Электростатический нагнетатель Российский патент 2024 года по МПК F24F3/16 B03C3/12 

Предлагаемый электростатический нагнетатель предназначен для очистки воздуха от пыли, болезнетворных микроорганизмов, грибов, неприятных запахов и для восстановления природных электрических характеристик воздуха в сельском хозяйстве, на промышленных предприятиях, в жилых помещениях и медицинских лечебных и оздоровительных учреждениях, а также может быть использован в обитаемых отсеках космических кораблей, космических станциях и в закрытых помещениях под землей или в воде.

Уровень техники

Жизнедеятельность всех живых организмов на Земле в первую очередь зависит от состояния воздушной среды. Выдающийся русский учёный А.Л. Чижевский доказал, что важнейшим негативным фактором ухудшения состояния организма является ухудшение электрических характеристик воздуха, когда в нём содержатся положительные аэроионы. Основная причина «мертвого воздуха» - уничтожение отрицательных аэроионов за счёт запыленности воздуха.

Пылевые частицы размером более 200 мкм быстро оседают. Частицы размером от 200 до 0,1 мкм оседают с незначительной скоростью. Частицы пыли менее 0,1 мкм практически не оседают, находясь в постоянном движении. Чем дольше они находятся в воздухе, тем больше возможность попадания их в дыхательные пути.

Наиболее опасная пыль с частицами диаметром менее 0,2 мкм остаются в воздухе.

В состав этой пыли входят патогенные микроорганизмы, так размер вируса (вириона) составляет 10 нм - 1 мкм, а размер бактерий - достигает от 0,5 до 5 мкм в длину.

Известны электростатические нагнетатели по патентам РФ, МПК: F24F 3/16: №№2121115, 2172898, 2187762, 2304333, 2301377, 2343362, 2109220, 2202741, 2005962, 2181466, 2156169, 2313732, 2202741, 10851, патенту Великобритании №2195189, патенту Японии №7289621, патенту Франции 2578632.

Известно устройство по патенту РФ №2458289 (F24F 3/16), где для получения заметного увеличения производительности предъявляются высокие требования к технологии обработки внутренней поверхности.

Известно устройство по патенту РФ №2202741 (F24F 3/16), где высокое гидравлическое сопротивление и повышенная концентрация озона существенно снижают производительность и КПД устройства и требуют дополнительных мер для их устранения.

Известны устройства по патентам РФ №2458289 (F24F 3/16), РФ №2202741 (F24F 3/16), РФ № 2456514 (F24F 3/16).

Наиболее близким аналогом является устройство по патенту РФ № RU 2742696 С1, 09.02.2021, из которого известен электростатический нагнетатель, содержащий корпус, выравнивающий конфузор, коронирующий и собирающий электроды, подключенные к высоковольтному источнику напряжения, отличающийся тем, что к выравнивающему конфузору присоединен пылеуловитель, в пылеуловителе установлены коронирующий электрод пылеуловителя с иглами, направленными внутрь пылеуловителя, и собирающий электрод пылеуловителя, расположенный на внутренней поверхности пылеуловителя, выравнивающий конфузор сообщен с блоком электростатического вентилятора, содержащего также коронирующие электроды и собирающие электроды, после которого в корпусе установлены последовательно аэродинамический ускоритель потока воздуха с профилированными лопатками-завихрителями, ионизатор, пылесборник, фильтр и аэроионизатор.

Недостатками данного патента является то, что по мере роста производительности нагнетателя растет загрязненность электродов нагнетателя, увеличивается образование озона, что ухудшает характеристики устройства и его безопасность, увеличивается стоимость обслуживания. Высокодисперсная пыль, находясь в зоне искусственной ионизации и электростатического поля, меняет свое агрегатное состояние: вместо тонкодисперсных частиц появляются легко удаляемые коагулированные частицы значительно более крупного размера.

Однако, часть патогенных организмов, проходящих через блок электростатического фильтра не погибает, длительное время могут находиться в стадии анабиоза и при активации может нанести ещё больший вред организму. В связи с чем, возникает необходимость дополнительной инактивации патогенов.

Вирус в целом, как электрически заряженная наночастица, чувствителен к действию искусственно созданного электростатического поля. Только такие малые частицы, как отрицательные аэроионы и (или) электроны проникают к любым участкам поверхности вируса, инактивируют вирус и мешают связыванию вируса с рецептором клетки.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение безопасности и эффективности работы нагнетателя высокой производительности с одновременным достижением оптимальных электрических характеристик воздуха.

Вышеуказанный технический результат достигается электростатическим нагнетателем, содержащем корпус с выравнивающим конфузором, электростатическим вентилятором с коронирующим и собирающим электродами, подключенными к высоковольтному источнику напряжения, аэродинамическим ускорителем потока, аэроионизатором, пылеуловителем с воздухозаборником, при этом к воздухозаборнику присоединен сепаратор, состоящий из сетчатого корпуса, на поверхность которого нанесен слой материала, обеспечивающий малую работу выхода электронов, отражатель, пылесборник и завихритель, а сам сепаратор снабжен дополнительным устройством активизации выхода электронов.

Краткое описание чертежей

На фигуре показан внешний вид заявленного электростатического нагнетателя.

Осуществление изобретения

Нагнетатель состоит из корпуса с выравнивающим конфузором 1, электростатического вентилятора с коронирующими электродами 2, аэродинамического ускорителя потока 5, аэроионизатора 6, электростатического фильтра (пылеуловитель) с электродами 3, воздухозаборника 4, сетчатого сепаратора 7 , отражателя 8, пылесборника 9, завихрителя 10.

Корпус сепаратора 7 выполнен из нержавеющей стали с нанесенным на него многослойным покрытием, состоящим из меди с толщиной напыления - 0,2 мкм и серебра с толщиной напыления 0,1-0,3 мкм или из ткани с металлизированными серебром нитями, а сам сепаратор снабжен дополнительным устройством активизации выхода электронов (например, низковольтным источником тока или источником ультрафиолетового излучения).

Электростатический нагнетатель работает следующим образом.

После включения электростатического вентилятора 2, работающего по принципу электронного ветра, запылённый воздух засасывается в проточный тракт нагнетателя через завихритель 10 и поступает в сетчатый сепаратор 7, в котором, с помощью отражателя 8, образуется тороидальное течение запылённого воздуха. В торообразном движении пыль вместе с патогенами движется по траекториям, длина которых значительно превышает длину траекторий прямолинейного движения в обычных условиях, что обеспечивает максимальный контакт патогенов с электронами, сходящими с поверхности сетчатого сепаратора 7. Патогены, как электрически заряженные наночастицы, взаимодействуют по закону Кулона с электронами и отрицательными аэроионами, проникая к любым участкам поверхности патогена, инактивируют его, например вирус, и мешают связыванию их с рецептором клетки живого организма.

Пыль сепарируется, поступает в пылеприёмник 9 и обеззараживается. Предварительно очищенный поток воздуха поступает через воздухозаборник 4 в пылеуловитель 3, где между коронирующим электродом пылеуловителя и собирающим электродом пылеуловителя создается сильное электрическое поле. Под влиянием поля мелкие частицы коагулируют и осаждаются на стенках собирающего электрода пылеуловителя. Длина пылеуловителя 3 выбирается из условия пребывания в нём воздуха в течение 4-6 секунд. Аэродинамический ускоритель 5 обеспечивает необходимую скорость движения частиц в торообразном воздушном потоке воздуха, компенсирует потери в проточном сечении нагнетателя. Аэроионизатор 6 дополнительно инактивирует патогены и придаёт очищенному воздуху естественные электрические характеристики.

Электростатический нагнетатель предназначен для очистки воздуха от пыли, болезнетворных микроорганизмов, грибов, неприятных запахов и для восстановления природных электрических характеристик воздуха. В устройстве к воздухозаборнику присоединены сепаратор, отражатель, пылесборник и завихритель, при этом сепаратор состоит из сетчатого корпуса, выполненного из нержавеющей стали с нанесенным на него многослойным покрытием, состоящим из меди с толщиной напыления 0,2 мкм и серебра с толщиной напыления 0,1-0,3 мкм или из ткани с металлизированными серебром нитями, а сам сепаратор снабжен дополнительным устройством активизации выхода электронов, например низковольтным источником тока или источником ультрафиолетового излучения. Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение безопасности и эффективности работы нагнетателя высокой производительности с одновременным достижением оптимальных электрических характеристик воздуха. 1 ил.

Электростатический нагнетатель, содержащий корпус с выравнивающим конфузором, электростатический вентилятор с коронирующим и собирающим электродами, подключенными к высоковольтному источнику напряжения, аэродинамический ускоритель потока, аэроионизатор, пылеуловитель с воздухозаборником, отличающийся тем, что к воздухозаборнику присоединены сепаратор, отражатель, пылесборник и завихритель, при этом сепаратор состоит из сетчатого корпуса, выполненного из нержавеющей стали с нанесенным на него многослойным покрытием, состоящим из меди с толщиной напыления 0,2 мкм и серебра с толщиной напыления 0,1-0,3 мкм или из ткани с металлизированными серебром нитями, а сам сепаратор снабжен дополнительным устройством активизации выхода электронов, например низковольтным источником тока или источником ультрафиолетового излучения.