ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ Российский патент 2000 года по МПК B03C3/04 

Настоящее изобретение относится к системам воздухоочистки, а более точно касается электрического воздухоочистителя.

Данное изобретение может быть использовано в различных отраслях промышленности и быту для очистки воздуха от частиц пыли, дыма и аэрозолей во всех видах промышленных и бытовых помещений, а также в медицинских целях.

Известен электрический воздухоочиститель (RU 02115479), содержащий по меньшей мере одну электродную группу, установленную в канале для прохождения воздуха и включающую коронирующий и осадительный электроды противоположной полярности. Электродная группа дополнительно содержит отклоняющий электрод, установленный вблизи осадительного электрода и имеющий разноименную с ним полярность, при этом напряженность электрического поля, создаваемого между отклоняющим и осадительным электродами, меньше напряженности электрического поля, создаваемого между коронирующим и осадительным электродами.

Коронирующие и отклоняющие электроды имеют одинаковую полярность, но разный электрический потенциал по отношению к осадительным электродам и установлены на изоляторах.

Коронирующий, осадительный и отклоняющий электроды, составляющие электродную группу, могут состоять из нескольких элементов, механически и электрически соединенных между собой определенным образом. Экспериментально подтверждено, что наличие отклоняющих электродов существенным образом (до 95-99%) повышает степень очистки воздуха, но вместе с тем создает зоны с повышенным содержанием вредных для здоровья положительно заряженных аэроионов. Это связано с тем, что положительно заряженные коронирующие электроды, расположенные в непосредственной близости от входного отверстия воздухоочистителя, создают радиально направленные потоки положительно заряженных аэроионов, которые, в свою очередь, вызывают ионизацию нейтральных молекул воздуха (в основном, молекул кислорода и азота). При ионизации, в свою очередь, также возникают положительно заряженные аэроионы и свободные электроны. Последние притягиваются коронирующим электродом. Под действием электрического поля коронирующего электрода часть положительно заряженных аэроионов через входное отверстие выйдет за пределы воздухоочистителя, другая часть будет двигаться в противоположном направлении под действием электрического поля отрицательно заряженных осадительных электродов. Частицы пыли и аэрозоля, захватив положительно заряженные аэроионы, осядут на осадительном электроде. Процессу осаждения частиц пыли и аэрозоля будет способствовать тормозящее электрическое поле положительно заряженных отклоняющих электродов. Однако, только часть положительных аэроионов осядет на отклоняющих электродах, а остальные, наиболее быстрые, изменив свою скорость и направление, вылетят за пределы воздухоочистителя через выходное отверстие. Прямые измерения подтвердили наличие положительно заряженных аэроионов как на входе, так и на выходе прибора, и в зависимости от режима работы их количество может быть недопустимо велико согласно санитарным нормам и правилам. Известно, что в результате ионизации воздуха электронами возникает три вида отрицательно заряженных аэроионов кислорода О^-2 ₂, О^-1 ₂ и О^(-1) ₂, получивших название легких, средних и псевдоаэронов соответственно с энергиями ионизации 34 эВ, 12 эВ и -0,8 эВ и процентным содержанием 1-2%, 10-12% и 80-85%. Псевдоаэроны О₂ ^(-1) и легкие аэроионы О^-2 ₂, как наиболее подвижные, захватываются частицами пыли и аэрозолей и в первую очередь попадают на положительно заряженные отклоняющие электроды. Лишь небольшая часть отрицательно заряженных аэроионов, изменив свою скорость и направление, при определенных условиях может выйти за пределы воздухоочистителя через выходное отверстие.

Таким образом, в данном электрическом воздухоочистителе имеет место наличие вредных для здоровья положительно заряженных аэроионов у входного и выходного отверстий воздухоочистителя, то есть у части канала, в которую поступает загрязненный воздух из окружающей среды и части канала, из которой выходит очищенный воздух в окружающую среду, и отсутствие полезных отрицательных аэроионов кислорода О^-2 ₂ и О^-1 ₂ у части канала, из которой выходит очищенный воздух. Также в данном электрическом воздухоочистителе не создан некоторый положительный электрический потенциал с одной стороны канала, препятствующий прохождению положительно заряженных аэроионов за пределы воздухоочистителя, и некоторый электрический потенциал с другой стороны канала, препятствующий прохождению аэроионов отрицательной и положительной полярности за пределы воздухоочистителя, что не позволяет получить необходимую высокую степень очистки воздуха и создать в уже очищенном воздухе отрицательно заряженные аэроионы, положительно влияющие на здоровье человека.

В основу изобретения положена задача создания электрического воздухоочистителя с таким его новым конструктивным выполнением, которое позволило бы за счет создания некоторого положительного электрического потенциала с одной стороны каната для прохождения воздуха препятствовать прохождению положительно заряженных аэроионов за пределы воздухоочистителя, за счет создания некоторого электрического потенциала с другой стороны канала для прохождения воздуха препятствовать прохождению аэроионов отрицательной и положительной полярностей за пределы воздухоочистителя и при этом, повышая степень очистки воздуха, создавать в уже очищенном воздухе отрицательно заряженные аэроионы положительно влияющие на здоровье человека.

Поставленная задача решается тем, что в электрическом воздухоочистителе, содержащем по меньшей мере одну электродную группу, установленную в канале для прохождения воздуха и имеющую коронирующий и осадительный электроды противоположной полярности, отклоняющий электрод, установленный вблизи осадительного электрода и имеющий разноименную с ним полярность, согласно изобретению электродная группа дополнительно содержит первый пассивный электрод, установленный перед коронирующим электродом, препятствующий прохождению через него положительно заряженных аэроионов в окружающее пространство, второй пассивный электрод, установленный за отклоняющим электродом, препятствующий прохождению через него положительно и отрицательно заряженных аэроионов в окружающее пространство, третий электрод, являющийся источником отрицательных аэроионов, электрически соединенный с осадительным электродом и установленный за вторым пассивным электродом.

Данное изобретение позволяет при повышении степени очистки воздуха создать в уже очищенном воздухе отрицательно заряженные аэроионы, положительно влияющие на здоровье человека. Таким образом, данный воздухоочиститель позволяет повысить эффективность очистки воздуха с отсутствием вредных для здоровья положительно заряженных аэроионов и генерацией полезных отрицательно заряженных аэроионов кислорода (О^-1 ₂, О^-2 ₂).

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером выполнения и чертежами, на которых
фиг. 1 изображает электрический воздухоочиститель, продольный разрез, согласно изобретению;
фиг. 2 изображает сечение по линии А-А на фиг. 1 согласно изобретению;
Электрический воздухоочиститель содержащий по меньшей мере одну электродную группу 1 (фиг. 1), установленную в канале 2 для прохождения воздуха и имеющую коронирующий электрод 3, осадительные электроды 4, имеющие полярность, противоположную полярности коронирующего электрода 3. Также электродная группа 1 имеет отклоняющий электрод 5, установленный вблизи осадительного электрода 4 и имеющий разноименную с ним полярность. В данном примере коронирующий электрод 3 имеет положительную полярность, осадительный электрод 4 имеет отрицательную полярность, а отклоняющий электрод 5 имеет положительную полярность. При этом величина подаваемого на отклоняющий электрод 5 напряжения меньше величины напряжения, подаваемого на коронирующий электрод 3. Коронирующий электрод 3, осадительный электрод 4 и отклоняющий электрод 5 подключены к источнику тока (на фигуре не показан). Также электродная группа 1 дополнительно содержит первый пассивный электрод 6, установленный перед коронирующим электродом 2, препятствующий прохождению через него положительно заряженных аэроионов в окружающее пространство. В электродной группе 1 имеется второй пассивный электрод 7, установленный за отклоняющим электродом 5, препятствующий прохождению через него положительно и отрицательно заряженных аэроионов в окружающее пространство. Электродная группа 1 содержит также третий электрод 8, являющийся источником отрицательных аэроионов, электрически соединенный с источником тока и осадительным электродом 4 и установленный за вторым пассивным электродом 7.

Все электроды 3, 4, 5, 6, 7, 8 установлены на электроизоляторах 9 в корпусе 10 воздухоочистителя. По направлению стрелок В показано движение воздуха, поступающего в воздухоочиститель. По направлению стрелок С показано направление движения воздуха, очищенного и насыщенного отрицательными аэроионами О^-2 ₂ и О^-1 ₂ кислорода, исходящего из воздухоочистителя.

Коронирующий электрод 3 в данном варианте выполнен в виде электропроводящей коронирующей нити, осадительный электрод 4 и отклоняющий электрод 5 выполнены в виде пластины. Конструктивно пассивные электроды 6, 7, то есть электрически не соединенные с полюсами источника высокого напряжения, выполнены в виде сетки или решетки как металлической, так и не металлической, с токопроводящим покрытием, выполненным любым известным способом. Третий электрод 8 выполнен из электропроводящего материала в виде иглы или нескольких игл, или нити, или сетки, имеющей концентраторы, на которых образуется коронный разряд. Также конструктивно он может быть выполнен из одного или более тонких проводников, расположенных под заданными углами относительно друг друга и других электродов.

В данном примере имеется одна электродная группа 1. В общем случае может быть и более одной электродной группы 1, число которых выбирается в зависимости от необходимой производительности и заданной степени очистки воздуха.

На фиг. 2 показано сечение по А-А на фиг. 1, которое является поперечным сечением электродов 3, 4, 5, 6, 7, 8 для уточнения их расположения относительно друг друга. Электрод 8, являясь отрицательно заряженным, создает радиально направленные потоки электронов. Электроны и отрицательно заряженные аэроионы кислорода, двигаясь внутрь воздухоочистителя, рекомбинируют с потоком положительно заряженных аэроионов, тем самым существенно уменьшая их концентрацию у выходного отверстия, при этом часть их оседает на пассивном электроде 7. Другая часть отрицательно заряженных аэроионов кислорода, двигаясь через выходное отверстие за пределы воздухоочистителя, насыщает окружающее пространство лечебными аэроионами О^-2 ₂ и О^-1 ₂.

Кроме того, такими факторами, как изменение конструкции электродов 7 и 8, изменение расположения электродов 7 и 8 относительно друг друга и других электродов 3, 4, 5, 6, изменение величины и знака напряжения, подаваемого на электрод 8, отключение напряжения на электроде 8, комбинированным применением вышеперечисленных факторов возможно достижение следующего спектра результатов. Во-первых, насыщение окружающего пространства ионами отрицательной полярности. Во-вторых, насыщение окружающего пространства ионами положительной полярности. В-третьих, осуществление регулировки количества аэроионов отрицательной либо положительной полярности, насыщающих окружающее пространство. В-четвертых, осуществление фильтрации ионов обоих знаков до уровня, соответствующего фоновой концентрации этих ионов в окружающем пространстве.

Данный электрический воздухоочиститель работает следующим образом. При подаче напряжения между осадительными и коронирующими электродами 4 (фиг. 1) и 3 возникает так называемый эффект "ионного ветра", при котором происходит движение заряженных ионов молекул воздуха: положительных аэроионов к осадительному электроду 4, а отрицательных - к отклоняющему электроду 5. Вместе с аэроионами поляризуются, заряжаются и движутся в неоднородном электрическом поле нейтральные молекулы воздуха, а также частицы пыли и аэрозолей, содержащихся в воздухе. Поток положительно заряженных аэроионов, движущихся к входному отверстию, то есть к части канала 2, в которую поступает воздух, на своем пути встречает пассивный электрод 6, создавая на пассивном электроде 6 некоторый электрический потенциал, достаточный для препятствования прохождению положительно заряженных аэроионов за пределы воздухоочистителя через электрод 6. В результате этого электрическое поле электрода 6 тормозит движение положительно заряженных аэроионов и некоторая их часть начинает рекомбинировать с электронами и отрицательно заряженными аэроионами кислорода, в основном с О^(-1) ₂ в зоне между коронирующими электродами 3 и пассивным электродом 6, другая же их часть, изменив направление, попадет на осадительный электрод 4, увеличивая степень очистки воздуха. В результате концентрация положительно заряженных аэроионов у входного отверстия резко снижается. Поток положительно заряженных аэроионов, обогнувших отклоняющий электрод 5, а также получившихся в результате вторичной ионизации вблизи него, и поток отрицательно заряженных аэроионов, и достигшие пассивного электрода 7, взаимно нейтрализуются и не попадают в окружающее пространство. Третий электрод 8 создает радиально направленные потоки электронов и насыщает окружающее пространство лечебными аэроионами кислорода О^-1 ₂ и О^-2 ₂, при этом воздух, насыщаемый этими аэроионами, в значительной мере уже очищен от частиц пыли и аэрозоля. Кроме того, коронирующий электрод 8 создает дополнительные условия для уменьшения проникновения в окружающее пространство как положительно, так и отрицательно заряженных аэроионов, находящихся внутри воздухоочистителя и, следовательно, увеличивает степень очистки воздуха от частиц пыли и аэрозоля, на которых эти ионы осаждаются.

Прямые измерения показали, что при наличии в воздухоочистителе электродов 6, 7 и 8 наблюдается практически полное отсутствие положительно заряженных аэроионов, а также наличие значительного числа отрицательно заряженных аэроионов кислорода у выходного отверстия, то есть той части канала 2, где выходит очищенный воздух. Также возможно отключение электрода 8, при необходимости фильтрации аэроионов, до уровня соответствующего фоновой концентрации этих ионов в окружающем пространстве.

Таким образом, данное изобретение улучшает гигиенические и функциональные свойства воздухоочистителя, заключающиеся в том, что с сохранением высокой степени очистки воздуха от частиц пыли и аэрозолей без существенного усложнения конструкции воздухоочистителя устранены выбросы вредных для здоровья положительно заряженных аэроионов и обеспечено генерирование обладающих лечебным эффектом отрицательно заряженных аэроионов кислорода О^-2 ₂ и О^-1 ₂.

Изобретение относится к системе воздухоочистки и обеспечивает повышение степени очистки воздуха, создавая при этом в очищенном воздухе отрицательно заряженные аэроионы, полезные для человека. Электрический воздухоочиститель содержит, по меньшей мере, одну электродную группу, установленную в канале для прохождения воздуха и имеющую коронирующий и осадительный электроды противоположной полярности. Отклоняющий электрод установлен вблизи осадительного электрода и имеет разноименную с ним полярность. Электродная группа дополнительно содержит первый пассивный электрод, установленный перед коронирующим электродом, препятствующий прохождению через него положительно заряженных аэроионов в окружающее пространство, второй пассивный электрод, установленный за отклоняющим электродом, препятствующий прохождению через него положительно и отрицательно заряженных аэроионов в окружающее пространство, и третий электрод, являющийся источником отрицательных аэроионов, электрически соединенный с осадительным электродом и установленный за вторым пассивным электродом. 2 ил.

Электрический воздухоочиститель, содержащий, по меньшей мере, одну электродную группу, установленную в канале для прохождения воздуха и имеющую коронирующий и осадительный электроды противоположной полярности, отклоняющий электрод, установленный вблизи осадительного электрода и имеющий разноименную с ним полярность, отличающийся тем, что электродная группа дополнительно содержит первый пассивный электрод, установленный перед коронирующим электродом, препятствующий прохождению через него положительно заряженных аэроионов в окружающее пространство, второй пассивный электрод, установленный за отклоняющим электродом, препятствующий прохождению через него положительно и отрицательно заряженных аэроионов в окружающее пространство, третий электрод, являющийся источником отрицательных аэроионов, электрически соединенный с осадительным электродом и установленный за вторым пассивным электродом.