Устройство для электрообработки газового потока Советский патент 1979 года по МПК H05F3/04 

Изобретение касается техники электрообработки газового потока, например, с целью увеличения содержания в нем отрицательных ионов. Это устройство может быть, в частности использовано для обработки воздуха, содержащего загрязняющие молекулы, например, SOi, SHj.NHj, СН4 или молекулы типа СпНр, путем создания зоны с различными злектрическими потенциалами в пространстве, называемом рабочим, в котором циркулирует предназначенный для обработки газовый поток.

Известны устройства для ионизации газов, содержащие высоковольтны и заземленные электроды, присоединенные к выводам источника электр6питани1Я 1. Однако эти устройства обладают невысокой эффективностью обработки. Кроме того, их работа приводит к образованию вредных веществ, в частности продуктов окисления азота.

Наиболее близким к изобретению является устройство для электрообработки гаэово.го потока, содержащее источник электропитания и по крайней мере, один рабочий элемент, состоящий из Двух злектродов, каждый из которых присоединен к одному из вьтодов источника, причем один из злектродов выполнен в виде палстины, а другой - в виде сетки, пластина покрыта со стороны, обращенной к сетке, изолирующим слоем дазлектрнческрго материала 21. Однако это устройство также имеет отмеченные выше недостатки.

Целью изобретеиия является повыщение зффективности элёктрообработки газового потока, загрязненного такнми. молекулами, как молекулы двуокиси серы, сероводорода аммиака или углеводородов.

Эта цель достигается тем, что источник питания выполнен S виде генератора однополярных импульсов, пластина прт1соединеиа к положительному полюсу генератора и выполнена с выступами на стороне, обращенной к изолирующему слою, а сетка присоединена к отрицательному полюсу геиератора и вьшолнена в виде пластины с отверстиями.

Кроме того, выступы на пластине и отверстия на сетке расположены по всей их поверхности, причем ортогональные проекции отверстий на плоскость пластины совпадают с местами расположёния выступов; изолирующий слой содержит участки с повышенными значениями отношения диэлектрической постоянной к толщине слоя, причем эти участки расположены напротив отверстий в сетке; изолирующий слой может быть выполнен из термопластичного материала, сетку целесообразно заменять через сопротивление. Устройство может быть снабжено дополнительной сеткой, установленной со второй стороны положительного электрода-пластины, а пластина покрьтта изолирующим слоем с обеих сторон, причем обе сетки рабочего элемента электрическ соединены между собой. Устройство может содержать несколько рабочих элементов, расположенных параллельно одаой плоскости и прилегающих друг к другу боковыми кромками. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - конструктивная схема рабочего элемента. Устройство содержит источник электропитания 1, электрод в виде сплошной пластины 2, и две сетки 3, 4 из нержавеющего металла в виде сетки. Пластина 2 подключена к положител ной клемме источника электропитания 1, а сетки 3 и 4 подключены к другой клемМе, связанной с землей. Пластина 2 электрически изолирована от обрабатываемого потока с помощью диэлектрического изолирующего слоя 5. Каждый изолируюгцнй слой 5 покрывает одну из сторон пластины 2 и устанавливается между пластиной 2 и соответствуюи1ей сеткой, которая полностью покрывает пластину 2 или изолирующий слой 5 со стороны соответствующей зоны рабочего пространства. Сетки электрически связаны между собой с помощью проводника так, что имеют одинаковый электрический потенциал. Пластина 2 выполнена с выступами или выпуклостями 6, которые равномерно распределены по всей длине каждой из ее сторон. Выступы 6 выполняют роль концентраторов игггенсивного электроиндуктивного поля, обусловливающего возникновение в рабочем пространстве зоньт KOpoHin Jx разрядов. Блс..одаря равномерному распределению выступов 6 положительные зоны, создаваемые совокупностью рабочих элементов, равномерно распределены по всей длине указанной совокупности так, что распрецеление энергии генерируемой в этих зонах, является фактически равномерным. Каждый выступ 6 одной стороны пластины 2 совпадает с отверстием 7 соответствующей сетки Каждая пластина 2 или изолирующий слой содержат зоны 8,средний диаметр которых равен или меньше диаметра отверстий сетки, причем эти зоны характеризуются тем, что они имеют более высокую дНэлектрнческую проницаемость или меньшую толщину (фнг. 2), чем диэлектрическая проницаемость или толщина (в зависимости от варианта) остальной части указанной пластины 2 или изолирующего слоя 5. Эти зоны равномерно распределены по всей длине пластины 2 или изолирующего слоя 5 и обусловливают рав- номерное распределение электрической энергии, разряжаемой в виде вышеупомянутых коронных разрядов. Каждая такая зона совмещена с отверстием соответствующей сетки (фиг. 2). Пластина снабжена изолирующим слоем 5 и сетками с двух сторон. Изолирующий слой 5 может быть выполнен из термопластического материала с высоким значением Диэлектрической проницаемости и слабыми диэлектрическими потерями, например из полиэтилена нли полистирола. Выступы 6 на пластине 2 представляют собой отчеканенные или отштампованные выпуклости кругового сечения. Они выделяются по обеим сторонам медианной плоскости пластины. Совокупность пластина - изолирующий слой сетки может быть изготовлена литьем или пластификацией термопластического материала, наносимого на каждую из сторон пластины и сеток, которые в последующем прижимаются под некоторым давлением к указанному термопластическому материалу с тем, чтобы обеспечить его распределение но всей длине пластины. Источник электропитания 1 включает в себя повышающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного тока, например к силовой сети, средства для выпрямления переменного напряжения, последовательно соединенные со вторичной обмоткой трансформатора в прямом направлении, ведущем к положительному выводу источника. Другая клемма вторичной обмоткн соединена непосредственно с землей с помощью проводника так, что выпрямитель пропускает только положительные импульсы тока высокого переменного напряжения, вырабатываемого трансформатором. Таким образом, при каждом изменении направления диод обеспечивает выпрямление тока переменного напряжения. Источник электропитания 1 также содержит переключатель, соединенный с первичной цепью трансформатора и выполненный с возможностью изменения коэффивдента трансформаш1и посредством Нзменёния числа витков первичной цепи. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора соединено также переменное регулировочное сопротивленне, которое обеспечивает Мчную регулировку высокого напряжения, вырабатываемого вторичной обмоткой трансформатора. Устройство может включать в себя металлическую цйЛЙВДрйческую трубу 9 из диэлектрического материала, коакснально охватывающую цент., „ &

ральный иили 1дрический электрод 10 положителной полярности (присоединенный к положительчому выводу источника), который подключен к земле и служит трубопроводом для обрабатываемого газового эфлюента. Труба 9 коаксиально установлена внутри трубы 11 и окружена цилиндрической сеткой 12, которая, в свою очередь, присоединена через сопротивление 13 к Положительному вьгооду источника.

Между землей и сетками каждой совокупности элементов пластина - диэлектрик - сетки устанавливается регулируемое сопротивление 14.

Таким образом, устройство содержит совокупность рабочих элементов, имеющих обычно форму пластины 15, которые примыкают друт . к другу, соединяются параллельно и ограничивают рабочие пространственные зоны 16 с циркуляцией в них обрабатываемого воздуха, прИ чем каждый элемент 15 представляет собой совокупность: пластина - диэлектрик - сетки.

Устройство работает следуюицим образом. Включается источник электропитания 1, т.е. подается напряжение на пластины 2. В рабочие зоны 16 или внутрь трубы 9 пропускается обрабатываемый воздух. В этих зонах под воздействием коронного разряда осуществляется ионизация загрязняющ)1х воздух Молекул.

Как показали испытания, описанное устройство позволяет осуществлять зкономичную обработку воздуха внутри помещения, потребляя при этом энергию -5 Вт и обрабатывая 100- 200 м воздуха в час. Это устройство может также использоваться для обработки сточнь1х вод или местных газовых скоплений на улицах, в тупиках, в туннелях и т.д.

Формула изобретения

1. Устройство для электрообработки газового потока, содержащее источник электропитания и по крайней мере один рабочий элемент, состоящий из двух электродов, каждый из которых присоединен к общему из вьшодов источника, причем один из электродов выполнен в виде пластины, а другой - в виде сетки, пластина покрыта со стороны, обращенной к сетке, изолирующим слоем диэлектрического материала.

отличающееся тем, что, с целью повыщенйя эффективности обработки потока, загрязненного такими молекулами, как молекулы двуокиси серы, сероводорода, аммиака или углеводородов, источник элекропнтания вьшолнен в виде генератора однополя|жых импульсов, пластина присоединена к положительному полюсу генератора и выполнена с выступами на стороне, обращенной к изолирующему слою, асетка присоединена к отрицательному полюсу генератора.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е; с я тем, что выступы на пластине и отверстия на сетке расположены по всей их поверхности, причем ортогональные проекщш отверстий на плоскость пластины cqвпaдaют с местами расположения выступов.

3.Устройство по ПП.1, 2, отличающееся тем, что изолирующий слой содержит участки с повышенными значениями отнощения диэлектрической постоянной к толщине слоя, причем зтн участки расположены напротив отверстий в сетке.

4.Устройство по пп. 1-3, о т. л и ч а ю щ ее с я тем, что изолирующий слой вьтолнен из термопластичного материала.

5.Устройство по одному из Ш1.1-4, отличающееся тЪм, что сетка заземлена через сопротивление.

6.Устройство по одному из Ш1. 1 -5, о т л ичающееся тем, что снабжено дополнительной сеткой, установленной со второй стороны положительного электрода-пластины, а пластина покрыта изолирующим слоем с обеих сторон, причем обе сетки рабочего элемента электрнчески соединены между собой.. ,

7.Устройство по пп. 1-6, отличающееся тем, что содержит несколько рабочих элементов, расположенных параллельно одной плоскости и прилегающих друг к другу боковыми кромками

Источники информации, принять1е во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N 123266, Ю1. Н 05 F 3/00, 1959.

2.Авторское свидетельство СССР N 442584, кл. Н 05 F 3/00, 1967.

10 ft /2

/

9

L.

1

L...Z.J

Фиг.(

CpuZ.2