CN104080539A - 静电空气调节器 - Google Patents

Abstract

提供具有至少一个离子发射部件（即，电晕框架）和至少一个离子收集部件（即，收集匣）的一种静电空气调节器。电晕框架和收集匣被配置具有活动区和被动区，并且电晕框架和收集匣可以从它们被定位于其中的外壳去除。被动区提供活动区和外壳的侧边壁之间附加的间隔，并且提供相对于现有静电空气调节器的多种优势，例如，消除了活跃电晕导线和外壳壁之间的阻挡物，这防止化学活跃或电活跃物质（蒸汽或颗粒）在这类阻挡物和/或外壳壁上的任何沉积（由于空气流动）。

Description

静电空气调节器

相关发明的交叉引用

本发明要求2012年12月26日提交的美国临时申请第61848086号的优先权及其权益。

技术领域

本发明涉及空气调节设备。更具体地，其涉及静电空气调节器。

背景技术

已知静电空气净化器和调节器，它们常利用被称作“电晕（corona）”导线或“电晕电极”、“收集电极(collecting electrode)”的元件和这些电极之间的阻挡物。这些元件被容纳在外壳中，电晕电极和收集电极常常可以从所述外壳拆卸用以定期清洗。阻挡物用于保护电极之间的闪络或缓变（沿表面）放电。

在其它已知设备中，离子收集部件（收集匣（cartridge）或收集电极）和离子发射部件（电晕电极或电晕框架）在外壳的底板上被支撑。

在上述两种设计中，电极被齐平地附着到外壳壁以防止污浊空气从电极和壁之间绕过。

这种设计的缺陷是：包含化学侵蚀的或导电的物质的污染物（蒸气或颗粒）随空气进入外壳，沉积在阻挡物、外壳的底板和/或壁上。

这种侵蚀的或导电的物质沾污塑料阻挡物和壁，使得它们可以导电。一段时间之后，该污染变得难以去除或不能去除。由于是化学侵蚀，该物质深入渗透到塑料主体，改变非导电材料（例如ABS）的物理性质，使其变为半导电材料。由于阻挡物和壁变为半导电，这缩短了电极之间的距离，促成电晕导线和收集电极之间的放电（火花或缓变放电）。

当设备是新的时（并且阻挡物不导电），电晕框架和收集匣之间的空气间隙等于D。选择间隙D的长度，使得当发生电晕放电而从电晕电极向收集电极发射离子时，电极之间不发生例如火花或形成电弧的放电。当这些电极之间的阻挡物变为半导电后，从电晕导线发射的离子行进到阻挡物顶部。该离子流动构成从电晕电极向阻挡物流动的离子电流。于是阻挡物具有接近电晕导线电势的电势，这实际上缩短间隙D。当颗粒沉积在壁上时情况也是如此。

在此情况下，从阻挡物边缘（或从被沾污的壁）到收集匣可能发生放电。在静电空气调节系统被使用在空气中存在化学侵蚀的或导电的污染物的一定的地理、工业或气候区域的时候，这种不幸的情况缩短静电空气调节系统的寿命。

在现有技术中，电晕框架由电绝缘材料（塑料）制成。细电晕导线位于该电晕框架上。电晕导线彼此平行。框架的电绝缘材料与导电的电晕导线在电晕框架的底部和顶部会合并且接触。电场强度在两种材料彼此接触的地方比电晕导线的中间部分高得多。为了减小电场增强，在框架上安装附加的绝缘阻挡物。这些阻挡物位于电晕框架最靠近相对电极的一侧。

这种设计的弊端和以上相同，即，包含化学侵蚀的或导电的物质（蒸汽或颗粒）的灰尘进入空气调节器中并且在电晕框架阻挡物上沉积。

当阻挡物变为半导电时，从电晕导线发射出的离子行进到电晕框架阻挡物的边缘。于是，阻挡物的电势接近电晕导线的电势，这实际上缩短了电晕电极和收集电极之间的间隙。

因此，从阻挡物边缘（或从被沾污的壁）到电晕（或收集）电极可能发生一些“嘶嘶”放电甚至火花放电。这种不幸情况也缩短在一定地理、工业、气候区域（该区域空气中常有化学侵蚀的或导电的污染物）工作的静电空气调节系统的寿命。

现有的电晕框架设计的另一缺点是电晕导线振动，该振动不时发生，并且引起不愉快的噪声，以及可能导致电晕导线劣化和破坏。

还有一个现有技术劣势是当需要更换电晕导线时，通过相当麻烦和费时的过程拆卸整个框架或将新导线附着到该框架。

现有技术的空气调节器的另一劣势是当异物陷入到电极之间时或当电极变得干燥时，可能发生一些不想要的放电。

因此，需要用于检测不想要的放电的简单可靠的装置。

本发明的静电空气调节系统没有上述这些缺陷。

发明内容

根据一种实施方案，静电空气调节系统包括大体上具有两个通气口和四个侧边的外壳。离子发射部件（电晕框架）和离子收集部件（即收集电极或收集匣）被定位在该外壳中，使得离子发射部件和离子收集部件彼此相距第一距离D，并且基本彼此平行。高电压发生器被配置为提供离子发射部件和离子收集部件之间的输出端子上的电势差。

在所建议的设计中，离子发射部件和离子收集部件包括活动区（active area）和非活动（non-active）（被动（passive））区。活动区位于自外壳侧边一定距离处。这防止在塑料被使用导电和/或化学侵蚀的物质沾污的情况下电极之间通过壁的不想要的放电。

因此静电空气调节器系统包括具有进气口和出气口以及侧边（例如壁、底板、顶部）的外壳；定位于所述外壳中的离子发射部件（电晕框架）和离子收集部件（收集匣），其中离子发射部件和离子收集部件中的至少一个包括活动区和被动区，所述活动区包括导电电极，所述被动区包括非导电介质；所述活动区位于距外壳侧边第二距离f（对于离子发射部件）和第三距离K（对于离子收集部件）处。

离子发射部件和离子收集部件中的至少一个从所述外壳可去除用以定期清洗或导线更换。

离子发射部件优选地包括连接到所述高电压发生器的第一端子的细导线状导电电极。一般规则是，该离子发射部件的电势相对于离子收集部件的电势为正。

离子收集部件包括连接到所述高电压发生器的第二端子的扁平板状延长的收集电极。第二端子的电势关于离子发射部件的电势为负。

经验法则是，第二距离f和第三距离K应该大于或等于所述第一距离的一半，即，f≥D/2和K≥D/2。

为了最小化所述电极与塑料框架会合点处的电场强度，实施光滑形状的导电部件。导电部件位于离子发射和/或离子收集电极的端部，并且直接或经由导电介质电连接到电极。

这些导电部件具有延长的形状，并且和它们所电连接的对应电极基本垂直。在优选的实施方案中，这种光滑的导电部件沿所述活动区的周界延伸。

为了提供更好的绝缘，所述被动区的位于一个部件（离子发射部件或离子收集部件）上的至少一部分从相对部件（分别为离子收集部件或离子发射部件）离开而关于对应的电极凹陷。

为了促进电晕导线定期更换，离子发射部件包括永久元件和可更换元件。这种可更换元件包括电晕导线和支座，其中电晕导线被附着到支座；支座被附着到离子发射部件的永久元件。

为了防止导线振动，离子发射部件包括优选地位于活动区中间并且与电晕导线机械接触的支撑部件。

为了提供良好的空气过滤同时提供低空气阻力，收集电极扁平并且排斥电极被布置于收集电极之间。排斥电极包括基本平行于空气流动的扁平元件和基本垂直于空气流动的隆起元件。这些隆起元件（例如凸起）朝收集电极驱逐带电颗粒以促进它们的收集。

离子收集部件也可以包括被配置以在所述收集电极和排斥电极各自端部中途支撑它们的一个或多个中间支撑部件。

离子发射中间支撑部件和离子收集中间支撑部件优选地自相对部件（即，对应地为离子收集器或离子发射器）一侧相对地定位。

对于离子收集部件，中间支座优选地由弱导电（即，抗静电）材料组成以提供电极间电容放电。

天线状放电检测器位于离子发射和/或离子收集部件的附近。其可以是能够检测弱放电信号并且发送电信号给高电压发生器的杆、导线、线圈或者金属框架。

如果高电压发生器接收到这样的信号，它减小产生的电势差以熄灭放电。

根据以下将结合附图被阅读的对示例实施例的详细描述，将会明白本发明的这些及其他方面、特征和优势。

附图说明

根据示例图可以更好地理解本发明，其中：

图1是根据本发明一个实施方案的电晕框架的前视平面图；

图2是根据本发明一个实施方案的电晕框架的塑料支座的立体图；

图3是根据本发明一个实施方案的离子收集部件的立体图；

图4是根据本发明一个实施方案的离子收集部件的另一实现的立体图；

图5是具有在此实现的本发明的电晕框架和收集匣的外壳的立体图；

图6是具有在此实现的本发明的电晕框架和收集匣的外壳的仰视图；

图7是在根据本发明一个实施方案的外壳内定位的电晕框架和收集匣的侧视平面图，也示意性地示出用于放电检测的天线；

图8A是根据本发明一个实施方案的收集匣的局部立体图；

图8B是在示出根据本发明一个实施方案的导电棒（bar）的外壳内的电晕框架和收集匣的侧视图；

图9A和9B是根据本发明一个优选实施方案的电晕框架的立体图；

图10是示出根据本发明一个实施方案的可更换支座和导电棒的定位的电晕框架的局部放大图；

图11是根据本发明一个实施方案的电晕框架的另一立体图；

图12A和12B是根据本发明一个实施方案的电晕框架的立体图；

图13是根据本发明一个实施方案的电晕导线更换夹具的局部立体图；

图14是图13示出的电晕导线更换夹具的一部分的放大图；

图15是根据本发明一个实施方案的电晕导线更换夹具的另一视图；

图16是示出根据本发明一个实施方案更换电晕导线的电晕导线更换夹具的示意图；

图17是根据本发明一个实施方案示出旧支座和新支座的定位的电晕导线更换夹具的一部分的放大图；

图18a是根据现有技术的电晕导线相对于收集电极的定位的示意图；

图18b是根据本发明的一个实施方案的电晕导线相对于收集电极的定位的示意图；

图19A是根据本发明一个实施方案的收集匣的立体图；

图19B是根据本发明一个实施方案的收集匣的一部分的放大图；

图20是根据本发明一个实施方案的收集匣的电极的横截面的示意图；

图21是根据本发明一个优选实施方案的收集匣的电极的另一示意图；

图22是根据本发明一个优选实施方案的收集匣的平面图；

图23是根据本发明一个实施方案的收集匣的立体图；

图24是根据本发明一个实施方案的收集匣的局部立体图；

图25是根据本发明一个实施方案在收集匣中实现的电极分隔器的立体图；

图26是根据本发明一个实施方案的图25中的电极分隔器的一部分的放大图；

图27是根据本发明一个实施方案的收集匣的局部立体图；

图28是根据本发明一个实施方案示出中间支座的收集匣的局部立体图；

图29是根据本发明一个实施方案示出在底部定位的分隔器的收集匣的局部仰视立体图；

图30是根据本发明一个实施方案收集匣的中间支座的立体图。

具体实施方式

本发明针对空气调节设备，更具体地，涉及使用静电过滤器的空气调节系统。

本说明书阐明了本发明。因此，可以理解，本领域技术人员将能够设计尽管在此未详尽地描述或示出的将本发明具体化并包含在其精神和范围内的各种结构。

在此记载的全部示例和条件性的语言都是为了教导目的，以帮助读者理解本发明和发明者对促进本领域所贡献的构思，它们将被解释为不限于这种具体记载的示例和条件。

而且，在此记载本发明的原理、方面、实施例及其具体示例的全部陈述旨在包括其等价结构和等价功能。此外，应认为这种等价包括当前已经知道的等价以及未来开发的等价，即，被开发执行相同功能的任何元件（不论何种结构）。

参考图1，其示出根据本发明一个实施方案的一种电晕框架10。静电空气调节系统中的电晕框架有时也称作离子发射部件。

在该实施方案中，电晕框架10被与收集匣联合地使用，每个框架具有活动区14和被动或非活动区16。电晕框架10具有外框架12，活动区14包括电极18（例如，细电晕导线）占据的空间。如所示，电晕导线18位于框架12的中央区域，从而构成活动区14。框架12的外围（其是非活动区16）被非导电被动介质（例如，塑料和/或空气）占据。在该实施方案中，可以将把手20集成到框架12中以协助从静电空气调节器的外壳插入和/或去除电晕框架。

图2示出被配置用于容纳电晕框架12的左外壳壁24和外壳底板26的局部示意图。在该局部示意图中，为清楚起见，已经从活动区中去除电晕导线18、右外壳壁及顶部。电晕框架12由腿13和15支撑。

图3和4分别示出根据本发明的收集匣30A和30B的两个实施方案。在每个实施方案中，所述匣具有环抱活动区和非活动区的外框架32。活动区34被配置位于收集电极38和排斥电极39所定位的中央。被动或非活动区域36敞开，允许空气通过。

图5和6示出在根据本发明一个实施方案的外壳中的收集匣30和电晕框架12的局部示意图。本领域技术人员可以理解，外壳由电绝缘材料构成（例如，ABS塑料），通过沿外壳壁24中的槽滑动电晕框架12和收集匣30，将它们插入到外壳中。一旦被插入到外壳中，电晕框架12和收集匣30由槽40、腿15和35分别支撑，腿15和35停放在外壳底板16上顶盖（图5中未示出）旁边。高电压（HV）触点13和33分别位于腿15和35内，它们穿过外壳底板24到达高电压发生器所在的底部小隔间。

如以上配置所示，当电晕框架和收集匣的活动区远离所述壁，并且活动区与所述壁之间不存在任何阻挡物时，发生三件有益的事情：

首先，进入空气清洁器的化学活跃的或导电的物质（蒸气或颗粒）不在阻挡物上沉积，因为在当前实施方案中不存在阻挡物；

其次，大部分化学活跃的或导电的物质不在外壳壁上沉积，因为（通过非活动区的）移动的空气将这种材料/物质吹离所述壁。大部分空气被吸引通过活动区；和

第三，靠近外壳壁或沿外壳壁经过的化学活跃的或导电的物质未带电（即，其没有通过电晕框架活动区），因此，它们不会在所述壁上沉积，因而不会使壁变为可导电。

本领域技术人员可以理解，现在，从电晕电极/导线到收集电极的缓变放电路径将是一个相当更长的距离：即，从电晕导线到“腿”，然后沿壁或底板，再沿另一条“腿”到收集电极。

一般的设计经验法则是，电极之间的缓变放电路径应该至少是那些电极之间空气间隙的两倍长。因此，被动/非活动区宽度（即，从活动区到最近壁的距离）应该不小于电晕框架和收集器（collector）匣之间空气间隙的一半。

如果被动/非活动区离开相对的电极略微凹陷，则可以取得更好效果。图7以示意方式分别示出用于电晕框架和收集匣的“腿”15和35优选的布置方式。在图7中，腿的长度对于电晕框架全部等于f或者对于收集匣全部等于K，即，被动/非活动区到所述壁的距离大于空气间隙长度的一半：f≥D/2或K≥D/2。在这种配置中，电晕框架12的腿15使得从图7的侧视图中所看到的电晕框架略微偏离该腿。还将注意到，收集匣30的腿35也从收集匣的电极凹陷或偏离。

当其中一些电极被沾污、破坏或松散时，可能发生不想要的放电。在这种情况下，高电压发生器应该检测放电（例如，火花或发出嘶嘶声）并且切断电压。

所建议的用于放电检测的装置是图7所示出的天线7。这种天线7可以被配置为位于离子发射或离子收集部件附近（优选地在被动区域它们中间）的导线或导电回路。天线也可以隐藏在外壳壁中。当发生不想要的放电时，天线7向高电压发生器5提供电信号。天线状放电检测器7位于离子发射（12）和/或离子收集（30）部件的附近。检测器7可以是能够检测弱放电信号并且将电信号发送回高电压发生器7的例如杆、导线、线圈或者金属框架，其将操作切断HV发生器5。

参考图8A和8B，为了“光滑”活动区14端部（即，电极连接非导电的支座处）附近的电场，导电棒50和52被布置为分别与收集电极30和电晕导线12电接触。这些棒50、52具有光滑的形状，并电连接（直接或经由电阻介质）至它们各自对应的电极30、12。

棒50和52起两个作用：首先，它们光滑电极端部附近的电场；其次，在导电污染物沉积在该棒上的情况下，在那些棒和它们对应的电极之间可以不发生放电，因为它们彼此电连接。

图9至17将描述根据本发明优选实施方案的电晕框架设计。

图9A和9B示出根据本发明优选实施方案的电晕框架100。如以上所注意的，该实施方案相对于现有已知设备具有多种优势。

在该实施方案中，绝缘阻挡物从电晕框架中被去除，导电棒52被安装在电晕框架的端部或接近电晕框架的端部，并且电连接（直接或经由电阻器）到电晕导线108。由于这些棒是光滑的，它们减小了导线端部附近的电场强度，和以前技术中的塑料阻挡层起基本相同的作用。由于和电晕导线108具有基本相同的电势，这些棒52不能在导线108和棒52之间引起任何放电。导电棒52优选地位于电晕框架最靠近收集匣的一侧，但也可以位于电晕导线的相对侧，即，如果从收集匣一侧看在导线的后面。

这种新设计的另一优势是被动（或非活动）区106被添加到活动区104（即，电晕导线108所占据区）的全部四个边。最终，根据一个优选的实施方案，电晕框架100由永久元件112和可更换元件114构成。具有导电棒52的塑料框架112和中间支座110构成永久元件，而具有电晕导线108附着于其上的最外侧支座114构成可更换元件。中间支座110用于减轻和/或防止电晕导线108的振动。

从图9b可以看出，HV触点或连接器113被附着到位于被动区域106中的腿115。HV触点将电晕导线108和导电棒52连接至高电压发生器（未示出）。

参考图10，导电棒52优选地周身具有光滑的轮廓以防止在它们的边缘或端部附近的任何电场增强。

图11和12从不同立体角度示出以上讨论的电晕导线框架100的优选实施方案。如上所述，被动区域106将电晕电极（导线）108维持在距外壳壁一定距离处。壁可以积累一些导电的和化学活跃的物质。如果电晕导线108靠近壁，则它可以引起沿电晕电极108和相反带电的收集电极（未示出）之间那些壁的所谓“缓变”放电。被动或非活动区域106延长这个缓变路径的长度，使得缓变放电更小可能地发生。

根据上述的优选实施方案，可更换元件/支座114是电晕导线所附着到的元件。当电晕导线应该被更换时，仅具有附着的电晕导线的这些可更换支座被去除和拆卸。然后，具有附着于其的新电晕导线108的一对新可更换支座114代替被去除的组件。可更换支座114可以由环境友好而廉价的材料组成，例如，纸板。

利用以上的实施方案，本发明提供相对于已知技术的多种优势：1）当需要更换导线时，仅拆卸导线和便宜的可更换支座，因此维持电晕框架的其它较昂贵元件保持不动；2）导线更换变得容易，甚至愉快；和3）电晕框架可以制作得足够坚固，甚至可以用更贵的材料以提升性能，因为该框架不再被拆卸。

一般而言，具有两个支座的备用导线位于（并作为备用元件被提供）分开的夹具处。该夹具可以利用导线可更换支座保持多组导线。

图13和14示出更换夹具130的示例。参考图13，导线108被示出，一个支座134仍然位于夹具130中（等待被附着到电晕电极）。具有轻而廉价的可更换支座134的导线108是定期更换的唯一元件。可更换支座134不需要机械上坚固，因为它们并不被设计用于保持导线张紧和平行。这由夹具130在将导线108布置到支座134中时完成（作为制造过程的一部分）。当导线在该设备中时，这进一步由永久电晕框架（此处未示出）完成（即，从夹具转移到电晕框架）。

在图13和14中，部分地示出特殊的夹具130。该夹具130实际上是在导线端部具有对应支座134的多组导线108被紧固的储藏单元。支座134位于它们中的多个可以堆叠在彼此顶部的狭槽132中。如上所所述，支座134可以由廉价而环境友好的材料构成，例如，纸板或钢。

两个可更换支座134被电晕导线长度彼此分开。具有附着导线108的支座134根据制造方便被塞入（pack）到夹具130，根据制造方便，导线108被附着到处于夹具中的可更换支撑件134。

每个支座134具有用于附着到永久电晕框架的设置部（卡箍、柱销）136。当永久框架接合可更换的支座134时，该设置部136将支座134夹持（紧固）在该框架上。作为这种设置部的示例，图13和14中示出卡箍（柱销）136。

图15中示出具有一组可更换支座和导线的完整夹具。应该理解，还可以在同一夹具上布置在彼此顶上的更多几组（具有卡箍和导线的支座）。

图16和17中示出建议的电晕导线更换方法和过程。具有旧导线208（磨损或被破坏或被沾污）的电晕电极和旧的可更换支座134被布置于夹具130的顶部，由狭槽136引导进一步向下。

框架214触及新的可更换支座134，并且对着新的可更换支座被压下。将新的可更换支座134上的卡箍/支座134对着旧的可更换支座214上的卡箍/支座向上推，将它们移出永久元件112。新的可更换支座134通过四个卡箍136（图14）从下方（即，框架的相对侧）将它们本身附着到永久元件112。

采用这种方式，完成将新导线108施加到电晕框架，通过一步将旧导线208释放、新导线附着。

电晕框架设计允许通过旋转180°将框架对称地布置到空气净化器箱中。

图18-30将描述根据本发明的优选实施方案的收集匣和对应的收集电极。静电空气调节系统中具有收集电极的收集匣有时也称作离子收集部件。

根据本发明的一个创新方面，收集电极由扁平而细的板状（plate-like）收集电极和“凸起的”排斥电极组合构成。由于靠近地隔开的收集电极与位置远离收集电极的电晕电极/导线之间的距离增大，如图18b所示，即，D2>3*D1，因此，可以获得扁平而细的收集电极特征。在此情况下，收集电极建立围绕其边缘的更均匀的电场，即使相对细也不产生后部电晕（back corona）。

在图18的左侧，a）电晕导线108靠近收集电极30（现有技术已知），围绕收集电极边缘的电场较强，即，等电势线更靠近所述电极；在图18的右侧，b）其是本发明的配置。根据本发明，两个最外侧收集电极242、244相对粗（例如，大于电晕导线直径的20倍），如图20所示。

在图18示出的配置b）中，在两个最外侧收集电极242、244的边缘附近电场仍然较强。为了防止在这些位置放电，两个最外侧收集电极242、244应该制作为比其余收集电极240粗，如图20所示。收集电极的其它特征包括：

1.两个最外侧电极242、244较粗，因此足够坚固而成为收集匣框架的一部分（即，收集匣的平行于电晕导线且竖直的部分）；

2.两个导电棒（周身具有光滑的形状）被布置于收集电极的边缘（与收集电极垂直），并直接或经由电阻器连接到收集电极。参见图8b的元件50和图19中的元件234。导电棒随着两个最外侧收集电极的加粗，能够使导电棒实现对沿周边的电场的“光滑”。

3.所述电极“悬挂”在自壁距离为K处的外壳中间，其中K≥D/2，如图7所示（D是电晕框架与收集匣之间的距离）。

本领域技术人员将会理解，本发明所阐释的设计相对于已知设计具有多个优势。例如，细而“扁平”的收集电极导致更小的空气阻力，因而，空气调节器产生更大的CFM和CADR。此外，本设计不仅提供更好的收集效率（即，收集电极凸起不会像现有技术中那样将空气从它们的表面推开），而且需要更少的材料（即，没有重的凸起）用于收集电极，这转换为更低的制造成本。

参考图19A和19B，其中示出根据本发明的一种新的收集匣220。与电晕框架相似，收集匣被分成两部分，活动区314和被动（非活动）区316。活动区314被收集电极230和排斥电极330占据（参见图20）。全部颗粒收集（即，空气净化）发生在活动区314。

被动区316在收集匣220的周边，一般不包含电极。被动区内唯一的导电元件是隐藏在腿中的HV触点和将HV触点连接到电极的导线。可以理解，HV触点和导线不进行任何空气清洁工作。

被动区316可以制作为空气可穿透或不可穿透。在第一种情况下，框架支撑离子发射或离子收集部件可以具有允许空气在活动区314和外壳侧边之间流动的开口。在第二种情况下，被动区316阻止空气通过，并且由非导电材料—例如，塑料—构成。

图21示出根据本发明一个实施例的收集匣220的正视图（从空气入口，即，电晕导线侧）。此处最外侧的较粗收集电极230被更清晰地示出，而较细的细收集电极230被置于中间。

图22示出根据该实施方案的收集匣220的后视图。在此，把手260、塑料框架221、腿333、电触点335、分隔器338和活动区以及被动区316一起被示出。在该视图中，可以看到中间支座410被添加到收集匣220。

图23示出根据本发明的一个实施方案的收集匣220的正视图（从电晕电极侧）。

图24示出图23的收集匣220的局部放大图。此处，可以看到分隔器338。分隔器338用于保持收集电极230和排斥电极330分离。在优选的实施例中，收集器匣220的框架221包含两个分隔器338，一个在顶部，另一个在底部，在那里收集电极和排斥电极端部被紧固。

如图25和26所示，每个分隔器338包括多个塞孔座342和分开的接收部分340，所述多个塞孔座342用于接收和紧固排斥电极330，所述分开的接收部分340用于接收和紧固收集电极230中的每一个。阻挡物344被定位于每个塞孔座342与接收部分340之间。

每个分隔器338由诸如塑料的非导电材料构成。可替换地，它可以由抗静电材料构成，即，具有低导电率的材料。接触条360位于底部分隔器的另一侧（参见图29）。这些条360将排斥电极彼此连接，并连接到底部的HV触点。顶部的条将全部的收集板状电极彼此连接，并经由最外侧收集电极连接到另一HV触点。

图27示出收集匣的局部视图，其中，HV触点被分离成用于抵抗电极的HV触点335R和用于收集电极的HV触点335c。

图28和30示出中间支座410的示例，该中间支座被定位于收集匣中，并在排斥电极330与收集电极230之间。中间支座410优选地由具有有限导电率的抗静电材料构成。支座410包括用于支撑排斥电极的区412和用于支撑收集电极的区414。支座410用于将收集电极和排斥电极保持在彼此分开的距离，还用于对收集电极和排斥电极之间的杂散电容放电。在以前的静电过滤器实施方案中，该杂散电容保持大量电能。于是该能量常常释放到将收集匣从设备去除并触碰两个电极（即，收集电极和排斥电极）的人的手中。

抗静电支座410具有不具备实质性电负载的低导电率，即，通过中间支座的电流很低。然而，该电流足够大以在数秒内对杂散电容放电。在此情况下，大大降低了电击（electrical zapping）的风险。

例如，匣的杂散电容C等于500pF。为了在5秒内使其放电，时间常数τ应该等于1秒。因此，中间支座电阻R应该等于R=τ/500*10^-12=2*10⁹Ω。假设收集电极和排斥电极之间的电势差等于6kV，则在中间支座处的功率损失P等于P=6000²/2*10⁹=0.018W。将会理解，这是一个可以忽视的量的耗散功率。

在所附的权利要求中，被表述为用于执行指定功能的装置的元件旨在包括执行该功能的任何方式。在由这些权利要求所限定的本发明中，各种记载装置所提供的功能以所述权利要求所要求的方式组合和结合在一起。因此认为能够提供那些功能的任何装置等价于在此示出的装置。

说明书中所称的本发明的“一个实施例”或“实施例”以及它们的各种变型，都意味着结合该实施例所描述的特定特征、材料、结构、特性等被包含在本发明的至少一个实施例中。因此，出现在贯穿说明书的各个地方的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”及任何其它变型的出现，未必全指同一实施例。

基于在此的教导，相关技术领域的一个普通技术人员可以容易地确定本发明的这些以及其它特征和优势。可以理解，本发明的教导可以以各种形式的硬件、软件、固件、专用处理器及它们的组合来实现。

尽管在此已参考附图描述了图示的实施例，可以理解，本发明不限于这些具体实施例，相关技术领域的一个普通技术人员可以进行各种变化和改进，而不脱离本发明的范围或精神。所有这样的变化和改进都已被试图包括在所附的权利要求所阐明的本发明的范围中。

Claims (34)

1.一种静电空气调节器系统，包括：

具有进气口、出气口和侧边的外壳；

被定位于所述外壳中的离子发射部件（电晕框架）和离子收集部件（收集匣），所述离子发射部件和所述离子收集部件彼此相距第一距离(D)；

高电压发生器，所述高电压发生器被配置为提供在所述离子发射部件和所述离子收集部件之间的第一输出端部和第二输出端部上的电势差；

其中，所述离子发射部件和所述离子收集部件中至少一个包括活动区和被动区，所述活动区包括导电电极，所述被动区包括非导电介质；

所述活动区位于自所述外壳侧边对于所述离子发射部件为第二距离(f)、对于所述离子收集部件为第三距离(K)之处。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述离子发射部件和离子收集部件中至少一个能够从所述外壳去除。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述离子发射部件和离子收集部件基本彼此平行。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述离子发射部件包括连接到所述高电压发生器的第一端部的细导线状导电电极。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述离子收集部件包括连接到所述高电压发生器的第二端部的扁平板状延长的收集电极。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二距离(f)和第三距离(K)大于或等于所述第一距离(D)的一半，即f≥D/2和K≥D/2。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括位于所述离子发射部件的端部处并且电连接到所述离子发射部件的电极的光滑形状的导电部件。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括位于所述离子收集部件的端部处并且电连接到所述离子收集部件的电极的光滑形状的导电部件。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述导电部件具有延长的形状，并且与它们所电连接到的对应电极基本垂直。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述导电部件具有延长的形状，并且与它们所电连接到的对应电极基本垂直。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述被动区的位于一个部件（离子发射或离子收集）的至少一部分离开相对的部件（分别为离子收集部件或离子发射部件）而关于所述对应电极凹陷。

12.根据权利要求1所述的系统，其中离子发射部件包括：

包括电绝缘材料的框架；

彼此平行地连接并由所述框架支撑的多个导线状离子发射电极；以及

位于所述多个导线状离子发射电极的端部处的至少一个光滑形状的导电部件，所述光滑形状的导电部件被电连接到所述导线状离子发射电极。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述光滑形状的导电部件具有延长的形状并且与所述导线状发射电极垂直。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述离子发射部件包括活动区和被动区，所述活动区容纳所述导线状离子发射电极，所述被动区容纳非导电介质，其中所述活动区被定位于距所述外壳侧边第二距离(f)处，所述第二距离(f)不小于所述第一距离(D)的1/2。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述离子发射部件还包括：永久元件和可更换元件，其中所述可更换元件中的至少一个包括电晕导线和支座，其中所述电晕导线被附着到所述支座；所述支座被附着到所述离子发射部件的永久元件。

16.根据权利要求12所述的系统，其中所述离子发射部件还包括位于所述活动区并且与至少一个电晕导线机械接触的支撑部件。

17.根据权利要求12所述的系统，其中所述光滑导电部件沿所述活动区的周界延伸。

18.根据权利要求16所述的系统，其中所述支撑部件被配置用于容易从所述永久元件拆卸和容易附着到所述永久元件。

19.根据权利要求1所述的系统，其中所述离子收集部件包括：

内部活动区和周边被动区，所述活动区容纳所述收集电极，所述被动区容纳非导电介质，

其中所述活动区位于距所述外壳侧边第三距离(K)处；所述距离(K)不小于第一距离(D)的一半。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述离子收集部件包括：

位于所述收集电极之间的收集电极和排斥电极，所述排斥电极包括基本与空气流动平行的扁平元件和基本与所述空气流动垂直的隆起元件。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述离子收集部件还包括一个或多个中间支撑部件，所述中间支撑部件被配置为支撑所述收集电极和排斥电极的它们各自端部的中间。

22.根据权利要求21所述的系统，其中中间支撑部件位于与所述离子收集部件和排斥电极的离子发射部件侧相对的一侧。

23.根据权利要求21所述的系统，其中所述中间支撑部件由抗静电材料制成。

24.根据权利要求1所述的系统，还包括天线状放电检测器，所述检测器位于所述离子发射部件和/或离子收集部件附近并且被配置为检测放电和向所述高电压发生器发送电信号。

25.根据权利要求24所述的系统，其中所述高电压发生器响应于从所述天线状放电检测器接收的电信号减小所产生的电势差。

26.根据权利要求1所述的系统，其中所述被动区包括空气。

27.根据权利要求1所述的系统，其中所述被动区包括固体非导电介质。

28.根据权利要求15所述的系统,其中所述支座包括用于容易从所述永久元件拆卸和容易附着到所述永久元件的设置部。

29.根据权利要求15所述的系统,其中所述电晕电极对称。

30.根据权利要求15所述的系统,其中所述可更换元件具有用于附着到所述永久元件的设置部。

31.根据权利要求15所述的系统,其中所述可更换元件具有用于将其它可更换元件从所述永久元件拆卸的设置部。

32.根据权利要求20所述的系统,其中至少一个最外侧收集电极的粗度等于内侧收集电极粗度的两倍或更多倍。

33.根据权利要求20所述的系统，还包括光滑形状的导电部件，所述光滑形状的导电部件位于所述离子收集部件的端部并且电连接到所述离子收集部件的电极。

34.根据权利要求33所述的系统，其中所述光滑形状的导电部件沿所述离子收集部件的活动区的周界延伸。