具有微粒探測功能的空氣輸送調節裝置的製作方法
2023-06-19 01:05:06 3
專利名稱：具有微粒探測功能的空氣輸送調節裝置的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及產生從中除去微粒物質的動電氣流的裝置。
背景技術：
在現有技術中，很早就知道了使用電動機來驅動風扇葉片轉動以產生氣流。可惜，這樣的風扇產生相當大的噪音並且可能對想要把手指或鉛筆捅進轉動風扇葉片中的孩子來說是危險的。雖然，這種風扇可以產生相當大的氣流(如1000ft3/分鐘或更大)，但是，需要相當大的電能來運轉電動機，並且基本上沒有發生流動空氣的調節。
已經知道給這種風扇配備高效空氣微粒過濾型過濾器件(HEPAfilter)，以便除去可能大於0.3μm的微粒物質。可惜，由過濾器件帶來的氣流阻力可能需要使電動機的尺寸加倍，以保持氣流的預期水平。另外，高效空氣微粒過濾器件(HEPA)比較昂貴，它可能在高效空氣微粒過濾器(HEPA)-風扇單元的銷售價格中佔去相當大的一部分。儘管這種過濾風扇可以通過除去大顆微粒來調節空時，但無法去除小到足以穿過過濾器件的微粒物質，其中就包括如細菌。
在現有技術中，同樣已經知道了使用動電技術來產生氣流，通過這種技術把電能轉變成氣流，但不使用機械的運動部件。1988年授予Lee的美國專利US4789801描述了這樣一個系統，在這裡作為參考加入該專利。一個第一(發射極)電極組或導電面對稱地與一個第二(集極)電極組或導電面間隔開。一個發生器如輸出一系列高電壓脈衝(如0伏到可能+5千伏)的脈衝發生器的正端子接到該第一電極組上，而在此例子中，脈衝發生器的負端子被接到該第二電極組上。要理解的是，所述電極組包括多個電極，但一組電極可以包括唯一一個電極或被唯一一個電極所取代。
所述高電壓脈衝使所述電極組之間的空氣電離並且產生從第一電極組到第二電極組的氣流，而不需要任何運動部件。空氣中的微粒物質夾雜在氣流內並且也移向第二電極。大量微粒物質被靜電吸引到第二電極的表面，它們留在那裡，因而調節了離開系統的氣流。另外，出現在這些電極組之間的高壓電場可以把臭氧釋放到周圍環境中，這可以消除氣流中所攜帶的臭味。
儘管『801專利所述的靜電技術對傳統電風扇過濾單元有益，但更高的空氣輸送調節效率將會是有利的。
發明內容
本發明的一個實施例是一個包括第一電極和第二電極及一個電壓發生器的系統。該電壓發生器被連接在第一電極和第二電極上，以便在下遊方向上產生從第一電極流向第二電極的空氣流動。該系統包括一個環境傳感器。根據該傳感器的信號來調節電壓發生器的輸出。
環境傳感器允許該系統對環境變化做出反應。在一個實施例中，該環境傳感器是一個微粒傳感器。微粒傳感器的使用允許該系統響應於空氣中的微粒變化程度地調節電壓發生器的輸出。例如，當檢測到有大量微粒時，可以增大電壓發生器的輸出電壓峰值或工作循環。
在一個實施例中，該環境傳感器是一個臭氧探測器。臭氧探測器可以用於保證該空氣輸送調節裝置的臭氧輸出低於預定的最大值。這樣，空氣輸送調節裝置可以高水平地運轉並確保臭氧水平不會過高。
在一個實施例中，環境傳感器是一個無源紅外探測器。該探測器可被用於探測人或動物的出現。當人或動物出現在室內時，他(它)們會產生微粒使微粒飛揚。當探測到人或動物時，可以開啟該單元或增大電壓發生器的輸出。
在一個實施例中，該環境傳感器位於一個遙控單元上。該遙控單元可以與主體單元通訊，以便控制電壓發生器的輸出。
從以下已經說明多個優選實施例的描述並結合附圖和後續的權利要求，可以清楚地了解本發明的其它目的、方案、特徵和優點。
圖1A表示使用一個環境傳感器的本發明的一個實施例的空氣輸送調節裝置。
圖1B表示一環境傳感器位於一遙控單元上的、根據本發明一個實施例的空氣輸送調節裝置。
圖2A表示可被用在本發明一個實施例中的微粒探測器。
圖2B表示用於本發明一個實施例中的臭氧探測器。
圖2C表示用於本發明一個實施例中的無源紅外探測器。
圖3居裡表示本發明一個實施例的環境傳感器輸出。
圖4A-4C舉例表示本發明一個實施例的高電壓發生器輸出。
圖5舉例表示用於本發明一個實施例的探測到的臭氧。
圖6表示本發明一個實施例的獨立的空氣輸送調節裝置。
圖7表示本發明系統的一個實施例。
具體實施例方式
圖1A表示一個包括第一電極102和第二電極104和106的系統100。在這個例子中，使用唯一一個第一電極102和多個第二電極104、106。不過，可以使用任何數量的第一電極和第二電極。使用一個空氣輸送調節裝置的高電壓單元108來給第一電極102產生電壓脈衝。高電壓脈衝發生器可以作用連接在第二電極104、106上。高電壓脈衝使空氣電離並且離子在第一電極102與第二電極104、106之間流動。微粒物質110夾夾雜在氣流112中並移向第二電極104、106。微粒被靜電吸附到第二電極104、106的表面上，因此，離開該系統100的氣流得到調節。該第一電極的高壓電場可以把臭氧釋放到環境中，這可以消除氣流所攜帶的臭味。
氣流112和臭氧產生與高電壓脈衝發生器108所產生的電壓有關。在一個實施例中，控制單元116控制高電壓脈衝發生器108以產生一個預期輸出。該電壓輸出的峰值電壓、頻率或工作循環是可以改變的。在一個實施例中，工作循環或峰值電壓被改變。
在一個實施例中，控制單元116可以是一個特定用途集成電路(ASIC)、一個現場可編程門陣列(FPGA)或一個處理器。控制單元116用來自環境傳感器118的信號控制高電壓脈衝發生器的工作。控制單元116也可以接收來自開關的信號或其它指示，以便決定在什麼時刻啟動該系統、在什麼時刻將該系統置於通過外部開關選擇而指定的高值或其它值。
可以使用一個用於高電壓發生器輸出的預設模式。例如，在一個輕載工作循環之前可以使用一個重載工作循環幾秒鐘。控制單元116可以根據來自環境傳感器118的信號改變或選擇該預設模式。
環境傳感器118是任何產個環境狀況指示的傳感器或探測器。環境傳感器118可以是微粒傳感器，它可以表示空氣中的微粒水平。該環境傳感器可以是臭氧探測器，它探測空氣中的臭氧水平。在一個實施例中，環境傳感器118是無源紅外傳感探測器，它探測室內是否有人或動物。
可以把一個或多個環境傳感器連接至控制單元116上，以便控制該高電壓脈衝發生器的輸出。在一個實施例中，該控制單元116中斷來自環境傳感器118的輸出信號，以決定如何改變該高電壓脈衝發生器108的輸出。
該微粒探測器或其它傳感器可以位於產生於所述電極之間的氣流內或位於在主體單元之內或之外的其它位置上。
圖1B表示一個包括一主體單元122和一遙控單元124的系統120。主體單元122包括第一電極102、第二電極104和106、高電壓脈衝發生器108和控制單元116。在一個實施例中，所有或部分的控制單元116可以位於遙控單元124處。在圖1B所示的實例中，主體單元122包括一個與遙控單元124上的無線通信單元128通訊的無線通信單元126。遙控單元124也包括環境傳感器118。在此實施例中，遙控單元124則位於室內的一個不同的位置處並且該無線單元可以與主體單元122通訊。遙控單元124可以與該主體單元122有線聯接或無線聯接。
圖2A-2C表示本發明一個實施例的環境傳感器。圖2A示出了本發明的一個實施例的微粒探測器202。該光學微粒探測器可以是一個濁度計或其它類型的光電裝置。在圖2A所示的例子中，一個光源204定位在一個管206內。來自光源204的光線反射離開微粒208併到達一個光電探測器210。微粒越多，反射光越多，因而反射信號越強。在一個可選的實施例中，該光源可以與該光電探測器排成一條直線。
光源204可以是任何類型的，其中包括光電二極體。光電探測器210產生一個可以被解釋為表示微粒水平的信號。如上所述，來自該微粒探測器的信號可以被該控制單元用來設定該高電壓脈衝發生器的電壓輸出。
圖2B表示一個臭氧探測器220的例子。該臭氧探測器使用被送至一個可選濾光器224的光源222。燈或光源222和可選濾光器224被設計成輸出光線被臭氧高度吸收。部分光線穿過含有待測空氣的管226。另一部分光線穿過一個含有無臭氧空氣樣本的基準管228。源探測器230和基準探測器232的輸出可被用於計算臭氧濃度。在一個實施例中，光源222和可選濾光器224的輸出處於使用吸收的254nm波長上。比爾蘭伯特(Beer-Lambert)方程式可被用於確定管226內的臭氧濃度。在比爾蘭伯特方程式中，溫度和壓力為變量。如果溫度和壓力可以明顯變化，則可以使用溫度傳感器和壓力傳感器。也可以使用其它形式的臭氧探測器。
圖2C表示一個無源紅外(IR)探測器240。圖2C的無源IR探測器使用了使紅外線聚焦於IR探測器248、250和252上的透鏡242、244和246。無源IR探測器240的使用允許確定室內是否有人或其它動物。通常，無源IR探測器被甚至用來探測在所接收的IR射線內的、與移動到無源IR探測器焦點內的人或動物相符的尖峰脈衝信號。
圖3表示基於環境傳感器輸出來選擇電壓發生器輸出的例子。在此例子中，該環境傳感器輸出是微粒探測器輸出。這個例子表示採用多種模式的工作。在空氣非常清潔的情況下，該系統將在低輸出模式中工作。中等程度髒的空氣可以導致按照中輸出模式的工作。髒的空氣可以導致高輸出模式。非常髒的空氣可以觸發用於有限周期的增強輸出模式。圖3表示一個例子，其中，滯後被用於低、中、高和增強輸出模式之間的過渡。在圖3所示的例子中，在點302處，該系統在低輸出模式與中輸出模式之間過渡，在點304處，該系統在中輸出模式與高輸出模式之間過渡。在點306處，該系統在高輸出模式與中輸出模式之間過渡，在點308處，該系統在中輸出模式與低輸出模式之間過渡。在此例子中，因為微粒水平不夠高而沒有轉入增強輸出模式。
圖4A-4C表示用於不同模式的電壓發生器輸出的例子。在這個例子中，用於中輸出模式的電壓傳感器輸出的工作循環大於低輸出模式的，而用於高輸出模式的電壓傳感器輸出的工作循環大於中輸出模式的。這樣，當探測到較高微粒水平時，氣流量、微粒收集量和臭氧產生量將增大。雖然，圖3和4A-4C表示一個使用固定的電壓發生器輸出的系統，但在一個實施例中，該輸出根據傳感器信號而逐漸變化。
圖5表示所探測到的臭氧水平。在這個例子中，線502表示預期的臭氧最大量。在這個例子中，該最高水平為十億分之50份。在此例子中，預定水平504和506被用於在高輸出與低輸出之間過渡。當臭氧水平超過線504時，該系統切換至低輸出。當該臭氧水平低於線506時，該系統切換至高輸出。這樣，臭氧生產量可以保持低於某一水平。也可以採用利用所探測到的臭氧水平的其它控制方法。
圖6示出一個實施例的動電空氣輸送調節系統600。該電動空氣輸送調節系統600包括一個外殼602和一個基座602，外殼602包括靠後的空氣入口或進氣孔、靠前的空氣出口。必要時，可以設置唯一一個開口，它可作為空氣入口和空氣出口，一條空氣入口通道和一條空氣出口通道與該開口和電極相通。該外殼可以是獨立的和/或垂直直立的和/或細長的。該輸送裝置外殼的內部有一個離子發生單元。該離子發生單元可以通過一個用一開關604通電或激發的AC/DC電源來供電。開關604與其它用戶操作開關一起便利地位於系統600的頂面606上。該離子發生單元是自給的，因為除了周圍空氣以外，為使本發明投入工作，從輸送裝置外殼的那一邊，什麼都不需要了，節省了外部工作電壓。
外殼602的上表面包括一個可由用戶提起的把手件612，一個電極裝置內的第二電極組240被固定在把手件612上。該電極裝置也包括第一組發射極電極或唯一一個第一電極。第一電極可以是一根電線或線狀電極。(在這裡，術語「電線」和「線狀」被輪流用來表示由電線或比電線粗或硬的且有電線外觀的物體製成的電極)在所示實施例中，該把手件被提起以使第二電極組向上升起，從而使第二電極伸到外殼頂部之外並在必要時伸到系統600之外以便進行清潔，而第一電極組的第一電極保持在系統600之內。第二電極組可以沿縱軸線或細長外殼602的方向被垂直提出到系統600的頂部606之外。這種第二電極可以從系統600頂部606中卸出來的布置結構使得用戶提出所述第二電極以便進行清潔變得容易了。第二電極的底端可以連接在一個構件上，而一個機構接在該構件上，該機構包括一個易彎部件和一個用於容納並且清潔第一電極的槽，無論何時，把手件612都通過用戶而向上或向下移動。
圖6所示實施例的總體形狀為圖8的橫斷面形狀，儘管其它形狀也在本發明的精神和範圍內。在一個實施例中，從頂到底的高度為1m，左右寬為15cm，前後進深可能為10cm，不過，當然可以使用其它的尺寸和形狀。按照經濟的外殼構造方式，百葉窗形結構提供了寬大的入口和出口。在入口和出口之間不需要真正的差別，除了它們相對第二電極的位置外。這些開口用來保證適當的周圍氣流可以進入系統600或可用於它並保證包含適當數量O3的足夠大的電離氣流流出系統600。
當啟動系統600時，在第一電極處產生了由離子發生器輸出的高電壓或高電位，離子被吸到第二電極上。離子運動帶動了離子和空氣分子，因此動電地產生一股流出的電離空氣。吸入的周圍空氣含有微粒物質。流出物是微粒物質已減少的清潔空氣。微粒物質被靜電吸附在第二電極表面上。在產生電離氣流的過程中，有利地產生了適當量的臭氧(O3)。可能需要給外殼602內表面配備靜電屏蔽，以減少可探測到的電磁輻射。例如，可在外殼內設置一金屬屏蔽，或在該外殼內面的局部上塗上金屬塗料以減少這種輻射。
該外殼可以具有基本呈卵形或橢圓形的橫斷面，它帶有側凹槽。因此，如上所示，該橫斷面有點象圖8。在本發明的範圍內，該外殼可具有不同形狀的橫斷面，例如它不局限於此地呈矩形、蛋形、淚滴形或圓形。該外殼的構造高而且薄。如稍後要看到的那樣，該外殼在功能上被成形為包含該電極裝置。
如上所述，這個例子的外殼有一入口和一出口。入口和出口都被肋片或百葉窗板覆蓋。每個肋片是一個與下一個肋片間隔開的薄形隆起，所以當氣流過外殼時，每個肋片產生最小阻力。所述肋片為水平的並穿過該系統的垂直直立的細長外殼。因此，在一個實施例中，這些肋片基本垂直於所述電極。該入口和出口的肋片相互對準，從而使該系統具有「可看穿」的外觀。因此，用戶可從入口到出口地「看透」該系統。用戶不會在外殼內看到運動部件，而只是一個清潔從中流過的空氣的安靜單元。或者，在另一實施例中，肋片可以與電極平行。在其它實施例中，肋片和電極可以採取其它的定向。
遙控單元620包括一個探測環境特徵的環境傳感器。遙控單元620與該系統600無線通信。遙控單元620也可以包括一個顯示器及用於氣動或改變該系統600的輸出的附加控制機構。
圖7示出一個離子發生單元700，它包括一個高電壓發生單元702和一個用於把DC電源供給高電壓發生器702的DC電源單元704。在一個實施例中，DC電源單元704是一個AC/DC轉換器，它把原始交流電壓(如117V的AC)轉換成直流(DC)電壓。DC電源單元704也可以是電池單元。控制單元706可以包括控制該發生器單元輸出電壓的形狀和/或工作循環的電路。控制單元706可利用來自環境傳感器708的信號來控制形狀和/或工作循環。控制單元706也可以包括一個聯接至一個用戶開關上的脈衝模式部件，以便暫時提供一股強烈的輸出臭氧。控制單元704也可以包括一個定時電路和一個視覺指示器如發光二極體(LED)。當離子發生停止時，LED或其它指示器(必要時包括一個可聽指示器)發出信號。定時器在某些預定時間後如在30分鐘後可以自動停止離子和/或臭氧的發生。
高電壓發生器單元702可以包括一個可能為20KHz的低壓振蕩器電路710，它輸出低壓脈衝至一個電子開關712如可控矽元件等。開關712可轉換地把低壓脈衝耦接至升壓變壓器T1的輸入線圈上。T1的次級線圈被耦接至輸出高電壓脈衝的高電壓倍增電路714上。該電路和元件可以包括一個高電壓脈衝發生器702並且DC電源單元704是在一個裝在一外殼內的印刷電路板上製成的。必要時，外部音頻輸入(如來自一立體聲調諧器)可以適當聯接至振蕩器710上，以便從聽覺上調製由系統產生的動態氣流。結果將是一個靜電揚聲器，人的耳朵可以聽到與音頻輸入信號一致的輸出氣流。另外，該輸出氣流仍將包括離子和臭氧。
高電壓發生器702的輸出脈衝可以在至少為10KV的電壓峰-峰值下具有如等於電壓峰-峰值一半的有效DC偏移，並且具有如20KHz的頻率。振動頻率可以包括其它值，但至少約20KHz的頻率人是聽不見的。如果寵物和該單元700處於同一室內，則需要使用甚至更高的工作頻率以防止寵物感到不適和/或嚎叫。
在一個實施例中，來自一環境傳感器的信號可被用於在低、中、高和增強的脈衝序列輸出中進行選擇。中脈衝序列輸出可以具有如10％的工作循環，如果沒有使用生活電流，那麼這將延長電池壽命。在一個實施例中，低脈衝序列輸出具有小於10％的工作循環，而高脈衝序列輸出和增強脈衝序列輸出具有大於10％的工作循環。可以改用不同的電壓峰-峰值振幅、DC偏移、脈衝序列波形、工作循環和/或重複頻率。實際上，可以使用100％的脈衝序列(如基本上是DC高電壓)，雖然電池壽命較短。因此，用於此實施例的發生器單元702可以被稱作高電壓脈衝發生器。單元702起到DC/DC高電壓發生器作用並且可以用其它電路和/或技術來實現輸出高電壓脈衝，所述高電壓脈衝被輸入電極裝置716裡。
如注意到的那樣，流出空氣可以包含適量臭氧，臭氧可以除去臭味並且消滅或至少明顯改變遇到流出物的細菌、芽孢和其它活性(或半活性)物質。因此，當用戶開關被關閉並且發生器702具有足夠的工作電壓時，來自高電壓脈衝發生器單元702的脈衝產生電離空氣和臭氧的流出物。當關閉該開關時，在，LED可以在出現電離時產生一個可視信號。
可以設定單元700的運行參數，而無需用戶來調節。例如，關於運行參數，增大單元702所產生的高電壓脈衝輸出電壓的峰-峰值或工作循環可以增大空氣流速、離子含量和臭氧含量。在一個實施例中，除了自動改變響應環境傳感器的參數以外，通過用戶調整一個用戶開關，可以設定這些參數。在一個實施例中，對於中輸出模式運轉，輸出流速約為200英尺/分鐘，離子含量約為2,000,000/cc(立方釐米)，而臭氧含量約為40ppb(十億分之四十，高於周圍環境)到2000ppb(十億分之兩千，高於周圍環境)。第二電極的末端半徑與第一電極的半徑之比或第二電極的橫斷面積與第一電極的橫斷面積之比減小到20∶1以下，這將降低流速，就象減小耦接至第一電極組和第二電極組之間的高電壓脈衝的電壓峰-峰值和/或工作循環時那樣。
實際上，單元700被置於室內並被連接至適當的工作電壓源上，通常為117V的AC。通電的電離單元700經出口106排出電離空氣和臭氧。與離子和臭氧相伴的氣流使室內空氣新鮮，並且臭氧可以有利地消除或至少減輕某些氣味、細菌、幼芽等不希望有的作用。氣流真正是動電產生的，因為在該單元內沒有故意運動的部件(某些機械振動可以發生在所述電極內)。
在不同的實施例中，電極裝置716包括有至少一個電極或導電面的第一電極組718並進一步包括由至少一個電極或導電面的第二電極組720。在一個實施例中，用於電極的導電材料是施高電壓蝕刻的，還堅固到足以清潔。
在這裡將要描述的不同電極裝置中，第一電極組710中的電極232可以用鎢製成。鎢堅固得足以經受住清潔，它有高熔點以阻止因電離而引起的破裂，並且它有看起來可以改進有效電離的粗糙外表面。另一方面，電極720可以具有高度拋光的外表面，以使多餘的點對點輻射最小。同樣，在其它材料中，電極720可以用不鏽鋼和/或黃銅製成。電極718的拋光表面也改善了電極易清潔的程度。
所述電極可以重量輕、易於製造且批量生產。另外，在此描述的電極改善了電離空氣的更有效發生和適量臭氧(如幾幅圖中所示的O3)。
在2002年2月12日提出的、名稱為「Electro-Kinetic AirTransporter-Conditioner Devices with an Upstream FocusElectrode」的美國專利申請No.10/074082中描述了用於該系統的電極的實施例，在此作為參考引入該文獻。
在一個實施例中，單元702的正輸出端被接至第一電極組718上，負輸出端被接至第二電極組720上。據信，在這種布置結構的情況下，所發出的離子的淨極性為正，如發射出比負離子多的正離子。已經發現，這種匹配極性工作良好，它具有最小的不希望聽到的電極振動或嘶雜聲。然而，儘管正離子的產生對於較無聲的氣流是有利的，但從健康觀點出發，人們要求輸出氣流富含負離子，而不是正離子。注意，在某些實施例中，高電壓脈衝發生器的一個埠(如負埠)實際上可以是周圍空氣。因此，第二組中的電極不必用線連接至該高電壓脈衝發生器上。儘管如此，在第二電極組與高電壓脈衝發生器的一個輸出埠之間將存在「有效連接」，在這裡就是藉助周圍空氣。或者，單元702的負輸出端可以接在第一電極組718上，而正輸出端可以接在第二電極組720上。
在這種布置結構的情況下，產生一個從第一電極組流向第二電極組的靜電氣流。
當來自高電壓脈衝發生器702的電壓或脈衝接通第一電機組和第二電極組718、720時，在第一電機組718的電極周圍產生等離子體狀電場。該電場使第一電機組與第二電極組之間的周圍空氣電離並且產生朝第二電機組移動的一個「出」氣流。
基本上作為被接至第一組電極或導電面上的發生器702電壓的函數地，通過第一電極組718同時產生臭氧和離子。通過升高或降低第一電極組的電壓，可以增加或減少臭氧的發生。把相反極性的電壓接至第二電極組720上，這大大加速了在第一電極組處產生的離子的運動，結果產生出氣流。當離子和電離微粒朝第二電極組移動時，離子和電離微粒把空氣分子推向或移向第二電極組。例如，通過相對第一電極組的電位降低第二電極組的電位，可以提高這種運動的相對速度。
例如，如果把+10KV加在第一電極組上而沒有電位加在第二電極組上，則大量離子(其淨電荷為正)形成在第一電極組的附近。另外，較高的10KV電位將產生濃度很高的臭氧。通過把一個相對的負電位接到第二電極組上，提高了由釋出的淨電荷推動的氣團的移動速度。
另一方面，如果要保持同樣有效的輸出流(OUT)速度並且產生較少的臭氧，則在這些電極組之間分配如10KV的電位。例如，發生器702可以提供+4KV(或其它份額)給所述第一組電極，提供-6KV(或其它份額)給所述第二組電極。在這個例子中，+4KV和-6KV當然是對地電位。可以理解，人們希望該單元700工作輸出適量臭氧。因此，在一個實施例中，如此分配該高電壓，即約+4KV施加在所述第一組電極上，約-6KV施加在所述第二組電極上。可以根據來自環境傳感器708的信號使用或大或小的峰值。
在一個實施例中，電極裝置716包括第一組線狀電極718和通常成「U」形的第二組720電極242。在某些實施例中，構成第一組的電極數N1可以與構成第二組720的電極數N2差一個。在所示的多數實施例中，N2＞N1。然而在必要時，附加的第一電極可以加到該組外端上，從而使N1＞N2，如5個第一電極對4個第二電極。
如上所示，第一電極或發射電極可以是成段的鎢絲，但電極由金屬片如不鏽鋼形成，儘管可以使用黃銅或其它金屬片。該金屬片容易被構造成限定出側面區域和球狀突出部區域。由此形成中空的細長的U形電極。
在一個實施例中，在第一電極組和第二電極組之間的間隔排列是交錯的。第一組的電極分別可以與第二組的兩個電極等間距隔開。已經發現，這種對稱交錯是有效的電極布置方式。該交錯構造可以是對稱的，其中相鄰電極分別間隔開某一固定距離Y1和Y2。然而，也可以使用不對稱的排列。同樣，電極數當然可以與所示數量不同。
在一個實施例中，電離以高壓電極函數的形式發生。例如，為了增大來自高電壓脈衝發生器720的脈衝電壓峰-峰值振幅和工作循環，可以增加電離空氣輸出流中的臭氧含量。可以用另一個用戶控制開關來略微改變用于振幅和/或工作循環的臭氧聯繫。
在一個實施例中，第二電極可以包括一個幫助產生負離子輸出的電極帶尖末端。在一個實施例中，第二電極組的電極為「U」形。在一個實施例中，可以附加使用一對橫斷面為「L」形的電極。
在一個實施例中，所述電極裝置具有一聚焦電極。聚焦電極可以產生離開所述裝置的增強氣流。聚焦電極可以具有沒有尖稜的形狀，它由鋼中的不會腐蝕或耐氧化的材料製成。在一個實施例中，聚焦電極的直徑比第一電極的直徑大15倍。該聚焦電極的直徑可被選擇成使它不能用作一個離子發生面。在一個實施例中，所述聚焦電極被導電連接在第一電極組718上。聚焦電極幫助氣流流向第二電極，以便把微粒引向第二電極的末端側。
所述聚焦電極可以為「U」或「C」形，它有從中穿過的開口以使聚焦電極對空氣流速的阻力最小。在一個實施例中，電極716具有一個銷-環電極組件。該銷-環電極組件包括一個錐形或三角形的第一電極和在所述第一電極下遊的環形的第二電極。
該系統可以使用一個附加的下遊末端電極。該末端電極可以是在氣動學上光滑的，以至不幹擾氣流。該末端電極可以能夠充上負電，以減少氣流中的帶正電微粒。末端電極也可以是浮動的或接地的。末端電極可以起到收集帶正點微粒的第二表面的作用。末端電極也可以將帶電微粒反射向第二電極。所述末端電極也可以把少量負離子發射至氣流中，這能中和第一電極發出的正離子。
該裝置也可以使用位於第二電極之間的間充電極。所述間充電極可以是浮動的、接地的或接在一個正高電壓上如部分第一電極電壓上。所述間充電極可以使微粒朝所述第二電極偏轉。
第一電極可被製成是鬆弛的、扭結的或盤繞的，以便增大由第一電極發出的離子數量。
為說明和描述而提供了對本發明優選實施例的以上描述。它不是詳盡的或要把本發明限制在所公開的具體形式上。許多種修改和變化對本領域技術人員來說是顯而易見的。在不超出如後續權利要求書定義的本發明的內容和精神的範圍內，可以對所公開的實施例進行修改和改動。挑選和描述這些實施例是為了最佳地描述本發明及其實際應用，由此使本領域的其它技術人員能夠理解本發明、各種實施例和適合預期特殊用途的各種修改。本發明的範圍是要由下面的權利要求書及其等同來限定。
權利要求
1.一種系統，它包括第一電極；第二電極；電壓發生器，在通電時，它按順序電連接到所述第一電極和所述第二電極上，從而在下遊方向上從所述第一電極到所述第二電極地產生氣流；及一個環境傳感器，其中，該電壓發生器的輸出根據該傳感器的信號被調整。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，該環境傳感器是微粒探測器。
3.如權利要求2所述的系統，其特徵在於，該微粒探測器是光電單元。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，該環境傳感器檢測是否有人或動物。
5.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，該環境傳感器是無源IR探測器。
6.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，該環境傳感器是臭氧探測器。
7.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述的第一電極和第二電極和該電壓發生器位於一個主體單元上，該環境傳感器位於一個遙控單元上。
8.如權利要求7所述的系統，其特徵在於，該遙控單元與該主體單元無線通信。
9.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述的第一電極和第二電極、該電壓發生器和該環境傳感器位於唯一一個單元上。
10.如權利要求1所述的系統，它進一步包括一個適合根據來自該傳感器的信號調整該電壓發生器的控制單元。
11.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，該控制單元調整該電壓發生器輸出的峰值電壓。
12.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，該控制單元調整該電壓發生器輸出的工作循環。
13.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一電極是一個離子發射極，所述第二電極是一個微粒集極。
14.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一電極充正電，所述第二電極充負電。
15.一種系統，它包括第一電極；第二電極；電壓發生器，在通電時，它按順序電連接至所述第一電極和所述第二電極上，從而在下遊方向上從所述第一電極到所述第二電極地產生氣流；及一個控制單元，它根據環境狀況自動控制該電壓發生器的輸出。
16.如權利要求15所述的系統，其特徵在於，該環境狀況是微粒的檢測水平。
17.如權利要求15所述的系統，其特徵在於，該環境狀況是臭氧的檢測水平。
18.如權利要求15所述的系統，其特徵在於，該環境狀況是是否有人或動物的探測結果。
19.如權利要求15所述的系統，它進一步包括一個適合探測該環境狀況的環境傳感器。
20.如權利要求19所述的系統，其特徵在於，該環境傳感器是微粒探測器。
21.如權利要求20所述的系統，其特徵在於，該微粒探測器是光電單元。
22.如權利要求19所述的系統，其特徵在於，該環境傳感器是無源IR探測器。
23.如權利要求19所述的系統，其特徵在於，該環境傳感器是臭氧探測器。
24.如權利要求19所述的系統，其特徵在於，所述的第一電極和第二電極和該電壓發生器位於一個主體單元上，該環境傳感器位於一個遙控單元上。
25.如權利要求24所述的系統，其特徵在於，該遙控單元與該主體單元無線通信。
26.如權利要求15所述的系統，其特徵在於，所述的第一電極和第二電極、該電壓發生器和該環境傳感器位於唯一一個單元上。
27.如權利要求15所述的系統，其特徵在於，該控制單元調整該電壓發生器輸出的峰值電壓。
28.如權利要求15所述的系統，其特徵在於，該控制單元調整該電壓發生器輸出的工作循環。
29.如權利要求15所述的系統，其特徵在於，所述第一電極是離子發射極，所述第二電極是微粒集極。
30.如權利要求15所述的系統，其特徵在於，所述第一電極充正電，所述第二電極充負電。
31.一種系統，它包括第一電極；第二電極；電壓發生器，在通電時，它按順序電連接至所述第一電極和所述第二電極上，從而在下遊方向上從所述第一電極到所述第二電極地產生氣流；及微粒探測器，其中，該電壓發生器的輸出根據來自該微粒探測器的信號被調整。
32.如權利要求31所述的系統，其特徵在於，該微粒探測器是光電單元。
33.如權利要求31所述的系統，其特徵在於，所述的第一電極和第二電極和該電壓發生器位於一個主體單元上，而該環境傳感器位於一個遙控單元上。
34.如權利要求33所述的系統，其特徵在於，該遙控單元與該主體單元無線通信。
35.如權利要求31所述的系統，其特徵在於，所述的第一電極和第二電極、該電壓發生器和該環境傳感器位於唯一一個單元上。
36.如權利要求31所述的系統，它進一步包括一個適合根據來自該微粒探測器的信號調整該電壓發生器的控制單元。
37.如權利要求36所述的系統，其特徵在於，該控制單元調整該電壓發生器輸出的峰值電壓。
38.如權利要求36所述的系統，其特徵在於，該控制單元調整該電壓發生器輸出的工作循環。
39.如權利要求31所述的系統，其特徵在於，所述第一電極是離子發射極，而所述第二電極是微粒集極。
40.如權利要求31所述的系統，其特徵在於，所述第一電極充正電，而所述第二電極被充負電。
41.如權利要求31所述的系統，其特徵在於，該電壓發生器在下遊方向上從所述第一電極到所述第二電極地產生氣流；
42.一種方法，它包括以下步驟在第一電極與第二電極之間產生一個電位，以便在下遊方向上從所述第一電極到所述第二電極地產生氣流；和根據來自一環境傳感器的信號來調整該電位。
43.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，調整該電位的峰值電壓。
44.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，調整該電位的工作循環。
45.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，該環境傳感器是微粒探測器。
46.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，該環境傳感器是無源IR探測器。
47.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，該環境傳感器是臭氧探測器。
48.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，所述的第一電極和第二電極和該電壓發生器位於一個主體單元上，而該環境傳感器位於一個遙控單元上。
49.如權利要求48所述的方法，其特徵在於，該遙控單元與該主體單元無線通信。
50.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，所述的第一電極和第二電極、該電壓發生器和該環境傳感器位於唯一一個單元上。
51.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，由一個電壓發生器產生電位。
52.如權利要求51所述的方法，其特徵在於，一個控制單元根據來自該傳感器的信號調整該電壓發生器的輸出。
53.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，所述第一電極是離子發射極，所述第二電極是微粒集極。
54.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，所述第一電極充正電，所述第二電極充負電。
全文摘要
在一個空氣輸送調節系統中，一個環境傳感器被用於測定與第一電極和第二電極一起使用的高電壓發生器的電壓輸出。在一個實施例中，環境傳感器是微粒探測器。如果探測到微粒的低水平，則可以使用低輸出水平。如果探測到微粒的高水平，則可以使用該發生器的高輸出。該環境傳感器也可以被用作臭氧探測器或無源IR探測器。
文檔編號B03C3/40GK1609524SQ20041003344
公開日2005年4月27日 申請日期2004年4月9日 優先權日2003年4月9日
發明者C·泰勒, A·帕克, S·F·勞 申請人:高超明智公司