本發(fā)明涉及根據(jù)主要獨立權(quán)利要求的前序部分的一種用于凈化氣流，特別是空氣的靜電過濾器。

靜電過濾器(本發(fā)明的目的)旨在有利地用于從氣流或氣體混合物諸如空氣的流中除去懸浮顆粒，無論這些懸浮顆粒是由無機材料、纖維或甚至生物物質(zhì)諸如細菌、霉菌、真菌、孢子、病毒等構(gòu)成。

本發(fā)明所提到的靜電過濾器可以用于工業(yè)和民用領(lǐng)域中的多種應用；例如它可以在民用領(lǐng)域被采用以便凈化住宅建筑物的空氣，或在工業(yè)領(lǐng)域被采用，以便通過對從生產(chǎn)場所排放的空氣進行過濾而限制污染水平，或者用于處理工業(yè)過程的氣體流。為了此類目標，過濾器(本發(fā)明的目的)可以結(jié)合在家用設(shè)備中或在生產(chǎn)過程的工業(yè)工廠中。

因此，本發(fā)明通常介于用于從氣體流中除去污染物的裝備的生產(chǎn)領(lǐng)域中。

背景技術(shù)：

用于從氣態(tài)流體中除去懸浮固體顆粒的各種類型裝備是已知的；懸浮固體顆粒被定義為直徑小于100μm的固體和液體顆粒的集合，其保持懸浮在空氣中，已知各種類型裝備包括機械除塵器(例如旋風分離器)、機械過濾器(諸如軟管過濾器)和靜電過濾器。

后者的功能原理提供對懸浮在經(jīng)受過濾的氣體流中的顆粒充電(通常由于由小直徑絲的細絲或網(wǎng)絡(luò)上的高電壓導致的電離)并且隨后在于不同電勢下施加(或不施加)電力的板上攔截顆粒，顆粒由電場生成的庫侖型力引導到板。因此，此類原理提供電離場的產(chǎn)生，易于產(chǎn)生對懸浮中的顆粒充電的電荷流，并且提供電場的身退功成，易于在相對于帶電粒子的不同電勢下將帶電懸浮顆粒朝向至少一個俘獲板推動。

靜電過濾器通常以兩種不同的構(gòu)造獲得，即單級過濾器和兩級過濾器，在單級過濾器中用于對顆粒充電的電離電極布置在分離攔截板的空間中，因此位于易于確定攔截顆粒的電場中；在兩級過濾器中，相對于負責電離的場，通過電源和不同形式的電極獲得攔截場。

通常，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，靜電過濾器的此類構(gòu)造使得負責加載顆粒的第一級由與空氣流橫向交叉的細絲構(gòu)成，而第二級由縱向于空氣流布置的平行板構(gòu)成(該板例如交替地布置在零電勢以及與施加在第一級中的電極上的電勢的符號相同的電勢)，以便將所加載的顆粒朝向具有相反符號的攔截板排斥。

在下文中，為了更好理解靜電過濾器的操作，已經(jīng)說明了一些本身已知的一般特征的若干考慮因素。

眾所周知，在標準條件下的純氣體中，不存在游離電荷且因此純氣體可以認為是絕緣體。當由于電極之間的電勢而使得電場變得足夠高時，氣體被電離且突然變成導電的，從而達到所謂的電擊穿或氣體放電現(xiàn)象。

該現(xiàn)象是通過借助正電勢和負電勢這兩者對絲狀電極充電來驗證的，但是在這兩種情況下電離機制遵循不同動力學。在本發(fā)明中，要求保護的申請考慮以正電勢充電的電極，從而在空氣過濾的情況下產(chǎn)生較低濃度的臭氧。在這種情況下，靠近電極的原子和分子(先前為中性)失去電子而成為陽性。

在極高場的情況下，存在于電極區(qū)域中的電荷(在下文，術(shù)語電荷將表示電子和離子，不與術(shù)語顆粒(其為被攔截、懸浮在空氣中的那些)相混淆)加速到這樣的速度，使得在與其他原子或分子碰撞時發(fā)射另外的電子和離子，而不損失動能。該現(xiàn)象在高電壓下發(fā)生在電極周圍的非常薄的層中并且繼續(xù)創(chuàng)建不斷增加的電荷，該電荷在絲狀電極周圍形成“冠”，甚至以弱藍色發(fā)光的形式物理地可見。事實上，電子、氣體分子和正離子之間的碰撞生成具有特定波長的光子的發(fā)射，這又產(chǎn)生自由電子，從而參與氣體的電離。在處于零電勢(接地)的板和絲狀電極之間形成電流(此類電流可以以微安培作為單位而測量到)，該電流根據(jù)電極和接地板之間的電勢差以及環(huán)境條件而變化。這些環(huán)境條件實際上影響空氣的介電強度，這又會對通過冠效應(crowneffect，電暈效應，coronaeffect)而可能形成的電流的強度產(chǎn)生影響，該電流進入電離空氣中。隨著電壓的增加，電離加強，“雪崩效應(avalancheeffect)”消除，這導致電離氣體充分導電，從而在特定時刻允許實際的短路：因此電流強度增加相當迅速，從而導致電弧放電。因為在空氣中產(chǎn)生的臭氧且因為對作為過濾器電源的一部分的電子器件不利的電流峰值，因而這種現(xiàn)象是有害的；在靜電過濾器中當然要避免此類電流峰值。

由于在過濾器中存在電極的高壓電源，但是電離電流低于先前放電情況下的電離電流，因而可以維持穩(wěn)定的冠效應，其生成離子云，該離子云將充滿包括在電離電極和接地板之間的空間，從而對在橫穿過濾器的空氣流中含有的顆粒充電。

通過將直接正電壓施加到電極，在電離層中產(chǎn)生的自由電子被朝向電極表面吸引，而正離子在零電勢下朝向板排斥。在靠近電極的區(qū)域中的電子的高速度以及隨后易于在電極表面上形成的雪崩效應有利于達到使得場觸發(fā)冠效應的限制條件。因此，生成氣體離子并且得到電離電流。

對于靜電過濾器的性能而言特別重要的是顆粒攔截過程的作用——用于攔截由于在電離級中發(fā)射的電荷而已帶電的顆粒。

更詳細地，從電離級排出的電荷在攔截級通過電場在通常為零電勢的收集板的方向上排斥。電極間空間中的電荷與懸浮在轉(zhuǎn)移空氣流中的顆粒碰撞，并使這些顆粒帶電，從而形成受場作用的帶電顆粒，該作用傾向于將帶電顆粒朝向收集板排斥。

原始電荷以及由離子賦予的電荷不足以確保顆粒與氣體的有效分離。然而，顆粒可以收集許多離子；顆粒能夠形成能使原始場線偏轉(zhuǎn)的電場。在這種情況下，這稱為飽和電荷，其隨著粒徑而增加；換句話說，盡管慣性較大，但是大顆粒可以容納更多電荷并且因此經(jīng)受更高的力(和效率)。所描述的現(xiàn)象稱為“場充電”。

帶電離子除了與氣體分子碰撞之外，還由于電場而準確地遵循力線。

顆粒在電極間空間中的存在導致場線在顆粒本身附近的偏轉(zhuǎn)，結(jié)果為增加其表面上的電場。隨著顆粒的導電性的增加(和介電常數(shù)的減小)，失真也增加。因此，在入射在顆粒上的場線內(nèi)存在的所有電荷將落在顆粒上并且將有助于該顆粒整體電荷，從而確定顆粒上的庫侖力朝向攔截電極。

在靜電過濾器中，由于場充電的現(xiàn)象并且由于所謂的“擴散充電”的現(xiàn)象，發(fā)生顆粒的攔截。

隨著粒徑的減小，場充電的效應減小并且主充電過程現(xiàn)在是由于離子的熱攪動運動引起，該熱攪動可以使離子與顆粒碰撞，從而傳遞(或更好地，共用)它們自身的電荷。因為這由離子的動力學和熱狀態(tài)決定，所以對于擴散充電機制不要求電場；可能的電場僅用作支持條件。如在場充電的機制中，隨著電荷在顆粒上的積聚，這傾向于排斥另外的電荷，從而也使這種情況成為一種飽和電荷，然而(與之前的情況不同)該飽和電荷是對數(shù)地達到的。

在靜電過濾器中，用于使顆粒帶電的機制共存于：在直徑大于0.5μm-1.0μm的顆粒的情況下，場充電占優(yōu)勢，擴散充電是直徑小于0.1μm-0.2μm的顆粒的主要機制。

攔截仍然懸浮在氣體中的帶電顆粒為過濾過程的第二個基本步驟。為了確保此類顆粒的運動，存在以下內(nèi)容：氣體的湍流運動(其本身具有輕微影響)和能夠施加庫侖型力的靜電場。

在優(yōu)選的情況下，對于本發(fā)明來說所關(guān)注的是，即對主要用于空氣清潔的過濾器來說，正dc電源對于在物理上可能的臭氧的最低生成是最為推薦的，其中電離層中電子被圍堵并且正離子觸發(fā)典型的電離反應的能力最低。

臭氧產(chǎn)生主要由以下反應平衡式確定：

1.e+o2→2o+e

2.o+o2+m→o3+m

3.o+o3→2o2

4.e+o3→o+o2+e

其中具體地在第二反應式中的標號m表示第三分子(例如存在于大氣中的，諸如n2或o2)，其轉(zhuǎn)移掉多余能量并允許臭氧保持完整。

已經(jīng)進行了許多研究，以基于電極的幾何參數(shù)諸如直徑、形狀、粗糙度和材料，環(huán)境參數(shù)(諸如氣體溫度、濕度)，流體動力學參數(shù)(諸如氣流的速度)、電參數(shù)、過濾器操作時間、所過濾空氣的負載、電極狀態(tài)以及環(huán)境中自然存在的臭氧濃度來評估靜電除塵器中臭氧產(chǎn)生的相關(guān)性。

到目前為止，雖然世界范圍內(nèi)進行了許多實驗，但是并不存在能夠從幾何參數(shù)、電參數(shù)和環(huán)境參數(shù)開始預測臭氧生成的分析理論關(guān)系。能夠模擬等離子體物理學的相同數(shù)字儀器要求通常不可得的信息并且不能實現(xiàn)結(jié)果，而且也難以測量和比較。

因此，市場上存在的靜電過濾器并不設(shè)想過適用于避免由于臭氧發(fā)射而發(fā)生危險條件的濾器操作參數(shù)的有效規(guī)則；即，同樣地，鑒于需要始終維持安全裕度，市場上存在的靜電過濾器不提供優(yōu)化操作的可能性。

已知類型的靜電過濾器的一個缺點在于通過電離空氣而施加至電極的高電壓引發(fā)生成不期望的氣體且尤其是臭氧的反應。

公知的是，高濃度的后一種氣體對人類和環(huán)境有危害的，因而許多法律提供日益嚴格的引入約束。

另一方面，要求高電壓以在第一級中增加顆粒的電離以及在第二級中增加該此類顆粒經(jīng)受的排斥力。

另外的缺點在于為了容納兩個級所要求的空間，這涉及相當大體積。另一方面，減小板(例如第二級的帶電排斥板和收集板)的尺寸直到現(xiàn)在顯現(xiàn)出導致下降的過濾器性能。

專利us3,664,092的靜電過濾器是已知的，其用于凈化在靜電過濾器本身內(nèi)流動并含有雜質(zhì)的氣體或氣體混合物。該靜電過濾器設(shè)置有穿孔板形式的處于零電勢的兩個電極，其間插有多孔板形式的負極。電極被布置成與待凈化的氣流正交。

來自專利wo01/64349的兩級靜電過濾器也是已知的，其用于凈化在靜電過濾器本身內(nèi)流動并含有雜質(zhì)的氣體或氣體混合物。靜電過濾器包括氣體中或氣體混合物中含有的雜質(zhì)的第一電離級和雜質(zhì)沉淀的第二級。第一電離級設(shè)置有具有針形形式的至少一個負電離源，其面向具有穿孔板或格柵形式的零電勢電極。第一電離級的電極布置成與待凈化氣流正交。

第二沉淀級設(shè)置有至少一個帶負電荷的排斥板，其面向處于零電勢的至少一個攔截板。第二沉淀級的排斥板和攔截板布置成平行于待凈化氣流。

專利us2005/150384描述已知類型的靜電過濾器，其包括攔截級，該級布置成攔截氣流并且設(shè)置有多個排斥電極和彼此平行的多個收集電極，以及適于將每個排斥電極相對于收集電極充電成負電勢的電源裝置。

特別地，靜電過濾器的收集電極設(shè)置有尖銳突起，其適于在氣流中形成湍流區(qū)和其中懸浮在氣流自身中的雜質(zhì)顆粒積聚的沉降區(qū)。

此外，排斥電極設(shè)置有布置成面向相鄰收集電極的突起的開口并且適于有利于空氣流的湍流運動并且避免在收集電極的突起的邊緣處形成過度增加的電場。

然而，已知類型的后一種解決方案也由于非最佳性能且具有高的結(jié)構(gòu)復雜性，因此具有缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，在這種情況下，本發(fā)明要解決的問題是通過提供用于凈化氣流，特別是空氣的靜電過濾器來消除上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，其能夠從氣流中高效地除去大量顆粒。

本發(fā)明的另一個目的在于提供用于凈化氣流，特別空氣的靜電過濾器，該靜電過濾器能夠高能效地除去顆粒。

本發(fā)明的另一個目的在于提供用于凈化氣流，特別是空氣的靜電過濾器，其對于環(huán)境和人類來說是完全安全的，釋放零臭氧或者任何情況下釋放非常少量的臭氧。

本發(fā)明的另一個目的在于提供用于凈化氣流，特別是空氣的靜電過濾器，其制造簡單且廉價并且在操作上完全可靠。

本發(fā)明的另一個目的在于提供用于凈化氣流，特別是空氣的靜電過濾器，其允許在不同應用設(shè)定中以通用方式采用，既用于工業(yè)過程，又用于民用裝備，諸如用于對空氣流管道的空氣消毒。

本發(fā)明的另一個目的在于提供用于凈化氣流，特別是空氣的靜電過濾器，其能夠自動維持最佳操作條件。

本發(fā)明的另一個目的在于提供用于凈化氣流，特別是空氣的靜電過濾器，其設(shè)置有用于消除臭氧的特定級，而不會造成比由于由攔截板和排斥板構(gòu)成的級大的負載損失。

附圖說明

根據(jù)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)特征可在所描述的權(quán)利要求的內(nèi)容中明確地找到，并且在以下參考附圖的具體實施方式中，本發(fā)明的優(yōu)點將變得更明確，附圖表示本發(fā)明的幾個僅例示且非限制性的實施例，在附圖中：

-圖1以第一透視圖并且根據(jù)兩級型靜電過濾器的可能實施例示意性地示出本發(fā)明目的的靜電過濾器；

-圖2以第二透視圖示意性地示出圖1的本發(fā)明目的的靜電過濾器的放大部分；

-圖3a以第三透視圖示意性地示出本發(fā)明目的的靜電過濾器，其中一些部分以分解圖示出，以便更好地顯示其他部分；

-圖3b示意性地示出了本發(fā)明的靜電過濾器的第二實施例，有關(guān)單級型過濾器，其中一些部分以分解圖示出，以便更好地表示其它部分；

-圖3c示出在組裝狀態(tài)下的圖3b的單級型靜電過濾器；

-圖3d示出了圖3b的單級型的靜電過濾器，示意性地表示了連續(xù)的板；

-圖4和圖5示出圖1的本發(fā)明目的的過濾器的一部分的兩個不同側(cè)視圖，其中用于支撐不同電極的裝置為可見的并且周邊邊緣形成為鋸齒狀；

-圖6a示出本發(fā)明目的的靜電過濾器的細節(jié)，有關(guān)兩級型過濾器的有利的穿孔排斥板；

-圖6b示出本發(fā)明目的的靜電過濾器的細節(jié)，有關(guān)單級型過濾器的有利的穿孔排斥板；

-圖7示出圖6的穿孔排斥板的放大部分；

-圖8示出本發(fā)明目的的靜電過濾器的電極的所提供電源裝置的電路圖。

具體實施方式

參考附圖，本發(fā)明目的的靜電過濾器的實施例在全文中以附圖標記1指示，該過濾器易于凈化以f指示的氣體流。

根據(jù)本發(fā)明的靜電過濾器1適用于凈化氣體流體，諸如特別是空氣，從而從此類流體中除去懸浮在其中的污染物顆粒。

在下文中，術(shù)語顆粒通常將表示待處理的氣態(tài)流體f中存在的任何污染物，該顆粒首先能夠與電荷相關(guān)且然后受到電場存在的影響。

因此，污染物顆粒不僅包括無機材料和纖維，而且還包括生物物質(zhì)諸如細菌、霉菌、真菌、細菌孢子、真菌孢子等，因此污染物顆粒包括通常的微量污染物質(zhì)和有機物質(zhì)這兩者。顆?？梢跃哂泄逃须姾刹⑶以谶^濾器1中在受如下文所指示的電場影響之前容易與電荷相關(guān)聯(lián)。

附圖1、2、3a中所示的特定實施例涉及兩級型過濾器；然而，在不脫離本專利的保護范圍的情況下，根據(jù)本發(fā)明的靜電過濾器1也可以用單級型過濾器(其中僅提供圖3b的整體視圖)或具有至少三級(三級或多級)型的過濾器獲得，其特征將在下文闡明。

在下文將理解的兩級型的附圖2、3a的優(yōu)選但非限制性實施例中，缺少用于除去臭氧的最終級s3。

為了清楚起見，在這里預先說明的是，在單級型靜電過濾器1中，考慮到過濾器1缺少電離電極，僅存在一個攔截級s2，因為攔截級的板狀電極的特定性質(zhì)允許即使不要求電離級且也不需要最終臭氧除去級情況下的有效操作。此外，如在下文說明的，有利地，攔截級的板狀電極的所提供電源裝置允許在此類級的相同電極上的電壓最大化，以及空氣的介電強度的變化最大化。

如下文所示，在兩級型靜電過濾器的實施例中，在攔截級的上游還存在電離級。在這種情況下，電源裝置以電壓驅(qū)動此類電離級的電極，以便維持為了使對空氣中存在的顆粒帶電而優(yōu)化的恒定電離電流，而不生成臭氧或生成減少的生成并且在現(xiàn)行法律限制范圍內(nèi)的臭氧。在這種情況下，攔截級以與單級靜電過濾器相同的作用方式起作用，但是電離級上游的存在允許減小攔截級的板狀電極的尺寸和體積。

最后，如下文所述，在三級型過濾器實施例中，操作類似于兩級型過濾器的操作，其中還存在布置在攔截級下游的臭氧移除的最后級，其引起空氣通過時極小的損失負載并且使得臭氧完全去除。

靜電過濾器1通常適于操作用于凈化工業(yè)過程的氣體流體和用于民用的特別是用于氣流網(wǎng)絡(luò)的凈化空氣。

更詳細地，本發(fā)明目的的靜電過濾器1以本身已知的方式包括至少一個攔截級s2，其被布置成攔截在前進方向上行進的氣流f，并且設(shè)置有至少一個板狀排斥電極5和至少一個板狀收集電極6。

此類電極5、6彼此平行地布置并且以基本上平行于氣流f的前進方向布置。

有利地，板狀排斥電極5和板狀收集電極6具有板的形式，特別地，每個設(shè)置有兩個對應的平坦面。

板狀排斥電極5和與其相鄰的板狀收集電極6界定具有恒定厚度的通道，該通道沿其延伸方向延伸。通過此類通道，氣流f易于通過，氣流的前進方向平行于通道自身的延伸方向。

特別地，每個通道的厚度由對應板狀排斥電極5的表面與板狀收集電極6的布置成面向板狀排斥電極5自身的前述表面的表面之間的距離限定。

然后，靜電過濾器1具有適于將dc直流電壓電勢差施加到電極5、6的電源裝置，從而相對于優(yōu)選地布置在接地電勢的板狀收集電極6而使板狀排斥電極5充電到正電勢v2，從而自然地確定在上述兩個電極之間的電場的形成。

根據(jù)本發(fā)明的思想，每個板狀排斥電極5設(shè)置有多個孔12，其優(yōu)選均勻分布在與板狀收集電極6相對的至少一個區(qū)域中。

上述孔12與排斥板5的兩個表面的連接邊緣具有電場局部集中的曲率半徑，由此引發(fā)在氣流f中發(fā)射正電荷4，該正電荷參與了懸浮在相同氣流f中的顆粒的電離。

否則，板狀收集電極6缺少孔且因此為實心的，其中其表面基本上缺少中斷。

然后，板狀排斥電極5的孔12被布置成面對收集電極6的對應實心區(qū)域。

在操作中，板狀排斥電極5朝向板狀收集電極6排斥存在于氣流f中且至少部分地還通過多個孔12的邊緣發(fā)射的正電荷4而被帶正電的雜質(zhì)顆粒。

因此，孔12的邊緣在分布在板狀排斥電極5的表面上的點處局部地用作最佳場集中器，其能夠局部地發(fā)射電荷并施加該過程，首先是懸浮在氣流f中的顆粒的場充電。

在下面說明的表1中，說明了攔截效率比較的結(jié)果。此類比較是在使用穿孔排斥板5和實心排斥板5的兩種不同情況下通過僅對板5和板6施加電力來進行的，以便評估僅由孔12引起的效率變化。表1中說明的結(jié)果呈現(xiàn)出意想不到的值。

通過在兩個電壓水平(一個低于觸發(fā)電壓且一個接近放電電壓)下僅對兩個類型的板(一個為多孔板，而另一個為實心板)供電而獲得的攔截效率。

表1

由于孔12的邊緣的形狀，多孔板具有更高的效率，比實心板高了多達10％。

孔12的邊緣在上述攔截級s2中形成局部且集中的場的區(qū)域。這種電場的集中不足以生成臭氧，但是足以形成大于實心板的情況下的場充電。此外，這些集中且局部的場的這些點是大量的且在表面上(在大部分表面上)且特別是在排斥板5的中心處分布(優(yōu)選地以均勻或以其他的隨機方式分布)。通過所獲得的結(jié)果，推測(還考慮到結(jié)果的統(tǒng)計有效性)最大顆粒為由于孔12而受力的變化影響更大的顆粒，該效應是預期的，其是在攔截級s2中由于場充電的現(xiàn)象所實際發(fā)生的。

因此，為此類目標，上述多個孔中的孔12具有的邊緣的曲率半徑足夠小，以便允許將電場局部集中成這樣的值，該值足以產(chǎn)生電荷但不足以產(chǎn)生使得生成臭氧的微放電。

一起地或另選地，孔12可以在其的位于排斥板5的兩個面中的至少一個上的邊緣處具有突出唇緣，突出唇緣與相同排斥板5的表面正交，易于還將電場集中成能夠產(chǎn)生電荷的值。將通過沖壓排斥板5且由于沖壓的變形作用而容易地獲得此類唇緣，該沖壓變形作用以突起方式將板5的金屬正交于其所在平面推動。

優(yōu)選地，上述孔12具有直徑包含在1mm至10mm之間且有利地為基本上約3mm的圓形形式。

根據(jù)附圖中所示的優(yōu)選實施例，板狀排斥電極5的孔12具有等邊三角形布置。

板狀排斥電極5的孔12在板狀排斥電極中限定包括在2和5之間的實心孔隙率(solidovervoidratio)。此類實心孔隙率對應于孔12的邊緣的構(gòu)造(在板狀排斥電極5中獲得)，其涉及電場集中，從而以使懸浮在氣流f中的雜質(zhì)顆粒帶電的量來發(fā)射正電荷4。

特別地，上述實心孔隙率對應于板狀排斥電極5的孔12的數(shù)量(或密度)，使得孔12的邊緣具有這樣的總體長度，該總體長度引起在板狀排斥電極5本身的相當大區(qū)域上分布的場集中位點。

適當?shù)?，板狀排斥電極5的孔12以多列形式組織，特別是以在板狀排斥電極5本身的對應區(qū)域中的致密分布的形式組織。

板狀排斥電極5被充電到的正電勢v2在任何情況下都小于氣流f中的雪崩放電觸發(fā)值，以便防止形成臭氧，但是其仍然足以觸發(fā)冠效應現(xiàn)象。

在功能上，排斥電極5由于孔12而使空氣電離，形成朝向接地收集板6引導的正電荷流。因此，在其行進路徑中，此類顆粒與懸浮在空氣中的顆?；蚺c構(gòu)成空氣本身的分子碰撞，對它們充電，以便能夠在其上施加由于電場引起的庫侖力。

收集板6為布置在零電勢的金屬板，以便產(chǎn)生靜電場，一旦雜質(zhì)已經(jīng)由于從排斥電極5排出的電荷流而帶正電，該靜電場就吸引空氣中存在的雜質(zhì)；因此，積聚在收集板6上的此類雜質(zhì)必須周期性地除去，以便維持過濾器1的性能和衛(wèi)生水平。

有利地，本發(fā)明目的的靜電過濾器1還包括至少一個電離級s1，其被布置成攔截上述攔截級s2上游的氣流f并且設(shè)置有至少一個電離電極2和至少一個相對的場集中電極3。

此類電極2、3被供電有dc直流電壓電勢，其中電離電極2被施加正電勢v1，而場集中電極3施加較低的電勢，優(yōu)選為接地電勢。

優(yōu)選地(即使不是必須)，電離電極2處于正電勢v1，該正電勢v1大于板狀排斥電極5的電勢v2。

如名稱所暗示的，電離電極2的功能是使靠近電極的薄層厚度的空氣電離。被稱為冠效應的此類電離形成與電極電勢具有相同符號的電荷流，這些電荷朝向接地收集板6引導，使得如果在電荷行進路徑中它們與懸浮在空氣中的顆?；驑?gòu)成空氣本身的分子碰撞，則這些顆粒或分子被充電并且可以在其上施加由于電場引起的庫侖力。

類似于單級型的過濾器的情況，還在兩級過濾器的情況下，收集板6是布置在零電勢的實心金屬板，以便產(chǎn)生一旦存在于空氣中的雜質(zhì)由于從電離電極2排出的電荷流被帶電而吸引該雜質(zhì)的靜電場；因此，必須周期性地除去積聚在收集板6上的雜質(zhì)，以維持過濾器1的性能和衛(wèi)生水平。例如，可以采用0.5mm厚的鋁收集板。收集板6之間的電連續(xù)性可以通過桿7來確保，該桿也用作支撐件，以便為結(jié)構(gòu)提供強度，如下文更好地說明的。此類實施例在任何情況下可以改變，這些改變都具有維持在所有排斥板5之間的電連續(xù)性的相同目的，不同于收集板6，收集板仍維持在同一接地電勢，或具有相對于排斥電勢的相反符號的電勢。

根據(jù)單級和兩級實施例這兩者，帶正電的金屬穿孔排斥板5插置在兩個優(yōu)選地在接地電勢的收集板6之間，并且具有將帶正電顆粒朝向收集板6排斥的功能，從而有利于顆粒的攔截：相同的電勢實際上允許獲得與由電離電極2形成的場的方向相同的場。

換句話說，排斥板5的電勢v2具有與電離電極2的電勢相同的正極性，以便朝向收集板6排斥既通過電離電極2發(fā)射的電荷4帶電又通過排斥板5的孔12的邊緣發(fā)射的電荷4帶電的雜質(zhì)顆粒。

有利地，根據(jù)附圖中所示的實施例，電離電極2包括由導電材料制成的至少一根導線，該導線橫向于與由平行于排斥板5和收集板6的至少一個金屬板形成的場集中電極3相對的空氣流f。

場集中電極3、排斥板5和攔截板6的板均通過金屬葉片獲得(在單級型實施例和多級型實施例中均是如此)，該金屬葉片優(yōu)選由鋁制成，厚度為約0.5mm，彼此等距并順序地重復以適當?shù)靥幚砜諝饬鱢。

根據(jù)附圖中所示的一個可能的實施例，相同類型的板通過桿7、7′電連接在一起，這些桿同時作為支撐件和間隔件并且由于設(shè)置在其中的孔8而橫穿不同類型的板以便機械地連接到靜電過濾器1的支撐結(jié)構(gòu)20的端部。

優(yōu)選地，端板60設(shè)置在接地電勢，以便將這些板組裝在一起，并且提供連接到支撐結(jié)構(gòu)20的拉桿61以壓緊這些板組件。

如圖3a所示(其中未詳細示出孔12，因為這是示意圖)，因為收集板6和場集中板3的電極都處于接地電勢，所以可以通過單個金屬葉片的兩個鄰近區(qū)域獲得這些電極。

主要由于生產(chǎn)成本的原因，僅針對每組多個板、排斥板5和攔截板6提供絲狀電離電極2，這是因為它們能夠產(chǎn)生易于橫穿在上述排斥板5和攔截板6的對之間限定的多個室的電荷。

將有利地用直徑等于0.1mm-0.5mm的鎢導線獲得電離電極2。

在圖4和圖5中，絲狀型電離電極2是可見的。后者通過有利地包括一對橫向桿9的聯(lián)接裝置機械地連接到支撐結(jié)構(gòu)20，從而支撐通過彈簧11拉緊的導線2的端子10。

在具有兩級的靜電過濾器1的實施例的情況下，有利地提供包括兩個獨立電源的電源裝置，以便相對于布置在接地電勢的場集中電極3對處于正操作電勢v1的電離電極2供電，以及相對于也處于接地電勢的收集板6對處于正工作電勢v2的排斥板5供電。

為此目標，因而，電源裝置包括電流驅(qū)動的第一電源13，以便對處于前述操作電勢v1的電離電極2供電，該操作電勢v1將變化，以便將電離電流i1維持在低于預設(shè)值imax的值，能夠防止臭氧的過度形成并且有利地包括在兩個預設(shè)值imin和imax之間。

此外，電源裝置還包括至少一個第二電源14，其受電壓驅(qū)動，以便對處于操作電勢v2的排斥板5供電，該操作電勢v2可以變化，以便在不觸發(fā)在攔截級s2的板5和板6之間放電的情況下維持最大可能的電勢。

在電離級s1中，電勢v1例如選擇成高于冠效應觸發(fā)電壓的值(用于在氣流f中產(chǎn)生相當多的電荷4)，但是選擇成低于導致隨后臭氧高生成的雪崩效應觸發(fā)電勢的值。

隨著電壓的增加，電場增強并且空氣中的電離電流由于發(fā)射的電荷而增大。已經(jīng)通過實驗確定：存在由于板的幾何形狀的特定構(gòu)造和環(huán)境條件的閾值電壓，該閾值電壓因而對應于閾值電場，在該閾值電場下存在易于生成臭氧的電離電流的重要且不連續(xù)的增加。因此，通過在特定可變環(huán)境條件下控制電流i1使得其不超過與用于觸發(fā)微放電現(xiàn)象的電流增加中的非線性對應的閾值i1max，已經(jīng)選擇優(yōu)化用于電極2、3的特定配置的最大電壓值。

更詳細地，第一電源13將電勢v1施加到如所見優(yōu)選為絲狀且由導電材料制成的電離電極2，從而能夠使場集中(取決于電極的特定構(gòu)造和特定環(huán)境條件)易于觸發(fā)冠效應，而不將該電勢推進至與臭氧生成或臭氧過量生成對應的水平。在此類電勢和電場值(其如所述仍然取決于電極的構(gòu)造和環(huán)境條件)下，在橫穿靜電過濾器的氣流f中產(chǎn)生弱電流，此類電流可通過由相同冠效應產(chǎn)生的離子而發(fā)生。該電流本身是空氣中的離子產(chǎn)生的來源且在下文被稱為電離電流i1。相應地，電極2為應力電極或電離電極。

必須調(diào)整電勢v1，以便允許達到電離電流i1并將其維持穩(wěn)定在不生成臭氧的值下，或者該電流不導致雪崩放電效應。通過保持該電離電流i1穩(wěn)定，即使在過濾器中轉(zhuǎn)移的氣體的介電強度發(fā)生變化(例如在空氣中因濕度水平變化、壓力、溫度和氣體離子的存在而導致)，也可以使過濾效率最大化。

更清楚地，在電離級中，第一電源13的驅(qū)動旨在將電離電流i1維持在特定水平并且即使橫穿過濾器的氣體的物理條件(溫度、壓力、濕度、離子負載等)發(fā)生改變，也將電離電流i1保持穩(wěn)定在該水平并且處于不生成臭氧的水平。例如，在空氣的情況下，如果其濕度含量下降，則電離電流i1可以降低一特定電勢差v1。然后，第一電源13將自動地反應，以一定方式增加電勢v1，以便將電流i1重新確立成預設(shè)水平，同時不超過生成臭氧的危險值。因此，該特性允許維持過濾效率恒定，維持待過濾空氣中的離子產(chǎn)生恒定。

事實上已經(jīng)確立：隨著因第一電離級s1而導致的臭氧生成的增加，空氣的導電性增加并且因此被包圍在場集中板3中的電流i1增大。

因此，一旦已知環(huán)境特性和存在的空氣交換的類型，就可以估計(也稱為實驗性地)準許的臭氧生成(或更好地為準許的臭氧產(chǎn)生率)，以便不超過法律和準則允許的并且通常在今天被認為等于用于所有工作類型的最大50ppb(根據(jù)最嚴格的規(guī)定)的限值，但如果需要，準許的臭氧生成可以固定在基本下限處，以便不超過空氣中自然存在的臭氧基質(zhì)。在估計最大可準許電流i1以使得不超過限值之后，電壓生成器13以一定方式被電流驅(qū)動以便不允許超過在高電壓電離電極2和零電勢板狀場集中電極3之間的空氣中穿過的此類最大電流i1max。

為了使電流變化，有必要修改電離電極2上的負責電離電流的電壓。在存在多個過濾器的情況下，為了達到相對簡單的控制，可以假定電流測量結(jié)果在所有過濾器中是相同的并且等于在采取為樣本的主過濾器上測量的電流測量結(jié)果。因此，一個可能的控制步驟如下：

1.向過濾器的電離電極2施加比觸發(fā)電壓低的電壓；

2.借助板3、5、6的電壓增加電離電極2上的電壓v1，直到電流i1開始增加；

3.一旦達到最大可準許電流i1max點，阻擋在該值下的電壓，作為處于稍低值的預防措施；

4.以規(guī)則時間間隔控制電流i1保持低于最大值i1max，否則，隨著電壓v1的減小而自動進行，或者在低于期望值的情況下，從第2點重復該步驟。

可以以非常低成本且非常簡單的算法獲得所描述的控制和步驟，使得它還可以以模擬方式獲得。在控制算法中，在任何情況下考慮其他參數(shù)諸如環(huán)境狀態(tài)(溫度、壓力、濕度等)和空氣狀態(tài)(臭氧濃度、co2等)的可能性引起對于電子數(shù)字控制的優(yōu)先選擇，其中用于上述量的傳感器可以容易地集成。

此外，對電流的控制還允許監(jiān)測過濾器和對于相關(guān)電子器件的良好操作所需的其他參數(shù)，諸如：

·可能損壞控制電子器件的放電的存在。實際上通過突然的電流增加來識別放電：監(jiān)測例如超過某個閾值的電流意味著知道已經(jīng)驗證了在何時并且經(jīng)歷了多少次放電。在放電存在的情況下，可以減小電極電壓并使電流達到不發(fā)生放電的低值；

·過濾污物等級。如果對于防止放電所需的電壓明顯低于標稱條件，則這意味著由于進入過濾器的異物或積聚在板上的污物而引起在板之間形成了有助于電流通過的路徑，這使得在板之間的絕緣空氣空間減少。

·電離電極2的斷裂。在過濾器的操作過程中，通過改變電離條件消耗電極。腐蝕導致電極2斷裂，導致可在電流中測量出的突然和永久性變化。

電源裝置的第二電源14被采用在攔截級s2中并且適于將板狀排斥電極5上的電壓v2維持在最大可能電勢，而不會觸發(fā)排斥板5和攔截板6之間的放電，從而優(yōu)化攔截效率。第二電源14的操作電壓v2的驅(qū)動是基于板狀排斥電極5和接地攔截電極6之間的電壓的檢測，從而將操作電源v2維持在可預設(shè)的最大電勢v2max以下。

電勢v2為此目的被調(diào)制成以便每次固定在最大可能電壓上，而不引起在排斥板5和接地收集板6之間放電。達到根據(jù)特定的空氣介質(zhì)強度的而變化的最大可能電壓允許在從空氣中除去顆粒的同時維持過濾效率始終在最大值，該空氣介電強度根據(jù)當前環(huán)境條件在白天經(jīng)受變化。

第二電源14通過對電流i2的穩(wěn)定性(即隨著時間延續(xù))的反饋調(diào)整電壓v2；只要檢測到具有非常小的電流峰值的不穩(wěn)定進程的微量放電，排斥板5上的電壓v2就下降。

然后，通過控制面板自動地調(diào)整電壓v2，該控制面板將電流i2設(shè)定在比易于產(chǎn)生最大v2的水平低的水平，在該最大水平下發(fā)生放電。

在為排斥板提供的電壓v2低于電離電極2的電壓的情況下并且有利地例如在電離電極2的施加電壓v1的約一半下，穿孔排斥板5的孔12不會引起臭氧的任何增加。通過對此類板5供電，例如高達5kv(考慮到收集板之間距離小于6mm的示例值)，已經(jīng)確定臭氧濃度保持固定在環(huán)境值。

有利地，例如，為了防止攔截級s2將臭氧引入空氣流f中，排斥板5以小于6kv(且優(yōu)選小于5.5kv)的操作電勢v2供電，其中在排斥板5和收集板6之間的距離小于5mm。

所述排斥板5的操作電勢v2也將基本上優(yōu)選地為施加到電離電極2的操作電勢v1的一半的數(shù)量級。在v1和v2上的兩個調(diào)制機制之間的協(xié)同作用允許維持過濾器1在任何環(huán)境條件下的最大水平的效率。

根據(jù)本發(fā)明的另一個有利但可選的特征性，靜電過濾器1還包括用于除去臭氧s3的第三級，其設(shè)置有由基本上平行于所述氣流(f)的前進方向的板構(gòu)成的并被布置成攔截攔截級s2下游的空氣流f的還原裝置40，以便減少空氣流f中存在的臭氧。

臭氧為高反應性和高度氧化性氣體，因此是危險的；通過使臭氧與良好還原劑接觸，使臭氧反應并從過濾器排出的氣體中消失。在還原劑中，有利地選擇石墨板的形式的碳，通過其可以構(gòu)建以級聯(lián)方式連接到第二級的第三級。以這種方式，在第一級生成的臭氧以及由第二級的孔生成的極小(或零)量的可能的臭氧在經(jīng)過重新組合至最小程度之后將穿過第三級，其中碳基還原劑的存在將使其轉(zhuǎn)化為co2。

有利的是，可以在碳板上施加非常低的電勢，以這種方式其能夠?qū)⑴c臭氧反應的結(jié)果從二氧化碳改變?yōu)檠?。待除去的相對較低臭氧濃度將確保第三級的操作在替換之前持續(xù)數(shù)月，從而允許優(yōu)化常規(guī)維護措施。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，靜電過濾器1可以通過單個攔截級s2構(gòu)成，該級s2具有穿孔的排斥板5和單個電源，該電源將驅(qū)動在相同穿孔板上的正電壓v2。用于特定單級實施例的所述板5必須具有比多級過濾器的尺寸大的尺寸，以便補償電離級在生成正電荷方面的缺失。

另外，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，靜電過濾器1可以通過包括電離級s1和攔截級s2的兩級構(gòu)成，這兩個級均由以上述不同方式控制的獨立電源供電，以便在電離級中使臭氧的生成最小化并且使在攔截級中帶電顆粒上的排斥力最大化。

最后，根據(jù)第三實施例，主要在上游同時存在電離級的情況下，靜電過濾器1可以包括用于除去臭氧的第三級，其有利地布置在攔截級的下游，但在更普遍的情況下，該第三級簡單地提供在攔截級的下游，即使后者不在電離級之前。

當然，在不脫離本發(fā)明保護范圍的情況下，在靜電過濾器1的實際的實現(xiàn)中，靜電過濾器也可以表現(xiàn)出與上述不同的形狀和構(gòu)造。

此外，根據(jù)需要，所有細節(jié)可以由技術(shù)上等同的元素代替并且所使用的尺寸、形狀和材料可為任何類型。