочный заземленный электрод. Генерирующий игольчатый электрод закреплен в корпусе и является стационарным. Заземленный проволочный электрод вставляется в горизонтальные пазы корпуса устройства и не является стационарным. С целью возможности регулирования производительности по выработке ионного потока без регулировки по напряжению электроды в устройстве выполняются из различных типов материалов. Помимо этого заземленный проволочный электрод выполняется съемным, с возможностью его очистки или замены на другого типа электрод, тем самым изменяя концентрацию ионов в воздушной среде. Эффект обеззараживания достигается посредством воздействия ионным потоком на поступающий в устройство обрабатываемый воздух.

Устройство разделяется на три зоны: всасывания, обработки и нагнетания воздушной смеси. Зона всасывания располагается перед генерирующим электродом, где происходит всасывание воздушной смеси из обрабатываемого помещения; зона обеззараживания (обработки) находится в межэлектродном пространстве, в котором происходит генерация ионного потока и возникает электродвижущая сила, перемещающая воздушную смесь; зона нагнетания располагается за заземленным электродом, откуда ионизированный воздушный поток поступает в обрабатываемое помещение.

По условиям технической задачи требуется увеличить производительность устройства, при меньших энергозатратах, что достигается посредством увеличения скорости воздушного потока, зависимой от геометрических параметров электродов. На основании экспериментальных данных получены соотношения геометрических параметров где L - шаг игл на генерирующем электроде, мм; Н - размер стороны ячейки на сетчатом заземленном электроде, мм;
S - межэлектродное расстояние, мм.

Для достижения поставленной задачи соотношения
в заданных приделах являются оптимальными, так при соотношении и выше скорость воздушного потока уменьшается, и следовательно, и производительность установки понижается. При соотношении увеличивается потребляемая мощность устройства и появляется вероятность искрового пробоя электродов.

На чертеже показан общий вид устройства. Устройство состоит из корпуса 1, генерирующего электрода 2, заземленного электрода 3, блока источника питания 4. Электроды подключены непосредственно к источнику питания постоянного напряжения. Требуемое напряжение обеспечивает трансформатор, встроенный в блок источника питания. Блок источника питания подключен к сети переменного напряжения 220 вольт.

Устройство для обеззараживания воздушной среды работает следующим образом. От источника питания на высоковольтный электрод устройства подается постоянное напряжение. При включении постоянного напряжения на электродах возникает средняя напряженность электрического поля в пределах от 2,5 до 12 (10⁵ В/м). На иглах генерирующего электрода 1 образуется коронный разряд, вследствие чего частицы, поступающие в поле коронного разряда, заряжаются и перемещаются к заземленному электроду 2, одновременно начиная "перемещать" молекулы воздуха, тем самым создавая движение воздушной среды в устройстве. Скорость воздушного потока на выходе из устройства достигает значений до 3 м/с, причем чем больше средняя напряженность электрического поля, тем выше скорость воздушного потока.

В сравнении с прототипом, потребляемая мощность которого 20 Вт, производительность 120 м³/ч, предлагаемое устройство при потребляемой мощности до 4 Вт и ниже, имеет производительность 170 м³/ч, позволяет повысить удобства в эксплуатации и обслуживании, уменьшить массогабаритные показатели, повысить эффективность процесса обеззараживания воздуха и воздухообмен в помещениях.

Формула изобретения

1. Устройство, выполненное в виде корпуса с установленными в нем электродами, отличающееся тем, что генерирующий электрод выполнен в виде иголок, насаженных на проволоку, а заземленный электрод выполнен в виде сетки, при этом электроды расположены эквидистантно друг другу и перпендикулярно к направлению движения ионного потока с межэлектродным расстоянием, определяемым соотношением

где L - шаг игл на генерирующем электроде, мм;
S - межэлектродное расстояние, мм.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заземленный электрод выполнен съемным.

3. Устройство по любому из пп. 1 и 2, отличающееся тем, что заземленный электрод выполнен из различных типов материалов.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что сменный заземленный электрод имеет размер ячеек, которые выполнены в соотношении к шагу игл на генерирующем электроде

где Н - размер стороны ячейки на сетчатом заземленном электроде, мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1