一种负离子发生体的制作方法
专利名称：一种负离子发生体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可发生负离子的器件。
背景技术：
已有的研究表明，当人们在有一定浓度的负离子环境中吸进负离子时，进入人体血液中的氧压会增加25％，从而可保证人体的供氧充足，特别是使人的中枢神经系统的功能加强，为人体的健康长寿带来一系列的效果。这是有关负离子有益作用的基本原理之一。
负离子对人体的有益作用主要表现在于使人镇静、镇痛、镇咳、止汗、止痒、催眠、利尿、降血压、降血脂、增进食欲、防止疲劳、使人头脑清醒，从而提高人们的工作、学习效率，维护人们的健康长寿，并可用于治疗各种疾病。阳离子对人体有害，它对人体的作用与负离子正好相反，但负离子可以抵消阳离子对人体的不利影响。
研究表明在海滨、森林、瀑布等处，空气中的负离子浓度有时可达到1～2万个/立方厘米，具有疗养作用，郊区空气中含有1000个/立方厘米，而在城市的办公室里只有150个/立方厘米，家庭住房内只有100～150个/立方厘米，空调间或冬季取暖的密闭环境里更少，只有0～25个/立方厘米。清新空气的负离子标准浓度为每立方厘米空气中不应低于1000到1500个。
负离子对人体健康的意义还在于它具有良好的空气净化作用。这种作用表现在负离子能除菌、除尘，能有效净化NOx、SO2、NH3、HCHO、CO2、VOC及香烟气等有害气体，去除异味，使环境的纯净和清新度提高。
负离子被誉为“空气维生素”，人们通过人工手段来增加室内小气候环境的负离子含量，最常用的方法就是采用空气负离子发生器，包括电晕放电式负离子发生器和水激式负离子发生器。
电晕放电式负离子发生器是在针头上加几千到几万伏负高电压，在针头周围形成一个离子电晕。当沿针头流动的电子离开针头时，因具有相当高的能量，与气体分子碰撞时能使其外层电子摆脱分子成为自由电子，这些自由电子再被其他分子捕获即成为负离子。这种负离子发生器由于具有高电压，会伴生臭氧和氮氧化物，当这些物质超过一定浓度时会对人体产生不利影响。电晕放电式空气负离子发生器是目前普遍采用的一种形式。
水激式空气负离子发生器是在高速运动下把水打成1μm以下的细雾，从而产生空气负离子。这种发生器的最大优点是不会产生臭氧和氮氧化物。但由于使用这种发生器时，会使空气湿度升高，增加空调负荷，同时需定期加水，操作麻烦，造价和运行费用高。
中国专利申请00111634.7提出了一种可以释放负离子的内墙涂料添加剂以及水性或油性内墙涂料，该内墙涂料的特征是在其中添加具有释放负离子功能的电气石粉末添加剂，由于电气石具有“热释电性”和“压电性”，用该涂料涂刷后的墙面如果表面温度有变化或者有风的摩擦，电气石晶体表面的极化电荷就会发生变化，从而在电气石晶体内部产生很大的电势差，使附近空气中的水分子发生电离，进而产生负离子。该涂层的优点是无需能源，无需管理，具有永久的负离子发生能力，不产生臭氧。
上述所说的电气石是一种具有热释电性和压电性的天然矿石，负离子发生材料的负离子发生能力源自其优良的热释电性和压电性，在温度和压力变化的条件下，负离子发生材料就会向水分子释放电子，使水分子电离后形成OH-或负离子H3O2-。这里所说的水分子可以是空气中的水或其它来源的水。
热释电效应的强弱程度，与热释电晶体所发生的温度变化(ΔT)呈正相关。设晶体整个均匀地发生一定的温度变化ΔT，则晶体表面的极化电荷的变化为ΔQ＝βλΔT，λ为热释电系数。
晶体材料的压电效应强弱程度，与压电晶体所承受的压力变化(ΔP)呈正相关。
由于居室环境中，墙面附近空气的流动一般很轻微，墙面温度的变化ΔT很微小，有时甚至无变化(ΔT＝0)，因此由ΔT所带来的ΔQ也较小；同时空气对电气石晶体的摩擦作用也有限，晶体所承受的压力变化ΔP一般也很微小，有时甚至无变化(ΔP＝0)，使得电气石的负离子发生量受到限制。虽然可以通过加大电气石的添加量来增加负离子的发生量，但由于电气石粉末的颜色通常是深灰色的，用量加大后会影响涂层的颜色，使得电气石用量的增加是有限的。
发明内容
本发明的目的就是提供一种负离子发生体，它克服了上文所述的已有负离子发生涂层负离子发生效率低的缺点，同时具有无需能源、无需管理、不产生臭氧和具有永久性的负离子发生能力的优点。
本发明所述的负离子发生体，其特征在于它具有可向表层传递热量的基底和含有可发生负离子的材料的表层，可向外层传递热量的基底是固体热源，或者是固体热源上附加散热部件，或者是与可气液热媒接触的将热媒热量向外传递的固体部件，该负离子发生体在使用过程中外表面的温度＞40摄氏度。
由于该负离子发生体在使用过程中外表面的温度＞40摄氏度，因此其外表面的温度与比它低的外媒介温度之间就有较大的温差，引起外媒介的对流，造成外媒介物质与负离子发生体之间产生一定程度的摩擦；另一方面，对流使外媒介与负离子发生体之间进行热交换，但负离子发生体某一部位所接触的外媒介的温度及流动的速度是变化的，因此该负离子发生体外表面某一部位的温度也是变化的，负离子发生体中的负离子发生材料就会发生的较大的温度变化。因此该负离子发生体中的热释电、压电性物质就会产生强化的热释电效应和压电效应，进而强化负离子发生功能。
该负离子发生体在使用过程中随着外表面的温度的增高，外媒介的对流进一步加剧，外媒介物质与负离子发生体之间的摩擦会进一步增强，同时负离子发生体外表面各个部位的温度将会处于一种更强烈的变化之中，因此负离子发生体的负离子发生功能将进一步强化。但外层的温度太高容易造成负离子发生材料物化性质的变化，最好在500摄氏度以下温度使用。
上文所述的外媒介是空气、水、含水的液体或它们的混合物。本发明常见的应用是将该负离子发生体作为具有负离子发生功能的空气加热体，该加热体在加热空气的同时向空气中释放大量负离子。用于空气加热时的加热体通常是作为取暖系统中有负离子发生功能的散热、供热部件，它们具有可向外层传递热量的基底固体热源，或者是固体热源上附加的散热部件，或者是与气液热媒接触的可将其热量向外传递的固体部件，如水暖或气暖系统中的散热器以及电热取暖系统中的电热膜。但同时它们具有含负离子发生材料的表层。
本发明所述的可发生负离子的材料是对人体无害的天然或人工的负离子发生物质或它们的混合物。
本发明所述的可发生负离子的外层可以是涂层、贴片或其它形式，外层中也可加入其它功能材料，如远红外发生材料、磁性材料等。
具体实施方案实施例1在φ10mm的管道内表面涂覆一层可发生负离子的涂料，成为具有可发生负离子内表层的管道，该管道可以被加热到47摄氏度，当15摄氏度PH为6.8的水流经2M长的管道时，水被负离子材料所电离，产生OH-，测出水的PH为7.3，出水成为一种负离子水。
实施例2在功率为1.2KW的PTC陶瓷暖风机的发热体上以及与其相连接的散热片上涂覆一层5微米左右的负离子发生涂层，该涂层中含有12％重量的电气石，其它结构不作任何变化。当室温为18摄氏度、空气相对湿度为65％、该暖风机以最高加热功率运转时，在离出风口5CM处测试其负离子发生能力，负离子的浓度可达7800个离子/毫升。
实施例3在1.5M2电热膜外表面上贴合一张1.5M2含有含有5％重量的人工合成“森林功能材料”的贴纸，发热体垂直放置，当电热膜正常供热时测试在发热体中心离纸5CM处的负离子的浓度，室温为16摄氏度、空气相对湿度为65％，测得负离子浓度为6500个离子/毫升。
实施例4取三个一样的钢制板式散热器，在它们的外表面上涂覆一层含有的10％重量电气石成分的涂层，成为具有负离子发生功能的散热器，散热器在实际散热过程中表面温度为54度左右，外表面(散热)面积为2.6M2，三个散热器分别在三两间大小、结构完全一样但墙面处理方式不同的密闭房间使用后的效果如下表一表一 室内空气在不同条件下的负离子含量
比较例1将上述实施例2所述的暖风机的所有部件冷却到室温，并设法切断PTC陶瓷加热体的电源而让风机正常运转，在离出风口5CM(测试位置与实施例2相同)处测试其负离子发生能力，测得负离子的浓度可达680个离子/毫升。
比较例2将上述实施例3所述的一张1.5M2含有含有5％重量的人工合成“森林功能材料”的贴纸贴到垂直的墙面，测试在该纸中心离纸5CM处负离子的浓度，室温为16摄氏度、空气相对湿度为65％，测得负离子浓度为850个离子/毫升。
权利要求
1.一种负离子发生体，其特征在于它具有可向表层传递热量的基底和含有可发生负离子的材料的表层，可向外层传递热量的基底是固体热源，或者是固体热源上附加散热部件，或者是与气液热媒接触的可将热媒热量向外传递的固体部件，该负离子发生体在使用过程中外表面的温度＞40摄氏度。
2.一种权利要求1所述的负离子发生体，其特征在于该负离子发生体在使用过程中外表面可与空气进行热量交换。
3.一种权利要求1或2所述的负离子发生体，其特征在于可向表层传递热量的基底是取暖系统的中的固体热源，或者是固体热源上附加的散热部件，或者是与气液热媒接触的可将其热量向外传递的固体部件。
全文摘要
一种负离子发生体，它具有可向表层传递热量的基底和含有可发生负离子的材料的表层，可向外层传递热量的基底是固体热源，或者是固体热源上附加散热部件，或者是与气液热媒接触可将热媒热量向外传递的固体部件。该负离子发生体既可以向外媒介传递热量，又可以通过激发外媒介中的水分子而发生负离子。由于该负离子发生体在使用过程中表层负离子发生材料的温度会有较大的变化，而且还会受到外媒介较强烈的摩擦，使该负离子发生体具有更好的负离子发生能力。
文档编号A61L9/22GK1530143SQ0311912
公开日2004年9月22日 申请日期2003年3月14日 优先权日2003年3月14日
发明者李伯平, 麦虹 申请人:李伯平
技术领域：
本发明涉及一种可发生负离子的器件。
背景技术：
已有的研究表明，当人们在有一定浓度的负离子环境中吸进负离子时，进入人体血液中的氧压会增加25％，从而可保证人体的供氧充足，特别是使人的中枢神经系统的功能加强，为人体的健康长寿带来一系列的效果。这是有关负离子有益作用的基本原理之一。
负离子对人体的有益作用主要表现在于使人镇静、镇痛、镇咳、止汗、止痒、催眠、利尿、降血压、降血脂、增进食欲、防止疲劳、使人头脑清醒，从而提高人们的工作、学习效率，维护人们的健康长寿，并可用于治疗各种疾病。阳离子对人体有害，它对人体的作用与负离子正好相反，但负离子可以抵消阳离子对人体的不利影响。
研究表明在海滨、森林、瀑布等处，空气中的负离子浓度有时可达到1～2万个/立方厘米，具有疗养作用，郊区空气中含有1000个/立方厘米，而在城市的办公室里只有150个/立方厘米，家庭住房内只有100～150个/立方厘米，空调间或冬季取暖的密闭环境里更少，只有0～25个/立方厘米。清新空气的负离子标准浓度为每立方厘米空气中不应低于1000到1500个。
负离子对人体健康的意义还在于它具有良好的空气净化作用。这种作用表现在负离子能除菌、除尘，能有效净化NOx、SO2、NH3、HCHO、CO2、VOC及香烟气等有害气体，去除异味，使环境的纯净和清新度提高。
负离子被誉为“空气维生素”，人们通过人工手段来增加室内小气候环境的负离子含量，最常用的方法就是采用空气负离子发生器，包括电晕放电式负离子发生器和水激式负离子发生器。
电晕放电式负离子发生器是在针头上加几千到几万伏负高电压，在针头周围形成一个离子电晕。当沿针头流动的电子离开针头时，因具有相当高的能量，与气体分子碰撞时能使其外层电子摆脱分子成为自由电子，这些自由电子再被其他分子捕获即成为负离子。这种负离子发生器由于具有高电压，会伴生臭氧和氮氧化物，当这些物质超过一定浓度时会对人体产生不利影响。电晕放电式空气负离子发生器是目前普遍采用的一种形式。
水激式空气负离子发生器是在高速运动下把水打成1μm以下的细雾，从而产生空气负离子。这种发生器的最大优点是不会产生臭氧和氮氧化物。但由于使用这种发生器时，会使空气湿度升高，增加空调负荷，同时需定期加水，操作麻烦，造价和运行费用高。
中国专利申请00111634.7提出了一种可以释放负离子的内墙涂料添加剂以及水性或油性内墙涂料，该内墙涂料的特征是在其中添加具有释放负离子功能的电气石粉末添加剂，由于电气石具有“热释电性”和“压电性”，用该涂料涂刷后的墙面如果表面温度有变化或者有风的摩擦，电气石晶体表面的极化电荷就会发生变化，从而在电气石晶体内部产生很大的电势差，使附近空气中的水分子发生电离，进而产生负离子。该涂层的优点是无需能源，无需管理，具有永久的负离子发生能力，不产生臭氧。
上述所说的电气石是一种具有热释电性和压电性的天然矿石，负离子发生材料的负离子发生能力源自其优良的热释电性和压电性，在温度和压力变化的条件下，负离子发生材料就会向水分子释放电子，使水分子电离后形成OH-或负离子H3O2-。这里所说的水分子可以是空气中的水或其它来源的水。
热释电效应的强弱程度，与热释电晶体所发生的温度变化(ΔT)呈正相关。设晶体整个均匀地发生一定的温度变化ΔT，则晶体表面的极化电荷的变化为ΔQ＝βλΔT，λ为热释电系数。
晶体材料的压电效应强弱程度，与压电晶体所承受的压力变化(ΔP)呈正相关。
由于居室环境中，墙面附近空气的流动一般很轻微，墙面温度的变化ΔT很微小，有时甚至无变化(ΔT＝0)，因此由ΔT所带来的ΔQ也较小；同时空气对电气石晶体的摩擦作用也有限，晶体所承受的压力变化ΔP一般也很微小，有时甚至无变化(ΔP＝0)，使得电气石的负离子发生量受到限制。虽然可以通过加大电气石的添加量来增加负离子的发生量，但由于电气石粉末的颜色通常是深灰色的，用量加大后会影响涂层的颜色，使得电气石用量的增加是有限的。
发明内容
本发明的目的就是提供一种负离子发生体，它克服了上文所述的已有负离子发生涂层负离子发生效率低的缺点，同时具有无需能源、无需管理、不产生臭氧和具有永久性的负离子发生能力的优点。
本发明所述的负离子发生体，其特征在于它具有可向表层传递热量的基底和含有可发生负离子的材料的表层，可向外层传递热量的基底是固体热源，或者是固体热源上附加散热部件，或者是与可气液热媒接触的将热媒热量向外传递的固体部件，该负离子发生体在使用过程中外表面的温度＞40摄氏度。
由于该负离子发生体在使用过程中外表面的温度＞40摄氏度，因此其外表面的温度与比它低的外媒介温度之间就有较大的温差，引起外媒介的对流，造成外媒介物质与负离子发生体之间产生一定程度的摩擦；另一方面，对流使外媒介与负离子发生体之间进行热交换，但负离子发生体某一部位所接触的外媒介的温度及流动的速度是变化的，因此该负离子发生体外表面某一部位的温度也是变化的，负离子发生体中的负离子发生材料就会发生的较大的温度变化。因此该负离子发生体中的热释电、压电性物质就会产生强化的热释电效应和压电效应，进而强化负离子发生功能。
该负离子发生体在使用过程中随着外表面的温度的增高，外媒介的对流进一步加剧，外媒介物质与负离子发生体之间的摩擦会进一步增强，同时负离子发生体外表面各个部位的温度将会处于一种更强烈的变化之中，因此负离子发生体的负离子发生功能将进一步强化。但外层的温度太高容易造成负离子发生材料物化性质的变化，最好在500摄氏度以下温度使用。
上文所述的外媒介是空气、水、含水的液体或它们的混合物。本发明常见的应用是将该负离子发生体作为具有负离子发生功能的空气加热体，该加热体在加热空气的同时向空气中释放大量负离子。用于空气加热时的加热体通常是作为取暖系统中有负离子发生功能的散热、供热部件，它们具有可向外层传递热量的基底固体热源，或者是固体热源上附加的散热部件，或者是与气液热媒接触的可将其热量向外传递的固体部件，如水暖或气暖系统中的散热器以及电热取暖系统中的电热膜。但同时它们具有含负离子发生材料的表层。
本发明所述的可发生负离子的材料是对人体无害的天然或人工的负离子发生物质或它们的混合物。
本发明所述的可发生负离子的外层可以是涂层、贴片或其它形式，外层中也可加入其它功能材料，如远红外发生材料、磁性材料等。
具体实施方案实施例1在φ10mm的管道内表面涂覆一层可发生负离子的涂料，成为具有可发生负离子内表层的管道，该管道可以被加热到47摄氏度，当15摄氏度PH为6.8的水流经2M长的管道时，水被负离子材料所电离，产生OH-，测出水的PH为7.3，出水成为一种负离子水。
实施例2在功率为1.2KW的PTC陶瓷暖风机的发热体上以及与其相连接的散热片上涂覆一层5微米左右的负离子发生涂层，该涂层中含有12％重量的电气石，其它结构不作任何变化。当室温为18摄氏度、空气相对湿度为65％、该暖风机以最高加热功率运转时，在离出风口5CM处测试其负离子发生能力，负离子的浓度可达7800个离子/毫升。
实施例3在1.5M2电热膜外表面上贴合一张1.5M2含有含有5％重量的人工合成“森林功能材料”的贴纸，发热体垂直放置，当电热膜正常供热时测试在发热体中心离纸5CM处的负离子的浓度，室温为16摄氏度、空气相对湿度为65％，测得负离子浓度为6500个离子/毫升。
实施例4取三个一样的钢制板式散热器，在它们的外表面上涂覆一层含有的10％重量电气石成分的涂层，成为具有负离子发生功能的散热器，散热器在实际散热过程中表面温度为54度左右，外表面(散热)面积为2.6M2，三个散热器分别在三两间大小、结构完全一样但墙面处理方式不同的密闭房间使用后的效果如下表一表一 室内空气在不同条件下的负离子含量
比较例1将上述实施例2所述的暖风机的所有部件冷却到室温，并设法切断PTC陶瓷加热体的电源而让风机正常运转，在离出风口5CM(测试位置与实施例2相同)处测试其负离子发生能力，测得负离子的浓度可达680个离子/毫升。
比较例2将上述实施例3所述的一张1.5M2含有含有5％重量的人工合成“森林功能材料”的贴纸贴到垂直的墙面，测试在该纸中心离纸5CM处负离子的浓度，室温为16摄氏度、空气相对湿度为65％，测得负离子浓度为850个离子/毫升。
权利要求
1.一种负离子发生体，其特征在于它具有可向表层传递热量的基底和含有可发生负离子的材料的表层，可向外层传递热量的基底是固体热源，或者是固体热源上附加散热部件，或者是与气液热媒接触的可将热媒热量向外传递的固体部件，该负离子发生体在使用过程中外表面的温度＞40摄氏度。
2.一种权利要求1所述的负离子发生体，其特征在于该负离子发生体在使用过程中外表面可与空气进行热量交换。
3.一种权利要求1或2所述的负离子发生体，其特征在于可向表层传递热量的基底是取暖系统的中的固体热源，或者是固体热源上附加的散热部件，或者是与气液热媒接触的可将其热量向外传递的固体部件。
全文摘要
一种负离子发生体，它具有可向表层传递热量的基底和含有可发生负离子的材料的表层，可向外层传递热量的基底是固体热源，或者是固体热源上附加散热部件，或者是与气液热媒接触可将热媒热量向外传递的固体部件。该负离子发生体既可以向外媒介传递热量，又可以通过激发外媒介中的水分子而发生负离子。由于该负离子发生体在使用过程中表层负离子发生材料的温度会有较大的变化，而且还会受到外媒介较强烈的摩擦，使该负离子发生体具有更好的负离子发生能力。
文档编号A61L9/22GK1530143SQ0311912
公开日2004年9月22日 申请日期2003年3月14日 优先权日2003年3月14日
发明者李伯平, 麦虹 申请人:李伯平
最新回复(0)