Аэроионизатор

 

Использование: медицина и область аэроионизационной техники, а более конкретно электрическая ионизация воздуха в производственных, медицинских и жилых помещениях. Технический результат: повышение мощности потока отрицательных ионов кислорода и их концентрации во всем помещении, обеспечение полной безопасности при использовании и возможность промышленного изготовления аэроионизатора благодаря отсутствию в нем сложных нетехнологичных элементов, драгоценных или дорогостоящих материалов, вредных веществ, дорогих комплектующих. Сущность изобретения: в аэроионизаторе расположено в защитном корпусе нагретое тело и пассивная крыльчатка на подшипнике, вращающаяся в восходящем от нагретого тела потоке воздуха, над которой размещены ионизирующие электроды, отрицательно ускоряющий электрод и наружный электрод, закрытые сверху защитным экраном и сеткой, а сам корпус механически соединен с микровыключателями и блокирующими разъемами, связанными с высоковольтным источником питания, так что демонтаж аэроионизатора приводит к обесточиванию высоковольного источника питания. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицине, а более конкретно - к электрической ионизации воздуха с целью получения легких отрицательных ионов кислорода, благотворно влияющих на состояние живых организмов, и может быть использовано в медицинских, жилых и производственнных помещениях.

Известны устройства, которые для повышения производительности легких отрицательных ионов содержат источник отрицательных ионов и вентилятор [1 и 2] . Поток воздуха, создаваемый вентилятором, повышает концентрацию исходящих из ионизатора ионов в воздухе.

Недостатком этих устройств является сложность и громоздкость конструкции, вследствие чего они имеют большую себестоимость, а наличие электрического вентилятора требует дополнительного расхода энергии и создает дополнительный шум в помещениях.

Известны также устройства для ионизации воздуха легкими отрицательными ионами, содержащие расположенные в корпусе из диэлектрического материала ионизирующие электроды, отрицательно-ускорительный электрод, наружный электрод (коллектор), высоковольтный источник питания и узел самоконтроля, состоящий из индикатора и резистора [3 и 4].

Недостатком этих устройств является небольшая производительность легких отрицательных ионов вследствие замедления их движения, обусловленная пространственным зарядом, образующимся в воздухе, к тому же усиливающим их рекомбинацию, что приводит к ухудшению аэроионизации окружающей среды.

Известно устройство для ионизации воздуха в медицинских целях, содержащее связанный с приводом вентилятор, диффузор и источник высокого напряжения, в котором с целью повышения производительности и увеличения степени нейтрализации положительных ионов, привод выполнен в виде расположенного коаксиально вентилятору цилиндрического полого корпуса из диэлектрического материала, на наружной поверхности которого размещено кольцо из электропроводящего материала, а лопасти вентилятора выполнены с концами, отогнутыми в плоскости, перпендикулярной от вращения [5].

Это устройство может быть принято в качестве прототипа.

Недостаток этого устройства состоит в том, что в нем имеются вращающиеся контактные кольца и щеточные узлы, являющиеся источником достаточно больших электрических помех из-за того, что через эти контакты осуществляется переключение полярности высокого напряжения. Вторым существенным недостатком устройства является то, что оно попеременно генерирует положительные и отрицательные ионы, которые, адсорбируясь на внутренней поверхности диэлектрического корпуса и взаимодействуя с электрическим потенциалом лопастей вентилятора, создают силы, вращающие вентилятор. При этом, "ионы положительной и отрицательной полярности только частично адсорбируются на поверхности диэлектрического корпуса, большая их часть увлекается потоком вентилятора и направляется в диффузор" [5, 3]. По замыслу авторов положительные ионы должны нейтрализоваться на электропроводящем покрытии диффузора, подключенного к отрицательному полюсу высоковольтного источника.

Таким образом: на пути отрицательных ионов поставлен диффузор, отрицательный заряд которого будет препятствовать выходу отрицательных ионов из устройства, что уменьшит их производство; в пространстве устройства, ограниченном диффузором, находится смесь положительных и отрицательных ионов, которые обязательно взаимодействуют и нейтрализуют друг друга, благодаря чему также уменьшается количество отрицательных ионов на выходе из прибора; нейтрализация отрицательным зарядом диффузора положительных ионов никогда не может быть полной - какая-то часть вредных положительных ионов будет обязательно проникать во внешнее пространство (помещения).

Создание предлагаемого устройства имеет своей целью устранение указанных недостатков, а именно: повышение производительности и концентрации отрицательных ионов в помещениях, генерацию только отрицательных ионов, устранение электрических помех, а также упрощение конструкции электропривода вентилятора, уменьшение шума в помещениях и повышение безопасности при эксплуатации аэроионизатора. Все это и создает определенный положительный технический результат.

Этот технический результат обусловлен тем, что в предлагаемом устройстве в его полый защитный корпус введены нагретое тело, например электрическая лампочка, крыльчатка пассивного вентилятора, вращающаяся в исходящем от нагретого тела потоке воздуха, ионизирующие электроды, отрицательно-ускорительный электрод и электрод-коллектор, закрытые защитным экраном и сеткой, расположенными на корпусе, а сам корпус механически соединен с микровыключателями и блокирующими разъемами, связанными с высоковольтным источником питания.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит защитный полый корпус, ионизирующие электроды, отрицательно-ускорительный электрод (названный в прототипе диффузором), крыльчатку, высоковольтный источник питания, а также дополнительно введенные узел самоконтроля, содержащий индикатор и резистор, нагретое тело, например, в виде электрической лампочки, электрод-коллектор, защитную сетку, защитные экраны, блокирущие разъемы и микроконтакты. В исходящем от нагретого тела потоке теплого воздуха расположены крыльчатка, ионизирующие электроды, отрицательно-ускорительный электрод и электрод-коллектор, который служит для контроля величины потока отрицательных ионов, причем, ионизирующие электроды могут располагаться на крыльчатке пассивного вентилятора, которая в этом случае соединяется с высоковольтным источником питания, а в целях безопасности и увеличения мощности потока воздуха электроды располагают внутри защитного полого корпуса, который прикрыт защитными сетками и экранами. Защитный корпус механически соединен с микровыключателями и электрическими разъемами так, что его демонтаж приводит к выключению высоковольтного источника питания и разрыву электрических цепей. В качестве нагретого тела могут быть использованы электрическая лампочка или любой другой нагревательный элемент (камин, печь, горелки и т.п., причем их корпус может играть роль защитного корпуса предлагаемого устройства).

Отсутствие в доступных заявителям предлагаемого аэроионизатора источниках информации об устройствах аналогичного назначения с аналогичной совокупностью существенных признаков свидетельствует о новизне предлагаемого устройства, а указанные выше свойства, сообщаемые ему этими признаками, позволяют сделать заключение о существенности этой новизны и получаемого технического результата.

Схема устройства "Аэроионизатор" показана на примере настольного светильника на фиг. 1. Оно содержит: высоковольтный источник питания 1, первый блокирующий разъем 2, первый токопровод 3, ионизирующие электроды 4, включатель блока питания 5, блокирующий микроконтакт 6, отрицательно-ускорительный электрод 7, второй токопровод 8, второй блокирующий разъем 9, лампу тлеющего разряда 10, электрод-коллектор 11, третий токопровод 12, третий блокирующий разъем 13, защитный корпус 14 и скрепленные с ним защитную сетку 15 и защитный экран 16, основание 17, включатель электрической лампы 18, электрическую лампу 19, восходящие потоки теплого воздуха 20, вентиляционные отверстия 21 и крыльчатку вентилятора 22.

На фиг. 2 показана крыльчатка вентилятора - 22, которая через токопровод 3 и блокирующий разъем 2 соединена с высоковольтным источником питания 1, причем, подшипники при помощи изоляторов 23 электрически изолированы от остальных узлов устройства, а на крыльчатке расположены ионизирующие электроды 4 так, что поток воздуха способствует более активному отеканию с острий заряженных ионов. Блок питания 1 создает высокое напряжение, которое, с целью безопасности, подается через первый блокирующий разъем 2 и первый токопровод 3 на ионизирующие электроды 4, которые могут располагаться как в защитном корпусе 14 (фиг. 1) так и на крыльчатке 22 пассивного вентилятора (фиг. 2). Блок питания подсоединяется к энергосети через включатель 5 и блокирующий микроконтакт 6, который выключает блок питания, если начать разбирать включенный в сеть аэроионизатор. Отрицательно-ускорительный электрод 7 расположен над ионизирующими электродами 4 и соединяется вторым токопроводом 8 через второй блокирующий разъем 9, служащий также целям безопасности, с блоком питания 1 и с узлом самоконтроля, содержащим лампу тлеющего разряда 10. Электрод- коллектор 11 соединен с блоком питания третьим токопроводом 12 через третий блокирующий разъем - 13, также служащий целям безопасности. Ионизирующие электроды, отрицательно-ускорительный электрод и электрод-коллектор встроены в корпус 14, которым они защищены от случайного прикосновения. На верхней части корпуса расположены защитная сетка 15 и защитные экраны 16. Блок питания и другие элементы энергетики расположены внутри основания 17. Включатель электрической лампы 18 соединяет цепь электрической лампы 19 с энергосетью.

Устройство работает следующим образом: В результате нагрева электрической лампы, которая и представляет собой "нагретое тело", возникают потоки теплого воздуха 20, которые обтекают острия ионизирующих электродов и вместе с ионизированными молекулами кислорода выходят со скоростью потока воздуха наружу через отверстия защитной сетки и защитного экрана. Защитные сетка и экран не несут на себе электрического потенциала, поэтому они не препятствуют прохождению потока отрицательных ионов наружу в помещение. Вентиляционные отверстия 21 открывают путь входящему потоку воздуха. Крыльчатка пассивного вентилятора 22, вращаясь в исходящем от нагретого тела потоке воздуха, концентрирует этот поток. Выходя из корпуса устройства в помещение, поток воздуха отодвигает дальше от устройства пространственный заряд, образующийся из отрицательных ионов, и, тем самым, уменьшает его влияние на выход в пространство помещения ионизированных молекул кислорода, благодаря чему они могут заполнять большие объемы помещения, увеличивая их концентрации в единице объема пространства. В прототипе же отрицательный заряд диффузора уже внутри корпуса также, как и пространственный заряд вне его, уменьшает выход ионов. В противоположность этому в предлагаемом устройстве такого эффекта внутри корпуса нет. В корпусе предлагаемого устройства отсутствуют также и условия для образования среды из смеси взаимно рекомбенирующихся отрицательных и положительных ионов, что также является полезным техническим результатом.

Все элементы, составляющие предлагаемый аэроионизатор, расположены в защитном корпусе, закрытом снизу основанием с отверстиями для прохождения воздуха, а сверху - защитными сеткой и экраном. Сам защитный корпус механически соединен с микровыключателями и блокирующими разъемами, что в случае демонтажа аэроионизатора приводит к обесточиванию высоковольтных цепей. Безопасность устройства обеспечивается четырехкратным разрывом электрических цепей: микроконтактами 6 и блокирующими разъемами 2, 9 и 13, а также защитным корпусом 14, защитными сетками 15 и защитными экранами 16. Все это должно обеспечивать безопасность при пользовании аэроионизатором в быту.

Таким образом, введение в конструкцию предлагаемого аэроионизатора нагретого тела, в исходящем от которого потоке воздуха расположена на подшипнике легкая крыльчатка пассивного вентилятора, решает задачу повышения эффективности аэроионизатора, создавая более мощный и более концентрированный поток отрицательных ионов кислорода. Кроме того, такая конструкция исключает замедление рассеивания потока ионов, обусловленное образующимся пространственным зарядом над прибором, и исключает торможение движения отрицательных ионов благодаря отсутствию потенциалов на защитных сетке и экране. Наличие корпуса из диэлектрического материала и расположения в нем всех элементов, прикосновения к котором может быть опасным для человека, а также механическое соединение корпуса с микровыключателями и блокирующими разъемами обеспечивают безопасность при эксплуатации предлагаемого аэроионизатора в быту.

Предлагаемый вариант конструктивного выполнения аэроионизатора показывает, что производство его легко осуществимо, так как он не содержит сложных не технологичных элементов, драгоценных или дорогостоящих материалов, вредных веществ, дорогих комплектующих. Будучи доступным по цене, он может быть весьма полезным для всех слоев населения в условиях высокого загрязнения городского воздуха, а также в периоды массового распространения вирусных заболеваний.

Формула изобретения

1. Аэроионизатор, содержащий размещенные внутри защитного корпуса ионизирующие электроды и отрицательно-ускорительный электрод-диффузор, соединенный с высоковольтным источником питания, крыльчатку вентилятора, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен нагретым телом, например электрической лампочкой, узлом самоконтроля, в который входят электрод-коллектор и световой индикатор, основанием защитного корпуса, защитным экраном, микровыключателями и блокирующими разъемами, причем нагретое тело, крыльчатка вентилятора, ионизирующие электроды, электрод-коллектор и отрицательно-ускорительный электрод расположены в защитном корпусе в потоке теплого воздуха от нагретого тела, защитный корпус установлен на основании, при этом все электроды через микровыключатели и блокирующие разъемы соединены с высоковольтным источником питания, а с другой стороны на корпусе закреплен защитный экран.

2. Аэроионизатор по п.1, отличающийся тем, что ионизирующие электроды закреплены непосредственно на крыльчатке пассивного вентилятора, которая соединена с высоковольтным источником питания.

2. Аэроионизатор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен защитной сеткой, закрепленной на защитном корпусе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2