УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ

Изобретение относится к области охраны здоровья на производстве, а именно к устройствам для очистки воздуха в помещениях от загрязнений в виде аэрозольных частиц.
Известны устройства для очистки воздуха в помещениях, основанные на принципе замены загрязненного воздуха чистым извне. Устройство такого типа представляет собой вентилятор, вытягивающий загрязненный воздух из помещения или нагнетающий чистый воздух в помещение.
Недостатком устройств этого типа является большое потребление электроэнергии моторами, приводящими во вращение вентиляторы. Другим недостатком устройств является загрязнение атмосферы, если не используются устройства для очистки воздуха, уходящего из помещения.
Известны устройства, основанные на другом принципе, а именно на принципе удаления из газа аэрозольной компоненты загрязнения. Это - воздушные фильтры. Способы отделения аэрозольной компоненты от газовой бывают различными, например механическим или электрическим | 1 |. Объединяет их то, что фильтрация воздуха происходит в обьеме устройства, который всегда меньше объема очищаемого помещения и который отделен от помещения. Ввиду
о -
этого, очищаемый воздух помещения необходимо пропускать через фильтр. Поэтому устройство состоит из фильтрующего элемента, т.е. блока отделения аэрозоля от газа, и блока протягивания загрязненного воздуха через фильтр. Протягивающий блок представляет собой вентилятор или насос. Необходимость пропускания воздуха помещения через устройство в не слишком длительное время налагает ограничение на минимальную мощность мотора, приводящего в действие вентилятор или насос. Т.о. недостатком устройства является необходимость использования мотора, имеющего ограниченный ресурс и потребляющего значительное количество электроэнергии.
К устройствам, основанным на принципе удаления аэрозольной компоненты из воздуха, относится устройство, известное под названием «люстра Чижевского. Основным предназначением устройства является , как известно, насыщение воздуха полезными для человека отрицательными ионами. Вместе с тем функционирование устройства приводит к ускореннуму удалению из воздуха аэрозольной компоненты. По своему принципу и конструкции данное устройство представляется наиболее близким к заявляемому и ввиду этого принимается за прототип.
Устройство - прототип состоит из электрода, напоминающего ежа, а именно выполненного в виде электрически проводящей поверхности со множеством игл, находящимися одними концами на поверхности а другими - направленными в помещение.Устройство устанавливают в воздушном пространстве помещения. Электрод находится под постоянным электрическим потенциалом относительно земли. Значение потенциала утанавливают таким, чтобы у свободных концов игл возник коронный разряд и ионизация воздуха, т.е. появились пары ионов. Ионы, знак которых совпадает со знаком потенциала на электроде, перемещаются в электростатическом поле, которое устанавливается между электродом и объектами, находящимися в помещении и имеющими потенциал земли, в направлении к этим объектам. Это пол, стены, потолок и находящиеся в помещении предметы. На своем пути в воздухе ионы электрически взаимодействуют с аэрозольными частицами и заряжают их. Заряженные аэрозольные частицы начинают
перемещаться под действием электростатического поля и осаждаются на объектах, имеющих потенциал земли в виде слоя. В итоге воздух помещения помимо ионизации очищается от загрязнения в виде твердых и/или жидких аэрозольных частиц.
Преимуществом прототипа относительно приведенных выше аналогов заключается в том, что в отличие от них очистка воздуха от аэрозоля производится непосредственно в помещении, ввиду чего устройство - прототип не нуждается в использовании вентиляторов или насосов, а значит и в использовании моторов.
Недостаток устройства - прототипа заключается в ограниченной эмиссии ионов, что является следствием конструкции электрода, выполненного в виде множества игл на проводящей поверхности. Известно, что две иглы или более, расположенные параллельно вблизи друг от друга(на расстоянии, сравнимом с длинами игл ) в однородном электростатическом поле вдоль него, производят ионизацию слабее, чем одна | 2 |.( Это происходит из-за того, что ионизация зависит от градиента потенциала, который максимален в случае одиночной иглы. ) Ввиду этого, увеличение концентрации игл на поверхности не приводит к общему увеличению эмиссии ионов устройством. Удлинение игл в условиях их многочисленности также не приводит к усилению потока ионов в воздух, т.к. градиент потенциала возникает только у конца иглы. Вследствие этого при заданном потенциале на электроде поток ионов от устройства пропорционален только суммарной площади проводящей поверхности при ограниченном количестве игл на едиршцу площади. Известно, что электрический ток ионизации с конца одной иглы весьма мал, поэтому для увеличения ионного потока требуется значительная площадь, которую в ряде случаев трудно найти. Совокупность упомянутых фактов делает затруднительным использование устройства для очистки производственных помещений большого объема.
Указанный недостаток конструкции прототипа устраняется с помощью заявляемого устройства, отличающегося от прототипа тем, что электрод, ионизирующий воздух, выполнен в виде провода, открыто расположенного в очищаемом помещении.
В отличие от используемых в прототипе игл, расположенных на
проводящей поверхности, поток ионов в воздух с поверхности провода пропорционален его длине, причем провод длиной L эквивалентен в продуктивности ионов с некоторым коэффициентом К количеству N далеко отстоящих друг от друга игл
N-KL/d,(1)
где d - диаметр провода, а коэффициент К - отражает различие зависимости тока ионов от потенциала на электроде в случае одной иглы и провода.
Из (1) видно, например, что провод длиной 10 м и диаметром 0.5 мм заменяет К х 2.10 далеко расположенных друг от друга игл. При использовании прототипа это потребовало бы до 10 м площади с иглами длиной порядка 1 см, что не всегда возможно.
В отличие от прототипа для расположения провода необходима лишь свободная прямая в пространстве помещения и одна или две точки для его крепления.
Работа устройства происходит следующим образом. При подаче потенциала на устройство вблизи провода происходит как и в устройстве прототипе ионизация и заряжение аэрозольных частиц загрязнения. Частицы движутся в электростатическом поле, создаваемом проводом, в направлении к объектам помещения, имеющим потенциал земли - к полу,стенам и потолку.
Схемы размещения заявляемого устройства в помещении приведены на фиг. 1 а,Ь. Па фигуре: 1 - помещение с загрязненным воздухом, 2 - электрод в виде провода, ионизирующий воздух, 3 изолятор, 4 - источник постоянного потенциала относительно земли.
Пример конкретного применения.
Объект - помещение площадью 10 х 50 м. высотой 10м. Тип загрязнения - задымление до видимости 10м. Характеристика электрода - провод длиной 40 м, диаметром 0,6 мм,
натянутый горизонтально на высоте 5 м. Потенциал на проводе - -100 кВ.
Время увеличения видимости до  50 м с устройством -30 мин.
без устройства-90 мин.
- s-49
Устройство может иметь повышенный эффект в помещениях повышенной загрязненности воздуха в случаях, когда загрязнением пола, стен и потолка в результате осаждения на них аэрозоля можно пренебречь, например в производственных цехах с постоянно действующими источниками загрязнения воздуха, вредными для здоровья.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, НРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ.
1 .Sabert Oglesby Jr. & Grady В. Nicholas. Electrostatic precipitation. Marce Dekker Inc., New Y and Basel
Автор:
Нохмельных Лев Александрович.
Контактировать с Бакеевой Людмилой Александровной.
Телефоны: 118-20-45 (дом),
254-41-61 (служ),
254-16-13 (служ),
254-18-90 (служ).
Адрес: 109280, Москва, 1ая ул. Машиностроения  (