Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АЭРОИОНИЗАТОР
ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АЭРОИОНИЗАТОР

ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АЭРОИОНИЗАТОР

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для ионизации воздуха в целях профилактики и лечения болезней. Высокоэнергетический аэроионизатор содержит источник высоковольтного отрицательного напряжения и двухступенчатый ионизирующий элемент. Элемент выполнен в виде объемного электрода высокоэнергетической ступени, внутри которого установлен игольчатый электрод низкоэнергетической ступени. В полости объемного электрода установлен диэлектрический экран и решетка пассивных игольчатых электродов, направленных по оси излучения аэроионов. Выходная сетка выполнена трехмерной с глубиной ячеек, равной или большей их линейных размеров. Аэроионизатор обеспечивает продуцирование высокоэнергетических (Еи = 34 эВ) аэронов кислорода и последующее формирование ассоциаций аэронов, что позволяет повысить лечебно-оздоровительный эффект 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2170112
Класс(ы) патента: A61N1/44
Номер заявки: 2000105934/14
Дата подачи заявки: 10.03.2000
Дата публикации: 10.07.2001
Заявитель(и): Общество изобретателей и рационализаторов Республики Татарстан
Автор(ы): Бызов Ю.И.; Бызов С.Ю.
Патентообладатель(и): Общество изобретателей и рационализаторов Республики Татарстан
Описание изобретения: Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для электрической ионизации кислорода воздуха в целях профилактики и лечения болезней в санаторно-больничных, служебных и бытовых условиях.
Известен (см. А.Л.Чижевский. "Руководство по применению ионизированного воздуха". Госпланиздат, М.,1959 г., с. 49-52) генератор отрицательных гидрокислородных аэроионов, содержащий источник высоковольтного напряжения и ионизационную камеру, встроенную в централизованную, содержащую протяженные воздуховоды, вентиляционную систему. Внутри ионизационной камеры установлен стеклянный трубчатый электрод, соединенный с источником высоковольтного напряжения и водяным баком, а также стеклянная трубка с отверстиями, соединенная с кислородным баллоном. Генерируемые этим устройством тяжелые гидрокислородные аэроионы представляют собой микрокапли воды, которые несут на своей поверхности по тысяче и более легких отрицательных аэроионов кислорода O21- и O22-. Силы поверхностного натяжения микрокапель воды предохраняют расположенные на их поверхности аэроионы от деградации, т.е. перехода из высокоэнергетического возбужденного состояния в низкоэнергетическое под воздействием броуновских соударений тяжелого гидрокислородного аэроиона с одиночными нейтральными молекулами воздуха. Это увеличивает время жизни легких аэроионов, входящих в состав несущего их тяжелого аэроиона, чем достигается увеличение дальности распространения аэроионов по воздуховодам. Кроме того, это увеличивает лечебно-оздоровительный эффект устройства за счет повышения сохранности аэроионов при их прохождении по дыхательным путям бронхолегочной системы человека.
Недостатком этого генератора является формирование наряду с аэроионами кислорода большого количества гидроксильных радикалов OH-, которые вырабатываются вследствие воздействия высокого напряжения непосредственно на молекулы подаваемой воды H2О. Радикалы ОН- не заменяют аэроионов O21- и O22- в процессах метаболизма и поэтому являются разновидностью псевдоаэроионов, не оказывающих лечебного действия.
Известен также выбранный в качестве прототипа "Ионизатор кислорода воздуха" (см. патент РФ N 2126277, МКИ6 A 61 N 1/44, 1999 г.), который генерирует высокоэнергетические аэроионы O22-. Ионизирующие электроды этого устройства выполнены двухступенчатыми и состоят из объемного электрода высокоэнергетической ступени, содержащего образованную входной и выходной металлическими сетками электрически замкнутую полость ("клетку Фарадея"), внутри которой установлен игольчатый электрод низкоэнергетической ступени.
Это обеспечивает формирование внутри упомянутой полости первоначально низкоэнергетических аэроионов кислорода O21-, с энергией ионизации Eи = 12 эВ и последующее преобразование их в высокоэнергетические аэроионы O22-, имеющие энергию ионизации Eи=34 эВ. Такие аэроионы имеют повышенный химический потенциал, что позволяет достичь высокого лечебно-оздоровительного эффекта за счет улучшения полноты и своевременности обмена веществ в организме.
Недостатком этого устройства является малое время жизни генерируемых одиночных высокоэнергетических аэроионов O22-, которые при соударении с нейтральными молекулами воздуха через 1-2 сек переходят в низкоэнергетическое состояние O21-. Это существенно снижает количество высокоэнергетических аэроионов, достигающих альвеол легких. Энергетическая деградация, т.е. преобразование O22- в O21- продолжается и после усвоения одиночных аэроионов O22- эритроцитами крови, что также уменьшает лечебно-оздоровительный эффект.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение лечебно-оздоровительного эффекта генератора высокоэнергетических аэроионов путем формирования групп аэроионов, устойчивых к энергетической деградации при воздействии броуновских соударений с одиночными молекулами воздуха.
Поставленная задача решается тем, что в известном двухступенчатом высокоэнергетическом аэроионизаторе, содержащем источник высоковольтного отрицательного напряжения и двухступенчатый ионизирующий элемент, состоящий из подключенного к высоковольтному источнику игольчатого электрода низкоэнергетической ступени, установленного внутри объемного электрода высокоэнергетической ступени, выполненного в виде воздухопроницаемой электрически замкнутой полости, образованной электрогерметично соединенными входной и выходной металлическими сетками, во внутренней полости упомянутого объемного электрода высокоэнергетической ступени дополнительно установлены диэлектрический экран и закрепленная на его поверхности решетка из игольчатых электродов, направленных по оси излучения аэроионов, при этом входная сетка выполнена в виде системы отверстий в диэлектрическом экране, а выходная - в виде металлической трехмерной сотовой структуры, глубина ячеек которой равна или больше линейных размеров сотовых ячеек.
Введенные дополнительно во внутреннюю полость объемного электрода высокоэнергетической ступени диэлектрический экран и закрепленная на его поверхности решетка из игольчатых электродов создают во внутренней полости однородное линейное электростатическое поле, которое поляризует аэроионы O22-, O21-, а также молекулы нейтрального кислорода O20 и жестко ориентирует их в пространстве. Это, во-первых, создает условия для вторичной ионизации аэроионов O21- и преобразования их в аэроионы O22-, и, во-вторых, обеспечивает возникновение межмолекулярных сил диполь-дипольного кулоновского притяжения, которые объединяют одиночные высокоэнергетические аэроионы O22- и нейтральные молекулы кислорода O20, благодаря их энергии сродства к электрону, в устойчивые многозвенные ассоциации вида (2 O22- + 4 O20 ) n, классифицируемые как "средние" и "тяжелые" аэроионы.
Силы кулоновского взаимодействия суммарного заряда ассоциированных аэроионов с электростатическим полем, образованным в пространстве между остриями пассивных игольчатых электродов и внутренней стороной выходной трехмерной сотовой сетки, создают кинетическое ускорение ассоциированных аэроионов, которые благодаря значительной кинетической энергии их суммарной массы преодолевают энергетический барьер наружной стороны выходной трехмерной сотовой сетки и выходят во внешнее пространство в виде направленного потока.
Ассоциации аэроионов O22- с нейтральным кислородом сохраняют высокоэнергетические аэроионы O22- от энергетической деградации при броуновских соударениях с молекулами воздуха, что существенно повышает время жизни аэроионов O22- не только в воздухе помещения, но также в условиях воздействия влаги бронхолегочной системы.
В ассоциированном устойчивом виде аэроионы O22- усваиваются эритроцитами крови в процессе легочного газообмена и поступают с сохранением энергетического потенциала в клетки организма для участия во внутриклеточных молекулярных процессах обмена веществ.
Высокий энергетический потенциал молекул O22- обеспечивает существенное улучшение полноты и своевременности процессов метаболизма, что и создает достигаемое повышение лечебно-оздоровительного эффекта устройства.
На фиг. 1 представлена схема построения генератора высокоэнергетических аэроионов кислорода воздуха.
На фиг. 2 приведен упрощенный вид конфигурации ассоциированных аэроионов.
На фиг. 3 показана горизонтальная диаграмма распространения и распада ассоциированных аэроионов в воздухе помещения.
Высокоэнергетический аэроионизатор (фиг. 1) содержит объемный электрод высокоэнергетической ступени, выполненный в виде "клетки Фарадея", содержащей внутреннюю полость 2, входную сетку, выполненную в виде системы отверстий 3 для поступления воздуха, и выходную трехмерную сотовую сетку 4. Во внутренней полости 2 объемного электрода 1 установлен диэлектрический экран 5 с закрепленной на его поверхности решеткой пассивных игольчатых электродов 6, выполненных в виде острий, направленных по оси излучения аэроионов. Во внутренней полости 2 установлен также активный игольчатый электрод 7 низкоэнергетической ступени, соединенный с отрицательным выходом источника высоковольтного напряжения 8. Корпус высокоэнергетического электрода 1 соединен с заземленным положительным выходом источника высоковольтного напряжения 8 посредством резистора 9.
Корпус объемного электрода 1 высокоэнергетической ступени выполнен металлическим, или может быть изготовлен из пластмассы с металлизацией внутренней поверхности.
Выходная трехмерная сотовая сетка 4 имеет глубину h, величина которой больше или равна линейным размерам a, b сотовых ячеек.
Источник высоковольтного напряжения 8 может быть выполнен, например, по патенту РФ N 2014851, МКИ5 A 61 N 1/44, за 1994 г.
Высокоэнергетический аэроионизатор работает следующим образом. При подаче высоковольтного отрицательного напряжения на игольчатый электрод 7 низкоэнергетической ступени внутренняя полость 2 объемного электрода 1 высокоэнергетической ступени заполняется первичными низкоэнергетическими аэроионами вида O21-, O2(1-), а также свободными электронами e-.
Аэроионы O21- представляют собой молекулы кислорода (см. Н.С.Ахмеров "Общая и неорганическая химия": Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1981 г. , с. 314), которые вследствие внедрения в состав Прразр орбиталей одного избыточного электрона с энергией ионизации Eи1- = 12 эВ имеют увеличенное относительно невозбужденного состояния (rяя0 = 120,7•10-9 м, Eq0 = 494 кДж/мoль) межядерное расстояние rяя1- = 132•10-9 м, (Δrяя = 11,3•10-9 м), уменьшенную величину энергии диссоциации Eq1- = 394 кДж/моль и соответственно повышенную химическую активность A-1- = (Eq0 /Eq0-1)•100 = 25%.
Высокоэнергетические аэроионы O22- представляют собой молекулы кислорода, которые вследствие внедрения в состав Прразр орбиталей двух избыточных электронов, что достигается при энергии ионизации Eи2- = 34 эВ, имеют увеличенное межядерное расстояние rяя2- = 149•10-9 м, уменьшенную величину энергии диссоциации Eq2- = 210 кДж/моль и соответственно повышенную химическую активность A2- = 130%.
Псевдоаэроион O2(1-) представляет собой комплекс нейтральной молекулы кислорода и не входящего в ее состав электрона, присоединенного благодаря ее сродству к электрону, с понижением суммарной энергии комплекса на Eи = -0,8 эВ. При этом межядерное расстояние rяя0 и химическая активность молекулы кислорода остаются неизменными. При броуновских соударениях электрон легко переходит от одной молекулы к другой, что обеспечивает высокую эстафетную подвижность псевдоаэроионов в электростатическом поле.
Первичные низкоэнергетические аэроионы O21-, O2(1-), e- образуют во внутренней полости 2 высококонцентрированный объемный отрицательный заряд Q1. Часть этого заряда осаждается на поверхности диэлектрического экрана 5 и образует поверхностный заряд Q2.
Свободные электроны e- и псевдоаэроионы O2(1-) осаждаются также на решетке пассивных игольчатых электродов 6, и на внутренней поверхности объемного электрода 1 высокоэнергетической ступени, в том числе на выходной трехмерной сотовой сетке 4, внутренняя сторона которых по свойствам "клетки Фарадея" имеет нулевой потенциал. На наружной поверхности объемного электрода 1, и соответственно, на наружной стороне выходной трехмерной сотовой сетки 4 образуется поверхностный заряд Q3, который через резистор 9 стекает к заземленному положительному выходу источника высоковольтного напряжения 8.
Поверхностный заряд Q2 создает однородное электростатическое поле E1, направленное от поверхности диэлектрического экрана 5 к внутренней стороне выходной трехмерной сотовой сетки 4, имеющей нулевой потенциал. Электрической поле E1 поляризует молекулы нейтрального кислорода O20, а также соответственно первичные аэроионы O21- и двухзарядовые аэроионы O22, которые приобретают устойчивую пространственную ориентацию и под действием ускорения в электростатическом поле и тепловых соударений получают и накапливают кинетическую энергию движения по направлению силовых линий поля E1. При этом свободные электроны e- под действием электростатического поля E1 получают кинетическую энергию, достаточную для вторичной ионизации аэроионов O21- и их квантового преобразования в аэроионы O22- с энергией ионизации Eи = 34 эВ.
В процессе движения и взаимных соударений поляризованных и пространственно ориентированных молекул между ними возникают силы диполь-дипольного кулоновского притяжения, вследствие чего формируются устойчивые комплексы вида (2O22-+4O20) n. (фиг. 2), в которых межмолекулярные расстояния сопоставимы с размерами молекул, а суммарная энергия возбужденного состояния двух объединенных в группу аэроионов O22- снижается на 0,8 эВ•4 = 3,2 эВ, что обеспечивает устойчивость ассоциации. Наиболее вероятное количество аэроионов O22- в группе находится в пределах от n = 3 до n = 10 и не превышает n = 100.
Часть объемного заряда Q1, осаждающаяся на решетке пассивных игольчатых электродов 6, создает повышенную напряженность электростатического поля E2 между окончаниями острий и внутренней поверхностью трехмерной сотовой сетки 4. В результате кулоновского взаимодействия поля E2 и суммарного отрицательного заряда многозвенного ассоциированного аэроиона (2O22-+4O20)n, последний приобретает значительную суммарную кинетическую энергию, благодаря которой ассоциированная группа аэроионов проходит через ячейки выходной трехмерной сотовой сетки 4, преодолевая без изменения траектории электростатический барьер электрического поля E3, создаваемого электростатическим зарядом Q3. При этом одиночные легкие аэроионы O21-, O22-, а также свободные электроны e- и псевдоаэроионы O2(1-), имеющие относительно малую массу, не выходят во внешнее пространство, так как их кинетическая энергия недостаточна для преодоления энергетического барьера поля E3. Двигающиеся по силовым линиям поля E3, легкие аэроионы меняют траекторию движения и оседают на поверхности сотовой сетки 4, пополняя электростатический заряд Q3. Направленное движение ассоциированных аэроионов создает "электронный ветер", т.е. общее движение воздуха, в том числе и нейтрального азота N2. При этом взамен ушедшего из полости 2 ионизированного высокоэнергетическими аэроионами воздуха нейтральный воздух поступает в полость 2, через систему отверстий 3 в диэлектрическом экране 5.
На фиг. 3 приведена пространственная диаграмма распространения и распада ассоциированных аэроионов в воздухе помещения и зоны их энергетической деградации. В зоне 1 ассоциации (2O22- + 4O20)n двигаются перпендикулярно плоскости выходной трехмерной сотовой сетки 4 объемного электрода 1 высокоэнергетической ступени постепенно расходящимся пучком, достигая без энергетической деградации дальности 1,5-2 м. В точке А на расстоянии 0,5 м от сетки 4 создается наиболее высокая концентрация ассоциаций аэроионов O22- и обеспечивается максимальный лечебный эффект. В зоне II происходит распад ассоциаций (2O22-+4O20)n и энергетическая деградация аэроионов O22-, т.е. их преобразование в аэроионы O21-. Эта зона имеет меньший лечебно-оздоровительный эффект и является лечебно-профилактической. В зоне III наблюдаются только аэроионы O21-, которые нейтрализуются положительными аэроионами помещения, вследствие чего их концентрация с увеличением расстояния уменьшается до нулевых значений. Зона III является профилактической, имеющей относительно малый лечебный эффект.
Предлагаемый генератор высокоэнергетических аэроионов может быть использован для профилактики и лечения болезней в комплексе с другими лечебными мероприятиями, как средство, улучшающее обмен веществ, в том числе повышающее эффективность лекарственной терапии. В режиме постоянного индивидуального пользования генератор высокоэнергетических аэроионов может быть использован в бытовых и служебных условиях без возрастных ограничений для повышения физической и умственной работоспособности, для общего укрепления здоровья и профилактики заболеваний, в частности, при повышенных нагрузках, например, при занятиях спортом, при активной предпринимательской деятельности, при длительной работе с персональным компьютером и т.п.
В бытовых условиях генератор высокоэнергетических аэроионов может быть использован как эффективное средство для улучшения экологических характеристик комнатного воздуха, обеспечивающее общее укрепление здоровья.
Формула изобретения: Высокоэнергетический аэроионизатор, содержащий источник высоковольтного отрицательного напряжения и двухступенчатый ионизирующий элемент, состоящий из подключенного к высоковольтному источнику игольчатого электрода низкоэнергетической ступени, установленного внутри объемного электрода высокоэнергетической ступени, выполненного в виде воздухопроницаемой электрически замкнутой полости, образованной электрогерметично соединенными входной и выходной металлическими сетками, отличающийся тем, что внутри упомянутой полости объемного электрода высокоэнергетической ступени излучателя со стороны входной сетки установлены диэлектрический экран с системой воздухопропускающих отверстий и закрепленная на его поверхности решетка пассивных токопроводных игольчатых электродов, направленных по оси излучения аэронов, а выходная токопроводная сетка выполнена в виде трехмерной сотовой структуры с глубиной ячеек, равной или большей их линейных размеров.