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

Завантажити PDF файл.

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

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Process and device for generation of active microparticles and irradiation

Автори англійською

Boiko Mykola Ivanovych, Tarnovskyi Oleksandr Vasyliovych

Назва патенту російською

Способ генерирования активных микрочастиц и излучения и устройство для его осуществления

Автори російською

Бойко 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>

Подібні патенти