專利名稱：在離子風設備中減少臭氧產物的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及離子發生器和離子風設備，特別涉及一種在離子風設備中用于減少臭氧產物的改進方法和裝置。
美國食品和藥物管理局已經確定室內空氣中的臭氧在濃度超過50ppb(10億分率)時可能會對人造成損害。NIOSH也規定臭氧的室內濃度超過100ppb時可能會對人造成損害。使用高壓電場以產生大氣的等離子體電暈放電和空氣離子的設備都易于產生該同素異形體，即臭氧。在大多數直流工作的離子風系統中，在高壓電場的電壓及電流和臭氧濃度的水平之間有一個線性的關系。而且在電場的加速度和強度之間存在一個線性關系。一般地說電壓越高、加速度越大。由于要求具有最大的加速度，必須采用一種方法以限制或減少不需要的臭氧產物。
一種可選擇的方法，它可以被稱作為鋸齒方法，通過使用電子電路來完成波形效果以產生非線性的鋸齒波驅動電壓。典型的鋸齒波寬度可能也是例如4秒，它具有尾部，和大約1秒的影響最高電壓狀態的下降沿。在切換方法和斜率方法中，氣流的速度一般是從每分鐘300英尺的低速度狀態向每分鐘500英尺的高速度狀態變化。隨后的臭氧產物水平從3秒的17ppb向少于1秒的50ppb的高水平變化。總平均臭氧產物少于25ppb。這表示對同樣的陣列在每秒350英尺的穩態下產生平均35ppb臭氧的運行時的一個改進。此外，每秒500英尺的氣流沖出明顯地改進了離子風設備的運轉。
下一個可選擇的也產生波形效應的方法可以被稱作選通方法，它是在定時的間隔上切換把正高壓到發射器或把負高壓切換到收集器(或同時切換正、負高壓)的選通電壓，例如20秒關閉，然后20秒在高壓狀態。最終，切換方法，不論是鋸齒方法還是選通方法都可以互相協同使用或與其他臭氧控制方法一起使用。
圖2是本發明的在發射器和收集器之間改變高壓電位的切換方法的示意圖；圖3是本發明的鋸齒方法的示意圖；以及圖4是本發明的選通方法的示意圖。
跨發射器/收集器陣列施加的差值電壓必須至少是6,500伏，以便影響任何真正的離子的移動性和隨后的氣流。典型的配置包括施加一正高壓到發射器10，并施加一負高壓到收集器20以達到15,000伏的最大直流差值電壓。這些差動電位可以翻轉。但是，當這種做時，會在發射器源上非穩定的等離子云封層，導致過多的電暈放電噪聲和臭氧產物。可選擇的是，該陣列可以通過單純的正或單純的負高壓激勵源來驅動發射器10和具有高返地阻抗的(以減少負載電流和擊穿電弧)收集器20。該激勵電壓也可以采用美國專利4,789,801所教導的方法來調制以到達所要求的結果。
圖2是本發明的切換方法的示意圖。該方法將一脈沖高壓提供給發射器/收集器陣列，即一高壓激勵配置通過從低電平正高壓狀態HV1在預定的時間間期切換到高電平正高壓狀態HV2來驅動該陣列，例如1秒鐘的HV1和3秒鐘的HV2。如果正電壓按比例適當地增加，則沒有必要包括負電壓基準-HV以達到同樣的氣流水平。電壓極性也可以反轉而對氣流水平具有最小的影響。
圖3是本發明的鋸齒方法的示意圖。該方法將鋸齒性的高壓提供給發射器/收集器，即高壓激勵配置使用在可變時間間期上幅度變化的鋸齒波電壓來驅動該陣列。為得到最小的臭氧產物來說，接通狀態的低電平高電壓一般可能有5.5秒長。相反地，為了得到最大要求的臭氧，該低電平高電壓可短到2.5秒。該鋸齒波上升時間典型地在1.5秒產生一個超過14000伏的差值電壓。真正的時間和幅度可以根據所要求的氣流和臭氧水平的效果來變化。
圖4是本發明的選通方法的示意圖。該方法將序列高壓提供給發射器/收集器陣旬，即將差動高壓選通施加(或開關接通/關閉)給該陣列的方法，用該方法時，把施加在該陣列上的差值電壓在預定的間隔上從零狀態轉換到最高狀態。該開/關定時的狀態和差動幅度可以根據效果來變化。例如，20秒開到20秒關的時間和15000伏的差動高壓電平對氣流和臭氧輸出將是最大的占空比和最高幅度。正如上文所述的切換和鋸齒方法，如果發射器陣列上的電壓成比例地增加，由于氣流和臭氧水平在同樣的環境條件將成比例地增加，因此沒有絕對必要在收集器陣列上使用負高壓。但是，施加給收集器陣列的負高壓通常用于改善污物收集、限制電路的成本并減少對位于陣列機箱附近的中性元件的電暈電弧。
權利要求
1.一種在離子風設備中減少臭氧產物的方法，所述方法包括下列步驟提供一發射器；提供多個收集器；將所述收集器與所述發射器等距離地放置以形成一陣列；在所述發射器和所述收集器之間提供一高壓電位；以及隨時間改變所述高壓電位以產生氣流的波形效果并減少總的臭氧產物。
2.如權利要求1所述的在離子風設備中減少臭氧產物的方法，其中所述隨時間改變所述高壓電位的步驟包括所述高壓電位從在第一時間段持續的較低的高壓電平切換到在第二時間段持續的較高的高壓電位。
3.如權利要求2所述的在離子風設備中減少臭氧產物的方法，其中所述較低的高壓電平是大約+6KV，并且所述較高的高壓電位是大約+8.5KV。
4.如權利要求2所述的在離子風設備中減少臭氧產物的方法，其中所述第一時間段大于所述第二時間段。
5.如權利要求4所述的在離子風設備中減少臭氧產物的方法，其中所述第一時間段是大約3秒，所述第二時間段是大約1秒。
6.如權利要求1所述的在離子風設備中減少臭氧產物的方法，其中所述隨時間改變所述高壓電位的步驟包括向所述發射器/收集器陣列提供一非線性鋸齒驅動電壓。
7.如權利要求6所述的在離子風設備中減少臭氧產物的方法，其中所述非線性鋸齒驅動電壓具有大約4秒的脈沖寬度。
8.如權利要求6所述的在離子風設備中減少臭氧產物的方法，其中所述非線性鋸齒電壓具有一尾部和影響最高電壓狀態大約1秒的下降沿。
9.如權利要求1所述的在離子風設備中減少臭氧產物的方法，其中所述隨時間改變所述高壓電位的步驟包括給所述發射器/收集器陣列提供一選通電壓。
10.如權利要求9所述的在離子風設備中減少臭氧產物的方法，其中所述選通電壓是在預定的時間間期內從零狀態轉換到最高狀態。
全文摘要
一種在離子風設備中限制臭氧產物的方法，通過在時間上以產生氣流的波形效應改變跨發射器陣列(10)和收集器(20)上的高壓電位，可以在這樣的設備中實現高加速度的事件的同時限制臭氧產物。通過切換、鋸齒或選通方法將高壓電位向該陣列饋給可以實現該變化。
文檔編號A61L9/22GK1413167SQ00817723
公開日2003年4月23日 申請日期2000年12月22日 優先權日1999年12月24日
發明者吉姆·L·李 申請人:澤尼恩工業公司