ЭЛЕКТРООЧИСТИТЕЛЬ ГАЗОВЫХ СРЕД С ГЕНЕРАТОРОМ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ
ELECTRICAL PURIFIER FOR GAS MEDIUM WITH NEGATIVE ION GENERATOR

Изобретение относится к устройствам очистки и ионизации газовых сред.
Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей и газов с водопоглотителем [1], включающий в себя корпус с двумя крышками и штуцерами входа и выхода в них, осадительные электроды, выполненные в виде металлических пластин по форме корпуса в плане, между которыми располагаются столбики из диэлектрического материала, а между осадительными электродами располагается слой твердого адсорбента воды из очищаемого газа, например цеолит или силикагель, причем осадительные электроды подключены к источнику высокого напряжения с чередованием знака потенциала.
Недостатком данного очистителя является отсутствие в нем генератора отрицательных ионов.
Известен также электрический очиститель диэлектрических жидкостей (и газов) с односторонним расположением отверстий в электродах [2], включающий корпус и осадительные электроды с отверстиями, подключенные к источнику высокого напряжения с чередованием знака потенциала, между которыми размещены перегородки из диэлектрического материала, причем электроды имеют одно отверстие близко от края, и при сборке отверстия в соседних электродах располагаются диаметрально противоположно.
Недостатком этого очистителя является также отсутствие в нем генератора отрицательных ионов.
Известен электроочиститель диэлектрических жидкостей (и газов) с закругленными отверстиями в электродах [3], включающий корпус и осадительные электроды, выполненные в виде металлических пластин с отверстиями, образующими каналы для прохода газа, и снабженные перегородками из диэлектрического материала, причем электроды подключены к источнику высокого напряжения с чередованием знака потенциала, а отверстия выполняются с закругленными кромками.
Недостатком данного электроочистителя, принятого за прототип, является отсутствие в нем генератора отрицательных ионов.
Целью изобретения является устранение недостатка прототипа, основанное на размещении в электроочистителе генератора отрицательных ионов, что делает нахождение людей в помещении с данным электроочистителем более комфортным.
Технической задачей изобретения является ионизация воздуха в помещении, где располагается предлагаемый электроочиститель, отрицательными ионами, обеспечивающими более благоприятные условия для людей, находящихся в этом помещении.
Известно [4, 5, 6], что работающая электро-, радио- и электронная аппаратура в помещениях и кабинах техники, например автомобилях, вырабатывает положительные ионы.
Также при движении транспортных средств, в частности автомобилей, за счет трения между поверхностью кузова и воздухом образуется положительный заряд на корпусе транспортного средства, который действует как магнит, притягивая отрицательные ионы. В то же время корпус кузова отталкивает положительные ионы, оставляя их внутри кабины. В результате получается переизбыток положительных ионов и недостаток отрицательных ионов, а это 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 транспортного средства, например у так называемых «дальнобойщиков», то этот фактор становится еще более влиятельным на водителя. 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 работы водителей 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 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 водителей, обслуживающего персонала и др.
Отрицательные ионы стимулируют захват кислорода эритроцитами, что особенно важно для организма человека при погружении под воду, подъеме на высоту, в шахтах и т.п.
Разрывая оболочки микроорганизмов, отрицательные ионы воздуха оказывают бактерицидное действие [6].
Отрицательные ионы перемещаются в воздухе кабины 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 водителей транспортных и иных технических средств, 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 и в кабине транспортного, и иного технического средства, 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, и рабочих помещений отрицательными ионами создает более здоровую, благотворно влияющую на работоспособность обслуживающего персонала среду, превратит «мертвый» воздух в «живой» и целебный, с одновременной его очисткой от механических примесей. Как показала загазованность воздуха вредными примесями в г.Москве в этом году, то использование электроочистителя воздуха с генератором отрицательных ионов является жизненно необходимым.
Сущность изобретения заключается в том, что в одном или более последних электродах электроочистителя располагается генератор отрицательных ионов, представляющий из себя металлические кольца с внешним диаметром, равным диаметру отверстий в электродах, внутри же колец равномерно, по внутренней поверхности радиально, располагаются 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, причем высокое напряжение постоянного тока отрицательного знака, подаваемое на электроды генератора, и, через них, на иглы, составляет 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 водителей транспортных и других технических средств, операторов и обслуживающего персонала.
На фиг.1 представлен продольный разрез электроочистителя газовых сред с генератором отрицательных ионов. Он состоит из корпуса 1 с крышками по торцам, в которые ввернуты входной 5 и выходной 6 штуцеры. В крышке со стороны выхода располагается стравливающий клапан 8. Внутри корпуса располагаются электроды 2 и 3, выполненные в виде металлических пластин, подсоединенные вводами 7 к разным полюсам источника постоянного тока высокого напряжения. Между соседними электродами установлена перегородка 4 из диэлектрического материала.
На фиг.2 представлен предпоследний от входа электрод 3, в котором совместно с последним электродом 2, располагается генератор отрицательных ионов. По устройству электроды 2 и 3 - одинаковые. В электроде 3, фиг.2, имеются отверстия 9 для прохода газа, в которые вставлены металлические кольца с закрепленными на них металлическими иглами 10 круглой или ромбовидной, в поперечном сечении, формы. На фиг.2 показана ромбовидная форма, вид «А-А». Предлагаемый электроочиститель газовых сред с генератором отрицательных ионов работает следующим образом.
Газ, в частности воздух, поступает через входной штуцер 5, внутрь корпуса 1, проходит через отверстия от одного электрода 2 к соседнему электроду 3, перемещаясь от одной пары электродов к следующей паре, касаясь поверхностей при этом всего пакета электродов. Так как каждая пара электродов соединена с клеммами разного знака источника высокого напряжения постоянного тока, то за счет наличия электростатического поля на электродах будут оседать частички механических примесей, и подходя к последним двум электродам (для примера взяты два электрода, хотя может быть и 1, и 3, и более), в которых располагается генератор отрицательных ионов, газ будет уже достаточно очищенным от механических частиц.
На иголки 10 через электроды 2 и 3 подается высокое напряжение от 5 до 6 кВ с минусовой клеммы источника питания. Положительным электродом является протекающий через отверстия 9 в электродах поток газа (воздуха). В этом случае на кончиках игл получается избыточный отрицательный заряд. Известно [7], 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 10.
Профессор Чижевский впервые создал подобный прибор [8], который называется «люстрой Чижевского». Образовавшиеся отрицательные ионы, вместе с потоком газа (воздуха), выходят из электроочистителя через выходной штуцер 6 и поступают в то помещение, где очиститель установлен, будь то кабина водителя, комната диспетчера, помещение оператора, компьютерный класс и т.п., где и оказывают свое благотворное влияние на людей.
Однако тлеющий разряд будет иметь место, если напряжение на иглах 10 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 [9]. Поэтому напряжение на иглах 10 нельзя повышать выше 6 кВ. При напряжении же на этих иглах менее 4 кВ исчезнет тлеющий разряд и прекратится образование отрицательных ионов. Да и процесс очищения газа (воздуха) от механических примесей замедлится. Поэтому оптимальным и для очистки газа от механических частиц и для образования отрицательных ионов будет напряжение от 5 до 6 кВ.
Круглая форма, в поперечном сечении, игл 10 обеспечивает стекание электронов только с кончиков игл. Ромбовидная же форма сечений игл 10 приводит к стеканию электронов как с кончиков игл, так и с острых боковых кромок, что усиливает процесс образования отрицательных ионов.
Предлагаемый электроочиститель газовых сред с генератором отрицательных ионов позволяет значительно улучшить условия работы людей, особенно тех, кто находится в помещениях с избытком положительных ионов.
Источники информации
1. Патент на изобретение №2379115. «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей и газов с водопоглотителем». РФ, приоритет от 22 сентября 2008 года.
2. Патент на изобретение №2385176. «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей (и газов) с односторонним расположением отверстий в электродах». РФ, приоритет от 11 августа 2008 года.
3. Патент на изобретение №2377072. «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей (и газов) с закругленными отверстиями в электродах». РФ, приоритет от 18 августа 2008 года.
4. Скипетров В.П., Зорькина А.В., Беспалов Н.Н. Лечение аэроионами кислорода. - Саранск: МГУ, 2000.
5. Проспект по ионизатору воздуха «ANION компании «Gobest International».
6. Пономаренко Г.Н. Санкт-Петербург: Военно-медицинская академия, кафедра курортологии и физиотерапии.
7. Яворский В.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования. - М.: Наука, 1989. - С.203.
8. Ж.«Радио», №6, 1997. - С.33.
9. Авиационная медицина. / Под редакцией профессора Бабийчука А.Н. - М.: Издательство «ДОСААФ СССР», 1980. - С.69.