СПОСОБ ИОНИЗАЦИИ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК A61N1/44 

Изобретение относится к аэроионизации воздуха методом электроионизации и может быть использовано в медицине, сельском хозяйстве, быту и т.п.

Известен способ для генерирования и перемещения ионов (см. авт. св. СССР N 1008830, опубл. 30.03.83, МКИ: H 01 T, 23/00). В известном способе генерируют аэроионы, а затем формируют направленный поток аэроионов.

Известно устройство для генерирования и перемещения ионов (см. там же), содержащее блок питания, приемный электрод, выполненный в виде решетки с иглами, размещенными в узлах решетки, и коронирующий электрод, выполненный также в виде решетки с иглами в узлах решетки. Приемный и коронирующий электроды подключены к разным полюсам блока питания, что и обеспечивает направленное движение аэроионов.

При использовании известных способа и устройства можно получить только одну форму распределения аэроионов в помещении, и это распределение имеет вид. (См. книгу Чижевский А. Л. "Аэронификация в народном хозяйстве", 2 изд. сокр. М. Стройиздат, 1989 г. стр. 114, рис. 32, стр. 115, рис. 33, стр. 295, рис. 92). Следует отметить, что изменить эту форму распределения аэроионов не представляется возможным, поскольку в конструкцию устройства входит только один излучатель.

Известен способ для ионизации воздуха. (См. пат. Великобритании N 2249878, опубл. 20.05.92, МКИ: H 01 T, 23/00). Согласно известному способу аэроионы излучают несколькими излучателями, а управление количеством излучаемых ионов обеспечивают посредством изменения количества излучателей, находящихся в работе, и изменением напряжения источников их питания.

Известно устройство для ионизации воздуха (см. там же), которое содержит несколько излучателей, входящих в один ионизатор, жестко закрепленных в одном корпусе и соединенных с источниками разного высокого напряжения. Кроме того, в устройство входит приспособление для открывания одного или нескольких излучателей, выполненное в одном из вариантов в виде передвигающейся шторки.

Однако хотя при реализации известных способа и устройства обеспечивается возможность управления количеством излучаемых аэроионов, но получить заданное (например, равномерное) распределение аэроионов по помещению не представляется возможным, поскольку все излучатели расположены в одном корпусе. В этом случае распределение будет иметь следующий вид. (См. книгу Чижевского А.Л.)
Наиболее близким из известных (прототипом) является способ для ионизации воздуха (см. пат. России N 2019207, опубл. 15.09.94, МКИ: A 61 N, 1/44), в котором излучают аэроионы, а затем поддерживают заданную концентрацию аэроионов в точке. Так, если концентрация аэроионов превысила заданную, напряжение источника питания уменьшается, что снижает количество генерируемых аэроионов, и наоборот, при снижении концентрации аэроионов напряжение источника питания повышается.

Наиболее близким из известных (прототипом) является устройство для ионизации воздуха (см. там же), которое содержит регулируемый источник питания, блок управления, излучатель аэроионов, датчик концентрации аэроионов, усилитель, блок обработки информации.

Однако при реализации известного способа и известного устройства можно получить только одну форму распределения концентрации аэроионов в помещении, а именно: по мере удаления от излучателя количество аэроионов будет уменьшаться (см. книгу Чижевского А.Л.)
Кроме того, не представляется возможным изменять форму распределения аэроионов в помещении, поскольку в конструкцию устройства входит только один излучатель аэроионов.

Цель изобретения создание нового способа ионизации воздуха и нового технического средства, которые позволяют при их реализации достигнуть следующих технических результатов: обеспечение возможности создания заданного распределения аэроионов и обеспечение возможности изменения формы этого распределения за счет периодического изменения полярности подключения излучателей и за счет разнесения излучателей по помещению.

Поставленные цели достигаются тем, что в способе ионизации воздуха в помещении, заключающемся в излучении аэроионов и обеспечении заданной концентрации аэроионов, излучение аэроионов осуществляют с помощью двух групп излучателей, разнесенных по помещению, при этом посредством высоковольтного коммутатора одна группа излучателей подсоединяется к отрицательному полюсу источника высокого напряжения (ИВН), а другая одновременно с первой подсоединяется к положительному полюсу ИВН, и заданную концентрацию обеспечивают, изменяя полярность подключения к ИВН всех или части излучателей, входящих в обе группы.

Поставленные цели достигаются также тем, что в устройство для осуществления данного способа, содержащее источник питания, излучатель аэроионов, блок управления, дополнительно введены высоковольтный коммутатор, источник высокого напряжения (ИВН), по крайней мере еще один излучатель. Выходы источника питания соединены со входами ИВН и блока управления, а выходы блока управления соединены с одними входами высоковольтного коммутатора, другие входы которого соединены с выходами ИВН, являющимися разноименными полюсами ИВН. Выходы высоковольтного коммутатора соединены с излучателями, разнесенными по помещению, а высоковольтный коммутатор выполнен с возможностью подключения каждого излучателя либо к отрицательному, либо к положительному полюсам ИВН.

Анализ общедоступных источников информации показывает, что предложенное техническое решение неизвестно из уровня техники, что доказывает соответствие этого решения критерию новизны.

Кроме того, следует отметить, что отличительные признаки отдельно друг от друга могут встретиться в других технических решениях. Но причинно-следственная связь между заявляемой совокупностью отличительных признаков и достигаемыми техническими результатами, по мнению авторов, неизвестна из уровня техники, что доказывает соответствие заявленного технического решения критерию изобретательского уровня.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - кривые распределения аэроионов в зависимости от расстояния от излучателя (генератора аэроионов): "a" кривая от одного излучателя, расположенного слева, "b" кривая от другого излучателя, расположенного справа, "c" кривая суммарного распределения аэроионов, получающегося в результате поочередной работы двух излучателей ионов; на фиг. 3 принципиальная электрическая схема устройства для случая по одному излучателю в каждой группе; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема устройства для случая с "N" излучателями.

Предлагаемое устройство (см. фиг. 1) содержит источник питания 1, выходы которого соединены со входом источника высокого напряжения 2 и со входом блока управления 3, выходы которого соединены с одними входами высоковольтного коммутатора 4, другие входы высоковольтного коммутатора 4 соединены с разноименными полюсами источника высокого напряжения 2. Выходы высоковольтного коммутатора 4 соединены с излучателями 5. Излучатели 5 объединены в две группы. Одна группа излучателей 5 подсоединена через коммутатор 4 к отрицательному полюсу источника высокого напряжения 2, а другая группа излучателей 5' подсоединена через коммутатор 4 к положительному полюсу источника высокого напряжения 2. Коммутатор 4 выполнен с возможностью попеременного подключения излучателей 5, 5' то к отрицательному, то к положительному полюсам источника высокого напряжения 2.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Для большего понимания сути происходящих процессов описание способа дается на примере варианта устройства, имеющего только по одному излучателю в каждой группе (см. фиг. 3).

При включении устройства излучатель 5, подключенный к отрицательному полюсу источника высокого напряжения 2, через коммутатор 4 генерирует отрицательные аэроионы, которые распространяются в пространстве помещения и движутся преимущественно в направлении второго излучателя 5', подключенного через коммутатор 4 к положительному полюсу источника высокого напряжения 2. При этом распределение концентрации аэроионов в зависимости от расстояния от излучателя 5 имеет вид (см. фиг. 2, кривая "a"). Через некоторое время полярность подключения излучателей изменяется на противоположную. Эту операцию осуществляет высоковольтный коммутатор 4. Теперь излучатель 5' начинает генерировать отрицательные ионы, которые движутся уже в направлении излучателя 5. Распределение концентрации в зависимости от расстояния от излучателя 5' будет иметь вид (см. фиг. 2, кривая "b"). Суммарное распределение концентрации в помещении при поочередном переключении излучателей будет иметь вид (см. фиг. 2, кривая "c"). Из графиков видно, что распределение концентрации аэроионов в помещении (суммарное) при использовании предлагаемого способа будет более равномерное, чем в прототипе. Увеличивая количество излучателей, разнесенных в помещении, можно получить заданное распределение концентрации ионов в помещении и изменять это распределение в зависимости от конкретных условий.

Устройство для реализации предлагаемого способа в простейшем варианте может содержать только два излучателя 5 и 5' (по одному в каждой группе), как показано на фиг. 3, где представлена принципиальная электрическая схема этого варианта устройства. В соответствии с этой схемой источник питания 1 содержит трансформатор, выпрямитель низкого напряжения +12 В, +200 В и выполнен по известным правилам. (См. например, книгу Артамонов Б.И. Бокуняев А. А. Источники электропитания радиоустройств. Учебник для техникумов М. Энергоиздат, 1982 г. рис. 1.7, стр. 15, рис. 1.10, стр. 19). Один выход источника питания 1 +12 В соединен со входом блока управления 3, а другой выход источника питания +200 В соединен со входом источника высокого напряжения 2. Блок управления 3 представляет собой генератор инфранизких частот (таймер), выполненный на базе микросхемы 1006 ВИ 1 по схеме мультивибратора с изменяемой частотой. (См. например, книгу Шило В.Л. Функциональные аналоговые интегральные микросхемы. М. Радио и связь, 1982 г. рис. 2.3а, стр. 66, рис. 2.22б, стр. 89). Выход блока управления 3 соединен со входом высоковольтного коммутатора 4, выполненным по типу реле. Источник высокого напряжения 2 выполнен по известным правилам (см. например, книгу Артамонова Б. И. Бокуняева А. А. ), а его разноименные полюса соединены с контактными группами высоковольтного коммутатора 4. В свою очередь, контактные группы соединены с излучателями аэроионов 5 и 5'.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Напряжение сети подается на источник питания 1, где вырабатываются два напряжения: +12 В, +200 В. Напряжение +12 В питает блок управления 3, который вырабатывает управляющий сигнал для реле высоковольтного коммутатора 4. Напряжение +200 В с источника питания 1 подается на источник высокого напряжения 2, где оно преобразуется в высокое постоянное напряжение (в данном случае 30 кВ), которое по двум проводам подается на второй вход высоковольтного коммутатора 4. Коммутатор 4 в соответствии с сигналом, поступившим от блока управления 3, переключает излучатели аэронов 5 и 5' поочередно к разноименным полюсам источника высокого напряжения 2. Излучатели 5 и 5' размещаются, например, на противоположных стенах помещения. При работе излучателей аэроионы генерируются поочередно с каждого излучателя 5 или 5', а направление потока аэронов поочередно изменяется на противоположное.

Следует отметить, что количество излучателей, входящих в каждую группу, может выбираться любым. Это определяется конкретными условиями аэроионизации, и вариант исполнения устройства с "N" излучателями представлен на фиг. 4. Все функциональные элементы устройства могут быть также построены из известных элементов по известным правилам. (См. например, книгу "Автоматическая коммутация", ред. О.Н. Ивановой. М. Радио и связь, 1988 г.)
Блок управления 3 содержит генератор управляющих импульсов 6, соединенный со счетчиком установки кода 7, который своими выходами соединен со входами дешифратора 8, а выходы дешифратора 8 соединены через транзисторные ключи с обмотками реле высоковольтного коммутатора 4. Генератор управляющих импульсов 6 выполнен на базе микросхемы 1006ВИ1. Счетчик установки кода 7 выполнен на микросхеме К155ИЕ7 или К155ИЕ5. Дешифратор 8 выполнен на базе микросхемы К155ИД3. Принципы построения этих устройств приведены, например, в кн. Вениаминов и др. "Микросхемы и их применение". Справочное пособие, 3-е изд.

М. Радио и связь, 1989 г. стр. 102-103; Шило В.Л. "Популярные цифровые микросхемы". М. Радио и связь, 1987 г. стр. 89-90, 132.

В исходном состоянии питание выключено и все реле коммутатора установлены в положение, когда все излучатели подключены к положительному полюсу источника высокого напряжения. При включении питания генератор управляющих импульсов 6 с заданной периодичностью выдает на счетчик 7 счетные импульсы, которые преобразуются счетчиком в 4-х разрядный цифровой код (в общем случае M-разрядный), который подается в дешифратор 8. Дешифратор в соответствии с цифровым кодом (словом) включает одни и одновременно выключает другие реле высоковольтного коммутатора, подключая соответственно излучатели к отрицательному или положительному полюсу источника высокого напряжения. Можно также подавать 4-х разрядный цифровой код от внешнего источника управляющего сигнала (например, микроЭВМ и т.п.), используя известные принципы сопряжения подобных систем (см. книгу Шевкоплес Б.В. "Микропроцессорные структуры. Инженерные решения". Справочник, 2-е изд. М. Радио и связь, 1990 г. стр. 477-478).

Использование: изобретение относится к аэроионизации воздуха методом электроионизации и может быть использовано в медицине, сельском хозяйстве, быту и т. п. При реализации предлагаемого способа и устройства достигаются следующие технические результаты: обеспечение возможности создания заданного распределения аэроионов в помещении и обеспечение возможности изменения формы этого распределения. Сущность: поставленная цель достигается тем, что в способе ионизации воздуха в помещении, заключающемся в излучении аэроионов и обеспечении заданной концентрации аэроионов, излучение аэроионов осуществляют с помощью двух групп излучателей, разнесенных по помещению, при этом посредством высоковольтного коммутатора одна группа излучателей подсоединяется к отрицательному полюсу источника высокого напряжения (ИВН), а другая одновременно с первой подключается к положительному полюсу ИВН, а заданную концентрацию обеспечивают, изменяя полярность подключения к ИВН всех или части излучателей, входящих в обе группы. В устройство для осуществления данного способа, содержащее источник питания, излучатель аэроионов, блок управления, дополнительно введены высоковольтный коммутатор, источник высокого напряжения (ИВН), по крайней мере еще один излучатель. Выходы источника питания соединены со входами ИВН и блока управления, а выходы блока управления соединены с одними входами высоковольтного коммутатора, другие входы которого соединены с выходами ИВН, являющимися разноименными полюсами ИВН. Выходы высоковольтного коммутатора соединены с излучателями, разнесенными по помещению, а высоковольтный коммутатор выполнен с возможностью подключения каждого излучателя либо к отрицательному, либо к положительному полюсам ИВН. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ ионизации воздуха в помещении, заключающийся в излучении аэроионов и обеспечении заданной концентрации аэроионов, отличающийся тем, что излучение аэроионов осуществляют с помощью двух групп излучателей, разнесенных по помещению, при этом посредством высоковольтного коммутатора одна группа излучателей подсоединяется к отрицательному полюсу источника высокого напряжения (ИВН), а другая одновременно с первой подсоединяется к положительному полюсу ИВН, а заданную концентрацию обеспечивают, изменяя полярность подключения к ИВН всех или части излучателей, входящих в обе группы. 2. Устройство для ионизации воздуха в помещении, содержащее источник питания, излучатель аэроионов, блок управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены высоковольтный коммутатор, источник высокого напряжения (ИВН), по крайней мере еще один излучатель, при этом выходы источника питания соединены с входами источника высокого напряжения и блока управления, выходы блока управления соединены с одними входами высоковольтного коммутатора, другие входы которого соединены с выходами ИВН, являющимися разноименными полюсами ИВН, причем выходы высоковольтного коммутатора соединены с излучателями, разнесенными по помещению, а высоковольтный коммутатор выполнен с возможностью подключения каждого излучателя либо к отрицательному, либо к положительному полюсам источника высокого напряжения.