Конвективный ионизатор

 

Назначение: устройство относится к медицинской и бытовой технике и может быть использовано для улучшения микроклимата помещения, аэрационного состава зоны дыхания. Сущность: устройство выполнено в виде вертикальной камеры, в выходном отверстии которой, кроме ионизирующих электродов, устанавливается резистивный термонагреватель, обеспечивающий дополнительную принудительную конвекцию воздушного потока. В верхней части камеры предусмотрен изолирующий экран, отклоняющий поток заряженных аэроионов в сторону центра помещения. Параллельно камере ионизатора в нижней ее части располагается сосуд с водой, сообщающийся с внутренней полостью камеры регулируемыми жалюзи. Увлажнение воздушного потока, проходящего через ионизатор, определяется степенью открытия жалюзи. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской и бытовой технике и может быть использовано для создания освежающего микроклимата за счет ионизации и увлажнения воздуха зоны дыхания.

Известны устройства, выполненные в виде подвесной люстры с электродом, представляющим собой проволочную сетку с закрепленными на ней иглами (ж.Моделист-конструктор, 1978г, N 3, с.11), на которую от источника питания подается высокое отрицательное напряжение.

Недостатки такой конструкции ионизатора заключаются, во-первых, в необходимости создания электрического поля повышенной напряженности с тем, чтобы ионный поток, направленный сверху вниз, смог противодействовать конвективным тепловым потокам, направление которых противоположно ионному потоку.

Повышение напряжения на электроде люстры весьма ограничено и даже опасно. Здесь существует вероятность перехода от темнового разряда к коронному и образование в связи с этим наряду с отрицательными аэроионами озона и окиси азота. И то и другое в зоне дыхания бытовых помещений недопустимо.

Другой недостаток ионизатора-люстры заключается в том, что люстра генерирует в зону дыхания легкие аэроионы, тогда как для дыхания более подходящими являются тяжелые, представляющие собой связку аэроиона с ионом воды (см. С.Кашницкий. Аллергия отступит на 4 день. ж.Охрана труда и социальное страхование, N 9, 1990г, с.15). Сухой ионизированный воздух вызывает неприятные ощущения в области верхних дыхательных путей.

Известны другие ионизаторы для использования в помещениях и салонах транспортных средств (а.с. СССР N 993949, 26.12.78 г. или автомобильный ионизатор воздуха "Ион" завода им.М.И.Калинина, г.Санкт-Петербург), состоящие из тех же, что и "люстра", элементов и отличающиеся неразветвленностью электродной системы и в силу этого весьма малой производительностью по аэроионам. Эта группа ионизаторов генерирует в зону дыхания также сухие "легкие" аэроионы.

Отмеченных недостатков лишено устройство для санитарно-гигиенической обработки воздуха (а.с. СССР N 1780758, А 61 9/00 -прототип). Это устройство, кроме ионизирующих электродов, имеет встроенный электрофильтр, осадительным электродом которого является ванна с водой, и побудитель расхода вентилятор. Это позволяет создать и поддерживать достаточную концентрацию аэроионов, в том числе и тяжелых, в относительно большом объеме воздушной среды.

Недостатком этого ионизатора является сложность, шум при работе, вероятность генерации озона в силу относительно высокого напряжения на электродах электрофильтра.

Цель изобретения заключается в упрощении конструкции устройства и обеспечении бесшумности работы.

Цель достигается тем, что устройство выполняется в виде вертикальной камеры, в выходном отверстии которой устанавливаются ионизирующие электроды и термонагреватель, осуществляющий подогрев воздуха в верхней части камеры, а нижняя часть камеры сообщается регулируемыми жалюзи с верхней частью сосуда с водой. Кроме того, верхняя часть камеры завершается вертикальным изолирующим экраном, отделяющим воздушный поток, выходящий из камеры, от поверхности, на которой устройство устанавливается.

На фиг. 1 показан разрез устройства, установленного на стене помещения. Камера 1 с входным нижним отверстием 2 и выходным 3 закреплена в вертикальном положении на стене 4. В верхнее выходное отверстие камеры установлена электродная коробка 5, закрытая решеткой 6, препятствующей случайному прикосновению к электродам 7 основному игольчатому и 8 вспомогательному, которые закреплены в коробке с противоположной от решетки стороны. На электроды от высоковольтного блока питания 9 через скользящие контакты 10 подается высокое отрицательное напряжение. Кроме электродов, в коробке 5 установлен резистивный электронагреватель 11, на который через константы 12 подается сетевое напряжение.

Между выходным отверстием камеры и стенкой, на которой камера установлена, размещен изолирующий экран 13, препятствующий замыканию электрических силовых линий на "заземленную" стенку. Параллельно камере 1 в нижней его части установлен сосуд 14 частично заполненный водой. Верхняя надводная часть сосуда через регулируемые жалюзи 15 сообщается с внутренней полостью камеры 1. Сосуд закрыт плотным люком 16 сверху и снабжен заливочной горловиной 17 с крышкой 18.

Работает устройство следующим образом. При включении в сеть устройства через камеру 1 от входного отверстия 2 к выходному 3 и из него в помещение начинается движение воздуха. Это движение является следствием суммарного воздействия на него ряда факторов.

Во-первых это ионное дутье или ионный ветер ионизирующих электродов. Ограничение уровня высокого напряжения, подаваемого на электроды, связанное со стремлением обеспечить темповой электрический разряд, исключающий образование озона в окиси азота, не дает возможности получения за счет одного ионного дутья достаточно мощного и интенсивного движения воздушного потока, проходящего через электроды устройства. Для увеличения скорости потока в коробке 5 дополнительно установлен резистивный нагреватель 11. Нагреватель, включенный в электрическую сеть, повышает температуру воздуха, находящегося вблизи его. Нагретый, более легкий воздух устремляется вверх через решетку 6 в помещение. В районе нагревателя создается область разрежения, за счет которого из нижней части камеры подсасывается холодный воздух. Этот воздух, нагреваясь, уходит вверх, а на его место поступает новый. Таким образом, к первому фактору ионному дутью добавляется принудительная конвекция за счет воздействия на воздушный поток электронагревателя.

Третий фактор, за счет которого происходит движение воздуха через камеру это естественная конвекция воздушного потока, обусловленная наличием определенного температурного градиента.

Этот фактор имеет место в силу вертикального расположения камеры и размещения входного отверстия камеры в зоне с относительно низкой температурой, а выходного отверстия камеры в зоне с более высокой температурой воздушной среды.

При удачном расположении устройства может иметь место четвертый дополнительный фактор восходящий динамический воздушный поток помещения. Размещение устройства в таком потоке увеличивает интенсивность движения воздуха через устройство, повышая эффективность и производительность ионизатора. В помещении, не оборудованном системами приточной вентиляции, такие потоки можно найти экспериментальным методом или теоретическим путем.

Воздушный поток камеры устройства, поднимаясь под суммарным воздействием всех перечисленных факторов, проходит через ионизирующие электроды 7 и 8. Под воздействием темпового электрического разряда нейтральные молекуляры разбиваются на положительные и отрицательные аэроионы. Положительные нейтрализуются на электродах, а отрицательные устремляются через защитную решетку 6 в помещение.

Отрицательное высокое напряжение на электроды 7 и 8 подается от высоковольтного блока питания 9 через контакты 10, напряжение питания резистивного нагревателя 11 поступает через контакты 12.

При размещении ионизатора на вертикальной стенке или другой строительной конструкции выходное отверстие камеры ионизатора оказывается в непосредственной близости от "заземленной" в общем случае поверхности. Под действием электростатических сил притяжения отрицательно заряженные частицы воздуха устремились бы к стенке по наиболее короткому пути и, таким образом, основная воздушная зона помещения зона дыхания могла бы показаться вне сферы воздействия устройства. Чтобы этого не произошло, между выходным отверстием ионизатора и стенкой размещается элемент конструкции ионизатора-экран 13. Материал экрана изолятор. Зарядившись отрицательно при включении ионизатора в сеть, поверхность экрана играет роль отражателя, отклоняя поток аэроионов в сторону центра помещения. Этой же цели служит специальное расположение игл электрода 8 (под углом к вертикали), а также определенная ориентация ребер решетки 6 (под тем же углом к вертикали).

Сосуд с водой 14, сообщающийся верхней своей частью через регулируемые жалюзи 15 с внутренней полостью камеры 1, увлажняет проходящий через ионизатор воздух, обеспечивает генерацию ионизатором тяжелых аэроионов. Повышенная жизнестойкость тяжелых аэроионов позволяет создать при работающем ионизаторе устойчивую стабильную по концентрации зону аэроионов воздушной среды. Одновременно ионизатор становится способным выполнить функцию увлажнителя воздуха.

Расположение ионизатора в помещении должно удовлетворять двум требованиям. Первое требование изложено выше и направлено на использование имеющих место в помещении восходящих потоков с целью увеличения суммарного расхода воздуха через ионизационную систему устройства.

Второе требование связано с наличием магнитного поля в помещении, где ионизатор установлен, и взаимодействием с этим полем аэроионов, несущих на себе отрицательный заряд. Для того, чтобы траектория аэроиона была максимально длинной, ионизатор следует расположить против заземленных элементов (батареи отопления, холодильная камера и т.п.) в направлении вдоль магнитных силовых линий. Это направление совпадает с направлением север-юг, а при наличии аномалии может быть определено более точно по стрелке компаса. Несоблюдение этого условия установки, пересечение заряженных частиц воздуха с магнитными силовыми линиями искривляет траекторию частиц, укорачивает ее. Уменьшается время жизни аэроионов, удаленной от ионизатора зоны они уже не достигают. При невозможности одновременного выполнения обеих условий (восходящий поток и учет направления магнитного поля) предпочтение следует отдать второму. Первое условие подстраховано заложенными в устройство свойствами, второе условие чисто объективно и не имеет альтернативы.

Несмотря на то, что предлагаемый ионизатор не содержит элементов очистки воздуха от пыли и аэрозолей, воздушная среда помещения, где он установлен отличается пониженной запыленностью. Поступающие в воздух пыль и аэрозоли, соприкасаясь с аэроионами, приобретают заряд и начинают взаимодействовать с поверхностями, имеющими или противоположный, или нулевой потенциал, интенсивно осаждаясь на поверхности пола, стен и т.п. Отсюда осевшая пыль и аэрозоли удаляются в процессе уборки.

Обслуживание ионизатора заключается лишь в контроле за уровнем воды в сосуде увлажнения и периодической доливке в него воды.

Нейтрализация положительной ионизации воздушной среды помещения, повышение концентрации отрицательных аэроионов, снижение запыленности воздуха и его увлажнение создают комфортный микроклимат помещения при относительной простоте и невысокой стоимости предлагаемого ионизатора.

Формула изобретения

Конвективный ионизатор, содержащий камеру с входным и выходным отверстиями, ионизирующие электроды, расположенные в камере перед выходным отверстием, блок высоковольтного питания и емкость с водой, отличающийся тем, что он снабжен установленным во внутренней полости верхней части камеры резистивным термонагревателем, закрепленным с внешней стороны верхней части камеры экраном из изоляционного материала для изоляции от заземленной стенки, при этом емкость с водой размещена у входного отверстия, а ее надводная часть сообщена с внутренней полостью камеры посредством регулируемых жалюзи, причем камера установлена вертикально в восходящих воздушных потоках помещения.

РИСУНКИ

Рисунок 1