способ искусственной ионизации воздуха легкими отрицательными ионами кислорода и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ искусственной ионизации воздуха легкими отрицательными ионами кислорода, заключающийся в наведении электрического заряда на игольчатом электроде и создании вокруг него электрического поля высокого напряжения с обеспечением стекания электрических зарядов в окружающее воздушное пространство, отличающийся тем, что образовавшиеся после стекания с игольчатого электрода заряды концентрируют в поток и стабилизируют его путем пропускания через дополнительное низковольтное положительное электрическое поле, при этом осуществляют плавную регулировку концентрации потока за счет изменения величины дополнительного электрического поля.

2. Устройство для искусственной ионизации воздуха легкими отрицательными ионами кислорода, содержащее игольчатый электрод, коллектор и высоковольтный трансформатор, выходная обмотка которого соединена с высоковольтным стабилизирующим преобразователем, выход которого соединен через граничительный резистор с игольчатым электродом, а коллектор соединен через узел самоконтроля с общим заземлением, отличающееся тем, что в него введены средство стабилизации и концентрации потока легких ионов и средство регулировки концентрации потока легких отрицательных ионов, средство стабилизации включает в себя круглый электрод, соединенный с общим заземлением, и электрод-сетку, расположенные последовательно и соосно между игольчатым электродом и электродом-коллектором, а средство регулировки концентрации потока выполнено в виде регулирующей RC-цепочки с потенциометром, с одной стороны подключенной к электроду-сетке, а с другой стороны соединенной с источником постоянного напряжения, при этом входная обмотка высоковольтного трансформатора включена синфазно с высоковольтным стабилизирующим преобразователем.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что круглый электрод выполнен в виде металлического кольца, а электрод-сетка выполнена в виде равномерно распределенных по кругу сеток с квадратными ячейками.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что регулирующая RC-цепочка содержит два последовательно параллельно включенных резистора и конденсатор, соединенные с одной стороны с электродом-сеткой, а с другой - с источником постоянного напряжения.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что источник постоянного напряжения образован выпрямительными диодами, включенными параллельно электрическому входу устройства.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что узел самоконтроля содержит параллельно соединенные конденсатор с индикаторной лампой и резистором, с одной стороны соединенные с электродом-коллектором, а с другой стороны с общим заземлением.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бытовой гигиенической технике, а более конкретно к электрической ионизации воздуха, и может использоваться в служебных, бытовых, медицинских, сельскохозяйственных, производственных и зрелищных помещениях, в самолетах и космических пилотируемых кораблях.

Известен способ получения отрицательных ионов кислорода воздуха, предусматривающий истечение электрических зарядов с электрода в электрическом поле высокого напряжения, а также известно устройство для его осуществления, содержащее высоковольтный трансформатор, электрод и коллектор.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа и устройства, относится то, что в известном способе и устройстве отсутствует стабилизированный поток легких отрицательных ионов с излучающего электрода (так называемый "дробовой эффект"), кроме того, происходит образование различных вредных газов (озона, окислов азота).

Наиболее близким способом и устройством того же назначения к предлагаемым по совокупности признаков является способ получения легких отрицательных ионов кислорода воздуха и устройство для его осуществления, предусматривающий истечение электрических зарядов с электрода в электрическом поле высокого напряжения и содержащее устройство для его реализации, включающее высоковольтный трансформатор, игольчатые электроды, коллектор, узел самоконтроля и высокочастотный стабилизирующий преобразователь.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа и устройства, принятых за прототип, относится то, что в известном способе и устройстве из-за неуправляемости потоком легких отрицательных ионов и плотности расположения излучающих электродов происходит неравномерное распределение электронов, а также вследствие использования высокой частоты тока, происходит образование различных вредных газов (озона, окислов азота). Кроме того, соединение входной обмотки высоковольтного трансформатора с высокочастотным стабилизирующим преобразователем не обеспечивает фазовую устойчивость работы схемы, что приводит к неравномерному испусканию излучающим электродом легких отрицательных ионов.

Искусственная ионизация воздуха служебных и бытовых помещений легкими отрицательно заряженными ионами кислорода создает комфортные условия пребывания и активизирует умственную и физическую деятельность человека, оказывает профилактическое воздействие. Однако при нерегулируемой ионизации возможно превышение допустимых дозировок ионов и выделение вредных газов (озона и окислов азота). Предлагаемый способ и устройство для его осуществления исключает выделение вредных газов и создает полноценный аэроионный режим, независимо от суточных и годовых колебаний аэроионов в природе, восстанавливает нарушенный под воздействием присутствия людей или каких-либо технологических процессов аэроионный режим в помещении.

Как показали исследования последних лет, при самых благоприятных условиях естественный уровень легких ионов в помещении не превышает 200 ионов в 1 см³ воздуха даже в условиях естественного проветривания или кондиционирования, что значительно ниже необходимого, гигиенически обоснованного уровня, равного 600 ионов в 1 см³ воздуха.

Предлагаемый способ и устройство позволяют насытить воздух помещения отрицательно заряженными легкими ионами кислорода до уровня 3000-5000 ионов в 1 см³ воздуха, что является самым благоприятным для человека. Конструкция устройства позволяет производить регулирование потока ионов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе предусматривается наведение электрического заряда на игольчатом электроде и создание вокруг него электрического поля высокого напряжения с обеспечением стекания электрических зарядов в окружающее воздушное пространство, образовавшиеся после стекания с игольчатого электрода заряды концентрируют в поток и стабилизируют его путем пропускания через дополнительное низковольтное положительное электрическое поле, при этом осуществляют плавную регулировку концентрации потока за счет изменения величины дополнительного электрического поля.

При этом устройство для осуществления способа, содержащее игольчатый электрод, коллектор и высоковольтный трансформатор, выходная обмотка которого соединена с высоковольтным стабилизирующим преобразователем, выход которого соединен через ограничительный резистор с игольчатым электродом, а коллектор соединен через узел самоконтроля с общим заземлением, согласно изобретению снабжено средством стабилизации и концентрации потока легких ионов и средством регулировки концентрации потока легких отрицательных ионов, средство стабилизации включает круглый электрод, соединенный с общим заземлением, и электрод-сетку, расположенные последовательно и соосно между игольчатым электродом и коллектором, а средство регулировки концентрации потока выполнено в виде регулирующей R-C цепочки с потенциометром, с одной стороны подключенной к электроду-сетке, а с другой стороны соединенной с источником постоянного напряжения, при этом входная обмотка высоковольтного трансформатора включена синфазно с высоковольтным стабилизирующим преобразователем.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из высоковольтного стабилизирующего преобразователя, включающего резистор 1, конденсатор 2, диодный тиристор 3, питание которого осуществляется непосредственно от сети переменного тока, высоковольтного трансформатора 4, выпрямителя 5, конденсатора 6 для сглаживания пульсаций, ограничительного резистора 7, игольчатого электрода 8, круглого электрода 9, ограничительного резистора 10, узла самоконтроля, включающего коллектор 11, измерительный конденсатор 12, индикаторную лампу 13, резистор 14. Электрод-сетка 15 соединена с регулирующей цепочкой, состоящей из резистора 16, резистора 17, конденсатора 18, выпрямительных диодов 19 и 20 для получения постоянного напряжения. Электрод-сетка 15 выполнен в виде равномерно расположенных по кругу сеток с квадратными ячейками.

Устройство работает следующим образом. Переменный ток сети 220 В, 50 Гц поступает последовательно через резистор 1 в конденсатор 2, который заряжается до порога открывания диодного тиристора 3 и разряжается через первичную обмотку высоковольтного трансформатора 4 с частотой порядка 1000 Гц. При этом стабилизация напряжения в первичной обмотке трансформатора осуществляется путем подбора величины сопротивления резистора 1, емкости конденсатора 2 и порога открывания диодного тиристора 3. Затем во вторичной обмотке высоковольтного трансформатора 4 повышенное стабилизирующее напряжение выпрямляется выпрямителем 5, сглаживается пульсация конденсатором 6 и через ограничительный резистор 7, при котором ток короткого замыкания не превышает 60 мкА, подается на ионизирующий игольчатый электрод 8, а положительный полюс выпрямленного высокого напряжения остается заземленным через сеть. Измерительный конденсатор 12 под действием потока отрицательных ионов, осаждаемых а металлическом коллекторе 11, заряжается по цепи: минус от вторичной обмотки источника выпрямленного стабилизирующего напряжения, через ограничительный резистор 7, ионизационные токи, металлический коллектор 11, измерительный конденсатор 12, конденсатор 2, сеть, в первичную обмотку высоковольтного трансформатора 4 и к полюсу вторичной обмотки источника выпрямленного стабилизирующего напряжения. При достижении заряда конденсатора 12 порога зажигания индикаторной лампы 13 происходят вспышки этой лампы через резистор 12, при этом измерительный конденсатор 12 разряжается, и процесс вспышек повторяется по заданному количеству импульсов в минуту путем подбора величины емкости измерительного конденсатора 12. Для регулировки потока легких отрицательных ионов с электрода 8 устанавливаются круглый электрод 9 и электрод-сетка 15 для создания на ней дополнительного электрического поля, которое создается источником постоянного электрического напряжения, получаемого с диодов 19 и 20, включенных параллельно электрическому входу схемы. За счет изменения регулировочной величины резистора 17 достигается изменение величины электрического поля на электроде-сетке 15. Конденсатор 18 служит для стабилизации величины тока источника постоянного напряжения, а резистор 16 ограничивает величину этого тока.

Таким образом способ и устройство позволяют получить регулируемый поток легких отрицательных ионов кислорода воздуха, создать искусственно ионизированный воздух, не содержащий токсических веществ, исключить зоны пользования, превышающие максимально допустимый гигиенический уровень ионизации, использовать устройство для лечебных, гигиенических целей, для индивидуального и группового применения.