Аэроионизатор

 

Изобретение относится к устройствам гигиенического назначения, в частности к устройствам получения отрицательно заряженных легких аэроионов и устройствам очистки воздуха. Может быть использовано в быту, медицине, промышленности, животноводстве, птицеводстве и других областях деятельности человека. Аэроионизатор имеет коронирующий электрод и высоковольтный преобразователь, смонтированный в диэлектрическом корпусе. Корпус оснащен разъемом, посредством которого к нему крепится коронирующий электрод. Электрод через разъем и токоограничивающий резистор соединен с отрицательным выходным полюсом высоковольтного преобразователя. Положительный выходной полюс имеет гальваническую связь с питающей сетью. Внутренний объем корпуса полностью герметизирован диэлектрическим компаундом. Коронирующий электрод выполнен в форме одуванчика. Один конец основания электрода снабжен ответной частью разъема, а к другому концу прикреплены отрезки проводников, имеющие с ним электрический контакт и образующие венчик. Основание электрода и проводники, образующие его венчик, плакированы слоем диэлектрика (кроме коронирующих торцов проводников). Изобретение позволяет повысить электробезопасность, упростить сборку, уменьшить объем и массу всего аэроионизатора, 2 з. п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам гигиенического назначения, в частности к устройствам получения отрицательно заряженных легких аэроионов и устройствам очистки воздуха. Может быть использовано в быту, медицине, промышленности, животноводстве, птицеводстве и других областях деятельности человека.

Известны аэроионизаторы, вырабатывающие отрицательно заряженные ионы воздуха по методу А.П. Чижевского. Такие приборы содержат высоковольтный источник постоянного напряжения величиной несколько десятков киловольт и коронирующий электрод, как правило игольчатого типа. Коронирующий электрод соединен с отрицательным полюсом высоковольтного источника проводом с высоковольтной изоляцией, а положительный полюс источника обычно связан с заземляющей шиной или промышленной питающей сетью. Существует ряд модификаций подобных устройств.

Наиболее близким к заявляемому устройству является ионизатор воздуха (патент РФ N 2014851, кл. A 61 N 1/44, публ. 1994 г.), включающий в себя высоковольтный преобразователь, смонтированный в диэлектрическом корпусе, и коронирующий электрод. Последний соединен с отрицательным выходным полюсом высоковольтного преобразователя, а его положительный выходной полюс соединен с одним из проводов питающей промышленной сети.

Отмеченный прототип обладает типичным недостатками "люстры Чижевского": необходимость отдельного крепления коронирующего электрода (люстры) и соединение его высоковольтным проводом с блоком высоковольтного преобразователя. Такая конструкция ограничивает возможности дизайнерских решений и делает неудобным применение ионизатора в быту. В рассматриваемом ионизаторе нет ограничителя тока в цепи коронирующего электрода. Непреднамеренное прикосновение к нему человека или животного может привести к поражению электрическим током, а случайное прикосновение электрода к металлическим заземленным трубам, проводам или другим предметам приведет к выходу ионизатора из строя. Неудобно и санитарное обслуживание прототипа, связанное с необходимостью периодически удалять грязь с коронирующего электрода и высоковольтного провода, активно принимающих ее на себя.

Отмеченных недостатков во многом лишен предлагаемый аэроионизатор. Его потребительские качества значительно улучшены благодаря тому, что минимизированы объем и масса всего устройства в целом без уменьшения производительности по ионам, которая может быть не ниже, чем у классической люстры Чижевского.

Достигнуто это тем, что корпус 1 (см. фиг. 1) высоковольтного преобразователя и коронирующий электрод 2, в отличие от прототипа, конструктивно объединены в одно целое посредством разъема 3, которым оснащены корпус (полуразъем 3a) и коронирующий электрод (полуразъем 3б). Использование разъема позволяет легко собирать и разбирать прибор для необходимой транспортировки или санитарной обработки. Уменьшение габаритов корпуса достигнуто благодаря тому, что он выполнен из диэлектрика, схема минимизирована по числу компонентов и занимаемому объему, и внутренний объем корпуса вместе с электронной схемой полностью герметизирован диэлектрическим компаундом. Герметизация корпуса не только предотвращает внутренние пробои в высоковольтном преобразователе, но и позволяет легко проводить периодическую дезинфекцию прибора с помощью моющих растворов, что важно не только для медицинских учреждений, но и в быту.

Коронирующий электрод предлагаемого аэроионизатора выполнен в форме одуванчика (см. чертеж) и имеет основание 2a, один конец которого снабжен ответной частью разъема 3б, а к противоположному концу основания прикреплены отрезки проводников 2б, образующие венчик. Для уменьшения образования озона и окислов азота, а также предотвращения электрических пробоев по корпусу прибора целесообразно делать высоту основания не менее 100 мм при потенциале электрода 20 кВ и более.

Количество проводников в электроде целесообразно выбирать таким, чтобы расстояние между соседними свободными концами при равномерном расположении проводников в пространстве было не менее 40 мм. В противном случае эффективность электронной эмиссии с концов проводников падает. Расчет показывает, что число проводников N при равномерном размещении их в полусфере, исходя из оговоренного условия, связано в их длиной l (в см) следующим соотношением Для повышения эмиссионной способности коронирующего электрода, предотвращения коррозии его элементов, придания ему лучшего декоративного вида основание электрода 2а и проводники 2б (кроме их коронирующих торцов) плакированы слоем диэлектрика. В декоративных целях могут быть использованы проводники с разноцветным диэлектрическим покрытием (изоляцией).

Для ограничения тока короткого замыкания через электрод, выходной отрицательный полюс высоковольтного преобразователя соединен с разъемом на корпусе через токоограничивающий резистор.

При необходимости повышения производительности по ионам корпус высоковольтного преобразователя может быть оснащен несколькими разъемами, в которых закрепляется соответствующее число электродов. Такое конструктивное решение наиболее целесообразно для помещений больших объемов с вариантом подвески ионизатора к потолку. При этом корпус преобразователя может быть выполнен в форме шара, цилиндра, либо иметь другое дизайнерское решение.

Работа аэроионизатора происходит следующим образом. При подключении прибора с помощью питающего шнура к сети начинает работать высоковольтный преобразователь, преобразующий напряжение питающей сети в постоянное напряжение величиной несколько десятков киловольт. Поскольку положительный выходной полюс преобразователя связан с питающей сетью и, следовательно, с землей, а отрицательный выходной полюс соединен с коронирующим электродом, на концах его проводников создается очень сильное электрическое поле и возникает коронный разряд постоянного тока. Образующиеся в процессе разряда свободные электроны уносятся электрическим полем от концов проволочного электрода в окружающее пространство и там, прилипая к молекулам воздуха, создают отрицательные аэроионы.

При наличии в воздухе посторонних микрочастиц (пыль, дым и т.п.) аэроионы налипают на них, заряжая эти частицы, и последние, в свою очередь, под действием электрического поля осаждаются на ближайшую к прибору поверхность. Таким образом прибор работает как электрический фильтр, очищая воздух от загрязняющих микрочастиц. По этой причине, для предохранения стены или другой поверхности от загрязнения, целесообразно размещать прибор на тканом, бумажном или ином полотне площадью 1...2 кв.м, которое по мере загрязнения можно заменять.

Автором был изготовлен ряд аэроионизаторов, названных "Корсан", с потенциалом электрода 25, 30, 35, 40, 45 и 50 кВ. Все приборы были выполнены в пластмассовых корпусах с габаритами не более 120х85х35 мм. Корпуса были снабжены петлей для удобства подвески прибора на стене, и залиты диэлектрическим компаундом. Общая масса ионизатора вместе с электродом и шнуром питания не превышала 550 г.

В коронирующем электроде были использованы 40 одножильных изолированных проводов, применяемых в кабелях связи. Длина проводников равнялась 120 мм, а высота основания электрода составляла 200 мм. В схеме высоковольтного преобразователя использовался автогенератор на одном транзисторе, работающий на частоте около 80 кГц, высоковольтный трансформатор и диодный умножитель напряжения. В цепи электрода использовались токоограничивающие резисторы сопротивлением 100. ..150 МОм. Питание преобразователя осуществлялось через мостовой выпрямитель от сети переменного тока напряжением 220 В без использования силового трансформатора. Мощность, потребляемая от сети, для всех приборов не превышала 5 Вт.

Измерения ионного тока для указанного выше ряда ионизаторов, закрепляемых на стене, дали соответственно следующие значения: 4; 5; 7; 10; 12,5 и 15 мкА. Ток короткого замыкания электрода на заземляющую шину для всех приборов не превышал 300 мкА, что гарантирует безопасность для людей и обеспечивает сохранность приборов при случайных контактах электрода с различными металлическими предметами.

Формула изобретения

1. Аэроионизатор, содержащий коронирующий электрод и диэлектрический корпус с вмонтированным в него преобразователем напряжения питающей сети в высоковольтное постоянное напряжение, положительный выходной полюс которого гальванически связан с питающей сетью, отличающийся тем, что корпус оснащен разъемом, посредством которого к корпусу крепится коронирующий электрод и который соединен через резистор с отрицательным выходным полюсом высоковольтного преобразователя, а внутренней объем корпуса герметизирован диэлектрическим компаундом.

2. Аэроионизатор по п. 1, отличающийся тем, что коронирующий электрод имеет форму одуванчика, один конец основания которого снабжен ответной частью разъема, а к другому концу основания прикреплены отрезки проводников, имеющие с ним электрический контакт и образующие венчик.

3. Аэроионизатор по п.2, отличающийся тем, что основание и отрезки проводников, кроме их коронирующих торцов, плакированы слоем диэлектрика.

РИСУНКИ

Рисунок 1