專利名稱：用于提高離子風設備的性能的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及產生一種基本上從其中消除顆粒物質的電動(electro-kinetic)氣流的設備。
背景技術：
使用電動機來旋轉風機葉片以產生氣流是本領域所公知的。不幸地，所述風扇產生大量噪聲，并且給被引誘將指頭或鉛筆插入轉動的風機葉片的兒童帶來危險。雖然所述風扇能夠產生大量的氣流(例如每分鐘1000ft3或更多)，但是需要大量的電能來運行電動機，并且實質上出現沒有調節(jié)的流動空氣。
已知提供具有HEPA適應濾波器元件的風扇以消除大于大概0.3μm的顆粒物質。不幸的是，由濾波器元件對氣流帶來的阻力需要雙倍的電動機尺寸以維持期望的氣流級別。此外，HEPA適應濾波器元件價格昂貴，并且是HEPA適應濾波器風扇單元的銷售價格的重要部分。雖然所述濾波器風扇通過清除大的粒子而能夠調節(jié)空氣，但是足夠小以通過濾波器元件的顆粒物質例如包括細菌卻沒有被清除。
使用電動技術來產生氣流也是本領域所公知的，通過該技術，電能被轉換為氣流而沒有機械地移動部件。1988年授予Lee的美國專利第4,789,801號中公開了一種所述的系統(tǒng)，在此如圖1A和1B那樣以簡化的形式進行描述并且該專利被結合于此作為參考。系統(tǒng)10包括距離第二(集合器)電極或傳導表面陣列30而對稱地相隔隔開的第一(“發(fā)射器”)電極或傳導表面陣列20。例如，產生器(諸如輸出一串高壓脈沖(例如0到+5KV)的脈沖產生器)40的正極端耦合到第一陣列，并且在該實施例中負極脈沖產生器端耦合到第二陣列。應該理解，所述的多個陣列包括多個電極，但是一個陣列能夠包括或被單個電極所代替。
高壓脈沖電離陣列之間的空氣，并且產生從第一陣列朝向第二陣列的氣流50，而不需要任何移動的部分。空氣中的顆粒物質60被夾帶到氣流50內并且也朝向第二電極30的方向移動。大量的顆粒物質被電吸附到第二電極的表面，顆粒物質在此保留，所以調節(jié)了從系統(tǒng)10流出的氣流。此外，電極陣列之間所存在的高壓場能夠將臭氧釋放到大氣環(huán)境中，這樣能夠消除夾帶在氣流中的氣味。
在圖1A的特定實施例中，第一電極20的剖面是圓形，具有大約0.003”(0.08毫米)的直徑，而第二電極30基本上具有較大的面積并且定義了一種為“淚珠”形的剖面。第二電極的球形前端(nose)與第一電極之間的曲率的剖面半徑比例超過了10∶1。如圖1A所示，第二電極的球形前端表面面向第一電極，并且有點“銳利的”拖拽邊(trailing edge)面向氣流流出的方向。第二電極上的“銳利的”拖拽邊引起氣流中所夾帶的顆粒物質的良好的靜電吸附。
在圖1B所示的另一特定實施例中，第二電極30剖面對稱并且被拉長。第二電極上被拉長的拖拽邊增加了氣流中所夾帶的顆粒物質能夠吸附在其上的面積。
雖然‘801專利所公開的靜電技術優(yōu)于傳統(tǒng)的電風扇濾波器單元，但是增加空氣傳送調節(jié)效率也將是有利的。
諸如美國專利第4,789,801號公開的離子風設備通過使用一個或多個發(fā)射器陣列與多個集合器(加速器)之間的不同的高壓電場來產生加速的氣態(tài)離子。離子夾帶在周圍的大量氣體中，從而導致氣體流動。氣體速度能夠達到每分鐘800英尺那么高。然而，用于產生氣態(tài)離子并且為加速氣體而提供必要的力的高壓電場也是造成產生分子分裂反應的原因，當在可吸入大氣中操作所述設備時，最普通的分子分裂反應包括由氧所產生的臭氧。美國食品和藥品行政部門確定室內中空氣傳播的臭氧的濃度高于50ppb(十億分之幾)會對人類有危險。NIOSH(國立職業(yè)安全與健康研究所)裁定高于100ppb的室內臭氧濃度會對人類有害。利用高壓電場以產生大氣等離子、電暈放電以及氣體離子的設備都敏感地產生氧、臭氧的同素異形體。在很多直流操作的離子風系統(tǒng)中，高壓場和電流的電平與臭氧濃度水平之間存在線性關系。同樣加速度和電場的強度之間存在線性關系。典型地，電壓越高，加速度就越高。因為期望具有最大的加速度，所以在將臭氧排斥進入可吸入的大氣之前，必須使用一些方法以減少臭氧的產量或將不想要的臭氧轉換為氧氣。本發(fā)明的一個目標是提供一些方法以在所述設備中將產生的臭氧轉換為氧。
已經特別地設計作為空氣過濾器的離子風設備也已經被固有地限定在它們的氣流以及它們能夠消除微粒污染的數量上。與依賴于電動機驅動風扇以推動空氣進入電離場的靜電空氣過濾器不同，離子風設備使用一種結構化電離電場作為基本的空氣移動力。這需要在比靜電沉淀器設備中使用分子電離等級還大許多數量級處的分子電離等級。從而，群集在氣流中的相似帶電粒子和物質抑止了離子風設備的一些氣流和沉淀能力。該發(fā)明的另一目標是教導一種用于對造成氣流阻力的大部分帶電分子去電離并且通過朝向相對的帶電集合器電極板陣列的方向加速帶電分子而提高帶電雜質的沉淀效率的方法和裝置。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供所述一種裝置。
本發(fā)明的一方面提供一種電動空氣傳送器/調節(jié)器，該設備產生增強的氣流速度、增強的粒子集合、以及適量的臭氧產量。
一個實施例包括一個或多個聚焦(focus)或引導電極。每一個聚焦或引導電極可以定位在每一個第一電極的上游或者甚至與每一個第一電極一起定位。聚焦或引導電極幫助控制氣流中的電離粒子流。聚焦或引導電極對由電極組件內每一個第一電極所產生的靜電場定形。
另一個實施例包括一個或多個拖拽(trailing)電極。每一個拖拽電極定位于第二電極極的下游。拖拽電極能夠幫助平衡從該發(fā)明實施例中流出的離子數量，并且能夠進一步幫助集中電離粒子。拖拽電極能夠選擇地增強來自于傳送器/調節(jié)器的陰離子流。另外，拖拽電極能夠提高從空氣傳送器/調節(jié)器中流出的氣流的層流特性。
發(fā)明的另一個實施例包括定位于兩個第二電極之間的至少一個間隙(interstitial)電極。該間隙電極通過第二電極也能夠幫助集中顆粒物質。
在發(fā)明又一個實施例中，形成一個或多個第二電極以具有在實施例的操作和清洗中起幫助作用的增強保護端或拖拽表面。
在發(fā)明的再一個實施例中，提高一個或多個第一電極的長度以便增加第一電極的發(fā)射率。
發(fā)明的其他目標、方面、特征以及優(yōu)點根據隨后的描述和所附的權利要求而變得明顯，在所述描述中，結合附圖而詳細地闡明了優(yōu)選實施例。


圖1A至1B；圖1A是根據現有技術的電動空氣傳送器/調節(jié)器系統(tǒng)的第一實施例的平面剖面圖；圖1B是根據現有技術的電動空氣傳送器/調節(jié)器系統(tǒng)的第二實施例的平面剖面圖；圖2A至2B；圖2A是電動空氣傳送器/調節(jié)器的殼體的典型實施例的透視圖；圖2B是說明了可移動的第二電極的圖2A所示實施例的透視圖；圖3是本發(fā)明的電子結構圖；圖4A至4F；圖4A示出了根據本發(fā)明的電極組件的實施例的透視圖；圖4B是圖4A所示實施例的平面圖；圖4C示出了根據本發(fā)明的電極組件的另一實施例的透視圖；圖4D示出了圖4C實施例的改良方案的平面圖；圖4E示出了根據本發(fā)明的電極組件的又一實施例的透視圖；圖4F是圖4E實施例的平面圖；圖5A至5B；圖5A示出了說明被添加到圖4A所示實施例的引導或聚焦電極的本發(fā)明的又一實施例的透視圖；圖5B是說明每一個第二電極上保護端的與圖5所示相似的本發(fā)明改良實施例的平面圖；圖6A至6D；圖6A是本發(fā)明又一實施例的透視圖，其說明了被添加到圖4C所示實施例的引導或聚焦電極；圖6B是圖6A所示本發(fā)明的改良實施例的透視圖；圖6C是圖6B所示本發(fā)明的改良實施例的透視圖；圖6D是本發(fā)明的改良實施例，其說明了被添加到圖4D中的實施例的引導或聚焦電極；圖7A至7C；圖7A是本發(fā)明另一實施例的透視圖，其說明了被添加到圖4E所示實施例的引導或聚焦電極；圖7B是根據圖7A所示實施例而修改的實施例的透視圖；圖7C是根據圖7B所示實施例而修改的實施例的透視圖；圖8A至8C；圖8A是本發(fā)明又一實施例的透視圖，其說明了引導或聚焦電極的另一實施例；圖8B是根據圖5A所示實施例而修改的實施例的透視圖；圖8C是再一實施例的透視圖；圖9A至9C；圖9A是本發(fā)明又一實施例的透視圖；圖9B是根據圖9A所示實施例而修改的實施例的局部視圖；圖9C是根據圖9A所示實施例而修改的另一實施例；圖10A至10D；圖10A是本發(fā)明另一實施例的透視圖，其說明了被添加到圖7A的實施例中的拖拽電極；圖10B是圖10A所示實施例的平面圖；圖10C是本發(fā)明又一實施例的平面圖；圖10D是與圖10C相似的本發(fā)明另一實施例的平面圖；圖11A至11F；圖11A是本發(fā)明再一實施例的平面圖；圖11B是根據圖11A所示實施例而修改的實施例的平面圖；圖11C是本發(fā)明又一實施例的平面圖；圖11D是根據圖11C所示實施例而修改的實施例的平面圖；圖11E是本發(fā)明進一步實施例的平面圖；圖11F是根據根據11E所示實施例而修改的實施例的平面圖；以及圖12A至12C；圖12A是本發(fā)明再一實施例的透視圖；圖12B是本發(fā)明又實施例的透視圖；圖12C是本發(fā)明又一實施例的透視圖；圖13示出了一種使用一個或多個間隙電極以減少臭氧排放的該發(fā)明的離子風設備的示意圖；圖14示出了該發(fā)明的離子風設備的示意圖，其說明使用一個或多個間隙電極以通過對造成氣流阻力的帶電分子去除電離來增加氣流；圖15示出了一種使用一個或多個間隙電極以便通過提高帶電粒子的沉淀效率來增加氣流的該發(fā)明的離子風設備的示意圖；圖16是用于該發(fā)明的離子風設備的高電壓電源的示意圖；圖17是用于該發(fā)明間隙電極的備用連線選項的示意圖。
具體實施例方式
總體的空氣傳送器/調節(jié)器系統(tǒng)配置圖2A和2B描述了一種電動空氣傳送器/調節(jié)器系統(tǒng)100，該系統(tǒng)的殼體102優(yōu)選地包括后置的進氣通風孔或百葉窗104，以及優(yōu)選地包括前置排氣通風孔106，以及基底基座108。如果希望，那么能夠提供單個通風孔并利用與通風孔和電極相交流的空氣進氣通道和空氣排氣通道來進行空氣進入和空氣排出。優(yōu)選地，所述殼體是獨立式的和/或直立垂直式和/或拉長的。傳送器殼體的內部是離子產生單元160，優(yōu)選地通過一個ACDC電源來供電，該電源是通過使用開關S1來激勵的或激發(fā)的。S1與以下描述的其他用戶操作開關合宜地定位在單元100的頂部103。離子產生單元160自身包含在其他的環(huán)境空氣中，為了本發(fā)明的操作，除了傳送器殼體之外不需要任何東西，節(jié)省了外部工作電位。
殼體102的上表面包括一個用戶可提升的把手構件112，電極組件220內的第二集合器電極242陣列240固定到所述把手構件。電極組件220也包括第一發(fā)射器電極陣列230，或作為單一導線或線狀電極230而在此處示出的單個第一電極。(在此可以互換使用術語“導線”和“線狀”來表示根據導線或如果比導線粗或硬而具有導線的外形來制得的電極)。在所示的實施例中，提升構件112向上提升第二陣列電極240，使得第二電極從所述殼體的頂部伸縮滑出(telescopeout)，并且如果希望，為了清洗而從單元100中滑出，同時第一電極陣列230保持在單元100內。如從圖形中明顯看出那樣，第二電極陣列沿著縱軸或拉長殼體102的方向從單元100的頂部103中能夠垂直地提升出來。將第二電極從單元100的頂部103移出的這種設置對于用戶來說很容易將第二電極拉出以便清洗。在圖2B中，第二電極242的底端連接到構件113，所述構件113連接到機械裝置500，所述機械裝置包括可彎曲的構件以及只要用戶上下移動把手構件112就捕獲并且清洗第一電極232的槽。
如圖3所示那樣，第一和第二電極陣列耦合到離子產生單元160的輸出端。
雖然在發(fā)明的精神和范圍內可以使用其他的形狀，但是圖2A和2B所示發(fā)明的實施例的一般形狀是剖面形式為8字形的形狀。在一個優(yōu)選實施例中，優(yōu)選實施例從頂部到底部的高度是1米，從左到右的寬度優(yōu)選為15厘米，以及從前到后的深度大概為10厘米，當然可以使用其他的尺寸和形狀。一種百葉窗式的結構在一種經濟的殼體配置中充分地提供入口和出口通風。除了相對于第二電極的位置之外，通風孔104和106之間沒有實際的差別。這些通風孔用于確保能夠進入足夠的環(huán)境空氣流或者使得單元100能夠獲得足夠的環(huán)境空氣流，并且確保包括適當數量O3的足夠離子空氣流從單元100中流出。
如將要描述的那樣，當利用S1來激勵單元100時，由離子產生器160輸出的高電壓或高電勢在第一電極處產生離子，這些離子被吸引到第二電極。在“IN”到“OUT”方向上的離子的移動帶動了離子空氣分子，所以電動地產生電離空氣流出物。圖2A和2B中符號“IN”指示吸入具有顆粒物質60的環(huán)境空氣。該圖形中的符號“OUT”指示流出基本上沒有顆粒物質的被清洗的空氣，所述顆粒物質靜電地粘附于第二電極的表面。在產生電離氣流的處理中，有利地產生適當數量的臭氧(O3)。期望使得殼體102的內表面具有靜電屏蔽以便減少可檢測的電磁輻射。例如，能夠在殼體內布置金屬屏蔽，或者能夠使用金屬涂料來覆蓋殼體內部的一部分以便減少所述輻射。
所述殼體優(yōu)選地具有帶有凹邊槽的基本為卵形或橢圓形的剖面。所以，如上所述，所示剖面看上去稍微像8字形。在本發(fā)明的范圍內，對于殼體來說可以具有不同形狀的剖面諸如矩形、蛋形、淚珠形狀或圓形，但并不限于上述形狀。該殼體優(yōu)選地具有高的薄的配置。如隨后將變得更加明顯那樣，優(yōu)選地定形該殼體適于包含電極組件。
如上所述，殼體具有入口和出口。所述入口和出口都被散熱片(fin)或百葉窗所覆蓋。每一散熱片與下一散熱片相隔一個薄脊(ridge)，以致于當氣流通過殼體時，每一散熱片產生最小阻力。所述散熱片是水平的并且與單元的拉長垂直直立的殼體交叉對準。所以，在該優(yōu)選實施例中所述散熱片基本上垂直于電極。調整入口和出口散熱片以便給單元提供一種“看穿”的外形。所以，用戶能夠從入口到出口“看穿”該單元。用戶將看到殼體內沒有移動的部分，而只是對流經于此的空氣進行清洗的靜態(tài)單元。作為替換，在另一實施例中，所述散熱片能夠與電極平行。在其他的實施例中，散熱片與電極之間的其他定位也是可能的。
如圖3所看到的那樣，離子產生單元160包括一個高壓產生單元170和一個用于將原始交流電壓(例如117VAC)轉換成直流(“DC”)電壓的電路180。電路180優(yōu)選地包括對產生單元輸出電壓的形狀和/或占空因數進行控制的電路(其使用用戶開關S2來改變控制)。電路180優(yōu)選地也包括脈沖模式部件，該部件耦合于開關S3以便臨時提供突然增加的輸出臭氧。電路180也能夠包括定時電路和視覺指示器諸如發(fā)光二極管(“LED”)。當停止產生離子時，所述LED或其他的指示器(如果希望，那么包括音響指示器)發(fā)出信號。所述定時器能夠在預定的時間(例如30分鐘)之后自動地停止產生離子和/或臭氧。
所述高電壓產生單元170優(yōu)選地包括大概20KHz頻率的低壓振蕩器電路190，該低壓振蕩器電路向電子開關200(例如半導體開關元件等等)輸出低壓脈沖。開關200將低壓脈沖可變換地耦合到上升變壓器T1的輸入繞組。T1的第二繞組耦合到輸出高壓脈沖的高壓倍增器電路210。優(yōu)選地，包括高壓脈沖產生器170和電路180的電路和部件在安裝于殼體102內的印刷電路板上構成。如果希望，能夠將外部音頻輸入(例如來自于立體聲調諧器)適當地耦合到振蕩器190以便在聲學上對單元160產生的動態(tài)氣流進行調整。結果是一種靜電揚聲器，人類的耳朵根據音頻輸入信號而能夠聽到該揚聲器的輸出氣流。此外，所述輸出氣流仍將包括離子和臭氧。
來自于高壓產生器170的輸出脈沖優(yōu)選地是具有例如峰到峰電壓一半的有效DC偏置的至少10KV峰到峰，并且具有例如20KHz的頻率。振蕩器的頻率能夠包括其他的值，但是至少大約20KHz的頻率是優(yōu)選的，因為對于人類來說是無聲的。如果寵物處于與單元100相同的房間中，那么可以希望使用甚至更高的工作頻率，以便防止寵物不舒服和/或寵物嚎叫。脈沖序列輸出優(yōu)選地具有例如10％的占空因數，這樣如果不使用有效(live)電流，那么將提升電池壽命。當然，能夠改為使用不同的峰到峰幅度、DC偏置、脈沖序列波形、占空因數和/或重復頻率。實際上，雖然縮短了電池壽命，但可以使用100％的脈沖序列(例如，本質上的DC高壓)。所以，用于該實施例的產生單元170能夠稱為高壓脈沖產生器。單元170具有DCDC高壓產生器的功用，并且能夠使用輸出高壓脈沖的其他的電路和/或技術來實施，所述脈沖被輸入到電極組件220。
如所述那樣，流出物(OUT)優(yōu)選地包括合適數量的臭氧，這些臭氧能夠去除氣味并且優(yōu)選地消滅或至少基本上改變細菌、微生物以及受控于所述流出物的其他生存(或準生存)物質。所以，當關閉開關S1并且所述產生器170具有足夠的工作電位時，來自于高壓脈沖產生單元170的脈沖產生電離空氣和臭氧的流出物(OUT)。當S1關閉時，LED將在出現電離化時在視覺上發(fā)出信號。
優(yōu)選地，在制造期間設置單元100的工作參數并且一般是用戶不可調整的。例如，對于工作參數，增加單元170所產生的高壓脈沖中的峰到峰輸出電壓和/或占空因數，就能增加氣流速度、離子含量、以及臭氧含量。如以下所述那樣，用戶通過調節(jié)開關S2來設置這些參數。在優(yōu)選的實施例中，輸出流速度是大約200英尺/分鐘，離子含量大約是2,000,000/cc以及臭氧含量大約是40ppb(超過環(huán)境)到大概2,000ppb(超過環(huán)境)。當減少耦合在第一和第二電極陣列之間的高壓脈沖的峰到峰電壓和/或占空因數時，將第二電極前端半徑與第一電極半徑的比率或將第二電極的剖面區(qū)域與第一電極的比率減少到大約20∶1以下將減小流速。
實際中，單元100放置在房間中并且連接到合適工作電位的電源，典型為117VAC。使用S1激勵電離單元160，系統(tǒng)100經由出口通風孔106而發(fā)射出電離空氣并且優(yōu)選包括一些臭氧。外加離子和臭氧的氣流使得室內空氣清新，而且臭氧能夠有利地破壞或至少減少一些氣味、細菌、微生物等等的不利影響。實際上電動地產生該氣流，因為單元100內不存在有意移動的部分。(電極內可能出現一些機械振動)。
大體上已經描述了發(fā)明實施例的不同方面，現在將描述電極組件220的優(yōu)選實施例。在不同的實施例中，電極組件220包括至少一個電極或傳導表面232的第一陣列230，并且進一步包括優(yōu)選地至少一個電極或傳導表面242的第二陣列240?？梢岳斫?，用于電極232和242的材料能導電，抵抗高壓應用的腐蝕作用，并且足夠的堅固以便進行清洗。
在此所述的不同電極組件中，第一電極陣列230的電極232優(yōu)選地由鎢來制作。鎢是足夠的堅固以便經得起清洗，并且具有高熔點以防止起因于電離作用的斷裂，并且具有粗糙的外表面，該外表面好像有利于有效的電離。另一方面，電極242優(yōu)選地具有高度磨光的外表面以將不想要的點到點輻射降到最小。這樣，電極242優(yōu)選地由不銹鋼和/或黃銅或其他材料來制作。所述電極242磨光的表面也有利于電極的清洗。
與現有技術‘801專利所披露的電極相比，電極232和242質量輕、容易制作并且適于大批量生產。此外，在此所述的電極232和242促進更加有效地產生電離空氣和適量的臭氧(在一些圖中指示為O3)。
具有第一和第二電極的電極組件圖4A至4F圖4A至4F說明了電極組件220的不同配置。高壓脈沖產生單元170的輸出耦合到包括第一電極陣列230和第二電極陣列240的電極組件220。此外，代替陣列，能夠使用單個電極或單個傳導表面來代替陣列230和240中的一個或兩個陣列。
單元170的正輸出端耦合到第一電極陣列230，并且負輸出端耦合到第二電極陣列240?？梢韵嘈牛ㄟ^使用該配置，所發(fā)射的離子的凈極性是正，例如發(fā)射的陽離子多于陰離子。已經發(fā)現這種耦合極性能夠工作的更好，包括最小化不想要的可聽的電極振動或干擾聲。然而，雖然陽離子的產生有利于相對無聲的氣流，但是從健康的觀點來說，希望輸出氣流具有更多的陰離子，而不是陽離子。應當指出，在一些實施例中，高壓脈沖產生器的一個端口(優(yōu)選為負端口)實事上能夠是環(huán)境空氣。所以，第二陣列中的電極不需要通過使用導線連接到高壓脈沖產生器。盡管如此，在該情況中，經由環(huán)境空氣，而在第二電極陣列和高壓脈沖產生器的一個輸出端口之間將存在一個“有效的連接”。作為替換，單元170的負輸出端連接到第一電極陣列230并且正輸出端能夠連接到第二電極陣列240。
使用這種配置，能夠從第一電極陣列朝向第二電極陣列的方向上產生空氣的靜電流。(這個流在圖形中標注為“OUT”。)從而在傳送器系統(tǒng)100內安裝電極組件220，以致于第二電極陣列240鄰近于OUT通風孔并且第一電極陣列230鄰近于IN通風孔。
當來自高壓脈沖產生器170的電壓或脈沖與第一和第二電極陣列230和240相交叉耦合時，環(huán)繞這第一陣列230中的電極232而產生有等離子體特征的場。該電場對第一和第二電極陣列之間的環(huán)境空氣進行電離并且形成朝向第二陣列移動的“OUT”氣流。應當理解，IN流通過通氣孔104進入，并且OUT流通過通氣孔106而排出。
基本上作為來自耦合到電極或傳導表面的第一陣列的產生器170的電位的功能，由第一陣列電極232同時產生臭氧和離子。通過增加或減少第一陣列的電位而能夠增加或減少臭氧的產生。耦合反向極性電位到第二陣列電極242基本上加速了在第一陣列產生的離子的移動，從而產生在圖形中指示為“OUT”的氣流。因為離子和電離粒子朝向第二陣列的方向移動，所以離子和電離粒子在朝著第二陣列的方向上推動或移動空氣分子。作為舉例，通過減少相對于第一陣列電位的第二陣列電位，可以增加所述移動的相對速度。
例如，如果將+10KV施加到第一陣列電極，并且不向第二陣列電極施加電位，那么離子云(其靜電荷是陽性)將在第一電極陣列附近形成。此外，相對高的10KV電位將產生大量的臭氧。通過將相對負電位耦合到第二陣列電極，通過凈發(fā)射的離子所移動的氣團的速度增加了。
另一方面，如果希望保持相同有效的流出(OUT)速度，但產生較少的臭氧，那么示例的10KV電位將在電極陣列之間劃分。例如，產生器170能夠向第一陣列電極提供+4KV(或一些其他的部分量)并且向第二陣列電極提供-6KV(或一些其他的部分量)。在該實施例中，應當理解所述+4KV和所述-6KV是相對于地而被測定的。可以理解，操作單元100以輸出適量臭氧是所希望的。因此，所述高壓被優(yōu)選地分為施加到第一陣列電極的大約為+4KV和施加到第二陣列電極的大約-6KV。
在圖4A和4B的實施例中，電極組件220包括線狀電極232的第一陣列，以及通常“U”形電極242的第二陣列240。在優(yōu)選實施例中，包括第一陣列的電極數量N1相對于包括第二陣列240的電極數量N2優(yōu)選地相差一個。在所示的許多實施例中，N2＞N1。然而，如果希望，附加的第一電極能夠被添加到陣列230的外端以致于N1＞N2，例如與四個第二電極242相比的五個第一電極232。
如先前所指出那樣，第一或發(fā)射器電極232優(yōu)選的為鎢線段(length)，然而電極242由金屬板形成，優(yōu)選為不銹鋼，盡管能夠使用黃銅或其他金屬板。很容易地配置該金屬板以定義側面區(qū)域244和球形前端區(qū)域246，以形成空的拉長的“U”形電極242。如先前所述那樣，雖然圖4A描述了第二陣列240中的四個電極242以及第一陣列230中的三個電極232，但是在每一陣列中能夠使用其他數量的電極，優(yōu)選地保證如所示那樣的對稱交錯配置。在圖4A中可以看出，雖然在引入(IN)的空氣中存在顆粒物質，但是流出(OUT)空氣中基本上沒有顆粒物質，該顆粒物質粘附到第二陣列電極242的側面區(qū)域244所提供的優(yōu)選大的表面區(qū)域。
圖4B說明了第一和第二陣列230、240之間交錯排列的相隔分隔(spaced-apart)配置。優(yōu)選地，每一個第一電極232與兩個第二陣列電極242的距離基本上相等。已經發(fā)現所述對稱交錯排列是一種有效的電極布置。優(yōu)選的，在該實施例中，交錯排列的幾何結構是對稱的，因為相鄰電極232或相鄰電極242分別被間隔恒定距離Y1和Y2。然而，也能夠使用非對稱配置。同樣，應當理解，電極232和242的數量可以不同于所示數量。
在圖4A的實施例中，典型的尺寸如下所示電極232的直徑R1大約為0.08毫米，距離Y1和Y2都大約為16毫米，距離X1大約為16毫米，距離L大約為20毫米，電極高度Z1和Z2都大約為1米。電極242的寬度W優(yōu)選為4毫米，形成電極242的材料的厚度大約為0.5毫米。當然能夠使用其他的尺寸和形狀。例如，距離X1的優(yōu)選尺寸可以在12至30毫米之間變化，并且距離Y2可以在15至30毫米之間變化。電極232具有小的直徑是優(yōu)選的。具有小的直徑(諸如R1)的線產生高壓場并且具有高的發(fā)射率。這兩個特性有利于產生離子。同時，希望電極232(和電極242)足夠的堅硬以經得起偶爾的清洗。
第一陣列230中的電極232通過導線234而耦合到高壓脈沖產生器170的第一(優(yōu)選為正)輸出端口。第二陣列240中的電極242通過導線249而耦合到高壓脈沖產生器170的第二(優(yōu)選為負)輸出端口。電極可以在不同的位置電連接到導線234或249。僅作為舉例，圖4B描述了導線249與一些電極242的內部球根端246的連接，雖然其他的電極242能夠使得導線249電連接到電極242上的另外一處。假如不會導致流出氣流的實質減損，也能夠在電極外表面上進行到不同電極242的電連接；然而已經發(fā)現進行內部電連接是優(yōu)選的。
在此所述的這個和其他實施例中，隨著作為高壓電弧的作用而產生臭氧，電離出現在第一電極陣列230中的電極232處。例如，增加來自高壓脈沖產生器170的脈沖的峰到峰電壓幅度和/或占空因數就能夠增加電離空氣輸出流中的臭氧含量。如果希望，用戶控制(user-control)S2能夠用于通過改變幅度和/或占空因數而在一定程度上改變臭氧含量。用于獲得所述控制的特殊電路是本領域中已知的并且不需要在此詳細地描述。
注意到圖4A和4B中包括至少一個輸出控制電極243，其優(yōu)選地電耦合到與第二陣列電極242相同的電位。電極243優(yōu)選地定義為側面剖面圖呈尖的形狀，例如三角形。電極243上銳利的點導致產生很多陰離子(因為電極耦合到相對負的高電位)。這些陰離子中和了另外存在于輸出氣流中的過量的陽離子，以致于OUT流具有凈負電荷。電極243優(yōu)選為不銹鋼、銅或其他導體材料，并且大約20毫米高、基底處12毫米寬。已經發(fā)現包含一個電極243就能充分地提供足夠數量的輸出陰離子，但是可以包含更多的所述電極。
在圖4A、4B和4C的實施例中，每一個“U”形電極242具有兩個拖拽表面或側面244，所述表面或側面有利于電離空氣和臭氧的流出物的有效運動傳輸。對于圖4C的實施例來說，在拖拽邊的至少一部分上包括有尖頭電極區(qū)域243’。電極區(qū)域243’有助于陰離子以如圖4A和4B所示那樣關于電極243所述的先前方式相同的方式輸出。
在圖4C以及隨后的圖形中，為方便說明，發(fā)射顆粒物質。然而，根據圖4A至4B所示，顆粒物質將存在于引入的空氣中，并且在輸出的空氣中基本上不存在。如已經所描述的那樣，顆粒物質60典型地靜電沉淀于電極242的表面區(qū)域。
如以上所述那樣以及如圖4C所示那樣，在電極陣列上在哪進行電連接是相對不重要的。所以，所示出的第一陣列電極232通過導線234而在它們的底部區(qū)域上電連接到一起，而所示出的第二陣列電極242通過導線249而在它們的中間區(qū)域上電連接在一起。兩個陣列都可以在一個以上區(qū)域中連接在一起，例如在頂部和在底部。線或帶或其他相互連接的機械裝置處于第二陣列電極242的頂部、底部或外圍是優(yōu)選的，以便將氣流移動通過殼體210的阻礙減小到最小。
應該指出，圖4C和4D的實施例描述了第二電極242被截短的模型。雖然圖4A和4B的實施例中的尺寸L大約是20毫米，但是在圖4C和4D中，L縮短到大約8毫米。圖4C中的其他尺寸優(yōu)選地與圖4A和4B中所描述的尺寸相同。應當理解，由于較短的拖拽邊幾何結構，圖4C中第二電極陣列240的配置能夠比圖4A和4B的配置更加的堅固。如較早所指出的那樣，對于圖4C的配置來說，用于第一和第二電極陣列的對稱幾何結構是優(yōu)選的。
在圖4D的實施例中，標識為242-1和242-2的最外邊的第二電極基本上不具有拖拽邊。圖4D中的尺寸L優(yōu)選的為大約3毫米，并且其他的尺寸可以是圖4A和4B的配置中所描述的尺寸。此外，圖4D實施例的第一電極232和第二電極242之間的半徑或表面區(qū)域比率優(yōu)選地超過大約20∶1。
圖4E和4F描述了電極組件220的另一實施例，其中第一電極陣列230包括單個線電極232，并且第二電極陣列240包括一對剖面為彎曲的“L”形的電極242。與較早描述的實施例中已經描述的尺寸不同，該實例的典型尺寸是X1≈12毫米，Y2≈5毫米，L1≈3毫米。有效的表面區(qū)域和半徑比率再一次地超過了大約20∶1。包括圖4E和4F中組件220的較少的電極有利于節(jié)省構造，并便于清洗，雖然一個以上的電極232和兩個以上的電極242當然能夠使用。該特殊實施例結合了較早描述的交錯對稱，其中電極232距離兩個電極242的距離相等。在發(fā)明的精神和范圍內可以是不等距的其他幾何配置。
具有上游(upstream)聚焦電極的電極組件圖5A至5B
圖5A至5B所示實施例與先前所述的圖4A至4B中實施例在一定程度上相似。電極組件220包括第一電極陣列230和第二電極陣列240。此外，對于這個和另一個實施例來說，術語“電極陣列”可以涉及單個電極或多個電極。優(yōu)選地，第一電極陣列230中的電極232的數量相對于第二電極陣列240中的電極242的數量將相差一個。該實施例中距離L、X1、Y1、Y2、Z1以及Z2與先前圖4A中所述的距離相似。
如圖5A所示，電極組件220優(yōu)選地在每一第一電極232-1、232-2、232-3的上游添加了第三或引導或聚焦或方向電極224a、224b、224c(統(tǒng)稱為“電極224”)。該聚焦電極224產生從設備100或200流出的增強氣流速度。一般地，第三聚焦電極224指引氣流和由第一電極232產生的離子以朝向第二電極242。每一個第三聚焦電極224在上游距離第一電極232中至少一個的距離為X2。距離X2優(yōu)選為5到6毫米，或為4到5個聚焦電極224的直徑。然而，第三聚焦電極224能夠進一步地遠離或接近于第一電極232。
圖5A所示的第三聚焦電極224是一種棒形電極。該第三聚焦電極224也能夠包括其他形狀，這些形狀優(yōu)選地不包含任何銳邊。優(yōu)選地使用不會腐蝕或氧化的材料諸如不銹鋼來制作第三聚焦電極224。在一個優(yōu)選實施例中，第三聚焦電極224的直徑比第一電極232的直徑大至少15倍。第三聚焦電極224的直徑能夠更大或更小。優(yōu)選地，第三聚焦電極224的直徑足夠的大以致于當與第一電極232電連接時，第三聚焦電極224不能作為離子發(fā)射表面。第三聚焦電極224的最大直徑受到一定程度的約束。因為直徑增加，第三聚焦電極224將開始顯著地削弱單元110或200的氣流速率。所以，在形成非離子發(fā)射表面的需求和單元100或200的氣流特性之間平衡第三電極224的直徑。
在優(yōu)選的實施例中，每一個第三聚焦電極224a、224b、224c通過導線234而與第一陣列230和高壓產生器170電連接。如圖5A所示，該第三聚焦電極224與第一陣列230一樣電連接到高壓產生器170的相同的正輸出口。因此，第一電極232和第三聚焦電極224產生正電場。因為由第三聚焦電極224和第一電極232所產生的電場都為正，所以由第三聚焦電極224產生的正電場能夠推動、或排斥、或指引由第一電極232產生的電場以朝向第二陣列240。例如，由第三聚焦電極224a產生的正電場能夠推動、或排斥、或指引由第一電極232-1產生的電場以朝向第二陣列240。通常，所述第三聚焦電極224對第一陣列230中每一個電極232所產生的電場定形。該定形效果相信能夠減少由電極組件220產生的臭氧數量并且增加單元100或200的氣流。
氣流內的粒子被第一電極232所產生的離子正充電。如先前所述，正帶電粒子被負帶電的第二電極242所收集。第三聚焦電極224通過控制帶電粒子以朝向每一個第二電極242拖拽側244的方向也能夠指引氣流以朝向第二電極242。能夠相信，所述氣流將繞過第三聚焦電極224而前進，在朝向拖拽側244的方向上部分地集中所述氣流，提高了電極組件220的收集率。
第三聚焦電極224可以定位在每一個第一電極232上游的不同位置上。僅作為舉例，直接將第三聚焦電極224b定位在第一電極232-2的上游以致于如延伸線B所示那樣，第三聚焦電極224b的中心與第一電極232-2在一條直線上并且對稱排列。延伸線B位于第二電極242-2和第二電極242-3之間的中間位置。
作為替換，第三聚焦電極224也能位于相對于第一電極232的角度上。例如，如延伸線A所示那樣，第三聚焦電極224a能夠沿著從第二電極242-2的前端246的中間延伸通過第一電極232-1的中心的線而定位在第一電極232-1的上游。第三聚焦電極224a沿著延伸線A而與第一電極232-1在一條直線上并且對稱排列。同樣，如延伸線C所示那樣，第三聚焦電極224c能夠沿著從第二電極242-3的前端246的中間延伸通過第一電極232-3的中心的線而定位在第一電極232-3的上游。第三聚焦電極224c沿著延伸線C而與第一電極232-3在一條直線上并且對稱排列。如圖5A所示，包括既直接位于上游又相對于第一電極232存在角度的第三聚焦電極224的電極組件220也在本發(fā)明的范圍內。
圖5B說明了一種電極組件220可以包含位于每一個第一電極232上游的多個第三聚焦電極224。僅作為舉例，如延伸線A所示，第三聚焦電極224a2與第三聚焦電極224a1成一條直線并且對稱排列。在優(yōu)選實施例中，僅第三聚焦電極224a1、224b1、224c1通過導線234而電連接到高壓產生器170。因此，不是所有第三電極224具有相同的工作電位。在圖5B所示的實施例中，第三聚焦電極224a1、224b1、224c1處于與第一電極232一樣相同的電位，同時第三聚焦電極224a2、224b2、224c2是浮動的。作為替換，第三聚焦電極224a2、224b2、224c2可以通過導線234而電連接到高壓產生器170。
圖5B說明了每一個第二電極242也可以具有保護端241。在先前的實施例中，每一個“U”形第二電極242具有一個開口端。典型地，每一拖拽側或側壁244的端部包括銳邊。拖拽側或側壁244之間的間隙以及拖拽側或側壁244的端部處的銳邊產生不想要的渦電流。該渦電流產生“逆行氣流”或從出口朝向入口傳播的氣流，這樣使得單元100或200的氣流速度慢下來。
在優(yōu)選的實施例中，通過向內定形或卷動所述拖拽側或側板244并且將它們按壓在一起以產生保護端241，從而形成在每一個第二電極242的拖拽側或側壁之間不帶有間隙的圓形拖拽端。因此側壁具有外表面，并且側壁的端部的外表面向后彎以臨近于側壁的拖拽端，以致于側壁的外表面臨近于或彼此面對或接觸。因此平滑的拖拽邊整體形成在第二電極上。如果希望，沿著第二電極242的長度方向將圓形端點焊在一起也在發(fā)明的范圍內。通過其他方法來形成保護端241也在本發(fā)明的范圍內，所述的其他方法諸如以下方法但并非限于此對于第二電極242的整個長度穿過拖拽側244的每一端放置塑料帶。該圓形或覆蓋端是在先前不帶保護端241的電極242上的改良。消除了拖拽側244之間的間隙也減少或消除了典型地由第二電極242產生的渦電流。該圓形保護端也為清洗第二電極而提供了平滑的表面。因此在該實施例中，集合器電極是一種單片的、與保護端整體形成的電極。
圖6A至6D圖6A說明了一種電極組件220，其包括具有三個線狀第一電極232-1、232-2、232-3(統(tǒng)稱為“電極232”)的第一電極陣列230和具有四個“U”形第二電極242-1、242-2、242-3、242-4(統(tǒng)稱為“電極242”)的第二電極陣列240。每一個第一電極232在底部區(qū)域上電連接到高壓產生器170，而第二電極242在其中間處電連接到高壓產生器170，從而說明第一和第二電極232、242能夠在不同的位置上進行電連接。
圖6A中的第二電極242與圖4C中所示的第二電極242的型式相似。距離L已經被縮短到大約8毫米，同時其他的尺寸X1、Y1、Y2、Z1、Z2與圖4A中所示尺寸相似。
第三引導或聚焦電極224定位于每一個第一電極232的上游。如延伸線B所示那樣，最內部的第三聚焦電極224b直接定位在第一電極232-2的上游。延伸線B定位于第二電極242-2、242-3之間的中間。第三聚焦電極224a、224c相對于第一電極232-1、232-3具有一角度。例如，如延伸線A所示，第三聚焦電極224a沿著從第二電極242-2的前端246的中間延伸通過第一電極232-1的中心的線而位于第一電極232-1的上游。如延伸線C所示，第三聚焦電極224c沿著從第二電極242-3的前端246的中間延伸通過第一電極232-3的中心的線而定位于第一電極232-3的上游。因此，優(yōu)選的，聚焦電極相對于第一電極而散開以幫助指引離子和帶電粒子的流動。圖6B說明了第三聚焦電極224和第一電極232可以通過導線234而電連接到高壓產生器170。
圖6C說明了一對第三聚焦電極224可以定位在每一個第一電極232的上游。優(yōu)選的，多個第三聚焦電極224彼此成一條直線并且對稱排列。例如，沿著延伸線A，第三聚焦電極224a2與第三聚焦電極224a1成一條直線并且對稱排列。如先前所述，優(yōu)選地僅第三聚焦電極224a1、224b1、224c1通過導線234而與第一電極232電連接。沒有或全部的第三聚焦電極224電連接到高壓產生器170也包含在本發(fā)明的范圍內。
圖6D說明了被添加到圖4D所示電極組件220的第三聚焦電極224。優(yōu)選的，第三聚焦電極224定位于每一個第一電極232的上游。例如，如延伸線B所示，第三聚焦電極224b與第一電極232-2成一條直線并且對稱排列。延伸線B位于第二電極242-2、242-3之間的中間。如延伸線A所示，第三聚焦電極224a與第一電極232-1成一條直線并且對稱排列。同樣，如延伸線C所示，第三聚焦電極224c與第一電極232-3成一條直線并且對稱排列。延伸線A至C分別從“U”形第二電極242-2、242-3的前端的中間通過第一電極232-1、232-3而延伸。在優(yōu)選的實施例中，第三電極224a、224b、224c通過導線234而與高壓產生器170相連。該實施例也包括如圖6C所描述的位于每一個第一電極232上游的一對第三聚焦電極224。
圖7A至7C圖7A至7C說明了圖4E所示的電極組件220能夠包括位于包含單個線電極232的第一電極陣列230的上游的第三聚焦電極。優(yōu)選地，如延伸線B所示，第三聚焦電極224的中線與第一電極232的中間成一條直線并且對稱定位。延伸線B位于第二電極242之間的中間。距離X1、X2、Y1、Y2、Z1以及Z2與先前所述實施例相似。第一電極232和第二電極242可以分別通過導線234、249而電連接到高壓產生器170。將第一和第二電極連接到高壓產生器170的相反端(例如，第一電極232可以負充電并且第二電極242可以正充電)也包含在發(fā)明的范圍內。在優(yōu)選實施例中，第三聚焦電極224也電連接到高壓產生器170。
圖7B說明了一對第三聚焦電極224a、224b可以定位于第一電極232的上游。如延伸線B所示，第三聚焦電極224a、224b與第一電極232成一條直線并且對稱定位。延伸線B位于第二電極242之間的中間。優(yōu)選的，第三聚焦電極224b位于第三聚焦電極224a上游等于第三聚焦電極224直徑的距離處。在優(yōu)選實施例中，僅第三聚焦電極224a電連接到高壓產生器170。將第三聚焦電極224a、224b都電連接到高壓產生器170也包含在本發(fā)明的范圍內。
圖7C說明了每一個第三聚焦電極224能夠在相對于第一電極232的一個角度上定位。與先前實施例相似，在第一電極232上游的距離X2處定位第三聚焦電極224a1和224b1。僅作為舉例，如延伸線A所示，沿著從第二電極242-2的中間延伸通過第一電極232的中心的線而定位第三聚焦電極224a1、224a2。同樣，如延伸線B所示，沿著從第二電極242-1的中間延伸通過第一電極232的中間的線而定位第三聚焦電極224b1、224b2。第三聚焦電極224a2沿著延伸線A而與第三聚焦電極224a1成一條直線并且對稱定位。同樣，第三聚焦電極224b2沿著延伸線B而與第三聚焦電極224b1成一條直線并且對稱定位。第三聚焦電極224被散開并且在第一電極232的上游形成“V”形。在優(yōu)選實施例中，僅第三聚焦電極224a1和224b1通過導線234而電連接到高壓產生器170。將第三聚焦電極224a2和224b2電連接到高壓產生器170也被屬于發(fā)明的范圍。
圖8A至8B先前所述的電極組件220的實施例公開了每一個第一電極232上游的棒形第三聚焦電極224。圖8A說明了第三聚焦電極224的一種替換配置。僅作為舉例，電極組件220可以包括每一個第一電極232上游的“U”形或也許“C”形的第三聚焦電極224。此外第三聚焦電極224能夠具有其他彎曲的配置諸如以下形狀但不限于此圓形、橢圓形以及拋物線形的面向第一電極232的其他凹形。在優(yōu)選實施例中，第三聚焦電極224具有延伸的孔(hole)225，形成多孔表面從而將第三聚焦電極224對氣流速度的阻力減小到最小。
在優(yōu)選實施例中，第三聚焦電極224通過導線234而電連接到高壓產生器170。圖8A中的第三聚焦電極224優(yōu)選的不是離子發(fā)射表面。與先前實施例相似，第三聚焦電極224產生正電場并朝著第二陣列240的方向推動或排斥由第一電極232產生的電場。
圖8B說明了多孔“U”形或“C”形第三聚焦電極224能夠并入圖4A所示的電極組件220。盡管僅示出了具有多孔“U”形第三聚焦電極224的電極組件220的兩種配置，但是圖5A至12C中所述的所有實施例都可以包括多孔“U”形第三聚焦電極224。在每一個第一電極232的上游處具有多孔“U”形第三聚焦電極224也包含在本發(fā)明的范圍內。此外在其他的實施例中，“U”形第三聚焦電極224能夠構成屏幕或網格。
圖8C說明了與圖8B所述內容相似的第三聚焦電極224，只是除以下內容之外，即將第三聚焦電極224旋轉180°以預置一個與第一電極232相面對的凸起表面，從而從第一電極232朝向第二電極242的方向聚焦和指引離子場和氣流。與先前所述實施例相似，圖8A至8C所示的這些第三聚焦電極224沿著延伸線A、B、C定位。
圖9A至9C圖9A說明了電極組件220的引線環(huán)(pin-ring)配置。電極組件220包括圓錐形或三角形的第一電極232，第一電極232下游的環(huán)形第二電極242，以及第一電極232上游的第三聚焦電極250。第三聚焦電極250可以電連接到高壓產生器170。優(yōu)選的，所述聚焦電極250與第一電極232間距與在此所述的其他實施例一致的距離。作為替換，第三聚焦電極250能夠具有浮動電位。如通過陰影所指示的元件232’、242’，該電極組件220能夠包括多個類似于所述引線和類似于環(huán)的元件。如圖9A所述的多個引線環(huán)配置能夠沿著發(fā)明的拉長殼體以一個在另一之上的方式(one above the other)定位。所述多個引線環(huán)配置當然能夠在沒有第三聚焦電極的另一實施例中操作。應當理解，該多個引線環(huán)配置能夠沿著所述殼體的拉長方向直立和拉長，并且能夠替換例如圖2B中所示的第一和第二電極，以及與圖2B中的第二電極是可移動的一樣是可移動的。優(yōu)選的，第一電極232是鎢，并且第二電極242是不銹鋼。圖9A的實施例的典型尺寸是L1≈10毫米，X1≈9.5毫米，T≈0.5毫米以及開口246的直徑≈12毫米。
第三聚焦電極250的電特性和特征與先前實施例中所述的第三聚焦電極224相似。與先前實施例的棒形物理特征相比，所述第三聚焦電極250的形狀是具有優(yōu)選地面向第二電極242的凹面的凹面圓盤。第三聚焦電極250優(yōu)選地具有延伸的孔以最小化氣流中斷(disruption)。對于第三聚焦電極250來說，包括其他的形狀也包含在發(fā)明的范圍內，諸如以下形狀但并不限于此凸起圓盤、拋物線圓盤、球形圓盤、或其他凸起或凹形或矩形、或其他平面表面并且包含在發(fā)明的精神和范圍內。第三聚焦電極的直徑優(yōu)選比第一電極232的直徑大至少15倍。該聚焦電極250也能夠構成屏幕或網格。
第二電極242具有開口246。在該實施例中，該開口246優(yōu)選為圓形。在發(fā)明的范圍內，所述開口246能夠包括其他的形狀諸如矩形、六邊形或八邊形，但并不限于此。第二電極242具有環(huán)繞所述開口246的套環(huán)247(參見圖9B)。該套環(huán)247吸引經過開口246的氣流內所包含的灰塵。如圖9B和9C所看到的那樣，該套環(huán)247包括一個能夠收集粒子的下游延伸管狀部分248。結果，電極組件220所反射的氣流具有降低的灰塵含量。
圖9B至9C示出了其他相似的引線環(huán)的實施例。例如，第一電極232能夠包括具有錐形端的棒形電極。在圖9B中，示出了圖9A中第二電極242的中心部分的詳細剖面圖。優(yōu)選的，相對于第一電極232而定位所述套環(huán)247，使得從第一電極232的末梢尖端到套環(huán)247的電離路徑具有基本上相等的路徑長度。所以，雖然第一電極232的末梢尖端(發(fā)射尖端)有利地小以集中電場，但是第二電極242的相鄰區(qū)域優(yōu)選地提供許多等距離的電極間(inter-electrode)路徑。在圖9B和9C中以陰影形式而畫出的線描述了從第一電極232發(fā)射并且在第二電極242的彎曲的表面上終止的理論電場。優(yōu)選的，大部分電場大約在第一電極232和第二電極242之間的同軸軸心的45度內發(fā)射。
在圖9C中，一個或多個第一電極232被傳導的碳化光纖部件232”所代替，該部件具有遠極面(distal surface)，在該遠極面中，凸出光纖233-1，……233-N具有“不舒服”(bed of nails)的外形。凸出光纖每一個起到發(fā)射器電極的作用，并且提供多個發(fā)射表面。一段時間之后，一些或所有的電極幾乎將消耗完，此時可替換部件232”。除石磨之外的材料可以用于部件232”，只要所述材料具有凸出的傳導光纖諸如233-N的表面。
具有下游拖拽電極的電極組件圖10A至10D圖10A至10C說明了一種具有拖拽電極245陣列的電極組件220，所述拖拽電極陣列被添加到與圖7A所示相似的電極組件220。應該理解一種與圖10A相似的可選實施例能夠包括一個或多個拖拽電極而沒有聚焦電極并且其也包含于發(fā)明的精神和范圍內?，F在參見圖10A至10B，每一拖拽電極245定位于第二電極陣列240的下游。優(yōu)選的，在距離第二電極242為半徑R2至少三倍的下游處定位該拖拽電極(參見圖10B)。此外，該拖拽電極245優(yōu)選地直接位于每一個第二電極242的下游以致于不干擾氣流。并且，拖拽電極245氣動地平滑，例如剖面為圓形、橢圓形或淚珠形以致于不會不適當地干擾附近的氣流平穩(wěn)度。在優(yōu)選的實施例中，與第二電極陣列240一樣，該拖拽電極245電連接到高壓產生器170的相同的輸出口。如圖10A所示，第二電極242和拖拽電極245具有負電荷。這種布置能夠將更多的負電荷引入到氣流中。作為替換，如果所述拖拽電極沒有被電連接，那么它們將具有浮動電位。在其他的實施例中，該拖拽電極245也能夠接地。此外作為替換，如圖10D所示，拖拽電極245能夠與以第二電極形式形成的金屬板之外的并且延伸到拖拽電極的位置的第二電極一起形成，并且形成具有外圍壁的空心的拖拽電極，所述外圍壁大約為圖10C中所述的拖拽電極245的外表面的形狀。
當拖拽電極245電連接到高壓產生器170時，氣流內的正帶電粒子也被吸附到并且集中到拖拽電極上。在不具有拖拽電極245的典型的電極組件中，大部分粒子集中在第二電極242的表面區(qū)域。然而，一些粒子將通過單元200而沒有被第二電極242收集。所以，該拖拽電極245起到第二表面區(qū)域的作用以便積聚正帶電粒子。該拖拽電極245也能夠使得帶電粒子偏轉以朝向第二電極。
優(yōu)選的，拖拽電極245也向氣流中發(fā)射少量陰離子。這些陰離子將中和第一電極232所發(fā)射的陽離子。如果在氣流到達出口260之前，第一電極232所發(fā)射的陽離子未能被中和，那么出口散熱片212將帶電并且氣流內的粒子趨向于粘附到散熱片212。如果出現這種情況，那么最終由所述散熱片212所收集的相當數量的粒子將阻礙或最小化流出單元200的氣流。
圖10C說明了電極組件220的另一實施例，其具有被添加到與圖7C相似的實施例的拖拽電極245。與以上先前所述實施例相似，該拖拽電極245定位于第二陣列240的下游。在本發(fā)明的范圍內，將拖拽電極245電連接到高壓產生器170。如圖10C所示，所有的第三聚焦電極224電連接到高壓產生器170。在優(yōu)選實施例中，僅第三聚焦電極224a1、224b1電連接到高壓產生器170。第三聚焦電極224a2，224b2具有浮動的電位。
具有聚焦電極、拖拽電極以及帶有保護端的增強第二電極的不同組合的電極組件圖11A至11D圖11A說明了一種電極組件220，該電極組件包括具有兩個線狀電極232-1、232-2(統(tǒng)稱為“電極232”)的第一電極陣列230以及具有“U”形電極242-1、242-2、242-3(統(tǒng)稱為“電極242”)的第二電極陣列240。這種配置例如與存在三個第一發(fā)射器電極232和四個第二集合器電極242的圖9A的配置形成對比。
距離每一個第一電極232上游X2距離處是第三聚焦電極224。每一個第三聚焦電極224a、224b相對于第一電極232成一個角度。例如，如延伸線A所示，第三聚焦電極224a優(yōu)選地沿著從第二電極242-1的前端246的中間延伸通過第一電極232-1的中心的線而延伸。第三聚焦電極224a沿著延伸線A與第一電極232-1成一條直線并且對稱定位。同樣，如延伸線B所示，第三聚焦電極224b沿著從第二電極242-2的前端246的中間延伸通過第一電極232-2的中心的線而被定位。第三聚焦電極224b沿著延伸線B與第一電極232-2成一條直線并且對稱定位。如先前所述，每一個第三聚焦電極224的直徑優(yōu)選地比第一電極232的直徑至少大15倍。
如圖11A所示，與圖5B所示實施例相似，每一個第二電極優(yōu)選地具有一個保護端241。在優(yōu)選實施例中，第三聚焦電極224電連接到高壓產生器170(未示出)。不電連接所述第三聚焦電極224也在本發(fā)明的范圍內。
圖11B說明了多個第三聚焦電極224可以定位在每一個第一發(fā)射器電極232的上游。例如，第三聚焦電極224a2沿著延伸線A與第三聚焦電極224a1成一條直線并且對稱定位。相似的，第三聚焦電極224b2沿著延伸線B與第三聚焦電極224b1成一條直線并且對稱定位。沒有或所有的第三聚焦電極224電連接到高壓產生器170都在本發(fā)明的范圍內。在優(yōu)選的實施例中，僅第三聚焦電極224a1、224b1電連接到高壓產生器170，同時第三聚焦電極224a2、224b2具有浮動電位。
圖11C說明了圖11A中所示電極組件220也可以包括位于每一個第二電極242下游的拖拽電極245。每一個拖拽電極245與第二電極成一條直線以致于不會對通過第二電極242的氣流進行干擾。優(yōu)選地，在每一個第二電極242下游的等于第二電極寬度W至少三倍的距離處定位每一個拖拽電極245。在本發(fā)明的范圍內，所述拖拽電極可在下游的其他的距離處被定位。所述拖拽電極245的直徑優(yōu)選地不大于第二電極242的寬度W以便限制對離開第二電極242的氣流的干擾。
拖拽電極245一方面對從第二電極拖出的氣流進行指引并且提供從出口260流出的更多空氣層流。拖拽電極245的另一方面是中和由第一陣列230所產生的陽離子并且積聚氣流中的粒子。如圖11C所示，每一個拖拽電極通過導線248而電連接到第二電極242。所以，拖拽電極被負充電，并且起到積聚表面的作用，與第二電極242相似，吸附氣流中正帶電粒子。如先前所述，電連接的拖拽電極245也發(fā)射陰離子以中和第一電極232所發(fā)射的陽離子。
圖11D說明了一對第三聚焦電極224可以定位在每一個第一電極232的上游。例如，第三聚焦電極224a2位于第三聚焦電極224a1的上游以致于第三聚焦電極224a1、224a2沿著延伸線A而相互成一條直線并且對稱定位。相似的，第三聚焦電極224b2沿著延伸線B與第三聚焦電極224b1成一條直線并且對稱定位。如先前所述，優(yōu)選地僅第三聚焦電極224a1、224b1電連接到高壓產生器170，同時第三聚焦電極224a2、224b2具有浮動電位。沒有或所有的第三聚焦電極電連接到高壓產生器170都在本發(fā)明的精神和范圍內。
帶有具有間隙電極的第二集合器電極的電極組件圖11E至11F圖11E說明了具有間隙電極246的電極組件220的另一實施例。在該實施例中，間隙電極246定位在第二電極242之間的中間位置。例如，間隙電極246a定位在第二電極242-1、242-2之間的中間，同時間隙電極246b定位在第二電極242-2、242-3之間的中間位置。優(yōu)選的，間隙電極246a、246b電連接到第一電極232，并且產生具有與第一電極232相同的正或負電荷的電場。于是間隙電極246和第一電極232具有相同的極性。。因此，朝向間隙電極246傳播的粒子將被間隙電極246所排斥以朝向第二電極242。作為替換，間隙電極能夠具有浮動的電位或接地。
應該理解，間隙電極246也可以距離一個第二集合器電極比另一個更近。同樣，如圖11E所述，優(yōu)選地在基本靠近或在保護端241或拖拽側244的端部定位間隙電極246a、246b。此外，能夠基本上沿著兩個拖拽部分或第二電極的端部之間的線來定位間隙電極。由于間隙電極能夠導致正帶電粒子沿著負帶電第二集合器電極242的整個長度而朝向拖拽側244偏轉，以便第二集合器電極242積聚更多的氣流中的粒子，這些后面的位置是優(yōu)選的。
此外，能夠沿著第二集合器電極244的拖拽側244而在上游定位間隙電極246a、246b。然而，間隙電極246a、246b距離第二電極242的前端越近，通常間隙電極246a、246b推動正帶電粒子以朝向整個長度的第二電極242的效果就越小。優(yōu)選的，間隙電極246a、246b是線狀的并且與第二集合器電極242的寬度“W”相比直徑較小或基本上較小。例如，間隙電極能夠具有與第一電極相同或相似直徑。例如，間隙電極能夠具有十六分之一英尺的直徑。同樣，如Y2所指示那樣，間隙電極246a、246b的直徑基本上小于第二集合器電極之間的距離。此外，間隙電極能夠在下游方向上具有一個長度或直徑，所述長度或直徑基本上小于下游方向上的第二電極的長度。對于間隙電極246a、246b具有該尺寸的原因在于間隙電極246a、246b對從設備100或200流出的氣流速度具有最小的影響。
圖11F說明了圖11E中的電極組件220能夠包括每一個第一電極232上游的一對第三電極224。如先前所述，優(yōu)選地該對第三電極224彼此成一條直線并對稱定位。例如，第三電極224a2沿著延伸線A而與第三電極224a1成一條直線并且對稱定位。延伸線A優(yōu)選地從第二電極242-2的前端246的中間通過第一電極232-1的中心而延伸。如先前所公開的，在優(yōu)選實施例中，僅第三電極224a1、224b1電連接到高壓產生器170。在圖11F中，在第二電極242之間定位多個間隙電極296a和246b。優(yōu)選地，這些間隙電極成一條直線，并且在下游方向的每一個連續(xù)的間隙電極上，具有不斷增加的電壓電位的電位梯度，以便朝著第二電極的方向推動粒子。在該情況中，間隙電極上的電壓將具有與第一電極232的電壓相同的符號。
具有松弛(slack)的增強的第一發(fā)射器電極的電極組件圖12A至12C先前所述的電極組件220的實施例包括具有至少一個線狀電極232的第一電極陣列230。第一電極陣列230包含由其他形狀和配置構成的電極也在本發(fā)明的范圍內。
圖12A說明了第一電極陣列230可以包括彎曲的線狀電極252。該彎曲的線狀電極252是一種離子發(fā)射表面并且產生與先前所述線狀電極232相似的電場。同樣與先前實施例相似，每一個第二電極242在彎曲的線狀電極252的“下游”，并且每一個第三聚焦電極224在彎曲的線狀電極252的“上游”。第二電極242和第三聚焦電極224的電特性和特征與圖5A所示的先前實施例相似。應該理解，在發(fā)明的精神和范圍內，圖12A的一個替代實施例能夠不包括聚焦電極。
如圖12A所示，第一電極252產生并且發(fā)射陽離子。通常，第一電極產生和反射的陰離子的數量與第一電極的表面區(qū)域成比例。第一電極252的高度Z1等于先前公開的線狀電極232的高度Z1。然而，電極252的總長度大于電極232的總長度。僅作為舉例，并且在優(yōu)選的實施例中，如果將電極252弄成直線，那么彎曲的或松弛的線電極252將比棒或線狀電極232長15％至30％。電極252允許松弛以達到較短的高度Z1。當線保持松弛時，該線可以形成一個與圖12A所示的第一電極252相似的彎曲形狀。與線狀電極232相比，電極252的總長度越大，那么轉換為表面區(qū)域就越大。所以，電極252比電極232產生并且發(fā)射更多的離子。第一電極所發(fā)射的離子附著到氣流內的顆粒物質。所述帶電的顆粒物質被附著到帶電相反的第二集合器電極242并且積聚于此。因為與先前所述電極232相比，電極252產生和發(fā)射更多的離子，所以將從氣流中消除更多的顆粒物質。
圖12B說明了第一電極陣列230可以包括平面線圈線狀電極254。與先前所公開的線狀電極232相比，每一平面線圈線狀電極254也具有較大的表面區(qū)域。僅作為舉例，如果將電極254弄成為一條直線，那么電極254的總長度優(yōu)選地比電極232的長度長10％。因為電極254的高度保持在Z1，所以電極254具有如圖12B所示的“彎曲”配置。與電極232的表面區(qū)域相比，這個較大的長度轉化為電極254的較大的區(qū)域。因此，與電極232相比，電極254將產生和發(fā)射更大數量的離子。應該理解，在發(fā)明的精神和范圍內，圖12B的替代實施例能夠不包括聚焦電極。
圖12C說明了第一電極陣列230也可以包括卷曲的線狀電極256。此外，電極256的高度Z1與先前公開的線狀電極232的高度Z1相似。然而，電極256的總長度大于電極232的總長度。在優(yōu)選的實施例中，如果將電極256弄成直線，那么電極256的總長度將比線狀電極232長2到3倍。所以，電極256具有比電極232更大的表面區(qū)域，并且比第一電極232產生和發(fā)射出更多的離子。被卷曲以產生電極256的線的直徑與電極232的直徑相似。電極256的直徑本身優(yōu)選為1到3毫米，但是根據第一發(fā)射器電極232的直徑而能夠更小。電極256的直徑將保持的足夠的小以致于電極256具有高發(fā)射率并且是一個離子發(fā)射表面。應該理解，在發(fā)明的精神和范圍內，圖12C的替代實施例能夠不包括聚焦電極。
圖12A至12C所示電極252、254和256可以合并到該申請先前所公開的任一電極組件220的配置中。
如以上的描述，使用一個或多個間隙電極以通過增加帶電粒子沉淀來改善離子風設備的整體性能。這些被獨特地定位和激勵的電極也可以減少臭氧的排放(discharge)并且增加離子風設備中的氣流。
圖13是本發(fā)明的離子風設備的示意圖，其說明了使用一個或多個間隙電極來減少臭氧的排放。離子風設備300具有一個或多個發(fā)射器302、集合器304以及高壓電源306，所有這些部件如上文中更加詳細的論述。臭氧陽離子(O3+)在正帶電發(fā)射器元件302處形成(3O2→2O3)。氮陽離子(N2+)和氧陽離子(O2+)也在正帶電發(fā)射器元件302上產生。當O3、N2和O2分子在它們的外殼上獲得或丟失價電子時，它們各自的大小也發(fā)生改變。例如，非電離的(中性)氮具有0.71埃的原子半徑并且氧具有0.66埃的半徑。當它們獲得電子(變成陰離子)時，對于氮來說其尺寸增加到1.71埃，而對于氧來說其尺寸增加到1.40埃。在臭氧離子O3+的情況中，如果使用高壓電位而向其L(2p)殼上增加電子以使得其突然地變換為O3或O3-，那么其尺寸將快速地增加，變得甚至更加不穩(wěn)定，并且轉變回氧(2O3+→3O2-)。在離子風裝置的下游放置一個帶電的間隙電極308加速了朝向負帶電集合器電極304的臭氧陽離子，在電極304這些陽離子將接收一個或多個價電子以突然地被轉換為平衡離子或轉換為陰離子。一些臭氧陽離子將接觸集合器電極304的引導邊緣和表面區(qū)域并且轉換為氧而不需要加速。然而，實際上很少與負帶電集合器相接觸。根據陣列的物理配置和使用中的特殊發(fā)射器和集合器，用相對于從+00伏特到+10.00伏特的集合器任一正脈沖的或DC電壓來充電下行線路電極308。一個接地或負帶電板也將起到臭氧陽離子的直接接觸擊穿源(direct contactbreakdown source)的作用。然而，像在集合器電極板上由臭氧陽離子所進行的隨機接觸那樣，存在僅與下行線路電極進行最小和隨機的接觸的相同的似然率。施加到沒有電暈出現的下行線路電極的電壓電位陽性越強，那么轉換為氧的化學轉換率變得越有效。同樣，大量的氮陽離子N2+被平衡和轉換為陰離子N2-。在很多離子風設備中期望將可吸入的陽離子的輸出減小到最小，這些可吸入的陽離子典型是組成幾乎80％的大氣的氮分子。
下行線路電極308可以是以下形式一個或多個傳導棒或者是薄板材料。下行線路電極之間的差分電壓將不會過高以產生高壓溢出或暈流，因為這可以產生額外的臭氧并且破壞高壓電路。每一電極優(yōu)選地安裝了高壓串聯電阻310(例如1到10兆歐姆之間)以便限定峰值電流并且抑止溢出。串聯電阻的阻值越高，電壓溢出和發(fā)生暈流的可能性就越小。然而，較高的阻抗也將抑止電壓電源和自由離子之間的電子傳輸。最適宜的串聯阻抗取決于被選擇施加的電壓、電極間隔以及期望的效果。當分別在1”X1”X1/2”陣列中使用+8KV，-8KV和+4KV時，典型地希望使用一兆歐姆發(fā)射器串聯電阻312、十兆歐姆集合器串聯電阻314以及4兆歐姆下行線路電極串聯電阻310。
將下行線路電極308優(yōu)選地定位在集合器電極板304之間并且距離集合器電極板等距離。從集合器電極板的后(排氣)點朝向發(fā)射器元件的電極的位置是電壓相關的。不應當以使得基本的電壓梯度失真(彎曲)的方式定位和/或充電所述下行線路電極。典型地，帶電的間隙電極配置將不會超過+4000伏特DC并且延伸超過從集合器電極板304的端部朝向發(fā)射器元件302的距離的一半。朝向發(fā)射器元件的更遠的(deeper)上游貫穿(penetration)在降低的電極電壓上是可能的。
然而，任一電極的定位、充電與否、距離集合器電極板的引導邊太近將改變基本平衡力線并且產生減小的氣流。對集合器和下行線路電極使用弱地過濾的DC電壓源也是所希望的。脈動電壓進一步激勵由額外的分子分裂所導致的臭氧陽離子的加速運動。
圖14示出了本發(fā)明的離子風設備的示意圖，其說明通過使用一個或多個間隙電極以對造成氣流阻力的帶電分子去電離來增加氣流。離子風設備不依賴于電風扇來強迫帶電氣流通過集合器陣列。代替的是，通過對空氣分子、N2和O2充電并且排斥平衡電壓梯度內的空氣離子，同時將它們中一些吸附到相反帶電元件(集合器)來獲得氣流。所以，在陽離子產生源下游所存在的分子的強密集陽離子場抑止了不受限制的氣流。下行線路電極308通過加速大數量的氮陽離子朝向負帶電場和集合器元件304而減少了相似的充電效果，其中大數量的氮陽離子的價可以被平衡和倒置。與隨機地與一個接地或負帶電電極接觸相比，朝向相反的帶電集合器304來加速大氣離子會更加有效。
圖15是該發(fā)明的離子風設備的示意圖，其說明了使用一個或多個間隙(電極以便通過提高帶電粒子的沉淀效率來增加氣流。因為空氣被吸入到離子風設備的發(fā)射器區(qū)域，所以花粉、空氣傳播的細菌、孢子、其他的空氣污染等等小粒子P也被吸入到上述區(qū)域。特別是1微米到10微米的尺寸范圍的這些物質也被直接地電離和被附著到帶電的氧和氮上。在它們能夠離開陣列之前，借助于它們相對大的質量和橫向電場的加速所導致的動量，多數被積聚到相反帶電集合器電極板的表面上。為了增加被積聚的帶電粒子的數量，已經提議了不同的方案。大體上，增加集合器表面區(qū)域，增加集合器表面電壓電平，以及減小空氣速度是離子風設備所使用的最普通的方法。
附加的正帶電下行線路電極309對正帶電粒子P實施排斥力。正高壓場朝著負帶電板304的方向加速正帶電粒子或粒子群。典型地，集合器電極板區(qū)域A必須被平方(A2)以便使得粒子沉淀有效地加倍。
附加的具有小于A/2面積的下行線路+4KV板極電極或棒309也將使得粒子沉淀效果加倍。因為氣流被快速清除帶電粒子，不允許氣體離子相反的流動。結果是增加了氣流。
圖16是本發(fā)明的典型高壓電源的示意圖。電源306包括一個操作在輸入頻率為20000Hz或以上的二重正和負半波電壓電壓倍增器。典型的輸出電壓是+8KV，-8KV以及+4KV(其從兩級正電壓倍增器的第一級318中獲得)。根據希望的電壓和脈動效應，在10KV或更大處，倍增器電容值典型地處于220pf和470pf之間。
圖17是用于間隙電極的一種替代的連線選項的示意圖。與地或電壓源相隔離的下行線路電極板或棒元件將積聚與氣流離子極性和密度成比例的表面電荷。同樣，通過高壓電容器而連接到地的下行線路電極將積聚與氣流離子的極性和密度成比例的較大的表面電荷。這可以通過將一個和多個間隙電極308連接到與20M歐姆的電阻322相串聯以接地的470pfHV的電容器320來實現。代替將附加的電極直接接地或連接到有效的電壓源，這種配置允許電極浮動到正電壓電平并且其表現與向它們施加直接的DC偏置時一樣。這適合增加沉淀效率和氣流，同時減少臭氧和功耗。
最后，對發(fā)射器、集合器以及下行線路電極的極性進行反向將具有與在此所述相同的益處。然而，負高壓發(fā)射器源的使用通常增加主要發(fā)射器元件處的臭氧的產量以及不規(guī)則等離子封裝發(fā)射率。
為了說明和描述的目的已經提供了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的上述描述。這并不意味著是窮舉或將發(fā)明限制到所公開的精確形式。許多修改和變化對于本領域的技術人員來說是顯而意見的?？梢詫λ_的實施例進行修改和變化而不脫離通過所附權利要求限定的發(fā)明的目標和精神。實施例被選擇和描述以便更好地描述發(fā)明的原理及其實際應用，從而本領域的其他技術人員懂得該發(fā)明、不同的實施例以及具有不同的修改適合于特殊的預期應用。發(fā)明的范圍通過所附的權利要求和它們的等同體來限定。
權利要求
1.一種離子產生器，其包括第一電極；兩個第二電極；電壓產生器，依次電耦合到第一電極和第二電極，當被激勵時，在從第一電極到第二電極的下游方向產生氣流；所述兩個第二電極的每一個具有引導部分和位于所述引導部分下游的拖拽部分，并且所述兩個第二電極的每一個具有引導部分和拖拽部分之間的長度；以及間隙電極，位于兩個第二電極之間，并且間隙電極臨近于兩個第二電極的拖拽部分而定位，以及所述間隙電極在下游方向具有基本上小于兩個第二電極在下游方向長度的長度。
2.如權利要求1的產生器，其中，所述第二電極是鰭狀并且所述間隙電極是線狀。
3.如權利要求1的產生器，其中，所述第二電極是鰭狀并且所述間隙電極是棒狀。
4.如權利要求1的產生器，其中，所述間隙電極位于兩個第二電極的之間的中間。
5.如權利要求1的產生器，其中，所述間隙電極是線狀和棒狀之一，并且基本上沿著兩個第二電極的兩個拖拽部分之間的線而定位間隙電極。
6.如權利要求1的產生器，其中，所述間隙電極和所述第一電極電連接。
7.如權利要求1的產生器，其中，當激勵所述電壓產生器時，所述間隙電極和所述第二電極具有相同的極性。
8.如權利要求1的產生器，其中，所述第一電極具有第一符號電位并且能夠對粒子充以相同符號電位的電荷，并且所述第二電極和所述間隙電極兩者具有相反符號的電位以致于所述間隙電極能夠朝著第二電極的方向偏轉帶電粒子。
9.如權利要求1的產生器，其中，當激勵所述電壓產生器時，所述第一電極發(fā)射離子，并且其中所述間隙電極能夠中和由所述第一電極所發(fā)射的離子。
10.如權利要求1的產生器，其中，當激勵所述電壓產生器時，所述第一電極發(fā)射陽離子，并且其中所述間隙電極通過發(fā)射陰離子而能夠中和由第一電極所發(fā)射的陽離子。
11.如權利要求1的產生器，其中，所述第二電極可被用戶拆卸。
12.如權利要求1的產生器，其中，用戶為清洗而可拆卸所述第二電極。
13.如權利要求1的產生器，其中，所述產生器被插入殼體中，并且所述殼體包括電動空氣傳送器/調節(jié)器。
14.如權利要求1的產生器，其中，所述第二電極被拉長，并且所述間隙電極被拉長到大約與第二電極相同的長度。
15.如權利要求1的產生器，其中，所述產生器被插入到拉長的獨立式殼體中，并且所述殼體包括電動空氣傳送器/調節(jié)器。
16.如權利要求1的產生器，其中，所述產生器被插入到拉長的獨立式殼體中，并且所述殼體包括電動空氣傳送器/調節(jié)器；并且所述殼體具有一頂部以及為清洗可從所述頂部拆卸所述第二電極。
17.如權利要求1的產生器，其中所述產生器被插入到具有頂部的拉長的獨立式殼體中，并且所述殼體包括電動空氣傳送器/調節(jié)器；以及所述第二電極被拉長并且可從所述殼體的所述頂部拆卸。
18.如權利要求1的產生器，其中所述產生器被合并到具有頂部的拉長的獨立式殼體中，并且所述殼體包括電動空氣傳送器/調節(jié)器；以及所述第二電極被拉長并且至少部分地可從所述殼體的所述頂部上拆卸。
19.如權利要求1的產生器，其中所述產生器被插入到具有頂部的拉長的獨立式殼體中，并且所述殼體包括電動空氣傳送器/調節(jié)器；以及所述第二電極被拉長并且通過所述殼體的所述頂部可伸縮地拆卸。
20.如權利要求1的產生器，其中，所述間隙電極是線狀或棒狀之一。
21.如權利要求1的產生器，其中，所述第一電極是離子發(fā)射器，并且第二電極是顆粒物質的集合器。
22.如權利要求1的產生器，其中，所述第一電極被正充電，并且第二電極負充電。
23.如權利要求22的產生器，其中，所述第一電極是引線形。
24.一種用于調節(jié)空氣的設備，其包括帶有空氣入口和空氣出口的殼體；第一電極；兩個第二電極；所述第一電極位于比所述第二電極更接近所述入口處；所述第二電極位于比所述第一電極更接近所述出口處；電壓產生器，依次電耦合到第一電極和第二電極，當被激勵時，在從第一電極到第二電極的下游方向產生氣流；所述兩個第二電極的每一個具有引導部分和位于所述引導部分下游的拖拽部分，并且所述兩個第二電極的每一個具有引導部分和拖拽部分之間的長度；以及間隙電極，位于兩個第二電極之間，并且間隙電極臨近于兩個第二電極的拖拽部分而定位，以及所述間隙電極在下游方向具有基本上小于兩個第二電極下游方向長度的長度。
25.如權利要求24的設備，其中，所述第二電極是鰭狀，并且所述間隙電極是線狀。
26.如權利要求24的設備，其中，所述第二電極是鰭狀，并且所述間隙電極是棒狀。
27.如權利要求24的設備，其中，所述間隙電極位于兩個第二電極的之間的中間。
28.如權利要求24的設備，其中，所述間隙電極是線狀和棒狀之一，并且基本上沿著兩個第二電極的兩個拖拽部分之間的線而定位間隙電極。
29.如權利要求24的設備，其中，所述間隙電極和所述第一電極電連接。
30.如權利要求24的設備，其中，當激勵所述電壓產生器時，所述間隙電極和所述第二電極具有相同的極性。
31.如權利要求24的設備，其中，所述第一電極具有第一符號電位并且能夠對粒子充以相同符號電位的電荷，并且所述第二電極和所述間隙電極兩者具有相反符號的電位以致于所述間隙電極能夠朝著第二電極的方向偏轉帶電粒子。
32.如權利要求24的設備，其中，當激勵所述電壓產生器時，所述第一電極發(fā)射離子，并且其中所述間隙電極能夠中和由所述第一電極所發(fā)射的離子。
33.如權利要求24的設備，其中，所述間隙電極是線狀或棒狀。
34.一種用于調節(jié)空氣的設備，其包括具有入口和出口的殼體；以及用于在從所述入口到所述出口的下游方向產生氣流的安放在所述殼體內的離子產生器，包括第一電極；位于第一電極下游處的至少兩個第二電極，每一個所述第二電極具有前端和從所述前端向下游朝著所述出口方向延伸的兩個拖拽側；間隙電極，位于每一個所述第二電極中間，并且在所述前端的下游；高壓產生器，電連接到所述第一電極、第二電極以及所述間隙電極。
35.如權利要求34所述的空氣調節(jié)設備，其中，所述間隙電極位于所述第二電極之間的中間。
36.如權利要求34所述的空氣調節(jié)設備，其中，當激勵所述高壓產生器時，所述第一和第二電極具有相反的極性。
37.如權利要求36所述的空氣調節(jié)設備，其中，所述第一電極發(fā)射離子以對包含在氣流中的粒子充電。
38.如權利要求36所述的空氣調節(jié)設備，其中，當所述離子產生器被激勵時，所述間隙電極和所述第二電極具有相同的極性。
39.如權利要求38所述的空氣調節(jié)設備，其中，所述間隙電極朝著所述第二電極的所述拖拽側推動或排斥相反帶電粒子。
40.權利要求1的產生器，其中，所述間隙電極是正電位、負電位、浮動電位或接地之一。
41.權利要求1的產生器，其中，所述間隙電極具有與第二電極的電位符號相反的電位符號。
42.權利要求1的產生器，其中，所述間隙電極包括多個間隙電極元件。
43.權利要求1的產生器，其中，所述間隙電極包括當被激勵時能夠建立電壓梯度的多個間隙電極元件。
44.如權利要求1的產生器，其中，所述間隙電極電連接到所述第一電極。
45.一種用于減少離子風設備的陽離子排放的方法，所述方法包括以下步驟提供一種具有第一電極、兩個第二電極以及依次電耦合到第一電極和第二電極的電壓產生器的離子產生器，當被激勵時，在從第一電極到第二電極的下游方向產生氣流；提供位于兩個第二電極之間的間隙電極；以及對間隙電極充電以朝著第二電極的方向加速陽離子以便將所述陽離子轉變?yōu)槠胶怆x子和陰離子之一。
46.如權利要求45的方法，其中，所述陽離子包括臭氧。
47.如權利要求45的方法，其中，所述對間隙電極充電的步驟包括允許間隙電極浮動到正電壓電平。
48.如權利要求45的方法，其中，所述允許間隙電極浮動到正電壓電平的步驟包括將間隙電極連接到與電阻相串聯接地的電容器。
49.一種用于增加離子風設備的氣流的方法，所述方法包括以下步驟提供一種具有第一電極、兩個第二電極以及依次電耦合到第一電極和第二電極的電壓產生器的離子產生器，當被激勵時，在從第一電極到第二電極的下游方向產生氣流；提供位于兩個第二電極之間的間隙電極；以及對間隙電極充電以朝著第二電極的方向加速陽離子以便將所述陽離子轉變?yōu)槠胶怆x子和陰離子之一，因此減小了抑止氣流的陽離子電場。
50.一種用于增加離子風設備的氣流的方法，所述方法包括以下步驟提供一種具有第一電極、兩個第二電極以及依次電耦合到第一電極和第二電極的電壓產生器的離子產生器，當被激勵時，在從第一電極到第二電極的下游方向產生氣流；提供位于兩個第二電極之間的間隙電極；以及對間隙電極充電以朝著第二電極的方向加速帶電粒子以便使得帶電粒子在第二電極上沉淀，從而減少抑止氣流的粒子。
全文摘要
一種用于從空氣中清除粒子的電動空氣調節(jié)器使用不移動部件來產生氣流。調節(jié)器包括具有電極組件的離子產生器(300)，該電極組件具有第一發(fā)射器電極(302)陣列、第二集合器電極(304)陣列以及高壓產生器(306)。優(yōu)選地，第三或引導或聚焦電極(224)定位于第一發(fā)射器電極(302)陣列的上游，和/或拖拽電極(245)定位于第二集合器電極(304)陣列的下游。該設備也能夠包括位于集合器電極(304)之間的間隙電極(308)、具有整體形成的拖拽端的增強集合器電極、以及具有增加的長度以增加發(fā)射率的增強發(fā)射器電極。
文檔編號F04B19/00GK1658967SQ03812691
公開日2005年8月24日 申請日期2003年4月1日 優(yōu)先權日2002年4月1日
發(fā)明者吉姆·L·利, 查爾斯·E·泰勒, 劉錫暉 申請人:澤尼恩工業(yè)公司