[发明专利]改进的离子过滤空气净化器

说明书

本发明公开了一种用于通过采用静电离子吸引净化空气的离子过滤空气净化装置。由风扇通过入口将具有悬浮颗粒的空气吸入该装置中。入口附近的电离源产生离子。电荷从离子转移至悬浮颗粒。风扇将空气和悬浮的带电颗粒推向出口。位于出口附近的过滤器通过静电吸引运行并从空气中过滤带电颗粒，从而允许以减小带电颗粒排放水平的方式从该装置释放净化的空气。

相关申请的交叉引用

本申请主张2011年3月15日递交的美国临时申请No.61/453,060的权益，通过引用将其内容结合于此。

技术领域

本发明总体涉及空气净化系统领域。更具体地，本发明涉及用于通过采用静电离子吸引净化空气的离子过滤装置(″IFD″)。

背景技术

具有高浓度悬浮颗粒的空气(以下，″脏空气″)会对呼吸脏空气的生命带来健康危害。脏空气还会引起沉淀悬浮颗粒(如，灰尘)的较高的沉积速率，因此导致需要更频繁地清洁期望保持清洁的表面(如，家庭内的表面)。

在农业中，在诸如家禽棚和密集生猪饲养棚之类的环境中发现高浮质浓度，并且因此工人和动物的健康都处于危险中。

在工业中，多种工艺，如焊接、研磨、熔炼和内燃机在密封空间中的使用都会在封闭空间中产生高浓度悬浮颗粒。

在社会和家庭环境中，悬浮颗粒通过吸烟产生。喷嚏会产生细菌和病菌的浮质。在一年的多个时间里发现高浓度的过敏产生花粉。尘螨过敏颗粒在整理床时产生并作为悬浮颗粒进入空气中。

常规空气净化器可以通过下述方式从空气中去除颗粒：即，将颗粒捕获在诸如过滤空气净化器(FAC)的过滤器中，或者通过将颗粒收集在诸如静电除尘空气净化器(ESPAC)的极板上。过滤器或极板随后可以被丢弃、清洗或更换。

FAC装置的缺点包括：由于颗粒阻塞过滤器，过滤器的效率随着时间下降；需要风扇的功率足够大以克服局部阻塞的过滤器；与风扇相关的噪声和功耗；以及对定期更换过滤器的需求。

ESPAC装置的缺点包括：高压极板需要昂贵的屏蔽装置；由高压极板之间的电击穿和泄漏引起的效率损失和臭氧的产生；以及需要将高压极板相对较远地间隔开以减少高压极板之间的空气中的电击穿，因此增加尺寸和降低效率。

静电除尘空气净化器通过将带电颗粒和离子吸引至带有与带电颗粒和离子的电荷相反的电荷的收集板而工作。ESPAC装置的变型例是用空气通道更换高压极板，且空气通道的至少一部分具有电势、驻极体特性、静电特性等。现有技术中已知的的这种装置的示例是授权给Griffiths等人的美国专利No.6,749,669，该专利通过引用将其内容结合于此。

然而，将被收集的颗粒和离子通常可能不处于带电状态，因此必须将电荷引到颗粒和离子上以将所述颗粒和离子吸引至收集板。这种常规静电空气净化器通过使用用于电离气体或空气流的离子发生器在颗粒和离子离开净化器时将电荷引至颗粒和离子上。离子发生器可以包括初级电晕放电发射器和相对于初级发射器处于较低电势的次级电晕放电发射器。初级电晕放电发射器连接至高负电势，而次级电晕放电发射器连接至电接地。初级电晕放电发射器可以是具有尖锐的末端的针，次级电晕放电发射器可以是具有相对较钝的末端的针。

由于离子发生器在颗粒和离子离开净化器时将电荷施加在颗粒和离子上，如此带电的离子必须向后行进至常规静电空气净化器的空气入口以被收集起来。这带来了现有技术的缺点，因为如此电离的一些颗粒可能不会返回至空气入口，并且确实返回至空气入口的颗粒可能会在返回之前失去其电荷中的一些或全部。除非静电空气净化器在密闭空间中运行，否则很少由带有足够多的电荷的离子可以返回至空气入口。因此，存在对更有效的静电空气净化器的需求。

发明内容