專利名稱：電暈放電設備和其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及空氣電離設備，且更特定地說涉及一包括沿所述結構的長度布置以用于向一靜態(tài)充電的物體傳遞空氣離子的復數(shù)個噴嘴和離子發(fā)射極的細長結構。
背景技術：
用于傳遞空氣離子的某些已知裝置包括細長結構，其包括沿所述結構間隔以在一離子發(fā)射電極周圍的壓力下促進空氣或其他氣體的釋放的多個出口，從而以一流通空氣流將所產生的離子從所述出口載出。所述結構一般稱為離子發(fā)生器或電暈放電棒，且常規(guī)地安裝于其中在制作過程期間如半導體晶圓的物體所放置的區(qū)域上的頂部上。所述電暈放電棒一般包括一在壓力下承載空氣或其他氣體且與在壓力下用于所述氣體的出口或噴嘴規(guī)則間隔排列的細長溝道。另外，每一所述出口包括一高電壓電極結構，其安置在所述出口中或周圍以在壓力下接受用于產生在出口氣流中具有一個或另一極性的離子的電離高電壓。所述常規(guī)的電暈放電棒一般要求選擇的出口形狀以引導危及所述發(fā)射極的離子產生效率的所述出口氣流。類似地，用于有效離子產生的所述發(fā)射極的選擇形狀一般干擾穿過所述出口的層流。同樣，所述常規(guī)的電暈放電棒一般并入所述在壓力下用于傳遞氣體的溝道內的高電壓電路，以保留間隔并有助于所述發(fā)射極與所述內部高電壓電路的方便的組合和連接。由于發(fā)射極侵蝕并需要周期性的替代，從所述出口移除發(fā)射極一般將傳遞溝道曝露到周圍空氣和易于靜電粘附到內部高電壓電路的相關聯(lián)的污染物，且具有來自所述出口的污染物顆粒的不希望的任意支出的伴隨電勢。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的電暈放電棒的一個實施例，用于氣流和高電壓電路的所述棒的組件腔室以一細長的結構分離，所述細長結構容易組合并為了有效的離子產生和傳遞而促進沿所述棒的長度的出口的緊密間隔。一上腔室包括與一在壓力下為氣體形成一供應溝道的下腔室絕緣的高電壓電路，且所述上和下腔室通過一外部的、非電離的電極而在經組合的配置中閉鎖在一起。用于發(fā)射極的絕緣支撐外殼包括在所述發(fā)射極周圍的壓力下促進穿過其的空氣或其他氣體的層流的氣流出口，且那些支撐外殼常規(guī)地從沿所述氣流腔室的長度周期性間隔的開口突出。整個結構被空氣動力配置以有助于氣流(例如)從下降氣流的頂部HEPA過濾向下流動到所述結構上，同時不干擾層流。


圖1為電暈放電棒的一實施例的末端截面圖；圖2為經修改以空氣動力配置且制造方便的圖1實施例的另一實施例的末端截面圖；圖3為圖1實施例的一部分正面截面圖；圖4為圖3實施例的一部分剖面和截面圖；圖5為圖3的另一實施例的一部分正視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參看圖1的末端截面圖，其中顯示了一上殼11，其垂直于所述圖的平面延伸并界定了用于在其中裝配與在空氣或其他氣體中產生離子相關聯(lián)的控制電路、高壓電源等的一腔室A。一下殼23沿上殼11延伸以形成腔室B，用于在壓力下將空氣或其他氣體傳遞到沿腔室B的長度選擇性安置的出口。上殼11和下殼23在沿其共同長度延伸的接合處9一起搭扣或滑動，以在充分氣密的殼11、23之間形成實質接合以預防污染物進入或離開上腔室A。
下殼23在其沿所述殼的長度延伸的上壁中包括一溝槽25，并在其中支撐至少一個導體27，所述至少一個導體通過釬焊或焊接或壓緊以沿所述結構的長度對準于腔室B中出口的經選擇間隔距離連接到電極連接器4。導體27和連接器4由一諸如硅樹脂橡膠或環(huán)氧樹脂的絕緣灌封材料29密封在溝槽25內。所述導體27連接到高壓電源，如本文中稍后將描述，以用于給在每一出口處插入連接器4中并附著到其的每一發(fā)射極13通電。在所述電路配置中，每一發(fā)射極13以一如下文稍后所描述的方式產生由在施加到其的電離高電壓的一指定時間時的極性所決定的一個極性的離子。因此，安置在導體27上的溝槽25中的灌封材料29提供與裝配在腔室A內的其他電路的絕緣，并在從腔室B突出到溝槽25中的每一導體4的周圍提供流體緊密密封。在這一配置中，如在圖3的正視圖中所說明，沿所述結構的長度安置的一系列發(fā)射極13在沿所述結構的長度的出口的間隔距離處產生離子。
來自腔室B的每一出口形成于下殼23中的縫隙31處，且包括一置于所述縫隙31中的螺紋區(qū)塊或環(huán)狀物33。在一實施例中，上殼11和下殼23可為非傳導聚合物材料的擠出，縫隙31在沿其的選擇的間隔處形成于下殼23中。一螺紋區(qū)塊或環(huán)狀物33置于每一縫隙31中。可將一中空的、基本上為圓柱形配置的非傳導支撐體14配對(matingly)擰到螺紋區(qū)塊33中，并通過一周圍的O形環(huán)狀物15密封于其中。支撐體14的上端包括一嚙合并支撐一電極安裝元件39上的一凸緣的側翼35。這一元件39加帽于所述支撐體14內的一膨脹腔室18，并鄰接溝槽25的下側表面以經由一O形環(huán)狀物16與其密封嚙合。將一發(fā)射極13同軸壓配到所述安裝元件39中以將電極13保持在中空支撐體14內的同軸方向中。另外，安裝元件39包括安置在凸緣37上的復數(shù)個通道41，以用于腔室B與支撐體14的中空內部內的膨脹腔室18之間的流體連通。因此，腔室B內的壓力下的空氣或其他氣體通過通道41退出到促進平滑的空氣在發(fā)射極13周圍流動并流出到外界中的膨脹腔室18中。
導電材料的一外部殼5跨過下殼23的外部下側，并在相對側沿所述結構的長度搭扣或滑動到所述蜿蜒接合處9中以將所述上殼與下殼固持在一起。另外，外部殼5形成一非發(fā)射電極(例如，用于連接到地面)，其包括安置在每一支撐體14周圍以在每一經通電的電極13周圍建立一電場的較大的縫隙43，所述電場足以產生以通過所述支撐體14的流動氣流載走的具有一個極性的離子。在一實施例中，可將每一縫隙43的周圍邊緣成型為基本上與發(fā)射極13的尖端成等距以促進穩(wěn)定產生每一發(fā)射極13的離子。
在本發(fā)明的另一實施例中，如圖5所說明，可將沿非發(fā)射極5的側面安置的每一縫隙43的邊緣間隔得比安置在非發(fā)射電極的曲率的頂點附近的縫隙43的邊緣更接近相應發(fā)射極13的尖端。如本文稍后將描述，這促進了非發(fā)射電極5的側面附近的離子產生的增強，從而以向下流動到所述側面上的層流輸送到外界中。
在所述經裝配結構的整個長度上基本上將其成型為一空氣動力形式，以有助于其表面上的向下引導的層流50具有最小的層流阻力或紊亂或干擾。并且，可簡單地將支撐體14和安裝元件39旋開或以其它方式移除以擷取并替代一安裝元件39內的發(fā)射極13。
現(xiàn)在參看圖2的部分截面圖，其中顯示了一類似于如先前參看圖1所描述的實施例的電暈放電棒的另一實施例，在此實施例中包括一安置在電極5內的縫隙43中的非傳導護罩22以保護甚至在支撐體14周圍的所述結構的空氣動力形狀。另外，這一實施例中的上殼11也可包括一沿方便地裝配以形成所述上殼11的殼部分7、8的長度的搭扣配件或滑動配件接縫45。
現(xiàn)在參看圖4，其中顯示一根據圖1-3的實施例的經裝配的電暈放電棒的部分剖面和截面圖。上殼中的腔室A通過下殼23的溝槽型上表面而與下腔室B分離?？蓪㈦娍刂齐娐?和高壓DC電源2裝配到上腔室A中并通過沿附著到其的末端部分12之間的殼11、23的長度的相對側上的螺旋形接合部9將其密封于其中以免受環(huán)境和腔室B的影響。將安裝溝道57形成為上殼11的擠壓型狀的一部分以容納來自搭扣或滑動附著到上殼11中的溝道57內的頂部支撐件的安裝芯片(未顯示)。同樣，穿過末端部分12安置到安裝溝道57中的螺絲59有助于末端部分容易地附著到上殼和下殼11、23的共同延伸端。安裝在上殼11中的多導體連接器49以常規(guī)的方式向也可包括各種用于操作的信號器燈51的內部電路1、2提供電力和控制連接。一高壓導體53將高壓電源2連接到溝槽25內的導體27，且一接地或參考導體52接地或連接具有非發(fā)射電極5的電路1、2的參考導體。在本發(fā)明的一實施例中，可將用于產生正和負電離電壓的DC電源2以(例如)約0.1到約30赫茲范圍內的重復速率交替轉換成與導體27連接。這一實施例在每一發(fā)射極13處交替地產生離子，所述離子具有一在供電轉換周期的一指定時間間隔期間由所施加的DC電離電壓的電極所決定的電極。
流體壓力配件55附著到與從端到端通過所述結構的腔室B的流體緊密連通中。配件55突出穿過附著到所述結構以關閉所述腔室A的末端部分12。可將一插塞56安置在配件55中以用于對供應到其的空氣或其他氣體的單端操作。所述下殼5充當非發(fā)射電極并包括一縫隙43，其在包括一支撐體14的每一出口周圍。對于向下到所述結構上的經改進的空氣動力氣流50而言，可將一非傳導護罩22并入每一縫隙43中以保護所述結構的平滑的氣流表面，同時不負面影響每一發(fā)射極周圍的靜電場，且每一護罩22可附著到下殼23，其不與支撐體14或非發(fā)射電極5接觸。以此方式，隨著時間的流逝，污染物的任何積聚都不可能形成一可負面影響每一發(fā)射極13周圍的電場圖案的橋接電路。
現(xiàn)在參看圖5，其顯示了本發(fā)明的電暈放電棒的另一實施例，其中非發(fā)射電極5中的縫隙44包括縱向的或側面邊緣46，其比橫向邊緣48而相對于一支撐體14內的發(fā)射極13更接近地間隔。因此電極經配置在更高電場密度(即，沿所述側面)區(qū)域產生比在橫向邊緣48附近的區(qū)域更多的離子。為了安裝，其中層流從沿所述側面上下流動到所述結構上，以此方式的離子產生促進流動的氣流內的所產生離子的更有效的傳遞。
因此，根據本發(fā)明的電暈放電棒大大有助于擠壓組件和機械部分制造的簡便，以保護高度完整性防止污染并促進發(fā)射極的替換較易維護。需要時，所述結構每一端的流體壓力配件促進類似單元的串聯(lián)連接?？諝鈩恿π蜏p少所述外表面上的向下層流的干擾。
權利要求
1.一種用于產生離子的結構，其包含一細長的上外殼，其用于形成基本上在其末端之間的一上腔室，以用于在其中含有電設備；一細長的下外殼，其沿所述上外殼共同延伸并附著到所述上外殼，且包括一下腔室以用于在其中的壓力下含有氣體，所述下外殼在其中沿其長度的經選擇的多個位置處包括復數(shù)個出口，其與下腔室流體連通以用于在壓力下穿過其釋放氣體；一電離電極，其安置在每一出口處以延伸用于所述上腔室內到其的電連接；和一細長的非電離電極，其沿所述下外殼延伸且經配置以沿其所述長度的一部分覆蓋所述下外殼，所述非電離電極其中包括安置在所述經選擇位置處的縫隙，所述電離電極突出穿過所述縫隙以用于響應施加到其的電離電勢在電極之間建立一電離電場。
2.根據權利要求1所述的結構，其在每一出口處包括一具有一內孔的支撐體，且包括一安置在所述孔內的電離電極，且包括一在所述孔與所述下腔室之間流體連通的通道。
3.根據權利要求1所述的結構，其包括一電導體，其定向在每一出口處以突出穿過所述下外殼進入所述上腔室中；一導體，其附著到所述電導體中的每一個以用于接收其上的一電離電壓；和絕緣材料，其安置在所述上腔室中的所述電連接器和導體上，并在一電連接器進入所述上腔室的每一突出部分周圍形成一流體緊密密封。
4.根據權利要求2所述的結構，其包括一電離電壓源，所述電離電壓源安置在所述上腔室內并連接到所述附著到所述電離電極中的每一個的所述導體。
5.根據權利要求2所述的結構，其中每一電離電極安置在一通過一支撐體保持在所述出口中的支撐元件內，而所述電離電極基本上同軸安置在所述支撐體的所述孔內，所述支撐元件包括一用于所述下腔室與所述支撐體中所述孔之間的流體連通的通道。
6.根據權利要求1所述的結構，其包括所述上外殼和下外殼的一外部形狀，其在一從上外殼朝向下外殼的方向上建立所述外殼上的層氣流的減少的阻力或紊亂及減小的干擾。
7.根據權利要求6所述的結構，其包括基本上符合所述下外殼的所述外部形狀的所述非電離電極，以用于在所述流動方向上建立層氣流的減少的阻力或紊亂及減小的干擾。
8.根據權利要求7所述的結構，其包括一安置在每一出口周圍的非傳導護罩，所述護罩具有一基本上符合所述鄰近的非電離電極的所述外部形狀的外部形狀。
9.根據權利要求1所述的結構，其包括所述非發(fā)射電極中的所述縫隙的邊緣，所述非發(fā)射電極基本上與所述相關聯(lián)的發(fā)射極等距離安置。
10.根據權利要求1所述的結構，其包括沿所述非發(fā)射電極的側面段的所述縫隙的邊緣，所述非發(fā)射電極以到所述相關聯(lián)的發(fā)射極比到支撐體之間的所述縫隙的所述邊緣的所述段的所述相關聯(lián)的發(fā)射極的所述間隔更近的間隔安置。
11.根據權利要求2所述的結構，其中所述支撐體包括與所述下外殼內的螺紋縫隙配對的螺紋附著構件。
12.根據權利要求1所述的結構，其包括安置在所述上外殼和下外殼的所述末端并與至少所述下腔室形成流體緊密密封的末端部件。
13.根據權利要求12所述的結構，其包括一附著到一與所述下腔室流體連通的末端部件的加壓流體配件。
14.根據權利要求13所述的結構，其包括一附著到與所述下腔室流體連通的每一末端部件的加壓流體配件。
15.根據權利要求4所述的結構，其包括一安置在所述上腔室內且經連接以向所述電離電壓源供應電信號的多導體電連接器。
16.根據權利要求5所述的結構，其中所述下腔室其中包括在沿所述出口棒的所述長度的所述經選擇位置處的縫隙，所述縫隙中的每一個其中包括用于與一安置在其中、在所述下外殼內呈流體緊密密封嚙合的支撐體上的螺紋配對的螺紋。
17.根據權利要求5所述的結構，其包括一在所述支撐體中的所述孔內的一膨脹腔室，以用于改變在壓力下穿過所述通道進入所述膨脹腔室的氣流的一參數(shù)。
18.根據權利要求1所述的結構，其中所述非發(fā)射電極將所述下外殼覆蓋到其與所述上外殼的所述附著構件，以用于保持所述上外殼和下外殼的所述附著。
19.根據權利要求18所述的結構，其中所述上外殼和下外殼的所述附著構件基本上沿其所述共同延伸長度的相對側形成，所述非發(fā)射電極至少沿所述相對側的若干部分安置在所述附著構件內。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電離器棒，其包括具有空氣動力型外表面以支撐所述結構上的層流的上外殼和下外殼。所述上外殼形成一上內部腔室以用于與所述下外殼內的一下腔室絕緣的電路，所述下外殼在壓力下限制其中的流體。沿所述結構的長度間隔的出口包括安置在流體管道內并連接到安裝在上腔室中的電離電壓源的電離電極。出口處的流體通道圍繞安裝在所述出口處的相關聯(lián)電離電極在所述下腔室內的壓力下釋放流體。
文檔編號H01T23/00GK1802780SQ03826657
公開日2006年7月12日 申請日期2003年8月12日 優(yōu)先權日2003年5月1日
發(fā)明者格雷戈里·韋爾尼特斯凱, 斯科特·格爾基, 彼得·格伏特爾, 丹尼斯·A·萊里 申請人:離子系統(tǒng)公司