Устройство для ионизации воздуха в помещении Российский патент 2023 года по МПК A61L9/22 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для создания ионизированного воздушного потока, очищенного от взвешенных в нем частиц и может быть использовано в быту, медицине, других отраслях для создания в различных помещениях естественного целебного воздуха.

Известен ионный вентилятор-фильтр, содержащий установленный на входе коронирующий отрицательный электрод и расположенные за ним некоронирующий и осадительные электроды, заключенные в корпус и электрически соединенные с источником напряжения, при этом коронирующий отрицательный электрод выполнен в виде сетки, в узлах которой перпендикулярно ее плоскости расположены иглы, направленные к некоронирующему электроду, выполненному в виде сетки из металлической проволоки с размером ячеек 20 мм и установленному на расстоянии 35 мм от игл, за ним расположены осадительные электроды, выполненные в виде пластин длиной 170 мм, расположенных перпендикулярно некоронирующему электроду и параллельно друг другу на расстоянии 18 мм, при этом четные и нечетные пластины электрически соединены между собой (RU, №2181466 С1, МПК F24F 3/16 (2000.01), В03С 3/09 (2000.01), опубл. 20.04.2002 г.).

Размещение на входе устройства коронирующего отрицательного электрода перед некоронирующим и осадительными электродами приводит к тому, что ионизации подвергаются молекулы кислорода и находящиеся в воздухе взвешенные частицы. Далее, перемещаясь через некоронирующий и осадительные электроды, электрически заряженные взвешенные частицы под действием электрического поля осаждаются на них, а ионизированные молекулы кислорода разряжаются. В результате, на выходе устройства воздух деионизирован, что оказывает негативное воздействие на организм человека.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является устройство для ионизации газовой среды, содержащее корпус, представляющий собой воздуховод из диэлектрического материала, в котором размещен подключенный к электрической сети вентиляторный блок, со всасывающей стороны которого последовательно расположены пылеотделитель, состоящий из блока коронирующих электродов, выполненного в виде заземленных металлических пластин, между которыми размещены подключенные к источнику напряжения коронирующие электроды, и пылеосадительного блока, выполненного из параллельно расположенных металлических пластин, подключенных к источнику напряжения, и основной диффузор. С нагнетательной стороны вентиляторного блока последовательно установлены дополнительный диффузор и две параллельно расположенные решетки ионизирующих электродов с размещенными в узлах игольчатыми проводниками, подключенные к источнику напряжения, к которому подключен узел контроля ионизации, при этом основной и дополнительный диффузоры состоят из размещенных перпендикулярно одна относительно другой пластин, установленных в основном диффузоре веерообразно сближенными, а в дополнительном диффузоре - веерообразно расходящимися (UA, №63319 С2, МПК В03С 3/00, В03С 3/34, В03С 3/40, A61L 9/00, A61N 1/44, Н01Т 23/00, F24F 3/00, F24F 3/00 (2006.01), опубл. 15.09.2006 г.).

Известное устройство не обеспечивает достижение требуемого технического результата по следующим причинам.

Выполнение воздуховода из диэлектрического материала приводит к тому, что электрическое поле, образующееся в блоке коронирующих электродов и пылеосадительном блоке, частично проникает через стенки воздуховода наружу, оказывая негативное воздействие на организм человека. Также электромагнитное поле, создаваемое размещенным с внешней стороны устройства источником напряжения, оказывает негативное влияние на организм человека и, кроме того, проникая внутрь воздуховода, отрицательно воздействует на процесс осаждения взвешенных частиц на пластины пылеосадительного блока.

Независимое размещение блока коронирующих электродов и пылеосадительного блока приводит к тому, что необходимость их извлечения для очищения от осажденных частиц, требует значительного количества времени и характеризуется неудобством в обслуживании. К тому же, при перемещении воздуха через эти блоки, периферийная его часть, огибая блоки, поступает с находящимися взвешенными частицами на решетку ионизирующих электродов, где происходит ионизация этих частиц, при этом их агрессивность значительно возрастает, оказывая негативное воздействие на организм человека.

Размещение со всасывающей и нагнетальной сторон вентиляторного блока двух громоздких диффузоров, усложняет конструкцию устройства с увеличением его веса и объема. Кроме того, сложное выполнение диффузоров из пластин, наряду с выполнением лопастей вентиляторов блока как катализаторов разложения озона неоправданно, из-за незначительного количества образующегося озона.

В процессе ионизации воздуха решетками ионизирующих электродов, ионизированные молекулы кислорода, создаваемые первой решеткой по ходу движения воздуха, при прохождении через вторую решетку частично разряжаются или перезаряжаются, что значительно снижает их концентрацию и, как следствие, делает невозможным получение заданной концентрации ионизированных молекул кислорода. Кроме того, напряженность электрического поля, создаваемого второй решеткой, достигает значений, превышающих предельно допустимые за пределами устройства, что негативно влияет на здоровье находящихся в помещении людей. К тому же, установка параллельно расположенных двух решеток усложняет конструкцию и увеличивает габариты и вес устройства в целом.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для ионизации воздуха в помещении, в котором за счет изменения конструктивных элементов обеспечивается возможность оптимизации процесса ионизации молекул кислорода воздуха, лишенного взвешенных частиц, с минимизацией негативного воздействия электрического и электромагнитного полей, что приводит к получению заданной концентрации ионизированных молекул кислорода воздуха при упрощении конструкции устройства, снижении его габаритов и веса, повышении безопасности и улучшении удобства в обслуживании.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для ионизации воздуха в помещении содержащем воздуховод с размещенным в нем подключенным к электрической сети вентиляторным блоком, со всасывающей стороны которого расположен пылеотделитель, состоящий из блока коронирующих электродов, выполненного в виде заземленных металлических пластин, между которыми размещены подключенные к источнику напряжения коронирующие электроды, и пылеосадительного блока, выполненного из параллельно расположенных металлических пластин, подключенных к источнику напряжения, а с нагнетательной стороны вентиляторного блока установлена решетка ионизирующих электродов с размещенными в узлах игольчатыми проводниками, подключенная к источнику напряжения, к которому подключен узел контроля ионизации, согласно изобретению часть воздуховода со всасывающей стороны вентиляторного блока и с нагнетательной стороны вентиляторного блока до решетки ионизирующих электродов выполнена из металла, при этом блок коронирующих электродов и пылеосадительный блок закреплены в двух параллельно расположенных диэлектрических пластинах, на вентиляторном блоке со всасывающей и нагнетательной сторон закреплены заземленные сетки из цветного металла, а со стороны игольчатых проводников решетки ионизирующих электродов размещено экранирующее средство для нейтрализации электрического поля, содержащее по меньшей мере, два заземленных проводника в диэлектрической оболочке, при этом воздуховод закреплен в корпусе с воздухоприемным и воздухоотводящим отверстиями с образованием полости, в которой размещены источник напряжения и подключенный к электрической сети блок включения/выключения, подключенный к вентиляторному блоку и источнику напряжения, а узел контроля степени ионизации содержит блок регулирования напряжения, подключенный к блоку сравнения с измерителями концентрации ионизированных молекул кислорода, и переключатель режима работы, подключенный к блоку регулирования напряжения и блоку сравнения.

Целесообразно выполнение воздуховода на участке от пылеотделителя до решетки ионизирующих электродов с изгибом.

Целесообразно, чтобы решетка ионизирующих электродов была диэлектрической полосой на два фрагмента, каждый из которых подключен к разноименным полюсам источника напряжения.

Целесообразно размещение в воздухоприемном отверстии корпуса защитной решетки и выполнение прилегающих стенок корпуса и части воздуховода из металла съемными.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично показано устройство для ионизации воздуха в помещении.

Устройство содержит воздуховод 1 прямоугольного сечения, состоящий из части 2 с изгибом 3, выполненной из тонколистового металла и части 4, выполненной из диэлектрического материала, например органического стекла. Воздуховод 1 закреплен в корпусе 5 прямоугольного сечения с воздухоприемным и воздухоотводящим отверстиями 6, 7 с образованием полости 8, в которой размещен источник 9 напряжения и блок 10 включения/выключения, подключенный к электрической сети.

В части 2 воздуховода 1 размещен вентиляторный блок 11, который установлен так, чтобы его нагнетательная сторона была обращена в сторону части 4 воздуховода. На вентиляторном блоке 11 со всасывающей и нагнетательной сторон закреплены заземленные сетки 12 из цветного металла. Подключенный к электрической сети блок 10 включения/выключения подключен к вентиляторному блоку 11 и источнику 9 напряжения.

Со всасывающей стороны вентиляторного блока 11 расположен пылеотделитель 13, состоящий из блока 14 коронирующих электродов и пылеосадительного блока 15. Блок 14 выполнен в виде заземленных металлических пластин 16, между которыми размещены подключенные к источнику 9 напряжения коронирующие электроды 17. Пылеосадительный блок 15 выполнен из параллельно расположенных металлических пластин 18, подключенных через одну к источнику 9 напряжения, остальные из которых заземлены. Блок 14 коронирующих электродов и пылеосадительный блок 15 закреплены в двух параллельно расположенных диэлектрических пластинах 19 с выполненными в них щелевыми отверстиями, в которые помещены пластины 16, 18 и коронирующие электроды 17.

С нагнетательной стороны вентиляторного блока 11 в части 4 воздуховода 1 установлена решетка 20 ионизирующих электродов, в узлах которой закреплены игольчатые проводники 21. Решетка 20 разделена диэлектрической полосой 22 на два фрагмента, каждый из которых подключен к разноименным полюсам источника 9 напряжения. В части 4 воздуховода 1 со стороны игольчатых проводников 21 решетки 20 расположено экранирующее средство 23 для нейтрализации электрического поля, содержащее два заземленных проводника 24 в диэлектрической оболочке 25.

Устройство содержит расположенный с внешней стороны корпуса 5 узел 26 контроля ионизации, подключенный к источнику 9 напряжения. Узел 26 содержит блок 27 регулирования напряжения, вырабатываемого источником 9 напряжения, подключенный к блоку 28 сравнения заданной и текущей концентрации ионизированных молекул кислорода, к которому подключены измерители 29 концентрации ионизированных молекул кислорода. Узел 26 содержит переключатель 30 режима работы устройства, подключенный к блоку 27 и блоку 28.

В воздухоприемном отверстии 6 корпуса 5 расположена защитная решетка 31. Прилегающие стенки корпуса 5 и части 2 из металла выполнены съемными для извлечения пылеотделителя.

Устройство работает следующим образом.

При включении в электрическую сеть устройства, электрический ток через размещенный в полости 8 блок 10 включения/выключения, подается к источнику 9 напряжения, от которого подается к узлу 26 контроля ионизации. Размещение источника напряжения в полости 8 минимизирует негативное воздействие электромагнитного поля на человека.

Для работы устройства в ручном режиме переключателем 30 узла 26 контроля ионизации устанавливается ручной режим. В блоке 27 регулирования напряжения, на основании исходного и требуемого состояния воздуха по запыленности и концентрации ионизированных молекул кислорода, устанавливается необходимое напряжение, которое подается от источника 9 напряжения на подключенные к нему коронирующие электроды 17 блока 14 (от +6 до +12) кВ, металлические пластины 18 пылеосадительного блока 15 (от +3 до +6) кВ, и решетку 20 ионизирующих электродов, разделенную диэлектрической полосой 22, (от +5 до +10) кВ и (от -5 до -10) кВ на каждый фрагмент решетки 20 соответственно.

При достижении установленных напряжений на коронирующих электродах 17, металлических пластинах 18 и решетке 20, посредством блока 10 включения/выключения, напряжение подается к вентиляторному блоку 11. При вращении лопастей вентиляторов, воздух всасывается через защитную решетку 31, установленную в воздухоприемном отверстии 6 корпуса 5, поступает в часть 2 воздуховода 1 и направляется к пылеотделителю 13, в котором блоки 14 и 15 закреплены в пластинах 19. Решетка 31 предусмотрена для безопасного и надежного функционирования устройства за счет предотвращения случайного проникновения мелких предметов и домашних животных, что может привести к нарушению режима ионизации и остановке работы устройства.

При перемещении воздуха через блок 14 коронирующих электродов, между заземленными металлическими пластинами 16 и коронирующими электродами 17 создается неоднородное электрическое поле с образованием коронного разряда. При этом, находящиеся в воздухе взвешенные биологические и механические частицы, электрически заряжаются, в коронном разряде образуется озон и происходит разложение молекул летучих органических соединений, в том числе формальдегида.

Далее воздух с электрически заряженными взвешенными частицами направляется в пылеосадительный блок 15, в котором за счет поочередного заземления и подключения пластин 18 к источнику 9 напряжения, между ними создается однородное электрическое поле, вследствие чего электрически заряженные частицы движутся к пластинам 18, при этом, отрицательно заряженные частицы направляются к пластинам, подключенным к источнику 9 напряжения, а положительно заряженные частицы - к заземленным пластинам. Достигнув пластин 18, электрически заряженные частицы, разряжаются и осаждаются на их поверхности. Таким образом, после прохождения пылеотделителя 13 воздух, содержащий озон, лишенный взвешенных биологических и механических частиц, а также летучих органических соединений проходит через вентиляторный блок 11 с закрепленными заземленными сетками 12 из цветного металла. Наличие сеток 12 со всасывающей и нагнетательной сторон вентиляторного блока 11 препятствует накоплению электрического заряда на лопастях вентилятора и нейтрализует электрическое поле, создаваемое решеткой 20, предотвращая возникновение электрического пробоя в обмотках вентилятора. К тому же, сетки 12 из цветного металла являются катализатором разложения ранее образовавшегося озона до величины, не превышающей предельно допустимую концентрацию.

Далее обеспыленный и обеззараженный воздух направляется в часть 4 из диэлектрического материала воздуховода 1 и проходит через оба фрагмента решетки 20 с игольчатыми проводниками 21, на которые подается разнополярное напряжение, в результате чего молекулы кислорода воздуха ионизируются в соответствии с полярностью фрагментов решетки и подаваемым к ним напряжением. При этом, электрическое поле, создаваемое решеткой 20 нейтрализуется заземленными проводниками 24 в диэлектрической оболочке 25 экранирующего средства 23, в результате чего напряженность электрического поля снижается, достигая на выходе из воздухоотводящего отверстия 7 значения, не превышающего предельно допустимого.

Для работы устройства в автоматическом режиме, переключателем 30 узла 26 контроля ионизации устанавливается автоматический режим, при этом в блоке 27 сохраняется установленные напряжения, подаваемые от источника 9 напряжения на коронирующие электроды 17 блока 14 и металлические пластины 18 блока 15.

В блоке 28 задаются требуемые значения концентрации ионизированных молекул кислорода в воздухе или изменение значений их концентрации во времени. Измерителями 29 измеряются текущие значения концентрации положительно и отрицательно заряженных ионизированных молекул кислорода в воздухе помещения в месте нахождения людей. Поступающие от измерителей 29 текущие значения концентрации в блоке 28 сравниваются с заданными значениями концентрации, после чего сигнал подается в блок 27. Блоком 27 устанавливается необходимое напряжение для поддержания заданных значений концентрации, подаваемое от источника 9 на фрагменты решетки 20 с игольчатыми проводниками 21.

Выходящий из воздухоотводящего отверстия 7, обеспыленный и обеззараженный воздух с ионизированными молекулами кислорода поступает в помещение. Выполнение воздуховода 1 на участке от пылеотделителя до решетки ионизирующих электродов с изгибом 3 позволяет располагать устройство в вертикальном или горизонтальном положении в зависимости от конкретных условий пользователя.

Поддержание надежной эксплуатации устройства для получения воздуха с заданной концентраций ионизированных молекул кислорода требует периодического осмотра пылеотделителя 13 и удаления осажденных частиц в блоках 14 и 15. Закрепление блоков 14 и 15 в пластинах 18 упрощает извлечение пылеотделителя 13 из воздуховода после отсоединения прилегающих стенок корпуса и части воздуховода из металла.

Использование предлагаемого устройства для ионизации воздуха в помещении обеспечивает получение заданной концентрации ионизированных молекул кислорода воздуха, близкого к естественному природному, повышая сопротивляемость организма к действию неблагоприятных факторов. Устройство характеризуется упрощенной конструкцией, снижением его габаритов и веса, высокой безопасностью и улучшением удобства в обслуживании.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству для ионизации воздуха в помещении. Устройство содержит воздуховод с размещенным в нем подключенным к электрической сети вентиляторным блоком, со всасывающей стороны которого расположен пылеотделитель. Пылеотделитель состоит из блока коронирующих электродов, выполненного в виде заземленных металлических пластин, между которыми размещены подключенные к источнику напряжения коронирующие электроды, и пылеосадительного блока, выполненного из параллельно расположенных металлических пластин, подключенных к источнику напряжения. С нагнетательной стороны вентиляторного блока установлена решетка ионизирующих электродов с размещенными в узлах игольчатыми проводниками, подключенная к источнику напряжения, к которому подключен узел контроля ионизации. Часть воздуховода со всасывающей стороны вентиляторного блока и с нагнетательной стороны вентиляторного блока до решетки ионизирующих электродов выполнена из металла. Блок коронирующих электродов и пылеосадительный блок закреплены в двух параллельно расположенных диэлектрических пластинах, на вентиляторном блоке со всасывающей и нагнетательной сторон закреплены заземленные сетки из цветного металла. Со стороны игольчатых проводников решетки ионизирующих электродов размещено экранирующее средство для нейтрализации электрического поля, содержащее два заземленных проводника в диэлектрической оболочке. Воздуховод закреплен в корпусе с воздухоприемным и воздухоотводящим отверстиями с образованием полости, в которой размещены источник напряжения и подключенный к электрической сети блок включения/выключения, подключенный к вентиляторному блоку и источнику напряжения. Узел контроля степени ионизации содержит блок регулирования напряжения, подключенный к блоку сравнения с измерителями концентрации ионизированных молекул кислорода, и переключатель режима работы, подключенный к блоку регулирования напряжения и блоку сравнения. Техническим результатом является усовершенствование устройства для ионизации воздуха в помещении, возможность оптимизации процесса ионизации молекул кислорода воздуха, лишенного взвешенных частиц, с минимизацией негативного воздействия электрического и электромагнитного полей, что приводит к получению заданной концентрации ионизированных молекул кислорода воздуха при упрощении конструкции устройства, снижении его габаритов и веса, повышении безопасности и улучшении удобства в обслуживании. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для ионизации воздуха в помещении, содержащее воздуховод с размещенным в нем подключенным к электрической сети вентиляторным блоком, со всасывающей стороны которого расположен пылеотделитель, состоящий из блока коронирующих электродов, выполненного в виде заземленных металлических пластин, между которыми размещены подключенные к источнику напряжения коронирующие электроды, и пылеосадительного блока, выполненного из параллельно расположенных металлических пластин, подключенных к источнику напряжения, а с нагнетательной стороны вентиляторного блока установлена решетка ионизирующих электродов с размещенными в узлах игольчатыми проводниками, подключенная к источнику напряжения, к которому подключен узел контроля ионизации, отличающееся тем, что часть воздуховода со всасывающей стороны вентиляторного блока и с нагнетательной стороны вентиляторного блока до решетки ионизирующих электродов выполнена из металла, при этом блок коронирующих электродов и пылеосадительный блок закреплены в двух параллельно расположенных диэлектрических пластинах, на вентиляторном блоке со всасывающей и нагнетательной сторон закреплены заземленные сетки из цветного металла, а со стороны игольчатых проводников решетки ионизирующих электродов размещено экранирующее средство для нейтрализации электрического поля, содержащее по меньшей мере, два заземленных проводника в диэлектрической оболочке, при этом воздуховод закреплен в корпусе с воздухоприемным и воздухоотводящим отверстиями с образованием полости, в которой размещены источник напряжения и подключенный к электрической сети блок включения/выключения, подключенный к вентиляторному блоку и источнику напряжения, а узел контроля степени ионизации содержит блок регулирования напряжения, подключенный к блоку сравнения с измерителями концентрации ионизированных молекул кислорода, и переключатель режима работы, подключенный к блоку регулирования напряжения и блоку сравнения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что воздуховод на участке от пылеотделителя до решетки ионизирующих электродов выполнен с изгибом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что решетка ионизирующих электродов разделена диэлектрической полосой на два фрагмента, каждый из которых подключен к разноименным полюсам источника напряжения.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в воздухоприемном отверстии корпуса размещена защитная решетка, а прилегающие стенки корпуса и части воздуховода из металла выполнены съемными.