СПОСОБ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРООЗОНАТОРА Российский патент 2007 года по МПК F24F3/16 

Изобретение относится к способам и устройствам питания электроустановок для генерации озона из воздуха при помощи электрического разряда и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой и химической промышленности для дезинфекции, антисептирования, очистки и дезодорации воздуха в животноводческих помещениях и при хранении сельскохозяйственной продукции.

Являясь сильным окислителем, озон обладает высокими обеззараживающими и антисептическими свойствами при достаточной концентрации в смеси с воздухом. Принцип действия озонаторов и аэроионизаторов основывается на возбуждении и ионизации нейтральных молекул и атомов воздуха в неоднородном электрическом поле высокой напряженности благодаря коронному разряду.

Известен способ питания электроустановки для антисептирования сельскохозяйственной продукции озоно-воздушной смесью, генерируемой в зоне коронирующего высоковольтного электрода, получающего высокое напряжение от высоковольтного трансформатора, подключенного к электросети, через встречно-включенные диоды и переключатель, а низкое напряжение для питания электродвигателя решетчатого транспортера подается непосредственно от сети.

Недостатком данного способа является повышенные потери энергии в магнитопроводе высоковольтного трансформатора и проводах подводящего 2^х-4^х-жильного кабеля для привода решетчатого транспортера для перемещения продукта, увеличивающие металлоемкость и снижающие надежность работы электроустановки (см. а.с. СССР №459210 по кл. А23L 3/32, БИ №5, 1975 г.)

Известен способ питания электроустановок для очистки воздуха в электрофильтрах на птицеводческих комплексах с коронирующей системой электродов, получающих высокое напряжение от высоковольтного трансформатора, с использованием промежуточной частоты и выпрямлением высокочастотного напряжения по схеме однополупериодного умножения. Питание электроозонирующей электроустановки с высоковольтной схемой и электропривода вентилятора для подачи воздуха осуществляется непосредственно по четырехпроводной электросети.

Недостатком данного способа питания ионизирующей электроустановки являются большие потери энергии в магнитопроводе высоковольтного трансформатора и подводящих проводах, а также высокая чувствительность к повышению напряжения, что может привести к короткому замыканию в связи с увеличением плотности тока короны и пробою межэлектродного пространства. Умножители напряжения, устанавливаемые на выходе высоковольтного трансформатора, приводят к резкому увеличению потерь энергии при увеличении выходной мощности высоковольтного источника питания озонаторов, а также обладают низкой надежностью (см. книгу «Применение электромагнитных полей в процессах сельскохозяйственного производства». - Челябинск, 1976. Авторы: Возмилов А.Г., Тайманов С.Т., статья «Высоковольтный источник для питания электрофильтров», с.95-100).

Известен способ питания проточного ионизатора-озонатора для синтеза озона и отрицательных аэроионов, включающий подачу электроэнергии от источника на высоковольтный трансформатор, соединенный с коронирующим электродом разрядной камеры, продуваемой воздухом при помощи вентилятора, электродвигатель которого получает питание от источника по четырехпроводному кабелю.

Недостатком данного способа питания являются большие потери энергии в замкнутом магнитопроводе высоковольтного трансформатора и в соединительных проводах, повышенная металлоемкость, связанная с необходимостью прокладки к электроозонатору двух- или четырехжильного электрического кабеля, а также неравномерность распределения тока короны в разрядном промежутке, снижающие производительность электроозонирующей установки. Другим недостатком в питании электроозонатора является возможность короткого замыкания в подводящих соединительных проводах (см., например, книгу: Кривопишин И.П. "Озон в промышленном птицеводстве." М., Росагропромиздат, 1988, с.16-32).

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа питания электроозонатора, обеспечивающего снижение потерь энергии в замкнутом магнитопроводе высоковольтного трансформатора и подводящих проводах, исключение короткого замыкания в линии электропитания, повышение равномерности распределения тока короны разрядного промежутка, уменьшение металлоемкости и повышение надежности работы установки.

В результате использования предлагаемого изобретения снижаются потери энергии, металлоемкость устройства, повышается эффективность работы установки.

Вышеуказанный результат достигается тем, что в способе питания электроозонатора, включающем подачу электрической энергии от источника электрической энергии через преобразователь частоты и повышающий трансформатор к разрядной камере и электродвигателю вентилятора, электрическую энергию от повышающего высокочастотного резонансного трансформатора в режиме резонанса передают от высоковольтного вывода его высоковольтной обмотки по первой однопроводной линии на вход высоковольтного согласующего устройства, выпрямляют и подают на коронирующие и коаксиальный электроды разрядной камеры, а от низковольтного вывода высоковольтной обмотки электрическую энергию по второй однопроводной линии передают на вход низковольтного согласующего устройства, выпрямляют и подают на электродвигатель вентилятора, причем третий нулевой вывод высоковольтной обмотки резонансного трансформатора, разрядная камера и электродвигатель соединены с землей.

В способе питания электроозонатора питание каждой из нескольких разрядных камер осуществляют по одному проводнику от одного высоковольтного вывода высоковольтной обмотки повышающего резонансного трансформатора через согласующие устройства.

Способ питания электроозонатора поясняется фиг.1 и 2, где на фиг.1 представлена блок-схема способа питания электроозонатора; на фиг.2 - схема питания электроозонатора с несколькими разрядными камерами и одним вентилятором.

Блок-схема способа питания электроозонатора, представленная на фиг.1, содержит источник питания 1, преобразователь частоты 2, емкости 3, соединенные с низковольтной обмоткой 4 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 5, имеющего незамкнутый ферритовый сердечник 6. Высоковольтная обмотка 7 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 5 своим высоковольтным выводом 8 соединена первой однопроводной линией 9 с входом высоковольтного согласующего устройства 10, соединенного с коронирующими 11 и коаксиальным 12 электродами с разрядной камеры 13, а низковольтным выводом 14 высоковольтная обмотка 7 соединена второй однопроводной линией 15 с входом низковольтного согласующего устройства 16, соединенного с электродвигателем вентилятора 17. Разрядная камера 13 и электродвигатель вентилятора 17 через согласующие устройства 10 и 16 соединены с землей. Третий нулевой вывод 18 высоковольтной обмотки 7 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 5 также соединен с землей.

При использовании в электроозонаторе (фиг.2) разветвленного воздуховода 19 с несколькими разрядными камерами 13 каждую из них соединяют через высоковольтные согласующие устройства 10 однопроводной линией 9 с одним высоковольтным выводом 8 высоковольтной обмотки 7 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 5, а также соединяют с землей.

Способ, фиг.1, реализуется следующим образом.

Электрическую энергию от источника питания 1 подают через преобразователь частоты 2 и емкости 3 на низковольтную обмотку 4 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 5, образующие в последовательной электрической цепи резонансный колебательный контур. Высоковольтную обмотку 7 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 5 высоковольтным выводом 8 соединяют первой однопроводной линией 9 с высоковольтным согласующим устройством 10 для выпрямления и подачи электрической энергии высокого напряжения на коронирующие электроды 11 разрядной камеры 13, осуществляющей аэроионизацию воздуха и синтез озона.

Высоковольтную обмотку 7 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 5 низковольтным выводом 14 соединяют второй однопроводной линией 15 с низковольтным согласующим устройством 16 для выпрямления и подачи электрической энергии соответствующего напряжения на электродвигатель вентилятора 17, продувающего воздух через рабочую камеру электроозонатора.

При реализации способа питания электроозонатора, имеющего несколько разрядных камер (фиг.2), питание каждой разрядной камеры 13 осуществляют по одному проводнику 9 от одного высоковольтного вывода 8 высоковольтной обмотки 7 повышающего резонансного трансформатора 5 через согласующие устройства 10. Режим резонанса системы «генератор-линия-нагрузка» создают изменением частоты тока преобразователя частоты.

Важным достоинством предлагаемого способа питания высоковольтной схемы озонатора является его высокая надежность. Даже при переходе коронного разряда в электрическую дугу не возникает аварийного режима, устройство сохраняет работоспособность и при срыве дуги вновь переходит на номинальный режим работы. Отсутствие умножителя напряжения значительно повышает надежность работы электроозонатора, а применение повышающего высокочастотного резонансного трансформатора с разомкнутым сердечником резко снижает потери энергии в магнитопроводе. Подключение к повышающему высокочастотному резонансному трансформатору электроозонатора или группы электроозонаторов по одному проводнику снижает металлоемкость и исключает возможность короткого замыкания между проводами подводящих линий и проводов.

Предлагаемый способ питания электроозонатора повышает эффективность обработки воздуха как за счет количества получаемого озона, так и за счет сильного ультрафиолетового излучения в рабочем промежутке, создающем дополнительные условия для электронной и ионной бомбардировки молекул воздуха при снижении энергозатрат на производство озона.

Экологическая чистота озона и доступность получения его непосредственно на месте применения с помощью предлагаемого способа питания электроозонатора дает возможность широкого применения озоно-ионных технологий в сельскохозяйственном производстве и на предприятиях пищевой промышленности. Благодаря обработке воздуха животноводческих помещений аэроионно-озонной смесью при помощи электроозонаторов значительно снижается содержание в воздухе вредных примесей (аммиак, сероводород, углекислый газ) и микроорганизмов. Такая обработка воздуха является очень эффективной для создания и поддержания необходимого микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях.

Способ предназначен для питания электроозонатора. Способ включает подачу электрической энергии от источника электрической энергии через преобразователь частоты и повышающий трансформатор к разрядной камере и электродвигателю вентилятора, при этом электрическую энергию от повышающего высокочастотного резонансного трансформатора в режиме резонанса передают от высоковольтного вывода его высоковольтной обмотки по первой однопроводной линии на вход высоковольтного согласующего устройства, выпрямляют и подают на коронирующие и коаксиальный электроды разрядной камеры, а от низковольтного вывода высоковольтной обмотки электрическую энергию по второй однопроводной линии передают на вход низковольтного согласующего устройства, выпрямляют и подают на электродвигатель вентилятора, причем третий нулевой вывод высоковольтной обмотки резонансного трансформатора, разрядная камера и электродвигатель соединены с землей. Технический результат - снижение потерь энергии, уменьшение металлоемкости и повышение надежности работы установки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ питания электроозонатора, включающий подачу электрической энергии от источника электрической энергии через преобразователь частоты и повышающий трансформатор к разрядной камере и электродвигателю вентилятора, отличающийся тем, что электрическую энергию от повышающего высокочастотного резонансного трансформатора в режиме резонанса передают от высоковольтного вывода его высоковольтной обмотки по первой однопроводной линии на вход высоковольтного согласующего устройства, выпрямляют и подают на коронирующие и коаксиальный электроды разрядной камеры, а от низковольтного вывода высоковольтной обмотки электрическую энергию по второй однопроводной линии передают на вход низковольтного согласующего устройства, выпрямляют и подают на электродвигатель вентилятора, причем третий нулевой вывод высоковольтной обмотки резонансного трансформатора, разрядная камера и электродвигатель соединены с землей.2. Способ питания электроозонатора по п.1, отличающийся тем, что питание каждой из нескольких разрядных камер осуществляют по одному проводнику от одного высоковольтного вывода высоковольтной обмотки повышающего резонансного трансформатора через согласующие устройства.