Спосіб генерування активних мікрочастинок і випромінювання

1. Спосіб генерування активних мікрочастинок і випромінювання, який включає дію на газ імпульсним об'ємним коронним розрядом з наступними характеристиками: 0,01А≤im≤is, де im - амплітуда струму, is - найбільша амплітуда струму імпульсно3 го коронного розряду, 5x10 B≤Um≤Us, де Um - амплітуда напруги, Us - амплітуда напруги необоротного переходу до іскрового розряду в розрядному 3 0,01A im is , де im - амплітуда струму, i s - найбільша амплітуда струму імпульсного коронного розряду, 5 10 3 B Um Us , де U m - амплітуда напруги, U s - амплітуда напруги необоротного переходу до іскрового розряду в розрядному проміжку з імпульсним коронним розрядом, t i 3 10 4 с, де ti тривалість імпульсів, причому форма і тривалість імпульсів напруги і струму в розрядному проміжку можуть відрізнятися, dU / dt 108 В/с, де dU / dt швидкість наростання напруги; 1 f 0,1 c пр 0,3 / t i , де fпр - частота проходження імпульсів. Спосіб дозволяє, як це відмічено в описах до патентів, генерувати озон, а також інші продукти в плазмі коронного розряду. Але продуктивність генерування недостатня для отримання зазначених активних частинок у промислових обсягах. Поперше, це обумовлено тим, що прямий електронний удар (а він найбільш ефективний для отримання активних частинок) не є домінуючим процесом у цьому випадку. По-друге, аеродинамічний опір невеликих по діаметру робочих камер (реакторів) вельми значний, що робить нераціональним встановлення великої їх кількості для забезпечення промислової продуктивності способу. А значне збільшення (в 10 разів і більше) діаметру робочої камери потребує значного ж збільшення напруги U s при інших рівних умовах, що, в свою чергу, може призвести до значного збільшення питомих енерговитрат. В основу корисної моделі поставлене завдання підвищення продуктивності способу при збереженні відносно невеликих питомих енерговитрат за рахунок забезпечення умов для найбільш ефективного механізму руйнування молекул небажаних газових домішок - механізму прямого електронного удару. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі генерування активних мікрочастинок, у тому числі високоенергетичних частинок - електронів з енергією приблизно 10еВ і більше, атомарного кисню О, гідроксилів ОН, перекису водню Н2О2, різноманітних іонів, і випромінювання, який включає дію на газ імпульсним об'ємним коронним розрядом з наступними характеристиками: 0,01A im i s , де im - амплітуда струму, i s найбільша амплітуда струму імпульсного коронного розряду, 5 10 3 B Um Us , де U m - амплітуда напруги, U s - амплітуда напруги необоротного переходу до іскрового розряду в розрядному проміжку з імпульсним коронним розрядом, 4 с, де t - тривалість імпульсів, причоt i 3 10 i му форма і тривалість імпульсів напруги і струму в розрядному проміжку можуть відрізнятися, 8 В/с, де dU / dt - швидкість наростання dU / dt 10 48716 4 напруги; 0,1 c 1 fпр 0,3 / t i , де fпр - частота проходження імпульсів, згідно з корисною моделлю дію на газ здійснюють коронним розрядом з розширеною зоною іонізації, об'єм якої VРЗІ відповідає співвідношенню (1) 0,3V VРЗІ V , де V - загальний (повний) об'єм з коронним розрядом. Дію на газ можна здійснювати під тиском, вищим за атмосферний. Збільшення об'єму VРЗІ до величини, що зазначена в нерівності (1), досягається шляхом забезпечення коефіцієнта K неоднорідності поля, який відповідає подвійній нерівності 2 K Emax / Ecp 10 , де Ecp - середня напруженість електричного поля в розрядному проміжку, Ecp U / d , де U - напруга на розрядному проміжку з коронним розрядом, d - величина розрядного проміжку, Emax - напруженість електричного поля поблизу коронуючої кромки (вістря, краю). При цьому K завжди менше, а Emax - більше, ніж ті, що отримують в електродній системі "осьовий дріт - зовнішня циліндрична труба". Обрані межі об'єму VРЗІ дозволяють здійснити дію на газ максимальною кількістю активних мікрочастинок і випромінюванням. При цьому кількість активних мікрочастинок і випромінювання тим більше, чим більше об'єм V і поперековий перетин коронного розряду, тобто чим менше аерогідродинамічний опір руху газу, що оброблюється, крізь об'єм V. Можливість реалізації способу при тиску, що вищий за атмосферний, дозволяє суттєво розширити область його використання. Заявнику невідомі способи генерування активних мікрочастинок і випромінювання коронним розрядом з розширеною зоною іонізації, які (способи) забезпечують механізм прямого електронного удару в промислових обсягах і які задовольняють умові (співвідношенню) (1) - 0,3V VРЗІ V . Спосіб реалізується за допомогою пристрою, який є предметом самостійної заявки і подається разом з цією. Приклад виконання корисної моделі ілюструється кресленням, на якому зображений загальний вигляд (будова, схема) генератора активних мікрочастинок і випромінювання в коронному розряді (варіант з комутатором). Пристрій для генерації активних мікрочастинок і випромінювання містить генератор 1 високовольтних імпульсів і підключену до нього робочу камеру 2 з електродною системою у вигляді співвісних зовнішнього низьковольтного трубчастого електрода 3 і внутрішнього високовольтного електрода 4 у вигляді провідного стержня 5. На стержні 5 внутрішнього електрода 4 в площинах, які перпендикулярні його подовжній вісі, установлені провідні пластини 6. Між генератором 1 високовольтних імпульсів і робочою камерою 2 установлений підвищуючий трансформуючий пристрій 7 напруги, 5 48716 який своїм входом підключений до виходу генератора 1 високовольтних імпульсів. Між трансформуючим пристроєм 7 і робочою камерою 2 доцільно ввести також високовольтний комутатор 8, причому, в разі комутатора розмикаючого типу він вмикається паралельно, а в разі замикаючого (високовольтного іскрового розрядника) - послідовно. Спосіб реалізується наступним чином. Газ з домішками, який підлягає обробці, примусово подають до робочої камери 2. Проходячи крізь міжелектродний зазор 3-4, він підпадає під дію сильного імпульсного електричного поля, високої імпульсної напруги, що подається від генератора 1 через трансформуючий пристрій 7, під дією яких (сильного поля і високої напруги) в робочій камері 2 виникає коронний розряд. При імпульсному коронному розряді забезпечуються умови для утворення великої кількості вільних електронів, які мають значну енергію, що призводить до руйнування Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 (дисоціації) молекул газів до атомів, іонів і, таким чином, створюються умови для утворення активних мікрочастинок і випромінювання. Таким чином, використання корисної моделі дозволяє підвищити продуктивність отримання активних мікрочастинок при відносно невеликих питомих енерговитратах за рахунок створення умов для реалізації найбільш ефективного механізму дії - прямого електронного удару. При здійсненні цього механізму стає можливим очищення газів від забруднень шляхом дисоціації молекул газових домішок прямим електронним ударом. Той самий механізм забезпечує також отримання хімічно чистих речовин. Розширена також область використання (застосування) пристрою у порівнянні з прототипом за рахунок можливості роботи не тільки з кисневмісними газами, що не допускалося в прототипі, оскільки там метою було одержання озону. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601