[发明专利]空气离子化模块及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于产生包含基本平衡的正及负空气离子量以对带电物体上的静电荷加以中和的气流的设备及方法。

背景技术

某些已知的静电荷中和器通常对施加至升压变压器的交流电流(AC)进行操纵，以产生施加至尖头电极的高离子化电压。理想地，此种中和器的运行应产生由电平衡的正及负离子量形成的移动气流，所述移动气流可引向带有必须加以中和的不利静电荷的邻近物体。

已知各种用于使用偏压控制网格、浮动电源及类似装置来使移动气流中所输送的正及负离子量基本平衡的电路。然而，此种常规平衡电路通常包括体积大的变压器且缺少手动平衡或偏置调节的能力。

另外，常规离子产生器呈现出低的离子产生效率及因电极尖端上的高电流密度而对发射器电极的腐蚀、以及因电极尖端受到侵蚀而引起的微粒污染。由钛或硅形成的电极可降低会促使离子产生效率随着时间下降的电极腐蚀的速率，但在复杂设备中最终更换受到腐蚀的电极会造成成本过高的维护要求。

因此，需要借助可易于维修且便于调节以进行偏置控制及手动平衡的低维护性设备在流动气流中有效地产生平衡的空气离子量。

发明内容

根据本发明的一个实施例，离子化模块对所施加的AC进行操纵，以有效地产生基本平衡的正及负空气离子流动流，所述离子流动流可引向带静电荷的物体、或者引入要加以中和的空气离子不平衡的环境中。离子化电极包括在最大流动速度空气流区域内制作成封闭外形形状的细金属丝，且参考电极设置于离子化电极上游及下游的大体不同的距离处，以增强离子产生效率及平衡控制。高压电源电路连接至离子化电极并加以分接以得到低压来作为偏压提供给下游参考电极。以绝缘材料制成的出口结构设置于所述流动空气流内，以帮助平衡在所述空气流中流动的正及负离子。

附图说明

图1为一根据本发明一个实施例的设备及电路的示意侧面图；

图2为一根据本发明另一实施例的离子产生单元的示意侧面图；

图3为一曲线图，其图解说明随施加至下游参考电极的偏压而变化的出口气流中的离子流偏置电压；

图4A，4B为根据本发明的离子化电极的各种实施例的正面示意图；及

图5为一曲线图，其图解说明根据本发明，径流式风扇的空气流中具有可供使用的最大流动速度的区域。

具体实施方式

现在参考图1所示的示意侧面图，图中显示风扇11，其经设置以使风扇叶片围绕在支撑外壳17的输入与输出端口13，15之间大致对齐的纵向轴旋转。离子化电极19，如在下文中所详细阐述，支撑于风扇11下游位置处的绝缘外壳17中。一对参考电极21，23支撑于通常相对于离子化电极19位于上游及下游不同距离处的绝缘外壳17中。绝缘网络结构25跨出口端口15设置，以通过其将包含正及负离子的流动空气流朝要进行静电荷中和的带电荷物体20传送。

高压电源27包括升压变压器29，升压变压器29通过电容器31将二次绕组的一个端子连接至离子化电极19、并通过可调分压器或电位计33将二次绕组的另一个端子连接至地。从分压器33中得出的可调AC电压经整流35并作为DC偏压施加至下游参考电极23。当然，一在一个极性与相反极性的高离子化电压之间重复切换的电源也可交替地激励离子化电极19。当支撑于绝缘外壳17中时，电极19，21，23均对地电绝缘。

在运行中，空气响应于风扇11围绕在入口与出口端口13，15之间大致对齐的旋转轴旋转而通过入口端口13流入外壳17中。如图5的曲线图中所示，由风扇11的径向叶片所形成的最大空气流速37出现在相对于风扇11的旋转轴的沿径向所选的位移量处。因此，如图4A，4B中所示，离子化电极19在最大空气流速度区域中设置成大致连续的细导电丝。细丝或金属丝19由钨或不锈钢或一种包括此种材料的镀金复合结构形成，其直径介于约20-200微米范围内，且较佳介于约50-60微米范围内，以在促进沿离子化电极19整个长度上的高离子化电场强度的同时提供足够的机械强度。离子化电极19在绝缘外壳17内支撑于多个绝缘支架39上，所述多个绝缘支架39形成呈大致封闭外形或多边形的离子化电极，其中其封闭区域大致垂直于入口与出口端口13，15之间的空气流方向设置的。