專(zhuān)利名稱(chēng)：靜電離子空氣發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靜電空氣調(diào)節(jié)裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于使在運(yùn)動(dòng)流體內(nèi)的多個(gè)懸浮微粒(例如灰塵、生物懸浮微?；蛱囟ǚ肿?，...)受到來(lái)自電暈放電電極的離子流的作用的裝置，具有以下幾點(diǎn)考慮一方面，相對(duì)于接受器電極的有效表面使離子流均勻，以及在另一方面，使得在所述多個(gè)懸浮微粒的表面上沉積一個(gè)準(zhǔn)均勻的數(shù)量的離子。
所述使得在微粒的表面上沉積均勻數(shù)量的離子的目的是要減少機(jī)械、物理、化學(xué)能量的強(qiáng)度。
本發(fā)明尤其涉及一種下述類(lèi)型的靜電離子發(fā)射和沉積裝置的技術(shù)領(lǐng)域，所述裝置由以下部件之間的組合構(gòu)成在一方面是，施加有放電電位的用于發(fā)射離子流的放電電暈導(dǎo)電電極，在另一方面是，位于所述電暈電極的對(duì)面的施加有不同電位的多孔非電暈導(dǎo)電接受器電極。
本發(fā)明還尤其涉及一種配備有多孔非電暈導(dǎo)電接受器電極的電離裝置，具有準(zhǔn)平面的有效表面，其上鉆有多個(gè)流體通路。這些通路按照基本上垂直于所述有效平面的流體的流動(dòng)軸線穿過(guò)接受器電極，并終止在有效表面上的多個(gè)準(zhǔn)圓形的孔內(nèi)。
本發(fā)明還涉及一種電離裝置，其包括用于對(duì)流體加壓、確保流體跨過(guò)電極的厚度的運(yùn)動(dòng)的裝置。
本發(fā)明最后涉及一種被供給電流的電離裝置，包括至少兩個(gè)金屬端子，在它們之間具有相當(dāng)高的電位差(約500 0V)。至少兩個(gè)導(dǎo)體的每一個(gè)被這樣連接，一端連接到電位的兩個(gè)端子之一和/或地，另一端分別和電暈以及接受器電極的不同的端子相連，使得兩個(gè)電極(電暈和接受器)處于足夠的電位差下，從而確保在電暈電極的放電區(qū)內(nèi)的離子發(fā)射。
現(xiàn)有技術(shù)已知靜電作用裝置的原理，其中利用上述的裝置使離子流作用到懸浮微粒上。屬于這種技術(shù)領(lǐng)域的裝置當(dāng)前主要用于靜電過(guò)濾由空氣流輸送的微粒。
但是現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有提供接受器電極的有效表面的特定的局部幾何組織結(jié)構(gòu)，所述組織機(jī)構(gòu)的效果是使得在接受器電極的表面上的離子流均勻化，與/或使得在流體攜帶的相同尺寸的微粒表面上沉積的離子的數(shù)量均勻化。
與此相反，按照本發(fā)明的離子靜電發(fā)射裝置包括其接受器電極的有效表面的特定的局部幾何結(jié)構(gòu)，用于有效地建立一個(gè)表面離子流，所述離子流是從電暈電極發(fā)出的，并且沿著接受器電極的準(zhǔn)平面有效表面的方向，在有效表面的附近，具有增加的均勻性的離子強(qiáng)度的空間分布。
此外，本發(fā)明使得在相同尺寸等級(jí)的懸浮微粒的表面上沉積的離子準(zhǔn)均勻化。
現(xiàn)有技術(shù)按照本發(fā)明的用于使離子流均勻化的靜電裝置除去過(guò)濾領(lǐng)域之外還具有許多應(yīng)用。雖然如此，最接近的現(xiàn)有技術(shù)基本上由靜電灰塵過(guò)濾器構(gòu)成，也包括用于在表面上沉積離子的某些裝置，這屬于靜電復(fù)印領(lǐng)域。因而，下面的現(xiàn)有技術(shù)的分析主要針對(duì)這兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，更一般地說(shuō)，針對(duì)針對(duì)利用發(fā)射離子的電暈電極和多孔接受器電極的之間的組合的灰塵過(guò)濾和靜電印刷(復(fù)印)的各種技術(shù)。
對(duì)于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，出于衛(wèi)生和空氣凈化等原因，需要濾除空氣中的小的顆粒，尤其是工業(yè)塵埃、花粉、細(xì)菌、病毒、霉菌、藻類(lèi)以及其它灰塵粉末等。除去利用重力操作(由于顆粒的重量而使顆粒沉積)的系統(tǒng)和利用離心力操作的氣旋系統(tǒng)(兩者被用于某種特定的工業(yè)應(yīng)用中，并且因?yàn)樗鼈兎浅１恐囟辉偈褂?之外，用于保證不受空氣中的灰塵污染的兩種最通用的方法包括借助于作用劑防止空氣流污染(機(jī)械過(guò)濾)；以及利用靜電方法使灰塵離開(kāi)并被俘獲(電子過(guò)濾器)。靜電過(guò)濾器基于這樣的原理具有某些電荷的微粒被具有正電荷的收集電極所吸引。自從1910年由F.G.Cottrell發(fā)明以來(lái)，這種方法一直在工業(yè)中被廣泛地采用。以前已知的裝置用于使微粒帶上靜電荷，并且其中使用靜電場(chǎng)，這些帶電的微粒沉淀在具有相反符號(hào)的電壓的收集壁上或者沉淀在收集器媒劑上。主要具有兩類(lèi)靜電過(guò)濾器結(jié)構(gòu)一級(jí)的和兩級(jí)的。也具有兩種靜電沉淀裝置由電場(chǎng)在外部產(chǎn)生的電壓下使電極帶電的；以及利用空氣摩擦起電而靜電自動(dòng)帶電的。和本發(fā)明最接近的領(lǐng)域是兩級(jí)靜電過(guò)濾器，其中的一級(jí)借助于外部電場(chǎng)進(jìn)行初始電離。
兩級(jí)靜電過(guò)濾器也被稱(chēng)為靜電沉淀器是十分復(fù)雜、成本高和高效的。它們包括借助于微粒的電暈效應(yīng)操作的電荷級(jí)以及沉淀級(jí)。在電荷級(jí)操作期間，空氣通過(guò)電離區(qū)，所述電離區(qū)一般由一個(gè)或幾個(gè)高壓線(電暈電極)構(gòu)成，用于產(chǎn)生強(qiáng)的靜電場(chǎng)，在所述電場(chǎng)當(dāng)中通過(guò)電離使微粒帶電。然后使包括帶電微粒的空氣流通過(guò)第二收集級(jí)。按照帶電微粒的收集器級(jí)的結(jié)構(gòu)，分成兩種類(lèi)型的兩級(jí)靜電過(guò)濾器(板形收集器，或者過(guò)濾媒劑收集器)。
和本發(fā)明的教導(dǎo)接近的靜電過(guò)濾器的細(xì)節(jié)只涉及初級(jí)產(chǎn)生離子和在要被過(guò)濾的微粒上沉積所述離子(尤其是需要離子流的均勻化)，而不涉及灰塵沉淀的效能。
在按照現(xiàn)有技術(shù)的電離系統(tǒng)中的第一個(gè)主要的缺點(diǎn)在于，它們沒(méi)有用于使在被處理的懸浮微粒上沉積的離子的數(shù)量均勻的裝置。因此，微粒的一部分一般接收足夠數(shù)量的離子(實(shí)際上多于所需的)，而另一部分?jǐn)?shù)量太低的離子，從而遠(yuǎn)不能得到滿(mǎn)意的物理結(jié)果。這降低了靜電過(guò)濾器的效能。
現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于微粒的離子處理的第二個(gè)限制在于其沒(méi)有提供用于在懸浮微粒上沉積準(zhǔn)均勻數(shù)量的相反電荷的離子iq+和iq-的結(jié)構(gòu)。這似乎是由于這樣的事實(shí)，即首先似乎不需要(甚至是有害的)在相同的懸浮微粒上沉積相反電荷。實(shí)際上，一般認(rèn)為，相反電荷的離子將相互抵消，因而降低物理效果。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在特定的工業(yè)應(yīng)用中，優(yōu)選的是，在懸浮微粒(尤其是相同直徑與/或相同物質(zhì)的)的外表面上沉積相反電荷的和每種符號(hào)的電荷的準(zhǔn)均勻數(shù)量的離子。
現(xiàn)有技術(shù)的所述兩個(gè)第一類(lèi)的缺點(diǎn)是由于這樣的事實(shí)，即，被處理的空氣流具有一個(gè)橫截面，其一般大大超過(guò)使用的電暈電極的放電區(qū)的有效的橫斷尺寸。因此，并且在沒(méi)有和接受器電極的特定的局部幾何結(jié)構(gòu)相連的校正裝置的情況下，到達(dá)懸浮微粒的離子流沿流體流的橫斷方向急劇減少。
現(xiàn)有技術(shù)的第三個(gè)缺點(diǎn)在于，當(dāng)其目的是使離子流均勻時(shí)，這在以下的情況下實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有流體移動(dòng)的情況下(例如在靜電復(fù)印系統(tǒng)中)，或者在幾何結(jié)構(gòu)不能使得在大的流速下的流體內(nèi)的懸浮微粒帶上均勻的離子電荷的情況下。
在現(xiàn)有技術(shù)的作用在懸浮微粒上的離子發(fā)生器(尤其是在靜電過(guò)濾器中)中利用的接受器電極的特定的幾何結(jié)構(gòu)一般不是為了增加離子的均勻性，而僅僅是從增加灰塵檢測(cè)的觀點(diǎn)看來(lái)增加在接受器電極和先前帶電的微粒之間的靜電作用。此外，當(dāng)由現(xiàn)有技術(shù)使用接受器電極的特定的幾何結(jié)構(gòu)時(shí)，涉及到系統(tǒng)的微觀全部幾何結(jié)構(gòu)，以及不是局部表面幾何結(jié)構(gòu)，其目是如在本發(fā)明的情況下那樣使離子均勻化。
美國(guó)專(zhuān)利4904283描述了一種過(guò)濾系統(tǒng)，其由一個(gè)被置于一個(gè)圓筒的中心的長(zhǎng)的直線形的電暈電極構(gòu)成，所述圓筒由過(guò)濾材料構(gòu)成，并在一端被堵塞。具有微粒的帶電流體被在過(guò)濾圓筒的另一個(gè)空閑端引入。在這個(gè)圓柱圓筒電暈管中的離子流和離開(kāi)中心的距離成反比地減少。因而在通過(guò)圓筒電暈管的懸浮微粒上沉積的離子沿著管的截面是極不均勻的。沒(méi)有提供或者說(shuō)明接受器電極(圓筒的內(nèi)部)的表面的特定的局部幾何結(jié)構(gòu)，用于增加離子沉積的均勻性。這種裝置不能實(shí)現(xiàn)在懸浮微粒上的離子沉積的均勻化，因此沒(méi)有要求對(duì)此進(jìn)行保護(hù)。
美國(guó)專(zhuān)利4979364描述了一種靜電過(guò)濾器，其包括由串聯(lián)的垂直于流體流的圓筒放電電極構(gòu)成的上游的第一電離級(jí)，以及下游的由施加有電場(chǎng)或磁場(chǎng)的長(zhǎng)的蜂窩狀的陣列構(gòu)成的第二過(guò)濾級(jí)。沒(méi)有提供接受器電極(蜂窩陣列)的表面的局部幾何結(jié)構(gòu)，用于增加在微粒上的離子沉積的均勻性。
美國(guó)專(zhuān)利4910637的目的是使在靜電復(fù)印系統(tǒng)中發(fā)射的離子流和由電暈電極發(fā)射的臭氧的數(shù)量均勻。一個(gè)“屏障”被置于電暈電極和其上要沉積離子的平面之間。所提出的屏障由以下材料構(gòu)成a)摻雜材料，例如玻璃或陶瓷，或者b)玻璃或多孔陶瓷，或者c)分散的金屬或陶瓷，或者d)導(dǎo)電的或者半導(dǎo)電的材料，e)具有催化作用的纖維材料。因此，這種裝置的創(chuàng)造性不涉及接受器電極的特定的表面幾何結(jié)構(gòu)，而是涉及材料的具體選擇。此外，這種裝置旨在用于在平的表面上沉積離子，而不是在懸浮微粒上沉積離子。最后，所述系統(tǒng)不影響任何運(yùn)動(dòng)的流體。
美國(guó)專(zhuān)利4871515描述了一種靜電過(guò)濾器，其包括電暈電極和接受器電極，所述接受器電極的結(jié)構(gòu)配備有多個(gè)回旋、多個(gè)孔或者多個(gè)裂縫，用于增加其保持能力。沒(méi)有提供接受器電極的表面的特定的局部幾何結(jié)構(gòu)，以便增加離子流和在懸浮微粒上沉積的離子的均勻性。
美國(guó)專(zhuān)利4597781披露了一種靜電沉淀器，其包括用于產(chǎn)生負(fù)離子的中心電暈電極，所述電暈電極被由圓筒收集器管構(gòu)成的接受器電極包圍著。這種接受器電極沒(méi)有其有效表面的特定的局部幾何結(jié)構(gòu)。在這個(gè)圓筒電暈管中的離子流和離開(kāi)中心的距離成反比地減少。在通過(guò)所述電暈管的懸浮微粒上沉積的離子是非常不均勻的。
美國(guó)專(zhuān)利4898105披露了一種靜電過(guò)濾器，其由用于進(jìn)行離子帶電的第一級(jí)和第二過(guò)濾級(jí)(其可被認(rèn)為是接受器電極)構(gòu)成，所述第一級(jí)由和空氣流橫切地設(shè)置的電暈電極構(gòu)成(由一層不導(dǎo)電的顆粒和用于產(chǎn)生跨過(guò)所述的層的電場(chǎng)的裝置裝飾)。所述系統(tǒng)沒(méi)有提供所述顆粒的表面上的任何特定的局部幾何結(jié)構(gòu)，其效果是使由所述第一級(jí)發(fā)出的離子流均勻化。
美國(guó)專(zhuān)利4313739披露了一種用于提取氣體以便凈化污染的氣體的裝置。所述裝置由一個(gè)外部管子和一個(gè)置于所述管子的中心的電暈電極構(gòu)成，所述管子包括位于內(nèi)部的多孔的圓筒(其可以看作接受器電極)。一個(gè)電位差施加于電暈電極和所述圓筒之間。要被凈化的氣體在圓筒的一端引入。所述系統(tǒng)作為電離電位對(duì)要被凈化的氣體的電位的差的函數(shù)提取污染的氣體。圓筒(接受器電極)的壁或者由多孔材料制成，即，沒(méi)有任何特定的表面幾何結(jié)構(gòu)，或者具有跨過(guò)所述壁并沿圓周分布的多個(gè)孔。在接受器電極的有效內(nèi)表面上的接受器電極的有效表面沒(méi)有任何特定幾何結(jié)構(gòu)(圍繞著所述的孔)。這種裝置不能實(shí)現(xiàn)在懸浮微粒上均勻地沉積離子，因此也未對(duì)此要求保護(hù)。
美國(guó)專(zhuān)利4066526披露了一種由電暈電極和接受器電極構(gòu)成的靜電過(guò)濾器。接受器電極的有效表面上沒(méi)有特定的幾何結(jié)構(gòu)。這種裝置不能實(shí)現(xiàn)在懸浮微粒上均勻地沉積離子，因此也未對(duì)此要求保護(hù)。
美國(guó)專(zhuān)利4056372披露了一種靜電沉淀器，其由被置于交變電壓下的并在其端部具有尖端的平行金屬板構(gòu)成。在一種改型中，這種filaire類(lèi)型的電暈電極和板的層疊體平行且相對(duì)地被置于上游。在filaire電暈電極和平行的filaire接受器電極之間橫切地發(fā)射放電離子流。這種裝置沒(méi)有說(shuō)明被橫切于流體通路設(shè)置的接受器電極。其中的平板不構(gòu)成和filaire電暈電極相對(duì)的接受器電極。此外，板的表面沒(méi)有任何準(zhǔn)圓形的孔。這種裝置不能實(shí)現(xiàn)在懸浮微粒上均勻地沉積離子，因此也未對(duì)此要求保護(hù)。
美國(guó)專(zhuān)利5622543披露了一種空氣凈化器，其包括發(fā)射陰離子的平面母線板(電暈電極)，具有面向平面接受器電極的凹口，所述接受器電極具有被分開(kāi)的孔。這種裝置不包括用于使在懸浮微粒的表面上均勻地沉積離子的在接受器電極的表面上的特定幾何結(jié)構(gòu)。
美國(guó)專(zhuān)利5402639披露了一種用于對(duì)氣體除塵的靜電系統(tǒng)，由具有陶瓷的蜂窩狀的壁的空心圓筒構(gòu)成，沿徑向具有從圓筒的內(nèi)部朝向外部終止，并借助于外部電極和位于其中心的電暈電極處于內(nèi)部電場(chǎng)下。除去所述的孔之外，在圓筒的面向電暈電極的內(nèi)表面上沒(méi)有能夠使在懸浮微粒的表面上均勻地沉積離子的特定局部表面幾何結(jié)構(gòu)。此外，由于其圓筒形結(jié)構(gòu)以及和上述相同的原因，這種系統(tǒng)不能確保在微粒上均勻地沉積離子。
美國(guó)專(zhuān)利4920266披露了一種靜電復(fù)印系統(tǒng)，用于在表面上沉積負(fù)電荷。這種系統(tǒng)包括電暈電極，其由面向接受器電極的并排成直線設(shè)置的一系列尖端，接受器電極由鉆有六邊形孔的金屬柵格構(gòu)成。除去其中的孔之外，接受器電極不包括任何能夠使離子流均勻化的特定表面幾何結(jié)構(gòu)。此外，這種裝置旨在用于在平的表面上沉積離子，而不是在懸浮微粒上。最后所述系統(tǒng)不影響任何運(yùn)動(dòng)中的流體。
同一申請(qǐng)人的美國(guó)專(zhuān)利5474600披露了一種細(xì)菌生物凈化系統(tǒng)，包括由接受器電極和面向接受器電極的放電電暈電極構(gòu)成的電離級(jí)，所述接受器電極由多孔的蜂窩狀金屬制成。沒(méi)有提供接受器電極的表面的局部幾何結(jié)構(gòu)特征用于增加離子流與/或在懸浮微粒上沉積的離子的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一般形式中，本發(fā)明涉及一種被均勻化的靜電離子發(fā)射裝置，用于在具有相同等級(jí)的直徑的流體內(nèi)的多個(gè)懸浮微粒的表面上沉積具有相同電荷的準(zhǔn)均勻數(shù)量的離子。
按照本發(fā)明的靜電離子發(fā)射裝置是一種下述類(lèi)型的離子發(fā)射裝置，其由以下部件之間的組合構(gòu)成在一方面，導(dǎo)電放電電暈電極，其上施加有放電電位因而發(fā)射離子流，以及，在另一方面，導(dǎo)電的非電暈接受器電極，其上施加有不同的接受器電位。所述接受器電極具有準(zhǔn)平面有效表面，位于電暈電極的對(duì)面并遠(yuǎn)離其放電區(qū)。使接受器電極的有效表面和電暈電極分開(kāi)的自由空間是空的。多個(gè)流體通路橫跨所述接受器電極。所述通路按照基本上垂直于所述有效表面的所謂的流動(dòng)軸線，通過(guò)多個(gè)準(zhǔn)圓形孔終止在其有效表面上。這些通路確保在有效表面的附近流體按照跨過(guò)接受器電極的細(xì)管流動(dòng)，并且基本上全部平行于具有懸浮微粒的流體的流動(dòng)軸線。所述裝置還包括用于對(duì)流體加壓的裝置，用于確保流體基本上沿著所述流動(dòng)軸線并沿著細(xì)管運(yùn)動(dòng)(特別是跨過(guò)接受器電極的厚度)。所述裝置配備有電流源，包括至少兩個(gè)金屬端子，其間具有足夠高的電位差(約5000V)，以及至少兩個(gè)導(dǎo)體，每個(gè)導(dǎo)體的一端和一個(gè)電位端子與/或地相連，另一端分別和電暈電極和接受器電極相連，使得所述兩個(gè)電極之間具有足以保證在電暈電極的放電區(qū)進(jìn)行離子發(fā)射的電位差。
按照本發(fā)明的靜電離子發(fā)射裝置的特征在于以下的組合在一方面，設(shè)置許多流體通路，它們用這種方式跨過(guò)接受器電極，使得它們的許多孔沿著有效表面的兩個(gè)幾何方向準(zhǔn)均勻地分布在有效表面上。并且，在另一方面，接受器電極的準(zhǔn)平面的有效表面被許多被弄成尖端、具有尖的邊沿的與/或尖釘狀的區(qū)域覆蓋著。所述區(qū)域從所述有效表面以浮雕的形式凸現(xiàn)。它們局部地并在其端部具有最小的表面彎曲半徑。這些尖的區(qū)域也沿著所述表面的兩個(gè)幾何方向并圍繞所述的孔準(zhǔn)均勻地分布在所述有效表面上。
這種接受器電極的特定局部幾何結(jié)構(gòu)的組合，使得源自電暈電極的并沿著接受器電極的準(zhǔn)平面的有效表面的方向的表面離子流，具有在有效表面的鄰近的點(diǎn)呈現(xiàn)的點(diǎn)狀的(punctual)離子強(qiáng)度，相對(duì)于空間距離的改變，具有離子強(qiáng)度的均勻的空間分布，所述空間距離是在相應(yīng)于接受器電極的有效表面的投影的點(diǎn)和包圍著所述電暈電極的放電區(qū)在準(zhǔn)平面的有效表面上的直的投影形成的形狀的幾何中心的所謂的主要離子作用區(qū)之間的距離。
所述離子均勻性在包圍著幾何中心的寬的有效區(qū)域被建立。用這種方式，使得在所述大的有效區(qū)內(nèi)，在由流體通過(guò)所述的孔輸送的懸浮微粒(相同等級(jí)的直徑的)的表面上沉積準(zhǔn)均勻數(shù)量的離子。


圖1a，1b分別以截面圖和透視圖示意地表示靜電離子發(fā)射裝置的現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)；圖2a，2b分別以截面圖和透視圖示意地表示最接近的現(xiàn)有技術(shù)，其是配備有美國(guó)專(zhuān)利5474600公開(kāi)的細(xì)菌生物凈化系統(tǒng)的靜電離子發(fā)射裝置；
圖3a，3b分別以截面圖和透視圖示意地表示按照本發(fā)明的用于離子的流量均化和離子沉積的靜電離子發(fā)射裝置的原理結(jié)構(gòu)；圖4，5，和6以透視圖表示按照本發(fā)明的靜電離子發(fā)射裝置的3種改型；圖7分別以截面圖和透視圖表示由帶有懸浮微粒的流體橫切的按照本發(fā)明的雙離子發(fā)射系統(tǒng)；圖8-12表示由本發(fā)明推薦的用于構(gòu)成靜電離子發(fā)射裝置的多孔接受器電極的導(dǎo)電材料的成分的特有特征；圖13以截面圖示意地表示由本發(fā)明推薦的靜電離子發(fā)射裝置的改型，其中接受器電極利用圖8-12所示的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)；圖14以截面圖示意地表示由本發(fā)明推薦的雙離子發(fā)射系統(tǒng)的另一種改型，其中接受器電極利用圖8-12所示的材料制成；圖15以截面圖表示按照本發(fā)明的雙離子發(fā)射系統(tǒng)的改型，具有串聯(lián)和并聯(lián)設(shè)置的電暈電極；以及圖16和17分別以截面圖和透視圖表示例如圖14所示的雙離子發(fā)射系統(tǒng)對(duì)于運(yùn)動(dòng)的流體中的懸浮微粒的作用。
具體實(shí)施例方式
圖1a和圖1b以截面圖(圖1a)和透視圖(圖1b)示意地表示按照現(xiàn)有技術(shù)的靜電離子發(fā)射裝置(11)。按照現(xiàn)有技術(shù)的靜電離子發(fā)射裝置(11)包括電暈放電導(dǎo)電電極(EC)，其上施加有負(fù)的放電電位(VI)，發(fā)射一個(gè)負(fù)離子(iq)的整體流(I)。其還包括非電暈導(dǎo)電的接受器電極(ER)，其上施加有正的接受器電位(V2)。接受器電極(ER)具有位于電暈電極(EC)對(duì)面的有效表面(SA)。其離開(kāi)其負(fù)離子(iq)放電區(qū)(D)一個(gè)距離(di)。分開(kāi)電暈電極(EC)的有效表面(SA)的空間(H)是空著的。接受器電極(ER)是多孔的，其具有多個(gè)流體通道(C1，C2，...，Cn)，所述通道按照基本上垂直于有效表面(SA)的所謂的流動(dòng)軸線(xx’)穿過(guò)接受器電極(ER)，終止在其有效表面(SA)上的多個(gè)孔(O1，O2，...，On)內(nèi)。用于對(duì)液體加壓的裝置(未示出)確保流體F基本上沿著流動(dòng)軸線(xx’)跨過(guò)接受器電極(ER)的厚度運(yùn)動(dòng)。
按照現(xiàn)有技術(shù)，有效表面(SA)的表面的幾何形狀是隨機(jī)的。在孔(O1，O2，...，On)的周?chē)刺峁┯糜谑关?fù)離子(iq)均質(zhì)化的有效表面(SA)的特定的局部幾何結(jié)構(gòu)。
圖1a的左側(cè)表示在表面(SA)附近的平面(uu’)內(nèi)的離子(iq)的表面流動(dòng)(Is(r))的強(qiáng)度(J(Q))的曲線12。這些是由電暈電極(EC)沿著接受器電極(ER)的準(zhǔn)平面的有效表面(SA)的方向發(fā)出的離子(iq)。離子的強(qiáng)度(J(Q))被按照軸線(xx’)示出了。在有效表面(SA)附近的點(diǎn)(Q(r))，離子的點(diǎn)表面強(qiáng)度(J(Q))呈現(xiàn)離子強(qiáng)度(J(Q))的高度的不均勻的空間分布。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)離開(kāi)裝置(11)的中心流動(dòng)軸線(xx’)時(shí)，即，隨著按照軸線(yy’)表示的空間距離(r)的增加，所述強(qiáng)度被急劇減小，所述空間距離是接受器電極(ER)的有效表面(SA)的相應(yīng)的投影點(diǎn)(P(r))和在準(zhǔn)平面的有效表面(SA)上的電暈電極(EC)的投影點(diǎn)的幾何中心(O)之間的距離。
圖1a表示在兩個(gè)電極(EC，ER)之間由離子束形成的離子流(Is(r))的局部強(qiáng)度。所示的離子數(shù)表明在徑向上的沿這個(gè)方向的離子流的強(qiáng)度。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)點(diǎn)(Q(r))及其投影(P(r))離開(kāi)幾何中心(O)時(shí)，由同一表面流(Is(r))引起的在(Q(r))達(dá)到表面(SA)的離子的數(shù)量急劇減小。
圖1b用透視圖示意地表示裝置11的結(jié)構(gòu)。
圖2a和2b以截面圖(2a)和透視圖(2b)示意地表示現(xiàn)有技術(shù)的一種改型，其基于本申請(qǐng)人的美國(guó)專(zhuān)利5474600中所述的那種類(lèi)型的離子發(fā)射靜電裝置(21)。應(yīng)當(dāng)注意，放電電極(EC)由位于垂直于有效表面(SA)的針(23)的端部的電暈尖端(22)組成。電暈尖端(22)被具有最小壁厚(26，ep)的和針(23)的尖端的軸線共直線的空心的金屬管(25)包圍著。接受器電極(ER)由多孔的蜂窩狀的金屬制成。管(25)和電極(ER)相連，并施加有相同的正電位(V2)。放電電暈導(dǎo)電電極(EC)被施加負(fù)的放電電位(Vi)。在放電電極的放電區(qū)(D)，放電電極發(fā)出負(fù)離子(iq)的整體流(I)。所述離子流借助于表示沿不同方向的離子的強(qiáng)度的不同厚度的虛線示出了。此外，在處理中插入的不同的微觀圖(尤其是離子和粒子)被放大了。應(yīng)當(dāng)注意，由于接受器電極(ER)的存在，沿著管(25)的內(nèi)壁方向的離子流(iq)非常弱(細(xì)線)。曲線(27)表示在垂直于軸線(xx’)的并基本上在管(25)的中心切割管(25)的平面(tt’)內(nèi)的離子表面強(qiáng)度(J(r))的改變。在管(25)的內(nèi)部并且在其中心部分，離子強(qiáng)度(Is(r))隨著到電暈電極(EC)的軸線的距離(r)迅速減弱。容易理解，在平面(tt’)內(nèi)離子強(qiáng)度(J(r))按照1/r改變。在曲線(28)上還示出了在接受器電極(ER)的區(qū)域內(nèi)在平行于接受器電極(ER)的有效表面(SA)的平面(uu’)內(nèi)的離子強(qiáng)度(J(r))的改變。離子強(qiáng)度(J(r))也隨著到電暈電極(EC)的軸線(xx’)的距離(r)而快速減弱。
接受器電極(ER)的有效表面(SA)沒(méi)有特定的局部幾何形狀。如圖2b所示，這可以在其有效表面(SA)上具有多個(gè)孔(O1，O2...On)的并位于管(25)的端部的保持板附近被吸收。
圖2a表示流體(F)的流(K)，其通過(guò)接受器電極(ER)穿入管子(25)。流體(F)被充以多個(gè)懸浮微粒粒子(p1)?？梢哉J(rèn)為，這些粒子在穿過(guò)裝置(21)以前是中性的。在跨過(guò)接受器電極(ER)之后，粒子面對(duì)著離子流(iq)。由于上述的離子流的不均勻性的原因，應(yīng)當(dāng)理解，靠近軸線(xx’)行進(jìn)的懸浮微粒粒子(p2)接收大量的負(fù)離子(iq)。圖中示出了4個(gè)。與此相反，離開(kāi)軸線(xx’)一個(gè)距離通行的粒子(p3)接收較少的負(fù)離子。圖中示出了1個(gè)。
結(jié)果，應(yīng)當(dāng)理解，按照現(xiàn)有技術(shù)的這個(gè)系統(tǒng)(21)不能使得在接受器電極(ER)附近的離子流均勻，也不能滿(mǎn)意地使在從一側(cè)到另一側(cè)穿過(guò)系統(tǒng)(21)的懸浮微粒粒子(p1，p2，p3，...)上沉積的離子流均勻化。
圖3a和圖3b以最簡(jiǎn)單的形式以截面圖和透視圖示出了由本發(fā)明提出的對(duì)離子發(fā)射裝置(1)的改進(jìn)。和在上面參照?qǐng)D1a到2b所述的現(xiàn)有技術(shù)的裝置(11、21)相同按照本發(fā)明的所述裝置(1)的一般結(jié)構(gòu)利用相同的標(biāo)號(hào)由裝置(1)表示，并且不再重復(fù)。
靜電離子發(fā)射裝置(1)旨在在相同直徑等級(jí)(dp)的流體(F)流(K)中的多個(gè)懸浮微粒粒子(p1)的表面(sp)上沉積準(zhǔn)均勻數(shù)量(q)的帶電的離子(iq)。這種靜電裝置(1)通過(guò)施加有放電電位(V1)的發(fā)射整個(gè)離子(iq)流(I)的放電電暈導(dǎo)電電極(EC)和施加有接受器電位(V2)的非電暈導(dǎo)電接受器電極(ER)之間的組合構(gòu)成。接受器電極(ER)具有準(zhǔn)平面有效表面(SA)，其位于電暈電極(EC)的對(duì)面，并離開(kāi)電暈電極的放電區(qū)(D)一個(gè)距離(di)。使接受器電極的有效表面(SA)和電暈電極(EC)的尖端(22)分開(kāi)的空閑空間(H)是空著的。多個(gè)流體通路(C1，C2...Cn)穿過(guò)接受器電極(ER)。它們按照基本上垂直于有效表面(SA)的所謂的流動(dòng)軸線(xx’)通過(guò)在其有效表面(SA)上的準(zhǔn)圓形的多個(gè)孔(O1，O2...On)終止。在有效表面(SA)的區(qū)域內(nèi)，它們確保流體(F)按照橫跨接受器電極(ER)的細(xì)管(未示出)流動(dòng)，并在總體上基本平行于流體流動(dòng)的所述軸線(xx’)。
具有電暈尖端(22)的電極(EC)由具有最小壁(26)厚(sp)的空管(25)包圍著。所述空管(25)和針(23)的尖端軸線(x1，x’1)共直線，其符合流體流動(dòng)的軸線(xx’)，并位于接受器電極(ER)的有效表面(SA)的對(duì)面。這個(gè)空管(25)相對(duì)于有效表面(SA)并在針(23)的周?chē)乜v向包圍著流體(F)的細(xì)管。最好是，空管(25)由特定的金屬導(dǎo)電材料(34)制成?？展?25)具有和接受器電極(ER)相同的正電位，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)于電暈電極(EC)的負(fù)電位(V1)的電保護(hù)。
圖13表示按照本發(fā)明的裝置(1)的附加的特定的細(xì)節(jié)。用于加壓流體的裝置(2)(尤其是通風(fēng)機(jī))確保流體(F)的運(yùn)動(dòng)，尤其是通過(guò)接受器電極(ER)的厚度(er)，并基本上沿著所述流動(dòng)軸線(xx’)并沿著所述細(xì)管(未示出)。裝置(1)具有電流源(3)，包括至少兩個(gè)金屬端子(B+，B-)，在所述端子之間具有足夠高的電位差(約5000V)。兩個(gè)導(dǎo)體(4，5)的每個(gè)的一端(6，7)和電位端子(B+，B-)之一與/或地(8)相連，而另一端(9，10)分別和電暈電極(EC)和接受器電極(ER)之一相連。這是為了使兩個(gè)電極(EC，ER)受到一個(gè)電位差(V1)＜＞(V2)，足以保證在放電區(qū)(D)進(jìn)行離子(iq)發(fā)射。
應(yīng)當(dāng)注意，參見(jiàn)圖3b，靜電離子發(fā)射裝置(1)配備有接受器電極(ER)的表面(SA)的局部表面幾何結(jié)構(gòu)的特定的組合。在一方面，其多個(gè)流體通路(C，C2...Cn)跨過(guò)接受器電極被設(shè)置，使得多個(gè)孔(O1，O2，...，Oi，...On)沿著兩個(gè)幾何方向(yy’，zz’)準(zhǔn)均勻地分布在有效表面(SA)上，并且在另一方面，接受器電極(ER)的準(zhǔn)平面有效表面(SA)由多個(gè)被形成尖端(尖的邊沿的與/或尖釘狀的)(Ai)的區(qū)域覆蓋。它們顯著地從有效表面(SA)出現(xiàn)，并局部地具有最小表面彎曲半徑(ra)。它們沿著兩個(gè)幾何方向(yy’，zz’)準(zhǔn)均勻地分布在其有效表面(SA)上。它們包圍著所述的孔(O1，O2...On)。
圖3a表示由電暈電極(EC)的放電區(qū)(D)沿不同方向發(fā)出的離子(iq)流，其中用不同厚度的虛線表示其離子強(qiáng)度(J(r))。應(yīng)當(dāng)注意，由于多個(gè)被形成尖端(具有尖的邊沿的與/或尖釘狀的)的區(qū)域的存在，所述區(qū)域顯著地從所述有效表面(SA)上出現(xiàn)，并且均勻地分布在所述表面上，沿接受器電極的有效表面(SA)的方向的離子流具有增加的均勻度(虛線具有類(lèi)似的寬度)。
位于圖3a的左邊的曲線32表示在垂直于軸線(xx’)并且基本上在管子(25)的中心切割管子(25)的平面(tt’)內(nèi)的離子的表面強(qiáng)度(J(r))的改變。離子表面強(qiáng)度在管子的內(nèi)部作為到電極(ER)的軸線的距離(r)的函數(shù)快速變?nèi)酢４送?，注意到，相?duì)于在沒(méi)有尖的區(qū)域(Ai)時(shí)看到的(圖2a曲線27)，尖端(具有尖的邊沿的與/或尖釘狀的)的存在使得沿著管子(25)的內(nèi)壁的方向的離子流的總的大小變?nèi)酢Ｓ行П砻?SA)的尖端(Ai)(具有尖的邊沿的與/或尖釘狀的)比管子(25)的內(nèi)壁具有占優(yōu)勢(shì)的靜電作用。
在曲線33上還示出了在接受器電極(ER)附近在平行于接受器電極(ER)的有效表面(SA)的平面(uu’)內(nèi)離子表面強(qiáng)度J(r)的改變。注意到，和曲線28相比，一方面，離子表面強(qiáng)度(J(r))隨著到電暈電極的軸線(xx’)的距離略微變?nèi)?，在另一方面，?dāng)離開(kāi)接受器電極(ER)時(shí)，總的強(qiáng)度大于在圖2a的曲線32上觀察到的強(qiáng)度。上述的幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)果是使離子流均勻化。
實(shí)際上，沿著接受器電極(ER)的準(zhǔn)平面有效表面(SA)的方向來(lái)自電暈電極(EC)的離子的表面離子流(Is(r))具有點(diǎn)狀的(punctual)離子表面強(qiáng)度J(Q(r))，相對(duì)于相應(yīng)于在接受器電極ER的有效表面的投影點(diǎn)(P(r))和包圍著在準(zhǔn)平面有效表面(SA)上的電暈電極(EC)的放電區(qū)(D)的直的投影的圖(G)的幾何中心的主要離子作用區(qū)(A)之間的空間距離(r)的改變，在有效表面(SA)附近的點(diǎn)(Q(r))具有離子強(qiáng)度的空間分布的增加的均勻性。這在包圍著占據(jù)管子(25)的整個(gè)截面的幾何中心(O)的寬有效區(qū)(S)被注意到。均勻性的增加到這樣的程度，以至在所述有效區(qū)(S)因而在管子(25)的整個(gè)截面，在接受器電極(ER)附近，在通過(guò)孔(O1，O2，...On)由流體輸送的相同等級(jí)的直徑(dp)的懸浮微粒的表面上沉積準(zhǔn)均勻數(shù)量的離子。此外，在中心部分(tt’)的離子沉積的不均勻性的影響由于上述原因而非常弱。所述不均勻性被減弱到這樣的程度，以至在從系統(tǒng)(1)的一側(cè)跨過(guò)到達(dá)另一側(cè)的懸浮微粒(p1)的表面上離子的沉積，相對(duì)于通過(guò)按照現(xiàn)有技術(shù)的裝置(11，21)時(shí)的離子沉積是相當(dāng)均勻的。由本申請(qǐng)人在按照本發(fā)明的裝置(1)上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的結(jié)果證實(shí)了這個(gè)物理特征。借助于按照本發(fā)明的教導(dǎo)修改例如美國(guó)專(zhuān)利5474600所述的裝置的接受器電極，并通過(guò)測(cè)量離子沉積的均勻化的物理結(jié)果，本發(fā)明人能夠用實(shí)驗(yàn)證實(shí)上述的結(jié)果。
本發(fā)明可以有利地利用幾種類(lèi)型的電暈電極(EC)。
因而，按照在圖3a，3b中所示的改型，裝置(1)包括在以下部件之間的特有的組合接受器電極(ER)的準(zhǔn)平面有效表面(SA)，以及放電電極(EC)；所述有效表面由準(zhǔn)均勻地分布的多個(gè)弄尖的出射(emerging)區(qū)(Ai)覆蓋著，所述弄尖的出射區(qū)包圍著也是準(zhǔn)均勻地分布的孔(O1，O2，...On)；所述放電電極由位于針(23)的端部的電暈尖端(22)構(gòu)成；所述的針的方位和垂直于準(zhǔn)平面有效表面(SA)的尖端的軸線(x1，x1’)一致，其沿著弄尖的出射區(qū)(Ai)的方向，并離開(kāi)對(duì)著的有效表面(SA)一個(gè)距離。
按照?qǐng)D6所示的改型，裝置(1)包括以下部件之間的特有的組合其接受器電極(ER)的準(zhǔn)平面有效表面(SA)，以及放電電極(EC)；所述有效表面由準(zhǔn)均勻地分布的多個(gè)弄尖的出射(emerging)區(qū)(Ai)覆蓋著，所述弄尖的出射區(qū)包圍著也是準(zhǔn)均勻地分布的孔(O1，O2，...On)；所述放電電極由導(dǎo)線(41)構(gòu)成；所述的導(dǎo)線的方位和基本上平行于準(zhǔn)平面有效表面(SA)的軸線(x2，x2’)一致。所述導(dǎo)線(41)基本上垂直于弄尖的出射區(qū)(Ai)，并離開(kāi)對(duì)著的有效表面(SA)一個(gè)距離。
本發(fā)明推薦幾種類(lèi)型的弄尖的出射區(qū)(Ai)的幾何結(jié)構(gòu)。按照?qǐng)D3a，3b所示的改型，接受器電極(ER)的準(zhǔn)平面有效表面(SA)由準(zhǔn)均勻分布的多個(gè)弄尖的出射區(qū)(Ai)覆蓋著，所述弄尖的出射區(qū)成均勻分布的弄尖的尖釘尖端(42)的形狀，局部地具有一個(gè)最小表面彎曲半徑(ra)，它們包圍著均勻分布的孔(O1，O2...On)。這些弄尖的尖釘尖端(42)指向有效表面(SA)的外部，沿著放電區(qū)(D)的方向和基本上垂直的軸線(xx’)一致。
按照?qǐng)D4，5和6所示的一種改型，接受器電極(ER)的準(zhǔn)平面有效表面(SA)被準(zhǔn)均勻分布的多個(gè)火山口狀的部分(43)覆蓋著，所述火山口狀的部分具有呈準(zhǔn)圓形閉合的尖的邊沿(Ai)。它們?cè)谄渥钸呇厣暇哂凶钚澢霃?ra)的部分，包圍著孔(O1，O2，...，On)，并沿著放電區(qū)(D)的方向按照基本上垂直的軸線(xx’)朝向有效表面(SA)的外部終止。
圖13表示由用于使離子發(fā)射均勻的本發(fā)明的靜電裝置(1)的一種推薦的改型的實(shí)施例。接受器電極(ER)由多孔結(jié)構(gòu)(51)構(gòu)成。其被弄成尖端(具有尖的邊沿與/或尖釘狀)(Ai)的區(qū)域準(zhǔn)均勻地分布在其有效表面(SA)上，并借助于所述多孔結(jié)構(gòu)(51)相互連接。
接受器電極(ER)由多孔結(jié)構(gòu)(51)構(gòu)成，所述多孔結(jié)構(gòu)具有蜂窩狀的網(wǎng)孔(52)，所述網(wǎng)孔由具有長(zhǎng)的直線部分(57)的呈翼片的陣列的組合體(Ai，an)構(gòu)成。其許多被弄成尖端(具有尖的邊沿與/或尖釘狀)的準(zhǔn)均勻地分布在其有效表面(SA)上的區(qū)域(Ai)借助于垂直于(au droitde)有效表面(SA)把多孔結(jié)構(gòu)(51)的蜂窩狀網(wǎng)孔的結(jié)構(gòu)分成段來(lái)限定。
按照本發(fā)明的接受器電極(ER)的一種優(yōu)選的改型的實(shí)施例如圖8-12所示。支撐著準(zhǔn)平面的有效平面(SA)的接受器電極(ER)利用多孔的導(dǎo)體塊(55)構(gòu)成。這由準(zhǔn)重復(fù)的多孔結(jié)構(gòu)(51)構(gòu)成，所述多孔結(jié)構(gòu)具有蜂窩狀網(wǎng)孔(52)，所述網(wǎng)孔由多個(gè)具有長(zhǎng)的直線部分(57)的翼片(...，an，...)構(gòu)成，所述翼片由特定的金屬導(dǎo)電材料(58)構(gòu)成。
如圖8和圖9所示，所述翼片(an)具有細(xì)的橫截面(st)，其厚度(ea)比其縱向尺寸(la)小得多。它們包括至少一個(gè)橫向的尾沿(bn)，其是細(xì)長(zhǎng)的并且呈錐形，(即其中最小局部橫向彎曲半徑(ra)的方位沿翼片(an)的長(zhǎng)度的方向(xn，x’n)。
如圖8可以清楚地看出，翼片(.，.，a13，a14，a15，a16，...，an，...)在物理上和電氣上由其每個(gè)端部(en1，en2)互連，從而構(gòu)成三維的導(dǎo)電陣列(R’xyz)。它們?cè)趲缀紊媳宦?lián)結(jié)并被分成組，從而形成繁多的單元柵格(c1，...c16，c17，...)，它們相互之間連通，從而形成流體的通路。在多孔塊(55)上的內(nèi)部翼片(a13)大部分由若干個(gè)單元柵格(...，c1，...，c17，...)共用。在多孔塊(55)上屬于相同的內(nèi)部柵格(c1)的大部分聯(lián)結(jié)的翼片(a13，a14，...)包圍著實(shí)際的單元表面(62，63)，并借助于其至少一個(gè)橫向縱表面(s1)沿切向連接所述表面到封閉的幾何結(jié)構(gòu)的每個(gè)單元柵格(c1，c17)上，所述實(shí)際的單元表面對(duì)于每個(gè)單元柵格是特有的和內(nèi)部的，從而包含一個(gè)緊湊的、空的單元蜂窩狀的容積(59，60)。這意味著，其橫向尺寸(dx1，dy1，dz1)在三個(gè)方向(x，y，z)上具有相同的數(shù)量級(jí)。所述位于多孔塊(55)的中心的大部分柵格(c1)的單元蜂窩容積(59)借助于至少4個(gè)(最好12個(gè))跨過(guò)其單元表面(62)的火山口狀的部分(e16)終止，其和相鄰柵格(c16，c17...)的所述空的單元容積相對(duì)。每個(gè)火山口狀的部分被屬于其柵格(c16)的并對(duì)于相鄰柵格(...，c1，...)是共用的翼片的橫向邊沿(b16)包圍著。
圖10放大地示意地表示表面(SA)的表面特征。參看圖10和圖13，注意到，多孔塊(55)通過(guò)把均勻地分布在有效表面(SA)上的三維陣列(R’xyz)的端壁的單元柵格分成段被切割成和所謂的有效表面(SA)一致的準(zhǔn)平面。三維陣列(R’xyz)被垂直于每個(gè)外部柵格(Ca)分割為多個(gè)金屬?lài)娮?71)，具有尖的邊沿和與有效表面(SA)相似的基本上為圓形的形狀。
通過(guò)參看圖8可以注意到，多孔塊(55)的柵格(c16，c17，...)的位置和其具有較大密度的分布一致，并具有12個(gè)相鄰的柵格。它們被鉆成12個(gè)火山口狀的部分。柵格(c16，c17...)具有12面體的幾何結(jié)構(gòu)。
圖11和圖12用透視圖表示多孔塊(55)的內(nèi)部。
圖13所示的裝置(1)的接受器電極(ER)由基本上是平面的板(64)構(gòu)成，其具有兩個(gè)基本上平行的準(zhǔn)平面的橫向表面第一個(gè)所謂的有效表面(SA)位于電暈電極(EC)的對(duì)面，并且離開(kāi)放電區(qū)(D)以及第二表面(S’A)一個(gè)距離(di)。注意到，被分割的外部柵格(CA，c’A)分布在兩個(gè)橫向表面(SA，S’A)的表面上。如圖10所示，它們對(duì)每個(gè)分割的外部柵格(cA，c’A)提供多個(gè)噴嘴(72)，具有被弄尖的邊沿(71)，所述邊沿具有和接受器電極(ER)的相應(yīng)的橫向支撐表面(SA，S’A)相似的基本上是圓形的形狀。通過(guò)內(nèi)部柵格提供流體的多個(gè)通槽(Cn)，所述通槽橫跨構(gòu)成接受器電極(ER)的板(64)。它們連接接受器電極的兩個(gè)表面(SA)和(S’A)。它們終止在第一有效表面(SA)上的多個(gè)孔(On)內(nèi)，和所謂的流動(dòng)軸線(xx’)一致，基本上垂直于所述第一有效表面(SA)。它們還終止在第二表面(S’A)上的多個(gè)孔(O’n)內(nèi)，和基本上垂直于第二表面的軸線(xx’)一致。由于陣列(R’xyz)的重復(fù)的幾何結(jié)構(gòu)，流體的多個(gè)通槽(Cn)用這種方式構(gòu)成并和所述接受器電極(ER)交叉，使得所述多個(gè)孔(On)準(zhǔn)均勻地分布在第一有效表面(SA)上，并且所述多個(gè)孔(O’n)也準(zhǔn)均勻地分布在第二有效表面S’A上。接受器電極的兩個(gè)準(zhǔn)平面有效表面(SA，S’A)因而都被多個(gè)被弄成尖端(具有尖的邊沿與/或尖釘狀)(Ai，A’i)的區(qū)域覆蓋著。它們和浮雕那樣凸現(xiàn)，包括有效表面(SA)的一些(Ai)以及有效表面(SA)的另一些(A’i)。它們局部地具有一個(gè)最小表面彎曲半徑(ra)。它們準(zhǔn)均勻地分布在第一有效表面(SA)上和第二表面(S’A)上，并包圍著所述的孔(On)和(O’n)。
按照本發(fā)明的接受器電極(ER)的推薦的制造方法包括首先形成初始的絕緣的或者半導(dǎo)體的陣列。所述初始陣列的幾何結(jié)構(gòu)和陣列(R’xyz)的幾何結(jié)構(gòu)相同。
為了制造初始陣列，如圖8所示，所述方法最好包括橫斷多個(gè)(最好12個(gè))閉合的材料表面，所述表面具有最小厚度(ea)的包絡(luò)，基本上均勻地沿3個(gè)方向(x，y，z)設(shè)置，并且由第一絕緣材料制成(尤其是由聚氨酯制成)。
接著，在所述初始陣列上電淀積第二金屬材料，特別是鎳。用這種方式，形成具有外部金屬表面的三維的初始陣列。
本發(fā)明推薦通過(guò)在聚氨酯的初始陣列上電淀積鎳來(lái)生產(chǎn)接受器電(ER)。
所述方法首先包括制造作為由聚氨酯制成的翼片的初始多孔陣列的板。然后通過(guò)使聚氨酯的初始陣列在以下類(lèi)型的敏感性溶液中浸漬使其具有導(dǎo)電性Sn Cl1-25g/l；HCl-40ml/l。使初始陣列在溶液中保持10分鐘，然后在溫水中清洗10分鐘。然后在含有以下類(lèi)型的活化溶液的容器中使所述初始陣列浸漬5分鐘Pd C11-0.5g/l HCl-10ml/l。然后在溫水中清洗10分鐘。
然后在初始陣列上涂鍍鎳的化學(xué)層。為此，把初始陣列浸漬在以下類(lèi)型的溶液(en ml/l)中NiSO4·7H2O 25NaH2PO2·H2O25NaP2O7·10H2O 50NH4OH(28％sol) 23使初始陣列在所述溶液中保持30分鐘。然后在水中清洗10分鐘。然后進(jìn)行鎳的電淀積。為此，兩個(gè)鎳陽(yáng)極被置于電解液槽中。把初始陣列扎在槽中的兩個(gè)陽(yáng)極之間，然后在槽中充滿(mǎn)具有以下成分(g/l)的溶液NiSO4·7H2O 250 1，4丁烷二醇0.15NiCl250 酞胺0.12H3BO330 pH 4.3-5.1把陽(yáng)極和初始陣列連接到電流發(fā)生器的不同的極上。(陽(yáng)極連接正極，初始陣列連接負(fù)極)。把淀積電流的強(qiáng)度調(diào)節(jié)到0.5A/dm2，維持7-10分鐘。然后進(jìn)行連續(xù)的淀積循環(huán)。
在金屬淀積導(dǎo)電材料(58)之后，由下面的絕緣材料構(gòu)成的骨架借助于在初始陣列的外部金屬表面上進(jìn)行熱作用或化學(xué)作用被取出。這使得有效地形成整個(gè)的金屬陣列(R’xyz)。優(yōu)選的是，通過(guò)熱效應(yīng)抽出下面的聚氨酯結(jié)構(gòu)。為此，把被鎳覆蓋的陣列置于1100℃的還原環(huán)境中4個(gè)小時(shí)。此時(shí)便制備成接受器電極ER的陣列(R’xyz)。
圖13的裝置1的接受器電極(ER)由多孔結(jié)構(gòu)(51)制成，具有蜂窩狀的網(wǎng)孔(52)，所述蜂窩狀網(wǎng)孔由具有長(zhǎng)的直線部分(57)的翼片的陣列組合體構(gòu)成。其多個(gè)準(zhǔn)均勻地分布在第一有效表面(SA)上的被弄成尖端(具有尖的邊沿與/或尖釘狀)(Ai)的區(qū)域通過(guò)垂直于第一有效表面(SA)分割陣列(R’xyz)的多孔結(jié)構(gòu)(51)的蜂窩狀網(wǎng)孔(52)的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。類(lèi)似地，其多個(gè)準(zhǔn)均勻地分布在第二有效表面(S’A)上的被弄成尖端(具有尖的邊沿與/或尖釘狀)(A’i)的區(qū)域通過(guò)垂直于第二有效表面(S’A)分割多孔結(jié)構(gòu)(51)的蜂窩狀網(wǎng)孔(52)的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖14表示按照本發(fā)明的一種雙離子靜電發(fā)射系統(tǒng)(111)，用于在流體(F)中的多個(gè)懸浮微粒(P1，P2，...)的相同等級(jí)的直徑(dp)的表面上沉積每種符號(hào)的準(zhǔn)均勻數(shù)量的離子(iq1\)和(iq2)。這種雙離子靜電系統(tǒng)(111)獨(dú)特地通過(guò)組合上述類(lèi)型的串聯(lián)鏈接的反極性的兩個(gè)靜電離子發(fā)射裝置(101，102)構(gòu)成。靜電裝置(101，102)按照流體流動(dòng)的公共軸線(xx’)串聯(lián)地設(shè)置。注意到，兩種靜電裝置(101，102)的每個(gè)裝置的對(duì)(V11，V12)和(V21，V22)的極性的符號(hào)是相反的，所述對(duì)在一方面，相應(yīng)于導(dǎo)電的電暈電極(EC1，EC2)的電位，在另一方面，相應(yīng)于導(dǎo)電的非電暈接受器電極(ER1，ER2)的電位。裝置(2)用于加壓對(duì)于兩個(gè)裝置(1，1’)的公共的流體，確保流體基本上沿著流體流動(dòng)的公共軸線(xx’)通過(guò)裝置(101)的接受器電極(ER1)和裝置(102)的接受器電極(ER2)運(yùn)動(dòng)。
系統(tǒng)(111)包括三個(gè)非電暈導(dǎo)電接受器電極(ER1，ER2，ER3)，它們串聯(lián)連接，并在不同的電位(V21，V22，V23)下操作。它們按照上述的制造方法被制成。它們具有如圖8-12所示的幾何結(jié)構(gòu)。它們每個(gè)具有兩個(gè)基本上平行的準(zhǔn)平面橫向表面第一表面(SA1，SA2，SA3)和第二表面(S’A1，S’A2，S’A3)。多個(gè)流體的通槽(Cni)(1＜＝i＜＝3)跨過(guò)每個(gè)接受器電極(ERi)(1＜＝i＜＝3)，并連接每個(gè)接受器電極(ERi)(1＜＝i＜＝3)的兩個(gè)表面(SAi)和(S’Ai)的每一個(gè)。它們沿著垂直于第一個(gè)相應(yīng)的有效表面(SAi)(1＜＝i＜＝3)的軸線(xx’)終止在第一有效表面(SA)上的準(zhǔn)圓形的多個(gè)孔(Oni)內(nèi)。它們還沿著垂直于第二表面(S’Ai)(1＜＝i＜＝3)的軸線(xx’)終止在第二有效表面(S’A)上的準(zhǔn)圓形的多個(gè)孔(O’ni)內(nèi)。
推薦所述系統(tǒng)包括至少兩個(gè)導(dǎo)電電暈放電電極(EC1，EC2)，它們被施加有不同的放電電位(V11，V12)，發(fā)射相反符號(hào)的總離子(iq1)流(I1)和離子(iq2)流(I2)。第一電暈電極(EC1)被置于第一對(duì)接受器電極(ER1，ER2)之間。其放電區(qū)(D1)位于第一對(duì)的兩個(gè)接受器電極(ER1，ER2)之一的有效表面(SA1)的對(duì)過(guò)。第二電暈導(dǎo)電電極(EC2)被置于第二對(duì)接受器電極(ER2，ER3)之間。其放電區(qū)(D2)位于第二對(duì)的兩個(gè)接受器電極(ER2，ER3)之一的有效表面(SA2)的對(duì)過(guò)。
由于電極(ER1，ER2，ER3)的上述的制造方法，在一方面，每個(gè)接受器電極(ERi)的多個(gè)通槽(Cni)(1＜＝i＜＝3)跨過(guò)所述接受器電極，使得多個(gè)孔(Oni)在第一有效表面(SAi)上沿兩個(gè)方向(yy’，zz’)準(zhǔn)均勻地分布。類(lèi)似地，多個(gè)孔(O’ni)在第一有效表面(S’Ai)上沿兩個(gè)方向(yy’，zz’)準(zhǔn)均勻地分布。
推薦中心接受器電極(ER2)的兩個(gè)準(zhǔn)平面表面(SA2，S’A2)的每一個(gè)被多個(gè)被弄成尖端(具有尖的邊沿與/或尖釘狀)(A2，A’2)的區(qū)域覆蓋，它們和浮雕那樣凸現(xiàn)，包括第一表面(SA2)的一些(A2)以及第二有效表面(SA’2)的另一些(A’2)。它們局部地具有一個(gè)最小表面彎曲半徑(ra)。它們沿兩個(gè)方向(yy’，zz’)準(zhǔn)均勻地分布。在第一表面(SA2)上，它們包圍著相應(yīng)的孔(Oni)。在第二表面(S’A2)上，它們包圍著相應(yīng)的孔(O’ni)。實(shí)際上圖14所示的系統(tǒng)(111)的3個(gè)接受器電極是相同的，并且其兩個(gè)表面的結(jié)構(gòu)相似。
參見(jiàn)圖15，該圖表示圖14所示的雙離子靜電發(fā)射系統(tǒng)(111)的一種改型。靜電系統(tǒng)(131)具有串聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)離子發(fā)射級(jí)(121，122)。每個(gè)級(jí)(121，122)由上述類(lèi)型(1)的多個(gè)離子發(fā)射靜電裝置(123，124，125)，(126，127，128)的并聯(lián)的特有組合構(gòu)成。同一級(jí)(121)的靜電裝置(123，124，125)相對(duì)于流體(F)的總的流動(dòng)軸線xx’橫斷地并排地設(shè)置。相同級(jí)(121)的對(duì)(V1，V’1，V”1)和(V2，V’2，V”2)的極性的符號(hào)相同，它們分別相應(yīng)于導(dǎo)電電暈電極的電位和非電暈導(dǎo)電接受器電極的電位，或者兩個(gè)靜電裝置(123，124，125)的一個(gè)都相同。靜電裝置(123，124，125)的接受器電極(ER1，ER’1，ER”1)由公共的多孔板(640構(gòu)成，所述多孔板由上述那種翼片(an)的陣列(R’xyz)構(gòu)成，其方位橫斷流體(F)的流動(dòng)軸線(xx’)。
下面參照?qǐng)D16和圖17說(shuō)明圖14所示的雙離子發(fā)射靜電系統(tǒng)(111)的總體操作。利用加壓裝置(2)(在這些圖中未示出)使帶有微粒(p1)的流體流入雙離子系統(tǒng)(111)內(nèi)。在裝置(101)的內(nèi)部，由于上述的特有的功能特征(和按照本發(fā)明的靜電裝置(1)共同的)，并且由于按照本發(fā)明的電暈電極(EC1)和接受器電極(ER1)的組合作用，在按照流動(dòng)軸線xx’通過(guò)裝置(101)時(shí)，在流體(F)通路中遇到的正離子(iq1)流在其管子(25)的整個(gè)截面內(nèi)是準(zhǔn)均勻的。當(dāng)通過(guò)第一裝置(101)時(shí)，微粒(p2)因而帶上準(zhǔn)均勻數(shù)量的正離子(iq1)的電荷。圖中示出了在微粒(p2)上的4個(gè)正離子(iq1)。
類(lèi)似地，在裝置(102)的內(nèi)部，由于按照本發(fā)明的電暈電極(EC2)和接受器電極(ER2)的組合作用，在按照流動(dòng)軸線(xx’)通過(guò)裝置(102)時(shí)，在流體通路中遇到的負(fù)離子流在其管子(25)的整個(gè)截面內(nèi)是準(zhǔn)均勻的。當(dāng)通過(guò)第二裝置(102)時(shí)，先前帶有準(zhǔn)均勻正離子(iq1)的微粒(p3)因而帶上準(zhǔn)均勻數(shù)量的負(fù)離子(iq2)的電荷。圖中示出了在微粒(p3)上的4個(gè)正離子(iq1)和4個(gè)負(fù)離子(iq2)。
因而，當(dāng)所述微粒從雙離子系統(tǒng)(111)出來(lái)時(shí)，這些微粒(p3)便由具有相反符號(hào)(iq1，iq2)的均勻質(zhì)量的離子覆蓋。
所獲得的物理結(jié)果(由微粒p3的星形表示)包括釋放已經(jīng)相繼通過(guò)雙離子系統(tǒng)(111)的兩個(gè)靜電裝置(101，102)的微粒(p3)內(nèi)部的能量。應(yīng)當(dāng)理解，按照工業(yè)應(yīng)用，這種能量的釋放能夠使得借助于離子的再組合減少微粒(p3)的機(jī)械的、物理的、化學(xué)的、能量方面的強(qiáng)度。
按照本發(fā)明的雙離子系統(tǒng)(111)的特有的特征在于，首先借助于通過(guò)裝置(101)帶上正電荷(q1)，在通過(guò)電極(ER2)并面對(duì)電暈電極(EC2)之后，在裝置(102)內(nèi)發(fā)生兩個(gè)效應(yīng)的組合-沿相反電荷(負(fù)電荷)的電暈電極(EC2)的放電區(qū)的方向的其軌道的集中效應(yīng)，-以及在裝置(102)的分開(kāi)兩個(gè)電極(EC2，ER2)的區(qū)域H內(nèi)，按照和微粒(p3)的運(yùn)動(dòng)相反的基本上共直線的射線定向的負(fù)離子(iq2)的沖擊波效應(yīng)。
這出現(xiàn)在圖16和圖17中，由沿著接受器電極(ER2)的方向由裝置(102)的電暈電極(EC2)發(fā)出的箭頭的射線表示。這引起在微粒(p3)和負(fù)離子(iq2)之間的撞擊的“導(dǎo)向目標(biāo)”的效果，這在一方面，提高負(fù)離子(iq2)在微粒(p3)上沉積的效率(數(shù)量)，在另一方面，提高了負(fù)離子(iq2)在微粒(p3)上的沉積的均勻性，(這是由于微粒(p3)在具有相等的離子強(qiáng)度的徑向上通過(guò))。
本發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，按照本發(fā)明的雙離子系統(tǒng)(111)的組合導(dǎo)致正離子和負(fù)離子在微粒(p3)上沉積的均勻性(按照不同的類(lèi)型表示)，經(jīng)過(guò)測(cè)量大約是+-10％。其中使用具有5厘米的管徑的裝置(101，102)進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)具有距離接受器電極2.5厘米放電尖端，具有+-5000V的電位差。測(cè)試在顆粒的直徑范圍從0.01微米到3微米的等級(jí)進(jìn)行。當(dāng)利用按照現(xiàn)有技術(shù)的相同尺寸的離子發(fā)射裝置進(jìn)行相同的測(cè)試時(shí)，在相同的條件下，離子沉積的均勻性(按照不同的類(lèi)型表示)大約是+-80％。
和現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)確定，按照本發(fā)明的裝置1能夠使對(duì)著接受器電極ER的有效表面的離子流被均勻化。
同樣，已經(jīng)確定，按照本發(fā)明的裝置1能夠使運(yùn)動(dòng)流體內(nèi)的多種懸浮微粒(例如灰塵、生物懸浮微?；蛘咛厥獾姆肿樱?..)當(dāng)通過(guò)管子25時(shí)受到從電暈放電電極EC發(fā)出的離子流的作用，所述離子流在位于管子25的內(nèi)部的任何流體細(xì)管內(nèi)部的總的強(qiáng)度是準(zhǔn)均勻的。
還可以確定，根據(jù)本發(fā)明的裝置，使將被沉積在多個(gè)懸浮微粒的表面的眾多離子(iq)均勻化。
還已經(jīng)確定，按照本發(fā)明的裝置1通過(guò)減少沿管子25的壁26的方向的徑向效率低的和不均勻的流動(dòng)，能夠使沿著電極ER方向因而沿著流動(dòng)細(xì)管方向的離子流的效率增加。
最后，已經(jīng)確定，按照本發(fā)明的雙離子系統(tǒng)111能夠使均勻數(shù)量的相反符號(hào)的離子(iq1，iq2)沉積在微粒的表面上。
本發(fā)明的工業(yè)應(yīng)用本發(fā)明在許多領(lǐng)域找到了應(yīng)用，尤其是在物理、化學(xué)、能源和生物領(lǐng)域，其中本發(fā)明用于在懸浮微粒上沉積均勻數(shù)量的離子，具有減少的物理的以及準(zhǔn)均勻的效果。
一種直接的應(yīng)用涉及靜電電鍍領(lǐng)域。其它的應(yīng)用在靜電過(guò)濾領(lǐng)域是明顯的，使得通過(guò)靜電過(guò)濾器的所有微粒都預(yù)先帶上準(zhǔn)均勻的電荷。本發(fā)明人已經(jīng)在生物領(lǐng)域?qū)嵤┝吮景l(fā)明，用于使微生物的外壁受到減少的能量的作用，從而準(zhǔn)均勻地修改它們的結(jié)構(gòu)和它們的內(nèi)部配置。
雖然上面的說(shuō)明包含大量的特定的細(xì)節(jié)，但是這些不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，而是用于提供實(shí)施本發(fā)明的某種優(yōu)選的方式的說(shuō)明。
本發(fā)明的范圍只由所附的權(quán)利要求及其法律等效物限定，而不由上述的例子限定。
權(quán)利要求
1.一種靜電離子發(fā)射裝置(1)，用于在流體(F)內(nèi)的相同等級(jí)的直徑(dp)的多個(gè)懸浮微粒(p1，p2，pn)的表面(sp)上沉積準(zhǔn)均勻數(shù)量的電荷(q)的離子(iq)，所述靜電裝置(1)是一種由下述部分之間的組合構(gòu)成的裝置a)導(dǎo)電放電電暈電極(EC)，其上施加有放電電位(V1)，發(fā)射全離子流(I)，b)導(dǎo)電的非電暈接受器電極(ER)，其上施加有電接受器電位(V2)，-具有準(zhǔn)平面有效表面(SA)，位于電暈電極(EC)的對(duì)面并離開(kāi)其放電區(qū)(D)一個(gè)距離(di)，-并且，使所述有效表面(SA)和電暈電極(EC)分開(kāi)的自由空間(H)是空的，c)多個(gè)流體通路(C1，C2，...Cn)，-通過(guò)所述接受器電極(ER)，-所述通路按照基本上垂直于所述有效表面(SA)的所謂的流動(dòng)軸線(xx’)，終止在其有效表面(SA)上的多個(gè)準(zhǔn)圓形的孔(O1，O2，...On)內(nèi)，-用于確保在有效表面(SA)的附近，流體(F)按照跨過(guò)接受器電極的細(xì)管流動(dòng)，并且基本上全部平行于流體(F)的流動(dòng)軸線(xx，)，d)用于對(duì)流體加壓的裝置(2)，用于確保流體(F)基本上沿著所述流動(dòng)軸線并沿著所述細(xì)管(30)運(yùn)動(dòng)，e)電流源(3)，包括至少兩個(gè)金屬端子(B+，B-)，其間具有足夠高的電位差(約5000V)，f)至少兩個(gè)導(dǎo)體(4，5)，-每個(gè)導(dǎo)體的一端(6，7)和電位端子(B+，B-)之一和/或地(8)相連，另一端(9，10)分別和不同的電暈電極(EC)和接受器電極(ER)相連，-使得所述兩個(gè)電極(ER，EC)之間具有足以保證在電暈電極的放電區(qū)(D)進(jìn)行離子(iq)發(fā)射的電位差(V1)＜＞(V2)，所述靜電離子發(fā)射裝置(1)的特征在于其具有以下的組合.在一方面，其接受器電極(ER)的準(zhǔn)平面有效表面(SA)被準(zhǔn)均勻分布的多個(gè)火山口狀的部分(43)覆蓋著，所述火山口狀的部分具有封閉的呈準(zhǔn)圓形(44)和尖的邊沿，-在其最邊沿(A1)上具有最小彎曲半徑(ra)的部分，包圍著所述孔(O1，O2，...，On)，-并沿著放電區(qū)(D)的方向按照基本上垂直的軸線(xx’)朝向有效表面(SA)的外部終止，.在另一方面，這些具有呈封閉的準(zhǔn)圓形和尖的邊沿的火山口(43)被這樣設(shè)置在接受器電極(ER)上，使得流體通路(C1，C2，...Cn)的多個(gè)孔(O1，O2，...On)沿其兩個(gè)幾何方向(yy’，zz’)準(zhǔn)均勻地分布在有效表面(SA)上，從而建立沿著接受器電極(ER)的準(zhǔn)平面有效表面(SA)的方向從電暈電極(EC)發(fā)出的離子(iq)的表面流(Is(r))，其具有在和有效表面(SA)相鄰的點(diǎn)Q(r)呈現(xiàn)的離子的點(diǎn)表面強(qiáng)度J(Q(r))，離子強(qiáng)度Is(r)的空間分布相對(duì)于以下部分之間的空間距離(r)的改變具有增加的均勻性.接受器電極(ER)的有效表面(SA)的相應(yīng)的投影點(diǎn)(P(r))，.以及包圍著所述電暈電極(EC)的放電區(qū)(D)在準(zhǔn)平面的有效表面(SA)上的直的投影的形狀(G)的幾何中心(O)的主要離子作用區(qū)(A)，在包圍著所述幾何中心(O)的寬的作用區(qū)(S)；使得在所述作用區(qū)(S)準(zhǔn)均勻的數(shù)量的離子被沉積在由流體通過(guò)所述的孔(O1，O2，...On)輸送的相同等級(jí)的直徑(dp)的懸浮微粒(p1，p2，...pn)的表面(sp)上。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電離子發(fā)射裝置(1)，其特征在于以下的組合.其放電電極(EC)由電暈尖端(22)構(gòu)成，-被置于針(23)的端部，-其方向和垂直于準(zhǔn)平面有效表面(SA)的尖端的軸線(x1，x1’)一致，沿著具有呈閉合的準(zhǔn)圓形和尖的邊沿的火山口部分(43)的尖端凸現(xiàn)區(qū)(Ai)的方向，-并且位于所述有效表面(SA)的對(duì)面的一個(gè)距離(di)處。
3.如權(quán)利要求2所述的靜電離子發(fā)射裝置(1)，其特征還在于以下的組合.其電暈尖端(22)電極(EC)被一個(gè)薄的壁厚(26)的空管(25)包圍著，-按照流體的流動(dòng)軸線(xx’)，和所述針(23)的尖端的軸線(x1，x’1)共直線，-以及位于接受器電極(ER)的有效表面(SA)的對(duì)面，.所述空管(24)的縱向包含有用于流體(F)的和有效表面(SA)相對(duì)的并且包圍著所述針(23)的細(xì)管。
4.如權(quán)利要求3所述的靜電離子發(fā)射裝置(1)，其特征在于以下的組合.其電暈尖端(21)電極(EC)被一個(gè)由導(dǎo)電材料尤其是金屬構(gòu)成的薄的壁厚(26)的空管(25)包圍著，.并且所述空管(25)具有和所述接受器電極(ER)相同的電位(V2)，相對(duì)所述電暈電極(EC)的電位給予電保護(hù)，同時(shí)限制由于有效表面(SA)的尖端(Ai)(尖的邊沿與/或尖釘)的占優(yōu)勢(shì)的靜電作用而引起的垂直于尖端軸線(x1，x’1)的徑向離子的流動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的靜電離子發(fā)射裝置(1)，其特征在于以下的組合.其接受器電極(ER)由多孔結(jié)構(gòu)(51)構(gòu)成，具有蜂窩狀的網(wǎng)孔(52)，所述網(wǎng)孔由具有長(zhǎng)的直線部分(57)的翼片(an)的陣列的組合構(gòu)成，.以及準(zhǔn)均勻地分布在有效表面(SA)上的被弄成尖端的(尖的邊沿與/或尖釘)(Ai)的多個(gè)區(qū)通過(guò)垂直于有效表面(SA)分割多孔結(jié)構(gòu)(51)的蜂窩網(wǎng)孔(52)的結(jié)構(gòu)被形成。
6.如權(quán)利要求5所述的靜電離子發(fā)射裝置(1)，其特征在于以下的組合.支撐著準(zhǔn)平面有效表面(SA)的其接受器電極(ER)由導(dǎo)電多孔塊(55)構(gòu)成，所述多孔塊-由具有蜂窩網(wǎng)孔(52)的各自的準(zhǔn)多孔結(jié)構(gòu)(51)構(gòu)成，所述蜂窩網(wǎng)孔由具有長(zhǎng)的直線部分(57)的多個(gè)翼片(an，...)構(gòu)成，其由導(dǎo)電材料(58)尤其是金屬制成，其中的翼片(an)具有細(xì)的橫的部分(st)，具有遠(yuǎn)小于其縱向尺寸(1a)的厚度(ca)，并且包括橫向的引線邊沿(bn)，其是細(xì)長(zhǎng)的并呈錐形(即，具有最小的局部橫向彎曲半徑(ra)，其方向?yàn)橐砥?an)的長(zhǎng)度的方向(xn，x’n)，-其中的翼片(...a13，a14，a15，...，an，...)在物理上和電氣上由它們各自的端部(cn1，cn2)互連，從而構(gòu)成導(dǎo)電的三維陣列(R’xyz)，并被聯(lián)結(jié)和在幾何上分組，從而構(gòu)成多個(gè)單元柵格(...c1...c16，c17...)，它們之間相互連通，從而形成流體通路(C1，C2，...，Cn)，-其中多孔塊(55)的內(nèi)部翼片(a13)大部分為若干個(gè)單元柵格(...c1...c16，c17...)共用，-其中屬于多孔塊(55)的相同的內(nèi)部柵格(c1)的大部分聯(lián)結(jié)的翼片(a13，a14，...)借助于它們的至少一個(gè)橫向的縱表面(62，63)包圍并切向地連接橫向的實(shí)際的單元表面(62，63)到閉合的幾何結(jié)構(gòu)的每個(gè)單元柵格(c1，c17)，從而包含一個(gè)緊湊的空的基本的蜂窩容積(59，60)，即，沿三個(gè)方向(xyz)具有相同數(shù)量級(jí)的橫向尺寸(dx1，dy1，dz1)，-其中位于多孔塊(55)的中心的多個(gè)柵格(c1)的基本的空的蜂窩容積(59)借助于通過(guò)其基本表面(62)的至少4個(gè)(最好12個(gè))槽(c16)終止在相鄰柵格(c16，c17，...)的基本的空的容積(...，60，...)的對(duì)面，-其中每個(gè)火山口部分(c16)被屬于其柵格(c16)的并為相鄰的柵格(...，c1，...)共用的翼片(...，a16，...)的橫向邊沿(b16，...)包圍著，.以及多孔塊(55)借助于分割所述三維陣列(R’xyz)的外壁的多個(gè)單元柵格(cA)被切割成和所謂的有效表面(SA)一致的準(zhǔn)平面，-被分布在有效表面(SA)上，因而垂直每個(gè)分割的外部柵格設(shè)置多個(gè)金屬?lài)娮?71)，具有位于有效表面(SA)的對(duì)面的基本上是圓形的尖的邊沿(72)。
7.如權(quán)利要求1所述的靜電離子發(fā)射裝置(1)，其中非電暈導(dǎo)電接受器電極(ER)是這樣一種類(lèi)型的，其由基本上是平面的板(64)構(gòu)成，具有.兩個(gè)基本上平行的準(zhǔn)平面的橫向表面(SA，SA’)，-第一個(gè)所謂的有效表面(SA)，其位于電暈電極(EC)的對(duì)過(guò)，并離開(kāi)其放電區(qū)(D)一個(gè)距離(di)，-以及第二表面(S’A)，.多個(gè)流體通槽(C1，C2，...Cn)，-通過(guò)所述接受器電極(ER，64)，-連接接受器電極(ER)的兩個(gè)表面(SA)和(S’A)中的每個(gè)表面，-按照基本上垂直于第一有效表面(SA)的所謂的流動(dòng)軸線(xx’)終止在第一有效表面(SA)上的多個(gè)孔(O1，O2，...On)內(nèi)，-按照基本上垂直于第二有效表面(S’A)的流動(dòng)軸線(xx’)終止在第二有效表面(S’A)上的多個(gè)孔(O’1，O’2，...O’n)內(nèi)，所述靜電離子發(fā)射裝置(90)的特征在于以下的組合.流體(F)的多個(gè)通槽(C1，C2，...，Cn)被設(shè)置跨過(guò)接受器電極(ER)，使得多個(gè)孔(O1，O2，...，On)被準(zhǔn)均勻地分布在第一有效表面(SA)上，并且多個(gè)孔(O’1，O’2，...，O’n)同樣被準(zhǔn)均勻地分布在第二有效表面(S’A)上，.接受器電極(ER)的兩個(gè)準(zhǔn)平面有效表面(SA，S’A)的每一個(gè)由多個(gè)被弄成尖端(具有尖的邊沿與/或尖釘狀)的區(qū)域(Ai，A’i)覆蓋著，-一些(Ai)從有效表面(SA)，另一些(A’i)從有效表面(S’A)，以顯著的形式凸現(xiàn)，-具有局部最小表面彎曲半徑(ra)，-準(zhǔn)均勻地分布在第一有效表面(SA)和第二有效表面(S’A)上，-包圍著所述的孔(O1，O2，...，On)。
8.如權(quán)利要求6和7所述的靜電離子發(fā)射裝置(1)，其特征在于以下的組合.其接受器電極(ER)由具有蜂窩網(wǎng)孔(52)的多孔結(jié)構(gòu)(51)構(gòu)成，所述蜂窩網(wǎng)孔由具有長(zhǎng)線部分(57)的翼片(an)的陣列組合體構(gòu)成，.被準(zhǔn)均勻地分布在第一有效表面(SA)上的多個(gè)被弄成尖端(具有尖的邊沿與/或尖釘狀)的區(qū)域(Ai)通過(guò)垂直于第一有效表面(SA)分割多孔結(jié)構(gòu)(51)的蜂窩網(wǎng)孔(52)的結(jié)構(gòu)被形成，.被準(zhǔn)均勻地分布在第二有效表面(S’A)上的多個(gè)被弄成尖端(具有尖的邊沿與/或尖釘狀)的區(qū)域(A’i)通過(guò)垂直于第二有效表面(S’A)分割多孔結(jié)構(gòu)(51)的蜂窩網(wǎng)孔(52)的結(jié)構(gòu)被形成。
9.一種雙離子靜電發(fā)射系統(tǒng)(111)，用于在流體(F)中的多個(gè)懸浮微粒(p1，p2，...)的相同等級(jí)的直徑(dp)的表面上沉積準(zhǔn)均勻數(shù)量的相反電荷的每種符號(hào)的離子(iq1，iq2)，所述雙離子靜電系統(tǒng)(111)由按照權(quán)利要求1-8任何一個(gè)所述的兩個(gè)靜電離子發(fā)射裝置的鏈接組合獨(dú)特地構(gòu)成.按照流體(F)的公共流動(dòng)軸線(xx’)串聯(lián)設(shè)置，.以及其中所述對(duì)(V11，V12)和(V21，V22)的極性的符號(hào)相應(yīng)于-導(dǎo)電的電暈電極(EC，EC2)的電位，-以及導(dǎo)電的非電暈接受器電極(ER1，ER2)的電位，兩個(gè)靜電裝置(101，102)的每一個(gè)的電位是相反的。
10.如權(quán)利要求9所述的雙離子靜電發(fā)射系統(tǒng)(111)，用于在流體(F)中的多個(gè)懸浮微粒(p1，p2，pn)的相同等級(jí)的直徑(dp)的表面(sp)上沉積準(zhǔn)均勻數(shù)量的相反電荷的每種符號(hào)的離子(iq1，iq2)，所述雙離子靜電系統(tǒng)(111)由具有相反極性的按照權(quán)利要求1-8任何一個(gè)所述的兩個(gè)靜電離子發(fā)射裝置(101，102)的鏈接組合獨(dú)特地構(gòu)成，并且所述靜電離子發(fā)射裝置由以下的獨(dú)特的組合構(gòu)成.三個(gè)導(dǎo)電的非電暈接受器電極(ER1，ER2，ER3)，它們被串聯(lián)設(shè)置，在不同的電位(V21，V22，V23)下操作，每個(gè)所述非電暈接受器電極具有-兩個(gè)基本上平行的準(zhǔn)平面的橫向表面第一表面(SA1，SA2，SA3)和第二表面(S’A1，S’A2，S’A3)，-多個(gè)流體的通槽(C1i，C2i，...Cni)(1＜＝i＜＝3)，通過(guò)每個(gè)接受器電極(Eri)(1＜＝i＜＝3)，并連接每個(gè)接受器電極(Eri)(1＜＝i＜＝3)的兩個(gè)表面(SAi)和(S’Ai)的每一個(gè)，它們按照基本上垂直于第一個(gè)相應(yīng)的有效表面(Sai)(1＜＝i＜＝3)的軸線(xx’)終止在第一有效表面(SA)上的準(zhǔn)圓形的多個(gè)孔(O1i，O2i，...，Oni)內(nèi)，還按照垂直于第二表面(S’Ai)(1＜＝i＜＝3)的軸線(xx’)終止在第二有效表面(S’A)上的準(zhǔn)圓形的多個(gè)孔(O1’i，O’2i，...，O’ni)(1＜＝i＜＝3)內(nèi)，.至少兩個(gè)導(dǎo)電電暈放電電極(EC1，EC2)，它們被施加有正的或者負(fù)的放電電位(V11，V12)，-發(fā)射相反符號(hào)的離子(iq1，iq2)的總離子流(11)和(12)，-其中電暈電極(EC1)被置于第一對(duì)或接受器電極(ER1，ER2)之間，其放電區(qū)位于所述第一對(duì)的兩個(gè)接受器電極(ER1，ER2)之一(ER1)的有效表面(SA1)的對(duì)過(guò)，-以及第二電暈導(dǎo)電電極(EC2)被置于第一對(duì)接受器電極(ER2，ER3)之間，其放電區(qū)位于第一對(duì)的兩個(gè)接受器電極(ER2，ER3)之一(ER2)的有效表面(SA2)的對(duì)過(guò)，所述雙離子靜電系統(tǒng)(111)特征在于跨過(guò)接受器電極(ERi)設(shè)置每個(gè)接受器電極(ERi)的多個(gè)通槽(C1i，C2i，...Cni)(1＜＝i＜＝3)，使得多個(gè)孔(O1i，O2i，...，Oni)被準(zhǔn)均勻地分布在第一有效表面(SAi)上的兩個(gè)方向(yy’，zz’)上，并且多個(gè)孔(O1’i，O’2i，...，O’ni)(1＜＝i＜＝3)被準(zhǔn)均勻地分布在第二有效表面(S’Ai)上的兩個(gè)方向(yy’，zz’)上，.以及中心接受器電極(ER2)的兩個(gè)準(zhǔn)平面表面(SA2，S’A2)的每一個(gè)被多個(gè)被弄成尖端(具有尖的邊沿與/或尖釘狀)(A2，A’2)的區(qū)域覆蓋，-它們和浮雕那樣凸現(xiàn)，具有第一表面(SA2)的一些(A2)以及第二有效表面(SA’2)的另一些(A’2)，-它們局部地具有一個(gè)最小表面彎曲半徑(ra)，-沿兩個(gè)方向(yy’，zz’)準(zhǔn)均勻地分布在第一表面(SA2)上，并且包圍著相應(yīng)的孔(On2)，并且在第二表面(S’A2)上，并包圍著相應(yīng)的孔(O’n2)。
11.如權(quán)利要求1所述的靜電離子發(fā)射系統(tǒng)(131)，由按照權(quán)利要求3或4任何一個(gè)的多個(gè)靜電離子發(fā)射裝置(123，124，125)的并聯(lián)的特有的組合構(gòu)成，.相對(duì)于流體(F)的總的流動(dòng)軸線(xx’)橫斷地并排地設(shè)置，.其中相應(yīng)于兩個(gè)靜電裝置(123，124，125)的每個(gè)的以下部分的連接(V1，V’1，V”1)和(V2，V’2，V”2)極性的符號(hào)相同-導(dǎo)電電暈電極(EC1，EC’1，EC”1)的電位，-以及非電暈導(dǎo)電接受器電極(ER1，ER’1，ER”1)的電位。
12.如權(quán)利要求11所述的靜電離子發(fā)射系統(tǒng)(131)，其由如權(quán)利要求3或4任何一個(gè)所述的多個(gè)離子發(fā)射裝置(123，124，125)并聯(lián)組合而成，所述系統(tǒng)的特征在于，構(gòu)成所述系統(tǒng)的多個(gè)靜電裝置(123，124，125)的接受器電極(ER1，ER’1，ER”1)由公共的多孔板(64)制成，所述多孔板由橫斷所述流體的軸線(xx’)設(shè)置的翼片(an)的陣列構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靜電離子發(fā)射裝置(1)，用于在流體(F)內(nèi)的多個(gè)懸浮微粒(p1，p2，pn)的表面(sp)上沉積準(zhǔn)均勻數(shù)量的離子(I
文檔編號(hào)B08B6/00GK1529636SQ01823193
公開(kāi)日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2001年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月18日
發(fā)明者吉恩－瑪麗亞·比洛特, 亞歷山大·弗拉第米洛維奇·納戈?duì)杽P恩, 弗雷德里克·巴賽特, 埃利納·弗拉第米洛維納·沃洛德納, 弗拉第米洛維納 沃洛德納, 吉恩-瑪麗亞 比洛特, 大 弗拉第米洛維奇 納戈?duì)杽P恩, 里克 巴賽特 申請(qǐng)人:空間空氣有限公司