專利名稱：改進的有效場極化介質空氣凈化器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大致涉及空氣凈化系統(tǒng)，具體涉及一種空氣凈化器，該類型的空氣凈化器使用靜電場來極化介質和極化顆粒，以提高介質上的顆粒收集效率。
背景技術：
靜電吸引的原理被使用了多年以增強污染物從氣流中的去除?？諝忪o電凈化器主要分為三類靜電沉淀器、無源靜電過濾器(passive electrostatic filter)和有效場極化介質空氣凈化器(active field polarized media air cleaner)，這些空氣靜電凈化器有時以不同的名稱為人所知。靜電沉淀器使顆粒帶電，然后將該顆粒捕獲到帶相反電荷和/或接地的收集板上。無源靜電過濾器(也被稱為駐極體(electret))使用介質(或不同介質的組合)， 該介質(或不同介質的組合)通過一些處理和/或固有性質的組合而具有靜電電荷。進入帶靜電電荷的過濾介質中的顆粒被吸引到具有相反靜電電荷的帶電過濾材料上。有效場極化介質空氣凈化器使用由兩個電極之間的電壓差產生的靜電場。介電的過濾介質被放置在兩個電極之間的靜電場中。介電材料是電絕緣體或者對電流具有高阻抗并且仍能存儲電能的物質。介電材料可以將施加在該介電材料內的電場進行集中，因此是一種靜電場的有效的支持物。所述靜電場將介質纖維和進入的顆粒極化，從而提高所述介質和空氣凈化器的效率。過濾器的效率是從氣流中除去特定粒徑的或者一定粒徑范圍內的顆粒的百分比。另一種靜電空氣過濾器的設計公開在加拿大專利號為1，272，453的專利中，在該專利中，將一次性矩形濾筒連接到高壓電源。該濾筒包括導電內部中心網，該中心網夾設在兩個介電的纖維質材料(塑料或玻璃)層之間。該兩個介電層則進一步夾設在兩個導電材料外網之間。導電內部中心網被施加到高電壓，由此在導電內部中心網與兩個導電外網之間產生靜電場，所述兩個導電外網保持在相反電位或接地電位。高壓靜電場將極化兩個介電的纖維層?？諝鈨艋骺梢园惭b在各種結構和環(huán)境中，作為冷暖風空調(HVAC)系統(tǒng)的一部分，以及安裝在獨立的空氣移動/凈化系統(tǒng)中。在小型HVAC系統(tǒng)中(例如住宅和小型商用)，空氣凈化器面板經常安裝在平板結構(垂直于氣流)中或者有角度的過濾通道內。在大型系統(tǒng)中，多組空氣過濾器通常布置在V型結構中，其中設置多個獨立的過濾器以形成垂直于氣流軸線的Z型折疊的過濾器
發(fā)明內容
本發(fā)明包含對有效場極化介質空氣凈化器的改進。空氣動力學(aerodynamic)前罩根據本發(fā)明的一方面，有效場極化介質空氣凈化器的V型結構包括空氣動力學前罩，用于連接相鄰的有效場極化介質板型空氣凈化器的前邊緣且面向氣流。前罩提供了較低形式的氣流阻力以降低過濾器靜壓降(對氣流的阻力)。另外，空氣動力學前罩的空腔可以將高壓電源藏納在空氣動力學前罩內，為電氣元件提供保護和絕緣。此外，前罩用作線框，用于高壓和低壓線在空氣凈化面板與相鄰的空氣凈化模組之間穿設。后雙鉸接裝置氣密性根據本發(fā)明的另一方面，有效場極化介質空氣凈化器的V型結構包括后雙鉸接裝置，用于連接相鄰的有效場極化介質空氣凈化器的后邊緣。后雙鉸接裝置在相鄰的有效場極化介質空氣凈化器之間提供有效密封，從而減少了相鄰的有效場極化介質空氣凈化器間的漏氣并提高了效率。用于極化介質空氣凈化器的改進電極根據本發(fā)明的另一方面，高壓電極由導電型擠出塑料網或者其它類似材料制得， 提供了相當高的工作電壓，從而提高了效率。電阻型中心網和可變高壓電源根據本發(fā)明的另一方面，一個以上的有效場極化介質空氣凈化器可以共用一個高壓電源。以這種方式，如果一個有效場極化介質空氣凈化器短路，中心網的電阻將限制來自高壓電源的電流發(fā)生短路，從而允許共用相同電源的其它有效場極化介質空氣凈化器繼續(xù)
正常工作。另外，高壓電源可以制成可變的，從而可以選擇最佳電壓以提供最佳靜電場而不發(fā)生電弧放電。介電的介質支撐框架根據本發(fā)明的另一方面，有效場極化介質空氣凈化器包括介電的介質支撐框架， 其在一側具有凹槽或者擱架用以保持中心網和/或過濾介質，在另一側具有突出物以便與保持導電外網的導電保持框架一起建立有效密封。介電的介質支撐框架允許中心網延伸到過濾介質的邊緣而不與導電外網或導電保持框架之間發(fā)生短路或電弧放電，在整個過濾介質中產生更加均勻的靜電場。由介電的介質支撐框架所提供的邊框還防止了在中心導電網的邊緣發(fā)生電暈火花。介電的介質支撐框架與導電的保持框架之間的有效密封減少了導電保持框架與過濾介質邊緣之間的空氣泄露(漏氣)。介電的介質支撐框架能夠由剛性或者柔性的塑料材料制造。平直的導電外網為了電極之間更均勻的距離，從而在整個有效場極化介質空氣凈化器中的更均勻的電場，相比于現(xiàn)有的有效場極化介質空氣凈化器的柔性外網，導電外網制造為相對來說更加平直。外網的平直性通過使用相比于介電過濾材料相對更加硬質的材料來實現(xiàn)。改進的高壓觸頭現(xiàn)有的有效場極化介質空氣凈化器中的一個問題是高壓探針與中心網接觸處的面積。在典型的現(xiàn)有技術中，高壓連接是通過使用探針或者夾扣在相對較小的面積上接觸中心網(或者電極)而實現(xiàn)。在一些情況下，接觸變得不可靠。這種結構的問題是經過一段時間，觸點將會在電極上的接觸區(qū)域發(fā)生電弧、火花和腐蝕，使得接觸不穩(wěn)定。隨著腐蝕的加劇，將會惡化到不再接觸的程度。本發(fā)明克服了該問題，通過各種手段保持空氣凈化器穩(wěn)固，在電極的更寬的表面上通過盤和/或緊固件覆蓋整個連接，使高壓觸頭面積加大。雖然本發(fā)明的各種實施方式都是顯示了高壓觸頭區(qū)域為圓形，但是其它形狀同樣可行。此外，在高壓探針區(qū)域容易發(fā)生火花電暈和/或電弧放電。為了減少在高壓探針接觸中心網的區(qū)域發(fā)生火花和電弧放電，將高壓探針封裝在高壓護套內。


圖1是根據本發(fā)明的布置在V型結構中的多個有效場極化介質空氣凈化器面板的立體圖。圖2是根據本發(fā)明的布置在V型結構中的多個有效場極化介質空氣凈化器過濾器的橫截面圖。圖3是根據本發(fā)明的布置在V型結構中的多個有效場極化介質空氣凈化器過濾器的放大部分的橫截面圖，顯示了將更換的過濾介質插入到下部過濾器保持框架內。圖4是根據本發(fā)明的布置在V型結構中的多個有效場極化介質空氣凈化器過濾器的放大部分的橫截面圖，顯示了將更換的過濾介質插入到上部過濾器保持框架內。圖5是根據本發(fā)明的具有電阻型中心網且共用共同的高壓電源的多個有效場極化介質空氣凈化器過濾器的示意圖。圖6是前罩的橫截面圖，該前罩用在根據本發(fā)明的布置在V型結構中的堆疊的有效場極化介質空氣凈化器過濾器的頂部或者底部。圖7是根據本發(fā)明與圖6中的前罩結合使用的鉸接部分的橫截面圖。圖8是前罩的橫截面圖，該前罩與根據本發(fā)明的布置在V型結構中的多個有效場極化介質空氣凈化器過濾器一起使用。圖9是根據本發(fā)明的第一和第二有效場極化介質空氣凈化器與前罩的裝配圖。圖10是根據本發(fā)明的雙鉸接裝置的第一部分的橫截面圖。圖11是根據本發(fā)明的雙鉸接裝置的第二部分的橫截面圖。圖12是根據本發(fā)明的第一和第二有效場極化介質空氣凈化器與雙鉸接組件的裝配圖。圖13是根據本發(fā)明的雙鉸接組件的裝配圖。圖14是根據本發(fā)明的與有效場極化介質空氣凈化器一起使用的導電保持框架的立體圖。圖15是根據本發(fā)明的與有效場極化介質空氣凈化器結合使用的保持夾或細長鍵的立體圖。圖16是表示根據本發(fā)明的介電的介質支撐框架的用途的裝配圖。圖17是表示一種與本發(fā)明結合使用的保持夾或細長鍵的用途的裝配橫截面圖， 保持夾或細長鍵將導電外網保持在導電保持框架中。圖18是根據本發(fā)明的介電的介質支撐框架的橫截面圖。圖19是顯示根據本發(fā)明的高壓探針和高壓接觸網的裝配圖。圖20表示了根據本發(fā)明的介電的介質支撐框架的用途。
圖21表示了根據本發(fā)明的包括高壓探針和高壓觸頭護套的硬質導電外網和導電保持框架。圖22是裝配圖，表示了根據本發(fā)明第二實施方式的介電的介質支撐框架的用途。圖23是裝配圖，表示了根據本發(fā)明第三實施方式的介電的介質支撐框架的用途。
具體實施例方式根據本發(fā)明布置在V型結構100中的多個有效場極化介質空氣凈化器面板(過濾器)顯示于圖1中。在這里，獨立的過濾器面板101可以被稱為“面板”、“過濾器”和/或 “空氣凈化器”。多個有效場極化介質空氣凈化器101被組織成多個堆疊模組102，每個模組102具有寬度W、高度H和深度D，其可以根據用途進行改變。具體地，圖1中的V型結構 100具有8個堆疊模組102，每個模組具有8個獨立的有效場極化介質空氣凈化器，因此共有64個空氣凈化器。一種典型的有效場極化介質空氣凈化器顯示于圖16中。第一纖維質介電材料墊 16A設置在中心網110的上方。中心網110的另一側是第二介電過濾材料墊16B。通過適當?shù)氖侄危热缯辰Y材料121A或者超聲波焊接，第一介電過濾材料墊接合到介電的介質支撐框架120上。第一介電過濾材料墊16A的上方是第一導電外網12A。第二介電過濾材料墊16B的下面是第二導電外網12B。通過適當?shù)氖侄危热缯辰Y材料121B或者超聲波焊接， 第二介電過濾材料墊接合到介電的介質支撐框架120上。第一導電外網12A由第一導電保持框架116A固定。第二導電外網12B由第二導電保持框架116B固定。過濾介質本身包括介電的介質支撐框架120、第一纖維質介電材料墊16A、中心網 110和第二介電過濾材料墊16B。保持過濾介質的過濾器保持框架包括帶有第一導電外網 12A的第一導電保持框架116A和帶有第二導電外網12B的第二導電保持框架116B。操作中，高壓電源108的一端連接到中心網110。高壓電源108的另一端連接到第一導電外網12A和第二導電外網12B，其通常保持在接地電位。穿過圖16中有效場極化介質空氣凈化器的介電過濾材料16A和16B的進入空氣中的顆粒被其中的電場極化，并被吸附到第一和第二介電過濾材料墊16A、16B上?？諝鈩恿W前罩圖1中獨立模組102的橫截面圖顯示于圖2中。每個獨立的有效場極化介質空氣凈化器110A、110B、110C、110D、110E、110F、110G和IlOH固定在V型結構中。在模組 102的前端，有多個罩將每個過濾器固定。具體地，在模組102的頂部和底部具有兩個端罩104A和104B。在這兩個端罩之間，有三個中間罩106A、106B和106C。罩的空氣動力學 (aerodynamic)外形提供了較低的氣流阻力，從而降低了過濾器的靜態(tài)(空氣阻力)。中心罩106C的詳細圖顯示于圖8中。活動蓋107A通過燕尾榫接連接到罩106C 的主體上。活動蓋允許電源108C(未按比例顯示)的插入。這將電源108C中的電子器件與氣流屏蔽開，并使之與外部的過濾器保持框架和系統(tǒng)外殼的接地表面絕緣。此外，中心罩 106C為低壓線和高壓線在面板或模組之間穿設提供線框或托架。中心罩106C包括第一連接點107B和第二連接點107C。端罩104A的詳細圖顯示于圖6中。端件109(顯示于圖7 中)通過燕尾榫接連接到端罩104A上。在本發(fā)明的其它實施方式中，燕尾榫可以是各種形狀，比如“L”形或者“T”形，或者作為替換，可以不使用接合突出物，罩可以粘結、螺接或者以其它方式連接到過濾器保持框架上?？諝鈩恿W前罩連接到兩個有效場極化介質空氣凈化器的過濾器保持框架上所完成的裝配顯示于圖9中。第一和第二介電過濾材料墊16A、16B和中心網IlOA連接到介電的介質支撐框架120A上。介電的介質支撐框架120A固定在上導電框架116A和下導電框架116B之間。下導電框架116B通過燕尾榫接連接到中心罩106的連接點107B。類似地，第一和第二介電過濾材料墊17A、17B和中心網IlOB連接到介電的介質支撐框架120B上。介電的介質支撐框架120B固定在上導電框架116C和下導電框架116D之間。上導電框架116C通過燕尾榫接連接到中心罩106的連接點107C。中心空氣動力學罩106在兩個有效場極化介質空氣凈化器面板上提供了較低的氣流阻力。此外，其降低了模組的裝配時間。后雙較接裝置氣密件在模組102的后部(圖幻，多個雙鉸接裝置固定每個過濾器。每個雙鉸接裝置包括三個鉸接件H1、H2和H3。如圖3所示，第一鉸接件Hl具有連接到上框架112A的第一連接點和連接到下框架112B的第二連接點。鉸接件Hl具有樞軸點，允許下框架112B轉動離開上框架112A，從而允許將更換的過濾介質插入到有效場極化介質空氣凈化器IlOG中。類似地，如圖4所示，第二鉸接件H2具有連接到上框架114A的第一連接點和連接到下框架114B的第二連接點。鉸接件H2具有樞軸點，允許上框架114A轉動離開下框架 114B，從而允許將更換的過濾介質插入到有效場極化介質空氣凈化器IlOH中。第三鉸接件H3作為連接到第一鉸接件Hl的第一連接點和連接到第二鉸接件H2 的第二連接點。第三鉸接件H3具有第三樞軸點，以便上部的有效場極化介質空氣凈化器 (112AU12B)能夠作為一個單元相對于下部的有效場極化介質空氣凈化器(114A、114B)轉動。在模組102的后部使用雙鉸接裝置為彼此以不同角度安裝有效場極化介質空氣凈化器提供了靈活性。模組102后部的雙鉸接裝置還在過濾器的后部提供了良好的氣密性， 與安裝獨立空氣凈化器的不同角度無關。通過雙鉸接裝置在過濾器后部提供的有效密封 (positive seal)減少了漏氣(blow by)，即部分氣流經過了過濾器結構但沒有經過過濾介質。本發(fā)明的雙鉸接裝置進一步詳細顯示于圖10、11、12和13中。每個鉸接件通過塑性擠壓成形，包括硬質塑料部分和柔性塑料部分。在圖10中，第一鉸接件具有第一連接點 140和第二連接點144。第一和第二連接點140、144可以圍繞樞軸區(qū)144彼此相對轉動。相比于樞軸區(qū)141更加柔性的材料(通常為塑料)，連接點140、144通常是硬質的塑料或其它材料構件。樞軸區(qū)141通常由柔性塑料制成，形成第一和第二連接點140和144圍繞其轉動的樞軸點。其它材料組合也是可能的，例如金屬和橡膠。如圖13所示，兩個圖10所示類型的鉸接件用于和第三鉸接件組合以形成本發(fā)明的雙鉸接裝置。顯示為140A的第一個所述鉸接件具有樞軸區(qū)141A。顯示為140B的第二個所述鉸接件具有樞軸區(qū)141B。圖13中的第三鉸接件142A(還顯示于圖11中)具有第一連接點142和第二連接點145，它們圍繞樞軸區(qū)143彼此相對轉動。鉸接件142A的第一連接點通過燕尾榫接連接到第一鉸接件140A。鉸接件142A的第二連接點通過燕尾榫接連接到第二鉸接件140B。第一鉸接件140A、第二鉸接件140B和第三鉸接件142A的組裝形成本發(fā)明的雙鉸接裝置。
圖12顯示了兩個連接到雙鉸接裝置的有效場極化介質空氣凈化器面板。第一過濾器面板115A的上導電保持框架116A和下導電保持框架116B連接到第一鉸接件140A。具體地，第一過濾器面板115A的上導電框架116A通常是一種鋁型材(或者其它合適材料)， 其形狀形成有燕尾榫接連接到第一鉸接件140A的第一連接點。第一過濾器面板115A的下導電框架116B是一種鋁型材，其形狀形成有燕尾榫接連接到第一鉸接件140A的第二連接點。如將在其它地方描述的，框架116A、116B還可以由非導電材料制造。類似地，第二過濾器面板115B的上導電保持框架116C是一種鋁型材，其形狀形成有燕尾榫接連接到第二鉸接件140B的第一連接點。第二過濾器面板115B的下導電保持框架116D是一種鋁型材，其形狀形成有燕尾榫接連接到第二鉸接件140B的第二連接點。因此，第一過濾器面板115A的上導電框架116A和下導電框架116B可以圍繞第一鉸接件140A的樞軸點141A彼此相對轉動。類似地，第二過濾器面板115B的上導電框架 116C和下導電框架116D可以圍繞第二鉸接件140B的樞軸點141B彼此相對轉動。最后，通過使用本發(fā)明的雙鉸接裝置，第一過濾器面板115A和第二過濾器面板115B可以圍繞第三鉸接件142A的樞軸點143彼此相對轉動。作為替換，外側框架部件116々、1168、116(、1160可以由管材或者“1/，形管材構造， 其通過成形、焊接或者以其它方式構造成基本為矩形的框架。然后，外網(圖16中的12A、 12B)可以螺接、焊接或者以其它方式固定到該框架部件上。類似地，代替燕尾榫接，鉸接裝置和罩組件可以螺接、粘結或者以其它方式固定到框架的側面。此外，上面公開的“燕尾榫” 可以是“T”形或“L”形或其它形狀，其能夠提供框架部件與前部的鉸接裝置或者與后部的罩之間的有效連接。改進的電極設計雖然在現(xiàn)有技術中表述了各種各樣的透氣性材料和柵格(例如用作中心網)，但是沒有公開擠出塑料網。擠出塑料網由多種材料制造，其中最常用的是低密度或者高密度聚乙烯。擠出塑料網通常通過向塑料樹脂中添加碳或其它物質而制成導電。產生的電導率根據使用的具體配方而可變和可控。還可以使用阻燃劑使材料適合于在有效場極化空氣過濾應用中用作中心網電極。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，從制造和操作方面考慮，擠出塑料網材料用作有效場極化介質空氣凈化器中的電極具有許多優(yōu)點。擠出塑料網的主要優(yōu)點來自于網部件的形狀和形式(特別是在網孔周圍不會形成銳利的邊緣形狀)。在電極之間使用高壓電位時，有多種因素將影響電弧、火花和電暈放電及其發(fā)生的尖點。重要因素包括電極部件或纖維的形狀、一致性、平直性和間距。銳利邊緣、毛刺、紐結、零散的細毛或纖維、尖點等都將促使火花和電暈放電。因為其制造工藝，擠出塑料網基本沒有這些缺陷。因此得到的中心網柵格允許最大的操作電壓，因此允許最高的場強和最高的過濾效率。特別地，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，由擠出塑料網制成的中心網能具有的操作電壓要比滲碳泡沫高出20-30%，比鋁網高出40%。雖然在本申請中低密度聚乙烯是一種很好的材料，因為其相當平直，但是基本上不具有尖銳特征(比如銳利邊緣、毛刺、紐結、零散的細毛或纖維、尖點等)的其它材料也是適合的。電阻型中心網和各種高壓電源圖2中所示的空氣動力學罩是中空的，每個中間罩106A、106B和106C中具有各自的高壓電源108A、108B和108C。這三個高壓電源108A、108B和108C由8個有效場極化介質空氣凈化器110A、110B、110C、110D、110E、110F、110G和IlOH共用。參見圖5。應當注意， 可以是一個電源用于HVAC系統(tǒng)中的一個模組或者所有模組中的多個面板或者所有面板， 或者每個面板使用一個電源。目標是要在豐富操作(operational redundancy)與整個系統(tǒng)成本之間建立平衡。因此，本發(fā)明的布置是兩個或更多個面板共用一個電源，而不會使一個面板對共用相同電源的其它面板的操作產生負面影響。根據本發(fā)明的一個方面，每個有效場極化介質空氣凈化器的中心網是電阻型的而非導電型的。如圖5所示，8個有效場極化介質空氣凈化器110A、110B、110C、110D、110E、 110F、1 IOG和IlOH用電阻符號表示。具體地，高壓電源108A連接到3個有效場極化介質空氣凈化器110A、1 IOB和IlOC的中心網。高壓電源108B連接到2個有效場極化介質空氣凈化器IlOD和IlOE的中心網。最后，高壓電源108C連接到3個有效場極化介質空氣凈化器 110F、1IOG 和 IlOH0在其中一個空氣凈化器的中心網短路接地的情況下，共用的高壓電源與電阻型中心網和有效場極化介質空氣凈化器的組合使得過濾器仍然能夠繼續(xù)工作。例如，如果過濾器IlOH的中心網短路接地(如短路IlOS所示)，短路IlOS與高壓電源之間的中心網部分的剩余電阻將允許高壓電源108C繼續(xù)工作。因此，即使過濾器IlOH的中心網短路接地，連接到相同電源的其它過濾器(即IlOF和110G)將繼續(xù)工作。在現(xiàn)有技術中，如果中心網強導電，則一個中心網的短路將導致高壓電源的電壓失效，從而連接到該相同高壓電源的所有過濾器都將失效。為了避免一個過濾器的中心網的短路導致其它過濾器失效，現(xiàn)有的過濾器結構要為每個過濾器提供一個電源。電阻型中心電極(網)可以由各種材料制造。例如，擠出塑料網或者滲碳泡沫或網。在本發(fā)明的另一實施方式中，中心網可以具有除臭性質，比如滲碳泡沫或網。此外，高壓電源108A、108B和108C制造成可變的。S卩，電源108A向有效場極化介質空氣凈化器110A、110B和IlOC提供的輸出電壓可調。類似地，電源108B向有效場極化介質空氣凈化器IlOD和IlOE提供的輸出電壓可調。以類似的方式，電源108C向有效場極化介質空氣凈化器110F、1 IOG和IlOH提供的輸出電壓可調。用于有效場極化介質空氣凈化器的中心網的高壓電位可調可以優(yōu)化靜電場強度。 一般而言，出現(xiàn)電弧之前可能的最高電壓是最理想的選擇。然而，可能的最高電壓取決于多種因素，比如海拔高度和濕度。如果過濾器安裝在海平面位置，則較高電壓是理想的。相反，在較高的海拔高度則較低電壓是理想的。最佳電壓還與濕度有關。在干燥氣候中，可以為過濾器施加較高電壓而不會出現(xiàn)電弧。在出現(xiàn)較高濕度條件的氣候中，為防止電弧而采用較低電壓是理想的。高壓電源108A、108B和108C的可調性允許在合適的海拔高度和氣候條件下選擇最佳的靜電場。此外，電弧電壓是材料(帶電的電極和介質的材料)的函數(shù)。 電源的可變性還允許根據所用的材料對電壓進行優(yōu)化。介電的介質支撐框架根據本發(fā)明的介電的介質支撐框架120的橫截面圖顯示于圖18中。該介電的介質支撐框架通常通過擠出成形的方式形成，包括垂直凸緣120A和120D。該介電的介質支撐框架120還包括水平凸緣或擱架120C1和120C2。水平凸緣或擱架120C1和120C2形成凹槽122。與凹槽122相反的是突出物124，該突出物124的兩側具有柔性翅片126。圖16顯示了本發(fā)明的介電的介質支撐框架在有效場極化介質空氣凈化器中的使用。介電的介質支撐框架120的第一功能是允許有效場極化介質空氣凈化器中的中心網 110 一直延伸到過濾介質的邊緣。介電的介質支撐框架120的另一功能是防止向上下導電保持框架116A、116B電弧放電，并減少中心導電網110邊緣處的電暈火花。為了實現(xiàn)這些功能，中心網110被固定在介電的支撐框架120的形成凹槽122的擱架120C1、120C2之一上。根據本發(fā)明的介電的介質支撐框架120X的一種替換實施方式顯示于圖22中。代替凹槽，該介電的介質支撐框架120X具有單一的水平凸緣或者擱架120Z。第一介電過濾材料墊16A、中心網110和第二介電過濾材料墊16B置于該擱架120Z上。通過適當?shù)氖侄?，比如粘結材料121X或者超聲波焊接，第一介電過濾材料墊連接到該介電的介質支撐框架120上。根據本發(fā)明的介電的介質支撐框架120Y的另一種替換實施方式顯示于圖23中。 在圖23中，沒有使用粘結材料(圖16中的121A和121B，或者圖22中的121X)。凹槽122Y 形成為足夠大，以便第一介電過濾材料墊16A、中心網110和第二介電過濾材料墊16B定位在該介電的介質支撐框架120Y的凹槽122Y中。作為替換，介電的介質支撐框架(圖16中的120)和上下導電保持框架(圖16中的116A、116B)的絕緣/導電特性可以顛倒。也就是說，介質支撐框架120可以是導電的 (或者不是完全的絕緣體)，而上下保持框架116A、116B則可以為絕緣體(即介電的或非導電的材料)，或者可以通過在保持框架的接合表面周圍設置保持夾套(clip wrap)或者為其提供絕緣材料而使其絕緣。對于后者，介質支撐框架120可以省略夾設在非導電和/或絕緣的上下保持框架116A和116B之間的中心網110。介電的介質支撐框架的第二功能是在上導電保持框架116A與下導電保持框架 116B之間形成有效密封。對于后一個目的，介電的介質支撐框架的突出物IM和柔性翅片 1 在上導電保持框架116A與下導電保持框架116B之間形成有效密封?？商鎿Q地，介電的介質支撐框架上的突出物可以壓緊到上導電保持框架116A上和/或下導電保持框架116B 上，而不是壓設在上下導電保持框架116A、116B之間。通常，突出物IM可以是能夠在介質支撐框架120與保持框架116A和/或116B之間建立有效密封的任何形狀。平肓的導電外網第一導電外網12A由上導電框架116A保持固定。第二導電外網12B由下導電框架116B保持固定。出于清楚的原因，分別將外網12A和12B保持到上下導電框架116A和 116B上的保持夾(圖15和圖17中的118)在圖16中被省略。圖15中示出了保持夾118 的橫截面圖。如何將保持夾118與導電框架116裝配在一起的詳細圖顯示于圖17中。首先，將導電外網12插入到導電保持框架116的凹槽中。然后，將保持夾118轉動到一定位置。保持夾118將導電外網12保持在導電保持框架116內。保持夾118是一種沿框架的整個長度延伸的長條鍵。導電外網12 (圖17中)由足夠堅固的材料制造，從而能夠在置于纖維質介電材料墊(圖16中的16A或16B)上時基本平直。導電外網12允許空氣從中流過。導電外網12 可以由穿孔的實心板材或者網狀板材制造，例如鋼絲網。鋼絲網是一種切割出縫隙并將縫隙向外拉開而使縫隙展開以形成氣流通道的板材。導電外網12A、12B相比于纖維質介電材料墊16A、16B相對較硬，將介電材料壓緊以防止彎曲或“枕型”效果。因此，當導電保持網116A和116B在介電過濾材料墊16A和16B 周圍閉合時，導電外網12A和12B基本平直且彼此基本平行?；酒街钡膶щ娡饩W12A、12B在有效場極化介質空氣凈化器中提供了更加均勻的場。在現(xiàn)有技術中，外網彎曲成枕頭形狀，此時最大高壓受到最小間距(通常是邊緣附近)的限制。在現(xiàn)有技術中，有效場極化介質空氣凈化器中間部分的大部分網區(qū)距離中心網比較遠(相比于邊緣附近的區(qū)域)，因此減弱了靜電場，從而降低了過濾器的效率。相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的靜電場在整個過濾介質中更加均勻，并且能夠保持在較高的電壓，因此能夠支持更強的靜電場。改講與中心網的高壓接觸如圖16所示，高壓電源108的第一端連接到中心網110。在現(xiàn)有技術中，高壓探針將穿過導電外網，刺入纖維質介電材料墊16A或者在兩個墊16A和16B之間滑動，通過壓在中心網110上以便接觸。這種接觸常常不可靠。如果高壓探針沒有與中心網接觸，則不會在介電過濾材料墊16A、16B之間產生靜電場，大大降低了過濾器的效率。此外，高壓探針的尖端經常會導致導電外網12A、12B產生電暈火花和/或電弧放電。此外，因為中心網材料通常是稀疏的和透氣性的，因為接觸面積相對較小，因此電弧放電將會導致中心網腐蝕而不再接觸。根據本發(fā)明，在高壓探針接觸區(qū)域將導電盤連接到中心網。參見圖19。增加中心網的接觸面積允許使用更加彈性的材料，此外允許增加與帶電電極(中心網)的接觸面積。當使用相對稀疏的過濾介質材料時，可以采用刺入的或穿設的高壓探針，并且盤可以位于中心網的任意一側。但使用更致密的過濾介質時，優(yōu)選將一個導電盤壓在密度較高的過濾介質上，將另一個導電盤壓在中心網上。這兩個導電盤可以彼此機械連接和電連接。根據本發(fā)明，由高壓護套保護以便與中心網可靠接觸的高壓觸頭顯示于圖19中。 鉚釘136穿過中心網13上的孔。導電盤133(例如鈦)將鉚釘136固定到中心網13上，在鉚釘136與帶電電極或中心網13之間提供良好連接?？商鎿Q地，第二金屬盤能夠置于鉚釘頭的下面。在本發(fā)明的另一實施方式中，高壓探針130穿過導電外網12A，并終止于高壓觸頭 134。絕緣的介電材料高壓護套132A包圍高壓觸頭134。類似地，絕緣的介電材料高壓護套 132B包圍鉚釘136的下端和金屬盤133?？商鎿Q地，高壓探針可以從導電外網116A、116B 的下側穿設。圖19中過濾介質的俯視圖顯示于圖20中。介電的介質支撐框架120包圍介電過濾材料墊16A。鉚釘或者連接裝置136穿過介電過濾材料墊16A。圖19中保持過濾介質的框架的俯視圖顯示于圖21中。四個導電的外側過濾器保持框架件116和塑料端蓋1 形成保持導電外網12的框架。高壓觸頭134位于絕緣的高壓護套132A內。操作中，當導電的外側過濾器保持框架116A和116B(圖19)在過濾介質(120、 16A、13和16B)周圍閉合時，高壓觸頭134接觸鉚釘136頭。此外，高壓護套132A和132B 壓緊介電過濾材料墊16A和16B。高壓觸頭134確保與鉚釘136頭之間的可靠連接。絕緣的高壓護套132A、132B減少了高壓觸頭134尖端的電暈火花。此外，絕緣的高壓護套132A、132B降低了高壓觸頭134向導電外網12A和12B電弧放電的機會。
高壓觸頭134通常由硬質鈦或者其它彈性材料制造。在與鉚釘136頭接觸中，中心網13可以稍微彎曲?？商鎿Q地，高壓觸頭134可以是彈性觸頭以減少中心網13的撓曲。 中心網13上接觸區(qū)136的替換結構包括中心網13上側的導電盤，一對導電盤，其中一個位于中心網的上側，另一個位于中心網的下側，使用緊固件穿過中心網將兩個盤保持在一起。 關鍵點在于高壓探針134的剛度或者外部的導電外網的剛度或者二者結合，要實現(xiàn)高壓探針134與盤或盤/鉚釘組合136之間的有效的機械接觸。結果是牢固的接觸不會由于振動、 或者介質的移動或者中心網(電極)的移動而減弱。
權利要求
1.一種過濾介質，包括第一介電過濾材料墊；第二介電過濾材料墊，基本上與所述第一纖維質介電材料墊具有相同的形狀和面積；設置在所述第一介電材料墊與所述第二介電材料墊之間的中心網，所述中心網基本上與所述第一介電材料墊和所述第二介電材料墊具有相同的形狀和面積；以及介電的介質支撐框架，該框架具有內側和外側，所述內側封裝所述第一和第二介電材料墊，所述過濾器支撐框架在內側上具有擱架，用于將所述中心網保持在所述第一和第二介電材料墊之間；其中，所述介電的介質支撐框架進一步包括位于其外側上的突出物。
2.根據權利要求1所述的過濾介質，其中所述介電的介質支撐框架進一步包括從所述突出物上延伸的柔性翅片。
3.根據權利要求1所述的過濾介質，該過濾介質用在有效場極化介質空氣凈化器中， 所述有效場極化介質空氣凈化器進一步包括第一導電外網；第一導電保持框架，用于保持所述第一導電外網；第二導電外網；第二導電保持框架，用于保持所述第二導電外網；所述第一和第二保持框架基本相互平行地設置在所述介電的介質支撐框架的任一側， 使得所述介電的介質支撐框架的外側上的所述突出物基本上與所述第一和第二導電保持框架接觸并且保持在所述第一和第二導電保持框架之間。
4.根據權利要求3所述的過濾介質，其中所述第二導電外網包括穿過所述導電外網的高壓探針；和接合到所述第一導電外網的絕緣護套，所述絕緣護套包圍所述高壓探針。
5.根據權利要求4所述的過濾介質，其中所述高壓探針包括彈性觸頭。
6.根據權利要求4所述的過濾介質，進一步包括連接到所述中心網的觸頭，所述觸頭定位成接觸所述高壓探針。
7.根據權利要求6所述的過濾介質，其中所述觸頭包括具有頭和柄的緊固件，所述柄穿過所述中心網，所述緊固件的所述頭與所述高壓探針接觸。
8.根據權利要求7所述的過濾介質，進一步包括設置在所述緊固件的柄上的金屬盤， 所述金屬盤與所述中心網接觸。
9.根據權利要求4所述的過濾介質，進一步包括連接到所述第二導電外網的第二絕緣護套，所述第二絕緣護套與所述第一絕緣護套相對設置。
全文摘要
有效場極化介質空氣凈化器中的改進，包括空氣動力學前罩以降低靜態(tài)空氣阻力，后雙鉸接裝置以減少漏氣，電阻型中心網以允許共用高壓電源且同時降低電弧發(fā)生幾率并允許更高的工作電壓，介電的介質支撐框架以產生更均勻的靜電場并減少漏氣，同時降低中心網邊緣處的火花電暈和/或電弧的發(fā)生幾率，基本平直的導電外網以在整個過濾介質中產生更均勻的靜電場，以及高壓護套以減少高壓探針與中心網接觸位置的高壓電弧放電和電暈火花。
文檔編號B01D39/14GK102500166SQ201110319039
公開日2012年6月20日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權日2005年12月29日
發(fā)明者B·H·克普納, F·懷澤, G·R·薩默斯 申請人:環(huán)境管理聯(lián)合公司