CN1005886B - 气流装置 - Google Patents

Abstract

一种借助于所谓电离子风的气流装置，它包括至少一个电晕极（Ｋ）和一个位于电晕极（Ｋ）的顺流方向并与之有一定距离的靶极（Ｍ），一个其端子分别联接电晕极和靶极的直流电压源；电晕极的结构和电压源电压的选择，使电晕极发生释放空气离子的电晕放电。通过对电晕极的有效屏蔽而阻止逆向离子流，从电晕极到靶极接收大部分离子流的部分的距离至少是５０毫米，最好不小于８０毫米。

Description

气流装置

本发明涉及到一种借助于所谓离子风或电晕风作用的气流装置，尤其涉及包括至少一个电晕极、靶极及一个直流电压源的气流装置。

这种装置本是为了和空气净化设备一起使用而研制出来的，例如像静电除尘器和空气处理系统以及通风系统和空调系统这样的设备;不过，这个发明应用到许多其它需要输送空气的场合也是有效益的;例如，对电气设备或电气装置进行冷却以及与加热设备，例如电热空气火焰（electric hot-air blaze）一起使用的情况。

现今，在上述的设备和系统中输送空气几乎都只采用各种不同形式的机械风扇。这样的机械风扇再加上驱动电机，除了笨重及需要相当大的空间外，价格还较贵，而且还消耗很大能量，运行费用很高。运行时，风扇还发出很大的噪声;在使用这样的风扇和鼓风机的许多地方（例如居住区和某些工作场所），噪声是很令人讨厌的。

大家知道，借助于所谓离子风或电晕风来输送空气在原则上是能够实现的。当一个电晕极和一个靶极相互间有一定的距离且每一电极都连到直流电压源相应的端子上时，就会产生离子风;对电晕极的设计和直流电压源的电压要使电晕极产生电晕放电。由于离子带有和电晕元件相同的极性，这种电晕放电会导致空气的电离并且还可能形成所谓带电的悬空微粒，即在空气中存在的固态微粒或液态微粒，与带电的空气离子碰撞时而带电。在电场的影响下，空气离子从电晕极迅速移向靶极，并在靶极处放掉它们的电荷而变成电气上中性的空气微粒。当它们在两个电极间通过时，空气离子不断碰撞电气上中性的空气微粒，从而将静电力也传递给这些空气微粒，于是，空气微粒与空气离子一起沿着从电晕极到靶极的方向被吸引过去，从而就造成了所谓离子风或电晕风形式的传输空气。

借助于离子风的气流装置是大家知道的技术，这样装置的实例特别在DE-OS2854716、DE-OS2538959、GB-A2112582、EP-Al-29421和US4380720中已作了叙述和说明。但是，已发现这些利用离子风或电晕风的现有技术的气流装置效率很低，并且没有任何实际意义，其原因似乎是对通过这种装置传输空气的全过程的实际作用原理缺乏明确的了解。从而，用以前提出的离子风作用的气流装置的实施方案达到实际上输送足够的空气量又不将电晕电流提高到一定值是不可能的;但当在人们居住的环境利用这样的装置时，这个电晕电流值大大地超过了那些被承认的容许值。众所周知，尤其是对静电除尘器的电场，电晕放电时会产生化学的化合物，主要有臭氧和氮的氧化物，这些对人都具有刺激作用;而且当它们在空气中的浓度过高时，会有害于健康。如果发生电晕放电，这些化学化合物就会按一定的比率产生，这个比率是依电晕电流大小和极性而定的。因此，目前在人们居住环境中采用的静电空气过滤器以正极性电晕放电和一定值的电晕电流下工作;在正常运行情况下，这个电流值实际上正比于单位时间内通过过滤器的空气量。在这方面，电流强度要与要求产生的臭氧和氮的氧化物的允许量相适应，当空气流量为100米³/时（m³/h）时电晕电流为40～80微安（uA）量级。我们知道，在以离子风工作并用于人们生活环境的气流装置中，所利用的电晕电流也必须限制到上述量值。在现有技术利用离子风输送空气的装置中，由于设备的效率低，这是不可能达到的。例如，根据报告，在EP-Al-29421和US4380720中所提出的装置中，在建议的15KV电晕电压下，用1W电晕功率，空气流量可达到1升/秒（1/S），于是，当转换到100米³/时（m³/h）的空气流量时，这个装置将消耗大约1900微安（μA）。比人们居住环境容许的电晕电流值高出大致30倍。

因此，本发明的一个目的就是提供一种在本文介绍中提到的改进的且效率高得多的气流装置，并且该装置的效率使它实际上也能应用在人居住的环境中。

本发明为一种借助于电离子风的气流装置，该装置包括至少一个电晕极;至少一个能让空气通过此装置流动并位于距电晕极在顺流方向（按上述空气之所希望的流向）的某一距离处的靶极;一个一端连于电晕极而另一端连于靶极的直流电压源;电晕极的结构和电压源的端子之间的电压能使电晕极发生释放空气离子的电晕放电;其特征为：将电晕极在它的逆流方向屏蔽的屏蔽装置，沿上述逆流方向的任何离子电流之值与出自电晕极的该任何离子流的移动距离之积实际为零，或者在任何情况下都远远小于沿从电晕极到靶极的顺流方向的离子流之值与该离子流的移动距离之积;并且该电晕极与靶极接受大部分上述顺流方向离子流的部份之间的距离，至少是50毫米。

现在参考附图对发明进行更详细的叙述。

图1是电晕极和靶极之间离子移动的示意图;

图2～7和9～13为图示说明本发明装置的若干不同实施方案;

图8是电晕电流与电压函数关系曲线。

首先给出对空气输送起决定作用的基本条件的概要。借助于在电晕极和靶极之间产生的离子风或电晕风可以实现空气传输，靶极沿轴向依所希望的气流方向安排在电晕极顺流处。图1是用一根细金属丝

离子的迁移率本来是在很宽的范围内变化的，不过在本文所需的领域里，可以假设轻离子占优势，它的迁移率为

C＝2.5·10^-4米²/伏秒（m²/VS）

一些远不如空气离子那么容易移动的带电粉尘，只构成系统内全部电荷中小部份，可以忽略。也可以假设空气离子只是系统内全部空气的一个很小的部份，气流的速率又至少比空气离子的运动速度低10的一次方倍。于是，相对于空气离子的移动速度来说，周围空气可以假设为静止不动的。

带电空气离子相对于周围空气的移动速度V正比于它们的迁移率C和电场强度E，所以

（1）

也可以假设稳态情况占优势，所以在系统之给定的部分体积内电荷密度是常数，即每单位时间供到系统的电荷等于从系统中移走的电荷。因此，空气中的电流密度可以表示为电荷的移动速度V和电荷密度ρ的乘积

（2）

式中，i是电流密度。

空气的单位体积的力是电荷密度ρ和电场强度E的乘积，即

（3）

式中f是空气单位体积的驱动力。应用以上方程式（1）（2）和（3）可得

（4）

即单位体积力可以由电流密度对离子迁移率的比值表示。

如图1所说明的，我们现在考虑一个“电流通道”，这个通道在K和M两个电极之间传导全部离子电流I的一个无限小的分量dI。这个电流通道的中心线永远平行于电流密度向量i,其横截面积ds的表面法线平行于电流密度向量。

现在我们考虑这个电流通道的一个体积单元;

dv＝ds·dl （5）

式中，dv是一个无限小的体积，dl是在电流通道方向上的一个无限小长度。作用在电流通道中每个这个这样的体积单元表面法线方向上的力为

（6）

这个体积力dF具有一个沿着输送空气方向W的分量和对该方向成直角的一个分量。假设当横跨这个装置中气流通道或路径的整个横截面去合成体积力时，则这些横＊向力互相抵消，可以忽略不计。因此，在一个电流通道内总的输送力是

式中H是电晕极K和靶极M之间沿着气流方向的距离。

于是，在气流通道中总输送力F_T可以表示为

（8）

式中S是气流通道总的横截面积，I是总的离子电流或电晕电流。

因此，所建立的平均压力可写为

（9）

于是，输送力正比于总离子电流或电晕电流I和它的移动路径H的乘积，即正比于所谓“电流-距离”H·I。

可以证明，由于建立起压力而形成的总空气流量可写成

（10）

式中，Q是空气流量，K是一个无量纲的空气动力阻力系数，r_Ａ是空气密度。

从方程式（10）可以看出，空气输送量正比于总离子电流或电晕电流I和它的移动距离H之积的平方根。

因此，为了在所希望的方向上，即从电晕极出发向着靶极的方向，得到一个较高的空气流量，就应该努力在从电晕极出发的顺流方向，即从电晕极出发向着靶极的方向上获得高的离子电流与其移动距离之乘积的数值。输送力增加，总的空气流量也增加;这可以通过增加总的离子流电强度，或者增加电晕极和靶极间的距离来实现。但是，正如上边提到的，如果此装置用于有人的环境中，那就不允许把离子电流或电晕电流的强度增到超过给定的最大值，因为考虑到产生的对人体有害的臭氧和氮的氧化物的量主要是与电晕电流成正比的。结果，在这方面唯一剩下的有影响的参数就是电晕电流移动的距离，即电晕极和靶极之间的轴向距离。因此，根据本发明，建议在电晕极和靶极接收大部分离子电流的主要部分之间的距离，最短是50毫米（mm），最好至少有80毫米（mm）。

也可以看出，当应用前述那种汽流装置时，空气离子流也能从电晕电极沿着逆流方向移动，即与所要求的输送空气方向相反，若位于电晕电极逆流方向有相对于电晕电极具有一定电位的导电物体，就有可能造成上述的离子移动。不难理解，这样就大大地减少了所要求的通过装置的总的输送空气量。对从电晕极发出逆向离子流的可能性。已经在这里讨论的那种气流装置的设计中加以考虑，可充分地保证在电晕极逆流方向的导电物有足够远的距离，并且逆向离子流非常小。然而，正如上边方程式（9）中所证实的，离子流产生的输送力是正比于上述离子流强度及其移动距离的乘积，但反过来也可看出，如果逆流方向离子流具有很长的移动路径时，即使从电晕极出发的逆向离子流非常小，仍然可能在与所希望的空气输送方向之相反的方向造成相当大的输送力。

必须看到，从本文的上下文中，“导电”一词必须视为在此类装置中仍占有重要地位的与极小的电流密度有关的概念，这里所指的电流密度是1毫安/米²（mA/m²）的量级。因此，在本发明所涉及的气流装置中，可以被认为是导电物或具有导电表面的东西，在电晕极的逆流方向上总是存在的。比如，这些东西可以是网络或网状结构，也可以是装置本身在气流导管入口处的另件;甚至没有这些东西时，如管壁表面，设备另件，家俱或人体，只要位于气流导管入口处不远，就都可以成为导电面，而产生从导管中电晕极到此导电面的逆向离子流。

努力改善效率，即把电晕电流限制在容许的数值而又获得较高的空气流量，在本发明的气流装置中是依靠下面的方法实现的：把靶极安置在离电晕极有特定距离的位置上，这个距离（从电晕极到靶极接收从大部份离子流部份的距离，也就是从电晕极发出的顺向离子移动的距离）最短为50毫米（mm），最好不少于80毫米（mm）;再有是保证从电晕极发出的逆向离子流强度及其移动距离之积实际为零，或在任何情况下都远远小于从电晕极发出的顺向离子流强度与其移动距离之积。后者业已实现，方法是按照本发明，在逆流方向上对电晕极进行有效的屏蔽，使离子流不能在电晕极逆向流动，或者至少使能逆向流动的离子流非常小而且其移动距离也非常短。

按照本发明的一个实施方案，上述对电晕极在逆流方向所需要的屏蔽可通过将连接到电晕极的直流电源的端子接到某一电位上来实现，这个电位基本上与紧挨装置的环境电位相同，实际上是以与装置外壳及其它不带电部分相同的方式接地。前面已建议，使这种气流装置的电晕极处于地电位值，而不是接在某一高电位。原来一直认为。这两种选择就空气传输的机理来说是互相等效的，并且在逆流方向对电晕极加以屏蔽的努力中，没有将电晕极本身也接到地电位。

但是，在很多情形下，出于各种实际原因，并不希望把电晕极接至地电位，而可能希望将靶极接到地电位，或者将电晕极和靶极接到对地呈反极性的电位上，以此降低对高压绝缘的要求。按照本发明的另一个实施方案，采用电工学其它领域中已知的方法，将一个导电屏蔽元件安置在电晕极的逆流方向，并使该元件的电位与电晕极的电位相一致，结果在电晕极逆流方向形式了一个等电位壁垒，该壁垒实际上阻止了逆向运动的离子流，用这样的方法也可以实现所希望的在逆流方向对电晕极的屏蔽。前面曾建议，对于所讨论的这种气流装置，在电晕极逆流方向设置屏蔽极，并把屏蔽极连接到与上述电晕极相同的电位上。为此提出了一些方案，如一台具有串级结构的气流装置。该装置包括许多电晕极组和靶极组，它们在气流导管中沿轴向顺序排列。不论在何种情形下，有效地屏蔽电晕极以阻止离子流逆向运动，这对于提高气动装置的效率是至关重要的，但以前未能早就了解和领悟到这一点。

为了对电晕极加以必要的屏蔽以阻止不希望的逆向离子流，还存在着第三种，也是特别令人兴奋的可能性;即将包围装置的各个电极的气流导管向电晕极逆流方向伸延相当的距离，也即在气流导管的入口端处延长，该导管的管壁宜于采用一种电介质材料（例如用一种适用的塑料材料）以大家熟悉的方法来制作。试验表明，当所讨论的这种气流装置运行时，在气流导管电介质管壁上出现了一种表面电荷过剩现象，只要管壁材料处于优势电场作用下，这种电荷就能长期维持下去。“过剩电荷”在这里指的是电介质材料表面的电荷;根据对具有弱电导率的电介质材料的传统理解，存在着表面电荷，“过剩电荷”就附加在这种表面电荷上。现在还不十分清楚为什么这种过剩电荷会出现气流导管的电介质管壁上，不过这个现象本身已被实验所证实，这种现象似与制造永久极化电介质所利用的现象有关。在后一种情形下，特殊的电介质材料要经受强电场和离子电流的联合作用。这样，过剩电荷就被持久地束缚在这种材料的结构中，尽管这种材料具有某种程度的导电性，电荷也不会被传导出去。因此，联系到在所讨论的这种气流装置中遇到的上述现象，对于在这方面技术有经验的人来说，他就可以显而易见地设想到：在气流导管电介质管壁上的过剩电荷也会被束缚在电介质材料的结构之中，而唯一的条件是这种材料要置于电场的作用之下，应用这种现象，有助于实现对电晕极在逆流方向必要的屏蔽，其方法是在离开电晕极的逆流方向，即导管入口端处，将气流导管及其电介质管壁延伸一段距离，这样，在装置投入，后，在电晕极射出的离子流的影响下，导管壁上立即出现过剩电荷，从而有效地屏蔽了出现在电晕极周围的离子云，对抗可能产生的电晕极逆流方向的电场，以此获得有效的屏蔽层，防止来自电晕极逆向运动的离子流。可见，气流导管向电晕极逆流方向伸展得越远，提供的屏蔽效能越高。试验表明，气流导管在电晕极逆流方向延长的距离至少为电晕极和靶极之间距离的1.5倍，则可得到令人满意的屏蔽效果。还可以看到，随着气流导管宽度的减少，屏蔽作用会更加有效。也就是说，相对的电介质管壁之间的距离越小，所产生的屏蔽作用的效能越高。在气流导管横截面积较大的情况下，在电晕极逆流方向上把导管分为许多互相平行的局部导管可以有效地提高屏蔽效果，这是用一些与导管壁相平行的细长的隔板来实现的。例如，隔板壁可以作成条形，以电介质那样的材料制造。尽管气流导管向电晕极逆流方向延伸的距离大约仅等于电晕极和靶极之间的距离，这样的装置还是能够使电晕极得到有效的屏蔽，以阻止逆向离子流。

这种气流装置在用于人们居住环境时所遇到的另一个严重问题是：尽管施加的电压很高，但触及该装置时必须保证安全。借助于机械手段当然可以提供防护设备，用完全不可渗透的壁来装备包围着装置电极的气流导管，并在导管的入口端和出口端安装防护网，这样就消除了有意或无意地接触带电极的可能性。但是，这样的防护设备对气流呈现出相当大的阻力，从而严重地削弱了通过装置的传送的气流，也降低了装置的效率。然而，在本发明的一个装置中表明，可以用一种简单得多并且更优越的方式提供完全令人满意的予防接触的安全措施。如上所述，按照本发明构成的装置运行在一个特别低的电晕电流水平上，在每100米³/小时（m³/h）的空气流量下为20-50微安（uA）的量级。由于电晕极和靶极之间的轴向距离大并且在逆流方向对电晕极的有效屏蔽，则有可能达到特别低的电晕电流值。由于这个低值电流消耗，该装置的带电极，不论电晕极或靶极，都可通过一个阻值特别高的电阻接到有关电压源的端子上去，而不需要把电压源电压增加到不可接受的水平。已经表明，给定这个串联电阻是容易的，没有任何困难。电阻阻值非常高，万一带电极被直接短路，短路电流水平很低，以致完全无害。对于人体触及这样的电气设备来说，通常把2毫安（mA）作为无害短路电流的限定值。如果短路电流低至大约100-300微安（uA），当接触带电极时，根本不会有任何不舒服的感觉。采用本发明的一个装置就不难做到这一点。例如，如果装置的带电极具有20千伏（KV）的运行电压且电晕电流是50微安（uA），带电极可以经由一个150兆欧（MΩ）的电阻连接到相应的电压源端子上，则电压源本身必须具有27.5千伏（KV）的端电压。当带电极被直接短路时，短路电流大约只有185微安（uA），若短路由直接接触电极所引起，这样低的短路电流不会产生不适感。然而，在现有技术靠电离子风运行的气流装置中不得不采用2000微安（uA）量级的大电晕电流。若要把短路电流限制在这样的数值，使得当人体直接接触带电极时不会引起不适，这实际上是完全不可能的。除了低水平的短路电流外，另一个有关接触安全措施的重要因素是电容性放电电流，当触及具有一定电容量的电极时会出现这种电流。然而，对于这种类型的具有相当电容量的电极，根据本发明，只要用一种高电阻率的材料制作这些电极，就可以将电容电流减小到完全容许的水平。鉴于按照本发明所用的低电流强度，不需要采用高导电性的电极就能装备一个高效的气流装置，因此不会带来其它缺点。

附图2以图解和实例说明了根据本发明制作的气流装置第一个实施方案的原理结构。这个装置包括一个用电气绝缘材料制成的气流导管1，通过该导管在箭头2所示方向产生气流。在气流导管中装有一个电晕极K。它对气流是可以透过的。在电晕极的轴向顺流方向上装设了一个靶极M，它对气流来说也是可以透过的。电晕K包含有一种导电材料，这种材料能很好地耐受臭氧和紫外线的作用。电晕极可以用各种不同的已知方法构成，在一个电场的作用下产生电晕放电。作为一个实例，在图2中示出的实施方案的电晕极K包括一根细金属丝或丝状体，它在横跨气流导管1的方向上伸展。但是电晕极也可能有很多其它不同的形状;例如，它可以包括许多细金属丝或许多丝状体，它们或者互相平行，或者以一种敞开的网状结构或网状物的形式布置。金属丝也可以绕制成螺旋形，或以类似的方式布置的其边缘外观呈直线形、锯齿形或波浪形的窄条，而不用细直的金属丝或丝状体。电晕极也可以包括一个或多个针状的电极元件，在气流导管1中基本上沿轴向排列。靶极M包含一种导电或半导电材料，或者一种敷有导电或半导电表面的材料，且靶极的表面不会引起电场的高度集中。靶极也可以按各种不同的已知方法构成，这部分地取决于电晕电极的结构。在图2的实施方案中，作为实例示出的靶极M包括两块互相平行的极板，它们位于气流导管中。如果电晕极是针形的，靶极以具有与气流导管同轴安装的圆筒形状较为有利。在气流导管1内层上的导电表面也可以作为靶极。靶极也可以包括很多并排布置的平面形或圆筒形的电极元件，其侧表面基本上与气流导管1的纵轴相平行。靶极也可以包括直线形或螺旋形绕制的金属丝，或若干直线形棒材;这些棒可以互相平行地排列，或者互相交叉而形成网状结构;靶极也可能具有一种穿孔圆盘的形状。然而，具有导电或半导电表面的靶极结构具有独特的优点;该表面以骨架的形式环绕着气流导管并且有一段延长部分与气流流向相平行;延长部分的长度至少为电晕极和靶极之间距离的五分之一。

根据本发明在下边的叙述，上述电晕极和靶极的示范实施方案原理上可用于所有的实施方案或装置中。

在图2所示的装置中，电晕极K和靶极M分别按常规方式连接到直流电压源3的相应的电极或端子上。在图示的例子里，电晕极K连接到电压源3的正极端子，以便获得正极性的电晕放电。从原理上讲，电压源3的极性也可能是相反的，以获得负极性的电晕放电。然而，通常希望正极性电晕放电，因为采用正极性电晕放电所产生的臭氧比负极性放电要少些，而臭氧是一种有毒的气体。

在图2所示的装置中，根据本发明，连接到电晕极K的电压源3的端子是接地的，结果电晕极K的电位实质上与实际装置中以类似方式接地的所有其余不带电部分的电位相同，同时，电晕极K的电位也与紧邻装置的环境电位相同。这样，电晕极K的电位就和处于电晕极K逆流环境条件下的电位相同，也与上述环境中的任何导电物体或表面的电位相同。因此，就不会在电晕极K的逆流方向产生所不希望的离子流。

如上所述，在电晕极K和接受大部分离子流的那部分靶极M之间最少要有50毫米（mm）的轴向距离，最好至少为80毫米（mm），这样空气就能通过气流导管，借助于大约20-50微安（uA）量级的低值电晕电流以一定的流量流动，例如100米³/时（m³/h），该电晕电流的数值对于产生臭氧和氮的氧化物来说是可以容许的。此外，如前所述，靶极M通过一个大的限流电阻8连接到直流电压源3时是有利的;万一由于接触靶极M而引起短路，电阻8可以将短路电流值限制为最多为300微安（uA）。由于靶极结构上的特点，靶极M的电容不是微不足道的，因此，用一种高电阻率的材料制作靶极是适宜的。在这方面，具有高电阻率同时又具备必要的导电能力的适用的材料是一种塑料材料，其中混入了一种磨成粉的导电材料，例如碳黑。这种已知的可用于制造靶极的材料，其表面电阻率大约在100千欧（KΩ）的量级或更高。

由上所述可知，对按照本发明构成的装置（例如图2所示），接触它是相当安全的，因此不需要采取任何其它措施或提供任何形式的安全设备以防止有意无意地接触电晕极K或靶极M。此外，由于电晕极K已接地，就不必担心离子流流向其它位置而不流向靶极。总的看来，按照本发明制造的一个气流装置实际上可以不包括任何形式的气流导管1，至少当该装置的主要目的是使空气在安装该装置的空间或区域内流动时是如此，这是出乎意料的。例如，按照本发明构成的一个装置可能就是如图3所示的非常简单的形式。根据本发明装置的实施方案包括一个电晕极K，它是在夹具之间伸展开的一段金属丝（单独画出），夹具装在适当的支座（未详细表示）上;还包括与电晕极K分开的靶极M，它也支持在上述结构的支座上。靶极M可以包括两个互相平行的导电表面，它们也和电晕极K相平行。另一种选择方案是，靶极M可能包括一个方形或圆筒形骨架状的电极表面，其轴向延长线与所希望的气流方向2相一致，如图所示，这种靶极实施方案是较好的。可以看到，在这个实施方案中没有任何气流导管包围着两个电极K和M。在图2的实施方案中，电晕极K接地并接到直流电压源3的一个端子上，而靶极M通过一个高欧姆数的电阻接到电压源3的另一个端子上;万一接触靶极M引起短路，该电阻可将短路电流有效地限制到某一容许的数值。靶极M也用高电阻率的材料制成，以便在接触靶极时限制电容性放电电流。试验表明，用图3所示的方式构成的装置能够非常有效地在靶极M所包围的区域按照箭头2所示方向使空气流动。该试验装置包括一个方框形骨架状的靶极M，其截面积为600×60毫米²（mm²），轴向距离为25毫米（mm）。靶极到电晕极K的距离是100毫米（mm）。25千伏（KV）的电压施加于靶极M，电晕电流是30微安（uA）。直流电压源3的端电压为29千伏（KV），串联电阻8的阻值是132兆欧（MΩ）。这个极其简单的装置可以在靶极M所包围的区域产生60米³/小时（m³/h）的气流量。当该装置的靶极M短路时，短路电流大约仅有220微安（uA）;也就是说，如果人体接触靶极M，这样小的电流强度是很难感觉得到的。这样，只要接触实际的电压源3本身在电气上是安全的，接触该装置就是完全安全的。

前已提及，在很多情形下，不希望把电晕极接至地电位。在这些情况下，按照本发明，用在图4中作为实例示出的这种装置可以实现对电晕极必要的屏蔽。在这个装置中，直流电压源3的负端子以及靶极M接地，而电晕极K经过一个大电阻接到电源正端子上，以便在接触电晕极K引起短路时能有效地将短路电流限制到一个容许的数值。为了防止离子从电晕极K逆流向移动，在电晕极逆流处装设了一个屏蔽极S，并与电晕极相连接，结果屏蔽极S和电晕极K二者具有相同的电位。屏蔽极S可能有各种不同的形状，这取决于所采用的电晕极的结构或形状。例如，当电晕极K包括一根细长的金属丝时，屏蔽极可能具有棒状结构或螺旋形金属丝的形状。屏蔽极也可能包括许多棒状物或金属丝，以互相平行的方式排列或按照菱形式样排列。屏蔽极S也可以具有网或网格状结构。另一种方案是，屏蔽极可以包含导电表面，位于气流导管1的管壁附近或者在该管壁的内表面上。从原理上讲，要以电晕极K为标准来确定屏蔽极S的几何形状和位置，使屏蔽极S形成一个等电位壁垒或表面，以阻止电晕极K所发射的离子通过。

屏蔽极S不一定要与电晕极K在电气上直接相连，也可以连接到另外的直流电压源4的一个端子上，如图5所示，使屏蔽极S与电晕极K相对于靶极M具有相同的极性，并且屏蔽极电位最好与电晕极K的电位大体上相同。由此，屏蔽电极S可经由一个大电阻9连接到电压源4，万一接触屏蔽极S，就能有效地限制短路电流。

可以看出，在图5所示的装置中，当屏蔽极S相对于靶极M具有比电晕极K高的正电位时，也能借此有效地防止在电晕极K逆流方向的离子流。即使屏蔽极S可能具有比电晕极K稍低的正电位，使一个小离子流能从电晕极逆向流至屏蔽极S，只要在电晕极K和屏蔽极S之间只有一个很短的距离，这也是客许的。离子流逆向移动的距离非常之短，因此也称为所谓电流距离。

可以理解，当图4或图5中设备的屏蔽极S具有某种形状或结构而呈现出较大的电容量时，该电极最好用高电阻率的材料来制造，以便在接触电极时将电容性放电电流限制在容许值内;这种方法普遍应用于按照本发明所构成的装置中的所有带电极（如果这些电极具有不太小的电容量）。然而，电晕极通常总是设计成具有很小的电容，使其不能产生较大的电容性放电电流。另一个普遍适用的特性是，按照本发明构成的装置中的所有电极与不接地的直流电压源的端子相连时，最好通过一个高阻值电阻接到该电源。电阻的阻值要足够大，以使得在触及电极引起短路时，能将短路电流限制在300微安（uA）以下。

如上所述，对电晕极实行必要的屏蔽以阻止在逆流方向所不希望的离子流也可以用静电方法来实现，如图6实例所示。在这个实施方案中，气流导管1在逆流方向从电晕极K延伸了一段相当大的距离;导管壁由一种电介质材料组成，例如一种适用的塑料材料。只要导管1在上述逆流方向从电晕极延伸足够的距离，当该装置运行时，在导管1的管壁上就产生了表面过剩电荷，它形成了一个有效的屏蔽层，对抗在电晕极K附近的离子云，这有效地防止了离子流在电晕极逆流方向的移动。屏蔽效率还可以进一步改善，方法是把电晕极K逆流处的气流导管分成许多局部导管。借助于电介质材料制成的细长的隔板、板状或条状物7来实现，如图6所示。为了提供有效的屏蔽，在电晕极K逆流方向的导管1的长度至少应等于电晕极到靶极M的距离，最好至少为该距离的1.5倍。提供高效的屏蔽所要求的导管长度取决于气流导管1的几何形状，主要取决于导管的横截面结构以及是否在导管1中电晕极K的逆流方向装设了电介质隔板壁7。总的来来，不难理解，对电晕极屏蔽的要求将取决于电晕极和接地的周围环境之间的电位差;电位差越小，对屏蔽的需求也越小。

当本发明气流装置的电晕极以上述某一方式被有效地屏蔽时，在电晕极的逆流方向基本上没有离子流动;通过装置的气流主要由驱动力决定，该驱动力产生于从电晕极K到靶极M流动的离子电流，并与该离子电流及电晕极和靶极之间距离的乘积成正比。

通过增加连接到两个电极之间的电压源3的电压;可实现在增加电晕极K和靶极M之间的距离的同时维持电极之间的离子流不变。因此，根据本发明，在电晕极和靶极之间采用较高的电位差是有利的，要高于至今在寓所中通常用的（例如在静电过滤器或除尘器中）电压。不言而喻，电晕极相对于周围环境的电位增加时，更需要对电晕极以上述方式进行屏蔽。然而，升高电压也受到所需费用增加的制约，特别是受电压源本身和离子风装置高压绝缘的影响。由于这个原因，升高电压实际上有一个上限的限制。克服这些困难的一个好办法是把电晕极和靶极连接到相对于地电位反极性的电位上。

本发明的进一步改进已经证明，有可能增加电晕极K和靶极M之间的距离，以此增大离子电流的流动距离，而不至明显地减小两电极之间的离子电流强度，也不需要提高电压值;方法是在电晕极K附近装设一个所谓的激励电极E，作为实例如图7所示。在图7的典型的实施方案中，该激励极E具有一个轴对称的圆环E，它由一种导电材料所组成，或至少有一个部分导电的内表面;激励极环绕电晕极K，且同轴装设，而电晕极K在本方案中具有针的形状。由于图示实施方案电晕极K的特殊结构，靶极M具有圆筒形状，它与导管同轴安装，而屏蔽极S呈圆环形，相对于电晕极K在逆流处与其同轴布置。这样，激励极E在轴向距离电晕极K比靶极M要近;在图示实施方案中，激励极通过一高欧姆数电阻6与靶极M一起连接到同一个直流电源3的端子上。于是，相对于电晕极K，激励极E的电位和靶极M的电位具有相同的极性。但是，激励极E和电晕极K之间的电位差小于靶极M和电晕极K之间的电位差。激励极E有助于产生电晕放电并在电晕极K处维持同样放电水平;即使增加电晕极K和靶极M之间的距离，也不必同时提高电压源3的电压。只有一小部分从电晕极K发射的电晕离子流流到激励极E，而大部分电晕流或电晕电流还是流到靶极M，对通过该装置传输气流起促进作用。

激励极E所产生的效应可通过图8的曲线表示出来。图中，曲线A表示当没有激励极时电晕电流I与电晕极和靶极之间电压的函数关系。可以看到，在门槛电压U_T以下根本没有电晕放电，也不会产生电晕离子流。反之，当激励极安置在电晕极附近时，曲线B所表示的情形就占有优势，即在低得多的电压下就产生了电晕离子流。而电晕极和靶极之间的轴向距离维持不变。只有一部份电晕离子流会流到激励极，而剩余部分则流到靶极。

也可以把激励极连同靶极一起看作是一个靶极，它由两部分组成;一部分位于在轴向接近电晕极的位置，起激励极的作用;而另一部分距该电晕极有相当一段轴向距离，作为电晕离子流的靶极使用，这部分离子流就提供了对气流的驱动力。

因此，如图9所表示的例子，可以获得一个“激励极”，即将靶极M在轴向朝着电晕极K延长，直到电晕极附近甚至超过电晕极;在这个方案中，靶极M由很多互相平行的极板所组成，这些极板在导管1中沿轴向伸延。既然是这样，靶极M在轴向离电晕极K最近的那部分就起着激励极的作用，而大部分电晕离子流将流到靶极在轴向远离电晕极的部分，以产生所需要的离子风。当激励极E以这种方式与靶极M合而为一，即将靶极M在轴向延长到电晕极附近时，用一种高电阻材料组成靶极，或用高电阻材料敷在绝缘材料管的内表面上是有利的;靶极M相对于电晕极K的远端连接到直流电压源3的一个端子上。靶极在轴向距离电晕极K最近的那部分将起激励极E的作用，它只接受到一小部分电晕离子流。用另一个办法也可以获得一个组合的靶极和激励极;靶极M的一部分沿轴向延伸到电晕极K附近;这部分的导电面积与靶极M远离电晕极K的主要部分相比要小得多;靶极的主要部分连接到直流电压源的一个端子上。在轴向位于电晕极K附近并具有很小导电面积的那部分靶极将作为激励极，从电晕极K发射的总电晕离子流中只有一小部分流向激励极。

激励极可以用不同的方式构成和安置。任何形式的电极，只要置于在轴向与电晕极K相邻近的位置，且其本身不产生电晕放电，又连接于直流电压源的一端（此电压源的另一端连接电晕极），都能做为激励极运行;只要很少一部份电晕离子电流流向它，而大部份电晕离子电流流向靶极就可以了。于是，一个置于电晕极的逆流方向且接受给定的少量离子流的屏蔽极（如图5所示的方案），就能起到激励极的作用。

激励极E的几何形状也可以根据电晕极K的结构而变化。例如，当电晕极是由许多在几何上分开而在电气上相连的元件构成时，比如是边靠边布置的细金属丝，激励极就可以很方便地也由几何上分开而电气上相连的元件构成。这些元件安置于电晕极的元件之间，从而彼此屏蔽。对于这种电晕极来说，此种安排也有利于电晕离子电流的产生。

根据本发明，图10以实例图示说明了一个由电晕极K、靶极M、屏蔽极S和激励极E组成的装置。在这个实施方案中，每一电极均由许多几何上分开而电气相连的元件组成，例如，电晕极K可以是细而长的钨丝，而其他电极可以是螺旋状的不锈钢的金属丝。

正如前述所证明的，由于根据本发明构成的此种装置能够安全地触模全部电极，那就不难理解：在图4、5、7、9和10所示的实施方案中，其靶极M接地，电晕极K和屏蔽极以及选用的激励极E都接于较高电位，这就可以省掉包围各电极的气流管道，因为，屏蔽极的结构使得它保证有效地防止离子电流从电晕极向任何不是流向靶极的方向上发散。

虽然本发明使这种装置能够在没有任何形式的包围各电极的气流导管的情况下满意地运行，但是，很多情况仍然希望有这样的导管存在;也许这是心理上的原因，或者由于这样的导管将会引导气流更有规则地通过此装置。在某些情况下，也许不可避免有导管存在，例如，此装置准备安装在通风系统的风道里，或者，此装置产生的气流要从特定的地点导出以及导向特定的地点等等。然而，用于包围此装置各个电极的气流导管，其管壁很自然由绝缘材料构成，这就带来了很多麻烦问题。正如参照图6在前文讨论过的，这种导管壁的内表面会出现过剩面电荷。类似的表面过剩电荷也将出现在电晕极和靶极之间的管壁部份，这些过剩电荷将影响所希望的从电晕极到靶极顺向的离子流，其形式是趋于阻碍离子流流向气流导管截面的中心区域。这就导致在导管整个宽度上气流分布不均匀，从而对通过此处的空气传输不利。这个问题由于前述电压源施加在电晕极和靶极上的电压的变动而更加严重了。电压的短暂升高将引起前述表面电荷的增加，这些电荷甚在电压随后降低时也依然存在，从而引起电晕电流以及通过此装置的气流都急剧降低。这一现象带来的缺点是能够克服的，至少可以大大削弱其影响;其方法是稳定电压源所施加的电压，这一措施对讨论中的这种装置的其他方面，没有任何特别的影响;另一个方法是以均匀的时间间隔切断加于各电极上的电压。存在于导管壁内表面的过剩表面电荷在电源压被切断、电场移走时，也很快消失了。然而，在绝缘导管管壁内表面上的过剩电荷，还产生另外的、使人吃惊的严重问题。业已发现，当绝缘导管管壁内表面被触模时，甚至是暂短的触模，电晕电流的流动也会完全停止，并且不能自动恢复，甚至经过接触后的很长一段时间也不行。显然，对这个问题必须找到解决办法。

这个问题之一个可能的解决办法是：在导管绝缘壁的外表面加一个导电层，并把它接地。这会给安装在管壁近处或直接装在上述管壁内表面上的靶极增加一个很大的电容;如前所述，从靶极可以安全触模角度，这是不希望的。但是，避免这点也是可能的，办法是使气流导管的截面尺寸增加，加大后的尺寸远远大于相应的靶极所环绕的面积的尺寸，这样，靶极就被置于离气流导管内表面很远的距离上。图11以图示的形式说明了一种这样的实施方案;在这方案中，导管1的绝缘壁外表面上加装了导电层10，此导电层接地。方案中的气流管1也比靶极M宽阔得多。这样，管壁就离靶极更远，靶极从而只获得一个很小的电容。用这个办法，导管管壁也离电晕极K更远，从而也使出现在绝缘管壁内表面的过剩电荷对从电晕极K到靶极M的电晕电流的干扰作用大大减小。气流导管1的截面尺寸相对于靶极M尺寸的增加，对通过此装置的气流传输没有任何害处，但事实上，在不变的电晕电流下，这种空气的流通反而增加了。在图11所示的实施方案中，直流电压源3的中间点接地，这使靶极M与电晕极K对地极性相反，从而限制了所要求的总高电压的水平、装置耐压的绝缘水平以及对电晕极K的屏蔽要求前文对此已有所述。在这一方案中，高电压加在屏蔽极、电晕极和靶极，各极都通过大电阻8接到直流电压源，在与电极接触时，该电阻能有效地限制短路电流。靶极M和屏蔽极S都适于用高电阻率材料制造，以便进一步限制在接触时产生的电容放电电流。

在这类方案中，如果气流导管1的截面尺寸这样选择，使电晕极K与管壁之间距离大约等于电晕极与靶极之间距离的一半，而管壁与靶极表面之间的距离大约是靶极孔径尺寸的50%，这样是最有利的。

借助于具有前述功能的激励极，上述由管壁内表面过剩电荷引起的不良作用也可以被诚弱，而该激励极由加装在管壁内表面的导电层构成。显然，有了激励极的存在，过剩电荷就不能在管壁内表面上出现。如果气流导管的截面尺寸增加到这样的程度，以致于使靶极与导管壁相距甚远，如图11和前文所示，装于管壁内表面的激励极还可以沿顺流方向延伸到靶极以外的位置。实际上，在这个特例中，可以在管壁内表面的整个长度上安置导电层，也就是说，甚至在逆流方向上延伸至电晕极以外。图12＊示出了一个这类的实施方案。

于是，图12所示的实施方案包括有：气流导管1，其管壁由绝缘材料构成，且其内表面装有接地的导电层E，它在电晕极K附近起激励极的作用。气流导管1的截面尺寸设计成使骨架结构且与导管1的壁平行延伸的靶极M位于离管壁内表面足够远的地方，使它与管壁内表面的导电层E有很好的绝缘;在电晕极K的逆流方向上，装有若干屏蔽极S，比如说是粗棒状。直流电压源在其中间点处接地，使电晕极K和靶极M的对地极性相反，这会具有前文描述过的优点。这些电极都通过大电阻8而连接直流电压源，以限制短路电流。不难看出，任何时候在这样的实施方案中都不会出现附于管壁内表面的过剩电荷，因此，这种装置就不会承受由于过剩表面电荷的存在而引起的那些问题。已经证实，本发明装置这类实施方案，都能令人非常满意地传输空气。图11所描述的条件也适用于图12所示实施方案气流导管1尺寸的选择。

可以理解，既然像图12所示的那种装置可以在管壁内表面安装导电、接地、通长的表层，那么，没有任何理由不把管壁整个由导电材料制做，这对制造厂非常有利，同时又有其它非常难得的优点。这样一来，在导管内表面，至少在其全长中的某一部份，可以衬上化学吸附或化学吸收材料（如碳过滤层），它能通过吸附或吸收，移走电晕放电产生的臭味和氮的氧化物一类的污染空气。为了同样的目的，也可以让薄薄的液体膜（例如水或化学活性液）沿气流导管内表面通过。管壁还能以适当措施（例如使用循环水）去冷却或加热，从而被传输的空气也得到冷却或加热。以上各点，都是因为气流导管壁是导电而且接地的，才成为可能。

按照本发明构成装置的各个实施方案中，都是把电极包围在气流导管里。业已发现，只用一个放在气流导管中心的电晕极最为有利，因为，这可以获得管壁与电晕极之间最大可能的距离，从而使管壁对电晕极功能的干扰减到很小。另外的选择是使用对称放在导管对称平面相应侧上的两个电晕极。在这种布置中，每一电晕极单独承受导管一侧或一个壁的影响，两个电极在相似的条件下运行，但在导管内安置两个以上电极是不适宜的。在两个电晕极对称置于气流导管的实施方案中，以类似的对称关系边靠边地安置两个靶极是有利的，在这种情况下，这些靶极适于配备普通的导电的管壁。

可以看出，在像图12所示的方案中，绝缘气流导管1里面的导电接地层（或叫衬里）E，不必沿电晕极K的逆流方向上延伸，出现在电晕极K逆流方向导电管壁内表面的过剩电荷将有助于建立电晕极K所需要的屏蔽。

当电晕极是一条穿过气流路径延伸的金属丝且两端都接在绝缘配件上时，则进一步问题是影响通过装置的总气流。同样问题也会在具有其他形式穿过气流路径延伸的电极的装置中发生。在这方面已经发现，电晕极每单位长度在气流路径中心区发出的电晕电流要比在端部多得多。其原因可能是电极配件和管壁（如果此装置包括有气流导管的话）在电极端二端会产生屏蔽效应。在低电晕电流情况下，电晕极两端的很大部份，甚至会出现“衰减”或停止的现象。这就导致离子流的不均匀分布，从而穿过气流路径截面的气流也就分布得不均匀了。当装置含有包围着各电极的气流导管时，从截断面看，位于电晕极各端对面的气流导管部分，还出现一股与所需气流方向相反的逆流。由于这一现象，通过此装置传输空气的能力大为减弱甚至完全丧失。然而，按照本发明的进一步改进，这个问题也能克服掉，方法是将靶极和（或）激励极设计成特殊形状。图13以图示和实例的方式说明了这类靶极的一个实施方案，该图表示一种按照本发明构成的装置，包括用断续线表示的，有狭窄矩形截面的气流管1。横跨导管1，并处于两短壁之间，是丝状的电晕极K;在导管壁内表面，靶极M具有导电层或者导电涂层。在这个方案中，靶极是这样布置的：从导管的轴向看，它离电晕极K端部的距离要比从导管的横向看它离该电晕极K的中心区的距离近。例如，靶极M到电晕极K中心区的轴向距离可以是60毫米（mm），而靶极M到相对着的电晕极端部相应的轴向距离只是40毫米（mm）。这种结构的靶极M将消除上面所讨论的问题，则沿电晕极的整个长度可获得大体上是均匀的电晕电流分布。

如位于电晕极K和靶极M之间的激励极以上述方式构成，并参照图13构成的靶极，则能获得同样的结果。在这种情况下，靶极可以是图13描述的形式，也可以是正常形式，即靶极离电晕极的轴向距离在其所有点上都是一样的。借助于安置在电晕极两端附近的激励极，也能得到相应的结果。不论怎样，一个最基本的特性是：靶极和（或）激励极要布置得能够使穿过气流路径延伸的电晕极K在其全长（包括其端部）的每一单位长度上产生数值大体相同的电晕电流。

采用图12所示形状的靶极和激励极，对于用在各电极不被包围在气流导管内的装置中也很有利，因为这种形式的靶极和激励极也能使电晕电流沿电极全长较均匀地分布。

根据本发明，并按图10所示实施方案构成的装置，曾为实验目的而实际使用过。在这个实验装置中，屏蔽极S所在平面与电晕极K所在平面之间的距离是12毫米（mm）;电晕极K所在平面和靶极M所在平面之间的距离是85毫米（mm）;电晕极K各丝状电极元件之间的相互距离为50毫米（mm）;激励极E的电极元件布置在与电晕极K各元件在同一平面并恰在电晕极元件中间。各电极均接到图中给定的电压上。气流导管1的截面尺寸为35×22Cm²，接地的保护网G装在气流导管入口处。当将这个装置随便放在桌子上的时候，可以获得0.5米/秒（m/S）以上流速的气流。从电晕极K发出的总电晕电流约是50微安（uA），其中40微安（uA）流到靶极M。气流速度为0.5米/秒（m/S）时，气流导管面积上的功率消耗为5-6瓦/米²（W/m²）。如果要在一个没有屏蔽极S和激励极E但电晕极上加有同样电压的类似装置中，获得同样的气流流速，则其所需功率大约为100瓦/米²（W/m²）。在这情况下，电晕极K和靶极M之间的距离是50毫米（mm），电晕极K与导管入口处保护网G之间的距离是100毫米（mm）。按照本发明构成装置的实施方案中，保护网G与电晕极K之间的距离对装置效率没有明显的影响。

空气通过按照本发明构成的装置的传输能力，还可以用装设许多电极组的办法而进一步提高。每一组都包括一个电晕极、靶极、屏蔽极和必要时选用的激励极，顺序装于同一气流导管里。用前述方式安置在每一电晕极逆流方向上的屏蔽极，将会有效地防止在逆流方向上出现所不希望的有害的离子流;如果没有屏蔽极，这样的离子流在串级阶流式装置中是不能避免的。

这种装置提供了一种特别有效且相对说来结构又简单的汽流设备。根据本发明构成的这种装置，价格便宜，尺寸小，重量轻;该设备的耗能还少且在运行中绝对没有噪声。

当将根据本发明构成的气流装置与静电过滤器连接使用时，那么，其靶极M还可以做成为静电过滤器里沉积面的各式各样的部件，去接收因与空气离子碰撞而带电的污物;例如，在一种已知的电容式除尘器里，靶极M就起着污物沉积面的作用，而这些污物是由通过装置传输的空气带来的。靶极适于采用容易拆卸的结构，这是为了当电极覆盖满沉积的脏物时要进行更换或清理的目的。不难看出，当这种装置不使用包围各电极的气流导管时，也就很容易做到了这一点。根据本文中的上下文，靶极可以设想成是条状材料，当做为靶极的条状材料的一部份被沉积物弄脏时，再由一个卷绕储存筒供给或者通过一个清洗装置供给。

Claims (29)

1、一种借助于电离子风的气流装置，该装置至少包括一个电晕极;至少一个能让空气通过此装置流动并位于距电晕极在顺流方向（按上述空气流方向）的某一距离处的靶极;一个一端连于电晕极而另一端连于靶极的直流电压源;电晕极的结构和电压源端子之间的电压能使电晕极发生释放空气离子的电晕放电;其特征为：将上述电晕极在其逆流方向屏蔽的屏蔽装置，沿上述逆流方向的任何离子流之值与出自电晕极的该任何离子流的移动距离之积实际为零，或者在任何情况下都远远小于沿从电晕极到靶极的顺流方向的离子流之值与该离子流移动距离之积;并且该电晕极与该靶极接受大部分上述顺流方向离子流的部分之间的距离至少是50毫米。

2、一种如权利要求1所要求的装置，其中在电晕极与靶极接受大部分顺流方向离子流的部分之间的距离至少是80毫米。

3、一种如权利要求1所要求的装置，其中上述屏蔽装置包括一个在电晕极和地电位之间的电气连接。

4、一种如权利要求1所要求的装置，其中上述屏蔽装置包括一个位于电晕极逆流方向的导电的屏蔽电极，它具有与该电晕极相对于靶极同样的极性的电位。

5、一种如权利要求4所要求的装置，其中屏蔽电极电气上连接到电晕极。

6、一种如权利要求1所要求的装置，其中上述屏蔽装置包括一个至少包围着电晕极的气流导管，且导管壁由电介质材料构成，该导管壁沿电晕极的逆流方向延伸的距离至少等于电晕极与靶极之间的距离。

7、一种如权利要求6所要求的装置，其中上述气流导管壁沿电晕极逆流方向延伸的距离至少为电晕极与靶极之间距离的1.5倍。

8、一种如权利要求6所要求的装置，其中在电晕极逆流方向的上述气流导管装有电介质材料做成的隔板，该隔板的延伸方向与导管的纵向延伸方向平行。

9、一种如权利要求1所要求的装置，它包括位于电晕极附近的激励极;激励极在轴向离电晕极较近，离靶极较远，相对于电晕极来说，激励极连到与靶极相同极性的电位上，以与电晕极产生电晕放电配合而其本身不产生电晕放电;总离子流中从电晕极流到激励极的部分远小于流到靶极的部分。

10、一种如权利要求9所要求的装置，其中激励极和电晕极之间的电位差小于靶极和电晕极之间的电位差。

11、一种如权利要求10所要求的装置，其中激励极通过一个大电阻连接到与靶极相同的直流电压源的端子上。

12、一种如权利要求1所要求的装置，其中靶极向电晕极方向延伸到电晕极轴向附近位置;靶极的导电材料具有高电阻率;上还直流电压源的另外端子连接到靶极离电晕极最远的部分，从而该部分靶极接受来自电晕极的大部分顺流方向的离子流，且位于电晕极轴向附近的靶极部分起到促使在电晕极产生电晕放电的激励极的作用。

13、一种如权利要求1所要求的装置，其中靶极有导电部分，这些导电部分沿轴向朝着电晕极延伸到其邻近位置，且导电面积比在轴向与电晕极有一定距离的靶极主要部分小;该靶极主要部分连接到上述直流电压源的另外端子，以接受来自电晕极的大部分顺流方向离子流;在轴向离电晕极近的上述靶极部分起到促使在电晕极产生电晕放电的激励极的作用。

14、一种如权利要求1所要求的装置，其中靶极包括与气流方向平行延伸并包围着气流路径的导电表面。

15、一种如权利要求1所要求的装置，其中各电极都布置在气流导管内，且靶极包括在气流导管壁上的导电面。

16、一种如权利要求1所要求的装置，其中各电极都布置在气流导管内;靶极包括与气流导管壁行延伸的导电表面，且这些导电表面位于管壁内侧并与管壁有某一距离;该气流导管壁包括电气绝缘材料，其外面有接地导电面。

17、一种如权利要求1所要求的装置，其中各电极都布置在气流导管内，导管壁至少有一个接地的导电的内表面;靶极包括与气流导管壁平行的导电面，且这些导电面位于管壁内侧且离管壁有相当的距离;靶极和电晕极连接到对地极性相反的电位上。

18、一种如权利要求17所要求的装置，其中气流导管的管壁全部是导电的。

19、一种如权利要求17所要求的装置，其中气流导管的管壁由电气绝缘材料做成，其内表面设有导电层，该导电层从电晕极大致沿轴向延伸到靶极顺流方向上的一个位置上。

20、一种如权利要求16所要求的装置，其中气流导管的管壁与最邻近的靶极伸展面之间的距离，大约相当于被靶极所围绕的面积宽度的50%。

21、一种如权利要求17所要求的装置，其中至少有一部分气流导管的内表面设有化学吸收材料层。

22、一种如权利要求17所要求的装置，其中至少有一部分气流导管的内表面用水或化学活性液冲洗。

23、一种如权利要求17所要求的装置，它包括控制导管壁温度的装置。

24、一种如权利要求1所要求的装置，其中具有对地呈高电位的各电极都通过电阻连到直流电压源，电阻值要足够大，使得在上述任何一个电极接地时的短路电流最多达到300微安左右。

25、一种如权利要求1所要求的装置，其中具有非地电位及一定电容的各电极，都包括高阻材料，以便在与任何上述电极接触时，使电容放电电流限制在容许值。

26、一种如权利要求1所要求的装置，其中电晕极和靶极连接到对地极性相反的电位上。

27、一种如权利要求1所要求的装置，其中电晕极在气流路径的宽度上横向延伸;靶极包括环绕上述气流路径的导电面，并与此路径平行延伸;电晕极和上述靶极导电面的最近边缘之间的轴向距离，在对着电晕极端部的位置较近，而在对着电晕极中心区的位置较远。

28、一种如权利要求9所要求的装置，其中电晕极在气流路径宽度上横向延伸;激励极包括围绕上述气流路径的导电面，该导电面与气流路径平行延伸;电晕极与激励极导电面最近边缘之间的轴向距离，在对着电晕极端部的位置较近，在对着电晕极中心区的位置较远。

29、一种如权利要求9所要求的装置，其中电晕极在气流路径宽度上横向延伸;激励极包括与气流路径平行延伸的导电面;形成上述激励极的导电面在轴向对着电晕极端部。

Images