[发明专利]控制流体流动的静电流体加速器和方法

说明书

本申请是名称为“控制流体流动的静电流体加速器和方法”、申请日为2005年2月21日、申请号为03819690.5、国际申请日为2003年6月23日、国际申请号为PCT/US2003/019651的分案申请。

相关申请

本文援引以下专利的全部内容以供参考：2002年7月3日提交的系列号10/187,983的“火花控制方法和装置”；2003年1月28日提交的系列号10/352,193的“静电流体加速器和控制流体流动的方法”；1999年10月14日提交的系列号09/419,720的“静电流体加速器”；2002年1月21日提交的系列号10/175,947的“用于流体流动的静电流体加速控制的方法和装置”；2002年7月3日提交的系列号10/188,069的“静电流体加速器和控制流体流动的方法”。

技术领域

本发明涉及产生电晕放电的方法和装置，具体来说，涉及用于流体加速的方法和装置，以便利用离子和用于运动的此类电场来提供一流体(尤其是空气)的速度和动量，以及对这样的流体的控制。

背景技术

许多专利(例如，见授予Shannon等人的美国专利Nos.4,210,847和Spurgin的4,231,766)已经认识到这样的事实：电晕放电可用来产生离子和带电粒子。这样的方法广泛地用于静电除尘器和电风机，如由Chapman&Hall(1997)出版的“实用静电除尘器”一书中所述。电晕放电装置可在成对的电极(例如，一电晕放电电极和一吸引电极)上施加一高电压来形成。其中，一高压电源施加到成对的电极上，由此产生电晕放电。诸电极构造和布置成在其中一个电极(称之为电晕放电电极)附近产生一不均匀的电场，于是，产生一电晕和朝向附近的互补的电极(称之为收集或吸引电极)的合成的电晕电流。电晕放电电极需要的几何形通常要求一尖端或锋口朝向电晕电流流动方向，例如，面向收集或吸引电极。

因此，至少电晕放电电极应该小或包括尖端或锋口，以便在电极附近产生需要的电场梯度。电晕放电发生在相对狭窄的电压范围内，介于一电晕发作的下限电压和一较高的击穿(或火花)电压之间。在电晕开始电压以下，没有离子从电晕放电电极中发射，因此，没有产生空气的加速。另一方面，如果施加的电压接近介电击穿或电火花电平，则可造成火花和电弧，其中断电晕放电过程和形成不愉快的电弧声音。因此，一般有利的是，在这些值之间保持高电压，具体来说，接近但略微低于火花电平，这样，流体加速是最有效的。

有许多专利着力于解决静电装置中产生火花的问题。例如，Baker的美国专利No.4,061,961描述了一用来控制两级静电除尘器电源的工作循环的电路。该电路包括一与电源变压器的初级绕组串联连接的开关器件以及一可工作来控制开关器件的电路。设置一适于监控电源变压器的初级绕组中电流的电容性网络来操作该控制电路。在正常的工作工况下，即，当电源变压器的初级绕组中的电流在标称的限制内时，电容性网络操作该控制电路，以允许电流流过电源变压器的初级绕组。然而，一检测到与起弧产生的高的瞬时电压相关的增加的初级电流，电弧发生在除尘器的部件之间并由电源变压器的次级绕组反映到电源变压器的初级绕组，此时，电容性网络操作该控制电路。与此相呼应，控制电路致使开关器件抑制电流流过变压器的初级绕组，直到与高的瞬时电压相关的起弧工况被压制或其它方式抑制。在高瞬时电压终止之后的一定时间间隔后，开关器件对初级绕组自动地重新建立起电源，由此，恢复静电除尘器电源的正常工作。

Baker等人的美国专利No.4,156,885描述了一用于静电除尘器电源的自动电流过载保护电路，其在检测到一持续的过载之后进行工作。

Weber的美国专利No.4,335,414描述了一用于静电除尘器空气清洁器电源的自动电子恢复电流切断。一保护电路利用一铁谐振变压器来保护电源，所述变压器具有一初级电源绕组、一提供相对高电压的次级绕组以及一提供相对低电压的第三绕组。在离子发生器或集电器单元中如果发生过载，则保护电路通过检测来自高电压的一电压并将检测到的电压与固定参考值比较，以此操作保护电路来抑制电源的工作。当检测电压下跌到低于一预定值时，通过变压器初级的电流被抑制一预定的时间。电流自动地恢复，而电路将循环地致使电源关闭，直到故障被清除为止。参考电压取自第三绕组电压，导致提高电路的灵敏度缩短过载工况的时间。