Устройство для стерилизации и тонкой фильтрации газа - RU2026751C1
Код документа: RU2026751C1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к области очистки воздуха или газа от микроорганизмов и аэрозолей в системах вентиляции и кондиционирования.
Известно устройство для очистки воздуха, содержащее установленный по ходу газа фильтр грубой очистки, ионизатор с коронирующим и некоронирующим электродами, осадитель из токопроводящих элементов в виде пластин, фильтр тонкой очистки, источник питания. В данном устройстве несовершенны условия зарядки частиц, не обеспечивается равномерность зарядки в объеме ионизатора, невысока эффективность улавливания частиц, кроме того в данном устройстве практически отсутствует эффект стерилизации и возможно нежелательное выделение озона.
Цель изобретения - повышение эффективности стерилизации и фильтрации воздуха или газа, уменьшение образования озона.
Поставленная цель достигается тем, что фильтр грубой очистки выполнен из высокопористого электретного материала (ВЭМ) и снабжен размещенными с двух сторон поперек потока разноименно заряженными токопроводящими фильтрующими элементами (ТФЭ) из высокопористого металлического материала (ВММ). Второй по потоку ТФЭ электрически соединен с одним из электродов ионизатора, другой электрод которого снабжен перегородкой, установленной поперек потока и выполненной из токопроводящего фильтрующего материала (ТФМ). Осадитель снабжен диэлектрическим фильтрующим элементом (ДФЭ) из высокопористого электретного материала (ВЭМ), размещенным между токопроводящими элементами.
Токопроводящие элементы осадителя могут быть размещены поперек потока и выполнены из высокопористого фильтрующего материала (ВФМ). Пластины осадителя могут быть выполнены перфорированными. Токопроводящие элементы осадителя могут быть выполнены в виде соосных цилиндров разного диаметра с центральным стержнем. Устройство может быть снабжено установленным перед основным ионизатором дополнительным ионизатором, коронирующий электрод которого имеет противоположную полярность коронирующему электроду основного ионизатора. Основной и дополнительный ионизаторы могут быть выполнены с разными расстояниями между коронирующими и некоронирующими электродами. ТФЭ выполнен из пенометалла. ДФЭ выполнен из пенополиуретана. Некоронирующий электрод ионизатора выполнен в виде цилиндра, а коронирующий - в виде соосно размещенной в нем иглы, острие которой направлено навстречу потоку. Некоронирующий электрод ионизатора может быть выполненным трубчатым в виде шестигранных сот.
Источник питания может быть выполнен в виде источника постоянного тока с возможностью переключения полярности.
На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вариант с поперечным размещением осадителя; на фиг. 3 - токопроводящие элементы осадителя в виде цилиндров; на фиг. 4 - вариант устройства с дополнительным ионизатором; на фиг. 5 - вариант выполнения ионизаторов.
Устройство (фиг. 1) состоит из фильтра грубой очистки, включающего ТФЭ 1 и 2 из пеноникеля и ВЭМ из электретного материала (пенополиуретана), ионизатора, включающего коронирующий электрод 4 в виде иглы, некоронирующий электрод 5 в виде цилиндра. В основании коронирующего электрода 4 установлена перегородка 6, выполненная из токопроводящего фильтрующего материала. ТФЭ 2 электрически соединен с одним из электродов ионизатора (на фиг. 1 - с некоронирующим электродом 5). За ионизатором установлен осадитель, состоящий из расположенных вдоль потока разноименно заряженных токопроводящих элементов (ТЭ) 7 и 8, между которыми размещен ДФЭ 9 из высокопористого электретного материала, например пенополиуретана, ТЭ 7 и 8 могут быть перфорированными. В одном из вариантов ТЭ 7 и 8 могут быть размещены поперек потока (фиг. 2). Осадитель может быть выполнен из ТЭ 7 и 8 в виде цилиндров с центральным стержнем 10 (фиг. 3).
Перед основным ионизатором может быть размещен дополнительный ионизатор, коронирующий электрод 11 которого имеет противоположную полярность коронирующему электроду 4 основного ионизатора (фиг. 4).
Основной и дополнительный ионизаторы могут быть выполнены с разными расстояниями между коронирующими 4 и 11 и некоронирующими 5 и 12 электродами (фиг. 5). Некоронирующий электрод 5 и 12 ионизаторов может быть выполнен в виде шестигранных сот. Может быть применен источник питания 13 постоянного тока с возможностью переключения полярности.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
При включении источника питания 13 электроды приобретают разноименные потенциалы, в ионизаторе появляется коронный разряд, между ТФЭ 1, 2 и 7, 8 появляется электрическое поле, которое деполяризует ДФЭ 3, 9. Микроорганизмы и аэрозоли при прохождении через фильтр грубой очистки частично высаживаются на поверхностях ТФЭ 1 и 2 и ДФЭ 3 за счет механического захвата и сил электрического притяжения заряженных частиц. В ионизаторе частицы приобретают необходимый для эффективного осаждения заряд, частично высаживаются на ТФЭ перегородки 6, а затем окончательно высаживаются на ДФЭ и ТФЭ осадителя, где микроорганизмы инактивируются. При этом происходит выравнивание потока из турбулентного режима в ламинарный или наоборот.
Использование в ДФЭ электретного материала позволяет более полно использовать полученный от источника тока электрический заряд.
Выполнение ионизаторов с разными расстояниями между коронирующим и некоронирующим электродами обеспечивает улучшение условий зарядки частиц разных размеров.
В случаях применения источника постоянного тока с переключением полярности повышается эффективность стерилизации за счет перезарядки биоаэрозоля.
Для усиления стерилизующего эффекта в конструкцию устройства введен дополнительный ионизатор, взаимозаменяемый с основным, с противоположнозаряженным коронирующим электродом. Эффект достигается за счет увеличения времени воздействия коронного разряда на микроорганизмы и их перезарядки.
Результаты испытаний устройства с ТФЭ из пенометалла (пеноникеля), а ДФЭ из пенополиуретана показали эффективность стерилизации воздуха 100% при скоростях фильтрации более 1 м/с и эффективность фильтрации частиц размером до 0,01 мкм не менее 99,9%.
Использование изобретения позволит обеспечить высокую эффективность очистки воздуха от микроорганизмов и аэрозолей в "чистых помещения" и медицинских учреждениях .
Реферат
Использование: для стерилизации и тонкой фильтрации воздуха или газа при очистке воздушных потоков от микроорганизмов и аэрозолей в системах вентиляции и кондиционирования. Сущность изобретения: устройство содержит фильтр грубой очистки из разноименно заряженных токопроводящих фильтрующих элементов, между которыми установлен высокопористый диэлектрический фильтрующий элемент, двухсекционное зарядное устройство с разноименными коронами, коронирующие и некоронирующие электроды которого снабжены токопроводящими фильтрующими элементами. Осадитель выполнен с расположенными параллельно друг другу токопроводящими разноименно заряженными фильтрующими элементами, между которыми установлены высокопористые диэлектрические фильтрующие элементы. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
