ЛОКАЛЬНЫЙ ИОНИЗАЦИОННЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 1999 года по МПК B03C3/04 B03C3/00 B03C3/40 

Изобретение относится к области электростатических фильтрующих устройств и может быть использовано при проектировании средств очистки воздуха в помещениях небольшого объема (до нескольких кубических метров), в которых нежелательны или вредны устройства, влияющие на экологию помещения - создающие тепловые, акустические или вибрационные нагрузки.

Известен локальный ионизационный фильтр, содержащий трубчатый корпус кольцевого или прямоугольного сечения, один игольчатый полеобразующий электрод, подключенный к отрицательному полюсу высоковольтного источника постоянного тока и электрод с положительным потенциалом, выполненный в виде сетки плоской или сферической конфигурации с электродами, обращенными в сторону выхода воздуха из корпуса, а также расположенный за сеткой трубчатый катод, причем игольчатый электрод, сетка и трубчатый катод размещены во внутренней полости корпуса коаксиально последнему.

В соответствии с изобретением в локальном ионизационном фильтре, содержащем трубчатый корпус кольцевого или прямоугольного сечения, один игольчатый полеобразующий электрод, подключенный к отрицательному полюсу высоковольтного источника постоянного тока, электрод с положительным потенциалом, выполненный в виде сетки плоской или сферической конфигурации с электродами, обращенными в сторону выхода воздуха из корпуса, а также расположенный за сеткой трубчатый каскад, причем игольчатый электрод, сетка и трубчатый катод размещены во внутренней плоскости корпуса коаксиально последнему, корпус снабжен расположенным по его оси стержнем, подключенным к источнику тока через сетку с электродами; длина стержня составляет (1 - 1,1) внутреннего диаметра корпуса, а отношение последнего к расстояниям от входа в корпус острия игольчатого электрода, сетки и трубчатого катода составляет соответственно 1,0 - 1,5; 1,3 - 2 и 2,0 - 2,5 и осевая линия трубчатого катода равна 0,3 - 0,5 от длины корпуса, при этом трубчатый катод может быть выполнен съемным, а отношение внутреннего диаметра корпуса к радиусу кривизны сферической сетки равно 1,2 - 1,7.

Наличие расположенного по оси корпуса стержня, подключенного через сетку к положительному полюсу источника постоянного тока высокого напряжения обеспечивает дополнительную турбулизацию потока загрязненного воздуха, перемещающегося под воздействием аэроионов к выходному концу корпуса с большей скоростью, что способствует увеличению числа осаждаемых на катоде частиц. Приведенные выше геометрические соотношения являются результатом опытной оптимизации конструкции локального ионизационного фильтра с целью обеспечения его максимальной эффективности по энергозатратам при обеспечении заданной подачи. Выполнение трубчатого катода съемным позволяет обеспечить длительную бесперебойную работу фильтра.

Указанные соотношения размеров могут быть перенесены на любой уровень конструктивных и технологических параметров, то есть использованы для проектирования ионизационных фильтров с заданными характеристиками.

Конкретная конструкция ионизационного фильтра приведена на представленных чертежах, выполненных в соответствии с приведенным выше описанием.

Фиг. 1 - продольный разрез локального ионизационного фильтра.

Фиг. 2 - продольный разрез фильтра со сферической сеткой.

Фиг. 3 - таблица с конструктивными размерами и рабочими параметрами.

Ионизационный фильтр содержит трубчатый корпус 1 кольцевого и прямоугольного сечения с выходным конфузором 2, один игольчатый полеобразующий электрод 3, подключенный к отрицательному полюсу источника постоянного тока высокого напряжения (на чертеже условно не показан), электрод с положительным потенциалом, выполненный в виде сетки плоской или сферической конфигурации 4(5) с электродами, обращенными в сторону выхода из корпуса 1, а также трубчатый катод 6 и стержень 7, расположенный по оси корпуса 1, причем трубчатый катод 6 может быть выполнен съемным.

Локальный ионизационный фильтр работает следующим образом.

При подаче тока высокого напряжения, от отрицательного полюса - на игольчатый электрод и трубчатый катод, а положительного - на сетку 4 (5) и стержень 7 на входе в корпус 1, в конфузоре 2 игольчатым электродом 3 образуется неоднородное электрическое поле, посредством которого возникает большое количество аэроионов, которые "вытягиваются" сеткой 4(5) в сторону выходного торца корпуса 1. Стержень 7 с трубчатым катодом 6 также образует электрическое поле, турбулизующее поток аэроионов и увлекаемых ими молекул загрязненного газа, которые оставляют загрязняющие частицы на трубчатом катоде 6.

Таким образом, удается повысить удельную эффективность поверхности фильтра, а экономические показатели обеспечиваются на приемлемом уровне описанным выше подбором конструктивных соотношений.

Использование: для очистки воздуха. Локальный ионизационный фильтр содержит трубчатый корпус с конфузором на входе, игольчатый электрод, плоскую или сферическую сетку с параллельными оси или направленными в сторону выхода электродами, расположенный у последнего трубчатый катод и закрепленный на сетке стержень, коаксиальный корпусу и катоду, причем игольчатый электрод и трубчатый катод подключены к отрицательному, а сетка и стержень - к положительному полюсам высоковольтного источника постоянного тока. Изобретение позволяет получить максимальную эффективность при минимальных энергозатратах. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Локальный ионизационный фильтр, содержащий трубчатый корпус кольцевого или прямоугольного сечения, один игольчатый полеобразующий электрод, подключенный к отрицательному полюсу высоковольтного источника постоянного тока, электрод с положительным потенциалом, выполненный в виде сетки плоской или сферической конфигурации с электродами, обращенными в сторону выхода воздуха из корпуса, а также расположенный за сеткой трубчатый катод, причем игольчатый электрод, сетка и трубчатый катод размещены во внутренней полости коаксиально корпусу, отличающийся тем, что корпус снабжен расположенным по его оси стержнем, подключенным к источнику тока через сетку с электродами, длина стержня составляет 1,0 - 1,1 от внутреннего диаметра корпуса, а отношение последнего к расстояниям от входа в корпус острия игольчатого электрода, сетки и трубчатого катода составляют соответветственно 1,0 - 1,5; 1,3 - 2,0 и 2,0 - 2,5, а осевая длина трубчатого катода равна 0,3 - 0,5 длины корпуса. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что трубчатый катод выполнен съемным. 3. Фильтр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что отношение внутреннего диаметра корпуса к радиусу кривизны сферической сетки равно 1,2 - 1,6.