CN107039888B - 离子生成装置 - Google Patents

Abstract

一种离子生成装置，可包括：外壳，具有至少一个导电表面和开口；阳极和阴极，布置在外壳内并且在它们之间具有与开口流体连通的空间；电源，具有负端子和正端子，且在负端子与阳极之间具有第一连接并且在正端子与阴极之间具有第二连接；以及风机，布置为移动空气通过该空间。

Description

离子生成装置

背景技术

负空气离子生成可用作清洁空气的手段。操作原理是通过向间隔表面施加电场，将电子添加至空气分子(即，“生成离子”)，这生成在间隔表面之间传递的带负电荷的空气颗粒。这些带负电荷的颗粒结合至悬浮在环境空气或周围空气中的空气传播的污染物，并且随后移动至或被吸引至如同墙壁和地板的带正电荷的表面。该整体过程将污染物从限定空间中的空气移动至可利用传统方法轻易清洁的其他地点(例如，墙壁和地板)。

发明内容

在一个方面中，本公开涉及一种离子生成装置，该离子生成装置包括：外壳，具有至少一个导电表面和开口；阳极和阴极，布置在外壳内并且在它们之间具有与开口流体连通的空间；电源，具有负端子和正端子，且在负端子与阳极之间具有第一连接以及在正端子与阴极之间具有第二连接；风机，布置为移动空气通过该空间；以及电阻元件，连接至第二连接并且与至少一个导电表面相关联，其中，当使电源通电时，在该空间中生成具有负离子的电场，并且负离子由风机以最小电荷积聚移动通过开口。

附图说明

在附图中：

图1示出根据本文描述的各个方面的用于将离子注入空气流的装置的示意图。

图2示出根据本文描述的各个方面的用于将离子注入空气流的装置的外部视图(强调电荷积聚)。

图3示出根据本文描述的各个方面的电路的示意性电路图。

图4示出根据本文描述的各个方面的用于在车辆中使用的电路图。

图5示出根据本文描述的各个方面的用于与外部变压器隔离电源一起使用的电路图。

图6示出根据本文描述的各个方面的用于与内部电源一起使用的电路图。

具体实施方式

本公开的方面广泛涉及用于将离子(具体地，负离子)注入空气流的装置和方法。包括本公开的方面的装置、方法或过程可包括投射附接至空气分子的电子流，并且因此，引发从离子发生器流向房间的电流。如果任何因素降低电子流，则该装置、方法或过程具有降低的有效性或较少电子或离子。本公开的方面可包括克服降低空气离子发生器中的电流流动的因素的方法或装置。在另一方面中，本公开涉及用于将离子注入空气流以用于提供离子的稳定生成的装置和方法，并且本公开可改进离子(电子)向期望空间或环境中的流动。

如本文使用的，“定义空间”指的是包括离子发生器并通过分割物与更大空间隔开的区域。例如，卧室、医院房间或车辆内部。在“一组”各个元件将被描述的同时，将理解，“一组”可包括任意数量的相应元件，包括只有一个元件。连接参考(例如，附接、耦接、连接和接合)应被广义解释，并且除非以另外方式表示，否则连接参考可包括一批元件之间的中间构件以及元件之间的相对移动。因此，连接参考不必推断两个元件直接连接并且彼此成固定关系。在非限制性实例中，连接或断开可选择性被配置为提供相应元件之间的电连接、启用相应元件之间的电连接、禁用相应元件之间的电连接等。示例性附图仅用于说明性目的，并且在附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对尺寸可变化。

通常，至少两个因素可降低离子生成电流向房间中的流动。第一因素可包括：负离子生成过程可导致离子发生器的表面变得带负电荷，并且因此，将倾向于排斥带电粒子(包括负空气离子)。针对该现象的术语是“电荷积聚”。结果是：电子流动越低，离子发生器操作越长。

第二因素可包括：电流必须通过封闭路径流动。在空气离子发生器的情况下，诸如本文公开的方面，封闭路径可包括围绕发生器的空间中的空气或间隔导电表面(诸如，阳极元件和阴极元件)之间的空气。因此，离子被投射的范围将自然地仅包括电流返回路径。如果该返回路径不包括围绕定义空间的表面，则即使可能产生离子，它们也不被投射至预期空间。针对该现象的术语是“离子约束”。

本公开的方面可包括：通过利用导电材料处理至少一个表面，来降低离子发生器的表面(尤其是离子源附近的那些表面)上的电荷积聚的效果。利用导电材料处理的表面可提供移除负电荷的电路径，使得负电荷不在表面上聚集并且随后排斥离子。导电材料可包括前往(例如)相关联电子电流源的正端子(也被称为“阴极”)的导电通路。

在本公开的一个示例性方面中，为了降低离子约束的影响，电子的源返回路径可电耦接至电接地(electrical ground，在一个非限制性实例中，该电接地包括建筑物布线)。例如，针对空气离子发生器，在不提供直接的大地接地(earth ground)的情况下或者在用户不太可能适配建筑物以使用产品的情况下，用于接地连接的建筑物布线可被利用。在本公开的方面中，电流路径可设置有电子源向建筑物布线的连接。当装置包括建筑物的大地接地(例如‘绿导线’)时，该连接是最有效的，这是因为建筑物中的许多共同特征连接至诸如管道、水管、地板、地基等的大地接地。然而，在许多实例中，对于离子发生器，大地接地不可用。在这种情况下，替换装置或额外装置是通过电阻路径向建筑物布线提供连接。向建筑物布线的连接提供一种提供路径(该路径不太直接连接至建筑物特征，但是相比较不提供电流返回路径，仍然高度有效)的便利且有效的方法。向建筑物布线的连接通常提供用于电流的足够但特别的返回路径，并且该连接适用于添加有意返回路径(intentionalreturn path)的成本得不到保证的情况。

为了降低离子约束的影响，存在用于本公开的实施方式的另一配置，该另一配置通过向可进一步电连接至电子源的定义空间添加、施加或布层至少一个导电表面来提供电流路径。在诸如工业或医疗应用的成本合理的情况下，该方法是适当的。例如，医院房间可包括导电地板，或者牲口棚可包括一个或多个墙壁上的导电屏。

图1示出用于将离子注入空气流105中的离子生成装置100。该装置使用连接至阴极102和阳极103的电源101(诸如高压发生器或高压源)。电子107从电源101流动(示出为箭头)。在阳极103与阴极102之间的区域中产生或生成负离子106。风扇104可吹动或引导包含在空气流105中离子106或沿着流动路径105吹动或引导离子106。

图2示出根据另一方面的具有外壳203的离子生成装置200的立体图。通过将离子201注入空气流202中，离子生成装置200与图1所示的装置100相似地操作。该装置包括外壳203，示出表面上的电荷积聚204。

图3示出根据本公开的方面的包括用于改进离子一致性的离子生成装置的示意图。诸如房间、汽车或封闭体积的定义空间300可包括连接至电接地301的至少一个电连接，在一个非限制性实例中，该电接地301可包括大地接地。电接地301连接通过电阻器307由导线302进一步电连接至离子发生器303，该电阻器307连接至离子发生器303的至少一个表面。离子发生器303的表面可包括阴极306和间隔的阳极305。阴极306也通过电阻器308连接至接地301。诸如高压发生器的电源304通过限流电阻元件309(诸如保护电阻器)连接至阳极305。限流电阻元件309可被选择以提供用于人体无意接触阳极的保护。电源304与阴极306和阳极305的耦接在阴极306与阳极305之间生成电场。反过来，该电场在占据或穿过电场的环境空气中，生成或产生一组负离子310。负离子310进入环境空间300中，这是因为它们被吸引至定义空间的材料(诸如先前描述的墙壁或地板)的更高电压电位。如示出的，定义空间的材料可具有更高的电压电位，这是因为它们连接至电接地301。

图4以图示出本公开的另一方面，该另一方面被配置为用作应用于车辆(诸如，汽车)的离子生成装置400。尽管描述的是汽车，本公开的实施方式可同样适用于飞机或基于水的交通工具，其中，环境空气的体积可由负离子占据。如先前描述的，诸如高压发生器的电源406通过保护电阻器401连接至阴极403和阳极402。在阴极403与阳极402之间的区域中，产生离子413。通过电源插座410提供电源连接405以使电源406通电，该电源406例如，可提供来自定位于车辆中的电池411的电力。因此，车辆接地412通过内部电路408以及连接至阴极403的连接404连接至装置。导电表面407设置为通过电阻器414由连接415减轻电荷积聚。

图5示出根据本公开的又一方面的离子生成装置501，该离子生成装置包括空气流504和离子517。离子生成装置501可使用外部电源512。在许多情况下，外部电源通过变压器516提供接地隔离。因此，桥接电阻器513提供高电阻路径，该高电阻路径将仍然允许足够电流流动作为离子约束的对策。示图示出通过桥接电阻器513经由电源引线509从电源506(诸如，高电压电源)的正端子到建筑物布线连接514的连接510。此外，提供连接510，其连接至至少一个选择的外表面511，或者由电阻器508连接至至至少一个内表面517。如示出的，离子生成装置501可进一步包括阴极503。

图6示出本公开的具有离子生成装置600的又一方面，该离子生成装置在阴极610与阳极609之间的区域中产生离子612。阳极609通过安全电阻器607连接至电源608，诸如高电压电源。风扇613产生空气流611，以便从间隔的阴极610与阳极609之间的体积向装置600外部的环境空间推进离子612。装置600可被配置为使用例如由主电源602(诸如，壁式插座)电支持的电源603、608。电源602、603、608可在装置600的内部或外部。在该实例中，电接地601连接至电源608的正端子。电接地601也连接至装置600的至少一个选择外表面605或至少一个选择内表面606。可选地，接地网格或接地板613被包括以提供可能在牲口棚或医院房间中使用的外部离子路径。

如先前描述的，电荷积聚可导致离子从产生被排斥至出口点。通过在离子路径中选择性地涂覆表面(包括但不限于内表面517、606或外表面511、605)，并且将这些表面连接至阴极102、306、403、503、610，电荷积聚的影响可减轻。

图3以图示意性示出离子发生器303的表面通过电阻器308与阴极306的连接。

在本公开的用于车辆应用的一个非限制性方面中，如在图4中，导电表面407通过电阻器414直接连接415至阴极403。

在本公开的用于桌面、地板模型或商业模型的一个非限制性方面中，设置与图5和图6所示的相似的导电通路。桌面/地板类型通过电阻器508与连接到阴极503的连接510相连接。

图6所示的商业应用可相似于上述的方面。导电表面605通过电阻器604使用连接606以与阴极610连接。

在本文描述的本公开的方面中，由于导电表面本身可以是电阻的，所以一个或多个分离电阻器可省去。

在流动通过利用离子处理的空间之后，也可通过提供用于使电流流回到各自阴极102、306、403、503、610的路径来减轻离子约束。路径可包括现有导电或半导电材料，如同水管、地板等。在该方面中，连接可存在于系统阴极102、306、403、503、610与那些导电材料之间。在图3中，阴极306连接被示意性示出为连接至接地301的电阻器308。

在应用至车辆的情况下，诸如在图4的方面中，电接地被车辆接地412取代。如图4进一步示出的，阴极403由一系列连接404通过内部电路408、电源连接405、通过电源插座410连接至车辆接地412。本公开的方面可包括上述连接的子集或额外连接。

在桌面模型或地板模型的情况下，如图5所示，阴极503可通过连接510经由电源引线509连接至电源512，其中，隔离变压器516包括电阻器513以允许连接至建筑物布线514。在包括电接地连接的情况下(例如，具有接地电源连接)，可进行直接连接，而不是跨越隔离变压器的电阻器。本公开的方面可包括上述连接的子集或额外连接。

直接连接也可被包括在商业应用的实施方式中，例如，如图6所示。在图6中，阴极610直接连接至电接地601。在利用离子处理更大区域或者建筑物不固有包括接地特征的情况下，可提供额外板或屏幕613。这可以是例如，牲口畜上方的天花板中的金属丝网或医院房间中的导电地板。

本公开预期除了以上图中示出的实施方式和配置的许多其他可能的实施方式和配置。

在某种程度上没有描述的各种实施方式的不同特征和结构可按照期望彼此组合使用。一个特征可能没在所有实施方式中说明并不意味着解释为不存在，这样做是为了说明的简洁性。因此，不管新的实施方式是否明确说明，但是不同实施方式的各个特征可按照期望混合和匹配以形成新的实施方式。本公开覆盖本文描述的特征的组合或置换。

本书面说明书使用实例公开了包括最优模式的本发明的实施方式，并且还使任何本领域技术人员能够实施本发明的实施方式，包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。这些其他实例旨在被包括在权利要求的范围内，如果它们具有不与权利要求的字面语言不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言非实质性不同的等同结构要素。

Claims (9)

1.一种离子生成装置，包括：

外壳，具有至少一个导电表面和开口；

阳极和阴极，布置在所述外壳内并且在它们之间具有与所述开口流体连通的空间，并且其中，所述阴极与所述至少一个导电表面物理间隔开；

电源，具有负端子和正端子，且在所述负端子与所述阳极之间具有第一连接以及在所述正端子与所述阴极之间具有第二连接；

风机，布置为朝向所述至少一个导电表面引导空气通过所述空间；以及

电阻元件，连接至所述第二连接并且连接至所述至少一个导电表面，其中，当使所述电源通电时，在所述空间中生成具有负离子的电场，并且所述负离子由所述风机以最小电荷积聚引导通过所述开口。

2.根据权利要求1所述的离子生成装置，进一步包括：电阻器，所述电阻器连接在所述第二连接与接地之间以用于最小离子约束。

3.根据权利要求1所述的离子生成装置，进一步包括：限流电阻元件，所述限流电阻元件在所述第一连接中。

4.根据权利要求1所述的离子生成装置，其中，所述电源是高压电源。

5.根据权利要求4所述的离子生成装置，其中，所述高压电源在所述外壳的外部。

6.根据权利要求1所述的离子生成装置，其中，所述至少一个导电表面在所述外壳的外部。

7.根据权利要求1所述的离子生成装置，其中，所述至少一个导电表面在所述外壳的内部。

8.根据权利要求1所述的离子生成装置，其中，接地是主电源、所述离子生成装置的表面、板、屏、网以及布置在所述离子生成装置内的封闭空间的表面中的一项。

9.一种离子生成装置，包括：

外壳，具有至少一个导电表面和开口；

风机，布置为引导空气；

阳极和阴极，布置在所述外壳内并且在它们之间具有与所述开口流体连通的空间，并且其中，所述阴极与所述至少一个导电表面物理间隔开；

电源，具有负端子和正端子，且在所述负端子与所述阳极之间具有第一连接以及在所述正端子与所述阴极之间具有第二连接；以及

电阻元件，连接至所述第二连接并且连接至所述至少一个导电表面，其中，当使所述电源通电时，在所述空间中生成具有负离子的电场，并且所述负离子由所述风机以最小电荷积聚引导通过所述开口；

其中，与所述阳极、所述阴极和所述至少一个导电表面相关的所述风机的布置被配置为顺序地引导空气从所述风机、通过所述空间、并顺流而下到所述至少一个导电表面。