Спосіб генерування активних мікрочастинок і випромінювання і пристрій для його здійснення
Номер патенту: 95678
Опубліковано: 25.08.2011
Автори: Бойко Микола Іванович, Тарновський Олександр Васильович
Формула / Реферат
1. Спосіб генерування активних мікрочастинок і випромінювання, який включає дію на газ імпульсним об'ємним коронним розрядом з наступними характеристиками:
- амплітуда струму (іm) 0,01А ≤ im ≤ is,
де is - найбільша амплітуда струму імпульсного коронного розряду,
- амплітуда напруги (Um) 5×103 В ≤ Um < US,
де US - амплітуда напруги необоротного переходу до іскрового розряду в розрядному проміжку з імпульсним коронним розрядом,
- тривалість імпульсів (ti) ti ≤ 3×10-4 с, причому форма і тривалість імпульсів напруги і струму в розрядному проміжку можуть відрізнятися,
- швидкість наростання напруги (dU/dt) dU/dt ≥ 108 В/с,
- частота проходження імпульсів (fпр) 0,1 с-1 ≤ fпр ≤ 0,3/ti, який відрізняється тим, що при дії на газ об'ємного коронного розряду здійснюють розширення зони іонізації, об'єм якої VРЗІ задовольняє співвідношення:
0,3V ≤ VРЗІ ≤ V,
де V - загальний (повний) об'єм коронного розряду.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що дію на газ здійснюють під тиском, вищим за атмосферний.
3. Пристрій для генерування активних мікрочастинок і випромінювання, що містить робочу камеру і підключені до неї генератор високовольтних імпульсів та блок подачі газу, робоча камера включає електродну систему у вигляді пари співвісних електродів, зовнішній з яких низьковольтний трубчастий, а внутрішній - високовольтний стержневий, на стержні внутрішнього електрода в площинах, що перпендикулярні його подовжній осі, установлені провідні пластини, відстань L від краю кожної пластини до внутрішньої поверхні трубчастого електрода задовольняє співвідношення:
- Us/Ea < L < 3Us/Ea,
де Us - амплітуда імпульсної напруги необоротного переходу до іскрового розряду в розрядному проміжку з імпульсним коронним розрядом,
Еа - усереднена напруженість електричного поля в розрядному проміжку при амплітуді напруги Us,
- відстань d між сусідніми пластинами задовольняє співвідношення:
dmi n< d < 2×L,
де dmin - відстань екранування,
- поперечний розмір пластини D відповідає співвідношенню:
1 мм ≤ 2×Dc < D = (DT - 2×L),
де Dc - поперечний розмір стержня,
DT - поперечний розмір зовнішнього електрода,
- радіус r закруглення краю пластини відповідає співвідношенням:
r << L і r ≤ δ/2,
де δ - товщина пластини,
який відрізняється тим, що додатково на виході генератора високовольтних імпульсів введений підвищуючий трансформуючий пристрій напруги з загальною індуктивністю розсіювання, що відповідає співвідношенню:
LS < t2max/Снав,
де LS - загальна (сумарна) індуктивність розсіювання трансформуючого пристрою,
tmax - максимально припустимий час наростання фронту напруги на високовольтному виході трансформуючого пристрою, при перевищенні якого в електродній системі стає неможливим механізм дисоціації молекул газу прямим електронним ударом,
Снав - ємність навантаження (ємність на виході трансформуючого пристрою або ємність робочої камери.
4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що додатково введено високовольтний комутатор, що розташований між високовольтним трансформуючим пристроєм і робочою камерою.
Текст
1. Спосіб генерування активних мікрочастинок і випромінювання, який включає дію на газ імпульсним об'ємним коронним розрядом з наступними характеристиками: - амплітуда струму (іm) 0,01А ≤ im ≤ is, де is - найбільша амплітуда струму імпульсного коронного розряду, 3 - амплітуда напруги (Um) 5×10 В ≤ Um < US, де US - амплітуда напруги необоротного переходу до іскрового розряду в розрядному проміжку з імпульсним коронним розрядом, -4 - тривалість імпульсів (ti) ti ≤ 3×10 с, причому форма і тривалість імпульсів напруги і струму в розрядному проміжку можуть відрізнятися, - швидкість наростання напруги (dU/dt) dU/dt ≥ 8 10 В/с, -1 - частота проходження імпульсів (fпр) 0,1 с ≤ fпр ≤ 0,3/ti, який відрізняється тим, що при дії на газ об'ємного коронного розряду здійснюють розширення зони іонізації, об'єм якої VРЗІ задовольняє співвідношення: 0,3V ≤ VРЗІ ≤ V, де V - загальний (повний) об'єм коронного розряду. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що дію на газ здійснюють під тиском, вищим за атмосферний. 3. Пристрій для генерування активних мікрочастинок і випромінювання, що містить робочу камеру і підключені до неї генератор високовольтних імпу 2 (19) 1 3 95678 4 4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що додатково введено високовольтний комутатор, що розташований між високовольтним трансформуючим пристроєм і робочою камерою. Група винаходів належить до способів і пристроїв для генерування активних мікрочастинок і випромінювання і може бути використана для очищення газових викидів, знезараження води, одержання хімічно чистих речовин тощо. Відомий спосіб генерування активних мікрочастинок і випромінювання, що його описано в статті Yefim Yankelevich та Alex Pokryvailo "High-Power Short-Pulsed Corona: Investigation of Electrical Performance, SO2 Removal, and Ozone Generation (ІЕЕЕ Transactions on Plasma Science. 2002. - Vol. 30. - № 5, October. - P. 1975-1981). Він включає дію на газ імпульсним об'ємним коронним розрядом. Пристрій для його здійснення містить робочу камеру (реактор) і підключені до неї генератор високовольтних імпульсів та блок подання газу. До складу пристрою входить також блок контролю складу газів. Робоча камера виконана у вигляді герметичної коаксіальної електродної системи з центральним стержнем - високовольтним електродом. Описані спосіб і пристрій дозволяють генерувати активні мікрочастинки і випромінювання, здійснюючи при цьому очищення повітря від газових викидів, зокрема, NOХ і SO2. Як відзначають Yefim Yankelevich та Alex Pokryvailo, високоенергетичні електрони і ультрафіолетове (УФ) випромінювання прямо розривають молекулярні зв'язки газу і створюють активні частинки, які вибірково реагують з молекулами забруднювача. В сухому повітрі автори спостерігали осідання хімічно чистої сірки. Активні елементи, такі як О- і ОН-радикали, реагують з молекулами забруднювача, утворюючи менш небезпечні сполуки. У випадку NOХ і SO2 вважається, що утворюються вищі окиси. У вологому повітрі вони перетворюються на кислоти, які далі можна видаляти звичайними методами. Таким чином, у зазначеній роботі показано в лабораторних умовах, що можливе видалення домішок із газів і отримання хімічно чистих речовин прямим електронним ударом. Але до недоліків цих рішень слід віднести те, що неможливо отримати коронний розряд з необхідними характеристиками, частка об'єму зони іонізації в загальному об'ємі коронного розряду замала для здійснення процесу у промислових обсягах (для отримання потрібної кількості активних частинок, тобто його продуктивність недостатня). Найбільш близькими до групи винаходів є спосіб і пристрій згідно з патентом України на винахід № 71940 (див. 7С01В 13/10, пр. 06.07.2001, опубл. 17.01.2005, № 1, Спосіб генерування озону і пристрій для його здійснення; це ж рішення захищене пат. № 2211800 С2, RU, 7C01B 13/10, пр. 06.07.2001, опубл. 10.09.2003, Способ генерирования озона и устройство для его осуществления). Спосіб включає дію на кисневмісний газ імпульсним об'ємним коронним розрядом з наступними характеристиками: 0,01А ≤ im ≤ is, де іm - амплітуда струму, is - найбільша амплітуда струму імпульсного коронного розряду, 3 5×10 В ≤ Um < US, де Um - амплітуда напруги, Us амплітуда напруги необоротного переходу до іскрового розряду в розрядному проміжку з імпульс-4 ним коронним розрядом, ti ≤ 3×10 с, де ti - тривалість імпульсів, причому форма і тривалість імпульсів напруги і струму в розрядному проміжку 8 можуть відрізнятися, dU/dt ≥ 10 В/с, де dU/dt -1 швидкість зростання напруги; 0,1 с ≤ fп р≤ 0,3/ti, де fпр - частота проходження імпульсів. Пристрій містить робочу камеру і підключені до неї генератор високовольтних імпульсів та блок подачі газів. Робоча камера включає електродну систему у вигляді пари коаксіальних електродів, зовнішній із яких низьковольтний трубчастий, а внутрішній - високовольтний стержневий. При цьому на стержні внутрішнього електрода у площинах, що перпендикулярні його подовжній осі, додатково розташовані провідні пластини. Відстань L від краю кожної пластини до внутрішньої поверхні трубчастого електрода задовольняє співвідношення Us/Ea < L < 3Us/Ea, (1) відстань d між сусідніми пластинами - співвідношення dmin< d < 2×L, (2) поперечний розмір пластини D - співвідношення 1 мм ≤ 2×Dc < D=(DT-2×L), (3) радіус r закруглення краю пластин - співвідношенням r
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюProcess and device for generation of active microparticles and irradiation
Автори англійськоюBoiko Mykola Ivanovych, Tarnovskyi Oleksandr Vasyliovych
Назва патенту російськоюСпособ генерирования активных микрочастиц и излучения и устройство для его осуществления
Автори російськоюБойко Николай Иванович, Тарновский Александр Васильевич
МПК / Мітки
МПК: H01J 37/32, H01T 19/00, C01B 13/11
Мітки: пристрій, генерування, здійснення, активних, спосіб, випромінювання, мікрочастинок
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-95678-sposib-generuvannya-aktivnikh-mikrochastinok-i-viprominyuvannya-i-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб генерування активних мікрочастинок і випромінювання і пристрій для його здійснення</a>
Попередній патент: Спосіб вимірювання витрати газових середовищ
Наступний патент: Спосіб дешифрування оптичних аномалій на аерокосмічних знімках
Випадковий патент: Вібраційний плоскоріз