JP4799733B2 - 動電空気搬送調節装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
（本発明の技術分野）
本発明は、電気エネルギーのイオン化誘電媒体の流体流れへの動電変換に関し、より詳細には、粒状物質が実質的に除去する空気の流れを動電的に作り出すための方法及び装置に関する。好ましくは、空気流れは安全量のオゾン（Ｏ３）を含んでいるべきである。
（本発明の背景）
ファンの羽根を回転させるために電気モータを使用して空気流れを作り出すことは当技術分野で長く公知であった。不運にも、そのようなファンは実質的な騒音を作り出し、動いているファンの羽根に指又は鉛筆を突っ込もうという気にさせる子供に危険を及ぼすことがある。そのようなファンは、大量の空気量、例えば、１０００ｆｔ３／分以上を作り出すが、モータを作動するために多くの電力を必要とし、本質的に空気を流す状態が発生しない。
【０００２】
そのようなファンがＨＥＰＡコンプライアントフィルタを備え、おそらく０．３μｍ以上の粒状物質を除去することが公知である。不運にも、フィルタエレメントにより与えられる空気流への抵抗は、所望レベルの空気流を維持するため電気モータのサイズを２倍にすることが要求されることがある。さらに、ＨＥＰＡコンプライアントフィルタのエレメントは高価であり、ＨＥＰＡコンプライアントフィルタファンユニットの販売価格のかなりの部分に相当することがある。そのようなフィルタファンユニットは大きい粒子を除去することにより空気を調節できるが、例えば、細菌を含む、フィルタエレメントを通過するのに十分小さい粒状物質は除去されない。
【０００３】
当技術分野において、機械的に構成部品を動かすことなく、電力を空気流に直接変換することにより、動電技術を使用して空気流を作り出すことも公知である。１つのそのようなシステムは、Leeへの米国特許No.4,789,801（１９８８）に説明され、ここに簡略化した形で、図１Ａ及び１Ｂとして示されている。Leeのシステム１０は、大領域（大区画）電極３０のアレイから対称的に間隔を置いた小領域（小区画）の電極２０のアレイを備えている。高電圧パルス列（例えば、０からおそらく＋５ＫＶ）を出力するパルス発生器４０の正端子は小区画のアレイに結合され、負パルス発生器の端子は大区画のアレイに結合される。
【０００４】
高電圧パルスはアレイの間で空気をイオン化し、部品を動かす必要なく、小区画のアレイから大区画のアレイの方への空気流５０が発生する。空気の粒状物質は空気流５０内で浮遊して運ばれ、小区画の電極３０の方へ移動する。粒状物質の多くは、小区画の電極アレイの表面に静電的に引き付けられ、したがって、それが残っている場合、空気流排出システム１０を調節する。さらに、電極アレイ間にある高電圧場はオゾンを周囲の環境に放出し、例えば、細菌を含めて、空気流に浮遊して運ぶものは何でも破壊又は少なくとも除去するようになる。
【０００５】
図１Ａの実施例では、小区画の電極２０は断面では円形であり、約０．００３’’（０．０８ｍｍ）の直径を有し、大区画の電極３０は領域がかなり大きく、断面で涙形状をしている。大区画及び小区画の電極の間の断面領域の割合は明確には述べられていないが、Leeの図から１０：１を超えるのは明白である。図１Ａに示されているように、大区画の電極の球根状の前面は大区画の電極に面し、やや鋭いトレーリングエッジは空気流の出口方向に面している。大区画の鋭いトレーリングエッジは、明らかに、空気流に浮遊して運ばれた粒状物質の良好な静電付着を促進させる。Leeは涙形状の大区画の電極がどのように製造されるかについて開示していないが、思うに、それらはかなり高価なモールド鋳造又は押し出し成形処理を使用して作られる。
【０００６】
図１Ｂとしてここに示された別の実施例では、Leeの大区画の電極３０は断面が対称形に延長されている。大区画の電極の延長されたトレーリングエッジは、空気流に浮遊して運ばれた粒状物質が付着する領域を増加させる。Leeは、環境への陰イオンの放出の落下効率及び所望の減少は電極７０の受動第３アレイを含むことから発生可能である。理解できるほど、電極の第３アレイを加えることにより効率を増加することは、結果として生じるシステムを製造すると共に維持するコストに貢献するであろう。
【０００７】
Leeにより開示された静電技術は従来の電気ファンフィルタユニットに好都合であるが、Leeの大区画電極を製造するのは比較的高価である。さらに、Leeの実施例が製造されるものを変えてフィルタ効率を増加させることは、特に、電極の第３アレイを含まずに、好都合であろう。
【０００８】
したがって、電極を製造するために高価な製造技術を必要とせず、Leeタイプのシステムの効率を改善させる動電空気搬送調節装置の必要性がある。好ましくは、そのような調節装置は電極の第３アレイを必要とすることなく有効に機能する。さらに、そのような調節装置は、例えば、周囲の環境からにおいを除去し、発生する安全な量のオゾンのユーザの選択を可能にする。
【０００９】
本発明は、空気を電動学的に搬送及び調節するための方法及び装置を供給する。
（本発明の概要）
本発明は、部品を動かすことなく、空気を搬送及び調節するための電動学的システムを供給する。空気はそれがイオン化され、安全な量のオゾンを含む意味で調節される。
【００１０】
出願人の電動空気搬送調節装置は、イオン化ユニットを収容するルーバー又は格子の本体を含んでいる。イオン化ユニットは、一般の１１０ＶＡＣを高電圧に上げる高電圧ＤＣインバータと、実質的には１００％デューティサイクル（例えば、高電圧ＤＣ）の出力がパルスの代わりに使用可能であるが、高電圧ＤＣを受取ると共におそらく最高で１０ＫＶの高電圧パルスを出力する発生器とを含んでいる。ユニットはまた、伝導電極の第１及び第２の間隔を空けたアレイを備えた電極体ユニットを含み、第１アレイ及び第２アレイはそれぞれ、好ましくは、高電圧発生器の正及び負の出力出入口に結合されている。
【００１１】
好ましくは、電極体は容易に製造可能な電極タイプの第１及び第２アレイを使用して形成される。１つの実施例では、第１アレイはワイヤ状の電極を備え、第２アレイは１又は２つのトレーリング表面を有するＵ形状の電極を備えている。さらにより有効な実施例では、第１アレイは少なくとも１つのピン又は円錐状の電極を含み、第２アレイは環状の座金状の電極である。電極体は、説明した第１及び第２アレイの電極のいろいろな組合せを含んでいてもよい。いろいろな実施例では、第１アレイ電極に対する第２アレイ電極の有効領域間の割合は少なくとも約２０：１である。
【００１２】
高電圧パルスは第１及び第２電極アレイの間に電界を作り出す。この電界は第１アレイから第２アレイの方へ向かう動電空気流を作り出し、空気流は好ましくは負のイオンの最終的な余りとオゾンで豊富である。ほこりの粒子及び他の所望しない成分（おそらく、微生物）を含む周囲の空気は、格子又はルーバーの開口部を通るハウジングに入り、（オゾンで）イオン化された洗浄空気はハウジングの下流側の開口部を通って出る。
【００１３】
ほこり及び他の粒状物質は第２アレイ（又はコレクター）の電極に静電的に付着し、出力空気は実質的にそのような粒状物質をきれいにする。さらに、本発明により生成されたオゾンは一定のタイプの微生物等を殺すことができ、出力空気のにおいをも取り除く。好ましくは、搬送装置は周期的に一気に作動し、制御は、例えば、環境のにおいをもっと迅速に取り除くため、高電圧パルス発生器の出力をユーザが一時的に増加させる。
【００１４】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面に関連させて、好適な実施例が詳細に示された以下の説明から明らかであろう。
（好適な実施例の詳細な説明）
図２Ａ及び２Ｂは動電空気搬送調節装置システム１００を示し、そのハウジング１０２は、好ましくは後部に位置する吸気口又はルーバー１０４と、好ましくは前側の側部に位置する排気口１０６と、ベース台１０８とを備えている。搬送装置のハウジング内部にイオン発生ユニット１６０があり、好ましくは、スイッチＳ１を使用してＡＣ：ＤＣ電源により電力を供給されている。イオン発生ユニット１６０は周囲の空気以外のそれに組込まれ、搬送装置のハウジング以外は何も必要とせず、本発明の動作のため外部の動作電位を節約する。
【００１５】
ハウジング１０２の上面は、ユーザが持上げ可能なハンドル１１２を含み、そのハンドルは、電極２３２の第１アレイ２３０と電極２４２の第２アレイ２４０とを備えた電極体２２０に添付されている。電極の第１及び第２アレイは、図３に最もよく見られるように、イオン発生ユニット１６０の出力端子の間に連続して結合されている。持上げハンドル１１２への能力は、洗浄の目的のため、必要であれば、交換のため、電極体を備えた電極への容易なアクセスを供給する。
【００１６】
図２Ａ及び２Ｂに示された本発明の一般形状は重要ではない。勿論、他の寸法及び形状が使用されてもよいが、好適な実施例の頂部から底部までの高さはおそらく１ｍであり、左右の幅はおそらく１５ｃｍであり、前後の深さはおそらく１０ｃｍである。ルーバー構造は経済的なハウジング形状の十分な出入口を供給する。第２アレイの電極に対するそれらの位置を除いて、通気口１０４と１０６の間で真の区別をする必要はなく、むしろ、通常の通気口が使用可能である。これらの通気口は、周囲の空気の十分な流れが引き出され、本発明に利用可能とされ、安全な量のＯ３を含むイオン化された空気の十分な量がユニット１３０から流れ出ることを保証するのに役立つ。
【００１７】
説明するように、ユニット１００がＳ１で電力を供給されると、イオン発生器１６０による高電圧の出力は第１電極アレイでイオンを作り出し、イオンは第２電極アレイに引き付けられる。「ＩＮ」から「ＯＵＴ」方向のイオンの動きは、空気の分子をそれらと共に運び、したがって、イオン化された空気の流出を動電学的に作り出す。図２Ａ及び２Ｂの「ＩＮ」の概念は粒状物質６０を有する周囲の空気の取入れを示している。図の「ＯＵＴ」の概念は、第２アレイの電極の表面に静電的に付着する粒状物質が実質的にまったくない洗浄空気の流出を示している。イオン化された空気流を発生させる処理において、安全な量のオゾン（Ｏ３）は有益に作られる。ハウジング１０２の内面に静電シールドを供給し、検出できる電磁放射を減少させる。例えば、金属シールドはハウジング内に配置され、ハウジングの内部の一部分は金属塗料で被覆され、そのような放射を減少させる。
【００１８】
図３で最もよく分かるように、イオン発生ユニット１６０は高電圧発生ユニット１７０と回路１８０を含み、生の交流電圧（例えば、１１７ＶＡＣ）を直流（ＤＣ）電圧に変換する。好ましくは、回路は、（制御がユーザスイッチＳ２により変えられる）発生ユニットの出力電圧の形状及び又はデューティサイクルを制御する回路を含んでいる。好ましくは、回路１８０はまた、スイッチＳ３に結合され、一時的に出力オゾンを一気に増加させるパルスモード成分を含んでいる。回路１８０はまた、タイマー回路と、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の可視表示器をも含んでいる。イオンが発生すると、ＬＥＤ又は（所望であれば、可聴表示器を含む）他の表示器が信号を送る。タイマーは、所定時間、例えば、３０分後、自動的にイオン及び又はオゾンの発生を中止することができる。
【００１９】
図３に示されているように、好ましくは、高電圧発生ユニット１７０は、おそらく２０ＫＨｚ周波数の低電圧発振回路を備え、例えば、サイリスタ等の電子スイッチ２００に低電圧パルスを出力する。スイッチ２００は低電圧パルスを逓昇変圧器Ｔ１の入力巻線に切換え可能に結合されている。Ｔ１の第２巻線は高電圧パルスを出力する高電圧増倍回路２１０に結合されている。好ましくは、高電圧パルス発生器１７０及び回路１８０を備えた回路及び構成要素はハウジング１０２内に取付けられるプリント回路版に製作されている。所望の場合には、（例えば、ステレオチューナーからの）外部音声入力は発振器１９０に適切に結合され、ユニット１６０により製造された動電空気流を聴覚的に変調する。結果は静電拡声器であり、その出力空気流は可聴入力信号に従って人間の耳に可聴である。さらに、出力空気流は依然としてイオン及びオゾンを含んでいる。
【００２０】
好ましくは、高電圧発生器１７０からの出力パルスは少なくとも最高で１０ＫＶで、最高電圧のおそらく半分の有効ＤＣオフセットを有し、おそらく２０ＫＨｚの周波数を有している。好ましくは、パルス列出力はおそらく１０％のデューティサイクルを有し、電池寿命を増進させる。勿論、異なる最高振幅、ＤＣオフセット、パルス列波形、デューティサイクル、及び又は反復周波数が代わりに使用されてもよい。実に、短い電池寿命にも拘らず、１００％パルス列（例えば、本質的にＤＣ高電圧）が使用されてもよい。したがって、発生器ユニット１７０は高電圧パルス発生器と呼ばれる。
【００２１】
振動周波数は特に重要ではないが、少なくとも約２０ＫＨｚの周波数は、人間に聞こえないとして好適である。もしペットが本発明と同じ部屋にいた場合、ペットを不快にし及び又はペットが吠えるのを防ぐため、さらに高い作動周波数を使用するのが望ましい。
【００２２】
高電圧パルス発生ユニット１７０からの出力は、第１電極アレイ２３０及び第2電極アレイ２４０を備えた電極体２２０に結合されている。ユニット１７０はＤＣ：ＤＣ高電圧発生器として機能し、電極体２２０に入力される高電圧パルスを出力する他の回路及び又は技術を使用して実行可能であろう。
【００２３】
図３の実施例では、ユニット１７０の正の出力端子は第１電極アレイ２３０に結合され、負の出力端子は第２電極アレイ２４０に結合される。この結合極性は所望しない可聴の電極振動又は雑音を最小にすることを含めて、より動作することが分かっている。空気の静電流れが作られ、第１電極アレイから第２電極アレイに向かう。（この流れは図の「ＯＵＴ」を示している。）したがって、電極体２２０は搬送装置システム１００内に取付けられ、第２電極アレイ２４０がＯＵＴ口により近く、第１電極アレイがＩＮ口により近いようになっている。
【００２４】
高電圧パルス発生器１７０からの電圧又はパルスが第１及び第２電極アレイ２３０及び２４０で結合される時、プラズマ状の電界が第１アレイ２３０の電極を取囲んで作られると信じられている。この電界は第１及び第２電極アレイの間で周囲の空気をイオン化し、第２アレイの方へ移動するＯＵＴの空気流を確立する。通気口１０４を経由してＩＮの流れが入り、通気口１０６を経由してＯＵＴの流れが出ることが分かっている。
【００２５】
オゾンとイオンは、本質的に第１アレイに結合された発生器１７０からの電位の関数として、第１アレイ電極２３２により同時に発生されると信じられている。オゾンの発生は第１アレイの電位を増加又は減少させることにより増加又は減少されてもよい。反対の極性の電位を第２アレイ電極２４２に結合することは第１アレイで発生されたイオンの動作を本質的に加速し、図の「ＯＵＴ」として示された空気流を作り出す。イオンが第２アレイの方へ移動すると、それらは空気分子を第２アレイの方へ押し進み又は移動すると信じられている。この動作の相体速度は第１アレイの電位に対する第２アレイの電位を減少することにより増加されてもよい。
【００２６】
例えば、＋１０ＫＶが第１アレイ電極に加えられ、電位が第２電極に加えられた場合、（最終的な変化が正である）イオンの雲が第１電極アレイの近くに形成されるであろう。さらに、かなり高い１０ＫＶの電位は多くのオゾンを発生するであろう。相対的に負の電位を第２アレイ電極に結合することにより、動くイオンの運動量が維持される時、正味に放出されたイオンにより動いた空気集団の速度は増加する。
【００２７】
他方、同一の有効流出（ＯＵＴ）速度を維持するが、ほとんどオゾンを発生しないのが望ましい場合、例えば、１０ＫＶの電位が電極アレイの間で分割可能であろう。例えば、発生器１７０は第１アレイ電極に＋４ＫＶ（又は何か他の端数）を供給すると共に第２アレイ電極に−６ＫＶ（又は何か他の端数）を供給する。この例では、＋４ＫＶ及び−６ＫＶが接地に対して測定されることが分かる。理解できることは、本発明が安全なオゾン量を出力するように動作することが望まれる。したがって、好ましくは、高電圧は、第１アレイ電極に約＋４ＫＶ、第２アレイ電極に約−６ＫＶが加えられて、分割される。
【００２８】
述べたように、好ましくは、流出（ＯＵＴ）は、細菌、微生物、及び流出物に晒された他の生物（又はある生物）物質を破壊又は少なくとも実質的に変えることができる安全なＯ３量を含んでいる。したがって、スイッチＳ１が閉鎖され、Ｂ１が十分な動作電位を有している時、高電圧パルス発生ユニット１７０からのパルスはイオン化された空気及びＯ３の流出（ＯＵＴ）を生み出す。Ｓ１が閉鎖されると、ＬＥＤはイオン化が起こる時に視覚的に信号を送るであろう。
【００２９】
好ましくは、本発明の動作パラメータは製造中に設定され、ユーザが調整可能ではない。例えば、最高の出力電圧及び又はユニット１７０により発生された高電圧パルスのデューティサイクルの増加は、空気量割合、イオン含有量、及びオゾン含有量を増加できる。好適な実施例では、出力量割合は約２００フィート／分であり、イオン含有量は約２，０００，０００／ｃｃであり、オゾン含有量は約４０ｐｐｂ（環境上）からおそらく２０００ｐｐｂ（環境上）である。Ｒ２／Ｒ１割合を約２０：１以下に減少することは、最高電圧及び又は第１及び第２電極アレイの間に結合された高電圧パルスのデューティサイクルを減少するように、流量割合を減少させる。
【００３０】
実際には、ユニット１００は部屋に置かれ、通常、１１７ＶＡＣの動作電位の適当な源に接続される。Ｓ１に電圧を加えて、イオン化ユニット１６０はイオン化された空気、好ましくは、出力出入口１５０を介して幾らかのオゾン（Ｏ３）を放出する。イオン及びオゾンと結合された空気流は部屋の空気を新しくし、オゾンは、あるにおい、細菌、微生物等の望ましくない影響を好都合に破壊又は少なくとも減少させることができる。実際は、本発明内で故意に動く部品がないので、空気流は動電学的に作られる。（示されているように、幾つかの機械的振動は電極内で発生してもよい。）図４Ａに関連して説明するように、これらのイオンは正イオンであるより健康に有益であると考えられているので、本発明は負イオンの最終的な余りを実際に出力することが望ましい。
【００３１】
一般に、本発明のいろいろな特徴を述べると、電極体２２０の好適な実施例はが説明されるであろう。いろいろな実施例では、電極体２２０は少なくとも１つの電極２３２の第１アレイ２３０を備え、好ましくは、少なくとも１つの電極２４２の第２アレイ２４０をさらに備えているであろう。理解できることには、電極２３２及び２４２のための材料は電導性であり、高電圧の適用からの腐食の影響から回復し易く、さらに洗浄されるのに十分強い。
【００３２】
ここで説明されるいろいろな電極体において、第１電極アレイ２３０の電極２３２は、好ましくは、タングステン製である。タングステンは洗浄に耐えるのに十分強く、イオン化による破損を遅らせる高溶解点を有している。他方、好ましくは、電極２４２はよく磨かれた外面を有し、望ましくない２点間放射を最小にする。そのように、電極２４２は、好ましくは、ステンレス鋼、真鍮、他の材料の中から製造されている。電極２３２の研磨面はまた電極の洗浄を容易に促進する。
【００３３】
Leeにより開示された従来技術の電極とは対照的に、本発明による電極２３２及び２４２は軽量で、製造容易で、大量生産に向いている。さらに、ここで説明された電極２３２及び２４２はイオン化された空気のより有効な発生、及び安全なオゾンＯ３量の生産を促進する。
【００３４】
本発明において、高電圧パルス発生器１７０は第１電極アレイ２３０と第２電極アレイ２４０の間に結合されている。高電圧パルスは、（ここでは「ＯＵＴ」と表示された中空矢印により示された）第１アレイから第２アレイの方向に移動するイオン化された空気の流れを作り出す。そのように、電極２３２は放射電極と呼ばれてもよく、電極２４２はコレクター電極と呼ばれてもよい。この流出は、好都合に安全なＯ３量を含み、本発明を通気口１０６から出す。
【００３５】
本発明によると、高電圧パルス発生器の出力端子又は出入口は電極２３２に結合され、負の出力端子又は出入口は電極２４２に結合されていることが好ましい。放射イオンの最終的な極性は正であり、例えば、負イオンより正イオンが放射されると信じられている。とにかく、好適な電極体の電気結合は反対の極性と対照する電極２３２からの可聴の雑音を最小にする（例えば、正及び負の出力出入口の接続を交換する）。
【００３６】
しかし、健康の見地から、正イオンの発生はかなり静かな空気流の助けとなるが、出力空気流は、正イオンではなく、負イオンでより多く流れることが望ましい。しかし、幾つかの実施例では、高電圧パルス発生器の１つの出入口（好ましくは負の出入口）は実際に周囲の空気であることが示されている。したがって、第２アレイの電極はワイヤを使用して高電圧パルス発生器に接続される必要はない。それにもかかわらず、この場合には、周囲の空気を介して、第２アレイ電極と高電圧パルス発生器の１つの出力出入口の間に有効な接続があるであろう。
【００３７】
図４Ａ及び４Ｂの実施例に戻ると、電極体２２０は、ワイヤ電極２３２の第１アレイと、通常はＵ形状の電極２４２の第２アレイとを備えている。好適な実施例では、第１アレイを備えた電極の数Ｎ１は、好ましくは、第１アレイを備えた電極の数Ｎ２に関連するものにより異なるであろう。示された多くの実施例では、である。しかし、所望すれば、図４Ａでは、さらなる第１電極２３２がアレイ２３０の出力端部で追加され、Ｎ２＞Ｎ１、例えば、５つの電極２３２が４つの電極２４２と比較されるようになっている。
【００３８】
好ましくは、電極２３２はタングステンワイヤの長さであり、電極２４２は板金製であり、真鍮又は他の板金が使用可能であるが、好ましくはステンレス鋼である。板金は、中空に延びたＵ形状の電極２４２のための側部領域２４４及びだんご鼻領域２４６を規定するように容易に形成されている。図４Ａは、第２アレイ２４０の４つの電極２４２と、第１アレイ２３０の３つの電極２３２とを示しているが、示されているように、各アレイの他の数の電極が使用可能であり、好ましくは、示されているように対称的な千鳥形状を保持している。図４Ａにおいて、粒状物質が流入（ＩＮ）空気中にあるが、流出（ＯＵＴ）空気は実質的に粒状物質が欠けており、好ましくは、第２アレイ電極により供給された大表面に付着している（図４Ｂ参照）。
【００３９】
図４Ｂで最もよく分かるように、アレイの間の間隔を置いた形状は千鳥型であり、各第１アレイ電極２３２が実質的に２つの第２アレイ電極２４２から等距離となるようになっている。この対称的な千鳥型は特に有効な電極配置であることが分かっている。好ましくは、千鳥型配列は、近接の電極２３２又は近接の電極２４２が、それぞれ一定の距離、Ｙ１及びＹ２、間隔を置いているので対称的である。しかし、イオン放射及び空気流は減少しそうであるが、非対称形状も使用可能であろう。また、電極２３２及び２４２の数が示されているものとは異なっていてもよいことが分かっている。
【００４０】
図４Ａにおいて、一般に、寸法は以下の通りであり、電極２３２の直径は約０．０８ｍｍであり、距離Ｙ１及びＹ２はそれぞれ約１６ｍｍであり、距離Ｘ１は約１６ｍｍであり、距離Ｌは約２０ｍｍであり、電極の高さＺ１及びＺ２はそれぞれ約１ｍである。電極２４２の幅Ｗは、好ましくは、約４ｍｍであり、電極２４２が形成される材料の厚さは約０．５ｍｍである。勿論、他の寸法及び形状が使用可能であろう。電極２３２は直径が小さく、所望の高電圧場を確立するのに役立つのが好ましい。他方、（電極２４２と同様に）電極２３２が時折の洗浄に耐えるのに十分強いことが望ましい。
【００４１】
第１アレイ２３０の電極は導体２３４によって、高電圧パルス発生器１７０の第１（好ましくは、正の）出力出入口に結合され、第２アレイ２４０の電極２４２は導体２４４によって、発生器１７０の第２（好ましくは、負の）出力出入口に結合されている。いろいろな電極で導体２３４又は２４４に電気接続がなされているのは余り重要ではない。したがって、例として、図４Ｂは球根状端部２４６の内側の幾つかの電極２４２と接続する導体２４４を示しており、他の電極２４２は電極の他の場所で導体２４４に電気接続されている。いろいろな電極２４２への電気接続はまた、流出空気流の実質的な損傷が起こらないとの条件で、電極外面になされることができるであろう。
【００４２】
（図２Ｂに示されているように）ユニット１００から電極体を容易に取り除くため、いろいろな電極の下端部がワイヤ又は他の導体２３４又は２４４の一致部分に対して適合するのが好ましい。例えば、カップ状の部材は、電極アレイ２２０がユニット１００のハウジング１０２に完全に挿入される時にいろいろな電極の自由端部が適合するワイヤ２３４及び２４４に添付されることができる。
【００４３】
電極２４２の最も近い有効領域に対する電極２３２の有効電界放射領域の割合は少なくとも約１５：１であり、好ましくは、少なくとも２０：１である。したがって、図４Ａ及び図４Ｂの実施例では、割合Ｒ２／Ｒ１＝２ｍｍ／０．０４ｍｍ＝５０：１である。
【００４４】
ここで説明されているこの及び他の実施例では、イオン化は第１電極アレイ２３０のより小さい電極２３２で起こると思われ、高電圧のアークの機能としてオゾンの生産が発生する。例えば、最高電圧の振幅及び又は高電圧パルス発生器１７０からのパルスのデューティサイクルはイオン化された空気の出力流れ中のオゾン含有量を増加可能である。所望した場合には、ユーザ制御Ｓ２を使用し、振幅及び又はデューティサイクルを（安全な方法で）変えることによりオゾン含有量を幾分変えることができる。そのような制御を達成するための特定の回路が当技術分野で公知であり、ここで詳細に説明する必要はない。
【００４５】
図４Ａ及び４Ｂには、好ましくは、第２アレイ電極と同電位に電気結合された、少なくとも１つの出力制御電極２４３を含んでいることに注目しなさい。好ましくは、電極２４３は側面形状が尖った形状、例えば、三角形を形成している。電極２４３の鋭い先端部は、（電極がかなり負の高電位に結合されているので）実質的に負のイオンを発生させる。これらの負のイオンは他の方法で出力空気流にある余分な正イオンを中和し、ＯＵＴの流れは最終的な負の電荷を有するようになっている。好ましくは、電極２４３は、ステンレス鋼、銅、又は他の導体であり、基部でおそらく高さが２０ｍｍで幅が約１２ｍｍである。
【００４６】
尖った電極２４３を有する別の利点は、それらがユニット１００のハウジング内に固定して取付けられていてもよいことであり、したがって、ユニットを洗浄する時に人間の手で容易に届かない。そうでない場合には、電極２４３の鋭い先端は容易に切断させることができるであろう。１つの電極２４３を含むことは、充分な数の出力の負のイオンを供給するのに充分であることが分かるが、もっとそのような電極が含まれていてもよい。
【００４７】
図４Ａ及び４Ｃの実施例では、それぞれのＵ形状の電極２４２はイオン化された空気及びＯ３の流出の有効な動的搬送を促進する２つのトレーリングエッジを有している。尖った電極領域２４３’のトレーリングエッジの少なくとも一部分に含まれていることに注目しなさい。電極領域２４３’は、図４Ａ及び４Ｂに関連して説明されているのと同じ方法で、負イオンの出力を促進するのに役立つ。しかし、布等で電極２４２を拭き、そこに堆積された特定の物質を取り除く時、ユーザ自身を切る可能性が高くなることに注意しなさい。図４Ｃ及びその後の図面には、説明の容易のため粒状物質が省略されている。しかし、図２Ａ〜４Ｂに示されているものから、粒状物質は流入空気に存在し、流出する空気からは実質的になくなるであろう。説明されているように、粒状物質６０は、通常、電極２４２の表面領域に静電的に凝結されるだろう。
【００４８】
図４Ｃ及び４Ｄの実施例が電極２４２の幾らか先端を切ったものを示している。図４Ａ及び４Ｂの実施例の寸法Ｌは約２０ｍｍであるが、図４Ｃ及び４Ｄにおいて、Ｌは約８ｍｍまで短かくされている。図４Ｃの他の寸法は、好ましくは、図４Ａ及び４Ｂのために説明されたものと同様である。図４Ｃ及び４Ｄでは、電極２４２のトレーリングエッジに尖った領域２４６を含むことはイオン化された空気流のより有効な発生を促進するように思われる。図４Ｃの第２電極アレイ２４０の形状は、より短いトレーリングエッジの外形によって、図４Ａ及び４Ｂの構成より強くすることができる。前に述べたように、第１及び第２電極アレイのための対称的な千鳥型形状は図４Ｃの構成にとっては好ましい。
【００４９】
図４Ｄの実施例では、２４２−１及び２４２−２で示された最も外部の第２電極は実質的に最も外部のトレーリングエッジを有していない。図４Ｄの寸法Ｌは、好ましくは、約３ｍｍであり、他の寸法は図４Ａ及び４Ｂの構成のために説明されているようであってもよい。再び、図４Ｄの実施例のための割合Ｒ２／Ｒ１は、好ましくは、約２０：１を超える。
【００５０】
図４Ｅ及び４Ｆは電極体２２０の別の実施例を示し、第１電極アレイは単一ワイヤ電極２３２を備え、第２電極アレイは断面が湾曲したＬ形状の一対の電極２４２を備えている。通常の寸法は、前述した実施例で説明したものとは異なるが、Ｘ１＝約１２ｍｍ、Ｙ１＝約５ｍｍ、及びＬ１＝約３ｍｍである。有効なＲ２／Ｒ１割合は、再び約２０：１以上である。勿論、１つ以上の電極２３２及び２つ以上の電極２４２が使用されてもよいが、図４Ｅ及び４Ｆの体２２０を含む少数の電極は製造の経済性、及び洗浄の容易性を促進する。再び、この実施例は前述した対称的な千鳥型を組込み、電極２３２は２つの電極２４２から等距離にある。
【００５１】
図４Ｇ及び４Ｈは電極体２２０のさらに別の実施例を示している。この実施例では、第１電極アレイ２３０はワイヤ２３２の長さであり、第２電極アレイ２４０は一対の棒又は円柱の電極２４２を備えている。ここで前述した実施例のように、電極２３２は電極２４２から対称的に等距離にあるのが望ましい。ワイヤ電極２３２は、好ましくは、おそらく０．０８ｍｍのタングステンであり、円柱の電極２４２はおそらく２ｍｍの直径のステンレス鋼である。したがって、この実施例では、Ｒ２／Ｒ１割合は約２５：１である。他の寸法は他の構成、例えば、図４Ｅ、４Ｆと同様であってもよい。勿論、電極体２２０は、１以上の電極２３２、及び２以上の電極２４２を備えていてもよい。
【００５２】
特に、好適な実施例は、図４Ｉ及び図４Ｊに示されている。これらの図面では、第１電極体は、丸い内側開口部２４６を有する単一の環状の電極２４２を有する第２電極アレイと同軸に配列された単一のピン状のエレメント２３２を備えている。しかし、破線のエレメント２３２’，２４２’により示されているように、電極体２２０は複数のそのようなピン状及び環状のエレメントを備えていてもよい。好ましくは、電極２３２はタングステンであり、電極２４２はステンレス鋼である。
【００５３】
図４Ｉ及び図４Ｊの実施例のための通常の寸法は、Ｌ１＝約１０ｍｍ、Ｘ１＝約９．５ｍｍ、Ｔ＝約０．５ｍｍであり、開口部２４６の直径は約１２ｍｍである。好ましくは、寸法Ｌ１は充分に長く、電極２３２の上流部分（例えば、図４Ｉの左側部分）は電極２３２とコレクター電極２４２の間で電界と干渉しないようになっている。しかし、図４Ｊに示されているように、有効Ｒ２／Ｒ１割合は電極２３２の先端部形状により左右される。再び、好適な実施例では、その割合は約２０：１を超える。図４Ｊで破線で描かれた線は、放射電極２３２から放射し、コレクター電極２４６の湾曲面で終わる理論上の電力場の線を示している。好ましくは、その場の大部分は電極２３２と電極２４２の間の同軸の約＋−４５°内に放射する。他方、電極２４２及び又は電極２３２及び２４２構造の開口部が同軸回りの角度を非常に狭めるようになっている場合には、空気流は過度に制限されるであろう。
【００５４】
図４Ｉに示された環状ピンで電極体構造の１つの利点は、環状の電極２４２の平坦領域が充分な表面領域を供給し、移動する空気流に浮遊して運ばれる粒状物質６０が付着し、さらに容易に洗浄可能となっている。
【００５５】
さらに、好都合にも、環状ピン構造は、従来技術の構造、又は図４Ａ〜４Ｈの構造よりオゾンを発生する。例えば、図４Ａ〜４Ｈの構造はおそらく５０ｐｐｂオゾンを発生してもよく、図４Ｉの構造は約２０００ｐｐｂのオゾンを発生可能である。
【００５６】
それにもかかわらず、出願人の第１アレイのピン電極は図４Ａ〜４Ｈの第２アレイ電極により利用されてもよいと認められるだろう。さらに、出願人の第２アレイの環状電極は図４Ａ〜４Ｈの第１アレイ電極により利用されてもよい。例えば、図４Ａ〜４Ｈの実施例の変更において、それぞれのワイヤ又は円柱の電極２３２は、（例えば、図４Ｉ〜４Ｋに示されているように）電気的に直列に接続された１列のピン電極により置換され、これらの図面に示されているように第２電極アレイを保持している。同じように、図４Ａ〜４Ｈの実施例の他の変更では、第１アレイ電極は示されているようなままであるが、それぞれの第２アレイ電極２４２は（図４Ｉ〜４Ｋに示されているように）電気的に直列に接続された１列の環状電極により置換されている。
【００５７】
図４Ｊには、図４Ｉの電極２４２の中央部分の詳細断面図が示されている。図４Ｊでよく分かるように、電極２４２の中央開口部の近くの湾曲領域２４６は許容できる大表面領域を供給するように思われ、電極２３２の遠位端からの多くのイオン化経路は実質的に等しい経路長を有している。したがって、電極２３２の遠位端（又は放射端）は好都合にも小さく、電極アレイの間に電界を集中させるが、好ましくは、電極２４２の近接領域は多くの等距離の内側電極アレイ経路を供給する。おそらく９０フィート／分の高流出割合及びこの構成を発生可能な２０００ｐｐｂの範囲のオゾン放射は、高い動作効率を確認する。
【００５８】
図４Ｋでは、１以上の電極２３２が炭素繊維の伝導ブロック２３２により置換され、そのブロックは遠位面を有し、突出した繊維２３３−１，…２３３−Ｎが釘床（bed of nail）の出現となる。突出した繊維はそれぞれ、放射電極として作用でき、複数の放射面を供給することができる。ある期間に亘り、幾つかの又は全ての電極は事実上消費され、グラファイトブロック２３２’’が置換されるだろう。２３３−Ｎのように材料が突出した伝導繊維を有する表面を備えている場合には、グラファイト以外の材料がブロック２３２’’のために使用されてもよい。
【００５９】
説明したように、イオンの最終的な出力は、出力流の近く、好ましくは、第２アレイ電極の下流側の近くにバイアスエレメント（例えば、エレメント２４３）を配置することにより影響を及ぼされる。イオン出力が所望されない場合、そのようなエレメントは実質的に中和を達成可能である。本発明は、所望であれば、オゾンを作り出すことなくイオンを作り出すように調整可能であろうことも認められるだろう。
【００６０】
所望であれば、本発明は、例えば、電池で動作可能なパーソナルユニットを供給し、小型化することができるだろう。所望であれば、自動車内での使用のため、適当な大きさのユニットが供給可能であり、ユニットは通常、自動車に利用可能な１２ＶＤＣ電源により電圧を与えられる。そのような実施例では、発生器４０はＡＣ：ＤＣの高電圧変換よりむしろＤＣ：ＤＣを供給するように変更させるであろう。空気洗浄の適用において、下流の電極は、粒状物質を蓄積しがちであり、好ましくは、洗浄のためユニットから引き出される。第１電極アレイの電極がワイヤ、例えば、かなりもろい部品である実施例では、ユーザの洗浄のためそのようなワイヤ電極を取り除くだけでなく、おそらく自己洗浄の特徴を供給するのが望ましいことがある。図２Ｂでは、例えば、ワイヤタイプの電極２３２が固定されている場合（例えば、ユーザが容易に取り除くことができない場合）、電極２４２に添付された機構の下端部は、ワイヤ電極のいずれか側を通る溝を有する柔軟なプラスチックワイパー板を備えているかもしれない。ハンドル１１２は（そのような実施例において）より丈夫な第２アレイ電極だけを取り除くように持上げられる時はいつでも、（固定した）第１アレイ電極は、第２アレイ電極の下端部と結合する（図２Ｂに示されていない）部品の底部に添付されたプラスチックワイパー板により拭かれることによってもっと洗浄されるであろう。そのような拭く動作は、ハンドル１１２（及び部品に取付けられたすべて）がユニットハウジングから取り除かれ、又はハウジングに戻って挿入されるたびに両方発生するだろう。
【００６１】
所望の場合には、出力オゾン及び又は出力イオン含有量を検出し、そのような検出情報を使用し、高電圧発生器を制御し、所望の方法で出力を調節するため、さらなる改善がなされるであろう。幾つかの適用では、適当なセンサ、又はユニットそれ自体の又はその中のセンサをおそらくハウジングの後面に取付けるのに十分であろう。そのようなセンサからの出力信号は、高電圧発生器の１以上の特性、例えば、デューティサイクル、パルス幅、全体のパルス反復率等を制御するために処理されると共に使用される信号だろう。他の適用では、センサは本発明から遠く、例えば、おそらく本発明が使用される部屋の反対のコーナーに配置されてもよいであろう。その後、センサデータは、ＲＦ、光学、ＩＲ、音波、副音波エネルギーのいずれか又はすべてを使用して実時間で、好ましくは、ユニットハウジング内に配置された適当な受信機に送られるであろう。そのようなフィードバックは、本発明からの出力だけでなく本発明が使用される環境への影響をより正確に測定することができるだろう。たとえ、実際の出力のフィードバックが使用されない場合、これらの環境のパラメータが本発明からの出力流のオゾン及び又はイオン含有量に影響を及ぼすことができるように、温度及び又は湿度を検出するセンサを有する本発明を供給するのが望ましい。そのような実施例において、おそらくハウジング内のマイクロコントローラと関連されたルックアップ表等は公知な相関関係を蓄積し、所定の検出された温度及び又は湿度のため、高電圧発生器の出力特性が適当な方法で動的に変化可能なようになっている。この方法では、例えば、朝に確立される所望の出力空気流は、たとえ、周囲温度及び又は湿度(又は他の環境特性)が昼間に後で変更されたとしても、実質的に一定のままであろう。
【００６２】
本発明の他の所望な変更はまたなされてもよい。例えば、図２Ｂ又は４Ｂに示されているような実施例では、ワイヤエレメント２３２がハウジングのベース部分に取付けられる高電圧アーク周囲領域は、そのような取付物を囲む高いカラーを形成することにより最小化されることができる。そのようなカラーは取付物の有効な高電圧特性を増加させ、本発明の全体の信頼性を促進することができるだろう。例えば、ユーザが不注意で本発明に水を入れ、高電圧のアークが起きた場合、この発生器から検出された電流を基に、高電圧発生回路にフィードバックを供給することができる。所望しないアークは認識できる電流サージ特性を有し、フィードバックの構成で検出されると共に使用され、ある期間、おそらく１分程度、高電圧パルスの発生を止めることができるだろう。その期間後、過度の電流パルスが依然として発生している場合、高電圧パルスが再び止められるだろう。そのような動作を左右する電子回路は警告ＬＥＤ又は他の表示器を作動させ、何かが本発明に具合悪いことをユーザに警告することができだろう。
【００６３】
特許請求の範囲により定義された本発明の主題及び精神から逸脱することなく、開示された実施例に対する変更及び修正がなされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 従来技術の動電空気搬送調節装置の第１実施例の平断面図である。
【図１Ｂ】 従来技術の動電空気搬送調節装置の第２実施例の平断面図である。
【図２Ａ】 本発明の好適な実施例の斜視図である。
【図２Ｂ】 本発明による、部分的に引っ込められた電極体を有する、図２Ａの実施例の斜視図である。
【図３】 本発明の電気ブロック図である。
【図４Ａ】 本発明による、電極体のための第１実施例を示す斜視ブロック図である。
【図４Ｂ】 図４Ａの実施例の平面ブロック図である。
【図４Ｃ】 本発明による電極体のための第２実施例を示す斜視ブロック図である。
【図４Ｄ】 図４Ｃの実施例の修正版の平面ブロック図である。
【図４Ｅ】 本発明による電極体のための第３実施例を示す斜視ブロック図である。
【図４Ｆ】 図４Ｅの実施例の平面ブロック図である。
【図４Ｇ】 本発明による電極体のための第４実施例を示す斜視ブロック図である。
【図４Ｈ】 図４Ｇの実施例の平面ブロック図である。
【図４Ｉ】 本発明による電極体のための第５実施例を示す斜視ブロック図である。
【図４Ｊ】 図４Ｉの実施例の一部分の詳細断面図である。
【図４Ｋ】 図４Ｉの実施例の代わりの一部分の詳細断面図である。
（本発明の技術分野）
本発明は、電気エネルギーのイオン化誘電媒体の流体流れへの動電変換に関し、より詳細には、粒状物質が実質的に除去する空気の流れを動電的に作り出すための方法及び装置に関する。好ましくは、空気流れは安全量のオゾン（Ｏ３）を含んでいるべきである。
（本発明の背景）
ファンの羽根を回転させるために電気モータを使用して空気流れを作り出すことは当技術分野で長く公知であった。不運にも、そのようなファンは実質的な騒音を作り出し、動いているファンの羽根に指又は鉛筆を突っ込もうという気にさせる子供に危険を及ぼすことがある。そのようなファンは、大量の空気量、例えば、１０００ｆｔ３／分以上を作り出すが、モータを作動するために多くの電力を必要とし、本質的に空気を流す状態が発生しない。
【０００２】
そのようなファンがＨＥＰＡコンプライアントフィルタを備え、おそらく０．３μｍ以上の粒状物質を除去することが公知である。不運にも、フィルタエレメントにより与えられる空気流への抵抗は、所望レベルの空気流を維持するため電気モータのサイズを２倍にすることが要求されることがある。さらに、ＨＥＰＡコンプライアントフィルタのエレメントは高価であり、ＨＥＰＡコンプライアントフィルタファンユニットの販売価格のかなりの部分に相当することがある。そのようなフィルタファンユニットは大きい粒子を除去することにより空気を調節できるが、例えば、細菌を含む、フィルタエレメントを通過するのに十分小さい粒状物質は除去されない。
【０００３】
当技術分野において、機械的に構成部品を動かすことなく、電力を空気流に直接変換することにより、動電技術を使用して空気流を作り出すことも公知である。１つのそのようなシステムは、Leeへの米国特許No.4,789,801（１９８８）に説明され、ここに簡略化した形で、図１Ａ及び１Ｂとして示されている。Leeのシステム１０は、大領域（大区画）電極３０のアレイから対称的に間隔を置いた小領域（小区画）の電極２０のアレイを備えている。高電圧パルス列（例えば、０からおそらく＋５ＫＶ）を出力するパルス発生器４０の正端子は小区画のアレイに結合され、負パルス発生器の端子は大区画のアレイに結合される。
【０００４】
高電圧パルスはアレイの間で空気をイオン化し、部品を動かす必要なく、小区画のアレイから大区画のアレイの方への空気流５０が発生する。空気の粒状物質は空気流５０内で浮遊して運ばれ、小区画の電極３０の方へ移動する。粒状物質の多くは、小区画の電極アレイの表面に静電的に引き付けられ、したがって、それが残っている場合、空気流排出システム１０を調節する。さらに、電極アレイ間にある高電圧場はオゾンを周囲の環境に放出し、例えば、細菌を含めて、空気流に浮遊して運ぶものは何でも破壊又は少なくとも除去するようになる。
【０００５】
図１Ａの実施例では、小区画の電極２０は断面では円形であり、約０．００３’’（０．０８ｍｍ）の直径を有し、大区画の電極３０は領域がかなり大きく、断面で涙形状をしている。大区画及び小区画の電極の間の断面領域の割合は明確には述べられていないが、Leeの図から１０：１を超えるのは明白である。図１Ａに示されているように、大区画の電極の球根状の前面は大区画の電極に面し、やや鋭いトレーリングエッジは空気流の出口方向に面している。大区画の鋭いトレーリングエッジは、明らかに、空気流に浮遊して運ばれた粒状物質の良好な静電付着を促進させる。Leeは涙形状の大区画の電極がどのように製造されるかについて開示していないが、思うに、それらはかなり高価なモールド鋳造又は押し出し成形処理を使用して作られる。
【０００６】
図１Ｂとしてここに示された別の実施例では、Leeの大区画の電極３０は断面が対称形に延長されている。大区画の電極の延長されたトレーリングエッジは、空気流に浮遊して運ばれた粒状物質が付着する領域を増加させる。Leeは、環境への陰イオンの放出の落下効率及び所望の減少は電極７０の受動第３アレイを含むことから発生可能である。理解できるほど、電極の第３アレイを加えることにより効率を増加することは、結果として生じるシステムを製造すると共に維持するコストに貢献するであろう。
【０００７】
Leeにより開示された静電技術は従来の電気ファンフィルタユニットに好都合であるが、Leeの大区画電極を製造するのは比較的高価である。さらに、Leeの実施例が製造されるものを変えてフィルタ効率を増加させることは、特に、電極の第３アレイを含まずに、好都合であろう。
【０００８】
したがって、電極を製造するために高価な製造技術を必要とせず、Leeタイプのシステムの効率を改善させる動電空気搬送調節装置の必要性がある。好ましくは、そのような調節装置は電極の第３アレイを必要とすることなく有効に機能する。さらに、そのような調節装置は、例えば、周囲の環境からにおいを除去し、発生する安全な量のオゾンのユーザの選択を可能にする。
【０００９】
本発明は、空気を電動学的に搬送及び調節するための方法及び装置を供給する。
（本発明の概要）
本発明は、部品を動かすことなく、空気を搬送及び調節するための電動学的システムを供給する。空気はそれがイオン化され、安全な量のオゾンを含む意味で調節される。
【００１０】
出願人の電動空気搬送調節装置は、イオン化ユニットを収容するルーバー又は格子の本体を含んでいる。イオン化ユニットは、一般の１１０ＶＡＣを高電圧に上げる高電圧ＤＣインバータと、実質的には１００％デューティサイクル（例えば、高電圧ＤＣ）の出力がパルスの代わりに使用可能であるが、高電圧ＤＣを受取ると共におそらく最高で１０ＫＶの高電圧パルスを出力する発生器とを含んでいる。ユニットはまた、伝導電極の第１及び第２の間隔を空けたアレイを備えた電極体ユニットを含み、第１アレイ及び第２アレイはそれぞれ、好ましくは、高電圧発生器の正及び負の出力出入口に結合されている。
【００１１】
好ましくは、電極体は容易に製造可能な電極タイプの第１及び第２アレイを使用して形成される。１つの実施例では、第１アレイはワイヤ状の電極を備え、第２アレイは１又は２つのトレーリング表面を有するＵ形状の電極を備えている。さらにより有効な実施例では、第１アレイは少なくとも１つのピン又は円錐状の電極を含み、第２アレイは環状の座金状の電極である。電極体は、説明した第１及び第２アレイの電極のいろいろな組合せを含んでいてもよい。いろいろな実施例では、第１アレイ電極に対する第２アレイ電極の有効領域間の割合は少なくとも約２０：１である。
【００１２】
高電圧パルスは第１及び第２電極アレイの間に電界を作り出す。この電界は第１アレイから第２アレイの方へ向かう動電空気流を作り出し、空気流は好ましくは負のイオンの最終的な余りとオゾンで豊富である。ほこりの粒子及び他の所望しない成分（おそらく、微生物）を含む周囲の空気は、格子又はルーバーの開口部を通るハウジングに入り、（オゾンで）イオン化された洗浄空気はハウジングの下流側の開口部を通って出る。
【００１３】
ほこり及び他の粒状物質は第２アレイ（又はコレクター）の電極に静電的に付着し、出力空気は実質的にそのような粒状物質をきれいにする。さらに、本発明により生成されたオゾンは一定のタイプの微生物等を殺すことができ、出力空気のにおいをも取り除く。好ましくは、搬送装置は周期的に一気に作動し、制御は、例えば、環境のにおいをもっと迅速に取り除くため、高電圧パルス発生器の出力をユーザが一時的に増加させる。
【００１４】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面に関連させて、好適な実施例が詳細に示された以下の説明から明らかであろう。
（好適な実施例の詳細な説明）
図２Ａ及び２Ｂは動電空気搬送調節装置システム１００を示し、そのハウジング１０２は、好ましくは後部に位置する吸気口又はルーバー１０４と、好ましくは前側の側部に位置する排気口１０６と、ベース台１０８とを備えている。搬送装置のハウジング内部にイオン発生ユニット１６０があり、好ましくは、スイッチＳ１を使用してＡＣ：ＤＣ電源により電力を供給されている。イオン発生ユニット１６０は周囲の空気以外のそれに組込まれ、搬送装置のハウジング以外は何も必要とせず、本発明の動作のため外部の動作電位を節約する。
【００１５】
ハウジング１０２の上面は、ユーザが持上げ可能なハンドル１１２を含み、そのハンドルは、電極２３２の第１アレイ２３０と電極２４２の第２アレイ２４０とを備えた電極体２２０に添付されている。電極の第１及び第２アレイは、図３に最もよく見られるように、イオン発生ユニット１６０の出力端子の間に連続して結合されている。持上げハンドル１１２への能力は、洗浄の目的のため、必要であれば、交換のため、電極体を備えた電極への容易なアクセスを供給する。
【００１６】
図２Ａ及び２Ｂに示された本発明の一般形状は重要ではない。勿論、他の寸法及び形状が使用されてもよいが、好適な実施例の頂部から底部までの高さはおそらく１ｍであり、左右の幅はおそらく１５ｃｍであり、前後の深さはおそらく１０ｃｍである。ルーバー構造は経済的なハウジング形状の十分な出入口を供給する。第２アレイの電極に対するそれらの位置を除いて、通気口１０４と１０６の間で真の区別をする必要はなく、むしろ、通常の通気口が使用可能である。これらの通気口は、周囲の空気の十分な流れが引き出され、本発明に利用可能とされ、安全な量のＯ３を含むイオン化された空気の十分な量がユニット１３０から流れ出ることを保証するのに役立つ。
【００１７】
説明するように、ユニット１００がＳ１で電力を供給されると、イオン発生器１６０による高電圧の出力は第１電極アレイでイオンを作り出し、イオンは第２電極アレイに引き付けられる。「ＩＮ」から「ＯＵＴ」方向のイオンの動きは、空気の分子をそれらと共に運び、したがって、イオン化された空気の流出を動電学的に作り出す。図２Ａ及び２Ｂの「ＩＮ」の概念は粒状物質６０を有する周囲の空気の取入れを示している。図の「ＯＵＴ」の概念は、第２アレイの電極の表面に静電的に付着する粒状物質が実質的にまったくない洗浄空気の流出を示している。イオン化された空気流を発生させる処理において、安全な量のオゾン（Ｏ３）は有益に作られる。ハウジング１０２の内面に静電シールドを供給し、検出できる電磁放射を減少させる。例えば、金属シールドはハウジング内に配置され、ハウジングの内部の一部分は金属塗料で被覆され、そのような放射を減少させる。
【００１８】
図３で最もよく分かるように、イオン発生ユニット１６０は高電圧発生ユニット１７０と回路１８０を含み、生の交流電圧（例えば、１１７ＶＡＣ）を直流（ＤＣ）電圧に変換する。好ましくは、回路は、（制御がユーザスイッチＳ２により変えられる）発生ユニットの出力電圧の形状及び又はデューティサイクルを制御する回路を含んでいる。好ましくは、回路１８０はまた、スイッチＳ３に結合され、一時的に出力オゾンを一気に増加させるパルスモード成分を含んでいる。回路１８０はまた、タイマー回路と、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の可視表示器をも含んでいる。イオンが発生すると、ＬＥＤ又は（所望であれば、可聴表示器を含む）他の表示器が信号を送る。タイマーは、所定時間、例えば、３０分後、自動的にイオン及び又はオゾンの発生を中止することができる。
【００１９】
図３に示されているように、好ましくは、高電圧発生ユニット１７０は、おそらく２０ＫＨｚ周波数の低電圧発振回路を備え、例えば、サイリスタ等の電子スイッチ２００に低電圧パルスを出力する。スイッチ２００は低電圧パルスを逓昇変圧器Ｔ１の入力巻線に切換え可能に結合されている。Ｔ１の第２巻線は高電圧パルスを出力する高電圧増倍回路２１０に結合されている。好ましくは、高電圧パルス発生器１７０及び回路１８０を備えた回路及び構成要素はハウジング１０２内に取付けられるプリント回路版に製作されている。所望の場合には、（例えば、ステレオチューナーからの）外部音声入力は発振器１９０に適切に結合され、ユニット１６０により製造された動電空気流を聴覚的に変調する。結果は静電拡声器であり、その出力空気流は可聴入力信号に従って人間の耳に可聴である。さらに、出力空気流は依然としてイオン及びオゾンを含んでいる。
【００２０】
好ましくは、高電圧発生器１７０からの出力パルスは少なくとも最高で１０ＫＶで、最高電圧のおそらく半分の有効ＤＣオフセットを有し、おそらく２０ＫＨｚの周波数を有している。好ましくは、パルス列出力はおそらく１０％のデューティサイクルを有し、電池寿命を増進させる。勿論、異なる最高振幅、ＤＣオフセット、パルス列波形、デューティサイクル、及び又は反復周波数が代わりに使用されてもよい。実に、短い電池寿命にも拘らず、１００％パルス列（例えば、本質的にＤＣ高電圧）が使用されてもよい。したがって、発生器ユニット１７０は高電圧パルス発生器と呼ばれる。
【００２１】
振動周波数は特に重要ではないが、少なくとも約２０ＫＨｚの周波数は、人間に聞こえないとして好適である。もしペットが本発明と同じ部屋にいた場合、ペットを不快にし及び又はペットが吠えるのを防ぐため、さらに高い作動周波数を使用するのが望ましい。
【００２２】
高電圧パルス発生ユニット１７０からの出力は、第１電極アレイ２３０及び第2電極アレイ２４０を備えた電極体２２０に結合されている。ユニット１７０はＤＣ：ＤＣ高電圧発生器として機能し、電極体２２０に入力される高電圧パルスを出力する他の回路及び又は技術を使用して実行可能であろう。
【００２３】
図３の実施例では、ユニット１７０の正の出力端子は第１電極アレイ２３０に結合され、負の出力端子は第２電極アレイ２４０に結合される。この結合極性は所望しない可聴の電極振動又は雑音を最小にすることを含めて、より動作することが分かっている。空気の静電流れが作られ、第１電極アレイから第２電極アレイに向かう。（この流れは図の「ＯＵＴ」を示している。）したがって、電極体２２０は搬送装置システム１００内に取付けられ、第２電極アレイ２４０がＯＵＴ口により近く、第１電極アレイがＩＮ口により近いようになっている。
【００２４】
高電圧パルス発生器１７０からの電圧又はパルスが第１及び第２電極アレイ２３０及び２４０で結合される時、プラズマ状の電界が第１アレイ２３０の電極を取囲んで作られると信じられている。この電界は第１及び第２電極アレイの間で周囲の空気をイオン化し、第２アレイの方へ移動するＯＵＴの空気流を確立する。通気口１０４を経由してＩＮの流れが入り、通気口１０６を経由してＯＵＴの流れが出ることが分かっている。
【００２５】
オゾンとイオンは、本質的に第１アレイに結合された発生器１７０からの電位の関数として、第１アレイ電極２３２により同時に発生されると信じられている。オゾンの発生は第１アレイの電位を増加又は減少させることにより増加又は減少されてもよい。反対の極性の電位を第２アレイ電極２４２に結合することは第１アレイで発生されたイオンの動作を本質的に加速し、図の「ＯＵＴ」として示された空気流を作り出す。イオンが第２アレイの方へ移動すると、それらは空気分子を第２アレイの方へ押し進み又は移動すると信じられている。この動作の相体速度は第１アレイの電位に対する第２アレイの電位を減少することにより増加されてもよい。
【００２６】
例えば、＋１０ＫＶが第１アレイ電極に加えられ、電位が第２電極に加えられた場合、（最終的な変化が正である）イオンの雲が第１電極アレイの近くに形成されるであろう。さらに、かなり高い１０ＫＶの電位は多くのオゾンを発生するであろう。相対的に負の電位を第２アレイ電極に結合することにより、動くイオンの運動量が維持される時、正味に放出されたイオンにより動いた空気集団の速度は増加する。
【００２７】
他方、同一の有効流出（ＯＵＴ）速度を維持するが、ほとんどオゾンを発生しないのが望ましい場合、例えば、１０ＫＶの電位が電極アレイの間で分割可能であろう。例えば、発生器１７０は第１アレイ電極に＋４ＫＶ（又は何か他の端数）を供給すると共に第２アレイ電極に−６ＫＶ（又は何か他の端数）を供給する。この例では、＋４ＫＶ及び−６ＫＶが接地に対して測定されることが分かる。理解できることは、本発明が安全なオゾン量を出力するように動作することが望まれる。したがって、好ましくは、高電圧は、第１アレイ電極に約＋４ＫＶ、第２アレイ電極に約−６ＫＶが加えられて、分割される。
【００２８】
述べたように、好ましくは、流出（ＯＵＴ）は、細菌、微生物、及び流出物に晒された他の生物（又はある生物）物質を破壊又は少なくとも実質的に変えることができる安全なＯ３量を含んでいる。したがって、スイッチＳ１が閉鎖され、Ｂ１が十分な動作電位を有している時、高電圧パルス発生ユニット１７０からのパルスはイオン化された空気及びＯ３の流出（ＯＵＴ）を生み出す。Ｓ１が閉鎖されると、ＬＥＤはイオン化が起こる時に視覚的に信号を送るであろう。
【００２９】
好ましくは、本発明の動作パラメータは製造中に設定され、ユーザが調整可能ではない。例えば、最高の出力電圧及び又はユニット１７０により発生された高電圧パルスのデューティサイクルの増加は、空気量割合、イオン含有量、及びオゾン含有量を増加できる。好適な実施例では、出力量割合は約２００フィート／分であり、イオン含有量は約２，０００，０００／ｃｃであり、オゾン含有量は約４０ｐｐｂ（環境上）からおそらく２０００ｐｐｂ（環境上）である。Ｒ２／Ｒ１割合を約２０：１以下に減少することは、最高電圧及び又は第１及び第２電極アレイの間に結合された高電圧パルスのデューティサイクルを減少するように、流量割合を減少させる。
【００３０】
実際には、ユニット１００は部屋に置かれ、通常、１１７ＶＡＣの動作電位の適当な源に接続される。Ｓ１に電圧を加えて、イオン化ユニット１６０はイオン化された空気、好ましくは、出力出入口１５０を介して幾らかのオゾン（Ｏ３）を放出する。イオン及びオゾンと結合された空気流は部屋の空気を新しくし、オゾンは、あるにおい、細菌、微生物等の望ましくない影響を好都合に破壊又は少なくとも減少させることができる。実際は、本発明内で故意に動く部品がないので、空気流は動電学的に作られる。（示されているように、幾つかの機械的振動は電極内で発生してもよい。）図４Ａに関連して説明するように、これらのイオンは正イオンであるより健康に有益であると考えられているので、本発明は負イオンの最終的な余りを実際に出力することが望ましい。
【００３１】
一般に、本発明のいろいろな特徴を述べると、電極体２２０の好適な実施例はが説明されるであろう。いろいろな実施例では、電極体２２０は少なくとも１つの電極２３２の第１アレイ２３０を備え、好ましくは、少なくとも１つの電極２４２の第２アレイ２４０をさらに備えているであろう。理解できることには、電極２３２及び２４２のための材料は電導性であり、高電圧の適用からの腐食の影響から回復し易く、さらに洗浄されるのに十分強い。
【００３２】
ここで説明されるいろいろな電極体において、第１電極アレイ２３０の電極２３２は、好ましくは、タングステン製である。タングステンは洗浄に耐えるのに十分強く、イオン化による破損を遅らせる高溶解点を有している。他方、好ましくは、電極２４２はよく磨かれた外面を有し、望ましくない２点間放射を最小にする。そのように、電極２４２は、好ましくは、ステンレス鋼、真鍮、他の材料の中から製造されている。電極２３２の研磨面はまた電極の洗浄を容易に促進する。
【００３３】
Leeにより開示された従来技術の電極とは対照的に、本発明による電極２３２及び２４２は軽量で、製造容易で、大量生産に向いている。さらに、ここで説明された電極２３２及び２４２はイオン化された空気のより有効な発生、及び安全なオゾンＯ３量の生産を促進する。
【００３４】
本発明において、高電圧パルス発生器１７０は第１電極アレイ２３０と第２電極アレイ２４０の間に結合されている。高電圧パルスは、（ここでは「ＯＵＴ」と表示された中空矢印により示された）第１アレイから第２アレイの方向に移動するイオン化された空気の流れを作り出す。そのように、電極２３２は放射電極と呼ばれてもよく、電極２４２はコレクター電極と呼ばれてもよい。この流出は、好都合に安全なＯ３量を含み、本発明を通気口１０６から出す。
【００３５】
本発明によると、高電圧パルス発生器の出力端子又は出入口は電極２３２に結合され、負の出力端子又は出入口は電極２４２に結合されていることが好ましい。放射イオンの最終的な極性は正であり、例えば、負イオンより正イオンが放射されると信じられている。とにかく、好適な電極体の電気結合は反対の極性と対照する電極２３２からの可聴の雑音を最小にする（例えば、正及び負の出力出入口の接続を交換する）。
【００３６】
しかし、健康の見地から、正イオンの発生はかなり静かな空気流の助けとなるが、出力空気流は、正イオンではなく、負イオンでより多く流れることが望ましい。しかし、幾つかの実施例では、高電圧パルス発生器の１つの出入口（好ましくは負の出入口）は実際に周囲の空気であることが示されている。したがって、第２アレイの電極はワイヤを使用して高電圧パルス発生器に接続される必要はない。それにもかかわらず、この場合には、周囲の空気を介して、第２アレイ電極と高電圧パルス発生器の１つの出力出入口の間に有効な接続があるであろう。
【００３７】
図４Ａ及び４Ｂの実施例に戻ると、電極体２２０は、ワイヤ電極２３２の第１アレイと、通常はＵ形状の電極２４２の第２アレイとを備えている。好適な実施例では、第１アレイを備えた電極の数Ｎ１は、好ましくは、第１アレイを備えた電極の数Ｎ２に関連するものにより異なるであろう。示された多くの実施例では、である。しかし、所望すれば、図４Ａでは、さらなる第１電極２３２がアレイ２３０の出力端部で追加され、Ｎ２＞Ｎ１、例えば、５つの電極２３２が４つの電極２４２と比較されるようになっている。
【００３８】
好ましくは、電極２３２はタングステンワイヤの長さであり、電極２４２は板金製であり、真鍮又は他の板金が使用可能であるが、好ましくはステンレス鋼である。板金は、中空に延びたＵ形状の電極２４２のための側部領域２４４及びだんご鼻領域２４６を規定するように容易に形成されている。図４Ａは、第２アレイ２４０の４つの電極２４２と、第１アレイ２３０の３つの電極２３２とを示しているが、示されているように、各アレイの他の数の電極が使用可能であり、好ましくは、示されているように対称的な千鳥形状を保持している。図４Ａにおいて、粒状物質が流入（ＩＮ）空気中にあるが、流出（ＯＵＴ）空気は実質的に粒状物質が欠けており、好ましくは、第２アレイ電極により供給された大表面に付着している（図４Ｂ参照）。
【００３９】
図４Ｂで最もよく分かるように、アレイの間の間隔を置いた形状は千鳥型であり、各第１アレイ電極２３２が実質的に２つの第２アレイ電極２４２から等距離となるようになっている。この対称的な千鳥型は特に有効な電極配置であることが分かっている。好ましくは、千鳥型配列は、近接の電極２３２又は近接の電極２４２が、それぞれ一定の距離、Ｙ１及びＹ２、間隔を置いているので対称的である。しかし、イオン放射及び空気流は減少しそうであるが、非対称形状も使用可能であろう。また、電極２３２及び２４２の数が示されているものとは異なっていてもよいことが分かっている。
【００４０】
図４Ａにおいて、一般に、寸法は以下の通りであり、電極２３２の直径は約０．０８ｍｍであり、距離Ｙ１及びＹ２はそれぞれ約１６ｍｍであり、距離Ｘ１は約１６ｍｍであり、距離Ｌは約２０ｍｍであり、電極の高さＺ１及びＺ２はそれぞれ約１ｍである。電極２４２の幅Ｗは、好ましくは、約４ｍｍであり、電極２４２が形成される材料の厚さは約０．５ｍｍである。勿論、他の寸法及び形状が使用可能であろう。電極２３２は直径が小さく、所望の高電圧場を確立するのに役立つのが好ましい。他方、（電極２４２と同様に）電極２３２が時折の洗浄に耐えるのに十分強いことが望ましい。
【００４１】
第１アレイ２３０の電極は導体２３４によって、高電圧パルス発生器１７０の第１（好ましくは、正の）出力出入口に結合され、第２アレイ２４０の電極２４２は導体２４４によって、発生器１７０の第２（好ましくは、負の）出力出入口に結合されている。いろいろな電極で導体２３４又は２４４に電気接続がなされているのは余り重要ではない。したがって、例として、図４Ｂは球根状端部２４６の内側の幾つかの電極２４２と接続する導体２４４を示しており、他の電極２４２は電極の他の場所で導体２４４に電気接続されている。いろいろな電極２４２への電気接続はまた、流出空気流の実質的な損傷が起こらないとの条件で、電極外面になされることができるであろう。
【００４２】
（図２Ｂに示されているように）ユニット１００から電極体を容易に取り除くため、いろいろな電極の下端部がワイヤ又は他の導体２３４又は２４４の一致部分に対して適合するのが好ましい。例えば、カップ状の部材は、電極アレイ２２０がユニット１００のハウジング１０２に完全に挿入される時にいろいろな電極の自由端部が適合するワイヤ２３４及び２４４に添付されることができる。
【００４３】
電極２４２の最も近い有効領域に対する電極２３２の有効電界放射領域の割合は少なくとも約１５：１であり、好ましくは、少なくとも２０：１である。したがって、図４Ａ及び図４Ｂの実施例では、割合Ｒ２／Ｒ１＝２ｍｍ／０．０４ｍｍ＝５０：１である。
【００４４】
ここで説明されているこの及び他の実施例では、イオン化は第１電極アレイ２３０のより小さい電極２３２で起こると思われ、高電圧のアークの機能としてオゾンの生産が発生する。例えば、最高電圧の振幅及び又は高電圧パルス発生器１７０からのパルスのデューティサイクルはイオン化された空気の出力流れ中のオゾン含有量を増加可能である。所望した場合には、ユーザ制御Ｓ２を使用し、振幅及び又はデューティサイクルを（安全な方法で）変えることによりオゾン含有量を幾分変えることができる。そのような制御を達成するための特定の回路が当技術分野で公知であり、ここで詳細に説明する必要はない。
【００４５】
図４Ａ及び４Ｂには、好ましくは、第２アレイ電極と同電位に電気結合された、少なくとも１つの出力制御電極２４３を含んでいることに注目しなさい。好ましくは、電極２４３は側面形状が尖った形状、例えば、三角形を形成している。電極２４３の鋭い先端部は、（電極がかなり負の高電位に結合されているので）実質的に負のイオンを発生させる。これらの負のイオンは他の方法で出力空気流にある余分な正イオンを中和し、ＯＵＴの流れは最終的な負の電荷を有するようになっている。好ましくは、電極２４３は、ステンレス鋼、銅、又は他の導体であり、基部でおそらく高さが２０ｍｍで幅が約１２ｍｍである。
【００４６】
尖った電極２４３を有する別の利点は、それらがユニット１００のハウジング内に固定して取付けられていてもよいことであり、したがって、ユニットを洗浄する時に人間の手で容易に届かない。そうでない場合には、電極２４３の鋭い先端は容易に切断させることができるであろう。１つの電極２４３を含むことは、充分な数の出力の負のイオンを供給するのに充分であることが分かるが、もっとそのような電極が含まれていてもよい。
【００４７】
図４Ａ及び４Ｃの実施例では、それぞれのＵ形状の電極２４２はイオン化された空気及びＯ３の流出の有効な動的搬送を促進する２つのトレーリングエッジを有している。尖った電極領域２４３’のトレーリングエッジの少なくとも一部分に含まれていることに注目しなさい。電極領域２４３’は、図４Ａ及び４Ｂに関連して説明されているのと同じ方法で、負イオンの出力を促進するのに役立つ。しかし、布等で電極２４２を拭き、そこに堆積された特定の物質を取り除く時、ユーザ自身を切る可能性が高くなることに注意しなさい。図４Ｃ及びその後の図面には、説明の容易のため粒状物質が省略されている。しかし、図２Ａ〜４Ｂに示されているものから、粒状物質は流入空気に存在し、流出する空気からは実質的になくなるであろう。説明されているように、粒状物質６０は、通常、電極２４２の表面領域に静電的に凝結されるだろう。
【００４８】
図４Ｃ及び４Ｄの実施例が電極２４２の幾らか先端を切ったものを示している。図４Ａ及び４Ｂの実施例の寸法Ｌは約２０ｍｍであるが、図４Ｃ及び４Ｄにおいて、Ｌは約８ｍｍまで短かくされている。図４Ｃの他の寸法は、好ましくは、図４Ａ及び４Ｂのために説明されたものと同様である。図４Ｃ及び４Ｄでは、電極２４２のトレーリングエッジに尖った領域２４６を含むことはイオン化された空気流のより有効な発生を促進するように思われる。図４Ｃの第２電極アレイ２４０の形状は、より短いトレーリングエッジの外形によって、図４Ａ及び４Ｂの構成より強くすることができる。前に述べたように、第１及び第２電極アレイのための対称的な千鳥型形状は図４Ｃの構成にとっては好ましい。
【００４９】
図４Ｄの実施例では、２４２−１及び２４２−２で示された最も外部の第２電極は実質的に最も外部のトレーリングエッジを有していない。図４Ｄの寸法Ｌは、好ましくは、約３ｍｍであり、他の寸法は図４Ａ及び４Ｂの構成のために説明されているようであってもよい。再び、図４Ｄの実施例のための割合Ｒ２／Ｒ１は、好ましくは、約２０：１を超える。
【００５０】
図４Ｅ及び４Ｆは電極体２２０の別の実施例を示し、第１電極アレイは単一ワイヤ電極２３２を備え、第２電極アレイは断面が湾曲したＬ形状の一対の電極２４２を備えている。通常の寸法は、前述した実施例で説明したものとは異なるが、Ｘ１＝約１２ｍｍ、Ｙ１＝約５ｍｍ、及びＬ１＝約３ｍｍである。有効なＲ２／Ｒ１割合は、再び約２０：１以上である。勿論、１つ以上の電極２３２及び２つ以上の電極２４２が使用されてもよいが、図４Ｅ及び４Ｆの体２２０を含む少数の電極は製造の経済性、及び洗浄の容易性を促進する。再び、この実施例は前述した対称的な千鳥型を組込み、電極２３２は２つの電極２４２から等距離にある。
【００５１】
図４Ｇ及び４Ｈは電極体２２０のさらに別の実施例を示している。この実施例では、第１電極アレイ２３０はワイヤ２３２の長さであり、第２電極アレイ２４０は一対の棒又は円柱の電極２４２を備えている。ここで前述した実施例のように、電極２３２は電極２４２から対称的に等距離にあるのが望ましい。ワイヤ電極２３２は、好ましくは、おそらく０．０８ｍｍのタングステンであり、円柱の電極２４２はおそらく２ｍｍの直径のステンレス鋼である。したがって、この実施例では、Ｒ２／Ｒ１割合は約２５：１である。他の寸法は他の構成、例えば、図４Ｅ、４Ｆと同様であってもよい。勿論、電極体２２０は、１以上の電極２３２、及び２以上の電極２４２を備えていてもよい。
【００５２】
特に、好適な実施例は、図４Ｉ及び図４Ｊに示されている。これらの図面では、第１電極体は、丸い内側開口部２４６を有する単一の環状の電極２４２を有する第２電極アレイと同軸に配列された単一のピン状のエレメント２３２を備えている。しかし、破線のエレメント２３２’，２４２’により示されているように、電極体２２０は複数のそのようなピン状及び環状のエレメントを備えていてもよい。好ましくは、電極２３２はタングステンであり、電極２４２はステンレス鋼である。
【００５３】
図４Ｉ及び図４Ｊの実施例のための通常の寸法は、Ｌ１＝約１０ｍｍ、Ｘ１＝約９．５ｍｍ、Ｔ＝約０．５ｍｍであり、開口部２４６の直径は約１２ｍｍである。好ましくは、寸法Ｌ１は充分に長く、電極２３２の上流部分（例えば、図４Ｉの左側部分）は電極２３２とコレクター電極２４２の間で電界と干渉しないようになっている。しかし、図４Ｊに示されているように、有効Ｒ２／Ｒ１割合は電極２３２の先端部形状により左右される。再び、好適な実施例では、その割合は約２０：１を超える。図４Ｊで破線で描かれた線は、放射電極２３２から放射し、コレクター電極２４６の湾曲面で終わる理論上の電力場の線を示している。好ましくは、その場の大部分は電極２３２と電極２４２の間の同軸の約＋−４５°内に放射する。他方、電極２４２及び又は電極２３２及び２４２構造の開口部が同軸回りの角度を非常に狭めるようになっている場合には、空気流は過度に制限されるであろう。
【００５４】
図４Ｉに示された環状ピンで電極体構造の１つの利点は、環状の電極２４２の平坦領域が充分な表面領域を供給し、移動する空気流に浮遊して運ばれる粒状物質６０が付着し、さらに容易に洗浄可能となっている。
【００５５】
さらに、好都合にも、環状ピン構造は、従来技術の構造、又は図４Ａ〜４Ｈの構造よりオゾンを発生する。例えば、図４Ａ〜４Ｈの構造はおそらく５０ｐｐｂオゾンを発生してもよく、図４Ｉの構造は約２０００ｐｐｂのオゾンを発生可能である。
【００５６】
それにもかかわらず、出願人の第１アレイのピン電極は図４Ａ〜４Ｈの第２アレイ電極により利用されてもよいと認められるだろう。さらに、出願人の第２アレイの環状電極は図４Ａ〜４Ｈの第１アレイ電極により利用されてもよい。例えば、図４Ａ〜４Ｈの実施例の変更において、それぞれのワイヤ又は円柱の電極２３２は、（例えば、図４Ｉ〜４Ｋに示されているように）電気的に直列に接続された１列のピン電極により置換され、これらの図面に示されているように第２電極アレイを保持している。同じように、図４Ａ〜４Ｈの実施例の他の変更では、第１アレイ電極は示されているようなままであるが、それぞれの第２アレイ電極２４２は（図４Ｉ〜４Ｋに示されているように）電気的に直列に接続された１列の環状電極により置換されている。
【００５７】
図４Ｊには、図４Ｉの電極２４２の中央部分の詳細断面図が示されている。図４Ｊでよく分かるように、電極２４２の中央開口部の近くの湾曲領域２４６は許容できる大表面領域を供給するように思われ、電極２３２の遠位端からの多くのイオン化経路は実質的に等しい経路長を有している。したがって、電極２３２の遠位端（又は放射端）は好都合にも小さく、電極アレイの間に電界を集中させるが、好ましくは、電極２４２の近接領域は多くの等距離の内側電極アレイ経路を供給する。おそらく９０フィート／分の高流出割合及びこの構成を発生可能な２０００ｐｐｂの範囲のオゾン放射は、高い動作効率を確認する。
【００５８】
図４Ｋでは、１以上の電極２３２が炭素繊維の伝導ブロック２３２により置換され、そのブロックは遠位面を有し、突出した繊維２３３−１，…２３３−Ｎが釘床（bed of nail）の出現となる。突出した繊維はそれぞれ、放射電極として作用でき、複数の放射面を供給することができる。ある期間に亘り、幾つかの又は全ての電極は事実上消費され、グラファイトブロック２３２’’が置換されるだろう。２３３−Ｎのように材料が突出した伝導繊維を有する表面を備えている場合には、グラファイト以外の材料がブロック２３２’’のために使用されてもよい。
【００５９】
説明したように、イオンの最終的な出力は、出力流の近く、好ましくは、第２アレイ電極の下流側の近くにバイアスエレメント（例えば、エレメント２４３）を配置することにより影響を及ぼされる。イオン出力が所望されない場合、そのようなエレメントは実質的に中和を達成可能である。本発明は、所望であれば、オゾンを作り出すことなくイオンを作り出すように調整可能であろうことも認められるだろう。
【００６０】
所望であれば、本発明は、例えば、電池で動作可能なパーソナルユニットを供給し、小型化することができるだろう。所望であれば、自動車内での使用のため、適当な大きさのユニットが供給可能であり、ユニットは通常、自動車に利用可能な１２ＶＤＣ電源により電圧を与えられる。そのような実施例では、発生器４０はＡＣ：ＤＣの高電圧変換よりむしろＤＣ：ＤＣを供給するように変更させるであろう。空気洗浄の適用において、下流の電極は、粒状物質を蓄積しがちであり、好ましくは、洗浄のためユニットから引き出される。第１電極アレイの電極がワイヤ、例えば、かなりもろい部品である実施例では、ユーザの洗浄のためそのようなワイヤ電極を取り除くだけでなく、おそらく自己洗浄の特徴を供給するのが望ましいことがある。図２Ｂでは、例えば、ワイヤタイプの電極２３２が固定されている場合（例えば、ユーザが容易に取り除くことができない場合）、電極２４２に添付された機構の下端部は、ワイヤ電極のいずれか側を通る溝を有する柔軟なプラスチックワイパー板を備えているかもしれない。ハンドル１１２は（そのような実施例において）より丈夫な第２アレイ電極だけを取り除くように持上げられる時はいつでも、（固定した）第１アレイ電極は、第２アレイ電極の下端部と結合する（図２Ｂに示されていない）部品の底部に添付されたプラスチックワイパー板により拭かれることによってもっと洗浄されるであろう。そのような拭く動作は、ハンドル１１２（及び部品に取付けられたすべて）がユニットハウジングから取り除かれ、又はハウジングに戻って挿入されるたびに両方発生するだろう。
【００６１】
所望の場合には、出力オゾン及び又は出力イオン含有量を検出し、そのような検出情報を使用し、高電圧発生器を制御し、所望の方法で出力を調節するため、さらなる改善がなされるであろう。幾つかの適用では、適当なセンサ、又はユニットそれ自体の又はその中のセンサをおそらくハウジングの後面に取付けるのに十分であろう。そのようなセンサからの出力信号は、高電圧発生器の１以上の特性、例えば、デューティサイクル、パルス幅、全体のパルス反復率等を制御するために処理されると共に使用される信号だろう。他の適用では、センサは本発明から遠く、例えば、おそらく本発明が使用される部屋の反対のコーナーに配置されてもよいであろう。その後、センサデータは、ＲＦ、光学、ＩＲ、音波、副音波エネルギーのいずれか又はすべてを使用して実時間で、好ましくは、ユニットハウジング内に配置された適当な受信機に送られるであろう。そのようなフィードバックは、本発明からの出力だけでなく本発明が使用される環境への影響をより正確に測定することができるだろう。たとえ、実際の出力のフィードバックが使用されない場合、これらの環境のパラメータが本発明からの出力流のオゾン及び又はイオン含有量に影響を及ぼすことができるように、温度及び又は湿度を検出するセンサを有する本発明を供給するのが望ましい。そのような実施例において、おそらくハウジング内のマイクロコントローラと関連されたルックアップ表等は公知な相関関係を蓄積し、所定の検出された温度及び又は湿度のため、高電圧発生器の出力特性が適当な方法で動的に変化可能なようになっている。この方法では、例えば、朝に確立される所望の出力空気流は、たとえ、周囲温度及び又は湿度(又は他の環境特性)が昼間に後で変更されたとしても、実質的に一定のままであろう。
【００６２】
本発明の他の所望な変更はまたなされてもよい。例えば、図２Ｂ又は４Ｂに示されているような実施例では、ワイヤエレメント２３２がハウジングのベース部分に取付けられる高電圧アーク周囲領域は、そのような取付物を囲む高いカラーを形成することにより最小化されることができる。そのようなカラーは取付物の有効な高電圧特性を増加させ、本発明の全体の信頼性を促進することができるだろう。例えば、ユーザが不注意で本発明に水を入れ、高電圧のアークが起きた場合、この発生器から検出された電流を基に、高電圧発生回路にフィードバックを供給することができる。所望しないアークは認識できる電流サージ特性を有し、フィードバックの構成で検出されると共に使用され、ある期間、おそらく１分程度、高電圧パルスの発生を止めることができるだろう。その期間後、過度の電流パルスが依然として発生している場合、高電圧パルスが再び止められるだろう。そのような動作を左右する電子回路は警告ＬＥＤ又は他の表示器を作動させ、何かが本発明に具合悪いことをユーザに警告することができだろう。
【００６３】
特許請求の範囲により定義された本発明の主題及び精神から逸脱することなく、開示された実施例に対する変更及び修正がなされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 従来技術の動電空気搬送調節装置の第１実施例の平断面図である。
【図１Ｂ】 従来技術の動電空気搬送調節装置の第２実施例の平断面図である。
【図２Ａ】 本発明の好適な実施例の斜視図である。
【図２Ｂ】 本発明による、部分的に引っ込められた電極体を有する、図２Ａの実施例の斜視図である。
【図３】 本発明の電気ブロック図である。
【図４Ａ】 本発明による、電極体のための第１実施例を示す斜視ブロック図である。
【図４Ｂ】 図４Ａの実施例の平面ブロック図である。
【図４Ｃ】 本発明による電極体のための第２実施例を示す斜視ブロック図である。
【図４Ｄ】 図４Ｃの実施例の修正版の平面ブロック図である。
【図４Ｅ】 本発明による電極体のための第３実施例を示す斜視ブロック図である。
【図４Ｆ】 図４Ｅの実施例の平面ブロック図である。
【図４Ｇ】 本発明による電極体のための第４実施例を示す斜視ブロック図である。
【図４Ｈ】 図４Ｇの実施例の平面ブロック図である。
【図４Ｉ】 本発明による電極体のための第５実施例を示す斜視ブロック図である。
【図４Ｊ】 図４Ｉの実施例の一部分の詳細断面図である。
【図４Ｋ】 図４Ｉの実施例の代わりの一部分の詳細断面図である。
Claims (16)
- ハウジングと、
該ハウジング内に配置された自給式イオン発生器であって、
第１及び第２出力口を有し、その出力口の１つが周囲の空気と同電位であって、デューティサイクルが約１０％から約１００％である信号を出力する高電圧発生器と、
前記出力口の間に有効に結合され、少なくとも１つの電導のワイヤ電極を含む第１電極アレイと、断面がほぼＵ形状を形成し、だんご鼻領域と平行な第１及び第２トレーリングエッジ領域とを有する第１及び第２の電導電極を少なくとも含む第２電極アレイとを備え、前記第１電導電極は前記第２電導電極の最も近い電極面に平行な電極面を備えた、電極組立体と、
を含む、イオン発生器と、
を備えた動電空気搬送調節装置であって、
前記Ｕ形状の電極は、前記だんご鼻領域が前記ワイヤ電極に面し、該ワイヤ電極に対して平行に且つ該ワイヤ電極から等距離にあるように配置されており、
前記第１及び第２電導電極における前記だんご鼻領域の有効半径の、前記電導のワイヤ電極の有効半径に対する比率は約１５：１を超えており、
前記イオン発生器は前記第２電極アレイへの下流方向に静電流れを出力し、前記静電流れはイオン化された空気とオゾンの少なくとも１つを含む、
動電空気搬送調節装置。 - ハウジングと、
該ハウジング内に配置された自給式イオン発生器であって、
第１及び第２出力口を有し、その出力口の１つが周囲の空気と同電位であって、デューティサイクルが約１０％から約１００％である信号を出力する高電圧発生器と、
前記出力口の間に有効に結合され、少なくとも１つの電導のワイヤ電極を含む第１電極アレイと、断面がほぼＬ形状を形成し、湾曲した鼻領域を有する第１及び第２の電導電極を少なくとも含む第２電極アレイとを備え、前記第１電導電極は前記第２電導電極の最も近い電極面に平行な電極面を備えた、電極組立体と、
を含む、イオン発生器と、
を備えた動電空気搬送調節装置であって、
前記Ｌ形状の電極は、前記湾曲した鼻領域が前記ワイヤ電極に面し、該ワイヤ電極に対して平行に且つ該ワイヤ電極から等距離にあるように配置されており、
前記第１及び第２電導電極における前記湾曲した鼻領域の有効半径の、前記電導のワイヤ電極の有効半径に対する比率は約１５：１を超えており、
前記イオン発生器は前記第２電極アレイへの下流方向に静電流れを出力し、前記静電流れはイオン化された空気とオゾンの少なくとも１つを含む、
動電空気搬送調節装置。 - 前記ハウジング内に配置された、前記搬送調節装置により生成されたイオンの正味の極性に影響を及ぼすための負イオン放出構造をさらに含む、請求項１又は２に記載の搬送調節装置。
- 前記高電圧発生器は、接地に対して測定可能な第１の正電位を前記第１電極アレイに供給すると共に、接地に対して測定可能な第２の負電位を前記第２電極アレイに供給する、請求項１又は２に記載の搬送調節装置。
- 前記第２電極アレイの電極の前記鼻領域における有効半径の、前記ワイヤ電極の有効半径に対する比率は、約２０：１を超えている、請求項１又は２に記載の搬送調節装置。
- 前記第１及び第２電導電極の前記電極面は少なくとも８ｍｍの長さである、請求項１又は２に記載の搬送調節装置。
- 前記第２電極アレイの電極は、（ｉ）１つのトレーリングエッジ領域の一部分が前記電極の残りのトレーリングエッジ領域より長く、（ii）前記トレーリングエッジ領域が下流に面する少なくとも１つの尖った突出物を規定し、（iii）少なくとも１つのトレーリングエッジが少なくとも８ｍｍの長さを有し、（iv）少なくとも１つのトレーリングエッジが約２０ｍｍの長さを有し、（ｖ）前記第２電極アレイの電極の前記鼻領域における有効半径の、前記金属ワイヤ電極の有効半径に対する比率は、約２０：１を超えていることから成るグループから選択された少なくとも１つの特性を有する請求項１又は２に記載の搬送調節装置。
- 前記ハウジングは第２電極アレイの開口部を規定し、
前記第２電極アレイは前記第２電極アレイの開口部を介して前記ハウジングから取外し可能である請求項１又は２に記載の搬送調節装置。 - 前記第１及び第２の電導電極は前記ワイヤ電極に面する表面領域と、最も近い電極面に平行にそこから前記電極面に移行する丸い領域とを含んでいる請求項１又は２に記載の搬送調節装置。
- 前記第１及び第２の電導電極は、中空であって、金属シートから形成されている、請求項１又は２に記載の搬送調節装置。
- 前記比率は約５０：１である、請求項１又は２に記載の動電空気搬送調節装置。
- 前記第１及び第２の電導電極は中空ではなく、前記比率は約２５：１である、請求項１又は２に記載の動電空気搬送調節装置。
- イオンとオゾンの少なくとも１つを含む空気の流れを動電学的に供給する方法であって、
（ａ）ハウジングを供給する段階と、
（ｂ）第１及び第２出力口を有し、その出力口の１つが周囲の空気と同電位であって、デューティサイクルが約１０％から約１００％である信号を出力する高電圧発生器を、前記ハウジング内に供給する段階と、
（ｃ）前記出力口の間に有効に結合され、少なくとも１つの電導のワイヤ電極を含む第１電極アレイと、断面がほぼＵ形状を形成し、だんご鼻領域と平行な第１及び第２トレーリングエッジ領域とを有する第１及び第２の電導電極を少なくとも含む第２電極アレイとを備え、前記第１電導電極は前記第２電導電極の最も近い電極面に平行な電極面を備えた、電極組立体を前記ハウジング内に配置する段階と、
を含み、
前記Ｕ形状の電極は、前記だんご鼻領域が前記ワイヤ電極に面し、該ワイヤ電極に対して平行に且つ該ワイヤ電極から等距離にあるように配置されており、
前記第１及び第２電導電極における前記だんご鼻領域の有効半径の、前記電導のワイヤ電極の有効半径に対する比率は、約１５：１を超えており、
前記イオン発生器は前記第２電極アレイへの下流方向に静電流れを出力し、前記静電流れはイオン化された空気とオゾンの少なくとも１つを含む、
方法。 - イオンとオゾンの少なくとも１つを含む空気の流れを動電学的に供給する方法であって、
（ａ）ハウジングを供給する段階と、
（ｂ）第１及び第２出力口を有し、その出力口の１つが周囲の空気と同電位であって、デューティサイクルが約１０％から約１００％である信号を出力する高電圧発生器を、前記ハウジング内に供給する段階と、
（ｃ）前記出力口の間に有効に結合され、少なくとも１つの電導のワイヤ電極を含む第１電極アレイと、断面がほぼＬ形状を形成し、湾曲した鼻領域を有する第１及び第２の電導電極を少なくとも含む第２電極アレイとを備え、前記第１電導電極は前記第２電導電極の最も近い電極面に平行な電極面を備えた、電極組立体を前記ハウジング内に配置する段階と、
を含み、
前記Ｌ形状の電極は、前記湾曲した鼻領域が前記ワイヤ電極に面し、該ワイヤ電極に対して平行に且つ該ワイヤ電極から等距離にあるように配置されており、
前記第１及び第２電導電極における前記湾曲した鼻領域の有効半径の、前記電導のワイヤ電極の有効半径に対する比率は、約１５：１を超えており、
前記イオン発生器は前記第２電極アレイへの下流方向に静電流れを出力し、前記静電流れはイオン化された空気とオゾンの少なくとも１つを含む、
方法。 - （ｄ）（ｉ）前記搬送調節装置により生成されたイオンの最終的な極性に影響を及ぼすための負イオン放出構造と、
（ii）前記搬送調節装置により生成されたイオンの最終的な極性を決定するための手段と、
の少なくとも１つを前記ハウジング内に配置する段階をさらに含んでいる請求項１３又は１４に記載の方法。 - 前記第２電極アレイの電極は、（ｉ）１つのトレーリングエッジ領域の一部分が前記電極の残りのトレーリングエッジ領域より長く、（ii）前記トレーリングエッジ領域が下流に面する少なくとも１つの尖った突出物を規定し、（iii）少なくとも１つのトレーリングエッジが少なくとも８ｍｍの長さを有し、（iv）少なくとも１つのトレーリングエッジが約２０ｍｍの長さを有し、（ｖ）前記第２電極アレイの電極の前記鼻領域における有効半径の、前記金属ワイヤ電極の有効半径に対する比率は、約２０：１を超えていることから成るグループから選択された少なくとも１つの特性を有している請求項１３又は１４に記載の方法。
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