Документ описывает инновационный патент на новый метод очистки дымовых газов от пыли, сажи и аэроразмерных примесей с использованием внешнего циркуляционного кругового переменного электромагнитного поля. Система создает центробежную силу, которая заставляет частицы двигаться к стенкам очистительного устройства, что позволяет эффективно удалять вредные примеси из дымовых потоков. Метод является принципиально новым и не имеет известных аналогов, предлагается для использования в котельных и топочных установках.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28550
(51) B01D 59/48 (2006.01)
B03C 3/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0481.1
(22) 12.04.2013
(45) 16.06.2014, бюл. №6
(76) Жакатаев Токсан Айыпханович; Жакатаев
Алтай Токсанович; Тлебалдиева Лейла
Шайдылдаевна
(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДЫМА ОТ ПЫЛИ,
САЖИ И ДРУГИХ ВРЕДОНОСНЫХ
АЭРОЗОЛЬНЫХ ПРИМЕСЬНЫХ ЧАСТИЦ НА
ОСНОВЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕГО
ЦИРКУЛЯЦИОННОГО КРУГОВОГО
ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
ПОЛЯ
(57) Метод очистки дыма от пыли, сажи и других
вредоносных аэрозольных и примесьных частиц на
основе воздействия внешнего циркуляционного
кругового переменного электромагнитного поля.
Центробежная сила возникает в результате
кругового и винтового движения частиц, которые
увлекаются переменным круговым
циркуляционным внешним электромагнитным
полем. В результате действия этой центробежной
силы аэрозольная, примесьная частица движется
радиально к наружной стенке цилиндрического
резервуара - пылесборника. Аэрозольные и
примесьные частицы могут быть твердыми,
аморфными, жидкостными и газообразными.
Отличающиеся факторы не указываются, так как
предлагаемый метод (способ) является
принципиально новым, у него нет конкретных
аналогов для сравнения и указания сходственных
или же отличительных сторон. Метод является по
существу и принципиально совершенно новым,
предлагается нами впервые в мировой научной и
инженерной практике. Рекомендуется для очищения
дыма в котельных и топочных установках.
(19)KZ(13)A4(11)28550

2. 28550
2
Задача изобретения - разработать принципиально
новый, ранее не известный, совершенно новый,
производительный, с высоким к.п.д. способ очистки
дыма от пыли, сажи и других вредоносных
аэрозольных и примесьных частиц на основе
воздействия внешнего циркуляционного кругового
переменного электромагнитного поля на поток дыма
в трубопроводе, дымоходе.
Технический результат, получающийся при
осуществлении изобретения - расширение
ассортимента способа очистки дыма от вредоносных
аэрозольных примесей, получение принципиально и
совершенно нового способа, метода очистки дыма
от всех видов аэрозольных примесей.
Пыль относится к аэрозоли. Аэрозоли
представляют собой смеси твердых, аморфных,
жидкостных (дисперсных), газообразных частиц и
воздуха, или другой газовой среды. Частицы
примесей находятся во взвешенном состоянии -
[Алиев Г. М. А. Техника пылеулавливания и
очистки промышленных газов. - М.: Металлургия,
1986. с.541., Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха.
М.: Стройиздат, 1974. с.212]. Аэрозоли или
аэродисперсные системы, образующиеся при
горении, плавке металлов, сварке, агломерационном
процессе называются дымами - [Алиев Г. М. А.
Техника пылеулавливания и очистки
промышленных газов. - М.: Металлургия, 1986.
с.541, Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха. М.:
Стройиздат, 1974. с.212]. Размеры частиц могут
колебаться от 10-50 мкм и выше [Скрябина Л. Я.
Атлас промышленных пылей. - Часть 1. - Летучая
зола тепловых электростанций. - М.:
ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1980. с.50,
Скрябина Л.Я. Атлас промышленных пылей.
Часть 2. - Пыли предприятий металлургии,
машиностроения и строительной промышленности.
- М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1981. с.38]. Под
дисперсностью пыли понимают наличие в дыме
частиц с различными размерами - [Алиев Г. М. А.
Техника пылеулавливания и очистки
промышленных газов. - М.: Металлургия, 1986.
с.541., Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха. М.:
Стройиздат, 1974. с.212]. Сюда же относится и дым
от котельных установок ТЭЦ и другие заводские и
фабричные котельные. Дым может образоваться и в
результате аэромеханического уноса различных
частиц более крупного размера, чем указано выше.
В золе, пыли и дыме могут присутствовать
следующие элементы - [Скрябина Л. Я. Атлас
промышленных пылей. Часть 1. Летучая зола
тепловых электростанций. - М.:
ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1980. с.50.,
Скрябина Л.Я. Атлас промышленных пылей.
Часть 2. - Пыли предприятий металлургии,
машиностроения и строительной промышленности.
- М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1981. с.38.]:
SiO2, Fе2O3, Аl2O3, СаО, МgO,SO3, Nа2O, K2O,
ТiO2, FеО,
Fех, Сх, РbO2, СuО, ZnО, Нg,S, Р2О5, МnO2.
Мы рассматриваем (в качестве объекта)
вредоносные аэрозольные примеси в отходящих
потоках от различных труб котельных, печных,
плавильных и всех других энерго-использующих и
преобразующих агрегатов, следовательно, мы
рассматриваем аэрозольные примеси. Частицы
примеси могут быть твердыми, аморфными,
жидкостными и газообразными. В рассмотрение
входят и частицы сажи.
В связи с этим мы предлагаем разработать и
внедрить в производство следующий новый
магнитно - электродинамический метод очистки
дымовых газов от посторонних примесей частиц как
органического, так и неорганического состава. Суть
которого показана на фиг.1. Фиг.1 показывает
предполагаемую схему расположения внешних
катушечных обмоток для создания переменного
магнитного поля, которая вращается по кругу с
определенным периодом колебания.
Когда внешнее круговое магнитное поле
вращается с некоторой частотой ω, то в результате
сцепления магнитного поток с ионизированными
мини и микрочастицами, последние вовлекаются во
вращение, приводятся в круговое движение. Такой
полный круговой охват внешним магнитным полем
(аналогично, как в статоре электромагнитного
двигателя) всего внутреннего пространства
трубопровода не рассматривался до нас в других
источниках, то есть, в других литературных
источниках не приводится, не описан.
Следовательно, данный предлагаемый способ,
основанный на создании и вращении кругового
переменного магнитного поля по внешнему кругу
устройства (в данном случае - трубопровода,
дымохода) является принципиально новым,
предлагается нами впервые, ранее об этом никому
неизвестно. Твердотельные, аморфные, жидкостные
и газообразные аэрозольные частицы примеси
приводятся в круговое, вращательное движение.
При движении по окружности возникает
центробежная сила по известному закону физики -
[Геворкян Р. Г. Курс физики.- М.: Высшая школа,
1979. с.656]
,
2
ц
r
mv
F б = (1)
где m - масса частицы, V = ωr - окружная
скорость, r -радиус круговой траектории.
Данная сила принуждает частицы перемещаться
из центральной зоны (точка О) в сторону наружной
стенки 1. Круговое переменное магнитное поле, как
известно из курса электротехники - [Молчанов А.П.,
Занадворов П.Н. Курс электротехники и
радиотехники.- М.: Наука, 1976. 3-ое перераб. изд.
с.480] возникает при расположении трехфазных
обмоток АВ-1, СD-2, ЕF-3 с пространственным и
фазным сдвигом πϕ
3
2
=∆ .
Это будет аналогично тому, как вращается
переменное магнитное поле в статоре двигателя
переменного тока - [Молчанов А.П.,
Занадворов П.Н. Курс электротехники и
радиотехники.- М.: Наука, 1976. 3-ое перераб. изд. -
с.480]:
В1=Bm cosωt,

3. 28550
3
В2 = Вmcos(ωt-120°), (2)
В3 = Вm cos(ωt - 240°).
Итого, суммарное движение частицы будет
происходить по восходящей винтовой линии.
Катушечные обмотки можно располагать в
периферийной области внутри очистительной
камеры, трубы или дымохода, чтобы в центральной
зоне оставалось достаточно много свободного
пространства для прохождения общего потока дыма
и запыленного газа.
В некоторых случаях дымовой поток можно
пропустить вначале через двухзональный
электрический фильтр, который описан в
[Алиев Г. М. А. Техника пылеулавливания и
очистки промышленных газов. - М.: Металлургия,
1986. с.541], чтобы неионизированные еще,
электрически нейтральные частицы дополнительно
ионизировались и приобрели электрический заряд.
После этого на пути пылевого (аэрозольного) потока
надо установить описанную выше нами трех -
обмоточную, трехфазную катушку, которая будет
создавать круговое переменное бегущее по кругу
магнитное поле. И тогда, находящиеся в потоке
дыма твердые, аморфные, жидкостные и
газообразные взвешенные частицы посторонних
примесей будут приводиться в круговое
вращательное движение. Фиг.1. и, как было описано
ранее, в результате центробежного ускорения, эти
частички примесей будут прибиваться к наружной
стенке камеры 1, фиг.1, 2. Стена камеры 1 служит
пылесборником, следовательно сборников всех
твердых примесей. После накопления слоя пыли
определенной толщины можно использовать
ударные молоточные механизмы. При ударе
молотка, цилиндрическая стенка 1 встряхивается и
пыль (сюда входят все виды примеси и всех
размеров) будет падать в нижнюю часть
трубопровода, дымохода, 6 на фиг.2. Там
располагаются камеры - для сбора и выноса оттуда
пыли и других примесей механическим способом.
Таким образом, задача очистки газо-воздушного
потока от вредных аэрозольных и примесьных
частиц вполне разрешается. Стенку 1 можно
заземлить. При этом ее потенциал φ = 0. Тогда, она
будет притягивать к себе и удерживать частицы как
положительно заряженные, так и отрицательно
заряженные, ионизированные.
На фиг.2 показана схема расположения общей
конструкции очистителя в общем трубопроводе,
дымоходе. Данное расположение в принципе
допускает вариации, очиститель пыли и других
вредных частиц можно располагать во входной,
выходной и в серединной частях трубопровода,
дымохода.
В циклонных и электроциклонных очистителях
круговое, поворотное движение газового потока
создается в результате механического завихрения
общего потока. В этом случае газовый поток
движения по касательной и круговой траектории
вдоль цилиндрической стенки в ограниченной
камере: һttp://www.promlines.ru/сусlоnn.һtml,
[Алиев Г. М. А. Техника пылеулавливания и
очистки промышленных газов. - М.: Металлургия,
1986. с.541], [Пирумов А. И. Обеспыливание
воздуха. М.: Стройиздат, 1974. с.212]. Касательная
траектория частиц представляет собой
концентрические окружности и перпендикулярна к
оси очистительной камеры. В электроциклонных
очистителях используются коронирующие
электрические разряды
һttp://www.freepatent.ru/images/patents/159/2306182/
patent-2306182.рdf.
В вихревых очистителях закрутка потока также
создается внешним аэродинамическим механизмом:
һttp://www.promlines.ru/cyclonn.һtml, [Алиев Г. М.-
А. Техника пылеулавливания и очистки
промышленных газов. - М.: Металлургия, 1986.
c.541.], [Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха. М.:
Стройиздат, 1974. c.212.].
Наш метод принципиально отличается от этих
способов очистки. Мы не используем
вышеуказанный механический способ закрутки
потока. В нашем способе поворотное, вращательное
движение частиц сажи, пыли и всех других
аэрозольных и твердых взвешенных примесей
создается в результате действия на них бегущего по
кругу переменного магнитного поля. Другими
словами, бегущее магнитное поле само увлекает за
собой слабо ионизированные частицы сажи, пыли и
всех других аэрозольных взвешенных посторонних
примесей. Магнитное поле вовлекает эти частицы в
круговое движение. Это принципиально новый и
отличающийся момент. Мы также не используем
коронирующие разряды.
По мере скопления частиц на стенке
цилиндрической камеры, слой пыли, сажи и других
посторонних примесей можно сбросить вниз в
нижний пылесборник, применяя ранее известные
молоточно-ударные механизмы. Предлагаемый
нами способ отличается от всех ранее известных
методов своей принципиальной новизной, она имеет
новизну по существу, в связи с этим мы не можем
указать его сходственные и отличительные стороны
с каким-либо другим конкретным ранее известным
изобретением или способом.
Можно отметить только лишь элементы
отдаленного сходства с циклонными очистителями,
судя только по тому одному физическому процессу,
что все частицы вовлекаются в круговое винтовое
движение. Однако, физические механизмы
возникновения этого кругового движения
совершенно различны. Действительно, конкретные
схожие и близкие аналоги для нашего способа
отсутствуют.
Предлагаемая нами новая конструкция и
установка не содержат каких - либо очень дорогих,
остродефицитных деталей, элементов, узлов и
механизмов. Поэтому мы считаем, что данный
новый электромагнитный очиститель воздуха
возможно вполне производить и выпускать у нас в
Казахстане. Рекомендуется для очищения дыма в
котельных и топочных установках.
В описании и в формуле изобретения
отличающиеся и сходственные факторы не
указываются, так как предлагаемый метод (способ)
является принципиально новым, у него нет

4. 28550
4
конкретных ранее известных аналогов для
сравнения и указания сходственных или же
отличительных сторон. Метод является по существу
и принципиально совершенно новым, предлагается
нами впервые в мировой научной и инженерной
практике. Рекомендуется для очищения дыма в
котельных и топочных установках.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Cпособ очистки дыма от пыли, сажи и других
вредоносных аэрозольных и примесных частиц на
основе воздействия внешнего циркуляционного
кругового переменного электромагнитного поля на
поток движущегося газа в трубе или очистительной
камере, характеризующийся тем, что переменные
электромагнитные поля создают трехфазными
катушечными обмотками, которые сдвигают
относительно друг друга на 120°С по периметру
круга и располагают в пространстве дымохода.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч