ИСТОЧНИК АЭРОИОНОВ Российский патент 2002 года по МПК F24F3/16 

Изобретение относится к области аэроионификации, фильтрации, кондиционирования и вентиляции воздуха, может применяться в промышленности, сельском хозяйстве, быту и медицине.

Известен источник отрицательных молекулярных аэроионов кислорода - люстра Чижевского, которая состоит из нескольких концентрических колец большого диаметра, на которых закреплены металлические иглы, направленные вниз, на пол помещения. На них подается высокое отрицательное напряжение, в качестве положительного электрода используются либо стены помещения, либо прозрачная специальная сетка, проводящая ток, иногда покрытая слоем изоляции (см. [1] Журнал Русской физической мысли, г. Реутов, 1991, Чижевский А.Л. Краткое руководство по применению аэроионифицированного воздуха в промышленности, сельском хозяйстве и медицине. [2] Чижевский А.Л. Методические указания по использованию аэроионифицирующих установок, Союзсантехмин, Москва, Госпланиздат, 1959).

Источники типа люстры Чижевского не предназначены для получения направленного и концентрированного потока аэроионов в заданном месте облучаемого объекта. Вследствие своей открытости и использования высокого постоянного напряжения они имеют большие габариты и широкие потоки аэроионов малой плотности.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту является КИОМАИК, описанный в патенте RU N 2118760 C1 источник аэроионов Пакина В. Н. , зарегистрированный в Государственном реестре изобретений 10 сентября 1998 г.

Этот источник компактен и позволяет получать направленный концентрированный поток аэроионов в заданном месте облучаемого объекта, обеспечивает предварительную очистку аэроионов и воздуха от пыли, микробов, бактерий, вирусов и т.д., но имеет следующие недостатки.

Во-первых, импульсы Тричела, возникающие при коронном разряде, а также микропробои в приборе создают электромагнитные поля излучения, свободно проникающие через стенки изолирующего корпуса, а потому воздействующие на бытовые и промышленные приборы, находящиеся в том же помещении, что и источник аэроионов. В частности, это относится к радиоприемникам, телевизорам, персональным компьютерам и бытовым радиоточкам.

Во-вторых, при прохождении потока заряженной пыли внутри изолирующего корпуса часть этой пыли осаждается на его внутренней поверхности, вследствие чего по ней идут разряды, приводящие к старению и разрушению этой поверхности вплоть до потери изолирующих свойств, что облегчается существованием внутри нее аэроионов разного вида, озона и радикалов.

В-третьих, во время горения коронного разряда внутри изолирующего корпуса появляется объемный электрический заряд, который устанавливает на внутренней поверхности корпуса такое распределение потенциалов, при котором она отталкивает почти весь падающий на нее поток пыли. Поэтому большая часть поверхности вокруг коронирующих электродов не используется в качестве осадительной, понижая возможную чистоту потока на выходе источника аэроионов.

В-четвертых, очистка такого изолирующего корпуса от пыли и продуктов ее разложения требует аккуратного регламентного обслуживания и применения специальных моющих средств.

В-пятых, такой изолирующий корпус имеет вполне конечные размеры, а поэтому массивен, сложен в изготовлении и дорог, ибо выполняется из негорючих материалов типа керамики, стекла, фторопласта и т.д.

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков прототипа.

Сущность изобретения заключается в том, что изолирующий корпус прототипа, располагающийся вокруг колец с коронирующими иглами между проводящим коллектором и системой выходных сеток, заменяется замкнутым низкопотенциальным токопроводящим корпусом, соединяющим коллектор с системой выходных сеток и охватывающим по азимуту кольца с коронирующими иглами и источники высокого напряжения, обеспечивающие коронный разряд на этих иглах. При этом весь корпус как целое вместе с коллектором и первой сеткой превращаются в эквипотенциальный осадительный электрод с максимальной поверхностью осаждения при минимальном аэродинамическом сопротивлении воздушному проходному потоку. Для этого на его поверхности располагается система сквозных щелей и отверстий.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволяет установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, показывает, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаков заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. Следовательно, изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На чертеже представлен КИОМАИК в осевом сечении и упрощенная схема его питания. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Источник аэроионов состоит из эмиттеров электронов - проводящих колец 1 с размещенными на них двуострийными иглами 2, направленными как по оси потока аэроионов, так и против нее. Эмиттеры помещаются в токопроводящий корпус - осадительный электрод сложной формы 3, прозрачный для воздуха за счет системы щелей и отверстий и за счет высокопрозрачной первой сетки 4. Далее по оси потока аэроионов помещаются прозрачные токопроводящие сетки 5 и 6, а также облучаемый объект 7 внутри помещения 8, обозначенного штриховым контуром.

Источники отрицательного высокого постоянного напряжения 9 и высокого отрицательного импульсного напряжения 10 помещаются внутри корпуса 3.

Низкопотенциальные источники постоянного напряжения 11 и 12 могут помещаться как внутри корпуса 3, так и снаружи его.

В случае использования проводящей жидкости (например, воды) для осаждения микрочастиц из входного потока воздуха ось источника располагается по вертикали, а нижняя часть корпуса 3 исполняется в виде чашки со сплошными стенками. Очевидно, что при этом источник аэроионов становится увлажнителем проходящего через него воздуха.

Источник аэроионов работает следующим образом. При подаче отрицательного высокого постоянного напряжения от источника 9 и высокого импульсного напряжения от источника 10 на кольца 1 с иглами 2 с игл начинают стекать электроны. Они прилипают к молекулам кислорода воздуха и двигаются в виде отрицательных молекулярных аэроионов кислорода во всех направлениях к внутренним поверхностям корпуса 3 и первой сетки 4. При этом аэроионы заряжают пылинки, микробы, бактерии, вирусы, клещей и т.д., т.е. все микрочастицы своими отрицательными зарядами, а электрическое поле осаждает часть этих микрочастиц по всей внутренней поверхности корпуса 3. Не осевшая часть микрочастиц вместе с прошедшим через щели и отверстия корпуса 3 потоком воздуха попадает в область электрического поля максимальной напряженности между правыми иглами и первой сеткой 4, где максимальны скорость электрического ветра и плотность объемного заряда аэроионов. Регулируя знак и величину напряжения низковольтных источников 11 и 12, можно производить доочистку потока путем осаждения части заряженных микрочастиц на сетках 4, 5 и 6, а также изменять интенсивность потока аэроионов на облучаемом объекте 7.

В случае убирания облучаемого объекта 7 с оси потока аэроионов поток электрического ветра будет идти в сторону правой противостоящей стены помещения 8 и после отражения от нее растекаться по азимуту в помещении и возвращаться через левую высокопрозрачную для воздуха часть корпуса 3 в зону очистки, зону генерации и т.д., замыкаясь сам на себя.

Удобно использовать в качестве входного коллектора пыли и других микрочастиц левую часть корпуса 3, если поставить его ось вертикально и выполнить эту часть корпуса в виде чашки с водопроводной водой (можно с любой токопроводящей жидкостью), так как она обладает достаточной электропроводностью и при этом так хорошо смачивает и топит микрочастицы, что они не могут улететь даже после выключения высокого напряжения источников 9 и 10. При этом источник аэроионов становится весьма эффективным увлажнителем воздуха в помещении 8.

КИОМАИК изготовлен, испытан и работает круглосуточно при габаритах: максимальный диаметр 250 мм и высота 480 мм вместе с источником высокого напряжения до 40 кВт и токе аэроионов на иглах до 400 мкА. При этом он обеспечивает ток аэроионов на любой внешний объект от 0 мкА до 100 мкА, служит вентилятором без движущихся частей с производительностью до 50 кубометров в час и обеспечивает качество очистки за один проход воздуха через прибор около 80%.

Таким образом, вышеизложенные сведения говорят о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий.

Компактный источник аэроионов предназначен для использования в промышленности в качестве вентилятора, электрофильтра, озонатора, увлажнителя воздуха и, главное, аэроионификатора - источника отрицательных молекулярных аэроионов кислорода.

В том же качестве компактный источник аэроионов может быть использован в сельском хозяйстве, при этом он может оказаться эффективным стимулятором роста и здоровья растений и животных.

В том же качестве компактный источник аэроионов может быть использован в быту и в медицине для лечения и профилактики заболеваний людей, как это уже с 50-х годов осуществляется с помощью прототипа - люстры Чижевского.

Предлагаемый источник аэроионов может быть использован и как эффективный ароматизатор. Для этого ароматическое вещество можно разместить в виде раствора в нижней части корпуса источника, при вертикальном положении его оси, либо нанести его в виде пасты на выходную сетку.

Для заявленного изобретения в том виде, в котором оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке средств и методов.

Компактный источник аэроионов, воплощающий заявленное изобретение, при его осуществлении способен обеспечить достижение, предусматриваемое заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Изобретение относится к кондиционированию воздуха и может быть использовано в быту и медицине. Источник отрицательных молекулярных аэроионов кислорода содержит систему концентрических колец с расположенными на них двуострийными иглами, находящимися под высоким отрицательным потенциалом и размещенными в корпусе, и низкопотенциальную систему из прозрачных для аэроионов сеток. Корпус выполнен замкнутым в виде осадительного электрода с размещением в нем источников высокого напряжения, при этом на поверхности корпуса выполнена система сквозных щелей и отверстий. Техническим результатом является комплектность устройства, простота изготовления и невысокая стоимость. 1 ил.

Источник отрицательных молекулярных аэроионов кислорода, содержащий систему концентрических колец с расположенными на них двуострийными иглами, находящимися под высоким отрицательным потенциалом и размещенными в корпусе, и низкопотенциальную систему, из прозрачных для аэроионов сеток, отличающийся тем, что корпус выполнен замкнутым в виде осадительного электрода с размещением в нем источников высокого напряжения, при этом на поверхности корпуса выполнена система сквозных щелей и отверстий.