用于生成等离子体的柔性电极组件和包括所述柔性电极组件的空气处理系统的制作方法

本发明涉及空气处理方法和装置。更具体地，本发明涉及一种包括柔性电极组件和空气管道系统的空气处理装置。所述装置可以进一步包括电源。所述电极组件由柔性材料制成并被用于生成低功率放电等离子体，用于使室内空气中存在的威胁健康的空气传播的污染物灭活并从中移除污染物。本发明还提供一种在空气处理应用中使用这种装置的方法，用于移除威胁健康的空气传播的污染物。

在另一方面，本发明还提供了一种用于从气流中移除威胁健康的空气传播的污染物的空气处理装置，其可以包括病原体，所述空气处理装置包括具有一般为气旋形几何结构的装置，该气旋形几何结构包括圆柱段和圆锥段；所述装置定义了在同一方向上旋转的一般为环状的流体动作的区域，所述装置具有用于使气流进入所述装置的空气入口，且所述空气入口被设置成便于建立一般为环状的流体动作，以及被提供在所述装置内以使威胁健康的空气传播的污染物灭活的装置和出口，被净化的向外流动的空气将从所述出口离开所述装置。理想地，在优选实施例中，具有一般为气旋形的几何结构的所述装置包括上面定义的柔性电极组件，所述柔性电极组件被提供在围绕所述气旋形几何结构的壁，以使得气流被朝着所述气旋形装置的壁引导，以使得威胁健康的空气传播的污染物被朝向和进入由所述等离子体产生的灭活区域内推进，所述等离子体由所述柔性电极组件的朝向外侧的导电层释放。

在另一方面，本发明涉及一种空气处理设备，包括用于空气消毒和污染控制的生成等离子体的柔性电极静电除尘器组件，其中所述生成等离子体的柔性电极静电除尘器组件包括被设置成生成低功率放电等离子体和用于使气流中的病原体灭活的所述柔性电极组件。

背景技术：

威胁健康的空气传播的污染物可以被划分为三组；（a）包括引起经由空气传播到环境中的疾病的任何有机体的空气传播的污染物；（b）包括在摄取、吸入或接触时引起过敏反应的任何物质的空气传播的污染物，以及（c）包括任何被设计为被以悬浮在空气中的微小颗粒的形式高压喷射的任何产品的空气传播的可挥发有机化合物（VOC）。最后一类包括许多清洁用化学品、发胶、各类底漆以及注入汽油和煤油的燃料和其他家用、美容或业余爱好产品。一些织物，特别是那些最近制造的，当它们是随时间推移除气或者以气态形式泄漏化学品时，也促成了室内空气传播的VOCs。

空气传播的污染物能够在室内环境中显著地堆积，结果是我们呼吸的空气变得受到污染。考虑到人们平均在室内环境度过其时间的大约90%，应当理解的是把污染物从室内空气中移除，对于减少过敏和防止感染传播（诸如病态建筑综合征）是非常重要的。

用于控制空气传播的病原体的现有技术能够被归类为：（a）空气传播的捕集系统或过滤器、（b）空气传播的灭活系统以及，（c）上述的一些组合。

现有的空气传播的灭活技术还包括利用化学品、UV辐射和等离子体释放副产品的那些。

化学灭活的例子包括使用抗菌汽化器，通常是臭氧或过氧化氢。尽管这些系统是有效的，但它们也具有破坏性，要求待处理的室内空间被清空并因此不适用于在正常生活环境下使用。

净化空气的可替代性发明包括使用紫外光（UV）排放来杀死空气传播的细菌。例如，国际公开No. WO 2003/092751描述了一种装置，其中流体（例如，空气）被通过一排UV灯。应当理解的是在这个解决方案中唯一存在的灭活机制是经由UV辐射。

还已知的是利用用于空气过滤介质灭菌的等离子体自由基；见例如US专利公开No. 2004/0184972A1。在该现有技术文档中，提出了逆流等离子体释放能够生成活跃自由基，其逆向流到介质过滤器并杀死任何被所述过滤器捕集的细菌或病毒。

在这样的依赖等离子体释放的系统中，等离子体发生器的设计和结构特别重要。本文档公开的教导提供了一种用于生成等离子体的电极组件，其可被用于空气消毒和污染控制。

技术实现要素：

因此，本申请的第一实施例提供了一种用于如权利要求1中详细描述的那样的处理设备的柔性电极组件。

因此，在一方面，本发明提供了一种用于空气处理设备的柔性电极组件，包括：

形成绝缘片的柔性介电层；

多个在所述绝缘片的第一侧面上的导电迹线；

形成在所述绝缘片的第二侧面上的导电层的、无间隙或孔洞的均匀导电材料；以及

AC电源，具有等同于主频率的电源频率，且被设置成向所述电极组件提供电力以使得由所述组件产生的离子化是dark或Townsend类型放电，所述电源被进一步设置成可操作地确保被施加于所述电极组件的每单位面积的功率小于100mW/cm²；

以及其中给所述导电迹线和所述导电层的电压供电产生从所述导电迹线释放的等离子体，且进一步地其中所述多个导电迹线形成所述组件的第一层且所述导电层形成所述组件的第二层，向所述第一层和所述第二层的电压供电产生介电阻挡放电类型的等离子体，该等离子体仅从所述第一层被释放和维持。

本发明的所述柔性电极的优势是它能够采取任何期望的形状而且能够符合其被插入的装置的形状，诸如管道的或管道段的内部，所述管道段包括具有一般为圆锥几何结构的装置，所述几何结构包括圆柱段和圆锥段。

在另一方面，本发明还提供了一种空气处理系统和如独立权利要求中详细描述的那样的空气处理装置。从属权利要求中提供了有利的实施例。

在另一方面，本发明还提供了一种用于移除威胁健康的空气传播的污染物的空气处理装置，该污染物可以包括来自气流的病原体，所述空气处理装置包括具有一般为气旋形状几何结构的装置，该气旋形状几何结构包括圆柱段和圆锥段；所述装置定义了在同一方向上旋转的、一般为圆形的流体运动的区域，所述装置具有用于使气流进入所述装置的空气入口，且所述空气入口被设置成便于建立一般为圆形的流体运动，以及被提供于所述装置内以使威胁健康的空气传播的污染物灭活的装置和来自所述装置的出口，被净化的向外的空气能够从该出口出去。理想地，在优选实施例中，所述装置的所述出口与具有气旋式几何结构的所述装置中的漩涡气流的方向的平面共面；但向外的气流方向与向内的漩涡气流方向相反。从属权利要求中包括了其他特征。

本发明的所述空气处理装置的优势是螺旋运动的气流确保了通过所述装置的任何空气传播的污染物质的通路相对较长，以使得在所述装置中所花的时间也比纵向通过所述装置的直接向内的气流的情形更长；因此，空气传播的污染物质将被推动进入灭活区域的次数相对于线性向内的气流被增加。另一个优势是离开所述装置的向外的气流就移除灭活的空气传播的污染物质，以使得在气旋几何结构装置内不发生材料的堆积。

在一个优选实施例中，本发明涉及一种空气处理设备，包括产生等离子体的柔性电极和用于空气消毒和污染控制的静电除尘器组件，其中所述产生等离子体的柔性电极静电除尘器组件包括被设置成用于产生低功率放电等离子体的所述柔性电极组件。

在一方面，本发明提供了空气处理装置，包括：静电除尘器，被设置成对所述静电除尘器邻近的空气传播的粒子充电，以提供被充电的空气传播的粒子；以及等离子体发生器，包括所述柔性电极组件，被定位于与所述静电除尘器接近但隔预定距离且被设置成与所述静电除尘器配合，所述等离子体发生器这样的装置，其被设置为在所述等离子体发生器的区域中创建灭活区域；且其中所述空气处理装置包括用于把由所述静电除尘器产生的带电的空气传播的颗粒引导到灭活区域，以使得所述空气处理装置适于产生带电的空气传播的颗粒且适于然后立即把带电的空气传播的颗粒引导到灭活区域中，从而使带电空气传播的颗粒暴露于灭活区域中的等离子体。所述把由所述静电除尘器产生的带电空气传播的颗粒引导到到灭活区域的装置可以包括在所述静电除尘器和所述等离子体发生器之间施加的电压，以使得所述空气处理装置适于产生带电的空气传播的颗粒，而且，同时，适于通过把带电空气传播的颗粒吸引向所述等离子体发生器的方式，把产生的带电颗粒引导到灭活区域中，以便于带电的空气传播的颗粒暴露于灭活区域中的等离子体。

应当理解的是，在本专利说明书中，术语，"灭活区域"是指这样的区域，其中等离子体被释放并且有效地使包括病原体的空气传播的污染物质灭活。这种可以威胁健康的空气传播的污染物质（即，空气传播的污染物）可以被细分为三组：（a）空气传播的病原体，包括任何引起经由空气传播到整个环境的疾病的有机体；（b）空气传播的过敏症，包括任何在被摄取、吸入或接触时引起过敏反应的物质，以及（C）空气传播的挥发性有机化合物（VOC），包括任何被设计成在高压下以在空气中保持悬浮的微小颗粒的形式喷洒的产品。由所述等离子体发生器产生的等离子体在本发明的所述空气处理装置中使任何如在细分（a）到（c）中那样定义的空气传播的污染物质有效地灭活。

因此，所述空气处理装置被设置为把带电的空气传播的颗粒吸引到灭活区域中；这与尝试把所有带电粒子吸引到所述等离子体发生器的表面上是一样的，事实上，这将是不被期望的，因为如果所有带电颗粒都在所述等离子体发生器的表面上，它就可能干扰所述等离子体发生器的有效运行。本发明的所述空气处理装置包括等离子体发生器，优选用于产生等离子体的柔性电极组件，其被设置成工作在小于1W/cm²的功率密度，以可操作地产生等离子体放电。

在优选实施例中，所述等离子体发生器包括柔性电极组件，被设置成工作在小于1W/cm²的功率密度，以可操作地围绕所述柔性电极组件的纵轴周围产生等离子体放电的柔性电极组件。应当理解的是，虽然所述柔性电极组件可以被提供在所述空气处理装置的至少一部分内壁上，优选地，围绕内壁的至少一部分的周围，但所述柔性电极组件可以是足以在所述装置的壁的区域内提供灭活区域的任何期望的尺寸。该灭活区域从所述柔性电极组件向外延伸达大约1cm。不需要所述空气传播的污染物质碰撞所述柔性电极组件以使空气传播的污染物质灭活；所述空气传播的污染物质足以进入灭活区域。理想地，在本发明的空气处理装置的气旋布置中，空气传播的污染物质将由于向内的气流的旋转和漩涡运动而多次进入灭活区域。该向内的气流被通过向内的气流口引导进入所述空气处理装置，该气流口被设置以建立气旋气流。所述气流口包括多个协作以建立气旋气流的壁。

最优选地，所述等离子体发生器被设置成在0.1-0.5W/cm²的功率密度范围内运行。这对于产生等离子体而言是相对较低的功率密度，而且有效地产生围绕所述等离子体发生器的灭活区域。

附图说明

现在，本申请将参照附图描述，其中仅以实例的方式示出了本发明的多个方面和实施例：

图1是依照本教导的从电极组件的第一侧面的视图；

图2是从图1的所述电极组件的第二侧面的视图；

图3是依照本教导的以半圆方式弯折从所述电极组件的第一侧面的视图；

图4是依照本教导的以半圆方式弯折从所述电极组件的第二侧面的视图；

图5是依照本教导的所述柔性电极组件被部署于管道内的视图；

图6是被部署于管道内的图5的柔性电极组件的近视图；

图7是被部署于管道内的所述柔性电极组件的布局的可替换结构的视图；以及

图8是图7的可替换部署结构的剖视图；

图9是示出连接到所述柔性电极柔性电极组件的第一层和所述柔性电极组件的第二层的连接的示意图，所述第一层是所述柔性电极的等离子体产生表面，所述第二层是所述柔性电极的后侧；

图10是以一般为气旋几何结构的形式的空气处理装置的一个实施例的透视图，所述气旋几何结构包括大体地圆柱段和大体地圆锥段；

图11是图10的所述空气处理装置的剖视图，示出成向下螺旋形地向内的气流和向上地引导的向外的气流；

图12是来自上面的剖视图，显示了被布置于与气旋几何结构空气处理装置内的气流的方向正切的成角度的气流入口；

图13是示出图1-4的所述柔性电极组件的所述空气处理装置的另一实施例的剖视图，所述柔性电极组件被示于布置在围绕所述气旋几何结构的圆柱段的内壁；

图14是所述空气处理装置的另一实施例的剖视图；其包括与图13的实施例相同的特征，除了所述装置是被倒置的，即相对于如图13所示的所述装置转过180度的角度；这表明了所述装置不以与常规的气旋器那样的相同的方式操作，该常规的方式通常用于分离组分，而本发明与那个功能完全不同；

图15是另一个实施例的侧面剖视图，与包括所述柔性电极组件的图13所示的相类似；

图16是图14所示的实施例的另一个视图；

图17是另一实施例的侧剖视图，类似于图13和15中所示的那样，所述柔性电极组件被包括在所述空气处理组件的所述圆柱段内且所述柔性电极沿所述空气处理装置的所述圆柱段的长度延伸更长的距离；

图18是图17所示的实施例的另一个视图；

图19是图13的所述空气处理装置的可替换透视图；

图20是图11所示的所述空气处理设备的可替换实施例，其中柔性电极组件可以被或者可以不被包括在所述气旋几何结构空气处理装置的壁周围；在本实施例中，才用了使威胁健康的空气传播的污染物质灭活的可替代装置，例如，使用UV光源并使所述空气处理设备的内壁涂布有UV反射层，以使得来自UV光源的UV光线以箭头所示的方式在内部反射；

图21是空气处理装置另一可替代实施例，其中静电除尘器被包括在所述空气处理装置中以与所述柔性电极组件配合；在图21和22中所示的这个实施例中，所述静电除尘器为针阵列的形式；

图22是图21的所述空气处理装置的分解视图，更详细地示出了所述针电极静电除尘器。

具体实施方式

本教导涉及一种空气处理装置，包括柔性电极组件，该组件被与管道系统一起使用，以可操作地产生用于处理通过所述管道系统的空气的等离子体。所述装置可进一步包括电源，其与所述柔性电极组件连接以提供用于产生等离子体的电力。此外，可以需要叶轮来迫使空气通过所述管道系统。通过提供这样的元件的组合，当电力被施加到所述电极组件时，有可能产生低功率等离子体释放场，以有效地给空气灭除微生物或病原体或氧化有机的空气传播的污染物以及通过所述管道系统的颗粒。

所述电源可以是带有1kV到10kV幅度的电压输出范围的高电压发生器。所述高电压发生器可以是连续电流型（DC）或交变电流型（AC）。示例性实施例是由AC电源驱动的。在本实施例中，所述电压源频率与主频率相同，即50-60Hz，取决于地理区域。在可替换实施例中，所述电源的频率可以在千赫兹范围内；例如，1kHz至250kHz。另外的可替换实施例可以被适配有带有调制频率范围高于或低于上述列出的那些的AC电源。

所述柔性电极组件的结构参考图1和2被最佳地描述，其示出了包括一介电层101的电极组件100，电极被附着在所述介电层101的前面和后面。这样，所述电极被提供在所述介电层的相对侧上。

每个所述电极均包括导电层。第一导电层102被样式化为一系列细行的导电迹线，各行之间留下狭窄的间隙。第二导电层203（示于图2）包括均匀的导电材料，在其中没有间隙或孔洞。所述第一导电层102和第二导电层203起到一对电极的作用。

等离子体放电是通过将电力施加到包括所述第一导电层102和所述第二导电层203的所述电极对产生的。所施加的功率维持从所述柔性电极组件100的第一表面102的DC或AC放电。在本教导中等离子体的产生是介质阻挡放电（DBD）型的，两个电极彼此通过所述介电层101绝缘。所述第一102和第二203导电层的结构和定位确保了等离子体放电被产生并维持在所述电极组件100的第一层102上。

介质阻挡放电（DBD）是两个电极之间的放电，即，所述第一层102和所述第二层203被绝缘介质阻挡隔开，即，所述介质片101。已知的DBD设备通常是平面的，采用由电介质间隔的刚性平行板，或者是圆柱形的，采用在其间带有介电管的同轴板。然而，为了依照本教导的所述电极组件100的构建而使用柔性材料，本领域技术人员能够组装具有柔性特性的电极对，从而允许所述设备被成形为平面或圆柱形结构以外的几何结构。

所述介电层101由具有高的介电强度的合适的绝缘材料制成，这是可以由本领域技术人员适当选择的。在本教导的示例性结构中，所述介电绝缘层101包括介电强度大于100kV/mm的聚酰亚胺绝缘片。

在本示例性结构中，所述电极组件100由在一个侧面上带有聚酰亚胺片的铜片（作为第二导电层203）和在相对侧上的铜迹线（作为第一导电层102）组成。

对制造印刷电路板而言，使用在其上附着铜的聚酰亚胺是公知的。特别地，这种结构一般构成柔性印刷电路板。应当理解的是，这种柔性电路是以平面形式装配/制造的，并由于所使用的材料的物理特性，变成可弯曲的或柔性的片材/板材。还应注意的是，这些可弯曲的板通常被设计为允许灵活度，在此，传统刚性印刷电路板是不合适的；例如当要求符合非平面的外壳或表面时。因此，这些柔性印刷电路板因为它们的刚性对应物而被用于类似应用，包括低电压和低电流用途，但目前还没有被用在等离子体发生器情形中。

本申请的发明人已经理解到，这些柔性板可以被设置用作一个电极组件或多个电极组件，用于产生中等至高功率的等离子体放电；即放电，其中每单位面积的功率超过1W/cm²。然而，在这种运行条件下，这种柔性印刷电路板的使用寿命由于所施加的高电压和功率而趋于被降低，这可能导致板上短路和因高电流造成迹线道的烧毁。因此，重要的是，按照本发明向所述柔性印刷电路板提供的功率是要被小心调节的。

根据本发明的教导，由所述电源施加到所述电极组件100的功率源低到足以限制所述电极组件100邻近的空气的电离量，并保持PCB上的电应力低，以确保长的运行寿命。在示例性方面中，施加到所述电极的每单位面积的功率在100mW/cm²以下。在这个功率水平，由所述系统产生的电离是dark或Townsend放电。如本领域技术人员已知的，该放电模式的特征在于低放电电流（在微安或更低的范围内）无辐射发射的组合，由此得到术语dark[参见例如Plasma Phys. Control. Fusion（等离子体物理控制熔解） 47(2005)B577-B588]。在该放电模式中产生的自由基也是有限的，为了维持由本发明的所述系统释放的低水平的抗病原体试剂，这是有利的。因此，离子化的等离子体不是辉光放电模式，其中等离子体电流和自由基以及其他等离子体种类浓度明显更高，导致的可见辉光、电极加热和损伤，以及有毒自由基的显著释放。

在另一个方面中，所述电极组件100可在所述第一导电层102和所述介电层101之间包括额外的绝缘层。附加地或可替换地，可在所述第二导电层202和所述介电层101之间放置绝缘层。这种附加层起到了保护所述介电层101免受外部来源的污染或退化的影响。所述额外的保护层还减少了在起到电极和/或邻近导体作用的层之间电弧放电的可能性。

图3和4示出了当所述电极组件100以半圆的形式被弯曲时的透视图， 所述第一导电层102在内侧，所述第二导电层203在外侧。具体地，图3示出了当所述电极组件100被弯曲成弓形时的内侧，而图4示出了所述电极组件100的外侧。

虽然示出的是半圆形的形状，可以使用所述柔性电极组件100形成多个形状。在优选实施例中，使用所述柔性电极组件100形成的形状包括锥形的几何结构。

本领域技术人员将会理解的是，电力是从电源被提供到所述柔性电极组件100的。所述柔性电极组件100和所述电源之间的连接（例如，线缆）的确切性质可被适当选择，并且所述电源和所述电极组件100不需要是并列的。变压器（未示出）也可以被用在所述电源和所述柔性电极组件100之间，以提供高压交流。

所述第一102和第二203导电层在它们各自的全部表面周围与所述介电层101保持直接接触。这确保了在所述电极组件100内没有气窝，在产生等离子体期间气窝内将堆积高水平的等离子体。

在本教导的优选方面，第二导电层203的连续均匀的材料确保了没有等离子体被保持在组件100的所述第二层203上。另一方面，由于施加在所述第一导电层102和第二203导电层之间的高电压电势，在所述第一导电层102中由间隙分隔的多行导线允许高电场堆积在间隙中。该电场使所述第一导电层102邻近的气体离子化，开始和维持大气等离子体放电。所述等离子体放电被限制在所述第一表面102。此外，所述等离子体放电在所述电极组件100的是第一导电层102上方产生灭活区域，其中等离子体场、辐射和活性物质为通过所述柔性电极组件100的空气起到抗病原体试剂的作用。

灭活区域是这样的区域，其中等离子体被释放并且使气流中夹带的空气传播的污染物质有效地灭活。威胁健康的空气传播的污染物可被细分为三组：（a）空气传播的病原体，包括任何引起经由空气传播到整个环境的疾病的有机体；（b）空气传播的过敏症，包括任何在被摄取、吸入或接触时引起过敏反应的物质，以及（C）空气传播的挥发性有机化合物（VOC），包括任何被设计成在高压下以在空气中保持悬浮的微小颗粒的形式喷洒的产品。

本领域技术人员应当理解的是，用与所述第一导电层102（具有由间隙分隔的多行导线）的类似的层代替所述第二导电层203（即，导电材料制成的层）将导致在所述柔性电极组件100的第二侧面和前面上产生并维持等离子体放电。这在某些情况和/或本教导的应用下可能是需要的，并且它不意在把本教导限制于仅在所述电极组件的一侧上产生等离子体。

所述柔性电极组件100应当优选地以使得气流与所述组件的方向平行的方向的方式被定向，以使空气暴露于由所述组件产生的等离子体的时间最大化。通过提供柔性组件，由所述电极组件产生的灭活区域不需要是平面的，因为所述组件可以采用各种不同的弯曲的几何结构。特别地，由于本教导的所述柔性电极组件100的柔性本质，多种结构是可能的。

图5示出了一个这样的示例性结构。可以看出，在圆形导管504内部署了多个所述柔性电极组件100。所述导管504被示出带有切除部分，以便于在所述导管中观察所述多个柔性电极组件100。如本领域技术人员将会理解的那样，任何被适当地塑形的导管都可被使用，并且所述组件的柔性本质允许其采用所述导管504的形状。空气沿箭头505的方向进入所述导管504，流过多个电极组件100，并在所述导管504的另一端处离开。

图6是图5的所述柔性电极组件的近视图像。能够理解的是，多个电极组件100被塑形以匹配或者适于所述管道104的内部曲率。此外，单独的电极组件100可被相对于彼此定位，以在所述管道内形成电极组件的连续环。应当理解的是，在一些结构中，可以使用更少的电极组件100。例如，虽然图5和6中示出了四个组件100，但在非邻接的环中可以使用两个或三个组件100。本领域技术人员可以适当选择确定组件的数量。在某些情况下，可以使用单个的组件，只要由所述柔性电极组件100的所述第一层释放的等离子体产生的灭活区域足以使气流505中夹带的空气传播的污染物质灭活。

本领域技术人员已知的许多装置可以选择以引起通过所述管道504的气流，例如，可以使用叶轮。

由来自所述柔性电极组件100的所述第一层102释放的等离子体产生的在灭活区域中的等离子体浓度，是足以使气流中夹带的空气传播的污染物质有效地灭活的。此外，在灭活区域以外的等离子体浓度应充分衰减，以使得任何由等离子体在从所述装置的所述管道504区排出的净化过的空气中放电产生的抗病原体剂的浓度处于在生理学上可接受的水平。

图7示出了用于在导管706内部署至少一个柔性电极组件100的另一个结构。为了容易观察，图7中提供了所述导管706的切除部分。在导管706的被限制的矩形段708内提供了多个电极组件100。具体地，所述多个电极组件100被定位于所述矩形段的内表面708上，以形成电极组件的连续环。应当理解的是，所述电极组件的柔性本质确保了在矩形段708内容易地设置以形成连续的环。

空气沿箭头707的方向进入所述导管706、流入装有多个柔性电极组件100的所述导管706的矩形段708。所述部分708的形状使得流过所述电极组件100的空气将与存在于所述部分708中的所述电极组件的所述第一导电层102距离一厘米内的范围也是这样的。这意味着所述电极组件在所述矩形段708的顶部和底部内表面处不能间隔超过一厘米。然而，侧面之间的距离可以远大于一厘米。

图7的结构确保了流过所述导管706的任何体积的空气在由大气等离子体放电产生的灭活区域内也是同样。图8示出了图7的结构的剖视图。

现在，我们参考图9，其示出了用于连接到所述柔性电极组件的第一层，即所述柔性电极组件的产生等离子体的表面，的电源；以及所述柔性电极组件的第二层，即所述柔性电极组件的后侧，也就是所述柔性电极组件的与所述管道段或者空气处理装置的壁相邻的侧面。等离子体由所述柔性电极组件100通过将电力施加到所述电极对，也就是说，所述第一层102和所述第二层203，产生。等离子体仅从所述第一层102被释放，以便于在所述第一层102的区域内提供灭活区域。所述第二层将203通常抵靠管道段或空气处理装置的内壁的一部分的表面，如本发明的另一方面将要示出的那样，这将参考在此的其他附图进一步描述。在所述柔性电极组件的包括所述第一层102和所述第二层203的所述电极对的表面之间、周围和/或表面上，所施加的功率维持DC或AC放电，之间的放电。应当理解的是，在图9中所示的结构仅是对于所述柔性电极组件100的结构的一个实施例，例如，示出为对所述第一层102和所述第二层203的AC电压源。同样如图9所示，在这个特定的实施例中，诸如范围在1,000V至10,000V（1kV到10kV）之间的DC电压；优选地，范围为2,000-9,000V，更优选地，范围为3,000-8,000伏；最优选地，范围介于4,000和7,000伏；并且理想地，在约5，000伏特，被施加于所述静电除尘器（诸如图20和21中所示的结构中那样的针电极阵列）和所述柔性电极组件等离子体发生器100的外层102之间。

将会理解的是，实现介质阻挡放电所需的电压和电流参数将主要取决于使用的电介质的本质。一般地，低于1kV的操作电压是不实际的，并且优选地，在所述柔性电极组件的所述第一层和所述第二层之间提供范围在1至6kV之间的工作电压，最期望地，在所述柔性电极组件的所述第一层和所述第二层之间提供从3到5kV的电压，例如约4kV。将会理解的是，为保持介质阻挡放电所需的电流明显低于启动它需要的。通常以启动电流表示等离子体发生器单元的电流（以及因此功率）。应该使用的（起始）电流的范围为从1到10mA，优选地为至少3mA。当然，所述等离子体发生器的功率取决于电压和电流的组合。功率一般应不超过50瓦，并且优选地至少为4瓦。通常，功率在从10到40瓦的范围内。这些功率水平在所述等离子体发生器被用作具有0.02到1.0m3阶的管道体积的装置单元的一部分时被发现是特别方便的。

现在参照图10-16，将说明依照本发明的空气处理装置的多个实施例。

图10，11和12中所示的实施例包括叶轮1102和空气入口1108，且所述装置包括一般为圆柱形且包括空气入口的第一段；优选地，其中所述柔性电极组件（未示于图10-12中）与所述圆柱段邻近或邻接。由箭头1103指示的向内的气流进入所述叶轮1102并通过具有内壁，包括弓形壁1204，的空气入口1120，当其从叶轮外壳1302行进时被设置成以螺旋的、连续旋转的气流形式建立，并进入装置入口1320，其被设置为在所述装置的所述圆柱段及同样在圆锥段中建立由箭头1206指示的螺旋气流。然后，随着在所述圆锥段的封闭端内的压力的增加，气流方向被沿所述装置的纵轴的箭头1207的方向推回离开所述圆锥段，并由箭头1104指示的那样穿出出口1205。因此，该结构具有特别的优势，因为由箭头1106指示的向内的气流的螺旋样式确保了包括病原体的空气传播的污染物质将至少一次被推向所述圆柱段和所述圆锥段的壁，且更可能是由于离心力的作用在螺旋气流1206中行进期间的数次。因此，空气传播的污染物质将被推入所述柔性电极组件在气旋几何结构的壁周围提供的区域中的灭活区域。

参见图13，在从所述叶轮外壳1302中行进时，向内的气流1303以螺旋的、连续旋转的气流形式建立，并进入被设置成在所述装置的圆柱段及同样在圆锥段内建立的螺旋气流1306的所述装置入口1320中。然后，随着在所述圆锥段的封闭端内压力的增加，气流方向被沿着所述装置的纵轴以箭头1307的方向推回离开所述圆锥段并如箭头1304指示的那样穿出出口1305。因此，该结构具有特别的优势，因为由箭头1306指示的向内的气流的螺旋样式确保了包括病原体的空气传播的污染物质将至少一次被推向所述圆柱段和所述圆锥段的壁，且更可能是由于离心力的作用在螺旋气流中行进期间的数次。因此，空气传播的污染物质将被推入所述柔性电极组件1301在气旋几何结构的壁周围提供的区域中的灭活区域。

因此，该结构具有特别的优势，因为由箭头1306指示的向内的气流的螺旋样式确保了包括病原体的空气传播的污染物质将至少一次被推向所述圆柱段和所述圆锥段的壁，且更可能是由于离心力的作用在螺旋气流中行进期间的数次。因此，空气传播的污染物质将被推入所述柔性电极组件1301在气旋几何结构的壁周围提供的区域中的灭活区域。所述空气处理装置的另一个优势是螺旋气流确保了通过所述装置的任何空气传播的污染物质的路径相对较长，以使得在所述装置中花费的时间也长于直接向内纵向穿过装置的气流；因此空气传播的污染物质将被推动进入灭活区域的次数相对于直线向内的气流被增加了。另一个优势是，离开所述装置的向外的气流然后除去灭活的空气传播的污染物质，从而在气旋分离器几何结构装置的内部不发生材料的堆积。

现在，参考图14中所示的可替换实施例；其包括与图13的实施例那样的相同特征，除了该装置是被倒置的，即相对于图13所示的装置被转过180度的角度；这表明了所述装置不以与常规的气旋器那样的相同的方式操作，该常规的方式通常用于分离组分，而本发明与那个功能完全不同。图14中所示的所述空气处理装置的以与像在用于图13的所述空气处理装置的实施例描述的那样的相同的方式操作。相同的特征被使用与那些用于图13中的参考数字表示。所述圆柱段包括具有等离子体放电第一层1301的所述柔性电极组件。还是在该实施例中，当其从叶轮外壳1302’行进进入装置入口1320’时，向内的气流1303’被以螺旋的、连续旋转的气流的方式建立，所述装置入口被设置成在所述装置的所述圆柱段及同样在所述圆锥段内建立螺旋气流1306’。然后，随着所述圆锥段的封闭端的压力的增加，气流方向被沿着所述装置的纵轴以箭头1307’的方向被推回离开所述圆锥段并如箭头1304’指示的那样穿出出口1305’。因此，该结构具有特别的优势，因为由箭头1306’指示的向内的气流的螺旋样式确保了包括病原体的空气传播的污染物质将至少一次被推向所述圆柱段和所述圆锥段的壁，且更可能是由于离心力的作用在螺旋气流中行进期间的数次。因此，空气传播的污染物质将被推入所述柔性电极组件1301’在气旋几何结构的壁周围提供的区域中的灭活区域。

现在，参见图15和16，在本实施例中，所述空气处理装置与图13中所示的基本相同。相同的特征用相同的参考符号表示。所述空气处理装置包括气旋式的几何结构，该几何结构包括圆柱段和圆锥段。所述圆柱段包括具有所述等离子体放电第一层1401的所述柔性电极组件。存在用于把向内的气流引导进入一般以参考数字1420表示的向内气流入口的叶轮1402，当其从叶轮外壳1402行进时被以螺旋的、连续旋转的气流的方式建立，并进入装置入口1420，其被设置为在所述装置的所述圆柱段及同样在圆锥段中建立螺旋气流（未在图15和16中示出）。随着在所述圆锥段封闭端的压力的增加，气流方向被沿着所述装置的纵轴推出所述圆锥段并穿出所述出口1405。因此，该结构具有特别的优势，因为向内的气流的螺旋样式确保了包括病原体的空气传播的污染物质将至少一次被推向所述圆柱段和所述圆锥段的壁，且更可能是由于离心力的作用在螺旋气流中行进期间的数次。因此，空气传播的污染物质将被推入所述等离子体产生柔性电极组件1401围绕在具有气旋几何结构的所述空气处理装置的所述圆柱段的壁周围提供的区域中的灭活区域。

应该理解的是，虽然在图10-16中的实施例示出的所述柔性电极组件只占据的所述装置的所述圆柱段的壁的一部分，所述柔性电极组件可以是具有任何足以在所述装置的壁的区域中提供灭活区域的期望的尺寸。该灭活区域从所述柔性电极组件向外伸出达大约1cm。没有必要为了使空气传播的污染物质灭活而使空气传播的污染物质与所述柔性电极组件碰撞；空气传播的污染物质进入灭活区域中就足够了。

本发明的所述空气处理装置的优势是：螺旋气流确保了任何空气传播的污染物质通过所述装置的路径相对较长，以使得在所述装置中所花的时间也比纵向通过所述装置的直接向内的气流的情形更长；因此，空气传播的污染物质将被推动进入灭活区域的次数相对于线性向内的气流被增加。另一个优势是离开所述装置的向外的气流就移除灭活的空气传播的污染物质，以使得在气旋几何结构装置内不发生材料的累积/堆积。

现在，参照图17和18，来自图10-16所示的所述空气处理装置的可替换实施例被实例化。在图17和18的实施例，所述柔性电极组件被示出为围绕所述空气处理装置的所述圆柱段周向地延伸且比在图15和16所示的实施例中轴向延伸更宽。因此，在本实施例中，所述柔性电极组件比前面的在图15和16中的实施例占据了所述空气处理装置的所述圆柱段的内壁更多的区域……在图17和18中，相同的特征再次用相同的参考符号表示。所述空气处理装置包括气旋式几何结构，该几何结构包括圆柱段和圆锥段。所述圆柱段的包括具有等离子体放电的第一层1601的柔性电极组件。存在用于把向内的气流引导进入一般以参考数字1620表示的向内气流入口的叶轮1602，当其从叶轮外壳1602行进时被以螺旋的、连续旋转的气流的方式建立，并进入装置入口1420，其被设置为在所述装置的所述圆柱段及同样在圆锥段中建立螺旋气流（未在图17和18中示出）。随着在所述圆锥段封闭端的压力的增加，气流方向被沿着所述装置的纵轴推出所述圆锥段并穿出所述出口1605。

应该理解的是，所述柔性电极组件可以从所述气旋空气处理设备的所述圆柱段延伸到所述圆锥段。实际上，在可替换实施例中，在附图中没有示出，所述柔性电极组件可以被提供于所述装置的圆锥段中而不是在圆柱段中。

实际上，本领域技术人员将会理解的是，能够采用若干形式在所述气旋空气处理设备的内壁周围提供柔性电极，因为所述柔性电极组件的功能是产生等离子体以对于被气流携带进所述气旋空气处理设备中的空气传播的颗粒有效地灭活；优选的结构是，在所述装置的壁的至少一部分周围提供所述柔性电极组件，以使得灭活区域被创建在所述壁的周围，因为在那里离心力将推动向内气流行进，且因此空气中的污染物质将被推入灭活区域。因而，围绕至少一部分所述壁提供等离子体生成柔性电极组件将使向内的气流模式和灭活区域之间能够协作，以确保多种空气传播的污染物质进入到灭活区域中。

参见图19，携带空气进入圆柱段的所述气流入口被参照图13所示的实施例更详细地示出。然而，应该理解的是，图19中所示的气流入口19是图10到18以及20到22中所示的每一个实施例中的典型的气流入口的构造。所述气流入口被设置成产生气旋式气流，且因此存在与壁1324配合的弧形壁1323，所述弧形壁1323和1224被倾斜以便启动带有反复旋转的向内气流的漩涡气流的气旋气流。所述气流入口还包括壁1321和1322，其起到使向内气流导入所述空气处理装置的作用。

参见图20，示出了可替换的方面，其中用于使有害病原体和空气传播的颗粒灭活的可替换装置被包括在所述气旋空气处理装置1900中。在本实施例中，所述柔性电极组件可以被省略，并且用于灭活的可替换装置（诸如UV光源1950）可被用来代替所述柔性电极组件。所述空气处理装置1900包括涂布有UV反射层1925的内壁，以使得来自UV LED 1950的UV光如箭头1960指示的那样被在整个所述空气处理装置中反射。所述空气处理装置1900还包括叶轮1902和空气入口1924以及空气出口1905；因此，在所述空气处理装置1900内的气流方向与图13中所示的相同（箭头1306用于指示向内螺旋气流，而箭头1307用于指示向外线性流）。在本实施例中，用于灭活空气传播的污染物质的手段包括UV光处理，而不是具有由来自所述柔性电极组件第一层1301释放的等离子体产生的灭活区域。

然而，应该理解的是，在可替换实施例中，带有涂布有用以在所述气旋空气处理设备内反射UV光线的UV反射层的内壁的所述UV光源可以被与被设置用于产生等离子体的所述柔性电极组件联用，以产生额外的灭活能力，如果需要的话。

​现在，参考图21和22，将说明本发明的所述空气处理装置的另一个实施例。在大体由参考数字2000表示的本实施例中，所述空气处理装置2000包括具有用于产生等离子体并在从所述柔性电极组件层2101向外达到约1cm的区域中产生灭活区域的第一层2101的等离子体产生柔性电极组件。所述装置2000还包括静电除尘器2070，该静电除尘器包括用于空气消毒和污染控制的针电极阵列2071，连同所述气旋结构，其中等离子体由被设置成产生低功率放电等离子体的所述柔性电极组件、从所述第一层2101产生。如图21和22中所示，所述针电极阵列2071被提供在到达所述空气处理装置的所述圆柱段的入口之前。

​在图21和22中所示的实施例中，本发明提供了空气处理装置，包括：静电除尘器2070，2071，被设置成对所述静电除尘器的邻近的空气传播的颗粒进行充电以提供带电空气传播的颗粒；以及等离子体发生器，包括带有用于释放等离子体的第一层2101的所述柔性电极组件，被定位于与所述静电除尘器邻近但间隔预定距离且被设置成与所述静电除尘器配合，所述等离子体发生器被设置成在所述等离子体发生器的区域内产生灭活区域；且其中所述空气处理设备包括用于把所述静电除尘器产生的带电的空气传播的颗粒引导进入灭活区域，以使得所述空气处理设备适于产生带电的空气传播的颗粒，然后立即，把带电的空气传播的颗粒引导进入灭活区域，以便于使带电的空气传播的颗粒暴露于灭活区域中的等离子体。用于把由所述静电除尘器产生的带电的空气传播的颗粒引导进入灭活区域的手段可以包括在所述静电除尘器和所述等离子体发生器之间施加电压，以使得所述空气处理装置适于产生带电的空气传播的颗粒，并且同时，适于通过朝着所述等离子体发生器吸引所述带电的空气传播的颗粒，引导所产生的带电的颗粒进入灭活区域，以使带电的空气传播的颗粒暴露于灭活区域中的等离子体。

​灭活区域是这样的区域，其中等离子体被释放并且使包括病原体的空气传播的污染物质有效地灭活。这种空气传播的污染物质（即空气污染物）可以被细分成三组，该污染物质可能威胁健康：（a）空气传播的病原体，包括任何引起经由空气传播到整个环境的疾病的有机体；（b）空气传播的过敏症，包括任何在被摄取、吸入或接触时引起过敏反应的物质，以及​（c）空气传播的挥发性有机化合物（VOC），包括任何被设计成在高压下以在空气中保持悬浮的微小颗粒的形式喷洒的产品。由所述等离子体发生器产生的等离子体在本发明的所述空气处理装置中使任何如在细分（a）到（c）中那样定义的空气传播的污染物材料有效地灭活。

​因此，所述空气处理装置被设置为把带电的空气传播的颗粒吸引进入灭活区域；这与尝试把所有带电的颗粒吸引到所述等离子体发生器的表面上不同，事实上，这将是不期望的，因为它可能干扰所述等离子体发生器的有效操作，如果所有带电的颗粒都在所述等离子体发生器的表面上。本发明的所述空气处理装置包括等离子体发生器，该等离子体发生器包括所述柔性电极组件，其被设置成工作在小于1W/cm²的功率密度，以可操作地产生等离子体放电。

​在优选实施例中，所述等离子体发生器是柔性电极组件，最优选地，所述柔性电极组件，其被设置成在小于1W/cm²的功率密度运作，以可操作地产生来自柔性电极组件的等离子体放电。

​最优选地，所述等离子体发生器被设置成在0.1到0.5W/cm²的功率密度范围内工作。这对于产生等离子体而言是相对较低的功率密度，并且对于与所述等离子体发生器有关的灭活区域的产生是有效的。

​应当理解的是，用于使威胁健康的空气传播的污染物质灭活的装置可被包括在本发明的所述空气处理装置中；以便于例如，在所述空气处理装置的一个实施例中，所述​等离子体产生柔性电极组件可以被提供在是气旋几何结构的壁的至少一部分的周围，并且UV灯可以被包括在所述装置的同一实施例中和/或静电除尘器也可被额外地提供。因此，所示的实施例不应被认为是彼此隔离的，而可以是组合的，以提供对气流的有效处理。

​此外，可以串联地提供至少两个这样的空气处理装置，以便向空气处理装置的阵列提供来自第一空气处理装置的、然后作为对于所述第二空气处理装置的向内气流被送入第二空气处理装置的向外气流，以确保高效的气流处理。

​当被用在本说明书中时，词语"包括"是用于指定所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，而并不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、组件或它们的组合的存在或添加。

​当然，将会理解的是，如所附权利要求定义的那样，在本发明的范围内的各种修改和变化都是可能的。