ИОНИЗАТОР ВОЗДУХА Российский патент 1994 года по МПК A61N1/44 

Изобретение относится к медицинской и санитарной технике и может быть использовано для электрической ионизации воздуха как в профилактических, так и в лечебных целях.

Известен аэроионизатор [1], содержащий корпус из электроизоляционного материала, в котором размещены генератор, высоковольтный трансформатор, умножитель и ионизирующий электрод.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность получения отрицательных аэронов из-за того, что на ионизирующий электрод поступает сравнительно невысокое напряжение (2-4 кВ), в то время как известно, что для достижения реального лечебного и профилактического эффекта требуется ионизация напряжения не ниже 25 кВ. Другим недостатком является низкая комфортность при использовании устройства, так как пациент заряжается статическим электричеством, что может привести к неприятным ощущениям при соприкосновении пациента с другими людьми, одеждой и прочими предметами.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является ионизатор воздуха [2], который выбран в качестве прототипа. Он содержит размещенные в корпусе из электроизоляционного материала выпрямитель, задающий генератор, высоковольтный трансформатор, умножитель напряжения, а также ионизирующий электрод, соединенный с выходом умножителя напряжения. Выпрямитель содержит понижающий силовой трансформатор, выпрямительный мост и конденсатор сглаживающего фильтра и преобразует сетевой ток в постоянный ток силой 1-1,5 А, напряжением 10-15 В. Этим током питается задающий генератор, который вырабатывает и подает на высоковольтный трансформатор импульсы частотой 3-4 кГц.

Схема данного устройства позволяет получить на ионизирующем электроде требуемое для эффективной ионизации напряжение 25 кВ и выше, при этом мощность устройства достаточно высока для создания высокоинтенсивного потока отрицательных ионов.

Однако прототип обладает следующими недостатками.

В схеме ионизатора применен высоковольтный трансформатор, имеющий большие собственную емкость и индуктивность за счет огромного количества витков в повышающей обмотке. Вследствие того, что данный трансформатор включен непосредственно в цепь положительной обратной связи задающего генератора, указанные емкость и индуктивность оказывают сильное паразитное влияние на работу генератора и не позволяют увеличить рабочую частоту ионизатора выше 3-4 кГц. Низкая рабочая частота вызывает сильное неприятное гудение конструктивных элементов ионизатора из-за вибрации, что снижает комфортность использования.

Комфортность прототипа снижается также тем, что пациент сильно заряжается статическим зарядом при работе ионизатора.

Другим недостатком прототипа является большой вес прибора за счет применения силового трансформатора в выпрямителе.

Предлагаемый ионизатор воздуха решает задачу повышения комфортности его использования при одновременном уменьшении веса устройства. При этом схема ионизатора обеспечивает его работу на высокой частоте, находящейся на границе диапазона слышимых человеческим ухом частот, а на пациенте не накапливается статический заряд. Кроме того, схемное решение устройства позволяет снизить его вес.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый ионизатор содержит выпрямитель, стабилизатор напряжения, задающий генератор, усилитель мощности, высоковольтный трансформатор, умножитель напряжения, устройство для снятия статического заряда, размещенные в корпусе, и ионизирующий электрод, соединенный с выходом умножителя напряжения.

Новым по сравнению с прототипом в ионизаторе является то, что в него введены стабилизатор напряжения, включенный между выходом выпрямителя и входом задающего генератора, усилитель мощности, выход которого соединен с высоковольтным трансформатором, вход - с выходом задающего генератора, а вход питания - с вторым выходом выпрямителя, при этом в цепь выпрямителя введено устройство для снятия статического заряда в виде последовательно соединенных ограничителя тока и вывода для подключения пациента, а выпрямитель выполнен по бестрансформаторной схеме.

Включение между задающим генератором и высоковольтным трансформатором усилителя мощности позволяет исключить влияние собственных емкости и индуктивности витков повышенной обмотки высоковольтного трансформатора, а подключение усилителя мощности непосредственно к выпрямителю, выполненному по схеме без понижающего трансформатора, позволяет применить высоковольтный трансформатор с относительно небольшим количеством витков в повышающей обмотке за счет того, что на первичную обмотку высоковольтного трансформатора подается достаточно высокое напряжение. Перечисленные признаки позволяют работать задающему генератору с частотой, находящейся на верхнем пределе слышимых человеческим ухом звуком, что исключает возникновение неприятного гула от вибрации узлов ионизатора. При этом включение стабилизатора напряжения на выходе выпрямителя обеспечивает стабильную работу задающего генератора, а следовательно, поддержание рабочей частоты в требуемом диапазоне при колебаниях напряжения в сети питания.

Включение устройства для снятия статического заряда, содержащее последовательно соединенные ограничитель тока и вывод, в цепь выпрямителя служит для исключения нежелательных последствий от статического заряда, получаемого пациентом в результате воздействия на него мощным потоком отрицательных ионов, при этом с помощью вывода пациента подключен непосредственно в электрическую цепь ионизатора, в которую с него стекает статический заряд. Ограничитель тока ограничивает силу тока, протекающего через пациента, тем самым обеспечивается безопасность пациента при случайном коротком замыкании, и становится безразличным, к нулевому или фазному проводу сети питания в цепи выпрямителя подключен пациент. Кроме того, выполнение выпрямителя по бестрансформаторной схеме позволяет снизить вес устройства за счет отсутствия силового трансформатора.

Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемого устройства обеспечивает комфортность при его использовании за счет отсутствия гула от вибрации узлов ионизатора и отсутствия неприятных последствий статического заряда при одновременном снижении веса устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема ионизатора; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема.

Ионизатор содержит выпрямитель 1, стабилизатор 2, подключенный на выходе выпрямителя 1, задающий генератор 3, подключенный к выходу стабилизатора 2, усилитель мощности 4, включенный на выходе задающего генератора 3 и запитанный от выпрямителя 1, высоковольтный трансформатор 5, установленный на выходе усилителя мощности 4, умножитель напряжения 6, сигнал на вход которого поступает с высовокольтного трансформатора 5, ионизирующий электрод 7 подключенный к выходу умножителя напряжения 6 через разъем Х1, устройство для снятия статического заряда 8, включенное в цепь выпрямителя 1, вывод Х2, к которому подключается пациент, разъем Х3, через который выпрямитель 1 записывается от сети переменного тока.

Выпрямитель 1 выполнен по бестрансформаторной схеме, содержащей вентиль VD1 и сглаживающий фильтр R1, C1.

Стабилизатор напряжения 2 выполнен на трансформаторе VT2 типа КТ829 и четырех стабилизаторах VD2-VD5.

Задающий генератор 3 выполнен на транзисторе VT2 типа КТ117Б и генерирует импульсы частотой 15-20 кГц. Сопротивление R6 определяет рабочую частоту задающего генератора.

Усилитель мощности 4 выполнен на транзисторе VT3 типа КТ838А. На усилитель мощности 4 поступает с выпрямителя 1 напряжение порядка 200 В. В усилитель мощности введены ограничители тока R7 и R9, обеспечивающие устойчивую работу усилителя мощности и при изменении напряжения в сети питания от 180 до 350 В. Для увеличения надежности работы на входе усилителя мощности 4 подключен вентиль VD6, гасящий отрицательную полуволну сигнала, поступающего на вход усилителя мощности 4.

Умножитель напряжения 6 выполнен на высоковольтных диодах VD7-VD13 типа КЦ06Г и конденсаторах С5-С10 типа ПОВ-390пф х 15 кВ. В первом каскаде умножителя напряжения 6 включено два вентиля, так как на первый каскад падает наибольшая нагрузка при гашении положительной полуволны высоковольтного сигнала. Число каскадов умножителя напряжения 6 выбрано таким, чтобы выходное напряжение было не менее 25 кВ. С целью исключения возникновения коронных разрядов модуль умножителя залит диэлектрическим компаундом.

На выходе умножителя 6 подключен ионизирующий электрод 7. Он может быть выполнен, например, в виде экрана-люстры.

Устройство для снятия статического заряда 8 содержит ограничитель тока R8 и вывод Х2, например, в виде провода с кольцом, которое пациент надевает на палец. Выводов может быть несколько, в зависимости от числа подключаемых одновременно к ионизатору пациентов.

Узлы ионизатора размещены в корпусе из электроизоляционного материала, например из пластмассы, сетевой тумблер разъема Х3 запитки от сети также выполнен из электроизоляционного материала.

Ионизатор работает следующим образом.

К выводу Х2 подключается пациент. С помощью тумблера ионизатор включается в сеть, при этом на выпрямитель 1 поступает переменное напряжение порядка 220 В. С выхода выпрямителя 1 постоянное выпрямленное напряжение порядка 200 В поступает на стабилизатор напряжения 2, а также на усилитель мощности 4. Стабилизированное напряжение подается на задающий генератор 3, который вырабатывает импульсы частотой 15-20 кГц, которые затем через импульсный трансформатор Тр1 поступают на вход усилителя мощности 4. Усиленные по мощности импульсы через передающий высоковольтный трансформатор 5 подаются на умножитель напряжения 6, который положительную полуволну импульсов гасит, а отрицательную полуволну умножает по напряжению до уровня не ниже 25-30 кВ. Это напряжение поступает на ионизирующий электрод 7, подключенный через разъем Х1. Под действием высоковольтного напряжения электроны с ионизирующего электрода 7 "стекают" и, взаимодействуя с молекулами кислорода и свободными электронами воздуха, образуют ионы. Из образующихся пар ионов положительные нейтрализуются на электроде 1, а отрицательные вылетают с электрода мощным потоком.

Область использования: изобретение относится к медицинской и санитарной технике и может быть использовано для электрической ионизации воздуха в лечебных и профилактических целях. Сущность изобретения: ионизатор воздуха содержит выпрямитель, стабилизатор напряжения, задающий генератор, усилитель мощности, высоковольтный трансформатор, умножитель напряжения, устройство для снятия статического заряда, расположенные в корпусе из электроизоляционного материала, и ионизирующий электрод, соединенный с выходом умножителя напряжения. Новым в ионизаторе является то, что ионизатор содержит стабилизатор напряжения, подключенный к выходу выпрямителя, выход стабилизатора напряжения соединен с входом задающего генератора, между задающим генератором и высоковольтным трансформатором установлен усилитель мощности, запитанный от выпрямителя, в цепь выпрямителя введено устройство для снятия статического заряда, содержащее последовательно соединенные ограничитель тока и вывод для подключения пациента, при этом выпрямитель выполнен по бестрансформаторной схеме. 2 ил.

ИОНИЗАТОР ВОЗДУХА, содержащий выпрямитель, задающий генератор, высоковольтный трансформатор и умножитель напряжения, размещенные в корпусе из электроизоляционного материала, и ионизирующий электрод, соединенный с выходом умножителя напряжения, отличающийся тем, что в него введены стабилизатор напряжения, включенный между выходом выпрямителя и входом задающего генератора, усилитель мощности, выход которого соединен с высоковольтным трансформатором, вход - с выходом задающего генератора, а вход питания - с вторым выходом выпрямителя, при этом в цепь выпрямителя введено устройство для снятия статического заряда в виде последовательно соединенных ограничителя тока и вывода для подключения пациента, а выпрямитель выполнен по бестрансформаторной схеме.