RU2343361C1 - Bipolar ion generator - Google Patents

Bipolar ion generator Download PDF

Info

Publication number
RU2343361C1
RU2343361C1 RU2007120639/06A RU2007120639A RU2343361C1 RU 2343361 C1 RU2343361 C1 RU 2343361C1 RU 2007120639/06 A RU2007120639/06 A RU 2007120639/06A RU 2007120639 A RU2007120639 A RU 2007120639A RU 2343361 C1 RU2343361 C1 RU 2343361C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
group
output
voltage
air
Prior art date
Application number
RU2007120639/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Павлович Реута (RU)
Виктор Павлович Реута
Айдар Фархатович Туктагулов (RU)
Айдар Фархатович Туктагулов
Original Assignee
Виктор Павлович Реута
Айдар Фархатович Туктагулов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Павлович Реута, Айдар Фархатович Туктагулов filed Critical Виктор Павлович Реута
Priority to RU2007120639/06A priority Critical patent/RU2343361C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2343361C1 publication Critical patent/RU2343361C1/en

Links

Landscapes

  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

FIELD: heating systems, air handling.
SUBSTANCE: generator is intended for air handling in dwellings, medical institutions, offices, and other inhabited premises not polluted with harmful impurities, and can be used for enriching the air with ions of both signs, for removing electrostatic charges from different objects and people's clothes, and for removing dust, bacteria and spores of fungi from air. Ion generator consists of a group of discharge and acceleration electrodes, which is located in a casing being blown. Discharge and acceleration electrodes are connected to output bipolar buses of high-voltage discharge voltage shaper. Generator is equipped with the second group of discharge and acceleration electrodes similar to the first group of such electrodes and located near it; at that discharge electrodes of the first group are electrically connected to acceleration electrodes of the second group, and acceleration electrodes of the first group are electrically connected to discharge electrodes of the second group.
EFFECT: improving uniform distribution of ions of both signs in the air being ionised, and improving, owing thereto, the quality of ionic composition of air.
1 dwg

Description

Изобретение относится к технике обработки воздуха в жилых, лечебных, офисных и других обитаемых помещениях, не загазованных вредными примесями, и может быть использовано для обогащения воздуха ионами обоих знаков, снятия электростатических зарядов с различных предметов и одежды людей, очистки воздуха от пыли, бактерий и спор грибков.The invention relates to techniques for treating air in residential, medical, office and other inhabited premises not contaminated with harmful impurities, and can be used to enrich air with ions of both signs, remove electrostatic charges from various objects and clothes of people, purify air from dust, bacteria and spore fungi.

Известно много различных по природе физических процессов естественного происхождения, которые участвуют в ионизации окружающего нас воздуха (смотри, например, Н.А.Капцов. Электрические явления в газах и вакууме. Госиздат. технико-теоретической литературы. М.-Л., 1950 г., стр.222-241, 589-604). Однако в технике искусственной ионизации воздуха нашли применение, преимущественно, генераторы ионов, в которых ионы создаются либо низкоэнергетичными β-активными изотопами, например, трития, углерода-14 или никеля-63 (смотри, например, SU 106280 А, 1957), либо коронным разрядом между двумя электродами (смотри, например, SU 842347 А, 30.06.1981, В.П.Реута).There are many physical processes of natural origin that are different in nature and which participate in the ionization of the air around us (see, for example, N.A. Kaptsov. Electrical Phenomena in Gases and Vacuum. State Publishing House. Technical and Theoretical Literature. M.-L., 1950 ., pp. 222-241, 589-604). However, in the artificial air ionization technique, mainly ion generators have been used, in which ions are created either by low-energy β-active isotopes, for example, tritium, carbon-14 or nickel-63 (see, for example, SU 106280 A, 1957), or corona discharge between two electrodes (see, for example, SU 842347 A, 06/30/1981, V.P. Reuta).

Генераторы ионов, в которых используются β-активные изотопы, позволяют создавать наиболее близкую по качественному составу к природной искусственно ионизированную атмосферу простыми техническими средствами. Но правила техники безопасности при обращении с радиоактивными материалами по защите их от разрушения, условиям утилизации требуют наличия специальных служб контроля, что делает невозможным широкое применение таких генераторов ионов.Ion generators that use β-active isotopes allow you to create the closest in quality composition to natural artificially ionized atmosphere by simple technical means. But safety precautions when handling radioactive materials to protect them from destruction and disposal conditions require special monitoring services, which makes the widespread use of such ion generators impossible.

Генераторов ионов, в которых для ионизации воздуха используется коронный разряд между двумя электродами, на которые подается постоянное, пульсирующее или импульсное высоковольтное напряжение, разработано великое множество, но среди них нет ни одного, способного конкурировать по качественному составу создаваемых ионов с радиоактивными генераторами ионов.A large number of ion generators, in which a corona discharge is used between two electrodes for supplying a constant, pulsating, or pulsed high-voltage voltage, is used to ionize air, but there are not many that can compete in the qualitative composition of the produced ions with radioactive ion generators.

В радиоактивных генераторах ионов процесс образования ионов идет непрерывно, причем ионы обоих знаков возникают парами. Одновременно с этим непрерывно идет процесс объемной рекомбинации ионов, при котором ионы разного знака, встречаясь, нейтрализуют заряды друг друга (подробнее об этих процессах смотри, например, Дж.Кэй, Т.Лэби. Таблицы физических и химических постоянных. М. Госиздат. физ.-мат. литературы. 1962 г., стр.191-193 - о рекомбинации и стр.215-216 - об удельной ионизации заряженными частицами).In radioactive ion generators, the process of ion formation is continuous, with ions of both signs appear in pairs. At the same time, the process of volume recombination of ions is ongoing, in which ions of different signs, meeting, neutralize each other's charges (for more details about these processes, see, for example, J. Kay, T. Laby. Tables of physical and chemical constants. M. State Publishing House. Mat. Literature. 1962, pp. 191-193 - on recombination and pp. 215-216 - on specific ionization by charged particles).

Наличие объемной рекомбинации ионов не позволяет большей части ионов «состариться» и превратиться в средние и тяжелые ионы, присутствие которых в воздухе нежелательно, если не сказать вредно для здоровья, хотя они и участвуют в очистке воздуха от пыли (О процессах образования и структуре атмосферных ионов подробно написано в статье: Eichmeier J. Beitrag zum Problem der Struktur der atmospharischen Kleinionen. - «Zeitschrift für Geophysik», 1968, Vol.34, S.297-322).The presence of bulk ion recombination does not allow the majority of ions to “age” and turn into medium and heavy ions, the presence of which in the air is undesirable, if not harmful to health, although they are involved in cleaning the air from dust (On the processes of formation and structure of atmospheric ions described in detail in the article: Eichmeier J. Beitrag zum Problem der Struktur der atmospharischen Kleinionen. - "Zeitschrift für Geophysik", 1968, Vol.34, S.297-322).

В конце этой статьи на рис.10 представлена схема процесса образования и структуры легких, средних и тяжелых ионов с указанием величины продолжительности жизни этих ионов.At the end of this article, Fig. 10 shows a diagram of the formation and structure of light, medium, and heavy ions with an indication of the lifetime of these ions.

В известных биполярных генераторах ионов, содержащих расположенные в продуваемом корпусе коронирующие электроды, подключенные к выходным шинам формирователя высоковольтного коронирующего напряжения, ионы создают пачками то одного, то другого знака с длительностью пачек от нескольких минут (смотри, например, US 3936698 А, 03.02.1979) до единиц миллисекунд.In well-known bipolar ion generators containing corona electrodes located in the blown housing connected to the output buses of the high-voltage corona voltage driver, the ions are produced in packs of one or the other sign with a pack duration of several minutes (see, for example, US 3936698 A, 02/03/1979 ) to units of milliseconds.

И хотя эти пакеты разнополярных ионов перемещаются потоком воздуха, процесс рекомбинации ионов из этих пакетов начинается с задержкой, что приводит к образованию большого количества средних и тяжелых ионов, поскольку время жизни легких ионов лежит в интервале от 10-4 до 100 сек - это время, в течение которого нерекомбинированный легкий ион обязательно столкнется с крупным конгломератом молекул или ядром конденсации и образует средний или тяжелый ион.And although these packets of heteropolar ions are moved by the air stream, the process of recombination of ions from these packets begins with a delay, which leads to the formation of a large number of medium and heavy ions, since the lifetime of light ions lies in the range from 10 -4 to 100 seconds - this is the time during which the unrecombined light ion will necessarily collide with a large conglomerate of molecules or a condensation core and form a medium or heavy ion.

Прототипом может служить любой известный как биполярный, так и униполярный генератор ионов, содержащий расположенные в продуваемом корпусе коронирующие и ускоряющие электроды, но наиболее близким по функциональным возможностям является биполярный генератор ионов, содержащий расположенную в продуваемом корпусе группу коронирующих и ускоряющих электродов, подключенных к выходным разнополярным шинам формирователя высоковольтного коронирующего напряжения (смотри: RU 42629 U1, 10.12.2004, В.П.Реута, А.Ф.Туктагулов).The prototype can be any known bipolar or unipolar ion generator containing corona and accelerating electrodes located in the blown housing, but the closest in functionality is a bipolar ion generator containing a group of corona and accelerating electrodes located in the blown housing connected to the output bipolar tires of the high-voltage corona voltage driver (see: RU 42629 U1, 12/10/2004, V.P. Reuta, A.F. Tuktagulov).

Поскольку в прототипе на коронирующие электроды подаются пачки однополярных импульсов то положительной, то отрицательной полярности, ионы обоих знаков появляются в воздухе также пачками то одной, то другой полярности, что приводит, как уже отмечалось выше, к образованию излишнего количества ненужных средних и тяжелых ионов.Since in the prototype, packets of unipolar pulses of either positive or negative polarity are fed to the corona electrodes, ions of both signs also appear in the air in batches of either one or the other polarity, which leads, as noted above, to the formation of an excessive amount of unnecessary medium and heavy ions.

Задачей является повышение равномерности распределения ионов обоих знаков в ионизируемом воздухе и улучшение за счет этого качества ионного состава воздуха.The objective is to increase the uniformity of the distribution of ions of both signs in the ionized air and to improve due to this quality the ionic composition of the air.

Для этого биполярный генератор ионов, содержащий расположенную в продуваемом корпусе группу коронирующих и ускоряющих электродов, подключенных к выходным разнополярным шинам формирователя высоковольтного коронирующего напряжения, снабжен второй группой коронирующих и ускоряющих электродов, аналогичной первой группе таких электродов и расположенной рядом с ней, при этом коронирующие электроды первой группы электрически соединены с ускоряющими электродами второй группы, а ускоряющие электроды первой группы электрически соединены с коронирующими электродами второй группы.For this, a bipolar ion generator containing a group of corona and accelerating electrodes located in the blown housing is connected to the output bipolar buses of the high-voltage corona voltage generator, is equipped with a second group of corona and accelerating electrodes, similar to the first group of such electrodes and located next to it, while the corona electrodes the first group are electrically connected to the accelerating electrodes of the second group, and the accelerating electrodes of the first group are electrically connected discharge electrodes of the second group.

На чертеже представлена схема электрическая принципиальная биполярного генератора ионов, созданная на базе вышеназванного прототипа. На ней принято стандартное обозначение элементов. Здесь в корпусе 1 установлены на изоляторах, которые на чертеже не показаны, две группы коронирующих 2 и 4 и ускоряющих 3 и 5 электродов, где коронирующие электроды 2 первой группы электрически соединены с ускоряющими электродами 5 второй группы, а ускоряющие электроды 3 первой группы электрически соединены с коронирующими электродами 4 второй группы, а обе группы электродов подключены к разнополярным выходам 6 и 7 формирователя высоковольтного коронирующего напряжения 8. Подлежащий ионизации воздух продувается через корпус 1 в направлении стрелок «А», а в направлении стрелок «В» и «С» выходит разнополярно ионизированный воздух. Если корпус 1 металлический, то он соединяется с общей шиной.The drawing shows an electric circuit diagram of a bipolar ion generator, created on the basis of the above prototype. It adopted the standard designation of elements. Here, in the housing 1, on the insulators, which are not shown in the drawing, two groups of corona 2 and 4 and accelerating 3 and 5 electrodes are installed, where the corona electrodes 2 of the first group are electrically connected to the accelerating electrodes 5 of the second group, and the accelerating electrodes 3 of the first group are electrically connected with corona electrodes 4 of the second group, and both groups of electrodes are connected to the bipolar outputs 6 and 7 of the shaper of the high-voltage corona voltage 8. The air to be ionized is blown through the housing 1 in the direction of relok "A", and in the direction of the arrows "B" and "C" out of the polarized ionized air. If the housing 1 is metal, then it is connected to a common bus.

К выходным шинам 6 и 7 внутри формирователя 8 подключены разнополярные выводы вторичной 9 обмотки высоковольтного трансформатора 10, первичная обмотка 11 которого одним концом через вольтодобавочный конденсатор 12 подключена к выходу первого 13 переключателя напряжения, собранного по схеме комплементарного эмиттерного повторителя на комплементарной паре транзисторов Дарлингтона 14 и 15, базы которых объединены и подключены к выходу инвертора 16, вход которого объединен со входом второго 17 переключателя напряжения. Переключатель 17 выполнен аналогично переключателю 13 на комплементарной паре транзисторов Дарлингтона 18 и 19, а его выход соединен со вторым концом первичной обмотки 11 трансформатора 10. Объединенные входы инвертора 16 и переключателя 17 соединены с выходом логического элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» 20, первый вход которого подключен к выходу регулятора концентрации ионов 21, представляющего собой высокочастотный генератор импульсов с регулируемой длительностью и частотой следования выходных импульсов положительной полярности. Генератор импульсов 21 собран на двух последовательно соединенных инверторах 22 и 23, где выход инвертора 23, являющийся выходом генератора 21, через времязадающий конденсатор 24 и развязывающий резистор 25 соединен со входом инвертора 22. Общая точка инверторов 22 и 23 через токоограничивающий резистор 26 подключена к подвижному контакту потенциометра 27, исполняющему роль регулятора длительности выходных импульсов генератора 21. Правый вывод потенциометра 27 через потенциометр в реостатном включении 28 и прямовключенный диод 29 соединен с общей точкой конденсатора 24 и резистора 25, куда дополнительно подключен через обратновключенный диод 30 левый вывод потенциометра 27. Второй вход логического элемента 20 соединен с выходом низкочастотного генератора импульсов 31 с постоянной частотой и регулируемой скважностью выходных импульсов. Этот генератор состоит из последовательно соединенных инверторов 32 и 33, где выход инвертора 33, являющийся выходом генератора 31, через времязадающий конденсатор 34 и развязывающий резистор 35 соединен с входом инвертора 32, а общая точка инверторов 32 и 33 через токоограничивающий резистор 36 соединена с подвижным контактом потенциометра 37, исполняющего роль регулятора скважности выходных импульсов генератора 31. Крайние выводы потенциометра 37 через обратновключенный диод 38 и, соответственно, через прямовключенный диод 39 соединены с общей точкой конденсатора 34 и резистора 35. Положительное напряжение питания во все необходимые точки схемы подается относительно общей шины через шину 40.The output buses 6 and 7 inside the shaper 8 are connected to the bipolar leads of the secondary 9 windings of the high voltage transformer 10, the primary winding 11 of which is connected via one end through a boost capacitor 12 to the output of the first 13 voltage switch, assembled according to the scheme of a complementary emitter follower on a complementary pair of Darlington transistors 14 and 15, the bases of which are combined and connected to the output of the inverter 16, the input of which is combined with the input of the second 17 voltage switch. The switch 17 is made similar to the switch 13 on a complementary pair of Darlington transistors 18 and 19, and its output is connected to the second end of the primary winding 11 of the transformer 10. The combined inputs of the inverter 16 and the switch 17 are connected to the output of the EXCLUSIVE OR logic element 20, the first input of which is connected to the output of the ion concentration regulator 21, which is a high-frequency pulse generator with an adjustable duration and repetition rate of the output pulses of positive polarity. The pulse generator 21 is assembled on two series-connected inverters 22 and 23, where the output of the inverter 23, which is the output of the generator 21, through the timing capacitor 24 and the decoupling resistor 25 is connected to the input of the inverter 22. The common point of the inverters 22 and 23 is connected to the movable resistor 26 the contact of the potentiometer 27, acting as a regulator of the duration of the output pulses of the generator 21. The right output of the potentiometer 27 through the potentiometer in the rheostat inclusion 28 and the direct-connected diode 29 is connected to a common point a capacitor 24 and a resistor 25, to which the left output of the potentiometer 27 is additionally connected via a reverse-connected diode 30. The second input of the logic element 20 is connected to the output of the low-frequency pulse generator 31 with a constant frequency and adjustable duty cycle of the output pulses. This generator consists of series-connected inverters 32 and 33, where the output of the inverter 33, which is the output of the generator 31, is connected to the input of the inverter 32 through the timing capacitor 34 and the isolation resistor 35, and the common point of the inverters 32 and 33 is connected to the movable contact through the current-limiting resistor 36 potentiometer 37, acting as a regulator of the duty cycle of the output pulses of the generator 31. The extreme conclusions of the potentiometer 37 through a reverse-connected diode 38 and, respectively, through a direct-connected diode 39 are connected to a common point Second capacitor 34 and resistor 35. A positive supply voltage at all necessary points circuit is supplied with respect to the common bus 40 through the bus.

Формирователь высоковольтного коронирующего напряжения 8 полностью позаимствован из прототипа, где он подробно описан. В свою очередь, в нем применены почти классические узлы. Так, комплементарные эмиттерные повторители на транзисторах Дарлингтона, используемые в переключателях напряжения 13 и 17, описаны в книге: Клод Галле. Полезные советы по разработке и отладке электронных схем. М.: «ДМК», 2003 г., стр.106-107, рис.2.67. Здесь же на стр.63 и рис.2.27 помещена информация о транзисторах Дарлингтона. Генераторы импульсов 21 и 31 созданы на базе классических мультивибраторов (смотри: Р.Мелен, Г.Гарланд. Интегральные микросхемы с КМОП-структурами. М.: «Энергия», 1979 г., стр.105-107, рис.6-1.), в которых с помощью диодов соответственно 29, 30 и 38, 39 разделены цепи заряда и разряда конденсаторов соответственно 24 и 34. Подобные схемы описаны в SU 1132340 А, 30.12.1984 (В.П.Реута).Shaper high-voltage corona voltage 8 is fully borrowed from the prototype, where it is described in detail. In turn, it uses almost classic nodes. So, Darlington's complementary emitter followers used in voltage switches 13 and 17 are described in the book: Claude Galle. Useful tips for developing and debugging electronic circuits. M .: "DMK", 2003, pp. 106-107, Fig. 2.67. Here, on page 63 and Figure 2.27, information about Darlington transistors is placed. Pulse generators 21 and 31 are based on classic multivibrators (see: R. Melen, G. Garland. Integrated circuits with CMOS structures. M: "Energy", 1979, pp. 105-107, Fig. 6-1 .), in which, with the help of diodes 29, 30 and 38, 39, respectively, the charge and discharge circuits of the capacitors are separated, respectively 24 and 34. Similar schemes are described in SU 1132340 A, 12/30/1984 (V.P. Reuta).

Во время предварительной настройки биполярного генератора ионов потенциометром 27 устанавливают минимальную длительность импульсов на выходе генератора импульсов 21; потенциометром 28 устанавливают такую частоту следования вышеназванных импульсов, при которой переходные процессы в первичной обмотке 11 трансформатора 10 будут заканчиваться за время, меньшее половине периода следования этих импульсов; потенциометром 37 устанавливают скважность импульсов на выходе генератора импульсов 31, равную двум.During presetting of the bipolar ion generator by potentiometer 27, the minimum pulse duration at the output of the pulse generator 21 is set; a potentiometer 28 sets such a repetition rate of the above pulses that transients in the primary winding 11 of the transformer 10 will end in a time less than half the repetition period of these pulses; potentiometer 37 set the duty cycle of the pulses at the output of the pulse generator 31, equal to two.

Работает биполярный генератор ионов следующим образом.The bipolar ion generator operates as follows.

После включения напряжения питания сразу же начинают генерировать непрерывные последовательности импульсов высокочастотный генератор импульсов 21 и низкочастотный генератор импульсов 31, причем частота следования выходных импульсов последнего, как правило, на несколько порядков ниже частоты следования выходных импульсов генератора 21. Если внутри генератора 21 на выходе инвертора 23 «единичное» состояние, то происходит заряд конденсатора 24, через который течет ток заряда с выхода инвертора 23 через диод 30, левую часть потенциометра 27, резистор 26 и через «нулевой» выход инвертора 22 на общую шину. За счет этого тока в общей точке конденсатора 24 и резистора 25 установится в начальный момент «единичное» напряжение, которое через резистор 25 поступит на вход инвертора 22 и будет поддерживать на его выходе «нулевое» состояние. По мере заряда конденсатора 24 зарядный ток и, соответственно, напряжение на входе инвертора 22 будут падать. Как только напряжение на входе инвертора 22 снизится до уровня срабатывания этого инвертора, он опрокинется в «единичное» состояние на своем выходе и переведет инвертор 23 в «нулевое» состояние на его выходе. Так сформируется импульс на выходе инвертора 23 и, соответственно, на выходе генератора 21. Длительность этого импульса определяется постоянной времени заряда конденсатора 24, т.е. сопротивлением в цепи заряда этого конденсатора. Меняя это сопротивление с помощью потенциометра 27, можно менять длительность выходных импульсов генератора импульсов 21. После перехода инвертора 22 в «единичное» состояние на его выходе, а инвертора 23 - в «нулевое» начнется процесс перезаряда конденсатора 24. Ток перезаряда конденсатора 24 потечет с выхода инвертора 22 через резистор 26, правую часть потенциометра 27, потенциометр 28, диод 29 и через выход инвертора 23 на общую шину. В процессе перезаряда конденсатора 24 потенциал в общей точке конденсатора 24 и резистора 25 будет расти от начального отрицательного значения в положительную сторону до тех пор, пока не достигнет уровня срабатывания инвертора 22. При достижении этого уровня инвертор 22 опрокинется в «нулевое» состояние на своем выходе и переведет в «единичное» состояние выход инвертора 23, после чего повторится процесс формирования импульса согласно вышеизложенному. Изменением сопротивления потенциометра 28 можно изменять частоту следования импульсов на выходе инвертора 23 при постоянной длительности этих импульсов, а изменением положения движка потенциометра 27 можно изменять длительность выходных импульсов инвертора 23 при постоянной частоте их следования.After switching on the supply voltage, a high-frequency pulse generator 21 and a low-frequency pulse generator 31 immediately begin to generate continuous sequences of pulses, and the frequency of the output pulses of the latter, as a rule, is several orders of magnitude lower than the frequency of the output pulses of the generator 21. If inside the generator 21 at the output of the inverter 23 "Single" state, then there is a charge of the capacitor 24, through which the charge current flows from the output of the inverter 23 through the diode 30, the left side of the potentiometer 27, res Side 26 and through the "zero" output of the inverter 22 on a common bus. Due to this current, at the common point of the capacitor 24 and the resistor 25, a “unit” voltage is established at the initial moment, which, through the resistor 25, enters the input of the inverter 22 and maintains a “zero” state at its output. As the capacitor 24 charges, the charging current and, accordingly, the voltage at the input of the inverter 22 will fall. As soon as the voltage at the input of the inverter 22 decreases to the level of operation of this inverter, it will tip over into a “single” state at its output and transfer the inverter 23 to the “zero” state at its output. Thus, a pulse is formed at the output of the inverter 23 and, accordingly, at the output of the generator 21. The duration of this pulse is determined by the charge constant of the capacitor 24, i.e. resistance in the charge circuit of this capacitor. By changing this resistance using potentiometer 27, you can change the duration of the output pulses of the pulse generator 21. After the inverter 22 is in the “single” state at its output, and the inverter 23 is in the “zero” state, the process of recharging the capacitor 24. The recharging current of the capacitor 24 will flow from the output of the inverter 22 through the resistor 26, the right side of the potentiometer 27, the potentiometer 28, the diode 29 and through the output of the inverter 23 to the common bus. In the process of recharging the capacitor 24, the potential at the common point of the capacitor 24 and the resistor 25 will increase from the initial negative value to the positive side until it reaches the response level of the inverter 22. When this level is reached, the inverter 22 will overturn to its “zero” state at its output and translates the output of the inverter 23 into a “single” state, after which the process of pulse formation will be repeated according to the foregoing. By changing the resistance of the potentiometer 28, you can change the pulse repetition rate at the output of the inverter 23 with a constant duration of these pulses, and by changing the position of the potentiometer 27 engine, you can change the duration of the output pulses of the inverter 23 at a constant pulse frequency.

Электрическая схема генератора импульсов 31 аналогична схеме генератора импульсов 21, когда у него движок потенциометра 28 установлен в крайнее левое положение, поэтому генератор импульсов 31 работает аналогично генератору 21, а потенциометр 37 служит для установки скважности выходных импульсов генератора 31, равной двум при неизменной частоте следования этих импульсов.The electrical circuit of the pulse generator 31 is similar to the circuit of the pulse generator 21, when its potentiometer engine 28 is set to the extreme left position, therefore, the pulse generator 31 operates similarly to the generator 21, and the potentiometer 37 serves to set the duty cycle of the output pulses of the generator 31 to two at a constant repetition rate these impulses.

Выходные сигналы с генераторов 21 и 31 поступают на входы логического элемента 20 «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», выходной сигнал которого принимает «нулевое» значение тогда, когда на его входах оба сигнала имеют либо «нулевое», либо «единичное» значение. Если же входные сигналы имеют разное значение, то выходной сигнал элемента 20 будет «единичным».The output signals from the generators 21 and 31 are fed to the inputs of the EXCLUSIVE OR logic element 20, the output signal of which takes a “zero” value when both signals have either a “zero” or a “single” value at its inputs. If the input signals have different meanings, then the output signal of the element 20 will be "single".

Допустим, в начальный момент выходные сигналы генераторов импульсов 21 и 31 имеют «нулевое» значение. При этом выходной сигнал элемента 20 также будет «нулевым». Этот сигнал переведет в «нулевое» состояние переключатель 17, в котором закроет транзистор 18 и откроет транзистор 19, а переключатель 13 переведет за счет наличия на его входе инвертора 16 в «единичное» состояние, при котором откроется транзистор 14 и закроется транзистор 15. При таком состоянии переключателей 13 и 17 с шины питания 40 через открытый транзистор 14, вольтодобавочный конденсатор 12, первичную обмотку 11 трансформатора 10 и открытый транзистор 19 на общую шину потечет ток заряда вольтодобавочного конденсатора 12, который зарядится до величины выходного напряжения переключателя 13. При появлении на выходе генератора импульсов 21 «единичного» сигнала логический элемент 20 перейдет также в «единичное» состояние, в результате чего в переключателе 13 закроется транзистор 14 и откроется транзистор 15, а в переключателе 17 откроется транзистор 18 и закроется транзистор 19. При таком состоянии переключателей 13 и 17 к верхнему по схеме концу первичной 11 обмотки трансформатора 10 окажется приложенным относительно общей шины отрицательное напряжение заряженного конденсатора 12, а к нижнему концу этой обмотки - положительное напряжение с шины питания 40. Т.е. к первичной обмотке 11 высоковольтного трансформатора 10 окажется приложенным почти двойное напряжение питания шины 40, которое вызовет протекание тока через обмотку 11 трансформатора 10. В результате этого на первичной обмотке 10 сформируется импульс напряжения, равный по длительности выходному импульсу генератора 21, а на вторичной 9 обмотке трансформатора 10 появится высоковольтный импульс, который через выходные шины 6 и 7 формирователя высоковольтного напряжения 8 поступит одновременно на обе группы коронирующих и ускоряющих электродов соответственно 2, 3 и 4, 5. Допустим, на выходной шине 6 напряжение будет положительным относительно выходной шины 7. Тогда к коронирующим электродам 2 по отношению к ускоряющим электродам 3 будет приложено высоковольтное положительное напряжение, которое создаст между этими электродами положительную корону, а к коронирующим электродам 4 по отношению к ускоряющим электродам 5 будет приложено отрицательное высоковольтное напряжение, которое создаст между этими электродами отрицательную корону. В результате такого коронирования неионизированный воздух, продуваемый через корпус 1 в направлении стрелок «А», условно разделяется на два разнополярно ионизированных потока - в направлении стрелок «В» формируется поток положительно ионизированного воздуха, а в направлении стрелок «С» формируется поток отрицательно ионизированного воздуха. Эти два потока за счет турбулентности потока воздуха на некотором небольшом расстоянии от ускоряющих электродов 3 и 5 перемешиваются в один биполярно ионизированный поток, с помощью которого ионы распространяются в окружающем пространстве и «живут» до тех пор, пока не рекомбинируют с противоположно заряженными ионами.Suppose, at the initial moment, the output signals of the pulse generators 21 and 31 have a "zero" value. In this case, the output signal of the element 20 will also be “zero”. This signal will switch the switch 17 to the “zero” state, in which it will close the transistor 18 and open the transistor 19, and the switch 13 will translate due to the presence of an inverter 16 in its “single” state, in which the transistor 14 opens and the transistor 15 closes. In this state of the switches 13 and 17 from the supply bus 40 through the open transistor 14, the boost capacitor 12, the primary winding 11 of the transformer 10 and the open transistor 19, the charge current of the boost capacitor 12 will flow to the common bus, which will charge up to the output voltage of the switch 13. When the "single" signal appears at the output of the pulse generator 21, the logic element 20 will also go into the "single" state, as a result of which the transistor 14 closes in the switch 13 and the transistor 15 opens, and the transistor 18 opens in the switch 17 and the transistor 19 will close. With this state of the switches 13 and 17, the negative voltage of the charged capacitor 12 will be applied relative to the common bus to the upper end of the primary 11 of the transformer 10 winding, and to the lower to the end of this winding is a positive voltage from the power bus 40. That is, an almost double supply voltage of the bus 40 will be applied to the primary winding 11 of the high-voltage transformer 10, which will cause current to flow through the winding 11 of the transformer 10. As a result, a voltage pulse is formed on the primary winding 10, which is equal in duration to the output pulse of the generator 21, and on the secondary 9 winding transformer 10 a high-voltage pulse will appear, which through the output buses 6 and 7 of the shaper of high-voltage voltage 8 will arrive simultaneously on both groups of corona and accelerating electrodes with respectively, 2, 3 and 4, 5. Suppose that the voltage on the output bus 6 is positive relative to the output bus 7. Then, a high-voltage positive voltage will be applied to the corona electrodes 2 in relation to the accelerating electrodes 3, which will create a positive corona between these electrodes, and the corona electrodes 4 with respect to the accelerating electrodes 5 will be applied a negative high-voltage voltage, which will create a negative corona between these electrodes. As a result of such coronation, non-ionized air blown through the housing 1 in the direction of arrows “A” is conditionally divided into two oppositely ionized flows - in the direction of arrows “B” a flow of positively ionized air is formed, and in the direction of arrows “C” a flow of negatively ionized air is formed . Due to the turbulence of the air stream at some small distance from the accelerating electrodes 3 and 5, these two streams are mixed into one bipolar-ionized stream, with the help of which the ions propagate in the surrounding space and “live” until they recombine with oppositely charged ions.

Поскольку в процессе формирования рабочего импульса на первичной 11 обмотке трансформатора 10 происходит разряд вольтодобавочного конденсатора 12, то величину его емкости выбирают такой, при которой за время действия рабочего импульса амплитуда сформированного на выходной обмотке 9 трансформатора 10 высоковольтного импульса не упадет ниже порога коронирования коронирующих электродов 2 и 4.Since in the process of generating a working pulse on the primary winding of transformer 10, a boost boost capacitor 12 is discharged, the value of its capacitance is chosen such that during the duration of the working pulse the amplitude of the high voltage pulse formed on the output winding 9 of the transformer 10 does not fall below the corona threshold of the corona electrodes 2 and 4.

По окончании импульса на выходе генератора 21 вновь откроются транзисторы 14 и 19, а закроются транзисторы 15 и 18. Начнется процесс дозаряда вольтодобавочного конденсатора 12 до уровня выходного напряжения переключателя 13. При этом к первичной 11 обмотке трансформатора 10 будет приложено обратное напряжение, равное разности между выходным напряжением переключателя 13 и остаточным напряжением на конденсаторе 12, уменьшающееся по экспоненте в процессе дозаряда конденсатора 12. На вторичной 9 обмотке трансформатора 10 также сформируется импульс обратной полярности, но его амплитуда будет значительно ниже порога коронирования коронирующих электродов 2 и 4. Процесс ионизации воздуха прекратится до прихода очередного импульса с выхода генератора импульсов 21.At the end of the pulse at the output of the generator 21, transistors 14 and 19 will open again, and transistors 15 and 18 will close. The process of recharging the boost capacitor 12 to the level of the output voltage of switch 13 will begin. In this case, a reverse voltage equal to the difference between the primary winding of transformer 10 will be applied the output voltage of the switch 13 and the residual voltage on the capacitor 12, decreasing exponentially during the recharging of the capacitor 12. An impulse is also generated on the secondary 9 of the transformer 10 atomic polarity, but its amplitude will be significantly lower than the coronation threshold of the corona electrodes 2 and 4. The process of air ionization will stop before the arrival of the next pulse from the output of the pulse generator 21.

Описанный процесс формирования высоковольтного коронирующего напряжения, поступающего на коронирующие электроды 2 и 4, будет продолжаться под действием выходных импульсов генератора 21 до тех пор, пока выходной сигнал генератора импульсов 31 не примет «единичное» значение. После этого цепи протекания тока заряда или дозаряда конденсатора 12 и рабочего тока при формировании высоковольтного импульса поменяются местами, в результате чего сменится полярность выходных высоковольтных импульсов, поступающих со вторичной обмотки 9 трансформатора 10 через выходные шины 6 и 7 формирователя 8 на коронирующие электроды 2 и 4. Это приведет к тому, что теперь между коронирующими электродами 2 и ускоряющими электродами 3 во время действия высоковольтных импульсов будет возникать отрицательная корона, которая будет ионизировать поток воздуха, идущий в направлении стрелок «В», отрицательными ионами. Аналогично сказанному поток воздуха, идущий в направлении стрелок «С», будет ионизироваться положительными ионами. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока выходной сигнал генератора импульсов 31 не примет «нулевое» значение, после чего вновь сменятся знаки ионов, выходящих с потоками воздуха «В» и «С».The described process of forming a high-voltage corona voltage supplied to the corona electrodes 2 and 4 will continue under the action of the output pulses of the generator 21 until the output signal of the pulse generator 31 assumes a "single" value. After this, the circuits of the flow of the charge current or charge of the capacitor 12 and the operating current during the formation of the high-voltage pulse are reversed, as a result of which the polarity of the output high-voltage pulses coming from the secondary winding 9 of the transformer 10 through the output buses 6 and 7 of the shaper 8 to the corona electrodes 2 and 4 This will lead to the fact that between the corona electrodes 2 and accelerating electrodes 3 during the action of high voltage pulses a negative corona will appear, which will be ionized air flow in the direction of arrows “B” with negative ions. Similarly, the air flow going in the direction of the arrows "C" will be ionized by positive ions. This process will continue until the output signal of the pulse generator 31 assumes a “zero” value, after which the signs of the ions leaving the air flows “B” and “C” change again.

Равномерная смена полярности напряжения, подаваемого на коронирующие электроды 2 и 4, необходима для создания одинаковых во времени физических условий при коронировании этих электродов, т.к. при положительной и при отрицательной коронах коронирующие электроды изнашиваются по-разному. Это связано с тем, что при отрицательной короне коронирующий электрод излучает электроны, а также некоторое количество материала самих электродов, а при положительной короне коронирующий электрод отрывает от молекул воздуха и поглощает электроны. Смена полярности коронирующего напряжения, подаваемого на электроды 2 и 4, повышает надежность и долговечность работы этих электродов.A uniform change in the polarity of the voltage supplied to the corona electrodes 2 and 4 is necessary to create the same physical conditions in time during the corona of these electrodes, since with positive and negative crowns, the corona electrodes wear out differently. This is due to the fact that with a negative corona, the corona electrode emits electrons, as well as a certain amount of material of the electrodes themselves, and with a positive corona, the corona electrode detaches from air molecules and absorbs electrons. Changing the polarity of the corona voltage applied to electrodes 2 and 4 increases the reliability and durability of these electrodes.

Описанный биполярный генератор ионов позволяет одновременно обогащать ионизируемый воздух ионами обоих знаков, задавая их примерно одинаковое количество в единице объема воздуха изменением длительности коронирующих импульсов с помощью потенциометра 27 и частично с помощью потенциометра 28, изменяющего частоту следования этих импульсов. Одновременная генерация ионов обоих знаков увеличивает вероятность последующей их рекомбинации и уменьшает вероятность образования средних и тяжелых ионов.The described bipolar ion generator allows you to simultaneously enrich ionized air with ions of both signs, setting them to approximately the same amount per unit volume of air by changing the duration of the corona pulses using a potentiometer 27 and partially using a potentiometer 28, which changes the pulse repetition rate. Simultaneous generation of ions of both signs increases the likelihood of their subsequent recombination and reduces the likelihood of the formation of medium and heavy ions.

Claims (1)

Биполярный генератор ионов, содержащий расположенную в продуваемом корпусе группу коронирующих и ускоряющих электродов, подключенных к выходным разнополярным шинам формирователя высоковольтного коронирующего напряжения, отличающийся тем, что он снабжен второй группой коронирующих и ускоряющих электродов, аналогичной первой группе таких электродов и расположенной рядом с ней, при этом коронирующие электроды первой группы электрически соединены с ускоряющими электродами второй группы, а ускоряющие электроды первой группы электрически соединены с коронирующими электродами второй группы. A bipolar ion generator containing a group of corona and accelerating electrodes located in the blown housing connected to the output bipolar tires of the high-voltage corona voltage generator, characterized in that it is equipped with a second group of corona and accelerating electrodes, similar to the first group of such electrodes and located next to it, the corona electrodes of the first group are electrically connected to the accelerating electrodes of the second group, and the accelerating electrodes of the first group are electrically the skis are connected to the corona electrodes of the second group.
RU2007120639/06A 2007-06-01 2007-06-01 Bipolar ion generator RU2343361C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007120639/06A RU2343361C1 (en) 2007-06-01 2007-06-01 Bipolar ion generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007120639/06A RU2343361C1 (en) 2007-06-01 2007-06-01 Bipolar ion generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2343361C1 true RU2343361C1 (en) 2009-01-10

Family

ID=40374242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007120639/06A RU2343361C1 (en) 2007-06-01 2007-06-01 Bipolar ion generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2343361C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5542967A (en) High voltage electrical apparatus for removing ecologically noxious substances from gases
US685957A (en) Apparatus for the utilization of radiant energy.
JPS62841B2 (en)
CN100527550C (en) Ion generation apparatus
RU2343361C1 (en) Bipolar ion generator
KR102288840B1 (en) Air disinfection device and method of use thereof
US1507687A (en) Method and apparatus for electrical precipitation of suspended particles from gases
US1358031A (en) Gas purification
RU2388972C1 (en) Bipolar ion generator
RU2342603C1 (en) Bipolar ion generator
RU2301377C2 (en) Method of ionizing air and bipolar ion generator
RU2303751C2 (en) Bipolar generator of ions
RU2388971C1 (en) Bipolar ion generator
JPS594184B2 (en) Electrostatic precipitation method and apparatus
JPH08332410A (en) Dust neutralizing and coagulating system
PL427894A1 (en) Method for inactivation of micro-organisms in the air and the electric sterilizer
RU204900U1 (en) FAN-OZONATOR POWER SUPPLY
JP2004349145A (en) Ion generator and electric apparatus with ion generator
Kim et al. Micro dust removing by using Li+ batteries and Super cap parallel connection
UA101136C2 (en) Electric air sterilizer
SU1309334A1 (en) Device for bipolar ionization of gas flow
RU2763869C1 (en) Method for forming a complex voltage
SU1549540A1 (en) Method and apparatus for treating air in rooms
SU1287943A1 (en) Apparatus for feeding electrostatic precipitators
US2598337A (en) Electrical precipitator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150602