Ионизатор воздуха журнал радио



Ионизатор воздуха журнал радио

Б.ИВАНОВ, г. Москва
(Журнал «Радио», № 1, 1997 г., с. 36, 37.)

О «Люстре Чижевского» в последние годы немало пишут в газетах, вещают по радио, упоминают в телевизионных передачах. Более того, ей были посвящены доклады на Международной конференции «Конверсия: социально-экологические и экономические аспекты», прошедшей в Российской академии государственной службы при Президенте Российской Федерации в апреле прошлого года.

Об уникальном изобретении нашего гениального соотечественника Александра Леонидовича Чижевского, столетие со дня рождения которого отмечается в феврале текущего года, о самостоятельном изготовлении «люстры» в домашних условиях и правилах ее эксплуатации рассказывается в предлагаемой статье. Любую консультацию в процессе изготовления и эксплуатации установки можно получить по тел.: (095) 207-88-18.

Большинство из нас уделяет много внимания тому, что мы едим и пьем, какой ведем образ жизни, и в то же время совершенно ничтожный интерес проявляем к тому, чем мы дышим.

«Построив себе жилище, — говорил профессор А. Л. Чижевский, — человек лишил себя нормального ионизированного воздуха, он извратил естественную для него среду и вступил в конфликт с природой своего организма» [1].

В самом деле, многочисленные электрометрические измерения показали, что воздух лесных массивов и лугов содержит от 700 до 1500, а иногда и до 15 000 отрицательных аэроионов в кубическом сантиметре. Чем больше аэроионов содержится в воздухе, тем он полезнее. В жилых же помещениях их число падает до… 25 в кубическом сантиметре. Такого количества едва-едва хватает для поддержания процесса жизни. В свою очередь, это способствует быстрой утомляемости, недомоганиям и даже заболеваниям.

Увеличить насыщенность воздуха в помещении отрицательными аэроионами можно с помощью специального устройства — аэроионизатора. Уже в 20-х годах профессором А. Л. Чижевским был разработан принцип искусственной аэроионизации и создана первая конструкция, впоследствии получившая название «Люстра Чижевского». На протяжении многих десятилетий аэроионизаторы Чижевского прошли всестороннюю проверку в лабораториях, медицинских учреждениях, в школах и детских садах, в домашних условиях и показали высокую эффективность аэроионизации как профилактического и лечебного средства.

С 1963 г., после знакомства с А. Л. Чижевским, автор этих строк занимается внедрением аэроионификации в быт, поскольку ученый считал, что аэроионизатор должен войти в наше жилище так же, как газ, водопровод и электрический свет. Благодаря активной пропаганде аэроионификации сегодня «Люстры Чижевского» изготавливаются некоторыми предприятиями. К сожалению, высокая стоимость их не позволяет порою приобретать подобные устройства для дома. Не случайно многие радиолюбители мечтают построить аэроионизатор своими силами. Поэтому рассказ пойдет об устройстве простейшей конструкции, собрать которую под силу даже начинающему радиолюбителю.

Основные узлы аэроионизатора — электроэффлювиальная «люстра» и преобразователь напряжения. Электроэффлювиальная «люстра» (рис. 1) — это генератор отрицательных аэроионов. «Эффлювий» по-гречески означает «истечение». Это выражение характеризует рабочий процесс образования аэроионов: с заостренных частей «люстры» с большой скоростью (обусловленной высоким напряжением) стекают электроны, которые затем «налипают» на молекулы кислорода. Возникшие таким образом аэроионы тоже обретают большую скорость. Последняя обусловливает «живучесть» аэроионов.

От конструкции «люстры» во многом зависит эффективность работы аэроионизатора. Поэтому и к изготовлению ее следует отнестись с особым вниманием.

Основа «люстры» —легкий металлический обод (например, стандартное гимнастическое кольцо «хула-хуп») диаметром 750…1000 мм, на котором натягивают по взаимно перпендикулярным осям с шагом 35…45 мм оголенные или облуженные медные провода диаметром 0,6…1,0 мм. Они образуют часть сферы — сетку, провисающую вниз. В узлах сетки впаяны иглы длиной не более 50 мм и толщиной 0,25…0,5 мм. Желательно, чтобы они были максимально заточены, поскольку ток, поступающий с острия, увеличивается, а возможность образования побочного вредного продукта — озона уменьшается. Удобно использовать булавки с колечком, которые обычно продаются в магазинах канцелярских принадлежностей (булавка цельнометаллическая одностержневая тип I-30 — так называется продукция Кунцевского игольно-платинного завода).

К ободу «люстры» через 120° прикреплены три медных провода диаметром 0,8…1 мм, которые спаяны вместе над центром обода. К этой точке подводится высокое напряжение. За эту же точку «люстра» крепится с помощью рыболовной лески диаметром 0,5…0,8 мм к потолку или кронштейну на расстоянии не менее 150 мм.

Преобразователь напряжения необходим для получения высокого напряжения отрицательной полярности, питающего «люстру». Абсолютная величина напряжения должна быть не менее 25 кВ. Только при таком напряжении обеспечивается достаточная «живучесть» аэроионов, обеспечивающая им проникновение в легкие человека.

Для помещения типа классной комнаты или школьного спортивного зала оптимальным является напряжение 40…50 кВ. Получить то или иное напряжение нетрудно, наращивая количество умножи-тельных каскадов, однако чрезмерно увлекаться высоким напряжением не следует, поскольку появляется опасность возникновения коронного разряда, сопровождаемого запахом озона и резким снижением эффективности работы установки.

Схема простейшего преобразователя напряжения, прошедшего буквально двадцатилетнюю проверку на повторяемость [2], приведена на рис. 2 а. Особенностью его является непосредственное питание от сети.

Работает устройство так. Во время положительного полупериода сетевого напряжения через резистор R1, диод VD1 и первичную обмотку трансформатора Т1 заряжается конденсатор С1. Тринистор VS1 при этом закрыт, поскольку отсутствует ток через его управляющий электрод (падение напряжения на диоде VD2 в прямом направлении мало по сравнению с напряжением, необходимым для откры-вания тринистора).

При отрицательном полупериоде диоды VD1 и VD2 закрываются. На катоде тринистора образуется падение напряжения относительно управляющего электрода (минус — на катоде, плюс — на управляющем электроде), в цепи управляющего электрода появляется ток и тринистор открывается. В этот момент конденсатор С1 разряжается через первичную обмотку трансформатора. Во вторичной обмотке появляется импульс высокого напряжения (трансформатор повышающий). И так — каждый период сетевого напряжения.

Импульсы высокого напряжения (они двусторонние, поскольку при разрядке конденсатора в цепи первичной обмотки возникают затухающие колебания) выпрямляются выпрямителем, собранным по схеме умножения напряжения на диодах VD3–VD6. Постоянное напряжение с выхода выпрямителя поступает (через ограничительный резистор R3) на электро-эффлювиальную «люстру».

Резистор R1 может быть составлен из трех параллельно соединенных МЛТ-2 сопротивлением по 3 кОм, a R3 — из трех–четырех последовательно соединенных МЛТ-2 общим сопротивлением 10…20 МОм. Резистор R2 — МЛТ-2. Диоды VD1 и VD2 — любые другие на ток не менее 300 мА и обратное напряжение не ниже 400 В (VD1) и 100 В (VD2). Диоды VD3–VD6 могут быть, кроме указанных на схеме, КЦ201Г–КЦ201Е. Конденсатор С1 — МБМ на напряжение не ниже 250 В, С2 — С5 — ПОВ на напряжение не ниже 10 кВ (С2 — не ниже 15 кВ). Конечно, применимы и другие высоковольтные конденсаторы на напряжение 15 кВ и более. Тринистор VS1 — КУ201К, КУ201Л, КУ202К–КУ202Н. Трансформатор Т1 — катушка зажигания Б2Б (на 6 В) от мотоцикла, но можно использовать и другую, например от автомобиля.

Весьма привлекательно применение в аэроионизаторе телевизионного трансформатора строчной развертки ТВС-110Л6, вывод 3 которого соединяют с конденсатором С1, выводы 2 и 4 — с «общим» проводом (управляющий электрод тринистора и другие детали), а высоковольтный провод — с конденсатором СЗ и диодом VD3 (рис. 2 б). В этом варианте, как показала практика, желательно использовать высоковольтные диоды 7ГЕ350АФ либо КЦ105Г и другие диоды с обратным напряжением не менее 8 кВ.

Монтировать детали аэроионизатора следует в корпусе соответствующих габаритов так, чтобы между выводами высоковольтных диодов и конденсаторов было достаточное расстояние (рис. 3). Еще лучше после монтажа покрыть эти выводы расплавленным парафином — тогда удастся избежать появления коронного разряда и запаха озона.

Аэроионизатор не нуждается в налаживании и начинает работать сразу после включения в сеть. Изменять постоянное напряжение на выходе аэроионизатора можно подбором резистора R1 или конденсатора С1. Для некоторых экземпляров тринисторов иногда нужно подобрать резистор R2 по моменту открывания тринистора при минимальном сетевом напряжении.

Как убедиться в нормальной работе аэроионизатора?
Простейший индикатор — вата. Небольшой кусочек ее притягивается к «люстре» с расстояния 50…60 см. Поднеся (осторожно!) руку к остриям игл, уже на расстоянии 7…10 см ощутите холодок — электронный ветерок — «эффлювий». Это укажет на исправность аэроионизатора. Но для большей убедительности желательно проверить его выходное напряжение статическим вольтметром — оно должно быть не менее 25 кВ (для бытовых «Люстр Чижевского» рекомендуется напряжение 30…35 кВ). Если нет нужного измерительного прибора, можно воспользоваться простейшим способом определения высокого напряжения. В П-образной пластине из органического стекла сверлят в центрах отгибов отверстия, нарезают резьбу М4 и ввертывают винты с заостренными концами головками наружу. Подключив один винт к выходному выводу аэроионизатора, а другой — к общему проводу, изменяют расстояние между винтами (конечно, при выключенном из сети устройстве) так, чтобы между их концами началось интенсивное свечение либо проскакивание пробойной искры. Расстояние в миллиметрах между концами винтов можно считать значением высокого напряжения аэроионизатора в киловольтах.

При работе аэроиониаатора не должно быть никаких запахов.
Это особо оговаривал профессор А. Л. Чижевский. Запахи — признак вредных газов (озона или окислов азота), которые не должны образовываться у нормально работающей (правильно сконструированной) «люстры». При их появлении еще раз нужно осмотреть монтаж конструкции и подключение преобразователя к «люстре».

О технике безопасности.
Аэроионизатор — высоковольтная установка, поэтому при его налаживании и эксплуатации должны соблюдаться меры предосторожности. Высокое напряжение само по себе неопасно. Решающее значение имеет сила тока. Как известно, опасен для жизни ток свыше 0,03 А (30 мА), особенно если он протекает через область сердца (левая рука — правая рука). В нашем аэроионизаторе максимальная сила тока в сотни раз меньше допустимого. Но это вовсе не означает, что прикосновение к высоковольтным частям установки безопасно — вы получите ощутимый и неприятный укол искрой разрядки конденсаторов умножителя. Поэтому при всякой перепайке деталей или проводов в конструкции выключите ее из сети и замкните высоковольтный провод умножителя на заземленный (соединенный с общим проводом) вывод обмотки II (нижний по схеме).

О сеансах аэроионизации.
При сеансе следует находиться не ближе 1…1,5 м от «люстры». Достаточная продолжительность ежедневного сеанса в обычном помещении 30…50 мин. Особенно благотворное влияние оказывают сеансы перед сном.

Помните, что аэроионизатор не исключает вентиляцию помещения — аэроионизировать следует полноценный (т. е. нормального процентного состава) воздух. В помещении с плохой вентиляцией аэроионизатор надо включать периодически в течение всего дня через некоторые интервалы времени. Электрическое поле аэроионизатора очищает воздух от пыли.

Разумеется, предложенная конструкция преобразователя напряжения — не единственная, предназначенная для повторения в любительских или промышленных условиях. Существует немало других устройств, выбор каждой из них определяется в зависимости от наличия деталей. Подойдет любая конструкция, обеспечивающая выходное постоянное напряжение не ниже 25 кВ. Об этом должны помнить все конструкторы, пытающиеся создать и реализовывать аэроионизаторы с низковольтным (до 5 кВ!) питанием. Пользы от таких устройств не было и быть не может [1]. Довольно высокую концентрацию аэроионов они создают (измерительные приборы это фиксируют), но аэроионы «мертворожденные», не способные достичь легких человека. Правда, воздух в помещении очищается от пыли, но ведь этого мало для жизнеобеспечения организма человека.

Нет надобности изменять и конструкцию «люстры» — отклонения от предложенной профессором А. Л. Чижевским конструкции могут привести к появлению посторонних запахов, вырабатыванию различных окислов, что в итоге снизит эффективность действия аэроионизатора. Да и называть отличающуюся конструкцию «Люстрой Чижевского» уже нельзя, поскольку ученый подобных устройств не разрабатывал и не рекомендовал. А профанация великого изобретения недопустима.

ЛИТЕРАТУРА:
1. Чижевский А. Л. Аэроионификация в народном хозяйстве. — М.: Госпланиздат, 1960 (2-е изд. — Стройиздат, 1989).
2. Иванов Б. С. Электроника в самоделках. — М.: ДОСААФ, 1975. (2-е изд. — ДОСААФ, 1981).
3. Чижевский А. Л. На берегу Вселенной. — М.: Мысль, 1995.
4. Чижевский А. Л. Космический пульс жизни. — М.: Мысль, 1995.

Источник

Блоки питания для «люстры Чижевского».

Просянов А., Калашник В. // Журнал «Радио», 2013, № 9, с. 23-25.

Александр Леонидович Чижевский (1897-1964) разработал настолько совершенную конструкцию электроэффлювиальной «люстры», что нет необходимости в её модернизации.
А вот громоздкие и тяжёлые блоки питания высокого напряжения первых «люстр» были весьма далеки от идеала.
По мере появления новых электронных компонентов снижаются габариты и масса блоков питания.
В предлагаемой подборке рассказано о двух таких блоках питания.
Автор доработал блок питания, сконструированный Б.С.Ивановым и вначале описанный в его книге [1] в 1975 г., а затем — в журнале «Радио» [2].
Цели доработки — повышение надёжности блока, введение индикатора высокого напряжения, применение менее габаритных деталей.
Отмечено, что на резисторе R2 (см. схему на рис. 2 в [2]) рассеивается мощность больше номинальной (2 Вт), что снижает надёжность блока.

Рис. 1

Схема доработанного блока показана на рис. 1.
Упомянутый выше резистор R2 заменён двумя последовательно соединёнными R1 и R2 сопротивлением по 10 кОм и мощностью 2 Вт.
Диоды Д205 и Д203 — КД105Г (VD1 и VD2) меньших размеров.
Трансформатор ТВС-110Л6 от лампового телевизора также заменён малогабаритным ТВС-90П4 (Т1) от полупроводникового телевизора.
Его обмотки I и II включены так же, как в исходном блоке питания.
Импульсное напряжение с обмотки II подаётся на выпрямитель с умножением напряжения, в который входят высоковольтный конденсатор C2 и умножитель U1, переделанный на выходное напряжение минусовой полярности по методике, описанной в статье [3].
В разрыв цепи общего провода умножителя включён резистор R4, который, по мнению автора, повышает надёжность запуска этого узла, когда все его конденсаторы разряжены.
Высокое напряжение минусовой полярности через токоограничивающий резистор R6 подаётся на «люстру Чижевского».
Особенность трансформатора ТВС-90П4 — наличие дополнительной вторичной обмотки III.
Она использована для питания светодиода HL1 — индикатора наличия высокого напряжения.
Для этой цели ток в цепи обмотки, ограниченный резистором R5, выпрямляется диодным мостом VD3-VD6 и подаётся на светодиод HL1.
Конденсатор C3 сглаживает импульсы напряжения на светодиоде и соответственно тока через него.
Светящийся индикатор HL1 свидетельствует о наличии импульсного напряжения на вторичных обмотках трансформатора Т1 и высокого напряжения на выходе блока питания, разумеется, при исправном умножителе напряжения.
Желаемую яркость свечения индикатора HL1 устанавливают подбором резистора R5.
Такая индикация высокого выходного напряжения очень удобна и совершенно безопасна по сравнению с другими способами, описанными в статье [2]: с помощью ваты, искрового разрядника или приближения руки к иглам «люстры» на расстояние 7. 10 см.
В блоке питания применены резисторы R1, R2, R4 — МЛТ-2; R3 — ПЭВ-10; R5 — МЛТ-0,125; R6 — КЭВ-2.
Конденсаторы C1 — К73-17, C2 — К73-14, C3 — импортный оксидный малогабаритный.

Блок питания помещён в корпус из прозрачного полистирола. Его внешний вид со снятой крышкой корпуса показан на рис. 2.

Рис. 2

После отключения блока питания от сети конденсаторы умножителя напряжения долго остаются заряженными, в результате чего на иглах «люстры» сохраняется высокое напряжение.
Для разрядки этих конденсаторов автор применяет разрядник, схема которого показана на рис. 3.

Рис. 3

Он содержит два последовательно соединённых резистора R1 и R2 из серии КЭВ суммарным сопротивлением около 1 ГОм.
Внешний вид разрядника показан на рис. 4.
Резисторы размещены в трубке из органического стекла длиной 17 см и с толщиной стенок 4 мм.
Минусовый электрод — медная пластина длиной 27 мм, шириной 6 мм и толщиной 0,5 мм. Допустимо использовать отрезок жала паяльника длиной около 3 см.
Плюсовой электрод — зажим «крокодил», соединённый с левым по схеме выводом резистора R1 гибким многожильным проводом МГШВ длиной около метра.
Для разрядки конденсаторов умножителя напряжения достаточно прикоснуться на 5. 7 с минусовым электродом разрядника к иглам «люстры» или выходу блока питания.
При этом плюсовой электрод разрядника должен быть соединён с общим проводом блока питания.

В случае необходимости разрядник может быть легко переделан в киловольтметр.
Для этого в разрыв гибкого провода на расстоянии 20.30 см от плюсового электрода включают любой микроамперметр постоянного тока с пределом измерения 50 мкА.
Так как суммарное сопротивление резисторов R1 и R2 близко к 1 ГОм, значение тока, показанное микроамперметром, будет примерно равно значению напряжения в киловольтах.

Автор рассмотрел работу того же блока питания конструкции Б. С. Иванова [1, 2] и пришёл к выводу, что недостаток устройства — наличие мощного тепловыделяющего резистора R1 (см. схему на рис. 2 в [2]).
Другой недостаток — наличие диода VD2 в цепи контура, образованного конденсатором С1 и обмоткой I трансформатора Т1. Любой «лишний» элемент снижает добротность контура.
В блоках питания, описанных в статьях [4, 5], встречно-параллельно тринистору подключён диод, что позволяет отказаться от мощного резистора.
В статье [5] диод VD2 выведен из контура. Но, по мнению автора, тринистор не очень хорошо подходит для коммутации колебательного контура.
При разработке блока питания была поставлена задача заменить тринистор более современным элементом — мощным высоковольтным ключевым полевым транзистором (во время разработки блока питания [1] таких транзисторов ещё не было. — Прим. ред.).
Схема блока питания показана на рис. 5.

Рис. 5

Устройство работает так.
Когда на верхнем по схеме сетевом проводе по отношению к нижнему (общему проводу) действует полуволна сетевого напряжения плюсовой полярности, через диод VD5 и первичную обмотку (I) трансформатора Т1 заряжается конденсатор С3.
Через диод VD2 — конденсатор С2 до напряжения, ограниченного стабилитроном VD1. Это напряжение используется для питания фототранзистора оптрона U1.1 и микросхемы DA1.
Одновременно через диод VD3, на котором падает напряжение 0,7 В, проходит ток, ограниченный резисторами R4 и R5.
При этом стабилитрон VD4 закрыт, через излучающий диод оптрона U1.1 ток не идёт, поэтому фототранзистор оптрона закрыт.
Интегральный таймер DA1 включён как инвертор, имеющий характеристику переключения с гистерезисом.
На выводах 2 и 6 микросхемы DA1 присутствует высокий уровень. На его выходе (выводе 3) и соответственно на затворе транзистора VT1 будет низкий уровень, поэтому транзистор VT1 закрыт.
Вывод 7 таймера — выход с открытым коллектором — соединён с затвором транзистора VT1, что обеспечивает быструю разрядку ёмкости затвора и форсированное закрывание этого транзистора.
Когда напряжение сети меняет полярность, диодVD3 закрывается.
Стабилитрон VD4 будет закрыт до тех пор, пока напряжение сети не возрастёт до 9,6 В (сумма напряжения стабилизации стабилитрона VD4 (8 В) и падения напряжения на открытом излучающем диоде оптрона (около 1,6 В)).
Это время паузы для завершения переходных процессов. По её окончании стабилитрон VD4 открывается, включается излучающий диод оптрона, открывается фототранзистор оптрона.
Напряжение на выводах 2 и 6 микросхемы DA1 падает до низкого уровня, высокий уровень напряжения на выходе (вывод 3) открывает полевой транзистор VT1.
Открытый канал транзистора VT1 проводит ток при любой полярности напряжения и, в отличие от тринистора, не закрывается при прекращении тока через него, поэтому происходит колебательный процесс разрядки конденсатора С3 на первичную обмотку трансформатора Т1.
Внутренний диод полевого транзистора не мешает этому режиму, так как открытый канал его шунтирует.
В результате этого стало возможным значительно уменьшить сопротивление токоограничивающего резистора R2 и ёмкость конденсатора С3.
На вторичной обмотке транс-форматораТ1 также возникают затухающие колебания, поступающие на умножитель напряжения, собранный на диодах VD6-VD11 и конденсаторах С4-С9.
Постоянное напряжение с выхода умножителя через токоограничивающие резисторы R8 и R9 подают на «люстру».

В блоке питания применены конденсаторы С1 — К73-17,С2 -К50-35,С3 — К78-2 (автор применил три параллельно соединённых конденсатора суммарной ёмкостью 0,2 мкФ), С4-С9 могут быть из серий К73-13 или КВИ-3,
Т1 — трансформатор строчной развёртки ТВС-110Л6 от чёрно-белого телевизора.
Хорошие результаты получаются при использовании строчных трансформаторов ТВС-110ПЦ15 и ТВС-110ПЦ16 от цветных телевизоров.
Можно использовать умножитель напряжения УН9/27-1,3, переделанный на выходное напряжение минусовой полярности, как описано в статьях [3, 5].

Рис. 6

Большинство деталей смонтированы на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.
Чертёж платы со стороны печатных проводников показан на рис. 6.
Детали установлены на другой стороне платы.
Там же установлены две перемычки: одна соединяет выводы 4 и 8 микросхемы DA1, другая — её вывод 7 с затвором транзистора VT1.
На корпусе этого транзистора закреплён теплоотвод — алюминиевая пластина толщиной 1 мм и площадью около 10 см2.
Внешний вид платы с деталями показан на рис. 7.

Рис. 7

При правильном монтаже блок питания не требует налаживания.
Регулировать значение высокого напряжения на выходе можно подбором конденсатора С3.
При налаживании и эксплуатации должны соблюдаться меры безопасности.
При всякой перепайке деталей или проводов надо обязательно отключить устройство от сети и соединить выход высокого напряжения с общим проводом (для этого весьма удобен описанный выше разрядник).

Литература:
1. Иванов Б. С. Электроника в самоделках. — М.: ДОСААФ, 1975 (2-е изд. ДОСААФ, 1981).
2. Иванов Б. «Люстра Чижевского» — своими руками. — Радио, 1997, № 1, с. 36, 37.
3. Алексеев А. «Горный воздух» на основе строчной развёртки. — Радио, 2008, № 10, с. 35, 36.
4. Бирюков С. «Люстра Чижевского» — своими руками. — Радио, 1997, № 2, с. 34, 35.
5. Мороз К. Усовершенствованный блок питания для «люстры Чижевского». — Радио, 2009, № 1, с. 30

Источник