190181. lajstromszámú szabadalom • Energiatakarékos inverz üzemű elektrosztatikus gáztisztító berendezés
1 2 . 190181 A találmány energiatakarékos, inverz üzemű elektrosztatikus gáztisztító berendezésre vonatkozik, amely kettős ionizátorral rendelkezik és a reisztionok egyensúlya alapján a helyiség levegőjének 5 ion-összetételét nem változtatja meg. Elektrosztatikus porleválasztó, illetve gáztisztító berendezéseknek számos fajtája ismert. Az elektrosztatikus porleválasztók annak az elvnek az alapján működnek, hogy a készülékbe a gázáram által beszállított közeget (aerosolt, nedvességet, gőzt) villamos töltéssel látják el. Az így feltöltött közeget villamos térbe áramoltatják, ahol a leválasztás - amennyiben az említett közeg sebessége meghaladja a gáz áramlási sebességét - létre- , c jön. 15 Hátránya ennek a megoldásnak, hogy különleges biztonsági berendezéseket igényel és emiatt, valamint az elengedhetetlenül szükséges kiszolgálószemélyzet miatt üzemköltsége magas. ^ Hátránya még, hogy nagymennyiségű levegőcsatorna beépítését teszi szükségessé, és a tisztított gáz szabad ionokat tartalmazhat, ami levegőtisztítás esetében nem kívánatos élettani hatásokat vonhat maga után. Más fejlesztési tendenciát képvisel a 161 857 sz. 25 magyar szabadalmi leírásban ismertetett elektrosztatikus gáztisztító berendezés, amely az előzőekben ismertetett hátrányokat igyekszik kiküszöbölni, egy negatív és pozitív ionizátort, valamint minden ionizátorhoz tartozó szilárd szennyeződést le- 30 választó elektródarendszert tartalmaz. A két rendszer mind az ionizátorokat, mind pedig a leválasztó elektródarendszereket tekintve egymástól független, ezért lehetővé válik, hogy a tisztított gáz szabad iontartalma szabályozható legyen, 35 levegőtisztítás esetén pedig a tisztított levegő az élettani követelményeknek maradéktalanul megfeleljen. A berendezés lényege, hogy egymástól független pozitív és negatív ionizátort és az ionizátorokhoz 40 csatlakozó szilárd szennyeződést leválasztó elektródarendszert tartalmaz. Az ionizátorok mindegyikének egy gyűrű alakú elektródája és a gyűrű alakú elektróda által meghatározott síkon a tisztítandó gáz mozgásirányában 45 túlnyúló rúdelektródája van. Az ionizátorok ennélfogva amellett, hogy a tisztítandó gázban levő szilárd szennyeződést feltöltik, a rúdelektróda végétől való eltaszító hatás következtében a tisztítandó gázt mozgatják is. Az íonizá- 50 tor gázmozgató hatásának növelése érdekében a tisztítandó gáz útjában az ionizátorig szűkülő, azután pedig bővülő keresztmetszetű csatorna van elrendezve. Az ionizátor előtt ionsűrűségmérő berendezés 55 van elrendezve, amely az ionizátorral van vezérlő kapcsolatban. E berendezés továbbfejlesztett konstrukciós elve képezi találmányunk lényegét, amely azzal jellemezhető, hogy párhuzamosan vagy közel párhuza- 60 mosan (a továbbiakban párhuzamosan) elrendezett lecsapó elektródák között elhelyezkedő áramlási csatornában szóró elektródák vannak elrendezve, amelyek környezetében a szóró elektróda görbületi sugarához képest nagyobb görbületi sugárral ren- 65 delkező hengeres elektródák vannak elhelyezve. Az adott két elektróda tengelyét összekötő tag a gáz áramlási irányának vektorára szöget bezárva van elrendezve, mégpedig oly módon, hogy a gázbelépés helyéhez közelebb eső görbületi sugár nagyobb, a gázkilépéshez közelebb eső görbületi sugár pedig kisebb méretű. Az így kialakított csatornával párhuzamosan legalább még egy azonos vagy közel azonos (a továbbiakban azonos) geometriai méretű további áramlási csatorna van elrendezve, amelynek belépő, nagyobb görbületi sugarú hengeres elektródája a további áramlási csatorna belépő elektródájával azonos, vagy közel azonos (a továbbiakban azonos) értékű, de ellenkező előjelű potenciában van, és a szomszédos áramlási csatornák kilépő elektródái is azonos vagy közel azonos (a továbbikban azonos) de ellentétes előjelű potenciában vannak. Úgy találtuk, hogy találmányunk szerinti műszaki megoldásnál három alapvető fizikai effektust használhatunk fel a közismert elektrosztatikus leválasztóknál alkalmazott effektusokon kívül; a hidegemissziót, a tandem gyorsítást, a periodikus potenciálteret. A hidegemisszió a fémek egy speciális tulajdonsága, amely abban áll, hogy kellően nagy térerő értéknél a fém felületéből elektronok lépnek ki. A fém belsejére a potenciáltér energia függvény első közelítésében egy edénnyel jellemezhető, amelyben víz van. A víz felszíne az elek trongáz maximális nívójával analóg. Az edény pereme a potenciálfal magasságával analóg. Melegítéskor a fémet alkotó kristályrács ionjai (a törzselektronokkal együtt) rezegni kezdenek. A rezgés megváltoztatja a rácson belüli periodikus potenciálteret, emiatt az elektrongáz oszcillációs mozgásba kezd. A jelenség analóg az edényben tartott víz hullámzásával. Miként nagy hullámok keletkezésekor az edényből víz loccsantható ki, így erős potenciáltér ingadozáskor az elektronok töredéke elhagyja a fémrácsot. A jelenséget meleg emissziónak nevezzük. A hőemisszióval keltett elektronok számát a RICHARDSON-DUSHMAN képlet adja meg. I, = AJe2- = AJC2-Kt bo = 11 600 Ww/k k = a Bolzmann állandó Ww = a kilépési energia Az elektronok kilépését külső erős elektromos térrel is el lehet érni (szobahőmérsékleten). A külső teret egy másik elektróda szolgáltatja, amely ellentétes potenciálú + az emittáló elektródával. Az anód + elektróda tere és a katód - elektróda felülete eredőben az alábbi potenciálteret hozza létre a katódfelület közelében. Az eredő tér természetesen csökkenti a potenciáltér maximumát, tehát a kilépési munka lecsökken. A Awb kilépési energia csökkenés miatt már szobahőfokon is megjelennek a kilépő elektronok az x0 távolságban. X0-nál az energiájuk természetesen 2
