玻璃纤维电介质屏障电离放电装置的制造方法
【专利说明】玻璃纤维电介质屏障电离放电装置
[0001]本申请是名称为“玻璃纤维电介质屏障电离放电装置”、申请日为2012年12月27日、申请号为201210579349.6的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明总体上涉及空气净化器，并且更具体地涉及双极电离装置，该双极电离装置用于加热、通风和冷却(HVAC)系统以减小空气粒子的数量并且分解引起气味的化合物。
【背景技术】
[0003]室内空气环境常常包括悬浮粒子，诸如灰尘、头皮肩、煤烟和烟雾粒子、花粉、霉菌、细菌和病毒。也存在室内气体，该室内气体从建筑材料、家具和不耐用物品释放。在办公室环境中，诸如复印设备等等的机器的众多使用者是特别成问题的，由于这种设备可以发出挥发性有机化合物。
[0004]这些微粒会降低空气的质量，使得空气令人不太舒适并且甚至对空间的占有者来说是危险的。促进能量效率的现代建筑技术，诸如绝缘的墙、天花板、门和窗以及具有空气侵入屏障的包覆建筑，已经产生如此气密以致于建筑物不能释放废气有毒元素的空间。
[0005]在普通的加热、通风和冷却(HVAC)系统中，空气被吸过过滤器，该过滤器用于将微粒俘获在过滤器中。然而，传统过滤器仅对在尺寸上至少10微米的大粒子有效。虽然高效率粒子空气(HEPA)过滤器更加有效，但它们也具有缺点，因为它们可能快速地变得堵塞，需要频繁的更换以避免使HVAC设备负担过重。因为空气中的污染物的存在并且物理过滤器通常不能去除污染物，已经形成称为“病态建筑综合症”的情况。被设计用来减轻这种综合症的各种建筑规范已经被引入；例如，美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)推荐在24小时周期中最小8.4空气交换(35%周转率)。虽然商业和工业设施通常满足那个最低水平，但它们的空气质量可能仍然是差的。此外，许多住宅甚至不满足这种最低水平。虽然较大的周转率将提高内部空气质量，但它们也将降低建筑物的能量效率。
[0006]替代的过滤方法涉及使用由非热能等离子体技术产生的电离从空气去除污染物。电离在原子或一组原子失去或获得一个或更多个电子的情况下发生。电中性的原子或分子将具有相等数量的电子和质子。如果被束缚到原子或分子的电子从外部源吸收足够的能量，它可能超过电离电势并且允许电子逃出其原子轨道。当这种情况发生时，失去电子，并且产生具有正电荷的离子(阳离子)。失去的电子变成自由电子。当自由电子随后与原子碰撞时，它可能被俘获在轨道内。原子或分子对电子的获得产生具有负电荷的离子(阴离子)O
[0007]空气(例如，地球大气中的空气)的电离导致空气的组成分子(主要是氧气和氮气)的电离。虽然空气中的氮气比氧气更多，但氧气更加有活性。因此，氧气具有比氮气低的电离电势，允许氧气阳离子比氮气阳离子更容易地形成，并且氧气具有比氮气高的电负性，允许氧气阴离子比氮气阴离子更容易地形成。
[0008]已知电离用来将有机化学物质分解为水、二氧化碳和相关金属氧化物的基本分子组成。因此，电离具有通过从封闭的环境消除化学污染物和它们的相关气味用来清洁室内空气的潜力。通过施加电荷到那些粒子，电离也有助于微粒物质的减小:电荷引起较小的粒子聚集，或者结块在一起，形成较大的粒子，该较大的粒子然后脱离空气或在过滤器系统中被俘获。
[0009]研究显示，正负离子(阳离子)的不平衡可以以许多方式损害人类健康，诸如通过刺激神经激素5-羟色胺的增加产生，这可导致疲惫、焦虑和忧郁。在使用VDU (视频显示单元)的办公室中经常见到正离子。负离子(阴离子)具有镇静效果。因此，清洁室内空气的机器将设法将负离子引入到空气流中。
[0010]各种商业产品已经制成包括并入双极电离装置的机器。空气的电离也可以产生臭氧O3，臭氧的水平应当保持低于标准极限。因此，需要一种系统，该系统提供充分水平的电离以有效地解决空气流中的污染物，并且其中臭氧的水平可以被控制。
[0011]在该情况下，将高度希望将电离技术用于空气处理，并且实际上有许多双极电离装置的供应商，该双极电离装置是用于指定场所的独立装置，或者集成到建筑物HVAC系统中的集中装置。这些装置被使用使得循环到建筑物中并且在建筑物内再循环的空气可以通过双极电离装置。这可以实现改进空气质量的目标，而不要求较大的空气交换率。因此，室内空气的电离处理的另外益处是它有助于HVAC操作的效率。
[0012]商业上可用的双极电离装置通常应用玻璃管作为电介质。然而，玻璃管是相对易碎的，在运输期间由于错误操作并且由于在较高周围温度下的应力相关的故障而遭受许多机械故障。此外，玻璃管的形状和布置在一些情况中可能阻碍空气流动，因此损害效率。因此，在该技术领域中需要一种改进的高效率的双极电离装置，该双极电离装置具有低的制造成本和减小的机械故障率。此外，在该技术领域中需要一种具有空气动力学形状的双极电离装置，该双极电离装置提供更高效的空气流动，允许离子的更大获取并且简化在较宽范围的HVAC系统或独立装置中的安装。
【发明内容】
[0013]本发明公开一种双极电离装置，该双极电离装置用于加热、通风和冷却(HVAC)系统和独立装置，并且提供低的制造成本、减小的机械故障率和高的效率。
[0014]在一个实施例中，双极电离装置包括用作电介质的平玻璃纤维加强的环氧树脂层压板。一薄层实心铜箔被层压到该板的一侧，形成用作双极电离装置的阴极的铜包覆层压板。该板的第二侧设置有由紧密编织的金属网格或格栅制造的阳极。玻璃纤维板比使用玻璃电介质的电离装置耐用得多，并且可以以低的成本和高的效率被制造。此外，平板设计简化在宽范围的场所中的该装置的放置，具有允许另外的效率的改进的离子获取。
[0015]在第二实施例中，双极电离装置被设计在玻璃纤维加强的环氧树脂层压管周围。布置在该管内的是金属阴极，该阴极可以是实心金属或者网格或穿孔金属。在该管的外部，设置金属网格或格栅阳极。虽然这个实施例将不提供平板设计可以提供的改进的离子获取，但它在其机械强度、高的效率和低的制造成本方面将仍然是有利的。此外，管状设计将允许目前使用玻璃管电离装置的已存在的电离系统的翻新。
[0016]平玻璃纤维板设计和玻璃纤维管设计适合于到AC电源的机械和电连接。在玻璃纤维管的第二实施例中，传导端子包括电力输入端子，该电力输入端子从端盖的底表面延伸以便通过电流分配器提供电流到阴极。来自电源的第二端子的不锈钢夹子或电线可以联接到阳极以完成电路。
[0017]在电离装置被设计在平玻璃纤维板上的第一实施例中，优选实施例提供多个电离装置，该多个电离装置被安装在固定到端子接线盒的一组三个支柱上。在每一个板形成大致矩形形状的情况下，该板的一个窄的端部将由第一和第二支柱支撑，该板的另一窄的端部由第三支柱支撑。在优选实施例中，该板设置有槽口以适应通过三个支柱的安装。在另一优选实施例中，除了为安装提供结构支撑之外，第一和第二支柱为电离装置提供高压交流电流，该电流在本申请中称为HV+和HV-。在又一优选实施例中，第三支柱设计成允许每一个板的容易安装和拆卸。
【附图说明】
[0018]根据参考附图的本发明的优选实施例的详细描述，本发明的另外优点和特征将变得显然，其中:
[0019]图1是根据本发明的组装后的设计在平玻璃纤维板上的电离装置的实施例的阳极的透视图；
[0020]图2是在安装网格或格栅之前的电离装置的阳极的透视图；
[0021]图3是电离装置的阴极的透视图；
[0022]图4是包括多个平玻璃纤维板电离装置的电离系统的透视图；
[0023]图5是用来安装玻璃纤维板电离装置的支撑和电力支柱的透视图；
[0024]图6是模块化绝缘体的透视图，两个或更多个模块化绝缘体组装到支撑和电力支柱中以便安装玻璃纤维板电离装置；
[0025]图7是用来安装玻璃纤维板电离装置的快速释放支撑支柱的透视图；
[0026]