Устройство для перемещения воздуха с помощью электрического ионного ветра (его варианты) Советский патент 1993 года по МПК H01T23/00 

Ч

фие.1

СО

Изобретение относится к электротехнике, .а именно к устройствам для перемещения воздуха с помощью ионного ветра или коронного ветра.

Цель изобретения - повышение эффективности.

На фиг. 1-4 представлены разновидности первого варианта данного изобретения, согласно которому электрод короны выполнен протяженным вдоль или параллельно оси воздушного канала, в частности на фиг. 1 показано данное устройство для перемещения воздуха, в котором конец электрода короны, обращенный к электроду-мишени снабжен телом для снижения напряженности электрического поля, а другой конец электрода короны закреплен в. держателе; на фиг. 2 -устройство, в котором оба конца электрода короны закреплены в держателях; на фиг. 3 - устройство, в котором один конец электрода короны окружен экранирующим элементом, а другой конец электрода короны закреплен в держателе; на фиг. 4 - устройство, в котором только один конец электрода короны закреплен в держателе; на фиг, 5 показан второй вариант данного устройства, в котором электрод короны выполнен из нескольких прямолинейных элек- тродных элементов, симметрично расположенных под углом к оси воздушного канала; на фиг. 6 - третий вариант данного устройства, в котором электрод короны выполнен в виде U-образного проволочного элемента; на фиг. 7 показан четвертый вариант данного устройства, в котором электрод короны выполне н п виде замкнутого кольца или петли без свободных концов.

Во всех вариантах изобретения устройство для перемещения воздуха с помощью электрического ионного ветра содержит воздушный канал 1 для перемещения воздуха, направление перемещения которого показано стрелкой 2, электрод короны 3, электрод-мишень 4. которые располагаются в канале 1.

Каждый электрод короны 3 и электрод- мишень 4 подсоединяется к соответствующей клемме источника напряжения постоянного тока 5. В иллюстрируемом на фиг. 1 варианте изобретения допускается, что канал 1 имеет трубчатую конструкцию с круглым или подобным же поперечным сечением, электрод-мишень 4 имеет форму цилиндра, которая соответствует форме канала 1 потока воздуха, причем в данном варианте электрод-мишень 4 располагается почти рядом со стенкой канала 1 потока воздуха или имеет форму электропроводящего покрытия, нанесенного непосредственно на внутреннюю поверхность упомянутой стенки.

Электрод короны 3 в варианте устройства по фиг, 1 состоит в основном из прямолинейной проволоки из электропроводящего материала, причем эта проволока будет располагаться аксиально в самом канале 1 прохождения потока воздуха, и лучше, чтобы она располагалась вдоль оси симметрии упомянутого канала. Направленный вверх по потоку конец проволокообразного электродного элемента закрепляется в держателе 6, который соответствующим образом (не показано) установлен в канале 1 прохождения потока воздуха, а направленный вниз по течению конец этого же электродного элемента ориентирован по направлению к электроду-мишени 4 и снабжен колбообраз- ным или каплеобразным телом 7, которое может изготовляться из электропроводящего или электроизолирующего материала и которое имеет значительно больший диаметр, чем диаметр проволоки. Тело 7, которое ниже будем просто называть клеммным основанием, исключает возможность концентрации поля, а следовательно, и концентрации коронного разряда на том конце проволокообразного электродного элемента электрода короны 3, который обращен в сторону электрода-мишени 4, Фактически в данном случае образуется коронный разряд, который распространяется по всей периферийной поверхности электродного элемента желаемым образом, в центральной части площади поперечного сечения канала прохождения потока воздуха 1, чтобы устранить те недостатки, которые типичны для заостренных или иглообразных электродов короны, которые использовались до сих пор в подобных устройствах подачи воздуха.

На фиг. 2 показано устройство, в котором электрод короны 3 представлен прово- локообразным электродным элементом, который хотя и расположен точно так, как и электрод короны устройства на фиг. 1, однако на этот раз оба конца коронного элемента прикреплены к соответствующим электродным держателям 6. Поскольку про- волокообразный элемент электрода короны 3, показанного на фиг. 2 устройства не имеет свободных концов, т.е. оба его конца закреплены в держателях 6, то легко достигается эффективное устранение концентрации точкообразных коронных разрядов, а сам коронный разряд фактически происходит на всей периферийной поверхности электродного элемента электрода короны 3 желаемым образом.

В устройстве по фиг. 3 направленный вниз по потоку конец проволокообразного элемента электрода короны 3, обращенный в сторону электрод-мишени 4, окружен эк- ранирующим элементом 8 в виде трубки или втулки, который осуществляет функцию экранирования конца проволочного элемента электрода короны 3 таким образом, чтобы не происходило концентрации поля и чтобы не возникало концентрированного корон- ного разряда. Экранирования конца проволочного электродного элемента можно также добиться с помощью экранирующих элементов, имеющих иную конфигурацию, а не только конфигурацию трубки.

Следует иметь в виду, что показанные на фиг. 1 и 3 электроды короны 3 могут иметь и другое расположение, причем в этом случае эффективность всего устройства остается по-прежнему высокой. Так, на- пример, держатель 6 проволочного элемента электрода 3 можно расположить вниз по потоку, т.е. на максимально близком расстоянии от электрод-мишени 4, а конец проволочного элемента электрода 3, который снабжен клеммным телом 7 или экранирующим элементом 8, будет обращен вверх по потоку, т.е. в сторону от электрод-мишени 4. И тем не менее, как правило, на обращенном вверх по потоку свободном конце проволочного элемента электрода 3, т.е. на свободном конце, обращенным в сторону от электрода мишени 4, не образуются большие концентрации поля, а следовательно, в данном случае нет боль- того риска, что будет иметь место концентрированный коронный разряд. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением электроду короны 3 можно придать показанную на фиг, 4 форму. В этом последнем случае электрод короны 3 также будет содержать проволокообразный электродный элемент, нижний конец которого, обращенный в сторону электрода мишени 4, закрепляется в держателе 6, тогда как сво- бодный незакрепленный его конец будет обращен в сторону вверх по потоку, т.е. прочь от электрода мишени 4. В данном случае риск образования на этом свободном конце проволочного элемента электро- да 3 концентрации точкообразного коронного разряда будет минимальным. Вполне понятно, что в случае необходимости на обращенном вверх по потоку конце проволочного элемента электрода 3 можно будет выполнить клеммное тело большего диаметра по сравнению с диаметром самой электродной проволоки.

Показанный на фиг. 5 второй вариант электрода короны 3 содержит два или более

проволочных электродных элементов, которые одним своим концом крепятся к держа- телю 6 и которые располагаются по периферийной поверхности воображаемого симметричного конуса, ось симметрии которого совпадает с осью канала 1 прохождения потока воздуха 1. Обращенные в сторону электрода-мишени 4 концы проволочных электродных элементов снабжены клем- мными телами 7 точно также, как и в показанном i на фиг. 1 варианте .что будет исключать вероятность образования на концах проволочных электродов 3 концентрированных коронных разрядов, Верхний угол воображаемого конуса, вокруг периферийной поверхности которого располагаются проволочные электроды 3, может изменяться и в экстремальном случае он может достигать 180е максимально, чтобы проволочные электроды 3 находились в одной и той же плоскости под прямыми углами относительно продольной оси канала прохождения потока воздуха 1.

Возможно отказаться от образования клеммных тел 7 без какого-либо риска, что на концах проволочных элементов электрода 3 будут происходить концентрированные точкообразные коронные разряды, если незакрепленные концы элементов электрода 3 ориентировать навстречу потоку 2 воздуха.

Электрод короны 3 может иметь различные формы. Единственным важным признаком этого электрода 3 является то, что он содержит один или более проволочных электродных элементов, расположенных внутри центральной части поперечного сечения ка- .нала 1 прохождения потока воздуха и что эти электродные элементы имеют проекцию на плоскость перпендикулярную продольной оси канала 1 для прохождения потока воздуха, длина которой будет значительно меньше поперечного размера канала 1 для прохождения потока воздуха, а лучше чтобы длина этой проекции была на 25% меньше поперечного размера упомянутого канала 1. Отличительным признаком этого электрода 3 является также то, что проволочные электродные элементы не имеют концов, на которых напряженность электрического поля превышает напряженность поля на периферийной поверхности соответствующих электродных элементов, чтобы можно было избежать образования точкообразных концентраций коронного разряда на этих концах электродного элемента и ограничить коронный разряд периферийными поверхностями электродных элементов.

На фиг. 6 схематически показан еще один вариант настоящего изобретения. В этом варианте электрод короны 3 представлен U-образным тонким проволочным электродным элементом, который крепится к держателю 6 таким образом, чтобы оба конца проволочного электродного элемента оставались незакрепленными, причем оба конца направлены навстречу потоку 2 воздуха и в противоположную сторону от электрод-мишени 4. В случае необходимости эти свобод- ные концы проволочного электродного элемента можно снабдить клеммными телами уже упомянутым выше способом.

На фиг. 7 показан еще один вариант настоящего изобретения. В этом варианте электрод короны 3 представлен проволочным электродным элементом, который выполнен в форме кольца или петли и который. крепится к держателю 6. Поскольку оба конца этого проволочного электрода 3 показанного на фиг. 7 варианта удерживаются в закрепленном в держателе 6 состоянии, то и не может происходить никаких концентрированных или точкообразных коронных раз- .рядов. Кольцеобразный или петлеобразный электродный элемент можно будет также ориентировать в плоскости, простирающейся перпендикулярно продольной оси канала 1 прохождения потока воздуха,

Суть изобретения была описана выше с указанием на то, что канал 1 для перемещения воздуха имеет круглое поперечное сечение или поперечно: сечение идентичной конфигурации. Однако, настоящее изобретение относится также к устройствам для перемещения воздуха, содержащим канал 1

для перемещения воздуха удлиненного прямоугольного или шлицеобразного поперечного сечения, в котором большое количество выполненных по настоящему

изобретению электродов короны располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга в плоскости симметрии канала подачи потока воздуха, который имеет продольную ось удлиненного прямоугольного поперечного сечения канала прохождения потока воздуха. Каждый такой электрод короны предназначен для образования ионов воздуха в соответствующей части всего канала прохождения потока воздуха.

По настоящему изобретению проволочные электродные элементы электрода короны 3 рекомендуется изготавливать из материала или покрывать материалом, который будет стойким к ультрафиолетовому излучению и озону. Электродный элемент, например, может содержать покрытые никелем углеродоволокнистые проволоки.

Приведенное выше детальное описание устройства для перемещения воздуха относится к конфигурации электрода короны. Канал 1 имеет физические стенки, окружающие электроды. Более того, вверх по потоку от электрода короны 3 располагается соответствующий экран (не показан),

чтобы исключить вероятность прохождения потока ионов вверх по потоку от электрода короны, Устройство можно также снабдить (с целью повышения его эффективности) электродом возбуждения.

Сущность: электрод короны выполнен в виде прямолинейного проволочнсгэ электродного элемента, протяженного едоль или параллельно оси указанного канала. Один конец электрода короны снабжен средством снижения напряженности электрического поля на этом конце до величины, меньшей величины напряженности электрического поля на брковой поверхности электродного элемента, 4 с. и 1 з :.. ф-лы, 7 ил.

Форму л а.изобретения 1. Устройство для перемещения воздуха с помощью электрического ионного ветра, содержащее по крайней мере один электрод короны, установленный в воздушном канале или вблизи оси симметрии канала, по крайней мере один воздухопроницаемый электрод-мишень, установленный в указанном канале с осевым сдвигом по отношению к электроду короны в направлении желательного перемещения воздуха, и источник постоянного тока, первая клемма которого подключена к электроду короны, а вторая клемма подключена к электроду мишени, причем конфигурация электрода короны и величина напряжения источника тока выбраны из условия генерирования на электроде короны коронного разряда, который создает ионы воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, электрод короны выполнен в виде прямолинейного проволочного электродного элемента, протяженного вдоль или параллельно оси указанного канала, по крайней мере один конец которого, обращенный к электроду-мишени, снабжен средством снижения напряженности электрического поля на этом конце до величины, меньшей величины напряженности электрического поля на боковой поверхности электродного элемента, для исключения возникновения коронного разряда на конце электродного элемента и для ограничения места возникновения коронного разряда боковой поверхностью электродного элемента.

электродного элемента экранирующего элемента.

подключена к электроду короны, а вторая клемма которого подключена к электрод- мишени, причем конфигурация электрода короны и величина напряжения источника тока выбраны из условия генерирования на электроде короны коронного разряда, который создает ионы воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, электрод короны выполнен в виде U-образного проволочного электродного элемента, который закреплен в средней части на держателе, расположенном на оси симметрии канала или вблизи этой оси, причем ветви электродного элемента расходятся симметрично продольной оси канала, на которой расположен указанный держатель, в направлении, противоположном расположению электрод-мишени так, что протяженность электродного элемента в направлении, перпендикулярном указанной оси, меньшем поперечного размера или диаметра воздушного канала,

о со о to

CD .

f фиг.б s

f Фаг У

t

s

фиг.7