Устройство для озонирования воздуха


 


Владельцы патента RU 2555659:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт имени В.И. Ленина" (RU)

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.

 

Изобретение относится к устройствам для озонирования воздуха и может быть использовано для очистки воздуха от вредных газов и микроорганизмов, водоочистки и водоподготовки, а также в качестве источника радикалов или других химически активных частиц в генераторах низкотемпературной плазмы.

Известно устройство для озонирования воздуха (авторское свидетельство СССР №1543193, кл. F24F 3/16, C01B 13/11, заявл. 13.10.87, опубл. 15.02.90), содержащее расположенную в воздуховоде озонирующую камеру с игольчатыми электродами, подключенными к источнику высокого напряжения и направленными остриями друг другу навстречу. Между электродами размещена металлическая диафрагма, подключенная к отрицательному полюсу источника. Электроды расположены симметрично относительно диафрагмы и подключены к положительному полюсу источника. Недостатком данного устройства является низкий выход озона из-за низкой плотности носителей зарядов электронно-ионной плазмы при стримерном коронном разряде, который формируется в озонирующей камере с игольчатыми электродами, подключенными к источнику постоянного высокого напряжения.

Известно устройство для генерирования озона (патент РФ №2211800, МПК C01B 13/11, заявл. 29.11.2001 г., опубл. 10.09.2003), содержащее генератор высоковольтных импульсов и подключенную к нему рабочую камеру с электродной системой в виде соосных внешнего низковольтного трубчатого электрода и внутреннего высоковольтного электрода в виде проводящего стержня, на котором в плоскостях, перпендикулярных его продольной оси, дополнительно установлены проводящие пластины. Кроме того, между генератором высоковольтных импульсов и рабочей камерой установлен высоковольтный коммутатор. Недостатком данного устройства является низкий выход озона при импульсном коронном разряде, который формируется в рабочей камере с данной электродной системой.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для озонирования воздуха (патент РФ №2176366, МПК F24F 3/16, C01B 13/11, заявл. 10.04.2000 г., опубл. 27.11.2001 г.), содержащее озонирующую камеру с игольчатыми электродами, подключенными к высоковольтному наносекундному источнику высокого напряжения с положительной полярностью. Озонирующая камера выполнена в виде призмы, при этом одна пара противоположных граней выполнена из металла и подключена к заземленному выводу высоковольтного наносекундного импульсного источника питания, другая пара граней выполнена из диэлектрика, а в плоскости симметрии между заземленными гранями расположен игольчатый электрод, подключенный к высоковольтному выводу источника питания. Недостатком данного устройства является низкий выход озона из-за низкой концентрации носителей зарядов в разрядном промежутке при наносекундном импульсном коронном разряде, который формируется в озонирующей камере с игольчатыми электродами.

Задачей изобретения является повышение производительности устройства для озонирования воздуха. Техническим результатом изобретения является интенсификация разрядного процесса за счет получения однородного объемного импульсного коронного разряда и увеличения концентрации носителей зарядов электронно-ионной плазмы, т.е. за счет увеличения концентрации электронов в разрядном промежутке озонирующей камеры устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для озонирования воздуха, содержащем расположенную в воздуховоде озонирующую камеру, выполненную в виде прямоугольной призмы, в которой расположены потенциальный и непотенциальный электроды, подключенные к выводам высоковольтного наносекундного импульсного источника питания, призма озонирующей камеры выполнена полностью из изоляционного материала, потенциальный вывод источника питания имеет отрицательную полярность, кроме того, потенциальный и непотенциальный электроды выполнены в виде параллельно расположенных секций, состоящих из одинакового числа параллельных токопроводящих пластин, которые образуют геометрическую систему электродов «ребро-ребро», а плоскости каждой потенциальной и соответствующей непотенциальной пластины совпадают между собой и направлением воздушного потока в воздуховоде.

Известно, что для повышения интенсивности импульсной короны требуется создание сильного перенапряжения в воздушном промежутке за счет создания импульса высокого напряжения с резко нарастающим передним фронтом. В этом случае режим ультракороны отсутствует, т.к. разряд сразу развивается в виде стримеров, а переход стримерного режима в искру и контрагированный тлеющий разряд исключается за счет ограничения длительности импульса приложенного напряжения (Акишев Ю.С., Апонин Г.И., Грушин М.Е. и др. // Физика плазмы, 2008, том 34, №4, стр. 347-360). Известно также, что наибольшая плотность носителей зарядов электронно-ионной плазмы достигается в разрядном промежутке при объемной форме разряда (Баранов В.., Борисов В.М., Степанов Ю.Ю. Электроразрядные эксимерные лазеры на галогенидах инертных газов. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 216 с).

В предлагаемом устройстве выполнение потенциального и непотенциального электродов в виде параллельно расположенных секций параллельных пластин, которые образуют геометрическую систему электродов «ребро-ребро» с резко неоднородным электрическим полем, а озонирующей камеры полностью из изоляционного материала обеспечивает, при использовании источника питания с отрицательной полярностью, формирование однородного объемного импульсно-периодического наносекундного коронного разряда в потоке воздуха атмосферного давления естественной влажности, что приводит к интенсификации разрядного процесса, т.е. к увеличению разрядного тока, а значит и к увеличению концентрации электронов в разрядном промежутке, которые играют наиболее существенную роль из всех заряженных частиц, имеющихся в разряде. Это связано с тем, что электроны обладают наибольшими энергиями и могут вызывать следующие процессы: диссоциативное прилипание электрона к молекуле кислорода с образованием озона; возбуждение электронных уровней с последующей диссоциацией молекулы кислорода с образованием озона; столкновение возбужденных молекул азота с молекулой кислорода с образованием озона; диссоциативную электрон-ионную рекомбинацию с образованием озона. Таким образом, интенсификация разрядного процесса вызывает увеличение как синтеза озона, так и его выход.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематически изображено устройство для озонирования воздуха в двух проекциях.

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 пластин 6 и 7, изготовленных из тонкого токопроводящего материала. 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. Озонирующая камера 1 имеет не показанные на чертеже места присоединения к воздуховоду, что позволяет производить прокачку озоновоздушной смеси при различных скоростях потока через межэлектродный промежуток 8. Общая площадь секций 4 и 5, а также величина межэлектродного промежутка 8 определяются мощностью высоковольтного наносекундного импульсного источника питания.

Устройство работает следующим образом.

Поток воздуха поступает по воздуховоду в озонирующую камеру 1 и, соответственно, в межэлектродный промежуток 8. При включении высоковольтного наносекундного импульсного источника питания отрицательной полярности, работающего в импульсно-периодическом режиме, с выходным напряжением ~30 кВ, длительностью импульса 20 не по уровню 0,5 и скоростью нарастания электрического поля ~2 кВ/(см·нс) в межэлектродном промежутке длиной 0,6 см, возбуждается однородный импульсно-периодический наносекундный коронный разряд объемом ~220 см3. Производительность озона при скорости протока воздуха ~25 м/с может регулироваться изменением частоты импульсно-периодических разрядов в диапазоне 0,05÷1 кГц.

Устройство для озонирования воздуха, содержащее расположенную в воздуховоде озонирующую камеру, выполненную в виде прямоугольной призмы, в которой расположены потенциальный и непотенциальный электроды, подключенные к выводам высоковольтного наносекундного импульсного источника питания, отличающееся тем, что призма озонирующей камеры выполнена полностью из изоляционного материала, а потенциальный вывод источника питания имеет отрицательную полярность, кроме того, потенциальный и непотенциальный электроды выполнены в виде параллельно расположенных секций, состоящих из одинакового числа параллельных токопроводящих пластин, которые образуют геометрическую систему электродов «ребро-ребро», а плоскости каждой потенциальной и соответствующей непотенциальной пластины совпадают между собой и направлением воздушного потока в воздуховоде.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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

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

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к охране окружающей среды от вредных выбросов животноводческих помещений и получению экологически чистых консервантов, преимущественно углекислого газа. Установка для утилизации углекислого газа в животноводческом помещении содержит компрессор для закачивания газа, блок очистки 9, систему трубопроводов 8, емкость для хранения газа, воздухозаборники 1, установленные в нижней части животноводческого помещения, вентилятор 3, соединенный системой трубопроводов с воздухозаборниками 1, накопительную емкость для загрязненного воздуха 5 с обратным клапаном 4 для предотвращения выхода загрязненного воздуха из накопительной емкости 5, компрессор 6 для сжатия загрязненного воздуха, ресивер 7 для накопления загрязненного воздуха, соединенный трубопроводом с компрессором 6, ресивер 11 для накопления газа, соединенный с блоком очистки 9. При этом блок очистки 9 выполнен в виде мембранного фильтрационного блока с мембранным картриджем, обеспечивающим отделение углекислого газа и очистку воздуха, состоящим из пористого полимерного волокна с газоразделительным слоем. Емкость для хранения газа выполнена в виде баллонов для последующего использования в качестве консерванта. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей, утилизацию выбросов животноводческого помещения с последующим их использованием в заготовке консервированных кормов. 2 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам создания оптимального микроклимата на фермах. Способ включает подачу наружного и внутреннего воздуха через воздуховод треугольной формы сечения, поддержание наружной поверхности воздуховода ниже температуры точки росы внутреннего воздуха, образование на нем конденсата и его сбор в канализацию через V-образный козырек, закрепленный под воздуховодом. К кромкам V-образного козырька для сбора конденсата с внутренней стороны, обращенной к треугольному воздуховоду, по всей его длине, крепят тонкие пластинки, изготовленные из сильвинита. Технический результат - ускорение процесса конденсации влаги из внутреннего воздуха помещения и выведения из него вредных примесей. 1 ил.

Изобретение относится к воздушному фильтру, который предназначен для системы кондиционирования воздуха. Воздушный фильтр (1) содержит дисковый фильтрующий элемент (2) и приводной узел (3), предпочтительно - электрический двигатель, который соединен с фильтрующим элементом для обеспечения его вращения. Фильтрующий элемент (2) установлен в соединении с вентиляционным трубопроводом (4) таким образом, что он расположен снаружи от отверстия (4a) вентиляционного трубопровода (4) на первом расстоянии (s) от него и концентрично с вентиляционным трубопроводом. В вентиляционный трубопровод через отверстие поступает воздух, очищенный воздушным фильтром. Фильтр содержит также кольцевой буртик (5), который расположен снаружи от отверстия (4a) вентиляционного трубопровода на втором расстоянии (k) от него и концентрично с вентиляционным трубопроводом (4). Буртик (5) выполнен расширяющимся в направлении отверстия (4a). Буртик (5) наиболее предпочтительно имеет форму усеченного конуса. Технический результат: эффективная очистка воздуха от мелких частиц, простота конструкции. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области очистки газа. Согласно изобретению предложено устройство для очистки газа, имеющее высокую эффективность очистки газа при любой относительной влажности. Это устройство содержит проход для потока газа; гидрофильный носитель, проницаемый для потока газа и выполненный с возможностью содержания реагента, который контактирует с газом; блок для передачи жидкости к носителю; и контроллер, выполненный с возможностью управления блоком для передачи, чтобы передавать водный раствор растворенного реагента к носителю; и чтобы передавать жидкость в случае, когда влажность газа, входящего в носитель, ниже первого порога влажности, или чтобы остановить передачу жидкости в случае, когда влажность газа, входящего в носитель, выше второго порога влажности. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к областям экологии и авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов для очистки атмосферы городов от газов и пыли. Воздухоплавательный аппарат для очистки воздуха городов от газа и пыли включает несущий квадрокоптер, электростатический фильтр и моноплан. Внутри жесткого корпуса электростатического фильтра расположены металлические круговые сетки положительных электродов с подвешенными между ними проволочными коронирующими отрицательными электродами. Сверху и снизу фильтра расположены газовые подушки, армированные дугами обручей, а по бокам фильтра прикреплены четыре фермы-консоли, на которых установлены четыре движителя в виде электромотора с пропеллером. На крыле моноплана расположены элементы солнечной батареи. Достигается возможность уничтожать газовые или пылевые очаги в любом районе города. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх