RU2297855C1 - Device and method for producing high-energy oxygen aeroions clusters - Google Patents
Device and method for producing high-energy oxygen aeroions clusters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297855C1 RU2297855C1 RU2005125681/14A RU2005125681A RU2297855C1 RU 2297855 C1 RU2297855 C1 RU 2297855C1 RU 2005125681/14 A RU2005125681/14 A RU 2005125681/14A RU 2005125681 A RU2005125681 A RU 2005125681A RU 2297855 C1 RU2297855 C1 RU 2297855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- screen
- ionization chamber
- passive
- lattice
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для поляризационной ионизации кислорода воздуха, для профилактики и лечения болезней в бытовых, производственных и санаторно-больничных условиях, а также в спортивной медицине.The invention relates to medical equipment and can be used for polarization ionization of atmospheric oxygen, for the prevention and treatment of diseases in domestic, industrial and sanatorium-hospital conditions, as well as in sports medicine.
Известен (см. А.Л.Чижевский. «Руководство по применению ионизированного воздуха». ГОСПЛАНИЗДАТ, М., 1959 г., стр.51.) способ получения гидрокислородных кластеров аэроионов, в котором в ионизационную камеру подают газообразный кислород и пары воды через решетку форсунок, соединенную с источником высоковольтного отрицательного напряжения. Этим способом получают кластеры аэроионов кислорода в виде микрокапель воды, на поверхности которых помещаются по тысяче и более аэроионов кислорода.There is a known (see A. L. Chizhevsky. “Guidelines for the use of ionized air.” GOSPLANIZDAT, Moscow, 1959, p. 51.) a method for producing hydro-oxygen clusters of aero ions, in which gaseous oxygen and water vapor are supplied into the ionization chamber nozzle array connected to a source of high voltage negative voltage. In this way, clusters of oxygen ions of oxygen are obtained in the form of microdroplets of water, on the surface of which thousands or more ions of oxygen are placed.
Недостатком этого способа является то, что в составе гидрокислородного кластера находятся преимущественно низкоэнергетические аэроионы вида O2 1-, а высокоэнергетические аэроионы вида О2 2- практически отсутствуют.The disadvantage of this method is that the composition of the hydro-oxygen cluster is predominantly low-energy air ions of the type O 2 1- , and high-energy air ions of the type O 2 2- are practically absent.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению, относящемуся к устройству для получения кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода, является устройство, описанное в патенте РФ №2170112, МПК7 А 61 1/44, за 2000 г. Это известное устройство содержит источник высоковольтного отрицательного напряжения и двухступенчатый ионизирующий элемент, состоящий из подключенного к источнику высоковольтного напряжения первичного игольчатого электрода низкоэнергетической ступени, установленного внутри объемного электрода высокоэнергетической ступени, выполненного в виде воздухопроницаемой ионизационной камеры. Камера образована со стороны входа диэлектрическим экраном с системой воздухопропускающих отверстий, а со стороны выхода металлической решеткой, выполненной в виде трехмерной сотовой структуры с глубиной ячеек, равной или большей их линейных размеров. На экране размещена решетка пассивных игольчатых электродов, направленных по оси излучения аэроионов. Первичный игольчатый электрод излучает свободные электроны, которые заполняют полость ионизационной камеры электронной плазмой. Диэлектрический экран и решетка пассивных электродов создают в полости камеры линейно-однородную структуру электростатического поля, в котором происходит поляризация аэроионов и нейтральных молекул кислорода. Это обеспечивает формирование поляризованных кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода вида (2O2 2-+4О2 0)·n и создает их кинетическое ускорение в сторону выходной решетки. Кластеры высокоэнергетических аэроионов кислорода по инерции проходят через выходную решетку генератора в наружное пространство с сохранением их квантово-возбужденных энергетических свойств. Наличие таких кластеров создает субъективное ощущение повышенной «свежести» воздуха, характерное для наиболее благоприятных, например, послегрозовых природных условий. (См. например, Айхмайер И.: - «О структуре легких атмосферных ионов» // Eichmeier I., Beitrag zum Problem der Struktur der atmospharischen Kleinionen. - "Zeitschrift fur Geophysik", 1968, Vol.34, S.297-322). В процессе дыхания воздухом, содержащим кластеры аэроионов высокоэнергетического кислорода, как показали доклинические медицинские испытания, достигается существенный профилактический и лечебно-оздоровительный эффект, основанный на повышении биохимической полноты и качества обмена веществ в организме. Это эффективно способствует излечению возрастных заболеваний и приостанавливает преждевременное старение организма.Closest to the proposed invention relating to a device for producing clusters of high-energy oxygen ions of oxygen, is the device described in RF patent No. 2170112, IPC 7 A 61 1/44, 2000. This known device contains a source of high-voltage negative voltage and a two-stage ionizing element consisting of a primary needle electrode of a low-energy stage connected to a high-voltage voltage source, installed inside a volume electrode of a high-energy stage and designed as a breathable ionization chamber. The camera is formed on the input side by a dielectric screen with a system of air-permeable openings, and on the output side by a metal grid made in the form of a three-dimensional honeycomb structure with a cell depth equal to or greater than their linear dimensions. On the screen there is a lattice of passive needle electrodes directed along the axis of emission of aero ions. The primary needle electrode emits free electrons that fill the cavity of the ionization chamber with electron plasma. The dielectric screen and the array of passive electrodes create a linearly homogeneous structure of the electrostatic field in the chamber cavity, in which the polarization of aeroions and neutral oxygen molecules occurs. This ensures the formation of polarized clusters of high-energy aero ions of oxygen of the type (2O 2 2- + 4О 2 0 ) · n and creates their kinetic acceleration towards the output lattice. Clusters of high-energy oxygen aero ions pass by inertia through the generator output lattice into the outer space while maintaining their quantum-excited energy properties. The presence of such clusters creates a subjective feeling of increased "freshness" of air, characteristic of the most favorable, for example, post-storm natural conditions. (See, for example, Eichmeier I.: - “On the structure of light atmospheric ions” // Eichmeier I., Beitrag zum Problem der Struktur der atmospharischen Kleinionen. - "Zeitschrift fur Geophysik", 1968, Vol.34, S.297-322 ) In the process of breathing air containing clusters of high-energy oxygen ions, as shown by preclinical medical tests, a significant preventive and therapeutic effect is achieved, based on increasing the biochemical completeness and quality of metabolism in the body. This effectively helps to cure age-related diseases and stops the premature aging of the body.
Недостатком этого устройства является низкая стабильность процесса кластерообразования, а также малые размеры образующихся кластеров высокоэнергетического кислорода вида (2O2 2-+4O2 0)·n по причине недостаточной плотности энергии электростатического поля, а также вследствие сильного влияния краевых эффектов электростатического экрана. В зонах краевых неоднородностей электростатического поля по периметру диэлектрического экрана не только отсутствуют условия для образования поляризованных кластеров, но при повышенных напряжениях высоковольтного источника возникает эффект шнурования электронной плазмы в виде локального прорыва селективных свойств выходной решетки потоком свободных электронов. Это ведет к эффекту полной утечки электронной плазмы из полости ионизационной камеры и, вследствие падения ее концентрации ниже необходимого уровня, полностью прекращает процесс формирования кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода в ионизационной камере.The disadvantage of this device is the low stability of the process of cluster formation, as well as the small size of the resulting clusters of high-energy oxygen of the type (2O 2 2- + 4O 2 0 ) · n due to the insufficient energy density of the electrostatic field, and also due to the strong influence of the edge effects of the electrostatic screen. In the zones of edge inhomogeneities of the electrostatic field around the perimeter of the dielectric screen, not only are there no conditions for the formation of polarized clusters, but at elevated voltages of the high-voltage source, the electron plasma attenuates in the form of a local breakthrough of the selective properties of the output lattice by a stream of free electrons. This leads to the effect of a complete leakage of the electron plasma from the cavity of the ionization chamber and, due to a drop in its concentration below the necessary level, completely stops the formation of clusters of high-energy oxygen ions in the ionization chamber.
В этом же патенте описан поляризационный способ получения кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода (далее кластеров), который заключается, во-первых, в создании в полости ионизационной камеры плазмы из свободных электронов с помощью первичного игольчатого электрода, подключенного к источнику высоковольтного напряжения, а во-вторых, в создании во внутренней полости ионизационной камеры линейного однородного электростатического поля, которое формируется с помощью диэлектрического экрана с установленной на нем решеткой пассивных игольчатых электродов, направленных по оси излучения аэроионов. Созданное в полости ионизационной камеры линейно-однородное электростатическое поле, направленное от входа камеры к ее выходной решетке, поляризует низкоэнергетические аэроионы кислорода воздуха, «накачивает» их и свободные электроны кинетической энергией и производит их повторную ударную высокоэнергетическую ионизацию, то есть переход аэроионов O2 1- в аэроионы O2 2-.The same patent describes a polarization method for producing clusters of high-energy oxygen ions (hereinafter referred to as clusters), which consists, firstly, of creating plasma from free electrons in the cavity of the ionization chamber using a primary needle electrode connected to a high-voltage voltage source, and secondly , in creating in the inner cavity of the ionization chamber a linear uniform electrostatic field, which is formed using a dielectric screen with a pass grating installed on it Willow needle electrodes directed along the axis of radiation of aero ions. A linearly uniform electrostatic field created in the cavity of the ionization chamber, directed from the chamber inlet to its output grating, polarizes low-energy air ions of oxygen, “pumps” them and free electrons with kinetic energy and produces their repeated high-energy ionization shock, that is, the transition of O 2 1 aero ions - to air ions O 2 2- .
При этом между поляризованными аэроионами и поляризованными нейтральными молекулами кислорода воздуха возникают диполь-дипольные Кулоновские и Ван-дер-Ваальсовы силы притяжения, которые объединяют ионизированные и нейтральные молекулы кислорода в упорядоченные кластеры вида (2O2 2-+4O2 0)·n. Под действием энергии электростатического поля кластеры, а также свободные электроны двигаются к выходной трехмерной решетке, трехмерная структура которой производит селективное разделение: - многозвенные инерционные кластеры вида (2O2 2-+4O2 0)·n двигаются по прямой траектории и проходят в наружное пространство, а легкие свободные электроны искривляют траекторию в направлении «фарадеевского нуля», оседают на выходной решетке. Полученный решеткой заряд создает электростатический барьер, удерживающий плазму свободных электронов в полости ионизационной камеры. Поляризованные кластеры заряженных и нейтральных молекул кислорода вида (2O2 2-+4O2 0)·n имеют нулевой суммарный заряд, поэтому при измерениях на выходе ионизатора на расстоянии до 0,5 метра наблюдается «нулевая зона», в которой аспирационные счетчики аэроионов не регистрируют их наличия. Далее наблюдается «зона мерцаний», в которой вследствие распада кластеров показания счетчика хаотически флюктуируют в пределах от 0 до 30 тыс. ионов/см3. На расстоянии 1 метра и более, где кластеры полностью распались на одиночные молекулы, счетчик регистрирует обычную, характерную для ионизаторов эффлювиального типа, концентрацию легких отрицательных низкоэнергетических аэроионов.In this case, dipole – dipole Coulomb and Van der Waals attractive forces arise between polarized aero ions and polarized neutral molecules of air oxygen, which combine ionized and neutral oxygen molecules into ordered clusters of the form (2O 2 2- + 4O 2 0 ) · n. Under the influence of the energy of the electrostatic field, the clusters, as well as free electrons, move to the output three-dimensional lattice, the three-dimensional structure of which produces selective separation: - multi-link inertial clusters of the form (2O 2 2- + 4O 2 0 ) · n move along a direct path and pass into the outer space and light free electrons bend the trajectory in the direction of "Faraday zero", settle on the output grating. The charge obtained by the lattice creates an electrostatic barrier that holds the plasma of free electrons in the cavity of the ionization chamber. Polarized clusters of charged and neutral oxygen molecules of the form (2O 2 2- + 4O 2 0 ) · n have a zero total charge, therefore, when measuring at the ionizer output at a distance of up to 0.5 meters, a “zero zone” is observed in which the aspiration counters of aero ions do not register their availability. Then there is a “flicker zone” in which, due to the collapse of the clusters, the counter readings randomly fluctuate in the range from 0 to 30 thousand ions / cm 3 . At a distance of 1 meter or more, where the clusters completely decayed into single molecules, the counter registers the usual concentration of light negative low-energy aero ions, typical of effluvial type ionizers.
Недостатком этого поляризационного способа получения кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода являются малые размеры (n≤100) и, соответственно, малое время жизни образующихся кластеров высокоэнергетического кислорода, поэтому лечебная «нулевая зона» имеет малые размеры, вследствие чего лечебно-оздоровительный эффект не достигает возможного максимума. Малые размеры кластеров обусловлены недостаточной плотностью энергии электростатического поля, которая ограничена эффектом шнурования и низкой способностью к накоплению заряда пассивным диэлектрическим экраном.The disadvantage of this polarization method for producing clusters of high-energy oxygen ions is the small size (n≤100) and, accordingly, the short lifetime of the formed clusters of high-energy oxygen, therefore, the treatment "zero zone" is small, so that the healing effect does not reach a possible maximum. The small size of the clusters is due to the insufficient energy density of the electrostatic field, which is limited by the stringing effect and the low ability to charge accumulation by a passive dielectric screen.
Предлагаемые изобретения направлены на достижение технического результата, заключающегося в увеличении размеров кластеров до n≥1000...10000, чем достигается увеличение времени жизни кластеров (повышение дальности «нулевой зоны») и, соответственно, повышение уровня профилактического и лечебно-оздоровительного эффекта.The proposed inventions are aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the size of the clusters to n≥1000 ... 10000, thereby achieving an increase in the lifetime of the clusters (increasing the distance of the "zero zone") and, accordingly, increasing the level of preventive and therapeutic effect.
Для достижения указанного технического результата в предлагаемом устройстве, содержащем источник высоковольтного отрицательного напряжения и двухступенчатый ионизирующий элемент, состоящий из первичного игольчатого электрода низкоэнергетической ступени, установленного внутри объемного электрода высокоэнергетической ступени, выполненного в виде воздухопроницаемой ионизационной камеры, образованной со стороны входа электростатическим экраном, выполненным из диэлектрика с системой воздухопропускающих отверстий и размещенной на нем решеткой пассивных игольчатых электродов, направленных по оси излучения аэроионов, и выходной металлической решеткой, выполненной в виде трехмерной сотовой структуры с глубиной ячеек, равной или большей их линейных размеров, упомянутый электростатический экран (далее экран) выполнен из токопроводной воздухопроницаемой сетки, закреплен по периметру ионизационной камеры с помощью электроизоляционных пластин и подключен к источнику высоковольтного напряжения, а на его наружной поверхности расположены дополнительные первичные игольчатые электроды, установленные в один или несколько рядов и помещенные в трубчатые изоляторы, при этом острия электродов через отверстия в экране введены внутрь ионизационной камеры, а пассивные электроды выполнены клиновидной формы и расположены в виде локальных ячеек, центры которых координатно сопряжены с излучающими остриями первичных игольчатых электродов низкоэнергетической ступени, при этом локальные ячейки клиновидных пассивных электродов объединены в решетку, установленную в полости ионизационной камеры равноудаленно от экрана и выходной трехмерной решетки и закрепленную на экране с помощью изолирующих стоек. Кроме того, длина первичных игольчатых электродов не менее чем в 2 раза превышает расстояние между центрами ячеек решетки пассивных электродов, а со стороны входа воздуха в ионизационную камеру перед экраном установлен ограничитель скорости ионного потока, выполненный в виде сменной пластмассовой решетки с вертикально расположенными стержнями, между которыми зигзагообразно уложен фильтрующий материал.To achieve the specified technical result in the proposed device containing a source of high-voltage negative voltage and a two-stage ionizing element consisting of a primary needle electrode of a low-energy stage mounted inside a volume electrode of a high-energy stage, made in the form of a breathable ionization chamber formed from the input side by an electrostatic screen made of dielectric with a system of air perforations and placed on a lattice of passive needle electrodes directed along the axis of emission of aero ions, and an output metal lattice made in the form of a three-dimensional honeycomb structure with a cell depth equal to or greater than their linear dimensions, said electrostatic screen (hereinafter screen) is made of a conductive breathable mesh, fixed around the perimeter ionization chamber using electrical insulating plates and is connected to a source of high voltage, and on its outer surface there are additional primary radial electrodes installed in one or several rows and placed in tubular insulators, while the tips of the electrodes are inserted into the ionization chamber through openings in the screen, and the passive electrodes are wedge-shaped and located in the form of local cells whose centers are coordinate-wise coupled with the radiating tips of the primary needle electrodes of a low-energy stage, while the local cells of the wedge-shaped passive electrodes are combined into a lattice installed in the cavity of the ionization chamber equally t of the screen and the output three-dimensional lattice and mounted on the screen using insulating racks. In addition, the length of the primary needle electrodes is at least 2 times the distance between the centers of the lattice cells of the passive electrodes, and on the side of the air inlet into the ionization chamber in front of the screen there is an ion flow rate limiter made in the form of a replaceable plastic lattice with vertically arranged rods between with which the filter material is zigzagged.
Экран, выполненный из металлической сетки и соединенный с источником высоковольтного напряжения, создает основное, направленное к выходной решетке электростатическое поле, которое вследствие малых габаритов ионизационной камеры имеет неоднородный, веерообразный характер. Расположенные на обратной стороне экрана первичные игольчатые излучатели благодаря их повышенной длине, устраняющей взаимозависимость их работы при малых межэлектродных расстояниях, излучают равномерные потоки электронов, что позволяет повысить интенсивность общего, суммарного аэроионного потока без увеличения габаритов ионизационной камеры. Расположенная в центре ионизационной камеры решетка пассивных клиновидной формы электродов формирует внутри каждой локальной координатно-сопряженной ячейки дополнительное электростатическое поле, компенсирующее по принципу суперпозиции краевые неоднородности основного, создаваемого экраном электростатического поля. Это обеспечивает высокую стабильность ориентации поляризованных молекул кислорода в процессе их движения внутри локальной ячейки от острий первичных излучателей к селективной выходной решетке ионизационной камеры. Благодаря размещению линейной части первичных игольчатых излучателей, на внешней стороне экрана, длина пролетного расстояния от острий первичных излучателей до выходной решетки, на протяжении которого происходит набор энергии молекулами кислорода и последующее диполь-дипольное формирование кластеров, достигает 90% осевого размера ионизационной камеры. Для исключения электростатического взаимовлияния близко расположенных в один или несколько рядов первичных игольчатых электродов их линейная электрическая длина не менее чем в два раза превышает расстояния между остриями электродов.A screen made of a metal grid and connected to a high-voltage voltage source creates a main electrostatic field directed to the output grating, which, due to the small dimensions of the ionization chamber, has an inhomogeneous, fan-shaped character. The primary needle emitters located on the back of the screen, due to their increased length, eliminating the interdependence of their work at small interelectrode distances, emit uniform electron fluxes, which makes it possible to increase the intensity of the total, total aeroion flux without increasing the dimensions of the ionization chamber. A lattice of passive wedge-shaped electrodes located in the center of the ionization chamber forms an additional electrostatic field inside each local coordinate-conjugate cell, which compensates, by the principle of superposition, the edge inhomogeneities of the main created by the screen of the electrostatic field. This ensures high stability of the orientation of polarized oxygen molecules during their movement inside the local cell from the tips of the primary emitters to the selective output grating of the ionization chamber. Due to the placement of the linear part of the primary needle emitters, on the outer side of the screen, the length of the flight distance from the tips of the primary emitters to the output grating, during which oxygen molecules accumulate energy and the subsequent dipole-dipole formation of clusters, reaches 90% of the axial size of the ionization chamber. To exclude electrostatic interference from closely spaced primary needle electrodes located in one or several rows, their linear electric length is no less than two times the distance between the tips of the electrodes.
Для увеличения размеров кластеров путем увеличения времени процесса их формирования со стороны входа в ионизационную камеру перед экраном установлен ограничитель скорости ионного воздушного потока, выполненный в виде пластмассовой рамки с вертикально расположенными перегородками, между которыми зигзагообразно уложен сменный фильтрующий материал.To increase the size of clusters by increasing the time of their formation from the side of the entrance to the ionization chamber, a speed limiter for the ion air flow is installed in front of the screen, made in the form of a plastic frame with vertically arranged partitions, between which a replaceable filter material is zigzagged.
Вследствие этого, значение множителя n в кластере вида (2O2 2-+4O2 0)·n повышается до n≥1000, а с учетом оптимизации скорости ионного ветра фильтрующим материалом до n≥10000. Такие размеры кластеров позволяют достичь существенно более высокой профилактической и лечебно-оздоровительной эффективности кластеров в сочетании с долговременной стабильностью и устойчивостью работы малогабаритного поляризационного устройства.As a result, the value of the factor n in the cluster of the form (2O 2 2- + 4O 2 0 ) · n increases to n≥1000, and taking into account the optimization of the ion wind speed by the filtering material to n≥10000. Such cluster sizes make it possible to achieve a significantly higher prophylactic and therapeutic efficiency of the clusters in combination with the long-term stability and stability of the small-sized polarization device.
Для получения названного технического результата в предлагаемом способе получения кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода, включающем формирование в полости ионизационной камеры плазмы из свободных электронов с помощью игольчатого электрода и создания в ней линейно-однородного электростатического поля с помощью экрана с установленной на нем решеткой пассивных токопроводных электродов, направленных по оси излучения аэроионов, в полости ионизационной камеры, повышают плотность энергии электростатического поля пропорционально числу первичных игольчатых электродов на единице площади экрана и одновременно выравнивают краевые неоднородности электростатического поля за счет установки локальных ячеек клиновидных пассивных электродов, которые располагают координатно-сопряженно с излучающими остриями первичных игольчатых электродов.To obtain the named technical result in the proposed method for producing clusters of high-energy oxygen aero ions, which includes forming a plasma of free electrons in the cavity of the ionization chamber using a needle electrode and creating a linearly uniform electrostatic field in it using a screen with an array of passive conductive electrodes mounted on it, directed along the axis of radiation of aeroions, in the cavity of the ionization chamber, increase the energy density of the electrostatic field in proportion It is equal to the number of primary needle electrodes per unit area of the screen and at the same time, edge inhomogeneities of the electrostatic field are aligned due to the installation of local cells of wedge-shaped passive electrodes, which are coordinate-conjugated with the radiating tips of the primary needle electrodes.
Экран, соединенный с источником высоковольтного напряжения, совместно с системой первичных игольчатых электродов создают в полости камеры электростатическое поле с повышенной на порядок или более плотностью энергии, а локальные ячейки клиновидных пассивных электродов создают линейную структуру локальных электростатических полей с повышенной однородностью, чем в совокупности обеспечивают формирование кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода вида (2O2 2-+4O2 0)·n с повышенными до n≥1000≥10000 размерами.A screen connected to a source of high-voltage voltage, together with a system of primary needle electrodes, creates an electrostatic field in the chamber cavity with an energy density increased by an order or more, and local cells of wedge-shaped passive electrodes create a linear structure of local electrostatic fields with increased uniformity, which together form clusters of high-energy aero ions of oxygen of the type (2O 2 2- + 4O 2 0 ) · n with dimensions increased to n≥1000≥10000.
Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 представлен общий вид устройства для осуществления предложенного способа (вертикальный разрез);figure 1 presents a General view of a device for implementing the proposed method (vertical section);
на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1;figure 2 is a section aa in figure 1;
на фиг.3 - общий вид устройства, вид сверху;figure 3 is a General view of the device, a top view;
на фиг.4 приведена упрощенная схема формирования поляризованного кластера высокоэнергетических аэроионов кислорода;figure 4 shows a simplified diagram of the formation of a polarized cluster of high-energy oxygen ions;
на фиг.5 показана горизонтальная диаграмма распространения кластеров и аэроионов после распада кластеров;figure 5 shows a horizontal diagram of the distribution of clusters and air ions after the collapse of the clusters;
на фиг.6 приведены сравнительные результаты измерений количества аэроионов в зависимости от расстояния между счетчиком и источником аэроионов:figure 6 shows the comparative measurement results of the number of aeroions depending on the distance between the counter and the source of aeroions:
а) обычный эффлювиальный ионизатор,a) a conventional effluvial ionizer,
б) поляризационный ионизатор по патенту №2170112,b) polarizing ionizer according to patent No. 2170112,
в) устройство по заявляемому изобретению.c) the device according to the claimed invention.
Предлагаемое устройство для получения поляризованных кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода (см. фиг.1) содержит ионизационную камеру 1, внутри которой посредством пластинчатых изоляторов 2, закрепленных по периметру ионизационной камеры 1, установлен экран 3, соединенный с источником высоковольтного отрицательного напряжения 4. На внешней стороне экрана 3 установлены один или несколько рядов первичных игольчатых излучателей 5, помещенных в трубчатые изоляторы 6, острия 10 которых через отверстия в экране 3 посредством трубчатых изоляторов 6 проходят внутрь рабочей полости ионизационной камеры 1. Длина первичных игольчатых электродов 5 превышает не менее чем в 2 раза расстояние между центрами ячеек 9. Кроме того, внутри изоляционной камеры 1 посредством изолирующих стоек 12 равноудаленно от экрана 3 и выходной решетки 11 установлена решетка 7 пассивных электродов 8, которые образуют локальные, например, квадратные ячейки 9 координатно-сопряженные с остриями 10 первичных игольчатых излучателей 5. На выходе камеры 1 установлена токопроводная решетка 11, выполненная в виде трехмерной сотовой структуры с глубиной ячеек, равной или большей их линейных размеров, которая заграждает выход в наружное пространство для свободных электронов и пропускает кластеры аэроионов вида (2O2 2-+4O2 0)·n. При этом выходная решетка 11 посредством резистора 13 соединена с выводом нулевого потенциала высоковольтного источника отрицательного напряжения 4, а решетка 7 пассивных электродов 8 посредством высокоомного резистора 14 подключена к наружной стороне выходной решетки 11. Со стороны входа воздуха в ионизационную камеру 1 перед экраном 3 установлен ограничитель скорости ионного потока, выполненный в виде сменной пластмассовой решетки 15 с вертикально расположенными стержнями 16, между которыми зигзагообразно уложен фильтрующий материал 17 (сменный). Ионизационная камера 1 выполнена из токопроводного материала, который обеспечивает эффект «клетки Фарадея», то есть наличие нулевого потенциала на внутренней поверхности камеры и выходной решетки 11. Камера помещается в защитный пластмассовый корпус (не показан), обеспечивающий электростатическую изоляцию камеры от соприкосновений с внешними предметами. Острия первичных игольчатых излучателей 10 выполнены из неокисляющихся графитовых стержней и помещены в трубчатый хлорвиниловый изолятор 6, исключающий контактирование острий первичных электродов с экраном 3. Клиновидные электроды 8 выполнены из токопроводного листового металла, на поверхность которого нанесено защитное покрытие, например «химический никель», которое защищает электроды от окисления активным кислородом. Размеры и форма клиновидных электродов 8, а также расстояние между ними (см.фиг.1, 2, 3) могут быть рассчитаны по формулам электростатики или подбираются опытным путем с учетом конкретных конструктивных размеров ионизационной камеры 1. В частном случае (см. фиг.2), размеры квадрата локальной ячейки 9 клиновидных пассивных электродов 8 а=b, составляют 20 мм, а угол «клиновидности» острия составляет приблизительно 20°. Расстояния L1 и L2 выбираются из условия отсутствия электрического пробоя промежутков между решеткой 7 пассивных электродов 8, экраном 3 и входной решеткой 11. При выбранном UВВИ=20 кВ, L1≈L2≥10 мм. Размер L3, то есть длина пути диполь-дипольного формирования кластеров аэроионов, выбирается максимальным по габаритным конструктивным параметрам ионизационной камеры 1. В частном случае примера реализации размер L3 составляет 30 мм. Высоковольтный источник отрицательного напряжения 4 может быть выполнен по патенту РФ №2014851 МКИ5 А61N 1/44, 1994 г.The proposed device for producing polarized clusters of high-energy oxygen ions of oxygen (see Fig. 1) contains an
Устройство для получения поляризованных кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода работает следующим образом. При подаче высоковольтного отрицательного напряжения на экран 3 во внутреннем пространстве ионизационной камеры 1 вблизи экрана 3 возникает электростатическое поле E1. При этом из острий 10 первичных игольчатых электродов 6, установленных на экране 3, истекает поток свободных электронов е-, которые равномерно заполняют внутренний объем ионизационной камеры 1. Под действием электростатического поля экрана 3, электроны двигаются в сторону выходной решетки 11, внутренняя сторона которой имеет фарадеевский нулевой потенциал, и создают на ней вторичный потенциал, определяемый резистором утечки 14. При этом часть электронов е- оседает на решетке 7 пассивных электродов 8 и создает дополнительное, специальной формы электростатическое поле, корректирующее по принципу суперпозиции поля Е1 и Е2. Наличие решетки 7, содержащей токопроводные клиновидные электроды 8, видоизменяет структуру силовых линий поля Е1, показанных на фиг.1 пунктиром, и формирует внутри локальных ячеек 9 «автономные» поля Е4, при этом суммарное, достигающее выходной решетки 11 поле Е5 имеет однородную осевую линейную направленность. При работе первичных игольчатых электродов 5 в зоне острий 10 (см. фиг.1) образуются первичные, квантово-различные по энергетическим уровням аэроионы кислорода, а именно (O2 1- (10÷20%), O2 2- (1÷3%), и псевдоаэроионы O2 (1-) (89÷77%). Последние имеют пониженную на 0,8 эВ энергию, определяемую сродством к электрону, при этом межъядерное расстояние не увеличено, а уменьшено на 1...2%, и поэтому они легко отдают энергетически слабо связанные с молекулой свободные электроны выходной решетке 11 (см. патент РФ №2170112). В результате на выходной решетке 11 накапливается отрицательный электростатический заряд, который вследствие кулоновского отталкивания заграждает прохождение псевдоаэроионов во внешнее пространство. В «пролетном пространстве» по длине клиновидных электродов 8 идут процессы набора кинетической энергии свободными электронами е-, а также поляризации аэроионов O2 1-, О2 2- и нейтральных молекул O2 0. В результате этого при соударениях свободных электронов с поляризованными нейтральными молекулами происходит образование дополнительных ионов O2 1- (Еи=12 эВ). Поляризация таких ионов создает условия для накопления ими кинетической энергии и квантового перехода в высокоэнергетическое состояние О2 2- (Еи=23,8 эВ). Одновременно, в процессе кулоновского диполь-дипольного взаимопритяжения поляризованных молекул, а также под влиянием сил Ван-дер-Ваальсового притяжения происходит избирательное сложение молекул кислорода в кластеры вида (2О2 2-+4О2 0)·n. При этом величина коэффициента n, то есть количество ассоциированных молекул в кластере, пропорциональна не только пролетному времени и линейным размерам клиновидных электродов 8, но также зависит от взаимного расположения острий первичных электродов относительно входа в локальную ячейку пассивных электродов. На фиг.4 показано, как радиальное поле E2 на входе локальной ячейки 9 способствует увеличению размера кластера. Величина коэффициента n зависит от времени пролета кластером линейного расстояния L3, которое определяется скоростью «ионного ветра». Введенный в устройство для получения кластеров ограничитель скорости уменьшает скорость ионного потока, что позволяет существенно повысить размер кластера (коэффициент n) и, соответственно, достигаемый профилактический и лечебно-оздоровительный эффект.A device for producing polarized clusters of high-energy oxygen ions of oxygen works as follows. When applying a high voltage negative voltage to the
Изготовлены промышленные образцы предлагаемого устройства и проведены стендовые испытания, результаты которых представлены на фиг.5 и фиг.6.Industrial designs of the proposed device were made and bench tests were carried out, the results of which are presented in FIG. 5 and FIG. 6.
На фиг.5 представлена пространственная диаграмма распространения и распада кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода (на фиг.5 обозначено КАИ). В непосредственной близости от выходной решетки устройства на расстоянии 1...1,5 метра наблюдается «нулевая зона» I, в которой субъективно ощущается наличие послегрозового свежего воздуха, при этом аспирационные счетчики аэроионов, например типа «Сапфир-3к», дают нулевые показания, то есть не регистрируют наличия аэроионов, так как кластеры высокоэнергетических аэроионов кислорода электрически нейтральны. В зоне II наблюдается область «мерцаний», в которой показания счетчика аэроионов хаотически флюктуируют в пределах от 0,0 до 10...50 тыс./см3. Это объясняется спонтанностью процессов распада кластеров под воздействием Броуновских тепловых соударений. В зоне III наблюдается стабильное наличие «обычных» отрицательных аэроионов (на фиг.5 обозначено АИ) в количестве 10...1 тыс./см3.Figure 5 presents a spatial diagram of the propagation and decay of clusters of high-energy oxygen ions (figure 5 denotes KAI). In the immediate vicinity of the device output grill at a distance of 1 ... 1.5 meters there is a “zero zone” I, in which subjectively there is a post-storm fresh air, while aspiration counters of aero ions, for example, Sapphire-3k type, give zero readings that is, the presence of aero ions is not recorded, since clusters of high-energy oxygen aero ions are electrically neutral. In zone II, there is an area of “flicker”, in which the readings of the counter of aeroions randomly fluctuate in the range from 0.0 to 10 ... 50 thousand / cm 3 . This is explained by the spontaneity of the processes of cluster decomposition under the influence of Brownian thermal collisions. In zone III, there is a stable presence of “ordinary” negative aero ions (AI is indicated in FIG. 5) in an amount of 10 ... 1 thousand / cm 3 .
На фиг.6 приведены сравнительные результаты измерений количества «обычных» аэроионов в зависимости от расстояния между счетчиком и источником аэроионов.Figure 6 shows the comparative results of measuring the number of "ordinary" aeroions depending on the distance between the counter and the source of aeroions.
У обычного эффлювиального ионизатора (фиг.6а) наблюдается непрерывный экспоненциальный спад количества аэроионов от максимального 500 тыс. АИ/см3 при непосредственной близости счетчика и источника аэроионов до минимального значения на удалении до 3 метров.A conventional effluvial ionizer (Fig. 6a) exhibits a continuous exponential decline in the number of aero ions from a maximum of 500 thousand AI / cm 3 at close proximity of the counter and source of aero ions to a minimum value at a distance of up to 3 meters.
У поляризационного высокоэнергетического аэроионизатора по патенту №2170112 (фиг.6б) на расстояниях между счетчиком и источником аэроионов до 0,5 метра наблюдается зона А1 нулевых показаний счетчика («нулевая зона»). Далее, на расстоянии 0,5 метра показания счетчика скачкообразно возрастают до максимального значения, в примере реализации до 10 тыс. АИ/см3. При этом показания счетчика флюктуируют, наблюдается «зона мерцаний» (В1), в которой показания счетчика хаотически меняются от нулевых значений до промежуточных и максимальных. Далее, на расстоянии более 0,7 метра регистрируется обычный, характерный для «Люстры Чижевского» стабильный во времени экспоненциальный спад количества аэроионов. Плотность потока энергии электростатического поля для поляризационного аэроионизатора определяется как отношение мощности, расходуемой источником высоковольтного напряжения к площади апертуры выходной трехмерной решетки устройства или, что равнозначно, к площади электростатического экрана. Величина напряжения высоковольтного источника выбирается с учетом конструктивных ограничений по электрическому пробою элементов ионизационной камеры. Величина ионизационного тока ограничивается появлением генерации озона, переходом от темного коронного разряда к лавинному, при котором возникает генерация окислов азота. В конструкции прототипа напряжение (V) составляет 20 киловольт, а ток наполнения ионизационной камеры электронной плазмой (J) составляет 5 микроампер. При площади апертуры (S), равной 0,25×0,15, плотность потока энергии электростатического поля (Р)составляет 2,6 Вт/м2.In the polarizing high-energy aero ionizer according to patent No. 2170112 (Fig.6b), at a distance between the counter and the source of aeroions up to 0.5 meters there is a zone A1 of zero meter readings ("zero zone"). Further, at a distance of 0.5 meters, the counter readings increase stepwise to the maximum value, in the example of implementation up to 10 thousand AI / cm 3 . In this case, the counter readings fluctuate, there is a "flicker zone" (B1), in which the counter readings randomly change from zero to intermediate and maximum. Further, at a distance of more than 0.7 meters, the usual exponential decrease in the number of aeroions characteristic of the Chizhevsky Chandelier is stable over time. The density of the flow of energy of the electrostatic field for a polarizing aero ionizer is defined as the ratio of the power consumed by the high-voltage voltage source to the aperture area of the output three-dimensional lattice of the device or, equivalently, to the area of the electrostatic screen. The voltage value of the high-voltage source is selected taking into account design restrictions on the electrical breakdown of the elements of the ionization chamber. The magnitude of the ionization current is limited by the appearance of ozone generation, the transition from a dark corona discharge to an avalanche, at which the generation of nitrogen oxides occurs. In the design of the prototype, the voltage (V) is 20 kilovolts, and the current filling the ionization chamber with electron plasma (J) is 5 microamps. With an aperture area (S) equal to 0.25 × 0.15, the energy flux density of the electrostatic field (P) is 2.6 W / m 2 .
Предлагаемое устройство и способ получения поляризованных высокоэнергетических кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода, выполненное по заявляемому способу, имеет (фиг.6в) существенно увеличенную «нулевую зону» (А2) и «зону мерцаний» (В2). Плотность потока энергии электростатического поля в данном устройстве при V=20 кВ, J=5×10-6 А×16 изл., S=0,2×0,1 составляет Р=V×J/S=80 Вт/м2, что достигается за счет параллельной работы одновременно 16 шт. первичных электродов 6.The proposed device and method for producing polarized high-energy clusters of high-energy oxygen aero ions, made by the present method, has (figv) significantly increased "zero zone" (A2) and "flicker zone" (B2). The density of the flow of energy of the electrostatic field in this device at V = 20 kV, J = 5 × 10 -6 A × 16 rad., S = 0.2 × 0.1 is P = V × J / S = 80 W / m 2 , which is achieved due to parallel operation at the
Наличие «нулевой зоны» не зависит от разновидности применяемого аспирационного счетчика и объясняется особенностями поляризованного кластера, который в стадии диполь-дипольного взаимопритяжения молекул имеет внутренне сбалансированный нулевой заряд.The presence of a “zero zone” does not depend on the type of aspiration meter used and is explained by the peculiarities of a polarized cluster, which has an internally balanced zero charge in the stage of dipole-dipole mutual attraction of molecules.
Таким образом, с введением дополнительных первичных электродов, расположенных в один или несколько рядов с наружной стороны экрана, с размещенными на нем первичными электродами, создающими повышенную плотность энергии электростатического поля, с одновременным введением локальных координатно-сопряженных ячеек пассивных электродов, выполненных в клиновидной, компенсирующей краевые неоднородности электростатического поля форме, достигается повышенная интенсивность и независимость процессов формирования поляризованных кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода от краевых эффектов ионизационной камеры. Это обеспечивает работоспособность устройства и способа получения поляризованных кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода, объединяющих в кластеры повышенное на несколько порядков количество молекул кислорода.Thus, with the introduction of additional primary electrodes located in one or several rows on the outside of the screen, with primary electrodes placed on it, creating an increased energy density of the electrostatic field, with the simultaneous introduction of local coordinate-conjugated cells of passive electrodes made in a wedge-shaped, compensating boundary inhomogeneities of the electrostatic field form, an increased intensity and independence of the formation of polarized clusters is achieved. juice energy oxygen ions from the edge effects of the ionization chamber. This ensures the operability of the device and method for producing polarized clusters of high-energy oxygen aero ions, combining in clusters an increased number of oxygen molecules by several orders of magnitude.
Предлагаемая конструкция устройства для получения поляризованных кластеров высокоэнергетических аэроионов кислорода предусматривает преимущественно индивидуальное его применение и позволяет обеспечить работоспособность устройства при малых и больших габаритных размерах его разнообразных модификаций. Это подтверждает работоспособность предлагаемого способа. Индивидуальные устройства для получения кластеров могут быть легко установлены и использованы в непосредственной близости от места пребывания человека в жилых помещениях, в рабочих кабинетах и офисах, в условиях больниц и санаторных лечебно-оздоровительных комплексов, а также для нормализации аэроионного состава воздуха в помещениях с искусственным климатом. Устройства для получения кластеров могут быть использованы как средство для эффективной профилактики и лечения болезней обмена веществ, а также для общего укрепления здоровья в детском и зрелом возрасте, в спортивной и геронтологической практике, а также для снижения утомляемости в условиях производственного, в частности компьютерного, рабочего места, в условиях долговременного пребывания в замкнутых объемах, например, космических станций, подводных лодок, салонов автомобилей и др.The proposed design of the device for producing polarized clusters of high-energy oxygen aero ions provides mainly for its individual use and allows us to ensure the operability of the device with small and large overall dimensions of its various modifications. This confirms the efficiency of the proposed method. Individual devices for obtaining clusters can be easily installed and used in the immediate vicinity of a person’s place of residence in residential premises, in workrooms and offices, in hospitals and sanatorium health-improving complexes, as well as for normalizing the aeroionic composition of air in rooms with artificial climate . Cluster devices can be used as a tool for the effective prevention and treatment of metabolic diseases, as well as for general health promotion in childhood and adulthood, in sports and gerontological practice, as well as to reduce fatigue in a production, in particular computer, working environment places in conditions of long-term stay in confined spaces, for example, space stations, submarines, car interiors, etc.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005125681/14A RU2297855C1 (en) | 2005-08-05 | 2005-08-05 | Device and method for producing high-energy oxygen aeroions clusters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005125681/14A RU2297855C1 (en) | 2005-08-05 | 2005-08-05 | Device and method for producing high-energy oxygen aeroions clusters |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005125681A RU2005125681A (en) | 2007-02-20 |
| RU2297855C1 true RU2297855C1 (en) | 2007-04-27 |
Family
ID=37863216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005125681/14A RU2297855C1 (en) | 2005-08-05 | 2005-08-05 | Device and method for producing high-energy oxygen aeroions clusters |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2297855C1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108459342A (en) * | 2018-05-22 | 2018-08-28 | 南京航空航天大学 | A kind of Flouride-resistani acid phesphatase hyperbar honeycomb grid ionization chamber and manufacturing method |
-
2005
- 2005-08-05 RU RU2005125681/14A patent/RU2297855C1/en active IP Right Revival
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005125681A (en) | 2007-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3544130B1 (en) | Bipolar ion generator for air purification and diffuser using bipolar ion generator | |
| DE60307609T2 (en) | DEVICE FOR LIMITING A PLASMA IN A VOLUME | |
| CN106329317A (en) | Passive compound strong ionization discharge plasma lightning rejection device | |
| CN102026468A (en) | Dielectric barrier corona discharge reactor | |
| US20050098040A1 (en) | Electrostatic device for ionic air emission | |
| US20160030760A1 (en) | Apparatus and method for treating biological tissue using low-pressue plasma | |
| CN1847736A (en) | Discharge device and air conditioner having said device | |
| KR20160076452A (en) | Electrostatic precipitator | |
| JP2528550Y2 (en) | Ionizer using needle electrodes | |
| RU2005140948A (en) | MASS SPECTROMETER AND RELATED IONIZER AND METHODS | |
| RU2297855C1 (en) | Device and method for producing high-energy oxygen aeroions clusters | |
| CN209844212U (en) | Separated air negative ion generator | |
| KR100710494B1 (en) | Electric dust collector using X-ray irradiation | |
| US20110080095A1 (en) | Filament electrical discharge ion source | |
| WO2013038335A2 (en) | Systems and methods for accelerating particles | |
| CN109963599B (en) | Method for inactivating microorganisms in air and electric sterilizer | |
| KR20190128035A (en) | Apparatus for emitting quantum energy for treatment and health management | |
| KR200343066Y1 (en) | Anion convertor and the anion generator using the same | |
| Bychkov et al. | Corona discharge over alcohol against germs in air | |
| CN109326963B (en) | Free electron energy regulator | |
| KR100558390B1 (en) | Anion convertor and the anion generator using the same | |
| Zheng et al. | Numerical studies on downstream uniformity of atmospheric pressure plasma jet array modulated by flow and electric multi-field coupling control | |
| Antunes | The role of halouracils in radiotherapy studied by electron transfer in atom-molecule collisions experiments | |
| RU72409U1 (en) | AIR IONIZER | |
| CN216650079U (en) | Compact plasma generating device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110806 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120727 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160806 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190828 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200128 |