Технический уровень и тенденция развития «Ионизаторов воздуха»

Одним из первых ионизаторов воздуха, созданных в нашей стране, был электроэффлювиальный ионизатор Соколова, усовершенствованный затем Чижевским А.Л. Ионизатор последнего представлял металлическую сетку -"люстру", подвешенную на изоляторах и соединенную с источником высо­кого напряжения (порядка 70-100 кВ). Сетка имела определенное коли­чество металлических игл - острий, у которых, при подаче высокого напряжения, возникал коронный разряд, ионизирующий слой воздуха, находящийся под сеткой. Образующиеся у остриев электроны и ионы при­обретают такую большую скорость, что при столкновении с молекулами воздуха ионизируют их, образуя ионы отрицательного знака. Недостатками этого ионизатора являются: применение в генера­торе сильного электрического поля с недостаточной степенью выпрямле­ния тока промышленной частоты; образование физиологически активных газов (озона, окислов азота).

Дальнейшее развитие устройств ионизации пошло по пути использования в них известных физических явлений. Так, используя радиоактивные из­лучения для ионизации воздуха, в 30-х годах А.Б. Вериго и В.А. Подерник разработали радиоактивный генератор аэроионов. Эти радиевые аэ­роионизаторы конструкции Вериго и Подерника имели существенный недо­статок - возможность соприкосновения обслуживающего персонала с от­крытым слоем радиоактивного вещества на электродах.

В современных термоионизаторах, созданных на кафедре физики Тартуского государственного университета, источником ионизации служит нихромовая спираль, укрепленная в полусферическом отражателе. В иони­заторах данного типа достигается практически полная униполярность генерируемых ионов и достаточно высокая их концентрация. Они весьма эффективны в тех случаях, когда целесообразно сочетание аэроионоте­рапии с тепловым эффектом, но они не получили широкого распростране­ния, т. к. при их работе образуются много вредных биологически актив­ных газов.

Е.А. Чернявским создан гидродинамический ионизатор воздуха, в ко­тором для искусственной аэроионизации использован принцип баллоэлектрического эффекта. Одной из важнейших особенностей гидроаэроионизаторов является образование в процессе их работы не только легких га­зовых ионов, но и легких гидроионов. Чернявским было создано 11 моде­лей гидроаэроионизаторов, предназначенных для группового лечения. Наибольшее распространение в медицинских учреждениях получил иониза­тор подобного типа «Серпухов-1», обеспечивающий вблизи прибора до­вольно высокую концентрацию ионов до 500,000 в 1 см³ воздуха (на рас­стоянии 15 см от прибора) при коэффициенте униполярности 0,2-0,3. Преимуществом данной модели гидроионизатор является помимо простоты устройства и дешевизны, её экономичность.

В ходе проведенного поиска по патентной и научно-технической информации установлено, что наибольшее внимание уделяется вопросам разработки и совершенствования аэроионизаторов воздуха с коронным разрядом.

В 1969 году в отделе клинической биофизики Р.М.И. был создан генератор аэроионов "Ионотрон" с программным управлением для иониза­ции воздуха. Эта конструкция обеспечивает широкий поток легких отри­цательных аэроионов в заданном направлении.

Отделом клинической биофизики Рижского медицинского оборудованиясовместно с Рижским заводом полупроводниковых приборов был разрабо­тан генератор аэроионов "Рига". Ионизатор предназначен для коррекции ионного режима в жилом или служебном помещении, для индивидуальной профилактики и лечения по предписанию врача. Достоинства этого иони­затора:

1. низкое напряжение на коронирующом электроде
2. оригинальная конструкция
3. добавочный электрод. 

Все это дает возможность предотвратить повышение содержания озона и окислов азота в воздухе. С 1974 года министерством здравоохранения СССР разрешено серийное производство этого ионизатора "Рига" . Коэффициент униполярности был примерно равен единице.

В 1982 году разработан новый способ получения легких отрицатель­ных ионов воздуха и устройство для его осуществления. Это универсаль­ный стабилизирующий аэроионизатор "Москва-1", который обеспечивает стабильность процесса получения аэроионов при изменениях напряжения питания, осуществляет контроль потока ионов для определения уровня ионизации воздуха.

За рубежом разработкой устройств ионизации занимаются все веду­щие страны, но промышленно освоенные образцы выявлены только у фирмы Medicor (Венгрия) – «Ионизатор для автомобилей» и "Софийского завода электронных преобразовательных элементов - ионизатор «АЕМ-3», схема которого реализована на базе однофазного умножителя. Оба ионизатора были биполярными с коэффициентом униполярности около единицы.

В ходе проведенного поиска по патентной и научно-технической ин­формации установлено, что в настоящее время используются следующие принципы ионизации воздуха с помощью: 

1. коронирующего разряда
2. радиоак­тивных изотопов
3. термоэлектронных процессов
4. облучения ультрафиолето­выми лучами
5. гидроионизации

Известные ультрафиолетовые генераторы аэроионов не получили широкого распространения,. т.к. при их работе образуется много вредных биологически активных газов. Наибольшее распространение получили ионизаторы с коронным разря­дом как для группового, так и для индивидуального пользования.

Многочисленные исследования, проведенные в нашей стране и за рубежом показали, что легкие аэроионы, получаемые с помощью ионизаторов, повышают газообмен, снижают утомляемость, сокращают заболеваемость инфекционными болезнями, создают бодрый нервно-психи­ческий тонус, способствуют быстрому восстановлению трудоспособности.

Кроме положительных воздействий на организм при генерировании ионов методами коронного разряда, нагревания тела, ультрафиолетового облучения помимо ионов, называемых малыми, в воздухе образуется зна­чительное количество побочных больших ионов, вторичных элементов, опасных концентраций окислов озона и азота, которые при определенных концентрациях оказывают вредное влияние. Так атомы O и N комбиниру­ют с образованиями NO, N₂O₃, N₂O₅ и т.п., при последующем реаги­ровании с парами воды образуют азотную кислоту. Озон при вдыхании раздражает ткани человека из-за окисления. Эти типы генераторов ио­нов не могут быть успешно использованы для ионизации воздуха в поме­щении, где присутствуют люди.

Анализ применения радиоактивных изотопов в качестве ионизаторов воздуха не приводит к образованию побочных частиц, что способствует успешному применению и разработке устройств на основе различных изо­топов и способствует улучшению качества ионизации воздуха и не ока­зывает вредных воздействий на человека. Одним из первых таких ионизаторов был ионизатор «Янтарь», разработанный в Казанском Авиационном Институте, имел коэффициент униполярности, равный 0,7, и регулируемую концентрацию аэроионов от 20,000 до 150,000 на см³. Но ввиду того, что в гражданской отрасли использование изотопных ионизаторов невозможно, остается возможность использовать только тщательно отработанные и настроенные биполярные ионизаторы воздуха на основе коронного разряда, напряжение на иглах которых не превышает 3-6 киловольт.

Из всего вышесказанного можно сделать интересные выводы:

1. Биполярные ионизаторы (на основе изотопов или коронного разряда) разрабатывались еще в далекие шестидесятые годы, и именно биполярным ионизаторам были уделены почти все исследования. Засилье униполярных ионизаторов в наше время объясняется простотой изготовления, для их изготовления практически не нужно никаких знаний в области ионизации воздуха. Униполярным ионизаторам ни одно более менее серьезное НИИ никогда не уделяло большого внимания из за их бесперспективности
2. Для того, чтобы легкие аэроионы не превращались в средние и тяжелые, воздух около ионизатора обязательно нужно разгонять вентилятором, иначе до организма дойдут только вредные, «дряхлые» аэроионы.
3. Ионизаторы на основе фотокатализа (ультрафиолетовые лампы) не нашли широкого применения еще полвека назад из за образования вредных газов, на которые сегодня жалуются многие потребители
4. Для эффективной работы, ионизаторы должны тщательно настраиваться при помощи счетчиков аэроионов, чтобы концентрация и униполярность ионов была в необходимых пределах. Биполярные ионизаторы практически все имеют возможность такой настройки, а униполярные – напротив, не имеют никаких регулировок

НПФ "ЯНТАРЬ" (www.ionization.ru)
ПОЛНОЕ ИЛИ ЧАСТИЧНОЕ ЦИТИРОВАНИЕ ДАННОЙ СТАТЬИ ЗАПРЕЩЕНО