Способ получения униполярно заряженного газа и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для генерации заряженных частиц в процессах аэроионизации, электрогазоочистки, электроосаждения, а также для генерации электроэнергии. Устройство содержит паровой котел с заземленной проводящей жидкостью, выпускной клапан, нагреватель и источник электрической энергии. Над поверхностью нагретой до кипения жидкости располагается система изолированных проводников. На поверхности системы изолированных проводников и в облаке вокруг них накапливаются ионы. При открытии клапана и вскипании жидкости часть ионов сбивается с поверхности проводников и вместе с облаком уносится потоком нейтральных молекул пара вскипающей жидкости. Система изолированных проводников может быть составлена из электрически соединенных между собой сеток из изолированного провода. Предложенное решение позволяет получить униполярно заряженный газ с высокой плотностью объемных зарядов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для генерации заряженных частиц, например в процессах аэроионизации, электрогазоочистки, электроосаждения, а также для генерации электроэнергии.

Известны способы получения потока заряженного газа путем ионизации его электрическим полем [1].

Известен также способ генерации электростатического заряда, содержащий операции зарядки двух объемов воды при помощи электростатической индукции зарядами противоположных знаков, нагрева этих объемов воды, получения заряженных паров воды под давлением, перенос заряженных паров воды за счет их внутренней энергии в место их конденсации, конденсацию, получение двух объемов заряженного конденсата и использование зарядов этих объемов с конденсатом для увеличения зарядов испаряемых объемов воды [2]. В соответствии с этим способом может быть получен поток заряженного водяного пара.

Известен аппарат, выбранный в качестве прототипа, содержащий паровой котел, часть внутренней поверхности которого покрыта изолирующим материалом, нагреватель и конденсатор, жидкость, содержащаяся в паровом котле, заземлена [2].

Недостаток известных способа и устройства заключается в невысокой объемной плотности заряда, переносимого потоком пара. Это объясняется относительно небольшой величиной индуцированного в воде заряда. Пристеночный слой воды становится заземленной обкладкой конденсатора, емкость которого пропорциональна площади покрытой изоляцией стенки парового котла. Кроме того, место индуцирования заряда в воде не совпадает с местом испарения молекул воды. Заряд индуцируется у изолированной стенки парового котла, а молекулы пара отрываются от свободной поверхности воды.

Цель изобретения состоит в получении униполярно заряженного газа с высокой плотностью объемных зарядов.

Цель изобретения достигается тем, что заряд накапливается на диэлектрическом покрытии системы заряженных проводников, расположенных над свободной поверхностью нагретой до кипения проводящей заземленной жидкости, и в облаке вокруг проводников, а затем сбивается и уносится потоком нейтральных молекул пара вскипающей жидкости.

На фиг.1 изображено устройство для получения униполярно заряженного газа. На фиг.2 показан изолированный проводник.

Осуществление заявляемого способа производится при помощи устройства, представленного на фиг.1. Устройство содержит корпус 1 из проводящего материала, который заземлен, крышку 2 из диэлектрического материала, в которой закреплена система изолированных проводников 3, подключенная к источнику электрической энергии 4 через выключатель 5. Выходное отверстие из крышки 2 перекрывается золотником 6 клапана 7. Внутри корпуса 1 находится проводящая жидкость 8, которая может быть нагрета нагревателем 9.

Для получения униполярно заряженного газа систему изолированных проводников 3 подключают к одному из полюсов источника электрической энергии 4 при помощи выключателя 5 и начинают нагревать корпус 1 нагревателем 9. На свободной поверхности жидкости 8 индуцируется заряд знака, противоположного знаку полюса источника электрической энергии, к которому подключена система изолированных проводников. От свободной поверхности жидкости отрываются ионы, под действием электрического поля системы проводников они движутся к этой системе. Часть ионов оседает на диэлектрическом покрытии проводников, а другая образует облако вокруг них. Над свободной поверхностью жидкости появляется батарея соединенных параллельно конденсаторов, обкладки одного знака которой формируются прилипшими на диэлектрическое покрытие проводников ионами. Изолированный проводник, представленный на фиг.2, может представлять собой сетку из изолированного провода. По мере нагревания жидкости давление ее паров внутри устройства возрастает, что приводит к подъему золотника 6 клапана 7. При этом давление внутри устройства падает, жидкость вскипает, и поток пара, проходящий сквозь отверстия сеток, сбивает с диэлектрического покрытия системы проводников 3 часть накопленных там ионов и вместе с ионами облака выносит их из устройства. Затем золотник 6 клапана 7 перекрывает пару выход из устройства, и цикл накопления и выноса заряда повторится. Через некоторое время после начала работы устройства, когда на системе изолированных проводников 3 накопится максимальный заряд, устройство может быть отключено от источника электрической энергии 4 при помощи выключателя 5.

Предлагаемый способ позволяет получить большое количество ионов в единице объема газа за счет большой емкости батареи конденсаторов, расположенной над свободной поверхностью жидкости, и за счет того, что индукция зарядов в жидкости будет происходить в месте их испарения.

Источники информации

1. А.С. СССР № 1264259, H 01 T 23/00, 1986, БИ № 38.

2. Пат. США № 3182239, нац. кл. 361-230, 1965.

Формула изобретения

1. Способ получения униполярно заряженного газа, включающий операции нагрева жидкости, индуцирования в ней заряда и переноса заряда за счет энергии вскипающей жидкости, отличающийся тем, что, с целью получения униполярно заряженного газа с высокой плотностью объемных зарядов, выполняются операции накопления ионов одного знака путем образования ими одноименно заряженных обкладок батареи соединенных параллельно конденсаторов и облака вокруг этих обкладок, а также разделения зарядов путем выбивания накопленных ионов с обкладок конденсаторов нейтральными молекулами вскипающей жидкости и уноса их вместе с ионами облака из батареи конденсаторов.

2. Устройство для получения униполярно заряженного газа с использованием тепловой энергии, содержащее паровой котел с заземленной проводящей жидкостью, выпускной клапан, нагреватель и источник электрической энергии, отличающееся тем, что, с целью накопления ионов и обеспечения возможности их съема, над свободной поверхностью жидкости размещается система электрически соединенных друг с другом заряженных сеток из изолированного провода.

РИСУНКИ