Ионизатор, оборудованный ускорителем ионного потока, в частности, чтобы защищать от москитов

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству (1) для ионизации воздуха. Устройство содержит корпус (2) содержащий вентилятор (7), который содержит ротор (8) для генерации пульсирующего потока воздуха и выхлопную трубу (9) для направления указанного потока. Корпус включает устройство (14) для получения ионов, которое содержит электрогенератор высокого напряжения (15), электрод (16), присоединенный к генератору (15). Свободный конец (17) электрода, образованный из пучка нитей (18), выполненных из проводящего материала, проходит направо от выхлопной трубы (9), для высвобождения ионов за счёт коронного разряда. Устройство дополнительно содержит диффузор (38), снабженный трубой (39), которая проходит в удлинение выхлопной трубы (9) и определяет границы камеры сжатия (40). Диффузор имеет расширитель (41), который удлиняет трубу (39) и содержит ряд каналов (42), которые проходят от внутренней стороны (43) расширителя (41), примыкающей к камере сжатия (40), в направлении к противоположной внешней стороне (44). Техническим результатом является предложение ионизатора, возможности которого увеличены за счет умеренного потребления электричества, и позволяющего диффундировать ионы в значительный объем. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области ионизаторов.

Ионизаторы обычно применяют для очистки воздуха. Принцип, достаточно простой, основан на коронном разряде: один электрод (или несколько), присоединенный к источнику высокого напряжения (и низкой интенсивности), вызывает ионизацию окружающей среды, сопровождающуюся электрическими разрядами.

На практике электрод может быть образован (по меньшей мере, на одном свободном конце) из очень тонких нитей (например, сделанных из стеклянного или углеродного волокна, обработанных так, чтобы проводить электричество). Эти нити находятся в потоке воздуха, создаваемом продувкой, который удаляет ионы.

Ионы связываются с частицами, взвешенными в воздухе, что способствует их снижению к земле.

Типичный ионизатор, использующий эту технологию, описан в американском патенте US5268009.

Недавно было обнаружено, что ионизатор может способствовать удержанию на расстоянии насекомых (в частности, двукрылых), обычно привлекаемых запахом тела (в частности, самки москитов). Действительно, эти запахи тела переносятся частицами (в частности, потом), что доказывает возможность планирования к земле под действием связывания с ионами, поступающими из ионизатора.

Другими словами, с помощью ионизатора можно непрерывно дезодорировать человека (или животное), контактирующего с насекомыми (в частности, москитами). Ставший каким-либо образом невидимым для них человек (или животное) защищается от их хоботков (или жал).

Было предложено носить ионизаторы на шее или на запястье. Ношение ионизаторов, однако, ограничено и не может защищать несколько человек одновременно.

Чтобы увеличить ношение ионизатора, само простое - увеличить мощность продувки. Но это приводит к увеличению потребления электричества ионизатором, что несовместимо, в частности, с продолжительным применением при путешествиях или в областях без электрического снабжения.

Следовательно, первой целью данного изобретения является предложить ионизатор, возможности которого увеличены за счет умеренного потребления электричества.

Второй целью изобретения является предложить ионизатор, позволяющий диффундировать ионы в значительный объем, в частности, с целью сделать в этом объеме людей невидимыми для обоняния насекомых и, в частности, москитов.

Для этой цели предлагается устройство ионизации воздуха (ионизатор), которое содержит корпус и в этом корпусе:

- вентилятор, который включает в себя ротор для генерации пульсирующего потока воздуха и выхлопную трубу, чтобы направлять этот поток;

- устройство для получения ионов, которое содержит:

∙ электрогенератор высокого напряжения;

∙ по меньшей мере, один электрод, присоединенный к генератору, причем свободный конец электрода, образованный из пучка нитей, выполненных из проводящего материала, проходит направо от выхлопной трубы, для высвобождения ионов за счёт коронного разряда;

- диффузор, оборудованный:

∙ трубой, которая проходит в удлинение выхлопной трубы и определяет границы камеры сжатия, и

∙ расширителем, который удлиняет данную трубу и содержит ряд каналов, которые проходят от внутренней стороны расширителя, примыкающей к камере сжатия, в направлении к противоположной внешней стороне.

Диффузор имеет свойство ускорять воздушный поток, который проходит сквозь него, увеличивая возможности (и следовательно эффективность) ионизатора.

Различные дополнительные признаки могут быть обеспечены индивидуально или в комбинации. Таким образом, например:

- Данные каналы будут распространяться друг от друга от внутренней стороны расширителя к его внешней стороне.

- Каждый канал сужается от внутренней стороны расширителя к его внешней стороне.

- Ионизатор содержит металлическое кольцо, окружающее свободный конец электрода.

- Данное металлическое кольцо имеет расширяющуюся часть (в частности, конической или пирамидальной формы), которая окружает пучок нитей электрода.

- Металлическое кольцо закреплено на электроде.

- Металлическое кольцо сделано из меди.

- Металлическое кольцо является серебряным на поверхности.

- Корпус содержит основание и крышку, обеспеченную перфорацией, по меньшей мере, справа от диффузора.

- Ионизатор содержит электронную контрольную плату, оборудованную переключателем для открытия или закрытия цепи электрического питания генератора, и корпус оборудован кнопкой, соединенной с данным переключателем.

Другие цели и преимущества данного изобретения будут понятны из описания варианта осуществления, приведенного ниже со ссылкой на приложенные чертежи, где:

- Фиг.1 представляет собой покомпонентный вид в перспективе, показывающий устройство для ионизации воздуха;

- Фиг.2 представляет собой покомпонентный вид в перспективе, показывающий вентилятор и связанный с ним диффузор;

- Фиг.3 представляет собой вид с частичным разрезом, показывающий вентилятор и его диффузор в сборке;

- Фиг.4 представляет собой вид в разрезе вентилятора и диффузора вдоль плоскости разреза IV-IV на фиг.3;

- Фиг.5 представляет собой вид в разрезе вдоль плоскости V-V на фиг.4;

- Фиг.6 представляет собой вид с частичным разрезом, показывающий собранное устройство ионизации.

На фиг.1 представлено устройство для ионизации воздуха, ниже просто называемое ионизатор 1. Этот ионизатор 1 разработан так, чтобы производить один или несколько пульсирующих потоков ионов, предназначенных соединяться с взвешенными в воздухе частицами противоположного электрического заряда.

Молекулы (или группы молекул), образованные путем соединения пульсирующих ионов и частиц, являются тяжелыми и планируют к земле под действием своей массы.

Ионизатор 1 преимущественно разработан, чтобы генерировать отрицательные ионы (анионы), обычно ионы СО₃. Ниже будет показано как.

Ионизатор 1 содержит, во-первых, корпус 2.

В изображенном примере корпус 2 содержит основание 3 и крышку 4.

Основание 3 может покоиться на опоре (например, столе), крепиться к стене или перегородке (поверхностное крепление) или также крепиться к потолку (потолочное крепление).

В изображенном примере основание 3 имеет по существу квадратный край (с предпочтительно скругленными углами).

Крышка 4 преимущественно является пирамидальной, совпадая с краем основания 3.

Вместе основание 3 и крышка 4 задают внутренний объем 5, в котором расположены различные компоненты ионизатора 1.

Крышка 4 обеспечена отверстиями 6. Эти отверстия 6 предназначены позволять проход воздуха сквозь крышку 4.

Во-вторых, ионизатор 1 содержит, по меньшей мере, один вентилятор 7. Этот вентилятор 7 содержит ротор 8, чтобы генерировать пульсирующий воздушный поток, и выхлопную трубу 9, чтобы направлять этот поток.

В изображенном примере вентилятор 7 представлен в форме вентилятора. Вентилятор 7 содержит, в этом случае, корпус 10 (здесь цилиндрический), в котором установлен ротор 8 с возможностью вращения. Корпус 10 несет статор (не представлен), питаемый током, и разработан так, чтобы генерировать вращающееся магнитное поле, вращающее ротор 8.

В изображенном примере ротор 8 содержит ствол 11, который во время вращения ротора 8 генерирует воздушный поток.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, изображенному на фифг.1, ионизатор 1 содержит два вентилятора 7. Вентиляторы 7 установлены, например, один за другим, т.е. генерируемые потоки пульсируют в противоположных направлениях.

Как изображено, в частности, на фиг.1, корпус 10 оборудован входом воздуха (здесь образован отверстием 13 сразу под ротором 8). Выхлопная труба 9 здесь образована с помощью отверстия, сделанного на стороне корпуса 10. В изображенном примере выхлопная труба 9 имеет прямоугольное (или квадратное) сечение, но оно может быть круглым или овальным.

В-третьих, ионизатор 1 содержит устройство 14 для получения ионов, которое содержит:

∙ электрогенератор высокого напряжения 15;

∙ по меньшей мере, один электрод 16, присоединенный к генератору 15, один свободный конец 17 электрода, образованный в виде пучка нитей 18, выполненных из проводящего материала, проходит в выхлопную трубу 9 для высвобождения ионы при помощи коронного разряда.

Генератор высокого напряжения 15 присоединен к источнику электрического напряжения (например, батарее, ячейке или сети - через трансформатор). Генератор 15 разработан так, чтобы создавать высокое напряжение (несколько тысяч вольт, даже несколько десятков тысяч вольт) и низкую интенсивность (несколько миллиампер, даже несколько микроампер).

В изображенном примере, где ионизатор 1 содержит два вентилятора 7, устройство 14 для получения ионов содержит два электрода 16, каждый соединенный с вентилятором 7.

Каждый электрод 16 содержит проводник 19, присоединенный к генератору. Чтобы минимизировать потери, проводник 19, по меньшей мере, на части его длины, окружен рукавом 20 (например, сделанным из гибкого изолирующего полимера). Как можно видеть на фиг.2 и на фиг.3, свободный конец 17 электрода (т.е. пучок нитей 18) обнажен.

Нити 18 могут вместе составлять проводник 19 по всей своей длине или образовывать только часть проводника 19, присоединяясь к проволоке (например, металлической), присоединенной к генератору 15.

Как можно видеть на фиг.1 и фиг.5, в-четвертых, ионизатор 1 содержит регулирующую электронику в форме интегральной платы 21, включающей в себя электронные компоненты и образующей цепь для электрического питания генератора 15.

В изображенном примере плата 21 содержит трансформатор 22, приспособленный генерировать среднее напряжение (около 12 В), предназначенное питать другие компоненты, и питаемый высоковольтным генератором 15.

Плата 21 также содержит клеммы 23, к которым присоединяются проводники 24 для электрического питания генератора 15, а также проводники 25 для электрического питания данного (или каждого) вентилятора 7. Более конкретно, электрические проводники 25 соединяются со статором каждого вентилятора 7.

Включение ионизатора 1 может контролироваться удаленно, например, путем удаленного контроля (инфракрасного или радиочастотного) или посредством удаленного переключения, установленного в цепи электрического питания ионизатора 1.

Включение ионизатора 1 можно также выполнять путем прямого воздействия на него. Таким образом, согласно варианту осуществления, изображенному на фиг.1 и фиг.5, плата 21 оборудована переключателем 26 для замыкания или размыкания цепи электрического питания генератора 15.

Этот переключатель 26 содержит, например, стержень 27, установленный в перемещении между высоким положением, в котором цепь разомкнута (генератор 15 и каждый вентилятор 7 не имеют электрического питания), и нижним положением, в котором цепь замкнута (генератор 15 и каждый вентилятор 7 имеют электрическое питание).

С точки зрения архитектуры, как изображено на фиг.1 и фиг.5, генератор 15 устанавливается на нижней стенке 18 основания 3. Данный (или каждый) вентилятор 7 устанавливают на пластине 29 (сделанной, например, из пластического материала). Эта пластина 29 фиксируется на основании 3. В изображенном примере пластина 29 устанавливается на трубках 30, которые выдаются из нижней стенки 28 основания 3. Крепление пластины 29 на трубках 30 выполняют, например, с помощью винтов 31.

Как изображено на фиг.1, каждый вентилятор 7 размещается в соответствующем помещении 32, образованном выступами на пластине 29. Крепление каждого вентилятора 7 пластине 29 выполняют, например, с помощью винтов.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, изображенному на фиг.1 и фиг.5., электронная плата 21 устанавливается сверху вентиляторов. При этом, плата 21 устанавливается на штыри 33, которые выступают из пластины 29. Крепление платы 21 на штыри 33 выполняют, например, с помощью винтов 34.

В изображенном примере крышка 4 представлена в форме усеченной пирамиды и увенчивается покрытием 35, например, полусферической формы.

Зазор 36 преимущественно обеспечен между периметром покрытия 35 и крышкой 4.

Этот зазор 36 может, во-первых, формировать вход воздуха для подачи свежего воздуха в вентиляторы 7.

Затем, зазор 36 может формировать проход для света, испускаемого работающим индикатором света ионизатора 1, например, светоизлучающего диода 37 (СИД), установленного на электронной контрольной плате 21.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, изображенному на фиг.1 и фиг.5., в котором включение ионизатора 1 выполняют путем прямого ручного воздействия, покрытие 35 образует кнопку, соединенную с переключателем 26. Воздействие на покрытие 35 (путем простого нажатия пальцем или рукой) позволяет посредством стержня 27 переключателя 26 замыкать или размыкать цепь электрического питания генератора 15 и вентиляторов. Согласно варианту осуществления, изображенному на фиг.5, покрытие 35 с силой вставлено на стержень 27, который, таким образом, обеспечивает ее опору.

При работе данный (или каждый) ротор 8 генерирует пульсирующий воздушный поток через выхлопную трубу 9. Нити 18 электрода 16 (питаемые высоким напряжением с помощью генератора 15) генерируют электрические разряды (коронный разряд), сопровождающиеся получением ионов в большом количестве. Эти ионы удаляются воздушным потоком и выбрасываются наружу ионизатора 1 через отверстия 6 крышки 4.

Чтобы увеличить возможности ионизатора 1, т.е. расстояние, на которое выбрасываются ионы, ионизатор 1 содержит, в-пятых, диффузор 38 для каждого вентилятора 7.

Этот диффузор 38 оборудован:

∙ трубой 39, которая проходит в удлинение выхлопной трубы 9 и определяет границы камеры сжатия 40, и

∙ расширителем 41, который удлиняет трубу 39 и содержит ряд каналов 42, которые проходят от внутренней стороны 43 расширителя 41, примыкающей к камере сжатия 40, в направлении к противоположной внешней стороне 44.

В изображенном примере диффузор 38 представляет собой единую деталь, предпочтительно сделанную из пластического материала.

Труба 39 имеет сечение, идентичное выхлопной трубе 9 или дополняющее ее. Таким образом, в изображенном примере труба 39 имеет прямоугольное (или квадратное) сечение.

Диффузор 38 может быть закреплен непосредственно на корпусе 10 вентилятора 7. В изображенном примере диффузор 38 оборудован охватываемым соплом 45, которое выступает из трубы, чтобы вставляться с усилием (или защелкой) в выхлопную трубу 9.

Как изображено на фиг.2, диффузор 38 и/или вентилятор 7 оборудованы вырезом 46, позволяющим установку (фиг.2) и проход (фиг.3) электрода 16, так что пучок нитей 18 проходит направо от выхлопной трубы 9. В изображенном примере диффузор 38 и корпус 10 вентилятора 7 оборудованы совпадающими вырезами 46, которые, когда диффузор 38 устанавливают на корпусе 10, вместе образуют отверстие 47, через которое проходит электрод 16, нити которого 18, таким образом, распространяются в соединение между выхлопной трубой 9 трубой 39.

В изображенном примере (смотри, в частности, фиг.3) есть девять каналов 42, но это число только примерное. Каналов 42 может быть меньше или больше.

Каналы 42 предпочтительно расходятся друг от друга от внутренней стороны 43 расширителя 41 к его внешней стороне 44. Сумма проходных сечений каналов 42 меньше, чем проходное сечение выхлопной трубы 9 (и трубы 39). Следовательно, воздух сжимается в камере сжатия 40 выше по ходу и вблизи от внутренней стороны 43 расширителя 41.

В результате, скорость перемещения воздуха (заряженного ионами) больше в каналах 42, чем скорость перемещения воздуха в выхлопной трубе 9 (течение воздуха изображено белыми стрелками на фиг.5).

Другими словами, диффузор 38 обеспечивает в расширителе 41 ускорение воздушного потока, входящего через внутреннюю сторону 43. В результате этого ионы выбрасываются извне ионизатора 1 на расстояние большее, чем расстояние, на которое они бы выбрасывались без диффузора 38. От этого возможности (и, следовательно, эффективность) ионизатора 1 увеличиваются.

Кроме того, согласно предпочтительному варианту осуществления каждый канал 42 сужается от внутренней стороны 43 расширителя 41 к его внешней стороне 44, что также увеличивает эффект ускорения течения и, следовательно, возможности ионизатора 1.

Отверстия 6 в крышке 4 проходят, по меньшей мере, справа от данного (или каждого) диффузора 38. Это будет гарантировать, что каждый канал 42 открывается справа от отверстия 6, чтобы минимизировать отражения выходящего воздушного потока. В изображенном примере отверстия 6 обеспечены по всей поверхности крышки 4.

Внешняя сторона 44 расширителя предпочтительно расположена насколько возможно близко к крышке 4. Согласно предпочтительному варианту осуществления внешняя сторона 44 расширителя формирует внутренность крышки 4.

Чтобы увеличить плотность ионов, получаемых при данном уровне нитей 18, ионизатор 1 может содержать металлическое кольцо 48, окружающее свободный конец 17 электрода 16.

Это кольцо 48, находящееся при нулевом потенциале, создает электрическое заземление, которое обеспечивает усиливающий эффект путем увеличения числа электрических разрядов (и, следовательно, образования ионов) при данном уровне свободного конца 17 электрода 16.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, изображенному на фиг.2 и фиг.3, металлическое кольцо 48 имеет расширяющуюся часть 49, которая окружает пучок нитей 18 электрода 16. Эта расширяющаяся часть 49 имеет функцию формирования пучка нитей 18, которые в действительности имеют тенденцию расходиться друг от друга. Согласно варианту осуществления, изображенному сплошной линией на фиг.2, расширяющаяся часть 49 кольца является конической. Согласно другому варианту осуществления, изображенному пунктирной линией на фиг.2, расширяющаяся часть 49 является пирамидальной (с многоугольным основанием) и имеет большое число сторон (больше или равно трем).

Металлическое кольцо 48 преимущественно закреплено на электроде 16. Как изображено на фиг.3, металлическое кольцо 48 предпочтительно вставлено в отверстие 47. Металлическое кольцо 48 может быть сделано из меди. В одном варианте металлическое кольцо является серебряным на поверхности. Это может быть представлено в форме плетения или сетки.

1. Устройство (1) для ионизации воздуха, которое содержит корпус (2) содержащий:

- вентилятор (7), который содержит ротор (8) для генерации пульсирующего потока воздуха и выхлопную трубу (9) для направления указанного потока;

- устройство (14) для получения ионов, которое содержит:

• электрогенератор высокого напряжения (15);

• по меньшей мере, один электрод (16), присоединенный к генератору (15), причем свободный конец (17) электрода, образованный из пучка нитей (18), выполненных из проводящего материала, проходит направо от выхлопной трубы (9), для высвобождения ионов за счёт коронного разряда;

причем устройство (1) отличается тем, что оно дополнительно содержит:

- диффузор (38), снабженный:

• трубой (39), которая проходит в удлинение выхлопной трубы (9) и определяет границы камеры сжатия (40), и

• расширителем (41), который удлиняет трубу (39) и содержит ряд каналов (42), которые проходят от внутренней стороны (43) расширителя (41), примыкающей к камере сжатия (40), в направлении к противоположной внешней стороне (44).

2. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что каналы (42) расходятся друг от друга от внутренней стороны (43) расширителя (41) к его внешней стороне (44).

3. Устройство (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждый канал (42) сужается от внутренней стороны (43) расширителя (41) к его внешней стороне (44).

4. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит металлическое кольцо (48), окружающее свободный конец (17) электрода (16).

5. Устройство (1) по п. 4, отличающееся тем, что металлическое кольцо (48) имеет расширяющуюся часть (49), которая окружает пучок нитей (18) электрода (16).

6. Устройство (1) по п. 4 или 5, отличающееся тем, что металлическое кольцо (48) обжато на электроде (16).

7. Устройство (1) по одному из пп. 4-6, отличающееся тем, что металлическое кольцо (48) выполнено из меди.

8. Устройство (1) по одному из пп. 4-6, отличающееся тем, что металлическое кольцо (48) является серебряным на поверхности.

9. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что корпус (2) содержит основание (3) и крышку (4), обеспеченную отверстиями (6), по меньшей мере, справа от диффузора (38).

10. Устройство (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит электронную контрольную плату (21), оборудованную переключателем (26) для замыкания и размыкания цепи электрического питания генератора (15), и тем, что корпус (2) оборудован кнопкой (35), соединенной с переключателем (26).