Ионизирующее устройство

Ионизирующее устройство относится к технике газовых разрядов и может быть использовано для очистки воды и воздуха.

Ионизация осуществляется за счет стриммерного разряда между двумя противолежащими игольчатыми электродами, подключенными к источнику высоковольтного импульсного напряжения и закрепленными в продуваемой камере ионизации соосно с ней. На внутренней поверхности камеры ионизации нанесены слои зеркальных покрытий, отражающие ионизирующие излучения. Камера ионизации охвачена фокусирующей катушкой, включенной в цепь первичной обмотки трансформатора источника высоковольтного импульсного напряжения, а слои зеркальных покрытий выполняют с продольным сквозным пазом, что позволяет повысить степень ионизации.

1 п.ф., 1 илл.

Заявляемое техническое решение относится к технике газовых разрядов, а именно, к технике генерации ионов, и может быть использовано в системах очистки воды и воздуха, а также для повышения сгораемости топлива в двигателях внутреннего сгорания.

Известны ионизаторы, содержащие камеру ионизации и размещенные в ней противолежащие электроды, включенные в цепь вторичной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора (см., например, заявки WO 2005076424, МПК H01T 19/04, WO 2004109875, МПК Н01Т 19/04).

Известные устройства реализуют ионизацию за счет коронного разряда, что ограничивает их эффективность, т.к. при коронном разряде влияние ультрафиолетового и рентгеновского излучения на степень ионизации минимально.

Известно устройство формирования искрового пробоя для создания сверхмощного узконаправленного излучения (см. патент РФ 2154329, МПК Н01Т 19/00), содержащее корпус, два коаксиальных электрода, источник импульсного высоковольтного напряжения и соленоид, установленный на корпусе в зоне искрового разряда между коаксиальными электродами и подключенный к источнику постоянного тока.

В указанном устройстве соленоид работает в постоянном режиме и сжимает коронный поток перед его фокусировкой системой ускоряющих электродов для формирования на выходе сверхмощного импульсного излучения. Выполнение схемы питания устройства обусловлено решаемой технической задачей и позволяет запитывать соленоид только постоянным током, что требует значительных затрат энергии на сжатие потока заряженных частиц.

Ближайшим по технической сущности и принятым за прототип является ионизатор, содержащий продуваемую камеру ионизации, на внутренней поверхности которой выполнены слои проводящих зеркальных покрытий, и закрепленные в ней соосно противолежащие игольчатые электроды, подключенные к источнику высоковольтного импульсного напряжения (см. патент РФ 2388125, МПК Н01Т 19/00).

Недостаток - нестабильная форма стримера, приводящая к потере части излучения, участвующего в ионизации продуваемого воздуха, что обусловлено наличием зеркальных покрытий, направляющих часть падающего излучения за пределы зоны ионизации.

Решаемая техническая задача - формирование сжатого потока ионов при минимальных затратах энергии для повышения степени ионизации.

Указанная задача решается тем, что в ионизаторе, содержащем продуваемую камеру ионизации, на внутренней поверхности которой выполнены слои проводящих зеркальных покрытий, и закрепленные в ней соосно противолежащие игольчатые электроды, подключенные к источнику высоковольтного импульсного напряжения, последовательно с первичной обмоткой трансформатора высоковольтного импульсного источника напряжения включена фокусирующая катушка, охватывающая камеру ионизации, проводящие зеркальные слои которой выполнены по меньшей мере с одним продольным сквозным пазом.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом.

Устройство содержит камеру ионизации 1, в которой размещены соосные с ней и противолежащие игольчатые электроды 2, 3. Высоковольтный импульсный источник напряжения 4 включает импульсный источник напряжения 5 (600 В) и высоковольтный импульсный трансформатор 6. Вторичная обмотка L₂ трансформатора 4 подключена к электродам 2, 3, первичная обмотка L₁ включена последовательно с фокусирующей катушкой 7. Продуваемая камера ионизации 1 выполнена из диэлектрика, на внутреннюю поверхность ее нанесены проводящие слои 8, выполненные с одним или несколькими сквозными пазами 9, обеспечивающими исключение возникновения вихревых токов.

Устройство работает следующим образом. Запускающий импульс от источника импульсного напряжения 5 подается на катушку 7 и с катушки 7 поступает на первичную обмотку L₁ высоковольтного трансформатора 6.

На вторичной обмотке L₂ трансформатора 6 формируется высоковольтный импульс, обеспечивающий искровой пробой между электродами 2, 3. Форма тока, проходящего через катушку 7, синхронно повторяет форму тока искрового пробоя, формируя стример, параллельный оси камеры ионизации. При этом все ионизирующие излучения оказываются перпендикулярными направлению потока электронов и отражаются от зеркальных поверхностей без потерь, обусловленных углом их падения.

Ионизирующее устройство, содержащее продуваемую камеру ионизации, на внутренней поверхности которой выполнены слои проводящих зеркальных покрытий, и закрепленные в ней соосно противолежащие игольчатые электроды, подключенные к источнику высоковольтного импульсного напряжения, отличающееся тем, что последовательно с первичной обмоткой трансформатора высоковольтного импульсного источника напряжения включена фокусирующая катушка, охватывающая камеру ионизации, проводящие зеркальные слои которой выполнены по меньшей мере с одним продольным сквозным пазом.