Устройство для обработки газа в электрическом разряде

(505 С 01 В ГАЗА в устрческоныенапря ГОСУДАР СТ ВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Самарский авиационный институт имакад, С. П; Королева(56) Авторское свидетельство СССРМ 1493262, кл. С 01 В 13(10, 1989,Авторское свидетельство СССРМ 1326550, кл. С 01 В 13(11, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РАЗРЯДЕ(57) Использование: обеззараживание воздуха и электросинтез веществ, в частностозона. Сущность изобретения; электрогазо Изобретение относится к устройствам, предназначенным для воздействия на поток газа электрическим разрядом, в частности к устройствам для обеззараживания воздуха, получения озона, и может быть использовано в пищевой, сельскохозяйственной, медицинской, химической отраслях промышленности, а также в энергетике для интенсификации процессов сжигания топлива. Известно устройство для асептирования воздуха в котором корона переменного тока создается в цилиндрическом корпусе воздуховода межу высоковольтным перфорированным острийным электродом и заземленной крыльчаткой, установленной с возможностью вращения при взаимодействии лопастей с электрическим ветром.Недостатком устройства является малая концентрация получаемого озона. динамическое устройство содержит высоковольтный электрод, выполненный в виде цилиндрического стержня и соединенный с ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ИСТОЧНИКОМ ПОСТОЯННОГО напряжения, подвижный электрод в виде диэлектрического цилиндра, покрытого электроэлектретной полимерной пленкой, обращенной металлизированной стороной к цилиндру и гальванически связанной с дополнительным заземленным электродом, установленным на рабочей поверхности электрода по ходудвижения цилиндра, получающего привод для вращения от электростатического двигателя, и воздуховод с крыльчаткой, находящейся в канале цилиндра подвижного электрода. 3 ип. Известно электрогазодинамическое устройство в котором применен барьерный разряд в поперечном потоке воздуха в промежутке между цилиндрическим электродом на образующей диэлектрического канала воздуховода и торцами лопастей крыльчатки, установленной с возможностью вращения на оси канала,Недостатком устройства:является невозможность его работы от высоковольтного источника постоянного напряжения, .Цель изобретения - упрощение устройства и.расширения диапазона независимого регулирования характеристик электрического разряда и газового потока.Поставленная цель достигается тем, чтоойстве для обработки газа в электрим разряде, содержащем подключенк высоковольтному источнику жения электроды с диэлектрическимбарьером, находящиеся в ооэдуховоде, один из которых имеет возможность вращения и содержит крыльчатку - вентилятор, неподвижный высоковольтный электрод выполнен в виде стержня, установленного на формирователе потока в выходном участке воздуховода с зазором относительно подвижного электрода и параллельно его образующей, создавая разрядный промежуток, а подвижный электрод выполнен о виде диэлектрического цилиндра, имеющего внутри крыльчаткуй-покрытого электроэлектретной полимерной пленкой-барьером, обращенной металлизированной стороной к образующей цилиндра и гальвани- чески связанной с дополнительным заземленным электродом фольгового вида, установленным с минимальнодопустимым зазором относительно рабочей поверхности подвижного электрода по ходу движения цилиндра, причем разрядный промежуток между неподвижным и подвижным электродами полностью перекрывает поперечное сечение ооздуховодэ, При этом подвижный электрод имеет привод для вращения от электростатического двигателя с лабиринтным уплотнением канала диэлектрического цилиндра электрода по наружной поверхности статора и образованием вместе с крыльчаткой осевого вентилятора для прокачки газа, Кроме того, высоковольтный электрод барьерного разряда и электроды электростатического двигателя подключены к единичному высоковольтному источнику постоянного напряжения через регулировочные резисторы.На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - схема электропитания устройстоа,Устройство для обработки газа состоит из цилиндрического корпуса 1 и двух торцовых крышек 2 и 3, из которыхкрышка 2 сплошная, а крышка 3 имеет о средней части четыре окна для входа газа, Внутри кор- пуса 1 установлены две опоры 4 качения, одна из которых находится на оси крышки 3, а другая закреплена на трех пилонах 5, опирающихся на внутреннюю поверхность цилиндрического корпуса 1. На опорах 4 с возможностью вращения установлена ось б, на которой с помощью перфорированного диска 7 закреплен диэлектрический цилиндр 8 имеющий внутри крыльчатку 9, жестко связанную с осью 6. На наружной поверхности цилиндра 8 находится электроэлектретная полимерная пленка 10, обращенная металлизированной стороной 11 к цилиндру и гальоанически связанная с дополнительным заземленным электродом 12 фольгового вида. Пленка-барьер 10 с металлизацией 11 нэ пооерхности цилиндра 8 игальванической связью с землей образуют,подвижный электрод фиг. 3), имеющий при 5 оод для вращения от электростатическогодвигателя, статор 13 которого с ножевымиэлектродами 14 закреплен на крышке 3, Ротор образован диэлектрическим кольцом 15и внутренним токопроводящим кольцом 16,10 которые установлены на торцах лопастей 17крыльчатки 9.Высоковольтный электрод 18 выполнено виде стержня и установлен на формирователе 19 потока, образуя с подвижным элек 15 тродом разрядный промежуток, полностьюперекрывающий поперечное сечение на выходном участке воздуховода с насадкой 20,полученного о межцилиндровом пространстве электрода и корпуса 1 с помощью двух20 диэлектрических перегородок: кольцевой21 с углом охвата 270 и продольной - 22.Начальный участок воздуховода создан каналом цилиндра 8, который имеет подвижное лабиринтное уплотнение на входе по25 наружной поверхности статора 13 и вместес крыльчаткой 9 образуют осевой вентилятор для прокачки газа. Выход канала цилиндра 8 через объем в корпусе 1, отведенныйдля размещения пилонов 5, соединен с меж 30 цилиндровым участком ооздуховода через нижйий правый 90" сектор о кольцевойперегородке 21.Высоковольтный электрод 18 барьерного разряда и ножевые электроды 14 подклю 35 чены к высоковольтному источнику 23постоянного напряжения через регулировочные резисторы 24 и 25. Рабочая кромкаэлектрода 12 установлена с минимально допустимым зазором относительно поверхно 40 сти полимерной пленки-барьера 10 ПЭ.Устройство для обработки газа в электрическом разряде работает следующим образом,При включении высоковольтного источ 45 ника 23 и подаче высокого напряжения спомощью регулирооочного резистора 25 наэлектроды 14 статора 13 происходит раскрутка ротора двигателя, который включаеткольца 15 и 16 на торцах лопастей 17 крыль 50 чатки 9, ось 6 подвижного электрода, состоящего из перфорированного диска 7 сдиэлектрическим цилиндром 8 и пленкойбарьером 10 с односторонней металлизэцией 11. После выхода ротора ЭД на55 рабочий режим с числом оборотоо о диапазонео)=(1-5) 10 об/мин осевой вентилягорзо виде крыльчэтки 9 с лопастями 17 о каналцилиндра 8 обеспечивает заданную скоро.сть прокачки газа по ооздухоооду. ко 1 рцйвключает канал цилиндра 8, обью, о к; и1 с пилонами 5, соединенный через 90 сектор в кольцевой перегородке 21 с входом вмежцилиндровый участок воздуховода сформирователем 19 потока в области разрядного промежутка между электродами 18 5и подвижным электродом с выходом к потребителю через щелевой канал в насадке20. При подаче от источника 23 с помощьюрегулировочного резистора 24 на стерженьэлектрода 18 постоянного высокого напряжения ООь где Ок- потенциал зажиганиякороны, в газовом промежутке между электродами 18 и ПЭ возникает объемный разряд, полностью перекрывающий сечениевыходного участка воздуховода, Разряд замыкается на поверхность пленки 10, заряжая ее охлажденным поверхностнымзарядом с плотностью а Движение электростатической полимерной пленки (типалавсан, полиэтилен, полиимид), которая характеризуется высокими поверхностным иобъемным сопротивлениями, приводйт квыносу заряда сг из промежутка и снятиюего на землго при прохождении пленки подэлектродом 12. В разрядный промежуток 25между электродами 18 - ПЭ пленка поступает без осажденного поверхностного заряда. Важным моментом для полученияпротяженного объемного разряда являетсяэффект поляризации полимерной пленки во 30внешнем поле Е. В промежуток междуэлектродами 18 - подвижным электродом посту.пает пОляризованная пленка, имеющая наповерхности, обращенной к электроду 18,индуцированный потенциал, знак которого 35противоположен знаку напряжения на высоковольтном электроде. Это усиливает поле Е у пленки-барьера 10, ускоряя дрейфионов из объема и ослабляя пространственный заряд, запирающий ток 16, Осаждение 40ионов из разряда на пленку заряжает С 6 доОмакс = гъакс Ь/ кое, при котором на пленкеразвивается дробный искровой разряд, снижающий однородность разряда в промежутке, Мал ая тол щина и барьера, 45металлизация его со стороны цилиндра иналичие гальванической связи экрана с землей усиливают эффективность поляризацииполимерной пленки на входе в разрядныйпромежуток, позволяют поднять о без образования поверхностных дробных разря-.дов на выходе из промежутка,Постоянная составляющая тока разряда пос, обусловленная зарядкой пленки 10до поверхностной плотности и, ограничивается скоростью движения диэлектрика Ч == аг, где г- радиус цилиндра 8 подвижногоэлектрода и длиной.стержня высоковольтного электрода 18, Количественно пои можно оценить с помощью соотношления дляконвекционного токаэпос - ОЧКроме составляющей 1 пос, существует переменная составляющая тока ь в виде периодических импульсов, подобных импульсам Тричеля, которые регистрируются в цепи металлизированного экрана 11 под пленкой-барьером 10,Наличие переменной и постоянной составляющих тока разряда при возможности широкого регулирования напряженности поля Е в межэлектродном промежутке позволяют обрабатывать газ в оптимальных режимах объемного самостоятельного и несамостоятельного разрядов. Устройство позволяет производить асептирование газа с минимальной наработкой озона, работать в режиме электросинтеза веществ, вчастности озона,Предлагаемое устройство обладает большей эффективностью вследствие стопроцентного прохождения обрабатываемого газового потока через область объемного разряда и позволяет использовать для питания высоковольтный источник постоянного напряжения. Введение электростатического двигателя расширило воэможности устройства по регулированию характеристик разряда и газового потока,Формула изобретения 1, Устройство для обработки газа в электрическом разряде, содержащее подключенные к источнику питания электроды с диэлектрическим барьером, расположенные в воздуховоде, причем один из электродов выполнен .неподвижным, а другой электрод выполнен подвижным и снабжен крыльчаткой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, повышения эффективности обработки газа и расширения диапазона независимого регулирования характеристик электрического разряда и газового потока, подвижный электрод выполнен в виде диэлектрического цилиндра с установленной внутри крыльчаткой, покрытого пленкой-барьером, обращенной металлизированной стороной к образующей цилиндра и гальванически связанной с дополнительным заземленным электродом, выполненным в виде фольги и установленным с минимальным зазором относительно подвижного электрода по ходу движения цилиндра, а неподвижный электрод выпол. нен в виде стержня, установленного на формирователе потока в выходном участке воздуховода с зазором относительно подвижного электрода и параллельно его образующей, создавая разрядный промежуток, перекрывающий поперечное сечение воздуховода,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что подвижный электрод снабжен приводом для вращения от электростатического двигателя с лабиринтным уплотнением диэлектрического цилиндра по наружной стороне статора, выполненного с ножевыми электродами, и образованием вместе с крыльчаткой осевого вентилятора для прокачки газа,3. Устройство по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что источник питания выполнен в виде высоковольтного источника постоянного напряжения, соединенного через регулировочные резисторы с неподвижным электродом и ножевыми электродами.1756267 Редактор С.Патруае М,Петров Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин 1 О 1 аз 3058ВНИИПИ Государс оставитель Л.Юлдашеваехред М.Моргентал Кор Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГО-П СССР 13035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5