包括等離子線圈靜電沉澱器組件的空氣處理裝置的製作方法

2024-03-29 15:36:05 1

本發明涉及空氣處理方法和裝置。更具體地，本發明涉及包括等離子體發生器靜電沉澱器組件的空氣處理裝置，用於空氣消毒滅菌和汙染控制。

等離子體發生器靜電沉澱器組件優選包括等離子體線圈靜電沉澱器組件，並能夠用於捕獲空氣懸浮顆粒，以及滅活該顆粒中存在的病菌和汙染物。大氣等離子體放電用於提供滅活區，在這個區中，病原體和汙染物被滅活。

背景技術：

威脅健康的空氣汙染物可細分為三類：（a）空氣傳播的病原體，包括通過空氣在環境中到處傳播而引起疾病的任何微生物；（b）空氣傳播的過敏源，包括任何在吸收、吸入或者接觸時引起過敏反應的物質；和（c）空氣傳播的揮發性有機化合物，包括任何高壓噴射使用的產品，其以極小的顆粒形式滯留而懸浮在空氣中。最後一類包括許多化學清潔劑、噴發定型劑、各種底漆、諸如汽油和煤油的燃料，以及其他家用、美容或者業餘愛好產品。一些紡織品，尤其是那些新生產出的產品，當它們隨著時間的過去，散發出氣體、或者釋放出氣體形式的化學物質，也是室內空氣傳播的VOCs的原因。

空氣汙染物能夠明顯影響室內環境，其結果是，我們呼吸的空氣可能受到汙染。鑑於人們平均在室內環境中大約度過90%的時間，可以意識到從室內空氣中除去汙染物是非常重要的，以減少過敏反應並避免諸如病態建築症候群傳染病的傳播。

當前控制空氣傳播病原體的技術狀況可分為：（a）空氣捕獲系統或者過濾器；（b）空氣滅活系統和；（c）上面技術的一些結合。

當前的空氣滅活技術還包括那些使用化學品、UV射線和等離子體釋放的副產品。

化學滅活的例子包括使用抗菌劑蒸發器，典型代表有臭氧或者過氧化氫。雖然這些系統是有效的，但是，它們同樣是破壞性的，而且待處理的室內空間需要是空的，因此不適合正常的生活環境下的情況。

空氣淨化的其他可替代系統包括使用紫外（UV）光發射來殺死空氣傳播的細菌。例如，國際公開號WO 03/092751描述了一種裝置，其中，流體（例如空氣）穿過一個UV燈陣列。在這個解決方案中，一個也是僅有的一個滅活機構是通過UV射線。

現有技術還包括使用等離子體自由基的空氣消毒過濾器方法；參見US公開號No.2004/0184972中的示例。在這篇文獻中，提出了一種逆流等離子體放電，其能夠產生活性自由基逆向流到中間過濾器並殺死由該過濾器捕獲的任何細菌或病毒。但是，對捕獲病菌的過濾器媒介的使用可能仍扮演著傳染貯源的角色，並由於其引起阻塞而可能還影響空氣的流動。

還已知的是，使用等離子體放電釋放抗病菌因子，滅活空氣中的病菌。現有用於處理空氣的技術包括使用其中空氣圍繞在電極線圈組件周圍的等離子體放電的方法和設備。這種等離子體放電滅活在放電附近流動的任何空氣傳播的病菌。可以理解的是，這種裝置的效果取決於病菌以及空氣汙染物與等離子體放電以及由該裝置產生的抗病菌因子接觸的時間。

因此，本發明的第一實施方式提供一種與所附權利要求1相應的空氣處理設備。優選實施方式在從屬權利要求中提供。本申請還提供如權利要求34、35和40中描述的空氣處理設備的其他方面。另外的特點將在說明書中體現。

一方面，本發明提供一種空氣處理設備，包括：靜電沉澱器，用於使該靜電沉澱器周圍的空氣懸浮顆粒帶電，提供帶電的空氣懸浮顆粒；和等離子體發生器，以預定距離位於該靜電沉澱器附近，並與該靜電沉澱器合作，該等離子體發生器用於在該等離子體發生器範圍內創建一個滅活區；並且，其中，該空氣處理裝置包括用於指示由該靜電沉澱器產生的帶電空氣懸浮顆粒進入到該滅活區的手段，由此該空氣處理裝置適用於生成帶電空氣懸浮顆粒，並然後立即指示該帶電空氣懸浮顆粒進入到該滅活區，從而該帶電空氣懸浮顆粒在該滅活區中與等離子體接觸。指示由靜電沉澱器產生的帶電空氣懸浮顆粒進入該滅活區的手段可包括，在靜電沉澱器和等離子體發生器之間施加電壓，由此該空氣處理裝置適用於生成帶電空氣懸浮顆粒，並且同時，通過將所述帶電空氣懸浮顆粒吸引到該等離子體發生器而指示生成的帶電顆粒進入到滅活區，從而在該滅活區中使該帶電空氣懸浮顆粒與等離子體接觸。

滅活區是其中釋放等離子體、並有效滅活包括病菌在內的空氣傳播的汙染物質的區域。這種能夠對身體健康產生威脅的空氣傳播的汙染物質（如空氣汙染物）可細分為三類：（a）空氣傳播的病原體，包括通過空氣在環境中到處傳播而引起疾病的任何微生物；（b）空氣傳播的過敏源，包括任何在吸收、吸入或者接觸時引起過敏反應的物質；和（c）空氣傳播的揮發性有機化合物（VOC），包括任何高壓噴射使用的產品，其以極小的顆粒形式滯留而懸浮在空氣中。由本發明空氣處理設備中的等離子體發生器產生的等離子體能有效滅活（a）到（c）三類中定義的任意空氣傳播的汙染物質。

因此，該空氣處理設備用於將該帶電空氣懸浮顆粒吸引到該滅活區；實際上，這與試圖將所有的帶電顆粒吸引到等離子體發生器的表面不同，如果所有的帶電顆粒都在等離子體發生器的表面，由於其會干擾等離子體發生器的有效工作而不是希望發生的。

本發明的空氣處理設備包括等離子體發生器，優選等離子體線圈組件，其用於工作在功率密度小於1W/cm2的範圍內，用於生成等離子體放電。在該優選實施方式中，等離子體發生器是線圈組件，更優選地，通常為圓柱形線圈，其配置為在小於1W/cm2的功率密度下工作，在該線圈組件的縱軸周圍生成等離子體放電。

更優選地，該等離子體發生器用於在0.1到0.5 W/cm2的功率密度範圍內工作。對等離子體產生來說，這是一個相對低的功率密度，並且對在該等離子體發生器周圍創建滅活區來說是有效的。本發明等離子體發生器的這個低功率密度的工作，與傳統的如汽車工廠中使用的用於淨化廢氣的等離子體發生器所要求的較高水平的功率密度完全相反。

附圖說明

下面將參照附圖對本申請進行說明，其中：

圖1是根據本發明（present teachings）的等離子體線圈靜電沉澱器的透視圖。

圖2是圖1線圈組件的透視圖。

圖3是圖1靜電線電極組件的透視圖。

圖4是圖3靜電線電極組件的不同透視圖。

圖5是圖1的線圈組件以及高壓電源的展開圖。

圖6是圖5圓柱形線圈的視圖。

圖7是圖6圓柱形線圈的展開圖。

圖8是圖5到圖7展開圖中所示的線圈組件可選實施方式的展開圖。

圖9是圖8所示的線圈組件的橫截面圖，其中，線圈組件插入到該線圈組件每個末端處設置的絕緣臺中，並顯示了穿插設置在該絕緣臺凹槽內的電接觸部；用於連接電源。

圖10是當氣流穿過圖1的等離子體線圈靜電沉澱器時的側視圖。

圖11是根據本發明的病菌滅活方法的流程圖。

圖12是根據本發明的等離子體線圈靜電沉澱器組件的另一實施方式的透視圖。

圖13是根據本發明的等離子體線圈靜電沉澱器組件的再一實施方式的透視圖。

圖14是圖13的線圈組件的平面圖，顯示了電極針陣列的排列。

圖15是圖13和14的線圈組件的透視圖。

圖16是電源與線圈組件的內網和外網連接的原理圖。

具體實施方式

本發明的發明人基於的知識是，通過將等離子體放電設備與靜電沉澱器結合，能夠改善對空氣傳播病菌的處理效率。然而，靜電沉澱器是已知的，在此之前，它們專門用作高效的過濾裝置，其使用感應靜電電荷力，最低限度地阻礙氣流穿過該單元，從流動的氣體中去除諸如灰塵和煙霧的細小顆粒。本發明人已經意識到，利用靜電沉澱器結合等離子體發生器所提供的功能，可能改善對空氣傳播的病菌的處理效率。結合兩個已知技術功能的設備提供相互促進的效果，兩種技術的一起或者兼容使用，這在此之前還沒有被考慮到是有用的。

已知的靜電沉澱器由兩組電極組成，第一組特別薄而且邊緣鋒利，關於較大面積的第二電極或者板通常偏向負電。該負的、鋒利的電極向附近的空氣懸浮顆粒提供電子，使它們帶上負電。正極板或者電極靜電地吸引和收集該帶電顆粒，從而從空氣中去除它們。例如，參見每個公開號No.2013/0233172，其公開了一種內置靜電沉澱器的空氣淨化器。

可以理解，靜電沉澱器在空氣懸浮顆粒去除方面是有效的。但是，這些裝置無法對由它們的電極捕獲的病菌進行滅活。需要說明的是，一些病菌在不適的環境中可能存活數月的時間；例如，在孢子的狀況下。這種病菌可能導致長時間的疾病傳播，一些被捕獲的病菌可能釋放回到環境中。

本發明已經意識到，將靜電沉澱器與等離子體放電發生器結合，其可能有效捕獲並多少破壞病菌，這在以前被認為是不可能的。本發明現在將參考典型等離子體線圈靜電沉澱器組件的實施方式進行說明。將會了解到，這些典型組件是用於幫助理解本發明，並不被解釋為任何限制。此外，被描述為參照任一附圖的元件或組件可以與其他附圖的進行互換，這並不脫離本發明的精神和範圍。可以理解，為了簡單明了地說明，在各圖間指示相應或相似部分的附圖標記可能會重複。

根據本發明的等離子體線圈靜電沉澱器組件捕獲空氣汙染物，並生成等離子體放電場，以有效對所述包括微生物或病菌的空氣汙染物進行消毒，或者氧化有機空氣物質和顆粒。

參照圖1對等離子體線圈靜電沉澱器組件100的配置進行說明，其中示出根據本發明的第一實施方式。等離子體線圈組件201顯示為與靜電線電極組件301相鄰。下文中將更詳細地解釋，強制空氣沿圖1和4中所示的箭頭A的方向流過電極組件301，並通過等離子體線圈組件201。需要注意的是，氣流從等離子體線圈組件201的上方和下方通過；更重要的是，氣流並不穿過等離子體線圈組件201。靜電線電極組件301對氣流中的空氣懸浮顆粒放置電荷。帶電顆粒被吸引到等離子線圈組件201的線圈101上，並在線圈101上聚集。線圈101用於釋放等離子體。線圈101上收集的帶電顆粒中的病菌與這個等離子體放電接觸，並由此被滅活。

圖2是圖1的線圈組件201的透視圖，為了清除解釋的目的，其中未示出靜電線電極組件301。能夠理解，線圈101被絕緣臺204支撐並保持在能夠使空氣從線圈101的上面好下面流過的位置，在線圈101縱軸的每個末端均設置一個絕緣臺204。電介質保持器202（用於確保圓柱形線圈101在絕緣臺204上的放置。在圓柱形線圈101的每個末端還設置有電介質絕緣帽203，以進一步使線圈101與絕緣臺204絕緣。絕緣帽203和絕緣臺204的結合確保圓柱形線圈101與其安裝於的線圈組件201的任意表面均是絕緣的。絕緣帽203具有另一的功能，它們將圓柱形線圈101的各圓柱形元件保持在一起，這將在後面進行說明。

圖3所示的是圖1不具有線圈組件201的靜電線電極組件301，同樣是為了清楚說明。絕緣支撐件302保持線電極303。電極303包括垂直方向上定向成環的單線。電接觸部304連接每根線的末端並終結線電極303。這些觸點304為電源（未示出）提供合適的電連接。電源向線電極303提供能量，其可在線電極303周圍提供電荷。如果它釋放電流並提供電壓，線電極303可以是放電電極，在線電極303和圓柱形線圈101之間產生電場。這個電場促使空氣中的顆粒向等離子體發生器圓柱形線圈101轉移。因此，由線電極303生成的帶電空氣懸浮顆粒被吸引到等離子體發生器周圍的滅活區，並特別地，在圓柱形線圈101的情況下，該滅活區圍繞圓柱形線圈101向外周向延伸。該滅活區從圓柱形線圈101的表面向外延伸的距離大約為1-2cm。一旦空氣懸浮顆粒進入到滅活區，那麼，由於等離子體放電破壞所有的病菌並滅活所有不希望的空氣懸浮顆粒，它們將成為無害的。可以理解，一些空氣懸浮顆粒將然後沉澱在線圈101上。但是，對等離子體線圈靜電沉澱器組件100來說，為了有效地從流過該組件100的氣流中去除不希望的空氣懸浮顆粒，將所有的空氣懸浮顆粒都沉澱在等離子體發生器圓柱形線圈101上並不是重要的。實際上，可以理解，將所有的空氣懸浮顆粒沉澱在等離子體發生器圓柱形組件101上並不是可取的。所有的要求是，將空氣懸浮顆粒吸引到等離子體線圈靜電沉澱器組件100能夠有效工作的滅活區。

絕緣支撐件302確保不將電源施加在靜電線電極組件301所在的表面上。

線電極303的線是合適的細線規格，由此使該線電極303的表面積最小。例如，美國線規（AWG）值38（0.1mm直徑）或者大於（<0.1mm直徑）被認為是合適的。對本領域技術人員來說將會理解，只要它沒有明顯阻礙空氣流過，可以使用任意規格的線。對於更大尺寸的靜電線電極組件301來說，將需要更大規格的線。

圖4所示的是從圖3的相對側觀察的靜電線電極組件301。將線纏繞布置在支撐件302上形成線電極303，從這個視圖中能夠更好地理解。線在絕緣支撐件302的相對側之間纏繞。所示線電極303進行網線布置，垂直線部分相互之間是平行的。但是，網線布置中另外的相互交叉部分的線也可利用。可選擇地，圖4中網線布置其中的線部分可以採用水平布置。對本領域技術人員來說可以理解，任何能夠使穿過該線電極303的空氣懸浮顆粒充分帶電的布置都可在本發明的靜電線電極組件301中使用，只要它不過度阻礙空氣流動。空氣流動的方向如箭頭「A」所示。

現在，參照附圖5、6和7對線圈組件201的其他細節和特點進行說明。如圖5所示，等離子體線圈組件201需要高壓電源501以工作。等離子體線圈組件201適用於在低於1W/cm2的功率密度下工作，以產生等離子體放電。

在優選實施方式中，等離子體發生器包括通常的圓柱形線圈組件，其用於在功率密度小於1W/cm2的情況下工作，在圍繞線圈組件縱軸周向生成等離子體放電。更優選地，該等離子體發生器用於在0.1到0.51W/cm2的功率密度範圍內工作。這對等離子體產生來說是較低的功率密度，並在等離子體發生器周圍有效創建滅活區。如圖5至7所示實施方式中的電接觸部502，設置在絕緣臺204上，用於向該等離子體發生圓柱形線圈101施加高壓。從圖5可知，絕緣臺204扮演一組支持保持器的作用，圓柱形線圈101從絕緣臺204上是可拆卸的。圓柱形線圈101與絕緣臺204可拆卸地結合，起到圓柱形線圈101支持保持器的作用。特別地，圓柱形線圈101的絕緣帽203適於與絕緣臺204結合，絕緣帽203的直徑與絕緣臺204的直徑被設置為對應一致，由此，通過將每個絕緣帽203推進其各自對應的絕緣臺204，絕緣帽203能夠與絕緣臺204緊密結合。具體地，絕緣帽203的寬度與絕緣臺204的寬度相同，由此，使得絕緣臺204和絕緣帽203之間緊密配合。此外，絕緣臺204具有弓形壁架205，當絕緣帽203超乳絕緣臺204時，絕緣帽203緊靠該弓形壁架205。該弓形支撐壁架205用作阻止絕緣帽203向下進一步被推入絕緣臺204，該弓形支撐壁架205還支撐圓柱形線圈101處於最佳位置，以允許空氣從圓柱形線圈101的上面和下面流過。可以理解，本實施方式中的圓柱形線圈101能夠容易地拆下和放入。這包括容易地將電介質保持器202從絕緣帽203撤出不與其接觸，以及將圓柱形線圈101以所示箭頭的方向拿起。

應當理解，本發明等離子體線圈組件201的一個主要優點是，該圓柱形線圈101能夠像更換電池或者燈泡一樣容易地替換。

對那些本領域的技術人員來說也可以理解，能量從電源501提供給電接觸部502。可以理解，觸點502和電源之間連接的確切性能可以選擇，電源501和線圈組件201之間也不必是搭配的。能源從電源501然後通過絕緣臺204上的觸點502傳遞到圓柱形線圈101的電接觸部503。如上所述，等離子體線圈組件201設置為在低於1W/cm2的功率密度下工作，生成等離子體放電。更優選地，該等離子體發生器配置為在0.1到0.51W/cm2的功率密度範圍內工作。

電源和觸點503之間還可使用變壓器（未示出），以提供高壓可變電流。本發明的電源501還可用於向靜電線電極組件301供電。而且，本領域技術人員可根據情況選擇具體的線配置。

圖6是圓柱形線圈101從絕緣臺204上移除時的透視圖。可以看到，圓柱形線圈包括電介質絕緣管601和外網電極602。還設置有第一電接觸部603，這將會進行更詳細的解釋。

圖7是外網電極602劃開（offset）而僅部分覆蓋電介質絕緣板601的情況下，圓柱形線圈的透視圖。此外，為了容易觀察，還示出了充當內部電極701的內網線圈，其從絕緣管601的內部延伸。可操作地，內網線圈701在電介質絕緣管601內全部封閉。還可以理解，該第一電接觸部603直接與內部電極701接觸，由此，電源直接施加在這個電極701的網線圈上。外部電極602上有另一個電接觸部702。

充當內電極701和外電極602的內部和外部線網保持圍繞它們各自的全部表面區域與電介質管601直接接觸。這確保在圓柱形線圈周圍不存在氣陷（air pockets），在生成等離子體期間，在這裡能夠建立起高水平的等離子體。

通過向該對電極，即內部電極701和外部電極602供電，在線圈101處產生等離子體放電。該供電在所述電極對之間、周圍和/或表面維持DC（直流）或者AC（交流）放電。

本發明中的等離子體產生是介質阻擋放電（DBD：dielectric barrier discharge）類型，其具有通過電介質玻璃管601絕緣的內部線網圓柱701。線圈101的圓柱形構造確保外網602延伸，完全周向圍繞圓柱形線圈，並且，從該圓柱形線圈的所有方向均勻釋放等離子體。

介質阻擋放電（DBD）是一種在通過絕緣介質阻擋分開的兩個電極之間的電學放電。已知的DBD裝置通常是平面的，利用通過電介質或者圓柱形分開的平行板，在它們之間使用具有電介質管的同軸板。在一個同軸構造中，電介質與普通的螢光管的形狀相同。其中充滿大氣壓力的稀有氣體或者稀有氣體滷化物的混合物，玻璃充當介質阻擋的作用。由於大氣壓水平，這個過程需要保持高能量水平。通常的介電物質包括玻璃、石英、陶瓷和高分子聚合物。

圖8和9是等離子體發生器圓柱形線圈的可選實施方式，其由附圖標記801表示。圖5至7和圖8至9中相同的數字表示相同的特徵。與上面參照圖5至7描述的類似，圓柱形線圈801與絕緣臺814之間是可拆卸地結合，其具有對圓柱形線圈801的支撐保持器的作用。具體地，圓柱形線圈801的絕緣帽813與絕緣臺814結合，由於絕緣帽813的尺寸與絕緣臺814的尺寸是相應一致的，因此，通過將每個絕緣帽813推進其各自對應的絕緣臺814，使得絕緣帽813與絕緣臺814能夠緊密相配地結合。具體地，絕緣帽813的寬度與絕緣臺814的寬度相同，由此提供絕緣臺814和絕緣帽813之間的緊密配合。此外，絕緣臺814具有弓形壁架815，在絕緣帽813插入絕緣臺814時，其阻擋絕緣帽813。需要說明的是，在這個實施方式中，每個弓形支撐壁架815都包括一個槽816。該弓形支撐壁架815充當阻止絕緣帽813向下進一步被推入絕緣臺814，該弓形支撐壁架815還支撐圓柱形線圈801處於最佳位置，以允許空氣從圓柱形線圈801的上面和下面流過。可以理解，本實施方式中的圓柱形線圈801能夠容易地拆下和放入。這包括容易地將電介質保持器802從絕緣帽813撤出不與其接觸，以及將圓柱形線圈801以所示箭頭的方向拿起。

圖8和9中所示的圓柱形線圈801的一個可選實施方式包括圓柱形線圈801的電接觸部803、803』的可選設置，具體地，是向等離子體發生圓柱形線圈801的內網820和外圍822提供電源的電接觸部的設置。[註：純粹是為了簡單，圖8和9中所示的內網和外網是圓柱形；但是，應當理解，圖8和9的內網820和外圍822包括與圖5至7中所示的分別由附圖標記701、602指示的相同的網結構]。當包括圖5至7中所示的圓柱形線圈101，或者圖8和9所示的圓柱形線圈801時，等離子體線圈靜電沉澱器組件100的操作相同。圖8是當從絕緣臺814移走圓柱形線圈801的透視圖。如圓柱形線圈101一樣，該圓柱形線圈801包括電介質絕緣管和外網電極。在這個實施方式中，還設置了電接觸部803、803』，這將在後面進行詳細描述。

現在參照圖9，其中所示的是圖8的圓柱形線圈801的橫截面圖，外網電極822劃開而僅部分覆蓋電介質絕緣管821。該線圈組件801包括用作內部電極820的內網線圈820。可操作地，該內網線圈820在電介質絕緣管821內完全封閉。從圖9中還可看出，第一電接觸部803直接與外部電極822接觸，由此，直接向這個電極822的網線圈提供電源。另一個電接觸部803』與內部電極820接觸。每個電接觸部803、803』都包括一個第一分支804、804』（limb）以及一個第二分支805、805』。這樣，每個電接觸部803、803』通常是分別包括兩個分支804、804』及805、805』的L形部件的形式。如圖9所示，第一分支804』直接與內部電極820接觸，而第二分支805』在使用時則是插入到絕緣臺814的弓形支撐壁架815上設置的槽816中，由此，該第二分支805』從弓形支撐壁架815的下面向下延伸，直到絕緣臺814的更低部分中，以連接電源。如圖9所示，電接觸部803與外部電極822接觸，這時，電接觸部803的第一分支804與該外部電極822直接接觸，而該第二分支805在使用中插入絕緣臺814的槽816，並且該第二分支805在絕緣臺814的開口部分中也存在，用於連接電源。

內部線網820和外部線網822充當內部電極820和外部電極822的作用，保持它們各自的全部表面區域與該電解質管812直接環繞接觸。這確保在圓柱形線圈周圍不存在氣陷，在生成等離子體期間，在這裡能夠建立起高水平的等離子體。

將會理解，本發明等離子體的產生是介質阻擋放電（DBD）類型，其具有通過電介質玻璃管601、821絕緣的內部線網圓柱形電極701、820。線圈101、801的圓柱形構造確保外網602、822延伸，完全周向圍繞圓柱形線圈等離子體發生器101、801，並且，從該圓柱形線圈101、801的所有方向均勻釋放等離子體。

通過向對電極，即內部電極820和外部電極822供電，在線圈801處產生等離子體放電。該供電在包括內部電極820和外部電極822的電極對之間、周圍和/或表面維持DC（直流）或者AC（交流）放電。可以理解，圖16中所示的設置僅顯示出圓柱形線圈801，也是圓柱形線圈101的一個實施方式的設置，其顯示作為向內部電極820和外部電極822的AC電壓源。如圖16所示，在這個具體的實施方式中，DC電壓介於如1,000V和10,000V（1kV到10kV）；有效在2,000和9,000伏特之間；更優選地在3,000和8,000伏特之間；再有效在4,000和7,000伏特之間；理想地，在諸如線電極、圓柱形電極或者針狀電極陣列的靜電沉澱器和圓柱形線圈等離子體發生器101、801的外網之間施加大約5,000伏特的電壓。

將會理解，實現介質阻擋放電所要求的電壓和電流參數主要取決於使用的電介質的特性。通常，低於1kV的工作電壓是不可行的，優選在內網和外網電極之間施加1到6kV的工作電壓，最理想地，在內網和外網電極之間施加3到5kV的電壓，例如，約4kV。將會理解，維持介質阻擋放電所要求的電流要明顯小於啟動它需要的電流。等離子體發生器單元的電流（相當於功率）通常用術語表述為起始電流。應當使用1到10mA的（起始）電流，優選至少3mA。當然，等離子體發生器的功率取決於電源和電流的結合。功率通常不應高於50瓦，優選至少4瓦。電信的，功率在10到40瓦之間。在特點情況下，發現這些功率水平是方便的，其中，等離子體發生器用作具有0.02到1.0 m3級別管道容積的設備單元的一部分。

已經對等離子體線圈靜電沉澱器組件100的每個個別組件進行了解釋說明，現在將對該組件100的工作，即這些組件的合作以及等離子體線圈組件201和靜電沉澱器301之間的協作進行說明。

翻到圖10，所示的是等離子體線圈靜電沉澱器組件100的側視圖。可以看到，線圈組件201緊挨著靜電線電極組件301。

高DC偏壓施加在電極組件301的靜電線電極303和線圈組件201的外部線網電極602之間。前面提到的高壓電源501與變壓器相連，可用於提供該電壓。所施加電壓的極性是這樣的，相對於線圈101的外部線網電極602，線電極303偏向負極。

應當理解，為了允許所述電極303和602之間的靜電裝置的正確工作，線電極303的表面區域明顯小於外部線網電極602。對本領域技術人員來說已知的是，偏向負極的線電極303應當是尖的（pointed），即它應當具有小的面積以加強圍繞它的電場並促進電子的釋放。另一方面，對線圈101來說，功能是收集帶電顆粒（不是釋放的電子），因此，其表面區域不必須是像線電極303那樣小，其中也不需增強電場。

另外，選擇線電極303和外部線網電極613間的距離，以允許所述電極間的靜電裝置的正確工作。對於指定的所述電極間的高偏壓來說，應當優化該距離。如果這些都太近，在它們之間會存在電弧，釋放大量的電子，引起電極的毀壞並產生大量的抗病菌因子。另一方面，如果它們相互間的距離太遠，線電極上的電場可能不足夠高而導致低量電子的發射以及低劣的顆粒充電性能。

攜帶汙染物和病菌的氣流901中的空氣懸浮顆粒通過線電極303進行靜電充電。具體地，空氣懸浮顆粒收集由線電極303釋放的電子，該線電極303相對於外部線網電極602來說偏向於負極。帶電空氣懸浮顆粒然後被該外部線網電極602吸引和收集，從而有效地從氣流901中去除。如圖10中的箭頭902是氣流901中的空氣懸浮顆粒和汙染物流朝向該外部線網組件602的流向。

線圈101產生的等離子體在線圈101周圍創建一個滅活區。滅活區是這樣一個區域，其中，釋放等離子體，並對包含收集在電極602上的和氣流901中夾帶病菌的空氣汙染物進行有效滅活。這種空氣汙染物質（空氣汙染物）能夠對健康構成威脅，其可被細分為三類：（a）空氣傳播的病原體，包括通過空氣在環境中到處傳播而引起疾病的任何微生物；（b）空氣傳播的過敏源，包括任何在吸收、吸入或者接觸時引起過敏反應的物質；和（c）空氣傳播的揮發性有機化合物（VOC），包括任何高壓噴射使用的產品，其以極小的顆粒形式滯留而懸浮在空氣中。由線圈101產生的等離子體能有效滅活（a）到（c）三類中定義的任意空氣傳播的汙染物質。

從圖10還可以看出，絕緣臺204用作支撐保持器的作用，將圓柱形線圈101提升或抬高到可接觸線圈組件201的任一表面上。線圈101的這種提升設置允許空氣像圖示氣流901所示的那樣在線圈101的上面和下面流動。具體地，通過將電極組件提升，滅活區圍繞圓柱形線圈周向延伸；同時，在接觸相同水平等離子體的情況下，空氣能夠同時在圓柱形線圈101的上面和下面通過。空氣在垂直於線圈101排向的方向上流動，確保空氣與所述線圈最大化地接觸。

圖11詳細描述了本發明等離子體線圈靜電沉澱器組件100的工作步驟。諸如風扇的葉輪強制空氣流過空氣處理裝置或者掩護等離子體線圈靜電沉澱器組件100的管道（步驟901）。產生的氣流促使空氣和空氣懸浮顆粒以及汙染物穿過該靜電電極線組件301（步驟902）。空氣懸浮顆粒和汙染物被帶到該線電極303的附近，線電極303釋放電子並使所述顆粒和汙染物帶負電荷（步驟903）。氣流促使帶電顆粒和汙染物向線圈101附近流動（904）。線圈101的外部電極602具有正電，從而帶負電的空氣懸浮顆粒和汙染物被該外部線網電極602吸引並收集（步驟905）。最後，收集的空氣懸浮顆粒和汙染物中存在的病菌與等離子體放電接觸，延長接觸時間致使持續毀滅確保全部滅活（步驟906）。此外，任何滯留在空氣中的顆粒或者病菌，即未被心情101收集但是在上述滅活區內的顆粒或病菌，均被來自線圈101的等離子體放電滅活。

可以理解，在等離子體集中在前述由線圈組件201創建的滅活區時，充分有效滅活夾雜在氣流以及收集的顆粒中的空氣汙染物，其令人滿意的保持等離子體濃度足夠低，由此，在空氣處理設備排出的乾淨空氣中，任何由等離子體放電產生的抗病菌因子在滅活區的濃度位於一個生理上可接受的水平。本發明靜電沉澱器的特性設計為，將空氣懸浮顆粒和汙染物吸引到由圍繞該等離子體發生器的等離子體放電區創建的滅活區；並允許降低來自其中具有該等離子體線圈靜電沉澱器組件100的空氣處理裝置的抗病菌副產物的輸出。這個降低在保持高滅活效率的同時，通過安全減少維持線圈101處的等離子體放電的電力供應來實現。將會理解，將空氣懸浮顆粒和汙染物吸引到由圍繞等離子體發生器的等離子體放電區創建的滅活區內，將所有空氣懸浮顆粒和汙染物進行滅活，雖然某種程度上導致但不是必要或者希望的全部那些空氣懸浮顆粒和汙染物都沉澱和收集在線圈101上。

本發明的等離子體線圈靜電沉澱器組件100還可用在管道系統或通道中。在這樣的結構中，指示或者強制空氣圍繞線圈101釋放的等離子體放電穿過管道系統。管道系統設計為確保圍繞該等離子體放電的所有空氣在該放電的1釐米之內。可以理解，所述管道改善由外部線網電極602收集的顆粒和汙染物。此外，所述管道在其內表面可包括靜電地帶電電極，充負電，以排斥帶負電的空氣懸浮顆粒和汙染物，改善外部線網電極602的收集物。具體地，通過電極組件301而帶負電的顆粒被該（帶負電）的管道內表面排斥，並被吸引到帶正電的網狀電極602上。

圖12所示的是本發明等離子體線圈靜電沉澱器組件的另一實施方式。在圖12的結構中，等離子體線圈靜電沉澱器組件1000使用與前面實施方式相同的線圈組件201。但是，電極組件1001是不同的。具體地，前面實施方式的垂直線電極303被同軸線電極1002代替，通過絕緣臺1003保持。

如前面實施方式中那樣，同軸線電極1002相對於外部線網電極602來說帶負電，氣流強制通過同軸線電極1002。空氣中的顆粒通過線電極1002充負電，並被吸引到帶正電的網狀電極602上。隨後顆粒收集在網狀電極602上並與線圈組件201生成的等離子體接觸。

將會理解，該電極組件1001的結構優點是，其通過將線電極1002集中在外邊線網電極601上，兩個電極之間的距離是常數，帶來該等離子體線圈靜電沉澱器組件的最優性能。

圖13所示的是本發明等離子體線圈靜電沉澱器組件的優選實施方式。在這個實施方式中，垂直線電極303被線性針電極1101代替，其通過絕緣支撐件1102保持。從圖13可以看出，絕緣臺814的功能是提高或抬升圓柱形線圈801到線圈組件801可接觸的任何一個表面之上。線圈801的這種提高結構允許空氣以與圖10所示相同的方式在線圈801之上或者之下流過。具體地，通過將報內部電極820和外部電極822的電極組件提升，滅活區延伸，完全圍繞圓柱形線圈801，在接觸相同水平等離子體的情況下，空氣能夠同時通過圓柱形線圈801的上面和下面。空氣在垂直於線圈801排向的方向上流動，由此確保該氣流中的帶電空氣汙染物在穿過線性針電極陣列1101之後，被吸引到該滅活區內。該滅活區從等離子體發生器開始向外延伸大約1cm到2cm；在這個實施方式中，等離子體發生器包括圓柱形線圈組件，滅活區從該圓柱形線圈圍繞該圓柱形線圈周向地向外延伸大約1cm到2cm。

線性針電極陣列1101包括數個具有尖頭1106的針電極1105。該線性針電極1101可視為單個針電極線性陣列，雖然圖11中僅示出一排針電極1105，但在一個可選實施方式中，可設置為多排針電極1105，如針電極相互平行設置。例如，該電極上可設置多個平行的線性針電極陣列。也可設置其他排列的針電極陣列。

如圖14和15所示，電極1101位於距離靜電沉澱器801（或者靜電沉澱器101）的預定距離處。測量該預定距離，等於從電極，可以是線電極或者針電極的頂點或者其他形式的電極，到外網電極602的外表面的最近點的距離。例如，如圖14所示，是從每個針電極1105的每個針尖1106到外網電極822的外表面的距離，用字母a表示。這個預定距離「a」的設置是為了防止針電極1101和靜電沉澱器801（或者101）之間的電弧，同時又允許該針電極靜電沉澱器和等離子體發生器之間的合作，由此，通過該針電極靜電沉澱器充電的帶電空氣懸浮顆粒被吸引到等離子體發生器周圍的滅活區。這個預定距離在0.5cm到2cm的範圍內；優選距離是大約1cm。

如前面實施方式中所描述的，在針電極陣列1101的電極1105和線圈組件801的外部線網電極822之間施加高DC偏壓。前述與變壓器相連的高壓電源501可用於施加該電壓。所施加電壓的極性是這樣的，相對於等離子體發生器線圈組件801的外部網線電極822來說，該針電極陣列1101為負極。電壓設為確保將氣流中帶負電的空氣懸浮顆粒從針電極陣列1101向線圈組件801的外部線網電極822吸引。由此，電壓水平設為將包括含有病菌的帶電空氣汙染物的帶電懸浮顆粒吸引到滅活區，由此，將該空氣汙染物變為無活性和無傷害的。該滅活區周向圍繞圓柱形線圈從圓柱形線圈向外大約延伸1cm到2cm。針電極陣列1101和線圈組件801的外部線網電極822之間的電壓在1,000到10,000伏特範圍內；優選2,000到9,000伏特範圍內；再優選3,000到8,000伏特範圍內；最優選4,000到7,000伏特範圍內；理想地，在大約5,000伏特。

因此，針電極陣列1101相對於外部網線電極602帶負電。氣流被強制通過針電極1101並向靜電沉澱器801。將可理解，針電極陣列1101的優點是，針電極1105的尖頭1106導致針電極陣列1101的針電極1105的較高電子釋放，從而帶來最優的靜電沉澱性能。所述優點還可用於降低靜電沉澱器電極1101和線圈101之間的DC高壓差，在保證滅活效率的同時，獲得較低的等離子體釋放引起的抗病原副產物的排放。

可以理解，本發明提供一種空氣處理裝置，以吸引空氣懸浮顆粒到等離子體釋放附近，並保持它們與該裝置產生的等離子體釋放和抗病原副產物足夠長的接觸。此外，裝置將所述空氣病菌捕獲到靜電組件的表面，在其上產生所述等離子體釋放以優化滅活效果。

還可理解，上述參照各單獨實施方式的等離子體線圈靜電沉澱器組件的說明並不旨在表達其限制，參照一個實施方式描述的特性或者部件不能用於或者與那些參照第二實施方式描述的互換。在本說明書中使用的詞語，包括陳述的特性、符號、步驟或者部件並不排除其一個或多個其他特性、符號、步驟、部件或類型的出現和附加。