流体驱替装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种流体驱替装置，特别是一种用于驱替室内空气的装置，室内空气在这里是指居住空间、办公室或工业厂房中的空气。本发明还涉及一种用于从气体中去除颗粒物质的空气净化装置，特别是一种用于净化室内空气的装置。颗粒物质在本发明的上下文中涉及包括微生物和病毒的任何类型的气载微粒。本发明还涉及一种在空间中驱替空气的方法。
【背景技术】
[0002]与离子驱动风相关的物理学已经得到非常完善的建立。虽然离子驱动风的首个文献出现于1709年，但对该现象的首次深入分析在将近200年之后才得以进行。已经有许多关于将离子驱动风速度用于各种空气动力学、传热以及其它应用的研宄，所有这些应用都会受益于将气流速度最大化。在低流速(小于风扇)静电除尘器中进行无声传质的示例在US4789801(1988)中被公开。
[0003]随着世界人口、技术和工业的不断发展，数量日益增大并且种类繁多的颗粒物质(还包括致病微生物)被产生并且被释放到空气中。因此疾病的数量以及疾病爆发的次数不断增多。疾病爆发的示例除了别的以外有埃博拉病毒、口蹄疫和SARS传染病的爆发。接触并且暴露于空气中的这些致病颗粒物质的人群正在增多，这导致了疾病传染和传播风险的进一步增大。因此，空气质量具有特别的重要性，特别是在传染机率高的环境中。这种环境的示例为手术室，在手术室中通常有开放性创伤的患者易感染吸入性致病颗粒物质。
[0004]对于空气质量的要求(即存在于空气中的颗粒物质的量必须低于确定的最高等级)在未来将进一步增大。
[0005]对吸入性致病颗粒物质以及由其导致的传染最敏感的细分领域之一为医院，在医院中所有种类的疾病和细菌在同一地点处汇集并且集中。为了获得较高的空气纯度，手术室通常连接到空气通风系统，其中空气通风系统配备有具有高效率的空气过滤器，例如“高效颗粒空气(HEPA) ”过滤器。即使是这种高效空气过滤器仍有有限的效率和功能灵活性，并且这在实际情况下影响了其有效性。因而，这种HEPA过滤器的效率除了别的因素以外取决于流量、压力、流速以及热量或可能存在的福射。
[0006]由 Nederlands Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu(RIVM，公共卫生和环境国家研宄所)在2005年对荷兰的状况的研宄已经表明，10%到30%的进入荷兰医院的患者有与医院相关的传染，其中的30 %到40 %是由吸入性微生物造成。
[0007]此外，统计资料表明，与其它部门相比，医务工作者有着最高的与生病相关的缺勤(无论以天计算还是以频率计算)。
[0008]类似地，在一些国家中存在有对于在学校中的传染进行控制的法规。大量的传染都是通过空气传播的。空气净化装置将有助于降低在大量人群聚集的建筑物内的传染的风险。
[0009]US4689056A公开了一种使用离子风的空气净化器，该空气净化器包括权利要求1的前序中的特征。然而，包括针状电极的实施例会产生臭氧。US4689056A通过一些实施例进行教导了臭氧的产生可以通过使用平行导线形式的放电电极并且使放电电极处的电压保持较低来减少。
[0010]US4231766A公开了一种具有电场产生的空气流的两极静电集尘器。该装置包括电离器导线来电离空气。该文献还通过电离器导线相对于反电极的放置教导了空气流、臭氧产生以及电离器电流的变化。为了排除在电离器导线与加速器板之间形成电弧的可能性，在这些部件之间必须保持足够的间距。
[0011]为了降低特别是在医院和学校中的传染的风险，需要一种改进的系统，该系统能够从空间中的空气中去除颗粒物质，特别是微生物，并且该系统不产生超过了规定水平的臭氧(以流经该装置的空气环流的体积的百万分之一为单位测得的臭氧)，即，其中，由该系统产生的生成背景噪声是非常低的并且臭氧浓度低于预定的最大许可浓度值。例如，根据联邦食品、药品和化妆品法案的拟议修正案，由电子空气净化器以及类似的家用装置产生的最大臭氧浓度为0.050ppm。
【实用新型内容】
[0012]本发明的目的是提供一种改进的构造成用于产生流体内流动的流体驱替装置，该装置可以在空气净化装置中使用，以便从气体中去除颗粒物质，该装置克服了至少一个上文提到的缺点。
[0013]根据本发明，该目的由具有权利要求1的特征的构造成用于产生流体内流动的流体驱替装置实现。实施本发明的有利实施例和其它方法可以通过在从属权利要求中提到的措施获得。
[0014]根据本发明，构造成用于产生流体内流动的流体驱替装置包括:具有内表面的空气流管道，所述空气流管道构造成适于流体流从所述流体驱替装置的入口到出口流动；设置在所述空气流管道中的多个电晕电极，其中，每个所述电晕电极包括具有远端端部和近端端部的细长本体，所述远端端部设置有构造成产生电晕放电的末端。所述装置还包括所述电晕电极下游的非电晕电极。所述电晕电极的末端定位在距所述非电晕电极预定距离的位置处。所述细长本体的近端端部在距所述非电晕电极的距离长于所述预定距离的位置处连结所述空气流管道的内表面。
[0015]已经发现的是，在诸如CN101577397A中示出的现有流体驱替装置中，流动能量的一大部分被管道中的电晕电极的构造消耗。此外，主要是电晕电极与非电晕电极之间的空气分子被电离化，由此管道的侧壁附近的空气分子被电离化，而不是管道中央的空气分子。因此，侧壁附近的空气流的速度远高于管道中央的空气流的速度。因此，需要多级来获得期望的流经管道的流量。本发明的特征提供了一种具有空气流管道中的减小的气动阻力或空气阻力的电晕电极的构造。这使得能够提供一种流体驱替装置，该流体驱替装置仅需要一对电晕电极/非电晕电极来产生足够高的流经管道的流动输出，其中管道由于仅需要一级而具有减小的长度。
[0016]在本发明的实施例中，细长本体呈杆状。在有利实施例中，细长本体具有直线本体轴线。
[0017]在本发明的实施例中，经过所述细长本体的末端和近端端部的直线与所述内表面形成角度α，其中，15° <α<90°。已经发现对于管道的最小长度而言这个范围内的角度是最佳的。
[0018]在本发明的实施例中，电晕电极的末端具有在该末端的下游指向空气流管道的中央的末端。该特征改善了空气流管道中央处的空气分子的电离化，因此，空气流管道的中央处的空气流的速度增大。这使得中央处的空气流与侧壁附近的空气流之间的速度差异减小，从而允许减小最大流动速度，而流经装置的流量不会减小。
[0019]在本发明的实施例中，所述远端端部包括耦合结构，以便将末端结构附接到所述细长本体。在本领域中已知的是，当金属离子发射极在室内空气中经受电晕放电时，会在几小时内显示出劣化和/或氧化的迹象并且产生细小微粒。这个问题在由铜、不锈钢、铝和钛形成的针状电极中是普遍的。在进行放电的区域或经受活性气体物质OJPNOx的区域会发现腐蚀。在所有上述材料上都会发现NO3离子，无论发射极是正极还是负极。电晕电极可以由诸如钨或铂之类的抗腐蚀金属制成。然而，当这样的电极由单件制造而成时费用高并且难以加工成具有呈期望形状的细长本体的电极。本实施例的特征使得能够提供具有低成本并且具有优越的抗腐蚀性特征的细长本体的电晕电极。细长本体可以由费用低廉的导电材料制成，而电极的相对较小的末端可以由抗腐蚀材料制成。耦合结构提供了细长本体与末端之间的需要的导电性。这个特征进一步允许提供末端和细长本体由不同的导电材料制成的电晕电极。
[0020]在本发明的实施例中，所述空气流管道包括形成了所述空气流管道的内表面的一部分的导电环形元件，并且所述近端端部附接到所述环形元件。这些特征允许制造一个包括所有附接的电晕电极的结构，该结构可以被放置在空气流管道中并且仅需要一个端子来将所有的电晕电极连接到高电压电源。这显著降低了制造成本。
[0021]在另一实施例中，所述导电环形元件具有电阻率P，其中，0.001欧姆.米< P <1000欧姆.米。高电阻材料的导电元件可以容易地传导电晕电流。然而，该材料沿着流经元件的电流路径提供了压降。该材料由此阻止或限制了初始发电花现象。导电环形元件可以为施加到空气流管道的内表面的覆层，这种相对较高电阻的材料的示例包括填充有碳或增大导电性的其它添加剂的聚合物、本质导电的聚合物、硅、砷化镓、磷化铟和碳化硅。
[0022]在本发明的实施例中，电晕电极的末端围绕空气流管道的中心轴线成圆形地布置。在有利实施例中，末端在径向上相互等距。这些特征提供了流经空气流管道的情况良好的空气流。
[0023]在本发明实施例中，所述非电晕电极为形成了所述空气流管道的内表面的一部分的环形元件。环形非电晕电极具有比栅格形非电晕电极低的空气阻力并由此提供了更好的流经装置的空气流。非电晕电极可以为施加到空气流管道的内表面的环状覆层的形式。
[0024]在一实施例中，