專利名稱：一種靜電發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電發(fā)生裝置，特別是用于為離子除塵、除菌以及為靜電加速器、靜電輻射提供靜電壓源或正負(fù)離子源的靜電發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
目前的靜電發(fā)生裝置采用電暈放電或者采用范德格拉夫靜電發(fā)電機(jī)來(lái)產(chǎn)生靜電，由于前者需要高壓電輸入使氣體電離，而后者需要傳動(dòng)部分運(yùn)送電荷進(jìn)入集電球，而造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，效率低，穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種靜電發(fā)生裝置，它不但可以節(jié)約能源，只需要很低的電壓輸入，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)施，同時(shí)穩(wěn)定好，有大量的電荷輸出。
本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種靜電發(fā)生裝置，它包括靜電產(chǎn)生部分、集電收集裝置和輸入控制部分，所述的靜電產(chǎn)生部分包括至少三片彼此絕緣的導(dǎo)體層組成的導(dǎo)體，導(dǎo)體包括至少一層電荷排斥層和至少一層靜電產(chǎn)生層，靜電產(chǎn)生層位于外層，電荷排斥層位于內(nèi)層，所述的靜電收集部分為集電球，集電球包括內(nèi)球、外球以及之間放電裝置，所述的輸入控制部分包括電源、充電電路I、充電電路II和放電電路，充電電路I的輸出端與靜電產(chǎn)生層和集電球內(nèi)球并聯(lián)，充電電路II和放電電路與電荷排斥層并聯(lián)，相鄰的靜電產(chǎn)生層和電荷排斥層的充電輸入端極性相同。
所述的導(dǎo)體由三層導(dǎo)體層組成，三層導(dǎo)體層的順序是靜電產(chǎn)生層、與靜電產(chǎn)生層同極性的電荷排斥層，與靜電產(chǎn)生層異極性的共有充電層，充電電路I的兩輸出端分別與靜電產(chǎn)生層、共有充電層連接，充電電路II的兩輸出端分別與電荷排斥層和共有充電層連接，并且與放電電路并聯(lián)，靜電產(chǎn)生層與電荷排斥層的充電輸入端的極性相同。
所述的導(dǎo)體為三層導(dǎo)體層，其兩充電電路充電電壓的度量式v1v2=(d1d1+d3)2-(d1d2)2]]>在公式中，V1為充電電路I的充電電壓參考值，V2為充電電路II的充電電壓參考值，d1為靜電產(chǎn)生層至電荷排斥層的距離，d2為靜電產(chǎn)生層至共有充電層的距離，d3為導(dǎo)體的厚度參考值，u1u2<v1v2]]>
充電電路I的充電電壓u1，充電電路II的充電電壓u2，導(dǎo)體的厚度小于d3。
所述的導(dǎo)體由四層導(dǎo)體層組成，四層導(dǎo)體層的順序是正極靜電產(chǎn)生層、正極電荷排斥層，負(fù)極電荷排斥層和負(fù)極靜電產(chǎn)生層，正極靜電產(chǎn)生層和負(fù)極靜電產(chǎn)生層分別與充電電路I的正、負(fù)輸出端連接，正、負(fù)電荷排斥層分別與充電電路II的正負(fù)輸出端連接，并且與放電電路并聯(lián)。
所述的導(dǎo)體為四層導(dǎo)體層，其兩充電電路充電電壓的度量式v1v2=(d1d1+d3)2-(d1d2)2]]>在公式中，V1為充電電路I的充電電壓參考值，V2為充電電路II的充電電壓參考值，d1為靜電產(chǎn)生層至同極性電荷排斥層的距離，d2為靜電產(chǎn)生層至異性電荷排斥層的距離，d3為導(dǎo)體的厚度參考值，u1u2<v12v2]]>u1為充電電路I的充電電壓，u2為充電電路II的充電電壓，導(dǎo)體的厚度小于d3。
所述的靜電產(chǎn)生層的充電電路I1與靜電收集部分之間設(shè)有阻向電路，阻向電路由動(dòng)斷觸點(diǎn)組成或者由若干個(gè)耐壓半導(dǎo)體串聯(lián)而成。
集電球包括正集電球和負(fù)集電球，在正、負(fù)集電球內(nèi)有靜電產(chǎn)生部分，正集電球內(nèi)負(fù)靜電產(chǎn)生部分與球外的負(fù)集電球內(nèi)的正極靜電產(chǎn)生部分連接，正集電球內(nèi)的正極靜電產(chǎn)生部分與正集電球的內(nèi)球連接，負(fù)集電球內(nèi)的負(fù)極靜電產(chǎn)生部分與負(fù)集電球的內(nèi)球連接，在內(nèi)球與外球之間設(shè)有針尖式放電裝置。
所述的導(dǎo)體的各導(dǎo)體層之間設(shè)有電介質(zhì)，導(dǎo)體與電介質(zhì)呈S型或星型。所述的放電電路依次串聯(lián)有延時(shí)放電電路10和用電器。正集電球的內(nèi)球也可以為靜電產(chǎn)生部分的正靜電產(chǎn)生層，負(fù)集電球的內(nèi)球也可以為靜電產(chǎn)生部分的負(fù)靜電產(chǎn)生層。所述的充電電路II與放電電路之間設(shè)有切換/鉗位電路，切換/鉗位電路包括兩個(gè)無(wú)電流截止電子開(kāi)關(guān)電路，兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)電路分別與充電電路II和放電電路中分別串聯(lián)，兩電子開(kāi)關(guān)電路的控制極分別連接有各自相對(duì)應(yīng)的鉗位電路，其中電子開(kāi)關(guān)I的常閉極與電子開(kāi)關(guān)II的鉗位電路控制極連接，電子開(kāi)關(guān)I的常閉極為電子開(kāi)關(guān)II鉗位電路提供觸發(fā)導(dǎo)通電流；電子開(kāi)關(guān)II的常閉極與電子開(kāi)關(guān)I的鉗位電路的控制極連接，電子開(kāi)關(guān)II的常閉極為電子開(kāi)關(guān)I鉗位電路提供觸發(fā)導(dǎo)通電流。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明通過(guò)對(duì)兩靜電產(chǎn)生層進(jìn)行充電，使之產(chǎn)生不同的電荷，由于異性想吸則兩種電荷相互束縛，然后通過(guò)與電荷排斥層上的同性電荷相互排斥來(lái)克服上述束縛將電荷推向集電球進(jìn)行電荷收集，這樣不但可以節(jié)約能源，只需要很低的電壓輸入，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)施，可以對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣處理、除菌以及為靜電加速器、靜電輻射提供靜電壓源或正負(fù)離子源。本發(fā)明的導(dǎo)體為S形或星形，這樣可以節(jié)約空間，使結(jié)構(gòu)更緊湊，而且提高使用效果。在集電球內(nèi)設(shè)有靜電產(chǎn)生部分，在外面設(shè)有外置靜電產(chǎn)生裝置，以電勢(shì)克服球表面電荷對(duì)輸入導(dǎo)線上的電荷的庫(kù)侖力，這樣可以大幅度的提高集電球表面電荷的收集密度。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的S形導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明實(shí)施例二的靜電產(chǎn)生部分的電路4為本發(fā)明實(shí)施例三的電路5為本發(fā)明的星形導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例一，在圖1和圖2中，本發(fā)明為一種靜電發(fā)生裝置，它包括靜電產(chǎn)生部分、集電收集裝置和輸入控制部分，靜電產(chǎn)生部分包括由四層彼此絕緣的導(dǎo)體層組成的導(dǎo)體，導(dǎo)體分別由兩層靜電產(chǎn)生層和兩層電荷排斥層組成，靜電產(chǎn)生層位于外層，電荷排斥層位于內(nèi)層，在各層之間設(shè)有電介質(zhì)，相鄰的電荷排斥層和靜電產(chǎn)生層的充電輸入端的極性相同，導(dǎo)體為S型排列，輸入控制部分包括電源、充電電路I1、充電電路II2和放電電路3，電源經(jīng)二極管V1、V2、V3和V4整流后，正極端子E1和負(fù)極端子E2構(gòu)成對(duì)靜電產(chǎn)生層的充電電路I1，又由電源經(jīng)變壓器TV1和二極管V5、V6、V7和V8的整流后經(jīng)正極端子E3、負(fù)極串聯(lián)開(kāi)關(guān)S1、晶閘管VS1、二極管V9、負(fù)極端子E4構(gòu)成充電電路II2，二極管V5、V6、V7和V8的正極經(jīng)電阻R1、電容C1、電阻R3串聯(lián)后與晶閘管VS1的門(mén)極連接，這樣可以為門(mén)極提供觸發(fā)導(dǎo)通電流，由端子E3、三極管VT1的發(fā)射極、集電極，延時(shí)電路、用電器U1與端子E4串聯(lián)構(gòu)成放電電路3，由端子E3、電阻R4、電阻R5、三極管VT2的基極、發(fā)射極、電阻R6與端子E4串聯(lián)，三極管VT2的集電極經(jīng)過(guò)R7為三極管VT1提供偏置導(dǎo)通電流，用電器為逆變電路，它可以將放電的電能回饋到電網(wǎng)中去。充電電路II2和放電電路3并聯(lián)，充電電路I1與靜電產(chǎn)生層和靜電收集部分并聯(lián)，靜電產(chǎn)生層的充電電路I1與靜電收集部分之間設(shè)有阻向電路，阻向電路由耐壓半導(dǎo)體串聯(lián)而成，充電電路II2和放電電路3與電荷排斥層連接，在充電電路I1、充電電路II2和放電電路3之間設(shè)有鉗位電路，由電阻R4和電阻R5的節(jié)點(diǎn)，經(jīng)三極管VT5的發(fā)射極、基極、電阻R9、晶閘管VS1的陽(yáng)極和三極管VT5的集電極與晶閘管VS1的陰極串聯(lián)產(chǎn)生充電電路II2導(dǎo)通時(shí)對(duì)放電電路3有降壓鉗位作用，由電阻R1與電阻R5的節(jié)點(diǎn)經(jīng)三極管VT3的集電極、發(fā)射極到晶閘管VS1的陰極，再由三極管VT1與延時(shí)電路的節(jié)點(diǎn)，經(jīng)電阻R2到三極管VT3的基極產(chǎn)生放電電路3導(dǎo)通時(shí)對(duì)充電電路II2有降壓鉗位作用，同時(shí)晶閘管VS1的陰極經(jīng)二極管V10到電容C1與電阻R3的節(jié)點(diǎn)為電容C1的放電電路3為晶閘管VS1的再次導(dǎo)通做好準(zhǔn)備。集電球包括正集電球和負(fù)集電球，正、負(fù)集電球包括內(nèi)球7和外球8，在內(nèi)球7與外球8之間設(shè)有針尖式放電裝置9。一層靜電產(chǎn)生層依次與耐壓二極管VD1、充電電路I1的正極端子E1串聯(lián)后與正集電球并聯(lián)，另一層靜電產(chǎn)生層依次與耐壓二極管VD2、充電電路的負(fù)極端子E2串聯(lián)后與負(fù)集電球并聯(lián)，一層電荷排斥層與充電電路II2和放電電路3正極端子E3連接，另一層電荷排斥層與充電電路II2和放電電路3負(fù)極端子E4連接。接上電源后，合上開(kāi)關(guān)S1，由晶閘管VS1組成的充電電路與有三極管VT1組成的放電電路3連續(xù)循環(huán)對(duì)電荷排斥層進(jìn)行充電與放電的交替工作，在放電的過(guò)程中兩電荷排斥層放電導(dǎo)通，使兩靜電產(chǎn)生層之間的電場(chǎng)距離變短，電容量增大，因此電荷排斥層在放電時(shí)，靜電產(chǎn)生層同步進(jìn)行充電，一靜電產(chǎn)生層得到正電荷，一靜電產(chǎn)生層得到負(fù)電荷，由于異性相吸，兩種電荷被束縛，在兩電荷排斥層之間達(dá)到電勢(shì)平衡后三極管VT1失去偏置導(dǎo)通電流而截止，晶閘管VS1導(dǎo)通，對(duì)兩電荷排斥層充電，一電荷排斥層得到正電荷，另一電荷排斥層得到負(fù)電荷，兩電荷排斥層分別與兩靜電產(chǎn)生層相互排斥，由于靜電力與電荷之間的距離為反比，兩靜電產(chǎn)生層受到同性相斥的力大于異性相吸的力后電荷流向集電球。導(dǎo)體為四層導(dǎo)體層，其兩充電電路充電電壓的度量式v1v2=(d1d1+d3)2-(d1d2)2]]>在公式中，V1為充電電路I1的充電電壓參考值，V2為充電電路II2的充電電壓參考值，d1為靜電產(chǎn)生層至同極性電荷排斥層的距離，d2為靜電產(chǎn)生層至異性電荷排斥層的距離，d3為導(dǎo)體的厚度參考值，u1u2<v12v2]]>u1為充電電路I1的充電電壓，u2為充電電路II2的充電電壓，導(dǎo)體的厚度小于d3實(shí)施例二，在圖3中，它的集電產(chǎn)生部分包括三層，由左向右依次為正極靜電產(chǎn)生層4、正極電荷排斥層5、正極靜電產(chǎn)生層與正極電荷排斥層共有充電層6，三層為S型分布，共有充電層6在本實(shí)施例中即可以作為負(fù)極靜電產(chǎn)生層，又可以作為負(fù)極電荷排斥層。正極靜電產(chǎn)生層與正集電球的內(nèi)球7相連接，其輸入控制部分的結(jié)構(gòu)以及工作過(guò)程與實(shí)施例一相同。導(dǎo)體為三層導(dǎo)體層，其兩充電電路充電電壓的度量式
v1v2=(d1d1+d3)2-(d1d2)2]]>在公式中，V1為充電電路I1的充電電壓參考值，V2為充電電路II2的充電電壓參考值，d1為靜電產(chǎn)生層4至電荷排斥層5的距離，d2為靜電產(chǎn)生層4至共有充電層6的距離，d3為導(dǎo)體的厚度參考值，u1u2<v1v2]]>u1為充電電路I1的充電電壓，u2為充電電路II2的充電電壓，導(dǎo)體的厚度小于d3。
實(shí)施例三，在圖4和圖5中，本實(shí)施例的集電球?yàn)橐徽回?fù)兩集電球，兩集電球內(nèi)都設(shè)有集電產(chǎn)生部分，兩靜電產(chǎn)生部分各有四層彼此絕緣的導(dǎo)體層并呈星狀排列，在正集電球內(nèi)，由外圈向內(nèi)圈依次為正集電球的外球8、正極靜電產(chǎn)生層、正極電荷排斥層，負(fù)極電荷排斥層，負(fù)極靜電產(chǎn)生層，在負(fù)集電球內(nèi)由外圈向內(nèi)依次為負(fù)集電球外球8、負(fù)極靜電產(chǎn)生層，負(fù)極電荷排斥層、正極電荷排斥層、正極靜電產(chǎn)生層，正集電球內(nèi)的負(fù)極靜電產(chǎn)生層與負(fù)集電球內(nèi)的正極靜電產(chǎn)生層串聯(lián)，正集電球內(nèi)的負(fù)極電荷排斥層與負(fù)集電球內(nèi)的正極電荷排斥層串聯(lián)，其輸入部分與實(shí)施例一相同。工作過(guò)程為兩靜電產(chǎn)生部分同時(shí)各自產(chǎn)生兩種電荷，正集電球內(nèi)的負(fù)電荷與負(fù)集電球內(nèi)的正電荷形成電勢(shì)差經(jīng)上述的負(fù)極靜電產(chǎn)生層與正極靜電產(chǎn)生層的連接中和，正集電球內(nèi)的正電荷、負(fù)集電球內(nèi)的負(fù)電荷分別與外球8產(chǎn)生的靜電感應(yīng)并被中和收集。其控制部分與實(shí)施例一相同。
權(quán)利要求
1.一種靜電發(fā)生裝置，其特征是它包括靜電產(chǎn)生部分、集電收集裝置和輸入控制部分，所述的靜電產(chǎn)生部分包括至少三片彼此絕緣的導(dǎo)體層組成的導(dǎo)體，導(dǎo)體包括至少一層電荷排斥層和至少一層靜電產(chǎn)生層，靜電產(chǎn)生層位于外層，電荷排斥層位于內(nèi)層，所述的靜電收集部分為集電球，集電球包括內(nèi)球(7)、外球(8)以及之間放電裝置(9)，所述的輸入控制部分包括電源、充電電路I(1)、充電電路II(2)和放電電路(3)，充電電路I(1)的輸出端與靜電產(chǎn)生層和集電球內(nèi)球(7)并聯(lián)，充電電路II(2)和放電電路(3)與電荷排斥層并聯(lián)，相鄰的靜電產(chǎn)生層和電荷排斥層的充電輸入端極性相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電發(fā)生裝置，其特征是所述的導(dǎo)體由三層導(dǎo)體層組成，三層導(dǎo)體層的順序是靜電產(chǎn)生層(4)、與靜電產(chǎn)生層同極性的電荷排斥層(5)，與靜電產(chǎn)生層異極性的共有充電層(6)，充電電路I(1)的兩輸出端分別與靜電產(chǎn)生層(4)、共有充電層連接，充電電路II(2)的兩輸出端分別與電荷排斥層和共有充電層連接，并且與放電電路(3)并聯(lián)，靜電產(chǎn)生層與電荷排斥層的充電輸入端的極性相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的靜電發(fā)生裝置，其特征是所述的導(dǎo)體為三層導(dǎo)體層，其兩充電電路充電電壓的度量式v1v2=(d1d1+d3)2-(d1d2)2]]>在公式中，V1為充電電路I(1)的充電電壓參考值，V2為充電電路II(2)的充電電壓參考值，d1為靜電產(chǎn)生層(4)至電荷排斥層(5)的距離，d2為靜電產(chǎn)生層(4)至共有充電層(6)的距離，d3為導(dǎo)體的厚度參考值，u1u2<v1v2]]>充電電路I(1)的充電電壓u1，充電電路II(2)的充電電壓u2，導(dǎo)體的厚度小于d3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電發(fā)生裝置，其特征是所述的導(dǎo)體由四層導(dǎo)體層組成，四層導(dǎo)體層的順序是正極靜電產(chǎn)生層(11)、正極電荷排斥層(12)，負(fù)極電荷排斥層(13)和負(fù)極靜電產(chǎn)生層(14)，正極靜電產(chǎn)生層(11)和負(fù)極靜電產(chǎn)生層(14)分別與充電電路I(1)的正、負(fù)輸出端連接，正、負(fù)電荷排斥層分別與充電電路II(2)的正負(fù)輸出端連接，并且與放電電路(3)并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的靜電發(fā)生裝置，其特征是所述的導(dǎo)體為四層導(dǎo)體層，其兩充電電路充電電壓的度量式v1v2=(d1d1+d3)2-(d1d2)2]]>在公式中，V1為充電電路I(1)的充電電壓參考值，V2為充電電路II(2)的充電電壓參考值，d1為靜電產(chǎn)生層至同極性電荷排斥層的距離，d2為靜電產(chǎn)生層至異性電荷排斥層的距離，d3為導(dǎo)體的厚度參考值，u1u2<v12v2]]>u1為充電電路I(1)的充電電壓，u2為充電電路II(2)的充電電壓，導(dǎo)體的厚度小于d3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電發(fā)生裝置，其特征是所述的靜電產(chǎn)生層的充電電路I(1)與靜電收集部分之間設(shè)有阻向電路，阻向電路由動(dòng)斷觸點(diǎn)組成或者由若干個(gè)耐壓半導(dǎo)體串聯(lián)而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電發(fā)生裝置，其特征是集電球包括正集電球和負(fù)集電球，在正、負(fù)集電球內(nèi)有靜電產(chǎn)生部分，正集電球內(nèi)負(fù)靜電產(chǎn)生部分與球外的負(fù)集電球內(nèi)的正極靜電產(chǎn)生部分連接，正集電球內(nèi)的正極靜電產(chǎn)生部分與正集電球的內(nèi)球(7)連接，負(fù)集電球內(nèi)的負(fù)極靜電產(chǎn)生部分與負(fù)集電球的內(nèi)球(7)連接，在內(nèi)球(7)與外球(8)之間設(shè)有針尖式放電裝置(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中任意一項(xiàng)所述的靜電發(fā)生裝置，其特征是所述的導(dǎo)體的各導(dǎo)體層之間設(shè)有電介質(zhì)，導(dǎo)體與電介質(zhì)呈S型或星型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電發(fā)生裝置，其特征是所述的放電電路(3)依次串聯(lián)有延時(shí)放電電路(10)和用電器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電發(fā)生裝置，其特征是正集電球的內(nèi)球(7)也可以為靜電產(chǎn)生部分的正靜電產(chǎn)生層，負(fù)集電球的內(nèi)球(7)也可以為靜電產(chǎn)生部分的負(fù)靜電產(chǎn)生層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電發(fā)生裝置，其特征是所述的充電電路II(2)與放電電路(3)之間設(shè)有切換/鉗位電路，切換/鉗位電路包括兩個(gè)無(wú)電流截止電子開(kāi)關(guān)電路，兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)電路分別與充電電路II(2)和放電電路(3)中分別串聯(lián)，兩電子開(kāi)關(guān)電路的控制極分別連接有各自相對(duì)應(yīng)的鉗位電路，其中電子開(kāi)關(guān)I的常閉極與電子開(kāi)關(guān)II的鉗位電路控制極連接，電子開(kāi)關(guān)I的常閉極為電子開(kāi)關(guān)II鉗位電路提供觸發(fā)導(dǎo)通電流；電子開(kāi)關(guān)II的常閉極與電子開(kāi)關(guān)I的鉗位電路的控制極連接，電子開(kāi)關(guān)II的常閉極為電子開(kāi)關(guān)I鉗位電路提供觸發(fā)導(dǎo)通電流。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種靜電發(fā)生裝置，它包括靜電產(chǎn)生部分、集電收集裝置和輸入控制部分，所述的靜電產(chǎn)生部分包括至少三片彼此絕緣的導(dǎo)體層組成的導(dǎo)體，導(dǎo)體包括至少一層電荷排斥層和至少一層靜電產(chǎn)生層，靜電產(chǎn)生層位于外層，電荷排斥層位于內(nèi)層，所述的靜電收集部分為集電球，集電球包括內(nèi)球(7)、外球(8)以及之間放電裝置(9)，所述的輸入控制部分包括電源、充電電路I(1)、充電電路II(2)和放電電路(3)，充電電路I(1)的輸出端與靜電產(chǎn)生層和集電球內(nèi)球(7)并聯(lián)，充電電路II(2)和放電電路(3)與電荷排斥層并聯(lián)，相鄰的靜電產(chǎn)生層和電荷排斥層的充電輸入端極性相同。本發(fā)明不但可以節(jié)約能源，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)施。
文檔編號(hào)H02N1/08GK101064486SQ20071002019
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者楊雙喜 申請(qǐng)人:楊雙喜