[go: up one dir, main page]

RU201277U1 - ELECTROSTATIC FILTER - Google Patents

ELECTROSTATIC FILTER Download PDF

Info

Publication number
RU201277U1
RU201277U1 RU2020131076U RU2020131076U RU201277U1 RU 201277 U1 RU201277 U1 RU 201277U1 RU 2020131076 U RU2020131076 U RU 2020131076U RU 2020131076 U RU2020131076 U RU 2020131076U RU 201277 U1 RU201277 U1 RU 201277U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
electrostatic
air
charging unit
hexaboride
Prior art date
Application number
RU2020131076U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Валентинович Балуев
Владимир Геннадьевич Юртаев
Борис Викторович Мызников
Original Assignee
Андрей Валентинович Балуев
Владимир Геннадьевич Юртаев
Борис Викторович Мызников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Валентинович Балуев, Владимир Геннадьевич Юртаев, Борис Викторович Мызников filed Critical Андрей Валентинович Балуев
Priority to RU2020131076U priority Critical patent/RU201277U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU201277U1 publication Critical patent/RU201277U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/12Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by separation of ionising and collecting stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y02A50/2351Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Landscapes

  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к технике кондиционирования и очистки воздуха в бытовых и производственных условиях, а именно к электростатическим фильтрам для очистки воздуха, включающим в себя корпус, содержащий входное окно, выходное окно, фильтр и вентилятор, в корпусе образована камера облучения, имеющая блок электростатической зарядки, блок осаждения заряженных частиц. Устройство может эффективно быть использовано для очистки воздуха от твердых частиц, спор, микроорганизмов, атомов, молекул и ионов многих вредных веществ в системах вентиляции и помещениях. Согласно полезной модели внутренняя поверхность корпуса и камеры облучения покрыта материалом, отражающим световое излучение, а внутри корпуса перед выходным поглотительным воздуховодом расположены эмиттер и осадительный электрод, соединенный с заземлением через источник напряжения, при этом осадительный электрод, эмиттер и поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны выполнены из материала или покрыты материалом, химически инертным по отношению к веществам атмосферного воздуха и имеющего работу выхода электрона менее или равно 3,10 эВ у материала эмиссионного электрода и более 6 эВ у покрытия осадительных электродов и внутренней поверхности корпуса. Эмиттер может быть выполнен в виде игольчатых, проволочных, порошковых и других видов структур, имеющих минимальный радиус кривизны поверхности, что позволяет значительно уменьшить эффективную работу выхода электрона. Осадительный электрод имеет отверстия для прохождения воздуха. Поскольку осадительный электрод заземлен, то устройство обогащает проходящие через него воздух отрицательными аэроионами, вследствие того, что поверхность Земли заряжена отрицательно. Достигаемый технический результат – повышение эффективности очистки, обеззараживания и повышения качества обработанного воздуха за счет нейтрализации вредных положительно заряженные легких и тяжелых аэроионов воздуха и очищение его от пыли и спор.The utility model relates to the technique of air conditioning and air purification in domestic and industrial conditions, namely, to electrostatic filters for air purification, including a housing containing an inlet window, an outlet window, a filter and a fan, an irradiation chamber is formed in the housing, which has an electrostatic charging unit , block of deposition of charged particles. The device can be effectively used to clean the air from solid particles, spores, microorganisms, atoms, molecules and ions of many harmful substances in ventilation systems and rooms. According to the utility model, the inner surface of the housing and the irradiation chamber is covered with a material that reflects light radiation, and inside the housing, in front of the output absorbing duct, there are an emitter and a collecting electrode connected to ground via a voltage source, while the collecting electrode, emitter and absorbing airway labyrinth screens are made of material or coated with a material chemically inert with respect to atmospheric air substances and having an electron work function less than or equal to 3.10 eV for the material of the emission electrode and more than 6 eV for the coating of collecting electrodes and the inner surface of the housing. The emitter can be made in the form of needle, wire, powder and other types of structures with a minimum radius of curvature of the surface, which can significantly reduce the effective work function of the electron. The collecting electrode has holes for air passage. Since the collecting electrode is grounded, the device enriches the air passing through it with negative air ions, due to the fact that the Earth's surface is negatively charged. The achieved technical result is an increase in the efficiency of purification, disinfection and improvement of the quality of treated air by neutralizing harmful positively charged light and heavy air ions and purifying it from dust and spores.

Description

Полезная модель относится к технике кондиционирования и очистки воздуха в бытовых и производственных условиях, а именно к электростатическим фильтрам для очистки воздуха, включающим в себя корпус, содержащий входное окно, выходное окно, фильтр и вентилятор, в корпусе образована камера облучения, имеющая блок электростатической зарядки, блок осаждения заряженных частиц. Устройство может эффективно быть использовано для очистки воздуха от твердых частиц, спор, микроорганизмов, атомов, молекул и ионов многих вредных веществ в системах вентиляции и помещениях.The utility model relates to the technique of air conditioning and air purification in domestic and industrial conditions, namely, to electrostatic filters for air purification, including a housing containing an inlet window, an outlet window, a filter and a fan, an irradiation chamber is formed in the housing, which has an electrostatic charging unit , block of deposition of charged particles. The device can be effectively used to clean the air from solid particles, spores, microorganisms, atoms, molecules and ions of many harmful substances in ventilation systems and rooms.

Уровень техники.State of the art.

Из уровня техники известен электростатический фильтр для очистки воздуха, включающий в себя корпус, содержащий входное окно, выходное окно, фильтр и вентилятор, в корпусе образована камера облучения, имеющая блок электростатической зарядки, блок осаждения заряженных частиц. (см. патент RU №125894, опубликован 20.03.2013 г.). В нем описано устройство для очистки воздуха, содержащее блок электростатической зарядки с коронирующими и установленными параллельно воздушному потоку пластинчатыми заземленными электродами и блок осаждения заряженных частиц, представляющий собой корпус, в полости которого установлен фильтрующий элемент, выполненный из пористого нетканого материала, состоящего из микронных и субмикронных синтетических волокон, обладающих дипольным моментом. Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению и взято за прототип к предлагаемому изобретению. An electrostatic filter for air purification is known from the prior art, which includes a housing containing an inlet window, an outlet window, a filter and a fan, an irradiation chamber is formed in the housing, which has an electrostatic charging unit, a charged particle deposition unit. (see patent RU No. 125894, published 03/20/2013). It describes an air purification device containing an electrostatic charging unit with corona-forming plate-type grounded electrodes installed parallel to the air flow and a charged particle deposition unit, which is a housing in the cavity of which a filter element is installed, made of a porous nonwoven material consisting of micron and submicron synthetic fibers with a dipole moment. This device is the closest in technical essence to the claimed invention and is taken as a prototype to the proposed invention.

Недостатком вышеописанного устройства, как и всех подобных, является создание поля коронного разряда для приобретения заряда взвешенных в воздухе частиц, что также является следствием озонирования очищаемого воздуха и вторичной ионизации кислорода воздуха. Озонация и вторичная ионизация кислорода воздуха создают вредные и некомфортные условия пребывания человека и животных в обрабатываемом помещении.The disadvantage of the above-described device, like all similar ones, is the creation of a corona discharge field for acquiring a charge of particles suspended in the air, which is also a consequence of the ozonization of the purified air and the secondary ionization of oxygen in the air. Ozonation and secondary ionization of air oxygen create harmful and uncomfortable conditions for humans and animals in the treated room.

То есть проблемой, на решение, которой направлена настоящая полезная модель, является повышение качества обработанного воздуха за счет полного отсутствия озонирования воздуха, качественной очистки воздуха от твердых частиц, спор, микроорганизмов, атомов, молекул и ионов многих вредных веществ, а также обеззараживание воздуха в системах вентиляции и помещениях.That is, the problem the solution to which the present utility model is directed is to improve the quality of the treated air due to the complete absence of ozonation of the air, high-quality air purification from particulate matter, spores, microorganisms, atoms, molecules and ions of many harmful substances, as well as disinfection of air in ventilation systems and rooms.

Раскрытие полезной модели.Disclosure of the utility model.

Настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить электростатический фильтр для очистки воздуха, включающий в себя корпус, содержащий входное окно, выходное окно, фильтр и вентилятор, в корпусе образована камера облучения, имеющая блок электростатической зарядки, блок осаждения заряженных частиц, позволяющий сгладить, по меньшей мере, один из указанных выше недостатков, а именно обеспечить повышение эффективности очистки, обеззараживания и повышения качества обработанного воздуха за счет нейтрализации вредных положительно заряженные лёгких и тяжелых аэроионов воздуха и очищение его от пыли и спор, что и является поставленной технической задачей. То есть задача - не допустить озонирования кислорода воздуха и расширить область применения электростатического фильтра за счет применения специально подобранных материалов для электродов блока электростатической зарядки и электродов блока осаждения заряженных частиц, а также применения вентилятора для принудительного прохождения воздуха через электростатический фильтр.The present utility model mainly aims to propose an electrostatic filter for air purification, which includes a housing containing an inlet window, an outlet window, a filter and a fan, an irradiation chamber is formed in the housing, which has an electrostatic charging unit, a charged particle deposition unit that allows , at least one of the above disadvantages, namely, to provide an increase in the efficiency of cleaning, disinfection and improvement of the quality of the treated air by neutralizing harmful positively charged light and heavy air ions and purifying it from dust and spores, which is the set technical task. That is, the task is to prevent ozonation of oxygen in the air and to expand the scope of the electrostatic filter through the use of specially selected materials for the electrodes of the electrostatic charging unit and the electrodes of the particle deposition unit, as well as the use of a fan for forced passage of air through the electrostatic filter.

Для достижения этой цели внутри корпуса находятся источник светового излучения и воздуховодные поглотительные лабиринты, при этом внутренняя поверхность камеры облучения покрыта материалом, отражающим световое излучение, причем электроды блока электростатической зарядки, и электроды блока осаждения заряженных частиц выполнены из материалов, химически инертных по отношению к веществам атмосферного воздуха и имеющих работу выхода электрона (АВ) менее или равную 3,10 эВ у материала покрытия электродов блока электростатической зарядки, а у покрытия электродов блока осаждения заряженных частиц и внутренней поверхности камера облучения АВ более 6 эВ. To achieve this goal, a light source and airway absorption labyrinths are located inside the housing, while the inner surface of the irradiation chamber is covered with a material that reflects light radiation, and the electrodes of the electrostatic charging unit and the electrodes of the charged particle deposition unit are made of materials that are chemically inert with respect to substances outside and having an electron work function (AV) of less than or equal to 3.10 eV for the coating material electrostatic charging unit electrodes, and the coating of the electrodes of charged particle precipitation unit and the inner surface of the irradiation chamber AB more than 6 eV.

В общем в качестве материала покрытия внутренней поверхности поглотительных воздуховодных лабиринтов используются материалы, поглощающие УФ излучение, в частности: карбид титана, карбид гафния, гексаборид лантана и т.д. (см. таблицу 1.).In general, UV absorbing materials such as titanium carbide, hafnium carbide, lanthanum hexaboride, etc. are used as the coating material for the inner surface of the absorption airway labyrinths. (see table 1.).

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность использовать внешний фотоэффект для эмиссии электронов с эмиттера и для зарядки и перезарядки твердых частиц, спор, микроорганизмов, атомов, молекул и ионов многих вредных веществ и использовать низкое напряжение на электродах электростатического фильтра, которое не будет приводить к образованию озона. а многократное отражение светового излучения от внутренних поверхностей камеры повышает эффективность внешнего фотоэффекта. Thanks to such an advantageous characteristic, it becomes possible to use the external photoelectric effect for the emission of electrons from the emitter and for charging and recharging solid particles, spores, microorganisms, atoms, molecules and ions of many harmful substances and use a low voltage on the electrostatic filter electrodes, which will not lead to the formation of ozone ... and multiple reflection of light radiation from the inner surfaces of the camera increases the efficiency of the external photoelectric effect.

Это дает повышение эффективности очистки, обеззараживания и повышения качества обработанного воздуха за счет нейтрализации вредных положительно заряженные лёгких и тяжелых аэроионов воздуха и очищение его от пыли и спор. Это достигается, в частности, вследствие того, что в установке для увеличения эмиссии электронов с отрицательного электрода кроме разности потенциалов, подаваемые на электроды, используется также внешний фотоэффект и подбираются химически инертные материалы с минимальной работой выхода электрона, что позволяет значительно понижать рабочее напряжение у электродов электростатического пылеулавливателя.This improves the efficiency of cleaning, disinfection and improving the quality of the treated air by neutralizing harmful positively charged light and heavy air ions and cleansing it of dust and spores. This is achieved, in particular, due to the fact that in the installation for increasing the emission of electrons from the negative electrode, in addition to the potential difference supplied to the electrodes, an external photoelectric effect is also used and chemically inert materials with a minimum work function of the electron are selected, which allows a significant decrease in the operating voltage at the electrodes electrostatic dust collector.

Ионизация достигается за счет эмиссии электронов под действием фотоэффекта и подачи напряжения на электроды, необходимым условием которого являются электроды со специально подобранными характеристиками, которые подсвечиваются специальной лампой с максимумом излучения в интервале от 400 нм до 420 нм, что соответствует энергии квантов 2,95-3,10 эВ, приходящейся на фиолетовую часть спектра видимого света. В частности, в качестве источника света можно использовать различные светодиодные лампы. Ионизированные частицы, молекулы, атомы и ионы заряжаются и перезаряжаются от эмиссионного электрода, оседают и разряжаются на положительно заряженном электроде. Возможен также вариант использования безозоновых ультрафиолетовых ламп, выполненных с максимумом коротковолнового ультрафиолетового излучения при 253,7 нм, что соответствует энергии кванта света 4,9 эВ, и снабженных колбой, состоящей из стекла, отфильтровывающего спектральную линию в 185 нм, то есть квантов при взаимодействии, с которыми образуется озон.Ionization is achieved due to the emission of electrons under the action of the photoelectric effect and the supply of voltage to the electrodes, a prerequisite for which are electrodes with specially selected characteristics, which are illuminated by a special lamp with a maximum radiation in the range from 400 nm to 420 nm, which corresponds to a quantum energy of 2.95-3 , 10 eV, falling on the violet part of the spectrum of visible light. In particular, various LED lamps can be used as the light source. Ionized particles, molecules, atoms and ions are charged and recharged from the emission electrode, deposited and discharged on the positively charged electrode. It is also possible to use ozone-free ultraviolet lamps, made with a maximum of short-wave ultraviolet radiation at 253.7 nm, which corresponds to a light quantum energy of 4.9 eV, and equipped with a flask consisting of glass filtering out a spectral line at 185 nm, that is, quanta during interaction with which ozone is formed.

Повышение эффективности обеззараживания и повышение качества обработанного воздуха происходит также за счет нейтрализации вредных, положительно заряженных аэроионов и того, что микроорганизмы относятся к кумулятивным фотобиологическим приемникам, а, следовательно, бактерицидная эффективность обеззараживания воздуха пропорциональна времени облучения и, в конечном счете, определяется дозой облучения. В данной полезной модели это достигается за счет многократного отражения ультрафиолетового излучения от внутренних поверхностей камеры. An increase in the efficiency of disinfection and an improvement in the quality of the treated air also occurs due to the neutralization of harmful, positively charged air ions and the fact that microorganisms belong to cumulative photobiological receivers, and, therefore, the bactericidal efficiency of air disinfection is proportional to the exposure time and, ultimately, is determined by the radiation dose. In this utility model, this is achieved by multiple reflections of ultraviolet radiation from the inner surfaces of the camera.

Эмиттер может быть выполнен в виде игольчатых, проволочных, порошковых и других видов структур, имеющих минимальный радиус кривизны поверхности, что позволяет значительно уменьшить работу выхода электрона.The emitter can be made in the form of needle, wire, powder and other types of structures with a minimum radius of curvature of the surface, which can significantly reduce the work function of the electron.

Осадительный электрод имеет отверстия для прохождения воздуха.The collecting electrode has holes for air passage.

Работа выхода электрона в вакууме при фотоэффекте рассчитывается из формул,

Figure 00000001
Electron work function in vacuo in the photoelectric effect is calculated from the formulas
Figure 00000001

где– энергия кванта,

Figure 00000002
кинетическая энергия электрона.where is the energy of the quantum,
Figure 00000002
kinetic energy of an electron.

Для нормальных атмосферных условий hν может быть меньше на величину сродства к электрону молекул кислорода, углекислого газа и воды, то есть на 0,44 эВ, 0,51 эВ, 0,8 эВ соответственно. Например, карбид гафния может уже ионизироваться при 1,6 эВ в сродстве эмиссионных электронов с молекулами кислорода, образовывая отрицательные аэроионы кислорода воздуха.For normal atmospheric conditions, hν can be less by the electron affinity of oxygen, carbon dioxide and water molecules, that is, by 0.44 eV, 0.51 eV, 0.8 eV, respectively. For example, hafnium carbide can already ionize at 1.6 eV in the affinity of emission electrons with oxygen molecules, forming negative air ions of oxygen in the air.

Отличием съёмного электростатического фильтра от аналогов является то, что эмиссия электронов с отрицательного электрода осуществляется в основном за счет фотоэффекта и исполнение эмиттера и осадительного электрода фильтра. Эмиттер выполнен из материала или его поверхность покрыта материалом, у которого значение работы выхода электрона менее или равно 3,10 эВ, например титан, покрытый карбидом титана, а осадительные положительные электроды выполнены из материала или их поверхность покрыта материалом, у которого значение работы выхода электрона существенно более 6 эВ, в частности хорошими характеристиками обладает алюминий, покрытый AL2O3 АВ = 7,35 эВ.. При таких значениях Al2O3 не поглощает, а отражает максимум излучения с энергией квантов 4,9 эВ, а также на нем не происходит вторичной эмиссии электронов.The difference between a removable electrostatic filter and analogs is that the emission of electrons from the negative electrode is carried out mainly due to the photoelectric effect and the design of the emitter and collecting electrode of the filter. The emitter is made of a material or its surface is covered with a material in which the value of the electron work function is less than or equal to 3.10 eV, for example, titanium coated with titanium carbide, and the deposition positive electrodes are made of a material or their surface is covered with a material in which the value of the electron work function significantly more than 6 eV, in particular, aluminum coated with AL 2 O 3 A B = 7.35 eV has good characteristics. At these values, Al 2 O 3 does not absorb, but reflects the maximum radiation with a photon energy of 4.9 eV, and there is no secondary electron emission on it.

Эмиссионные электроды должны быть химически инертны по отношению к веществам атмосферного воздуха. Использование таких материалов при производстве электродов позволяет использовать фотоэффект и тем самым значительно снизить вольтаж источника постоянного тока, используемого для ионизации и фильтрации воздуха, а также снизить или исключить озонацию воздуха и его вторичную ионизацию.Emission electrodes must be chemically inert with respect to atmospheric substances. The use of such materials in the manufacture of electrodes makes it possible to use the photoelectric effect and thereby significantly reduce the voltage of the direct current source used for ionization and filtration of air, as well as reduce or eliminate air ozonation and its secondary ionization.

Для покрытия эмиттера подходят материалы, представленные в таблице 1. The materials shown in Table 1 are suitable for coating the emitter.

Таблица 1. Table 1.

МатериалMaterial AВ (эВ)A B (eV) Карбид гафния (HfC)Hafnium carbide (HfC) 2,042.04 Диборид скандия (ScB2) Scandium diboride (ScB 2 ) 2,30 - 2,902.30 - 2.90 Карбид ниобия (NbC)Niobium carbide (NbC) 2,242.24 Карбид тантала (TaC)Tantalum Carbide (TaC) 3,03-3,103.03-3.10 Карбид титана (TiC) 2,35-3,1 (порошкообразный)Titanium Carbide (TiC) 2.35-3.1 (Powdered) 2,35-3,102.35-3.10 Оксид титана (TiO)Titanium oxide (TiO) 2,96-3,102.96-3.10 Диборид вольфрама (WB2)Tungsten diboride (WB 2 ) 2,622.62 Карбид циркония (ZrC) (порошкообразный)Zirconium carbide (ZrC) (powder) 2,20 -3,052.20 -3.05 Карбид вольфрама (W2C)Tungsten carbide (W 2 C) 2,602.60 Гексаборид церия (CeB6)Cerium Hexaboride (CeB 6 ) 2,592.59 Гексаборид скандия (ScB6)Scandium hexaboride (ScB 6 ) 2,962.96 Гексаборид гадолиния (GdB6)Gadolinium Hexaboride (GdB 6 ) 2,052.05 Гексаборид иттрия (YB6)Yttrium hexaboride (YB 6 ) 2,222.22 Гексаборид лантана (LaB6)Lanthanum Hexaboride (LaB 6 ) 2,682.68 Гексаборид стронция (SrB6)Strontium hexaboride (SrB 6 ) 2,962.96

Существует вариант исполнения полезной модели, в котором источник светового излучения выполнен с возможностью создания максимума излучения в интервале от 400 нм до 420 нм.There is a variant of the utility model, in which the light source is configured to create a maximum radiation in the range from 400 nm to 420 nm.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность максимально улучшить очистные характеристика устройства. Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible to maximize the cleaning performance of the device.

Существует вариант исполнения полезной модели, в котором источник светового излучения выполнен в виде безозоновой ультрафиолетовой лампы, выполненной с максимумом коротковолнового ультрафиолетового излучения при 253,7 нм, что соответствует энергии кванта света 4,9 эВ, и снабженной колбой, выполненной стекла, отфильтровывающего спектральную линию в 185 нм, то есть квантов при взаимодействии с которыми образуется озонThere is a variant of the utility model, in which the light source is made in the form of an ozone-free ultraviolet lamp, made with a maximum of short-wave ultraviolet radiation at 253.7 nm, which corresponds to a light quantum energy of 4.9 eV, and equipped with a bulb made of glass that filters out the spectral line at 185 nm, that is, quanta when interacting with which ozone is formed

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность исключить озонацию воздуха.Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible to exclude air ozonation.

Существует вариант исполнения полезной модели, в котором блок электростатической зарядки соединен с источником напряжения через регулятор напряжения.There is an embodiment of the utility model in which the electrostatic charging unit is connected to a voltage source through a voltage regulator.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность регулировать напряжение.Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible to regulate the voltage.

Существует вариант исполнения полезной модели, в котором внутренняя поверхность камеры облучения и поверхность осадительного электрода покрыта алюминием.There is a variant of the utility model, in which the inner surface of the irradiation chamber and the surface of the collecting electrode are coated with aluminum.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность использовать дешевый и доступный материал с необходимыми характеристиками. Алюминий обладает хорошей способностью отражать ультрафиолетовое излучение, вследствие того, что у Al2O3 АВ = 7,35 эВ, а максимально возможная энергия квантов в камере облучения равна 6,3 эВ.Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible to use a cheap and affordable material with the required characteristics. Aluminum has a good ability to reflect ultraviolet radiation, due to the fact that Al 2 O 3 A B = 7.35 eV, and the maximum possible energy of quanta in the irradiation chamber is 6.3 eV.

Существует еще один вариант исполнения полезной модели, в котором в качестве материала покрытия эмиссионного электрода выбран материал, имеющий работу выхода электрона менее или равно 3,1 эВ.There is another embodiment of the utility model, in which a material having an electron work function of less than or equal to 3.1 eV is selected as the coating material for the emission electrode.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность максимально использовать для ионизации энергию квантов видимого света и ультрафиолетового излучения, уменьшающуюся в процессе отражения и частичного поглощения. Например, для карбида гафния от 4,9 эВ до 2,04 эВ, что соответствует оранжевой части спектра видимого света.Thanks to such an advantageous characteristic, an alternative opportunity appears to maximize the use of the energy of quanta of visible light and ultraviolet radiation for ionization, which decreases in the process of reflection and partial absorption. For example, for hafnium carbide from 4.9 eV to 2.04 eV, which corresponds to the orange part of the visible light spectrum.

Существует, кроме того, и такой вариант исполнения полезной модели, в котором качестве материала покрытия электродов блока электростатической зарядки выбран один из следующих материалов: диборид скандия, карбид ниобия, карбид титана, окись титана, диборид вольфрама, карбид гафния, гексаборид церия, гексаборид скандия, гексаборид гадолиния, гексаборид иттрия, гексаборид лантана, гексаборид стронция. In addition, there is such a variant of the utility model, in which one of the following materials is selected as the coating material for the electrodes of the electrostatic charging unit: scandium diboride, niobium carbide, titanium carbide, titanium oxide, tungsten diboride, hafnium carbide, cerium hexaboride, scandium hexaboride , gadolinium hexaboride, yttrium hexaboride, lanthanum hexaboride, strontium hexaboride.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность использовать материалы химически инертные, не токсичные, с проверенными характеристиками, некоторые из них относительно дешевые, например, карбид титана, гексаборид церия, гексаборид иттрия и диборид вольфрама. Thanks to this advantageous characteristic, there is an alternative opportunity to use materials that are chemically inert, non-toxic, with proven characteristics, some of which are relatively cheap, for example, titanium carbide, cerium hexaboride, yttrium hexaboride and tungsten diboride.

Существует и такой вариант исполнения полезной модели, в котором в качестве материала электродов блока электростатической зарядки выбран титан или другой стойкий метал, а в качестве материала покрытия электродов блока электростатической зарядки выбран один из следующих материалов: карбид титана, гексаборид церия, гексаборид иттрия, гексаборид лантана и диборид вольфрама.There is also such a variant of the utility model, in which titanium or another resistant metal is chosen as the material of the electrodes of the electrostatic charging unit, and one of the following materials is chosen as the coating material for the electrodes of the electrostatic charging unit: titanium carbide, cerium hexaboride, yttrium hexaboride, lanthanum hexaboride and tungsten diboride.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность наиболее эффективной эмиссии электронов с отрицательных электродов по сравнению с другими материалами. This advantageous characteristic provides an alternative opportunity for the most efficient emission of electrons from negative electrodes in comparison with other materials.

Существует и такой вариант исполнения полезной модели, в котором покрытие электродов блока электростатической зарядки выполнено из материала, применяемого для покрытия фотокатодов с большим квантовым выходом и с нанесением на него тонкой пленкой химически инертного вещества, прозрачного для УФ, видимой и ближней инфракрасной областей спектра, имеющего квантовый выход (Ɣ) от 0,05 до 0,5. К примеру, покрытие фотокатода, выполненное из Cs3Sb с длиной волны 620-720 нм, квантовый выход (Ɣ) от 0,2 до 0,25; покрытие фотокатода, выполненное из К2CsSb – длина волны 650-700 нм, квантовый выход от 0,3 до 0,4; покрытие фотокатода, выполненное из GaAsP-Cs длинна волны 680 нм, квантовый выход 0,5.There is also such a variant of the utility model, in which the coating of the electrodes of the electrostatic charging unit is made of a material used to cover photocathodes with a high quantum yield and with a thin film of a chemically inert substance transparent to the UV, visible and near-infrared regions of the spectrum. quantum yield (Ɣ) from 0.05 to 0.5. For example, a photocathode coating made of Cs 3 Sb with a wavelength of 620-720 nm, a quantum yield (Ɣ) from 0.2 to 0.25; photocathode coating made of K 2 CsSb - wavelength 650-700 nm, quantum yield from 0.3 to 0.4; photocathode coating made of GaAsP-Cs, wavelength 680 nm, quantum yield 0.5.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность использовать материалы, применяемые для покрытия фотокатодов, в том числе с отрицательным сродством к электрону (О.С.Э.) с квантовым выходом (Ɣ) значительно превосходящим Ɣ у других полупроводников, что позволяет генерировать относительно большой ток эмиссионных электронов. В качестве защитной плёнки эмиттера можно использовать кварцевые стекла КО1; органические проводящие полимеры: полиацетилен, полипиррол, полианилин, поликарбазол и другие хорошо изученные полимеры, используемые в солнечных элементах. Установлено, что ванадиевые стекла обладают электронной проводимостью – ионную проводимость установить не удалось. В качестве плёнки можно использовать золото, толщиной плёнки 5 нм, у которой спектральный коэффициент пропускания квантов с длиной волны от 253,6 нм до 643,8 нм находится в пределах от 0,542 до 0,690.Thanks to such an advantageous characteristic, it becomes possible to use materials used for coating photocathodes, including those with a negative electron affinity (OSE) with a quantum yield (Ɣ) significantly superior to that of other semiconductors, which makes it possible to generate a relatively large emission current electrons. Quartz glasses KO1 can be used as a protective film for the emitter; organic conductive polymers: polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polycarbazole and other well-studied polymers used in solar cells. It has been established that vanadium glasses have electronic conductivity - the ionic conductivity has not been established. As a film, you can use gold, with a film thickness of 5 nm, in which the spectral transmittance of quanta with a wavelength of 253.6 nm to 643.8 nm is in the range from 0.542 to 0.690.

Существует и такой вариант исполнения полезной модели, в котором качестве защитной плёнки электродов блока электростатической зарядки выбран один из следующих материалов: золото, осмий, родий, рутений, серебро, толщиной пленки меньшей или равной 5 нм.There is also such a variant of the utility model, in which one of the following materials is selected as a protective film for electrodes of the electrostatic charging unit: gold, osmium, rhodium, ruthenium, silver, with a film thickness less than or equal to 5 nm.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность использования материалов. Thanks to this advantageous characteristic, an alternative possibility of using the materials appears.

Существует и такой вариант исполнения полезной модели, в котором внутри корпуса располагается увлажнитель, то есть емкость с открытой поверхностью.There is also a variant of the utility model, in which a humidifier is located inside the body, that is, a container with an open surface.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность значительного увеличения эмиссии электронов с эмиттера, поскольку при адиабатическом расширении водяного пара он охлаждается и становится пересыщенным с дальнейшим образованием капелек тумана на центрах конденсации: твердых частицах, спорах, микроорганизмах и ионах. Этот туман хорошо ионизирует эмиттер, так как сродство к электрону поверхности капелек воды равно 6 эВ.Thanks to such an advantageous characteristic, it becomes possible to significantly increase the emission of electrons from the emitter, since during the adiabatic expansion of water vapor it cools and becomes supersaturated with further formation of fog droplets on condensation centers: solid particles, spores, microorganisms, and ions. This fog ionizes the emitter well, since the electron affinity of the surface of water droplets is 6 eV.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:Other distinctive features and advantages of the utility model clearly follow from the description given below by way of illustration and not being limiting, with references to the accompanying drawings, in which:

- фиг. 1 изображает устройство электростатического фильтра и схему подключения устройства через электрическую сеть общего назначения- fig. 1 depicts an electrostatic filter device and a diagram for connecting the device through a general-purpose electrical network.

- фиг. 2 изображает съемный осадительный электрод,- fig. 2 shows a removable collecting electrode,

- фиг. 3 изображает график поля в зависимости от расстояния от эмитирующей поверхности.- fig. 3 is a plot of the field versus distance from the emitting surface.

На фигурах обозначено: The figures indicate:

1 – корпус1 - case

2 – камера облучения2 - irradiation chamber

3 – входное окно 3 - entrance window

4 – выходное окно4 - exit window

5 – входной воздуховодный лабиринт5 - entrance airway labyrinth

6 – выходной воздуховодный лабиринт6 - exit airway labyrinth

7 – вентилятор7 - fan

8 – эмиттер 8 - emitter

9 - фильтр9 - filter

10 – источник светового излучения 10 - light source

11 – осадительный электрод11 - collecting electrode

12 – источник напряжения12 - voltage source

13 – воздуховодные отверстия осадительного электрода13 - airway holes of the collecting electrode

Согласно фигуре 1 электростатический фильтр, включает в себя корпус 1, в котором образована камера облучения 2, внутренняя поверхность которой покрыта материалом, отражающее световое излучений, воздуховодные лабиринты 5 и 6, вентилятор 7, блок электростатической зарядки (эмиттер) 8, фильтр 9, источник светового излучения 10, блок осаждения заряженных частиц (осадительный электрод) 11 и источник напряжения 12.According to figure 1, an electrostatic filter includes a housing 1 in which an irradiation chamber 2 is formed, the inner surface of which is covered with a material that reflects light radiation, airway labyrinths 5 and 6, a fan 7, an electrostatic charging unit (emitter) 8, a filter 9, a source light radiation 10, a unit for deposition of charged particles (collecting electrode) 11 and a voltage source 12.

Внутренняя поверхность камеры облучения 2 покрыта материалом, отражающим световое излучение, а внутри корпуса 1 расположен эмиттер 8, соединенный с заземлением или выводом в наружную среду через источник напряжения 12, при этом эмиттер 8, осадительный электрод 11, воздуховодные лабиринты 5 и 6 внутренняя поверхность которых покрыта материалом, химически инертным по отношению к веществам атмосферного воздуха и имеющего работу выхода электрона равную или менее 3,1 эВ у покрытия эмиссионных электродов, а у покрытия внутренней поверхности камеры облучения и у поверхности осадительного электрода более 6 эВ.The inner surface of the irradiation chamber 2 is covered with a material that reflects light radiation, and inside the housing 1 there is an emitter 8 connected to ground or output to the external environment through a voltage source 12, while the emitter 8, the collecting electrode 11, the airway labyrinths 5 and 6 of which the inner surface Coated with a material chemically inert with respect to atmospheric air substances and having an electron work function equal to or less than 3.1 eV for the coating of emission electrodes, and more than 6 eV for the coating of the inner surface of the irradiation chamber and at the surface of the collecting electrode.

Эмиттер 8 и осадительный электрод соединены с корпусом 1 и камерой облучения 2 через изоляторы.The emitter 8 and the collecting electrode are connected to the housing 1 and the irradiation chamber 2 through insulators.

Внутренняя поверхность камеры облучения может быть покрыта алюминием.The inner surface of the irradiation chamber can be coated with aluminum.

В качестве материала покрытия эмиттера может быть выбран один из следующих материалов: карбид гафния, диборид скандия, карбид ниобия, карбид тантала, карбид титана (порошкообразный), оксид титана, диборид вольфрама, карбид циркония (порошкообразный), карбид вольфрама, гексаборид церия, гексаборид скандия, гексаборид гадолиния, гексаборид иттрия, гексаборид лантана, гексаборид стронция,One of the following materials can be selected as the emitter coating material: hafnium carbide, scandium diboride, niobium carbide, tantalum carbide, titanium carbide (powder), titanium oxide, tungsten diboride, zirconium carbide (powder), tungsten carbide, cerium hexaboride, hexaboride scandium, gadolinium hexaboride, yttrium hexaboride, lanthanum hexaboride, strontium hexaboride,

Осадительный электрод может быть выполнен из алюминия.The collecting electrode can be made of aluminum.

Для регулярного обслуживания корпус 1 устройства выполнен разборным, а осадительный электрод съёмным.For regular maintenance, the body 1 of the device is collapsible, and the collecting electrode is removable.

Осуществление полезной модели.Implementation of the utility model.

Фильтр электростатический работает следующим образом. (Приводится не ограничивающий применения полезной модели пример работы устройства).  The electrostatic filter works as follows. (An example of the device operation is given, which does not limit the application of the utility model).

Этап 1. Забираемый из помещения через входное окно 3 воздух очищается от пыли в фильтре очистки воздуха общего назначения 9.Stage 1. Air taken from the room through the inlet window 3 is cleaned of dust in a general-purpose air purification filter 9.

Этап 2. Далее он проходит через входные воздуховодные лабиринты 5.Stage 2. Then he goes through the entrance airway labyrinths 5.

Этап 3. Воздух поступает в камеру облучения 2 и происходит через эмиттер, где молекулы кислорода, углекислого газа и воды, а также твердые частицы, споры, микроорганизмы, атомы, молекулы и ионы многих вредных веществ заряжаются и перезаряжаются эмиссионными электронами. Stage 3. Air enters the irradiation chamber 2 and passes through the emitter, where molecules of oxygen, carbon dioxide and water, as well as solid particles, spores, microorganisms, atoms, molecules and ions of many harmful substances are charged and recharged by emission electrons.

Этап 4. Далее заряженные и перезаряженные эмиссионными электронами твердые частицы, споры, микроорганизмы, атомы, молекулы и ионы многих вредных веществ разряжаются и адсорбируются на осадительном электроде, а молекулы кислорода, углекислого газа и воды становятся нейтральными.Stage 4. Further, solid particles, spores, microorganisms, atoms, molecules and ions of many harmful substances charged and recharged by emission electrons are discharged and adsorbed on the collecting electrode, and the molecules of oxygen, carbon dioxide and water become neutral.

Этап 5. Очищенный воздух проходит через выходные воздуховодные лабиринты 6 и под действием вентилятора 7 направляется в помещение. Stage 5. The purified air passes through the outlet air duct labyrinths 6 and is directed into the room under the action of the fan 7.

Входные и выходные воздуховодные лабиринты 5 и 6 препятствуют попаданию ультрафиолетового излучения в помещение, что позволяет во время работы электростатического фильтра находиться в помещении людям.The inlet and outlet air duct labyrinths 5 and 6 prevent the penetration of ultraviolet radiation into the room, which allows people to be in the room during the operation of the electrostatic filter.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Электростатический фильтр может быть осуществлен специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включённого в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели, а также критерию «полнота раскрытия» для полезной модели.The electrostatic filter can be practiced by a person skilled in the art and, when implemented, provides the claimed purpose. The possibility of implementation by a specialist in practice follows from the fact that for each feature included in the formula of a utility model on the basis of the description, a material equivalent is known, which allows us to conclude that the criterion "industrial applicability" for the utility model, as well as the criterion "completeness of disclosure" for utility model.

Предлагаемое устройство имеет также дополнительные преимущества, выраженные в том, что: The proposed device also has additional advantages, expressed in the fact that:

1. В устройстве за счет фотоэффекта генерируется дополнительная Э.Д.С. примерно равная hν/ē, где hν берется в электронвольтах. Эта Э.Д.С. остается и при отключённом источнике напряжении на электродах, но при включенных ультрафиолетовых лампах.1. An additional EDC is generated in the device due to the photoelectric effect. approximately equal to hν / ē, where hν is taken in electron volts. This E.D.S. remains even when the voltage source on the electrodes is turned off, but when the ultraviolet lamps are on.

2. Генерируется дополнительная Э.Д.С. между противоположными остриями эмиттера за счет эффекта увлечения свободных носителей заряда фотонами. Установлено, что если вдоль стержня из полупроводника проходит пучок излучения, то в этом стержне в продольном направлении возникнет фото Э.Д.С., создающая разность потенциалов V.2. An additional EDC is generated. between opposite tips of the emitter due to the effect of dragging free charge carriers by photons. It was found that if a beam of radiation passes along a semiconductor rod, then in this rod in the longitudinal direction a photo of the EDC will appear, creating a potential difference V.

V= -W0/cen,V = -W 0 / cen,

где W0 мощность излучения в пучке на единицу площади,where W 0 is the radiation power in the beam per unit area,

n - концентрация электронов,n is the concentration of electrons,

е – заряд электрона,e is the electron charge,

с - скорость света.c is the speed of light.

3. Бактерицидная эффективность предлагаемой полезной модели значительно выше, чем у ультрафиолетовых бактерицидных рециркуляторов при условии использовании УФ лампы в качестве источника светового излучения. Уничтожение микроорганизмов происходит на осадительном электроде, что значительно увеличивает время нахождения микроорганизмов под действием УФ излучения и отрицательных аэроионов.3. The bactericidal efficiency of the proposed utility model is significantly higher than that of ultraviolet bactericidal recirculators, provided that a UV lamp is used as a source of light radiation. Destruction of microorganisms occurs on the precipitation electrode, which significantly increases the residence time of microorganisms under the influence of UV radiation and negative air ions.

4. Поскольку осадительный электрод заземлен, то устройство обогащает проходящие через него воздух отрицательными аэроионами, вследствие того, что поверхность Земли заряжена отрицательно.4. Since the collecting electrode is grounded, the device enriches the air passing through it with negative air ions, due to the fact that the Earth's surface is negatively charged.

Потребляемая мощность устройства зависит главным образом от мощности источника света и мощности вентилятора. The power consumption of the device depends mainly on the power of the light source and the power of the fan.

У встроенного электростатического пылеулавливателя напряжение тока от 36 В до 220 В, в зависимости от вариантов компоновки. В качестве заземления, в помещениях, можно использовать заземление электрической сети общего назначения, если оно присутствует.The built-in electrostatic dust collector has a current voltage of 36 V to 220 V, depending on the layout options. As a grounding, in rooms, you can use the grounding of the general purpose electrical network, if present.

Электрический ток эмиссионных электронов, генерируемых эмиттером, составляет от 1 мкА до 15 мкА, в зависимости от регулировки. Источником постоянного напряжения могут служить как автономные источники - первичные источники тока, аккумуляторные батареи, так и электрическая сеть общего назначения. Материал заземления, контактирующего с внешней средой, выбирается из соображения инертности и максимального сродства к электрону, в частности, алюминий с оксидной пленкой Al2O3 с АВ = 7,35 эВ для атмосферы и медь, никель или платина для контакта с поверхностью земли или воды. The electric current of the emission electrons generated by the emitter is between 1 μA and 15 μA, depending on the setting. The source of constant voltage can be both autonomous sources - primary current sources, storage batteries, and a general-purpose electrical network. The grounding material in contact with the external environment is selected for reasons of inertness and maximum electron affinity, in particular, aluminum with an Al 2 O 3 oxide film with A B = 7.35 eV for the atmosphere and copper, nickel or platinum for contact with the earth's surface or water.

Спектральный коэффициент отражения Al с оксидной пленкой Al2O3 ближнего УФ излучения с энергией квантов от 3,10 эВ до 4,9 эВ и видимого света находится в пределах от 0,80 до 0,93. Кроме того, коэффициент отражения в видимой и ближней УФ областях велик и лишь малая часть поглощается материалом.The spectral reflectance of Al with an Al 2 O 3 oxide film of near-UV radiation with a quantum energy of 3.10 eV to 4.9 eV and visible light is in the range from 0.80 to 0.93. In addition, the reflectivity in the visible and near UV regions is high and only a small part is absorbed by the material.

Квантовым выходом (Ɣ) называется число эмитированных электронов в расчете на один фотон, падающих на поверхность тела.Quantum yield (Ɣ) is the number of emitted electrons per photon incident on the surface of the body.

В видимой и ближней УФ областях Ɣ меньше или равно 0,001 электрон/фотон. С учетом многократного отражения в данной установке квантовый выход Ɣ значительно увеличивается, а принимая во внимание подачу отрицательного потенциала на электроды, Ɣ повышается еще больше, в зависимости от величины напряжения.In the visible and near UV regions, Ɣ is less than or equal to 0.001 electron / photon. Taking into account multiple reflections in this installation, the quantum efficiency Ɣ increases significantly, and taking into account the supply of negative potential to the electrodes, Ɣ increases even more, depending on the voltage value.

Энергия сродства к электрону положительна у молекулы кислорода и равна 0,44 эВ, у молекулы воды равна 0,8 эВ, а у углекислого газа равна 0,51 эВ и отсутствует или отрицательна у аргона и азота, поэтому устойчивые отрицательные аэроионы могут быть только у молекул кислорода, воды и углекислого газа при присоединении эмиссионных электронов, что и используется в данной полезной модели.The electron affinity energy is positive for an oxygen molecule and is equal to 0.44 eV, for a water molecule it is 0.8 eV, and for carbon dioxide it is 0.51 eV and is absent or negative for argon and nitrogen, therefore, stable negative air ions can only be found in molecules of oxygen, water and carbon dioxide with the addition of emission electrons, which is used in this utility model.

При отсутствии электрического поля, распределение потенциала U вблизи поверхности металла имеет форму гиперболы (1), (Рис 1.), что связано с действием сил электрич. притяжения, называемых также силами зеркального изображения (при покидании электроном эмиттера в твёрдом теле индуцируется заряд, являющийся его зеркальным изображением). При наложении внешнего однородного электрического поля напряжённостью E, потенциальный барьер изображается кривой (2), (Рис 1.) и работа выхода уменьшается на ΔΦ=e3/2E1/2 (е – заряд электрона). Последнее выражение для металлов применимо при E<107 В/м, когда начинается автоэлектронная эмиссия. Если источником электронного тока служит накалённый катод, то за счёт Шоттки эффекта (Ш. э.) сила тока возрастает от I0 до I=I0exp(e3/2E1/2/kT), где T – температура катода, k – постоянная Больцмана. В случае фотокатода происходят сдвиг порога фотоэффекта в сторону бо́льших длин волн и соответствующий рост фотоэлектронного тока при освещении катода.In the absence of an electric field, the potential distribution U near the metal surface has the form of a hyperbola (1), (Fig. 1.), which is associated with the action of electric forces. attraction, also called the forces of the mirror image (when the electron leaves the emitter in a solid, a charge is induced, which is its mirror image). When an external uniform electric field of intensity E is imposed, the potential barrier is depicted by curve (2), (Fig. 1.) and the work function decreases by ΔΦ = e3 / 2E1 / 2 (e is the electron charge). The last expression for metals is applicable at E <107 V / m, when field emission begins. If a heated cathode serves as the electron current source, then due to the Schottky effect (SHE), the current increases from I0 to I = I0exp (e3 / 2E1 / 2 / kT), where T is the cathode temperature, k is the Boltzmann constant. In the case of a photocathode, the threshold of the photoelectric effect shifts towards longer wavelengths and a corresponding increase in the photoelectron current occurs when the cathode is illuminated.

При покрытии поверхности металла тонкой адсорбирующей плёнкой неоднородной структуры в Ш. э. возникают аномалии, связанные со сложным взаимодействием локальных электрических полей между чистыми и покрытыми плёнкой участками поверхности.When a metal surface is covered with a thin adsorbent film of an inhomogeneous structure in a sh. anomalies arise associated with the complex interaction of local electric fields between clean and film-coated surface areas.

В полупроводниках Ш. э. более сложный, чем в металлах. В них, наряду с понижением внешнего потенциального барьера, наблюдается как частичное проникновение электрического поля внутрь полупроводника на глубину, зависящую от концентрации свободных носителей заряда, так и его частичное экранирование слоем поверхностных зарядов. В результате электрическое поле, как правило, оказывает большее влияние на работу выхода электрона, а следовательно, и на силу электронного тока.In semiconductors Sh. E. more complex than metals. In them, along with a decrease in the external potential barrier, both partial penetration of the electric field into the semiconductor to a depth depending on the concentration of free charge carriers and its partial screening by a layer of surface charges are observed. As a result, the electric field, as a rule, has a greater influence on the work function of the electron, and, consequently, on the strength of the electron current.

См. фиг. 3, где, Φ – полная работа выхода; Z – расстояние от эмитирующей поверхности.See fig. 3, where, Φ is the total work function; Z is the distance from the emitting surface.

Также радиус кривизны влияет на электрическое поле у поверхности эмиссионного электрода. Для шаровой поверхности Е=U/R, где Е – напряженность электрического поля, U – разность потенциалов между электродами, R – радиус кривизны. Холодная автоэлектродная эмиссия наблюдается при значениях Е от 106-108 В/м. К примеру, U=220 В, R =2,2×10-6 м, Е=108 В/м. Эти соображения, в частности, и лежат в основе сути данной полезной модели.Also, the radius of curvature affects the electric field at the surface of the emission electrode. For a spherical surface, E = U / R, where E is the electric field strength, U is the potential difference between the electrodes, R is the radius of curvature. Cold field emission is observed at values of E from 10 6 -10 8 V / m. For example, U = 220 V, R = 2.2 × 10 -6 m, E = 10 8 V / m. These considerations, in particular, underlie the essence of this utility model.

Таким образом, за счет указанных выше признаков и достигается заявленный технический результат – повышение эффективности очистки, обеззараживания и повышения качества обработанного воздуха за счет нейтрализации вредных положительно заряженные лёгких и тяжелых аэроионов воздуха и очищение его от пыли и спор. Это достигается, в частности, вследствие того, что в установке для увеличения эмиссии электронов с отрицательного электрода кроме разности потенциалов, подаваемые на электроды, используется также внешний фотоэффект и подбираются химически инертные материалы с минимальной работой выхода электрона, что позволяет значительно понижать рабочее напряжение у электродов электростатического пылеулавливателя. Thus, due to the above signs, the claimed technical result is achieved - an increase in the efficiency of purification, disinfection and improvement of the quality of the treated air by neutralizing harmful positively charged light and heavy air ions and purifying it from dust and spores. This is achieved, in particular, due to the fact that in the installation for increasing the emission of electrons from the negative electrode, in addition to the potential difference supplied to the electrodes, an external photoelectric effect is also used and chemically inert materials with a minimum work function of the electron are selected, which allows a significant decrease in the operating voltage at the electrodes electrostatic dust collector.

Claims (12)

1. Электростатический фильтр для очистки воздуха, включающий в себя корпус, содержащий входное окно, выходное окно, фильтр и вентилятор, в корпусе образована камера облучения, имеющая блок электростатической зарядки, блок осаждения заряженных частиц, отличающийся тем, что внутри корпуса находятся источник светового излучения и воздуховодные поглотительные лабиринты, при этом внутренняя поверхность камеры облучения покрыта материалом, отражающим световое излучение, причем электроды блока электростатической зарядки и электроды блока осаждения заряженных частиц выполнены из материалов, химически инертных по отношению к веществам атмосферного воздуха и имеющих работу выхода электрона (АВ) менее или равную 3,10 эВ у материала покрытия электродов блока электростатической зарядки, а у покрытия электродов блока осаждения заряженных частиц и внутренней поверхности камера облучения АВ более 6 эВ.1. An electrostatic filter for air purification, which includes a housing containing an inlet window, an outlet window, a filter and a fan, an irradiation chamber is formed in the housing, which has an electrostatic charging unit, a charged particle deposition unit, characterized in that a light source is located inside the housing and airway absorption labyrinths, wherein the inner surface exposure material is covered chamber reflecting light radiation, the electrodes of the electrostatic charging unit and the electrodes of the charged particle precipitation unit made of materials chemically inert with respect to the outside substances and having a work function (A B) less than or equal to 3.10 eV for the coating material of the electrodes of the electrostatic charging unit, and for the coating of the electrodes of the unit for deposition of charged particles and the inner surface of the irradiation chamber А В more than 6 eV. 2. Электростатический фильтр по п. 1, отличающийся тем, что источник светового излучения выполнен с возможностью создания максимума излучения в интервале от 400 нм до 420 нм.2. An electrostatic filter according to claim 1, characterized in that the light source is configured to create a maximum radiation in the range from 400 nm to 420 nm. 3. Электростатический фильтр по п. 1, отличающийся тем, что источник светового излучения выполнен в виде безозоновой ультрафиолетовой лампы, выполненной с максимумом коротковолнового ультрафиолетового излучения при 253,7 нм, что соответствует энергии кванта света 4,9 эВ, и снабженной колбой, выполненной из стекла, отфильтровывающего спектральную линию в 185 нм, то есть квантов, при взаимодействии с которыми образуется озон.3. An electrostatic filter according to claim 1, characterized in that the light source is made in the form of an ozone-free ultraviolet lamp, made with a maximum of short-wave ultraviolet radiation at 253.7 nm, which corresponds to a light quantum energy of 4.9 eV, and equipped with a flask made made of glass, filtering out a spectral line of 185 nm, that is, quanta, when interacting with which ozone is formed. 4. Электростатический фильтр по п. 1, отличающийся тем, что блок электростатической зарядки соединен с источником напряжения через регулятор напряжения.4. An electrostatic filter according to claim 1, characterized in that the electrostatic charging unit is connected to a voltage source through a voltage regulator. 5. Электростатический фильтр по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность камеры облучения и поверхность электродов блока осаждения заряженных частиц покрыты алюминием.5. An electrostatic filter according to claim 1, characterized in that the inner surface of the irradiation chamber and the surface of the electrodes of the charged particle deposition unit are coated with aluminum. 6. Электростатический фильтр по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала покрытия электродов блока электростатической зарядки выбран материал, имеющий работу выхода электрона менее или равно 3,1 эВ.6. Electrostatic filter according to claim 1, characterized in that the material having the work function of the electron less than or equal to 3.1 eV is selected as the coating material for the electrodes of the electrostatic charging unit. 7. Электростатический фильтр по п. 6, отличающийся тем, что в качестве материала покрытия электродов блока электростатической зарядки выбран один из следующих материалов: диборид скандия, карбид ниобия, карбид титана, окись титана, диборид вольфрама, карбид гафния, гексаборид церия, гексаборид скандия, гексаборид гадолиния, гексаборид иттрия, гексаборид лантана, гексаборид стронция.7. Electrostatic filter according to claim 6, characterized in that one of the following materials is selected as the coating material for electrodes of the electrostatic charging unit: scandium diboride, niobium carbide, titanium carbide, titanium oxide, tungsten diboride, hafnium carbide, cerium hexaboride, scandium hexaboride , gadolinium hexaboride, yttrium hexaboride, lanthanum hexaboride, strontium hexaboride. 8. Электростатический фильтр по п. 7, отличающийся тем, что в качестве материала электродов блока электростатической зарядки выбран титан или другой стойкий металл, а в качестве материала покрытия электродов блока электростатической зарядки выбран один из следующих материалов: карбид титана, гексаборид церия, гексаборид иттрия, гексаборид лантана и диборид вольфрама.8. Electrostatic filter according to claim 7, characterized in that titanium or another resistant metal is selected as the material of electrodes of the electrostatic charging unit, and one of the following materials is selected as the coating material for electrodes of the electrostatic charging unit: titanium carbide, cerium hexaboride, yttrium hexaboride , lanthanum hexaboride and tungsten diboride. 9. Электростатический фильтр по п. 6, отличающийся тем, что покрытие электродов блока электростатической зарядки выполнено из материала, применяемого для покрытия фотокатодов с большим квантовым выходом и с нанесением на него тонкой пленки химически инертного вещества, прозрачного для УФ, видимой и ближней инфракрасной областей спектра, имеющего квантовый выход (Ɣ) от 0,05 до 0,5. 9. Electrostatic filter according to claim 6, characterized in that the coating of electrodes of the electrostatic charging unit is made of a material used to coat photocathodes with a high quantum yield and with the deposition of a thin film of a chemically inert substance transparent to UV, visible and near infrared regions spectrum having a quantum yield (Ɣ) from 0.05 to 0.5. 10. Электростатический фильтр по п. 9, отличающийся тем, что в качестве защитной пленки электродов блока электростатической зарядки выбран один из следующих материалов: золото, осмий, родий, рутений, серебро, толщиной пленки, меньшей или равной 5 нм.10. Electrostatic filter according to claim 9, characterized in that one of the following materials is selected as a protective film for electrodes of the electrostatic charging unit: gold, osmium, rhodium, ruthenium, silver, with a film thickness less than or equal to 5 nm. 11. Электростатический фильтр по п. 1, отличающийся тем, что электроды блока электростатической зарядки выполнены из пластин, имеющих ломаную или синусоидальную форму поверхности с остриями на концах.11. An electrostatic filter according to claim 1, characterized in that the electrodes of the electrostatic charging unit are made of plates having a broken or sinusoidal surface with sharp edges at the ends. 12. Электростатический фильтр по п. 1, отличающийся тем, что внутри корпуса располагается увлажнитель.12. An electrostatic filter according to claim 1, characterized in that a humidifier is located inside the housing.
RU2020131076U 2020-09-22 2020-09-22 ELECTROSTATIC FILTER RU201277U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131076U RU201277U1 (en) 2020-09-22 2020-09-22 ELECTROSTATIC FILTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131076U RU201277U1 (en) 2020-09-22 2020-09-22 ELECTROSTATIC FILTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU201277U1 true RU201277U1 (en) 2020-12-07

Family

ID=73727608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020131076U RU201277U1 (en) 2020-09-22 2020-09-22 ELECTROSTATIC FILTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU201277U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2833506C1 (en) * 2023-09-05 2025-01-22 Михаил Александрович Мещанинов Charged particle filter for reactor for plasma-chemical processing of wastes
WO2025053769A1 (en) * 2023-09-05 2025-03-13 Михаил Александрович МЕЩАНИНОВ Charged particle filter for plasma-chemical waste processing reactor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU611677A1 (en) * 1976-05-03 1978-06-25 Предприятие П/Я В-8796 Apparatus for monitoring dust precipitation on corona-discharge electrode of electric filter
RU2142854C1 (en) * 1998-09-29 1999-12-20 Новиков Николай Николаевич Decontamination device
RU2149704C1 (en) * 1998-09-29 2000-05-27 Новиков Николай Николаевич Air cleaning and decontamination unit
RU125894U1 (en) * 2012-07-30 2013-03-20 Закрытое акционерное общество "Аэросервис" ELECTROSTATIC FILTER FOR AIR CLEANING
CN104748044A (en) * 2015-04-03 2015-07-01 北京格林曼光电科技有限公司 LED street lamp capable of purifying air
RU2592082C2 (en) * 2012-04-13 2016-07-20 Текнолоджика С.А.С. Ди Ванелла Сальваторе Энд К. Filtration unit
WO2018234631A9 (en) * 2017-06-19 2019-07-04 Lifa Air Ltd Air purifier

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU611677A1 (en) * 1976-05-03 1978-06-25 Предприятие П/Я В-8796 Apparatus for monitoring dust precipitation on corona-discharge electrode of electric filter
RU2142854C1 (en) * 1998-09-29 1999-12-20 Новиков Николай Николаевич Decontamination device
RU2149704C1 (en) * 1998-09-29 2000-05-27 Новиков Николай Николаевич Air cleaning and decontamination unit
RU2592082C2 (en) * 2012-04-13 2016-07-20 Текнолоджика С.А.С. Ди Ванелла Сальваторе Энд К. Filtration unit
RU125894U1 (en) * 2012-07-30 2013-03-20 Закрытое акционерное общество "Аэросервис" ELECTROSTATIC FILTER FOR AIR CLEANING
CN104748044A (en) * 2015-04-03 2015-07-01 北京格林曼光电科技有限公司 LED street lamp capable of purifying air
WO2018234631A9 (en) * 2017-06-19 2019-07-04 Lifa Air Ltd Air purifier

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2833506C1 (en) * 2023-09-05 2025-01-22 Михаил Александрович Мещанинов Charged particle filter for reactor for plasma-chemical processing of wastes
WO2025053769A1 (en) * 2023-09-05 2025-03-13 Михаил Александрович МЕЩАНИНОВ Charged particle filter for plasma-chemical waste processing reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3403252A (en) Air processing apparatus and ion generator comprising an electromagnetic radiation source and a stable electron emitting photosensitive member
EP0840357B1 (en) Method and apparatus for removing particles from a surface of an article
EP0483855B1 (en) Method for cleaning closed spaces
US3313971A (en) Photosensitive element stable in air
US20040197243A1 (en) Air treatment apparatus and methods
RU2742111C1 (en) Uv bactericidal air irradiator-recirculator
RU201277U1 (en) ELECTROSTATIC FILTER
JP2020149961A5 (en)
JP3888806B2 (en) Photoelectron emitting material and negative ion generator using the same
JP3460475B2 (en) Air purification living space using sunlight
Shin et al. Comparison of discharging electrodes for the electrostatic precipitator as an air filtration system in air handling units
CN100394654C (en) Photoelectron emitting plate and negative particle generating device using the same
JP2598730B2 (en) Method and apparatus for charging fine particles
JP3570612B2 (en) Negative ion generation method and device, fine particle charging method and trapping device
JPS63100955A (en) Method and apparatus for purifying air by irradiation with ultraviolet rays or radioactive rays
KR20190076432A (en) Plasma wire having carbon coating layer and dust collector using the same
JP3797845B2 (en) Photoelectron emitting material and negative ion generator
JP3696038B2 (en) Particulate matter collection device and collection method
JPH01262954A (en) Gas purification method and device
JPH0645092A (en) Method and device for electrically neutralizing charged fine particle in gas
JP3191050B2 (en) Dust collection electrode type air purifier
JP3672077B2 (en) Method and apparatus for generating negative ions
JP3434651B2 (en) Method and apparatus for charging fine particles
JP2004330193A (en) Method and device for generating negative ion by using sunlight in living space
JP2000153179A (en) Method and apparatus for generating anion