ГЕНЕРАТОР АЭРОЗОЛЯ ПОВАРЕННОЙ СОЛИ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ ВОЗДУХА
TABLE SALT AEROLSOL AND NEGATIVE AIR ION GENERATOR

Изобретение относится к медицине, точнее - к медицинской технике, и предназначено для насыщения воздуха отрицательными ионами, ионами и микрочастицами соли, формирующими лечебный микроклимат соляной комнаты, создающими воздушную атмосферу, повышающую умственную и физическую работоспособность.
Известно устройство для насыщения воздуха ионами каменной поваренной соли, содержащее ионогенератор с солематериалом и побудителем потока воздуха [1].
Недостатком этого устройства является отсутствие в нем генератора отрицательных ионов.
Известно устройство для получения сухого аэрозоля каменной поваренной соли [2], содержащее солематериал и воздуховод с побудителем потока воздуха, в котором воздуховод выполнен из отдельных природных глыб соли, пустоты между которыми заполнены измельченной солью с размером частиц до 1,0-1,5 мм.
Недостатком данного устройства является отсутствие в нем генератора отрицательных ионов воздуха.
Известен электроочиститель газовых сред с генератором отрицательных ионов [3], включающий генератор отрицательных ионов в виде металлических колец, внутри которых равномерно, по внутренней поверхности, радиально располагаются металлические иглы.
Недостатком этого электроочистителя является отсутствие в нем генератора аэрозоля поваренной соли.
Известно устройство для насыщения воздуха ионами каменной поваренной соли [4], содержащее ионогенератор из мелких соляных глыб, уложенных в виде пирамиды, или куба, или цилиндра, или горки с образованием воздушных ходов между ними, и побудитель потока воздуха в виде источника тепла.
Недостатком данного устройства, принятого за прототип, является отсутствие в нем генератора отрицательных ионов воздуха.
Целью изобретения является устранение недостатка прототипа и аналогов, основанное на размещении в одном устройстве генератора аэрозоля поваренной соли и отрицательных ионов воздуха.
Технической задачей изобретения является насыщение воздуха в помещении, где располагается предлагаемый генератор, аэрозолью поваренной соли и отрицательными ионами воздуха, что обеспечивает более благоприятные условия для людей, находящихся в этом помещении.
Общеизвестны лечебные свойства каменной соли, ее бактерицидное действие. Соль воздействует на организм человека, оказывая лечебный эффект на дыхательные пути, бронхи, легкие, расслабляет нервную систему. Воздушные солевые ванны благотворно воздействуют на кожу, снимают стресс, улучшают сон, нормализуют обмен веществ, снимают боли при артрозах и радикулитах, помогают при гипертонических болезнях и болезнях сердечно-сосудистой системы.
Известно [5, 6, 7], что работающая электро-, радио- и электронная аппаратура в помещениях и кабинах техники, например самолетах, автомобилях, вырабатывает положительные ионы. Также при движении транспортных средств, за счет трения между поверхностью обшивки (кузова) и воздухом, образуются положительные заряды на корпусе, которые действуют как магнит, притягивая отрицательные ионы и их нейтрализуя. В то же время корпус отталкивает положительные ионы, оставляя их внутри кабины. В результате получается переизбыток положительных ионов и недостаток отрицательных ионов, что приводит к сонливости, подавленности водителя и пассажиров. И если для пассажиров это не является важным, то для водителя является отрицательным фактором, определяющим безопасность движения и возможность выполнения своих функциональных обязанностей. А если учесть значительную продолжительность движения (полета), то этот фактор становится еще более влиятельным на водителя (пилота). Поэтому добавление отрицательных ионов в воздух, подаваемый в кабину транспортного средства и пассажирский салон, или в помещение, где имеется различная аппаратура, является той мерой, которая способствует улучшению условий пилота (водителя) и обслуживающего персонала и повышению безопасности движения. Воздушная атмосфера, создаваемая отрицательными ионами, повышает умственную и физическую работоспособность. Количество допускаемых ошибок снижается на 20%, в 2-3 раза быстрее усваивается информация, а это сокращает время ее обработки, что очень важно для пилотов (водителей), особенно в нештатной ситуации.
Молекулы человеческого тела теряют электроны в процессе жизнедеятельности, т.е. окисляются. Отрицательные же ионы являются воздушными антиоксидантами (наряду с витаминами) и представляют собой молекулы или атомы, из которых состоит воздух (кислород, азот и др. нейтральные газы) с одним (или двумя) лишним электроном. Отдавая эти электроны клеткам человеческого тела, они препятствуют их окислению и преждевременному старению всего организма, что увеличивает продолжительность профессиональной деятельности пилотов (водителей), обслуживающего персонала и др. Отрицательные ионы стимулируют захват кислорода эритроцитами, что особенно важно для организма человека при погружении его под воду, подъеме на высоту, в шахтах и т.п. Разрывая оболочки микроорганизмов, отрицательные ионы воздуха оказывают бактерицидное действие. Отрицательные ионы перемещаются в воздухе кабины (салона) транспортного средства или любого другого помещения и, при столкновении с поверхностью кожи и слизистых дыхательных путей, теряют свой заряд и превращаются в нейтральные атомы и молекулы, обладающие высокой реакционной способностью, т.е. усиливаются все процессы в организме человека. Отрицательные ионы проникают в поверхностные слои эпидермиса (поверхностный слой кожи) и вызывают набухание его клеток и образование в коже из этих ионов химически активные атомы и молекулы, стимулирующие местные обменные реакции, повышающие снабжение поверхностных тканей кровью и стимулирующие ее защиту от болезнетворных бактерий. Все это особенно важно для людей, управляющих транспортными и иными техническими средствами, находящихся длительное время в неподвижном состоянии. Также содержащий отрицательные ионы воздух является своеобразным экраном, отражающим излучение положительных ионов от дисплеев и другого электронного оборудования, которых достаточно много в кабинах транспортных средств, а также в рабочих помещениях. К тому же отрицательные ионы, отдавая свои электроны, «заделывают выбоины» в молекулах и атомах клеточных мембран человека после того, как с их орбит электромагнитными волнами были выбиты электроны.
Из сказанного следует, что насыщение воздуха кабин транспортных и технических средств, рабочих помещений аэрозолями поваренной соли и отрицательными ионами воздуха одновременно создаст более здоровую, благотворно влияющую на работоспособность обслуживающего персонала среду, превратит «мертвый» воздух в «живой» и целебный. Как показала загазованность воздуха вредными примесями в г. Москве от лесных пожаров в прошлом году, то использование генератора аэрозоля поваренной соли и отрицательных ионов воздуха является жизненно необходимым.
Сущность изобретения заключается в том, что в одном корпусе, представляющем из себя две вертикальные цилиндрические трубы разного диаметра и длины, соединенные друг с другом по образующим так, что их оси параллельны, расположены генератор аэрозоля поваренной соли и генератор отрицательных ионов воздуха, причем генератор аэрозоля поваренной соли выполнен в виде нескольких, например четырех, цилиндрических стаканов высотой до 20 мм с сетчатым дном, на которое насыпана поваренная соль слоем, толщиной 5-10 мм, а стаканы установлены друг над другом внутри цилиндрической трубы корпуса с большими размерами и между которыми расположены металлические втулки, причем величина ячеек донной сетки стаканов выбрана такой, что кристаллы соли не проваливаются в них и в то же время между кристаллами существует канал для протекания по нему теплого воздуха, а под стаканами с солью, в нижней части цилиндрической трубы, выполнен выступ по всему периметру, на который установлены стаканы, под которым расположен горизонтальный канал для протекания по нему и разворота потока теплого воздуха на 90° вверх, соединенный с полостью в нижней части цилиндрической трубы меньших размеров, где последовательно установлены вентилятор с электроприводом и источник тепла, например теплоэлектронагреватели, причем вентилятор создает давление воздуха, достаточное для образования «кипящего» слоя из кристаллов соли над сетчатым дном каждого стакана; а над этой полостью, отделенной плоской диэлектрической перегородкой, размещен генератор отрицательных ионов воздуха, представляющий собой металлические кольца с внешним диаметром, равным диаметру отверстий для них в круглых электродах с изоляционным слоем по периметру боковой поверхности, расположенных друг над другом во внутренней полости цилиндрической трубы меньших размеров и отделенных один от другого кольцами из диэлектрического материала, а внутри колец равномерно, по внутренней поверхности, радиально расположены металлические иглы круглой или ромбовидной, в поперечном сечении, формы, у которых уменьшение площади этого сечения вдоль игл происходит от периферии кольца к его центру так, что острия игл располагаются в центральной части каждого кольца, а сами кольца вставляются в отверстия электродов и электрически соединены и с иглами, и с электродами, на которые подается высокое напряжение постоянного тока отрицательного знака величиной 5-6 кВ.
Сопоставительный анализ позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое устройство отличается от прототипа наличием в нем генератора отрицательных ионов, что делает его соответствующим критерию «новизна».
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом устройстве, и признать его соответствующим критерию «существенные отличия». Применение всех новых признаков позволяет существенно улучшить условия работы людей, управляющих транспортными и другими техническими средствами, операторов и обслуживающего персонала.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез генератора аэрозоля поваренной соли и отрицательных ионов воздуха, на фиг.2 - его поперечный разрез. Он состоит из подкорпусов 3 и 32, объединенных в один цельный корпус по своим образующим. Подкорпусы представляют собой цилиндрические трубы с разными диаметрами и длинами: подкорпус 3 больше по диаметру и по длине. Сверху оба подкорпуса закрываются круглыми крышками 2 и 33 с отверстиями. Подкорпус 3 имеет выступ 12 по всему периметру, на который устанавливаются стаканы 7. Первый стакан из всех устанавливается на выступ 12, затем на него ставится металлическое круглое кольцо 6, затем на нем располагается второй стакан, на который помещается круглое кольцо и т.д. до тех пор, пока не будет установлен последний стакан (для примера нами взято 4 стакана). Сверху последнего стакана устанавливается пластмассовое кольцо 4, подобранное по высоте так, чтобы при установке крышки 2 образовывался неподвижный пакет из стаканов. Сами стаканы изготовлены из боковых металлических стенок 5 в виде кольца, к которому припаивается швом 9 металлическая сетка 10. На дно стакана, т.е. на металлическую сетку, насыпается слой 8 поваренной соли в виде мелких кристаллов. Величина кристаллов соли должна быть такой, чтобы соль не проваливалась в ячейки сетки. Между стаканами расположены полости 11, величина которых определяется высотой колец 6, а под крышкой 2 размещена полость 1. В нижней части подкорпуса 3, под выступом 12, выполнено горизонтальное отверстие 13, связанное отверстием 15 с нижней полостью 24 подкорпуса 32. Полость 24 соединена с окружающим пространством отверстием 22. В полости 24 установлен вентилятор 23 с электроприводом 21, запитываемым от источника питания 20. Между вентилятором 23 и отверстием 15 располагается источник тепла 18, например теплоэлектронагреватели (ТЭНы), питание которых осуществляется от источника 19. Сами ТЭНы выполнены в форме змеевиков, чтобы увеличить площадь контакта протекаемого через них воздуха. Подкорпусы 3 и 32 снизу закрыты сплошными плоскими металлическими крышками 14 и 17 соответственно. Выше полости 24 в подкорпусе 32 выполнен круговой выступ, на который уложена плоская сплошная круглая пластина 25 из диэлектрического материала. На эту пластину уложена разрезная прокладка 16 из изоляционного материала. В стенке подкорпуса 32 выполнено отверстие 26 для соединения внутренней полости этого подкорпуса с окружающим пространством. Внутри подкорпуса 32 располагаются друг над другом плоские металлические электроды 29 (фиг.2), между которыми размещены изолирующие кольцевые прокладки 31. Электроды 29 по боковой поверхности по периметру покрыты изоляционным слоем 28. В электродах 29 выполнены круглые отверстия, в которые вставляются генераторы отрицательных ионов 30, представляющие собой металлические кольца с закрепленными на них металлическими иглами круглой или ромбовидной, в поперечном сечении, формы. Электроды 29 подсоединены к отрицательной клемме источника постоянного электрического тока высокого напряжения 27 (5-6 кВ). При установке 33 электроды 29 и прокладки 31 образуют неподвижный пакет.
Предлагаемый генератор аэрозоли поваренной соли и отрицательных ионов воздуха работает следующим образом.
Перед началом работы генератора необходимо проверить наличие достаточного количества соли на дне каждого стакана. Для этого производится снятие крышки 2 и вынимаются все стаканы 7. Толщина слоя соли должна быть в пределах 5-10 мм, что связано с давлением воздуха, создаваемого вентилятором 23, необходимого для создания «кипящего» слоя поваренной солью в каждом стакане. «Кипящий» слой 11 представляет собой парящие частички (кристаллы) соли, которые поднимаются над сеткой стакана под действием продуваемого через сетку теплого воздуха. При образовании «кипящего» слоя частички соли перемешиваются с воздухом, трутся друг об друга, образуют каналы для обтекания их теплым воздухом, что интенсифицирует образование аэрозоли и ионов поваренной соли. Если соли недостаточно, то ее добавляют в каждый стакан, после чего стаканы 7 устанавливают на свои места и крышкой 2 довершают сборку генератора аэрозоли поваренной соли. На этом предварительная подготовка генератора к работе заканчивается. После этого включаются, независимо от последовательности, генератор аэрозоли поваренной соли и генератор отрицательных ионов воздуха. Для этого включается подача электропитания от блока 20 на привод 21 вентилятора 23. Одновременно от блока 19 запитывается теплоэлектронагреватель (ТЭН) 18 (для примера взят электронагреватель), который нагревается. Вентилятор 23 начинает вращаться, засасывает наружный воздух, через отверстие 22, прогоняет его через ТЭНы, где он подогревается и поступает, через отверстие 15, в полость 13 под давлением. Там он разворачивается на 90° вверх и продувается через сетчатое дно первого (снизу) стакана 7. Так как теплый воздух поступает к стакану под давлением, а каналы в соляном слое небольшие, то воздух через них перетечь не успевает и отрывает частицы (кристаллы) соли 8 от сетки 10, образуя «кипящий» слой 11. При этом соль диспергируется более интенсивно при трении частиц соли друг о друга в «кипящем» слое, возникает аэрозоль, а также ионизируется одновременно при обтекании теплым воздухом, перемешивании с ним и друг с другом. Далее насыщенный аэрозолью и ионами соли теплый воздух поступает снизу ко второму стакану, где также образует «кипящий» слой и еще более насыщая поток воздуха соляной аэрозолью и ионами соли. И так теплый воздух проходит через соляные слои всех стаканов (для примера взяты 4 стакана), насыщаясь соляной аэрозолью и ионами соли, и потоком 1 выходит через отверстие в крышке 2 в помещение, где установлен генератор. Одновременно с процессом получения аэрозоли и ионов поваренной соли в подкорпусе 32 образуются отрицательные ионы воздуха, который, через отверстие 26, поступает из окружающего пространства к электродам 29 и к генераторам отрицательных ионов воздуха 30. На иголки этих генераторов, через электроды 29, подается высокое напряжение от 5 до 6 кВ с минусовой клеммы источника питания 27. Положительным электродом является протекающий поток воздуха. В этом случае на кончиках игл получается избыточный отрицательный заряд. Известно [8], что электрические заряды концентрируются на острых частях тела. В данном случае это будут кончики и боковые грани ромбовидных игл, и только кончики - у круглых игл. Но электрического пробоя не происходит, а возникает тлеющий разряд (в старину в Европе такое явление называли «огни святого Эльма»). При таком тлеющем разряде происходит отрицательная ионизация атомов и молекул газа (воздуха) за счет присоединения к ним стекающих с игл электронов, т.е. происходит образование отрицательных аэроионов в газе (воздухе), обтекающем иглы 30. Профессор Чижевский впервые создал подобный прибор [9], который называется «люстрой Чижевского». Образовавшиеся отрицательные ионы, вместе с потоком газа (воздуха), выходят из подкорпуса 32 через отверстие в крышке 33 и поступают в то помещение, где установлен генератор, будь то кабина летчика, комната диспетчера, помещение оператора, компьютерный класс и т.п., где и оказывает благотворное влияние на людей. Движение потока воздуха снизу вверх обусловлено законами конвекции, т.к. при тлеющем разряде выделяется тепло, которое подогревает этот поток. Однако тлеющий разряд будет иметь место, если напряжение на иглах 30 не превышает 6 кВ. Если же это напряжение будет больше 6 кВ, то произойдет коронный разряд, при котором, кроме отрицательных ионов, будет образовываться озон, окислы азота, углерода и др., которые являются токсичными для человека [10]. Поэтому напряжение на иглах 30 нельзя повышать выше 6 кВ. При напряжении же на этих иглах менее 4 кВ исчезнет тлеющий разряд и прекратится образование отрицательных ионов. Поэтому оптимальным для образования отрицательных ионов воздуха будет напряжение от 5 до 6 кВ. Круглая форма, в поперечном сечении, игл 30 обеспечивает стекание электронов только с кончиков игл. Ромбовидная же форма сечений игл 30 приводит к стеканию электронов как с кончиков игл, так и с острых боковых кромок, что усиливает процесс образования отрицательных ионов. В генераторе аэрозоля поваренной соли также образуются отрицательные ионы. Но эти ионы образуются из составляющих поваренной соли. Для людей же важнее отрицательные ионы воздуха. Да и образуются солевые ионы в малом количестве.
Предлагаемый генератор аэрозоля поваренной соли и отрицательных ионов воздуха позволяет значительно повысить совместное положительное воздействие на людей аэрозоля соли и отрицательных ионов воздуха, по сравнению с каждым из них в отдельности.
Источники информации
1. Патент СССР №1793932 «Устройство для насыщения воздуха ионами каменной поваренной соли», от 1993 г.
2. Патент РФ №2128980 «Устройство для получения сухого аэрозоля каменной поваренной соли», 1999 г.
3. Патент РФ №2441706 «Электроочиститель газовых сред с генератором отрицательных ионов», от 2012 г.
4. Патент РФ №2128981 «Устройство для насыщения воздуха ионами каменной поваренной соли (варианты)», от 1999 г.
5. Скипетров В.П., Зорькина А.В., Беспалов Н.Н. Лечение аэроионами кислорода. - Саранск.: МГУ, 2000.
6. Проспект по ионизатору воздуха «AVION компании «Gobest International».
7. Пономаренко Г.Н. Санкт-Петербург: Военно-медицинская академия, кафедра курортологии и физиотерапии.
8.Яворский В.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования. - М.: Наука, 1989. - С.203.
9. Ж. «Радио», №6, 1997. - С.33.
10. Авиационная медицина/ Под ред. профессора Бабийчука А.Н. - М. Издательство «ДОСААФ СССР», 1980. - С.69.