Способ увеличения скорости электрического ветра и устройство для его осуществления



Способ увеличения скорости электрического ветра и устройство для его осуществления
Способ увеличения скорости электрического ветра и устройство для его осуществления
Способ увеличения скорости электрического ветра и устройство для его осуществления
Способ увеличения скорости электрического ветра и устройство для его осуществления
Способ увеличения скорости электрического ветра и устройство для его осуществления

Владельцы патента RU 2621386:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" (RU)

Изобретение относится к системам продувки и очистки воздуха от пылевых, бактериальных и химических загрязнений в бытовых помещениях, производственных цехах, медицинских кабинетах, овощехранилищах и т.д. Способ увеличения скорости электрического ветра, заключающийся в подаче постоянного напряжения на электроды, расположенные рядами параллельно потоку газа, при этом последовательно с постоянным напряжением подается импульсное напряжение, при этом частота импульсов выбирается из диапазона от 0 до 30 кГц, а длительность импульса выбирается значительно меньше периода следования импульсов. Устройство для увеличения скорости ионного ветра, характеризующееся тем, что источник постоянного напряжения подключен через токоограничивающий элемент к электродам, а параллельно электродам, после токоограничивающего элемента, через конденсатор подключен генератор высоковольтных импульсов. Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение скорости электрического ветра и увеличение КПД. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к системам продувки и очистки воздуха от пылевых, бактериальных и химических загрязнений в бытовых помещениях, производственных цехах, медицинских кабинетах, овощехранилищах и т.д.

Известно устройство для вентиляции воздуха, содержащее коронирующие и осадительные электроды, расположенные параллельно потоку газа, подключенные к источнику высокого напряжения, одна сторона коронирующего электрода является коронирующей в направлении воздушного потока, при этом осадительные электроды выполнены в виде сплошных пластин [1].

Недостатками этого устройства являются: большая потребляемая мощность, необходимость увеличение габаритов электродной системы для увеличения максимальной скорости электрического ветра, малая скорость электрического ветра.

Известен вентилятор-озонатор, включающий корпус, внутри которого расположены несколько рядов пластинчатых электродов, выполненных в аэродинамически профилированном виде с прикрепленными острийными излучателями [2].

Недостатками этого устройства являются сложная конструкция электродов, выполненных в аэродинамически профилированном виде, где к заостренному ребру каждой пластины прикреплены стержневые острийные излучатели, и низкая скорость воздушного потока (не более 1,08 м/с).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ увеличения скорости электрического ветра, заключающийся в подаче высокого напряжения на электроды с излучателями, расположенными рядами параллельно потоку газа [3].

Недостатками данного способа являются большие габариты электродной системы, т.к. для увеличения скорости электрического ветра увеличивается число ступеней ускоряющих электродов и мощность, невысокий КПД.

Основным техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение скорости электрического ветра и увеличение КПД.

Технический результат достигается тем, что последовательно с постоянным напряжением подается импульсное напряжение, при этом частота импульсов выбирается из диапазона от 0 до 30 кГц, а длительность импульса выбирается значительно меньше периода следования импульсов, при этом источник постоянного напряжения подключен через токоограничивающий элемент к электродам, а параллельно электродам, после токоограничивающего элемента, через конденсатор подключен генератор высоковольтных импульсов.

На фиг. 1 приведена схема устройства для комбинированного питания постоянным и импульсным напряжением, где ГВИ - генератор высоковольтных импульсов, ЭС - электродная система, ИПН - источник постоянного напряжения. Комбинированное напряжение питания - это такой вид напряжения, когда на постоянное напряжение накладывается импульсное. На фиг. 2 показана форма и параметры комбинированного напряжения. На фиг. 3 и фиг. 4 приведены экспериментальные зависимости скорости воздушного потока от параметров комбинированного напряжения для одноступенчатой электродной системы с межэлектродным расстоянием d=15 мм. На фиг. 5 представлены графики зависимости КПД от скорости воздушного потока для различных видов питающего напряжения.

Примером конкретной реализации заявляемого способа увеличения скорости электрического ветра является устройство, представленное на фиг. 1. Устройство содержит электродную систему (ЭС) и источник питания. Источник питания состоит из ИПН и генератора высоковольтных импульсов ГВИ, на выходе которого стоит повышающий трансформатор Т1 с коэффициентом трансформации n.

Токоограничивающий элемент R1, в качестве которого может использоваться резистор или индуктивность, ограничивает ток при возникновении искрового пробоя в электродной системе (ЭС) и защищает ИПН от короткого замыкания. Разделительный конденсатор С1 должен иметь достаточную емкость, чтобы передавать импульс в нагрузку без искажения. Для устранения взаимного влияния ГВИ и ИПН может устанавливаться последовательно с R1 высоковольтный диод.

Конструкция электродной системы (ЭС) состоит из нескольких рядов пластинчатых электродов, расположенных на расстоянии d друг от друга. Коронирующие стороны всех электродов расположены в одном направлении, что обеспечивает генерацию однонаправленного потока воздуха.

Устройство работает следующим образом. На соседние ряды электродов подается напряжение от ИПН через R1, и параллельно им, через конденсатор С1, прикладывается импульсное напряжение от ГВИ, определенной полярности, чтобы происходило сложение постоянного напряжения от ИПН и импульсного - от ГВИ (фиг. 1).

Постоянное напряжение, поступающее с ИПН, заряжает конденсатор С1 до напряжения U2, которое прикладывается к электродной системе ЭС. При подаче импульса с ГВИ через первичную обмотку трансформатора Т1 начинает протекать ток. Возникшее напряжение на вторичной обмотке имеет такую полярность, что складывается с напряжением на конденсаторе (фиг. 2). В схеме фиг. 1 показан случай, когда постоянное и импульсное напряжение имеют положительную полярность.

Наличие постоянного напряжения обеспечивает стационарное распределение электрического поля в газоразрядном промежутке d, за счет чего происходит перемещение образовавшихся ионов. Импульсное напряжение приводит к увеличению количества ионов и вследствие малой длительности не оказывает существенное влияние на скорость ионов.

За счет коротких импульсов напряжения (tu<<Т) большой амплитуды происходит увеличение количества ионов, что приводит к увеличению работы, производимой полем по перемещению заряда W=q⋅U, где q - суммарный заряд ионов в промежутке между соседними рядами электродов; U - разность потенциалов газоразрядного промежутка (d). Заряд однозарядных ионов зависит от количества и находится по формуле: q=e⋅N, где е - величина элементарного заряда; N - количество ионов. Ионы, ускоренные в электрическом поле, сталкиваясь с нейтральными молекулами и атомами воздуха, передают им свою кинетическую энергию. Таким образом, чем больше заряд, тем большую работу совершает поле и тем больше энергии передается нейтральным молекулам и атомам воздуха и тем больше скорости электрического ветра.

Экспериментально было установлено (фиг. 3), что увеличение скорости воздушного потока происходит при увеличении частоты следование импульсов в диапазоне от 0 до 30 кГц.

В отличие от прототипа, где электродная система питается только постоянным напряжением в предлагаемом устройстве, за счет использования комбинированного напряжения, можно повысить максимальную скорость электрического ветра, не изменяя конфигурацию электродной системы (без добавления дополнительных ускоряющих ступеней).

Вследствие нелинейной вольт-амперной характеристики коронного разряда, при напряжениях питания, близких к предпробойным, происходит резкое снижение КПД, т.к. с увеличением напряжения потребляемая мощность возрастает быстрее, чем увеличивается скорость электрического ветра. Поэтому наиболее выгодно питать электродную систему комбинированным напряжением при значении постоянного напряжения ниже предпробойного, а амплитудой импульсного напряжения и частотой - регулировать скорость воздушного потока.

Проведенные эксперименты показали, что скорость электрического ветра не изменяется при увеличении длительности импульсного напряжения в диапазоне от 250 нс до 2 мкс, возрастает только потребляемая мощность импульсного генератора. Минимальная длительность была ограничена возможностями генератора.

Увеличение частоты импульсов приводит к увеличению скорости электрического ветра (фиг. 3). Однако при частоте импульсов напряжения более 30 кГц происходит дальнейший рост потребляемой мощности, а скорость воздушного потока остается неизменной, что приводит к снижению КПД устройства.

На фиг. 4 представлены экспериментальные зависимости скорости электрического ветра от амплитуды импульсного напряжения (частота импульсов во всех случаях 15 кГц), для различных значений постоянного напряжения. С увеличением амплитуды импульсов происходит увеличение скорости воздушного потока, при любом значении постоянного напряжения.

На фиг. 5 показаны зависимости КПД от скорости воздушного потока для различных видов питающего напряжения: только постоянное напряжение, комбинированное для двух случаев. Скорость воздушного потока в первом случае увеличивается за счет увеличения постоянного напряжения. В случаях с комбинированным питанием - устанавливалось значение постоянного напряжения 10 кВ и 15кВ и скорость увеличивалась за счет увеличения амплитуды импульсного напряжения при фиксированной частоте 15 кГц.

КПД определялось как отношение энергии воздушного потока к энергии, вводимой в коронный разряд. Из фиг. 5 видно, что КПД больше у устройства, питающегося комбинированным напряжением, и увеличивается с увеличением амплитуды импульсного напряжения.

Кроме того, комбинированное питание позволяет увеличить надежность устройства за счет того, что отсутствуют искровые пробои газоразрядного промежутка электродной системы при изменении параметров внешней среды: влажность, давление, запыленность, наличие аэрозольных частиц. Для этого необходимо установить минимальный уровень постоянного напряжения, при котором начинает устойчиво гореть коронный разряд, а амплитудой импульсного напряжения задавать скорость воздушного потока. Вследствие малой длительности импульсов напряжения - пробой промежутка не наступает.

Список литературы

1. Патент №2492394 С2, кл. F24F 3/00.

2. Патент №2121115 С1, кл. F24F 3/16.

3. Патент №2313732 С2, кл. F24F 3/16.

1. Способ увеличения скорости электрического ветра, заключающийся в подаче постоянного напряжения на электроды, расположенные рядами параллельно потоку газа, отличающийся тем, что последовательно с постоянным напряжением подается импульсное напряжение, при этом частота импульсов выбирается из диапазона от 0 до 30 кГц, а длительность импульса выбирается значительно меньше периода следования импульсов.

2. Устройство для увеличения скорости ионного ветра, отличающееся тем что, источник постоянного напряжения подключен через токоограничивающий элемент к электродам, а параллельно электродам, после токоограничивающего элемента, через конденсатор подключен генератор высоковольтных импульсов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха. Система кондиционирования воздуха содержит первый и второй теплообменники на стороне использования и теплообменник на стороне источника тепла, соответственно соединенные последовательно; компрессор, подсоединенный между первым теплообменником на стороне использования и теплообменником на стороне источника тепла; расширительный клапан, подсоединенный между первым теплообменником на стороне использования и вторым теплообменником на стороне использования; устройство для управления давлением, подсоединенное между вторым теплообменником на стороне использования и теплообменником на стороне источника тепла; и перепускной клапан, подсоединенный между расширительным клапаном и теплообменником на стороне источника тепла, причем устройство для управления давлением выполнено с возможностью поддержания хладагента, который протекает из второго теплообменника на стороне использования в теплообменник на стороне источника тепла, при заданном давлении, перепускной клапан выполнен с возможностью обеспечения обхода хладагентом из расширительного клапана второго теплообменника на стороне использования и устройства для управления давлением, и устройство для управления давлением и перепускной клапан выполнены во взаимодействии друг с другом для удержания температуры компрессора ниже максимально допустимой температуры, заданной для компрессора.

Изобретение относится к устройствам для тепловлажностной обработки воздушных потоков и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования для увлажнения и охлаждения воздуха.

Изобретение относится к способу и устройству для очистки уличного воздуха от вредных примесей. Передвижной уличный кондиционер содержит корпус с крышей, поддон, снабженный питательным и дренажным штуцерами, фронтальную заборную решетку, тыльную крышку, в центре которой устроен вытяжной патрубок, закрытый решеткой, в котором помещены аэроионизатор и вытяжной вентилятор, внутри корпуса размещены вертикальные перфорированные контейнеры, заполненные гранулами пемзы, между которыми размещена камера орошения, в центре которой расположено оросительное устройство в виде вертикального оросительного стояка с горизонтальными ответвлениями, снабженными форсунками, размещенными параллельно перфорированным контейнерам, питательный штуцер соединен с вертикальным оросительным стояком и шаровым импульсным клапаном, который состоит из корпуса в форме барабана, снабженного соединенными с ним тангенциально входным и выходным штуцерами, внутри которого помещен свободно перемещающийся шар, причем шаровой импульсный клапан соединен через входной клапан с насосом или водопроводом, а корпус кондиционера установлен на опорную раму.
Изобретение относится к области кондиционирования воздуха. Сущность способа заключается в том, что перед подачей в обслуживаемое помещение подготовленную воздушную смесь с необходимыми для поддержания в помещении комфортной воздушной среды и задаваемыми режимом кондиционирования характеристиками по концентрации составляющих и тепловлажностным параметрам дополнительно смешивают с мелкодисперсным водным аэрозолем, с размерами частиц, близкими к наноразмерам, который создают путем распыления под технологическим давлением определенного объема конденсата, образующегося на этапе обеспечения теплового параметра, подаваемого под технологическим давлением в расположенный внутри кондиционера или вне его блок распыления, при этом режим насыщения воздушной смеси аэрозолем регулируют посредством средства мониторинга озона, например хемолюминесцентного газоанализатора озона, команда с которого подается на исполнительный механизм блока распыления.

Изобретение предназначено для охлаждения воздуха в системах вентиляции и кондиционирования и может быть использовано при кондиционировании предприятий пищевой и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к установкам системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Устройство содержит рабочие тела, в пределах зоны испарения имеют расширенную поверхность контакта с потоком набегающего воздуха - наличием капиллярной оболочки и микрорельефом обеспечивающим геометрическое увеличение площади контакта.

Изобретение относится к способам кондиционирования воздуха чистых помещений. Способ кондиционирования воздуха чистых помещений с использованием прямоточной схемы кондиционирования характеризуется тем, что нагрев воздуха осуществляется холодильной машиной, работающей в режиме теплового насоса, в теплый период за счет охлаждения наружного воздуха до температуры ниже температуры точки росы, для осушения за счет этого до требуемого влагосодержания, при этом избыток тепла используется в системе теплоснабжения, а в холодный период - за счет тепла воздуха, удаляемого из помещения.

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано в различных теплонапряженных помещениях центров обработки данных, а также в крупных офисных и производственных помещениях с большим количеством тепловыделяющего оборудования в целях создания комфортных условий микроклимата.

Предлагаемое изобретение относится к средствам поддержания температурного режима воздуха в помещениях. Система поддержания температурного режима в помещении содержит устройство подогрева воздуха, устройство охлаждения воздуха, устройство принудительной циркуляции воздуха в помещении, устройство замера температуры воздуха в помещении, устройство для подачи приточного воздуха, при этом дополнительно система содержит ионизатор воздуха и компьютер с информацией по управлению вышеуказанными устройствами, при этом концентрацию ионов «n-» в воздухе обеспечивают от 1000 до 100000 ион/см3, причем устройство замера температуры воздуха в помещении расположено на высоте от 1 м до 1.5 м от пола и на расстоянии, не превышающем 1.5 м от рабочего места, и температуру «Т» воздуха в помещении определяют по формуле T = ( ∑ i − 1 n t i ) / n , где n - количество устройств замера температуры воздуха в помещении; ti - показание i-го устройства замера температуры воздуха в помещении; при этом температуру воздуха в помещении поддерживают в зависимости от периода года, а также напряженности умственного труда или тяжести физического.

Изобретение касается установки подачи воздуха. Она содержит: камеру (10) подачи воздуха, по меньшей мере, одну камеру (20, 20a, 20b) смешения, сопла (60, 60a, 60b) или сопловой промежуток, через который из камеры (10) подачи воздуха в упомянутую, по меньшей мере, одну камеру (20, 20a, 20b) смешения проходит свежий воздушный поток (L1), по меньшей мере, одну камеру (40, 40a, 40b) всасывания, в которую из пространства кондиционируемого помещения проходит циркулирующий воздушный поток (L2), по меньшей мере, одно выпускное отверстие (25, 25a, 25b), через которое в пространство кондиционируемого помещения проходит объединенный воздушный поток (LA), образованный в упомянутой, по меньшей мере, одной камере (20, 20a, 20b) смешения из свежего воздушного потока (L1) и циркулирующего воздушного потока (L2), при этом установка подачи воздуха также содержит: по меньшей мере, один регулятор (70, 70a, 70b, 70c, 80, 90) воздушного потока, через который дополнительный воздушный поток (L3) проходит из камеры (10) подачи воздуха в упомянутую, по меньшей мере, одну камеру (40, 40a, 40b) всасывания, из которой дополнительный воздушный поток (L3) всасывается вместе с циркулирующим воздушным потоком (L2) в упомянутую, по меньшей мере, одну камеру (20, 20a, 20b) смешения.

Изобретение относится к области очистки газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности и энергетики для очистки газов от содержащихся в них аэрозольных частиц.

Изобретение относится к электротехнологическим установкам, в частности к установкам электроионной технологии, и может быть использовано в металлургической, цементной, горно-обогатительной отраслях промышленности, а также в производстве строительных материалов.

Изобретение относится к области очистки газа от пыли и может быть использовано в энергетике, в черной и цветной металлургии, цементной и в других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области получения чистых газов и очистки их от примесей и направлено на увеличение производительности и эффективности очистки газов. .

Изобретение относится к средствам для очистки газовых сред и может быть использовано для очистки технологического воздуха различных производственных процессов, выхлопных газов транспортных средств, воздуха в бытовых помещениях, медицинских учреждениях и т.п.

Изобретение относится к области электрической очистки газов и пыли (дисперсных взвесей) и может быть использовано преимущественно в теплоэнергетике, в химической, металлургической промышленности и промышленности стройматериалов.
Изобретение относится к области очистки газа, а именно к способу отделения частиц и/или капель веществ микронного и субмикронного размера от потока газа, и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к электрофильтрам и может использоваться для очистки газов. .

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации чистого помещения и управляющему устройству для чистого помещения. Оно выполнено с возможностью управления и/или регулирования системы вентиляции помещения, система вентиляции помещения выполнена с возможностью создавать кратность воздухообмена в рабочем помещении и разность давлений между рабочим помещением и окружающим пространством, а управляющее устройство содержит по меньшей мере одно сенсорное устройство, выполненное с возможностью регистрировать фактическое значение, представляющее собой рабочий параметр. Кроме того, управляющее устройство выполнено с возможностью регулировать кратность воздухообмена таким образом, чтобы фактическое значение лежало в диапазоне заданных значений, фактическое значение концентрации частиц регистрируют посредством сенсорного устройства, причем фактическое значение представляет собой рабочий параметр рабочего помещения, причем фактическое значение зависит от изменения кратности воздухообмена, причем фактическое значение регулируют в соответствии с заданным значением, управляющее устройство выбирает заданное значение в зависимости от контроля времени и/или интенсивности движения, причем в качестве заданного значения выбирают заданное значение для рабочего периода или заданное значение для нерабочего периода, причем, по сравнению с рабочим периодом, в нерабочий период концентрация частиц повышена. Это позволяет снизить эксплуатационные затраты на чистое помещение. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к системам продувки и очистки воздуха от пылевых, бактериальных и химических загрязнений в бытовых помещениях, производственных цехах, медицинских кабинетах, овощехранилищах и т.д. Способ увеличения скорости электрического ветра, заключающийся в подаче постоянного напряжения на электроды, расположенные рядами параллельно потоку газа, при этом последовательно с постоянным напряжением подается импульсное напряжение, при этом частота импульсов выбирается из диапазона от 0 до 30 кГц, а длительность импульса выбирается значительно меньше периода следования импульсов. Устройство для увеличения скорости ионного ветра, характеризующееся тем, что источник постоянного напряжения подключен через токоограничивающий элемент к электродам, а параллельно электродам, после токоограничивающего элемента, через конденсатор подключен генератор высоковольтных импульсов. Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение скорости электрического ветра и увеличение КПД. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх