用於淨化氣流的靜電過濾器的製作方法

2023-06-12 12:32:16

本發明涉及根據主要獨立權利要求的前序部分的一種用於淨化氣流，特別是空氣的靜電過濾器。

靜電過濾器(本發明的目的)旨在有利地用於從氣流或氣體混合物諸如空氣的流中除去懸浮顆粒，無論這些懸浮顆粒是由無機材料、纖維或甚至生物物質諸如細菌、黴菌、真菌、孢子、病毒等構成。

本發明所提到的靜電過濾器可以用於工業和民用領域中的多種應用；例如它可以在民用領域被採用以便淨化住宅建築物的空氣，或在工業領域被採用，以便通過對從生產場所排放的空氣進行過濾而限制汙染水平，或者用於處理工業過程的氣體流。為了此類目標，過濾器(本發明的目的)可以結合在家用設備中或在生產過程的工業工廠中。

因此，本發明通常介於用於從氣體流中除去汙染物的裝備的生產領域中。

背景技術：

用於從氣態流體中除去懸浮固體顆粒的各種類型裝備是已知的；懸浮固體顆粒被定義為直徑小於100μm的固體和液體顆粒的集合，其保持懸浮在空氣中，已知各種類型裝備包括機械除塵器(例如旋風分離器)、機械過濾器(諸如軟管過濾器)和靜電過濾器。

後者的功能原理提供對懸浮在經受過濾的氣體流中的顆粒充電(通常由於由小直徑絲的細絲或網絡上的高電壓導致的電離)並且隨後在於不同電勢下施加(或不施加)電力的板上攔截顆粒，顆粒由電場生成的庫侖型力引導到板。因此，此類原理提供電離場的產生，易於產生對懸浮中的顆粒充電的電荷流，並且提供電場的身退功成，易於在相對於帶電粒子的不同電勢下將帶電懸浮顆粒朝向至少一個俘獲板推動。

靜電過濾器通常以兩種不同的構造獲得，即單級過濾器和兩級過濾器，在單級過濾器中用於對顆粒充電的電離電極布置在分離攔截板的空間中，因此位於易於確定攔截顆粒的電場中；在兩級過濾器中，相對於負責電離的場，通過電源和不同形式的電極獲得攔截場。

通常，根據現有技術，靜電過濾器的此類構造使得負責加載顆粒的第一級由與空氣流橫向交叉的細絲構成，而第二級由縱向於空氣流布置的平行板構成(該板例如交替地布置在零電勢以及與施加在第一級中的電極上的電勢的符號相同的電勢)，以便將所加載的顆粒朝向具有相反符號的攔截板排斥。

在下文中，為了更好理解靜電過濾器的操作，已經說明了一些本身已知的一般特徵的若干考慮因素。

眾所周知，在標準條件下的純氣體中，不存在游離電荷且因此純氣體可以認為是絕緣體。當由於電極之間的電勢而使得電場變得足夠高時，氣體被電離且突然變成導電的，從而達到所謂的電擊穿或氣體放電現象。

該現象是通過藉助正電勢和負電勢這兩者對絲狀電極充電來驗證的，但是在這兩種情況下電離機制遵循不同動力學。在本發明中，要求保護的申請考慮以正電勢充電的電極，從而在空氣過濾的情況下產生較低濃度的臭氧。在這種情況下，靠近電極的原子和分子(先前為中性)失去電子而成為陽性。

在極高場的情況下，存在於電極區域中的電荷(在下文，術語電荷將表示電子和離子，不與術語顆粒(其為被攔截、懸浮在空氣中的那些)相混淆)加速到這樣的速度，使得在與其他原子或分子碰撞時發射另外的電子和離子，而不損失動能。該現象在高電壓下發生在電極周圍的非常薄的層中並且繼續創建不斷增加的電荷，該電荷在絲狀電極周圍形成「冠」，甚至以弱藍色發光的形式物理地可見。事實上，電子、氣體分子和正離子之間的碰撞生成具有特定波長的光子的發射，這又產生自由電子，從而參與氣體的電離。在處於零電勢(接地)的板和絲狀電極之間形成電流(此類電流可以以微安培作為單位而測量到)，該電流根據電極和接地板之間的電勢差以及環境條件而變化。這些環境條件實際上影響空氣的介電強度，這又會對通過冠效應(crowneffect，電暈效應，coronaeffect)而可能形成的電流的強度產生影響，該電流進入電離空氣中。隨著電壓的增加，電離加強，「雪崩效應(avalancheeffect)」消除，這導致電離氣體充分導電，從而在特定時刻允許實際的短路：因此電流強度增加相當迅速，從而導致電弧放電。因為在空氣中產生的臭氧且因為對作為過濾器電源的一部分的電子器件不利的電流峰值，因而這種現象是有害的；在靜電過濾器中當然要避免此類電流峰值。

由於在過濾器中存在電極的高壓電源，但是電離電流低於先前放電情況下的電離電流，因而可以維持穩定的冠效應，其生成離子云，該離子云將充滿包括在電離電極和接地板之間的空間，從而對在橫穿過濾器的空氣流中含有的顆粒充電。

通過將直接正電壓施加到電極，在電離層中產生的自由電子被朝向電極表面吸引，而正離子在零電勢下朝向板排斥。在靠近電極的區域中的電子的高速度以及隨後易於在電極表面上形成的雪崩效應有利於達到使得場觸發冠效應的限制條件。因此，生成氣體離子並且得到電離電流。

對於靜電過濾器的性能而言特別重要的是顆粒攔截過程的作用——用於攔截由於在電離級中發射的電荷而已帶電的顆粒。

更詳細地，從電離級排出的電荷在攔截級通過電場在通常為零電勢的收集板的方向上排斥。電極間空間中的電荷與懸浮在轉移空氣流中的顆粒碰撞，並使這些顆粒帶電，從而形成受場作用的帶電顆粒，該作用傾向於將帶電顆粒朝向收集板排斥。

原始電荷以及由離子賦予的電荷不足以確保顆粒與氣體的有效分離。然而，顆粒可以收集許多離子；顆粒能夠形成能使原始場線偏轉的電場。在這種情況下，這稱為飽和電荷，其隨著粒徑而增加；換句話說，儘管慣性較大，但是大顆粒可以容納更多電荷並且因此經受更高的力(和效率)。所描述的現象稱為「場充電」。

帶電離子除了與氣體分子碰撞之外，還由於電場而準確地遵循力線。

顆粒在電極間空間中的存在導致場線在顆粒本身附近的偏轉，結果為增加其表面上的電場。隨著顆粒的導電性的增加(和介電常數的減小)，失真也增加。因此，在入射在顆粒上的場線內存在的所有電荷將落在顆粒上並且將有助於該顆粒整體電荷，從而確定顆粒上的庫侖力朝向攔截電極。

在靜電過濾器中，由於場充電的現象並且由於所謂的「擴散充電」的現象，發生顆粒的攔截。

隨著粒徑的減小，場充電的效應減小並且主充電過程現在是由於離子的熱攪動運動引起，該熱攪動可以使離子與顆粒碰撞，從而傳遞(或更好地，共用)它們自身的電荷。因為這由離子的動力學和熱狀態決定，所以對於擴散充電機制不要求電場；可能的電場僅用作支持條件。如在場充電的機制中，隨著電荷在顆粒上的積聚，這傾向於排斥另外的電荷，從而也使這種情況成為一種飽和電荷，然而(與之前的情況不同)該飽和電荷是對數地達到的。

在靜電過濾器中，用於使顆粒帶電的機制共存於：在直徑大於0.5μm-1.0μm的顆粒的情況下，場充電佔優勢，擴散充電是直徑小於0.1μm-0.2μm的顆粒的主要機制。

攔截仍然懸浮在氣體中的帶電顆粒為過濾過程的第二個基本步驟。為了確保此類顆粒的運動，存在以下內容：氣體的湍流運動(其本身具有輕微影響)和能夠施加庫侖型力的靜電場。

在優選的情況下，對於本發明來說所關注的是，即對主要用於空氣清潔的過濾器來說，正dc電源對於在物理上可能的臭氧的最低生成是最為推薦的，其中電離層中電子被圍堵並且正離子觸發典型的電離反應的能力最低。

臭氧產生主要由以下反應平衡式確定：

1.e+o2→2o+e

2.o+o2+m→o3+m

3.o+o3→2o2

4.e+o3→o+o2+e

其中具體地在第二反應式中的標號m表示第三分子(例如存在於大氣中的，諸如n2或o2)，其轉移掉多餘能量並允許臭氧保持完整。

已經進行了許多研究，以基於電極的幾何參數諸如直徑、形狀、粗糙度和材料，環境參數(諸如氣體溫度、溼度)，流體動力學參數(諸如氣流的速度)、電參數、過濾器操作時間、所過濾空氣的負載、電極狀態以及環境中自然存在的臭氧濃度來評估靜電除塵器中臭氧產生的相關性。

到目前為止，雖然世界範圍內進行了許多實驗，但是並不存在能夠從幾何參數、電參數和環境參數開始預測臭氧生成的分析理論關係。能夠模擬等離子體物理學的相同數字儀器要求通常不可得的信息並且不能實現結果，而且也難以測量和比較。

因此，市場上存在的靜電過濾器並不設想過適用於避免由於臭氧發射而發生危險條件的濾器操作參數的有效規則；即，同樣地，鑑於需要始終維持安全裕度，市場上存在的靜電過濾器不提供優化操作的可能性。

已知類型的靜電過濾器的一個缺點在於通過電離空氣而施加至電極的高電壓引發生成不期望的氣體且尤其是臭氧的反應。

公知的是，高濃度的後一種氣體對人類和環境有危害的，因而許多法律提供日益嚴格的引入約束。

另一方面，要求高電壓以在第一級中增加顆粒的電離以及在第二級中增加該此類顆粒經受的排斥力。

另外的缺點在於為了容納兩個級所要求的空間，這涉及相當大體積。另一方面，減小板(例如第二級的帶電排斥板和收集板)的尺寸直到現在顯現出導致下降的過濾器性能。

專利us3,664,092的靜電過濾器是已知的，其用於淨化在靜電過濾器本身內流動並含有雜質的氣體或氣體混合物。該靜電過濾器設置有穿孔板形式的處於零電勢的兩個電極，其間插有多孔板形式的負極。電極被布置成與待淨化的氣流正交。

來自專利wo01/64349的兩級靜電過濾器也是已知的，其用於淨化在靜電過濾器本身內流動並含有雜質的氣體或氣體混合物。靜電過濾器包括氣體中或氣體混合物中含有的雜質的第一電離級和雜質沉澱的第二級。第一電離級設置有具有針形形式的至少一個負電離源，其面向具有穿孔板或格柵形式的零電勢電極。第一電離級的電極布置成與待淨化氣流正交。

第二沉澱級設置有至少一個帶負電荷的排斥板，其面向處於零電勢的至少一個攔截板。第二沉澱級的排斥板和攔截板布置成平行於待淨化氣流。

專利us2005/150384描述已知類型的靜電過濾器，其包括攔截級，該級布置成攔截氣流並且設置有多個排斥電極和彼此平行的多個收集電極，以及適於將每個排斥電極相對於收集電極充電成負電勢的電源裝置。

特別地，靜電過濾器的收集電極設置有尖銳突起，其適於在氣流中形成湍流區和其中懸浮在氣流自身中的雜質顆粒積聚的沉降區。

此外，排斥電極設置有布置成面向相鄰收集電極的突起的開口並且適於有利於空氣流的湍流運動並且避免在收集電極的突起的邊緣處形成過度增加的電場。

然而，已知類型的後一種解決方案也由於非最佳性能且具有高的結構複雜性，因此具有缺點。

技術實現要素：

因此，在這種情況下，本發明要解決的問題是通過提供用於淨化氣流，特別是空氣的靜電過濾器來消除上述現有技術的問題，其能夠從氣流中高效地除去大量顆粒。

本發明的另一個目的在於提供用於淨化氣流，特別空氣的靜電過濾器，該靜電過濾器能夠高能效地除去顆粒。

本發明的另一個目的在於提供用於淨化氣流，特別是空氣的靜電過濾器，其對於環境和人類來說是完全安全的，釋放零臭氧或者任何情況下釋放非常少量的臭氧。

本發明的另一個目的在於提供用於淨化氣流，特別是空氣的靜電過濾器，其製造簡單且廉價並且在操作上完全可靠。

本發明的另一個目的在於提供用於淨化氣流，特別是空氣的靜電過濾器，其允許在不同應用設定中以通用方式採用，既用於工業過程，又用於民用裝備，諸如用於對空氣流管道的空氣消毒。

本發明的另一個目的在於提供用於淨化氣流，特別是空氣的靜電過濾器，其能夠自動維持最佳操作條件。

本發明的另一個目的在於提供用於淨化氣流，特別是空氣的靜電過濾器，其設置有用於消除臭氧的特定級，而不會造成比由於由攔截板和排斥板構成的級大的負載損失。

附圖說明

根據上述目的，本發明的技術特徵可在所描述的權利要求的內容中明確地找到，並且在以下參考附圖的具體實施方式中，本發明的優點將變得更明確，附圖表示本發明的幾個僅例示且非限制性的實施例，在附圖中：

-圖1以第一透視圖並且根據兩級型靜電過濾器的可能實施例示意性地示出本發明目的的靜電過濾器；

-圖2以第二透視圖示意性地示出圖1的本發明目的的靜電過濾器的放大部分；

-圖3a以第三透視圖示意性地示出本發明目的的靜電過濾器，其中一些部分以分解圖示出，以便更好地顯示其他部分；

-圖3b示意性地示出了本發明的靜電過濾器的第二實施例，有關單級型過濾器，其中一些部分以分解圖示出，以便更好地表示其它部分；

-圖3c示出在組裝狀態下的圖3b的單級型靜電過濾器；

-圖3d示出了圖3b的單級型的靜電過濾器，示意性地表示了連續的板；

-圖4和圖5示出圖1的本發明目的的過濾器的一部分的兩個不同側視圖，其中用於支撐不同電極的裝置為可見的並且周邊邊緣形成為鋸齒狀；

-圖6a示出本發明目的的靜電過濾器的細節，有關兩級型過濾器的有利的穿孔排斥板；

-圖6b示出本發明目的的靜電過濾器的細節，有關單級型過濾器的有利的穿孔排斥板；

-圖7示出圖6的穿孔排斥板的放大部分；

-圖8示出本發明目的的靜電過濾器的電極的所提供電源裝置的電路圖。

具體實施方式

參考附圖，本發明目的的靜電過濾器的實施例在全文中以附圖標記1指示，該過濾器易於淨化以f指示的氣體流。

根據本發明的靜電過濾器1適用於淨化氣體流體，諸如特別是空氣，從而從此類流體中除去懸浮在其中的汙染物顆粒。

在下文中，術語顆粒通常將表示待處理的氣態流體f中存在的任何汙染物，該顆粒首先能夠與電荷相關且然後受到電場存在的影響。

因此，汙染物顆粒不僅包括無機材料和纖維，而且還包括生物物質諸如細菌、黴菌、真菌、細菌孢子、真菌孢子等，因此汙染物顆粒包括通常的微量汙染物質和有機物質這兩者。顆粒可以具有固有電荷並且在過濾器1中在受如下文所指示的電場影響之前容易與電荷相關聯。

附圖1、2、3a中所示的特定實施例涉及兩級型過濾器；然而，在不脫離本專利的保護範圍的情況下，根據本發明的靜電過濾器1也可以用單級型過濾器(其中僅提供圖3b的整體視圖)或具有至少三級(三級或多級)型的過濾器獲得，其特徵將在下文闡明。

在下文將理解的兩級型的附圖2、3a的優選但非限制性實施例中，缺少用於除去臭氧的最終級s3。

為了清楚起見，在這裡預先說明的是，在單級型靜電過濾器1中，考慮到過濾器1缺少電離電極，僅存在一個攔截級s2，因為攔截級的板狀電極的特定性質允許即使不要求電離級且也不需要最終臭氧除去級情況下的有效操作。此外，如在下文說明的，有利地，攔截級的板狀電極的所提供電源裝置允許在此類級的相同電極上的電壓最大化，以及空氣的介電強度的變化最大化。

如下文所示，在兩級型靜電過濾器的實施例中，在攔截級的上遊還存在電離級。在這種情況下，電源裝置以電壓驅動此類電離級的電極，以便維持為了使對空氣中存在的顆粒帶電而優化的恆定電離電流，而不生成臭氧或生成減少的生成並且在現行法律限制範圍內的臭氧。在這種情況下，攔截級以與單級靜電過濾器相同的作用方式起作用，但是電離級上遊的存在允許減小攔截級的板狀電極的尺寸和體積。

最後，如下文所述，在三級型過濾器實施例中，操作類似於兩級型過濾器的操作，其中還存在布置在攔截級下遊的臭氧移除的最後級，其引起空氣通過時極小的損失負載並且使得臭氧完全去除。

靜電過濾器1通常適於操作用於淨化工業過程的氣體流體和用於民用的特別是用於氣流網絡的淨化空氣。

更詳細地，本發明目的的靜電過濾器1以本身已知的方式包括至少一個攔截級s2，其被布置成攔截在前進方向上行進的氣流f，並且設置有至少一個板狀排斥電極5和至少一個板狀收集電極6。

此類電極5、6彼此平行地布置並且以基本上平行於氣流f的前進方向布置。

有利地，板狀排斥電極5和板狀收集電極6具有板的形式，特別地，每個設置有兩個對應的平坦面。

板狀排斥電極5和與其相鄰的板狀收集電極6界定具有恆定厚度的通道，該通道沿其延伸方向延伸。通過此類通道，氣流f易於通過，氣流的前進方向平行於通道自身的延伸方向。

特別地，每個通道的厚度由對應板狀排斥電極5的表面與板狀收集電極6的布置成面向板狀排斥電極5自身的前述表面的表面之間的距離限定。

然後，靜電過濾器1具有適於將dc直流電壓電勢差施加到電極5、6的電源裝置，從而相對於優選地布置在接地電勢的板狀收集電極6而使板狀排斥電極5充電到正電勢v2，從而自然地確定在上述兩個電極之間的電場的形成。

根據本發明的思想，每個板狀排斥電極5設置有多個孔12，其優選均勻分布在與板狀收集電極6相對的至少一個區域中。

上述孔12與排斥板5的兩個表面的連接邊緣具有電場局部集中的曲率半徑，由此引發在氣流f中發射正電荷4，該正電荷參與了懸浮在相同氣流f中的顆粒的電離。

否則，板狀收集電極6缺少孔且因此為實心的，其中其表面基本上缺少中斷。

然後，板狀排斥電極5的孔12被布置成面對收集電極6的對應實心區域。

在操作中，板狀排斥電極5朝向板狀收集電極6排斥存在於氣流f中且至少部分地還通過多個孔12的邊緣發射的正電荷4而被帶正電的雜質顆粒。

因此，孔12的邊緣在分布在板狀排斥電極5的表面上的點處局部地用作最佳場集中器，其能夠局部地發射電荷並施加該過程，首先是懸浮在氣流f中的顆粒的場充電。

在下面說明的表1中，說明了攔截效率比較的結果。此類比較是在使用穿孔排斥板5和實心排斥板5的兩種不同情況下通過僅對板5和板6施加電力來進行的，以便評估僅由孔12引起的效率變化。表1中說明的結果呈現出意想不到的值。

通過在兩個電壓水平(一個低於觸發電壓且一個接近放電電壓)下僅對兩個類型的板(一個為多孔板，而另一個為實心板)供電而獲得的攔截效率。

表1

由於孔12的邊緣的形狀，多孔板具有更高的效率，比實心板高了多達10％。

孔12的邊緣在上述攔截級s2中形成局部且集中的場的區域。這種電場的集中不足以生成臭氧，但是足以形成大於實心板的情況下的場充電。此外，這些集中且局部的場的這些點是大量的且在表面上(在大部分表面上)且特別是在排斥板5的中心處分布(優選地以均勻或以其他的隨機方式分布)。通過所獲得的結果，推測(還考慮到結果的統計有效性)最大顆粒為由於孔12而受力的變化影響更大的顆粒，該效應是預期的，其是在攔截級s2中由於場充電的現象所實際發生的。

因此，為此類目標，上述多個孔中的孔12具有的邊緣的曲率半徑足夠小，以便允許將電場局部集中成這樣的值，該值足以產生電荷但不足以產生使得生成臭氧的微放電。

一起地或另選地，孔12可以在其的位於排斥板5的兩個面中的至少一個上的邊緣處具有突出唇緣，突出唇緣與相同排斥板5的表面正交，易於還將電場集中成能夠產生電荷的值。將通過衝壓排斥板5且由於衝壓的變形作用而容易地獲得此類唇緣，該衝壓變形作用以突起方式將板5的金屬正交於其所在平面推動。

優選地，上述孔12具有直徑包含在1mm至10mm之間且有利地為基本上約3mm的圓形形式。

根據附圖中所示的優選實施例，板狀排斥電極5的孔12具有等邊三角形布置。

板狀排斥電極5的孔12在板狀排斥電極中限定包括在2和5之間的實心孔隙率(solidovervoidratio)。此類實心孔隙率對應於孔12的邊緣的構造(在板狀排斥電極5中獲得)，其涉及電場集中，從而以使懸浮在氣流f中的雜質顆粒帶電的量來發射正電荷4。

特別地，上述實心孔隙率對應於板狀排斥電極5的孔12的數量(或密度)，使得孔12的邊緣具有這樣的總體長度，該總體長度引起在板狀排斥電極5本身的相當大區域上分布的場集中位點。

適當地，板狀排斥電極5的孔12以多列形式組織，特別是以在板狀排斥電極5本身的對應區域中的緻密分布的形式組織。

板狀排斥電極5被充電到的正電勢v2在任何情況下都小於氣流f中的雪崩放電觸發值，以便防止形成臭氧，但是其仍然足以觸發冠效應現象。

在功能上，排斥電極5由於孔12而使空氣電離，形成朝向接地收集板6引導的正電荷流。因此，在其行進路徑中，此類顆粒與懸浮在空氣中的顆粒或與構成空氣本身的分子碰撞，對它們充電，以便能夠在其上施加由於電場引起的庫侖力。

收集板6為布置在零電勢的金屬板，以便產生靜電場，一旦雜質已經由於從排斥電極5排出的電荷流而帶正電，該靜電場就吸引空氣中存在的雜質；因此，積聚在收集板6上的此類雜質必須周期性地除去，以便維持過濾器1的性能和衛生水平。

有利地，本發明目的的靜電過濾器1還包括至少一個電離級s1，其被布置成攔截上述攔截級s2上遊的氣流f並且設置有至少一個電離電極2和至少一個相對的場集中電極3。

此類電極2、3被供電有dc直流電壓電勢，其中電離電極2被施加正電勢v1，而場集中電極3施加較低的電勢，優選為接地電勢。

優選地(即使不是必須)，電離電極2處於正電勢v1，該正電勢v1大於板狀排斥電極5的電勢v2。

如名稱所暗示的，電離電極2的功能是使靠近電極的薄層厚度的空氣電離。被稱為冠效應的此類電離形成與電極電勢具有相同符號的電荷流，這些電荷朝向接地收集板6引導，使得如果在電荷行進路徑中它們與懸浮在空氣中的顆粒或構成空氣本身的分子碰撞，則這些顆粒或分子被充電並且可以在其上施加由於電場引起的庫侖力。

類似於單級型的過濾器的情況，還在兩級過濾器的情況下，收集板6是布置在零電勢的實心金屬板，以便產生一旦存在於空氣中的雜質由於從電離電極2排出的電荷流被帶電而吸引該雜質的靜電場；因此，必須周期性地除去積聚在收集板6上的雜質，以維持過濾器1的性能和衛生水平。例如，可以採用0.5mm厚的鋁收集板。收集板6之間的電連續性可以通過杆7來確保，該杆也用作支撐件，以便為結構提供強度，如下文更好地說明的。此類實施例在任何情況下可以改變，這些改變都具有維持在所有排斥板5之間的電連續性的相同目的，不同於收集板6，收集板仍維持在同一接地電勢，或具有相對於排斥電勢的相反符號的電勢。

根據單級和兩級實施例這兩者，帶正電的金屬穿孔排斥板5插置在兩個優選地在接地電勢的收集板6之間，並且具有將帶正電顆粒朝向收集板6排斥的功能，從而有利於顆粒的攔截：相同的電勢實際上允許獲得與由電離電極2形成的場的方向相同的場。

換句話說，排斥板5的電勢v2具有與電離電極2的電勢相同的正極性，以便朝向收集板6排斥既通過電離電極2發射的電荷4帶電又通過排斥板5的孔12的邊緣發射的電荷4帶電的雜質顆粒。

有利地，根據附圖中所示的實施例，電離電極2包括由導電材料製成的至少一根導線，該導線橫向於與由平行於排斥板5和收集板6的至少一個金屬板形成的場集中電極3相對的空氣流f。

場集中電極3、排斥板5和攔截板6的板均通過金屬葉片獲得(在單級型實施例和多級型實施例中均是如此)，該金屬葉片優選由鋁製成，厚度為約0.5mm，彼此等距並順序地重複以適當地處理空氣流f。

根據附圖中所示的一個可能的實施例，相同類型的板通過杆7、7′電連接在一起，這些杆同時作為支撐件和間隔件並且由於設置在其中的孔8而橫穿不同類型的板以便機械地連接到靜電過濾器1的支撐結構20的端部。

優選地，端板60設置在接地電勢，以便將這些板組裝在一起，並且提供連接到支撐結構20的拉杆61以壓緊這些板組件。

如圖3a所示(其中未詳細示出孔12，因為這是示意圖)，因為收集板6和場集中板3的電極都處於接地電勢，所以可以通過單個金屬葉片的兩個鄰近區域獲得這些電極。

主要由於生產成本的原因，僅針對每組多個板、排斥板5和攔截板6提供絲狀電離電極2，這是因為它們能夠產生易於橫穿在上述排斥板5和攔截板6的對之間限定的多個室的電荷。

將有利地用直徑等於0.1mm-0.5mm的鎢導線獲得電離電極2。

在圖4和圖5中，絲狀型電離電極2是可見的。後者通過有利地包括一對橫向杆9的聯接裝置機械地連接到支撐結構20，從而支撐通過彈簧11拉緊的導線2的端子10。

在具有兩級的靜電過濾器1的實施例的情況下，有利地提供包括兩個獨立電源的電源裝置，以便相對於布置在接地電勢的場集中電極3對處於正操作電勢v1的電離電極2供電，以及相對於也處於接地電勢的收集板6對處於正工作電勢v2的排斥板5供電。

為此目標，因而，電源裝置包括電流驅動的第一電源13，以便對處於前述操作電勢v1的電離電極2供電，該操作電勢v1將變化，以便將電離電流i1維持在低於預設值imax的值，能夠防止臭氧的過度形成並且有利地包括在兩個預設值imin和imax之間。

此外，電源裝置還包括至少一個第二電源14，其受電壓驅動，以便對處於操作電勢v2的排斥板5供電，該操作電勢v2可以變化，以便在不觸發在攔截級s2的板5和板6之間放電的情況下維持最大可能的電勢。

在電離級s1中，電勢v1例如選擇成高於冠效應觸發電壓的值(用於在氣流f中產生相當多的電荷4)，但是選擇成低於導致隨後臭氧高生成的雪崩效應觸發電勢的值。

隨著電壓的增加，電場增強並且空氣中的電離電流由於發射的電荷而增大。已經通過實驗確定：存在由於板的幾何形狀的特定構造和環境條件的閾值電壓，該閾值電壓因而對應於閾值電場，在該閾值電場下存在易於生成臭氧的電離電流的重要且不連續的增加。因此，通過在特定可變環境條件下控制電流i1使得其不超過與用於觸發微放電現象的電流增加中的非線性對應的閾值i1max，已經選擇優化用於電極2、3的特定配置的最大電壓值。

更詳細地，第一電源13將電勢v1施加到如所見優選為絲狀且由導電材料製成的電離電極2，從而能夠使場集中(取決於電極的特定構造和特定環境條件)易於觸發冠效應，而不將該電勢推進至與臭氧生成或臭氧過量生成對應的水平。在此類電勢和電場值(其如所述仍然取決於電極的構造和環境條件)下，在橫穿靜電過濾器的氣流f中產生弱電流，此類電流可通過由相同冠效應產生的離子而發生。該電流本身是空氣中的離子產生的來源且在下文被稱為電離電流i1。相應地，電極2為應力電極或電離電極。

必須調整電勢v1，以便允許達到電離電流i1並將其維持穩定在不生成臭氧的值下，或者該電流不導致雪崩放電效應。通過保持該電離電流i1穩定，即使在過濾器中轉移的氣體的介電強度發生變化(例如在空氣中因溼度水平變化、壓力、溫度和氣體離子的存在而導致)，也可以使過濾效率最大化。

更清楚地，在電離級中，第一電源13的驅動旨在將電離電流i1維持在特定水平並且即使橫穿過濾器的氣體的物理條件(溫度、壓力、溼度、離子負載等)發生改變，也將電離電流i1保持穩定在該水平並且處於不生成臭氧的水平。例如，在空氣的情況下，如果其溼度含量下降，則電離電流i1可以降低一特定電勢差v1。然後，第一電源13將自動地反應，以一定方式增加電勢v1，以便將電流i1重新確立成預設水平，同時不超過生成臭氧的危險值。因此，該特性允許維持過濾效率恆定，維持待過濾空氣中的離子產生恆定。

事實上已經確立：隨著因第一電離級s1而導致的臭氧生成的增加，空氣的導電性增加並且因此被包圍在場集中板3中的電流i1增大。

因此，一旦已知環境特性和存在的空氣交換的類型，就可以估計(也稱為實驗性地)準許的臭氧生成(或更好地為準許的臭氧產生率)，以便不超過法律和準則允許的並且通常在今天被認為等於用於所有工作類型的最大50ppb(根據最嚴格的規定)的限值，但如果需要，準許的臭氧生成可以固定在基本下限處，以便不超過空氣中自然存在的臭氧基質。在估計最大可準許電流i1以使得不超過限值之後，電壓生成器13以一定方式被電流驅動以便不允許超過在高電壓電離電極2和零電勢板狀場集中電極3之間的空氣中穿過的此類最大電流i1max。

為了使電流變化，有必要修改電離電極2上的負責電離電流的電壓。在存在多個過濾器的情況下，為了達到相對簡單的控制，可以假定電流測量結果在所有過濾器中是相同的並且等於在採取為樣本的主過濾器上測量的電流測量結果。因此，一個可能的控制步驟如下：

1.向過濾器的電離電極2施加比觸發電壓低的電壓；

2.藉助板3、5、6的電壓增加電離電極2上的電壓v1，直到電流i1開始增加；

3.一旦達到最大可準許電流i1max點，阻擋在該值下的電壓，作為處於稍低值的預防措施；

4.以規則時間間隔控制電流i1保持低於最大值i1max，否則，隨著電壓v1的減小而自動進行，或者在低於期望值的情況下，從第2點重複該步驟。

可以以非常低成本且非常簡單的算法獲得所描述的控制和步驟，使得它還可以以模擬方式獲得。在控制算法中，在任何情況下考慮其他參數諸如環境狀態(溫度、壓力、溼度等)和空氣狀態(臭氧濃度、co2等)的可能性引起對於電子數字控制的優先選擇，其中用於上述量的傳感器可以容易地集成。

此外，對電流的控制還允許監測過濾器和對於相關電子器件的良好操作所需的其他參數，諸如：

·可能損壞控制電子器件的放電的存在。實際上通過突然的電流增加來識別放電：監測例如超過某個閾值的電流意味著知道已經驗證了在何時並且經歷了多少次放電。在放電存在的情況下，可以減小電極電壓並使電流達到不發生放電的低值；

·過濾汙物等級。如果對於防止放電所需的電壓明顯低於標稱條件，則這意味著由於進入過濾器的異物或積聚在板上的汙物而引起在板之間形成了有助於電流通過的路徑，這使得在板之間的絕緣空氣空間減少。

·電離電極2的斷裂。在過濾器的操作過程中，通過改變電離條件消耗電極。腐蝕導致電極2斷裂，導致可在電流中測量出的突然和永久性變化。

電源裝置的第二電源14被採用在攔截級s2中並且適於將板狀排斥電極5上的電壓v2維持在最大可能電勢，而不會觸發排斥板5和攔截板6之間的放電，從而優化攔截效率。第二電源14的操作電壓v2的驅動是基於板狀排斥電極5和接地攔截電極6之間的電壓的檢測，從而將操作電源v2維持在可預設的最大電勢v2max以下。

電勢v2為此目的被調製成以便每次固定在最大可能電壓上，而不引起在排斥板5和接地收集板6之間放電。達到根據特定的空氣介質強度的而變化的最大可能電壓允許在從空氣中除去顆粒的同時維持過濾效率始終在最大值，該空氣介電強度根據當前環境條件在白天經受變化。

第二電源14通過對電流i2的穩定性(即隨著時間延續)的反饋調整電壓v2；只要檢測到具有非常小的電流峰值的不穩定進程的微量放電，排斥板5上的電壓v2就下降。

然後，通過控制面板自動地調整電壓v2，該控制面板將電流i2設定在比易於產生最大v2的水平低的水平，在該最大水平下發生放電。

在為排斥板提供的電壓v2低於電離電極2的電壓的情況下並且有利地例如在電離電極2的施加電壓v1的約一半下，穿孔排斥板5的孔12不會引起臭氧的任何增加。通過對此類板5供電，例如高達5kv(考慮到收集板之間距離小於6mm的示例值)，已經確定臭氧濃度保持固定在環境值。

有利地，例如，為了防止攔截級s2將臭氧引入空氣流f中，排斥板5以小於6kv(且優選小於5.5kv)的操作電勢v2供電，其中在排斥板5和收集板6之間的距離小於5mm。

所述排斥板5的操作電勢v2也將基本上優選地為施加到電離電極2的操作電勢v1的一半的數量級。在v1和v2上的兩個調製機制之間的協同作用允許維持過濾器1在任何環境條件下的最大水平的效率。

根據本發明的另一個有利但可選的特徵性，靜電過濾器1還包括用於除去臭氧s3的第三級，其設置有由基本上平行於所述氣流(f)的前進方向的板構成的並被布置成攔截攔截級s2下遊的空氣流f的還原裝置40，以便減少空氣流f中存在的臭氧。

臭氧為高反應性和高度氧化性氣體，因此是危險的；通過使臭氧與良好還原劑接觸，使臭氧反應並從過濾器排出的氣體中消失。在還原劑中，有利地選擇石墨板的形式的碳，通過其可以構建以級聯方式連接到第二級的第三級。以這種方式，在第一級生成的臭氧以及由第二級的孔生成的極小(或零)量的可能的臭氧在經過重新組合至最小程度之後將穿過第三級，其中碳基還原劑的存在將使其轉化為co2。

有利的是，可以在碳板上施加非常低的電勢，以這種方式其能夠將與臭氧反應的結果從二氧化碳改變為氧。待除去的相對較低臭氧濃度將確保第三級的操作在替換之前持續數月，從而允許優化常規維護措施。

如上所述，根據本發明的第一實施例，靜電過濾器1可以通過單個攔截級s2構成，該級s2具有穿孔的排斥板5和單個電源，該電源將驅動在相同穿孔板上的正電壓v2。用於特定單級實施例的所述板5必須具有比多級過濾器的尺寸大的尺寸，以便補償電離級在生成正電荷方面的缺失。

另外，根據本發明的第二實施例，靜電過濾器1可以通過包括電離級s1和攔截級s2的兩級構成，這兩個級均由以上述不同方式控制的獨立電源供電，以便在電離級中使臭氧的生成最小化並且使在攔截級中帶電顆粒上的排斥力最大化。

最後，根據第三實施例，主要在上遊同時存在電離級的情況下，靜電過濾器1可以包括用於除去臭氧的第三級，其有利地布置在攔截級的下遊，但在更普遍的情況下，該第三級簡單地提供在攔截級的下遊，即使後者不在電離級之前。

當然，在不脫離本發明保護範圍的情況下，在靜電過濾器1的實際的實現中，靜電過濾器也可以表現出與上述不同的形狀和構造。

此外，根據需要，所有細節可以由技術上等同的元素代替並且所使用的尺寸、形狀和材料可為任何類型。