組合有低功率低溫等離子發生器的強制送風電氣單元及其製造方法

2023-10-19 05:06:52 2

專利名稱：組合有低功率低溫等離子發生器的強制送風電氣單元及其製造方法
技術領域：
總的來說，本發明涉及改善室內空氣品質。更具體地講，本發明涉及 一種加熱裝置同時利用低溫等離子發生器來改善室內區域的空氣品質。
背景技術：
空氣汙染是關係到健康的重要問題。諸如細菌、病毒、過敏原這樣的汙 染物和其它空氣傳播的疾病能夠汙染空氣，這是已知的問題。在一些情況 下，這些汙染物能致使我們有些許不舒服。但是在一些嚴重的情況下，這
些汙染物能夠導致死亡。例如，在2003年SARS (非典型肺炎)爆發的過 程中，774人死於這種空氣傳播的病毒。
為了改善空氣品質，人們採用了負離子技術。 一些負離子技術裝置採用 的是獲得電子的氧原子。負氧離子通過下述方式淨化空氣負氧離子藉助 磁力吸引到帶正電荷的汙染物(例如灰塵、花粉、煙氣和皮屑)上，直到 這些由汙染物和離子新形成的大顆粒變得非常重，以致不能懸浮在空氣中。 但是，負氧離子具有非常短的壽命(2 — 6分鐘)，並且在能夠穿過房屋完全 循環之前，它們就已經變得沒有活性了。此外，大功率的負離子發生器一 般會產生"黑壁效應"(black—wall effect),這是留在離子發生器附近的牆 壁或者其它表面上的非常難以去除的殘餘物。另外，多數負離子發生器都 使用過濾器並需要經常維修。
也有採用臭氧發生器來淨化空氣。臭氧發生器產生臭氧——包含三個 氧原子的活性氧，而我們通常呼吸氧氣含有兩個原子。臭氧具有非常強大 的殺菌功效。但是，已知臭氧也對人體有害。此外，通常臭氧發生器帶來 的成本非常高。
因此，希望能夠提供一種具有下述特性的電氣單元，所述電氣單元的 特性即為能夠消除汙染物和空氣傳播的病毒，並且成本划算。而且，希望 能夠提供一種不會導致產生"黑壁效益"的電氣單元。此外，希望能夠提 供一種對使用者無害的電氣單元。

發明內容
本發明在很大程度上滿足了上述需要。作為本發明的一方面，在一些實 施例中提供一種設備，包括組合有能提供快速上升、持續時間短的電脈衝 用來淨化空氣的低溫等離子發生器的強制送風電氣單元。在另一實施例中，低溫等離子發生器與用作空氣加熱器的其它裝置組合在一起。
根據本發明的一個實施例，提供一種電氣單元。該電氣單元包括設置 成用來產生空氣流的空氣循環器；以可操作的方式連接在第一和第二高壓 線上的低溫等離子發生器，所述低溫等離子發生器被設置為可以在第一高 壓線和第二高壓線之間產生脈衝電勢差；
;與第一高壓線電連接的第一電極；和與第二高壓線電連接的第二電極； 第一 電極和第二電極被設置為可以在空氣流中產生高壓脈衝電場。
根據本發明的另外一個實施例，提供一種電氣設備，該電氣設備包括 使空氣流循環的機構；與循環機構相連以可操作的方式連接在第一高壓輸 送機構和第二高壓輸送結構上的高壓產生機構，所述高壓產生機構被設置 為可以在第一高壓輸送機構和第二高壓輸送機構之間產生脈衝電壓；與第 一高壓輸送機構電連接，用來在空氣流中產生高壓電場的第一機構；第二 高壓輸送機構電連接，用來在空氣流中產生高壓電場的第二機構。
根據本發明的再一個實施例，提供一種製造電氣設備的方法，該方法包 括將低溫等離子發生器放置在殼體內；將第一和第二高壓線連接到低溫 等離子發生器上；將第一電極連接到第一高壓線上；將第二電極連接到第 二高壓線上；和將空氣循環器放置在殼體內，以便空氣循環器使空氣穿過 由第一和第二電極產生的電場。該方法還包括將馬達連接在空氣循環器 上；將加熱部件放置在殼體內；將溫度傳感器連接到加熱部件上；在加熱 部件和溫度傳感器之間連接熱熔保險絲；和將指示燈放置在殼體內。
為了可以更好地理解本發明的詳細說明，並可以更好地理解本發明對技 術的貢獻，因而就以相當寬泛的方式概述了本發明的一些實施例。當然， 本發明還有其它的實施方式，下面將對這些實施方式進行說明，這些實施 方式構成本發明權利要求的主題。
在這點上，在詳細地解釋本發明的至少一個實施例之前，應當理解本 發明的實施不限於下面的說明闡述的和附圖中示出的部件的結構細節和布 置方式。除了那些說明的實施例之外，本發明還有多個實施例，並且可以 以多種不同的方式執行和實施本發明。此外，應當理解這裡和摘要中使 用的短語和術語都是用作說明目的的，不應當將其當作限制性的。
這樣，本領域的技術人員會知曉可以容易地將本說明書所基於的構思 作為設計出達到本發明的幾個目的其它結構、方法和系統的基礎。因此， 在不脫離本發明精神和範圍的情況下，將權利要求看作是包括這樣的等同 結構，這是非常重要的。


附圖1為根據本發明一個優選實施例所述的電加熱器的局部分解圖。 附圖2為根據本發明所述不帶前罩和風扇嵌板的電氣單元的前視圖。 附圖3為沿附圖2中的3 — 3位置的剖視圖。附圖4為根據本發明所述的風扇面板組件的分解圖，該附圖示出了多 個子部件。
附圖5示出了本發明一個實施例的第一配線圖。 附圖6示出了本發明另外一個實施例的第二配線圖。
具體實施例方式
現在參照附圖對本發明進行說明。在全部附圖中同樣的附圖標記指同樣 的部件。根據本發明所述的一個實施例提供一種風扇強制流動的電氣單元， 該電氣單元包括小功率的低溫等離子發生器，該等離子發生器用來提供快 速上升、持續時間短的電脈衝，以淨化空氣。小功率的低溫等離子發生器
可以在數量級為毫秒的時間產生約3000伏的電脈衝。
附圖1中示出了本發明的裝置的一個實施例。電氣單元100包括後罩 100、前罩104、和風扇面板組件200。
前罩104包括旋鈕124。前罩104具有可以使空氣流過前蓋104的切口 154。前罩104安裝在後罩102上面。在本發明的一些實施例中電氣單元100 為可攜式的空間加熱器。旋鈕124連接在溫度調節器126上。使用者可以 通過轉動旋鈕124來打開電氣單元100，並且還可以利用旋鈕124調整電氣 單元100的熱輸出量。例如，使用者可以通過沿順時針或者逆時針方向轉 動旋鈕來調節溫度。
溫度調節器126固定在風扇嵌板106上，並與加熱部件122電連接。設 置溫度調節器，以在溫度升高或者降低到預定溫度時，向加熱部件122傳 送信號來打開或關閉加熱部件。
指示燈134也安裝在風扇面板組件200上。指示燈134與加熱部件122 電連接，以便在溫度傳感器140或者熱熔保險絲138不工作時，使指示燈 134發光(見附圖4)。
風扇面板組件200具有便於空氣流動的開口 150。風扇面板組件200具 有風扇開口 152，以使得風扇118可以通過前罩上的切口 154將空氣引入到 電氣單元100內。風扇面板組件200包括將加熱部件安裝到風扇嵌板106 上的狹槽130。部件底座108具有逐漸彎曲的後部，並且固定在風扇嵌板 106的後側上，以便使加熱部件122安裝在風扇嵌板106和部件底座108之 間。而且，加熱部件122安裝在開口 150的下面，以便使冷空氣穿過加熱 部件122，並變暖，然後從開口 150流出。馬達120固定在風扇嵌板106上， 並以可操作的方式與風扇118相聯。
低溫等離子發生器116安裝在後罩102上，低溫等離子發生器也稱為等 離子發生器。如附圖2所示，都具有兩端的兩個高壓線110在低溫等離子 發生器116的其中一端處與其電連接，並且高壓線110的另一端與第一和第 二電極112、 113相聯。兩個電極112、 113帶有相反的電荷，並且塑料支架 114至少覆蓋部分電極112、 113。第一和第二電極112、 U3可以大約分開1.20英寸到1.30英寸。在本發明的一些實施例中，第一和第二電極112、 113 分開大約1.26英寸。在本發明的一些實施例中，第一和第二電極U2、 113 為炭刷。
低溫等離子發生器116在第一和第二電極112、 113之間產生快速上升 的放電脈衝。低溫等離子發生器可以在第一和第二電極112、 1B之間產生 電壓在2500伏至6000的脈衝。在本發明的一些實施例中，低溫等離子發 生器116在第一和第二電極112、 113之間產生大約3000伏的脈衝。在本發 明的一些實施例中，快速上升的脈衝具有數量級為毫秒的周期。在本發明 的一些實施例中，快速上升的脈衝具有約在1至6毫秒之間的周期。在本 發明的一些實施例中，快速上升的脈衝具有約在3—4毫秒之間的周期。
快速放電是一個過程，藉助該過程由中性流體(通常為空氣)中具有高 電位的電極通過使流體離子化形成脈衝電流，以便在電極周圍形成等離子 體，所述脈衝電流可能是持續的。最後藉助空氣流使產生的離子流通到附 近的區域，或者使離子組合以形成中性氣體分子。從而，在該過程中低溫 離子發生器116不產生有害的副產物。因此，對於淨化室內區域的空氣而 言，低溫離子發生器比陰離子技術或者臭氧發生器更適合。
電極112、 113安裝在部件底座108上，並位於風扇嵌板106的開口 150 的上方，以便在熱空氣流出開口 150並穿過電極112、 113的時候，低溫等 離子發生器116會產生高能量的脈衝，並使懸浮在空氣中的水分子分解成 帶相反電荷的氫和氫氧離子。氫氧陰離子會和空氣中的細菌或者病毒(注 譯者認為原文此句中的第二個will應為with)結合在一起，這就打斷了細
菌或者病毒的新陳代謝，並防止它們再繁殖。
電氣單元100不會產生"黑壁效應"。"黑壁效應"是由帶負電荷的顆粒 產生的，這種效應被應用在塵土收集方面。電氣單元100產生帶正電荷的 氫離子和帶負電荷的氫氧離子等離子體，該等離子體對塵土具有很小的作 用。從而，與陰離子發生器不同，電氣單元100不會產生"黑壁效應"。
附圖2為根據本發明實施例所述去除了前罩104和風扇嵌板106的電氣 單元100的前視圖。風扇嵌板106可以由帶有開口 150、 152的金屬製成(見 附圖1)。部件底座108固定在風扇嵌板106的後面，加熱部件122安裝在 部件底座108和風扇嵌板106之間內。加熱部件122固定在風扇嵌板106 和部件底座108的貫通狹槽130上。
如上所述，低溫等離子發生器116連接在兩個高壓線110上，高壓線110 連接在電極112、 113上。電極112、 113為炭刷，為了電絕緣，用塑料支架 114覆蓋部分電極。因此，塑料支架114不會影響放電過程。並且可以設置 塑料支架114，以將電極112、 1B固定在風扇嵌板106上。
部件底座108具有配接熱熔保險絲128的開口 128。熱熔保險絲128電 連接在加熱部件和溫度傳感器之間。熱熔保險絲128為電氣單元100的自 動保險裝置。附圖3為沿附圖2中線3-3的剖視圖。該附圖示出電氣單元100各個部 件的相對位置。而且，它示出空氣穿過電氣單元100的流動情況。首先， 當打開電扇118時，通過前罩104下部中的切口 154將空氣引入電氣單元 100內(見附圖1)。藉助加熱部件122向上引導空氣。然後熱空氣穿過電 極112、 113並從電氣單元100流出。電極U2、 113之間具有大約3000伏 的脈衝電勢，藉此形成電場，以便使穿過電場的空氣中的水分子分解成氫 陽離子和氫氧陰離子。接著氫氧陰離子結合細菌和病毒，並破壞這些細菌 和病毒。我們注意到電氣單元100的殺菌能力可以在沒有加熱部件122的 情況下發揮作用。因此，使用者可以設置溫度調節器126，以使加熱部件 122保持不工作狀態，並且還享有殺菌功能的益處。
附圖4為根據本發明實施例所述風扇面板組件200的分解圖，其示出了 多個子部件。風扇118通過軸172連接在馬達120上。風扇118和馬達120 安裝在風扇嵌板106上。風扇118通過軸172固定，並由風扇夾132支持。 溫度調節器126也安裝在風扇嵌板106上。
溫度傳感器140安裝在部件底座108上，並與加熱部件122電連接。如 果電氣單元100加熱到超過預定溫度的話，溫度傳感器140會自動切斷加 熱部件122的電路。當電氣單元100冷卻時，溫度傳感器140會重新接通 電路，使加熱部件122工作。
熱熔保險絲138安裝在部件底座108上，並且它與加熱部件122電連接。 熱熔保險絲138為附加的自動保險裝置。設置熱熔保險絲138，以在溫度傳 感器140出現故障時斷開加熱部件122的電路。這樣，如果電氣單元100 過熱溫度傳感器140未能斷開電路的話，熱熔保險絲138會斷開加熱部件 122的電路。如果這種情況發生，則需要維修電氣單元IOO。
如前所述，指示燈134安裝在風扇嵌板106上。指示燈134與加熱部件 122電連接，以便在下述情況下使指示燈134發光，所述情況為溫度傳感 器140或者熱熔保險絲138工作切斷加熱部件122的電源時。例如，在溫 度傳感器140檢測到電氣單元100過熱時，溫度傳感器140會切斷加熱部 件的電源，並且指示燈134會自動打開。當電氣單元IOO冷卻時，溫度傳 感器140使加熱部件重新接通電源，並且指示燈134會關閉。在熱熔保險 絲138起作用的情況下，則指示燈134不會關閉，直至維修電氣單元100。
附圖5示出本發明實施例的第一個配線圖。該配線圖示出本發明多個部 件的電連接關係。在附圖5示出的實施例中，加熱部件122、馬達120和低 溫等離子發生器160是並聯的。
如圖所示，溫度調節器126與電源160電連接。溫度調節器126還通 過套管164與功率選擇板162電連接。功率選擇板使製造者可以通過例如 有選擇地去除一根或者兩根導線169、 170這樣的方式選擇不同的功率值。 功率數可以在500到2000瓦之間的範圍內。導線168、 170與加熱部件122 電連接。功率的變化可以影響加熱部件122的最大加熱能力。這樣製造者可以製造具有不同最大熱量的加熱單元，通過簡單地去除一根或者兩根電
導線168、 170這樣的方式就可以調整該加熱單元的最大熱量。
此外，溫度調節器126通過接頭166連接在溫度傳感器140上。溫度傳 感器與熱熔保險絲138電連接。熱熔保險絲138還與加熱部件122連接。 馬達120與加熱部件122和功率選擇板162電連接。低溫等離子發生器116 與接頭166和功率選擇板162電連接。指示燈134也與接頭166和加熱部 件122電連接。注意這是一個並聯繫統。當打開電氣單元時，會為加熱部 件122、低溫等離子發生器116和馬達120都供電。
附圖6示出本發明另外一個實施例的第二配線圖。在這個實施例中，低 溫等離子發生器116電連接在加熱部件122和功率選擇板162之間。當溫 度調節器126與電源斷開時，低溫等離子發生器116停止工作。或者，可 以使低溫等離子發生器116與加熱部件122形成一個整體。這樣，可以借 助溫度傳感器140和熱熔保險絲138來控制低溫離子發生器116。
在運行過程中，當將電氣單元放置在房間內時，加熱部件122產生熱空 氣，低溫等離子發生器116為電極112、 113供電。電極112、 113之間的電 勢產生電場。當空氣中的水分子穿過電場時，水分子分解成氫離子和氫氧 離子。馬達120驅動風扇118將熱空氣和離子送出到房間中，並吸入冷空 氣。氫氧離子會和房間中的細菌和病毒結合。幾個循環周期之後，房間會 熱起來，並且會使許多細菌和病毒無活動力。
根據該詳細的說明可以明顯看到本發明的許多特點和優點。從而在後的 權利要求意圖覆蓋下述這樣的所有特點和優點，所述特點和有點為落在本 發明實質的精神和範圍內的本發明的特點和有點。此外，由於本領域的技 術人員會很容易想到多種修改和變形，所以不期望將本發明限定為示出和 說明的精確設計和運行方式。因此，可以採取的所有合適的修改和等同物 落在本發明的範圍內。
權利要求
1. 一種電氣單元，其包括設置成用來產生空氣流的空氣循環器；以可操作的方式連接在第一和第二高壓線上的低溫等離子發生器，所述低溫等離子發生器被設置為可以在第一高壓線和第二高壓線之間產生脈衝電勢差；與第一高壓線電連接的第一電極；和與第二高壓線電連接的第二電極；第一電極和第二電極被設置為可以在空氣流中產生高壓脈衝電場。
2. 根據權利要求1所述的電氣單元，其中第一電極和第二電極至少有部 分被塑料支架覆蓋。
3. 根據權利要求1所述的電氣單元，其中第一電極和第二電極相距約1.20 英寸到1.30英寸。
4. 根據權利要求3所述的電氣單元，其中第一 電極和第二電極相距約1.26 英寸。
5. 根據權利要求1所述的電氣單元，其中低溫等離子發生器產生約2500 伏到6000伏的電脈衝。
6. 根據權利要求5所述的電氣單元，其中低溫等離子發生器在第一電極 和第二電極之間產生約3000伏的電脈衝。
7. 根據權利要求6所述的電氣單元，其中所述電脈衝具有約3到4毫秒 的周期。
8. 根據權利要求1所述的電氣單元，其中所述第一電極和第二電極為炭 刷。
9. 根據權利要求l所述的電氣單元，該電氣單元還包括 控制器；與所述控制器電連接並由該控制器控制的加熱部件； 與空氣循環器電連接的馬達；溫度傳感器，與加熱部件電連接，並且該溫度傳感器被設置成可以在與電 氣單元相關的溫度升高超過預定溫度時，給電氣單元發送信號以關閉加熱 部件；電連接在加熱部件和溫度傳感器之間的熱熔保險絲；指示燈，與加熱部件電連接，以便在溫度傳感器和熱熔保險絲中的至少其 中一個出現故障時，指示燈發光；和功率選擇板，與控制器和加熱部件電連接，該功率選擇板被設置成可以調 節電氣單元的輸出功率。
10. 根據權利要求l所述的電氣單元，該電氣單元還包括後蓋，其中低溫等離子發生器安裝在後蓋上；安裝在後蓋上方的前蓋，前蓋具有至少一個切口，以使空氣可以流過所述 的至少一個切口；安裝在後蓋和前蓋之間的風扇嵌板，其中風扇嵌板連接在馬達和空氣循環 器上；和部件底座，該部件底座具有逐漸彎曲的後部，安裝在風扇面板組件上，以 便使加熱部件位於部件底座和風扇面板組件之間。
11. 根據權利要求10所述的電氣單元，其中第一電極和第二電極安裝在部件 底座上。
12. 根據權利要求10所述的電氣單元，其中第一電極和第二電極位於加熱部 件上面，並且加熱部件位於空氣循環器上面，以便使空氣通過空氣循環 器進入電氣單元，穿越加熱部件，並在流出電氣單元之前穿過由第一電 極和第二電極產生的電場。
13. 根據權利要求l所述的電氣單元，其中低溫等離子發生器產生電場脈衝， 該電場脈衝使空氣流中的水分子分解成氫陽離子和氫氧陰離子。
14. 一種電氣裝置，該裝置包括 空氣流循環機構；高壓發生機構，該機構連接在空氣流循環機構上，高壓發生機構以可操作 的方式連接在第一高壓傳輸機構和第二高壓傳輸機構上，設置高壓發生機 構，以在第一高壓傳輸機構和第二高壓傳輸機構之間產生脈衝電壓； 在空氣流中產生高壓電場的第一機構，該第一機構與第一高壓傳輸機構電 連接；和在空氣流中產生高壓電場的第二機構，該第二機構與第二高壓傳輸機構電 連接。
15. 根據權利要求14所述的電氣裝置，其中產生電場的第一機構和第一機構 分開約1.20到1.30英寸。
16. 根據權利要求15所述的電氣裝置，其中產生電場的第一機構和第一機構 分開約1.26英寸。
17. 根據權利要求14所述的電氣裝置，其中高壓發生機構產生約在2500伏 到6000伏的電壓。
18. 根據權利要求17所述的電氣裝置，其中高壓發生機構在產生電場的第一 機構和第二機構之間產生約3000伏的電脈衝。
19. 根據權利要求18所述的電氣裝置，其中電脈衝具有約在3到4毫秒之間 的周期。
20. 根據權利要求14所述的電氣裝置，該電氣裝置還包括 溫控機構；加熱機構，該加熱機構與溫控機構電連接； 馬達，該馬達與空氣流循環機構電連接；溫度檢測機構，該機構與加熱機構電連接，當溫度升高超過預定溫度時，溫度檢測機構給電氣裝置發送信號，以關閉加熱部件；熱熔保險絲，該熱熔保險絲電連接在加熱機構和溫度檢測機構之間；和顯示機構，該顯示機構與加熱機構電連接，以便在溫度檢測機構和熱熔保 險絲其中至少一個出現故障時，使顯示機構發光。
21. —種製造電氣裝置的方法，該方法包括 將低溫等離子發生器放置在殼體內； 將第一和第二高壓線連接到低溫等離子發生器上； 將第一電極連接到第一高壓線上； 將第二電極連接到第二高壓線上；和將空氣循環器放置在殼體內，以便空氣循環器使空氣穿過由第一和第二 電極產生的電場。
22. 根據權利要求21所述的製造電氣裝置的方法，該方法包括 將馬達連接在空氣循環器上，-將加熱部件放置在所述殼體內； 將溫度傳感器連接在加熱部件上； 在加熱部件和溫度傳感器之間連接熱熔保險絲；和 將指示燈放置在殼體內。
全文摘要
本發明公開了一種利用電氣單元改善室內區域空氣品質的裝置和方法。該電氣單元包括設置成用來產生空氣流的空氣循環器；以可操作的方式連接在第一和第二高壓線上的低溫等離子發生器，所述低溫等離子發生器被設置為可以在第一高壓線和第二高壓線之間產生高壓；與第一高壓線電連接的第一電極；和與第二高壓線電連接的第二電極；第一電極和第二電極被設置為可以在空氣流中產生高壓電場。
文檔編號F24F3/16GK101435609SQ20071016599
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月14日 優先權日2007年11月14日
發明者孫宗麗, 約瑟夫·亞歷山大, 羅納德·金 申請人:馬利工程產品有限責任公司