СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА
METHOD OF AIR PURIFICATION

Изобретение относится к очистке и обеззараживанию воздуха и может быть использовано для вентиляции различных помещений чистым воздухом.
7
Известен способ очистки воздуха от пыли и аэрозолей, включающий образование положительно заряженных ионов азота и кислорода посредством воздействия на воздушный поток коронным разрядом, поляризацию в электростатическом поле пылинок и частиц аэрозоля с последующим улавливанием их осадительными электродами [Пат. РФ 2182850, МПК В03С 3/00, 2002].
Недостатками этого способа являются:
- сложность конструкции, реализующей способ, обусловленная наличием большого числа элементов;
- неудобство в эксплуатации, вызванное необходимостью периодической очистки осадительных электродов от пыли и грязи;
- относительно большое сопротивление воздушному потоку большим числом элементов, что требует дополнительной энергии для преодоления сопротивления.
Прототипом является способ очистки воздуха, включающий помещение в воздушный поток коронирующих и осаждающих электродов, расположенных рядами к потоку и имеющих разный по знаку электрический потенциал, поляризацию в электростатическом поле пылинок и частиц аэрозоля с последующим улавливанием их осаждающими электродами [Пат. РФ 2313732, МПК F24F 3/16, 2007]. Недостатками прототипа являются:
- сложность в управлении скоростью воздушного потока, поскольку скорость зависит от числа электродов и потенциала на них;
- зависимость качества очистки воздуха от скорости потока вследствие, во-первых, возможного проскока частиц электродов на большой скорости и, во-вторых, от количества этих электродов;
- при больших скоростях воздушного потока, создаваемого вентилятором, в загрязненном электрофильтре возникает опасность выдувания части ранее осевшей пыли, и эффективность очистки может уменьшиться;
- неудобство в эксплуатации, обусловленное необходимостью периодической очистки осадительных электродов от пыли и грязи и наличием шума, беспрепятственно проходящего с потоком воздуха.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение конструкции, реализующей способ, и повышение эксплуатационных характеристик.
Задача решается тем, что в способе очистки воздуха, включающем помещение в воздушный поток коронирующих и осаждающих электродов, имеющих разный по знаку электрический потенциал, очистку производят порциями в замкнутом объеме, часть которого выполняют из осаждающих электродов, причем после очистки осаждающие электроды помещают в камеру, где их освобождают от загрязнений.
Освобождение в камере производят путем подачи на осаждающий электрод большего потенциала, чем при очистке. При освобождении на электрод и на стенки камеры подают одинаковый потенциал. При освобождении поочередно подают потенциал обоих знаков. Часть камеры выполняют в виде ускоряющего электрода, на который по сравнению с освобождаемым от загрязнений электродом подают противоположный по знаку потенциал. Часть стенки камеры выполняют в виде разрядника. Поверхность объема покрывают материалом из полиакрилонитрила. Шум, сопровождающий очищаемый воздух, гасят в замкнутом объеме.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Проведение очистки порциями в замкнутом объеме, часть которого выполняют из осаждающих электродов, позволяет качественно очистить воздух от посторонних примесей, поскольку в ограниченном объеме вихревое движение воздуха полностью прекращается, и пылинки беспрепятственно притягиваются к электродам. Это повышает качество очистки воздуха.
Помещение после очистки осаждающих электродов в камеру и освобождение там от загрязнений позволяет постоянно содержать их в чистоте, в результате чего отпадает необходимость в периодическом обслуживании фильтра, что повышает эксплуатационные характеристики.
Освобождение в камере от загрязнений путем подачи на осаждающий электрод большего потенциала, чем при очистке, позволяет упростить конструкцию, реализующую способ.
Подача при освобождении на электрод и на стенки камеры одинакового потенциала упрощает конструкцию и не препятствует загрязнению стенок камеры, что повышает эксплуатационные характеристики.
Подача при освобождении поочередно потенциалов обоих знаков позволяет более качественно очистить электрод от загрязнений, имеющих разные заряды, что повышает эксплуатационные характеристики.
Выполнение части камеры в виде ускоряющего электрода, на который по сравнению с освобождаемым от загрязнений электродом подают противоположный по знаку потенциал, препятствует загрязнению камеры, так как удаляемые загрязнения покидают камеру в определенном направлении, определяемом ускоряющим электродом, что повышает эксплуатационные характеристики.
Выполнение части стенки камеры в виде разрядника способствует автоматическому очищению ускоряющего электрода в случае его загрязнения, что повышает эксплуатационные характеристики.
Покрытие поверхности объема материалом из полиакрилонитрила повышает качество очистки воздуха. Во-первых, этот материал нейтрализует в небольших количествах озон, который может образовываться при коронном разряде, в результате чего, в конечном счете, формируется безопасный для здоровья состав воздуха. Во-вторых, элементы устройства очистки воздуха дольше не будут выходить из строя из-за воздействия на них озона, что продлевает их срок службы. Все это повышает эксплуатационные характеристики.
Гашение шума, сопровождающего очищаемый воздух, в замкнутом объеме способствует быстрому затуханию звуковой волны, что повышает эксплуатационные характеристики.
Изобретение поясняется чертежом.
На фигуре изображена схема устройства для очистки и нагнетания воздуха.
Устройство содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками для воздуха, в котором с возможностью вращения установлено колесо 4 с электрически разделенными между собой зазорами 5 лопатками-электродами 6, кинематически связанное с роликами 7, имеющими выемки 8 для прохода лопаток. Ролики разделяют корпус на верхнюю 9 камеру и нижнюю 10, в которой может быть размещен ускоряющий электрод 11 и разрядник 12. Входной патрубок имеет коронирующий электрод 13.
Способ реализуют следующим образом.
Предназначенный для очистки воздух подают через патрубок 2 в верхнюю камеру 9 корпуса 1. При этом проходя через имеющий высокий (например, отрицательный) потенциал электрод 13, воздух ионизируется, отрицательные аэроионы заряжают (или перезаряжают) пыль и микрофлору, которые находятся в воздухе, до определенного потенциала. Заряженные пылевые частицы или микроорганизмы начинают двигаться в направлении к имеющим положительный потенциал электродам 6, которые поворачиваются заодно с колесом 4. Колесо и взаимодействующие с ним ролики 7 могут приводиться в движение двигателем или напором воздуха, поступающего в патрубок 2.
Достигнув поверхности электродов, частицы оседают на них. При подходе колеса 4 к положению, когда верхние лопатки располагаются симметрично относительно вертикальной оси, в камере 9 образуется замкнутый объем, ограниченный лопатками-электродами и верхней частью корпуса 1. В полученном замкнутом объеме порция воздуха окончательно очищается, поскольку в этот объем уже не проникает загрязненный воздух, а также отсутствуют всевозможные воздушные завихрения. Кроме того, быстро затухает в этом объеме и звуковая волна, многократно отразившись от стенок, в результате чего уменьшается шум.
Одновременно третья лопатка-электрод занимает нижнее вертикальное положения в камере 10. Для освобождения ее от загрязнений на нее подают больший, чем при очистке воздуха потенциал. В результате этого, частички пыли, имеющие положительный заряд, отлетают от электрода. На ролики 7 в этот момент подают такой же потенциал, благодаря чему частички пыли не могут приблизиться к роликам и в виде облачка движутся в направлении ускоряющего электрода 11, обладающего противоположным (в данный момент отрицательным) потенциалом, и удаляются из камеры 10. Указанный потенциал можно подавать не на всю поверхность ролика 7, а только на ту ее часть, которая в этот момент обращена к освобождаемой от загрязнений лопатке. Следует заметить, что при наличии в воздухе частиц, образованных из плохо проводящих электричество материалов, может происходить их прилипание к электроду 6 без потери электрических зарядов. Поэтому для освобождения электрода, находящегося в камере 10 после положительного потенциала на него и ролики 7 подают отрицательный потенциал, благодаря чему электрод освобождается от загрязнений полностью и затем поступает в камеру 10 корпуса 1 для приема и очистки очередной порции воздуха. Следует заметить, что камера 9, по которой движется воздух от входного патрубка 2 к выходному 3, всегда перекрыта, по крайней мере, одной лопаткой-электродом 6, благодаря чему всегда обеспечивается преграда для проникновения звуковой волны (шума) через устройство очистки воздуха в помещение.
Наличие на электродах высоких потенциалом и поочередное изменение их знаков губительно действует на поступающие с воздухом микроорганизмы и бактерии, которые погибают.
С течением времени на ускоряющем электроде может образоваться сгусток пыли, которая будет препятствовать выходу из камеры 10 удаляемых с электрода загрязнений. Для очистки ускоряющего электрода стенки камеры выполняют в виде разрядника 12. По мере накопления пыли на ускоряющем электроде, промежуток между ним и разрядником будет уменьшаться и, в конце концов, произойдет его пробой высоким напряжением с образованием ударной волны, которая сбросит накопившийся сгусток пыли с ускоряющего электрода. Подачу нужных по знаку потенциалов на электроды в требуемом положении можно производить известным методом, например с помощью коллектора.
Внедрение изобретения позволит создать простую конструкцию устройства для очистки воздуха, которое благодаря постоянному самоочищению не требует обслуживания и одновременно может являться нагнетателем.