CN111490461B - 一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，包括：超声雾化电离加湿器；紫外灯管；碳纳米复合释放电极；小粒径水合负离子选择器，选择结晶水数量n为6‑12的水合负氧离子通过；负高压电源；控制装置。本发明提供的利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，利用紫外对水分子的光电效应赋能并降低水分子团簇数量，兼具灭毒杀菌之效；超声雾化电离水分子，降低结合水结合度，为负离子提供足够传播距离的小粒径载体；释放电子更多、更均匀，兼具加湿和产生高浓度水合负离子功能，通过负离子产生装置和碳纳米复合释放电极双重产生负离子，不会产生氮氧化物、臭氧等有害物质，提高安全指数。

Description

一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置
技术领域
本发明属于水合负离子发生装置技术领域，具体涉及一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置。
背景技术
负氧离子是“空气营养素”、“空气维他命”。普通的负离子由于只携带负电子，与空气中带正电荷的粉尘等实现电中和后破坏电平衡而使得PM2.5沉积到大地上而被去除，这是所有大、中、小负离子普遍具备的基本特性，但如果让负离子在降低PM2.5、净化空气的同时，还能促进睡眠，降低并稳定血压，提神醒脑等人体健康功效，必须强调三个因素：其一是必须结合足够的水分子，形成水合负离子，进入人体血液和体液循环；其二是水合半径要适中，保持负离子活性的同时，不能影响迁移距离；其三是三种水合负离子的比例要合适，参与到人体的代谢作用要均衡。换言之，没有和水分子复合的负离子容易泯灭，容易电中和，而与荷正电的粒子、电器、金属、建筑物电中和而吸附沉降，只有将负离子结合水并形成合适的水合度才能确保不易沉降、顺利进入人体。
陶名章、李慧、陈少周等编著的《空气负离子在医疗保健及环保中的应用》一书中报道了空气负离子具有医疗保健效果。发表于人民军医出版社、由陈景藻主任主编的国家重点图书《现代物理治疗学》中对空气离子疗法做出以下阐述：“血液中的正常红细胞、胶体质点等带负电荷，它们之间相互排斥，保持一定的距离，而病变老化的红细胞由于电子被争夺，带正电荷，由于正负相吸、则将红细胞凝聚成团。负离子能有效修复老化的细胞膜电位，促使其变成正常带负电的细胞，负负相斥从而有效降低血液粘稠度，使血沉减慢。同时负离子能加强血液中胶体质点本身负极性趋势，使血浆蛋白的胶体稳定性增加，保持血液的正常健康状态”。林金明、宋冠群、赵利霞等编著的《环境、健康与负氧离子》发表于化学工业出版社，该书紧密围绕环境、健康与负氧离子之间的关系，阐述了负氧离子对人体健康的重要性。
从原理上讲，负离子最终突破“人脑屏障”和“细胞屏障”，激活细胞活性，并最终对人体健康产生积极作用的是其与水分子结合而形成的三种水合负离子，即水合羟氧负离子[H3O2 -(H2O)n]、水合羟基负离子[OH-(H2O)n]和水合负氧离子[O2 -(H2O)n]，三种水合负离子的产生方式、比例、结合水的形式和数量对人体健康起着至关重要的作用，若缺少结合水，生物两亲性不足，负离子进入人体困难，但若结合水数量过多或粒径过大，则很难使水合负离子突破人体的“人脑屏障”和“细胞屏障”，激活细胞活性。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，制备小粒径水合负离子，不易沉降，能够顺利进入人体，保持人体健康。
为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，包括：
超声雾化电离加湿器，用于产生水雾和水蒸气并对其电离，降低结合水结合度，在增加湿度的同时为负离子提供足够传播距离的小粒径载体；
紫外灯管，设有若干个，照射于超声雾化电离加湿器产生的水分子上，产生光电效应，活化水分子能量，降低水分子团簇数量；
碳纳米复合释放电极，其释放电子并作用于活化水分子上，形成水合负氧离子，所述水合负氧离子包括水合羟氧负离子[H3O2 -(H2O)n]、水合羟基负离子[OH-(H2O)n]和水合负氧离子[O2 -(H2O)n]，n为结晶水数量；
小粒径水合负离子选择器，在荷电量相同的情况下，选择结晶水数量n为6-12的水合负氧离子通过并释放到空气中；
负高压电源，所述负高压电源的正极接地，负高压电源的负极与碳纳米复合释放电极连接；
控制装置，与超声雾化电离加湿器、紫外灯管、碳纳米复合释放电极和负高压电源连接并控制超声雾化电离加湿器、紫外灯管、碳纳米复合释放电极和负高压电源的启闭。
进一步的，所述超声雾化电离加湿器包括箱体，所述箱体内设置超声雾化加湿器、冷凝板和释放电极，冷凝板倾斜设置于箱体内且一端与箱体内壁无缝对接，冷凝板的另一端与超声雾化加湿器的水箱连通，冷凝板沿超声雾化加湿器外围设置一圈，经冷凝板冷凝的水滴重新回到超声雾化加湿器的水箱中，再次变成水雾、水蒸气，释放电极设有偶数组，负高压电源还与释放电极连接，通过释放电极电离超声雾化加湿器产生的水雾和水蒸气，形成氢离子和氢氧根离子。
进一步的，所述水箱呈半圆状结构，冷凝板中轴线所在平面与水平面的夹角为30-50°。
进一步的，所述超声雾化加湿器的喷射管道内设置释放电极和紫外灯管。
进一步的，所述超声雾化加湿器的喷射管道的管口设置负离子产生装置，用于使超声雾化加湿器产生的水雾和水蒸气通过后形成富含负离子的湿润空气。
进一步的，所述负离子产生装置为通过负离子粉、三氧化二铈、氯化钠和吸湿剂制备而成的膜或板。
进一步的，所述负离子粉、三氧化二铈、氯化钠和吸湿剂的质量比为4-8：2-4：1-3：3-5，负离子粉为托玛琳石粉、碧玺石粉、麦饭石粉的一种或者几种的组合。
进一步的，所述碳纳米复合释放电极采用二元碳纳米复合材料制备。
进一步的，所述碳纳米复合释放电极采用超导材料富勒烯C60、C70制成，富勒烯为超导材料，释放量更大，更均匀，电子在规则的富勒烯表面迁移，符合波粒二象性原理，为电子负能，迁移距离更远。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，包括：
超声雾化电离加湿器，用于产生水雾和水蒸气并对其电离，降低结合水结合度，在增加湿度的同时为负离子提供足够传播距离的小粒径载体；紫外灯管，照射于超声雾化电离加湿器产生的水分子上，产生光电效应，活化水分子能量，降低水分子团簇数量；碳纳米复合释放电极，其释放电子并作用于活化水分子上，形成水合负氧离子，所述水合负氧离子包括水合羟氧负离子[H3O2 -(H2O)n]、水合羟基负离子[OH-(H2O)n]和水合负氧离子 [O2 -(H2O)n]，n为结晶水数量；小粒径水合负离子选择器，在荷电量相同的情况下，选择结晶水数量n为6-12的水合负氧离子通过并释放到空气中；负高压电源，正极接地，负极与碳纳米复合释放电极连接；控制装置。本发明提供的利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，采用负高压电源供电，安全性高，紫外是利用其对水分子的光电效应赋能并降低水分子团簇数量，兼具较好的灭毒杀菌之效；超声雾化电离水分子目的是进一步降低结合水结合度，在增加湿度的同时为负离子提供足够传播距离的小粒径载体；碳纳米复合释放器释放电子更多更均匀，保证三种水合负离子足够数量并实现分配比例可控，兼具加湿和产生高浓度水合负离子的功能，喷射管道底部管口设置负离子产生装置，碳纳米复合释放电极朝向喷射管道设置，通过负离子产生装置和碳纳米复合释放电极双重产生负离子，位于饱含水雾、水蒸气的湿润环境中，不会产生氮氧化物、臭氧等有害物质，更加环保，提高安全指数，可选择特定质量数或粒径的水合负离子进入外界，使得外界营造高浓度小粒径的水合负离子，更易进入人体，更好地促进人体健康。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的小粒径水合负离子选择器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1-2所示，一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，包括：
超声雾化电离加湿器，用于产生水雾和水蒸气并对其电离，降低结合水结合度，在增加湿度的同时为负离子提供足够传播距离的小粒径载体；
紫外灯管1，设有若干个，照射于超声雾化电离加湿器产生的水分子上，产生光电效应，活化水分子能量，降低水分子团簇数量；
碳纳米复合释放电极2，通过碳纳米复合释放电极2释放电子并作用于活化水分子上，形成水合负氧离子，所述水合负氧离子包括水合羟氧负离子[H3O2 -(H2O)n]、水合羟基负离子[OH-(H2O)n]和水合负氧离子[O2 -(H2O)n]，n为结晶水数量；
小粒径水合负离子选择器，在荷电量相同的情况下，选择结晶水数量n为6-12的水合负氧离子通过并释放到空气中；
负高压电源3，所述负高压电源3的正极接地，负高压电源3的负极与碳纳米复合释放电极2连接；
控制装置4，与超声雾化电离加湿器、紫外灯管1、碳纳米复合释放电极2和负高压电源3连接并控制超声雾化电离加湿器、紫外灯管1、碳纳米复合释放电极2和负高压电源3的启闭。
超声雾化电离加湿器包括箱体5，箱体5一侧设置用于空气进入箱体5内部的进气口，箱体5一侧设置用于水合负氧离子输出至外界的出气口，进气口和出气口数量、位置不限定，可根据实际情况灵活设置，箱体5内部且位于出气口处设置小粒径水合负离子选择器，在荷电量相同的情况下，选择结晶水数量n为6-12的水合负氧离子通过出气口并释放到空气中，进入空气中的水合负氧离子粒径小，水合度适中，更易进入人体内，改善人体血液健康情况，营造沁人心脾之感，箱体5内设置超声雾化加湿器6、冷凝板7和释放电极8，冷凝板7倾斜设置于箱体5内且一端与箱体5内壁无缝对接，冷凝板7的另一端与超声雾化加湿器6的水箱连通，冷凝板7沿超声雾化加湿器6外围设置一圈，释放电极8设有偶数组，负高压电源4的正极接地，负高压电源4的负极与释放电极8连接，负高压电源4 启动后，释放电极8之间产生电晕放电，通过释放电极8电离超声雾化加湿器6产生的水雾和水蒸气，形成氢离子和氢氧根离子，经冷凝板7冷凝的水滴重新回到超声雾化加湿器 6的水箱中，再次变成水雾、水蒸气。
释放电极8和紫外灯管1分别设置于超声雾化加湿器6的喷射管道9内，紫外灯管1均匀、圆周排布于喷射管道9内壁上。
超声雾化加湿器6的喷射管道9的底部管口设置负离子产生装置10，用于使超声雾化加湿器7产生的水雾和水蒸气通过后形成富含负离子的湿润空气，负离子产生环境处的湿润度大，不会与空气作用形成避免不利于人体健康的臭氧生成。
负离子产生装置10为通过负离子粉、三氧化二铈、氯化钠和吸湿剂制备而成的膜或板，负离子粉、三氧化二铈、氯化钠和吸湿剂的质量比为4-8：2-4：1-3：3-5，负离子粉为托玛琳石粉、碧玺石粉、麦饭石粉的一种或者几种的组合。
碳纳米复合释放电极2采用二元碳纳米复合材料制备，释放电子更多、更均匀高效，保证三种水合负离子足够数量并实现分配比例可控，碳纳米复合释放电极2朝向喷射管道 9管口设置，位于箱体5顶部内侧；紫外灯管1照射在超声雾化电离水分子上，可以产生“光电效应”，进一步活化水分子能量，当碳纳米复合释放电极2释放的高浓度电子辐射在这些高活性水分子上时，会产生水合羟氧负离子[H3O2 -(H2O)n]、水合羟基负离子 [OH-(H2O)n]和水合负氧离子[O2 -(H2O)n]，是人造瀑布、人造森林的天然负离子场的人工模拟，是仿生学的放大效果。
水箱呈半圆状结构，冷凝板7中轴线所在平面与水平面的夹角为30-50°。
控制装置4为单片机或PLC等，通过控制装置4控制超声雾化电离加湿器、紫外灯管1、负高压电源3、碳纳米复合释放电极2分别间隔3-16s工作。
本发明的小粒径水合负离子选择器包括设置于箱体5出气口的由电极一11和电极二 12组成的一组电极，电极一11和电极二12上分别设置用于水合负离子通过的通孔13，电极一11和电极二12通过安装法兰14安装于箱体5出气口处，电极一11和电极二12通过导线16与电源15连接，电极一11和电极二12接入电源15后，箱体5内部的水合负氧离子经过电极一11和电极二12上的通孔13进入电极一11和电极二12形成的电场内，电源 15的电压依据所要选择的水合负氧离子质量数、粒径进行调整，只允许满足特定质量数、粒径的水合负氧离子通过。
本发明的工作原理为：
通过控制装置4控制超声雾化电离加湿器通电启动，水箱内的水在超声雾化，经由喷射管道9喷射水雾和水蒸气，加湿，在喷射过程中，水雾、水蒸气先经过负离子产生装置10，一部分形成富含负离子的湿润空气，通过控制装置4控制负高压电源3启动，释放电极8之间产生电晕放电，通过释放电极8电离超声雾化加湿器6产生的水雾和水蒸气，形成氢离子和氢氧根离子，经冷凝板7冷凝的水滴重新回到超声雾化加湿器6的水箱中，再次变成水雾、水蒸气，改善水雾、水蒸气的粒径分布，紫外灯管1照射在超声雾化电离水分子上，可以产生“光电效应”，进一步活化水分子能量，当碳纳米复合释放电极2释放的高浓度电子辐射在这些高活性水分子上时，产生活泼水合负氧离子，电极一11和电极二 12接入电源15后，箱体5内部的水合负氧离子经过电极一11和电极二12上的通孔13进入电极一11和电极二12形成的电场内，电源15的电压依据所要选择的水合负氧离子质量数进行调整，只允许满足特定质量数和粒径的水合负氧离子通过出气口进入外界空气中。
本发明未详细说明的部分采用现有技术即可实现，在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，其特征在于，包括：
超声雾化电离加湿器，用于产生水雾和水蒸气并对其电离，降低结合水结合度，在增加湿度的同时为负离子提供足够传播距离的小粒径载体；
紫外灯管，设有若干个，照射于超声雾化电离加湿器产生的水分子上，产生光电效应，活化水分子能量，降低水分子团簇数量；
碳纳米复合释放电极，其释放电子并作用于活化水分子上，形成水合负氧离子，所述水合负氧离子包括水合羟氧负离子[H302 -(H2O)n]、水合羟基负离子[OH-(H2O)n]和水合负氧离子[O2 -(H2O)n]，n为结晶水数量；
小粒径水合负离子选择器，在荷电量相同的情况下，选择结晶水数量n为6-12的水合负氧离子通过并释放到空气中；
负高压电源，所述负高压电源的正极接地，负高压电源的负极与碳纳米复合释放电极连接；
控制装置，与超声雾化电离加湿器、紫外灯管、碳纳米复合释放电极和负高压电源连接并控制超声雾化电离加湿器、紫外灯管、碳纳米复合释放电极和负高压电源的启闭；
通过控制装置控制超声雾化电离加湿器通电启动，水箱内的水在超声雾化，经由喷射管道喷射水雾和水蒸气，加湿，在喷射过程中，水雾、水蒸气先经过负离子产生装置，一部分形成富含负离子的湿润空气，通过控制装置控制负高压电源启动，释放电极之间产生电晕放电，通过释放电极电离超声雾化加湿器产生的水雾和水蒸气，形成氢离子和氢氧根离子，经冷凝板冷凝的水滴重新回到超声雾化加湿器的水箱中，再次变成水雾、水蒸气，改善水雾、水蒸气的粒径分布，紫外灯管照射在超声雾化电离水分子上，可以产生“光电效应”，进一步活化水分子能量，当碳纳米复合释放电极释放的高浓度电子辐射在这些高活性水分子上时，产生活泼水合负氧离子，电极一和电极二接入电源后，箱体内部的水合负氧离子经过电极一和电极二上的通孔进入电极一和电极二形成的电场内，电源的电压依据所要选择的水合负氧离子质量数进行调整，只允许满足特定质量数和粒径的水合负氧离子通过出气口进入外界空气中。
2.根据权利要求1所述的一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，其特征在于，所述超声雾化电离加湿器包括箱体，所述箱体内设置超声雾化加湿器、冷凝板和释放电极，冷凝板倾斜设置于箱体内且一端与箱体内壁无缝对接，冷凝板的另一端与超声雾化加湿器的水箱连通，冷凝板沿超声雾化加湿器外围设置一圈，经冷凝板冷凝的水滴重新回到超声雾化加湿器的水箱中，再次变成水雾、水蒸气，释放电极设有偶数组，负高压电源还与释放电极连接，通过释放电极电离超声雾化加湿器产生的水雾和水蒸气，形成氢离子和氢氧根离子。
3.根据权利要求2所述的一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，其特征在于，所述水箱呈半圆状结构，冷凝板中轴线所在平面与水平面的夹角为30-50°。
4.根据权利要求1所述的一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，其特征在于，所述超声雾化加湿器的喷射管道内设置释放电极和紫外灯管。
5.根据权利要求1所述的一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，其特征在于，所述超声雾化加湿器的喷射管道的管口设置负离子产生装置，用于使超声雾化加湿器产生的水雾和水蒸气通过后形成富含负离子的湿润空气。
6.根据权利要求5所述的一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，其特征在于，所述负离子产生装置为通过负离子粉、三氧化二铈、氯化钠和吸湿剂制备而成的膜或板。
7.根据权利要求6所述的一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，其特征在于，所述负离子粉、三氧化二铈、氯化钠和吸湿剂的质量比为4-8：2-4：1-3：3-5，负离子粉为托玛琳石粉、碧玺石粉、麦饭石粉的一种或者几种的组合。
8.根据权利要求1所述的一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，其特征在于，所述碳纳米复合释放电极采用二元碳纳米复合材料制备。
9.根据权利要求8所述的一种利用紫外线强化电离产生小粒径水合负离子装置，其特征在于，所述碳纳米复合释放电极采用超导材料富勒烯C60、C70制成，电子在富勒烯表面迁移。
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