CN103657854A - 玻璃纤维电介质屏障电离放电装置 - Google Patents

玻璃纤维电介质屏障电离放电装置 Download PDF

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Abstract

一种双极电离装置，其中玻璃纤维用作电介质。在一个实施例中，使用玻璃纤维板，阳极在该板的一侧上并且阴极在该板的另一侧上。多个平板可以堆叠，它们之间具有间隔以允许空气流获取离子，支柱为电离装置提供安装和电连接。在另一实施例中，使用玻璃纤维管，阴极在该管内部并且阳极在该管外部。

Description

玻璃纤维电介质屏障电离放电装置
技术领域
本发明总体上涉及空气净化器，并且更具体地涉及双极电离装置，该双极电离装置用于加热、通风和冷却（HVAC）系统以减小空气粒子的数量并且分解引起气味的化合物。
背景技术
室内空气环境常常包括悬浮粒子，诸如灰尘、头皮屑、煤烟和烟雾粒子、花粉、霉菌、细菌和病毒。也存在室内气体，该室内气体从建筑材料、家具和不耐用物品释放。在办公室环境中，诸如复印设备等等的机器的众多使用者是特别成问题的，由于这种设备可以发出挥发性有机化合物。
这些微粒会降低空气的质量，使得空气令人不太舒适并且甚至对空间的占有者来说是危险的。促进能量效率的现代建筑技术，诸如绝缘的墙、天花板、门和窗以及具有空气侵入屏障的包覆建筑，已经产生如此气密以致于建筑物不能释放废气有毒元素的空间。
在普通的加热、通风和冷却（HVAC）系统中，空气被吸过过滤器，该过滤器用于将微粒俘获在过滤器中。然而，传统过滤器仅对在尺寸上至少10微米的大粒子有效。虽然高效率粒子空气（HEPA）过滤器更加有效，但它们也具有缺点，因为它们可能快速地变得堵塞，需要频繁的更换以避免使HVAC设备负担过重。因为空气中的污染物的存在并且物理过滤器通常不能去除污染物，已经形成称为“病态建筑综合症”的情况。被设计用来减轻这种综合症的各种建筑规范已经被引入；例如，美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）推荐在24小时周期中最小8.4空气交换（35%周转率）。虽然商业和工业设施通常满足那个最低水平，但它们的空气质量可能仍然是差的。此外，许多住宅甚至不满足这种最低水平。虽然较大的周转率将提高内部空气质量，但它们也将降低建筑物的能量效率。
替代的过滤方法涉及使用由非热能等离子体技术产生的电离从空气去除污染物。电离在原子或一组原子失去或获得一个或更多个电子的情况下发生。电中性的原子或分子将具有相等数量的电子和质子。如果被束缚到原子或分子的电子从外部源吸收足够的能量，它可能超过电离电势并且允许电子逃出其原子轨道。当这种情况发生时，失去电子，并且产生具有正电荷的离子（阳离子）。失去的电子变成自由电子。当自由电子随后与原子碰撞时，它可能被俘获在轨道内。原子或分子对电子的获得产生具有负电荷的离子（阴离子）。
空气（例如，地球大气中的空气）的电离导致空气的组成分子（主要是氧气和氮气）的电离。虽然空气中的氮气比氧气更多，但氧气更加有活性。因此，氧气具有比氮气低的电离电势，允许氧气阳离子比氮气阳离子更容易地形成，并且氧气具有比氮气高的电负性，允许氧气阴离子比氮气阴离子更容易地形成。
已知电离用来将有机化学物质分解为水、二氧化碳和相关金属氧化物的基本分子组成。因此，电离具有通过从封闭的环境消除化学污染物和它们的相关气味用来清洁室内空气的潜力。通过施加电荷到那些粒子，电离也有助于微粒物质的减小：电荷引起较小的粒子聚集，或者结块在一起，形成较大的粒子，该较大的粒子然后脱离空气或在过滤器系统中被俘获。
研究显示，正负离子（阳离子）的不平衡可以以许多方式损害人类健康，诸如通过刺激神经激素5-羟色胺的增加产生，这可导致疲惫、焦虑和忧郁。在使用VDU（视频显示单元）的办公室中经常见到正离子。负离子（阴离子）具有镇静效果。因此，清洁室内空气的机器将设法将负离子引入到空气流中。
各种商业产品已经制成包括并入双极电离装置的机器。空气的电离也可以产生臭氧O3，臭氧的水平应当保持低于标准极限。因此，需要一种系统，该系统提供充分水平的电离以有效地解决空气流中的污染物，并且其中臭氧的水平可以被控制。
在该情况下，将高度希望将电离技术用于空气处理，并且实际上有许多双极电离装置的供应商，该双极电离装置是用于指定场所的独立装置，或者集成到建筑物HVAC系统中的集中装置。这些装置被使用使得循环到建筑物中并且在建筑物内再循环的空气可以通过双极电离装置。这可以实现改进空气质量的目标，而不要求较大的空气交换率。因此，室内空气的电离处理的另外益处是它有助于HVAC操作的效率。
商业上可用的双极电离装置通常应用玻璃管作为电介质。然而，玻璃管是相对易碎的，在运输期间由于错误操作并且由于在较高周围温度下的应力相关的故障而遭受许多机械故障。此外，玻璃管的形状和布置在一些情况中可能阻碍空气流动，因此损害效率。因此，在该技术领域中需要一种改进的高效率的双极电离装置，该双极电离装置具有低的制造成本和减小的机械故障率。此外，在该技术领域中需要一种具有空气动力学形状的双极电离装置，该双极电离装置提供更高效的空气流动，允许离子的更大获取并且简化在较宽范围的HVAC系统或独立装置中的安装。
发明内容
本发明公开一种双极电离装置，该双极电离装置用于加热、通风和冷却（HVAC）系统和独立装置，并且提供低的制造成本、减小的机械故障率和高的效率。
在一个实施例中，双极电离装置包括用作电介质的平玻璃纤维加强的环氧树脂层压板。一薄层实心铜箔被层压到该板的一侧，形成用作双极电离装置的阴极的铜包覆层压板。该板的第二侧设置有由紧密编织的金属网格或格栅制造的阳极。玻璃纤维板比使用玻璃电介质的电离装置耐用得多，并且可以以低的成本和高的效率被制造。此外，平板设计简化在宽范围的场所中的该装置的放置，具有允许另外的效率的改进的离子获取。
在第二实施例中，双极电离装置被设计在玻璃纤维加强的环氧树脂层压管周围。布置在该管内的是金属阴极，该阴极可以是实心金属或者网格或穿孔金属。在该管的外部，设置金属网格或格栅阳极。虽然这个实施例将不提供平板设计可以提供的改进的离子获取，但它在其机械强度、高的效率和低的制造成本方面将仍然是有利的。此外，管状设计将允许目前使用玻璃管电离装置的已存在的电离系统的翻新。
平玻璃纤维板设计和玻璃纤维管设计适合于到AC电源的机械和电连接。在玻璃纤维管的第二实施例中，传导端子包括电力输入端子，该电力输入端子从端盖的底表面延伸以便通过电流分配器提供电流到阴极。来自电源的第二端子的不锈钢夹子或电线可以联接到阳极以完成电路。
在电离装置被设计在平玻璃纤维板上的第一实施例中，优选实施例提供多个电离装置，该多个电离装置被安装在固定到端子接线盒的一组三个支柱上。在每一个板形成大致矩形形状的情况下，该板的一个窄的端部将由第一和第二支柱支撑，该板的另一窄的端部由第三支柱支撑。在优选实施例中，该板设置有槽口以适应通过三个支柱的安装。在另一优选实施例中，除了为安装提供结构支撑之外，第一和第二支柱为电离装置提供高压交流电流，该电流在本申请中称为HV+和HV-。在又一优选实施例中，第三支柱设计成允许每一个板的容易安装和拆卸。
附图说明
根据参考附图的本发明的优选实施例的详细描述，本发明的另外优点和特征将变得显然，其中：
图1是根据本发明的组装后的设计在平玻璃纤维板上的电离装置的实施例的阳极的透视图；
图2是在安装网格或格栅之前的电离装置的阳极的透视图；
图3是电离装置的阴极的透视图；
图4是包括多个平玻璃纤维板电离装置的电离系统的透视图；
图5是用来安装玻璃纤维板电离装置的支撑和电力支柱的透视图；
图6是模块化绝缘体的透视图，两个或更多个模块化绝缘体组装到支撑和电力支柱中以便安装玻璃纤维板电离装置；
图7是用来安装玻璃纤维板电离装置的快速释放支撑支柱的透视图；
图8是用来安装玻璃纤维板电离装置的快速释放支撑支柱的俯视图；
图9是玻璃纤维管电离装置的侧视图；
图9A是示出组装后的传导端子和端盖的细节图；
图10是示出用来制造平玻璃纤维电离装置的方法的流程图；并且
图11是示出用来制造双极电离管的方法的流程图。
为了便于理解本发明，当适当时，已经使用相同的附图标记来指示各个图共有的相同或相似元件。此外，除非另外声明，附图中示出的且讨论的图不按比例绘制，而是仅为了说明目的被示出。
具体实施方式
本发明的一个实施例是用来从空气去除杂质（诸如灰尘、花粉、真菌、化合物产生的有毒气味以及其它不希望的粒子）的电离装置，这些杂质本身示例性地出现在建筑物的通风系统中，虽然这种环境不被认为是限制性的。
在本发明的管的改进中是总体结构完整性的改进。
平玻璃纤维板电离装置和玻璃纤维管电离装置都提供阳极和阴极，该阳极和阴极增加电离管的离子输出。用于形成阳极的网格或格栅制造有紧密编织的网格，该网格允许更多接触点产生离子。
除了其它优点外，平玻璃纤维电离装置的实施例导致空气流阻力的减小，允许更高效的HVAC系统。
现在将详细参考本发明的实施例，其例子在附图中被示出。
图1-3示出电离装置100的实施例，其中平玻璃纤维加强的环氧树脂层压板110用作电介质。玻璃纤维加强的环氧树脂层压板110优选地被认为FR-4等级即通用层压等级，该层压等级提供良好的强度对重量比率，以相当大的机械强度提供电绝缘。然而，提供结构完整性、耐久性和高效操作性能的其它材料可以被替代。
如图1示出的，板110具有远远超过厚度140的长度120和宽度130。板110因此具有顶面、底面和很薄的四个侧面。具有长度120和宽度130的顶面被指定为阳极115，并且具有长度120和宽度130的底面被指定为阴极310。电离装置100可以被构造在多种形状和尺寸的板上，该多种形状不仅包括如示出的矩形形状，而且包括正方形形状、圆形形状、椭圆形状等等。本发明的权利的受让人打算商业化呈多种矩形和圆形形状的电离装置100的实施例，并且保留其它形状的权利。在优选的矩形实施例中，板110的长度、宽度和厚度是17.5″×5.5″×0.125″。然而，这不应当被认为是限制性的，由于多种尺寸和形状是可能的。
图1和2示出板110的阳极侧面115，图1表示组装后的阳极并且图2表示在最后组装之前的阳极的较早阶段。图3示出板110的阴极310。
在诸如图4中示出的实施例中，一个或更多个电离装置100可以安装在第一支柱420、第二支柱430和第三支柱440上。为了适应这种实施例，并且往后参考图2，板110在板的一个端部上包括凹入槽口240和250，并且在板的另一端部上包括单个凹入槽口260。第一支柱420被板110的槽口250接合，第二支柱430被板110的槽口240接合，并且第三支柱440被板110的槽口260接合。
图3给出优选实施例，其中阴极310设置有实心铜表面320，该实心铜表面覆盖板110的底面的面积的大部分。没有实心铜表面320的具有宽度340的边界330包围阴极310的周边。在优选实施例中，实心铜表面320具有每平方英尺近似1盎司重量铜的厚度，该厚度近似为1.34密耳或34微米（代表每平方英尺近似1盎司铜）。在优选实施例中，宽度340是0.5″。为了耐腐蚀性，实心铜表面320优选地设置有镀锡。在替代实施例中，阴极310可以设置有不同于铜的传导性材料。在其它替代实施例中，阴极310可以代替示出的实心表面320使用网格或穿孔金属。
参考图2，板110的阳极115设置有铜的迹线210，优选地设置有镀锡。迹线210具有宽度215并且在具有宽度225的边界220内侧大致沿着板110的顶面的周边。在优选实施例中，边界220的宽度225是0.5″，并且迹线210的宽度215是0.25″。阳极115还设置有也是铜的多个附接点280，优选地设置有镀锡。在优选实施例中，附接点280的直径是0.25″。在优选实施例中，迹线210和附接点280的铜具有每平方英尺近似1盎司重量铜的厚度。
板110可以在铜已经施加到两个侧面的情况下从制造商购买，并且然后可以通过各种去除方法从不需要的区域去除铜，仅留下希望的铜迹线。替代地，可以使用添加方法生产板110，在该添加方法中，迹线通过电镀方法被添加到裸露基板。
在一个实施例中，图1中示出的网板150被点焊（tack down）到附接点280，以及如示出的通过小的附接点285被点焊到迹线210。所示出的附接点280和285的数量和间隔不意图是限制性的。网板150优选地为铝或不锈钢，并且被模切以匹配迹线210的精确尺寸和形状。网板150设置有每平方英寸近似180到290个开口的多个间隙空间或穿孔。在一个实施例中，阳极包括每平方英寸近似225个开口。通过网板150被点焊并且因此紧密接触电介质，电离装置得到高的离子输出和相对低的臭氧产生。
离子和臭氧输出受电介质的厚度和网板150与电介质的间隔影响；通过调节这两个变量，离子和臭氧输出可以被定制成适合本申请。因此，在未示出的另一实施例中，传导性间隔件被布置在迹线210和网板150之间以及附接点280和网板150之间。在优选实施例中，传导性间隔件将添加7密耳间隔。
参考图2和3，一个优选实施例是，第一支柱420和第二支柱430不仅为板110提供结构支撑，而且提供到电离装置100的HV+和HV-交流电流的供应。用于板110的阳极115的电压在槽口240和第二支柱430之间的相交部分270处由第二支柱430供应。用于板110的阴极310的电压在槽口250和第一支柱420之间的相交部分350处由第一支柱420供应。
电离装置100由高压交流电流（ac）提供电力。在优选实施例中，电离装置100将由2000-3000伏交流电流提供电力，该2000-3000伏交流电流可以由电力变压器供应，该电力变压器将分支电路从120或220伏交流电流提高到3000伏交流电流。阴极310因此经受来自第一支柱420的一个极性，而阳极115经受来自第二支柱430的相反极性。这导致相反的电荷积累在电介质屏障的每一侧上，结果是以等离子细丝的形式的电场产生放电和表面电介质屏障放电（DBD）。
在空气流过电离装置100并且空气中的分子与产生的等离子体相互作用时，电子在分子之间传递，产生快速传播的正的和负的离子，因此电离该空气。通过分解有机化学物质并且去除它们的相关气味，以及通过结块减小颗粒物质的水平，空气的电离帮助清洁空气。
在这个优选实施例中，第一和第二支柱将HV+和HV-电压提供到由宽度140指示的板110的侧面。在优选实施例中，在阴极310上，边界330在槽口250和第一支柱420的相交部分350处中断。替代地，实心铜表面320延伸到阴极310的边缘并且超过该边缘延伸到由宽度140指示的板110的侧面上，通过第一支柱420的导体接触电源的HV+端子。类似地，在阳极115上，边界220在槽口240和第二支柱430的相交部分270处中断。替代地，迹线210延伸到阳极115的边缘并且超过该边缘延伸到由宽度140指示的板110的侧面上，通过第二支柱430的导体接触电源的HV-端子。
图4示出电离系统400，其中多个电离装置100水平地安装，阳极（顶）表面向上面向并且阴极（底）表面向下面向。在优选实施例中，电离装置100从下板的顶部到上板的底部间隔0.7″。电离装置100如前面讨论的那样被槽口，并且装配到安装和电力支柱420、430和440中。这些支柱又被安装到外壳410上的基板，其中外壳410可以包括电力变压器和监视电子设备（未示出）。电离系统400可以布置在例如HVAC管道中，将电离的粒子提供到空气流中。
图5是第一支柱420的透视细节图，第二支柱430是相同的。支柱420和430包括包围中心导体（未示出）的多个模块化绝缘体510，该中心导体也提供结构支撑。模块化绝缘体510设置有镗孔520以容纳中心导体。在优选实施例中，中心导体520是#304不锈钢螺杆。
图6是单个模块化绝缘体510的细节图。每一个是大致圆柱形的，具有半径615和高度620。在模块化绝缘体510的顶部，圆周的一部分被切去到深度630，深度630略微大于板110的厚度140。切去的圆周留下表面635，在该表面上方是凸起的V形槽口645，该V形槽口为板110的凹入槽口240和250提供支撑。在模块化绝缘体510的顶部是凸起半球650，模块化绝缘体510的底部具有对应的凹入半球（未示出）。提供镗孔640，使得模块化绝缘体510可以在中心导体520上滑动。因此，多个模块化绝缘体510可以一个堆叠在另一个的顶部上，中心导体520防止模块化绝缘体510的侧向运动，并且凸起半球650和凹入半球的配合防止堆叠的模块化绝缘体510的旋转运动。
支柱具有最少两个模块化绝缘体510以保持单个板110，但通过改变中心导体520的高度和模块化绝缘体510的数量，支柱可以被构造用来支撑多个板110的任何板。形成中心导体和结构支撑的螺杆根据模块化绝缘体510的数量被切割到适当长度。对于5个模块化绝缘体，该杆将是近似80mm长。可以预见，可以容纳达到10个的模块化绝缘体。绝缘体510是改性聚苯醚塑料或等同物。在模块化绝缘体的堆叠的基部，螺杆穿透外壳上的基板。在模块化绝缘体的堆叠的顶部，垫圈和螺母用于将顶部模块化绝缘体510保持在竖直方向上的适当位置。
图7是第三支柱440的透视细节图，该第三支柱为板110提供结构支撑但不为它提供任何电压。多个旋转夹子710绕枢轴720旋转。另一不锈钢螺杆用于为第三支柱提供结构支撑，虽然它不提供双重功能即不作为电力导体。每一个旋转夹子710的顶部具有凹入槽口730，该凹入槽口为板110提供空间。图8是第三支柱440的俯视图，并且示出，在凹入槽口730内的是凸轮740。凸轮740对应于板110的凹入槽口260。第三支柱440具有最少两个旋转夹子710以保持单个板110，但通过改变旋转夹子710的数量，支柱可以构造用来支撑多个板110的任何板。在旋转夹子710的堆叠的基部，螺杆穿透外壳上的基板。在旋转夹子的堆叠的顶部，垫圈和螺母用于将顶部旋转夹子710保持在竖直方向上的适当位置。
参考图4，最下部板110参考支柱420和430的最下部凸起槽口645滑动到适当位置中并且被轻轻地压到适当位置中。然后旋转支柱440的对应的旋转夹子710，使得凸轮740将进入板110的槽口260，抵靠支柱420和430的凸起槽口645将板向前推动近似0.1″以将板110压到中心导体520中并且将板110锁定在适当位置。对希望安装在系统400中的另外的电离装置100重复该过程。
图9和细节图9A示出本发明的又一实施例，该实施例是双极电离管900。双极电离管900包括玻璃纤维管910、端盖950、传导端子960、阴极920、阳极930、密封盖970和至少一种密封剂，该至少一种密封剂用来将端盖950和密封盖970固定到玻璃纤维管910。
玻璃纤维管910具有长形的圆柱形形状，具有基本上均匀的横截面的壁，该壁形成内表面和外表面。玻璃纤维管910具有第一端部和第二端部。在优选实施例中，玻璃纤维管910优选地被认为FR-4等级。在一个实施例中，玻璃纤维管的外径可以为近似0.75到1.625英寸，并且优选地为大约1.375英寸。形成管910的玻璃纤维壁的厚度优选地为0.125英寸到0.140英寸。在优选实施例中，玻璃纤维管的总长度是7英寸到21英寸，虽然这种长度不被认为是限制性的。本领域技术人员将理解，玻璃纤维管910的尺寸与希望的总离子输出关联并且不被认为是限制性的。玻璃纤维管910的第一端部处的边缘被安置到端盖950中，而玻璃纤维管910的第二端部处的边缘被安置到密封盖970中。端盖950和密封盖970由诸如乙烯树脂的绝缘材料形成。
抵靠玻璃纤维管910的内壁布置的是阴极920。优选地，阴极920由实心铝合金形成并且为圆柱形形状。在优选实施例中，该合金是1100H0系列。虽然阴极920被描述为由铝制造，但本领域技术人员将理解，其它传导性金属或金属合金（诸如不锈钢等等）可以用于形成阴极920，并且替代实心形式，可以使用网板或穿孔形式。也可以通过沉积的形式（诸如溅射，化学蒸汽沉积（CVD）等等）产生金属的薄膜。
阴极920的尺寸被设计成用于覆盖玻璃纤维管910的内表面到距离玻璃纤维管910的第一和第二端部的边缘大约1/4″至1/2″，在玻璃纤维管910的边缘允许足够的空间，使得玻璃纤维管910的第一端部的边缘可以适当地装配到端盖950中，并且玻璃纤维管910的第二端部的边缘可以适当地装配到密封盖970中。在优选实施例中，阴极920具有近似0.010英寸的厚度。
阳极930布置在玻璃纤维管910的外壁上。阳极930在形状上是圆柱形的并且由不锈钢网格制造，该不锈钢网格覆盖玻璃纤维管910的外表面。优选地，阳极930与阴极920的长度大致相同或略微大于阴极920的长度。虽然阳极930被描述为由不锈钢制造，但本领域技术人员将理解，其它传导性金属或金属合金（诸如铝等等）可以用于形成阴极920。
在优选实施例中，阳极930具有近似0.14英寸的厚度，并且每平方英寸具有225个开口。替代地，阳极930可以具有0.01到0.015英寸的范围中的厚度，并且每平方英寸具有180到290个开口（即，穿孔）。
阳极930通过电导体（未示出）电连接到高压交流电源，该电导体诸如不锈钢夹子、电线或其它熟知的电导体。在一个实施例中，不锈钢夹子从高压电源的HV+引线延伸并且布置成可靠地接触阳极930的外表面区域。
传导端子960包括电力输入端子962、具有两个尖齿980的电流分配器940、用来将电流分配器940固定到电力输入端子962的紧固件966和防旋转突片965以及用来将组装后的传导端子960固定到端盖950的紧固件964。
电力输入端子962由传导性金属制成，该传导性金属诸如#304不锈钢。电力输入端子962延伸穿过形成为穿过端盖950的底板的孔。电力输入端子962机械连接且电连接到电流分配器940。在一个实施例中，电流分配器940的底部部分包括光滑的孔，该光滑的孔的尺寸被设计成用于接纳电力输入端子962的带螺纹的端部。用来将电流分配器940固定到电力输入端子962的紧固件966可以是螺母，虽然可以使用不同的紧固方法，诸如焊接或各种构造的螺钉。同样，用来将组装的传导端子960固定到端盖950的紧固件964可以是螺母，虽然可以使用不同紧固方法。
电力输入端子962从端盖950的底部部分的外表面延伸足够的长度以允许连接到分离的高压交流电源。如说明性地示出的，电力输入端子962的外端部可以是带螺纹的，虽然这种端子连接器不被认为是限制性的。例如，除了其它熟知的连接器外，电力输入端子962可以是插入式或突片式连接器。
电流分配器940成形为具有两个尖齿980的U形音叉，该两个尖齿向外延伸以接触阴极920。电流分配器940由传导性金属制造，诸如不锈钢、铝、铜以及其它传导性金属或金属合金。
类似于平玻璃纤维板电离装置100，双极电离管900可以安装在例如加热、通风和冷却（HVAC）管道中。在操作期间，双极电离管900连接到合适的电源，诸如高压AC电源。一个极性被供应到电流分配器940并且被电流分配器940通过其尖齿980分配到阴极920。相反的极性被提供到阳极930，诸如通过布置在阳极和电源之间的传导性电线或夹子。如前面描述的，这导致相反的电荷积累在电介质屏障的每一侧上。
在空气流过电离装置并且空气中的分子与产生的等离子体相互作用时，电子在分子之间传递，产生快速传播的正的和负的离子；因此电离该空气。通过分解有机化学物质并且去除它们的相关气味，以及减小颗粒物质的水平，空气的电离帮助清洁该空气。
注意到，阳极和阴极的设计（该设计包括用于制造的金属，以及不锈钢阳极网格的每平方英寸穿孔数量的增加）特别地旨在相对于现有技术在周围空气中增加电离输出。同样，电介质的类型及其厚度以及电介质和阳极之间的间隔在优化电离输出中是重要的。有利地，与现有技术的管相比，可以减小操作本发明的电离管900的能量成本，这是由于阳极和阴极的增强增加了管900的总离子产生。
参考图10，用来制造本发明的平板电离装置100的方法1000在流程图中被说明性地示出。方法1000开始于1005并且前进到步骤1010，在步骤1010中，提供玻璃纤维板110，该玻璃纤维板具有顶表面、底表面和至少一个侧面。
在步骤1015，玻璃纤维板110设置有第一槽口250、第二槽口240和第三槽口260，以便于玻璃纤维板110的安装，以及通过240和250处的电连接将高压交流电流提供到阳极和阴极。
在步骤1020，去除或添加方法用于在玻璃纤维板110的底部（除了玻璃纤维板110的底部的周边周围的部分边界外）上形成铜阴极310。在第一槽口250处，边界被忽略并且使铜继续到玻璃纤维板110的边缘并且超过该边缘，覆盖第一槽口250与玻璃纤维板110的侧面的相交的部分。
在步骤1025中，去除或添加方法用于在玻璃纤维板110的顶部上在玻璃纤维板110的顶部的周边周围的部分边界220内侧产生铜迹线210。在第二槽口240处，边界220被忽略并且铜迹线210继续到玻璃纤维板110的边缘并且超过该边缘，覆盖第二槽口240与玻璃纤维板110的侧面相交的部分。
在步骤1027中，铜阴极310设置有镀锡，在铜在第一槽口250处超过边缘继续处具有大量镀锡。此外，铜迹线210设置有镀锡，在铜在第二槽口240处超过边缘继续处具有大量镀锡。
在步骤1030，网板150被点焊到附接点280并且在小的附接点285处被点焊到铜迹线210，完成玻璃纤维板110的顶部的阳极115的构造。
然后，方法1000前进到步骤1030，在那里，该方法结束并且提供组装后的电离管的任何测试。
参考图11，用来制造本发明的双极电离管900的方法1100在流程图中被说明性地示出。方法1100开始于1105并且前进到步骤1110，在步骤1110设置玻璃纤维管910。
在步骤1115，实心铝合金阴极920被插入到玻璃纤维管910的内部中。阴极920布置成使得阴极920的上和下边缘距离玻璃纤维管910的第一和第二端部的边缘大约1/4″至1/2″。如前面对该设备讨论的，其它传导性金属或金属合金（诸如不锈钢等等）可以用于形成阴极920，并且替代实心形式，可以使用网板或穿孔形式。也可以通过沉积形式（诸如溅射、化学蒸汽沉积（CVD）等等）形成金属的薄膜。
在步骤1120，传导端子960被组装并且安装在端盖950上。
在步骤1125中，一层密封剂被施加到端盖950内侧的底部周围的圆周。取决于密封剂的类型，可以允许密封剂在前进到步骤1130之前部分地固化。
在步骤1130，玻璃纤维管910的第一端部滑过传导端子960并且向着端盖950向下滑动直到管910的外周边缘牢固地安置在端盖950的内侧的底部。电流分配器940的尖齿980接触阴极920。
在步骤1135，圆柱形不锈钢网格阳极930滑过玻璃纤维管910的第二端部。阳极930的上和下边缘被对齐以与阴极920的相应的上和下边缘重合。
在步骤1140中，一层密封剂被施加到密封盖970的内侧的底部周围的圆周。取决于密封剂的类型，可以允许密封剂在前进到步骤1145之前部分地固化。
在步骤1145，玻璃纤维管910的第二端部的外周边缘被牢固地安置在密封盖970的内侧的底部。
然后，方法1100前进到步骤1150，在该步骤1150，该方法结束并且提供密封剂的任何另外固化和组装后的电离管的测试。
本领域技术人员将理解，方法1100的步骤的具体顺序不被认为是限制性的。
虽然上面已经给出本发明的示例性描述以使本领域技术人员能够作出和使用本发明，但如本领域技术人员将理解的，那个描述不应当被解释为限制本发明，并且可以对该描述作出各种修改和改变而不偏离本发明的范围，并且本发明的范围由下面的权利要求确定。

Claims (19)

1.一种双极电离装置，包括：
平玻璃纤维板，所述平玻璃纤维板具有顶表面、底表面和具有薄厚度的一个或更多个侧面；
布置在所述玻璃纤维板的底表面上的阴极，所述阴极包括结合到所述底表面的大部分的一层铜；
布置在所述玻璃纤维板的顶表面上的阳极，所述阳极包括覆盖所述顶表面的大部分的金属网格。
2.根据权利要求1所述的电离装置，其中，所述玻璃纤维板具有呈矩形形状的顶表面。
3.根据权利要求1所述的电离装置，其中，所述玻璃纤维板具有呈圆形形状的顶表面。
4.根据权利要求1所述的电离装置，其中，金属迹线结合到上表面，所述金属迹线在形状和尺寸上对应于所述金属网格的周边，并且其中所述金属网格被点焊到铜迹线。
5.根据权利要求1所述的电离装置，其中，金属迹线结合到上表面，所述金属迹线在形状和尺寸上对应于所述金属网格的周边，并且
其中，多个传导性间隔件的底端被点焊到所述金属迹线，所述金属网格然后被点焊到所述多个传导性间隔件的顶端。
6.根据权利要求1所述的电离装置，其中，所述金属网格由铝制成。
7.根据权利要求1所述的电离装置，其中，所述金属网格由不锈钢制成。
8.一种用于构造在平玻璃纤维板上的一个或更多个双极电离装置的安装系统，其中，每一个电离装置具有顶表面、底表面和一个或更多个侧面，所述安装系统包括：
基座；
第一支柱，所述第一支柱具有安装到所述基座的一个端部，所述第一支柱向每一个电离装置提供结构支撑并且还提供高压交流电源到每一个电离装置的底表面的HV-连接；
第二支柱，所述第二支柱具有安装到所述基座的一个端部，所述第二支柱向每一个电离装置提供结构支撑并且还提供高压交流电源到每一个电离装置的顶表面的HV+连接；和
第三支柱，所述第三支柱具有安装到所述基座的一个端部，所述第三支柱向每一个电离装置提供结构支撑。
9.根据权利要求8所述的安装系统，其中，所述第一支柱和第二支柱包括多个堆叠的模块化绝缘体，每一个模块化绝缘体包括：
顶表面；
底表面；
一个或更多个侧面；
位于所述顶表面上的凹入区域，所述凹入区域凹入成使得当两个模块化绝缘体堆叠时，一个电离装置的侧面装配到所述凹入区域中；和
从所述顶表面到所述底表面的镗孔，所述镗孔容纳传导性元件，所述镗孔根据所述凹入区域进行定位，使得装配到所述凹入区域中的一个电离装置的侧面将接触所述传导性元件。
10.根据权利要求9所述的安装系统，其中，所述第三支柱包括多个堆叠的绝缘旋转夹子，每一个旋转夹子包括：
顶表面；
底表面；
一个或更多个侧面；和
位于所述顶表面上的凹入区域，所述凹入区域凹入成使得当两个旋转夹子被堆叠且旋转时，一个电离装置的侧面装配到所述旋转夹子的凹入区域中，
并且其中，所述旋转夹子的每一个凹入区域包括凸轮，所述凸轮将所述电离装置紧紧地推到所述第一支柱和第二支柱的凹入区域中。
11.一种双极电离管，包括：
具有两个端部的玻璃纤维管；
阴极，所述阴极布置在所述玻璃纤维管的内表面壁内并且被所述内表面壁外接；
外接所述玻璃纤维管的外表面的阳极，所述阳极被构造用于与电源的第一传导端子的电连接；
电绝缘的端盖，所述端盖的尺寸被设计成用于接纳所述玻璃纤维管的第一端部，所述端盖通过至少一种密封剂被固定到所述玻璃纤维管；
长形传导端子，所述长形传导端子具有第一部分和第二部分，所述第一部分延伸穿过所述端盖并且被构造用于与所述电源的第二传导端子的电连接，所述第二部分延伸到所述玻璃纤维管中并且被构造用于与所述阴极的电连接；和
密封盖，所述密封盖的尺寸被设计成用于接纳所述玻璃纤维管的第二端部，所述密封盖通过所述至少一种密封剂被固定到所述玻璃纤维管。
12.根据权利要求11所述的电离管，其中，所述阴极成形为圆柱形并且由实心铝合金制造。
13.根据权利要求11所述的电离管，其中，所述阳极成形为圆柱形并且由不锈钢网格制造。
14.根据权利要求13所述的电离管，其中，所述长形传导端子的第二部分包括用于将电流提供到所述阴极的传导性电流分配构件。
15.根据权利要求14所述的电离管，其中，所述传导性电流分配构件包括用来接触所述阴极的多个尖齿。
16.一种制造平板电离装置的方法，包括：
设置玻璃纤维板，所述玻璃纤维板具有顶表面、底表面和至少一个侧面；
在所述玻璃纤维板中设置第一槽口、第二槽口和第三槽口；
除了在所述玻璃纤维板的底表面的周边周围的部分边界之外，在所述玻璃纤维板的底表面上设置铜阴极，其中，在所述第一槽口处，忽略所述边界并且使所述铜阴极继续到所述底表面的边缘并且超过所述边缘，以覆盖所述第一槽口与所述玻璃纤维板的所述至少一个侧面相交的部分；
在所述玻璃纤维板的顶表面的周边周围的部分边界内，在所述玻璃纤维板的顶表面上设置铜迹线，其中，在所述第二槽口处，忽略所述边界并且使所述铜迹线继续到所述顶表面的边缘并且超过所述边缘，以覆盖所述第二槽口与所述玻璃纤维板的所述至少一个侧面相交的部分；
对所述铜阴极和所述顶表面的铜迹线镀锡；和
将网板点焊到所述玻璃纤维板的顶表面上的镀锡的铜迹线。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述网板是不锈钢网格阳极。
18.一种制造双极电离管的方法，包括：
设置具有两个端部的圆柱形玻璃纤维管；
设置端盖，所述端盖的尺寸被设计成用于接纳所述玻璃纤维管的第一端部的外周边缘；
设置具有电流分配器的传导端子；
将圆柱形阴极插入到所述玻璃纤维管中；
将所述传导端子的下端附接到所述端盖；
将所述玻璃纤维管布置在所述传导端子上并且将所述玻璃纤维管的第一端部的外周边缘安置到所述端盖中；
将圆柱形阳极布置在所述玻璃纤维管上；
设置密封盖，所述密封盖的尺寸被设计成用于接纳所述玻璃纤维管的第二端部的外周边缘；
将所述玻璃纤维管的第二端部的外周边缘安置到所述密封盖中。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述圆柱形阳极是不锈钢网格阳极并且所述圆柱形阴极是实心铝合金阴极。
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