电子空气净化器及方法
【专利摘要】在供热、空气调节和通风(HVAC)系统中使用的电子空气净化器，以及相关方法和系统被在此公开。在一个实施例中，电子空气净化器(100，200，300)包括一个或多个收集电极(122，322)，其具有带多孔、开孔结构和导电性的内部部分(125，325)的收集材料。收集材料可被配置用于收集和接收气流路径中带电的颗粒物。在一段时间后，使用的收集材料可从各个收集电极(122，322)上被移除，并用新的收集材料代替。
【专利说明】电子空气净化器及方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年5月15日提交的待决的美国临时申请号61/647，045的权益，其全部内容通过引用方式被合并于此。
【技术领域】
[0003]本技术通常涉及通过使用静电过滤器净化气流以及相关的系统和方法。特别地，若干实施例针对用于在供热、空气调节和通风系统中的电子空气净化器，其具有内衬有收集材料的收集电极，收集材料具有开孔结构，尽管这些或类似的实施例也可用于其它类型的气体的净化系统、工业静电除尘器，和/或其它形式的静电过滤中。
【背景技术】
[0004]住宅或商业空气过滤器的最常见的类型采用纤维过滤介质(由聚酯纤维、玻璃纤维或微纤维等制成)大体与空气可能通过的气流(例如，空调过滤器，册?八过滤器等)垂直放置，使得颗粒从空气中被机械地去除(进入与一种或多种纤维接触，或者被纤维附着或者阻止)；这些过滤器中的一些也被充入静电(被动地在使用过程中，或主动地在制造过程中)以增加颗粒接触和保持粘附在纤维上的机会。
[0005]空气过滤器的另一种形式被称为电子空气净化器。常规的2…包括与气流大致平行的一个或多个电晕电极以及一个或多个平滑金属收集电极板。电晕电极产生电离过滤器接收到的气流中的空气分子的电晕放电。电离的空气分子将净电荷赋予气流中附近的颗粒(例如，灰尘，污垢，污染物等带电的粒子随后被静电吸引到收集电极板中的一个，从而从空气移动通过收集电极板的气流中去除。在足量的空气通过过滤器后，收集电极可积累一层颗粒和灰尘，并最终需要被净化。净化间隔可在例如，三十分钟到数天之间变化。另外，由于颗粒在收集电极的外表面上，它们可重新夹带在气流中，因为气流的力可能超过吸引充电的颗粒到收集电极的电力，特别是如果许多颗粒通过彼此吸引力聚集，从而降低了到集电板的净吸引力。此类聚集和重新夹带可能需要置于下游并且大致垂直于该气流的介质二次过滤器的使用，从而增加气流阻力。常规私的另一个限制是，电晕线可在运行期间被氧化或其它沉积物污染，从而降低其有效性和需要频繁的清洗。另外，电晕放电可产生大量的污染物，例如，臭氧，这可能需要大致垂直于气流放置的活性碳过滤器的实现，其可提尚气流阻力。
[0006]尽管纤维状介质过滤器不产生臭氧，但由于颗粒的堆积，它们通常不得不被净化和/或被定期更换。此外，纤维状介质过滤器大致垂直于气流放置，增加气流阻力，并导致通过过滤器的显著静压差，其增加了在过滤器中的更多的颗粒积聚或收集。设计师和机械空气系统运营商持续关注的是通过系统的各种组件的压降，因为它减慢气流或增加排出空气通过系统需要的能量。因此，存在对一种具有相对长的净化和/或更换之间的间隔，以及具有通过在系统中的设备之后的过滤器相对低的压降的空气过滤器的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1八是根据本技术的实施例配置的私的后部等距视图。图18,1(:和10分别是图1八的私中的侧部等距、前部等距和下部视图。图是图1八沿线的俯视剖视图。图1？是图12的一部分的放大视图。
[0008]图2八是根据本技术的实施例配置的私的示意性俯视图。图28和20是根据本技术的实施例配置的排斥电极的示意性俯视图。
[0009]图3是根据本技术的实施例配置的空气过滤器的一部分的示意性俯视图。
[0010]图4八和48是根据本技术的实施例的第一配置和第二配置分别示出的电离级的侧视图。
具体实施例
[0011]本技术通常涉及通过使用静电过滤器净化气流以及相关的系统和方法。在本技术的一方面中，电子空气净化器(￡^)可包括壳体，具有进气口、出气口，以及其间的腔室。定位在空气过滤器中进气口和出气口之间的电极组件可包括多个第一电极(例如，收集电极)和多个第二电极(例如，排斥电极)，两者被配置为大致平行于气流。第一电极可包括由具有多孔、导电、开孔结构的材料(例如，三聚氰胺泡沫)制成的第一收集部分。在一些实施例中，第一和第二电极可以被布置在电极组件中的交替的柱内。第一电极可被配置在第一电势运行，以及第二电极可被配置在与第一电势不同的第二电势运行。此外，在一些实施例中，私(:还可包括设置在腔室中至少靠近进气口的电晕电极。
[0012]在本技术的另一个方面，过滤空气的方法可包括通过使用布置在气流路径中的多个电晕电极创建电场，从而使电晕电极被用于从气流中电离至少一部分空气分子。方法还可包括在与电晕电极隔开的多个第一电极上施加第一电势，以及在第一收集部，接收电耦合到所述被电离的气体分子的颗粒物。在这个方面，每个第一电极可包括相应的第一收集部，其包括开孔、导电、多孔的介质。
[0013]在本技术的另一方面，具有有进气口、出气口和腔室的壳体的私可包括设置在腔室中的电离级和收集级。电离级可被配置用于，例如，电离通过进气口进入腔室的空气中的分子，以及对空气中的颗粒充电。收集级可包括，例如，一个或多个收集电极，其具有大致与通过腔室的气流平行的外表面，以及由具有开孔结构的第一材料制成第一收集部。在一些实施例中，例如，2^0还可包括在收集级中的排斥电极。在其它实施例中，例如，第一材料可包括开孔、多孔介质，诸如，三聚氰胺泡沫。在一些其它实施例中，第一材料还可包括消毒材料和/或减污材料。
[0014]某些具体细节将在下面的说明书中进行阐述，如图1八-48提供了对本技术的各种实施例的透彻理解。描述经常与电子空气净化器和相关的设备相关的公知的结构和系统的其它细节，未在下面的技术中列出，以避免不必要地模糊对本技术的各种实施例的描述。因此，本领域的普通技术人员将相应地明白，本技术可拥有具有附加的元件的其它实施例，或者本技术可拥有不具有以下参照图1八-48显示和描述的若干特征的其它实施例。
[0015]图1八是电子空气净化器100的后部等距视图。图18、10和10分别是空气净化器100的侧部等距、正部等距和侧视图。图是图1八所示沿线的俯视剖视图。图1？是图12的一部分的放大视图。参照图1八到1？，空气净化器100包括设置在壳体102中的电晕电极组件或电离级110，以及收集电极组件或收集级120。壳体102包括进气口 103、出气口 105和进气口和出气口之间的腔室。104在。壳体102包括第一侧表面1063、上表面1066、第二侧表面106匕后表面部分106(1、下侧表面1066，以及前表面部分106？(图10。表面1063-？的各部分在图1八到1？中出于清晰的目的被隐藏。在所示实施例中，壳体102大致是长方体形状。然而，在其它实施例中，壳体102可被建立或以其它方式形成为任意合适的形状(例如，立方体、六棱柱、圆柱等)。
[0016]电离级110设置在至少靠近所述进气口 103的壳体中，并包括多个电晕电极112 (例如，导电线、棒、板等)。电晕电极112被布置在第一端子113和第二端子114之间的电离级中。多个单独的孔或槽115可接收，以及电耦合单个电晕电极112到第二端子114。多个激励电极116被定位在电晕电极112和进气口 103之间。第一端子113和第二端子114可电连接到电源(例如，高电压功率源)，以产生具有电晕电极112和激励电极116之间相对高电势差的电场(例如，5”、10”、在一个实施例中，例如，电晕电极112可被配置运行在+51^,而激励电极116可被配置运行接地。然而，在其它实施例中，电晕电极112和激励电极116可被配置在任何合适的电势下运行。此外，虽然实施例中示出的电离级110包括电晕电极112，但在其它实施例中，电离级110可包括电离分子的任何合适的方法(例如，激光器、电喷射电离器、热喷射电离器、声波喷射电离器、化学电离器，量子电离器等此外，在图1八-1？示出的实施例中，激励电极116具有大于(例如，约20倍大)电晕电极112的第二直径的第一直径。但是，在其它实施例中，第一直径和第二直径可以是任何合适的尺寸。
[0017]收集级120被设置在电离级110和出气口 105之间的腔室中。收集级120包括多个收集电极122和多个排斥电极128。在图1八-1？的所示实施例中，收集电极122和排斥电极128被布置在收集级120中的交替行内。然而，在其它实施例中，收集电极122和排斥电极128可以以任何适合的布置定位在收集级120中。
[0018]每个收集电极122包括第一收集部124，其具有与第二外表面1238相反的第一外表面1231以及在其间设置的内部导电部125。第一外表面1233和第二外表面1236中的至少一个可被布置成大致与经由进气口 103进入腔室104的气体的流动平行(例如，空气)。第一收集部124可被配置用于接收和收集与接收颗粒物(例如，具有第一尺寸在0.1微米到1毫米之间、0.3微米到10微米之间、0.3微米到25微米和/或100微米到1毫米之间的微粒)，并且可以包括例如，开孔的多孔材料或介质，诸如，三聚氰胺泡沫(例如，甲醛-三聚氰胺-亚硫酸氢钠共聚物)、三聚氰胺树脂、活性炭、网状泡沫、纳米多孔材料、热固性聚合物、聚氨酯、聚乙烯等。使用开孔的多孔材料可导致相比例如，可在常规电子空气净化器中找到的平滑的金属电极，在收集电极122的有效表面积中的大幅增加(例如，十倍的增加，千倍的增加等此外，开孔的多孔材料可接收和收集在材料中的颗粒物(灰尘、污物、污染物等)，从而减少了颗粒物在外表面1233和1236上的积累，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颗粒形成的积累物的最大尺寸(例如，从约1微米到约1000微米，约200微米到约500微米，约140微米到约180微米等)。在一些实施例中，开孔的多孔材料可由不易燃的材料制成，以减少来自例如，火花的火灾的风险(例如，从电晕电极112中的一个电晕放电在一些实施例中，开孔的多孔材料也可由具有高电阻率(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使用高电阻率的材料(例如，大于104-111之间，102和10%11等)可降低，例如，电晕电极和收集电极122之间的电晕放电或在收集电极122和排斥电极128之间的火花的可能性。在一些实施例中，第一收集部124也可包括消毒材料(例如，二氧化钛)和/或选择的用以减少和丨或中和挥发性有机化合物(例如，臭氧、甲醛、涂料烟雾、氯氟烃、苯、二氯甲烷等)的材料(例如，二氧化锰、热氧化剂、催化氧化剂等在其它实施例中，第一收集部124可以包括一个或多个纳米多孔膜和/或具有孔径范围在例如，0.1纳米-1000纳米的材料(例如，氧化锰、纳米多孔金、纳米多孔银、纳米管、纳米多孔硅、纳米多孔聚碳酸酯、沸石、二氧化硅气凝胶、活性炭、石墨等)。在一些进一步的实施例中，第一收集部124(其包括，例如，一个或多个以上的纳米多孔材料)可被配置用于检测在收集电极122中积累的颗粒物的组合物。在这些实施例中，电压可在第一收集部分124施加，以及通过监测，例如，离子电流通过其中的变化来检测多种类型的颗粒物。如果所关注的粒子(例如，毒素，有害病原体等)被检测到，连接到空气净化器100的设施控制系统(未示出)的操作者随后可被警告。
[0019]在一些实施例中，第一收集部124可由大致是刚性的材料制成。在这些特定的实施例中，弹性的或其它基于张力的安装部件对保护腔室中的第一收集部1224是没有必要的。例如，在这些实施例中的材料的刚性足以在腔室中以垂直方向大致支持其本身。在这些特定的实施例中，内部导电部125不被包括在收集电极122中，其中材料本身具有足够的导电性以携带必要的电荷。在这样的实施例中，材料可包括以上列出的导电材料或组合物的一种或多种。
[0020]参考图1？，内部导电部125可包括被夹在第一收集部124的相对层之间，并且通过粘合剂(例如，氰基丙烯酸盐粘合剂、环氧基树脂，和/或其他合适的粘接剂)粘附其上的导电表面或板(例如，金属板然而，在其它实施例中，内部导电部125可包括任何合适的导电材料或结构，诸如，金属板、金属网格、导电膜(例如，金属化聚酯薄膜〉、导电环氧树月旨，导电墨，和/或分布遍及收集电极122的多个导电微粒(例如，碳粉，纳米颗粒等连接结构或端子126可以连接每个收集电极122的内部导电部125到电源(未示出)。类似地，连接结构或端子129可连接每个排斥电极128到电源(未示出)。当被连接到电源时，收集电极122可被配置为，例如，在不同于排斥电极128的第二电势的第一电势运行。此外，各个收集电极122中，内部导电部125可被配置在大于各个集电极的第一外表面123&或第二外表面1236的电势下运行。在一些实施例中，例如，内部导电部125可被配置用于具有大于第一导电部124的第二导电率的第一导电率。因此，在第一外表面1233和/或第二外表面1236可具有小于内部导电部125的第二电势的第一电势。例如，第一和第二电势之间的差，可吸引带电颗粒进入第一收集部124朝向内部导电部125。在一些实施例中例如，夕卜表面1233和1236具有低于第一电导率的第二电导率。
[0021]在运行中，空气净化器100可从连接到电晕电极112，激励电极116，收集电极122，以及排斥电极128的电源(未示出)接收电力。各个电晕电极112可接收，例如，高电压(例如，10”、20”等)和发射离子，其产生接近各个电晕电极112的电流并流向激励电极116和/或收集电极122。电晕放电可电离经由进气口 103进入壳体102和腔室104的进气(例如，空气)中的气体分子(例如，空气分子由于电离的气体分子相互碰撞，并且对从电离级110流向收集级120的颗粒物充电，气体中的颗粒物(例如，灰尘，灰，病原体，孢子等)可被电吸引以及，因此，电连接到收集电极122。排斥电极128由于排斥电极128和收集电极122之间的电势差和/或电荷差可排斥或以其它方式引导带电颗粒物朝向相邻的收集电极122。参照图28和2(:所描述的进一步的细节，排斥电极128还可包括用于流线型地引导带电颗粒物朝向相邻的收集电极122的方法。
[0022]电晕电极112、收集电极122，以及排斥电极128可被配置为相对于彼此在任何合适的电势或电压运行。在一些实施例中，例如，电晕电极112、收集电极122，以及排斥电极128都可具有第一电荷，但也可被配置为分别具有第一、第二、第三和第四电压。第一、第二、第三和第四电压之间的差可确定通过电离级110的一个或多个带电微粒(例如，带电颗粒物)的路径。例如，收集电极122和激励电极116可接地，电晕电极可具有例如，4”到10”之间的电势，以及排斥电极128可具有例如6”到20”之间的电势。而且，收集电极122的部分可具有相对于其它部分不同的电势。例如，在一个或多个单独的收集电极122中，内部导电部125可具有与相应的第一外表面1233或第二外表面1236不同的电势(例如，更高的电势)，因而在收集部124中产生电场。
[0023]正如本领域普通技术人员将理解的，内部导电部125和相应的第一外表面1233和/或第二外表面1236之间的电势差可能由从相邻的排斥电极128流过的离子电流的部分导致。当该离子电流II流经具有相对高的电阻率1^(例如，介于20兆欧和2千兆欧之间)的多孔材料(例如，收集部124),它创建由欧姆定律描述的某些电位差II X尺胃。电位差在多孔材料的主体中产生电场2。在这个电场2中，带电微粒(例如颗粒物)受到电场3的库仑力(031110111131(3作!^6)?。通过以下描述:
[0024]？=妒2，其中(1是粒子的电荷。
[0025]在这个力？的作用下，带电粒子可渗入它所在的多孔材料(例如，收集部124)。因此，带电颗粒物不仅可被引导和/或排斥朝向收集电极122的内部导电部125，而且可被接收、收集和/或吸收到单独收集电极122的第一收集部124。作为结果，颗粒物不仅仅积聚和/或粘附到外表面1233和123^而且被接收和收集进入第一收集部分124。
[0026]在一些实施例中，例如，多孔材料的电阻率具有允许离子电流流入内部导电部125(即，应略导电)的特定的电阻率。在这些实施例中，例如，多孔材料可具有兆欧级别的电阻，以防止在收集和斥电极之间发生火花放电。
[0027]在其它实施例中，电场2的强度可调节以响应多孔材料(例如，收集部124)中孔的相对大小。如本领域的普通技术人员将理解，吸收微粒进入收集部124所需要的电场2可正比于孔的大小。例如，当收集部分124的细胞具有第一尺寸(例如，直径大约为150微米)时，电场2的强度可具有第一值。当集电部124的孔具有第二尺寸(例如，直径大约为400微米)时，电场2的强度可具有第二值(例如，大于第一值的值)，以保持较大尺寸的颗粒在其中累积。
[0028]如上所讨论的，收集电极122的内部导电部125可被配置为在不同于各个集尘电极122的第一外表面1233或第二外表面1236的电势下运行。相应地，带电颗粒物不仅可引导和/或排斥朝向收集电极122的内部导电部125，但也可被接收，收集和/或吸收进入各个收集电极122的第一收集部124。作为结果，颗粒物并不仅仅积聚和/或粘附到外表面1233和123^而且被第一收集部124接收和收集。如以上所说明的，在第一收集部124中使用开孔的多孔材料可提供相比于无开孔的多孔介质(例如，收集电极包括金属板)的实施例而言在各个收集电极122的收集表面面积中的显著增加(例如，1000^1此外，由于收集电极122通常被布置成平行于进入壳体102的气流，与具有气流在纤维介质中通过被引导的传统的过滤器(例如，册…过滤器)相比，气体中的颗粒物可被以最小压降通过空气过滤器100移除。
[0029]在使用空气净化器100的一段时间后，颗粒物可充满各个收集电极的第一收集部124。在一些实施例中，收集电极122可被配置成可移除的(和/或一次性的)，并且用不同的收集电极122更换。在其它实施例中，收集电极122可被配置，使得使用的或充满的第一收集部124可从内部导电部125移除并且丢弃，以由新的干净的收集部124来更换，从而翻新收集电极122用于继续使用，而不丢弃内部导电部125。本技术的一个特征是，更换或翻新收集电极122预计比更换整个或基本上是整个由金属制成的电极更符合成本效益。此夕卜，收集电极122或其中的第一收集部124的更换性和处理性，便于从系统本身去除收集的病原体和污染物，并有望减少经常清洗的需求。此外，本技术允许在商业系统中小颗粒的过滤和/或净化，而无需向收集电极122添加导电流体。
[0030]图2八是电子空气净化器200的示意性俯视图。图28和20是根据本技术的一个或多个实施例配置的排斥电极的示意性俯视图。参照图2八-2(:,例如，空气净化器200包括收集级220和多个点亮部230。各个点亮部230可被设置在收集级220的任意一侧上，以防止空气和/或颗粒物通过收集级220，而不流过邻近的收集电极122的一个。收集级220进一步包括多个排斥电极228。每个排斥电极228都具有近端部261，远端部262和之间的中间部263。第一凸起26?，其设置在近端部261上，以及第二凸起26仙，其设置在远端部262上，可被配置用于，例如，电排斥带电微粒(例如，气流中的颗粒物)朝向相邻收集电极122。另外，第一和第二凸起26?和26仙也可被配置为流线型地引导或以其它方式引导气流中的颗粒物朝向相邻的收集电极122。
[0031]如图28所示，第一凸起26?可具有第一宽度％，以及第二凸起26牝可具有第二宽度12。在图28所示的实施例中，第一宽度％和第二宽度12大致相同。然而，在其它实施例中，第一宽度1可不同于(例如，小于)第二宽度12。此外，在图28所示的实施例中，第一和第二凸起26?和26仙具有大致圆形的形状。然而，如图2(:所示，第一凸起2663和第二凸起2666可由大致是矩形的形状来代替。此外，在其它实施例中，凸起可具有任何合适的形状(例如，三角形，梯形等
[0032]再次参考图2八，空气过滤器200进一步包括设置在电离级110和进气口 103之间的壳体102中的地级236。地级236可被配置为在相对于电离级110的接地电位运行。地级236也可以作为物理屏障以防止事物(例如，操作者的手或手指)进入空气过滤器，从而防止对插入的事物的伤害和/或电击。地级236可包括，例如，金属网格、网、具有多个孔的薄片等。在一些实施例中，例如，地级236可包括开口、孔，和/或约1/2”英寸至1/8”(例如，1/4”英寸)的通孔，以防止手指进入腔室104。然而，在其它实施例中，地级236可包括任何合适的尺寸的开口。
[0033]在某些实施例中，作为附加的安全特征，连接到电源(未示出)的一个或多个占用或接近传感器238可被设置靠近进气口 103。在检测到对象(例如，操作者的手)之后，接近传感器238可被配置用于，例如，自动断开到电离级110和/或收集级120的电源。在一些实施例中，接近传感器238也可被配置在检测到插入的对象之后，警告设备控制系统(未示出)。
[0034]在某些实施例中，流体分配器、雾化器或喷雾组件239可设置至少靠近进气口103。喷雾组件239可被配置用于递送气雾剂或液体240(例如，水)到进入空气过滤器200的气流中。液体240可进入腔室104和并且被分配朝向收集级220。在收集级220中，液体240可通过第一收集部124被吸收。本领域的普通技术人员将理解，液体240(例如，水)可调节和改变第一收集部124的第一电阻率。在一些实施例中，例如，控制系统和/或操作者(未示出)可监视收集电极122和排斥电极228之间的电流。例如，如果电流下降到低于预定的阈值(例如，1微安)，喷雾组件239可被手动或自动激活以递送液体240朝向收集级220。在其它实施例中，例如，喷雾组件239可被激活以在第一收集部124增加一种或多种材料的有效性。例如，二氧化钛可更有效地杀死潮湿时的病原体(例如，细菌
[0035]图3是根据本技术的实施例配置的空气过滤器300的示意性俯视图。在图3的实施例中，空气过滤器300包括具有多个电晕电极312的电离级312(例如，类似于图1八的电晕电极112)。空气过滤器300还包括收集级，其包括排斥电极228 (图2卜20和多个收集电极322。各个收集电极322的近端部351包括第一外表面3233和相对的第二外表面3236之间的第一导电部325。第一和第二外表面323?和3236可被定位在大致平行于气流通过空气过滤器300的方向中的收集级320。第一和第二外表面3233和3236的至少一个可包括第一收集部324(例如，类似于图1八的第一收集部124)，其包括，例如，第一开孔，多孔材料(例如，三聚氰胺泡沫或其它适当材料)。
[0036]各个收集电极322的近端部351包括第二收集部352和第二导电部354。在一些实施例中，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)，其具有高电阻率(例如，大于IX并且可防止在操作期间产生火花或来自电晕电极312的放电。然而，在其它实施例中，第二收集部352可被配置作为，例如，激励电极和/或收集电极。第二导电部354可进一步吸引带电微粒到收集电极322。第二导电部354(例如，管状或任何其它合适的形状)可包括第二导电材料(例如，金属、碳粉和/或任何其它合适的导体)，其具有不同于第一收集部324的第一材料的第一电阻率的第二电阻率。在其它实施例中，尽管第一收集部324和第二导电部354可具有不同的电阻率，但它们通常仍可具有相同的电势。在一些实施例中，具有相同电势，不同的电阻率的材料可望减小电晕电极312和收集电极322之间的火花。
[0037]图4八和48是根据本技术的实施例的第一配置和第二配置分别示出的电离级410的侧视图。参照图4八和48，电离级410包括多个电极412(例如，图1八的电晕电极112)。每个电极412包括被配置用于沿电极412的外表面，净化和/或去除积累的物质(例如，氧化副产物，二氧化硅等)的净化设备470。在示出的实施例中，净化设备470包括环绕地布置在中心部474周围的多个螺旋桨叶片472，其具有孔476穿过。孔476包括被配置用于净化或以其它方式接合相应的电极412的内表面477。
[0038]电离级410可被配置在气流路径中(例如，在图1八的空气净化器100的壳体102中)。当空气移动通过电离级410时，气流可推动叶片472，以及沿电极412向上提升净化设备470。当净化设备470可滑动地沿电极412上升时，内表面477接合电极412，从而去除至少一部分积累物。当净化设备470到达电极412的上部范围内，可移动的止动件480可接合净化设备470，从而阻碍电极412(图48)的进一步提升。例如，当气流基本上停止时，净化设备470可返回图4八所示的位置，由此允许净化设备470继续净化电极412。
[0039]在一些实施例中，例如，止动件480可具有初始时第一配置中(例如，图4八中的垂直配置)的叶子的形状(或任何其它合适的形状，诸如正方形，长方形等响应气流的力时，止动件480可从第一配置移动到第二配置(例如，图48中的大致水平的结构当净化设备470到达电极412的上部范围内，其转动被止动件480 (图48)阻碍。止动件480可保持在第二配置中，只要气流保持足够的推力或作用于其上的升力。然而，当气流停止时，止动件480返回到第一配置，从而释放净化设备470，并允许净化设备470返回到图4八所示的初始位置，保持在那里直到接收到用于下一次净化循环的足够的气流。
[0040]本公开可由以下一个或多个条款限定:
[0041]1.一种空气过滤器，包括:
[0042]壳体，具有进气口、出气口，以及其间的腔室；以及
[0043]进气口与出气口之间的电极组件，其中所述电极组件包括多个第一电极和多个第二电极，其中所述第一电极包括内部第一导电部和与通过所述腔室的气流大致平行的外表面，并且其中所述第一电极进一步包括包含第一多孔材料的第一收集部。
[0044]2.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述第一多孔材料具有开孔结构。
[0045]3.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述第一电极和所述第二电极被布置在所述电极组件中的交替的柱内，并且其中所述第一电极具有第一电势，以及所述第二电极具有与所述第一电势不同的第二电势。
[0046]4.根据权利要求1所述的空气过滤器，进一步包括设置在所述腔室中至少靠近所述进气口的第一电晕电极。
[0047]5.根据权利要求5所述的空气过滤器，其中各个所述第一电极包括至少邻近所述第一电晕电极的近端区域，并且其中至少一些的所述第一电极包括在所述第一收集部和设置在所述近端部上的第二收集部之间的第二导电部。
[0048]6.根据权利要求5所述的空气过滤器，其中所述第二导电部包括具有与所述第一材料的第一电阻率相比较小的第二电阻率的第二材料。
[0049]7.根据权利要求6所述的空气过滤器，其中所述第二收集部具有大于所述第二电阻率且不同于所述第一电阻率的第三电阻率。
[0050]8.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述第一材料包括三聚氰胺泡沫。
[0051]9.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述第一收集部进一步包括消毒材料和减污材料中的至少一种。
[0052]10.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述第二电极包括第一端部、第二端部，以及其间的中间部，并且其中所述第一端部和所述第二端部的至少一个包括具有大于所述中间部的第二宽度的第一宽度的凸起。
[0053]11.根据权利要求4所述的空气过滤器，其中所述第一电晕电极包括金属丝，并且其中所述空气过滤器进一步包括净化设备，其被配置用于可滑动地从所述金属丝上的第一位置移动到所述金属丝上的第二位置。
[0054]12.根据权利要求11所述的空气过滤器，其中所述净化设备包括具有被配置用于接收穿过其中的所述金属丝的中心孔的螺旋桨，其中所述孔包括被配置用于接合所述第一电晕电极的内表面。
[0055]13.根据权利要求12所述的空气过滤器，其中所述净化设备包括设置在靠近所述第二位置的止动件，其中所述止动件被配置用于在第一结构和第二结构之间交替以响应所述气流，并且其中在所述第二结构中的所述止动件使所述净化设备返回没有所述气流的所述第一位置。
[0056]14.一种过滤空气的方法，所述方法包括:
[0057]通过使用布置在气流路径中的电离器创建电场，其中所述电离器被定位以从所述气流电离至少一部分空气分子；
[0058]在与所述电离器隔开的多个第一电极上施加第一电势，其中各所述第一电极包括
[0059]第一导电部，其被配置用于在所述第一电势运行；
[0060]第一收集部，其被可拆卸地连接到所述第一导电部，并且包括多孔介质；以及
[0061]第一表面，其大致平行于所述气流路径的主方向，其中所述
[0062]第一表面具有与所述第一电势不同的电势；以及
[0063]在所述第一收集部接收电耦合到所述被电离的气体分子的颗粒物。
[0064]15.根据权利要求14所述的方法，其中所述多孔介质是由能够在无水情况下导电的材料制成。
[0065]16.权利要求14的方法，其中所述多孔介质包括具有开孔结构的多孔材料。
[0066]17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在平行于所述第一电极并且与所述第一电极隔开的多个第二电极施加第二电势，其中所述第二电势与所述第一电势不同，使得所述第二电极排斥所述颗粒物到邻近的第一电极。
[0067]18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括自动净化所述电晕电极，其中至少一个所述电晕电极包括被配置为可沿着所述电晕电极滑动地移动以响应所述气流的净化设备，其中所述净化设备包括具有被配置用于接收穿过其中的所述金属丝的中心孔的螺旋桨，并且其中所述孔包括被配置用于接合所述第一电晕电极的内表面。
[0068]19.一种静电除尘器，包括:
[0069]壳体，其具有进气口、出气口，以及腔室；
[0070]至少靠近所述进气口的所述腔室中的电离级，其中所述电离级被配置用于电离经由所述进气口进入所述腔室的空气中的气体分子；以及
[0071]所述电离级和所述进气口之间的所述腔室中的收集级，其中所述收集级包括多个收集电极和第一收集部，所述多个收集电极具有大致与通过所述腔室的气流平行的外表面，所述第一收集部包括具有开孔结构的第一多孔介质，并且其中所述收集电极被配置用于接收和收集电耦合到所述被电离的气体分子的颗粒物。
[0072]20.根据权利要求19所述的方法，其中所述多孔介质由导电材料制成。
[0073]21.根据权利要求19所述的方法，其中所述多孔介质包括具有开孔结构的多孔材料。
[0074]22.根据权利要求19所述的静电除尘器，进一步包括在所述收集级中的多个排斥电极，其中所述排斥电极被配置用于排斥所述颗粒物到邻近的收集电极。
[0075]23.根据权利要求19所述的静电除尘器，其中所述收集电极进一步包括由第二材料制成的第二收集部。
[0076]24.根据权利要求23所述的静电除尘器，其中所述第一多孔介质包括三聚氰胺泡沫，以及所述第二材料包括活性炭。
[0077]25.根据权利要求19所述的静电除尘器，其中所述收集电极的所述外表面包括所述第一材料以及被配置用于破坏挥发性有机化合物的材料的组合。
[0078]26.根据权利要求19所述的静电除尘器，其中所述收集电极的所述外表面包括所述第一材料和消毒材料的组合。
[0079]27.根据权利要求19所述的静电除尘器，进一步包括所述进气口和所述电离级之间的电接地的空气穿透级。
[0080]28.根据权利要求19所述的静电除尘器，进一步包括设置在所述进气口和所述电离级之间的第一接近传感器，其中所述接近传感器被配置用于在检测到至少靠近所述进气口的对象之后，断开到所述电离级的电源。
[0081]29.根据权利要求19所述的静电除尘器，其中所述收集电极包括内部导电部，以及其中所述内部导电部在所述收集电极的所述外表面具有与第二电势不同的第一电势。
[0082]本技术的实施例的以上的详细描述并不旨在穷举或将技术限制于以上公开的精确形式。相关领域技术人员将认识到，虽然本技术的具体的实施例和示例出于说明的目的被描述，各种等同修改在技术范围之内是可能的。例如，当步骤以给定的顺序呈现，替换的实施例可以不同的顺序执行步骤。本文所描述的各种实施例也可被组合以提供进一步的实施例。
[0083]此外，除非单词“或”被明确地限定仅表示排除两个或多个项目的列表的其它项目的单个项目，那么在列表中“或”的使用在这样的列表是要被解释为包括⑷列表中的任何单个项目，(幻列表中的所有项目，或((3)列表中的项目的组合。只要情况允许，单数或复数的术语也可分别包括复数或单数术语。另外，术语“包括”自始至终被用于指包括至少列举的特征，任何更大数量的相同的特征和/或附加类型的其它特征未被排除。还应当理解的是，本文已经描述的具体实施例出于说明的目的被描述，但是在不偏离本技术偏离的情况下，各种修改可被做出。此外，虽然本技术的某些实施例的相关的优点已在那些实施例的上下文中进行了描述，其它实施例也可展现此类优点，且并非所有实施例必然呈现本技术的范围内的这些优点。因此，本公开和相关的技术可涵盖本文未明确示出或描述的其它实施例。
【权利要求】
1.一种空气过滤器，包括: 壳体，具有进气口、出气口，以及其间的腔室；以及 进气口与出气口之间的电极组件，其中所述电极组件包括多个第一电极和多个第二电极，其中所述第一电极包括内部第一导电部和与通过所述腔室的气流大致平行的外表面，并且其中所述第一电极进一步包括包含第一多孔材料的第一收集部。
2.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述第一多孔材料具有开孔结构。
3.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述第一电极和所述第二电极被布置在所述电极组件中的交替的柱内，并且其中所述第一电极具有第一电势，以及所述第二电极具有与所述第一电势不同的第二电势。
4.根据权利要求1所述的空气过滤器，进一步包括设置在所述腔室中至少靠近所述进气口的第一电晕电极。
5.根据权利要求5所述的空气过滤器，其中各个所述第一电极包括至少邻近所述第一电晕电极的近端区域，并且其中至少一些的所述第一电极包括在所述第一收集部和设置在所述近端部上的第二收集部之间的第二导电部。
6.根据权利要求5所述的空气过滤器，其中所述第二导电部包括具有与所述第一材料的第一电阻率相比较小的第二电阻率的第二材料。
7.根据权利要求6所述的空气过滤器，其中所述第二收集部具有大于所述第二电阻率且不同于所述第一电阻率的第三电阻率。
8.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述第一材料包括三聚氰胺泡沫。
9.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述第一收集部进一步包括消毒材料和减污材料中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述第二电极包括第一端部、第二端部，以及其间的中间部，并且其中所述第一端部和所述第二端部的至少一个包括具有大于所述中间部的第二宽度的第一宽度的凸起。
11.根据权利要求4所述的空气过滤器，其中所述第一电晕电极包括金属丝，并且其中所述空气过滤器进一步包括净化设备，其被配置用于可滑动地从所述金属丝上的第一位置移动到所述金属丝上的第二位置。
12.根据权利要求11所述的空气过滤器，其中所述净化设备包括具有被配置用于接收穿过其中的所述金属丝的中心孔的螺旋桨，其中所述孔包括被配置用于接合所述第一电晕电极的内表面。
13.根据权利要求12所述的空气过滤器，其中所述净化设备包括设置在靠近所述第二位置的止动件，其中所述止动件被配置用于在第一结构和第二结构之间交替以响应所述气流，并且其中在所述第二结构中的所述止动件使所述净化设备返回没有所述气流的所述第一位置。
14.一种过滤空气的方法，所述方法包括: 通过使用布置在气流路径中的电离器创建电场，其中所述电离器被定位以从所述气流电离至少一部分空气分子； 在与所述电离器隔开的多个第一电极上施加第一电势，其中各所述第一电极包括 第一导电部，其被配置用于在所述第一电势运行； 第一收集部，其被可拆卸地连接到所述第一导电部，并且包括 多孔介质；以及 第一表面，其大致平行于所述气流路径的主方向，其中所述第 一表面具有与所述第一电势不同的电势；以及 在所述第一收集部接收电耦合到所述被电离的气体分子的颗粒物。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述多孔介质是由能够在无水情况下导电的材料制成。
16.权利要求14的方法，其中所述多孔介质包括具有开孔结构的多孔材料。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在平行于所述第一电极并且与所述第一电极隔开的多个第二电极施加第二电势，其中所述第二电势与所述第一电势不同，使得所述第二电极排斥所述颗粒物到邻近的第一电极。
18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括自动净化所述电晕电极，其中至少一个所述电晕电极包括被配置为可沿着所述电晕电极滑动地移动以响应所述气流的净化设备，其中所述净化设备包括具有被配置用于接收穿过其中的所述金属丝的中心孔的螺旋桨，并且其中所述孔包括被配置用于接合所述第一电晕电极的内表面。
19.一种静电除尘器，包括: 壳体，其具有进气口、出气口，以及腔室； 至少靠近所述进气口的所述腔室中的电离级，其中所述电离级被配置用于电离经由所述进气口进入所述腔室的空气中的气体分子；以及 所述电离级和所述进气口之间的所述腔室中的收集级，其中所述收集级包括多个收集电极和第一收集部，所述多个收集电极具有大致与通过所述腔室的气流平行的外表面，所述第一收集部包括具有开孔结构的第一多孔介质，并且其中所述收集电极被配置用于接收和收集电耦合到所述被电离的气体分子的颗粒物。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述多孔介质由导电材料制成。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述多孔介质包括具有开孔结构的多孔材料。
22.根据权利要求19所述的静电除尘器，进一步包括在所述收集级中的多个排斥电极，其中所述排斥电极被配置用于排斥所述颗粒物到邻近的收集电极。
23.根据权利要求19所述的静电除尘器，其中所述收集电极进一步包括由第二材料制成的第二收集部。
24.根据权利要求23所述的静电除尘器，其中所述第一多孔介质包括三聚氰胺泡沫，以及所述第二材料包括活性炭。
25.根据权利要求19所述的静电除尘器，其中所述收集电极的所述外表面包括所述第一材料以及被配置用于破坏挥发性有机化合物的材料的组合。
26.根据权利要求19所述的静电除尘器，其中所述收集电极的所述外表面包括所述第一材料和消毒材料的组合。
27.根据权利要求19所述的静电除尘器，进一步包括所述进气口和所述电离级之间的电接地的空气穿透级。
28.根据权利要求19所述的静电除尘器，进一步包括设置在所述进气口和所述电离级之间的第一接近传感器，其中所述接近传感器被配置用于在检测到至少靠近所述进气口的对象之后，断开到所述电离级的电源。
29.根据权利要求19所述的静电除尘器，其中所述收集电极包括内部导电部，以及其中所述内部导电部在所述收集电极的所述外表面具有与第二电势不同的第一电势。
【文档编号】B03C3/74GK104507581SQ201380037669
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年5月15日 优先权日:2012年5月15日
【发明者】伊格诺·克里奇托夫维奇 申请人:华盛顿大学商业化中心