本申请案涉及2007年5月8日公告的题为“IonGeneratorwithOpenEmitterandSafetyFeature”的Joannou的美国专利7,215,526，以及2005年7月19日公告的题为“PortableIonGeneratorandDustCollector”的Joannou的美国专利6,919,053，这两份专利均通过引用并入本文。
技术领域：
：本发明涉及离子发生器，且更具体地，涉及供个人使用和空气净化的电池供电的便携式离子发生器。发明背景便携式离子空气净化器被要求可控地提供离子以激励并清理受污染的个人空间，例如出租车或飞机机舱或其它病毒、花粉、烟雾、霉菌、尘螨和其它颗粒污染物的空间，同时造成很小或没有人身触电风险，并且尤其表现出长的电池寿命并且可以低成本制造。然而，迄今为止已知的便携式离子空气净化器(例如，Joannou的上述专利，题为“IonGeneratorwithOpenEmitterandSafetyFeature”的美国专利7,215,526，以及题为“PortableIonGeneratorandDustCollector”的美国专利6,919,053)在这些或其它方面中的一个或多个方面是不利的。技术实现要素：本发明的个人可再充电便携式离子空气净化器可控地提供离子以激励个人空间并且清理个人空间，例如出租车或飞机机舱或其它病毒、花粉、烟雾、霉菌、尘螨和其它颗粒污染物的空间，同时对环境中的用户或其它人造成很小或没有人身触电风险，在充电期间长时间工作，并且在其它有利方面中可以低成本制造。本发明的一个目的是提供一种脉冲和功率管理装置，用于便携式、可再充电、个人离子空气净化器，用于提供在便携式电池供电的离子发射装置中控制脉冲定时和脉冲强度的装置，其将允许对功率消耗的最大控制。本发明的另一个目的是使得能够通过脉冲占空比管理技术减轻对用户的电击。本发明的另一个目的是提供脉冲定时的精确管理，从而通过精确地控制脉冲“导通”时间并因此直接减少对用户的二次静电电击而为用户提供最大的舒适度。本发明的另一个目的是使性能最大化，特别是为空气净化器提供最大的离子输出。本发明的另一个目的是提供空气净化器的最小总功率消耗，从而延长使用时间和电池寿命。本发明的另外的目的是提供便携式可再充电个人离子空气净化器，其具有：可更换式离子发射器；细长导电绳上的可更换式离子发射器；以及适于与辅助装置(例如面部过滤面罩)一起使用的导电细长绳上的离子发射器。本发明的另外的目的是提供离子发射器保护装置，以防止当不主动使用个人空气净化器时因搬运和存放而损坏，以提供呈现方面改变装置，以协调空气净化器所表现的视觉方面以适应任何期望的情绪和外观，以提供系索可释放附件和电连接装置，以当脏污时将一根系索更换成不同长度的系索或更换成另一种舒适度或完成水平的系索，或者出于一些其它原因将一根系索更换成另一根系索，并且提供离子增强装置，以当希望提供临时增加或减少去除颗粒污染物及/或临时增强及/或减少离子激励水平时的异常情形中临时增加及/或减少离子产生。根据这些和其它目的和有利特征以及发明方面，所述便携式电池供电的个人离子空气净化器利用离子激励个人空间并清理其中的颗粒污染物使得个人电击风险很小或不存在并且使电池消耗最小化以最大化本发明的电池寿命和有效使用寿命，所述该个人离子空气净化器包括：电离致动装置，用于提供预定频率和占空比的脉冲序列；电离装置，包括响应于预定占空比和频率的所述脉冲序列的离子发射器，用于可控地激励所述离子发射器以提供受控间隔的受控脉冲串长度的离子脉冲串，使得所述脉冲序列的所述占空比控制所述脉冲串长度，并且所述脉冲序列的所述频率控制所述间隔；其中所述脉冲序列的所述预定占空比被确定为具有相对短的导通时间和相对长的断开时间以在不能防止电击危险的情况下最小化，并且最小化电池消耗；并且其中所述脉冲序列的所述预定脉冲频率被确定为使得用另一个离子脉冲串这样刷新所述空间，以在所述该个人空间中维持激励和颗粒去除的离子云，否则离子云将随着时间流逝将而消散。在不同的公开实施方案中，脉冲序列提供装置可以包括数字定时器电路、稳定模拟振荡器或专用控制器。所述电离装置的离子发射器例如碳刷发射器可以固定地或可移除地安装到便携式紧凑外壳、面罩或个人空间中的其它物体上，以便由离子直接地及/或经由其可连接的细长柔性导体清理并激励。公开了接地装置，其在不同的实施方案中包括可调节的、断开的导电系索或导电接地板，其在其它方式中建立足以从电离装置的离子发射器吸引并抽取离子的电势差。公开了离子发射器保护装置以防止在不主动使用时空气净化器搬运和存放造成的损坏，其在不同实施方案中包括用于覆盖离子发射器的机构以及用于在不使用时保护性地缩回离子发射器的机构。公开了呈现方面改变装置以协调空气净化器呈现的视觉方面以所需的情绪和外观，其在一个当前优选的实施方案中包括可互换的元件，其呈现以在其它方面观看选择性不同的颜色、图案、纹理或材料的面，每种面被设计成适于另一种所需的情绪和外观。公开了系索可释放附件和电连接装置，当脏污时将一根系索更换成另一根系索或不同长度、另一种舒适度的系索，或者出于一些其它原因将一根系索更换成另一根系索，并且在一个当前优选的实施方案中，包括具有凸形插头端的系索和具备接地的凹形插头端的外壳。公开了离子增强装置以在希望提供临时增加及/或减少颗粒污染物的去除及/或临时增强及/或减小离子激励水平的例外情形中临时增加及/或减少离子产生。附图说明通过参考本发明的当前优选实施方案的以下详细描述和附图，本发明的这些和其它目的、有利特征和发明性方面将变得显而易见，其中：图1在其图1A、1B中是根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的示图；图2是其电路的示意性框图；图3在其图3A、3B中是示出具有Villiard型电压倍增器电路和高电压输出的本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的高压电源电路的示意性框图；图4是示出了以本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的最小峰值驻留时间为特征的发射器碳刷处的电压的曲线图；图5是示出根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的另一实施方案的可移除发射器碳刷的示图；图6是图示根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的另一个实施方案的细长柔性导电绳的远端上的发射器碳刷的示图；图7在其图7A、7B中是示出了位于根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的另一个实施方案的面部过滤面罩中的细长柔性导电绳的远端上的发射器碳刷的示图；图8在其图8A和8B中是示出一个离子发射器保护实施方案的示图；并且图9在其图9A和9B中是示出根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的另一个离子发射器保护实施方案的示图；图10是用于使可见方面符合根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的期望的情绪和外观的可变化的呈现装置的一个实施方案的示图；并且图11是根据本发明的用于将便携式可再充电个人离子空气净化器的一根系索更换成另一根系索的系索可释放附件和电连接装置一个实施方案的示图。具体实施方式应当理解，本发明在其应用上不限于在下面的描述中阐述或在附图中示出的构造的细节或部件的布置。本发明能够具有其它实施方案并且能够以各种方式实践并执行。此外，应当理解，本文中使用的措辞和术语是为了描述的目的，并且不应视为限制性的。现在转向附图，图1在其图1A、B中总体以10示出了本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器10。用户使用导电绳或系索12将净化器10悬挂在其颈部周围，并使用开关14使其“接通”。因此从碳刷16或其它指向面部区域的离子发射器(未示出)产生离子云(未示出)，以通过离子激励个人空间并去除其中的微粒。这些离子吸引空气中的相反带电粒子，然后一起被吸引朝向最接近的地源。导电绳12确保地源是使用者的身体而不是可呼吸的空气流，因此有效地清理空气中的可吸入的空气流中的污染物及/或产生负离子。USB电缆16(图1B)可以用于对其内部电池再充电。LED18提供净化器10的电荷及/或使用状态的信号指示。当使用系索围绕颈部穿戴净化器时，净化器清理通常头部的三角区域周围的空气中的病毒、花粉、烟雾、霉菌、尘螨和其它颗粒污染物。净化器也可以放置在例如床头柜上，使得围绕枕头区域的空气中的污染物被净化，或位于桌子、座椅或通过负离子激励及/或净化可能是期望的或必要的任何其它地方附近。从美国专利6,919,053中已知，在高压离子源附近的接地表面增加离子的产生。理想地，在高电压源的接地端子和所讨论的表面之间形成电连接。在个人空气净化器的情况下，这种连接通过与使用者的皮肤接触的导电织物绳实现。织物理想地由具有交织的导电元件的普通织物组成。导电元件在用户和要描述的高压电源电路输出的一侧之间产生电连接。织物的电导率可以使用多种方法来实现，其中一些方法将期望地提供比其它方式更舒适的用户体验。导电接地颈带允许设备使用穿戴净化器的人的身体作为地源。这具有提供大的接地平面和来自净化器的显著增加的离子输出的效果。颈带通常是具有交织的导电材料层的棉结构。它直接连接到装置中的浮动接地并且同时连接到个人用户，同时悬挂在颈部周围及/或与裸露的皮肤接触。接地线可以由任何类型的导电材料构成。如果需要，与用户身体接触的接地板可以代替接地线。可以采用其它接地装置。现在参考图2，总体标记为30，图2是本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的电路的示意性框图。如图所示，由虚线框32示出的电池管理电路可操作地耦合到由虚线框34示出的指示器电路，由虚线框36示出的定时器电路以及由虚线框38示出的电流放大器电路。定时器电路36连接到电流放大器38，并且由虚线框40所示的高压电源电路连接到电流放大器38。包括具有充电控制器IC的可再充电电池的电池管理电路32是能够管理进出设备的能量流的能量源。电池单元存放能量，而电池管理电路32的充电控制器IC管理进出电池单元的能量。当电压被施加到电路以对电池充电时，充电控制器IC确定电池是否能够接受额外的能量。如果设备能够从电池单元抽取太多能量，则充电管理IC也将防止电池的过度放电。这种装置的组合产生更安全的产品，同时通过防止损坏电池而允许更长的电池寿命。净化器的电池管理电路32采用具有基于IC的充电和放电管理的锂聚合物电源。不可再充电电池电源可用于此净化器的操作。指示器电路34优选地包括当空气净化器连接到USB充电器时的充电指示器和当产生负离子时的清理指示器。定时器电路36的定时脉冲的输出序列的每个脉冲使开关电路和电流放大器38的晶体管Q4饱和。由此将放大的开关信号施加到高压电路40。电池源向定时器电路36和功率晶体管Q4提供电力。定时器电路向晶体管提供时间导通脉冲，从而将低压功率引导到高压电源电路40。高压电路的输出的一侧连接到接地颈带并且另一侧连接到离子发射器。通过向导电离子发射器提供高电压脉冲，发射器将提供离子脉冲。连接到用户身体的系索12的接地仅增强了身体和离子发生器之间的电势差，从而促进更好的离子输出和分布。现在参考图3A，总体标记为50，图3A是示出本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的高压电源电路的示意性框图。高压电源电路50接受低电压输入并在输出端上延伸四(4)kV至十六(16)kV的高电压。它通常包括由虚线框52示出的DC到AC转换器，其连接到由虚线框54表示的AC到DC转换器。高压电源电路50的DC到AC转换器52包括升压变压器，如图所示，其接收由开关电路和电流放大器38(图2)的框56示意性地示出的放大的开关信号，并将其DC脉冲转换为AC。如图所示的AC到DC电容器梯形网络54的变压器和Villiard型电容器-二极管电压倍增器将AC信号转换成电离电位的高压DC，如图所示，其被施加到离子发射器16。关于频率和占空比的控制参数的细节如下(参考图2的定时电路中的部件)。脉冲频率＝(1.44)/((R5+2*R6)*C)。频率是R5、R6和电容器C的函数。占空比＝R6/(R5+2*R6)。占空比与两个电阻器R5和R6的比值有关。对于这些当前优选和示例性值，获得大约0.6Hz的频率和二点五(2.5)％占空比的定时器。连接到高压电源的电容器需要一些时间充电，因此来自高压电源的实际输出脉冲更短(开关电路中的电容器C3)。R5＝二点二(2.2)兆欧姆，R6＝五十六(56)千欧姆，C＝一(1)微法拉。脉冲周期＝一点六(1.6)秒。导通脉冲长度(T(on))＝0.04s(40ms)。脉冲的长度正好足够长以对高压电源中的电容器充电，以产生一串离子。图4总体以60表示高压电源电路50(图3)的输出信号的短导通时间(T(on))。短的ON时间或高电压脉冲长度是期望的，以产生高浓度的离子，同时最小化由于离子发生器产生的过量电荷引起用户遭受电击。最小化导通时间还通过减少高压电源消耗的功率量来减少电池消耗。我们发现，授权给Joannou的上述并入的现有技术的模拟定时器电路产生长的导通脉冲，因为浪费的能量而导致缩短电池寿命以及因电击造成用户不适。需要精确控制占空比和频率以减轻这些问题。实际上，为了舒适，期望小于五十(50)ms的导通脉冲。对于在个人空间中良好的性能和维持足够的离子云期望至少0.4Hz的频率，否则离子云自然会随着时间而消散。随着导通脉冲的启动，离子发射器的电压快速上升以达到DC电离电势。离子发射在导通脉冲的持续时间内继续。在导通脉冲结束时，离子发射器的电压下降，因为源电压不再补充高压电源中的能量。离子发射和发射器电压在导通脉冲期满之后指数地衰减。基本上没有离子发射的安静间隔存在直到下一个导通脉冲的开始。为了给用户带来舒适感和最大限度地延长电池寿命，发射器的高压离子发射应以短脉冲或脉冲进行。对脉冲长度和脉冲频率的控制是非常重要的。通常，优选地使图4的T(on)最小化。通过管理T(开)变量，可以最大化穿戴该设备的个人的舒适性(更少的冲击)，同时显着增加电池寿命。有许多方法可用于控制高电压脉冲的定时和占空比。可以使用诸如“555”定时器的定时器IC来实现最佳结果。脉冲的精确定时和长度允许最大限度地产生离子，并且使用户具有最小的不适。对于当前优选实施方案的示例性参数，可以对上述两个电阻器和一个定时电容器获得最大控制。定时电容器确定高电压脉冲的频率，而两个电阻器之间的比率确定占空比或脉冲长度。图2实施方案的定时器电路36是充当稳定振荡器并且使用电阻器比率来管理输出占空比的基于标准IC的“555”定时器。此定时器电路以非常低的成本对T(on)变量进行非常精细的控制。其它类型的定时器电路或脉冲序列发生器包括可编程IC，微控制器或简单的稳定模拟振荡器电路。如下面更全面地显示的，在临时改变按需离子产生的其它方式中，只要期望在脏的或其它特别污染的环境中促进离子产生或者提供激励离子的增强，电位可以增加超过电离电位，但是以增加的电击风险和电池功率的消耗为代价。可以采用未示出的电离电位升高控制电路来临时升高，只要期望超过电离阈值的电离电位，以临时根据需要增加离子发射。在一个示例性且当前优选的实施方案中，电离电位升高控制电路可以包括输入电压倍增器电路和开关致动器以根据需要使电池电压从三点七(3.7)改变到五(5)VDC，以便给离子发生器电压提供百分之二十五到三十(25-30％)的升压。临时按需改变离子产生的其它方式包括改变脉冲序列的占空比及/或频率。可以采用未示出的升压开关来改变分别控制脉冲序列的频率和占空比以临时改变按需离子产生的电阻器R5和R6。增加脉冲长度及/或频率增加了在空气质量差或激励离子的增强很重要时的离子发射；相反，只要空气质量不太差或者重要的是节省电池功率和电池寿命，减小脉冲序列的脉冲长度及/或频率就减少了离子发射。临时减少离子产生的另一种方法是使系索与电气接地断开。如图3B中的开关57所示，当系索12通过开关57接地时，离子产生将相对较高，而系索12通过开关57与接地断开，离子产生将相对较低。在不脱离本发明构思的情况下，可以采用用于临时改变按需离子产生的任何其它合适的装置。现在参考图5，总体标记为70，图5是示出根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的另一实施方案的可移除发射器碳刷的示图。空气净化器的这个实施方案包括插入式碳刷发射器，通常标示为72，其装配到通常标示为74的插座上，为此设置在空气净化器的外壳上。插座74连接到高压电源输出。未示出的通道设置在插座74中，该通道与碳刷发射器72和弹簧78上的锁定舌片76共同操作，以将其可移除地保持在插座74中。用于提供碳刷发射器的可移除性和可更换式的摩擦配合或其它方式在本发明的范围内。现在参考图6，总体标记为90，图6是图示根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的另一个实施方案的细长柔性导电绳的远端上的发射器碳刷的示图。发射器碳刷92设置在细长的柔性导电绳94的自由端上，它的另一端可移除地安装在总体标记为96的插座中。在插座96中设置有通道(未示出)，该通道与导电延伸部94的另一端上的锁定舌片98以及与弹簧100共同操作，以可移除地将其保持在插座96中。用于提供延长的碳刷发射器的可移除性和可更换性的摩擦配合或其它方式在本发明的范围内。以这种方式，碳刷发射器92可以通过并且在本发明的空气净化器的细长柔性导电绳94的延伸部内远程放置。现在参考图7，在图7A、7B中总体标记为120、122，图7是示出了位于根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的另一个实施方案的面部过滤面罩中的细长柔性导电绳的远端上的离子发射器碳刷的示图。细长柔性导电绳126的远程端上的发射器碳刷124位于总体标记为128的面部过滤面罩中。过滤面罩128适于穿戴在使用者的头部和颈部周围，如图所示，并且包括在其中通常标记为130的开口，其适于在安全位置接收并可移除地将碳刷发射器124安装在过滤面罩128至呼吸通道。根据本发明可以采用任何合适的接收和安装装置。设想到除过滤面罩之外的任何其它辅助装置，例如自行车/摩托车头盔，或其它头饰、台灯或附近的其它物体或翻领或衣服的其它部分。设想到在这些和其它辅助装置或位置的每一个中的适当的安装装置。通常，离子发射器由脆性碳纤维或当放置在例如钱包或背包中时可能被损坏的其它材料制成。纤维越短且数量越少，所产生的离子越少，并且通过这种损坏的离子发射器实现的性能越低。图8在其图8A和8B中是示出根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的一个离子发射器保护实施方案的示图。半圆柱形盖152安装在总体标记为154的弧形凹槽中，用于在分别在图8A、8B中总体标记为156、158的关闭位置和打开位置之间的滑动运动。在其关闭位置156，盖152从弓形槽154缩回，以覆盖并保护性地包围离子发射器160，以便防止其在不主动使用时因搬运和存放而损坏。响应于盖152的位置的开关(未示出)可以被设置成在其处于其关闭位置156时关闭单元。在其打开位置158，盖152缩回到凹槽154中，并且发射器160不受保护以便主动使用。图9在其图9A和9B中是示出根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的另一个离子发射器保护实施方案的示图。滑动体162安装在通道164中，用于在分别在图9A、9B中分别标记为166、168的打开位置和关闭位置之间的滑动运动。在其关闭位置168，安装用于与滑动体162一起运动的离子发射器170完全凹陷在限定通道164的壁内并且由其保护性地覆盖以防止在未主动使用时因搬运和存放而受损。响应于滑动体162的位置的开关(未示出)可以被设置成在其处于其关闭位置168时关闭单元。在其打开位置166，发射器170不受保护以供主动使用。可以采用许多覆盖和滑动体修改以及用于移动滑动的任何其它合适的装置。在所示实施方案中，限定通道164的壁中的一个设置有开口狭槽，并且在滑动体162(未示出)上设置有延伸穿过狭槽的开口壁的臂。通过操控延伸臂，滑动体162可以在其打开和关闭位置166、168之间向上和向下移动。在不脱离发明概念的情况下，可以采用在不使用时保护离子发射器免受损坏的任何其它合适的装置。根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器用作通常穿戴在颈部周围并且在每次商业、休闲、娱乐或其它保护及/或激励使用的情况下陪伴个人用户的附件。伴随附件使用的目的可以是在使用的特定情况下看起来可呈现，但是迄今为止个人空间净化器呈现不一定符合期望的心情和外观的单个视觉方面。现在参考图10，总体标记为180，图10是用于使可见方面符合根据本发明的便携式可再充电个人离子空气净化器的期望的情绪和外观的可变化的呈现装置的一个实施方案的示图。图10实施方案的可变化呈现装置包括可交换元件182，其呈现以在其它方面观看不同的预选颜色、图案、纹理或材料的面(未示出)，其可以被选择以适合特定商业、休闲、娱乐或其它使用情况的期望的情绪和外观。可互换元件182被接收在总体标记为184的前面切口中，并且配合的舌状物和槽元件186、188被设置成将可互换的元件182可释放地卡扣配合在切口184中，尽管可以采用提供呈现元件可互换性的任何其它方式。尽管单个可互换元件182呈现的面在示例性实施方案中是平面的，但是应当理解，可互换元件可以以其它方式配置。在不脱离本发明构思的情况下，可以采用任何其它合适的呈现方面改变装置来协调呈现的视觉方面以适合期望的情绪和外观。在其它有利的方面中，可以在电池室(未示出)上方设置打开且可移除的门(均未示出)，以在电池超过其寿命或者每当去除可更换元件182发现有缺陷时允许更换电池。该系索在围绕颈部穿戴便携式可再充电个人离子空气净化器时悬挂并支撑所述便携式可再充电个人离子空气净化器，并且当穿戴时其通常与使用者的身体紧密接触。在与它们的人紧密接触时，迄今为止已知的便携式空气净化器的原位焊接系索具有除了别的意外的缺点，其中它们看起来可能不是它们该有的方式，可能因磨损而脏污和沾上汗水，及/或可能瘙痒或以其它方式感觉到不是它们该有的方式。现在参考图11，总体标记为200，图11是根据本发明的系索可释放附件和电连接装置的示图，所述装置用于当脏污时将便携式可再充电个人离子空气净化器的一根系索更换成不同长度、另一种舒适度的不同系索，或者出于一些其它原因将一根系索更换成另一根系索。在当前优选的实施方案中，系索202具备凸形插头端204，所述插头端插入总体标记为206的接地的凹形插头端中。虽然目前优选的是凸形插头端和接地的凹形插头端配合以机械地将系索可释放地附接到外壳并且将系索电连接到电路接地，但应当理解，在不脱离本发明构思的情况下，可以采用任何合适的可释放附件和电连接装置。在不脱离本发明构思的情况下，本发明的许多修改对于受益于本公开的本领域技术人员将变得显而易见。当前第1页1 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