CZ5913U1

CZ5913U1 - Osobní ionizátor vzduchu

Info

Publication number: CZ5913U1
Application number: CZ19976219U
Authority: CZ
Inventors: Karel Rndr. Csc. Ulbert
Original assignee: Nice International Trading S.A.; Solar Electronics Ltd.
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1997-04-01
Also published as: CZ199193A3; WO1995008368A1

Description

Technické řešení se týká autonomního osobního ionizátoru vzduchu, určeného k trvalému nošení, který slouží jako preventivní a úlevné zařízení, zejména pro alergiky a astmatiky.

Dosavadní stav techniky

Osobní ionizátory jsou již dnes známá zařízení, zlepšující životní prostředí v okolí uživatele. Jakmile se prokázalo, že preventivní a úlevné účinky ionizátorů se mnohonásobně zvýší při trvalém 24 hodinovém užívání, vyvstala nutnost vytvořit ionizátor pro tento účel.

Dosavadní ionizátory autonomního typu používají vesměs pro napájení výměnné suché články. Při trvalém užívání se tyto články rychle vyčerpávají, neboť s ohledem na potřebnou nízkou hmotnost ionizátoru se vždy používá článků malých. Je ovšem možno užít dobíječích článků, což buď znamená přerušení trvalého užívání, neustálou manipulaci nebo vlastnictví alespoň dvou ionizátorů pro výměnu.

Podstata technického řešení

Cílem technického řešení je vytvoření osobního ionizátoru pro trvalé užívání, který má sníženou spotřebu proudu a který lze dobíjet v noci při současné dodávce potřebných iontů uživateli, přičemž se s rezervou dobije pro celodenní spolehlivý provoz.

Dalším cílem je vytvoření závěsu na krk uživatele, kterýžto závěs má potřebné elektrické vlastnosti a dá se hygienicky ošetřovat, přičemž se elektrické charakteristiky zachovají. Současně se novým závěsem usnadní noční nabíjení u lůžka uživatele.

Dalším cílem je dosažení regulovatelnosti iontové emise. Pro účely prevence je často potřebné snížit emisi iontů na úroveň, která se vyskytuje v přírodních zdravých lokalitách. Snížení emise snížením napětí přiváděného na emisní hrot nelze přitom užít, neboť při snižování napětí emie ustává náhle, bez dostatečného regulačního rozmezí a kromě toho silně závisí na vnějších podmínkách, jako je vlhkost a teplota vzduchu, přítomnost exhalací a podobně.

Osobní ionizátory jsou vesměs opatřeny emisním hrotem, na který je přivedeno napětí kolem -3,5 kV. Toto napětí je vytvářeno i nějakým typem oscilátoru, opatřeného miniaturním transformátorem, jehož sekundární vinutí zvyšuje původní napětí na několik set voltů. Pomocí kaskády diod a kondenzátorů se pak dosahuje požadované hodnoty.

Samotný výkon iontové emise je z hlediska energetického zanedbatelný a dosahuje hodnoty řádu uW i méně. Příkon generátoru je tedy převážně určen jeho ztrátami. U dosavadních generátorů, které se užívaly přerušovaně, netvořily tyto ztráty u rutinních konstrukcí žádný problém, při 24 hodinovém spojitém provozu však

-1CZ 5913 Ul představují klíčovou překážku. Ukázalo se, že hlavním zdrojem ztrát jsou proudy parazitními kapacitami, které, i když nekonají vnější užitečnou práci, musí být dodávány elektronickými aktivními prvky generátoru. Parazitní kapacity vznikají při nevyhnutelně stísněné konstrukci snadno. Rozložením součástí dle vynálezu, úpravou transformátoru a volbou materiálu s velmi vysokým izolačním odporem na vybraná místa bylo dosaženo snížení příkonu nejméně na 1/2 proti rutinním konstrukcím.

Předmětem technického řešení je osobní ionizátor vzduchu sestávající z pouzdra se zdrojem vysokého napětí na základní izolační desce, akumulátorovou baterií a ovládacími a indikačními prvky, u kterého je podle vynálezu v horní části jeho základní izolační desky upevněno feritové hrníčkové jádro sestávající z první části feritového jádra a z druhé části feritového jádra, uvnitř jejichž dutiny je umístěno vinutí, mezi nímž a vnitřními stěnami feritového hrníčkového jádra je vytvořena vzduchová mezera, jejíž nejmenší velikost činí 1/3 až 1/2 tlouštky obvodové stěny feritového hrníčkového jádra, přičemž feritové hrníčkové jádro je upevněno na základní izolační desce ve vzdálenosti od jejího horního okraje rovné nebo větší než 1/4 vnějšího průměru feritového hrníčkového jádra. Dále je do základní izolační desky vložena izolační deska násobiče napětí s izolačním odporem vyšším než 10¹¹ ohm.cm a 10¹¹ ohm na čtverec, jejíž první sloupec otvorů přivrácený k feritovému hrníčkovému jádru je od vnějšího povrchu feritového hrníčkového jádra vzdálen nejméně o 1/4 jeho vnějšího průměru. Z izolační desky násobiče napětí je veden přívod záporného pólu vysokého napětí přes předřadný odpor k emisnímu hrotu. Dále je na základní izolační desce vytvořena plocha tištěných spojů, jejíž horní okraj je od vnějšího obvodu feritového hrníčkového jádra a od dolní řady otvorů v izolační desce náspbiče napětí vzdálen nejméně o 1/4 průměru feritového hrníčkového jádra. Na stranách pouzdra je upraven závěs na krk uživatele a ve své horní části je pouzdro opatřeno výřezem pro výstup, iontů ve směru k ústům uživatele.

Pouzdro může být s výhodou vytvořeno z izolačního materiálu, přičemž na straně směřující k tělu uživatele je alespoň zčásti tvořeno elektrostaticky vodivým materiálem nebo povrchem.

Nezbytnou částí autonomního osobního ionizátoru je závěs na krk uživatele, elektricky spojený s plus-pólem vysokého napětí, který současně zprostředkuje alespoň částečné uzavření vnějšího elektrického obvodu pro emitované ionty, jinak dojde k poruchám nebo zastavení emise.

Užije-li se pro závěs kovový materiál, směřuje podstatná část emise k němu místo k obličeji uživatele. Proto se jeho elektrický odpor volí v oblasti kolem 10¹⁰ohmu, jde tedy obvykle o přírodní materiál, např. kůži nebo plastové materiály. Z hygienických důvodů je nutno závěs čistit, čímž vznikají nedefinované změny jeho elektrického odporu. Podle technického řešení byl vytvořen kombinovaný závěs, vytvořený elektrostaticky vodivým řemínkem v části vystavené iontové emisi, spojeným na jednom konci s kladným pólem zdroje vysokého napětí a druhým koncem s elektricky vodivým řetízkem libovolného typu o délce přibližně rovné polovině obvodu krku uživatele pomocí elektricky vodivé kuličky

-2CZ 5913 UI mechanicky i elektricky vodivě spojené s elektricky vodivým řetízkem. Elektricky vodivá kulička je rozebíratelně navlečena do průstřihu v elektrostaticky vodivém řemínku, přičemž stejně je spojen i druhý konec elektricky vodivého řetízku s dalším elektrostaticky vodivým řemínkem.

Spojení těchto řetízků je elektricky vodivé, snadno rozebíratelné a přitom bezpečné proti náhodnému rozpojení. Podstatné je, že kovovou část závěsu lze snadno propojit na okolní elektricky alespoň částečně vodivé objekty, jako je vodovodní potrubí, potrubí ústředního topení nebo i pouhý hřeb zatlučený do zdi z cihel, tvárnic, cementu nebo sádry, během nabíjení u lůžka uživatele. Ionizátor vydává i během noci k hlavě spáče a je tím splněna 24 hodinová zvýšená ochrana uživatele.

Snížení, respektive nastavení emise iontů na požadovanou výši, je dosaženo použitím vložky z izolačního materiálu, která je na straně přivrácené k emisnímu hrotu povrchově vodivě upravena a spojena s kladným pólem zdroje vysokého napětí. Tato destička je osově symetricky vložena do výřezu pro výstup iontů. Velikostí této destičky lze v širokých mezích řídit velikost vnější emise. Zbytek emise se proudově uzavírá uvnitř krytu. Takto upravený ionizátor je schopen spolehlivě pracovat i při nižší hodnotě napětí a přispívá tak k prodloužení doby provozu. Samotné izolační destičky bez vodivé úpravy použít nelze, způsobí pouze, že veškerý iontový proud změní směr.

Příklady provedení

Technické řešení je blíže objasněno na výkresech, kde obr.

I značí základní izolační desku, obr. 2 hrníčkové jádro, obr. 3 kombinovaný závěs na krk uživatele, obr. 4 znázorňuje příklad modifikace výřezu a obr. 5 izolační redukční vložku.

Dle obr. 1 je v horní části základní izolační desky 1 upevněno feritové hrníčkové jádro 2, sestávající z první části hrníčkového jádra 9 (obr. 2) a druhé části hrníčkového jádra 10, uvnitř jejichž dutiny je umístěno vinutí 11, mezi kterýmžto vinutím

II a vnitřními stěnami feritového jádra 2. je libovolným způsobem vytvořena vzduchová mezera 12 jejíž nejmenší velikost činí 1/3 až 1/2 tloušťky obvodové stěny feritového hrníčkového jádra 2, přičemž feritové hrníčkové jádro 2. je upevněno na základní izolační desce 1 ve vzdálenosti od jejího horního okraje rovné nebo větší než 1/4 vnějšího průměru feritového hrníčkového jádra 2, dále pak je do základní izolační desky 1 vložena izolační deska 7 násobiče napětí s izolačním odporem větším než 10 ohm.cm a 10 ohm na čtverec, jejíž první sloupec otvorů přivrácený k feritovému hrníčkovému jádru 2 je od vnějšího povrchu feritového hrníčkového jádra 2 vzdálen nejméně o 1/4 jeho vnějšího průměru, z kteréžto izolační desky 7 násobiče napětí je veden přívod 6 záporného pólu vysokého napětí přes předřadný odpor 5 k emisnímu hrotu 3, dále je na základní desce 1 vytvořena plocha tištěných spojů 8, jejíž horní okraj je od vnějšího obvodu feritového hrníčkového jádra 2 a od dolní řady otvorů v izolační desce 7 násobiče napětí vzdálen nejméně o 1/4 vnějšího průměru feritového hrníčkového jádra 2.

-3CZ 5913 Ul

Řešení kombinovaného závěsu ukazuje obr. 3. Závěs na krk uživatele sestává ze 3 dílů a to z elektrostaticky vodivého řemínku 13 spojeného na jednom konci s kladným pólem zdroje vysokého napětí a druhým koncem s elektricky vodivým řetízkem 16 libovolného typu o délce přibližně rovné polovině obvodu krku uživatele, pomocí elektricky vodivé kuličky 15 mechanicky i elektricky vodivě spojené s elektricky vodivým řetízkem 16, kterážto elektricky vodivá kulička 15 je rozebíratelně navlečena do průstřihu 14 v elektrostaticky vodivém řemínku 13., přičemž stejného způsobu je užito i na druhém konci elektricky vodivého řetízku 16 ke spojení s dalším elektrostaticky vodivým řemínkem 13.

Na obr. 4 je znázorněno příkladné provedení úpravy výřezu pro výstup iontů. Výřez 18 pro výstup iontů je na jedné delší řezné ploše opatřen elektricky nebo elektrostaticky vodivým povlakem 19 spojeným s kladným pólem zdroje vysokého napětí, do kteréhož výřezu 18 pro výstup iontů je mechanicky těsně vsazena izolační redukční vložka 20, (obr. 5), která je na jedné straně opatřena elektricky nebo elektrostaticky vodivou boční plochou 22. přičemž elektricky nebo elektrostaticky vodivá čelní plocha 21 je přivrácena k emisnímu hrotu 3.·

Je zřejmé, že jde u všech vyobrazení o příkladná provedení, která mohou být modifikována při jiných realizacích při zachování podstaty vynálezu. Je dále zřejmé, že soubor všech dílčích řešení dle technického řešení tvoří jednotné řešení, umožňující provoz autonomního osobního ionizátoru vzduchu po celých 24 hodin bez problémů a se sníženým i manipulačními i finančnímu nároky pro uživatele.

Průmyslová využitelnost

Osobní ionizátor vzduchu dle tohoto technického řešení je určen pro masovou spotřebu i výrobu. Lze jej vyrábět postupy obvyklými v elektronickém průmyslu. Protože se jedná o zařízení pracující blízko technických limitů, je nutné testování každého kusu a výběr součástí a vstupních materiálů.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Osobní ionizátor vzduchu sestávající z pouzdra se zdrojem vysokého napětí na základní izolační desce, akumulátorovou baterií a ovládacími a indikačními prvky, vyznačující se tím, že v horní části jeho základní izolační desky (1) je upevněno feritové hrníčkové jádro (2), sestávající f z první části (9) feritového jádra a z druhé části (10) feritového jádra, uvnitř jejichž dutiny je umístěno vinutí (11), mezi nímž a vnitřními stěnami feritového hrníčkového jádra (2) je vytvořena vzduchová mezera (12), jejíž nejmenší velikost činí 1/3 až 1/2 tloušťky obvodové stěny feritového hrníčkového jádra (2), přičemž feritové hrníčkové jádro (2) je upevněno na základní izolační desce (1) ve vzdálenosti od jejího horního okraje rovné nebo větší než 1/4 vnějšího průměru feritového hrníčkového jádra (2), dále je do základní izolační

-4CZ 5913 Ul desky (1) vložena izolační deska (7) násobiče napětí s izolačním odporem vyšším než lO^ohm.cm a-lO^ohm na čtverec, jejíž první sloupec otvorů přivrácený k feritovému hrníčkovému jádru (2) je od vnějšího povrchu feritového hrníčkového jádra (2) vzdálen nejméně o 1/4 jeho vnějšího průměru, z izolační desky (7) násobiče napětí je veden přívod (6) záporného pólu vysokého napětí přes předřadný odpor (5) k emisnímu hrotu (3), dále je na základní izolační desce (1) vytvořena plocha tištěných spojů (8), jejíž horní okraj je od vnějšího obvodu feritového hrníčkového jádra (2) a od dolní řady otvorů v izolační desce (7) násobiče napětí vzdálen nejméně o 1/4 průměru feritového hrníčkového jádra (2), přičemž na stranách pouzdra je upraven závěs na krk uživatele a ve své horní části je pouzdro opatře* no výřezem (18) pro výstup iontů ve směru k ústům uživatele.

í
2. Osobní ionizátor vzduchu podle nároku 1 vyznačující se tím, že závěs na krk uživatele je tvořen elektrostaticky vodivým řemínkem (13) spojeným na jednom konci s kladným pólem zdroje vysokého napětí a druhým koncem s elektricky vodivým řetízkem (16) libovolného typu o délce přibližně rovné polovině obvodu krku uživatele pomocí elektricky vodivé kuličky (15) mechanicky i elektricky vodivě spojené s elektricky vodivým řetízkem (16), kterážto elektricky vodivá kulička (15) je rozebíratelně navlečena do průstřihu (14) v elektrostaticky vodivém řemínku (1), přičemž stejně je spojen i druhý konec elektricky vodivého řetízku (16) s dalším elektrostaticky vodivým řemínkem (13).
3. Osobní ionizátor vzduchu podle nároku 1 vyznačující se tím, že závěs na krk uživatele je vytvořen z elektrostaticky vodivého materiálu, zejména z kůže.
4. Osobní ionizátor vzduchu podle nároků 1 až 3 vyznačující se tím, že výřez (18) pro výstup iontů je na jedné delší řezné ploše opatřen elektricky nebo elektrostaticky vodivým povlakem (19) spojeným s kladným pólem zdroje vysokého napětí, do výřezu (18) pro výstup iontů je mechanicky těsně vsazena izolační redukční vložka (20), která je na jedné straně opatřena elektricky nebo elektrostaticky vodivou boční

-i plochou (22), přičemž elektricky nebo elektrostaticky vodivá čelní plocha (21) je přivrácena k emisnímu hrotu (3).

¹ 5. Osobní ionizátor vzduchu podle nároků 1 až 4 vyznačující se tím, že pouzdro je vytvořeno z izolačního materiálu, přičemž na straně směřující k tělu uživatele je alespoň z části tvořeno elektrostaticky vodivým materiálem nebo povrchem.