[go: up one dir, main page]

RU2804052C1 - Device for organizing gas flow on insulated conductive layer, device for organizing gas flow in closed loop and method for organizing current in gas using these devices - Google Patents

Device for organizing gas flow on insulated conductive layer, device for organizing gas flow in closed loop and method for organizing current in gas using these devices Download PDF

Info

Publication number
RU2804052C1
RU2804052C1 RU2023108222A RU2023108222A RU2804052C1 RU 2804052 C1 RU2804052 C1 RU 2804052C1 RU 2023108222 A RU2023108222 A RU 2023108222A RU 2023108222 A RU2023108222 A RU 2023108222A RU 2804052 C1 RU2804052 C1 RU 2804052C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
voltage
organizing
electrode
conductive layer
Prior art date
Application number
RU2023108222A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Владимирович Филатов
Олег Вениаминович Кульгускин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Прог-Рам"
Общество с ограниченной ответственностью "ФИЛ ЭКИ"
Паршин Алексей Игоревич
Олег Вениаминович Кульгускин
Кульгускина Виктория Олеговна
Олег Владимирович Филатов
Филатов Ладимир Олегович
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Прог-Рам", Общество с ограниченной ответственностью "ФИЛ ЭКИ", Паршин Алексей Игоревич, Олег Вениаминович Кульгускин, Кульгускина Виктория Олеговна, Олег Владимирович Филатов, Филатов Ладимир Олегович filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Прог-Рам"
Application granted granted Critical
Publication of RU2804052C1 publication Critical patent/RU2804052C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to devices and a method for gas flow in a pipeline, preferably in a ventilation system and a thermoregulation system used in technical devices, technical facilities and permanent buildings. A device for organizing gas flow includes a gas channel, a high-voltage voltage source, an electrode connected to a high-voltage voltage source to which a negative voltage is applied, and an electrically conductive layer connected to a high-voltage voltage source to which a positive voltage is applied. Due to the fact that the electrically conductive layer located inside the gas channel is covered with insulation from the area of its beginning to the area of its end and the bare area is located in the area of the end of the gas channel, a cloud of charged gas is drawn out.
EFFECT: increasing the efficiency of gas transportation.
4 cl, 6 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам и способу тока газа в трубопроводе, предпочтительно в вентиляционной системе и системе терморегуляции, применяемых в технических устройствах, технических объектах и капитальных строениях.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to devices and a method for gas flow in a pipeline, preferably in a ventilation system and a thermoregulation system used in technical devices, technical objects and permanent buildings.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

В уровне техники известно устройство для транспортировки и предпочтительно одновременной очистки воздуха (RU 2039403, 09.07.1995), содержащее коронирующий электрод и по крайней мере один электрод-мишень, установленный с зазором к коронирующему электроду, подключенные к клеммам источника постоянного тока, напряжение которого и конфигурация коронирующего электрода выбраны из условия обеспечения возможности возникновения вызывающего образование ионов коронного разряда у коронирующего электрода, и полый корпус, образованный стенками и имеющий впускное отверстие, центр которого расположен по оси симметрии корпуса и в котором установлен указанный коронирующий электрод, выполненный игло- или проволокообразным и расположенный соответственно по оси симметрии или по линии, которая перпендикулярна оси симметрии корпуса, причем электрод-мишень расположен в корпусе симметрично указанной оси так, что воображаемые прямые линии, проведенные между коронирующим электродом и ближайшей к нему частью электрода-мишени, образуют угол α, при этом корпус выполнен такой конфигурации, которая обеспечивает отклонение наружу траектории воздушного потока за впускным отверстием с радиальным или угловым смещением в направлении по крайней мере одного электрода-мишени с образованием по крайней мере одного воздушного канала, в каждом из воздушных каналов расположен электрод-мишень, а воздушный канал расположен со смещением относительно оси симметрии корпуса.In the prior art, a device for transporting and preferably simultaneous purification of air is known (RU 2039403, 07/09/1995), containing a corona electrode and at least one target electrode installed with a gap to the corona electrode, connected to the terminals of a direct current source, the voltage of which and the configuration of the corona electrode is selected from the condition of ensuring the possibility of the occurrence of a corona discharge causing the formation of ions at the corona electrode, and a hollow body formed by the walls and having an inlet hole, the center of which is located along the axis of symmetry of the body and in which the specified corona electrode is installed, made needle- or wire-shaped and located respectively along the axis of symmetry or along a line that is perpendicular to the axis of symmetry of the housing, and the target electrode is located in the housing symmetrically to the specified axis so that imaginary straight lines drawn between the discharge electrode and the part of the target electrode closest to it form an angle α, at In this case, the housing is configured in such a way that it provides an outward deflection of the air flow path behind the inlet hole with a radial or angular displacement in the direction of at least one target electrode with the formation of at least one air channel, in each of the air channels there is a target electrode, and the air channel is located offset relative to the axis of symmetry of the housing.

Недостатком данного способа является низкая эффективность транспортировки газа, из-за того, что вся активная работа сосредоточена на входном участке газового канала, а вся оставшаяся часть газового канала служит пассивной направляющей для потока воздуха.The disadvantage of this method is the low efficiency of gas transportation, due to the fact that all active work is concentrated on the inlet section of the gas channel, and the entire remaining part of the gas channel serves as a passive guide for the air flow.

Выявленное решение выбрано в качестве аналога к заявленному изобретению.The identified solution was chosen as an analogue to the claimed invention.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF INVENTION

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в устранение недостатков, выявленных в предшествующем уровне техники.The problem to which the claimed solution is aimed is to eliminate the shortcomings identified in the prior art.

Технический результат заявленного изобретения, заключается в повышении эффективности транспортировки газа. The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency of gas transportation.

Заявленный технический результат достигается благодаря тому, что устройство для организации тока газа, включает высоковольтный источник напряжения, электрод, соединенный с высоковольтным источником напряжения, на который подается отрицательное напряжение, газовый канал, электропроводящий слой, соединенный с высоковольтным источником напряжения, на который подается положительное напряжение, покрытый изоляцией и расположенный внутри газового канала от области его начала до области его окончания, при этом электропроводящий слой имеет оголенный участок в районе окончания газового канала, при этом часть электрода покрыта изоляцией.The claimed technical result is achieved due to the fact that the device for organizing gas flow includes a high-voltage voltage source, an electrode connected to a high-voltage voltage source to which a negative voltage is applied, a gas channel, an electrically conductive layer connected to a high-voltage voltage source to which a positive voltage is applied , covered with insulation and located inside the gas channel from the area of its beginning to the area of its end, while the electrically conductive layer has a bare area in the area of \u200b\u200bthe end of the gas channel, and part of the electrode is covered with insulation.

Устройство для организации тока газа в замкнутом контуре, включает по меньшей мере одно устройство, размещенное в герметичном, электропроводящем корпусе.A device for organizing gas flow in a closed loop includes at least one device located in a sealed, electrically conductive housing.

Устройство для организации тока газа между по меньшей мере двумя областями включающее, по меньшей мере один герметизированный объём, соединенный с по меньшей мере одним устройством. A device for organizing gas flow between at least two areas including at least one sealed volume connected to at least one device.

Способ организации тока газа, осуществляемое посредством устройств, включающий этапы на которых подают напряжение от высоковольтного источника напряжения на электрод и электропроводящий слой, формируют на отрицательно заряженном электроде отрицательно заряженные молекулы газа, притягивают отрицательно заряженные молекулы газа к покрытому изоляцией положительно заряженному слою, перемещают отрицательно заряженные молекулы газа вдоль изолированного положительно заряженного электропроводящего слоя до оголенного участка электропроводящего слоя, на котором происходит нейтрализация отрицательно заряженных молекул газа.A method of organizing a gas current, carried out by means of devices, including the stages of applying voltage from a high-voltage voltage source to an electrode and an electrically conductive layer, forming negatively charged gas molecules on a negatively charged electrode, attracting negatively charged gas molecules to a positively charged layer covered with insulation, moving negatively charged ones gas molecules along an isolated positively charged electrically conductive layer to a bare section of the electrically conductive layer, where the neutralization of negatively charged gas molecules occurs.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 представлено образование заряженного облака молекул газа от отрицательно заряженного электрода и притяжение к изолированному положительно заряженному электроду.In fig. Figure 1 shows the formation of a charged cloud of gas molecules from a negatively charged electrode and attraction to an isolated positively charged electrode.

На фиг.2 представлен принцип перемещения заряженного облака вдоль изолированного положительно заряженного электрода.Figure 2 shows the principle of moving a charged cloud along an isolated positively charged electrode.

На фиг.3 представлен процесс притягивания заряженного облака к оголенному участку положительно заряженного электрода.Figure 3 shows the process of attracting a charged cloud to the bare area of a positively charged electrode.

На фиг.4.пердставлено устройство для организации тока газа на изолированном токопроводящем слое.Figure 4 shows a device for organizing gas flow on an insulated conductive layer.

На фиг.5 представлено устройство организации тока газа в замкнутом контуре. Figure 5 shows a device for organizing gas flow in a closed loop.

На фиг.6 представлен вариант применения устройства для тока газа между источниками тепла и холода.Figure 6 shows a variant of using a device for gas flow between sources of heat and cold.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.IMPLEMENTATION OF THE INVENTION.

Устройство для организации тока газа, фиг.4, включает высоковольтный источник напряжения 8, электрод 1, соединенный с высоковольтным источником напряжения 8, на который подается отрицательное напряжение, газовый канал 7, электрод 2, выполненный в виде электропроводящего слоя, соединенный с высоковольтным источником напряжения 8, на который подается положительное напряжение, покрытый изоляцией 4, электрод 2 в конце газового канала 7 снабжен оголенным участком 9, при этом часть электрода 1 покрыта изоляцией 10. The device for organizing gas flow, Fig. 4, includes a high-voltage voltage source 8, an electrode 1 connected to a high-voltage voltage source 8, to which a negative voltage is applied, a gas channel 7, an electrode 2 made in the form of an electrically conductive layer, connected to a high-voltage voltage source 8, to which a positive voltage is applied, covered with insulation 4, electrode 2 at the end of the gas channel 7 is equipped with a bare section 9, while part of the electrode 1 is covered with insulation 10.

Устройство для организации тока газа в замкнутом контуре, включающее по меньшей мере одно устройство для организации тока газа размещенное в герметичном, электропроводящем корпусе 11. A device for organizing gas flow in a closed loop, including at least one device for organizing gas flow located in a sealed, electrically conductive housing 11.

Способ организации тока газа, включающий этапы на которых подают напряжение от высоковольтного источника напряжения 8 на электрод 1 и электропроводящий слой 2, формируют на отрицательно заряженном электроде 1 отрицательно заряженные молекулы газа, перемещают отрицательно заряженные молекулы газа вдоль изолированного положительно заряженного электропроводящего слоя 2 до оголенного участка 9 электропроводящего слоя 2. На оголенном участке 9 электропроводящего слоя 2 происходит нейтрализация отрицательно заряженных молекул газа.A method for organizing a gas flow, including the stages in which voltage is applied from a high-voltage voltage source 8 to electrode 1 and an electrically conductive layer 2, negatively charged gas molecules are formed on a negatively charged electrode 1, and negatively charged gas molecules are moved along an isolated positively charged electrically conductive layer 2 to a bare area 9 of the electrically conductive layer 2. In the bare area 9 of the electrically conductive layer 2, negatively charged gas molecules are neutralized.

Предложенное изобретение основано на двух физических эффектах: электростатическая электронная эмиссия (называемая так же автоэлектронной эмиссией), и физический эффект притяжения противоположно заряженных тел друг к другу (кулоновское притяжение). На фиг. 1 схематично представлен процесс образования тока газа, в котором при контакте с отрицательно заряженным электродом 1 (-ами), молекулы газа получают отрицательный заряд (за счет эффекта автоэлектронной эмиссии), которые притягиваются изолированным положительно заряженным электродом(-ами). The proposed invention is based on two physical effects: electrostatic electron emission (also called field emission), and the physical effect of attraction of oppositely charged bodies to each other (Coulomb attraction). In fig. Figure 1 schematically shows the process of gas current formation, in which, upon contact with negatively charged electrode 1(s), gas molecules receive a negative charge (due to the field emission effect), which are attracted by an isolated positively charged electrode(s).

Положительно заряженный электрод 2, фиг.1, за счёт сил кулоновского взаимодействия зарядов (в данном случае силы притяжения) формирует около своей поверхности облако отрицательно заряженных молекул газа 3, фиг.1, 2, так как поверхность положительно заряженного электрода 2 изолирована, посредством изоляции 4, фиг.1, 2, то притянутые к ней отрицательно заряженные молекулы газа 3, фиг.1,2, не могут отдать изоляции 4 свой отрицательный заряд и удерживаются около положительно заряженного электрода 2 электростатической силой кулоновского притяжения. При этом, конец положительно заряженного электрода 2, содержит оголенный участок 9, фиг.3, который не содержит изоляции 4.The positively charged electrode 2, Fig. 1, due to the forces of Coulomb interaction of charges (in this case, the force of attraction), forms a cloud of negatively charged gas molecules 3 near its surface, Fig. 1, 2, since the surface of the positively charged electrode 2 is isolated, through insulation 4, Figs. 1, 2, then the negatively charged gas molecules 3, Figs. 1, 2, attracted to it, cannot give up their negative charge to the insulation 4 and are held near the positively charged electrode 2 by the electrostatic force of Coulomb attraction. In this case, the end of the positively charged electrode 2 contains a bare section 9, Fig. 3, which does not contain insulation 4.

На фиг 1, 2, 3 обозначены:In Fig. 1, 2, 3 are indicated:

1 - отрицательно заряженный электрод, на остром окончании (-ях) которого в процессе автоэлектронной эмиссии происходит передача электронов от электрода к молекулам газа.1 - a negatively charged electrode, at the sharp end(s) of which, in the process of field emission, electrons are transferred from the electrode to gas molecules.

2 - положительно заряженный электрод, который образует вокруг себя статическое кулоновское поле, которое притягивает к нему отрицательно заряженные молекулы газа.2 is a positively charged electrode that forms a static Coulomb field around itself, which attracts negatively charged gas molecules to it.

3 - облако отрицательно заряженных молекул газа, образованных за счет физического эффекта автоэлектронной эмиссии.3 - a cloud of negatively charged gas molecules formed due to the physical effect of field electron emission.

4 - изоляция, покрывающая положительно заряженный электрод 2, она пропускает через себя электростатическое поле, но не проводит электроны (ток).4 - insulation covering the positively charged electrode 2; it passes an electrostatic field through itself, but does not conduct electrons (current).

5 - эффект автоэлектронной эмиссии.5 - field emission effect.

6 - стенки газового канала 7 (например, оболочка трубы), выполнены из диэлектрика.6 - the walls of the gas channel 7 (for example, the pipe shell) are made of dielectric.

Движущийся от входа к выходу газового канала 7 газ, образован как заряженными, так и электрически нейтральными молекулами (нейтральные газовые молекулы получают импульс от движущихся заряженных молекул). The gas moving from the entrance to the exit of the gas channel 7 is formed by both charged and electrically neutral molecules (neutral gas molecules receive momentum from moving charged molecules).

Отрицательно заряженные молекулы газа 3 приводит в движение электростатическое поле тех участков положительно заряженного электрода 2, над которыми концентрация зарядов заряженных молекул газа 3 меньше. На фиг.2 показано облако отрицательно заряженного газа 3, которое испытывает притяжение от положительно заряженного электрода 2, над которым ещё нет отрицательно заряженного облака 3. Negatively charged gas molecules 3 are set in motion by the electrostatic field of those sections of the positively charged electrode 2 over which the charge concentration of charged gas molecules 3 is less. Figure 2 shows a cloud of negatively charged gas 3, which experiences attraction from a positively charged electrode 2, above which there is not yet a negatively charged cloud 3.

Силы притяжения будут распространять облако отрицательно заряженного газа 3, до тех пор, пока облако не достигнет оголенного участка 9 положительно заряженного электрода 2, и не окутает его.The attractive forces will spread the cloud of negatively charged gas 3 until the cloud reaches the bare area 9 of the positively charged electrode 2 and envelops it.

При распространении облака отрицательно заряженного газа вдоль положительного электрода 2, плотность заряда облака должна бы уменьшаться, но этого не происходит, так как отрицательно заряженный электрод 1, продолжает формировать в процессе физического эффекта автоэлектронной эмиссии 5 всё новые и новые заряженные молекулы газа, которые продолжают притягиваться к началу положительного заряженного электрода 2. Эти вновь поступающие отрицательно заряженные молекулы восстанавливают плотность объёмного заряда в газовом канале 7, по всей длине положительно заряженного электрода 2.When a cloud of negatively charged gas spreads along the positive electrode 2, the charge density of the cloud should decrease, but this does not happen, since the negatively charged electrode 1 continues to form, in the process of the physical effect of field emission 5, more and more charged gas molecules that continue to be attracted to the beginning of the positively charged electrode 2. These newly arriving negatively charged molecules restore the volume charge density in the gas channel 7, along the entire length of the positively charged electrode 2.

Извлечение газа из газового канала 7, происходит из-за постоянной нейтрализации заряженного газа, на оголённом участке 9 положительно заряженного электрода 2 (фиг.3) возвращая его в электронейтральное состояние и этот электронейтральный газ уже не удерживается силами кулоновского притяжения и разлетается в разные стороны под напором вновь прибывающего заряженного газа, из газового канала 7.The extraction of gas from the gas channel 7 occurs due to the constant neutralization of the charged gas, on the bare area 9 of the positively charged electrode 2 (Fig. 3), returning it to an electrically neutral state and this electrically neutral gas is no longer held by the forces of Coulomb attraction and scatters in different directions under pressure of newly arriving charged gas from gas channel 7.

Фиг.3 демонстрирует процесс вытягивания облака заряженного газа 3 из газового канала 7. Это вытягивание происходит из-за кулоновских сил притяжения между отрицательно заряженными молекулами газа 3 и положительно заряженным оголённым участком 9 электрода 2. В результате действия кулоновских сил притяжения ионы газа подлетают и соприкасаются с оголённым участком 9 положительно заряженного электрода 2. В результате контакта отрицательно заряженных ионов с оголённым участком 9, положительно заряженного электрода 2, молекулы газа передают ему свои заряды и становятся электронейтральными, после чего кулоновские силы перестают действовать между оголённым участком 9 положительно заряженного электрода 2 и электронейтральными молекулами газа. После чего, электронейтральные молекулы газа вытесняются от оголённого участка 9 положительно заряженного электрода 2 потоком отрицательно заряженных молекул из газового канала 7. Вытеснение нейтральных атомов газа потоками заряженных атомов газа завершает транспортировку газа от входа газового канала 7 к его выходу. Figure 3 demonstrates the process of pulling a cloud of charged gas 3 from the gas channel 7. This pulling occurs due to the Coulomb forces of attraction between the negatively charged molecules of the gas 3 and the positively charged bare section 9 of the electrode 2. As a result of the action of the Coulomb forces of attraction, the gas ions fly up and touch with the bare area 9 of the positively charged electrode 2. As a result of the contact of negatively charged ions with the bare area 9 of the positively charged electrode 2, gas molecules transfer their charges to it and become electrically neutral, after which Coulomb forces cease to act between the bare area 9 of the positively charged electrode 2 and electrically neutral gas molecules. After which, electrically neutral gas molecules are displaced from the bare area 9 of the positively charged electrode 2 by a stream of negatively charged molecules from the gas channel 7. The displacement of neutral gas atoms by streams of charged gas atoms completes the transportation of gas from the entrance of the gas channel 7 to its output.

На фиг.4 предоставлено устройство для организации тока на изолированном токопроводящем слое, включающее высоковольтный источник напряжения 8, электрод 1, соединенный с высоковольтным источником напряжения 8, на который подается отрицательное напряжение, газовый канал 7, электрод 2, выполненный в виде электропроводящего слоя (электропроводящий слой в газовом канале закрашен красным цветом), соединенный с высоковольтным источником напряжения 8, на который подается положительное напряжение, покрытый изоляцией 4, снабженный оголенным участком 9 в конце электропроводящего слоя 2, и расположенный внутри газового канала 7, при этом часть электрода 1 покрыта изоляцией 10. Электрод 1 (закрашен красным цветом), частично покрытого изоляций 10 (которая позволяет образовываться ионам только в нужном месте, закрашена синим цветом), с электрода 1, при подаче на него отрицательного напряжения от высоковольтного источника напряжения 8, происходит электронная эмиссия, в результате которой заряжаются молекулы окружающего газа (для воздуха это явление получило название «Электронный ветер»). Корпус газового канала 7, выполнен из изоляционного материала. Изоляционный материал изоляции 4 покрывает электропроводящий слой 2, на входном конце газового канала 7, и на всём протяжении газового канала 7, за исключением оголённого участка 9, на конце газового канала 7. Перечень изоляционных материалов постоянно пополняется новыми материалами, которые обладают улучшенными характеристиками и которые будут применены в будущем, для создания газовых каналов. В качестве изоляционных материалов, например, может быть использованы: керамика, пластмасса, стекло. Из этих изоляционных материалов можно создавать как монолитные корпуса газовых каналов, так и создавать защитные покрытия на металлических основаниях корпусов газовых каналов. В качестве примера можно привести металлическую трубу, покрытую изоляционным материалом с наружи, а также покрытую слоем изоляционного материала на своей входной торцевой поверхности и покрытую изнутри, за исключением оголенного участка 9. В качестве монолитного газового канала можно привести трубу из пластмассы или керамики. Figure 4 shows a device for organizing current on an insulated conductive layer, including a high-voltage voltage source 8, an electrode 1 connected to a high-voltage voltage source 8, to which a negative voltage is applied, a gas channel 7, an electrode 2 made in the form of an electrically conductive layer (electrically conductive layer in the gas channel is painted red), connected to a high-voltage voltage source 8, to which a positive voltage is applied, covered with insulation 4, equipped with a bare section 9 at the end of the electrically conductive layer 2, and located inside the gas channel 7, with part of the electrode 1 covered with insulation 10. Electrode 1 (painted in red), partially covered with insulation 10 (which allows ions to form only in the right place, shaded in blue), from electrode 1, when a negative voltage is applied to it from a high-voltage voltage source 8, electron emission occurs, in as a result of which the molecules of the surrounding gas are charged (for air this phenomenon is called “Electronic wind”). The housing of the gas channel 7 is made of insulating material. The insulating material of the insulation 4 covers the electrically conductive layer 2, at the inlet end of the gas channel 7, and throughout the entire length of the gas channel 7, with the exception of the bare section 9, at the end of the gas channel 7. The list of insulating materials is constantly updated with new materials that have improved characteristics and which will be used in the future to create gas channels. For example, ceramics, plastic, glass can be used as insulating materials. These insulating materials can be used to create both monolithic housings for gas channels and to create protective coatings on the metal bases of gas channel housings. An example is a metal pipe coated with insulating material on the outside, as well as covered with a layer of insulating material on its inlet end surface and coated on the inside, with the exception of the bare section 9. A pipe made of plastic or ceramic can be used as a monolithic gas channel.

На фиг.5 представлено устройство организации тока газа в замкнутом контуре 11. В данном устройстве циркулирует один и тот же газ с выхода, на вход газового канала 7 (может быть применено в системах температурной стабилизации и вентиляции замкнутых объёмов). На входе газового канала 7 происходит всасывание газа, то есть создаётся область локального пониженного давления, на выходе, после выхода из газового канала 7, создаётся локальная область с повышенным давлением. Между двумя этими областями возникает ток электронейтрального газа, что приводит к выравниванию температуры и газового состава (путём перемешивания газа) в замкнутом объёме 11. Figure 5 shows a device for organizing gas flow in a closed loop 11. In this device, the same gas circulates from the outlet to the inlet of the gas channel 7 (can be used in systems of temperature stabilization and ventilation of closed volumes). At the inlet of gas channel 7, gas is suctioned, that is, an area of local low pressure is created; at the outlet, after exiting gas channel 7, a local area of high pressure is created. A current of electrically neutral gas arises between these two areas, which leads to equalization of temperature and gas composition (by mixing the gas) in closed volume 11.

В области входа в газовый канал 7 расположен электрод 1. Электрод 1 также может быть встроен и в сам газовый канал 7, недалеко от его входа. Встраивание электрода 1 внутри газового канала 7 улучшает условия безопасности для окружающих людей, если замкнутый объём является обитаемым отсеком, например, подводной лодки или космического корабля. Electrode 1 is located in the area of the entrance to the gas channel 7. Electrode 1 can also be built into the gas channel 7 itself, not far from its entrance. Embedding electrode 1 inside the gas channel 7 improves safety conditions for surrounding people if the closed volume is a habitable compartment, for example, a submarine or spacecraft.

Устройство, фиг.5, может быть использовано в безлюдных аппаратных отсеках, для организации циркуляции газа в них, с целью выравнивания температуры во всех частях их объёма, чтобы не допускать роста температуры около тепловыделяющей аппаратуры, в безлюдных отсеках. The device, Fig. 5, can be used in unoccupied equipment compartments to organize gas circulation in them, in order to equalize the temperature in all parts of their volume, in order to prevent an increase in temperature near the fuel-generating equipment in unoccupied compartments.

Устройство, фиг.5, особенно актуально в условиях космической невесомости. The device, Fig.5, is especially relevant in conditions of space weightlessness.

На фиг.6 представлен вариант применения устройства для тока газа между источниками тепла и холода с однонаправленными газовыми каналами. В холодильной технике (как в промышленной, так и в бытовой) и в климатических системах, одной из основных задач является перекачка газа между двумя термическими полюсами. Причём изменение температуры газа может производиться необязательно в области герметизированных климатических полюсов. Например, нагрев газа может производиться в герметизированном объёме, при сжатии газа компрессором холодильника «Источник тепла», фиг.6, в котором нагретый газ получает на электроде 1 отрицательный заряд и затягивается кулоновскими силами в газовый канал 7. При этом уже сам газовый канал 7 может выполнять роль теплоотводящего радиатора, в этом случае на фиг.6 под областью «Охлаждение газа / Источник холода» надо понимать продолжение газового канала 7, который соединяет два газовых канала 7 на фиг.6 в один целый, не разрывный контур поверхность которого и является радиатором. Применительно к холодильным установкам и к бытовым холодильникам, этот газовый канал будет являться радиаторными трубами.Figure 6 shows a variant of using a device for gas flow between sources of heat and cold with unidirectional gas channels. In refrigeration technology (both industrial and domestic) and climate control systems, one of the main tasks is pumping gas between two thermal poles. Moreover, the change in gas temperature can optionally be carried out in the region of sealed climate poles. For example, heating of gas can be carried out in a sealed volume, when the gas is compressed by the compressor of the Heat Source refrigerator, Fig. 6, in which the heated gas receives a negative charge on electrode 1 and is drawn by Coulomb forces into the gas channel 7. In this case, the gas channel 7 itself can act as a heat sink, in this case in Fig. 6, the area “Gas cooling / Cold source” should be understood as the continuation of the gas channel 7, which connects the two gas channels 7 in Fig. 6 into one whole, non-broken contour, the surface of which is radiator In relation to refrigeration units and household refrigerators, this gas channel will be radiator pipes.

Рассмотрим из другой области пример теплообмена, на основании фиг.6, в котором под нагревом газа, «Источник тепла», выступает отапливаемое помещение с избытком тепла, например, кухня или комната с печью, а под «Источник холода» понимается коридор или лестница в доме. В этом случае избыток тепла отводится в неотапливаемое помещение, а охлаждение помещения с избытком тепла производится за счёт подачи холодного воздуха из неотапливаемого помещения. Циркуляция ионизированного газа производится как минимум по двум газовым каналам (вытяжному и приточному), применительно к данному примеру, из кухни может производиться отбор воздуха не в одно, а в несколько помещений, например, ещё и в кладовую комнату, и на застеклённую террасу, а приток воздуха производиться с улицы. Очевидно, что для включения или отключения какого-либо газового канала 7 достаточно подать питание или убрать питание с высоковольтного источника 8. Let us consider an example of heat exchange from another area, based on Fig. 6, in which gas heating, “Heat Source”, is a heated room with excess heat, for example, a kitchen or a room with a stove, and “Cold Source” is a corridor or staircase in home. In this case, excess heat is removed to the unheated room, and the room with excess heat is cooled by supplying cold air from the unheated room. The circulation of ionized gas is carried out through at least two gas channels (exhaust and supply), in relation to this example, air can be taken from the kitchen not into one, but into several rooms, for example, also into a pantry room, and onto a glazed terrace, and the air flow comes from the street. Obviously, to turn on or turn off any gas channel 7, it is enough to apply power or remove power from the high-voltage source 8.

Рассмотрим пример теплообмена, на основании фиг.6, в котором под «Источником тепла выступает замкнутый объём с тепловыделяющими объектами, а под «Источник холода» выступает замкнутый объём, в котором создаётся понижение температуры газа. Такие, термически связанные замкнутые объёмы могут быть применены на подводных или подземных объектах, а также могут быть применены в космических аппаратах, а также во внешних, вспомогательных (газовых) контурах систем охлаждения ядерных или термоядерных энергетических установок. Организация движения заряженного газа позволит уменьшить размер сечения газовых каналов, снизить общий уровень шума и увеличить общий временной ресурс наработки на отказ (за счёт исключения подвижных частей) терморегулирующих систем.Let's consider an example of heat exchange, based on Fig. 6, in which under the “Heat Source” there is a closed volume with heat-producing objects, and under the “Cold Source” there is a closed volume in which a decrease in gas temperature is created. Such thermally connected closed volumes can be used in underwater or underground objects, and can also be used in spacecraft, as well as in external, auxiliary (gas) circuits of cooling systems of nuclear or thermonuclear power plants. Organizing the movement of charged gas will make it possible to reduce the cross-sectional size of gas channels, reduce the overall noise level and increase the total time between failures (due to the exclusion of moving parts) of temperature control systems.

Claims (14)

1. Устройство для организации тока газа, включающее 1. Device for organizing gas flow, including высоковольтный источник напряжения,high voltage voltage source, электрод, соединенный с высоковольтным источником напряжения, на который подается отрицательное напряжение,an electrode connected to a high-voltage voltage source to which a negative voltage is applied, газовый канал,gas channel, электропроводящий слой, соединенный с высоковольтным источником напряжения, на который подается положительное напряжение, покрытый изоляцией и расположенный внутри газового канала от области его начала до области его окончания, an electrically conductive layer connected to a high-voltage voltage source, to which a positive voltage is applied, covered with insulation and located inside the gas channel from the region of its beginning to the region of its end, при этом электропроводящий слой имеет оголенный участок в районе окончания газового канала,in this case, the electrically conductive layer has a bare area near the end of the gas channel, при этом часть электрода покрыта изоляцией.in this case, part of the electrode is covered with insulation. 2. Устройство для организации тока газа в замкнутом контуре, включающее по меньшей мере одно устройство по п.1, размещенное в герметичном, электропроводящем корпусе.2. A device for organizing gas flow in a closed loop, including at least one device according to claim 1, housed in a sealed, electrically conductive housing. 3. Устройство для организации тока газа между по меньшей мере двумя областями включающее, по меньшей мере один герметизированный объём, соединенный с по меньшей одним устройством по п.1.3. A device for organizing gas flow between at least two areas, including at least one sealed volume connected to at least one device according to claim 1. 4. Способ организации тока газа, осуществляемый посредством устройств по п.1 или 2, включающий этапы на которых 4. A method for organizing gas flow, carried out using devices according to claim 1 or 2, including stages in which подают напряжение от высоковольтного источника напряжения на электрод и электропроводящий слой,voltage is supplied from a high-voltage voltage source to the electrode and the electrically conductive layer, формируют на отрицательно заряженном электроде отрицательно заряженные молекулы газа,form negatively charged gas molecules on a negatively charged electrode, притягивают отрицательно заряженные молекулы газа к покрытому изоляцией положительно заряженному слою,attract negatively charged gas molecules to the positively charged layer covered with insulation, перемещают отрицательно заряженные молекулы газа вдоль изолированного положительно заряженного электропроводящего слоя до оголенного участка электропроводящего слоя, на котором происходит нейтрализация отрицательно заряженных молекул газа.move negatively charged gas molecules along an isolated positively charged electrically conductive layer to a bare section of the electrically conductive layer, where neutralization of negatively charged gas molecules occurs.
RU2023108222A 2023-04-03 Device for organizing gas flow on insulated conductive layer, device for organizing gas flow in closed loop and method for organizing current in gas using these devices RU2804052C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804052C1 true RU2804052C1 (en) 2023-09-26

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4812711A (en) * 1985-06-06 1989-03-14 Astra-Vent Ab Corona discharge air transporting arrangement
RU2039403C1 (en) * 1987-07-03 1995-07-09 Астра-Вент АБ Device for transportation and simultaneous purification of air
US20070145166A1 (en) * 2003-12-15 2007-06-28 Andrzej Loreth Device and method for transport and cleaning of air
JP2011175949A (en) * 2010-01-26 2011-09-08 Akio Katano Ion/ozone wind generation device
RU2721310C2 (en) * 2015-07-30 2020-05-18 Смитс Детекшн-Уотфорд Лимитед Apparatus and methods of separating ions, in particular using an ims-spectrometer using an ion gate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4812711A (en) * 1985-06-06 1989-03-14 Astra-Vent Ab Corona discharge air transporting arrangement
RU2039403C1 (en) * 1987-07-03 1995-07-09 Астра-Вент АБ Device for transportation and simultaneous purification of air
US20070145166A1 (en) * 2003-12-15 2007-06-28 Andrzej Loreth Device and method for transport and cleaning of air
JP2011175949A (en) * 2010-01-26 2011-09-08 Akio Katano Ion/ozone wind generation device
RU2721310C2 (en) * 2015-07-30 2020-05-18 Смитс Детекшн-Уотфорд Лимитед Apparatus and methods of separating ions, in particular using an ims-spectrometer using an ion gate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hsu et al. Analysis of the cathode region of a free‐burning high intensity argon arc
EP1009958B1 (en) Improved vacuum diode heat pump
US6996972B2 (en) Method of ionizing a liquid propellant and an electric thruster implementing such a method
US5699668A (en) Multiple electrostatic gas phase heat pump and method
Maksimovic et al. A kinetic model of the solar wind with Kappa distribution functions in the corona.
US7159646B2 (en) Electrohydrodynamically (EHD) enhanced heat transfer system and method with an encapsulated electrode
CN106847661B (en) A kind of plasma source and coating machine
US5284692A (en) Electrostatic evacuated insulating sheet
Charrada et al. Two-temperature, two-dimensional fluid modelling of mercury plasma in high-pressure lamps
LV10932B (en) Procedure and apparatus for the purification of air,flue gases or equivalent
RU2804052C1 (en) Device for organizing gas flow on insulated conductive layer, device for organizing gas flow in closed loop and method for organizing current in gas using these devices
WO2018013562A1 (en) Systems, methods and/or apparatus to transport, harvest and/or store thermal energy
US4523112A (en) Electrothermodynamic (ETD) power converter with conical jet
Vysikaylo et al. Determination of the Sun's charge by the parameters of heavy ions in the solar wind
Varentsov et al. A cooler for intense low-energy ion beams
RU2808779C1 (en) Device for managing gas flow in open gas circuit on insulated current conductor(s), device for managing gas flow along insulated conductor, without outer shell of gas channel, and method for managing current in gas using said devices
US3683214A (en) Heat pipe electrogasdynamic converter
JP2003519769A (en) Cooling system
RU2783920C1 (en) Aircraft with an electrostatic generator for power supply of a thermoelectric semiconductor refrigerator - a heat pump
US20090009923A1 (en) Refrigerating chamber ion engine which produces cold air and attracts static electricity and its positively charged ion molecules inside of this retain ionization accelerator chamber. This acts like a super conductive magnet swarming inside of the cold air without neutralizing its energy and retains its force. Thermal ionized air is and even stronger super conductive magnet which this field or swarm of positively charged ion molecules swarm to and follows. Once substantial energy is stored within this field of cold air the heated ionized air particles matching the outside air temperature is
US3122660A (en) High-voltage electrostatic generator
US3475917A (en) Electrostatic cleaner application
Fitch et al. Enhanced charging of fine particles by electrons in pulse-energised electrical precipitators
Filippov et al. Screening of a moving charge in a nonequilibrium plasma
JP2018091497A (en) Heat exchange ventilator