RU2132974C1

RU2132974C1 - Local ionizing fan

Info

Publication number: RU2132974C1
Application number: RU97118404/06A
Authority: RU
Inventors: А.В. Аленичев; В.Г. Караджи; В.Ф. Ткаченко
Original assignee: Аленичев Алексей Владимирович; Караджи Вячеслав Георгиевич; Ткаченко Виктор Федорович
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-07-10

Abstract

FIELD: ventilation of relatively small-volume spaces, for example of several cubic meters. SUBSTANCE: fan includes tubular body with converging tube for air inlet. Needle type electrode is axially arranged in cavity of fan body and it is connected with negative terminal of electric current (15-35)V power source. Grid closes diametrical cross section of inner cavity of fan body, it is flat or spherical one and connected with positive terminal of above mentioned power source. Optimal geometrical relations for ionizing fan are given. Those relations allow to receive maximum supply and long-range stream at rather small energy consumption and minimum dimensions of fan. EFFECT: improved design of fan having no moving parts and creating no acoustic, temperature and vibration disturbances in environment. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности, к конструкции вентилятора-ионизатора и может быть использовано при проектировании вентиляторов для помещений небольших объемов с повышенными требованиями к экологической стерильности. The invention relates to the field of fan building, in particular, to the design of a fan-ionizer and can be used in the design of fans for rooms of small volumes with increased requirements for environmental sterility.

Известны вентиляторы, содержащие рабочий орган с приводом и проточный канал, выполненный в виде корпуса с конфузором на входе, электрод, размещенный по оси корпуса, и сетку, подключенные к разноименным полюсам высоковольтного источника постоянного тока. Known fans containing a working body with a drive and a flow channel made in the form of a housing with a confuser at the inlet, an electrode placed along the axis of the housing, and a grid connected to the opposite poles of a high-voltage direct current source.

Сетка перекрывает поперечное сечение корпуса, расположена на большем расстоянии от входа, чем игольчатый электрод и создает с последним неоднородное электрическое поле [1]. The grid overlaps the cross section of the housing, is located at a greater distance from the entrance than the needle electrode and creates an inhomogeneous electric field with the latter [1].

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, связанная с недостаточным использованием располагаемой энергии. A disadvantage of the known technical solution is the low efficiency associated with insufficient use of available energy.

В соответствии с изобретением наиболее эффективное использование электроэнергии достигается тем, что соотношение длины l и диаметра D_в входного конфузора к внутреннему диаметру D_к цилиндрического корпуса лежат соответственно в диапазонах 0,1 - 0,5 и 1,0 - 1,66; отношения расстояний острия иглы l_о и сетки l_с от входного торца конфузора к внутреннему диаметру корпуса D_к лежат в диапазоне 1 - 1,5 и 1,5 - 2 соответственно; общая длина цилиндрического корпуса с конфузором L составляет 2,8 - 3,3 от внутреннего диаметра D_к корпуса; при этом сетка может быть выполнена сферической с радиусом кривизны ρ лежащим в пределах 0,6 - 0,8 от D_к, а регулируемый источник тока выполнен с переключателем полюсов для подачи положительного потенциала на игольчатый электрод, а отрицательного - на сетку.In accordance with the invention, the most efficient use of electricity is achieved by the fact that the ratio of the length l and the diameter D _{in the} inlet confuser to the inner diameter D _{to the} cylindrical body lies respectively in the ranges 0.1 - 0.5 and 1.0 - 1.66; the ratio of the distances of the needle tip l _about and the mesh l _s from the inlet end of the confuser to the inner diameter of the housing D _to lie in the range of 1 - 1.5 and 1.5 - 2, respectively; the total length of the cylindrical body with confuser L is 2.8 - 3.3 of the inner diameter D _{to the} body; in this case, the grid can be made spherical with a radius of curvature ρ lying in the range of 0.6 - 0.8 from D _to , and an adjustable current source is made with a pole switch for supplying a positive potential to the needle electrode, and a negative potential to the grid.

Геометрия конфузора должна обеспечивать максимальную интенсивность "электрического ветра" - потока электронов и аэроионов увлекаемых электрическим полем, при которой в корпусе можно получить наибольшую концентрацию заряженных частиц. Взаимное расположение игольчатого электрода и сетки определяет как внутреннюю энергетику ионизации, так и внешнюю - потерю концентрации аэроионов в зависимости от расстояния от выходного торца. The geometry of the confuser should provide the maximum intensity of the "electric wind" - the flow of electrons and air ions carried away by the electric field, in which the highest concentration of charged particles can be obtained in the casing. The mutual arrangement of the needle electrode and the grid determines both the internal energy of ionization and the external one — the loss of concentration of aeroions depending on the distance from the output end.

Общая длина корпуса ионизатора непосредственно влияет на дальнобойность струи вентилятора-ионизатора и диктует условия оптимальной кривой снижения концентрации аэроионов в зависимости от расстояния, на котором находится место измерения по отношению к выходному торцу корпуса. The total length of the ionizer body directly affects the range of the fan-ionizer jet and dictates the conditions for an optimal curve for the decrease in the concentration of aeroions depending on the distance at which the measurement location is relative to the output end of the body.

Все указанные соотношения даны в зависимости от внутреннего диаметра корпуса, который определяет основной параметр вентилятора-ионизатора - величину подачи на расчетном расстоянии. All these ratios are given depending on the inner diameter of the casing, which determines the main parameter of the fan-ionizer - the flow rate at the calculated distance.

Выполнение сетки плоской или сферический позволяет изменять рабочий диапазон вентилятора-ионизатора, в частности, дальнобойность струи на выходе и область захвата дополнительных молекул воздуха. Перемена полярности игольчатого электрода и сетки может быть полезной в том случае, когда вентилятор-ионизатор используется в качестве средства подачи относительно инертной среды на участок обработки электрических и электронных устройств, находящихся под воздействием положительного потенциала. The implementation of a flat or spherical grid allows you to change the operating range of the fan-ionizer, in particular, the range of the jet at the outlet and the capture region of additional air molecules. Changing the polarity of the needle electrode and the grid can be useful when the fan-ionizer is used as a means of supplying a relatively inert medium to the processing section of electrical and electronic devices under the influence of a positive potential.

Конкретные конструктивные параметры локального вентилятора-ионизатора показаны на чертежах, выполненных в соответствии с приведенным описанием. Specific design parameters of the local fan-ionizer shown in the drawings, made in accordance with the above description.

Фиг. 1 - продольный разрез вентилятора-ионизатора с плоской сеткой. FIG. 1 is a longitudinal section through a flat mesh fan-ionizer.

Фиг. 2 - продольный разрез вентилятора-ионизатора со сферической сеткой. FIG. 2 is a longitudinal section through a spherical mesh fan-ionizer.

Фиг. 3 - таблица с геометрическими характеристиками вентилятора-ионизатора с учетом вышеприведенных соотношений. FIG. 3 is a table with the geometric characteristics of the fan-ionizer, taking into account the above ratios.

Следует отметить, что указанные соотношения могут быть перенесены на любой уровень конструктивных и технологических параметров, т.е. использованы для проектирования вентиляторов-ионизаторов с заранее заданными свойствами. It should be noted that these ratios can be transferred to any level of design and technological parameters, i.e. used to design fan-ionizers with predetermined properties.

Вентилятор-ионизатор содержит цилиндрический корпус 1 с конфузором 2 на входе, игольчатый электрод 3, размещенный по оси корпуса 1, подключенный к отрицательному полюсу высоковольтного регулируемого источника постоянного тока (на чертеже условно не показан) и сетку 4, подключенному к положительному полюсу упомянутого источника, перекрывающую поперечное сечение корпуса 1, расположенную на большем расстоянии от входа, чем игольчатый электрод 3 и создающую с последним неоднородное электрическое поле, причем соотношение длины l и диаметра входного сечения конфузора D_в и внутреннего диаметра D_к цилиндрического корпуса 1 равны 0,1 - 0,5 1,0 - 1,66, отношения расстояний острия иглы l_о и сетки l_с от входного торца конфузора к внутреннему диаметру корпуса 1 D_к равны соответственно 1 - 1,5 и 1,5 - 2,0 длины цилиндрического корпуса 1 с конфузором 2, равная L 2,8 - 3,3 от внутреннего диаметра D_к корпуса 1: при этом сетка может быть выполнена сферической с радиусом кривизны ρ равным 0,6 - 0,8 внутреннего диаметра корпуса D_к, а регулируемый источник тока выполнен с переключателем полюсов для подачи положительного потенциала на игольчатый электрод, а отрицательного - на сетку 4 (5).The fan-ionizer contains a cylindrical housing 1 with a confuser 2 at the inlet, a needle electrode 3 located along the axis of the housing 1, connected to the negative pole of a high-voltage regulated constant current source (not shown conventionally in the drawing) and a grid 4 connected to the positive pole of the said source, overlapping the cross section of the housing 1, located at a greater distance from the entrance than the needle electrode 3 and creating with the latter an inhomogeneous electric field, and the ratio of the length l and the diameter of the input the bottom cross-section of the confuser D _in and the inner diameter D _{to the} cylindrical body 1 are 0.1 - 0.5 1.0 - 1.66, the ratio of the distances of the needle tip l _about and the mesh l _s from the inlet end of the confuser to the inner diameter of the body 1 D _to equal to 1 - 1.5 and 1.5 - 2.0, respectively, the length of the cylindrical body 1 with confuser 2, equal to L 2.8 - 3.3 from the inner diameter D _{to the} housing 1: the mesh can be made spherical with a radius of curvature ρ equal to 0.6 - 0.8 of the inner diameter of the housing D _k , and an adjustable current source is made with a pole switch for supplying positive about the potential on the needle electrode, and negative - on the grid 4 (5).

Ионизатор-вентилятор работает следующим образом. The ionizer-fan operates as follows.

При подаче разноименных потенциалов на игольчатый электрод 3 и сетку 4 (5) между ними возникает неоднородное электрическое поле, которое воздействует на поступающий через конфузор 2 воздух, что приводит к возникновению большого числа аэроионов, которые под действием электростатических сил двигаются в направлении выходного торца и создают однонаправленный поток создающий вентиляционный эффект. When applying opposite potentials to the needle electrode 3 and the grid 4 (5), an inhomogeneous electric field arises between them, which acts on the air entering through the confuser 2, which leads to the appearance of a large number of aero ions, which under the action of electrostatic forces move in the direction of the output end and create unidirectional flow creating a ventilation effect.

Указанные геометрические соотношения позволяют интенсифицировать описанные эффекты и повысить КПД процессов. These geometric relationships allow us to intensify the described effects and increase the efficiency of the processes.

Claims

1. Локальный вентилятор-ионизатор, содержащий цилиндрический корпус с конфузором на входе, игольчатый электрод, размещенный по оси корпуса, и сетку, подключенные к разноименным полюсам высоковольтного регулируемого источника постоянного тока, причем сетка перекрывает поперечное сечение корпуса, расположена на большем расстоянии от входа, чем игольчатый электрод, и создает с последним неоднородное электрическое поле, отличающийся тем, что соотношение длины и диаметра входного сечения конфузора и внутреннего диаметра цилиндрического корпуса лежит в диапазоне 0,1 - 0,5 и 1,0 - 1,66; отношения расстояний острия иглы и сетки от входного торца конфузора к внутреннему диаметру корпуса лежат в диапазоне 1 - 1,5 и 1,5 - 2,0 соответственно, общая длина цилиндрического корпуса с конфузором составляет 2,8 - 3,3 от внутреннего диаметра корпуса. 1. A local fan-ionizer containing a cylindrical body with a confuser at the inlet, a needle electrode placed along the axis of the housing, and a grid connected to the opposite poles of a high-voltage regulated DC source, the grid overlapping the cross section of the housing located at a greater distance from the entrance, than a needle electrode, and with the latter creates an inhomogeneous electric field, characterized in that the ratio of the length and diameter of the inlet section of the confuser and the inner diameter of the cylindrical rpusa lies in the range 0.1 - 0.5 and 1.0 - 1.66; the ratios of the distances of the needle tip and mesh from the inlet end of the confuser to the inner diameter of the body are in the range of 1 - 1.5 and 1.5 - 2.0, respectively, the total length of the cylindrical body with the confuser is 2.8 - 3.3 of the inner diameter of the body .

2. Вентилятор-ионизатор по п.1, отличающийся тем, что сетка выполнена сферической с радиусом кривизны, лежащим в диапазоне 0,6 - 0,8 от внутреннего диаметра корпуса. 2. The fan-ionizer according to claim 1, characterized in that the grid is made spherical with a radius of curvature lying in the range of 0.6 - 0.8 from the inner diameter of the housing.

3. Вентилятор-ионизатор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что регулируемый источник тока выполнен с переключателем полюсов для подачи положительного потенциала на игольчатый электрод, а отрицательного - на сетку. 3. The fan-ionizer according to claims 1 and 2, characterized in that the adjustable current source is made with a pole switch for supplying a positive potential to the needle electrode, and a negative potential to the grid.