專利名稱：一種動(dòng)電式空氣傳送－調(diào)節(jié)設(shè)備的電極自清理裝置的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本發(fā)明是美國(guó)專利申請(qǐng)第09/186,471號(hào)的后續(xù)發(fā)明，上述專利于1998年11月5日提出申請(qǐng)，題為“一種動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)”，并已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
已經(jīng)知道一種帶有高效微?？諝膺^(guò)濾元件的風(fēng)扇可以清除大于約0.3μm的微粒物質(zhì)。然而，由于過(guò)濾元件給空氣流帶來(lái)阻力，因此電機(jī)尺寸需要加倍才能維持所需空氣流的強(qiáng)度。另外，高效微?？諝膺^(guò)濾元件較貴，占了高效微?？諝膺^(guò)濾風(fēng)扇設(shè)備的銷售價(jià)格中的主要部分。雖然這種過(guò)濾風(fēng)扇設(shè)備可以清除較大微粒物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)空氣，但無(wú)法清除能通過(guò)過(guò)濾元件的較小微粒物質(zhì)，例如細(xì)菌。
在現(xiàn)有技術(shù)中也已知道可以通過(guò)動(dòng)電技術(shù)來(lái)產(chǎn)生空氣流，在此技術(shù)中電能直接轉(zhuǎn)化為空氣流，而不需要機(jī)械運(yùn)動(dòng)元件。在Lee于1988年提出的美國(guó)專利第4,789,801號(hào)中描述了這樣一種系統(tǒng)，

圖1A和1B中顯示了其簡(jiǎn)化形式。Lee的系統(tǒng)10包括一小面積(最小截面)電極20的陣列，其和一大面積(最大截面)電極30的陣列對(duì)稱地間隔開(kāi)。可輸出一系列高壓脈沖(例如0到5kV)的脈沖發(fā)生器40的正極連接到最小截面陣列中，而脈沖發(fā)生器的負(fù)極連接到最大截面陣列中。
高壓脈沖電離陣列之間的空氣，從而無(wú)須任何運(yùn)動(dòng)零件就可得到從最小截面陣列向最大截面陣列運(yùn)動(dòng)的空氣流50。空氣中的微粒物質(zhì)60由空氣流50攜帶，也向最大截面陣列30的方向運(yùn)動(dòng)。多數(shù)微粒物質(zhì)被靜電吸附在最大截面電極陣列的表面上并停留在那里，因此可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)10中的空氣流。另外，電極陣列之間的高壓電場(chǎng)可以釋放出臭氧到周圍環(huán)境中，可以破壞或者至少改變空氣流中的攜帶物，包括細(xì)菌。
在圖1A所示的實(shí)施例中，最小截面電極20的橫截面為圓形，直徑為約0.003英寸(0.08mm)，而最大截面電極30的面積更大，其截面形成“淚滴”形狀。在發(fā)明中并沒(méi)有具體指明最大截面和最小截面電極之間的橫截面曲率半徑比的大小，但從Lee的附圖來(lái)看應(yīng)大于10∶1。如圖1A所示，最大截面電極的球根狀前表面朝向最小截面電極，而其尖銳尾部朝向空氣流的排出方向。顯然，最大截面電極“尖銳”的尾部可促進(jìn)對(duì)空氣流所攜帶微粒物質(zhì)的良好的靜電吸附。Lee沒(méi)有說(shuō)明這種淚滴形的最大截面電極是如何制造的，但估計(jì)是采用較貴的模鑄或擠壓工藝。
在圖1B所示的另一實(shí)施例中，Lee的最大截面電極30的橫截面為對(duì)稱的細(xì)長(zhǎng)形。最大截面電極的細(xì)長(zhǎng)拖邊增大了可以吸附空氣流所攜帶微粒物質(zhì)的面積。Lee指出，增加一無(wú)源的第三電極陣列70，可以提高沉積效率，釋放到環(huán)境中的陰離子也能如所需地減少?？梢岳斫?，通過(guò)增加第三電極陣列來(lái)提高效率會(huì)增加生產(chǎn)和維持系統(tǒng)的費(fèi)用。
雖然Lee提出的動(dòng)電技術(shù)比傳統(tǒng)的電風(fēng)扇-過(guò)濾器設(shè)備更有優(yōu)勢(shì)，但Lee的最大截面電極的生產(chǎn)比較昂貴。此外，不采用Lee所提出的實(shí)施例而用其它方法來(lái)提高過(guò)濾器效率會(huì)更有利，尤其是不用加入第三電極陣列。
在發(fā)明人前次申請(qǐng)的發(fā)明中提供了一種具有第一和第二電極陣列結(jié)構(gòu)的動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，和Lee式系統(tǒng)相比其效率提高，且不需要昂貴的生產(chǎn)技術(shù)來(lái)生產(chǎn)電極，還可以允許使用者選擇所產(chǎn)生的臭氧的安全量。
第二陣列電極用于收集微粒物質(zhì)，使用者可以從空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)上拆下第二陣列電極進(jìn)行定期清理，清除電極表面的微粒物質(zhì)。然而，使用者必須小心處理，如果用水清理第二陣列電極，那么在將其再次插入空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中之前應(yīng)保證電極完全是干的。如果設(shè)備中插入了潮濕的新清理的電極，那么在接通設(shè)備后，新清理的電極的潮濕在設(shè)備中聚集，聚集的潮濕帶會(huì)產(chǎn)生從第一電極陣列到第二電極陣列的高壓電弧，這有可能損壞設(shè)備。
第一電極陣列中的金屬線或線狀電極沒(méi)有第二電極陣列中的電極堅(jiān)固(這里術(shù)語(yǔ)“金屬線”或“線狀”是可互換的，表示電極可由金屬線制成，或者電極比金屬線更大或更硬并具有金屬線的形狀)。在使用者可以從空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中拆下第一陣列電極的實(shí)施例中，在清理時(shí)要很小心，防止過(guò)大的作用力折斷金屬線電極。然而，最后第一陣列電極上會(huì)積聚一層沉積層，或者細(xì)的灰狀材料涂層。如果此沉積層繼續(xù)積聚的話，最后空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)的效率會(huì)降低。另外，這種沉積會(huì)產(chǎn)生一種可聽(tīng)到的振動(dòng)，會(huì)干擾靠近空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)的人，但其原因尚未完全查明。
因此就需要有一種裝置，可以防止空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備受到由于使用者清理而聚集到設(shè)備中的潮氣。另外，還需要一種裝置，使得可以定期進(jìn)行清理空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中第一電極陣列的金屬線電極。這種清理裝置最好能直接地完成而不需要將第一陣列電極從空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)中拆下，只需使用者定期進(jìn)行操作即可。
本發(fā)明提供了這樣一種方法和裝置。
電極組件最好由具有容易制造的電極形狀的第一陣列和第二陣列組成。在本發(fā)明的有關(guān)實(shí)施例中，第一陣列包括金屬線(或線狀)電極。第二陣列包括具有一個(gè)或兩個(gè)尾部表面的U形或L形電極，其外表面面積較大，可收集空氣中的微粒物質(zhì)。在優(yōu)選實(shí)施例中，第二陣列電極和第一陣列電極的有效曲率半徑比至少為20∶1。
高壓脈沖在第一和第二電極陣列之間產(chǎn)生電場(chǎng)。此電場(chǎng)產(chǎn)生了從第一陣列流向第二陣列的動(dòng)電空氣流，空氣流中具有較多的負(fù)離子和臭氧。包括灰塵微粒和其它不希望有的成分(例如微生物)的環(huán)境空氣通過(guò)柵格或百葉窗式的開(kāi)口進(jìn)入到空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備的殼體中，而已電離的清潔空氣(帶臭氧)通過(guò)殼體下側(cè)的開(kāi)口排出。
灰塵和其它微粒物質(zhì)靜電吸附在第二陣列(或收集器)電極上，而排出的空氣基本上不含有這些微粒物質(zhì)。另外，由空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備產(chǎn)生的臭氧可以殺死某些類型的微生物或類似物質(zhì)，還能除去排出空氣的氣味。傳送器最好周期性地進(jìn)行操作，操作者可以進(jìn)行控制，例如可暫時(shí)地提高高壓脈沖發(fā)生器的輸出，從而能更快地除去環(huán)境中的氣味。
在申請(qǐng)人前次申請(qǐng)中提供了一種十分堅(jiān)固的第二陣列電極組件，使用者可將其從空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中拆下來(lái)進(jìn)行清理?？梢院?jiǎn)單地將此第二陣列電極組件從空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備抽出來(lái)，用一塊濕布對(duì)其進(jìn)行擦拭清理，然后再將其裝回空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中。然而在某些時(shí)候，如果電極組件還是濕的(由于清理產(chǎn)生的)就裝回到空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中，濕氣聚集會(huì)導(dǎo)致第一和第二電極陣列之間的電阻減小，從而產(chǎn)生高壓電弧。
另一個(gè)問(wèn)題是第一電極陣列中的金屬線電極隨時(shí)間而變臟，上面會(huì)聚集一層沉積層或灰狀物質(zhì)的覆蓋層。聚集在第一陣列電極上的物質(zhì)會(huì)最終減小電離效率。另外，此聚集層還會(huì)導(dǎo)致空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備產(chǎn)生500Hz到5kHz的可聽(tīng)見(jiàn)的振動(dòng)，會(huì)干擾與空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備處于同一間屋子里的人。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，在可拆卸的第二陣列電極組件的下部延伸了一個(gè)或多個(gè)由聚酯薄膜或聚酰亞胺薄膜材料制成的柔性薄片。這個(gè)或這些薄片朝向第一陣列電極，并在名義上位于正交于第一和第二陣列電極縱向軸線的平面上。這種薄片的材料具有較高擊穿電壓和介電常數(shù)，可以耐高溫并可變形。在第一陣列的每一電極處的薄片末端設(shè)有一狹縫，使得第一陣列的每一金屬線電極都可以裝入薄片的狹縫中。當(dāng)使用者從空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中拆下第二電極陣列時(shí)，薄片也一起拆下。然而在拆卸過(guò)程中，薄片也被向上拉動(dòng)，每一金屬線與周圍的狹縫內(nèi)邊之間的摩擦能刮去第一陣列電極上的覆蓋層。當(dāng)將第二陣列電極組件再次插入空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中時(shí)，薄片上的狹縫自動(dòng)地圍繞在相應(yīng)的第一電極陣列的電極上。因此，當(dāng)從空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中拆下或只是簡(jiǎn)單地上下移動(dòng)第二陣列電極組件時(shí)，在第一電極陣列的電極上會(huì)產(chǎn)生上下的刮擦作用。
或者，可以在空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)部的底表面上設(shè)置向上伸出的支柱，在第二陣列電極組件完全插入后，支柱可以向上偏轉(zhuǎn)薄片材料的末端并使其離開(kāi)第一陣列電極。這個(gè)特征減小了薄片本身降低兩個(gè)電極陣列間電阻的可能性。
在所提出的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第二陣列電極的下端部安裝在一保持架上，保持架包括一個(gè)和由聚酯薄膜或聚酰亞胺薄膜材料制成的薄片相連接的樞軸旋轉(zhuǎn)臂。每一薄片的末端均設(shè)有一狹縫，每一薄片(以及其中的狹縫)均設(shè)成和相應(yīng)金屬線電極自行對(duì)準(zhǔn)。從保持架的基體向下延伸出一基座，當(dāng)完全插入到空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中時(shí)，支座插入到設(shè)備底層的基座開(kāi)口中?；_(kāi)口的朝向第一電極陣列的側(cè)壁推動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂及薄片向上樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從水平位置轉(zhuǎn)到垂直位置。這種結(jié)構(gòu)可以提高電極陣列間的電阻。
在另一個(gè)實(shí)施例中提供了一種用于第一電極陣列中金屬線的清理裝置，其中圍繞每一金屬線設(shè)置了一個(gè)或多個(gè)球狀件，金屬線電極即從球狀件的通道中穿過(guò)。當(dāng)空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備被翻轉(zhuǎn)時(shí)，即上下顛倒時(shí)，球狀件在其圍繞的金屬線的長(zhǎng)度上滑動(dòng)，在滑動(dòng)過(guò)程中擦去沉積物。這種采用球狀件的實(shí)施例可以和任何一種或所有采用各種薄片的實(shí)施例結(jié)合起來(lái)使用，提供了一種可以允許使用者安全地清理空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中第一電極陣列的金屬線電極的裝置。
從下文中對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的具體介紹中并結(jié)合附圖，可以清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。
圖3是本發(fā)明的電路框圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的顯示了電極組件第一實(shí)施例的透視圖；圖4B是圖4A所示實(shí)施例的平面框圖；圖4C是根據(jù)本發(fā)明的顯示了電極組件第二實(shí)施例的透視圖；圖4D是圖4C所示實(shí)施例的改進(jìn)形式的平面框圖；圖4E是根據(jù)本發(fā)明的顯示了電極組件第三實(shí)施例的透視圖；圖4F是圖4E所示實(shí)施例的平面框圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的電極組件的透視圖，顯示了第一電極陣列的電極清理裝置的第一實(shí)施例；圖5B是根據(jù)本發(fā)明的圖5A所示的電極清理裝置的側(cè)視圖；圖5C是根據(jù)本發(fā)明的圖5B所示的電極清理裝置的平面圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的可樞軸旋轉(zhuǎn)的電極清理裝置的透視圖；圖6B到6D顯示了處于各個(gè)位置的根據(jù)本發(fā)明的圖6A所示的電極清理裝置；圖7A到7E顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一電極陣列的電極的球狀清理裝置的剖視圖。
殼體102的上表面包括一個(gè)使用者可以提起的把手112，其固定在電極組件220的第二陣列240的電極242上。電極組件220還包括第一電極陣列230，在這里是一根單獨(dú)的金屬線或線狀電極232。在所示實(shí)施例中，向上提起把手112，可以向上提起第二陣列電極240，如果需要的話可以將其提到設(shè)備100之外，而第一電極陣列230仍留在設(shè)備100內(nèi)。在圖2B中，當(dāng)使用者向上或向下移動(dòng)把手112時(shí)，第二陣列電極242的底端和零件113相連接，而件113連接到用于清理第一電極陣列的電極的機(jī)構(gòu)500中，在這里第一電極陣列是電極232。在后文中將介紹的圖5A-7E中提供了各種機(jī)構(gòu)500的更多細(xì)節(jié)，機(jī)構(gòu)500可清理第一電極陣列230中的金屬線或線狀電極232，即使在設(shè)備100內(nèi)部的底部有濕氣匯聚時(shí)，也能在第一和第二電極陣列230，240之間保持高電阻。
第一和第二陣列的電極串聯(lián)在離子發(fā)生器160的輸出終端之間，如圖3所示。把手112可以向上提起，使得能容易地接觸到電極組件中的電極以進(jìn)行清理，如有必要還可進(jìn)行更換。
在圖2A和2B中顯示的本發(fā)明的大致形狀并不重要。在優(yōu)選實(shí)施例中，從上到下的高度約為1m，從左到右的寬度約15cm，從前到后的深度約為10cm，當(dāng)然也可以采用其它尺寸和形狀。采用百葉窗結(jié)構(gòu)可以在較經(jīng)濟(jì)的殼體結(jié)構(gòu)中提供足夠大的進(jìn)氣孔和排氣孔。除了相對(duì)于第二陣列電極的位置不同之外，孔104和106之間并沒(méi)有真正的差別，實(shí)際上可以采用相同的孔。這些孔可以保證將足量的外界空氣流抽入到設(shè)備100中，并保證將足量的具有安全量的臭氧電離空氣流從設(shè)備100中排出。
如下所述，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1促動(dòng)設(shè)備100時(shí)，離子發(fā)生器160的高壓輸出在第一電極陣列處產(chǎn)生離子，這些離子被第二電極陣列吸附。沿著從“進(jìn)”到“出”方向運(yùn)動(dòng)的離子中帶有空氣分子，因此動(dòng)電地產(chǎn)生了電離空氣的輸出流。圖2A和2B中的“進(jìn)”符號(hào)表示帶有微粒物質(zhì)60的吸入的外界空氣，而“出”符號(hào)表示基本去除了微粒物質(zhì)的排出的清潔空氣，其中微粒物質(zhì)靜電吸附在第二陣列電極的表面上。在產(chǎn)生電離空氣流的過(guò)程中，有益地產(chǎn)生了安全量的臭氧(O3)。還可以在殼體102的內(nèi)表面上設(shè)置一靜電屏蔽層，以減少可察覺(jué)的電磁輻射。例如，可以在殼體內(nèi)設(shè)置金屬屏蔽，或者在殼體內(nèi)部的一部分涂上金屬漆以減少這種輻射。
從圖3中可以看到，離子發(fā)生器160包括一高壓發(fā)生裝置170，以及將原始交流電壓(例如117V的交流電)轉(zhuǎn)換為直流電壓的電路系統(tǒng)180。電路系統(tǒng)180最好包括可控制發(fā)生器輸出電壓(其控制由使用者通過(guò)開(kāi)關(guān)S2來(lái)改變)的形狀和/或負(fù)載循環(huán)的電路。電路系統(tǒng)180最好還包括一和開(kāi)關(guān)S3相連接的脈沖模式元件，其可以暫時(shí)地增加所輸出的臭氧。電路系統(tǒng)180還包括一計(jì)時(shí)電路和可視指示器如發(fā)光二極管(LED)。當(dāng)產(chǎn)生離子時(shí)，發(fā)光二極管或其它指示器(如有必要可包括聽(tīng)覺(jué)指示器)發(fā)出信號(hào)。在一預(yù)設(shè)定的時(shí)間，例如30min之后，計(jì)時(shí)器可自動(dòng)地停止離子和/或臭氧的產(chǎn)生，并關(guān)閉指示器和/或聽(tīng)覺(jué)指示器。
如圖3所示，高壓發(fā)生器裝置170包括一頻率可為20kHz的低壓振蕩器電路190，其輸出低壓脈沖給電子開(kāi)關(guān)200，例如半導(dǎo)體閘流管或類似元件。開(kāi)關(guān)200可轉(zhuǎn)換地將低壓脈沖連接到升壓變壓器T1的輸入線圈上。T1的副線圈連接到可輸出高壓脈沖的高壓倍增器電路210上。構(gòu)成高壓脈沖發(fā)生器170和電路180的電路及元件最好在安裝在殼體102內(nèi)的印制電路板上制作。如有必要，可以在振蕩器190上適當(dāng)?shù)剡B接外部聲音輸入(例如從立體聲調(diào)諧器發(fā)出的信號(hào))，從而可通過(guò)聲音來(lái)調(diào)節(jié)離子發(fā)生器160所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)空氣流。此外部聲音可能是一靜電擴(kuò)音器，其輸出空氣流和可聽(tīng)見(jiàn)的輸入信號(hào)一致，能被人耳聽(tīng)見(jiàn)。另外，輸出空氣流仍包括離子和臭氧。
高壓發(fā)生器170產(chǎn)生的輸出脈沖最好為至少10kV的峰-峰值，其有效直流偏置約為峰-峰電壓值的一半，頻率約為20kHz。脈沖序列輸出最好具有10％的負(fù)載循環(huán)，這樣可以提高電池壽命。當(dāng)然也可以采用其它的峰間幅值、直流偏置、脈沖序列波形、負(fù)載循環(huán)和/或重復(fù)頻率。實(shí)際上也可采用100％的脈沖序列(例如實(shí)質(zhì)上的直流高壓)，但其電池壽命更短。因此，發(fā)生器裝置170可以(但不一定)被視為高壓脈沖發(fā)生器。
振蕩頻率并不特別重要，但最好至少為約20kHz，這樣人就無(wú)法聽(tīng)到。如果裝有設(shè)備100的房間里有寵物，那么應(yīng)采用更高的工作頻率，以防止寵物感到不舒適和/或引起寵物嚎叫。如圖5A到6E所示，為了減小能聽(tīng)見(jiàn)的振動(dòng)的可能性，應(yīng)設(shè)有至少一個(gè)可以清理第一電極陣列230中的電極232的裝置。
高壓脈沖發(fā)生器裝置170的輸出連接到包括第一電極陣列230和第二電極陣列240的電極組件220上。裝置170的功能相當(dāng)于直流-直流(DC∶DC)高壓發(fā)生器，可以利用其它電路和/或技術(shù)來(lái)輸出高壓脈沖，并輸入到電極組件220中。
在圖3所示實(shí)施例中，裝置170的正極輸出端連接到第一電極陣列230上，而負(fù)極輸出端連接到第二電極陣列240上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種極性連接能良好地工作，可以使不希望發(fā)生的可聽(tīng)見(jiàn)的電極振動(dòng)或噪聲最小。這樣就產(chǎn)生了從第一電極陣列流向第二電極陣列(這種流動(dòng)在圖中以“出”表示)的靜電空氣流。因此，電極組件220安裝在空氣傳送-調(diào)節(jié)系統(tǒng)100中，使得第二電極陣列240更靠近“出”孔，而第一電極陣列230更靠近“進(jìn)”孔。
當(dāng)高壓脈沖發(fā)生器170的電壓或脈沖連接到第一和第二電極陣列230和240上時(shí)，可以認(rèn)為在第一陣列230的電極232周圍產(chǎn)生了等離子狀的電場(chǎng)。此電場(chǎng)電離第一和第二電極陣列之間的周邊空氣，并產(chǎn)生一個(gè)向第二陣列運(yùn)動(dòng)的“出”空氣流?？梢岳斫猓斑M(jìn)”空氣流通過(guò)孔104進(jìn)入，而“出”空氣流通過(guò)孔106排出。
可以認(rèn)為第一陣列電極232同時(shí)產(chǎn)生臭氧和離子，基本上隨連接到第一陣列上的發(fā)生器170的電勢(shì)變化。增大或降低第一陣列的電勢(shì)可以增大或降低臭氧的發(fā)生。將相反極性的電勢(shì)連接到第二陣列電極242上能本質(zhì)上加速第一陣列所產(chǎn)生的離子運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生圖中所示的“出”空氣流。由于離子向第二陣列運(yùn)動(dòng)，可以認(rèn)為它們將空氣分子推向第二陣列。降低第二陣列相對(duì)于第一陣列的電勢(shì)，可以增大此運(yùn)動(dòng)的相對(duì)速度。
例如，如果在第一陣列電極上施加+10kV的電勢(shì)，而在第二陣列電極上不施加任何電勢(shì)，那么在第一電極陣列附近將形成很多離子(其凈電荷為正)。另外，較高的+10kV的電勢(shì)會(huì)產(chǎn)生大量的臭氧。通過(guò)將相對(duì)為負(fù)的電勢(shì)連接到第二陣列電極上，由于運(yùn)動(dòng)離子的動(dòng)量得以保持，因而由發(fā)出的離子所驅(qū)動(dòng)的空氣流的速度增大。
另一方面，如果想保持同樣效果的輸出(“出”)速度但產(chǎn)生更少臭氧，可將示例性的10kV電勢(shì)在電極陣列之間分開(kāi)。例如，發(fā)生器170可以提供+4kV(或其它量)給第一陣列電極，而提供-6kV(或其它量)給第二陣列電極。在此例中，+4kV和-6kV都是對(duì)地測(cè)出的。這樣設(shè)備100就可以輸出安全量的臭氧。因此，高壓最好可分成約+4kV施加給第一陣列電極，約-6kV施加給第二陣列電極。
如上所述，輸出流(出)中最好包括安全量的臭氧，其能破壞或至少基本上能改變輸出流中的細(xì)菌、微生物和其它有生命的(或類似有生命的)物質(zhì)。因此，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1接通且B1具有足夠的工作電勢(shì)時(shí)，高壓脈沖發(fā)生器裝置170的脈沖產(chǎn)生了電離空氣和臭氧的輸出流(出)。當(dāng)S1接通時(shí)，當(dāng)發(fā)生電離作用時(shí)發(fā)光二極管會(huì)發(fā)出視覺(jué)信號(hào)。
設(shè)備100的工作參數(shù)最好在制造中就設(shè)定好，使用者不能進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，提高裝置170產(chǎn)生的高壓脈沖的峰-峰輸出電壓和/或負(fù)載循環(huán)可以增加空氣流動(dòng)速度、離子含量和臭氧含量。在優(yōu)選實(shí)施例中，輸出流速約為200英尺/分鐘，離子含量約為2,000,000/毫升，臭氧含量為約40ppb(相對(duì)于環(huán)境)到約2,000ppb(相對(duì)于環(huán)境)。將R2/R1的比值減小到約20∶1以下，會(huì)減小第一和第二電極陣列之間高壓脈沖的峰-峰電壓和/或負(fù)載循環(huán)，從而減小流速。
實(shí)際上，設(shè)備100放置在房間中并連接到一適當(dāng)?shù)墓ぷ麟娫粗校话銥?17V交流電壓。在開(kāi)關(guān)S1的促動(dòng)下，離子發(fā)生器160通過(guò)排氣孔150散發(fā)出電離空氣和一些臭氧。帶有離子和臭氧的空氣流可凈化房間里的空氣，臭氧還可以有利地去除或至少減少不必要的某些氣味、細(xì)菌、微生物和類似物質(zhì)?？諝饬鲗?shí)際上是動(dòng)電地產(chǎn)生的，因?yàn)樵谠O(shè)備100內(nèi)并沒(méi)有運(yùn)動(dòng)零件(如上述在電極內(nèi)可能有些機(jī)械振動(dòng))。如圖4A所述，希望設(shè)備100實(shí)際上輸出更多的負(fù)離子，相比正離子而言，這些負(fù)離子對(duì)人體健康更有利。
在上文中已經(jīng)大致地介紹了本發(fā)明的各個(gè)方面，下面將介紹電極組件220的優(yōu)選實(shí)施例。在各個(gè)實(shí)施例中，電極組件220包括至少具有一個(gè)電極232的第一陣列230，以及至少具有一個(gè)電極242的第一陣列240?？梢岳斫怆姌O232和242的材料應(yīng)具有導(dǎo)電性，能承受由高壓所帶來(lái)的腐蝕效應(yīng)，且足夠堅(jiān)固從而可進(jìn)行清理。
在這里介紹的各個(gè)電極組件中，第一電極陣列230中的電極232最好由鎢制成。鎢足夠堅(jiān)固，能承受住清理，具有高熔點(diǎn)可以延緩由于電離產(chǎn)生的擊穿，并具有粗糙的外表面可以促進(jìn)有效的離子化。另一方面，電極242的外表面最好十分光潔，以使不希望發(fā)生的點(diǎn)-點(diǎn)輻射最小。因此，電極242最好由不銹鋼、黃銅及其它材料制成。電極232的拋光表面也能使電極易于清理。
對(duì)比Lee提出的現(xiàn)有的電極，設(shè)備100中所用的電極232和242的重量較輕，易于制造，并能進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。另外，這里介紹的電極232和242可以更有效地產(chǎn)生電離空氣和安全量的臭氧。
在設(shè)備100中，高壓脈沖發(fā)生器170連接在第一電極陣列230和第二電極陣列240之間。高壓脈沖產(chǎn)生了電離空氣流，其從第一陣列向著第二陣列運(yùn)動(dòng)(這里用空心箭頭“出”表示)。因此，電極232可以視為逸出電極，而電極242可以視為收集電極。這種輸出流有利地含有安全量的臭氧，并從設(shè)備100的孔106中排出。
高壓脈沖發(fā)生器的正極輸出終端或端口最好連接到電極232上，而負(fù)極輸出終端或端口最好連接到電極242上?？梢哉J(rèn)為發(fā)出的離子的極性為正，即散發(fā)出的正離子比負(fù)離子多。在任何情況下和極性相反的情況相比(即將正極和負(fù)極的輸出連接互換)，優(yōu)選的電極組件電連接都使電極232產(chǎn)生的可聽(tīng)見(jiàn)的噪聲最小。
然而，雖然正離子的產(chǎn)生可引起相對(duì)安靜的空氣流，但從健康角度來(lái)說(shuō)，所輸出的空氣流應(yīng)含有更多的負(fù)離子而不是正離子。然而應(yīng)注意在某些實(shí)施例中，高壓脈沖發(fā)生器的一個(gè)端口(最好是負(fù)極端口)實(shí)際上是處于環(huán)境空氣中。因此，第二陣列中的電極不必用金屬線連接到高壓脈沖發(fā)生器上。然而在此例中，在第二陣列電極和高壓脈沖發(fā)生器的一個(gè)輸出端口之間通過(guò)外界空氣形成一“有效連接”。
現(xiàn)在來(lái)看圖4A和4B所示的實(shí)施例，電極組件220包括具有金屬線電極232的第一陣列230，以及具有通常為U形電極242的第二陣列240。在優(yōu)選實(shí)施例中，組成第一陣列的電極數(shù)目N1最好和組成第二陣列的電極數(shù)目N2不同。在所示的多個(gè)實(shí)施例中，N2＞N1。然而，如有需要可以在圖4A中的陣列230的外端加入附加的第一電極232，使得N1＞N2，即，5個(gè)電極232對(duì)4個(gè)電極242。
電極232的長(zhǎng)度最好就是鎢線的長(zhǎng)度，而電極242由最好是不銹鋼的金屬板形成，然而也可采用黃銅或其它金屬板。金屬板易于形成側(cè)面區(qū)域244和球根形突出區(qū)域246，從而形成空心伸長(zhǎng)的U形電極242。雖然圖4A中顯示了第二陣列240中的4個(gè)電極242和第一陣列230中的3個(gè)電極232，但也可在每一陣列中采用其它數(shù)目的電極，最好保持如圖所示的對(duì)稱的交錯(cuò)形狀。從圖4A中可看到，雖然在吸入(“進(jìn)”)的空氣中含有微粒物質(zhì)60，但輸出(“出”)的空氣基本上不含有微粒物質(zhì)，這些微粒物質(zhì)吸附在第二陣列電極的較大的表面區(qū)域上(如圖4B所示)。
從圖4B中可看出，陣列之間相互隔開(kāi)的形狀是交錯(cuò)的，這樣第一陣列的每一電極232與兩個(gè)第二陣列的電極242是等距的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)此對(duì)稱的交錯(cuò)排列是特別有效的電極設(shè)置。最好交錯(cuò)形狀是對(duì)稱的，相鄰電極232或242分別以固定的距離Y1和Y2間隔開(kāi)。然而也可采用非對(duì)稱的形狀，但這樣離子發(fā)射和空氣流會(huì)減少。另外，可以理解電極232和242的數(shù)目可以不同于圖中所示。
在圖4A中，通常采用的尺寸如下電極232的直徑約為0.08mm，間距Y1和Y2均約為16mm，間距X1約為16mm，距離L約為20mm，電極高度Z1和Z2均約為1m。電極242的寬度W最好為4mm，制成電極242的材料厚度約為0.5mm。當(dāng)然也可采用其它尺寸和形狀。電極232的直徑最好較小，這樣有助于形成所需的高壓電場(chǎng)。另一方面，電極232(以及電極242)應(yīng)足夠堅(jiān)固，能承受偶爾的清理。
第一陣列230中的電極232通過(guò)導(dǎo)體234連接到高壓脈沖發(fā)生器170的第一輸出端口(最好是正極)中，第二陣列240中的電極242通過(guò)導(dǎo)體244連接到發(fā)生器170的第二輸出端口(最好是負(fù)極)中。導(dǎo)體234或244與各個(gè)電極的哪個(gè)位置電連接相對(duì)來(lái)說(shuō)不太重要。因此，在圖4B中顯示了導(dǎo)體244連接到一些電極242的球根狀端部246的內(nèi)部，而在其它一些電極242中則是在其它部位和導(dǎo)體244相連。各個(gè)電極242的電連接也可以連在電極外表面上，只要不明顯地降低輸出的空氣流的質(zhì)量。
為了便于從設(shè)備100中拆下電極組件(如圖2B所示)，最好各個(gè)電極的下端可與金屬線或其它導(dǎo)體234或244的配對(duì)部分相接合。例如，在金屬線234或244上可設(shè)置“杯狀”件，當(dāng)電極陣列220完全插入設(shè)備100的殼體102中時(shí)，杯狀件可裝入到各個(gè)電極的自由端中。
電極232的有效電場(chǎng)發(fā)散面積和電極242的最近有效面積的比值至少約為15∶1，最好為至少20∶1。因此，在圖4A和4B所示的實(shí)施例中，比值R2/R1約為2mm/0.04mm，約等于50∶1。
在這里介紹的這個(gè)和其它實(shí)施例中，電離作用會(huì)在第一電極陣列230的小電極232處發(fā)生，臭氧的產(chǎn)生隨高壓電弧而變化。例如，提高高壓脈沖發(fā)生器170產(chǎn)生的脈沖的峰間電壓幅值和/或負(fù)載循環(huán)，可以提高電離空氣的輸出流中的臭氧含量。如有必要，使用者可用S2來(lái)改變(以安全的方式)幅值和/或負(fù)載循環(huán)，從而在一定程度在改變臭氧含量。在現(xiàn)有技術(shù)中已有可以完成這種控制的專門(mén)電路系統(tǒng)，在此無(wú)需詳細(xì)介紹。
應(yīng)注意在圖4A和4B中包括至少一個(gè)輸出控制電極243，其最好電連接在和第二陣列電極相同的電勢(shì)上。最好電極243在側(cè)邊具有尖點(diǎn)形狀，例如三角形。電極243的尖點(diǎn)導(dǎo)致大量負(fù)離子的產(chǎn)生(這是因?yàn)殡姌O連接到相對(duì)為負(fù)的高電勢(shì)上)。這些負(fù)離子中和了過(guò)多的正離子，其余負(fù)離子出現(xiàn)在輸出空氣流中，使得“出”氣流具有負(fù)電荷。電極243最好是不銹鋼、銅或其它導(dǎo)體，其基體可以為20mm高和約12mm寬。
帶有尖銳的電極243的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們可以固定地安裝在設(shè)備100的殼體內(nèi)，因此當(dāng)清理設(shè)備時(shí)人的手不易接觸到。如果不是這樣的話，電極243上的尖點(diǎn)會(huì)很容易地劃傷使用者。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)只需具有一個(gè)電極243就足以提供足量的負(fù)離子輸出，但也可采用更多的這種電極。
在圖4A和4C所示的實(shí)施例中，每一U形電極242具有兩個(gè)可以促進(jìn)電離空氣和臭氧輸出流的有效運(yùn)動(dòng)傳送的后緣。在后緣的某一位置上應(yīng)包括至少一個(gè)尖點(diǎn)電極區(qū)域243′。電極區(qū)域243′能促進(jìn)負(fù)離子的產(chǎn)生，其方式和圖4A和4B中所介紹的相同。然而，當(dāng)用布或其它物體擦拭電極242以清除積聚在電極上的微粒物質(zhì)時(shí)，此尖銳部分很有可能會(huì)劃傷使用者。在圖4C及后面的圖中，為清晰起見(jiàn)略去了微粒物質(zhì)。然而，從圖2A到4B可以看出，在所引入的空氣中含有微粒物質(zhì)，而在所排出的空氣中則基本上沒(méi)有這些微粒。如上所述，微粒物質(zhì)60靜電沉積在電極242的表面區(qū)域上。如圖4C所示，在電極陣列的哪個(gè)位置進(jìn)行電連接相對(duì)來(lái)說(shuō)不太重要。因此如圖示，第一陣列電極232在其底部區(qū)域進(jìn)行連接，而第二陣列電極242在其中部區(qū)域進(jìn)行連接。兩個(gè)陣列都可以在不止一個(gè)區(qū)域進(jìn)行連接，例如在頂部和底部。最好在第二陣列電極242的頂部或底部或周邊采用金屬線、帶線或其它內(nèi)連接構(gòu)件，這樣可最小地阻礙空氣運(yùn)動(dòng)。
圖4C和4D所示的實(shí)施例顯示了被截去一部分的電極242。在圖4A和4B的實(shí)施例中長(zhǎng)度L約為20mm，在圖4C和4D中，L減小到約8mm。圖4C中的其它尺寸和圖4A和4B中的相同。在圖4C和4D中，在電極242的后緣上設(shè)有尖點(diǎn)區(qū)域246，可以促進(jìn)更有效地產(chǎn)生電離空氣流?？梢岳斫猓捎诤缶壐?，圖4C中所示第二電極陣列240的結(jié)構(gòu)要比圖4A和4B中所示第二電極陣列240的結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固。如上所述，圖4C中第一和第二電極陣列也應(yīng)采用對(duì)稱交錯(cuò)的形狀。
在圖4D所示實(shí)施例中，最外面的第二電極242-1和242-2實(shí)際上沒(méi)有最外邊的后緣。圖4D中的尺寸L最好約為3mm，其它尺寸與圖4A和4B中所述的相同。另外，圖4D所示實(shí)施例的比值R2/R1最好應(yīng)超過(guò)20∶1。
圖4E和4F顯示了電極組件220的另一實(shí)施例，其中第一電極陣列包括一單獨(dú)的金屬線電極232，第二電極陣列包括一對(duì)單獨(dú)的截面為L(zhǎng)形的曲形電極242。通常來(lái)說(shuō)，和上述實(shí)施例中不同的尺寸為X1約為12mm，Y1約為6mm，Y2約為5mm，L1約為3mm。有效比值R2/R1仍大于約20∶1。圖4E和4F中組成組件220的電極更少，使得結(jié)構(gòu)較經(jīng)濟(jì)，也容易清理，當(dāng)然也可采用多于一個(gè)電極232以及兩個(gè)電極242。這個(gè)實(shí)施例仍采用了上述交錯(cuò)對(duì)稱的排列，電極232和兩個(gè)電極242之間的距離相等。
再來(lái)看圖5A，圖中顯示了電極清理裝置500的第一實(shí)施例。在所示實(shí)施例中，裝置500包括一柔性薄片，其由絕緣材料制成，如聚酯或其它耐高壓高溫材料，薄片的厚度可以為0.1mm左右。薄片500的一端與固定在第二電極陣列240下端的基體或其它構(gòu)件113上。薄片500從基體113朝向第一電極陣列230的延伸或伸出。在圖5A中薄片500的伸出總長(zhǎng)足以跨過(guò)第二陣列240的基體113和第一陣列230的電極232之間的距離。此跨距取決于電極陣列的形狀，但通常為幾英寸左右。最好薄片500的末端延伸到稍超過(guò)電極232的位置，可以超過(guò)0.5英寸。如圖5A和5C所示，在薄片500的末端，例如在靠近電極232的一端對(duì)應(yīng)于電極232的位置處設(shè)有狹縫510。狹縫向內(nèi)的端部最好形成一個(gè)小圓520，可以增強(qiáng)柔性。
薄片500和狹縫510的形狀應(yīng)使得第一電極陣列230中的每一金屬線或線狀電極232和相應(yīng)的狹縫510夾緊且摩擦地配合。如圖5A和5C所示，可以不采用帶有許多狹縫510的整體薄片500，而是采用相同材料制成的單個(gè)條狀片515，每一條狀片的末端設(shè)有一狹縫510，可以包圍相關(guān)的金屬線電極232。如圖5B和5C所示，薄片500或515上可以設(shè)有孔119，其可與從第二電極陣列240的基體部分113上伸出的栓銷117相連接。當(dāng)然也可采用其它的連接方式，如膠水、雙面膠帶、將薄片朝向陣列240的一邊插入到基體113上的水平狹縫或突出物中，等等。
圖5A中顯示了處于向上移動(dòng)過(guò)程中的第二電極陣列240，使用者可以拆下陣列240并清除電極242表面的微粒物質(zhì)。當(dāng)陣列240向上(或向下)運(yùn)動(dòng)時(shí)，薄片500(或薄片515)也向上(或向下)運(yùn)動(dòng)。陣列240的垂直運(yùn)動(dòng)使薄片500(或薄片515)也產(chǎn)生垂直運(yùn)動(dòng)，使得電極232的外表面在相應(yīng)狹縫510的內(nèi)表面上發(fā)生擦拭。例如，圖5顯示了位于薄片500上方的金屬線232上的沉積物612(由符號(hào)“x”表示)。當(dāng)陣列240和薄片500向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沉積物612從金屬線電極上擦下并掉落(當(dāng)裝置再次裝好并接通時(shí)沉積物被蒸發(fā)或作為微粒物質(zhì)被聚集起來(lái))。因此在圖5A中，電極232處于薄片500下方的外表面比同一電極處于薄片500上方的表面更干凈，因?yàn)椴潦米饔蒙形窗l(fā)生。
當(dāng)使用者聽(tīng)到設(shè)備100發(fā)出太大的噪聲時(shí)只需簡(jiǎn)單地關(guān)掉設(shè)備，使陣列240(以及薄片500或薄片515)上下滑動(dòng)(如圖5A的上/下箭頭所示)，擦拭第一電極陣列的金屬線電極。這種方法不會(huì)損害金屬線電極，并可允許使用者按照需要進(jìn)行清理。
如前述，使用者可以將第二電極陣列取出進(jìn)行清理(同時(shí)取出薄片500，其在向上的垂直運(yùn)動(dòng)路徑中擦拭電極232)。如果使用者用水清理電極242，在沒(méi)有完全干的情況下就把陣列240裝回到設(shè)備100中，設(shè)備100中的水平放置的零件550的上表面上就會(huì)形成濕氣。因此，如圖5B所示，最好在每一電極232的基體的附近設(shè)置一向上突出的葉片560。這樣，當(dāng)陣列240完全地插入設(shè)備100中時(shí)，薄片500或條狀片515的末端向上彎曲。當(dāng)薄片500或515形成約90°的角度θ時(shí)，隨著基體113完全地插入到設(shè)備100中，角度θ增加，接近0°，例如薄片幾乎垂直向上地延伸。如有必要，薄片500或條狀片515的一部分可以通過(guò)疊加兩層或多層聚酯薄膜或其它材料而做成更硬。例如，圖5B中的條狀片515的末端可以是一層厚，而靠近電極242的一半長(zhǎng)度左右的條狀片可以通過(guò)疊加一層或兩層聚酯或類似材料而做成更硬。
在圖5B所示形狀中包括一突出的葉片560，可以有利地阻止薄片500或條狀片515和電極232之間的物理性接觸。因此就在第一和第二電極陣列230，240之間保持了一個(gè)較高的歐姆阻抗。在圖6A到6D所示實(shí)施例中，薄片500或條狀片515可以樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到基本上平行于電極232，從而幫助在第一和第二電極陣列之間保持較高阻抗。在圖5B中條狀片515的狹縫末端向上偏轉(zhuǎn)，形成了氣隙513。
在圖6A中，第二陣列電極242的下邊由基體133固定，基體113從臂677上伸出，而臂677可繞樞軸687進(jìn)行樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。軸687可將臂677偏壓在水平位置上，使得θ約為90°。臂645從基體113的縱向軸線上伸出，可幫助基體113在件550內(nèi)的開(kāi)口655內(nèi)自行對(duì)準(zhǔn)，這一點(diǎn)將在下文中說(shuō)明。基體113和臂677最好由具有高壓擊穿性能和耐高溫的材料制成。最好是采用陶瓷材料(如果不考慮成本和重量的話)，但也可以用某些塑料。每一臂677的未連接端延伸到由聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜或類似材料制成的條狀片515處為止，而條狀片515的末端以狹縫510結(jié)束?？梢钥吹?，可樞軸旋轉(zhuǎn)臂677和條狀片515設(shè)置成使得每一狹縫510都對(duì)準(zhǔn)第一陣列230中的金屬線或線狀電極232。電極232最好從基座550上的支架627上延伸出，而基座550位于空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備的殼體內(nèi)底部的支腳565上。為了進(jìn)一步保持第一和第二電極陣列之間的高阻抗，基座550最好包括一阻擋壁665以及向上延伸的葉片675。葉片675、支架627以及阻擋壁665向上延伸約1英寸左右，根據(jù)兩個(gè)電極的形狀，通過(guò)例如鑄造的方法而形成一體，它們的材料應(yīng)具有高擊穿電壓并能耐高溫，例如陶瓷或某些塑料。如圖6A所示，基座550包括開(kāi)口655，其大小可容納第二電極陣列基體113的下部。在圖6A和6B中，臂677和薄片515可以從基體113上繞軸687樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到θ約為90°的位置。在這個(gè)位置中，電極232處于每一薄片515末端上的狹縫510中。
假定使用者已將第二電極陣列240從空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中完全取下并進(jìn)行清理，在圖6A和6B中顯示了將陣列240再次插入設(shè)備中的情況。當(dāng)使用者將陣列240插入設(shè)備100中時(shí)，和樞軸687有關(guān)的螺旋彈簧或其它偏壓構(gòu)件將臂677推到角度θ約為90°位置上。側(cè)凸塊645可幫助基體113正確地對(duì)準(zhǔn)，使得每一金屬線或線狀電極232容納在臂677上條狀片515的狹縫510中。當(dāng)使用者將陣列240向下滑動(dòng)并進(jìn)入到設(shè)備100中時(shí)，在薄片515的狹縫510的兩側(cè)和真正位于狹縫內(nèi)的電極232的外表面之間會(huì)發(fā)生擦拭作用。這種摩擦有助于清除在電極232表面形成的沉積物。使用者可上下移動(dòng)陣列240，從而能進(jìn)一步清除電極232表面形成的沉積物。
在圖6C中，使用者向下滑動(dòng)陣列240，使其幾乎完全進(jìn)入了設(shè)備100中。在所示實(shí)施例中，當(dāng)基體232的下部高于基座550的表面約1英寸時(shí)，葉片675的上邊會(huì)碰到伸出臂677的下表面。這樣，臂677和相連的帶有狹縫的薄片515繞軸687樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得角度θ減小。在圖6C所示位置中，θ約為45°，薄片515的狹縫也不再和相應(yīng)的電極232接觸。
在圖6D中，使用者已將陣列240完全向下推進(jìn)了空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備100之中。在這個(gè)位置，隨著基體113的最底部開(kāi)始進(jìn)入到基座550的開(kāi)口655中(見(jiàn)圖6A)，基體113和基座550的內(nèi)壁657之間的接觸推動(dòng)每一臂677完全地向上樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，例如θ約為0°。因此，在圖6D顯示了完全插入的狀態(tài)，每一狹縫電極清理件515向上旋轉(zhuǎn)和相應(yīng)電極232平行。這樣，臂677和件515都不會(huì)降低第一和第二電極陣列230，240之間的阻抗。另外，葉片675和阻擋壁665還能提高阻抗。
因此，圖5A到6D所示實(shí)施例顯示了空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備中金屬線或線狀電極的清理裝置的另一種結(jié)構(gòu)。
再來(lái)看圖7A到7E，其中顯示了各種球狀清理裝置，其可以清除空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備第一電極陣列230的金屬線電極232的外表面上的沉積物。在圖7A中顯示了一圍繞金屬線電極232的對(duì)稱球狀件600，金屬線電極232在制造第一電極陣列時(shí)就穿在了通道610中。球狀件600是由耐高溫和耐高壓的材料制成，并不易被燒焦，例如陶瓷或玻璃。雖然也可用金屬球狀件，但導(dǎo)電的球狀件會(huì)稍稍降低第一和第二陣列之間的阻抗，比如說(shuō)由于金屬球狀件的半徑所引起阻抗降低。在圖7A中，電極232上的沉積物以符號(hào)“x”表示，球狀件600沿箭頭所示方向相對(duì)于金屬線電極232移動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)是由使用者翻轉(zhuǎn)設(shè)備100，例如將設(shè)備的上部朝下放置而引起的。隨著球狀件600沿箭頭方向滑動(dòng)，沉積物612被通道610的內(nèi)壁擦落并清除。被擦落的沉積物最終被收集在空氣傳送-調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)的底部。這些沉積物已破碎，隨設(shè)備的使用而蒸發(fā)，或是在電極242表面聚集成微粒物質(zhì)。如果金屬線232的名義直徑為0.1mm，通道610的直徑可以是幾倍大，例如0.8mm左右，但也可以采用更大或更小的尺寸。球狀件600并不一定為圓形，可以是圓柱形，如圖7A中的球狀件600′所示。圓形球狀件的直徑可處于0.3到0.5英寸的范圍內(nèi)。圓柱形球狀件的直徑可以是0.3英寸，高度約0.5英寸，當(dāng)然也可采用其它尺寸。
如圖7A所示，電極232上可以串有多于一個(gè)球狀件600，600′。另外，如圖7B到7D所示，球狀件也可以有其它不同的通道形狀。應(yīng)注意雖然將通道610制成具有圓形的截面最為方便，但截面實(shí)際上可以制成非圓形，例如三角形、正方形或不規(guī)則的形狀等。
圖7B顯示了和圖7A相似的球狀件，但其中的通道610是偏心的，這樣便使球狀件是不對(duì)稱的。當(dāng)球狀件上下滑動(dòng)時(shí)，偏心的通道具有機(jī)械動(dòng)量，可以稍稍拉緊電極232，并能提高清理性能。為便于顯示，圖7B到7E中沒(méi)有顯示出金屬線或線狀電極232上的沉積物，或從電極232上擦落的沉積物。在圖7C所示實(shí)施例中，通道610基本上位于球狀件600的中心但稍稍傾斜，使其具有不同的摩擦清理作用。在圖7D所示實(shí)施例中，球狀件600既偏心又傾斜，使其具有不同的摩擦清理作用。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)采用非對(duì)稱的通道或通孔形狀。
在圖7E的實(shí)施例中，具有鐘形壁的球狀件620的形狀和大小可以與連接到設(shè)備100內(nèi)的底部的水平部分560上的支柱550相配合。支柱550夾持金屬線或線狀電極232的下端，電極232穿過(guò)球狀件620的通道630，如有需要還可穿過(guò)另一球狀件600的通道610。圖7E中的球狀件600以虛線表示，表示其為可選擇使用。
隨著球狀件600在電極長(zhǎng)度上的上下滑動(dòng)，例如當(dāng)使用者翻轉(zhuǎn)設(shè)備100時(shí)，電極232上的沉積物612和通道630的開(kāi)口之間的摩擦力可以清除電極上的沉積物，從而清理電極232?？梢岳斫?，每一電極232都具有其自身的球狀件，有一些球狀件可以具有對(duì)稱的通道，而另一些球狀件可以具有不對(duì)稱的通道。圖7E所示形狀的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)設(shè)備100使用時(shí)，例如當(dāng)球狀件620圍繞支柱550時(shí)，它們之間的氣隙可以提高擊穿阻抗，當(dāng)球狀件620是由玻璃、陶瓷或其它高壓高溫?fù)舸┣也蝗菀谉沟牟牧现瞥蓵r(shí)尤其如此。在支柱550的外表面和鐘形球狀件620的內(nèi)表面之間的氣隙可以提高防止高壓擊穿或發(fā)生電弧及燒焦的阻抗。
在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的主題和精神的前提下，可以對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，包括殼體；設(shè)置在所述殼體內(nèi)并包括至少一個(gè)線狀電極的第一電極陣列；可拆卸地設(shè)置在所述殼體內(nèi)的第二電極陣列，其具有一個(gè)基體和至少兩個(gè)與所述第一電極陣列的線狀電極基本平行的電極，所述第一電極陣列的線狀電極和所述第二電極陣列的兩個(gè)電極的距離相等；設(shè)置在所述殼體內(nèi)的可輸出信號(hào)的高壓源，其負(fù)載循環(huán)可以從約10％變化到約100％，其連接在所述第一和第二電極陣列之間；和與所述基體相連接的裝置，當(dāng)所述第二電極陣列的基體在所述殼體內(nèi)移動(dòng)時(shí)，所述裝置可以摩擦清理所述線狀電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述用于摩擦清理的裝置包括柔性電絕緣片，其第一端連接在所述基體上，而第二端上設(shè)有狹縫；所述片從所述基體向著所述第一電極陣列延伸，并超過(guò)所述第一電極陣列，使得當(dāng)所述第二電極被放置到所述殼體內(nèi)時(shí)，所述線狀電極可摩擦地安裝在所述狹縫中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述片包括至少一個(gè)以下特征(a)所述片包括聚酯薄膜，(b)所述片包括聚酰亞胺薄膜，(c)所述片的厚度約為0.1mm，(d)所述狹縫的長(zhǎng)度至少為0.25英寸，以及(e)所述狹縫的寬度小于所述線狀電極的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述殼體內(nèi)的底表面包括一向上伸出的葉片，當(dāng)所述第二電極陣列完全地放置在所述殼體中時(shí)，所述葉片可以向上偏轉(zhuǎn)所述片的第二端部并使其離開(kāi)所述線狀電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述用于摩擦清理的裝置包括由電絕緣材料制成的臂，其具有第一末端以及可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地和偏置地連接在所述基體上的第二端部；柔性電絕緣材料片，其具有連接在所述臂的第一末端上的第一端部，以及設(shè)有狹縫的第二端部；所述臂和片從所述基體向著所述第一電極陣列延伸，并超過(guò)所述第一電極陣列，使得當(dāng)所述第二電極被放置到所述殼體內(nèi)時(shí)，所述線狀電極可摩擦地安裝在所述狹縫中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述片包括至少一個(gè)以下特征(a)所述片包括聚酯薄膜，(b)所述片包括聚酰亞胺薄膜，(c)所述片的厚度約為0.1mm，(d)所述狹縫的長(zhǎng)度至少為0.25英寸，(e)所述狹縫的寬度小于所述線狀電極的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述臂可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地偏置在相對(duì)于所述第二電極陣列的縱向軸約成90°的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述殼體內(nèi)的底部包括一向上伸出的葉片，當(dāng)所述第二電極陣列完全地放置在所述殼體中時(shí)，所述葉片可以向上偏轉(zhuǎn)所述臂的第一末端并使其離開(kāi)所述線狀電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述第二電極陣列的基體包括一向下伸出的突出件；所述殼體內(nèi)的底部設(shè)有一個(gè)開(kāi)口，當(dāng)所述第二電極陣列完全地插入到所述殼體中時(shí)，所述開(kāi)口的大小能容納所述基體的突出件；其中所述臂及其連接的所述片可向上樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)并平行于所述第二電極陣列的縱向軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述第一電極陣列包括多個(gè)線狀電極；和所述片設(shè)有多個(gè)狹縫，所述狹縫中的一個(gè)設(shè)置成可與所述第一電極陣列的所述線狀電極中的一個(gè)摩擦地相接合。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)還包括安裝在所述內(nèi)部底面上的阻擋壁，所述阻擋壁設(shè)置在所述第一陣列的最底部和所述第二陣列的最底部之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)還包括具有通孔的球狀件，其設(shè)置成使得所述線狀電極穿過(guò)所述通孔，其特征在于，所述通孔的內(nèi)表面和所述線狀電極的外表面之間的摩擦可清理所述線狀電極的外表面。
13.一種用于動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)的電極清理裝置，所述空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)包括具有至少一個(gè)線狀電極的第一電極陣列，具有一個(gè)基體和至少兩個(gè)與在第一電極陣列中的所述線狀電極基本平行的電極的可拆卸的第二電極陣列，所述電極清理裝置包括柔性電絕緣材料片，其第一端部連接在所述基體上，而第二端部上設(shè)有狹縫；所述片從所述基體向著所述第一電極陣列延伸，并超過(guò)所述第一電極陣列，使得當(dāng)所述第二電極被放置成可以操作所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)時(shí)，所述線狀電極可摩擦地安裝在所述狹縫中，其特征在于，所述基體的運(yùn)動(dòng)使得所述片的狹縫可以摩擦地清理所述線狀電極的外表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)還包括一構(gòu)件，當(dāng)所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)操作時(shí)，所述構(gòu)件可以將所述片的至少具有狹縫的端部偏轉(zhuǎn)到和所述線狀電極的縱向軸平行的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述用于偏轉(zhuǎn)的構(gòu)件包括一設(shè)置在所述空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)內(nèi)的葉片，當(dāng)所述空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)工作時(shí)，所述葉片的末端部分和所述片的具有所述狹縫的端部相接觸并將其偏轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述用于偏轉(zhuǎn)的構(gòu)件包括一將所述片連接到所述第二電極陣列的基體上的偏置的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
17.一種動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，包括殼體；設(shè)置在所述殼體內(nèi)并包括至少一個(gè)線狀電極的第一電極陣列；可拆卸地設(shè)置在所述殼體內(nèi)的第二電極陣列，其具有一個(gè)基體和至少兩個(gè)與所述第一電極陣列的線狀電極基本平行的電極，所述第一電極陣列的線狀電極和所述第二電極陣列的兩個(gè)電極的距離相等；設(shè)置在所述殼體內(nèi)的高壓源，其連接在所述第一和第二電極陣列之間；至少一個(gè)設(shè)有通孔的球狀件；其特征在于，所述線狀電極穿過(guò)所述通孔，通過(guò)所述球狀件沿所述線狀電極長(zhǎng)度方向上的運(yùn)動(dòng)，所述線狀電極外表面至少可以部分地被摩擦清理。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述通孔具有至少一個(gè)以下特征(a)所述通孔通過(guò)所述球狀件的幾何中心，(b)所述通孔平行所述球狀件的縱向軸，但和所述縱向軸形成偏置，(c)所述通孔傾斜于所述球狀件的縱向軸，并和所述縱向軸形成偏置，(d)所述通孔的橫截面為圓形，(e)所述通孔的橫截面為非圓形。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述通孔的直徑至少比所述線狀電極的直徑大0.5mm。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，所述線狀電極的底端由一支架固定；和所述球狀件為鐘形，使得當(dāng)其位于所述線狀電極的最底部時(shí)，在所述線狀電極的外表面和所述球狀件的內(nèi)表面之間形成氣隙。
21.一種動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)的線狀電極的清理方法，所述動(dòng)電式空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)，包括殼體；設(shè)置在所述殼體內(nèi)并包括至少一個(gè)線狀電極的第一電極陣列；可拆卸地設(shè)置在所述殼體內(nèi)的第二電極陣列，其具有一個(gè)基體和至少兩個(gè)與所述第一電極陣列的線狀電極基本平行的電極，所述第一電極陣列的線狀電極和所述第二電極陣列的兩個(gè)電極的距離相等；設(shè)置在所述殼體內(nèi)的可輸出信號(hào)的高壓源，其負(fù)載循環(huán)可以從約10％變化到約100％，其連接在所述第一和第二電極陣列之間；所述方法包括以下步驟；在所述殼體內(nèi)設(shè)置一裝置，當(dāng)至少一個(gè)下述動(dòng)作發(fā)生時(shí)所述裝置可以摩擦清理所述線狀電極所述第二電極陣列的所述基體被移動(dòng)；或者所述空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)被翻轉(zhuǎn)成上面朝下下面朝上。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述方法，其特征在于，安裝所述裝置包括將柔性耐高壓材料片的第一端部與所述基體連接，所述片的第二端部設(shè)有一大小與所述線狀電極摩擦接合的狹縫，所述片向著所述線狀電極延伸，并超過(guò)所述線狀電極；所述片設(shè)置成當(dāng)所述第二電極陣列插入到所述殼體中時(shí)，所述線狀電極與所述狹縫相配合；所述片的運(yùn)動(dòng)可以摩擦清理所述線狀電極的外表面。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述方法，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)所述第二陣列完全地插入到所述殼體中時(shí)，將所述片的第二端部向上推動(dòng)并離開(kāi)所述線狀電極。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述方法，其特征在于，所述推動(dòng)包括設(shè)置一從所述殼體的內(nèi)部區(qū)域伸出的葉片，使得所述葉片的末端和所述片相接觸，并將所述片的第二端部向上推動(dòng)使其遠(yuǎn)離所述線狀電極。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述方法，其特征在于，安裝所述裝置包括將臂的一端可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地和偏置地連接到所述基體上，并將所述臂的第二端連接到由柔性耐高壓材料片上，在所述片的末端設(shè)有一大小與所述線狀電極摩擦接合的狹縫，所述片向著所述線狀電極延伸并超過(guò)所述線狀電極。所述片設(shè)置成當(dāng)所述第二電極陣列插入到所述殼體中時(shí)，所述線狀電極與所述狹縫相配合；所述片的運(yùn)動(dòng)可以摩擦地清理所述線狀電極的外表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述方法，其特征在于，安裝所述裝置包括設(shè)置具有通孔的球狀件，所述線狀電極穿過(guò)所述通孔；當(dāng)所述空氣傳送-調(diào)節(jié)機(jī)被翻轉(zhuǎn)時(shí)，所述球狀件在所述線狀電極的長(zhǎng)度方向上移動(dòng)，可以摩擦清理所述線狀電極的外表面。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述方法，其特征在于，所述方法還包括形成具有至少一個(gè)以下特征的通孔(a)所述通孔通過(guò)所述球狀件的幾何中心，(b)所述通孔平行所述球狀件的縱向軸，但和所述縱向軸形成偏置，(c)所述通孔傾斜于所述球狀件的縱向軸，并和所述縱向軸形成偏置，(d)所述通孔的橫截面為圓形，(e)所述通孔的橫截面為非圓形。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述方法，其特征在于，所述線狀電極的底端由一支架固定；和安裝所述裝置包括設(shè)置一鐘形的球狀件，其具有一通孔，所述線狀電極即從所述通孔中穿過(guò)；當(dāng)所述球狀件位于所述線狀電極的最底部時(shí)，在所述線狀電極的外表面和所述球狀件的內(nèi)表面之間形成氣隙。
全文摘要
提出了一種電動(dòng)靜電式空氣傳送－調(diào)節(jié)機(jī)(100),其具有一用于清理第一電極陣列(230)中的線狀電極(232)的裝置。一段柔性聚酯薄膜片(500)從第二電極陣列(240)的基體向著第一電極陣列延伸,并超過(guò)第一電極陣列。每一薄片的末端上設(shè)有和相應(yīng)線狀電極(232)相接合的狹縫。當(dāng)使用者在空氣調(diào)節(jié)機(jī)殼體(102)內(nèi)上下移動(dòng)第二電極陣列(240)時(shí),狹縫邊和線狀電極之間的摩擦可清理電極表面。材料薄片可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地和偏置地連接在第二電極陣列(240)的基體(113)上,當(dāng)使用空氣調(diào)節(jié)機(jī)時(shí),材料薄片可被推動(dòng)到和線狀電極(232)平行。另一實(shí)施例包括一具有通孔或通道的珠狀件,線狀電極(232)即從通孔中穿過(guò)。當(dāng)空氣調(diào)節(jié)機(jī)(100)被翻轉(zhuǎn)成上部朝下下部朝上時(shí),珠狀件的通孔和線狀電極(232)之間的摩擦可以清理電極的表面。
文檔編號(hào)B01J19/08GK1372529SQ01801181
公開(kāi)日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2001年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月4日
發(fā)明者劉錫輝, J·L·李, A·J·帕克 申請(qǐng)人:夏珀影像公司