[发明专利]用于产生荷电液滴的装置和方法

说明书

发明领域

受权利要求书保护的本装置产生很小的或纳米级的荷电液滴。这些液滴可在设计用于家庭和商业用途等的设备中使用，从而控制空气供给质量。

发明背景

已经发现，很小的荷电液滴用于很多使用场合，包括施用涂层表面和捕获空气中的灰尘。对用于各种各样的实际应用，使用纳米液滴具有很多优点。例如，生成大量的纳米液滴可用很少的流体体积来实现，其中通过装置减少流体消耗。纳米液滴也具有大表面积，导致辅剂例如香料快速蒸发并有效递送到空气中。纳米液滴容易被并入到气流中并保持悬浮在气流中，而较大的液滴将沉积到空气循环管道的表面上。这些有益效果对于许多的应用具有优点，包括但不限于空气净化、香料递送、将活性物质递送到鼻腔或口腔。

各种尺寸的极小的液滴可通过很多供选择的替代方法形成。用于产生这些小液滴的一种已知的备选方案是配备有加湿器的设备，其中水通过具有很细孔口的喷嘴被泵送以产生很小的水滴。美国专利公开6,656,253公开了设计有这种喷雾系统的空气净化装置。所述装置产生具有第一极性的半导电水滴的荷电喷雾，将其并入气流。空气中的灰尘或其它颗粒被静电吸引到喷雾液滴上并被所述喷雾液滴保留。

然而，据发现，当例如流体中的微小的非溶解性沉淀剂和/或杂质堵塞喷嘴时，此类系统经历喷嘴故障。即使流体中没有固体存在，但较高的流体粘度可足够妨碍流体流过喷嘴并且未能产生期望尺寸的液滴。当存在例如以上或其它问题时，横跨多个喷嘴递送一致的流体压力是本领域的技术人员所面临的技术挑战。

当试图产生很小荷电颗粒的可靠供给时，消除所遇到的与喷嘴有关的堵塞问题的备选方法包括使用干式电离的原理。干式电离不需要流体来产生荷电颗粒。根据干式电离的原理运行的装置在现有技术中为人们所熟知并且通常包括两个电极；一个处于高压，另一个处于有些较低的电位。应用电极间的这个电极电位降来产生电场，在高压电极周围形成电晕或荧光。在电晕的形成点，两个电极之间的空间中的气体分解并释放电子或离子，所述电子或离子直接朝向较低电位电极行进。在干式电离空气净化装置的情况下，气体(在这种情况下为空气)的分解导致臭氧的产生，而由于多种原因，所述臭氧的产生是高度不可取的。

发明概述

本发明是一种使用沿着固体或半固体长丝移动的导电或半导电流体的装置，其中当将高电位施加到流体时，随着流体被电吸引朝向反电极的方向移动，所述流体相对于第二或反电极的高电位在灯丝的顶点处产生足够的电场密度以形成大量小的和荷电液滴。此时，其中流体的电荷或极化具有足够的强度，其中当流体被挤压成细小的流体喷射流时，所述流体喷射流是不稳定的并形成很细小的和荷电的液滴流。这些细小液滴在与细小的流体喷射流分离时被荷电或极化并且沿着静电场力线朝向反电极移动。反电极包括能够被极化(下文称为“可极化的”)的导电的或半导电的材料并且可作为或不作为液滴的目标表面。该设备提供用于产生液滴的高效和可靠的方法，而没有与喷嘴堵塞有关的通常已知的流体设备问题。

附图概述

图1是流体荷电系统的示意图；

图2是流体输送系统的示意图；

图3是空气净化装置的侧视图；

图4是流体输送系统的示意图；

图5是流体发射极的侧视图；

图5a是基质的透视图；

图6是基质的剖面图；

图7是基质的等轴视图；

图7a是基质的第一剖面图；

图7b是基质的第二剖面图；

图7c是基质的第三剖面图；

图7d是基质的第四剖面图；

图8是基质的透视图；

图9是眼睛治疗装置的示意图；

图10是口腔治疗装置的示意图；

图11是硬质表面处理装置的示意图。

发明详述