CN100525897C - 具有可拆卸的驱动电极的空气调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及用于使用其中的空气调节系统使空气流动的方法和装置，由此空气调节系统优选包括至少一个发射极、至少一个集电极、靠近集电极设置的至少一个驱动电极和/或位于集电极下游的至少一个尾部电极。集电极和驱动电极可从装置上卸下。在一个实施例中，驱动电极可从装置和/或集电极上卸下。集电极以及驱动电极可以卸下的能力允许方便地清洁电极。在一个实施例中，本发明的装置包括可拆卸的排气格栅，驱动电极和/或尾部电极连接其上。可拆卸的格栅允许使用者容易地清洁驱动电极，而不必卸下集电极。

Description

具有可拆卸的驱动电极的空气调节装置
技术领域
本发明总体上涉及一种用于调节空气的装置。
背景技术
长期以来，在现有技术中已公知使用电动机使风扇叶片旋转产生气流。尽管这种风扇能够产生很大的气流量(例如，1,000立方英尺/分钟或者更多)，但是需要很多电力来运行电动机，并且基本上不能对流动的空气进行调节。
公知提供这样的具有HEPA-顺从过滤器元件的风扇以去除大于约0.3gm的颗粒物。不足的是，由过滤器元件产生的气流阻力会需使电动机的尺寸加倍以维持气流的所需水平。此外，HEPA-顺从过滤器元件是昂贵的，并且占据了HEPA-顺从过滤器-风扇单元的销售价格的大部分。尽管这样的过滤器-风扇单元通过去除大的颗粒物来调节空气，但是没有去除足够小以通过过滤器元件的颗粒物，包括例如细菌。
在现有技术中还公知，使用电动力技术产生气流，由此在不利用机械地移动部件的情况下将电力转换成空气流动。一种这样的系统在颁发给Lee(1988)的美国专利No.4,789,801中描述，该专利在此处以简化的形式以图1A图示，并且通过引用包含与此。系统10包括第一电极(“发射极”)或者导电表面20的阵列，其优选地与第二电极(“集电极”)或者导电表面30的阵列对称地间隔开。在本示例中，诸如例如脉冲发生器40的发生器输出高电压脉冲系列(例如，0至约+5KV)，其正端子耦联到第一阵列20，并且脉冲发生器的负端子耦联到第二阵列30。
在此处图示为图1B的另一个特定的实施例中，第二电极30优选是对称的并且横截面是细长的。第二电极30上的细长的后边缘是对称的并且横截面是细长的。第二电极30上的细长后边缘提供了增大的区域，夹在气流中的颗粒物60能够附着在该区域上。尽管′801专利公开的静电技术比传统的电气风扇-过滤器单元更有优势，进一步增大空气调节效率是有利的。增大空气调节效率的一种方法是将驱动电极定位在集电极之间，由此驱动电极辅助朝着集电极驱动颗粒物。
发明内容
本发明的实施例涉及用于优选使用其中的具有或者不具有风扇的空气调节系统使空气流动的方法和设备，由此该系统优选地包括至少一个发射极、至少一个集电极、靠近集电极设置的至少一个驱动电极和定位在集电极下游的至少一个尾部电极(trailingelectrode)。集电极和驱动电极从装置中卸下，在一个实施例中，驱动电极从该装置和/或集电极卸下。卸下集电极以及驱动电极的能力允许容易地清洁电极。在一个实施例中，本装置包括可拆卸的排气格栅，驱动电极和尾部电极耦联到排气格栅。拆卸格栅允许使用者不必拆卸集电极而容易地清洁驱动电极。
本发明的一个方面是空气调节装置，其包括具有入口和出口的壳体。本发明包括位于壳体内并且构造成在气流中产生离子的离子发生器。还有，本发明包括靠近出口定位的驱动电极，其中驱动电极可从壳体拆卸。
本发明的另一个方面涉及空气调节装置，其包括具有可拆卸格栅的壳体。本发明包括位于壳体中的离子发生器；和位于离子发生器的集电极的驱动电极，其中，驱动电极连接到可拆卸格栅。
本发明的另一方面涉及空气调节装置，其包括具有可拆卸格栅的上部分的壳体。本发明包括位于壳体中的发射极和位于壳体中的集电极，其中，集电极通过壳体的上部分可卸下。本发明包括可操作连接到发射极和集电极中至少一个的高电压源。本发明包括优选连接到可拆卸格栅的驱动电极，其中驱动电极可从壳体卸下。
本发明的另一方面涉及空气调节装置，其包括壳体、位于壳体中的发射极和位于壳体中的集电极，其中，集电极可从壳体上卸下。本发明包括适于提供发射极和集电极之间电压差的高电压源。本发明包括优选地从具有集电极的壳体卸下的驱动电极，其中，当集电极从壳体上卸下时，驱动电极可从集电极卸下。
在本发明另一个实施例中，空气调节装置包括具有入气口格栅和出气口格栅的壳体。本发明包括位于壳体内靠近入气口格栅处的至少一个发射极。本发明包括至少两个集电极，其中每个具有前部和尾部，其中，集电极靠近出气口格栅定位。本发明包括适于提供至少一个发射极和集电极之间电压差的高电压源。本发明包括位于靠近尾部的至少两个电极之间的至少一个可拆卸的驱动电极。
本发明的另一方面涉及提供空气调节装置的方法，其包括提供壳体；将发射极定位在壳体中；和将集电极定位在发射极下游。本发明包括耦联适于提供发射极和集电极之间的电压差的高电压源，并且将靠近集电极的可拆卸的驱动电极定位在壳体中。
本发明的另一个方面包括卸下电极组件进行清洁的方法。电极组件定位在空气调节装置的细长壳体内，其中，壳体具有上部分，并且格栅构造成选择性从壳体一侧卸下。电极组件包括与集电极间隔开的发射极。电极组件包括位于集电极之间的驱动电极，其中，发射极和集电极电耦联到高电压源。该方法包括将电极组件从壳体提起通过上不部分，其中，至少部分露出集电极。该方法进一步可选择地包括从壳体的一侧卸下格栅，其中，至少部分露出驱动电极，并且能够可拆卸地固定到格栅的内表面。
本发明的另一方面涉及卸下包括集电极和驱动电极的电极组件以进行清洁的方法。电极组件定位在空气调节装置的壳体内，其中，壳体具有上部分。该包括将电极组件从壳体提起通过上部分的步骤，其中集电极和驱动电极是可接近的。
本发明的另一个方法涉及卸下包括集电极和驱动电极组件进行清洁的方法。电极组件位于在空气调节装置的壳体中，其中壳体具有上部分。该方法包括将电极组件从壳体提起通过上部分的步骤。该方法还包括将驱动电极从提起的电极组件中卸下的步骤。
本发明的另一个方面涉及清洁驱动电极的方法，该驱动电极位于空气调节装置的细长壳体内，壳体具有可从壳体一侧卸下的格栅。该方法包括从壳体一侧卸下格栅，其中驱动电极至少部分露出。
附图说明
图1A图示根据现有技术的电动力空气调节系统的横截面平面视图。
图1B图示根据现有技术的电动力空气调节系统的横截面平面视图。
图2A图示根据本发明一个实施例的装置的透视图。
图2B图示根据本发明一个实施例具有可拆卸集电极的图2A中的装置的透视图。
图3A图示本发明一个实施例的高压电源的电气框图。
图3B图示根据本发明一个实施例的高压电源的电气框图。
图4图示根据本发明一个实施例的电极组件的透视图。
图5图示了根据本发明一个实施例的电极组件的平面视图。
图6图示了根据本发明一个实施例的空气调节系统的透视图。
图7A图示了根据本发明一个实施例的空气调节器系统的分解视图。
图7B图示了根据本发明一个实施例的空气调节系统的透视剖视图。
图8A图示了根据本发明的一个实施例的前排气格栅的透视图，其中驱动电极连接到排气格栅。
图8B图示了根据本发明一个实施例的在图8A中所示的实施例的详细视图。
图9A图示了空气调节系统的透视图，其中电极组件位于其中。
图9B图示了根据本发明一个实施例的空气调节系统的透视图，其中部分卸下电极组件。
图10A图示了根据本发明一个实施例的电极组件的透视图。
图10B图示了根据本发明一个实施例的电极组件的分解视图。
具体实施方式
图2A和图2B图示了空气调节系统100的一个实施例，其壳体102包括位于后部的具有气口格栅或百叶窗条104的进气口、位于前部的具有气口格栅或百叶窗条106的排气口、和底座108。系统100包括如下所述优选可拆卸的至少一个发射极232和至少一个集电极242。前格栅104和后格栅106优选包括包括若干肋片，由此每个肋片是与下一个肋片间隔开的薄脊，使得当空气流过壳体102时，每个肋片形成最小的阻力。在一个实施例中，肋片垂直地布置，并且沿着单元100的细长垂直竖立的壳体102导向(图6)。或者，如在图2A和图2B所示，肋片垂直于电极232、242，并且水平地构造。入口肋片和出口肋片对齐以使单元具有“看穿”的外观。因而，使用者能够从入口到出口或者相反“看穿”单元100。使用者将看到在壳体内没有移动的部件，而只是看到对从其中通过空气进行清洁的安静单元。在其它实施例中可以想到其它定向的肋片和电极，诸如在其中使用者不能够看穿单元100，由此单元100包括杀菌灯290(图3A)的构造。
单元100通过壳体102的顶面上的起动开关S1而通电，由此由电压发生器170输出的高电压或者高电位在发射极232处产生离子，并且离子被吸引到集电极242。离子从“进”至“出”的方向从发射极232移动到集电极242，并且携带有空气分子。在一个实施例中，装置100电动力地产生离子化的空气的流出。在另一个实施例中，装置100是静电过滤器，由此装置100产生由风扇或者其它装置形成的离子气流。图2A中“DSf”符号指示具有颗粒物60的周围空气通过进气口进入。图2A的“出”符号指示被清洁的空气通过出口流出后大致没有了颗粒物60。在产生离子化气流过程中，有益地产生适合的臭氧(O3)量。可选地期望提供具有屏蔽的壳体102的内表面以减少可检测静电辐射。例如，金属屏蔽(未示出)设置在壳体102内，或者壳体102的内部的各部分可选地涂覆有金属漆以减少这样的辐射。
图3A图示根据本发明一个实施例的系统100的电路图。系统100具有插入公共的壁上电插座的电源线，该壁上电插座提供标称110VAC。电磁干扰(EMI)过滤器110置于输入的额定110V AC线上以降低和/或者消除由系统100内的各种电路(电子镇流器112)产生的高频。在一个实施例中，电子镇流器112电气连接到杀菌灯290(例如，紫外线灯)以调节或者控制通过灯290的电流。开关218是用来打开或者关闭灯290。EMI过滤器110是本领域公知的并且不需要进一步描述。在另一个实施例中，系统100不包括杀菌灯290，由此图3A所示的电路图不包括电子镇流器112、杀菌灯290，也不包括用来操作杀菌灯290的开关218。
EMI过滤器110耦联到DC电源114上。DC电源114耦联到第一HVS170以及第二高电压电源172上。高电压电源还可以称为脉冲发生器。DC电源114还耦联到微控制器单元(MCU)130上。MCU130是例如从Motorola公司购买的Motorola 618HC908系列微控制器。或者，可以考虑其它类型的MCU。MCU130能够从开关S1接收信号，以及从升压按钮216接收升压信号。MCU130还包括指定准备清洁电极组件的时间的指示灯219。
DC电源114设计成接收输入的额定110V AC并且向第一HVS 170输出第一DC电压(例如，160V DC)。DC电源114电压(例如，160VDC)还逐级下降到第二DC电压(例如，12V DC)以为微控制器单元(MCU)130、HVS172和系统100的其它内部逻辑电路提供电力。电压通过电阻器网络、变压器或者其它部件逐级下降。
如在图3A所示，第一HVS170耦联到第一电极组230和第二电极组240以提供电极组之间的电位差。在一个实施例中，如上所述，第一HVS170电耦联到驱动电极246。此外，第一HVS170耦联到MCU130，由此MCU从第一HVS170接收电弧感测信号128并且向第一HVS170提供低电压脉冲120。还在图3A示出的是向尾部电极222提供电压的第二HVS172。此外，第二HVS172耦联到MCU130，由此MCU从第二HVS172接收电弧感测信号128，并且向第二HVS172提供低电压脉冲120。
根据本发明的一个实施例，MCU130监控逐级下降的电压(例如，约12V DC)(其被称为图3A中的AC电压感测信号132)以判断AC线电压是在额定110V AC之上还是之下，并且感测AC线电压的变化。例如，如果额定110V AC增大10％到121VAC，那么逐级下降的DC电压也将增大10％。MCU130能够感测到该增大，然后降低低电压脉冲的脉冲宽度、占空循环和/或频率以维持输出功率(提供到HVS170)为与当线电压为110V AC时相同。相反地，当线电压下降时，MCU130能够感测到该下降，并且适合地增大低电压脉冲的脉冲宽度、占空循环和/或频率以维持恒定的输出功率。本发明的这样的电压调节特征还使相同的系统100能够用在具有与美国不同的额定电压的不同的国家(例如，在日本，额定AC电压是100V AC)。
图3B图示根据本发明一个实施例的高电压电源的示意框图。对于本描述，第一和第二HVS170、172包括与在图3A中所示的部件相同或者类似的部件。然而，本领域的技术人员显而易见的是第一和第二HVS170、172可选地由彼此不同的部件以及图3B所示的部件组成。
在图3B所示的实施例中，HVS170、172包括电子开关126、升压变压器116和电压倍增器118。升压变压器116的初级侧从DC电源114接收DC电压。对于第一HVS170，从DC电源接收的DC电压是约160Vdc。对于第二HVS172，从DC电源114接收的DC电压是约12Vdc。电子开关126从MCU130接收低电压脉冲120(具有约20-25KHz频率)。这样的开关示出为绝缘栅双极晶体管(IGBT)126。IGBT126或者其它适合的开关将来自MCU130的低电压脉冲120耦联到升压变压器116的输入绕组。变压器116的二次绕组耦联到电压倍增器118，电压倍增器118向电极输出高电压脉冲。对于第一HVS170，电极是发射极和集电极组230和240。对于第二HVS172，电极是尾部电极222。总之，IGBT126作为电子开/关的开关工作。这样的晶体管在本领域中是公知的，并且不需要进一步的描述。
当被驱动时，第一和第二HVS170、172从DC电源114接收低输入DC电压和从MCU130接收低电压脉冲，并且产生优选为5KV的峰峰值和约20至25KHz的重复率的高电压脉冲。第一HVS170中的电压倍增器118向第一电极组230输出5至9KV之间的电压，并且向第二电极组240输出-6至-18KV之间的电压。在优选的实施例中，发射极232接收约5至6KV，而集电极242接收约-9至-10KV。在第二HVS172中的电压倍增器118向尾部电极222输出约-12KV。在一个实施例中，驱动电极246优选地接地。电压倍增器118产生更大或者更小的电压是在本发明的范围内。高电压脉冲优选具有约10％-15％的占空循环，但也可以具有其它占空循环，包括100％的占空循环。
如上所述，MCU130耦联到控制盘S1，如图3A所示控制盘S1能够设定为低、中或高气流设置。MCU130基于控制盘S1的设置，控制低电压脉冲信号的幅度、脉冲宽度、占空循环和/或频率以控制系统100的气流输出。为了增大气流输出，MCU130能够设定成增大幅度、脉冲宽度、频率和/或占空循环，或者相反为了减小气流输出速率，MCU130能够减小幅度、脉冲宽度、频率和/或占空循环。根据一个实施例，针对低设置低电压脉冲信号120具有固定的脉冲宽度、频率和占空循环，针对中设置具有另一个固定的脉冲宽度、频率和占空循环，针对高设置，具有另一个固定的脉冲宽度、频率和占空循环。
根据本发明的一个实施例，低电压脉冲信号120在“高”气流信号和“低”气流信号的预定期间之间调制。优选地，当在气流要在更小的“低”流速下的另一个预定时间量之后气流要在更大的“高”流速下时，低电压信号在预定时间量之间调制。优选地，通过在更大流速期间和更小流速期间调整由第一HVS提供给第一和第二电极组的电压而执行。不管控制盘S1设定成高、中或者低，这在将臭氧产生限制到可接收水平的同时产生可接收的气流输出。例如，“高”气流信号能够具有5微秒的脉冲宽度和40微秒的期间(即，12.5％占空循环)，并且“低”气流信号能够具有4微秒的脉冲宽度和40微秒的期间(即，10％占空循环)。
一般而言，第一组230和第二组240之间的电压差与系统100的实际气流输出速率成比例。因而，由“高”气流信号在第一和第二电极组230、240之间形成更大的电压差，而由“低”气流信号在第一和第二电极组230、240之间形成更小的电压差。在一个实施例中，气流信号使电压倍增器118向第一电极组230提供5和9KV之间的电压，向第二电极组240提供-9和-10KV之间的电压。例如，“高”气流信号使电压倍增器118向第一电极组230提供5.9KV的电压，向第二电极组240提供-9.gKV的电压。在示例中，“低”气流信号使电压倍增器118向第一电极组230提供5.3KV的电压，向第二电极组240提供-9.5KV的电压。MCU130和第一HVS170产生不同于上述提供的值的第一和第二电极组230和240之间的电压电位差是在本发明的范围内，并且无论如何本发明的范围不受所指定的值的限制。
根据本发明的优选实施例，当控制盘S1设定成高时，从MCU130输出的电信号将连续驱动第一HVS170和气流，由此电信号输出在以上所述的“高”和“低”气流信号之间(例如，2秒“高”和10秒“低”)调制。当控制盘S1设定成中时，从MCU130输出的电信号将周期性驱动第一HVS170(即，气流是“开”)持续预定的时间量(例如，20秒)，然后在另一个预定时间量中(例如，另一个20秒)降低到零或者更低电压。注意，如上所述，当气流是“开”时周期性驱动优选地在“高”和“低”气流信号(例如，2秒“高”和10秒“低”)之间调制。当控制盘S1设定成低时，来自MCU130的信号将周期性驱动第一HVS170(即，气流是“开”)一预定时间量(例如，20秒)，然后在一更长期间(例如，80秒)下降到零或者更低电压。再次注意，如上所述，当气流是“开”时周期性驱动优选地在“高”和“低”气流信号(例如，2秒“高”和10秒“低”)之间调制。高、中和低设置将驱动第一HVS170更长或者更短的期间是再本发明范围和精神内。还可以想到在“高”和“低”气流信号之间周期性驱动是不同于此处描述的持续时间和电压。
在一定的时间期间周期性驱动气流通过系统100，随后是在另一个时间期间很少或者没有气流(即，中和低设置)，这样允许通过系统100的总气流速率比当控制盘S1设定成高时要较慢。此外，周期性驱动减少了由系统发射的臭氧量，因为很少或者没有离子在由系统输出更少或者没有气流输出的期间产生。进一步，很少气流或者没有气流被驱动通过系统100的期间提供已经在系统内的空气更长的停留时间，由此增大了颗粒收集效率。在一个实施例中，如果有杀菌灯的话，长的停留时间允许空气暴露于杀菌灯。
关于第二HVS172，约12伏DC从DC电源114施加到第二HVS172J。在一个实施例中，第二HVS172向一个或者多个尾部电极222提供负电荷(例如，-12KV)。然而，可以想到，在其它实施例中，第二HVS172提供-10KV至-60KV范围(含)内的电压。在一个实施例中，由第二HVS172产生的其它电压是可以想到的。
在一个实施例中，第二HVS172独立于第一HVS170而可控制的(例如由升压按钮216)以允许使用者可变地增大或者减少由尾部电极222输出的负离子量，而不相应地增大或者减少提供到第一和第二电极组230、240的电压量。第二HVS172因而提供了独立于电极组件220的其余部分操作尾部电极222的自由度以减少静电、消除臭味等。此外，第二HVS172允许尾部电极222在与电极组230和240不同的占空循环、幅度、脉冲宽度和/或频率下工作。在一个实施例中，使用者能够通过下压按钮216在任何时候改变由第二HVS172供应到尾部电极222的电压。在一个实施例中，使用者能够开启和关闭第二HVS172和因而的尾部电极222，而不进行电极组件220和/或杀菌灯290的操作。应该注意，第二HVS172还能够用来控制除了尾部电极222以外的电气部件(例如，驱动电极和杀菌灯)。
如上所述，系统100包括升压按钮216。在一个实施例中，尾部电极222以及电极组230、240由从升压按钮216输入到MCU130的升压信号控制。在一个实施例中，如上述所述，升压按钮216在升压按钮216下压时循环进行一组操作设置。在以下论述的示例性实施例中，系统100包括三个操作设置。然而，在本发明的范围内任何个数的操作设置是可以想到的。
以下论述提供了操作升压按钮216的方法，该方法是上述方法的变形。具体地，当升压按钮216一旦按下时，系统100将在第一升压设置中工作。在第一升压设置中，MCU130驱动第一HVS170好像即使控制盘S1设定为低或者中，控盘S1设定在高设置一预定的时间量(例如，6秒)(实际上超过由控制盘S1指定的设置)。预定期间可以比6秒长或者短。例如，如果期望更长期间的更高的清洁设置，则预定期间还能够优选为20秒。这将使系统100在最大气流速率下运行预定的升压期间。如上所述，在一个实施例中，当在第一升压设置中工作时，低电压信号在“高”气流信号和“低”气流信号调制预定的时间量和电压。在另一个实施例中，低电压信号不在“高”和“低”气流信号之间调制。
在第一升压设置中，MCU130还将操作第二HVS172以操作尾部电极222在气流中产生离子(优选为负离子)。在一个实施例中，尾部电极222优选地在1秒重复地发射离子，然后在5秒结束整个预定升压期间。增大升压水平的臭氧量将进一步减少进入气流中的异味已经增大系统100的颗粒捕获率。在预定升压期间结束时，系统100将返回到之前由控制盘S1选择的气流速率。应该注意，尾部电极222的开/关循环不限于上述循环和期间。
在示例中，一旦升压按钮216再次按下时，系统100在第二设置中工作，该第二设置是增大离子产生或“感觉良好(feel good)”模式。在第二设置中，MCU130驱动第一HVS170，好像即使控制盘S1设定成高或者中，控制盘S1也被设定成低设置(实际上超过由控制盘S1指定的设置)。因而，气流不是连续的，但是“开”，然后以更小或者零气流经过预定时间量(例如，6秒)。此外，MCU130将操作第二HVS172以操作尾部电极222在气流中产生负离子。在一个实施例中，尾部电极222将重复发射离子1秒，然后在5秒内结束预定时间量。应该注意，尾部电极222工作的开/关循环不限于上述循环和期间。
在示例中，在升压按钮216再次按下时，MCU130将在第三操作设置中操作系统100，该第三操作设置是通常的操作模式。在第三设置中，取决于控制盘S1设定成哪个设置(例如，高、中或者低)MCU130驱动第一HVS170。此外，MCU130将操作第二HVS172以操作尾部电极222以预定的间隔在气流中产生离子(优选为负离子)。在一个实施例中，尾部电极222将在1秒内重复发射离子，然后在9秒内结束。在另一个实施例中，尾部电极222根本不在此模式下工作。系统100将默认继续在第三设置中工作，直到升压按钮216按下。应该注意尾部电极222工作的开/关循环不限于上述的循环和期间。
在一个实施例中，在系统100起初插入到壁和/或者在关闭了预定时间量之后起初开启时，本系统100在自动升压模式中工作。尤其是，在系统100开启时，MCU130自动驱动第一HVS170好像，如上所述，即使控制盘S1设定成低或者中，控制盘S1也被设定成高设置持续预定的时间量，由此使得系统100在最大流速下运行该时间量。此外，在相同的时间量，MCU130自动地操作第二HVS172以在最大离子发射速率下操作尾部电极222以产生离子(优选是负离子)进入到气流中。这种构造允许系统100有效地清洁系统100还没有连续工作的房间内的腐臭、刺鼻和/或污染的空气。该特征在发射负“感觉良好”离子以快速消除室内的任何异味的同时以更快的速率提高了空气质量。一旦系统100已经在第一设置升压模式下工作，系统100自动地将气流速率和离子发射速度调节到第三设置(即，通常操作模式)。例如，在起初插入或者起初开启模式中，系统能够在高设置中工作20分钟以提高颗粒的去除，并且更快速地清洁空气以及去除房间的异味。
此外，系统100将包括指示灯，当升压按钮216按下时，指示灯通知使用者系统在什么模式下工作。在一个实施例中，指示灯与上述清洁指示灯219相同。在另一个实施例中，指示灯是与指示灯219分开的灯。仅仅例如，当系统100在第一设置中工作时指示灯将发射蓝光。此外，当系统100在第二设置中工作时指示灯将发射绿光。在示例中，当系统100在第三设置中工作时，指示灯将不发射光
在一个实施例中，MCU130提供各种时间和维护特征。例如，MCU130能够提供清洁提醒特征(例如，2星期时间特征)，其提供清洁系统100(例如，通过使指示灯219亮黄色，和/或通过产生蜂鸣或者嘟嘟响的触发声频报警器)。MCU130还能够设置电弧感测、抑制和指示特征，以及在连续电弧的情况下关闭第一HVS170的能力。关于电弧感测、抑制和指示器特征的细节在美国专利申请No.10/625,401中有描述，该专利申请通过以上引用而包含于此。
图4示出了根据本发明的电极组件220的一个实施例的透视图。如在图4中所示，电极组件220包括具有至少一个发射极232的第一组230，并且还包括具有至少一个集电极242的第二组240。优选地，第一组230中的发射极232的个数N1与第二组240中集电极242的个数N2相差1。优选地，系统包括比发射极232更多个数的集电极242。然而，如果需要，附加的发射极232可替换地定位在组230的外端，使得N1>N2，五个发射极232与四个集电极242相比较。或者，单个电极或者单个导电表面可以代替多个电极。
电极232和242的材料应该是导电的，并且能够耐受由于施加高压引起的腐蚀作用，但是还要足够结实和耐用以周期性地进行清洁处理。在一个实施例中，发射极232由钨制造。钨足够结实以便可以耐受清洁处理，并且具有高的熔点以延迟由于离子化而导致的分解，并且具有促进高效离子化的粗糙的外表面。集电极242优选具有高度抛光外表面，以使不需要的点至点辐射最小化。因而，除了其它适合材料以外，集电极242可以由不锈钢和/黄铜制造。电极232的抛光表面还促进容易清洁电极。电极232和242的材料和构造允许电极232、242的重量较轻、容易制造和大量生产。进一步地，这里描述的电极232和242促进高效地发生离子化的空气和适合数量的臭氧。
如在图4中所示，电极组件220电连接到诸如高电压脉冲发生器170的高电压源单元。在一个实施例中，如图4所示，高电压源170的正输出端子耦联到发射极232上，高电压源170的负输出端子耦联到集电极242上。已经发现这种耦联极性工作良好并且使不需要的声频电极振动或者嗡嗡声最小化。然而，尽管正离子的产生传导到相对安静的气流，但是从健康的观点，希望输出气流的负离子比正离子浓。注意在一些实施例中，高电压脉冲发生器170的一个端口(优选负端口)实际上能够是周围空气。因而，集电极242不必使用导线连接到高电压脉冲发生器170。但是，在这情况下，通过周围空气在集电极242和高电压脉冲发生器170的一个输出端口之间将有“有效的连接”。或者，单元170的负输出端子连接到发射极232，正输出端子连接到集电极242。
当来自高电压源170的电压或者脉冲在发射极232和集电极242上产生时，在发射极232周围形成如同等离子体的场。该电场使发射极和集电极232、242之间的周围空气离子化，并且建立朝着集电极242流动的“出”气流。臭氧和离子同时由发射极232从由高电压源170提供的电压电势中产生。通过增大或者减小发射极232处的电压电势能够增大或者减小臭氧的产生。将相反极性的电势耦联到集电极242加速在发射极232处产生的离子运动，由此产生离子。当空气中的分子和颗粒从电极232旁通过时，其逐渐被由发射极232发射的电荷电离。当离子和电离化的颗粒60朝着或者沿着集电极242流动时，集电极242的相反极性使得电离化的颗粒60被吸引，由此朝着集电极232流动。因而，集电极242收集空气中的电离化的颗粒60，由此允许装置100输出更干净、更新鲜的空气。
图5图示电极组件220的一个实施例的平面示意图。在图5所示的实施例中的每个集电极242包括鼻状物243、两个平行的尾部侧244和与鼻状物243相对的端部241。此外，电极组件220包括一组驱动电极246。驱动电极246包括彼此平行的两侧，以及前端和后端。在另一个实施例中，驱动电极是导线或者构造成一条线的一系列导线。尽管示出两个驱动电极246，明显地在本发明的范围内可以考虑任何数量的驱动电极，包括仅仅一个驱动电极。
在图5所示的实施例中，驱动电极246位于集电极242之间的中途空隙处。优选地，驱动电极246靠近集电极242的尾端241定位，尽管这不是必要的。在一个实施例中，如在图5中所示，驱动电极246电连接到高电压源170的正端子。在另一个实施例中，驱动电极246电连接到发射极232。或者，驱动电极246具有漂浮电势或者可选地接地。朝着驱动电极流动的电离化的颗粒优选地被驱动电极246朝着集电极排斥，尤其在其中驱动电极246带正电荷的实施例中。
如图5所示，每个绝缘的驱动电极246包括由介电材料254覆盖的下面的导电电极25。根据本发明的一个实施例，导电电极253位于由一个或者多个绝缘材料254的附加层覆盖的印刷电路板(PCB)上。示例性绝缘PCB一般可以从市场上购买，并且可以从各种来源得到，包括例如Harrisburg，PA的Electronic Service and DesignCorp(电子维护和设计公司)。或者介电材料254是热沉管，其中在制造过程中，热沉管置于导电电极253上，然后加热，使管收缩到导电电极253的形状。示例性的热收缩管是从St.Paul，Minnesota的3M公司购买的FP-301型柔性聚烯烃管。
或者，介电材料254可以是绝缘的清漆、漆或者树脂。例如，清漆在涂到导电电极的表面之后，干燥和形成覆盖电极253的几微米(千分之一英寸)的厚度的绝缘涂层或者膜。清漆或者漆的介电强度可以是例如1000V/mil(每千分之一英寸伏特)以上。这样的绝缘清漆、漆和树脂从各种来源购买，诸如从Monm出h Junction，NewJersey的John C.Dolph公司和Manor，Pennsylvania的RanbarElectrical Materials Inc.公司购得。
能够用来绝缘驱动电极246的其它可行的介电材料包括陶瓷或者搪瓷或者纤维玻璃。这些仅仅是能够用来绝缘驱动电极246的介电材料254的几个示例。在本发明的精神和范围内，其它绝缘介电材料254能够用来绝缘驱动电极246。
如在图5所示，电极组件220优选地包括定位在集电极241下游的一组至少一个尾部电极222。在图5中的实施例中，三个尾部电极222直接定位在下游并且在与集电极242在一条线上。在另一个实施例中，尾部电极222靠近集电极242定位。在另一个实施例中，尾部电极222靠近驱动电极246定位。尾部电极222优选地电连接到高电压源170的负端子，由此尾部电极222促进附加的负离子进入离开单元100的空气中。尾部电极222构造成导线形状，并且沿着电极组件220的长度大致延伸。导线形状的尾部电极222是有利的，因为负离子是沿着电极222的整个长度产生的。负离子沿着电极222的整个长度产生允许当空气流过电极组件220时，更多离子自由分散在空气中。可选地或者附加地，尾部电极222是具有尖端的三角形，而不是导线形状。
图6图示根据本发明的一个实施例的空气调节装置的透视图。本发明的装置400包括连接到底座403的壳体402A，由此壳体403A优选从底座403竖立，并且具有不需依靠支撑物的细长形状。壳体402A还包括顶面436，顶面436包括一个或者多个开关401以及提升柄406。开关401已经论述了，并且可以想到开关401可以代替图2A和2B所示的开关S1、S2、S3。壳体402A具有柱形，并且一般具有前端432以及后端434。出口，其也被称为排气格栅402B，被连接到壳体402A的前端，入口或者进入格栅402C连接到壳体402A的后端434。
排气格栅402B和进入格栅402C优选包括沿着图6和图7A所示的竖立壳体402A的长度纵向或者垂直地延伸的翼片。然而，本领域的技术人员可以想到翼片可以在任何其它方向上构造，并且不限于垂直方向。
在图7所示的一个实施例中，通过从壳体402A卸下排气格栅402B，驱动电极是可拆卸的。可拆卸排气格栅402B允许使用者方便接近电极组件420记忆接近驱动电极246以清洁电极组件420和/或其它部件。排气格栅402B从图7A所示的壳体402A局部或者全部地卸下。尤其是，排气格栅402B包括将排气格栅402B固定到壳体402A的若干个L形接合片421。壳体402A包括许多接收槽423，接收槽423定位成当排气格栅402B连接到壳体402A时接收和接合L形接合片421。通过在相对于壳体402A的向上垂直方向上提起排气格栅402B以使形接合片421从相应的接合槽423升高，排气格栅402B从壳体402A卸下。一旦L形接合片421分离，使用者能够侧向拉着排气格栅402B离开壳体402A以将露出壳体402A内的电极组件420。在一个实施例中，排气格栅402B由任何可选的机构连接到壳体402A。仅例如，排气格栅402B安装到壳体402A的一组铰链上，由此排气格栅402B枢转地相对于壳体402A开启以允许接近电极组件。优选地，驱动电极246和集电极242构造成允许集电极242垂直地提起，而驱动电极246保持在壳体402A内。
图7B图示根据本发明的一个实施例的空气调节装置400的后端434的剖视图。如在图7B中所示，电极组件420定位在壳体402A内，并且排气格栅402B连接到壳体402A。如在图7B中所示，电极组件420的集电极优选包括顶部座404A、底部座404B，并且若干个集电极242、246定位在其间。尤其是，许多集电极242连接到顶部座404A和底部座404B，并且定位在其间。集电极242优选地彼此平行地定位。此外，如在图7B中所示，两个驱动电极246位于壳体402A内，并且在之间定位平行集电极242。集电极242和驱动电极246靠近排气格栅402B定位，以使空气通过排气格栅402B流出单元400。此外，电极组件420包括一个或者多个发射极，这些发射极分别安装到设置在顶部和底部座404A、404B上的发射极柱410。为了清楚目的，发射极在图7B中以虚线示出。
图8A图示根据本发明一个实施例的可拆卸的排气格栅402B的透视图。如在图8A中所示，排气格栅402B包括顶部端436和底部端438。格栅402B优选地具有凹形。在一个实施例中，排气格栅402B的长度大致是细长壳体402A的高度，尽管这不是必需的。如图8A所示，驱动电极246可靠地连接到设置在排气格栅402B的内表面上的一个或者多个夹子416上。如上所示，当格栅402B连接到本体402A时，夹子416位于排气格栅402B的内侧上，以将驱动电极246优选地定位在集电极242之间。在一个实施例中，通过摩擦配合驱动电极246可拆卸地连接到夹子416。驱动电极246由任何其它方法或者机构可从夹子卸下。在一个实施例中，驱动电极246不可从排气格栅402B的夹子416卸下。
驱动电极246经由位于顶部基本部件404A和/或底部基本部件404B上的一对导体而优选耦联到高电压发生器170(图3A)的负端子(图7B)或者接地。或者，导体定位在装置400中其它地方。当排气格栅402B连接到壳体部分402A时，导体向驱动电极246提供电压或者接地。当排气格栅402B连接到壳体402A时，导体逐渐接触驱动电极246。因而，当排气格栅402B固定到壳体402A时，驱动电极246通电或者接地。相反，当排气格栅402B从壳体402A卸下时，驱动电极246没有通电，这是因为驱动电极246没有与导体电接触。这允许使用者清洁驱动电极246。对于本领域的技术人员显而易见是任何其它方法可选地用来对驱动电极246进行通电。
在一个实施例中，格栅402B包括设置驱动电极246下游并且靠近排气格栅402B的内表面的尾部电极222组。尾部电极222的图示示出在图8B中。应该注意，尾部电极222在图8A中示出，尽管不是出于清楚的目的示出的。在驱动电极246可从排气格栅402B拆卸的实施例中，使用者能够接近尾部电极222以进行清洁。在另一个实施例中，驱动电极246是不可拆卸的，并且尾部电极222包括清洁机构，诸如可滑动部件或者诸如通过示例如以上在美国专利6,350,417中描述的关于清洁发射极232的水珠(未示出)，该专利通过以上引用而包含于此。
如在图8A和图8B中所示，尾部电极222由许多线圈418优选地固定到排气格栅402B的内部。如在图8A和图8B中所示，线圈418和尾部电极222优选地连接到安装部件。安装部件426固定到排气格栅402B的内表面，由此当格栅402B从壳体402A卸下时，安装部件426和电极222保持与格栅402B在一起。尽管在图中未示出，本发明还包括也靠近排气格栅402B的顶部436定位的一组线圈418，由此线圈418保持尾部电极222抵靠排气格栅402B的内表面拉紧。或者，尾部电极222的长度长于在排气格栅402B的相对端上的线圈418之间的距离。因而，尾部电极222抵靠排气格栅402B的内表面松懈。尽管三组线圈418和三个尾部电极222示出在图8A和图8B中，可以想到可选地使用任何数量的尾部电极222，包括只有一个尾部电极。
安装部件426优选是导电的，并且当排气格栅402B连接到壳体402A时，将尾部电极222电连接到高电压发生器172(图3A)。当排气格栅402B连接到壳体402A时，安装部分426逐渐接触高电压发生器170的端子。因而，当排气格栅固定到壳体402A时，尾部电极222通电。相反，当排气格栅402B从壳体402A卸下时，尾部电极222不通电，这是因为安装部件426没有与发生器172电接触。这允许使用者清洁尾部电极222。对于本领域的技术人员显而易见的是可选地使用任何其它方法对尾部电极222进行通电。
尽管尾部电极222示出连接到排气格栅402B的内表面，但是尾部电极222可选地构造成在集电极242的下游不需依靠支撑物。因而，当排气格栅402B和/或电极组件420的集电极尾部电极222从单元400卸下时，相对于壳体402A保持静止。在一个实施例中，不需依靠支撑物的尾部电极222安装到一组支架，由此支架从壳体402A内可卸下。或者，支架固定到壳体，并且尾部电极222不可从壳体402A卸下。
在操作中，一旦排气格栅402B从壳体402A卸下时，使用者通过简单地拉着驱动电极246能够从夹子416卸下驱动电极246。或者，驱动电极246从夹子416通过任何其它适合公知的方法或者机构分离。或者，驱动电极246固定到排气格栅402B，并且能够由于固定到排气格栅402B而被清洁。如上所述，在一个实施例中，一旦驱动电极246从夹子416分离时，使用者还能够清洁尾部电极222(图8B)。
通过卸下排气格栅402B，露出壳体402A内的电极组件420。在一个实施例中，使用者能够在电极定位在壳体402A内的同时清洁发射极232和集电极242。在一个实施例中，使用者能够垂直地抬起柄406，并且伸缩地将电极组件420的集电极240拉出通过壳体402A的上部分，而不必卸下排气格栅402B。使用者由此能够完全将电极组件420的集电极240从壳体部分402A卸下，并且完全接近集电极242。一旦集电极242被清洁，使用者接着能够在重力的帮助下将电极组件420的集电极240垂直向下重新插入到壳体部分402A中，直到电极组件420的集电极240固定在壳体部分402A的内侧。通过固定到排气格栅420B的驱动电极246，使用者能够以以上所述的方式将排气格栅402B连接到壳体部分402A。因而，明显地，电极组件420的集电极240和排气格栅402B独立地从壳体402A卸下，以清洁电极。在一个实施例中，电极组件420包括包括柔性部件和用于无论何时插入和/或卸下电极组件420捕获和清洁发射极232的槽的机构。关于该机构的更详细的细节在美国专利No.6,709,484中提供，该专利通过以上引用包含于此。
图9A和图9B图示根据本发明的空气调节装置500的另一个实施例。在图9A中所示的实施例类似于在图6-8B中描述的装置400。然而，在图9A-10B所示的实施例中的驱动电极246可拆卸地固定到集电极组件540，并且从具有集电极组件540的壳体502A可拆卸。在一个实施例中，排气格栅不可从壳体部分502A卸下。在另一个实施例中，排气格栅以图6-8B所述的方式从壳体部分502A卸下。
在图9A-10B所示的实施例中，通过在垂直方向上抬起柄506，然后将集电极组件540伸缩地拉出壳体502A，集电极组件540从单元500卸下。在集电极540已经从单元500卸下之后，驱动电极246接着从集电极组件540卸下，这将在下面论述。
图10A图示了根据本发明的集电极组件540的透视图。如在图10A中示出，集电极组件540包括一组集电极242和靠近集电极242定位的一组驱动电极246。如在图10A中示出，集电极242连接到顶部座504A和底部座504B，由此座504A、504B优选地将集电极242布置在固定平行构造中。提升式柄506连接到顶部座504A。顶部和底部座504A、504B设计成允许集电极242被插入，并且从装置500卸下。顶部和/或底部座504A、504B包括一个或者多个接触端子，当集电极242插入到壳体502A中时，接触端子将集电极242电连接到高电压源170。优选地，当集电极242从壳体502A卸下时，接触端子与壳体502A内的相应的端子逐渐脱离接触。
在图10A所示的实施例中，三个集电极242定位在顶部座504A和底部座504B之间。然而，任何数量的集电极242可选地定位在顶部座504A和底部座504B之间。如在图10A和10B中所示，集电极和驱动电极242、246优选地关于垂直轴线对称，在一个实施例中该垂直轴线指定为平行于电极242、246的轴线。可选地或者附加地，集电极和驱动电极242、246关于水平轴线对称，该水平轴线指定为垂直并且穿过电极242、246的轴线。对本领域的技术人员显而易见的是电极组件可选地相对于垂直和/或水平轴线不对称。
除了如图10A所示，一组驱动电极246定位在顶部驱动座516A和底部驱动座516B之间。尽管两个驱动电极246示出在顶部驱动座516A和底部驱动座516B之间，可以想到任何数量的驱动电极246，包括仅仅一个驱动电极。如下所述，顶部驱动座516A和底部驱动座516B构造成允许驱动电极246从集电极242卸下。顶部和底部驱动座516A和516B优选包括一组接触端子，当驱动电极246耦联到集电极242时，该输出端子将电压从高电压脉冲发生器170(图4和图5)输送到驱动电极246。或者，驱动电极246接地。因而，顶部和/或底部驱动座516A、516B包括接触端子，当驱动电极246耦联到集电极242时，该接触端子逐渐接触座504的接触端子。
在一个实施例中，集电极组件540包括位于顶部座504A中的释放机构518。当下压释放机构518时，释放机构518释放将顶部和底部驱动座516A、516B固定到顶部和底部座504A、504B的锁止机构。任何适合类型的锁止机构是可以想到，并且在现有技术中是公知的。在一个实施例中，释放机构518从集电极组件540解开顶部驱动座516A，允许顶部驱动座516A枢转出来，然后从底部驱动座516B安装在其上并且保持在适合位置处的突起释放底部驱动座516B。因而，驱动电极246如在图10B中所示可拆卸的。或者，底部驱动座516B包括将驱动电极固定在集电极组540的底部座504B的突起517。在另一个实施例中，驱动电极246通过在垂直于图10B所示的集电极组件540的细长长度的方向上滑动而从集电极组件540卸下。明显地，释放机构518可选地位于集电极组件540中其它地方。如图10B所示，通过在启动释放机构518时从集电极242抬起或者拉着驱动电极246，驱动电极246可拆卸。尤其是，顶部和/或底部驱动座516A、516B分别从顶部和底部座504A、504B提起。卸下的驱动电极246接着能够容易地清洁。此外，卸下驱动电极246增大集电极242之间的间隔量，由此允许使用者容易地清洁集电极242。
在一个实施例中，将驱动电极246固定到顶部和底部座504A、504B，使用者将底部驱动座516B与底部座504B对齐。一旦对齐，使用者使顶部驱动座516A朝着顶部座504A枢转，直到锁止机构接合顶部和/或底部座中的相应的特征。驱动电极246接着固定到其余集电极组540，由此电极组件520接着能够插回到壳体502A中作为单件。在另一个实施例中，通过对齐顶部和底部驱动座516A、516B和顶部和底部座514A、514B，然后侧向将顶部和底部驱动座516A、516B插入到顶部和底部座504A、504B的插座中，直到锁止机构接合顶部和/或顶部座504A、504B的相应特征部件上，驱动电极246固定到顶部和底部座504A、504B。
如上所述，驱动电极246优选关于垂直和/或水平轴线对称。在一个实施例中，顶部和底部驱动座516A、516B构造成驱动电极246能够可逆地连接到顶部和底部座504A、504B。因而，底部驱动座516B连接到顶部座505A，并且顶部驱动座516A连接到底部座504B。这个特征允许驱动电极246正常地操作，而不管驱动电极246是左右和上下反置。在另一个实施例中，不是所有的驱动电极可以从座504A、504B卸下，由此一个或者多个驱动电极246彼此独立地可拆卸。
在另一个实施例中，驱动电极246可从集电极242拆卸，而不首先从壳体502A卸下整个集电极组件540。例如，使用者能够卸下排气格栅402B(图8A)，并且下压释放机构518，由此驱动电极246拉出通过壳体502A的前部。使用者接着能够清洁仍然相对于壳体502A定位的集电极242。如上所述，使用者还可选地通过提起柄506能够将集电极242抬出壳体502A。
出于图示和描述的目的已经提供了本发明的上述实施例的前述描述。其不是穷举性的或为了将本发明限制到所公开的精确形式上。许多修改和变形对于本领域的普通技术人员是显而易见的。选择和描述实施例是为了最佳说明本发明的原理和其实际应用，由此能够使本领域的其他技术人员理解本发明适于所想到的具体应用的各种实施例和各种修改。本发明的范围意在由权利要求和其等同物限定。

Claims (18)

1.一种空气调节装置，包括：
a.壳体，其具有入口和出口
b.离子发生器，其位于所述壳体中，并且构造成至少在气流中形成离子，其中，所述离子发生器进一步包括：发射极；在所述发射极下游的集电极；和可操作连接到所述发射极和所述集电极中至少一个上的高电压源；和
c.驱动电极，其位于所述出口附近，其中，所述驱动电极可从所述壳体上卸下。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集电极可从所述壳体上卸下。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集电极可从所述壳体上卸下，并且所述驱动电极可从所述集电极上卸下。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集电极可从所述壳体上卸下，并且当所述集电极从所述壳体上卸下时，所述驱动电极可从所述集电极上卸下。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集电极可从所述壳体上卸下，并且所述驱动电极可拆卸地固定到所述集电极上。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括可拆卸地连接到壳体上的格栅，其中，所述驱动电极安装到格栅上。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动电极是绝缘的。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集电极具有前部和尾部，所述尾部位于所述壳体内使得所述尾部远离所述发射极定位，并且其中所述驱动电极定位在所述尾部部分附近。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集电极可从所述壳体上卸下，并且所述驱动电极可从所述壳体上卸下，所述装置进一步包括能够可拆卸地将所述驱动电极安装到所述集电极上的释放机构。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动电极接地。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射极带正电荷，并且所述集电极带负电荷。
12.一种空气调节装置，包括：
a.具有可拆卸的格栅的壳体；
b.位于所述壳体内的离子发生器，其中，所述离子发生器进一步包括：发射极；位于所述发射极下游的所述集电极；和可操作地连接到所述发射极和所述集电极中至少一个上的高电压源；和
c.靠近所述离子发生器的集电极的驱动电极，其中，所述驱动电极可拆卸地安装到所述可拆卸的格栅上。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述可拆卸的格栅是出气口格栅。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述集电极可从所述壳体上卸下。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述壳体具有侧面，并且所述可拆卸的格栅可从所述壳体的所述侧面上卸下。
16.一种用于调节空气的装置，包括：
a.具有入口和出口的壳体；
b.至少一个发射极，其位于所述壳体内靠近所述入口处；
c.至少两个集电极，每个集电极具有前部和尾部，所述集电极位于靠近所述出口处；
d.高电压源，其适于提供在所述至少一个发射极和所述集电极之间的电压差；和
e.至少一个可拆卸的驱动电极，其位于靠近所述尾部的所述至少两个集电极之间。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，进一步包括用于将所述驱动电极从所述集电极上卸下的释放机构。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述至少一个驱动电极的至少一部分是绝缘的。
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