RU2294776C2 - Air ion generator and concentrator device - Google Patents
Air ion generator and concentrator device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294776C2 RU2294776C2 RU2003134851/14A RU2003134851A RU2294776C2 RU 2294776 C2 RU2294776 C2 RU 2294776C2 RU 2003134851/14 A RU2003134851/14 A RU 2003134851/14A RU 2003134851 A RU2003134851 A RU 2003134851A RU 2294776 C2 RU2294776 C2 RU 2294776C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- passive
- electrodes
- grid
- active
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике и технике кондиционирования воздуха по ионному составу. Изобретение может быть использовано для электрической ионизации атмосферного воздуха в целях лечения и профилактики ряда болезней человека в стационарных, санаторно-профилактических и бытовых условиях, а также в целях обеспечения жизнедеятельности экипажа в закрытых кабинах и др. целях.The invention relates to medical equipment and air conditioning technology for ionic composition. The invention can be used for electric ionization of atmospheric air for the treatment and prevention of a number of human diseases in stationary, sanatorium and domestic conditions, as well as to ensure the life of the crew in enclosed cabins and other purposes.
Известен "Ионизатор кислорода воздуха" (см. патент РФ №2126277, МКИ6 А 61 N 1/44, 1999 г.), который генерирует высокоэнергетичные аэроионы О2 2-. Ионизирующие электроды этого устройства выполнены двухступенчатыми и состоят из объемного электрода высокоэнергетичной ступени, содержащего образованную входной и выходной металлическими сетками электрически замкнутую полость ("клетку" Фарадея), внутри которой установлен игольчатый электрод низкоэнергетичной ступени.The well-known "Ionizer of oxygen” (see RF patent No. 2126277, MKI 6 A 61 N 1/44, 1999), which generates high-energy air ions O 2 2- . The ionizing electrodes of this device are made of two stages and consist of a high-energy stage electrode containing an electrically closed cavity (Faraday cage) formed by the input and output metal grids, inside which a low-energy stage needle electrode is installed.
Ионизатор обеспечивает формирование внутри упомянутой полости первоначально низкоэнергетичные аэроионы О2 1- с энергией ионизации Еи=12 эВ и последующее преобразование их в высокоэнергетичные аэроионы О2 2- с энергией ионизации Еи=34 эВ.The ionizer ensures the formation inside the said cavity of initially low-energy O 2 1– ions with an ionization energy Eu = 12 eV and their subsequent conversion into high-energy O 2 2– ions with an ionization energy Eu = 34 eV.
Недостатком этого устройства является малое время жизни генерируемых одиночных высокоэнергетичных аэроионов О2 2-, которые при броуновском соударении с нейтральными молекулами воздуха через 0,5-1,5 с деградируют в низкоэнергетичные аэроионы О2 1-. Это снижает количество высокоэнергетичных аэроионов, достигающих альвеол легких, и уменьшает лечебно-оздоровительный эффект.The disadvantage of this device is the short lifetime of the generated single high-energy О 2 2- aero ions, which upon Brownian collision with neutral air molecules in 0.5-1.5 s degrade into low-energy О 2 1- aero ions. This reduces the number of high-energy air ions reaching the alveoli of the lungs and reduces the therapeutic effect.
Известен также "Высокоэнергетический аэроионизатор" (см. патент RU №2170112 C1, 10.07.2001), который выбран в качестве прототипа.Also known "High-energy aeroionizer" (see patent RU No. 2170112 C1, 07/10/2001), which is selected as a prototype.
Высокоэнергетичный аэроионизатор содержит объемный электрод высокоэнергетичной ступени, выполненный в виде "клетки" Фарадея, содержащий полость, входную сетку, выполненную в виде системы отверстий для поступления воздуха, и выходную трехмерную сотовую сетку. В полости установлен диэлектрический экран с закрепленной на его поверхности решеткой пассивных игольчатых электродов, выполненных в виде острий, направленных по оси движения аэроионов. В полости установлен также активный игольчатый электрод с разнонаправленными остриями низкоэнергетичной ступени, соединенный с отрицательным выводом высоковольтного источника постоянного тока. Корпус высокоэнергетичного электрода соединен с заземленным положительным выводом высоковольтного источника постоянного тока посредством резистора. Высокоэнергетичный аэроионизатор обеспечивает формирование первоначально низкоэнергетичных аэроионов O2 1-, последующее преобразование их в высокоэнергетичные аэроионы О2 2-, а в результате межмолекулярных сил диполь-дипольного кулоновского притяжения поляризованных аэроионов О2 2- и нейтральных молекул кислорода О2 0 формируются многозвенные ассоциации (ассоциированные аэроионы) вида (2 О2 2-+4 О2 0)×n, где n - количество связей в ассоциации, которое определяется значениями от n=3 до n=10.A high-energy aero ionizer contains a high-energy step volume electrode made in the form of a Faraday cage, containing a cavity, an input grid made in the form of a system of openings for air intake, and an output three-dimensional honeycomb grid. A dielectric screen is installed in the cavity with a lattice of passive needle electrodes fixed on its surface, made in the form of points directed along the axis of movement of the aero ions. An active needle electrode with multidirectional tips of a low-energy stage connected to the negative terminal of a high-voltage direct current source is also installed in the cavity. The case of a high-energy electrode is connected to a grounded positive terminal of a high-voltage direct current source by means of a resistor. A high-energy aero ionizer provides the formation of initially low-energy O 2 1- aero ions, their subsequent transformation into high-energy O 2 2- aero ions, and as a result of the intermolecular forces of the dipole-dipole Coulomb attraction of polarized O 2 2- and neutral O 2 0 oxygen molecules, multi-link associations are formed ( associated air ions) of the form (2 О 2 2- + 4 О 2 0 ) × n, where n is the number of bonds in the association, which is determined by values from n = 3 to n = 10.
Недостатком высокоэнергетичного аэроионизатора является снижение на периферийных участках выходной стеки плотности ассоциированных аэроионов (2 О2 2-+4 О2 0)×n и увеличение плотности низкоэнергетичных аэроионов О2 1-, что связано с нелинейностью электрического поля в полости объемного электрода.The disadvantage of a high-energy aero ionizer is a decrease in the peripheral sections of the output stacks of the density of associated aero ions (2 О 2 2- + 4 О 2 0 ) × n and an increase in the density of low-energy aero ions О 2 1- , which is associated with the nonlinearity of the electric field in the cavity of the volume electrode.
Кроме этого, элементы объемного электрода высокоэнергетичного аэроионизатора, смонтированные в полости, не защищены от взаимодействия с пылевыми частицами поступающего воздуха и в процессе ионизации нейтральные (электрически незаряженные) пылевые частицы получают отрицательный заряд, а при вдыхании, более активно, чем незаряженные, оседают на стенках дыхательной системы человека, что создает опасность возникновения заболеваний.In addition, the elements of the volume electrode of the high-energy aero ionizer mounted in the cavity are not protected from interaction with the dust particles of the incoming air and during the ionization process the neutral (electrically uncharged) dust particles receive a negative charge, and when inhaled, more actively than uncharged, they settle on the walls human respiratory system, which creates a risk of disease.
Еще одним недостатком описанного высокоэнергетичного аэроионизатора является непостоянство плотности ассоциированных аэроионов во внешнем пространстве, обусловленное их рекомбинационной энергетической деградацией, которая протекает вследствие соударений направленно движущихся ассоциированных аэроионов с нейтральными молекулами газов, входящих в состав воздуха, а также при броуновских соударениях и при взаимодействии с воздухом помещения в результате воздухообмена, а также с малым количеством связей n в ассоциациях (2 О2 2-+4 О2 0)×n.Another drawback of the described high-energy aero ionizer is the inconsistency in the density of associated aero ions in the outer space due to their recombination energy degradation, which occurs due to collisions of directionally moving associated aero ions with neutral gas molecules that make up the air, as well as during Brownian collisions and in interaction with room air as a result of air exchange, as well as with a small number of bonds n in the associations (2 О 2 2- +4 О 2 0 ) × n
Задачей предлагаемого изобретения является повышение лечебно-оздоровительного эффекта генератора-концентратора аэроионов путем обеспечения равномерной концентрации (плотности) ассоциированных аэроионов по поперечному сечению выходной трехмерной сетки, введения очистки воздуха перед ионизацией и увеличения концентрации (плотности) ассоциированных аэроионов (2 О2 2-+4 О2 0)×n за счет увеличения количества связей n.The objective of the invention is to increase the therapeutic effect of the generator-concentrator of aeroions by ensuring a uniform concentration (density) of associated aeroions over the cross section of the output three-dimensional grid, introducing air purification before ionization and increasing the concentration (density) of associated aeroions (2 О 2 2- +4 О 2 0 ) × n due to an increase in the number of bonds n.
Поставленная задача решается тем, что в известном двухступенчатом высокоэнергетичном аэроионизаторе низкоэнергетичная ступень ионизации выполнена в виде системы токопроводящих активных электродов, установленных равномерно на входной сетке и электрически подключенных к ее наружной стороне, при этом поверхность каждого из активных электродов электроизолирована от точки подключения до острия электроизоляционным чехлом, входная сетка установлена электроизолированно от корпуса объемного электрода и подключена к отрицательному выводу высоковольтного источника постоянного тока посредством резистора, а острия активных электродов введены в полость корпуса объемного электрода через систему отверстий во входной сетке и направлены в сторону выходной сетки по оси движения аэроионов, при этом электрические потенциалы точек подключения активных электродов уравнены между собой; система пассивных электродов установлена в корпусе объемного электрода электроизолированно от него и состоит из двух и более блоков пассивных электродов, размещенных на токопроводном основании и электрически связанных между собой, а их электрические потенциалы уравнены между собой, вершины пассивных электродов направлены в сторону выходной сетки по оси движения аэроионов, количество блоков пассивных электродов, входящих в систему пассивных электродов, равно количеству активных электродов, входящих в систему активных электродов, а их оси симметрии совмещены; диэлектрический экран установлен перед входной сеткой в изолированном воздуховоде, соединенном герметично с корпусом объемного электрода, и выполнен в виде фильтрующего элемента из воздухопроницаемого диэлектрического материала; выходная трехмерная сетка электрически соединена с корпусом объемного электрода высокоэнергетичной ступени ионизации, а корпус объемного электрода выполнен слоистым, причем наружные слои выполнены диэлектрическими, внутренний - электропроводным, соединенным посредством резистора с заземленным положительным выводом высоковольтного источника постоянного тока.The problem is solved in that in the known two-stage high-energy aero ionizer, the low-energy ionization stage is made in the form of a system of conductive active electrodes mounted uniformly on the input grid and electrically connected to its outer side, while the surface of each of the active electrodes is electrically insulated from the point of connection to the tip by an electrical insulating sheath , the input grid is installed electrically isolated from the body of the volume electrode and is connected to the negative output at high voltage DC source via a resistor, and the tip active electrodes introduced into the cavity surround the electrode system housing through openings in the input grid and directed towards the outlet grid on the axis of movement of ions, the electric potentials of the active electrode connection points are equalized to each other; a system of passive electrodes is installed in the body of the volume electrode electrically isolated from it and consists of two or more blocks of passive electrodes placed on a conductive base and electrically connected to each other, and their electric potentials are equal to each other, the vertices of the passive electrodes are directed towards the output grid along the axis of movement aeroions, the number of passive electrode blocks included in the passive electrode system is equal to the number of active electrodes included in the active electrode system, and symmetry axes aligned; a dielectric screen is installed in front of the input grid in an insulated duct connected hermetically to the body of the volume electrode, and is made in the form of a filter element of breathable dielectric material; the output three-dimensional grid is electrically connected to the body of the volume electrode of the high-energy stage of ionization, and the body of the volume electrode is layered, and the outer layers are dielectric, the inner is electrically conductive, connected via a resistor to the grounded positive terminal of the high-voltage direct current source.
Согласно изобретению, вследствие протекающих процессов эмиссии, образуется высокая концентрация электронов в зоне ионизации активных электродов, в результате которой на первой ступени ионизации формируется поток низкоэнергетичных аэроионов О2 1- высокой плотности. Вторичные электроны, стекающие с пассивных электродов по нормали к их боковым кромкам, под действием кулоновских сил дополнительно концентрируют поток низкоэнергетичных аэроионов О2 1- и бомбардируют их, в результате чего протекает процесс квантового преобразования низкоэнергетичных аэроионов О2 1- в высокоэнергетичные аэроионы О2 2- высокой концентрации.According to the invention, due to the processes of emission, a high concentration of electrons is formed in the ionization zone of the active electrodes, as a result of which a stream of low-energy high density O 2 1 ions is formed in the first stage of ionization. Secondary electrons flowing down from the passive electrodes normal to their lateral edges, under the influence of Coulomb forces, additionally concentrate the stream of low-energy O 2 1– ions and bombard them, as a result of which the process of quantum conversion of low-energy O 2 1- ions to high-energy O 2 2 aero ions proceeds - high concentration.
Суммарное электрическое поле, созданное внутри полости объемного электрода, обеспечивает поляризацию аэроионов О2 2- и молекул нейтрального кислорода О2 0. В результате взаимных соударений поляризованных аэроионов О2 2- и молекул нейтрального кислорода O2 0 в процессе движения по силовым линиям суммарного электрического поля, а также в результате межмолекулярных сил кулоновского диполь-дипольного притяжения аэроионы О2 2- и молекулы нейтрального кислорода О2 0 объединяются в многозвенные аэроионные комплексы (концентрированные аэроионы) вида (2 О2 2-+4 О2 0)×n. Система активных электродов и система пассивных электродов равномерно распределяют поток электронов от центра к периферии, а уравнивание электрических потенциалов активных электродов между собой и электрических потенциалов пассивных электродов между собой обеспечивает устойчивую совместную работу каждой пары: активный электрод - пассивный электрод.The total electric field created inside the cavity of the volume electrode provides the polarization of O 2 2– ions and neutral O 2 0 molecules. As a result of mutual collisions of polarized O 2 2– ions and neutral oxygen molecules O 2 0 during movement along the lines of force of the total electric field, as well as as a result of intermolecular forces of the Coulomb dipole-dipole attraction, O 2 2– ions and neutral oxygen molecules O 2 0 are combined into multilink aeroion complexes (concentrated aeroions) of the form (2 О 2 2- + 4 О 2 0 ) × n. The system of active electrodes and the system of passive electrodes evenly distribute the flow of electrons from the center to the periphery, and the equalization of the electric potentials of the active electrodes among themselves and the electric potentials of the passive electrodes among themselves ensures stable joint operation of each pair: the active electrode is the passive electrode.
Вышеприведенные мероприятия создают однородность и линейность суммарного электрического поля в полости объемного электрода, что, во-первых, обеспечивает равномерность концентрации (плотности потока) аэроионных комплексов от центра к периферии, во-вторых, увеличивает число связей в упомянутых многозвенных комплексах, которое определяется числом 1000 и более.The above measures create uniformity and linearity of the total electric field in the cavity of the volume electrode, which, firstly, ensures uniform concentration (flux density) of aeroionic complexes from the center to the periphery, and secondly, increases the number of bonds in the mentioned multi-link complexes, which is determined by the number 1000 and more.
В процессе образования многозвенных комплексов происходит "захват" электрона молекулой нейтрального кислорода с выделением части энергии в виде фотона, при этом энергия возбужденного состояния аэроиона О2 2- уменьшается на величину энергии сродства к электрону, а внешняя энергия аэроионного комплекса составляет малую величину, около 2 эВ. Малая внешняя энергия многозвенных комплексов повышает их устойчивость к энергетической деградации как при броуновских соударениях во внешнем пространстве, так и при вдыхании, в условиях высокой влажности дыхательной системы человека. Время жизни многозвенных аэроионных комплексов составляет 25-30 с и более. Суммарное электрическое поле объемного электрода увеличивает интенсивность "ионного ветра", что увеличивает (до 1,5 м и более) дальность распространения во внешнем пространстве аэроионных комплексов. Электроизоляция активных электродов от точек подключения до острий устраняет генерирование озона.In the process of formation of multilink complexes, the electron is "captured" by a neutral oxygen molecule with the release of part of the energy in the form of a photon, while the energy of the excited state of the O 2 2– ion is reduced by the amount of electron affinity, and the external energy of the aeroion complex is small, about 2 eV. The low external energy of multilink complexes increases their resistance to energy degradation both during Brownian collisions in the outer space and when inhaled, in conditions of high humidity of the human respiratory system. The lifetime of multi-link aeroion complexes is 25-30 s or more. The total electric field of the volume electrode increases the intensity of the "ionic wind", which increases (up to 1.5 m or more) the propagation range in the outer space of the aeroion complexes. Electrical insulation of the active electrodes from the connection points to the tips eliminates ozone generation.
Воздухоочистка перед ионизацией снижает попадание пылевых частиц на внутренние элементы конструкции объемного электрода.Air purification before ionization reduces the ingress of dust particles on the internal structural elements of the volume electrode.
На фиг.1 представлена схема построения генератора-концентратора аэроионов.Figure 1 presents the construction diagram of the generator-concentrator of aeroions.
На фиг.2 показан разрез А-А объемного электрода.Figure 2 shows a section aa of the volume electrode.
Генератор-концентратор аэроионов содержит двухступенчатый ионизирующий элемент, включающий объемный электрод 1 высокоэнергетичной ступени ионизации, выполненный в виде "клетки" Фарадея, содержащей полость 2, входную токопроводящую воздухопроницаемую сетку 3. Входная сетка установлена в полости объемного электрода, электроизолирована от корпуса объемного электрода 1 и электрически подключена через резистор R1 к отрицательному выводу высоковольтного источника постоянного тока. На входной сетке размещена система активных электродов низкоэнергетичной ступени ионизации (первой ступени), состоящая из двух и более заостренных токопроводящих активных электродов 5. Электроды 5 установлены равномерно с шагом, равным или больше длины электрода 5, электрически подключены к наружной стороне к входной сетки 3, при этом электрические потенциалы острий уравнены между собой и электроизолированы от точки подключения до острия электроизоляционным чехлом 6. Острия электродов введены в полость 2 объемного электрода через систему отверстий во входной сетке, направлены в сторону выходной трехмерной сетки по оси движения аэроионов. Острия электродов 5 выполнены из металла с низким коэффициентом линейного расширения и защищены от электрохимической коррозии гальваническим покрытием.The aero-ion generator-concentrator contains a two-stage ionizing element including a volume electrode 1 of a high-energy ionization stage, made in the form of a Faraday cage containing a cavity 2, an input conductive breathable grid 3. The input grid is installed in the cavity of the volume electrode, is electrically insulated from the body of the volume electrode 1 and electrically connected through a resistor R 1 to the negative terminal of the high voltage DC source. On the input grid there is a system of active electrodes of a low-energy ionization stage (first stage), consisting of two or more pointed conductive active electrodes 5. The electrodes 5 are installed uniformly with a step equal to or greater than the length of the electrode 5, are electrically connected to the outside to the input grid 3, the electrical potentials of the tips are equal to each other and insulated from the point of connection to the tip by an electrical insulating cover 6. The tips of the electrodes are introduced into the cavity 2 of the volume electrode through the systems at the holes in the input grid, are directed towards the output three-dimensional grid along the axis of movement of the aero ions. The tips of the electrodes 5 are made of metal with a low coefficient of linear expansion and are protected from electrochemical corrosion by a galvanic coating.
В корпусе 1 в направлении выходной сетки 10 по оси движения аэроионов на расстоянии, равном или меньшем расстояния между активными электродами, установлена система пассивных электродов, состоящая из двух и более блоков 8. Блок пассивных электродов выполнен в виде короны и содержит четыре и более пассивных электродов. Каждый пассивный электрод изготовлен из токопроводящей пластины в форме равнобедренного треугольника, поверхность электрода защищена гальваническим покрытием. По основаниям треугольников пассивные электроды электрически соединены между собой и образуют геометрическую поверхность в виде равносторонних четырехугольника или многоугольника. Сторона четырехугольника или многоугольника, образующая основание блока пассивных электродов, выполнена менее высоты пассивного электрода. Вершины пассивных электродов, входящие в блок пассивных электродов, притуплены, а их электрические потенциалы уравнены между собой. Вершины пассивных электродов направлены в сторону выходной трехмерной сетки по оси движения аэроионов. Блоки 8 пассивных электродов размещены равномерно друг от друга на расстоянии, равном или более высоты пассивного электрода, смонтированы на токопроводящем основании 7 и электрически связаны между собой. Смонтированные блоки пассивных электродов образуют систему пассивных электродов. Количество блоков пассивных электродов, входящих в систему пассивных электродов, равно количеству активных электродов, входящих в систему активных электродов, а их оси симметрии совмещены. Система пассивных электродов установлена электроизолированно от токопроводящего корпуса объемного электрода 1.In the housing 1 in the direction of the output grid 10 along the axis of movement of the aero ions at a distance equal to or less than the distance between the active electrodes, a system of passive electrodes is installed, consisting of two or
Диэлектрический экран 2 установлен перед входной сеткой 3 на расстоянии менее высоты пассивного электрода в изолированном воздуховоде 4, соединенном герметично с корпусом объемного электрода, и выполнен в виде фильтрующего элемента из воздухопроницаемого материала. Токопроводящая выходная трехмерная сетка 10 электрически соединена с корпусом объемного электрода 1 высокоэнергетичной ступени ионизации и выполнена в виде решетки глубиной h, размер которой больше или равен стороне ячейки а.A dielectric screen 2 is installed in front of the input grid 3 at a distance less than the height of the passive electrode in an insulated duct 4, which is tightly connected to the body of the volume electrode, and is made in the form of a filter element made of breathable material. The conductive output three-dimensional grid 10 is electrically connected to the body of the volume electrode 1 of the high-energy ionization stage and is made in the form of a lattice with a depth h, the size of which is greater than or equal to the side of the cell a.
Корпус объемного электрода 1 выполнен слоистым, причем наружные слои выполнены диэлектрическими, внутренний - электропроводным, соединенным посредством резистора R2 с заземленным положительным выводом.The body of the volume electrode 1 is layered, and the outer layers are dielectric, the inner is electrically conductive, connected by a resistor R 2 to a grounded positive terminal.
Высоковольтный источник постоянного тока может быть выполнен, например, по патенту РФ №2014851, МКИ7 А 61 №1/44, 1994 г.A high-voltage direct current source can be performed, for example, according to the patent of the Russian Federation No. 20144851, MKI 7 A 61 No. 1/44, 1994
Генератор-концентратор аэроионов работает следующим образом.The generator-hub of ions is as follows.
При подаче на входную сетку 3 высокого отрицательного напряжения постоянного тока внутренняя поверхность фильтрующего элемента 11, выполненная из диэлектрика, электризуется и на ней образуется поверхностный отрицательный электростатический заряд Q1. Заряд Q1 формирует асимметричное электрическое поле Е1), которое поляризует находящиеся вблизи диэлектрика молекулы нейтрального кислорода О2 0. Поляризованные молекулы под действием электрического поля E1 дрейфуют в направлении входной сетки 3.When a high negative DC voltage is applied to the input grid 3, the inner surface of the filter element 11 made of a dielectric is electrified and a surface negative electrostatic charge Q 1 is formed on it. Charge Q 1 forms an asymmetric electric field E 1 ), which polarizes neutral oxygen molecules O 2 0 located near the dielectric. Polarized molecules under the influence of an electric field E 1 drift in the direction of the input grid 3.
Острия активных электродов, имеющие электрический потенциал Q2, равный напряжению высоковольтного источника постоянного тока, создают во внутренней полости 2 объемного электрода электрическое поле Е2 напряженностью 107-108 В/м. Под действием электрического потенциала Q2 и электрического поля Е2 происходит отекание (эффлювий) электронов в результате холодной эмиссии, что вызывает тихий коронный разряд вблизи острия, сопровождающийся автоэлектронной эмиссией. Электроны ионизируют молекулы газов. В зоне ионизации электроны при встрече с молекулами газов "выбивают" из них вторичные электроны, в результате чего образуются положительные ионы газов, которые притягиваются к электродам и бомбардируют острия. Бомбардировка вызывает нагрев острий до температуры слабого свечения. При разогреве острий протекает процесс термоэлектронной эмиссии.The tips of the active electrodes, having an electric potential Q 2 equal to the voltage of the high-voltage direct current source, create an electric field E 2 of 10 7 -10 8 V / m in the inner cavity 2 of the volume electrode. Under the action of the electric potential Q 2 and the electric field E 2 , the electrons (effluvium) swell as a result of cold emission, which causes a quiet corona discharge near the tip, accompanied by field emission. Electrons ionize gas molecules. When meeting with gas molecules, electrons in the ionization zone “knock out” secondary electrons from them, resulting in the formation of positive gas ions that are attracted to the electrodes and bombard the tips. Bombing causes the tip to heat up to a faint glow. When the tips are heated, the process of thermionic emission proceeds.
Упомянутые выше процессы эмиссии электронов, протекающие одновременно, обеспечивают в зоне ионизации высокую концентрацию электронов, кинетическая энергия которых достаточна для ионизации молекул нейтрального кислорода O2 0 первой ступени ионизации. В зоне ионизации активных электродов 5 образуются преимущественно аэроионы О2 1- и псевдоаэроионы О2 (1-).The above-mentioned processes of electron emission occurring simultaneously provide a high concentration of electrons in the ionization zone, the kinetic energy of which is sufficient for ionization of neutral oxygen molecules O 2 0 of the first stage of ionization. In the ionization zone of the active electrodes 5, predominantly O 2 1 - aero ions and O 2 (1-) pseudo aero ions are formed.
Свободные аэроионы е-- и псевдоаэроионы О2 (1-) образуют в полости 2 объемный заряд Q3, который формирует однородное линейное электрическое поле напряженностью Е3, направленное из полости 2 к внутренней стороне выходной сетки, имеющей по свойствам "клетки" Фарадея нулевой электрический потенциал. Электрическое поле Е3 поляризует продукты ионизации, которые получают жесткую пространственную ориентацию по силовым линиям. Объемный заряд Q3 образует поверхностный электрический потенциал Qq=Q3 внутренней поверхности диэлектрика 4. Электрический потенциал Qq, в результате кулоновского взаимодействия, отталкивает сформированные аэроионы О2 1- от внутренней поверхности корпуса 1 объемного электрода и уплотняет (сжимает) их поток. Повышается их концентрация. Под действием электрического поля Е3 аэроионы O2 1- движутся по силовым линиям к внутренней стороне выходной трехмерной сетки 10.Free air ions e - and pseudo-aero ions O 2 (1-) form a space charge Q 3 in cavity 2, which forms a uniform linear electric field of intensity E 3 directed from cavity 2 to the inner side of the output grid, which has zero Faraday properties electric potential. The electric field E 3 polarizes the ionization products, which receive a rigid spatial orientation along the lines of force. The space charge Q 3 forms the surface electric potential Q q = Q 3 of the inner surface of the dielectric 4. The electric potential Q q , as a result of Coulomb interaction, repels the formed O 2 1– ions from the inner surface of the body 1 of the volume electrode and compresses (compresses) their flow. Their concentration increases. Under the influence of an electric field E 3 aero ions O 2 1– move along the lines of force to the inner side of the output three-dimensional grid 10.
Свободные электроны е--, стекающие с острий активных электродов, образуют электрический заряд Qпасс на поверхностях системы пассивных электродов 7. Электрический заряд Qпасс вызывает автоэлектронную эмиссию, в результате которой стекают дополнительные электроны е--. Кинетическая энергия этих электронов е-- увеличивается по мере приближения к вершинам электродов. Поток дополнительных электронов е-- воздействует двояко. С одной стороны, свободные электроны е-- на основе кулоновских сил отталкивания сжимают поток аэроионов О2 1-, увеличивая их концентрацию, а с другой стороны, имея кинетическую энергию, достаточную для вторичной ионизации низкоэнергитичных аэроионов О2 1- и их квантового преобразования, формируют высокоэнергетичные аэроионы О2 2-.The free e - electrons flowing down from the tips of the active electrodes form an electric charge Q pass on the surfaces of the passive electrode system 7. The electric charge Q pass causes field emission, as a result of which additional e - electrons drain. The kinetic energy of these electrons e - increases as you approach the vertices of the electrodes. The flux of additional electrons e - acts in two ways. On the one hand, free electrons e - on the basis of Coulomb repulsive forces compress the flow of O 2 1– ions, increasing their concentration, and on the other hand, having kinetic energy sufficient for secondary ionization of low-energy O 2 1– ions and their quantum conversion, form high-energy air ions O 2 2- .
В процессе движения по силовым линиям электрического поля Е3 и взаимных соударений, поляризованных в электрическом поле Е2 и Е3 молекул, между ними возникают кулоновские силы межмолекулярного взаимодействия, которые объединяют высокоэнергетичные аэроионы О2 2- с молекулами нейтрального кислорода О2 0, благодаря их сродству к электрону, в многозвенные комплексы вида (2 О2 2-+4 О2 0)×n, где n - количество связей, которое равно или превышает 1000. При образовании комплекса происходит "захват" электронов молекулой нейтрального кислорода, с выделением части энергии в виде фотона. В результате энергия возбужденного состояния двух аэроионов О2 2-, входящих в состав комплекса (2О2 2-+4О2 0), уменьшается на величину энергии сродства к электрону. Четыре молекулы нейтрального кислорода О2 0, структурно находящиеся в комплексе (2О2 2-+4О2 0) симметрично поверх высокоэнергетичных аэроионов О2 2-, выполняют функцию защитной оболочки. Внешняя энергия комплексов (2 О2 2-+4 О2 0)×n значительно уменьшается и составляет около 2 эВ. Последние обстоятельства увеличивают время жизни аэроионных комплексов (2 О2 2-+4 O2 0)×n с 0,5-1,5 с до 25-30 с, т.е. повышается их устойчивость к энергетической деградации в условиях внешнего пространства помещения и в условиях высокой влажности воздуха при их транспортировке по дыхательным путям человека.In the process of moving along the force lines of the electric field E 3 and mutual collisions polarized in the electric field E 2 and E 3 molecules, Coulomb forces of intermolecular interaction arise between them, which combine high-energy О 2 2- aero ions with neutral oxygen molecules О 2 0 , due to their affinity for electron, in the form complexes ladders (2 O 2- 2 O 4 2 0) × n, where n - the number of bonds which is equal to or greater than 1000. in the formation of the complex is a "capture" molecule electron neutral oxygen with recovered I eat some of the energy as a photon. As a result, the energy of the excited state of two О 2 2– aero ions, which are part of the complex (2О 2 2- + 4О 2 0 ), decreases by the electron affinity energy. Four molecules of neutral oxygen О 2 0 , structurally located in the complex (2О 2 2- + 4О 2 0 ) symmetrically over high-energy aero ions О 2 2- , perform the function of a protective shell. The external energy of the complexes (2 О 2 2- + 4 О 2 0 ) × n significantly decreases and amounts to about 2 eV. The latter circumstances increase the lifetime of aeroionic complexes (2 О 2 2- +4 O 2 0 ) × n from 0.5-1.5 s to 25-30 s, i.e. their resistance to energy degradation increases in the conditions of the external space of the room and in conditions of high humidity during their transportation through the respiratory tract of a person.
Часть свободных электронов е--, стекающих с острий активных электродов, осаждается на элементах системы пассивных электродов и образует электрический заряд Q4, который в пространстве У между остриями пассивных электродов и внутренней поверхностью выходной сетки, имеющей нулевой потенциал, формирует линейное однородное электрическое поле напряженностью Е4, силовые линии которого направлены по оси движения аэроионов. В результате взаимодействия суммарного отрицательного заряда многозвенных комплексов (2О2 2-+4О2 0)×n с электрическим полем Е4 последние приобретают дополнительную кинетическую энергию движения (благодаря тому, что суммарная масса комплексов превышает массу одиночного аэроиона) и инерционные силы выталкивают многозвенные комплексы через ячейки выходной трехмерной сетки, при этом они преодолевают без изменения траектории электрический барьер, создаваемый зарядом Q5 внешней стороны выходной сетки. Одиночные легкие аэроионы О2 1-; O2 2-, свободные электроны е-- и псевдоаэроионы О2 (1-), имеющие относительно малую массу, не выходят во внешнее пространство, т.к. их кинетическая энергия движения недостаточна для преодоления упомянутого электрического барьера заряда Q5. Свободные аэроионы е-- и псевдоаэроионы О2 (1-) пополняют заряд Q5, который определяется и регулируется величиной резистора R2 исходя из соотношения Q5=U=I×R2, где I - ток утечки. Выходная решетка выполняет функцию фильтра псевдоаэроионов О2 (1-).Part of the free electrons e - , flowing from the tips of the active electrodes, is deposited on the elements of the passive electrode system and forms an electric charge Q 4 , which in the space V between the tips of the passive electrodes and the inner surface of the output grid having zero potential forms a linear uniform electric field of intensity E 4 , the lines of force of which are directed along the axis of movement of the air ions. As a result of the interaction of the total negative charge of the multilink complexes (2О 2 2- + 4О 2 0 ) × n with the electric field Е 4, the latter acquire additional kinetic energy of motion (due to the fact that the total mass of the complexes exceeds the mass of a single air ion) and the inertial forces repel the multilink complexes through the cells of the output three-dimensional grid, while they overcome without changing the path of the electric barrier created by the charge Q 5 of the outer side of the output grid. Single light air ions O 2 1- ; O 2 2- , free electrons e - and pseudo-aero ions O 2 (1-) , having a relatively small mass, do not go into outer space, because their kinetic energy of motion is insufficient to overcome the mentioned electric charge barrier Q 5 . Free air ions e - and pseudo-aero ions O 2 (1-) replenish the charge Q 5 , which is determined and regulated by the value of the resistor R 2 based on the relation Q 5 = U = I × R 2 , where I is the leakage current. The output grating serves as a filter for pseudo-aero ions O 2 (1-) .
Часть легких одиночных аэроионов О2 1- и О2 2- изменяет траекторию движения, возвращается во внутреннюю полость объемного электрода и участвует в процессах формирования комплексов (2 O2 2-+4 О2 0)×n.Part of the light single O 2 1- and O 2 2- aero ions changes the trajectory of movement, returns to the internal cavity of the volume electrode and participates in the formation of complexes (2 O 2 2- + 4 О 2 0 ) × n.
Направленное движение аэроионных комплексов в полости объемного электрода создает "ионный ветер", при этом взамен ушедшего ионизированного воздуха поступает в полость свежий воздух, очищенный фильтрующим элементом 11.The directional movement of aeroionic complexes in the cavity of the volume electrode creates an “ionic wind”, and instead of the departed ionized air, fresh air is cleaned by the filter element 11.
Предлагаемый генератор-концентратор аэроионов может быть использован для лечения ряда заболеваний человека путем прямого воздействия через органы дыхания или кожный покров, а также при применении в комплексе с методами лечения лекарствами и общепринятыми техническими средствами физиотерапии; для профилактики здоровья человека в бытовых и санаторно-оздоровительных условиях; для создания безвредных условий труда по ионному составу воздуха на рабочих местах; в закрытых кабинах для восстановления ионного состава воздуха с целью обеспечения жизнедеятельности экипажа; для повышения умственной и физической работоспособности.The proposed generator-concentrator of aeroions can be used to treat a number of human diseases by direct exposure through the respiratory system or skin, as well as when used in conjunction with methods of treatment with drugs and conventional technical means of physiotherapy; for the prevention of human health in domestic and sanatorium-improving conditions; to create harmless working conditions for the ionic composition of air in the workplace; in closed cabins to restore the ionic composition of the air in order to ensure the life of the crew; to increase mental and physical performance.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003134851/14A RU2294776C2 (en) | 2003-11-26 | 2003-11-26 | Air ion generator and concentrator device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003134851/14A RU2294776C2 (en) | 2003-11-26 | 2003-11-26 | Air ion generator and concentrator device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003134851A RU2003134851A (en) | 2005-05-10 |
| RU2294776C2 true RU2294776C2 (en) | 2007-03-10 |
Family
ID=35746613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003134851/14A RU2294776C2 (en) | 2003-11-26 | 2003-11-26 | Air ion generator and concentrator device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2294776C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9843169B2 (en) | 2015-01-21 | 2017-12-12 | Filt Air Ltd | Bipolar ionizer with external ion imbalance indicator |
-
2003
- 2003-11-26 RU RU2003134851/14A patent/RU2294776C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9843169B2 (en) | 2015-01-21 | 2017-12-12 | Filt Air Ltd | Bipolar ionizer with external ion imbalance indicator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003134851A (en) | 2005-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102306248B1 (en) | Bipolar Ionizer for Air Purification and Diffuser Using Bipolar Ionizer | |
| JPS63503180A (en) | Arrangement for generating electric corona discharge in the air | |
| KR101904939B1 (en) | Electrode structure for ion generation, method for production same and ion generator using same | |
| MXPA03005103A (en) | Electrostatic device for ionic air emission. | |
| JPH02172199A (en) | Electrostatic discharge device | |
| CN202823622U (en) | Particle air purifier | |
| PT713562E (en) | ELECTRONIC PURIFICATION OF EXHAUST GASES | |
| US9259742B2 (en) | Electrostatic collecting system for suspended particles in a gaseous medium | |
| RU2294776C2 (en) | Air ion generator and concentrator device | |
| RU2541004C1 (en) | Method of decontaminating air and apparatus therefor | |
| KR100710494B1 (en) | Electric dust collector using X-ray irradiation | |
| WO2008057010A2 (en) | Method for disinfecting air using negative oxygen ions and a device for carrying out said method | |
| CN109326963B (en) | Free electron energy regulator | |
| KR100549432B1 (en) | Negative ion generating and Electron Collecting system | |
| TWI732852B (en) | Device and method for capturing condensation nuclei from ambient air | |
| RU2152901C1 (en) | Volumetric radiator of doubly charged negative aeroions of oxygen of air | |
| RU2170112C1 (en) | High-energy aeroionizer | |
| JPS6342753A (en) | Electrifying method for material and device therefor | |
| CN220272960U (en) | Low-voltage anion generating device | |
| CN214501602U (en) | Virus and bacteria capturing and killing device | |
| RU2126277C1 (en) | Air oxygen ionizer | |
| CN105720482A (en) | Device and method for generating pure ecological anions through simulation of natural lightning | |
| CN85101380B (en) | Air negative oxgyen ion generator | |
| CN117515746A (en) | Air treatment device, air processor, air conditioner and control method of air treatment device | |
| WO2013080643A1 (en) | Ion-generating device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051127 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090127 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091127 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121027 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171127 |