CN102341129A - 空气质量提高系统 - Google Patents

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CN102341129A CN2010800099214A CN201080009921A CN102341129A CN 102341129 A CN102341129 A CN 102341129A CN 2010800099214 A CN2010800099214 A CN 2010800099214A CN 201080009921 A CN201080009921 A CN 201080009921A CN 102341129 A CN102341129 A CN 102341129A
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Abstract

一种用于提高家禽生产设施内的空气质量的系统，包括围场、至少一接地平面、至少一电晕点和一电晕点位置调节装置。所述围场适于容纳多个家禽。所述至少一接地平面相对于所述围场可操作的安装；所述电晕点位置调节装置，使得所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间的距离能够被调节。

Description

空气质量提高系统
相关申请的交叉参考
本申请案要求在2009年4月24日提出的美国临时申请案第61/172,255号的优先权，其内容以引用方式被并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及一种提高空气质量的方法。更特别地，本发明涉及一种通过维持电离场强来提高空气质量的方法。
背景技术
家禽生产包括两大类别-肉生产和蛋生产。目前，北美产的大部分家禽是在高度专业化的农场里在严格控制下养殖。在第二次世界大战之后，营养、繁殖、住房、疾病控制、家禽和蛋的加工方面认识的进步，以及使新鲜产品的远距离销售成为可能的交通和冷藏方面的改进，促进了从小家禽群向大的工业装置(commercial unit)的演变。
生产出来的用于肉品生产的家禽通常称为肉用家禽(broiler)。在过去数十年，由于家禽肉被某些人视为比通常消费的其他肉更健康，美国人变得更加有健康意识，从而导致肉用家禽产量大大增加。增加的出口到其他国家的需求也导致肉用家禽产量增加。
每个典型的与商业家禽生产结合使用的家禽生产设施均容纳相当大量的鸟禽。例如，每一家禽生产设施可圈养超过20,000只鸟禽。
家禽生产设施将鸟禽关起来以保护它们免受捕食者和极端环境的伤害，捕食者和极端环境会造成死亡或减缓生长、饲料效率、免疫能力、繁殖力或蛋产量。家禽生产设施因而有效促进了管理大量鸟禽。
虽然家禽生产设施能够同时饲养大量鸟禽，但是大量的鸟禽产生必须经处理的废料，这样的一种废料是空中尘埃和生物微粒。
尘埃的静电沉淀历史上已被用来控制工业烟囱的排放。此技术也已被用来移除在生活空间内空气中的尘埃。
当使用静电沉淀时，置于经处理的空域中的离子极化空气中的任何微粒。之后，通过被吸引至接地收集板而从空气中移除经极化的微粒。
随着时间推移，在收集板上收集日益增厚的微粒层。此日益增厚的微粒层降低了静电沉淀系统的效率，因为微粒层将收集板与被极化的空中微粒绝缘。为提高静电沉淀系统的效率，周期性地清理收集板以去除累积的微粒是必要的。
此类静电沉淀系统的缺点在于，一个收集板仅可以处理有限空域。多个收集板系统的成本和尺寸降低了在灰尘弥漫的和较大的空域中使用静电微粒离子化的可行性。
Mitchell等人的美国专利第6,126,722号使用电晕点来向大的经处理空域中进行负离子放电。此系统依赖于内部的接地表面并依赖对空域进行限制来吸引并保持电离化微粒。
虽然此系统在经济地处理大的灰尘弥漫的空域以减少空气中的尘埃方面是有效的，但极化微粒在接地表面上累积并导致接地表面日益变得更加被绝缘，这降低了此系统的效率。
虽然手动的和/或机械的清理将维持期望的电离水平，但是手动地或机械地清理接地表面的成本和有限能力使得此系统不是最佳结果。
发明内容
本发明的一实施例涉及一种通过维持家禽生产设施内的静电微粒电离系统中的电离场强来改善家禽住所内的空气质量的方法。
本发明的另一实施例涉及一种用以提高家禽生产设施内的空气质量的系统。该系统包括围场(enclosure)、至少一接地平面、至少一电晕点和一电离场强调节装置。
所述围场适于容纳(receive)多个家禽。所述至少一接地平面相对于所述围场可操作安的装。所述至少一电晕点相对于所述围场可操作的安装。所述电离场强调节装置使得所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间的距离能够被调节。
本发明的另一实施例涉及一种用于提高围场内的空气质量的系统。该系统包括至少一接地平面、至少一电晕点和一电离场强调节装置。
所述至少一接地平面相对于所述围场可操作的安装。所述至少一电晕点相对于所述围场可操作的安装。所述电离场强调节装置使得所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间的距离能够被调节。
本发明的另一实施例涉及一种用于提高空气质量的方法。该方法包括提供围场。至少一接地平面相对于所述围场可操的作安装。至少一电晕点相对于所述围场可操作安装。通过改变所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间的距离，用电离场强调节装置调节所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间产生的电离场强。
附图说明
附图被包括进来是为了提供对实施例的进一步理解，且被包括于此说明书中成为此说明书的一部分。附图绘示实施例且与说明一起用来解释实施例的原理。其他实施例和实施例的许多期望的优点将易于理解，因为它们通过参考下面的详细说明变得更好理解。附图的元件不一定按照彼此相对应的比例缩放。相同的参考数字表示相对应的类似部件。
图1为静电微粒电离系统的电晕点的照片。
图2为结合静电微粒电离系统使用的电晕点组件的侧视图。
图3为安装在电晕点组件的脊上的电晕点的侧视图。
图4为结合静电微粒电离系统使用的高度调节装置的照片。
图5为结合静电微粒电离系统使用的调节装置的照片。
图6为包含静电微粒电离系统的家禽生产设施的内部区域的照片。
图7为不包含静电微粒电离系统的家禽生产设施的内部区域的照片。
图8为图6中家禽生产设施的顶部的下表面的照片。
图9为图7中家禽生产设施的顶部的下表面的照片。
具体实施方式
本发明的实施例是针对一种用以维持静电微粒电离系统中电晕点和接地平面之间电离场强度的方法。
增加静电场强将维持把负离子向空域内的放电维持在期望水平。因而，与不允许调整场强的静电微粒电离系统相比，此技术在更长一段时间维持系统减少尘埃的潜力。
静电微粒电离系统10一般包括至少一接地平面20和至少一电晕点22，如在图1至3中所绘示。当静电微粒电离系统结合家禽生产设施使用时，诸如在图4中所示，接地平面20可被合并到家禽生产设施的组件中。在某些实施例中，接地平面20可被合并到家禽生产设施的顶部中和/或被附接至家禽生产设施的顶部。
虽然在图1至2中接地平面20被示为起皱，但是接地平面20采用各种其他构造也是可能的，诸如大体上平坦和/或以非连续的阵列制成。
使用本发明构想，接地平面20可由各种材料制成，使得接地平面20能够被充电以促进将微粒吸引至接地平面20。
电晕点组件22包括脊(spine)24和至少一电晕点26，电晕点26安装至脊24上，如图2所示。虽然脊24被绘示为大体上线性的，但是脊24采用各种其他构造是可能的。脊24可由导电材料制成。此导电材料的一范例是不锈钢杆。在某些实施例中，不锈钢杆具有约16标准尺寸(gauge)的直径。
虽然用很长长度，诸如大于100英尺来形成脊24是可能的，但在某些实施例中，脊24具有约2英尺到10英尺之间的长度。在某些实施例中，如图1所示，多个脊24可串联附接至导线28，使得本发明系统能够在相当长，诸如具有超过100英尺长的应用中使用。
电晕点26可采用各种构造。在某些实施例中，各电晕点26各具有大体上为V形的构造，V形的构造的两条腿部以高达约150度的相对于彼此的角度而取向，如图3所示。在其他实施例中，电晕点26的腿部能以约90度的角度而取向。
使用本发明构想，电晕点26可由各种材料制成。在某些实施例中，电晕点可由导电材料制成，诸如不锈钢杆。不锈钢杆可具有约16标准尺寸(gauge)的直径。
电晕点26的末端可渐缩成一点。可相信，在电晕点26的末端的该点的锐度在本发明系统的性能上可发挥重要作用。电晕点26的各腿部的长度可彼此大致相同。在某些实施例中，电晕点26具有约0.75英寸的长度。
多个电晕点26被附接至脊24。在某些实施例中，电晕点26以彼此间分隔开的关系安装，且以与脊24的诸端分隔开的关系安装。相邻电晕点26之间的间隔可大致相同。
在某些实施例中，电晕点26以约1到6英寸的间隔安装。在其他实施例中，电晕点26以近似2.275英寸的间隔安装。电晕点26和脊24的端部之间的间隔可大约为电晕点之间距离的1/2。在某些实施例中，电晕点26和脊24的端部之间的间隔为约1.25英寸。利用上述尺寸，可以有16个电晕点26附接至长度约36英寸的脊24。
电晕点22相对于接地平面20可移动的安装，使得电晕点22与接地平面20之间的距离可变化。高度调节系统30可附接至电晕点22。高度调节系统30可包括电缆32。
虽然图示中显示，在单个部位电缆32被附接至电晕点22，但是可能在多个部位将电缆32附接至电晕点22，以提供对电晕点22的足够支撑，使得接地平面20与电晕点22之间的距离可被精确地保持。
在接地平面20是家禽生产设施的顶部的情况中，至少一导向部件34可附接至接地平面20，如图1所示。所示至少一导向部件34适于容纳(receive)电缆32。导向部件36也可以放置在接近于顶部与侧壁的交叉部分处，如图4所示。导向部件36也控制电缆32的定位。
调节装置38可附接至电缆32的一端，如图5所示。在当人站立于地上时便于启动调节装置38的高度，调节装置38可附接至侧壁。
使用本发明构想，调节装置38可采用各种形式。在某些实施例中，调节装置38为在收紧模式(wind mode)、放松模式(unwind mode)和锁定模式下可操作的棘齿。
电晕点22和接地平面20之间的距离可变化以维持静电微粒电离系统的期望电流强度。在某些实施例中，电晕点22和接地平面20之间的距离可在约6英寸到12英寸之间。
高度调节装置30的组件可与电晕点22电气绝缘。在某些实施例中，电气绝缘可由聚丙烯或特氟隆(TEFLON)垫片40来提供。
当电流可结合本发明构想而被使用时，电流可以提供有以高电压和低电流强度提供以减小与电击相关的健康危害的可能潜在性。在某些实施例中，在此系统中使用的电流强度大约为毫安级。
洁净室空气空间内的静电微粒电离系统的安培数可根据各种因素而变化。此类因素的范例包括运行的电晕点长度。这些因素在电离期开始时通常是已知的。
随着尘埃在接地平面20上聚集且开始日益增加的将接地表面与运行的电晕点绝缘，得出的安培数将开始降低。
为补偿安培数的降低，本发明的静电微粒电离系统使运行的电晕点能够被移近接地平面20。通过将电晕点22移近接地平面20，静电场强将被增加，这将导致安培数增加。使用此技术，系统的电离电位可被维持在原始的安培数水平。
虽然图中所示的系统被手动调节，但是构造用于自动调节的静电微粒电离系统也是可能的。在某些实施例中，自动系统可不断调节电晕点22与接地平面20之间的距离以维持期望的安培数读数。
实际上，所有的空中微粒都带有正电荷。这些带正电荷的微粒被吸引至带负电荷的微粒。当此过程发生时，微粒变为被极化的。这些被极化的微粒彼此吸引且被吸引至接地表面。
此过程因而移除了空气中的空中微粒，并阻止了吸入至可出现感染的呼吸道。当感染发生时，疾病传播，引发健康问题，同时吸入这些材料的人员、动物和鸟类的免疫系统变弱。
空气质量被提高，因为静电微粒电离系统降低了空气中尘埃、微粒、氨和硫化氢的水平。负离子妨碍微生物的细胞功能。此破坏可杀死微生物，且因而消除微生物感染鸟类或在家禽生产设施中工作的人的可能性。
使用本发明构想的益处在照片4至7中绘示。图4是包含用于提高空气质量的系统的家禽生产设施的内部部分的照片。图5是不包含用于提高空气质量的系统的家禽生产设施的内部部分的照片。
如由这些图所显示，不包含用于提高空气质量的系统的家禽生产设施，与包含用于提高空气质量的系统的家禽生产设施相比，具有相对较高的空中尘埃水平。
此外，图6和7分别为包含和不包含用于提高空气质量的系统的家禽生产设施中的天花板的下表面的照片。包含用于提高空气质量的系统的家禽生产设施的天花板具有显著的尘埃层(图6)，而不包含用于提高空气质量的系统的家禽生产设施的天花板具有低得多的尘埃水平(图7)。
虽然家禽生产设施中的高尘埃和生物微粒浓度将特别受益于使用用于提高空气质量的系统以及本发明的相关方法，但是包含尘埃和生物微粒的其他建筑物受益于使用用于提高空气质量的系统以及本发明的相关方法也是可能的。
本发明的另一益处在于，减小通风成本。在许多熟知的通风系统中，风扇将空气吹入家禽生产设施，和提供排气口，在该排气口满载微粒的空气被排出家禽生产设施之外。此过程可导致由满载微粒的空气中的尘埃和生物微粒引起的环境污染。此外，对于禽类最佳生长而言，在周围温度太低或太高的区域中，如此更换的空气必须以显著成本被加热或冷却。
改变本发明构想以用在除了家禽之外的应用，而用于结合产生显著的空中微粒水平的其他牲畜诸如猪的应用中是可能的。改变本发明构想用于具有高空中微粒水平的其他结构内是可能的，此一结构的范例是在焊接工厂中。
此外，在未被限制在围场内的区域中使用本发明构想是可能的。这些其他应用的范例包括产生尘埃和/或生物微粒的室外活动。
除了为在家禽生产设施内工作的人员提高空气质量之外，已认识到的是，当与不向禽类提供提高的空气质量的家禽住所相比时，家禽生产设施内提高的空气质量也可以增加家禽生产的生产率。
家禽生产生产率的提高可被测量的几个因素是，在特定的一段时间内饲料转化率和家禽的总体质量。甚至3％-4％范围内的相对低的增长可提供财政理由来保证安装本文所讨论的用于提高空气质量的系统。
在前面的详细说明中，对附图作了参照，附图形成详细说明的一部分，且在附图中通过说明本发明可被实施的特定实施例来绘示。在此方面，方向术语，诸如“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“前面”、“后面”等参照图中所描述的方位来使用。由于实施例的组件能以许多不同方位来定位，方向术语被用于说明目的而绝不是限定。要明白的是，其他实施例可被利用且在不背离本发明的范围的情况下可作出结构上的或逻辑上的改变。前面的详细说明，因而不是以限定意义来看待，本发明的范围由所附的权利要求来限定。
考量的是，在本申请案中公开的特征以及上面以引用方式包含进来的申请案可被混合和相匹配以适合特定情形。各种其他修改和改变对本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (22)

1.一种用于提高家禽牲畜生产设施内的空气质量的系统，其特征在于其中，所述系统包含：
适于容纳多个家禽的围场；
相对于所述围场可操作的安装的至少一接地平面；
相对于所述围场可操作的安装的至少一电晕点；
电离场强调节装置，使得所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间的距离能够被调节。
2.根据权利要求1所述的空气质量提高系统，其中，所述电离场强调节装置使得能够在所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间提供相对恒定的电离场强，以移除所述围场内的空中微粒。
3.根据权利要求2所述的空气质量提高系统，其中，所述电离场强调节装置监测由所述空气质量提高系统得出的电流强度，并响应于所述电流强度的改变而改变所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间的距离。
4.根据权利要求3所述的空气质量提高系统，其中，响应于由所述空中微粒在所述至少一接地平面上的聚集而导致的所述至少一接地平面的隔离，得出的电流强度降低。
5.根据权利要求1所述的空气质量提高系统，其特征在于其中，所述至少一接地平面被合并到所述围场中。
6.根据权利要求1所述的空气质量提高系统，其中，所述至少一接地平面和所述至少一电晕点由导电材料制成。
7.根据权利要求1所述的空气质量提高系统，其中，所述至少一电晕点在进一步包含脊的电晕点组件中提供，所述至少一电晕点安装至所述脊。
8.根据权利要求7所述的空气质量提高系统，其中，所述至少一电晕点包含多个电晕点，且其中所述多个电晕点以隔开构造安装在所述脊上。
9.一种用于提高围场中的空气质量的系统，其中，所述系统包含：
相对于所述围场可操作的安装的至少一接地平面；
相对于所述围场可操作的安装的至少一电晕点；
电离场强调节装置，使得所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间的距离能够被调节。
10.根据权利要求9所述的空气质量提高系统，其中，所述电离场强调节装置使得能够在所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间提供相对恒定的电离场强，以移除所述围场内的空中微粒。
11.根据权利要求10所述的空气质量提高系统，其中，所述电离场强调节装置监测由所述空气质量提高系统得出的电流强度，并响应于所述电流强度的改变而改变所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间的距离。
12.根据权利要求11所述的空气质量提高系统，其中，响应于由所述空中微粒在所述至少一接地平面上的聚集而导致的所述至少一接地平面的隔离，得出的电流强度降低。
13.根据权利要求9所述的空气质量提高系统，其中，所述至少一接地平面被合并到所述围场中。
14.根据权利要求9所述的空气质量提高系统，其中，所述至少一接地平面和所述至少一电晕点由导电材料制成。
15.根据权利要求9所述的空气质量提高系统，其中，所述至少一电晕点在进一步包含脊的电晕点组件中提供，所述至少一电晕点安装至所述脊上。
16.根据权利要求15所述的空气质量提高系统，其中，所述至少一电晕点包含多个电晕点，且其中所述多个电晕点以隔开构造安装在所述脊上。
17.一种用于提高空气质量的方法，其中，该方法包含：
提供围场；
相对于所述围场可操作的安装至少一接地平面；
相对于所述围场可操作的安装至少一电晕点；
通过改变所述至少一电晕点与所述至少一接地平面之间的距离，用电离场强调节装置调节所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间的距离。
18.根据权利要求17所述的空气质量提高方法，其中，所述电离场强调节装置使得能够在所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间提供相对恒定的电离场强，以移除所述围场内的空中微粒。
19.根据权利要求18所述的空气质量提高方法，其中，所述电离场强调节装置监测由所述空气质量提高系统消耗的电流强度，并响应于所述电流强度的改变而改变所述至少一电晕点和所述至少一接地平面之间的距离。
20.根据权利要求19所述的空气质量提高方法，其中，响应于由所述空中微粒在所述至少一接地平面上的聚集而导致的所述至少一接地平面的隔离，得出的电流强度降低。
21.根据权利要求17所述的空气质量提高方法，其中，且进一步包含将所述至少一电晕点安装至脊。
22.根据权利要求21所述的空气质量提高方法，其中，所述至少一电晕点包含多个电晕点，且其中所述多个电晕点以隔开构造安装在所述脊上。
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