专利名称：电离式空气净化器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用电离原理来吸附灰尘的空气净化器。
本发明所属的电离式空气净化器包括一电荷源，其形式可以是带负电荷的电离针和一位于电离针附近的带正电荷的收尘器。
一般，收尘器是一种电的良导体，它对周围的空气展开一个很大的表面。电离针发出电子，使周围的空气分子和其中的灰尘颗粒带上负电荷。而后，带负电荷的灰尘颗粒被吸附到带正电荷的收尘器上而收集起来。
这类空气净化器所用的电压约为10-20千伏的数量级。
已有类型的空气净化器的一个缺点在于，其收尘器是在相对较高的电压下工作，并且由于尺寸较大，具有足够的电容，以储存充足的电荷，因而会对接触它们的人产生电击。即使用高电阻将收尘器与电源隔开，这种情况仍然存在。另一个缺点在于，电离针可能会伤及该装置的使用者，除非用防护栏围住电离针以防人触及它们。
本发明的一个目的是提供一种没有上述缺点并不用牺牲空气净化器性能的电离式空气净化器。本发明的另一个目的是为单个或多个电离针提供单个或多个防护栏，以保护使用者，同时不会降低空气净化器的性能。
下面先描述本发明的总的形式，接着再参照附图，通过具体的实施例来详细描述其实施方式。这些实施例用来说明本发明的原理及其实施方式。而后，在各项权利要求中进一步描述并限定了本发明的最宽也更具体的诸形式。
本发明包括一种电离式空气净化器，它具有一带负电荷的电离源和有一收尘表面的、带正电荷的一收尘器，该收尘器具有放电限制装置，防止对触及收尘器表面的使用者产生不适的电击，并设置有专门的电离针防护栏，以防其伤害该空气净化器的使用者。
收尘器可以由许多彼此用绝缘装置隔开的导电部分构建成一个组件，因而组件的各部分的电容，以及它们向使用者发出电击的能力得以减小。或者，收尘器可以由一种功能相同的高电阻率材料构成。
以上概括了本发明的主要特征及其一些可供选用的形式。通过下面参照附图对较佳实施例的描述，可以进一步理解本发明。
图1表示一种常用的带电离针和收尘器的电离式空气净化器。
图2是图1所示装置的线路图。
图3表示一种其收尘器是由许多小部分构成的电离式空气净化器。
图4是图3所示装置的线路图。
图5表示一种带高电阻率收尘器的电离式空气净化器。
图6是图5所示装置的线路图。
图7表示从图4所示线路到图6所示线路的发展过程。
图8是图5所示这种带导电基片类型的收尘器的剖视图。
图9是图8所示装置的线路示意图。
图10表示一种传统的电离针防护栏。
图11表示一种不影响空气净化器性能的、保护电离针的新方法。
图12表示图11所示的防护栏安装于一空气净化器上。
在图1和图2中，示出了一种已有技术中常用的电离式空气净化器1。电离针2通过一高值电阻12与高压电源10的负极相连。装有导电材料的收尘器3通过另一高值电阻13与高压电源11的正极相连。这两个电源之间有一接地线20。总起来说，两个电源10、11在电离针2与收尘器3之间提供了一个电压差。
在这种传统的装置中，电离针2和收尘器3均是暴露在外的。由于收尘器3处的高压及其额定电容，如果人触及收尘器3的话，他或她将受到一个微弱的电击。这种电击是聚积于收尘器3上的电荷突然放到人手上而造成的。电离针2基本不会造成这样的不适伤害，因为它由电阻12隔离，并且由于它的尺寸较小，没有足够的电容来储存如何相当大的电荷量。
为了尽量减小或消除上述的电击伤害，本发明采用两个可行的、等效的方案。一个方案(见图3和图4)是用许多彼此被一绝缘材料20隔开的小导电部分14构成收尘器3。每个部分14只有一个很小的电容，并且均通过一高值电阻15与电源11相连。利用这种方法，触及收尘器3的人一次只能接触到收尘器3少量的几个部分14。
由于电容很小，每个部分14只能放出很小的电流。这样，可使电击伤害降至最低限度。
另一个方案(见图5和图6)是用一种高电阻率的材料16来制造收尘器3，这种材料具有比方说约为每平方厘米106-1012欧姆数量级的电阻率。这样的材料并非完全不导电。它可以通过加入聚合物塑料成分来使其具有微弱的导电性。这种结构可防止在收尘器材料16与接触它的人手之间产生令人不适的放电现象，因为高电阻率材料16会阻止任何显著量的电荷从收尘器突然流到人手上。同时，装置的性能不会受到显著的影响，因为正常通过收尘器16的电流量非常小，约为几个微安的数量级。
因此，收尘器表面的电压降(I×R压降)将极小。
图7示出了一系列的三种线路，表示从图4所示线路到图6所示线路的发展过程。图7表示，在极限处的高电阻性但却导电的收尘器16实际上与用各电阻15隔开的许多分离的导电部分14是等效的。
图8还示出了一种加到高电阻率收尘器16上的导电基片17。基片17可由金属板或导电涂层构成。高电压通过基片17而提供给所有的收尘器16，如图9所示。导电基片的作用是保证高电阻率收尘器16表面的任何暴露部分到高电压输入电极(即基片17)的距离相同，以使上述的I×R压降在整个暴露表面上更为均匀。
如果不使用导电基片，与高压电源的连接将在收尘器上的某一点处。这使收尘器16的暴露表面上的各点之间的距离有很大变化，因而，距离最远的点将比距离最近的点有较大的I×R压降。这就会有这样的影响，即，I×R压降较小处的表面电位将高于I×R压降较大处的表面电位。结果是，高电位点吸附灰尘比低电位点吸附灰尘更为有效。利用附加导电基片17，可使空气净化器更有效，吸附灰尘更均匀。
以上所揭示的内容提出保护使用者免受电击，同时，还必须提供保护装置以防人手被必须制成尖锐状的电离针2刮伤。
图10示出了一种传统的电离针2防护方法。呈井13状的针防护栏21是由塑料绝缘材料制成，它围绕在电离针2的周围，并至少与针2一样高。但是，如果电离针2位于环井的内侧，与电离针极性相同的电荷将被吸附于井的内壁上，井内的这种电荷会减小电离针周围的电压梯度。当发生这种现象时，若不把电压升至一个较高的、可能会引起伤害的值，电离针将不能放出离子。
为尽量减小这种影响，本发明中的针防护栏是由细柱22或突起22构成，它们围绕在电离针2的周围，其高度足以防止人手容易被针2刮伤。即使这种柱子22吸附电荷，但它们正对电离针的总表面积非常小，不会对电离针处的电压梯度产生实质性的影响。利用这种方法，电离针被周围的隔栏防护起来，这种隔栏上不会聚积阻碍电离针2形成离子的电荷。
以上是对本发明一具体实施例的描述，说明了如何应用本发明并将其付诸实用。这些实施例仅用作示范。在以下所附的权利要求书中进一步叙述和限定了本发明的范围最宽也更具体的诸方面。
这些权利要求及其所用的语言应从以上所描述的本发明的各种变化形式的意义上进行理解。它们不应限制于这些变化形式，而应被认为是覆盖本发明和已经揭示的内容所内含的全部范围。
权利要求
1．一种电离式空气净化器，包括(a)一在空气中产生离子的、呈凸针状的电离源；(b)一收尘器，其外收尘表面吸附所产生的离子；(c)一在所述离子源与所述收尘器之间提供高电压差的电源，所述收尘表面具有足够的电势来吸附灰尘，但它包括放电限制装置，防止向接触收尘器表面并接地的使用者释放大量电荷；(d)围绕于突针周围的保护装置，防止因接触突针而造成的意外伤害，同时保持离子的产生不受抑制。
2．如权利要求1所述的电离式空气净化器，其特征在于，包括多个导电元件，所述导电元件彼此之间由一电绝缘材料隔开，每个所述导电元件通过各高值电阻与所述电源相连，因而收尘器表面上任一点的电容不足以对接触该表面的使用者造成令人不适的电击。
3．如权利要求1所述的电离式空气净化器，其特征在于，所述收尘器由一种高电阻性但并非完全不导电的材料构成，因而所述收尘器的外表面上所形成的电荷不会很快地流到因使用者接触而发生放电的点，不会对该使用者造成令人不适的电击。
4．如权利要求1、2或3所述的电离式空气净化器，其特征在于，所述电源提供带有零电位以下的电离电位的电离源，以及带有零电位以上吸尘正电荷的收尘器。
5．如权利要求2所述的电离式空气净化器，其特征在于，所述收尘器上包括有一电荷源表面，它与外收尘表面对称隔开，该电荷源表面相对较具导电性，以提供在整个表面上带有相对恒定电势的收尘表面。
6．如权利要求1、2、3、4或5所述的电离式空气净化器，其特征在于，所述保护装置是一种由一个或更多个细的、突起的、不导电的部件构成的，很靠近所述突针的防护栏。
7．如权利要求1、2、3、4或5所述的电离式空气净化器，其特征在于，所述保护装置是两个或更多个非导电材料的一组竖直突起，它们靠近但不与电离针相接触，中间留有空间，所述突起基本上至少与电离针一样高。
全文摘要
本发明涉及一种具有电离针和一收尘元件的电离式空气净化器。为防止在接触时发生电击,该收尘元件既可由许多带隔离电阻的导电元件制成,也可由单个的高电阻率元件制成。电离针周围有防护栏保护使用者不受电离针伤害,该防护栏不会抑制离子的产生。
文档编号B01D49/00GK1207953SQ9711760
公开日1999年2月17日 申请日期1997年8月11日 优先权日1997年8月11日
发明者康斯坦丁诺斯J·约安诺 申请人:康斯坦丁诺斯J·约安诺