專利名稱：具有增強型殺菌燈的空氣調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于調(diào)節(jié)和/或輸送空氣的系統(tǒng)。還公開了一種用于中和裝置內(nèi)的空氣傳播的微生物的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
長期以來，在現(xiàn)有技術(shù)中已公知使用電動機使風(fēng)扇葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生氣流。盡管這種風(fēng)扇能夠產(chǎn)生很大的氣流量(例如，1,000立方英尺/分鐘或者更多)，但是需要很多電力來運行電動機，并且基本上不能對流動的空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)。
公知提供這樣的具有HEPA-順從過濾器元件的風(fēng)扇以去除大于約0.3gm的顆粒物。不足的是，由過濾器元件產(chǎn)生的氣流阻力需使電動機的尺寸加倍以維持氣流的所需水平。此外，HEPA-順從過濾器元件是昂貴的，并且占據(jù)了HEPA-順從過濾器-風(fēng)扇單元的銷售價格的大部分。盡管這樣的過濾器-風(fēng)扇單元可以通過去除大的顆粒來調(diào)節(jié)空氣，但是沒有去除足夠小的可以通過過濾器元件的顆粒物，包括例如細(xì)菌。
在現(xiàn)有技術(shù)中還公知，使用電動力技術(shù)產(chǎn)生氣流，由此在不利用機械地移動部件的情況下將電力轉(zhuǎn)換成空氣流動。一種這樣的系統(tǒng)在頒發(fā)給Lee(1988)的美國專利No.4,789,801中描述，該專利在此處以簡化的形式以

圖1A和1B圖示，并且通過引用結(jié)合于此。系統(tǒng)10包括第一電極(“發(fā)射極”)或者導(dǎo)電表面20的陣列，其與第二電極(“集電極”)或者導(dǎo)電表面30的陣列間隔開。在本示例中，諸如例如脈沖發(fā)生器40的發(fā)生器輸出高電壓脈沖系列(例如，0至約+5KV)，其正端子耦聯(lián)到第一陣列20，并且脈沖發(fā)生器的負(fù)端子耦聯(lián)到第二陣列30。
高電壓脈沖使在陣列20，30之間的空氣離子化和形成從第一陣列20流向第二陣列30的空氣流50，而不要求任何移動部件。卷入空氣流50中的顆粒物60也朝著第二電極30移動。許多顆粒物受靜電作用地被吸附到第二電極30的表面上，并且留在那里，因此對正在流出系統(tǒng)10的空氣流進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，在電極組之間存在的高電壓場向周圍環(huán)境中釋放臭氧O3，其消除卷入空氣流中的異味。
在圖1A的特定實施例中，第一電極20是圓形橫截面的，具有大約為0.003″(0.08mm)的直徑，而第二電極30的面積大得多并且其橫截面限定了″淚滴″的形狀。在第二電極30的球根狀的前凸起和第一電極20之間的橫截面曲率半徑的比超過10∶1。如圖1A中所示，第二電極30的球根狀的前表面面對第一電極20，和而有點″尖″的后邊緣面對空氣流的出口方向。在此處圖示為圖1B的另一個特定的實施例中，第二電極30的橫截面是細(xì)長的。第二電極30上的細(xì)長的后邊緣提供了增大的區(qū)域，夾在空氣流中的顆粒物60能夠附著在該區(qū)域上。
附圖簡述圖1A顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電動力空氣輸送-調(diào)節(jié)系統(tǒng)的橫截面平面視圖。
圖1B顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電動力空氣輸送-調(diào)節(jié)系統(tǒng)的橫截面平面視圖。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)的透視圖。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電極組件的平面視圖。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的高電壓電源的電氣框圖。
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的高電壓電源的電氣框圖。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在圖2中所示的系統(tǒng)的分解視圖。
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)的后部的透視圖，其中殺菌燈被暴露著。
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的殺菌燈的頂視圖。
圖9-11顯示了根據(jù)本一個實施例系統(tǒng)在其殺菌燈設(shè)置在各種不同位置上時的視圖。
圖12A-12B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的殺菌燈和接合插座的平面視圖。
圖12C顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接合插座的透視視圖。
圖12D顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的殺菌燈的透視視圖。
圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的前格柵的透視圖，其中尾部電極位于格柵上。
本發(fā)明的詳細(xì)說明空氣輸送和/或調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括殼體、構(gòu)造在殼體內(nèi)的發(fā)射極、構(gòu)造在殼體內(nèi)的并且定位在發(fā)射極下游的集電極和被整體屏蔽的殺菌燈，其用于有選擇地引導(dǎo)從其中發(fā)射出來的UV光。系統(tǒng)優(yōu)選包括通過殼體的側(cè)面部分優(yōu)選可以從殼體上拆卸下的驅(qū)動電極。優(yōu)選地，驅(qū)動電極用電介質(zhì)材料和/或催化劑絕緣。優(yōu)選地，可拆卸的尾部電極構(gòu)造在殼體內(nèi)和位于集電極的下游。優(yōu)選地，第一電壓源電耦聯(lián)到發(fā)射極和集電極上，和第二電壓源電耦聯(lián)到尾部電極上。第二電壓源相對于第一電壓源可以獨立地和有選擇的控制。
圖2示出了空氣輸送-調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的一個實施例，該系統(tǒng)的殼體102優(yōu)選包括可拆卸的位于后部的進(jìn)氣格柵104、可拆卸的位于前部的排氣格柵106和底座108?；蛘?，單個的格柵通過與格柵和其中的空氣移動系統(tǒng)連通的空氣入口通道和空氣排氣通道既提供空氣進(jìn)氣也提供空氣排氣。殼體102優(yōu)選是獨立式的和/或是直立垂直的和/或長形的。在圖2示出的實施例中的殼體102的一般形狀是橢圓形橫截面的形狀?；蛘撸瑲んw102包括不同形狀的橫截面，諸如，但不限于此，矩形、8字形、蛋形、淚珠形或圓形。
輸送器殼體102內(nèi)部是空氣移動系統(tǒng)，其優(yōu)選包括離子發(fā)生單元220(圖3)，也稱為電極組件。離子發(fā)生單元220(圖3)是獨立的，除了周圍環(huán)境空氣，對于操作本發(fā)明不需要殼體102以外的任何東西，節(jié)省了外部操作的潛力。在一個實施例中，空氣移動系統(tǒng)包括風(fēng)扇，其用于補充和/或替代由離子發(fā)生器220的操作引起的空氣的運動。系統(tǒng)100包括殺菌燈(圖4)，其減少在通過系統(tǒng)100時暴露給燈的微生物的數(shù)量。殺菌燈290(圖4)可以有效地減少或消滅向其暴露的細(xì)菌、微生物和病毒。
離子發(fā)生單元220優(yōu)選由AC:DC電源供電。AC:DC電源可以用開關(guān)S1供電或激勵。S1方便地設(shè)置在殼體102的頂部124。功能盤218使使用者能夠操作殺菌燈290(圖4)。具體地，使用者可以選擇盤218至″開″、″開/GP″或″關(guān)″。在″開″設(shè)置上，盡管電極組件220工作，但殺菌燈290不工作或發(fā)射UV光。在″開/GP″設(shè)置上，在電極組件220工作的操作同時，殺菌燈290工作而消除或殺死空氣流內(nèi)的細(xì)菌。在功能盤218被設(shè)置在″關(guān)″設(shè)置上時，電極組件220以及殺菌燈290都不工作。此外，優(yōu)選位于殼體102的頂部124上的是升壓按鈕216，其可以提升離子發(fā)生器220的離子輸出，如在下面要說明的。
入口格柵104和出口格柵106用肋片134，也稱為百葉窗條覆蓋。每個肋片134是與下一個肋片134間隔開的薄脊，使得當(dāng)空氣流過殼體102時，每個肋片134形成最小的阻力。如圖2中所示，在一個實施例中，肋片134垂直地布置，并且沿著系統(tǒng)100的長形垂直豎立的殼體102導(dǎo)向?；蛘?，肋片134垂直于電極長形殼體102并且水平地構(gòu)造。在一個實施例中，入口肋片和出口肋片134對齊以使該單元具有“看穿”的外觀，同時防止個人看見直接從殺菌燈290發(fā)射的UV光，如下面討論的那樣。因此，使用者能夠安全地“看穿”系統(tǒng)100從入口104至出口106或者反過來也一樣。使用者將看到在殼體內(nèi)沒有移動的部件，而只是看到對從其中通過空氣進(jìn)行清潔的安靜單元。
除了它們相對于集電極242的位置以外(圖3)，格柵104和格柵106之間優(yōu)選沒有區(qū)別?；蛘?，格柵104和格柵106不同地構(gòu)造而相互之間是有區(qū)別的。格柵104，106用于保證足夠的周圍空氣流被抽入到或者提供給系統(tǒng)100和足夠的離子化的、包括合適數(shù)量的臭氧的空氣流通過排氣格柵106從系統(tǒng)100中流出。因此，“進(jìn)”氣流優(yōu)選通過格柵104進(jìn)入，“出”氣流通過格柵106出去，如圖2中所示。
當(dāng)系統(tǒng)100通過啟動開關(guān)S1被供電后，由離子發(fā)生器220的高電壓或高電勢輸出在系統(tǒng)100內(nèi)至少發(fā)生出離子。圖2中的″進(jìn)″標(biāo)記表示帶有顆粒物60的周圍空氣通過入口格柵104進(jìn)氣。圖2中的″出″標(biāo)記表示被清潔的空氣通過排氣格柵106基本上不帶有顆粒物60地流出。
圖3顯示了按照本發(fā)明的一個實施例的電極組件的平面視圖。所示電極組件220包括具有發(fā)射極232的第一電極組230和具有集電極242的第二電極組240，其優(yōu)選位于第一電極組230的下游。在圖3中示出的實施例中，電極組件220也包括間隙地位于集電極242之間的一組驅(qū)動電極246。電極組件220優(yōu)選地還附加地包括位于集電極242下游的一組尾部電極222。優(yōu)選地，在第一組230中的發(fā)射極232的數(shù)目N1相對于第二組240中的集電極242的數(shù)目N2相差一個。優(yōu)選地，系統(tǒng)100包括集電極242的數(shù)目較大于發(fā)射極232。但是，如果需要，附加的發(fā)射極232備選地定位在組230的外端處使得N1＞N2，例如，五個發(fā)射極232與四個集電極242相比較?；蛘哂脝蝹€電極或單個導(dǎo)電表面替代復(fù)數(shù)個電極。顯然其它數(shù)目和布置的發(fā)射極232、集電極242、尾部電極222和驅(qū)動電極246可以備選地構(gòu)造在其它實施例中的電極組件220中。
電極232和242的材料應(yīng)該是導(dǎo)電的并且可以耐受由于施加高電壓引起的腐蝕作用，而且也足夠結(jié)實和耐用以進(jìn)行周期性的清潔處理。在一個實施例中，發(fā)射極232優(yōu)選由鎢制造。鎢足夠結(jié)實以便可以耐受清潔處理，并且具有高的熔點以延遲由于離子化而導(dǎo)致的分解，并且具有促進(jìn)高效離子化的粗糙的外表面。集電極242優(yōu)選具有高度拋光外表面，以使不需要的點至點輻射最小化。因而，除了其它適合材料以外，集電極242可以由不銹鋼和/黃銅制造。電極232的拋光表面還促進(jìn)容易清潔電極。電極232和242的材料和構(gòu)造允許電極232、242的重量較輕、容易制造和大量生產(chǎn)。進(jìn)一步地，這里描述的電極232和242促進(jìn)高效地發(fā)生離子化的空氣和適合數(shù)量的臭氧。
如圖3中所示，本發(fā)明的一個實施例包括第一高電壓源(HVS)170和第二高功率電壓源172。第一HVS170的正輸出端子耦聯(lián)到發(fā)射極232上，和第一HVS170的負(fù)輸出端子耦聯(lián)到集電極242上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種耦聯(lián)極性工作良好并且使不想要的聲頻電極振動或嗡嗡聲最小化。注意在一些實施例中，高電壓脈沖發(fā)生器170的一個端口諸如負(fù)端口實際上能夠是周圍空氣。因此，第二組240中的電極242不必使用導(dǎo)線連接到第一HVS170。但是，在這情況下，通過周圍空氣在集電極242和第一HVS170的一個輸出端口之間將有“有效的連接”?；蛘?，第一HVS170的負(fù)輸出端子連接到第一電極組230，正輸出端子連接到第二電極組240。
當(dāng)來自第一HVS170的電壓或者脈沖在第一電極組230和第二電極組240上產(chǎn)生時，在第一組230中的電極232周圍形成如同等離子體的場。該電場使第一電極組230和第二電極組240之間的周圍空氣離子化和并且建立朝著其此處稱為離子化區(qū)的第二電極240流動的″出″氣流。
作為HVS170的電壓電勢的的函數(shù)，臭氧和離子同時由第一電極232產(chǎn)生。通過分別增大或者減小第一電極組230處的電壓電勢來增大或者減小臭氧的產(chǎn)生。將相反極性的電壓電勢耦聯(lián)到第二電極242加速從第一組230到第二組240的離子運動，由此產(chǎn)生離子化區(qū)中的空氣流。當(dāng)空氣中的分子和顆粒從電極232旁通過時，其逐漸被由發(fā)射極232發(fā)射的電荷電離。當(dāng)離子和電離化的顆粒朝著第二組240流動時，離子和電離化的顆粒將空氣分子推向或移向第二組240。這種運動的相對速度例如通過相對于第一組230處的電勢增加第二組240處的電壓電勢來增大。因此，集電極242收集空氣中的離子化的顆粒，由此允許系統(tǒng)100輸出更清潔更新鮮的空氣。
如圖3的實施例中所示，至少一個輸出尾部電極222電耦聯(lián)到第二HVS172上。尾部電極222產(chǎn)生大量的負(fù)離子，因為電極222耦聯(lián)到相對負(fù)的高電勢上。在一個實施例中，尾部電極222是定位在第二電極242下游處的導(dǎo)線。在一個實施例中，電極222的側(cè)面輪廓具有削尖的形狀(例如，三角形)，例如在美國專利申請No.10/074,347中所描述的那樣，其通過上述引用而被結(jié)合于此。
由尾部電極222產(chǎn)生的負(fù)離子中和過量的正離子，其否則存在于輸出空氣流中，使得“出”氣流具有凈的負(fù)電荷。尾部電極222優(yōu)選由不銹鋼，銅，或其它導(dǎo)電材料制成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包含一個電極222就足以提供足夠數(shù)量的輸出負(fù)離子。但是，復(fù)數(shù)個尾部導(dǎo)線電極222被用于另一個實施例中。有關(guān)尾部電極222的更詳細(xì)的細(xì)節(jié)在(SHPR-01361USG)申請中有描述，該申請通過上述引用而被結(jié)合在此。
驅(qū)動電極246的應(yīng)用增加了電極組件220的顆粒收集效率和減少了沒有被集電極242收集的顆粒的百分率。這是由于驅(qū)動電極246將空氣流中的顆粒推向相鄰集電極242的內(nèi)表面244，其在此處稱為收集區(qū)。驅(qū)動電極246優(yōu)選是絕緣的，其進(jìn)一步增加了顆粒收集效率。
如上所述，本發(fā)明的系統(tǒng)也將產(chǎn)生臭氧(O3)。按照本發(fā)明的一個實施例，通過優(yōu)選地用臭氧減少催化劑涂覆殼體的內(nèi)表面減少臭氧的產(chǎn)生。示例性的臭氧減少催化劑包括二氧化錳和活性碳?？梢赃x擇地使用商業(yè)上可以獲得的臭氧減少催化劑如New Jersey的Englehard公司制造的PremAirTM。一些臭氧減少催化劑是導(dǎo)電的，其它一些是非導(dǎo)電的(例如，二氧化錳)。優(yōu)選地，臭氧減少催化劑應(yīng)該具有至少1000V/mil(百分之一英寸)的電介質(zhì)強度。
被絕緣的驅(qū)動電極246包括用絕緣的電介質(zhì)材料254涂覆的導(dǎo)電電極253。在驅(qū)動電極246沒有被絕緣的實施例中，驅(qū)動電極246只包括導(dǎo)電電極253。按照本發(fā)明的一個實施例，絕緣的電介質(zhì)材料254是熱收縮材料(例如柔性聚烯烴材料)。在另一個實施例中，電介質(zhì)材料254是一種絕緣的清漆，漆或樹脂。能夠用于絕緣驅(qū)動電極253的其它可能的電介質(zhì)材料254包括，但不限于，陶瓷，搪瓷或玻璃纖維。
在一個實施例中，驅(qū)動電極246與地電連接，如圖3中所示。盡管接地的驅(qū)動電極246不從第一HVS170或第二HVS172接受電荷，驅(qū)動電極246仍然會將帶正電荷的顆粒偏轉(zhuǎn)向集電極242。在另一個實施例中，驅(qū)動電極246是帶正電荷的。在又一個實施例中，驅(qū)動電極246電耦聯(lián)到第一HVS170或第二HVS172的負(fù)端子上，由此驅(qū)動電極246被優(yōu)選地在低于帶負(fù)電荷的集電極242的電壓下被充電。有關(guān)被絕緣的驅(qū)動電極246的更詳細(xì)的細(xì)節(jié)在(SHPR-01361USQ)申請中有描述，該申請通過上述引用而被結(jié)合在此。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)100的電路圖。系統(tǒng)100具有插入公共的壁上電插座的電源線，該壁上電插座提供標(biāo)稱110VAC。電磁干擾(EMI)過濾器110置于輸入的額定110VAC線上以降低和/或消除由系統(tǒng)100內(nèi)的各種電路(電子鎮(zhèn)流器112)產(chǎn)生的高頻。在一個實施例中，電子鎮(zhèn)流器112電氣連接到殺菌燈290(例如，紫外線燈)以調(diào)節(jié)或者控制通過燈290的電流。開關(guān)218用來打開或者關(guān)閉燈290。EMI過濾器110是本領(lǐng)域公知的并且不需要進(jìn)一步描述。在另一個實施例中，系統(tǒng)100不包括殺菌燈290，由此圖4所示的電路圖不包括電子鎮(zhèn)流器112、殺菌燈290，也不包括用來操作殺菌燈290的開關(guān)218。
EMI過濾器110耦聯(lián)到DC電源114上。DC電源114耦聯(lián)到第一HVS170以及第二高電壓電源172上。高電壓電源還可以稱為脈沖發(fā)生器。DC電源114也耦聯(lián)到微控制器單元(MCU)130上。MCU130例如是可以從Motorola公司購買到的Motorola618HC908系列微控制器?；蛘撸梢钥紤]其它類型的MCU。MCU130能夠從開關(guān)S1接收信號，以及從升壓按鈕216接收升壓信號。MCU130還包括指定準(zhǔn)備清潔電極組件的時間的指示燈219。
DC電源114設(shè)計成接收輸入的額定110VAC并且向第一HVS170輸出第一DC電壓(例如，160VDC)。DC電源114電壓(例如，160VDC)還逐級下降到第二DC電壓(例如，12VDC)以為微控制器單元(MCU)130、HVS172和系統(tǒng)100的其它內(nèi)部邏輯電路提供電力。電壓通過電阻器網(wǎng)絡(luò)、變壓器或者其它部件逐級下降。
如圖4中所示，第一HVS170耦聯(lián)到第一電極組230和第二電極組240上，以提供電極組之間的電位差。在一個實施例中，如上所述，第一HVS170電耦聯(lián)到驅(qū)動電極246上。此外，第一HVS170耦聯(lián)到MCU130上，由此MCU從第一HVS170接收電弧感測信號128并且向第一HVS170提供低電壓脈沖120。還在圖4示出的是向尾部電極222提供電壓的第二HVS172。此外，第二HVS172耦聯(lián)到MCU130上，由此MCU從第二HVS172接收電弧感測信號128，并且向第二HVS172提供低電壓脈沖120。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，MCU130監(jiān)控逐級下降的電壓(例如，約12VDC)，其被稱為圖4中的AC電壓感測信號132，以判斷AC線電壓是在額定110VAC之上還是之下，并且感測AC線電壓的變化。例如，如果額定110VAC增大10％到121VAC，那么逐級下降的DC電壓也將增大10％。MCU130能夠感測到該增大，然后降低低電壓脈沖的脈沖寬度、占空循環(huán)和/或頻率以維持輸出功率(提供到HVS170)為與當(dāng)線電壓為110VAC時相同。相反地，當(dāng)線電壓下降時，MCU130能夠感測到該下降，并且適合地增大低電壓脈沖的脈沖寬度、占空循環(huán)和/或頻率以維持恒定的輸出功率。本發(fā)明的這樣的電壓調(diào)節(jié)特征還使相同的系統(tǒng)100能夠用在具有與美國不同的額定電壓的不同的國家(例如，在日本，額定AC電壓是100VAC)。
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的高電壓電源的示意框圖。對于本描述，第一HVS170和第二HVS172包括與在圖5中所示的部件相同或者類似的部件。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是第一HVS170和第二HVS172可選地由彼此不同的部件以及圖5所示的部件組成。包括第一HVS170和第二HVS172的各種不同的電路和部件例如可以制造在安裝在殼體210內(nèi)的印刷電路板上。MCU130可以設(shè)置同一個電路板上或不同的電路板上。
在圖5所示的實施例中，HVS170、172包括電子開關(guān)126、升壓變壓器116和電壓倍增器118。升壓變壓器116的初級側(cè)從DC電源114接收DC電壓。對于第一HVS170，從DC電源接收的DC電壓是約160Vdc。對于第二HVS172，從DC電源114接收的DC電壓是約12Vdc。電子開關(guān)126從MCU130接收低電壓脈沖120(具有約20-25KHz頻率)。這樣的開關(guān)示出為絕緣柵雙極晶體管(IGBT)126。IGBT126或者其它適合的開關(guān)將來自MCU130的低電壓脈沖120耦聯(lián)到升壓變壓器116的輸入繞組。變壓器116的二次繞組耦聯(lián)到電壓倍增器118，電壓倍增器118向電極輸出高電壓脈沖。對于第一HVS170，電極是發(fā)射極組230和集電極組240。對于第二HVS172，電極是尾部電極222?？傊琁GBT126作為電子開/關(guān)的開關(guān)工作。這樣的晶體管在本領(lǐng)域中是公知的，并且不需要進(jìn)一步的描述。
當(dāng)被驅(qū)動時，第一HVS170和第二HVS172從DC電源114接收低輸入DC電壓和從MCU130接收低電壓脈沖，并且產(chǎn)生優(yōu)選為5KV的峰峰值和約20至25KHz的重復(fù)率的高電壓脈沖。第一HVS170中的電壓倍增器118向第一電極組230輸出5至9KV之間的電壓，并且向第二電極組240輸出-6至-18KV之間的電壓。在優(yōu)選的實施例中，發(fā)射極232接收約5至6KV，而集電極242接收約-9至-10KV。在第二HVS172中的電壓倍增器118向尾部電極222輸出約-12KV。在一個實施例中，驅(qū)動電極246優(yōu)選地接地。電壓倍增器118產(chǎn)生更大或者更小的電壓是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。高電壓脈沖優(yōu)選具有約10％-15％的占空循環(huán)，但也可以具有其它占空循環(huán)，包括100％的占空循環(huán)。
如上所述，MCU130耦聯(lián)到控制盤S1，控制盤S1能夠設(shè)定為低、中或高氣流設(shè)置，如圖4所示。MCU130基于控制盤S1的設(shè)置，控制低電壓脈沖信號的幅度、脈沖寬度、占空循環(huán)和/或頻率以控制系統(tǒng)100的氣流輸出。為了增大氣流輸出，MCU130能夠設(shè)定成增大幅度、脈沖寬度、頻率和/或占空循環(huán)，或者相反為了減小氣流輸出速率，MCU130能夠減小幅度、脈沖寬度、頻率和/或占空循環(huán)。根據(jù)一個實施例，針對低設(shè)置低電壓脈沖信號120具有固定的脈沖寬度、頻率和占空循環(huán)，針對中設(shè)置具有另一個固定的脈沖寬度、頻率和占空循環(huán)，針對高設(shè)置，具有另一個固定的脈沖寬度、頻率和占空循環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，低電壓脈沖信號120在“高”氣流信號和“低”氣流信號的預(yù)定期間之間調(diào)制。優(yōu)選地，當(dāng)在氣流要在更小的“低”流速下的另一個預(yù)定時間量之后氣流要在更大的“高”流速下時，低電壓信號在預(yù)定時間量之間調(diào)制。優(yōu)選地，通過在更大流速期間和更小流速期間調(diào)整由第一HVS提供給第一和第二電極組的電壓而執(zhí)行。不管控制盤S1設(shè)定成高、中或者低，這在將臭氧產(chǎn)生限制到可接收水平的同時產(chǎn)生可接收的氣流輸出。例如，“高”氣流信號能夠具有5微秒的脈沖寬度和40微秒的期間(即，12.5％占空循環(huán))，并且“低”氣流信號能夠具有4微秒的脈沖寬度和40微秒的期間(即，10％占空循環(huán))。
一般而言，第一組230和第二組240之間的電壓差與系統(tǒng)100的實際氣流輸出速率成比例。因而，由“高”氣流信號在第一和第二電極組230、240之間形成更大的電壓差，而由“低”氣流信號在第一和第二電極組230、240之間形成更小的電壓差。在一個實施例中，氣流信號使電壓倍增器118向第一電極組230提供5和9KV之間的電壓，向第二電極組240提供-9和-10KV之間的電壓。例如，“高”氣流信號使電壓倍增器118向第一電極組230提供5.9KV的電壓，向第二電極組240提供-9.8KV的電壓。在示例中，“低”氣流信號使電壓倍增器118向第一電極組230提供5.3KV的電壓，向第二電極組240提供-9.5KV的電壓。MCU130和第一HVS170產(chǎn)生不同于上述提供的值的第一和第二電極組230和240之間的電壓電位差是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且無論如何本發(fā)明的范圍不受所指定的值的限制。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當(dāng)控制盤S1設(shè)定成高時，從MCU130輸出的電信號將連續(xù)驅(qū)動第一HVS170和氣流，由此電信號輸出在以上所述的“高”和“低”氣流信號之間(例如，2秒“高”和10秒“低”)調(diào)制。當(dāng)控制盤S1設(shè)定成中時，從MCU130輸出的電信號將周期性驅(qū)動第一HVS170(即，氣流是“開”)持續(xù)預(yù)定的時間量(例如，20秒)，然后在另一個預(yù)定時間量中(例如，另一個20秒)降低到零或者更低電壓。注意，如上所述，當(dāng)氣流是“開”時周期性驅(qū)動優(yōu)選地在“高”和“低”氣流信號(例如，2秒“高”和10秒“低”)之間調(diào)制。當(dāng)控制盤S1設(shè)定成低時，來自MCU130的信號將周期性驅(qū)動第一HVS170(即，氣流是“開”)一預(yù)定時間量(例如，20秒)，然后在一更長期間(例如，80秒)下降到零或者更低電壓。再次注意，如上所述，當(dāng)氣流是“開”時周期性驅(qū)動優(yōu)選地在“高”和“低”氣流信號(例如，2秒“高”和10秒“低”)之間調(diào)制。高、中和低設(shè)置將驅(qū)動第一HVS170更長或者更短的期間是再本發(fā)明范圍和精神內(nèi)。還可以想到在“高”和“低”氣流信號之間周期性驅(qū)動是不同于此處描述的持續(xù)時間和電壓。
在一定的時間期間周期性驅(qū)動氣流通過系統(tǒng)100，隨后是在另一個時間期間很少或者沒有氣流(即，中和低設(shè)置)，這樣允許通過系統(tǒng)100的總氣流速率比當(dāng)控制盤S1設(shè)定成高時要較慢。此外，周期性驅(qū)動減少了由系統(tǒng)發(fā)射的臭氧量，因為很少或者沒有離子在由系統(tǒng)輸出更少或者沒有氣流輸出的期間產(chǎn)生。進(jìn)一步，很少氣流或者沒有氣流被驅(qū)動通過系統(tǒng)100的期間提供已經(jīng)在系統(tǒng)內(nèi)的空氣更長的停留時間，由此增大了顆粒收集效率。在一個實施例中，如果有殺菌燈的話，長的停留時間允許空氣暴露于殺菌燈。
關(guān)于第二HVS172，約12伏DC從DC電源114施加到第二HVS172。在一個實施例中，第二HVS172向一個或者多個尾部電極222提供負(fù)電荷(例如，-12KV)。然而，可以想到，在其它實施例中，第二HVS172提供-10KV至-60KV范圍(含)內(nèi)的電壓。在一個實施例中，由第二HVS172產(chǎn)生的其它電壓是可以想到的。
在一個實施例中，第二HVS172獨立于第一HVS170而可控制的(例如由升壓按鈕216)以允許使用者可變地增大或者減少由尾部電極222輸出的負(fù)離子量，而不相應(yīng)地增大或者減少提供到第一和第二電極組230、240的電壓量。第二HVS172因而提供了獨立于電極組件220的其余部分操作尾部電極222的自由度以減少靜電、消除臭味等。此外，第二HVS172允許尾部電極222在與電極組230和240不同的占空循環(huán)、幅度、脈沖寬度和/或頻率下工作。在一個實施例中，使用者能夠通過下壓按鈕216在任何時候改變由第二HVS172供應(yīng)到尾部電極222的電壓。在一個實施例中，使用者能夠開啟和關(guān)閉第二HVS172和因而的尾部電極222，而不進(jìn)行電極組件220和/或殺菌燈290的操作。應(yīng)該注意，第二HVS172還能夠用來控制除了尾部電極222以外的電氣部件(例如，驅(qū)動電極和殺菌燈)。
如上所述，系統(tǒng)100包括升壓按鈕216。在一個實施例中，尾部電極222以及電極組230、240由從升壓按鈕216輸入到MCU130的升壓信號控制。在一個實施例中，如上述所述，升壓按鈕216在升壓按鈕216下壓時循環(huán)進(jìn)行一組操作設(shè)置。在以下論述的示例性實施例中，系統(tǒng)100包括三個操作設(shè)置。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)任何個數(shù)的操作設(shè)置是可以想到的。
以下論述提供操作升壓按鈕216的方法，該方法是上述方法的變形。具體地，當(dāng)升壓按鈕216一旦按下時，系統(tǒng)100將在第一升壓設(shè)置中工作。在第一升壓設(shè)置中，MCU130驅(qū)動第一HVS170好像即使控制盤S1設(shè)定為低或者中，控盤S1設(shè)定在高設(shè)置一預(yù)定的時間量(例如，6秒)(實際上超過由控制盤S1指定的設(shè)置)。預(yù)定期間可以比6秒長或者短。例如，如果期望更長期間的更高的清潔設(shè)置，則預(yù)定期間還能夠優(yōu)選為20秒。這將使系統(tǒng)100在最大氣流速率下運行預(yù)定的升壓期間。如上所述，在一個實施例中，當(dāng)在第一升壓設(shè)置中工作時，低電壓信號在“高”氣流信號和“低”氣流信號調(diào)制預(yù)定的時間量和電壓。在另一個實施例中，低電壓信號不在“高”和“低”氣流信號之間調(diào)制。
在第一升壓設(shè)置中，MCU130還將操作第二HVS172以操作尾部電極222在氣流中產(chǎn)生離子(優(yōu)選為負(fù)離子)。在一個實施例中，尾部電極222優(yōu)選地在1秒重復(fù)地發(fā)射離子，然后在5秒結(jié)束整個預(yù)定升壓期間。增大升壓水平的臭氧量將進(jìn)一步減少進(jìn)入氣流中的異味已經(jīng)增大系統(tǒng)100的顆粒捕獲率。在預(yù)定升壓期間結(jié)束時，系統(tǒng)100將返回到之前由控制盤S1選擇的氣流速率。應(yīng)該注意，尾部電極222的開/關(guān)循環(huán)不限于上述循環(huán)和期間。
在示例中，一旦升壓按鈕216再次按下時，系統(tǒng)100在第二設(shè)置中工作，該第二設(shè)置是增大離子產(chǎn)生或“感覺良好(feel good)”模式。在第二設(shè)置中，MCU130驅(qū)動第一HVS170，好像即使控制盤S1設(shè)定成高或者中，控制盤S1也被設(shè)定成低設(shè)置(實際上超過由控制盤S1指定的設(shè)置)。因而，氣流不是連續(xù)的，但是“開”，然后以更小或者零氣流經(jīng)過預(yù)定時間量(例如，6秒)。此外，MCU130將操作第二HVS172以操作尾部電極222在氣流中產(chǎn)生負(fù)離子。在一個實施例中，尾部電極222將重復(fù)發(fā)射離子1秒，然后在5秒內(nèi)結(jié)束預(yù)定時間量。應(yīng)該注意，尾部電極222工作的開/關(guān)循環(huán)不限于上述循環(huán)和期間。
在示例中，在升壓按鈕216再次按下時，MCU130將在第三操作設(shè)置中操作系統(tǒng)100，該第三操作設(shè)置是通常的操作模式。在第三設(shè)置中，取決于控制盤S1設(shè)定成哪個設(shè)置(例如，高、中或者低)MCU130驅(qū)動第一HVS170。此外，MCU130將操作第二HVS172以操作尾部電極222以預(yù)定的間隔在氣流中產(chǎn)生離子(優(yōu)選為負(fù)離子)。在一個實施例中，尾部電極222將在1秒內(nèi)重復(fù)發(fā)射離子，然后在9秒內(nèi)結(jié)束。在另一個實施例中，尾部電極222根本不在此模式下工作。系統(tǒng)100將默認(rèn)繼續(xù)在第三設(shè)置中工作，直到升壓按鈕216按下。應(yīng)該注意尾部電極222工作的開/關(guān)循環(huán)不限于上述的循環(huán)和期間。
在一個實施例中，在系統(tǒng)100起初插入到壁和/或者在關(guān)閉了預(yù)定時間量之后起初開啟時，本系統(tǒng)100在自動升壓模式中工作。尤其是，在系統(tǒng)100開啟時，MCU130自動驅(qū)動第一HVS170好像，如上所述，即使控制盤S1設(shè)定成低或者中，控制盤S1也被設(shè)定成高設(shè)置持續(xù)預(yù)定的時間量，由此使得系統(tǒng)100在最大流速下運行該時間量。此外，在相同的時間量，MCU130自動地操作第二HVS172以在最大離子發(fā)射速率下操作尾部電極222以產(chǎn)生離子(優(yōu)選是負(fù)離子)進(jìn)入到氣流中。這種構(gòu)造允許系統(tǒng)100有效地清潔系統(tǒng)100還沒有連續(xù)工作的房間內(nèi)的腐臭、刺鼻和/或污染的空氣。該特征在發(fā)射負(fù)“感覺良好”離子以快速消除室內(nèi)的任何異味的同時以更快的速率提高了空氣質(zhì)量。一旦系統(tǒng)100已經(jīng)在第一設(shè)置升壓模式下工作，系統(tǒng)100自動地將氣流速率和離子發(fā)射速度調(diào)節(jié)到第三設(shè)置(即，通常操作模式)。例如，在起初插入或者起初開啟模式中，系統(tǒng)能夠在高設(shè)置中工作20分鐘以提高顆粒的去除，并且更快速地清潔空氣以及去除房間的異味。
此外，系統(tǒng)100將包括指示燈，當(dāng)升壓按鈕216按下時，指示燈通知使用者系統(tǒng)在什么模式下工作。在一個實施例中，指示燈與上述清潔指示燈219相同。在另一個實施例中，指示燈是與指示燈219分開的燈。僅僅例如，當(dāng)系統(tǒng)100在第一設(shè)置中工作時指示燈將發(fā)射藍(lán)光。此外，當(dāng)系統(tǒng)100在第二設(shè)置中工作時指示燈將發(fā)射綠光。在示例中，當(dāng)系統(tǒng)100在第三設(shè)置中工作時，指示燈將不發(fā)射光在一個實施例中，MCU130提供各種時間和維護(hù)特征。例如，MCU130能夠提供清潔提醒特征(例如，2星期時間特征)，其提供清潔系統(tǒng)100(例如，通過使指示燈219亮黃色，和/或通過產(chǎn)生蜂鳴或者嘟嘟響的觸發(fā)聲頻報警器)。MCU130還能夠設(shè)置電弧感測、抑制和指示特征，以及在連續(xù)電弧的情況下關(guān)閉第一HVS170的能力。關(guān)于電弧感測、抑制和指示器特征的細(xì)節(jié)在美國專利申請No.10/625,401中有描述，該專利申請通過以上引用而包含于此。
此外，MCU130包括燈的定時特征部件，其通報使用者燈290需要更換。特別地，當(dāng)該定時特征部件對預(yù)定的時間(例如8000各工作小時)進(jìn)行計數(shù)時，MCU130將通報使用者燈290應(yīng)該更換。優(yōu)選地，當(dāng)單元是關(guān)的狀態(tài)或者被拔下電源插頭時MCU130的定時特征部件會鳴鐘t。在一個實施例中，MCU130通報使用者使用上面討論的指示器光219，由此指示器光變換成不同的顏色和/或開始閃爍。在另一個實施例中，系統(tǒng)100包括單獨的指示器。MCU130的燈的定時特征部件優(yōu)選由制造商設(shè)置成具有燈290的通常的工作壽命。
MCU130的定時特征部件優(yōu)選由使用者重新設(shè)置。在一個實施例中，定時特征部件通過執(zhí)行一些步驟的組合進(jìn)行重新設(shè)置。這樣防止了使用者無意地重新設(shè)置定時器。僅僅作為舉例地，該定時特征部件可以在單元是關(guān)的狀態(tài)時通過同時按下升壓按鈕216和將S1開關(guān)轉(zhuǎn)到“高”位置而進(jìn)行重新設(shè)置。″高″空氣流信號和升壓按鈕信號輸入MCU130而由此重新設(shè)置定時器電路。在另一個實施例中，定時器特征通過在插座(插座)300(圖7)中的機械開關(guān)重新設(shè)置，由此通過簡單地拿出燈290和/或?qū)?90插入插座300中來重新設(shè)置定時器電路。
圖6顯示了按照本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)100的分解視圖。具體地，圖6顯示了殼體102，后進(jìn)氣格柵104(也稱為入口)，前排氣格柵106(也稱為出口)，集電極242，驅(qū)動電極246和殺菌燈290。系統(tǒng)100也包括一個或多個尾部電極222(圖13)。如圖6的實施例中所示，殼體102的上表面包括使用者可以提起的把手件112，用于將集電極242從殼體102上提起。在圖6中示出的實施例，提起件112將集電極242向上提起，由此使得集電極242從出殼體102頂部表面124中的開孔126伸縮出來和如果需要的話，從系統(tǒng)100中伸出來進(jìn)行清潔處理。此外，如圖6中所示，當(dāng)排氣格柵106從殼體102上卸下后，驅(qū)動電極246可以水平地從殼體102上拆卸下。備選地或附加地，驅(qū)動電極可垂直地從殼體102上拆卸下，如在美國專利申請No.(SHPR-01361USA)中進(jìn)一步討論的，該申請通過上述引用被結(jié)合于此。
殼體102優(yōu)選由重量輕不昂貴的材料，例如ABS塑料制造?？紤]到殺菌燈290被設(shè)置在殼體102內(nèi)，材料必須能夠耐受在類型為UV-C光中長時間的暴露。非″硬化的″材料如果暴露給諸如UV-C這種光將會隨著時間而變質(zhì)。僅僅作為舉例，殼體102可以用CYCLOLAC7 ABS樹脂(材料名稱VW300(f2))制造，這種材料是由General ElectricPlastics Global Products公司制造的并且由ULc.公司認(rèn)證，用于紫外光。采用其它對UV(紫外光)合適的材料制造殼體102也包含在本發(fā)明的范圍中。
圖7顯示了從殼體102卸下進(jìn)氣格柵104時系統(tǒng)100的后透視圖。在一個實施例中，可拆卸的進(jìn)氣格柵104允許使用者在燈290到了壽命時容易地從殼體102中的插座300上卸下和更換殺菌燈290。在格柵104是可拆卸的實施例中，沿著格柵104的整個長度上，格柵104具有位于每側(cè)的鎖定接合片120。鎖定接合片120，如圖7中所示，是″L″形的。每個接合片120向內(nèi)朝著殼體102從格柵104上延伸出去，然后平行于格柵104的邊緣向下突出。采用不同形狀的接合片120也屬于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。每個接合片120單獨地和可以滑動地與形成在殼體102中的凹槽122互鎖。優(yōu)選使格柵104垂直地向上滑動直到接合片120與凹槽122脫離接合。然后沿橫向?qū)⒏駯?04從殼體102上拉下來，如圖7中所示。卸下格柵104后露出殼體102內(nèi)的燈290。在一個實施例中，格柵104包括諸如從接收槽中卸出的后突出接合片這樣的安全機構(gòu)，用于在卸下格柵104時關(guān)閉系統(tǒng)100。
在另一個實施例中，將殺菌燈290出通過頂部表面124垂直地提升出來而可以從殼體102上拆卸下殺菌燈290。燈290被安裝到具有接合電路320的電路觸頭的燈固定件上(圖4)，使得燈290在被從殼體中提升出來時會將整個系統(tǒng)100關(guān)閉。類似地，但是方便性較低的式樣，燈290可以設(shè)計成從殼體102的底部卸出。有關(guān)從殼體102上伸縮地卸出燈290的更詳細(xì)的細(xì)節(jié)在美國專利申請No.10/074,347中由討論，該申請通過所述引用結(jié)合于此。
圖8顯示了按照本發(fā)明的一個實施例的優(yōu)選殺菌燈290的平面視圖。如圖8中所示，燈290的端部優(yōu)選包括兩個燈腳292，其將燈290電連接到電子鎮(zhèn)流器上(圖5)。但是，如下面討論的那樣，燈290的一個或多個端部可以有選擇地具有附加的燈腳。
殺菌燈290優(yōu)選是UV-C燈，其優(yōu)選發(fā)射具有大約254nm波長的可見光和輻射(組合稱為輻射或光280)。該波長能夠有效地減少或消滅向其暴露的細(xì)菌、微生物和病毒。如圖8中所示，燈290包括整體構(gòu)成的屏蔽294，其有選擇地引導(dǎo)由燈290發(fā)射的UV光和輻射。燈290可以在市場上獲得。例如，燈290可以是Phillips型的TUV15W-R，其為直徑約25mm和長度約43cm的15瓦管形燈。可以選擇使用其它發(fā)射要求的波長的燈。
在圖8中示出的燈290包括兩個不同的屏蔽區(qū)294以及兩個不同的非屏蔽區(qū)296。任何數(shù)目的屏蔽區(qū)或非屏蔽區(qū)，包括僅僅一個區(qū)，都是可備選地考慮。燈290的屏蔽區(qū)294優(yōu)選用屏蔽材料291涂覆，其防止由燈290發(fā)射的UV光和輻射從其中通過。在一個實施例中，屏蔽材料291設(shè)置在殺菌燈290的內(nèi)和/或外表面上的涂層。在另一個實施例中，是在制造燈290期間將屏蔽材料291形成在燈290的玻璃殼體中。燈290的屏蔽材料291優(yōu)選由二氧化鈦制成。但是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)屏蔽材料291可以是阻擋從燈290發(fā)射UV光和輻射的任何合適的材料。在一個實施例中，燈290的內(nèi)部在設(shè)有屏蔽材料291區(qū)域中襯有反射材料，用于增加通過非屏蔽區(qū)296的UV強度。在另一個實施例中，燈290的內(nèi)部沒有裝襯反射材料。屏蔽材料294用在此不作詳細(xì)討論的公知的方法設(shè)置在燈290上。
如這些圖中所示，屏蔽材料291被設(shè)置在燈290的預(yù)定的位置上，使得屏蔽區(qū)294面對入口104和出口106和非屏蔽區(qū)296面對殼體102的內(nèi)壁101。屏蔽材料291所位于的屏蔽位置294取決于燈290在殼體102內(nèi)的位置以及方位，如后面要詳細(xì)討論的那樣。優(yōu)選地，屏蔽區(qū)294從燈的頂部末端到燈的底部末端覆蓋住燈290?；蛘?，屏蔽區(qū)294從燈290的頂部末端到燈的底部末端不是連續(xù)的。
如上所述，燈290的非屏蔽區(qū)296允許UV光和輻射通過。優(yōu)選地，燈290被構(gòu)造和定向成使得非屏蔽區(qū)296允許UV光和輻射從離開使用者的視線方向被發(fā)射到殼體102的內(nèi)表面111上。因此，非屏蔽區(qū)296不允許UV光和輻射直接地通到殼體102的入口104和出口106上。燈290因此定向成使得屏蔽區(qū)294面對入口104和出口106，由此防止UV光和輻射直接地朝著使用者可能能夠看見直徑發(fā)射的光的入口104和/或出口106上發(fā)射。此外，百葉窗條134的構(gòu)造以及屏蔽區(qū)294的設(shè)置防止向入口104和/或出口106中看的個人直接地看見由燈290直接地發(fā)射的UV光和輻射。本發(fā)明的整體屏蔽的燈290因此消除了對光偏轉(zhuǎn)板或其它殼體的需要，其可以簡化系統(tǒng)100的制造。沒有這種板或殼體屏蔽，殼體中可能阻礙從入口104到出口106的空氣流動的結(jié)構(gòu)就會更少。此外，整體屏蔽的燈的應(yīng)用能夠提供將光特定地引向殼體中的希望的位置(例如集電極)的能力，如果需要的話。
如圖9中所示，系統(tǒng)包括離子發(fā)生器220以及定位在離子發(fā)生器220上游處的圖8的殺菌燈290。具體地，電極組件220定位在出口格柵106附近，而殺菌燈290定位在入口格柵104附近，優(yōu)選地沿著線A-A布置。殺菌燈290也示出了是直接地與入口104和出口106兩者在一條線上放置。本系統(tǒng)100的殼體102優(yōu)選設(shè)計成優(yōu)化空氣流內(nèi)微生物的減少，由此輻射280對微生物的功效取決于這種生物受到輻射280作用的時間長短。因此，燈290優(yōu)選位于殼體102內(nèi)空氣流動最慢的地方，其是沿著線A-A。線A-A指示出殼體102的最大寬度和垂直于空氣流的橫截面積。通過將燈290基本上沿著線A-A定位，空氣在其通過由燈290發(fā)射的輻射280時將具有最長的停留時間。但是將燈290設(shè)置在殼體102內(nèi)的任何地方，優(yōu)選在電極組件220的上游，是在本發(fā)明的范圍中的。
希望給殼體102的內(nèi)表面提供靜電屏蔽以便減少可以探測到的電磁輻射。在一個實施例中，金屬屏蔽或金屬漆優(yōu)選設(shè)置在殼體102內(nèi)或殼體102內(nèi)部的區(qū)域中。在一個實施例中，內(nèi)表面111具有非平滑的面層或非光反射面層或顏色。一般地，當(dāng)燈290發(fā)射的UV光線射到殼體102的內(nèi)表面111上時，輻射280從其發(fā)射的UV光譜變化到合適的可見光譜。因此，光和輻射280中射到內(nèi)表面111上的潛在的不希望的UV部分將被表面111吸收，而輻射280中的無害的UV部分將作為可見光被發(fā)出。
如上面在一個實施例中討論的，覆蓋住入口104和出口106的百葉窗條134也限制向殼體102在觀看的個人的任何視角。每個肋片134的深度D優(yōu)選能夠足以防止個人在向入口格柵104和/或出口格柵106中看時直接地看到內(nèi)壁111。相反，使用者在通過入口和出口觀看時將會″看穿″裝置。應(yīng)該理解，如果光的波長使得它能夠被觀看，則看見來自殼體102內(nèi)的光或發(fā)光是可以接受的。因此，肋片134以及燈290的構(gòu)造以及允許個人看入入口104或出口106中和能夠看見對個人不造成傷害的光或發(fā)光。
回頭參見圖8，燈290的特定區(qū)域構(gòu)造成包括屏蔽材料291，使得UV光被引向內(nèi)表面111而不是引向入口104和出口106。圖8中特定燈290所示是被設(shè)置在圖9的殼體102中。該特定燈290的屏蔽區(qū)294以及非屏蔽區(qū)296的具體角度、弧長和位置以X-Y軸的關(guān)系進(jìn)行討論。在中圖8和9示出的燈290的屏蔽區(qū)和非屏蔽區(qū)優(yōu)選是相對于Y軸對稱的。燈290具有面對出口106的前屏蔽區(qū)294A以及面對入口104的后屏蔽區(qū)294B，如圖8和9中所示。前屏蔽區(qū)294A優(yōu)選具有自Y軸順時針方向大約30度的弧長，其圖示為角度D。由于燈290圍繞Y軸是對稱的，圖示為角度D′的整個前屏蔽區(qū)294A相對于燈290的中心具有60度的弧長。后屏蔽區(qū)294B優(yōu)選具有自Y軸的約100度的弧長，圖示為角度C。因此，角度B在逆時針方向上自X軸優(yōu)選為10度。由于燈290是圍繞Y軸對稱的，后屏蔽區(qū)294B具有自中心起大約200度的弧長，如圖8中所示。
燈290的右非屏蔽區(qū)296A位于前和后屏蔽區(qū)的附近和相對于燈290的中心優(yōu)選具有約50度的弧長，其圖示為角度A。由于燈290圍繞Y軸對稱的，燈290也包括相對于中心具有約50度的弧長的左非屏蔽區(qū)296B。在圖8中示出的實施例中，非屏蔽區(qū)296A位于前屏蔽區(qū)294A和后屏蔽區(qū)294B之間。如圖8中所示，右非屏蔽區(qū)296A具有近似在自Y軸順時針30度(靠近前屏蔽區(qū)294A)和自Y軸順時針80度(靠近后屏蔽區(qū)294B)處的邊界。如上所述，圖8中的燈290是圍繞Y軸對稱的。因此，左非屏蔽區(qū)296B的邊界位于大約自Y軸逆時針30度(靠近后屏蔽區(qū)294B)和相對于Y軸逆時針80度(靠近前屏蔽區(qū)294A)處。
屏蔽區(qū)294以及非屏蔽區(qū)的具體的角度s和位置控制由在殼體102內(nèi)的燈290發(fā)出的UV光和輻射280的部位和數(shù)量。具體地，前屏蔽區(qū)294A設(shè)置成面對出口格柵106，由此前屏蔽區(qū)294A的角度(即角度D)徑向地覆蓋燈290以防止不希望的UV光直接地分散在出口格柵106處。此外，后屏蔽區(qū)294B設(shè)置成面對入口格柵104，由此后屏蔽區(qū)294B的角度(即角度C)徑向地覆蓋燈290以防止不希望的UV光直接地分散在入口格柵104處。非屏蔽區(qū)296A和296B定向成面對殼體的內(nèi)壁111和背離入口格柵104和出口格柵106使得通過入口104或出口106向系統(tǒng)100內(nèi)看的個人不能夠觀看到由燈290直接發(fā)射的UV光。s非屏蔽區(qū)296的角度(即角度A)選擇得使足夠的UV光能夠從出燈290中發(fā)射出來，以便充分地中和空氣流中的微生物。
在圖10中示出的實施例中，燈390沿著殼體102的側(cè)邊設(shè)置。空氣進(jìn)入殼體102時，空氣立即被暴露給燈390發(fā)射的光280。圖10中，燈390被構(gòu)造成和定向成使得屏蔽區(qū)394A，394B不讓UV光280被引向入口104和出口106。百葉窗條134的形狀和深度D防止個人以進(jìn)入殼體102的一定的角度看燈。因此，頂部屏蔽區(qū)394A覆蓋住通過在出口106中的百葉窗條134之間的空間向殼體內(nèi)看的個人可以看見的燈390的部分。類似地，后屏蔽區(qū)394B屏蔽從燈390發(fā)射的光，使其不能夠從通過在入口104中的百葉窗條134之間的空間發(fā)射或觀看到。
附加地，燈390的非屏蔽區(qū)396設(shè)置成面對殼體102的內(nèi)壁111。具體地，非屏蔽區(qū)396A(約50度的弧長)被定向和具有合適的徑向?qū)挾龋詫⒐庖驓んw102左側(cè)上的內(nèi)壁111，同時不允許不希望的燈290的UV光被向殼體102內(nèi)看的個人觀看到。類似地，非屏蔽區(qū)396B(約100度的弧長)被定向和具有合適的徑向?qū)挾?，以將光引向殼體102右側(cè)上的內(nèi)壁111。如圖10中所示，燈390的相當(dāng)大的部分396B是偏離通過入口104和出口106的直接視線的，和部分396B設(shè)置在殼體101的右側(cè)附近。部分396B因此沒有被屏蔽，因為幾乎全部通過非屏蔽部分396B發(fā)射的光和輻射280被直接引向殼體102右側(cè)上的內(nèi)壁111上。在一個實施例中，燈290的一個非屏蔽區(qū)296面對幾個光導(dǎo)向件，其進(jìn)一步防止光280直接地朝著入口104和出口106照射并且和也將光導(dǎo)向?qū)γ娴谋?11。光導(dǎo)向件的更多的細(xì)節(jié)在美國申請No.10/074,347中有描述，該申請通過上述引用結(jié)合于此。
如圖11中所示，入口格柵104包括沿著后壁138每側(cè)設(shè)置的復(fù)數(shù)個垂直槽136，由此槽136面對垂直于排氣格柵106的百葉窗條134的方向和空氣流通過系統(tǒng)100的總體方向。因此，殼體102外部的空氣沿著朝著入口格柵104的方向流動和然后沿著垂直的方向進(jìn)入殼體102。后壁138優(yōu)選是不允許光通過它的實體的不透明的結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，入口格柵104的后壁138用與殼體內(nèi)部111的其余部分相同的材料涂覆，以吸收和/或發(fā)出由燈490發(fā)射的UV光。在圖11的實施例中的燈490只具有一個屏蔽區(qū)494，其覆蓋住面對排氣格柵106的燈490的徑向表面的大部分。在一個實施例中，屏蔽區(qū)494具有相對于中心的約70度的弧長，如針對圖8中討論的燈290。由于后壁138不允許光通過和具有垂直面對出口106和朝著殼體內(nèi)壁111的入口136，個人不能夠通過入口槽136向殼體102內(nèi)觀看而看見燈490的非屏蔽區(qū)。因此，面對入口106的燈490的側(cè)面沒有被屏蔽。UV光通過非屏蔽區(qū)發(fā)射而照射到殼體102的內(nèi)表面111以及入口104的后壁138。但是，個人沒有被暴露給不希望的UV光線，因為非屏蔽區(qū)494從出口106處是能夠看見的。
應(yīng)該注意到上述整體屏蔽的燈290的各種設(shè)置和構(gòu)造僅僅是示例，因此并不是局限于此。還可以想到的是整體屏蔽的燈290也能夠應(yīng)用于此處沒有具體提到的其它空氣移動裝置中。例如，整體屏蔽的燈290能夠應(yīng)用于美國專利申請No.10/774,759中描述的靜電除塵器系統(tǒng)中，該申請通過上述引用結(jié)合于此。此外，提供的屏蔽區(qū)和非屏蔽區(qū)的角度和弧長的上述數(shù)值并不局限于此。因此，屏蔽區(qū)和非屏蔽區(qū)的其它角度和弧長也是可以想到的。
如上所述，整體屏蔽的燈290具有屏蔽區(qū)和非屏蔽區(qū)，其將在殼體102內(nèi)被恰當(dāng)?shù)囟ㄏ颍苑乐共幌Ｍ腢V光線被引到在入口104和出口106處。圖12A和12B顯示了按照一個實施例的燈290和插座300的平面視圖。如上所述，整體屏蔽的燈290耦聯(lián)到燈固定插座300上，由此燈290可選擇地從插座300上拆卸下來。優(yōu)選地，系統(tǒng)100包括兩個插座300，每個插座與燈290的一個端部接合。優(yōu)選地，燈290和/或插座300設(shè)計成使得燈290只能夠以一種方式接合到插座300中。這樣保證了燈290可以正確地定向在殼體102內(nèi)。
如圖12A中所示，插座殼體300包括外插座310和定位在外插座310內(nèi)的內(nèi)插座306。外插座310是固定的并且安裝在殼體102內(nèi)部，而內(nèi)插座306優(yōu)選圍繞其中心可以在外插座310中轉(zhuǎn)動。在一個實施例中，內(nèi)插座306可被順時針轉(zhuǎn)動到鎖定位置(圖12B)。相反，內(nèi)插座306可被逆時針轉(zhuǎn)動到釋放位置(圖12A)。燈290通過外插座310中的開口308可以插入插座殼體300和從其上卸下。
圖12A中的燈290包括兩個燈腳292以及一個從燈290的端部延伸的附加的第三燈腳298。盡管端子燈腳292在燈290的端部處沿著中心對齊，第三燈腳298允許稍微偏離中心并且靠近端子燈腳292。內(nèi)插座306包括接收兩個燈腳292的第一凹槽302，以及第二凹槽304，其稍微偏離中心以便同時地接收燈290的偏離中心的第三燈腳298。第二凹槽304的偏置迫使燈290正確地插入殼體，由此保證使用者在將燈290接合到插座殼體300上時使燈290正確地定向。當(dāng)將燈腳292，298正確地插入其各自的凹槽302，304中之后，燈290能夠被順時針轉(zhuǎn)動大約90度以便鎖定燈290，如圖12B所示。如12B圖所示，整體屏蔽的燈290在處于鎖定位置上時以圖9所示的方式定向。優(yōu)選地，在圖12B所示的固定位置上時，燈腳292與電壓源處于電連接。燈290的卸下是以上述方式相反的方式進(jìn)行的。優(yōu)選地，相對的插座300中的只有一個包括第二凹槽304，以保證燈290不會被倒置地插入。但是應(yīng)該注意到兩個插座300都可以具有圖12A和12B中所述的設(shè)計。
應(yīng)該注意，上述僅僅是燈290和插座殼體300構(gòu)造方式的一種示例，其并不局限于此。例如圖12C示出了插座殼體300′的另一個實施例，其中殼體300′包括外插座312和可以轉(zhuǎn)動的內(nèi)插座314。插座殼體300′構(gòu)造成接收圖12D所示的燈290′。圖12D所示的燈290′包括僅在燈290′的一側(cè)上與燈腳292對齊的凹槽293。在圖12C所示的實施例中，內(nèi)插座314包括一個接收燈290′的兩個燈腳292的凹槽316。在凹槽316內(nèi)還有用于當(dāng)燈290的凹槽293端部先被插入插座300′中時與燈290的凹槽293(圖12D)配合的凸起318。例如燈290的端部的非凹槽側(cè)先被插入插座中，則燈290′不能夠完全地插入插座300′中。在本發(fā)明的范圍中本發(fā)明可以采用任何備選設(shè)計來保證燈290操作在系統(tǒng)100中的正確的定向上，使得直接從燈290發(fā)射的UV光不會通過進(jìn)口格柵104和/或出口格柵106出去或被觀看到。
圖13顯示了按照本發(fā)明的一個實施例的其上帶有尾部電極的前格柵的透視圖。如圖13中所示，尾部電極222耦聯(lián)到排氣格柵106的內(nèi)表面上。這種布置允許使用者通過簡單地卸下排氣格柵106從殼體102上清潔尾部電極222。附加地，沿著排氣格柵106的內(nèi)表面設(shè)置尾部電極222允許尾部電極222t在最小數(shù)量的空氣流阻力下將離子直接地發(fā)射出系統(tǒng)100。有關(guān)對尾部電極222清潔的細(xì)節(jié)在美國專利申請No.(SHPR-01361USG)中有描述，該申請通過上述引用結(jié)合于此。
現(xiàn)在討論更換殺菌燈290和清潔本系統(tǒng)100的電極的操作。在一個實施例中，先從殼體102是卸下入口格柵104。這是通過垂直地提升入口格柵104和然后從殼體102上水平地拉出格柵104完成的，如上面結(jié)合圖7討論的那樣。附加地，排氣格柵106可以以相同的方式從殼體102上卸下。在一個實施例中，一旦將入口格柵104從殼體102上卸下后，殺菌燈290就被暴露出來。使用者通過優(yōu)選地沿著預(yù)定的方向旋擰燈以將燈290從燈插座300上松開鎖定就能夠殺菌燈290卸下。解除鎖定后，使用者優(yōu)選沿著橫向?qū)?90從在殼體102內(nèi)拉出。然后使用者可以將置換燈290按照上面討論的正確方式插入插座300中而將燈290連接到殼體102上。在將燈290鎖定在殼體102內(nèi)之后，按照與格柵104的拆卸過程相反的方式將入口格柵104優(yōu)選地耦聯(lián)到殼體102上。
在一個實施例中，使用者也可以清潔格柵106的內(nèi)部上的尾部電極222(圖13)。在一個實施例中，當(dāng)電極242，246定位在殼體102內(nèi)時，使用者能夠清潔該集電極242和驅(qū)動電極246。在另一個實施例中，使用者能夠出通過殼體106頂部末端124中的開孔126將集電極242伸縮地拉出，如圖6中所示。在一個實施例中，驅(qū)動電極246和集電極242一起被從殼體102上卸下。在另一個實施例中，驅(qū)動電極可以橫向地從殼體上拆卸下，其或者與排氣格柵106一起拆卸，或者與排氣格柵106獨立地拆卸。在將集電極242和驅(qū)動電極246卸下后，使用者能夠優(yōu)選地用布擦拭電極242，246而對它們進(jìn)行清潔。一旦集電極和驅(qū)動電極242，246被清潔之后，使用者則按照與拆卸電極242，246的相反的方式將集電極和驅(qū)動電極242，246插回到殼體102中。有關(guān)驅(qū)動電極和集電極的插入和拆卸的細(xì)節(jié)在(SHPR-01361USA)和(SHPR-01361USO)申請中有描述，該申請通過上述引用結(jié)合于此。
出于圖示和描述的目的已經(jīng)提供了本發(fā)明的上述實施例的前述描述。其不是窮舉性的或為了將本發(fā)明限制到所公開的精確形式上。許多修改和變形對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了最佳說明本發(fā)明的原理和其實際應(yīng)用，由此能夠使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員理解本發(fā)明適于所想到的具體應(yīng)用的各種實施例和各種修改。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求和其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種空氣調(diào)節(jié)裝置，包括具有入口和出口的殼體；位于所述殼體中的和構(gòu)造成在從所述入口至所述出口的空氣流中至少形成離子的離子發(fā)生器；和位于所述殼體內(nèi)的紫外燈，所述燈具有屏蔽，用于有選擇地阻擋從所述燈直接發(fā)射的輻射通過所述入口和所述出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述離子發(fā)生器進(jìn)一步包括發(fā)射極；在所述發(fā)射極下游的集電極；和可操作地連接到所述發(fā)射極和所述集電極中至少一個上的高電壓源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述燈中的所述屏蔽與所述燈是一體的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述屏蔽設(shè)置在所述燈的內(nèi)表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述入口進(jìn)一步包括平行于所述集電極的數(shù)個百葉窗條，所述百葉窗條具有足夠防止直接從所述殺菌燈發(fā)射的輻射通過所述入口的深度尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述出口進(jìn)一步包括平行于所述集電極的數(shù)個百葉窗條，所述百葉窗條具有足夠防止直接從所述燈發(fā)射的輻射通過所述出口的深度尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述燈進(jìn)一步包括非屏蔽區(qū)，其中所述燈發(fā)射的UV光通過所述非屏蔽區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述燈進(jìn)一步包括非屏蔽區(qū)，其中通過所述非屏蔽區(qū)的光被引向所述殼體的內(nèi)表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述燈進(jìn)一步包括設(shè)置在內(nèi)表面上的反射材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述燈可以拆卸地安裝在插座殼體上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括用于通報何時要更換所述燈的定時電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括適合于有選擇地從所述殼體上拆卸下的集電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括絕緣的驅(qū)動電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括在集電極下游的尾部電極。
15.一種空氣調(diào)節(jié)裝置，包括殼體；位于所述殼體中的發(fā)射極；位于所述殼體中的集電極；和具有整體屏蔽的燈，所述整體屏蔽有選擇地將輻射引向所述殼體內(nèi)的預(yù)定位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述燈進(jìn)一步包括屏蔽區(qū)和非屏蔽區(qū)，其中所述燈發(fā)射的輻射主要通過所述非屏蔽區(qū)發(fā)射。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述燈進(jìn)一步包括設(shè)置在內(nèi)表面上的反射材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述燈可以拆卸地安裝到所述殼體中的插座上。
19.一種空氣-調(diào)節(jié)裝置，包括位于所述殼體中的發(fā)射極；位于所述殼體中的集電極；燈；和殼體，其中所述殼體適合于防止基本上全部從所述燈發(fā)射的所述輻射從所述殼體中出來。
全文摘要
一種空氣輸送和/或調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括殼體、構(gòu)造在殼體內(nèi)的發(fā)射極、構(gòu)造在殼體內(nèi)和定位在發(fā)射極下游的集電極和整體屏蔽的殺菌燈，其用于有選擇地引導(dǎo)由此發(fā)射的UV光。所述系統(tǒng)優(yōu)選地包括驅(qū)動電極，其優(yōu)選可以通過殼體的側(cè)面部分從殼體上卸下。優(yōu)選地，驅(qū)動電極用電介質(zhì)材料和/或催化劑絕緣。優(yōu)選地，可拆卸的尾部電極構(gòu)造在殼體內(nèi)和集電極的下游。優(yōu)選地，第一電壓源電子地耦聯(lián)到發(fā)射極和集電極上，和第二電壓源電耦聯(lián)到尾部電極上。第二電壓源可以相對于第一電壓源獨立地和選擇地進(jìn)行控制。
文檔編號A61L29/00GK101022876SQ200580031372
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者C·E·泰勒, A·J·帕克, I·Y·博特文尼克, S·F·勞, G·S·斯奈德, J·P·里韋斯 申請人:高超明智公司