空氣品質提高系統的製作方法

2023-12-04 19:41:41 2

專利名稱：空氣品質提高系統的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及一種提高空氣品質的方法。更特別地，本發明涉及一種通過維持電離場強來提高空氣品質的方法。
背景技術：
家禽生產包括兩大類別-肉生產和蛋生產。目前，北美產的大部分家禽是在高度專業化的農場裡在嚴格控制下養殖。在第二次世界大戰之後，營養、繁殖、住房、疾病控制、 家禽和蛋的加工方面認識的進步，以及使新鮮產品的遠距離銷售成為可能的交通和冷藏方面的改進，促進了從小家禽群向大的工業裝置(commercial unit)的演變。生產出來的用於肉品生產的家禽通常稱為肉用家禽(broiler)。在過去數十年，由於家禽肉被某些人視為比通常消費的其他肉更健康，美國人變得更加有健康意識，從而導致肉用家禽產量大大增加。增加的出口到其他國家的需求也導致肉用家禽產量增加。每個典型的與商業家禽生產結合使用的家禽生產設施均容納相當大量的鳥禽。例如，每一家禽生產設施可圈養超過20，000隻鳥禽。家禽生產設施將鳥禽關起來以保護它們免受捕食者和極端環境的傷害，捕食者和極端環境會造成死亡或減緩生長、飼料效率、免疫能力、繁殖力或蛋產量。家禽生產設施因而有效促進了管理大量鳥禽。雖然家禽生產設施能夠同時飼養大量鳥禽，但是大量的鳥禽產生必須經處理的廢料，這樣的一種廢料是空中塵埃和生物微粒。塵埃的靜電沉澱歷史上已被用來控制工業煙囪的排放。此技術也已被用來移除在生活空間內空氣中的塵埃。當使用靜電沉澱時，置於經處理的空域中的離子極化空氣中的任何微粒。之後，通過被吸引至接地收集板而從空氣中移除經極化的微粒。隨著時間推移，在收集板上收集日益增厚的微粒層。此日益增厚的微粒層降低了靜電沉澱系統的效率，因為微粒層將收集板與被極化的空中微粒絕緣。為提高靜電沉澱系統的效率，周期性地清理收集板以去除累積的微粒是必要的。此類靜電沉澱系統的缺點在於，一個收集板僅可以處理有限空域。多個收集板系統的成本和尺寸降低了在灰塵瀰漫的和較大的空域中使用靜電微粒離子化的可行性。Mitchell等人的美國專利第6，126，722號使用電暈點來向大的經處理空域中進行負離子放電。此系統依賴於內部的接地表面並依賴對空域進行限制來吸引並保持電離化微粒。雖然此系統在經濟地處理大的灰塵瀰漫的空域以減少空氣中的塵埃方面是有效的，但極化微粒在接地表面上累積並導致接地表面日益變得更加被絕緣，這降低了此系統的效率。雖然手動的和/或機械的清理將維持期望的電離水平，但是手動地或機械地清理接地表面的成本和有限能力使得此系統不是最佳結果。

發明內容
本發明的一實施例涉及一種通過維持家禽生產設施內的靜電微粒電離系統中的電離場強來改善家禽住所內的空氣品質的方法。本發明的另一實施例涉及一種用以提高家禽生產設施內的空氣品質的系統。該系統包括圍場(enclosure)、至少一接地平面、至少一電暈點和一電離場強調節裝置。所述圍場適於容納(receive)多個家禽。所述至少一接地平面相對於所述圍場可操作安的裝。所述至少一電暈點相對於所述圍場可操作的安裝。所述電離場強調節裝置使得所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間的距離能夠被調節。本發明的另一實施例涉及一種用於提高圍場內的空氣品質的系統。該系統包括至少一接地平面、至少一電暈點和一電離場強調節裝置。所述至少一接地平面相對於所述圍場可操作的安裝。所述至少一電暈點相對於所述圍場可操作的安裝。所述電離場強調節裝置使得所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間的距離能夠被調節。本發明的另一實施例涉及一種用於提高空氣品質的方法。該方法包括提供圍場。 至少一接地平面相對於所述圍場可操的作安裝。至少一電暈點相對於所述圍場可操作安裝。通過改變所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間的距離，用電離場強調節裝置調節所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間產生的電離場強。


附圖被包括進來是為了提供對實施例的進一步理解，且被包括於此說明書中成為此說明書的一部分。附圖繪示實施例且與說明一起用來解釋實施例的原理。其他實施例和實施例的許多期望的優點將易於理解，因為它們通過參考下面的詳細說明變得更好理解。 附圖的元件不一定按照彼此相對應的比例縮放。相同的參考數字表示相對應的類似部件。圖1為靜電微粒電離系統的電暈點的照片。圖2為結合靜電微粒電離系統使用的電暈點組件的側視圖。圖3為安裝在電暈點組件的脊上的電暈點的側視圖。圖4為結合靜電微粒電離系統使用的高度調節裝置的照片。圖5為結合靜電微粒電離系統使用的調節裝置的照片。圖6為包含靜電微粒電離系統的家禽生產設施的內部區域的照片。圖7為不包含靜電微粒電離系統的家禽生產設施的內部區域的照片。圖8為圖6中家禽生產設施的頂部的下表面的照片。圖9為圖7中家禽生產設施的頂部的下表面的照片。
具體實施方式
本發明的實施例是針對一種用以維持靜電微粒電離系統中電暈點和接地平面之間電離場強度的方法。增加靜電場強將維持把負離子向空域內的放電維持在期望水平。因而，與不允許調整場強的靜電微粒電離系統相比，此技術在更長一段時間維持系統減少塵埃的潛力。靜電微粒電離系統10 —般包括至少一接地平面20和至少一電暈點22，如在圖1 至3中所繪示。當靜電微粒電離系統結合家禽生產設施使用時，諸如在圖4中所示，接地平面20可被合併到家禽生產設施的組件中。在某些實施例中，接地平面20可被合併到家禽生產設施的頂部中和/或被附接至家禽生產設施的頂部。雖然在圖1至2中接地平面20被示為起皺，但是接地平面20採用各種其他構造也是可能的，諸如大體上平坦和/或以非連續的陣列製成。使用本發明構想，接地平面20可由各種材料製成，使得接地平面20能夠被充電以促進將微粒吸引至接地平面20。電暈點組件22包括脊(Spine)M和至少一電暈點26，電暈點沈安裝至脊M上， 如圖2所示。雖然脊M被繪示為大體上線性的，但是脊對採用各種其他構造是可能的。脊 M可由導電材料製成。此導電材料的一範例是不鏽鋼杆。在某些實施例中，不鏽鋼杆具有約16標準尺寸(gauge)的直徑。雖然用很長長度，諸如大於100英尺來形成脊M是可能的，但在某些實施例中，脊 24具有約2英尺到10英尺之間的長度。在某些實施例中，如圖1所示，多個脊M可串聯附接至導線觀，使得本發明系統能夠在相當長，諸如具有超過100英尺長的應用中使用。電暈點沈可採用各種構造。在某些實施例中，各電暈點沈各具有大體上為V形的構造，V形的構造的兩條腿部以高達約150度的相對於彼此的角度而取向，如圖3所示。 在其他實施例中，電暈點26的腿部能以約90度的角度而取向。使用本發明構想，電暈點沈可由各種材料製成。在某些實施例中，電暈點可由導電材料製成，諸如不鏽鋼杆。不鏽鋼杆可具有約16標準尺寸(gauge)的直徑。電暈點沈的末端可漸縮成一點。可相信，在電暈點沈的末端的該點的銳度在本發明系統的性能上可發揮重要作用。電暈點26的各腿部的長度可彼此大致相同。在某些實施例中，電暈點沈具有約0. 75英寸的長度。多個電暈點沈被附接至脊對。在某些實施例中，電暈點沈以彼此間分隔開的關係安裝，且以與脊M的諸端分隔開的關係安裝。相鄰電暈點沈之間的間隔可大致相同。在某些實施例中，電暈點沈以約1到6英寸的間隔安裝。在其他實施例中，電暈點沈以近似2. 275英寸的間隔安裝。電暈點沈和脊M的端部之間的間隔可大約為電暈點之間距離的1/2。在某些實施例中，電暈點沈和脊M的端部之間的間隔為約1. 25英寸。 利用上述尺寸，可以有16個電暈點沈附接至長度約36英寸的脊M。電暈點22相對於接地平面20可移動的安裝，使得電暈點22與接地平面20之間的距離可變化。高度調節系統30可附接至電暈點22。高度調節系統30可包括電纜32。雖然圖示中顯示，在單個部位電纜32被附接至電暈點22，但是可能在多個部位將電纜32附接至電暈點22，以提供對電暈點22的足夠支撐，使得接地平面20與電暈點22之間的距離可被精確地保持。在接地平面20是家禽生產設施的頂部的情況中，至少一導向部件34可附接至接地平面20，如圖1所示。所示至少一導向部件34適於容納(receive)電纜32。導向部件 36也可以放置在接近於頂部與側壁的交叉部分處，如圖4所示。導向部件36也控制電纜 32的定位。調節裝置38可附接至電纜32的一端，如圖5所示。在當人站立於地上時便於啟動調節裝置38的高度，調節裝置38可附接至側壁。使用本發明構想，調節裝置38可採用各種形式。在某些實施例中，調節裝置38為在收緊模式(wind mode)、放鬆模式(unwind mode)和鎖定模式下可操作的棘齒。電暈點22和接地平面20之間的距離可變化以維持靜電微粒電離系統的期望電流強度。在某些實施例中，電暈點22和接地平面20之間的距離可在約6英寸到12英寸之間。高度調節裝置30的組件可與電暈點22電氣絕緣。在某些實施例中，電氣絕緣可由聚丙烯或特氟隆(TEFLON)墊片40來提供。 當電流可結合本發明構想而被使用時，電流可以提供有以高電壓和低電流強度提供以減小與電擊相關的健康危害的可能潛在性。在某些實施例中，在此系統中使用的電流強度大約為毫安級。潔淨室空氣空間內的靜電微粒電離系統的安培數可根據各種因素而變化。此類因素的範例包括運行的電暈點長度。這些因素在電離期開始時通常是已知的。隨著塵埃在接地平面20上聚集且開始日益增加的將接地表面與運行的電暈點絕緣，得出的安培數將開始降低。為補償安培數的降低，本發明的靜電微粒電離系統使運行的電暈點能夠被移近接地平面20。通過將電暈點22移近接地平面20，靜電場強將被增加，這將導致安培數增加。 使用此技術，系統的電離電位可被維持在原始的安培數水平。雖然圖中所示的系統被手動調節，但是構造用於自動調節的靜電微粒電離系統也是可能的。在某些實施例中，自動系統可不斷調節電暈點22與接地平面20之間的距離以維持期望的安培數讀數。實際上，所有的空中微粒都帶有正電荷。這些帶正電荷的微粒被吸引至帶負電荷的微粒。當此過程發生時，微粒變為被極化的。這些被極化的微粒彼此吸引且被吸引至接地表面。此過程因而移除了空氣中的空中微粒，並阻止了吸入至可出現感染的呼吸道。當感染發生時，疾病傳播，引發健康問題，同時吸入這些材料的人員、動物和鳥類的免疫系統變弱。空氣品質被提高，因為靜電微粒電離系統降低了空氣中塵埃、微粒、氨和硫化氫的水平。負離子妨礙微生物的細胞功能。此破壞可殺死微生物，且因而消除微生物感染鳥類或在家禽生產設施中工作的人的可能性。使用本發明構想的益處在照片4至7中繪示。圖4是包含用於提高空氣品質的系統的家禽生產設施的內部部分的照片。圖5是不包含用於提高空氣品質的系統的家禽生產設施的內部部分的照片。如由這些圖所顯示，不包含用於提高空氣品質的系統的家禽生產設施，與包含用於提高空氣品質的系統的家禽生產設施相比，具有相對較高的空中塵埃水平。此外，圖6和7分別為包含和不包含用於提高空氣品質的系統的家禽生產設施中的天花板的下表面的照片。包含用於提高空氣品質的系統的家禽生產設施的天花板具有顯著的塵埃層(圖6)，而不包含用於提高空氣品質的系統的家禽生產設施的天花板具有低得多的塵埃水平(圖7)。雖然家禽生產設施中的高塵埃和生物微粒濃度將特別受益於使用用於提高空氣品質的系統以及本發明的相關方法，但是包含塵埃和生物微粒的其他建築物受益於使用用於提高空氣品質的系統以及本發明的相關方法也是可能的。本發明的另一益處在於，減小通風成本。在許多熟知的通風系統中，風扇將空氣吹入家禽生產設施，和提供排氣口，在該排氣口滿載微粒的空氣被排出家禽生產設施之外。此過程可導致由滿載微粒的空氣中的塵埃和生物微粒引起的環境汙染。此外，對於禽類最佳生長而言，在周圍溫度太低或太高的區域中，如此更換的空氣必須以顯著成本被加熱或冷卻。改變本發明構想以用在除了家禽之外的應用，而用於結合產生顯著的空中微粒水平的其他牲畜諸如豬的應用中是可能的。改變本發明構想用於具有高空中微粒水平的其他結構內是可能的，此一結構的範例是在焊接工廠中。此外，在未被限制在圍場內的區域中使用本發明構想是可能的。這些其他應用的範例包括產生塵埃和/或生物微粒的室外活動。除了為在家禽生產設施內工作的人員提高空氣品質之外，已認識到的是，當與不向禽類提供提高的空氣品質的家禽住所相比時，家禽生產設施內提高的空氣品質也可以增加家禽生產的生產率。家禽生產生產率的提高可被測量的幾個因素是，在特定的一段時間內飼料轉化率和家禽的總體質量。甚至3% -4%範圍內的相對低的增長可提供財政理由來保證安裝本文所討論的用於提高空氣品質的系統。在前面的詳細說明中，對附圖作了參照，附圖形成詳細說明的一部分，且在附圖中通過說明本發明可被實施的特定實施例來繪示。在此方面，方向術語，諸如「頂部」、「底部」、 「前部」、「後部」、「前面」、「後面」等參照圖中所描述的方位來使用。由於實施例的組件能以許多不同方位來定位，方向術語被用於說明目的而絕不是限定。要明白的是，其他實施例可被利用且在不背離本發明的範圍的情況下可作出結構上的或邏輯上的改變。前面的詳細說明，因而不是以限定意義來看待，本發明的範圍由所附的權利要求來限定。考量的是，在本申請案中公開的特徵以及上面以引用方式包含進來的申請案可被混合和相匹配以適合特定情形。各種其他修改和改變對本領域技術人員而言將是顯而易見的。
權利要求
1.一種用於提高家禽牲畜生產設施內的空氣品質的系統，其特徵在於其中，所述系統包含適於容納多個家禽的圍場；相對於所述圍場可操作的安裝的至少一接地平面；相對於所述圍場可操作的安裝的至少一電暈點；電離場強調節裝置，使得所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間的距離能夠被調節。
2.根據權利要求1所述的空氣品質提高系統，其中，所述電離場強調節裝置使得能夠在所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間提供相對恆定的電離場強，以移除所述圍場內的空中微粒。
3.根據權利要求2所述的空氣品質提高系統，其中，所述電離場強調節裝置監測由所述空氣品質提高系統得出的電流強度，並響應於所述電流強度的改變而改變所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間的距離。
4.根據權利要求3所述的空氣品質提高系統，其中，響應於由所述空中微粒在所述至少一接地平面上的聚集而導致的所述至少一接地平面的隔離，得出的電流強度降低。
5.根據權利要求1所述的空氣品質提高系統，其特徵在於其中，所述至少一接地平面被合併到所述圍場中。
6.根據權利要求1所述的空氣品質提高系統，其中，所述至少一接地平面和所述至少一電暈點由導電材料製成。
7.根據權利要求1所述的空氣品質提高系統，其中，所述至少一電暈點在進一步包含脊的電暈點組件中提供，所述至少一電暈點安裝至所述脊。
8.根據權利要求7所述的空氣品質提高系統，其中，所述至少一電暈點包含多個電暈點，且其中所述多個電暈點以隔開構造安裝在所述脊上。
9.一種用於提高圍場中的空氣品質的系統，其中，所述系統包含相對於所述圍場可操作的安裝的至少一接地平面；相對於所述圍場可操作的安裝的至少一電暈點；電離場強調節裝置，使得所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間的距離能夠被調節。
10.根據權利要求9所述的空氣品質提高系統，其中，所述電離場強調節裝置使得能夠在所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間提供相對恆定的電離場強，以移除所述圍場內的空中微粒。
11.根據權利要求10所述的空氣品質提高系統，其中，所述電離場強調節裝置監測由所述空氣品質提高系統得出的電流強度，並響應於所述電流強度的改變而改變所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間的距離。
12.根據權利要求11所述的空氣品質提高系統，其中，響應於由所述空中微粒在所述至少一接地平面上的聚集而導致的所述至少一接地平面的隔離，得出的電流強度降低。
13.根據權利要求9所述的空氣品質提高系統，其中，所述至少一接地平面被合併到所述圍場中。
14.根據權利要求9所述的空氣品質提高系統，其中，所述至少一接地平面和所述至少一電暈點由導電材料製成。
15.根據權利要求9所述的空氣品質提高系統，其中，所述至少一電暈點在進一步包含脊的電暈點組件中提供，所述至少一電暈點安裝至所述脊上。
16.根據權利要求15所述的空氣品質提高系統，其中，所述至少一電暈點包含多個電暈點，且其中所述多個電暈點以隔開構造安裝在所述脊上。
17.一種用於提高空氣品質的方法，其中，該方法包含提供圍場；相對於所述圍場可操作的安裝至少一接地平面；相對於所述圍場可操作的安裝至少一電暈點；通過改變所述至少一電暈點與所述至少一接地平面之間的距離，用電離場強調節裝置調節所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間的距離。
18.根據權利要求17所述的空氣品質提高方法，其中，所述電離場強調節裝置使得能夠在所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間提供相對恆定的電離場強，以移除所述圍場內的空中微粒。
19.根據權利要求18所述的空氣品質提高方法，其中，所述電離場強調節裝置監測由所述空氣品質提高系統消耗的電流強度，並響應於所述電流強度的改變而改變所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間的距離。
20.根據權利要求19所述的空氣品質提高方法，其中，響應於由所述空中微粒在所述至少一接地平面上的聚集而導致的所述至少一接地平面的隔離，得出的電流強度降低。
21.根據權利要求17所述的空氣品質提高方法，其中，且進一步包含將所述至少一電暈點安裝至脊。
22.根據權利要求21所述的空氣品質提高方法，其中，所述至少一電暈點包含多個電暈點，且其中所述多個電暈點以隔開構造安裝在所述脊上。
全文摘要
一種用於提高家禽生產設施內的空氣品質的系統，包括圍場、至少一接地平面、至少一電暈點和一電暈點位置調節裝置。所述圍場適於容納多個家禽。所述至少一接地平面相對於所述圍場可操作的安裝；所述電暈點位置調節裝置，使得所述至少一電暈點和所述至少一接地平面之間的距離能夠被調節。
文檔編號A61L9/22GK102341129SQ201080009921
公開日2012年2月1日 申請日期2010年4月22日 優先權日2009年4月24日
發明者約翰·鮑姆加特納, 馬修·鮑姆加特納 申請人:鮑姆加特納環境學有限公司