Электростатический нагнетатель



Электростатический нагнетатель

 


Владельцы патента RU 2458289:

Плетнев Игорь Викторович (RU)
Карелин Виктор Георгиевич (RU)
Тарасов Олег Викторович (RU)

Изобретение относится к области создания газовых потоков и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях. Нагнетатель содержит корпус с входным конфузором, выходом и каналом постоянного сечения, разрядный электрод, собирающий электрод, подключенные к высоковольтному источнику постоянного тока и установленные в параллельных плоскостях, перпендикулярных продольной оси канала постоянного сечения, при этом выход корпуса выполнен в виде выходного диффузора. Технический результат - повышение кпд. 1 ил.

 

Изобретение относится к области создания газовых потоков и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях.

Известны электростатические нагнетатели по патентам РФ, МПК7 F24F 3/16: №2121115, 2172898, 2187762, 2304333, 2301377, 2343362, 2109220, 2202741, 2005962, 2181466, 2156169, 2313732, 2202741, 10851.

Наиболее близким техническим решением является нагнетатель, описанный в патенте на полезную модель по патенту РФ 10851, МПК: F24F 3/16, выбранный в качестве прототипа.

Данное техническое решение содержит корпус с входом и выходом. В корпусе, в его канале с постоянным цилиндрическим сечением со стороны входа имеется разрядный игольчатый электрод, подключенный к отрицательному полюсу высоковольтного источника постоянного тока, а со стороны выхода - собирающий электрод, подключенный к положительному полюсу упомянутого источника тока. Вход для потока в корпусе выполнен в виде конфузора, что способствует снижению гидродинамических потерь.

Основным недостатком известных устройств является низкий коэффициент полезного действия. В механическую энергию создаваемого газового потока преобразуется только 1÷2% подведенной электрической мощности. Это в первую очередь вызвано тем, что скорость газовых ионов, которые в известных устройствах приводят в движение газовый поток, в межэлектродном пространстве весьма высока (100÷200 м/с), при этом величина скоростного напора, создаваемого в межэлектродном пространстве известных устройств, позволяет достичь скоростей потока порядка 1÷3 м/с. Из-за этой разницы скоростей большая часть электрической энергии, подводимой к электродам, переходит в тепло.

Тем не менее, во всех известных устройствах производительность определяется скоростью потока в межэлектродном сечении, а эта скорость определяется скоростным напором потока, который создают электроды при подведении к ним высокого напряжения.

Чтобы увеличить кпд этих устройств необходимо, в частности, уменьшить гидравлические потери. Эти потери в первом приближении являются суммой гидравлических потерь за счет обтекания потоком внутренних стенок газового тракта и потерь при обтекании разрядных и собирающих электродов. Минимизировать гидравлические потери можно за счет организации плавного входа в виде конфузора и уменьшения загромождения проходного сечения газового тракта разрядным и собирающим электродами. При этом гидродинамические потери на единицу длины канала составят 2÷3% от скоростного напора в самом узком его сечении.

Снижением гидравлических потерь можно увеличить производительность на несколько процентов.

Задачей изобретения является увеличение кпд в несколько раз.

Задача решается тем, что в электростатическом нагнетателе, содержащем корпус с входным конфузором, выходом и каналом постоянного сечения, разрядный электрод, собирающий электрод, подключенные к высоковольтному источнику постоянного тока и установленные в параллельных плоскостях, перпендикулярных продольной оси канала постоянного сечения, выход корпуса выполнен в виде выходного диффузора.

На Фиг.1 изображена конструкция заявленного нагнетателя, где:

1 - корпус;

2 - входной конфузор;

3 - канал постоянного сечения;

4 - разрядный электрод;

5 - иглы;

6 - собирающий электрод;

7 - высоковольтный источник постоянного тока;

8 - выходной диффузор.

Электростатический нагнетатель содержит корпус 1, входной диффузор 2, канал постоянного сечения 3, разрядный электрод 4 с иглами 5, собирающий электрод 6, причем разрядный 4 и собирающий 6 электроды установлены в канале постоянного сечения 3 в корпусе 1 в плоскостях, параллельных между собой и перпендикулярных продольной оси симметрии канала постоянного сечения 3; и электрически соединены с высоковольтным источником постоянного тока 7, причем выходной диффузор 8 своим малым сечением сопряжен с каналом постоянного сечения 3.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Под действием сил высокой напряженности электростатического поля, которое образуется вблизи проводящих поверхностей большой кривизны (острие игл 4), образуются заряженные частицы воздуха (аэроионы), которые устремляются с высокой скоростью к собирающему электроду 6, увлекая за собой воздух. При этом в воздушном потоке происходит прирост ΔРо полного давления Ро=Рст+ξ·V2/2, где:

Рст - статическое давление в потоке,

ξ - плотность воздуха,

V - скорость потока.

Если скорости потоков невелики (для воздуха при нормальных условиях

V<100 м/сек), то такие потоки можно считать несжимаемыми и полное давление в них сохраняется. Так как воздух в канал поступает из атмосферы, то Ро=Ра, где Ра - атмосферное давление. Пусть ΔР - прирост полного давления при прохождении межэлектродного пространства, тогда

Ро=Ра+ΔРо=Р'ст.+ξ·V'2/2,

где: Р'ст. и V' соответственно статическое давление и скорость в выходной части канала после собирающего электрода. На выходе канала статическое давление в потоке становится равным атмосферному Ра. Тогда скорость выходящего потока Va можно найти из уравнения:

Ра+ΔР=Ра+ξ·Va2/2 или .

Величина ΔР определяется параметрами электрического тока, который образуется аэроионами. Поскольку при неизменной геометрии расположения электродов и величине подведенного высокого напряжения устанавливается вполне определенная скорость аэроионов и их концентрация и, следовательно, вполне определенное значение разрядного тока и электрической мощности, затраченной на его создание.

Сила, действующая на поток со стороны аэроионов, полностью определяется их скоростью и концентрацией, тогда и прирост полного давления определяется в первом приближении только параметрами электрического разрядного тока.

В силу того, что скорость аэроионов существенно выше скорости потока, величина прироста полного давления будет практически постоянной при возрастании скорости потока в довольно широких пределах (практически в два-три раза).

Это означает, что скорость в выходном сечении канала нагнетателя не будет меняться, если его расширять или уменьшать, т.к. она определяется только приростом полного давления ΔР.

В случае расширения выходного сечения Fa (выходной диффузор 8) (см. Фиг.1) по свойству неразрывных течений будет увеличиваться скорость в постоянной части канала 3 с площадью Fm. Причем скорости будут связаны уравнением неразрывности Vm·Fm.=Va·Fa. Т.е., чем больше Fa/Fm, тем больше скорость через канал в его постоянном сечении 3, а значит и расход газа, т.е. увеличивается кпд нагнетателя.

Сужающийся вход (входной конфузор 2) необходим для того, чтобы избежать резкого ускорения атмосферного воздуха, поступающего в канал постоянного сечения 3, и избежать возникновения отрывного течения, в котором будет происходить потеря полного давления.

Таким образом, введение расширяющейся выходной части (выходной диффузор 8) позволяет в разы увеличить кпд предлагаемого электростатического нагнетателя по сравнению с нагнетателями, имеющими на выходе только канал постоянного сечения 3.

Электростатический нагнетатель, содержащий корпус с входным конфузором, выходом и каналом постоянного сечения, разрядный электрод, собирающий электрод, подключенные к высоковольтному источнику постоянного тока и установленные в параллельных плоскостях, перпендикулярных продольной оси канала постоянного сечения, отличающийся тем, что выход корпуса выполнен в виде выходного диффузора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области создания газовых потоков и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях. .

Изобретение относится к области вентиляции. .

Изобретение относится к устройству фильтрации воздуха для уничтожения биологических загрязнений для закрытых пространств. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может использоваться для обеззараживания воздушной среды животноводческих помещений. .

Изобретение относится к способам кондиционирования воздуха, созданию комфортных и специальных дыхательных атмосфер в различных рабочих пространствах, включая жилые, офисные и другие рабочие помещения, транспортные средства, тренажерные помещения, медицинские камеры и дыхательные устройства, больничные палаты и другие локализованные дыхательные зоны, к способам управления работой оборудования в системах вентиляции, управления искусственным микроклиматом и может быть использовано в медицинской, строительной, коммунально-бытовой и других отраслях промышленности, где существует необходимость создания комфортных или специально подготовленных дыхательных атмосфер.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам создания оптимального микроклимата на фермах

Изобретение относится к очистке и обеззараживанию воздуха и может быть использовано для вентиляции различных помещений чистым воздухом

Изобретение относится к способу очистки и кондиционирования атмосферного воздуха в замкнутых помещениях и к устройству для его осуществления

Изобретение относится к кондиционированию и, в частности, к способам и устройствам для очистки уличного воздуха. Подземный уличный кондиционер состоит из прямоугольного корпуса, закрытого крышей с люком, поддона с приямком, разделенного от крыши вертикальной перегородкой с окном между нижней кромкой перегородки и днищем поддона на вертикальную камеру орошения и камеру очистки, в торцевой стенке камеры орошения под крышей расположены заборная решетка и приточный вентилятор, внутри камеры орошения расположен питательный и дренажный насосы, соединенные с источником водоснабжения, оросительным и промывочными устройствами и днищем канала ливневой канализации, на внутренней поверхности торцевой стенки камеры орошения помещен подвижной вертикальный шибер, соединенный с поплавком, в камере очистки в шахматном порядке расположены вертикальные съемные перфорированные корзины, заполненные гранулами пемзы, в крыше устроено вытяжное отверстие, соединенное с надземным вытяжным стволом, снабженным окном с распределительной решеткой, внутри которого помещены ионизатор, вытяжной вентилятор, причем заборная решетка камеры орошения сообщается с каналом ливневой канализации. Техническим результатом заявленного изобретения является расширение диапазона использования уличного кондиционера путем компоновки его под землей и возможность использования в качестве его конструктивного элемента уже существующей ливневой канализации, что увеличивает экономическую и экологическую эффективность подземного уличного кондиционера. 7 ил.

Изобретение относится к средствам дезинфекции. Устройство для обеззараживания воздуха содержит корпус, включающий отсек забора воздуха с входным окном и отсек выхода с выходным окном, между которыми образована камера облучения, отделенная лабиринтными перегородками-экранами, в которой установлены лампы и блок питания, электрически связанный с блоком управления и индикации, при этом в отсеке забора воздуха размещен фильтрующий элемент, а в отсеке выхода вентилятор, кроме того, корпус выполнен в виде тонкостенного коробчатого тела из бактерицидного полимера-пластика с антимикробными добавками, состоящего из двух соединенных по периметру полукорпусов, с зазором закреплены на бобышках газоразрядные ртутные лампы, продольная ось которых смещена относительно плоскости соединения-разъема в сторону другого полукорпуса, со стороны камеры облучения к основанию каждого полукорпуса прикреплены симметрично расположенные центральные поперечные пластины с отгибами по краям, направленными к соответствующему отсеку, а со стороны каждого отсека к основанию каждого полукорпуса и к боковым стенкам прикреплены оппозитно в одной плоскости по две боковые поперечные пластины с отгибами по краям, направленными к камере облучения, расстояние между которыми меньше ширины центральных поперечных пластин, которая меньше ширины - поперечного размера корпуса, при этом центральные пластины при соединении полукорпусов образуют лабиринтные экраны с перегородками, что позволяет повысить эффективность бактерицидного обеззараживания воздуха с использованием ультрафиолетового излучения. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области систем очистки воздуха и может найти применение при проектировании вентиляционных устройств, удаляющих загрязненный воздух из помещений, например при проектировании кухонных вытяжек. Потокосдвигающий воздухоочиститель, состоящий из канала забора загрязненного воздуха и соединенного с ним канала отвода очищенного воздуха, в который помещен вентилятор, создающий тягу воздуха, совпадающую по направлению с осью этого канала, отличает тем, что, с целью повышения эффективности очистки воздуха применяется сдвигающий канал, соединяющий канал забора загрязненного воздуха с областью чистого воздуха, откуда воздух поступает на дополнительный вентилятор, установленный в сдвигающем канале, при этом под действием потока воздуха сдвигающего канала воздух в канале забора загрязненного воздуха направлен так, что он соударяется с помещенной в канале загрязненного воздуха пластиной сбора загрязнений и частицы загрязнения оседают на этой пластине, а очищенный воздух, отталкиваясь от этой пластины, попадает в зону вентилятора канала очищенного воздуха и удаляется из этого канала. Повышение эффективности потокосдвигающего воздухоочистителя обеспечивается тем, что очищаемый воздух, не загрязняя вентиляторы, беспрепятственно попадает в зону очистки, и с течением времени его работы пропускная способность воздуха не изменяется. 1 ил.

Изобретение относится к области очистки воздуха от загрязнений и может быть применено в вентиляционных устройствах для бытовых и промышленных условий. Устройство для очистки воздуха содержит воздуховод, в одной из стенок которого прорезаны щели, в которые вставлены направляющие с помещенными в них с возможностью перемещения кассетами с фильтрами для различных загрязняющих газов. Перед фильтрами в потоке очищаемого воздуха установлены датчики состава воздуха, соединенные с газоанализатором, который соединен с коммутатором. Кассеты механически соединены с механизмами их перемещения, которые соединены с коммутатором. На торцах воздуховода установлены фланцы. Изобретение обеспечивает снижение трудоемкости и повышение качества очистки воздуха за счет возможности автоматически устанавливать в воздуховоде фильтры, предназначенные для очистки воздуха именно от тех загрязняющих компонентов, которые в данный момент имеются в очищаемом воздухе в недопустимых количествах. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике, а именно к кондиционированию и, в частности, к способам и устройствам для очистки уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта. Мобильный уличный кондиционер содержит прямоугольный корпус, закрытый крышей, поддон, снабженный питательным и дренажным штуцерами и разделенный на камеру орошения и камеру очистки, заборную и распределительную решетки, приточный и вытяжной вентиляторы, ионизатор, оросительное и промывочное устройства, в камере очистки по ходу движения воздуха в шахматном порядке уложены на опорные уголки съемные перфорированные корзины, заполненные гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков, причем наружная стенка камеры орошения в нижней части боковой стенки корпуса снабжена заборным патрубком, закрытым решеткой, внутри которого размещен приточный вентилятор, наружная стенка камеры очистки в нижней части боковой стенки корпуса снабжена выхлопным патрубком, закрытым решеткой, внутри которого размещены аэроионизатор и вытяжной вентилятор, питательный трубопровод, соединенный с питательным штуцером, снабжен питательным и промывочным клапанами и присоединен снизу к оросительному и промывочному устройствам с противоположных концов, а поддон корпуса и питательный насос установлены на передвижную платформу. Технический результат - повышение экономической и экологической эффективности очистки уличного воздуха. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для озонирования воздуха и может быть использовано для очистки воздуха от вредных газов и микроорганизмов. Устройство для озонирования воздуха содержит озонирующую камеру 1, выполненную в виде прямоугольной призмы полностью из изоляционного материала, высоковольтный наносекундный импульсный источник питания, работающий в импульсно-периодическом режиме, с потенциальным выводом 2, имеющим отрицательную полярность, и заземленным выводом 3. Внутри камеры 1 размещены параллельно расположенные секция 4 потенциального электрода и секция 5 непотенциального электрода, которые содержат одинаковое число параллельных токопроводящих пластин 6 и 7. Секции 4 и 5 крепятся в камере 1 так, чтобы плоскости каждой из потенциальных пластин 6 совпадали с плоскостью соответствующей непотенциальной пластины 7 и с направлением воздушного потока в воздуховоде. Таким образом, образована геометрическая система электродов «ребро-ребро» с межэлектродным промежутком 8, длина которого равняется длине пластин 6 и 7. Изобретение позволяет повысить синтез и выход озона за счет увеличения концентрации электронов в разрядном промежутке озонирующей камеры устройства. 1 ил.
Наверх