ИОНИЗАТОР ВОЗДУХА Российский патент 1997 года по МПК H01T23/00 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для введения ионов в незамкнутое воздушное пространство с помощью эмиссии ионов за счет электрического поля, и может быть использовано в медицинских, а также оздоровительно-профилактических целях для улучшения качества воздуха путем повышения процентного содержания ионов. Кроме того, устройство может быть использовано для обеспечения бесшумной принудительной циркуляции воздуха без применения электромеханических вентиляторов.

Известны ионизаторы, принцип действия которых основан на стекании электрических зарядов с эмиттера, выполненного в виде одного или более остриев, к которому приложен достаточно большой потенциал (20 50 кВ) относительно окружающего пространства (земли) [1]
Применение таких устройств в лечебно-оздоровительных целях признано не допустимым в связи с вредным воздействием на человека сильного электрического поля [2]
Указанный недостаток отсутствует у ионизаторов с локальным электрическим полем [3] В данном устройстве, принимаемом в качестве прототипа, имеется игольчатый эмиттер и ускоряющий электрод. Особенностью прототипа является то, что в ионизаторе питание разрядника осуществляется переменным несимметричным импульсным напряжением. Благодаря этому уменьшаются потери ионов, обусловленные осаждением последних на ускоряющем электроде.

Недостатком прототипа является сравнительно низкая ионизационная способность. Это объясняется потерями части ионов за счет их возврата к эмиттеру в нерабочую часть периода переменного напряжения.

Целью изобретения является повышение ионизационной способности устройства.

Указанная цель достигается за счет того, что в ионизаторе воздуха, содержащем игольчатый эмиттер электрических зарядов, ускоряющий электрод и источник импульсного напряжения, к игольчатому эмиттеру подключен дополнительно введенный источник постоянного напряжения, источник импульсного напряжения подключен к ускоряющему электроду, причем в качестве источника импульсного напряжения использован источник прерывистого напряжения, совпадающего по амплитудному значению и полярности с напряжением указанного источника постоянного напряжения.

На фиг. 1 представлена схема устройства, где 1 игольчатый эмиттер; 2 - ускоряющий электрод; 3 источник постоянного напряжения; 4 источник прерывистого напряжения.

Принцип действия ионизатора заключается в следующем. В течение паузы между импульсами напряжения на ускоряющем электроде между последним и эмиттером действует электрическое поле, обусловленное значением напряжения на эмиттере. Под действием этого поля молекулы воздуха вблизи острия электризуются и двигаются в направлении ускоряющего электрода. Во время действия импульса напряжения на ускоряющем электроде разность потенциалов между ним и эмиттером равна нулю, поскольку напряжения на указанных электродах одинаковые по величине и знаку. Ионы, оказавшиеся в пространстве между электродами с одинаковой полярностью, меняют направление, удаляясь от обоих электродов. Таким образом, результирующая траектория движения ионов направлена в окружающее пространство.

На фиг. 2 приведена диаграмма напряжения на электродах, где U_э - напряжения на эмиттере; U_уэ напряжение на ускоряющем электроде.

С увеличением скважности импульсного напряжения увеличивается время электрического поля высокой напряженности на эмиттере. Соответственно увеличивается число генерируемых ионов. С другой стороны, увеличивается вероятность нейтрализации зарядов ионов в результате соприкосновения с поверхностью ускоряющего электрода, что приводит к уменьшению ионов, излучаемых в окружающее пространство. Следовательно, существует оптимальное значение скважности, которое зависит от частоты следования и амплитуды импульсов, а также от расстояния между электродами.

Устройство проверено экспериментально. При расстоянии между электродами 10 мм, напряжении 5 кБ, частоте 7 кГц и скважности 0,5 результирующая эмиссия составила 4 мкА на одно острие, что соизмеримо с результатами, получаемыми от ионизаторов с внешним электрическим полем, работающих при напряжениях в несколько десятков киловольт.

На фиг. 3 приведен вариант реализации схемы формирования постоянного и прерывистого напряжений для питания ионизатора.

Работа схемы состоит в следующем: импульсное напряжение с генератора импульсов поступает на первичную обмотку повышающего трансформатора Тр. С вторичной обмотки импульсы напряжением 5кБ через однополупериодные выпрямители D1 и D2 поступают на электроды ионизатора. При этом напряжение, поступающее на эмиттер, сглаживается конденсатором C, а напряжение, поступающее на ускоряющий электрод, остается прерывистым.

Сущность: в ионизаторе воздуха, содержащем игольчатый эмиттер электрических зарядов, ускоряющий электрод, источник постоянного напряжения для питания цепи эмиттера, питание цепи ускоряющего электрода осуществляется от источника прерывистого напряжения, полярность и амплитудное значение которого соответствует напряжению, подаваемому на эмиттер. В результате ионы, оказавшиеся в пространстве между электродами с одинаковой полярностью, меняют направление, удаляясь от обоих электродов. Таким образом, результирующая траектория движение ионов направлена в окружающее пространство. 3 ил.

Ионизатор воздуха, содержащий игольчатый эмиттер электрических зарядов, ускоряющий электрод и источник импульсного напряжения, отличающийся тем, что к игольчатому эмиттеру подключен дополнительно введенный источник постоянного напряжения, источник импульсного напряжения подключен к ускоряющему электроду, причем в качестве источника импульсного напряжения использован источник прерывистого напряжения, совпадающего по амплитудному значению и полярности с напряжением указанного источника постоянного напряжения.