Устройство для ионизации газа

Устройство для ионизации газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В.Н. Червинский, В.Н. Коноваленко, Н.ф. Кол и Ю.А. Сидоров (72) Авторы изобретеиия

Опытное производство Института ядерных и

АН Украинской ССР и Специальное констру технологическое бюро Института ядерных и

АН Ук аинской ССР (7!) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОНИЗАЦИИ ГАЗА

Изобретение относится к технике получения потоков ионизированного газа и может быть использовано, на" пример при разраЬотке устройств для создания нейтрализации зарядов статического электричества или управления микроклиматом в различных помещениях с целью оказания биологического воздействия.

Известен генератор униполярных ионов для ионизации воздуха с помощью мягкого (Ъ-излучения, содержащий корпус с воздухопроводом и находящиеся в нем активный и пассивный электроды, подключенные к источнику постоянного тока. При этом активный электрод представляет соЬой радиоактивный источник (тритий, сорбированный цирконием) в виде пластины, расположенной перпендикулярно го оси воздухопровода, в верхней части полусферы, защищающей источник от прямого воздушного потока, а пассивный электрод выполнен в виде вер" .

2 тикального стержня, укрепленного параллельно оси воздухопровода fl).

Однако используемый в генераторе точечный пассивный электрод неравномерно распределяет ионы в воздухопроводе, что приводит к резкому снижению эффективности работы иониза.тора (низкая концентрация выходящих ионов). Кроме того, при такой конструкции достижение униполярности очень затруднено, так как для сбо- . ра ионов одного знака необходимо подавать на пассивный электрод очень большое напряжение. Поперечное к направлению движения воздуха расположение тритиевого источника в soapy" хопроводе приводит к повышению рекомбинации ионов, что вызывает снижение эффективности раЬоты ионизатора, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ионизации газа, содержащее корпус-газопровод с установленной в нем системой иони-зации, выполненной в виде набора

3 963! активных электродов с расположенны- ьй на них плоскими источниками радиоактивного излучения и пассивных электродов, установленных так, что поверхность активных электродов парал" лельна направлению движения газа j».

Недостатком этого устройства является невысокая концентрация ионов, на выходе из него, обусловленная оседанием значительной части ионов 10 на поверхности пассивных электродов.

Цель изобретения - повышение концентрации ионов в потоке газа на выходе из у стройства путем уменьше. ния оседания их на поверхности пас-:, 15 сивных электродов.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для ионизации газа, содержащем корпус-газопровод с установленной в нем системо ионизации, 20 выполненной в виде набора активных . электродов с расположенными на них плоскими источниками радиоактивного излучения и пассивных электродов, установленных так, что поверхность активных электродов параллельна направлению движения газа, пассивные электроды выполнены в виде сеток, установлены с увеличивающимся расстоянием между ними и поверхностями активных электродов по направлениюек выходу устройства.

Кроме того, пассивные электроды выполнены плоскими и образуют угол

1- 30 к поверхности активных электродов.

На фиг. представлена конструктивная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема движения ионов при параллельных активных и пассивно ных электродах; на фиг. 3 - схема движения при предлагаемом исполнении электродов устройства, Устройство содержит корпус-газопровод 1 с клеммами 2, в котором усTBHoBfl8HH активные электроды 3 с раф5 диоактивными источниками Й и пассивные электроды . При установке в рабочее положение устрой ст во ра спола гается за вентилятором 6 и снабжено противопылевым фильтром 7, Устройство работает следующим ob,.разом.

При плоскопараллельном располо" жении разнополярных электродов, в об- 55 щем случае траектория иона Ч +и Ч образованного .-частицей в зазоре между активным н пассивным электрода33 4 ми, зависит от соотношения скоростей:, Чг - газового потока, увлекающего ион в сторону выходного окна и V приобретаемой вследствие взаимодействия с электрическим полем. Результирующая составляющая ЧР этих скоро,стей определяет возможность выхода иона в полезный объем. На фиг. 2 видно, что для обеспечения униполярности необходимо увеличение расстояния между точкой образования иона необходимой полярности и электродом другого знака, т.е. расстояние между электродами должно быть больше длины сво" бодного пробега ионизирующей 8-частицы, что также совпадает с требованием наиболее полного использования ее ионизирующей способности, На фиr. 2 также .видно, что при плоскопараллельном расположении разнополярных электродов и при постоянной вследствие этого напряженности электрического пОля полезно используется только часть источника

Это непосредственно влияет на концентрацию выходящих. ионов и при ис. пользовании источников большой протяженности снижает КИД иониэатора.

Увеличение производительности ионизатора достигается благодаря постепенному уменьшению напряженности элек" трического поля в направлении движения газового потока за счет отклонения разнополярных электродов от плоскопараллельности . При этом для сохранения скорости потока газа пассивный электрод должен быть выполнен аэродинамически прозрачным, например из сетки, ипи тонких металлических нитей, натянутых в направлении потока газа.

При непараллельном расположении пассивных и активных электродов ион, образованный s точке А, приоб ретает вследствие воздействия элек трического поля скорость V< в направлении электрода противоположно" го знака и увлекается потоком газа со скоростью V в направлении выходного окна. Результирующее движение иона ЧР вследствие постоянства Vl- u уменьшения Ч претерпевает с продвижением в сторону выходного окна отклонение от первоначального направления на угол oL, увеличивая вероятность выхода иона из устройства.

Эксперименты по определению зависимости концентрации ионов раэ5 9631 личной полярности на выходе из уст- ройства от разности потенциалов между активными и пассивными электродаьи при различных углах наклона между ними показали, что при предлагае- 5 мом исполнении происходит увеличение коэффициента униполярности с воз" растанием разности потенциалов-.между активными и пассивными электродами .и резкое возрастание концентрации 1в ионов при отклонении электродов от плоскопараллельности, особенно в ин тервале 1-10 при скорости газа 1 м/с, о с дальнейшим повышением концентрации ионов при угле наклона до 20 И при большой разности потенциалов. На основании анализа результатов экспериментов представляется нецелесообразным отклонение пассивных электродов на угол более 30 в связи с 29 уменьшением плотности размещения электродов в корпусе-газопроводе.

Следует отметит.ь также, что для обеспечения униполярности потока ионов повышенной концентрации при . 23 угле наклона пассивного электрода

5- 10 оптимальный рабочий режим ионизатора o6eспечивается при разности потенциалов между разнополярными электродами в интервале 100-200 В. эв

Экспериментальные данные показа,ли,также, что при разнице потенци алов 100 В при плоскопараллельном .расположении электродов концентрация ионов на выходе устройства составляет 1,35-1081/см, а при угле на- . клона пассивного электрода в 102, 18 10 1/см, при разнице потенциалов 200 В концентрация ионов составляет соответственно:0,6i10 и

2 475 1081/см

Таким образом, применение предлагаемого устройства с измененной

33 6 конструкцией электродной системы позволяет обеспечить повышение 1сонцен- трации униполярных ионов в среднем в 2-3 раза и увеличить, таким образом, эффективность работы ионизатора.

Формула изобретения

1. Устройство для ионизации газа, содержащее корпус-газопровод с установленной в нем системой ионизации, выполненной в виде набора активных электродов с расположенными на них плоские источниками радиоактивного излучения и пассивных элем родов, установленных так, что поверхность активных электродов параллельна направлению движения газа, о .т л ич а ю щ:.е е с я тем, что, с целью повышения концентрации ионов в,пото; ке газа на выходе из устройства пугем уменьшения оседания их на поверхности пассивных электродов, пас" сивные электроды выполнены в виде сеток, .установлены с увеличивающимся расстоянием. между ними и поверхностяьи активных электродов по направлению к выходу устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пассивные электроды выполнены плоскими и образуют угол 1-30 к поверхности актив- . ных электродов.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Патент США It 2972680, кл. 250-44, опублик. 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 498006, кл..А 61 и 1/44, 1976 (прототип). !

963133

Составитель В.Ким

Редактор Ю. Середа Техред Ж. Кастелевич Корректор Г. Решетник

Заказ 7532/7 Тираж 2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,