АЭРОИОНИЗАТОР Российский патент 1994 года по МПК A61N1/44 

Изобретение относится к медицинской и бытовой технике и может быть использовано для насыщения воздуха бытовых и производственных помещений легкими отрицательными аэроионами кислорода до уровня, предусмотренного санитарными нормами, а также для очищения воздуха от содержащейся в нем пыли.

Известный аэроионизатор содержит высоковольтный источник постоянного напряжения, к которому подключен коронирующий электрод, выполненный в виде проводящей решетки, снабженной иглами, и разгоняющий электрод, выполненный в виде замкнутого проводника, покрытого высоковольтным диэлектриком, образующего рамку, размеры которой совпадают с наружными размерами коронирующего электрода.

Недостатком аэроионизатора является его слабое влияние на уменьшение запыленности окружающей воздушной среды.

Целью изобретения является увеличение эффективности очистки воздуха от содержащейся в нем пыли.

Поставленная цель достигается тем, что аэроионизатор снабжен электропроводящей кюветой, наполненной водой, которая прикрепляется с помощью кронштейнов, покрытых высоковольтным диэлектриком, к разгоняющему электроду.

Сущность изобретения заключается в следующем. Электрическое поле высокой напряженности, создаваемое в пространстве между электродами, носит неоднородный характер. Напряженность этого поля возрастает к краям электродов и спадает к центру вследствие кольцевой конфигурации разгоняющего электрода. Такая конфигурация разгоняющего электрода позволяет выполнять ему роль отклоняющего электрода, под действием которого траектория движения отрицательно заряженных частиц искривляется. Массы отрицательно заряженных ионов кислорода и отрицательно заряженных частичек пыли отличаются на много порядков. Поэтому траектории легких аэроионов искривляются сильнее и они, попадая в пространство между разгоняющим электродом и кюветой, покидают аэроионизатор, как это показано сплошными стрелками на фиг. 1. Заряженные же частички пыли вследствие своей значительной массы движутся в электростатическом поле по гораздо более пологим траекториям и падают на поверхность воды, где смачиваются и оседают, как это показано пунктирными стрелками на фиг. 1.

Траектории движения заряженных частиц в электростатическом поле, исходя из законов физики, можно рассмотреть следующим образом. Пусть легкий отрицательный ион кислорода имеет массу М и заряд Q, причем масса иона кислорода составляет 32 атомных единиц массы или 5,44 ˙10^-26 кГ, а масса самой маленькой пылинки размером 1 - 5 мкм составляет около 5˙10^-14 кГ, разница масс составляет 10¹². Одна пылинка может адсорбировать около 100 аэроионов, что означает, что величина Q больше величины q в 100 раз. В неоднородном электрическом поле, создаваемом системой коронирующий электрод - разгоняющий электрод, имеется составляющая Е ₁ ортогональна направлению движения заряженных частичек, которые движутся в воздушном ионизированном потоке со скоростью v. Сила Лоренца, действующая на анионы кислорода равна
F₁ = qE₁, а на частичку пыли действует сила
F₂ = QE₁. Под действием силы аэроион начнет двигаться в направлении, совпадающем с направлением составляющей электрического поля Е₁, т. е. ортогонально вектору скорости v с ускорением
a₁ = F₁/m, а частичка пыли с ускорением
a₂ = F₂/M. При этом радиус кривизны траектории аэроиона составит
R₁= = , а частички пыли
R₂= = .

Величина отношения этих радиусов составляет
. Это означает, что частички пыли имеют траекторию со значительно большим радиусом кривизны, что и подтверждает правильность физического принципа, взятого в основу работы аэроионизатора со способностью эффективной очистки воздуха от пыли.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены схематические изображения аэроионизатора. Аэроионизатор содержит высоковольтный источник 1 постоянного напряжения, питающийся от сети, к отрицательному полюсу которого подключен коронирующий электрод 2, выполненный в виде решетки из проводящего материала, снабженного иглами 3, к положительному полюсу источника 1 подключен разгоняющий электрод 4, имеющий форму, повторяющую периметр коронирующего электрода 2, покрытый высоковольтной диэлектрической оболочкой, снабженный кронштейнами 5, также покрытыми диэлектрической оболочкой 6, и соединенный с электропроводной кюветой 7, заполненной водой 8.

Аэроионизатор работает следующим образом. При подаче на коронирующий электрод 2 высокого отрицательного потенциала, а на разгоняющий электрод 4 положительного, на остриях игл 3 коронирующего электрода 2 образуется еще более высокий потенциал и с них начинается эмиссия электронов. Свободные электроны ионизируют молекулы кислорода, которые разгоняются в электрическом поле, созданном в пространстве между электродами, увлекая за собой нейтральные молекулы, создавая направленное движение ионизированного воздуха. Часть из образовавшихся свободных электронов и отрицательных аэроионов адсорбируются частичками пыли, содержащимися в направленном ионизированном потоке воздуха, заряжая их отрицательно.

Изобретение позволяет значительно расширить функциональные возможности аэроионизатора, что выражается в значительном увеличении эффективности пылеулавливания и позволяет применить его для регенерации полезных свойств воздуха в жилых и производственных помещениях.

Использование: в медицинской и бытовой технике для насыщения воздуха бытовых и производственных помещений легкими отрицательными аэроионами и очищения воздушной среды от пыли. Сущность изобретения: аэроинонизатор снабжен электропроводящей кюветой, наполненной водой и прикрепленной к разгоняющему электроду с помощью кронштейнов, покрытых высоковольтным диэлектриком. 2 ил.

АЭРОИОНИЗАТОР, содержащий высоковольтный источник постоянного напряжения, к которому подключен коронирующий электрод, выполненный в виде проводящей решетки, снабженной иглами, и разгоняющий электрод, выполненный в виде покрытого высоковольтным диэлектриком замкнутого проводника, образующего рамку, совпадающую по размерам с периметром коронирующего электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности воздействия за счет обеспечения очистки воздуха от пыли, он снабжен электропроводящей кюветой, заполненной водой, которая скреплена с разгоняющим электродом с помощью кронштейнов, покрытых высоковольтным диэлектриком.