電子空氣凈化器及方法
【專利摘要】在供熱、空氣調(diào)節(jié)和通風(HVAC)系統(tǒng)中使用的電子空氣凈化器，以及相關(guān)方法和系統(tǒng)被在此公開。在一個實施例中，電子空氣凈化器(100，200，300)包括一個或多個收集電極(122，322)，其具有帶多孔、開孔結(jié)構(gòu)和導電性的內(nèi)部部分(125，325)的收集材料。收集材料可被配置用于收集和接收氣流路徑中帶電的顆粒物。在一段時間后，使用的收集材料可從各個收集電極(122，322)上被移除，并用新的收集材料代替。
【專利說明】電子空氣凈化器及方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年5月15日提交的待決的美國臨時申請?zhí)?1/647，045的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用方式被合并于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本技術(shù)通常涉及通過使用靜電過濾器凈化氣流以及相關(guān)的系統(tǒng)和方法。特別地，若干實施例針對用于在供熱、空氣調(diào)節(jié)和通風系統(tǒng)中的電子空氣凈化器，其具有內(nèi)襯有收集材料的收集電極，收集材料具有開孔結(jié)構(gòu)，盡管這些或類似的實施例也可用于其它類型的氣體的凈化系統(tǒng)、工業(yè)靜電除塵器，和/或其它形式的靜電過濾中。

【背景技術(shù)】
[0004]住宅或商業(yè)空氣過濾器的最常見的類型采用纖維過濾介質(zhì)(由聚酯纖維、玻璃纖維或微纖維等制成)大體與空氣可能通過的氣流(例如，空調(diào)過濾器，冊?八過濾器等)垂直放置，使得顆粒從空氣中被機械地去除(進入與一種或多種纖維接觸，或者被纖維附著或者阻止)；這些過濾器中的一些也被充入靜電(被動地在使用過程中，或主動地在制造過程中)以增加顆粒接觸和保持粘附在纖維上的機會。
[0005]空氣過濾器的另一種形式被稱為電子空氣凈化器。常規(guī)的2…包括與氣流大致平行的一個或多個電暈電極以及一個或多個平滑金屬收集電極板。電暈電極產(chǎn)生電離過濾器接收到的氣流中的空氣分子的電暈放電。電離的空氣分子將凈電荷賦予氣流中附近的顆粒(例如，灰塵，污垢，污染物等帶電的粒子隨后被靜電吸引到收集電極板中的一個，從而從空氣移動通過收集電極板的氣流中去除。在足量的空氣通過過濾器后，收集電極可積累一層顆粒和灰塵，并最終需要被凈化。凈化間隔可在例如，三十分鐘到數(shù)天之間變化。另外，由于顆粒在收集電極的外表面上，它們可重新夾帶在氣流中，因為氣流的力可能超過吸引充電的顆粒到收集電極的電力，特別是如果許多顆粒通過彼此吸引力聚集，從而降低了到集電板的凈吸引力。此類聚集和重新夾帶可能需要置于下游并且大致垂直于該氣流的介質(zhì)二次過濾器的使用，從而增加氣流阻力。常規(guī)私的另一個限制是，電暈線可在運行期間被氧化或其它沉積物污染，從而降低其有效性和需要頻繁的清洗。另外，電暈放電可產(chǎn)生大量的污染物，例如，臭氧，這可能需要大致垂直于氣流放置的活性碳過濾器的實現(xiàn)，其可提尚氣流阻力。
[0006]盡管纖維狀介質(zhì)過濾器不產(chǎn)生臭氧，但由于顆粒的堆積，它們通常不得不被凈化和/或被定期更換。此外，纖維狀介質(zhì)過濾器大致垂直于氣流放置，增加氣流阻力，并導致通過過濾器的顯著靜壓差，其增加了在過濾器中的更多的顆粒積聚或收集。設(shè)計師和機械空氣系統(tǒng)運營商持續(xù)關(guān)注的是通過系統(tǒng)的各種組件的壓降，因為它減慢氣流或增加排出空氣通過系統(tǒng)需要的能量。因此，存在對一種具有相對長的凈化和/或更換之間的間隔，以及具有通過在系統(tǒng)中的設(shè)備之后的過濾器相對低的壓降的空氣過濾器的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1八是根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的私的后部等距視圖。圖18,1(:和10分別是圖1八的私中的側(cè)部等距、前部等距和下部視圖。圖是圖1八沿線的俯視剖視圖。圖1？是圖12的一部分的放大視圖。
[0008]圖2八是根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的私的示意性俯視圖。圖28和20是根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的排斥電極的示意性俯視圖。
[0009]圖3是根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的空氣過濾器的一部分的示意性俯視圖。
[0010]圖4八和48是根據(jù)本技術(shù)的實施例的第一配置和第二配置分別示出的電離級的側(cè)視圖。
具體實施例
[0011]本技術(shù)通常涉及通過使用靜電過濾器凈化氣流以及相關(guān)的系統(tǒng)和方法。在本技術(shù)的一方面中，電子空氣凈化器(￡^)可包括殼體，具有進氣口、出氣口，以及其間的腔室。定位在空氣過濾器中進氣口和出氣口之間的電極組件可包括多個第一電極(例如，收集電極)和多個第二電極(例如，排斥電極)，兩者被配置為大致平行于氣流。第一電極可包括由具有多孔、導電、開孔結(jié)構(gòu)的材料(例如，三聚氰胺泡沫)制成的第一收集部分。在一些實施例中，第一和第二電極可以被布置在電極組件中的交替的柱內(nèi)。第一電極可被配置在第一電勢運行，以及第二電極可被配置在與第一電勢不同的第二電勢運行。此外，在一些實施例中，私(:還可包括設(shè)置在腔室中至少靠近進氣口的電暈電極。
[0012]在本技術(shù)的另一個方面，過濾空氣的方法可包括通過使用布置在氣流路徑中的多個電暈電極創(chuàng)建電場，從而使電暈電極被用于從氣流中電離至少一部分空氣分子。方法還可包括在與電暈電極隔開的多個第一電極上施加第一電勢，以及在第一收集部，接收電耦合到所述被電離的氣體分子的顆粒物。在這個方面，每個第一電極可包括相應的第一收集部，其包括開孔、導電、多孔的介質(zhì)。
[0013]在本技術(shù)的另一方面，具有有進氣口、出氣口和腔室的殼體的私可包括設(shè)置在腔室中的電離級和收集級。電離級可被配置用于，例如，電離通過進氣口進入腔室的空氣中的分子，以及對空氣中的顆粒充電。收集級可包括，例如，一個或多個收集電極，其具有大致與通過腔室的氣流平行的外表面，以及由具有開孔結(jié)構(gòu)的第一材料制成第一收集部。在一些實施例中，例如，2^0還可包括在收集級中的排斥電極。在其它實施例中，例如，第一材料可包括開孔、多孔介質(zhì)，諸如，三聚氰胺泡沫。在一些其它實施例中，第一材料還可包括消毒材料和/或減污材料。
[0014]某些具體細節(jié)將在下面的說明書中進行闡述，如圖1八-48提供了對本技術(shù)的各種實施例的透徹理解。描述經(jīng)常與電子空氣凈化器和相關(guān)的設(shè)備相關(guān)的公知的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的其它細節(jié)，未在下面的技術(shù)中列出，以避免不必要地模糊對本技術(shù)的各種實施例的描述。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將相應地明白，本技術(shù)可擁有具有附加的元件的其它實施例，或者本技術(shù)可擁有不具有以下參照圖1八-48顯示和描述的若干特征的其它實施例。
[0015]圖1八是電子空氣凈化器100的后部等距視圖。圖18、10和10分別是空氣凈化器100的側(cè)部等距、正部等距和側(cè)視圖。圖是圖1八所示沿線的俯視剖視圖。圖1？是圖12的一部分的放大視圖。參照圖1八到1？，空氣凈化器100包括設(shè)置在殼體102中的電暈電極組件或電離級110，以及收集電極組件或收集級120。殼體102包括進氣口 103、出氣口 105和進氣口和出氣口之間的腔室。104在。殼體102包括第一側(cè)表面1063、上表面1066、第二側(cè)表面106匕后表面部分106(1、下側(cè)表面1066，以及前表面部分106？(圖10。表面1063-？的各部分在圖1八到1？中出于清晰的目的被隱藏。在所示實施例中，殼體102大致是長方體形狀。然而，在其它實施例中，殼體102可被建立或以其它方式形成為任意合適的形狀(例如，立方體、六棱柱、圓柱等)。
[0016]電離級110設(shè)置在至少靠近所述進氣口 103的殼體中，并包括多個電暈電極112 (例如，導電線、棒、板等)。電暈電極112被布置在第一端子113和第二端子114之間的電離級中。多個單獨的孔或槽115可接收，以及電耦合單個電暈電極112到第二端子114。多個激勵電極116被定位在電暈電極112和進氣口 103之間。第一端子113和第二端子114可電連接到電源(例如，高電壓功率源)，以產(chǎn)生具有電暈電極112和激勵電極116之間相對高電勢差的電場(例如，5”、10”、在一個實施例中，例如，電暈電極112可被配置運行在+51^,而激勵電極116可被配置運行接地。然而，在其它實施例中，電暈電極112和激勵電極116可被配置在任何合適的電勢下運行。此外，雖然實施例中示出的電離級110包括電暈電極112，但在其它實施例中，電離級110可包括電離分子的任何合適的方法(例如，激光器、電噴射電離器、熱噴射電離器、聲波噴射電離器、化學電離器，量子電離器等此外，在圖1八-1？示出的實施例中，激勵電極116具有大于(例如，約20倍大)電暈電極112的第二直徑的第一直徑。但是，在其它實施例中，第一直徑和第二直徑可以是任何合適的尺寸。
[0017]收集級120被設(shè)置在電離級110和出氣口 105之間的腔室中。收集級120包括多個收集電極122和多個排斥電極128。在圖1八-1？的所示實施例中，收集電極122和排斥電極128被布置在收集級120中的交替行內(nèi)。然而，在其它實施例中，收集電極122和排斥電極128可以以任何適合的布置定位在收集級120中。
[0018]每個收集電極122包括第一收集部124，其具有與第二外表面1238相反的第一外表面1231以及在其間設(shè)置的內(nèi)部導電部125。第一外表面1233和第二外表面1236中的至少一個可被布置成大致與經(jīng)由進氣口 103進入腔室104的氣體的流動平行(例如，空氣)。第一收集部124可被配置用于接收和收集與接收顆粒物(例如，具有第一尺寸在0.1微米到1毫米之間、0.3微米到10微米之間、0.3微米到25微米和/或100微米到1毫米之間的微粒)，并且可以包括例如，開孔的多孔材料或介質(zhì)，諸如，三聚氰胺泡沫(例如，甲醛-三聚氰胺-亞硫酸氫鈉共聚物)、三聚氰胺樹脂、活性炭、網(wǎng)狀泡沫、納米多孔材料、熱固性聚合物、聚氨酯、聚乙烯等。使用開孔的多孔材料可導致相比例如，可在常規(guī)電子空氣凈化器中找到的平滑的金屬電極，在收集電極122的有效表面積中的大幅增加(例如，十倍的增加，千倍的增加等此外，開孔的多孔材料可接收和收集在材料中的顆粒物(灰塵、污物、污染物等)，從而減少了顆粒物在外表面1233和1236上的積累，也基于多孔材料中孔的第一尺寸的大小，限定了可能由收集的顆粒形成的積累物的最大尺寸(例如，從約1微米到約1000微米，約200微米到約500微米，約140微米到約180微米等)。在一些實施例中，開孔的多孔材料可由不易燃的材料制成，以減少來自例如，火花的火災的風險(例如，從電暈電極112中的一個電暈放電在一些實施例中，開孔的多孔材料也可由具有高電阻率(例如，大于或等于IX 1041，IX 10% 11,^1011 011等)的材料制成。在第一收集部124使用高電阻率的材料(例如，大于104-111之間，102和10%11等)可降低，例如，電暈電極和收集電極122之間的電暈放電或在收集電極122和排斥電極128之間的火花的可能性。在一些實施例中，第一收集部124也可包括消毒材料(例如，二氧化鈦)和/或選擇的用以減少和丨或中和揮發(fā)性有機化合物(例如，臭氧、甲醛、涂料煙霧、氯氟烴、苯、二氯甲烷等)的材料(例如，二氧化錳、熱氧化劑、催化氧化劑等在其它實施例中，第一收集部124可以包括一個或多個納米多孔膜和/或具有孔徑范圍在例如，0.1納米-1000納米的材料(例如，氧化錳、納米多孔金、納米多孔銀、納米管、納米多孔硅、納米多孔聚碳酸酯、沸石、二氧化硅氣凝膠、活性炭、石墨等)。在一些進一步的實施例中，第一收集部124(其包括，例如，一個或多個以上的納米多孔材料)可被配置用于檢測在收集電極122中積累的顆粒物的組合物。在這些實施例中，電壓可在第一收集部分124施加，以及通過監(jiān)測，例如，離子電流通過其中的變化來檢測多種類型的顆粒物。如果所關(guān)注的粒子(例如，毒素，有害病原體等)被檢測到，連接到空氣凈化器100的設(shè)施控制系統(tǒng)(未示出)的操作者隨后可被警告。
[0019]在一些實施例中，第一收集部124可由大致是剛性的材料制成。在這些特定的實施例中，彈性的或其它基于張力的安裝部件對保護腔室中的第一收集部1224是沒有必要的。例如，在這些實施例中的材料的剛性足以在腔室中以垂直方向大致支持其本身。在這些特定的實施例中，內(nèi)部導電部125不被包括在收集電極122中，其中材料本身具有足夠的導電性以攜帶必要的電荷。在這樣的實施例中，材料可包括以上列出的導電材料或組合物的一種或多種。
[0020]參考圖1？，內(nèi)部導電部125可包括被夾在第一收集部124的相對層之間，并且通過粘合劑(例如，氰基丙烯酸鹽粘合劑、環(huán)氧基樹脂，和/或其他合適的粘接劑)粘附其上的導電表面或板(例如，金屬板然而，在其它實施例中，內(nèi)部導電部125可包括任何合適的導電材料或結(jié)構(gòu)，諸如，金屬板、金屬網(wǎng)格、導電膜(例如，金屬化聚酯薄膜〉、導電環(huán)氧樹月旨，導電墨，和/或分布遍及收集電極122的多個導電微粒(例如，碳粉，納米顆粒等連接結(jié)構(gòu)或端子126可以連接每個收集電極122的內(nèi)部導電部125到電源(未示出)。類似地，連接結(jié)構(gòu)或端子129可連接每個排斥電極128到電源(未示出)。當被連接到電源時，收集電極122可被配置為，例如，在不同于排斥電極128的第二電勢的第一電勢運行。此外，各個收集電極122中，內(nèi)部導電部125可被配置在大于各個集電極的第一外表面123&或第二外表面1236的電勢下運行。在一些實施例中，例如，內(nèi)部導電部125可被配置用于具有大于第一導電部124的第二導電率的第一導電率。因此，在第一外表面1233和/或第二外表面1236可具有小于內(nèi)部導電部125的第二電勢的第一電勢。例如，第一和第二電勢之間的差，可吸引帶電顆粒進入第一收集部124朝向內(nèi)部導電部125。在一些實施例中例如，夕卜表面1233和1236具有低于第一電導率的第二電導率。
[0021]在運行中，空氣凈化器100可從連接到電暈電極112，激勵電極116，收集電極122，以及排斥電極128的電源(未示出)接收電力。各個電暈電極112可接收，例如，高電壓(例如，10”、20”等)和發(fā)射離子，其產(chǎn)生接近各個電暈電極112的電流并流向激勵電極116和/或收集電極122。電暈放電可電離經(jīng)由進氣口 103進入殼體102和腔室104的進氣(例如，空氣)中的氣體分子(例如，空氣分子由于電離的氣體分子相互碰撞，并且對從電離級110流向收集級120的顆粒物充電，氣體中的顆粒物(例如，灰塵，灰，病原體，孢子等)可被電吸引以及，因此，電連接到收集電極122。排斥電極128由于排斥電極128和收集電極122之間的電勢差和/或電荷差可排斥或以其它方式引導帶電顆粒物朝向相鄰的收集電極122。參照圖28和2(:所描述的進一步的細節(jié)，排斥電極128還可包括用于流線型地引導帶電顆粒物朝向相鄰的收集電極122的方法。
[0022]電暈電極112、收集電極122，以及排斥電極128可被配置為相對于彼此在任何合適的電勢或電壓運行。在一些實施例中，例如，電暈電極112、收集電極122，以及排斥電極128都可具有第一電荷，但也可被配置為分別具有第一、第二、第三和第四電壓。第一、第二、第三和第四電壓之間的差可確定通過電離級110的一個或多個帶電微粒(例如，帶電顆粒物)的路徑。例如，收集電極122和激勵電極116可接地，電暈電極可具有例如，4”到10”之間的電勢，以及排斥電極128可具有例如6”到20”之間的電勢。而且，收集電極122的部分可具有相對于其它部分不同的電勢。例如，在一個或多個單獨的收集電極122中，內(nèi)部導電部125可具有與相應的第一外表面1233或第二外表面1236不同的電勢(例如，更高的電勢)，因而在收集部124中產(chǎn)生電場。
[0023]正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，內(nèi)部導電部125和相應的第一外表面1233和/或第二外表面1236之間的電勢差可能由從相鄰的排斥電極128流過的離子電流的部分導致。當該離子電流II流經(jīng)具有相對高的電阻率1^(例如，介于20兆歐和2千兆歐之間)的多孔材料(例如，收集部124),它創(chuàng)建由歐姆定律描述的某些電位差I(lǐng)I X尺胃。電位差在多孔材料的主體中產(chǎn)生電場2。在這個電場2中，帶電微粒(例如顆粒物)受到電場3的庫侖力(031110111131(3作!^6)?。通過以下描述:
[0024]？=妒2，其中(1是粒子的電荷。
[0025]在這個力？的作用下，帶電粒子可滲入它所在的多孔材料(例如，收集部124)。因此，帶電顆粒物不僅可被引導和/或排斥朝向收集電極122的內(nèi)部導電部125，而且可被接收、收集和/或吸收到單獨收集電極122的第一收集部124。作為結(jié)果，顆粒物不僅僅積聚和/或粘附到外表面1233和123^而且被接收和收集進入第一收集部分124。
[0026]在一些實施例中，例如，多孔材料的電阻率具有允許離子電流流入內(nèi)部導電部125(即，應略導電)的特定的電阻率。在這些實施例中，例如，多孔材料可具有兆歐級別的電阻，以防止在收集和斥電極之間發(fā)生火花放電。
[0027]在其它實施例中，電場2的強度可調(diào)節(jié)以響應多孔材料(例如，收集部124)中孔的相對大小。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，吸收微粒進入收集部124所需要的電場2可正比于孔的大小。例如，當收集部分124的細胞具有第一尺寸(例如，直徑大約為150微米)時，電場2的強度可具有第一值。當集電部124的孔具有第二尺寸(例如，直徑大約為400微米)時，電場2的強度可具有第二值(例如，大于第一值的值)，以保持較大尺寸的顆粒在其中累積。
[0028]如上所討論的，收集電極122的內(nèi)部導電部125可被配置為在不同于各個集塵電極122的第一外表面1233或第二外表面1236的電勢下運行。相應地，帶電顆粒物不僅可引導和/或排斥朝向收集電極122的內(nèi)部導電部125，但也可被接收，收集和/或吸收進入各個收集電極122的第一收集部124。作為結(jié)果，顆粒物并不僅僅積聚和/或粘附到外表面1233和123^而且被第一收集部124接收和收集。如以上所說明的，在第一收集部124中使用開孔的多孔材料可提供相比于無開孔的多孔介質(zhì)(例如，收集電極包括金屬板)的實施例而言在各個收集電極122的收集表面面積中的顯著增加(例如，1000^1此外，由于收集電極122通常被布置成平行于進入殼體102的氣流，與具有氣流在纖維介質(zhì)中通過被引導的傳統(tǒng)的過濾器(例如，冊…過濾器)相比，氣體中的顆粒物可被以最小壓降通過空氣過濾器100移除。
[0029]在使用空氣凈化器100的一段時間后，顆粒物可充滿各個收集電極的第一收集部124。在一些實施例中，收集電極122可被配置成可移除的(和/或一次性的)，并且用不同的收集電極122更換。在其它實施例中，收集電極122可被配置，使得使用的或充滿的第一收集部124可從內(nèi)部導電部125移除并且丟棄，以由新的干凈的收集部124來更換，從而翻新收集電極122用于繼續(xù)使用，而不丟棄內(nèi)部導電部125。本技術(shù)的一個特征是，更換或翻新收集電極122預計比更換整個或基本上是整個由金屬制成的電極更符合成本效益。此夕卜，收集電極122或其中的第一收集部124的更換性和處理性，便于從系統(tǒng)本身去除收集的病原體和污染物，并有望減少經(jīng)常清洗的需求。此外，本技術(shù)允許在商業(yè)系統(tǒng)中小顆粒的過濾和/或凈化，而無需向收集電極122添加導電流體。
[0030]圖2八是電子空氣凈化器200的示意性俯視圖。圖28和20是根據(jù)本技術(shù)的一個或多個實施例配置的排斥電極的示意性俯視圖。參照圖2八-2(:,例如，空氣凈化器200包括收集級220和多個點亮部230。各個點亮部230可被設(shè)置在收集級220的任意一側(cè)上，以防止空氣和/或顆粒物通過收集級220，而不流過鄰近的收集電極122的一個。收集級220進一步包括多個排斥電極228。每個排斥電極228都具有近端部261，遠端部262和之間的中間部263。第一凸起26?，其設(shè)置在近端部261上，以及第二凸起26仙，其設(shè)置在遠端部262上，可被配置用于，例如，電排斥帶電微粒(例如，氣流中的顆粒物)朝向相鄰收集電極122。另外，第一和第二凸起26?和26仙也可被配置為流線型地引導或以其它方式引導氣流中的顆粒物朝向相鄰的收集電極122。
[0031]如圖28所示，第一凸起26?可具有第一寬度％，以及第二凸起26牝可具有第二寬度12。在圖28所示的實施例中，第一寬度％和第二寬度12大致相同。然而，在其它實施例中，第一寬度1可不同于(例如，小于)第二寬度12。此外，在圖28所示的實施例中，第一和第二凸起26?和26仙具有大致圓形的形狀。然而，如圖2(:所示，第一凸起2663和第二凸起2666可由大致是矩形的形狀來代替。此外，在其它實施例中，凸起可具有任何合適的形狀(例如，三角形，梯形等
[0032]再次參考圖2八，空氣過濾器200進一步包括設(shè)置在電離級110和進氣口 103之間的殼體102中的地級236。地級236可被配置為在相對于電離級110的接地電位運行。地級236也可以作為物理屏障以防止事物(例如，操作者的手或手指)進入空氣過濾器，從而防止對插入的事物的傷害和/或電擊。地級236可包括，例如，金屬網(wǎng)格、網(wǎng)、具有多個孔的薄片等。在一些實施例中，例如，地級236可包括開口、孔，和/或約1/2”英寸至1/8”(例如，1/4”英寸)的通孔，以防止手指進入腔室104。然而，在其它實施例中，地級236可包括任何合適的尺寸的開口。
[0033]在某些實施例中，作為附加的安全特征，連接到電源(未示出)的一個或多個占用或接近傳感器238可被設(shè)置靠近進氣口 103。在檢測到對象(例如，操作者的手)之后，接近傳感器238可被配置用于，例如，自動斷開到電離級110和/或收集級120的電源。在一些實施例中，接近傳感器238也可被配置在檢測到插入的對象之后，警告設(shè)備控制系統(tǒng)(未示出)。
[0034]在某些實施例中，流體分配器、霧化器或噴霧組件239可設(shè)置至少靠近進氣口103。噴霧組件239可被配置用于遞送氣霧劑或液體240(例如，水)到進入空氣過濾器200的氣流中。液體240可進入腔室104和并且被分配朝向收集級220。在收集級220中，液體240可通過第一收集部124被吸收。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，液體240(例如，水)可調(diào)節(jié)和改變第一收集部124的第一電阻率。在一些實施例中，例如，控制系統(tǒng)和/或操作者(未示出)可監(jiān)視收集電極122和排斥電極228之間的電流。例如，如果電流下降到低于預定的閾值(例如，1微安)，噴霧組件239可被手動或自動激活以遞送液體240朝向收集級220。在其它實施例中，例如，噴霧組件239可被激活以在第一收集部124增加一種或多種材料的有效性。例如，二氧化鈦可更有效地殺死潮濕時的病原體(例如，細菌
[0035]圖3是根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的空氣過濾器300的示意性俯視圖。在圖3的實施例中，空氣過濾器300包括具有多個電暈電極312的電離級312(例如，類似于圖1八的電暈電極112)。空氣過濾器300還包括收集級，其包括排斥電極228 (圖2卜20和多個收集電極322。各個收集電極322的近端部351包括第一外表面3233和相對的第二外表面3236之間的第一導電部325。第一和第二外表面323?和3236可被定位在大致平行于氣流通過空氣過濾器300的方向中的收集級320。第一和第二外表面3233和3236的至少一個可包括第一收集部324(例如，類似于圖1八的第一收集部124)，其包括，例如，第一開孔，多孔材料(例如，三聚氰胺泡沫或其它適當材料)。
[0036]各個收集電極322的近端部351包括第二收集部352和第二導電部354。在一些實施例中，例如，第二收集部352可包括，例如，第二材料(例如，三聚氰胺泡沫等)，其具有高電阻率(例如，大于IX并且可防止在操作期間產(chǎn)生火花或來自電暈電極312的放電。然而，在其它實施例中，第二收集部352可被配置作為，例如，激勵電極和/或收集電極。第二導電部354可進一步吸引帶電微粒到收集電極322。第二導電部354(例如，管狀或任何其它合適的形狀)可包括第二導電材料(例如，金屬、碳粉和/或任何其它合適的導體)，其具有不同于第一收集部324的第一材料的第一電阻率的第二電阻率。在其它實施例中，盡管第一收集部324和第二導電部354可具有不同的電阻率，但它們通常仍可具有相同的電勢。在一些實施例中，具有相同電勢，不同的電阻率的材料可望減小電暈電極312和收集電極322之間的火花。
[0037]圖4八和48是根據(jù)本技術(shù)的實施例的第一配置和第二配置分別示出的電離級410的側(cè)視圖。參照圖4八和48，電離級410包括多個電極412(例如，圖1八的電暈電極112)。每個電極412包括被配置用于沿電極412的外表面，凈化和/或去除積累的物質(zhì)(例如，氧化副產(chǎn)物，二氧化硅等)的凈化設(shè)備470。在示出的實施例中，凈化設(shè)備470包括環(huán)繞地布置在中心部474周圍的多個螺旋槳葉片472，其具有孔476穿過?？?76包括被配置用于凈化或以其它方式接合相應的電極412的內(nèi)表面477。
[0038]電離級410可被配置在氣流路徑中(例如，在圖1八的空氣凈化器100的殼體102中)。當空氣移動通過電離級410時，氣流可推動葉片472，以及沿電極412向上提升凈化設(shè)備470。當凈化設(shè)備470可滑動地沿電極412上升時，內(nèi)表面477接合電極412，從而去除至少一部分積累物。當凈化設(shè)備470到達電極412的上部范圍內(nèi)，可移動的止動件480可接合凈化設(shè)備470，從而阻礙電極412(圖48)的進一步提升。例如，當氣流基本上停止時，凈化設(shè)備470可返回圖4八所示的位置，由此允許凈化設(shè)備470繼續(xù)凈化電極412。
[0039]在一些實施例中，例如，止動件480可具有初始時第一配置中(例如，圖4八中的垂直配置)的葉子的形狀(或任何其它合適的形狀，諸如正方形，長方形等響應氣流的力時，止動件480可從第一配置移動到第二配置(例如，圖48中的大致水平的結(jié)構(gòu)當凈化設(shè)備470到達電極412的上部范圍內(nèi)，其轉(zhuǎn)動被止動件480 (圖48)阻礙。止動件480可保持在第二配置中，只要氣流保持足夠的推力或作用于其上的升力。然而，當氣流停止時，止動件480返回到第一配置，從而釋放凈化設(shè)備470，并允許凈化設(shè)備470返回到圖4八所示的初始位置，保持在那里直到接收到用于下一次凈化循環(huán)的足夠的氣流。
[0040]本公開可由以下一個或多個條款限定:
[0041]1.一種空氣過濾器，包括:
[0042]殼體，具有進氣口、出氣口，以及其間的腔室；以及
[0043]進氣口與出氣口之間的電極組件，其中所述電極組件包括多個第一電極和多個第二電極，其中所述第一電極包括內(nèi)部第一導電部和與通過所述腔室的氣流大致平行的外表面，并且其中所述第一電極進一步包括包含第一多孔材料的第一收集部。
[0044]2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，其中所述第一多孔材料具有開孔結(jié)構(gòu)。
[0045]3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，其中所述第一電極和所述第二電極被布置在所述電極組件中的交替的柱內(nèi)，并且其中所述第一電極具有第一電勢，以及所述第二電極具有與所述第一電勢不同的第二電勢。
[0046]4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，進一步包括設(shè)置在所述腔室中至少靠近所述進氣口的第一電暈電極。
[0047]5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣過濾器，其中各個所述第一電極包括至少鄰近所述第一電暈電極的近端區(qū)域，并且其中至少一些的所述第一電極包括在所述第一收集部和設(shè)置在所述近端部上的第二收集部之間的第二導電部。
[0048]6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣過濾器，其中所述第二導電部包括具有與所述第一材料的第一電阻率相比較小的第二電阻率的第二材料。
[0049]7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空氣過濾器，其中所述第二收集部具有大于所述第二電阻率且不同于所述第一電阻率的第三電阻率。
[0050]8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，其中所述第一材料包括三聚氰胺泡沫。
[0051]9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，其中所述第一收集部進一步包括消毒材料和減污材料中的至少一種。
[0052]10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，其中所述第二電極包括第一端部、第二端部，以及其間的中間部，并且其中所述第一端部和所述第二端部的至少一個包括具有大于所述中間部的第二寬度的第一寬度的凸起。
[0053]11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣過濾器，其中所述第一電暈電極包括金屬絲，并且其中所述空氣過濾器進一步包括凈化設(shè)備，其被配置用于可滑動地從所述金屬絲上的第一位置移動到所述金屬絲上的第二位置。
[0054]12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣過濾器，其中所述凈化設(shè)備包括具有被配置用于接收穿過其中的所述金屬絲的中心孔的螺旋槳，其中所述孔包括被配置用于接合所述第一電暈電極的內(nèi)表面。
[0055]13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣過濾器，其中所述凈化設(shè)備包括設(shè)置在靠近所述第二位置的止動件，其中所述止動件被配置用于在第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)之間交替以響應所述氣流，并且其中在所述第二結(jié)構(gòu)中的所述止動件使所述凈化設(shè)備返回沒有所述氣流的所述第一位置。
[0056]14.一種過濾空氣的方法，所述方法包括:
[0057]通過使用布置在氣流路徑中的電離器創(chuàng)建電場，其中所述電離器被定位以從所述氣流電離至少一部分空氣分子；
[0058]在與所述電離器隔開的多個第一電極上施加第一電勢，其中各所述第一電極包括
[0059]第一導電部，其被配置用于在所述第一電勢運行；
[0060]第一收集部，其被可拆卸地連接到所述第一導電部，并且包括多孔介質(zhì)；以及
[0061]第一表面，其大致平行于所述氣流路徑的主方向，其中所述
[0062]第一表面具有與所述第一電勢不同的電勢；以及
[0063]在所述第一收集部接收電耦合到所述被電離的氣體分子的顆粒物。
[0064]15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述多孔介質(zhì)是由能夠在無水情況下導電的材料制成。
[0065]16.權(quán)利要求14的方法，其中所述多孔介質(zhì)包括具有開孔結(jié)構(gòu)的多孔材料。
[0066]17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進一步包括在平行于所述第一電極并且與所述第一電極隔開的多個第二電極施加第二電勢，其中所述第二電勢與所述第一電勢不同，使得所述第二電極排斥所述顆粒物到鄰近的第一電極。
[0067]18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進一步包括自動凈化所述電暈電極，其中至少一個所述電暈電極包括被配置為可沿著所述電暈電極滑動地移動以響應所述氣流的凈化設(shè)備，其中所述凈化設(shè)備包括具有被配置用于接收穿過其中的所述金屬絲的中心孔的螺旋槳，并且其中所述孔包括被配置用于接合所述第一電暈電極的內(nèi)表面。
[0068]19.一種靜電除塵器，包括:
[0069]殼體，其具有進氣口、出氣口，以及腔室；
[0070]至少靠近所述進氣口的所述腔室中的電離級，其中所述電離級被配置用于電離經(jīng)由所述進氣口進入所述腔室的空氣中的氣體分子；以及
[0071]所述電離級和所述進氣口之間的所述腔室中的收集級，其中所述收集級包括多個收集電極和第一收集部，所述多個收集電極具有大致與通過所述腔室的氣流平行的外表面，所述第一收集部包括具有開孔結(jié)構(gòu)的第一多孔介質(zhì)，并且其中所述收集電極被配置用于接收和收集電耦合到所述被電離的氣體分子的顆粒物。
[0072]20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述多孔介質(zhì)由導電材料制成。
[0073]21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述多孔介質(zhì)包括具有開孔結(jié)構(gòu)的多孔材料。
[0074]22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，進一步包括在所述收集級中的多個排斥電極，其中所述排斥電極被配置用于排斥所述顆粒物到鄰近的收集電極。
[0075]23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，其中所述收集電極進一步包括由第二材料制成的第二收集部。
[0076]24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的靜電除塵器，其中所述第一多孔介質(zhì)包括三聚氰胺泡沫，以及所述第二材料包括活性炭。
[0077]25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，其中所述收集電極的所述外表面包括所述第一材料以及被配置用于破壞揮發(fā)性有機化合物的材料的組合。
[0078]26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，其中所述收集電極的所述外表面包括所述第一材料和消毒材料的組合。
[0079]27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，進一步包括所述進氣口和所述電離級之間的電接地的空氣穿透級。
[0080]28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，進一步包括設(shè)置在所述進氣口和所述電離級之間的第一接近傳感器，其中所述接近傳感器被配置用于在檢測到至少靠近所述進氣口的對象之后，斷開到所述電離級的電源。
[0081]29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，其中所述收集電極包括內(nèi)部導電部，以及其中所述內(nèi)部導電部在所述收集電極的所述外表面具有與第二電勢不同的第一電勢。
[0082]本技術(shù)的實施例的以上的詳細描述并不旨在窮舉或?qū)⒓夹g(shù)限制于以上公開的精確形式。相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，雖然本技術(shù)的具體的實施例和示例出于說明的目的被描述，各種等同修改在技術(shù)范圍之內(nèi)是可能的。例如，當步驟以給定的順序呈現(xiàn)，替換的實施例可以不同的順序執(zhí)行步驟。本文所描述的各種實施例也可被組合以提供進一步的實施例。
[0083]此外，除非單詞“或”被明確地限定僅表示排除兩個或多個項目的列表的其它項目的單個項目，那么在列表中“或”的使用在這樣的列表是要被解釋為包括⑷列表中的任何單個項目，(幻列表中的所有項目，或((3)列表中的項目的組合。只要情況允許，單數(shù)或復數(shù)的術(shù)語也可分別包括復數(shù)或單數(shù)術(shù)語。另外，術(shù)語“包括”自始至終被用于指包括至少列舉的特征，任何更大數(shù)量的相同的特征和/或附加類型的其它特征未被排除。還應當理解的是，本文已經(jīng)描述的具體實施例出于說明的目的被描述，但是在不偏離本技術(shù)偏離的情況下，各種修改可被做出。此外，雖然本技術(shù)的某些實施例的相關(guān)的優(yōu)點已在那些實施例的上下文中進行了描述，其它實施例也可展現(xiàn)此類優(yōu)點，且并非所有實施例必然呈現(xiàn)本技術(shù)的范圍內(nèi)的這些優(yōu)點。因此，本公開和相關(guān)的技術(shù)可涵蓋本文未明確示出或描述的其它實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種空氣過濾器，包括: 殼體，具有進氣口、出氣口，以及其間的腔室；以及 進氣口與出氣口之間的電極組件，其中所述電極組件包括多個第一電極和多個第二電極，其中所述第一電極包括內(nèi)部第一導電部和與通過所述腔室的氣流大致平行的外表面，并且其中所述第一電極進一步包括包含第一多孔材料的第一收集部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，其中所述第一多孔材料具有開孔結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，其中所述第一電極和所述第二電極被布置在所述電極組件中的交替的柱內(nèi)，并且其中所述第一電極具有第一電勢，以及所述第二電極具有與所述第一電勢不同的第二電勢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，進一步包括設(shè)置在所述腔室中至少靠近所述進氣口的第一電暈電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣過濾器，其中各個所述第一電極包括至少鄰近所述第一電暈電極的近端區(qū)域，并且其中至少一些的所述第一電極包括在所述第一收集部和設(shè)置在所述近端部上的第二收集部之間的第二導電部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣過濾器，其中所述第二導電部包括具有與所述第一材料的第一電阻率相比較小的第二電阻率的第二材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空氣過濾器，其中所述第二收集部具有大于所述第二電阻率且不同于所述第一電阻率的第三電阻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，其中所述第一材料包括三聚氰胺泡沫。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，其中所述第一收集部進一步包括消毒材料和減污材料中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器，其中所述第二電極包括第一端部、第二端部，以及其間的中間部，并且其中所述第一端部和所述第二端部的至少一個包括具有大于所述中間部的第二寬度的第一寬度的凸起。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣過濾器，其中所述第一電暈電極包括金屬絲，并且其中所述空氣過濾器進一步包括凈化設(shè)備，其被配置用于可滑動地從所述金屬絲上的第一位置移動到所述金屬絲上的第二位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣過濾器，其中所述凈化設(shè)備包括具有被配置用于接收穿過其中的所述金屬絲的中心孔的螺旋槳，其中所述孔包括被配置用于接合所述第一電暈電極的內(nèi)表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣過濾器，其中所述凈化設(shè)備包括設(shè)置在靠近所述第二位置的止動件，其中所述止動件被配置用于在第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)之間交替以響應所述氣流，并且其中在所述第二結(jié)構(gòu)中的所述止動件使所述凈化設(shè)備返回沒有所述氣流的所述第一位置。
14.一種過濾空氣的方法，所述方法包括: 通過使用布置在氣流路徑中的電離器創(chuàng)建電場，其中所述電離器被定位以從所述氣流電離至少一部分空氣分子； 在與所述電離器隔開的多個第一電極上施加第一電勢，其中各所述第一電極包括 第一導電部，其被配置用于在所述第一電勢運行； 第一收集部，其被可拆卸地連接到所述第一導電部，并且包括 多孔介質(zhì)；以及 第一表面，其大致平行于所述氣流路徑的主方向，其中所述第 一表面具有與所述第一電勢不同的電勢；以及 在所述第一收集部接收電耦合到所述被電離的氣體分子的顆粒物。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述多孔介質(zhì)是由能夠在無水情況下導電的材料制成。
16.權(quán)利要求14的方法，其中所述多孔介質(zhì)包括具有開孔結(jié)構(gòu)的多孔材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進一步包括在平行于所述第一電極并且與所述第一電極隔開的多個第二電極施加第二電勢，其中所述第二電勢與所述第一電勢不同，使得所述第二電極排斥所述顆粒物到鄰近的第一電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進一步包括自動凈化所述電暈電極，其中至少一個所述電暈電極包括被配置為可沿著所述電暈電極滑動地移動以響應所述氣流的凈化設(shè)備，其中所述凈化設(shè)備包括具有被配置用于接收穿過其中的所述金屬絲的中心孔的螺旋槳，并且其中所述孔包括被配置用于接合所述第一電暈電極的內(nèi)表面。
19.一種靜電除塵器，包括: 殼體，其具有進氣口、出氣口，以及腔室； 至少靠近所述進氣口的所述腔室中的電離級，其中所述電離級被配置用于電離經(jīng)由所述進氣口進入所述腔室的空氣中的氣體分子；以及 所述電離級和所述進氣口之間的所述腔室中的收集級，其中所述收集級包括多個收集電極和第一收集部，所述多個收集電極具有大致與通過所述腔室的氣流平行的外表面，所述第一收集部包括具有開孔結(jié)構(gòu)的第一多孔介質(zhì)，并且其中所述收集電極被配置用于接收和收集電耦合到所述被電離的氣體分子的顆粒物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述多孔介質(zhì)由導電材料制成。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述多孔介質(zhì)包括具有開孔結(jié)構(gòu)的多孔材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，進一步包括在所述收集級中的多個排斥電極，其中所述排斥電極被配置用于排斥所述顆粒物到鄰近的收集電極。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，其中所述收集電極進一步包括由第二材料制成的第二收集部。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的靜電除塵器，其中所述第一多孔介質(zhì)包括三聚氰胺泡沫，以及所述第二材料包括活性炭。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，其中所述收集電極的所述外表面包括所述第一材料以及被配置用于破壞揮發(fā)性有機化合物的材料的組合。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，其中所述收集電極的所述外表面包括所述第一材料和消毒材料的組合。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，進一步包括所述進氣口和所述電離級之間的電接地的空氣穿透級。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，進一步包括設(shè)置在所述進氣口和所述電離級之間的第一接近傳感器，其中所述接近傳感器被配置用于在檢測到至少靠近所述進氣口的對象之后，斷開到所述電離級的電源。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電除塵器，其中所述收集電極包括內(nèi)部導電部，以及其中所述內(nèi)部導電部在所述收集電極的所述外表面具有與第二電勢不同的第一電勢。
【文檔編號】B03C3/74GK104507581SQ201380037669
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月15日
【發(fā)明者】伊格諾·克里奇托夫維奇 申請人:華盛頓大學商業(yè)化中心