專(zhuān)利名稱(chēng)：用于靜電中和的潔凈電暈氣體電離的制作方法
用于靜電中和的潔凈電暈氣體電離
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)根據(jù)35U. S. C. 119(e)主張以下共同代決的美國(guó)申請(qǐng)的權(quán)益2009年4月 24日提交的序列號(hào)為61/214，519的美國(guó)申請(qǐng)，并且名稱(chēng)為“分離電暈放電型離子發(fā)生器中的顆粒和氣體離子”;2009年9月16日提交的序列號(hào)為61/276，792的美國(guó)申請(qǐng)，并且名稱(chēng)為“分離電暈放電型離子發(fā)生器中的顆粒和氣體離子”;2009年10月沈日提交的序列號(hào)為 61/279，784的美國(guó)申請(qǐng)，并且名稱(chēng)為“用電離氣流覆蓋大面積”;2010年2月11日提交的序列號(hào)為61/337，701的美國(guó)申請(qǐng)，并且名稱(chēng)為“從電暈放電型離子發(fā)生器中的氣體離子中分離污染物”；這些申請(qǐng)均通過(guò)引用整體地結(jié)合在本文中。
發(fā)明背景1.發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及使用電暈放電來(lái)產(chǎn)生氣體離子的靜電中和裝置的領(lǐng)域，更具體地說(shuō)， 本發(fā)明是涉及產(chǎn)生無(wú)污染物的電離氣流，用于在諸如半導(dǎo)體、電子元件、醫(yī)藥及類(lèi)似工序和應(yīng)用的制造過(guò)程中常見(jiàn)的潔凈和超潔凈環(huán)境中的電荷中和。
2.相關(guān)領(lǐng)域的描述
潔凈環(huán)境中的工序和操作特別易于在所有的電絕緣表面(electricalIy isolated surfaces)上產(chǎn)生和積累靜電荷。這些電荷產(chǎn)生不期望的電場(chǎng)，這些不期望的電場(chǎng)將大氣中的懸浮粒子吸引到所述表面，在電介質(zhì)中產(chǎn)生電應(yīng)力，在半導(dǎo)體和導(dǎo)體中引起電流，以及在生產(chǎn)環(huán)境中引起靜電放電和電磁干擾(EMI)。
調(diào)控(mediate)這些靜電危害最有效的方式是為帶電荷的表面提供電離氣流。這種類(lèi)型的氣體電離允許有效地補(bǔ)償或者中和不期望的電荷，并因此，減少了與這些不期望的與電荷相關(guān)的的污染、電場(chǎng)和電磁干擾的影響。產(chǎn)生氣體電離的一種傳統(tǒng)的方法被稱(chēng)為是電暈放電?；陔姇灧烹姷碾x子發(fā)生器，(例如，見(jiàn)已公布的專(zhuān)利申請(qǐng)US 20070006478、 JP 2007048682)可取之處在于它們?cè)谛】臻g里可以是高能效和高電離效率的。然而，這種電暈放電裝置的一個(gè)公知的缺陷是在其中使用的高壓電離電極/發(fā)射極(以尖端或者細(xì)線的形式)在產(chǎn)生想要的氣體離子的同時(shí)，也產(chǎn)生不期望的污染物。電暈放電還可激發(fā)如在環(huán)境大氣中的水汽的微小液滴的形成。
固體污染物副產(chǎn)物的形成也可能是由與環(huán)境大氣/氣體環(huán)境中的電暈放電相關(guān)的發(fā)射極表面腐蝕和/或化學(xué)反應(yīng)造成。表面腐蝕是電暈放電過(guò)程中發(fā)射極材料蝕刻或者濺射的結(jié)果。尤其是，當(dāng)電暈中存在負(fù)電性氣體如空氣時(shí)，電暈放電產(chǎn)生氧化反應(yīng)。結(jié)果是， 產(chǎn)生以不期望的氣體(如臭氧和氮氧化物)和該發(fā)射極尖端處的固體沉淀物形式的電暈副產(chǎn)物。出于這個(gè)原因，減少污染物顆粒釋放的常規(guī)做法是使用由強(qiáng)耐腐蝕性材料制成的發(fā)射極。然而，這種方法也有自己的缺陷它往往需要使用與如半導(dǎo)體制造之類(lèi)的工藝流程無(wú)關(guān)的發(fā)射極材料，如鎢。在半導(dǎo)體晶片制造過(guò)程中被使用于中和電荷的優(yōu)選的用于離子發(fā)生器的硅發(fā)射極，不具有所需的耐腐蝕性。
另一種減少電暈離子發(fā)生器中發(fā)射極的侵蝕和氧化效應(yīng)的傳統(tǒng)方法是連續(xù)不斷地用與主氣流流向相同的潔凈干燥空氣(CDA)、氮?dú)獾葰饬?氣流鞘(sheath)包圍該發(fā)射極。這種氣流鞘通常是由如已公開(kāi)的日本申請(qǐng)JP 2006236763和美國(guó)專(zhuān)利5，847，917中所示出和描述的高壓氣源提供。
美國(guó)專(zhuān)利5，447，763中的硅離子發(fā)射電極和美國(guó)專(zhuān)利5，650，203中的硅離子發(fā)射電極公開(kāi)了相關(guān)的發(fā)射極，這些專(zhuān)利的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本文中。為避免半導(dǎo)體晶片的氧化，制造商使用諸如氬氣和氮?dú)獾恼娦詺怏w的空氣(atmosphere)。在兩種情況下，電暈電離都伴隨著污染物顆粒的產(chǎn)生，在后一種情況下，發(fā)射極的侵蝕由于電子發(fā)射和電子轟擊變得惡化。這些顆粒隨同鞘氣流的流動(dòng)而移動(dòng)并且能污染電荷中和作用的物體。 因此，在這種背景下，解決一個(gè)問(wèn)題的辦法實(shí)際上產(chǎn)生另外的問(wèn)題。
各種電離設(shè)備和技術(shù)都在下述美國(guó)專(zhuān)利和已公開(kāi)的專(zhuān)利申請(qǐng)中描述，這些專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本文中美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，847，917，發(fā)明人Suzuki，其申請(qǐng)?zhí)?8/539，321，于1995年10月4日提交，于1998年12月8日授權(quán)，并且名稱(chēng)為“空氣電離裝置和方法”；美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6，563，110，發(fā)明人Leri，其申請(qǐng)?zhí)?9/563，776，于2000年5 月2日提交，于2003年5月13日授權(quán)，并且名稱(chēng)為“管線(in-line)氣體離子發(fā)生器和方法”；以及公開(kāi)號(hào)US 2007/0006478的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，發(fā)明人Kotsuji，其申請(qǐng)?zhí)?0/570085， 于2004年8月M日提交，于2007年1月11日公布，并且名稱(chēng)為“離子發(fā)生器”。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提供用于從污染物副產(chǎn)物中分離電暈產(chǎn)生的離子并且用于將潔凈電離氣流傳送到中和目標(biāo)的改進(jìn)的潔凈的電暈放電方法和裝置克服了前述的及其它相關(guān)技術(shù)的缺陷。
本發(fā)明可以通過(guò)疊加電離和非電離電場(chǎng)從而產(chǎn)生離子和副產(chǎn)物并從而引起所述離子進(jìn)入非電離氣流并隨之流向中和的目標(biāo)來(lái)到達(dá)到這個(gè)結(jié)果。所述非電離電場(chǎng)應(yīng)該足夠強(qiáng)以便引起所述離子進(jìn)入所述非電離氣流從而形成電離氣流，但不足夠強(qiáng)到使基本上任何污染物副產(chǎn)物進(jìn)入所述非電離氣流。不管是否結(jié)合前述非電離電場(chǎng)，本發(fā)明都可以使用氣壓壓差來(lái)從污染物(如(1)小顆粒，(2)液滴和/或C3)某種不期望的氣體，中的一種或者多種)中分離所述離子。
本發(fā)明的分離方法基于正和/或負(fù)離子(一方面)和污染物副產(chǎn)物(另一方面) 的不同的電的或者機(jī)械的移動(dòng)性。一般而言，已發(fā)現(xiàn)由所述電暈電極/發(fā)射極產(chǎn)生的污染物副產(chǎn)物具有比正和/或負(fù)離子低若干數(shù)量級(jí)的機(jī)械的或者電的移動(dòng)性。由于這個(gè)原因， 并且根據(jù)本發(fā)明，電暈產(chǎn)生的離子能在電場(chǎng)和/或氣體流的影響下移動(dòng)遠(yuǎn)離所述電暈電極 /發(fā)射極但所述低移動(dòng)性的污染物副產(chǎn)物將懸停或產(chǎn)生在所述發(fā)射極尖端附近。因此，并且根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)所述潔凈的并且新的電離氣流被傳送到目標(biāo)用于靜電中和時(shí)，這些污染物副產(chǎn)物也可以從所述等離子區(qū)域被排出。
更特別地，空氣和其他氣體離子是如此的小以至于它們的直徑只有零點(diǎn)幾納米并且它們的質(zhì)量是以原子質(zhì)量單位(amu)來(lái)測(cè)量。它們通常帶有一個(gè)電子的電荷量。例如， 氮分子具有^amu的質(zhì)量，氧分子具有32amu的質(zhì)量，而電子具有大約5. 5E-4amu的質(zhì)量。 通常氣體離子的電移動(dòng)性在大約1.5-2[cm7Vs]的范圍內(nèi)。
相比之下，電暈放電污染物顆粒的直徑(在幾十到幾百納米范圍)要大得多并且質(zhì)量也大得多。由于顆粒的機(jī)械移動(dòng)性與它們的質(zhì)量和/或直徑相關(guān)，顆粒的直徑和質(zhì)量越大，它們的移動(dòng)性就越差。相比較而言，10納米的硅顆粒具有大約7. 0E4amu。22納米的空氣負(fù)載顆粒具有大約0. 0042[cm2/Vs]的電移動(dòng)性。
已進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)的是只有一小部分這里討論的這種納米污染物顆粒能攜帶電荷。相比之下，氣體離子通常具有至少一個(gè)元電荷的電荷。
根據(jù)這里公開(kāi)的本發(fā)明的電暈放電方法和裝置，在離子發(fā)射極和非電離參比電極 (以下詳細(xì)討論)之間有兩個(gè)不同的區(qū)域
(a)等離子區(qū)域，這是個(gè)很小(直徑大約為1毫米)并且通常為球形的區(qū)域，通常以每個(gè)離子發(fā)射極尖端為中心或者在附近，在離子發(fā)射極尖端高強(qiáng)度的電場(chǎng)提供具有足夠能量的電子以產(chǎn)生新的電子和光子，從而，來(lái)維持所述電暈放電；和
(b)暗區(qū)，這是輝光等離子區(qū)域和非電離參比電極之間的離子漂移區(qū)域。
在一種形式中，本發(fā)明包括一種方法，通過(guò)提供至少一個(gè)具有壓力并流向下游方向的非電離氣流的同時(shí)，在所述電離電極的等離子區(qū)域中保持較低壓力的方式來(lái)分離離子和污染物顆粒。例如，這個(gè)實(shí)施例可以使用圍繞所述離子漂移區(qū)域的通道，當(dāng)?shù)蛪喊l(fā)射極外殼，至少部分地設(shè)置在所述非電離氣流內(nèi)，實(shí)質(zhì)上保護(hù)所述電離電極和其等離子區(qū)域避開(kāi)所述離子漂移區(qū)域的非電離氣流。導(dǎo)致的壓差防止至少很大部分的所述污染物副產(chǎn)物移出所述等離子區(qū)域并進(jìn)入所述非電離氣流。
另外，本發(fā)明的一些形式預(yù)想氣流離子發(fā)生器在產(chǎn)生氣體離子的同時(shí)伴有電暈副產(chǎn)物的移除。本發(fā)明的離子發(fā)生器可以具有至少一個(gè)通道和外殼組件。所述組件可以包括發(fā)射極外殼，用于產(chǎn)生包括離子和污染物副產(chǎn)物的等離子區(qū)域(電離電勢(shì)可施加在所述等離子區(qū)域上)的裝置。用于產(chǎn)生離子(如發(fā)射極)和其相關(guān)的等離子區(qū)域的所述裝置可至少部分地設(shè)置在所述發(fā)射極外殼內(nèi)并且所述外殼可具有孔以允許至少很大部分的所述離子遷移入流經(jīng)離子漂移區(qū)域且在所述通道內(nèi)的非電離氣流(主氣流)。等離子區(qū)域的至少一部分可以被保持在足夠低的壓力以防止基本上所有的所述電暈副產(chǎn)物遷移入所述主離子流，但不低到足以防止至少很大部分的所述氣體離子遷移入所述主氣體流。因此，流經(jīng)所述通道的所述離子漂移區(qū)域的氣體可以被轉(zhuǎn)化成潔凈的電離氣流從而向中和目標(biāo)的下游方向傳送這些離子。同時(shí)，低壓發(fā)射極外殼可以保護(hù)或掩護(hù)用于產(chǎn)生離子及其等離子區(qū)域的所述裝置避開(kāi)所述非電離氣流的相對(duì)高壓使得基本上沒(méi)有污染物副產(chǎn)物遷移入所述主離子流。
在一些實(shí)施例中，本發(fā)明可以采用一個(gè)或者多個(gè)與所述發(fā)射極外殼氣體連通的可選的排出端口，通過(guò)這些端口污染物副產(chǎn)物可以被排出。
在另一些實(shí)施例中，本發(fā)明可采用可選的與所述排出端口和壓力較環(huán)境大氣低的氣體源氣體連通的污染物副產(chǎn)物阱/過(guò)濾器。
本發(fā)明的另一可選的特征包括具有與離子發(fā)生器控制系統(tǒng)通信連接的輸出端的真空和/或低壓傳感器的使用。以這樣的布置，所述控制系統(tǒng)可以用來(lái)采取各種行動(dòng)以響應(yīng)觸發(fā)信號(hào)。例如，如果所述排出端口中的壓力水平增加到預(yù)先確定的閾值水平之上，所述控制系統(tǒng)可以關(guān)閉所述高壓電源從而防止所述通道內(nèi)的氣流被電暈副產(chǎn)物污染。
本發(fā)明的另一個(gè)可選方面可以包括具有機(jī)動(dòng)部分(motive section)的噴射器、具有吸入端口的膨脹室和排放部分的使用。所述室的吸入端口可以與所述污染物過(guò)濾器的出口氣體連通。結(jié)果是，電暈副產(chǎn)物可通過(guò)所述發(fā)射極外殼的排出端口拽向所述噴射器的吸入端口。
本發(fā)明的相關(guān)可選方面預(yù)想使用一裝置，該裝置用于使所氣體從所述發(fā)射極外殼回流到所述噴射器的膨脹室并且用于從所有或者一些所述回流的氣體中清潔電暈副產(chǎn)物。
本發(fā)明的另一形式可以包括位于所述通道內(nèi)或者外部的至少一個(gè)參比(非電離) 電極從而當(dāng)該電極被施加非電離電勢(shì)時(shí)，電力地引起(electrically induce)正和/或負(fù)離子移出所述等離子區(qū)域并進(jìn)入所述主氣流。本發(fā)明這種形式的單獨(dú)使用，或者可以與本文中討論的壓差方法和/或裝置的結(jié)合使用，都可以達(dá)到本發(fā)明的目的。
所述通道，至少部分，可以由高阻抗材料制造，參比電極可以被置于所述通道的外部表面上。結(jié)果是，由于顆粒產(chǎn)生和電暈化學(xué)反應(yīng)被減少，通過(guò)高壓氣流，在較低的電暈電流下能實(shí)現(xiàn)高效的離子獲得和遷移。
在本發(fā)明的另一個(gè)可選方面中，交流電壓可以被施加到至少一個(gè)發(fā)射極以在所述發(fā)射極尖端附近產(chǎn)生雙極性等離子區(qū)域，并且至少大大減少電暈生成的污染物顆粒上的電荷堆積。結(jié)果是，污染物顆粒的電移動(dòng)性進(jìn)一步降低，離子和電暈副產(chǎn)物之間的分離被加強(qiáng)。
當(dāng)然，上述本發(fā)明的方法尤其適合于與上述本發(fā)明的裝置結(jié)合使用。類(lèi)似的，本發(fā)明的裝置也非常適合于執(zhí)行上述本發(fā)明的方法。
從以下優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述、從權(quán)利要求以及從附圖中，本發(fā)明的許多其它優(yōu)勢(shì)和特征對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將變得明顯。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
下面將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附圖中，同一數(shù)字代表同一步驟和/ 或結(jié)構(gòu)，并且其中
圖Ia是用于靜電中和的潔凈電暈氣體電離的第一優(yōu)選裝置和方法實(shí)施例的示意圖Ib是用于靜電中和的潔凈電暈氣體電離的第二優(yōu)選裝置和方法實(shí)施例的示意圖Ic是用于靜電中和的潔凈電暈氣體電離的第三優(yōu)選裝置和方法實(shí)施例的示意圖h、2b、2c是用于圖Ia-Ic中任一個(gè)或多個(gè)圖中所示的優(yōu)選實(shí)施例中的發(fā)射極殼組件的三個(gè)可選實(shí)施例的示意圖3a是如圖Ia和圖加中所示的具有一個(gè)通道的氣體電離裝置的部分截面正視圖北是采用兩個(gè)通道的優(yōu)選的氣體電離裝置的一般結(jié)構(gòu)的截面立體圖。
圖3c示出具有兩個(gè)通道的氣體電離裝置的一般結(jié)構(gòu)的立體圖，該裝置采用圖北中所示的設(shè)計(jì)；
圖3d示出圖北和3c所示的具有兩個(gè)通道的氣體電離裝置的另一截面立體圖!Be示出圖3a中所示的具有一個(gè)通道的氣體電離裝置的另一截面立體圖4a、4b和圖如是呈現(xiàn)使用圖3c中的方法和裝置實(shí)施例所取得的實(shí)證檢驗(yàn)結(jié)果的圖表；
圖fe、5b、5c和5d是示出用于圖Ia-Id中所描述的優(yōu)選實(shí)施例中的發(fā)射極外殼和電離發(fā)射極的四個(gè)可選實(shí)施例的部分截面視圖，其中每一個(gè)可選的實(shí)施例使用彼此處于各種不同位置的噴射器和發(fā)射極外殼；
圖6是圖fe中發(fā)明的氣體電離裝置的一般結(jié)構(gòu)的立體圖，該裝置具有兩個(gè)通道和位于發(fā)射極外殼上游的噴射器；以及
圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的、具有真空傳感器和控制系統(tǒng)的氣體電離裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖Ia是本發(fā)明的第一優(yōu)選方法和裝置實(shí)施例的示意圖。圖3a和北的截面正視圖和截面立體圖展現(xiàn)了圖Ia描述的本發(fā)明的各種結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，因此，對(duì)于這些圖也作了參考。
如前述附圖中所示，本發(fā)明的管線式電離池(in-line ionization cell) 100包括容納在插座8中的至少一個(gè)發(fā)射極(例如，電離電暈電極)5，并且兩者都位于中空的發(fā)射極外殼4內(nèi)部。電極/發(fā)射極5可以由大量的已知金屬材料或者包括單晶硅、多晶硅等非金屬材料制成(取決于其被使用于的特定應(yīng)用和環(huán)境)。發(fā)射極外殼4優(yōu)選地位于在優(yōu)選為高阻的通道2內(nèi)部沿軸A-A共軸，該通道2限定用于氣流通過(guò)的通路。作為一種選擇，通道 2可主要由半導(dǎo)體材料或者甚至是導(dǎo)電材料構(gòu)成，只要至少內(nèi)表面是非導(dǎo)電的表皮或?qū)?。這些組件連同參比電極6、用于氣流3的出口 13和排出端口 14 一起用作電離池，在電離池中發(fā)生電暈放電并且電離電流流動(dòng)。高壓氣體源(圖Ia中未示出)可提供一股潔凈氣體3， 如CDA (潔凈干燥的空氣)或者氮?dú)?或其它正電性氣體)，以大約30到150升每分鐘范圍的大體積(high volume)通過(guò)進(jìn)氣端口 1并進(jìn)入通道2。然而，最優(yōu)選的是大約40到90 升每分鐘范圍內(nèi)的速度。
當(dāng)高壓電源(HVPS)9的交流(AC)電壓輸出(超過(guò)發(fā)射極5的電暈閾值(corona threshold))通過(guò)插座8被施加到發(fā)射極端部5’時(shí)，氣體電離開(kāi)始。如本領(lǐng)域所公知的，這導(dǎo)致在發(fā)射極端部5’附近并且通常從發(fā)射極端部5’發(fā)出的通常球形的等離子區(qū)域12中由交流電(或者，在可選的實(shí)施例中，直流電)電暈放電產(chǎn)生正負(fù)離子10、11。在這個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)包括是否使用正電性非電離氣體在內(nèi)的各種不同的因素，電源9優(yōu)選地給電極6 施加具有范圍從大約0到200伏的AC分量和DC分量的非電離電勢(shì)。其中該非電離氣體是空氣，非電離電壓可以在零伏以下浮動(dòng)。電絕緣參比電極6優(yōu)選地置于通道2的外表面周?chē)鷱亩诘入x子區(qū)域，除形成的所述電離電場(chǎng)之外，呈現(xiàn)相對(duì)低強(qiáng)度(非電離)的電場(chǎng)。以這種方式，電力(和固有的擴(kuò)散)使至少很大一部分離子10、11從等離子區(qū)域12進(jìn)入離子漂移區(qū)域(通過(guò)外殼4的排出孔7并且朝向參比電極6)。由于接近電極6處，電場(chǎng)的強(qiáng)度是低的，離子10、11被掃進(jìn)主(非電離)氣體流3(從而形成為潔凈的電離氣流)并且通過(guò)出口管口 13被引導(dǎo)向下游并且朝向中和目標(biāo)表面或者物體T。任選地，通道2的出口管口 13可以被設(shè)置成類(lèi)似傳統(tǒng)的離子傳送管口。
如圖Ia中所示，排出端口 14可以與發(fā)射極外殼4在其一端氣體連通，并且該排出端口 14與真空線路18氣體連通，該真空線路18被保持在比所述發(fā)射極外殼孔7附近的氣壓以及發(fā)射極外殼4外面的主氣流3的氣壓都要低的氣壓。圖Ia中還示出其它可選的部件，如污染物副產(chǎn)物過(guò)濾器16和/或可調(diào)節(jié)閥17，可以位于端口 14和線路18之間。可選11的過(guò)濾器16可以是高效過(guò)濾器或過(guò)濾器組，如對(duì)于尺寸為10納米以上的顆粒過(guò)濾率達(dá)到 99. 9998%的管式過(guò)濾器。
在電離池100的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射極5 (或者一些其他等同的電離電極)接受足夠高頻的高壓交流電(例如，射頻)以便導(dǎo)致的電暈放電產(chǎn)生或者建立具有正負(fù)極性的離子10、11的等離子區(qū)域。這最好基本上是電平衡的以便污染物副產(chǎn)物大致電荷中和并且產(chǎn)生(entrained)在該等離子區(qū)域內(nèi)。在采用潔凈干燥空氣作為非電離氣流的實(shí)施例中，由于與空氣中的氧氣結(jié)合，因電暈放電可暫時(shí)存在的任何電子幾乎全部并且?guī)缀跛查g失去。相反，采用正電性氣體(或多種正電性氣體)作為非電離氣流(如氮?dú)?的實(shí)施例能使等離子區(qū)域包括正負(fù)離子、電子和污染物副產(chǎn)物。
如本領(lǐng)域所公知的，這種電暈放電還會(huì)導(dǎo)致不期望的污染物副產(chǎn)物15的產(chǎn)生?？梢岳斫獾氖牵绻皇且?yàn)楸Ｗo(hù)性發(fā)射極外殼4，由于離子風(fēng)、擴(kuò)散和發(fā)射極5的端部5’發(fā)出的電斥力，副產(chǎn)物15會(huì)連續(xù)不斷地移動(dòng)進(jìn)入通道2的氣流3中。最終，污染物副產(chǎn)物15 會(huì)連同新產(chǎn)生的離子一起被掃入非電離氣流3從而被引導(dǎo)通過(guò)管口 13并朝向電荷中和目標(biāo)物體T。
由于發(fā)射極外殼4的存在和由排出端口 14呈送的低氣壓，不管怎么樣，在由發(fā)射極端部5’產(chǎn)生的等離子區(qū)域12內(nèi)和/或附近的氣體流動(dòng)模式防止污染物15進(jìn)入氣流3。 特別地，圖Ia中所示的構(gòu)造在孔7附近的非電離氣流和等離子區(qū)域12 (外殼4內(nèi))之間產(chǎn)生壓差。因?yàn)檫@種壓差，高速氣流3的部分3a從通道2漏出，通過(guò)孔7并進(jìn)入外殼4。這股氣流3a產(chǎn)生曳力(drag force)，該曳力引起幾乎所有電暈產(chǎn)生的副產(chǎn)物15，從等離子區(qū)域 12，進(jìn)入排出端口 14。所導(dǎo)致的攜帶污染物副產(chǎn)物15的受污染氣流在所有附圖中都用標(biāo)號(hào) 3b標(biāo)注。普通技術(shù)人員將理解副產(chǎn)物15受到與上面所討論的迫使離子10、11進(jìn)入主氣流同樣的離子風(fēng)、擴(kuò)散和電子力。然而，本發(fā)明旨在創(chuàng)造條件，在該條件下，氣流部分3a足夠強(qiáng)以克服這種反向力。結(jié)果，離子10和11，以及副產(chǎn)物15被空氣動(dòng)力地和電力地分離并且以不同方向移動(dòng)正負(fù)離子10、11進(jìn)入非電離氣流以形成朝下游流向帶電物體T的電離氣流。相反，副產(chǎn)物15被排出和/或掃向排出端口 14并且，優(yōu)選地，到達(dá)副產(chǎn)物收集器、過(guò)濾器或者阱16。
如圖Ia所示，過(guò)濾器16優(yōu)選地連接到可調(diào)節(jié)閥17和低壓氣流源或者真空線路 18。這種情況下，低壓氣流北連續(xù)不斷地從等離子空間12攜帶副產(chǎn)物15進(jìn)入排出端口 14 和過(guò)濾器16。一旦氣流北已經(jīng)被過(guò)濾，所導(dǎo)致的潔凈氣流3c可以被排到別處或者如下面詳細(xì)討論的那樣回流入氣流3。用在所述各種優(yōu)選實(shí)施例中的優(yōu)選的過(guò)濾器為位于美國(guó)密歇根州(郵編48314)，斯特靈海茨市，地波羅馬特街6558號(hào)的美國(guó)過(guò)濾系統(tǒng)有限公司制造的DIF-MN50型過(guò)濾器，并且這種過(guò)濾器/阱可以被用來(lái)捕捉/收集/捕獲10納米大小的微粒污染物。
為了從發(fā)射極外殼高效地移除電暈產(chǎn)生的副產(chǎn)物，優(yōu)選地具有某個(gè)最小壓力流 32a/32b。盡管如此，這種壓力流最好任就是足夠小的以允許至少很大部分的離子10、11從等離子區(qū)域12遷移出朝向非電離參比電極6。就這一點(diǎn)而言，應(yīng)當(dāng)注意的是，如本領(lǐng)域所公知的，大約99%的離子復(fù)合率是常見(jiàn)的，因此，根據(jù)上下文語(yǔ)境，即使少于的離子可被認(rèn)為是很大部分的離子。低壓氣流3a/;3b優(yōu)選地在大約1-20升每分鐘范圍內(nèi)。最優(yōu)選地，低壓氣流3a/;3b應(yīng)當(dāng)為大約4-12升每分鐘以便可靠地排出大范圍尺寸的顆粒(例如，10納米-1000納米)。
如上面所提到的，通道2優(yōu)選地由高阻抗的電絕緣材料如聚碳酸脂、Teflon⑧牌產(chǎn)品、陶器或者其它這樣的本領(lǐng)域公知的材料制成。如圖Ia中所示，非電離參比電極6優(yōu)選地被配置為嵌入在通道2墻內(nèi)的窄金屬帶或者環(huán)?；蛘?，參比電極6可位于通道2的外面(例如，在外表面上)。無(wú)論如何，參比電極6可以被連接到所述裝置(圖Ia中未示出， 見(jiàn)例如圖7)的控制系統(tǒng)或者參比電極6可以被連接到電源9的低電壓端(例如，地面)。 由發(fā)射極5接收的電勢(shì)可以是大約3千伏到大約15千伏的范圍并且通常約為9千伏。參比電極接收的電勢(shì)是在大約0伏到大約200伏的范圍內(nèi)，通常約為30伏。
可以注意到的是，射頻電離電勢(shì)優(yōu)選地通過(guò)電容作用到電離電極5。類(lèi)似地，參比電極/環(huán)6可以通過(guò)電容和電感(以及LC電路)“接地”，從該電容和電感中可取得反饋信號(hào)。這樣的安排，從而，在電離電極5和非電離電極6之間具有電場(chǎng)。當(dāng)電極間的電勢(shì)差足夠建立電暈放電時(shí)，電流將從發(fā)射極5流到參比電極6。由于發(fā)射極5和參比電極6都被電容隔開(kāi)，相對(duì)小的直流補(bǔ)償電壓自動(dòng)建立并且任何可能呈現(xiàn)的瞬態(tài)電離平衡補(bǔ)償將降低到大約零伏的靜止?fàn)顟B(tài)。
圖Ib是本發(fā)明的第二優(yōu)選方法和裝置實(shí)施例的示意圖。如使用相同標(biāo)號(hào)標(biāo)注所示，圖Ib發(fā)明的管線式電離池100’在結(jié)構(gòu)和功能上基本與圖Ia中的電離池100相同。因此，除以下即將明確討論的不同之處外，以上電離池100的討論也適用于電離池100’。如圖 Ib所示，發(fā)射極外殼4’、插座8’和排出端口 14’不同于電離池100的它們各自的部件。特別地，電離池100’優(yōu)選地預(yù)想使用排出端口 14’，其中用于從電源9向發(fā)射極5供應(yīng)高電壓的插座8’通常一體地形成在該排出端口 14’中。此外，端口 14/插座8可以采用中空管的形式，確定至少一個(gè)(并且優(yōu)選為多個(gè))定位孔以便它們被置于發(fā)射極外殼4’內(nèi)。以這種方式，低壓副產(chǎn)物流可以經(jīng)由孔Al和/或A2通過(guò)端口 14’排出。
圖Ic是本發(fā)明的第三優(yōu)選方法和裝置實(shí)施例的示意圖。如使用相同標(biāo)號(hào)標(biāo)注所示，圖Ic發(fā)明的管線式電離池100”在結(jié)構(gòu)和功能上基本與圖Ia中的電離池100相同。因此，除以下即將明確討論的不同之處外，以上電離池100的討論也適用于電離池100”。如圖 1所示，通道和參比電極2/6’以及輸出管口 13’不同于電離池100的它們各自的部件。特別地，電離池100”優(yōu)選地預(yù)想使用也與一體形成的參比電極起同樣作用的導(dǎo)電溝道2/6’。 同樣地，導(dǎo)電溝道2/6’可以從電源9的低電壓端接收工作電壓。此外，輸出管口 13’可以被配置如同具有比通道2/6’更小截面的管口(或者歧管)。這種配置在發(fā)射極外殼4的孔 7附近產(chǎn)生正壓力，反過(guò)來(lái)使電離池100”能根據(jù)需要運(yùn)行，不論排出端口 14是與線路18氣體連通還是僅與環(huán)境大氣氣體連通。在這兩種情況下，端口 14呈現(xiàn)的壓力比孔7附近氣壓的壓力低。根據(jù)這里的討論，普通技術(shù)人員將能理解將上述電離池100’的排出端口 14’和插座8’并入到電離池100”作為其他的變型。
現(xiàn)聯(lián)合參考附圖2a、2b和2c，將呈現(xiàn)幾種不同的發(fā)射極外殼組件4a、4b和如結(jié)構(gòu)的更多細(xì)節(jié)。如圖中所示，本發(fā)明預(yù)想優(yōu)選的外殼組件(在

圖1中示意性地表示為外殼4，發(fā)射極5，插座8和排出端口 14)可以采用圖h、2b和2c中所示的三種可選擇的設(shè)計(jì)中的任何一個(gè)。在所有這些可選項(xiàng)中，中空的外殼4將優(yōu)選地具有空氣動(dòng)力的外表面(例如，諸如橢球或者球體)以使在其周?chē)约巴ǖ?中流動(dòng)的高速氣流的速度下降最小化。任何或者全部外殼4、4’和/或4”可以由絕緣材料制造并且優(yōu)選地由耐等離子體(plasma resistive)絕緣材料如聚碳酸脂、陶瓷、石英或者玻璃制成；在這種情況下，出口 19和孔7將優(yōu)選地由非導(dǎo)電的陶瓷制造。作為其它可選的項(xiàng)，一些或者全部外殼4、4’和/或4”的每一個(gè)可以涂覆耐等離子體絕緣材料的表層。
繼續(xù)聯(lián)合參考圖2a、2b和2c，離子發(fā)射極5優(yōu)選地定位為沿外殼的中心軸A，并被容納于該外殼中從而發(fā)射極5的電暈放電端從孔7向內(nèi)間隔(或者，等同地說(shuō)，從孔凹進(jìn)) 距離R。所述凹進(jìn)距離R越大，來(lái)自等離子區(qū)域12的污染物副產(chǎn)物就越容易如所期望的那樣被低壓氣流3a掃向排出端口 14、14’或者14”。然而，所述凹進(jìn)距離R越小，來(lái)自等離子區(qū)域12的離子就越容易如所期望的那樣遷移通過(guò)孔7并進(jìn)入主氣流2的離子漂移區(qū)域。為尋求這些競(jìng)爭(zhēng)考量的最優(yōu)平衡，已經(jīng)確定的是如果距離R被選為等于或大于在發(fā)射極端部 5由電暈放電產(chǎn)生的等離子區(qū)域12的尺寸(等離子區(qū)域通常為大約1毫米跨度)就能達(dá)到最佳的離子/副產(chǎn)物分離。另外，優(yōu)選的距離R可與圓形孔7的直徑D (在大約為2毫米到 3毫米的范圍內(nèi))相當(dāng)。最優(yōu)選的是，D/R的比值范圍可以從大約0. 5到大約2. 0。
雖然電離電極5優(yōu)選地被配置為帶有尖端的錐形針，可以理解的是本領(lǐng)域所公知的很多不同的發(fā)射極配置都適合在根據(jù)本發(fā)明的電離外殼組件中使用。這些配置可以包括但不限于尖端、小直徑絲(wires)、線環(huán)等等。進(jìn)一步地，發(fā)射極5可以由本領(lǐng)域所公知的各種不同材料制成，包括金屬和導(dǎo)電的以及半導(dǎo)電的非金屬如硅、碳化硅、陶瓷和玻璃。
現(xiàn)特別注意圖加，可以看到與尖端相對(duì)的發(fā)射極5端部?jī)?yōu)選地固定在導(dǎo)電插座8 中。圖加中示出的發(fā)射極外殼4具有孔20，彈簧承載的連接器(pogo pin)21通過(guò)孔20可與插座8電連接以便從高壓電源9 (未在圖2a、2b或2c中示出)輸送高電壓到插座。進(jìn)一步地，可以注意到的是在這個(gè)實(shí)施例中，排出端口 14優(yōu)選地大致在發(fā)射極5的尖端附近延伸通過(guò)外殼4。并且，雖然未示出，可以注意到的是組件4還可以包括安裝插頭，如下面討論的有關(guān)圖2b、2c、3a和北中的插頭23。圖3a和；^示出圖加的電離外殼組件4的物理實(shí)施例(如圖Ia所示的完整的電離池100的示意性實(shí)施例中所使用的)的立體截面正視圖和立體圖。
圖2b和2c示出可選的外殼組件變型4’和4”。在這兩個(gè)實(shí)施例中，排出端口 14’和 14”具有兩個(gè)功能防止與發(fā)射極5電連接和排出來(lái)自發(fā)射極外殼的低壓副產(chǎn)物流3b (包括電暈產(chǎn)生的污染物)。在這些實(shí)施例中，端口 14和/或14’可以采用與插座8電連接的中空導(dǎo)電管形式。端口 14’和/或14”也可以提供至低壓源和至高壓電源9的可拆卸地電連接。在圖2b的情況下，電連接是由于中間導(dǎo)電元件22的使用而間接實(shí)現(xiàn)。在圖2c的情況下，由于端口 14”和發(fā)射極插座是一體形成的，電連接直接實(shí)現(xiàn)。最后，可以注意到的是， 為了如圖2b、2c、3a和北各種不同展示的那樣方便地安裝進(jìn)主通道2和/或方便地從主通道2移除，外殼組件4b和如可以被放置在安裝插頭23上。從而，這種設(shè)計(jì)提供接觸電離池和離子發(fā)射極的便利而便于維護(hù)和替換(如果需要的話)。
聯(lián)合參考圖3a和!Be，其中示出帶有一個(gè)通道2的氣體電離裝置的各種物理描述。 再聯(lián)合參考圖:3b、3c和3d，其中示出帶有兩個(gè)通道加和2b的氣體電離裝置的各種物理描述。可以注意到的是這兩個(gè)實(shí)施例都是基于與上述，尤其是關(guān)于圖Ia所討論的相同的原理運(yùn)行，主要的不同是使用了一個(gè)還是兩個(gè)通道。然而一個(gè)通道的實(shí)施例特別有利于非電離氣流的自由流動(dòng)，兩個(gè)通道的實(shí)施例較容易制造并且成本較低。
圖3a提供一個(gè)實(shí)施例沿第一平面截取的截面視圖。圖!Be提供同一實(shí)施例沿垂直14于第一平面的第二平面截取的截面視圖。圖北提供兩個(gè)通道的實(shí)施例沿第一平面截取的截面視圖。圖3d提供同一實(shí)施例沿垂直于第一平面的第二平面截取的截面視圖?？梢宰⒁獾降氖峭ǖ兰釉趫D北中不可見(jiàn)，因?yàn)樗诘难b置的部分被截面移除了。圖3c的立體圖中示出另一電離裝置實(shí)施例的一般結(jié)構(gòu)。如其中所示出的，該裝置實(shí)施例包括圖北和3d 中所描述的裝置。然而，這個(gè)實(shí)施例也包括用作排出端口 14的低壓氣流板載源(on-board source)的噴射器沈，從而無(wú)須將端口連接到任何外部的真空線路(如關(guān)于上述討論的實(shí)施例所使用的線路18)。本發(fā)明的這一實(shí)施例中優(yōu)選使用的噴射器為ANVER JV-09系列的小型真空生成器，由位于美國(guó)馬薩諸塞州(郵編01749)，哈德遜，怕門(mén)特路36號(hào)的Anver公司制造并銷(xiāo)售。如圖所示出的，各種通道、端口、通路和/或孔可以由碾軋/鉆孔和/或其他方式在單個(gè)電絕緣材料塊B上鉆孔的方式來(lái)制造，該電絕緣材料是如聚碳酸脂、Teflon 牌產(chǎn)品、陶瓷或者其它這樣的本領(lǐng)域公知的材料(其輪廓用點(diǎn)線示出以方便看到它的內(nèi)部)?；蛘撸牧蠅KB可以被模塑成型或者通過(guò)其他本領(lǐng)域已知的方式形成。如圖3c中進(jìn)一步所示出的，高壓非電離氣體源可由進(jìn)口裝置M接收并且被傳送到T形物25 (或者分支)，該T形物25將該高壓氣流分成兩部分被引導(dǎo)向發(fā)射極外殼4 (大致上與圖Ia中所示的布置相似)的主氣流，和小部分的高壓氣流，該小部分高壓氣流通過(guò)T形物25被引導(dǎo)到噴射器26的機(jī)動(dòng)端口(motive port)27。在此實(shí)施例中，噴射器沈的吸入連接件觀為排出端口 14提供低壓氣流以便經(jīng)過(guò)并朝向噴射器排放連接件四的污染物副產(chǎn)物流北，或者廢氣，可以被過(guò)濾器16攔截。在這個(gè)實(shí)施例中，從過(guò)濾器16出來(lái)的潔凈氣體可以被排放到環(huán)境大氣(或者，可選擇地，回到離子發(fā)生器)。潔凈電離氣體的主離子流從電離池流到出口管13并流到目標(biāo)中和表面或者物體(未示出)。雖然圖3c中所示出及圖3c所描述的實(shí)施例對(duì)于達(dá)到預(yù)期目的來(lái)說(shuō)是有效的，但它確實(shí)比圖中所示以及以下詳細(xì)描述的可選擇的噴射器實(shí)施例需要更高的氣流量。
現(xiàn)在連帶地轉(zhuǎn)向圖如到4c，其中示出圖3b、3c和3d的實(shí)施例所公開(kāi)的本發(fā)明的方法及裝置的測(cè)試結(jié)果。在該測(cè)試中，發(fā)明的離子發(fā)生器被安裝進(jìn)4英尺乘2英尺的垂直層流式微環(huán)境(down-flow mini-environment)，并且該微環(huán)境被安裝進(jìn)等級(jí)1000的垂直層流式清潔室。因此，背景微環(huán)境大氣被雙重過(guò)濾，而該測(cè)試依照IS014644等級(jí)1(0. 1微米)執(zhí)行。該測(cè)試的離子發(fā)生器以離子出口 13面朝下的方式放置。粒子探測(cè)器(或者是凝結(jié)核計(jì)數(shù)器和/或激光顆粒計(jì)數(shù)器)被放置在離子出口 13下方大約6英寸處，并且大約每15分鐘測(cè)量10分鐘的樣本。帶電板監(jiān)視器(CPM)被放置在出口 13下方大約12英寸處并且每15分鐘測(cè)量一次平衡和放電時(shí)間。如圖中所使用的，術(shù)語(yǔ)阱(Trap) —般是指本發(fā)明的副產(chǎn)物分離/排出特性(與別處作為術(shù)語(yǔ)過(guò)濾器的同義詞的更為有限的意思相反)。
主要參考圖4a，十納米測(cè)試開(kāi)始于對(duì)環(huán)境的背景污染物進(jìn)行的檢測(cè)以建立參考。 這是圖如最左邊的部分。在這段時(shí)間內(nèi)，用于發(fā)射極的交流高壓電源和非電離氣流以及排出氣源是關(guān)閉的(電力關(guān)閉并且阱關(guān)閉)。如所示出的，在這段時(shí)間內(nèi)，粒子探測(cè)器實(shí)質(zhì)上探測(cè)不到污染物副產(chǎn)物。
對(duì)于第二時(shí)間段期間，用于發(fā)射極的高壓電源和非電離氣流被開(kāi)啟(大約每分鐘 40升氮?dú)?及所述排出氣源保持關(guān)閉(電力開(kāi)啟并且阱關(guān)閉)。這是圖如的中間部分并且在這段時(shí)間內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明，離子和污染物顆粒的分離并不發(fā)生。從而，傳統(tǒng)的電暈放電導(dǎo)致正負(fù)離子的產(chǎn)生以及通過(guò)粒子探測(cè)器探測(cè)到的大規(guī)模的如十納米大小的污染物顆粒。
在圖如右手邊的第三時(shí)間段內(nèi)，高壓電源和非電離氣流保持開(kāi)啟并且排出氣源也被開(kāi)啟(電力開(kāi)啟并且阱開(kāi)啟)。可以理解的是，在這段時(shí)間內(nèi)，主非電離氣流流速約為 40升每分鐘，T形連接器分接大約10升每分鐘并且將該氣流引導(dǎo)到噴射器的入口端口，從而吸入端口由此將大約4升每分鐘的排出氣流提供給測(cè)試裝置的離子發(fā)生器外殼的排出端口。在這些情況下，離子被主氮?dú)饬鲯呦蚰繕?biāo)CPM，其中該主氮?dú)饬髦蓄A(yù)先存在的電荷已中和。相形之下，污染物副產(chǎn)物被排出氣源排出。如圖如中所示，這些條件導(dǎo)致幾乎沒(méi)有副產(chǎn)物被粒子探測(cè)器探測(cè)到。因此，這個(gè)測(cè)試說(shuō)明了所公開(kāi)的從懸浮氣體中的離子中分離電暈產(chǎn)生的污染物顆粒的方法通常將產(chǎn)生10納米的顆粒，其濃度小于大約每立方英尺34 個(gè)顆粒，符合ISO標(biāo)準(zhǔn)14644等級(jí)1的推斷(達(dá)到10納米)。
大于100納米的顆粒在此測(cè)試過(guò)程中沒(méi)有被測(cè)量。然而，大致上相類(lèi)似的發(fā)明的離子發(fā)生器測(cè)試通常已產(chǎn)生100納米的顆粒，其濃度小于大約每立方英尺0. 04個(gè)顆粒，這符合ISO標(biāo)準(zhǔn)14644等級(jí)1。這被認(rèn)為是去除基本上所有的污染物副產(chǎn)物所達(dá)到的濃度水平的一個(gè)非限制性實(shí)例。
圖如證明了發(fā)明的方法和裝置能夠有效地防止污染物顆粒到達(dá)目標(biāo)，而圖4b和 4c證明了提供這種特性對(duì)電暈放電離子發(fā)生器的性能影響可以忽略不計(jì)。
如本領(lǐng)域所公知的，離子發(fā)生器的性能通常由兩個(gè)參數(shù)量化(a)放電時(shí)間和(b) 電荷平衡。通過(guò)CPM測(cè)量的放電時(shí)間，是指中和20pF的平板電容器使之從1000伏下降到 100伏(正負(fù)電壓均值)所需要的時(shí)間(以秒計(jì)算)。放電時(shí)間越短表示性能越好。如圖 4b左手邊所示，電離電勢(shì)電力關(guān)閉和阱關(guān)閉時(shí)，放電時(shí)間為60秒，其中60秒是程控的最大讀數(shù)。如圖4b中間和右手邊部分所示，當(dāng)測(cè)試從電力開(kāi)啟并且阱關(guān)閉狀態(tài)(大約13秒) 轉(zhuǎn)換到電力開(kāi)啟并且阱開(kāi)啟狀態(tài)(大約16秒)時(shí)，放電時(shí)間的增加少于3秒。
平衡說(shuō)明的是離子發(fā)生器傳遞相等數(shù)目的正負(fù)離子到目標(biāo)的能力。理想的離子發(fā)生器具有零伏平衡，平衡良好的離子發(fā)生器具有+5伏和-5伏之間的平衡。圖如示出-4 伏的平衡，此時(shí)本發(fā)明方法和裝置在電力開(kāi)啟/阱開(kāi)啟狀態(tài)下運(yùn)行。因此，本發(fā)明的方法和裝置對(duì)于傳統(tǒng)的電暈放電離子發(fā)生器的性能影響可以忽略不計(jì)。
如以下所描述的，圖fe、5b、5c和5d簡(jiǎn)要地描述了具有相當(dāng)?shù)男阅艿^低的氣體消耗量的本發(fā)明的電離池的其他可選擇的優(yōu)選實(shí)施例。圖的電離池110a、110b、1 IOc 和IlOd中任何和/或全部的電離池優(yōu)選使用的噴射器26’是由位于美國(guó)新澤西州(郵編 07801)多佛漢密爾頓商務(wù)園區(qū)的?？怂归y發(fā)展公司制造并銷(xiāo)售的?？怂刮⑿蛧娚淦鳌?br> 首先轉(zhuǎn)向圖5a，其中所示的電離池IlOa具有與噴射器沈’的機(jī)動(dòng)連接件(motive connection)/入口 27氣體連通的高壓氣體入口。在這種配置中，流經(jīng)噴射器管口 31的高速氣體3在膨脹室32內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)的高真空。噴射器沈的吸入連接件觀與電暈副產(chǎn)物 (顆粒)阱或者過(guò)濾器16氣體連通，電暈副產(chǎn)物(顆粒)阱或者過(guò)濾器16轉(zhuǎn)而與外殼組件4e的排出端口 14氣體連通。以這種方式，進(jìn)入外殼組件如的氣流3a變成為污染物氣流北。隨后污染物氣流北通過(guò)過(guò)濾器16被凈化，然后通過(guò)連接件28再循環(huán)進(jìn)入主氣流 3。再如圖所示，噴射器排放連接件四被設(shè)置成與通道2成一直線。這個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所有進(jìn)入的氣體經(jīng)過(guò)噴射器沈’從而有效地創(chuàng)造真空。此外，氣流速度在外殼組件4e外部和通道2內(nèi)部達(dá)到最大。結(jié)果是，離子產(chǎn)出和副產(chǎn)物排除均達(dá)到最優(yōu)化。
圖恥示出外殼組件如相對(duì)于噴射器出口 29 (排放連接器)的可選擇的方向。如所示出的，在這個(gè)實(shí)施例中，外殼組件4e的孔7被置于噴射器出口四的下游并且電離發(fā)射極5朝向與主氣流3相反的方向。結(jié)果是，主氣流的部分3a被迫進(jìn)入發(fā)射極外殼組件如并且該氣流3a進(jìn)一步減小電暈副產(chǎn)物可能從外殼組件如逃離的可能性。結(jié)果，兩股截然不同的力(進(jìn)入的氣動(dòng)氣流和真空流)迫使外殼組件4e內(nèi)的污染物顆粒和其它電暈副產(chǎn)物進(jìn)入排出端口 14并且，最終到達(dá)過(guò)濾器16。
圖5c示出又一可選的優(yōu)選的離子發(fā)生器實(shí)施例，其中噴射器機(jī)動(dòng)連接件27被置于外殼組件4e和參比電極6的下游。本領(lǐng)普通技術(shù)人員將能理解的是，在這個(gè)實(shí)施例中， 發(fā)射極外殼組件4e內(nèi)的氣體速度是最大的并且離子產(chǎn)出很高。
圖5d示出另一可選的設(shè)置，該設(shè)置結(jié)合圖恥的外殼組件方向和圖5c的噴射器位置。在圖5c和5d的實(shí)施例中，離子必須經(jīng)過(guò)噴射器沈”。由于這個(gè)原因，噴射器沈”的大部分或者全部?jī)?yōu)選地由高度絕緣和/或耐電暈材料制成從而保證平衡的雙極離子(bipolar ion)流向中和目標(biāo)。然而，在圖如和恥的實(shí)施例中，噴射器沈‘被置于電離外殼4e的上游并且該噴射器沈‘可以由導(dǎo)電材料(例如，不透鋼)、半導(dǎo)體材料(例如硅)和/或非半導(dǎo)體材料(例如，塑料或者陶瓷)制造。
與圖fe相關(guān)的以上討論的管線形電離池相類(lèi)似的物理結(jié)構(gòu)在圖6的立體圖中示出。在這個(gè)實(shí)施例中，非電離氣流3被提供給噴射器沈’的入口 27并且噴射器吸入連接件 28與過(guò)濾器16氣體連通。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中使用的優(yōu)選噴射器是由位于美國(guó)新澤西州(郵編07801)多佛漢密爾頓商務(wù)園區(qū)的?？怂归y發(fā)展公司制造并銷(xiāo)售的福克斯微型噴射器。在?？怂刮⑿蛧娚淦骰镜谋娝苤墓δ鼙３植蛔兊耐瑫r(shí)，這種噴射器可以被修改從而與本發(fā)明的任何其他優(yōu)選實(shí)施例兼容。噴射器排放連接件四優(yōu)選地與主通道2 氣體連通并且發(fā)射極外殼4的排出端口 14可以與T形物35和過(guò)濾器16氣體連通(通過(guò)撓性管34)。類(lèi)似地，撓性管可將T形物35與壓力傳感器33連接并且發(fā)射極外殼4被安裝到插頭23。傳感器33優(yōu)選為一體式壓力傳感器，型號(hào)MPXV6115VC6U，由美國(guó)亞利桑那州 (郵編85觀4)坦佩的飛思卡爾半導(dǎo)體有限公司制造。如圖6中所示，各種通道、端口、通路和/或孔可以由碾軋/鉆孔和/或其他方式在單個(gè)電絕緣材料塊B上鉆孔的方式來(lái)制造， 該電絕緣材料如聚碳酸脂、Teflon 牌產(chǎn)品、陶瓷或者其它這樣的本領(lǐng)域公知的材料(其輪廓用點(diǎn)線示出以方便看到它的內(nèi)部)?；蛘?，材料塊B可以被模塑成型或者通過(guò)其他本領(lǐng)域已知的方式形成。
現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖7，這個(gè)示意圖描述本發(fā)明的又一優(yōu)選方面，其采用閉合回路控制系統(tǒng)。 在這個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)真空傳感器33通過(guò)排出端口 14監(jiān)控發(fā)射極外殼4內(nèi)的低壓(真空)水平。傳感器33的輸出端可與高壓電源9的基于微處理器的控制器36通信連接。優(yōu)選的微控制器是由美國(guó)加州(郵編95131)圣荷塞的Atmel公司制造的ATMEGA8型微控制ο
在操作中，基于微處理器的控制器36使用源于參比電極(指示電暈電流)的反饋信號(hào)、來(lái)自壓力傳感器33的信號(hào)和其它信號(hào)(例如，氣流信息、狀態(tài)輸入等等)來(lái)控制由電源9施加給電離電極5的電離電勢(shì)。進(jìn)一步地，如果外殼4內(nèi)的壓力水平不同于一個(gè)或者多個(gè)預(yù)先設(shè)定或者需要的條件，控制系統(tǒng)36可以采取一些行動(dòng)如關(guān)閉高壓電源9從而停止離子(和污染物)的生成?？蛇x地，控制器36也可以發(fā)送警報(bào)信號(hào)給裝有離子發(fā)生器的制17造工具(未示出)的控制系統(tǒng)?？蛇x地，控制器36也可以在顯示器37上開(kāi)啟可視的(和/ 或音頻)警報(bào)信號(hào)。以這種方式，這個(gè)實(shí)施例自動(dòng)保護(hù)目標(biāo)中和表面或者物體不被電暈產(chǎn)生的副產(chǎn)物污染，并且保護(hù)離子發(fā)射器不會(huì)加速腐蝕。
雖然本發(fā)明已經(jīng)被結(jié)合目前被認(rèn)為是最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例描述，可以理解的是本發(fā)明不局限于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是旨在包含包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同的設(shè)置。就以上描述，例如，可以認(rèn)識(shí)到的是本發(fā)明的各部分間最優(yōu)化的維度關(guān)系，包括尺寸、材料、形狀、形式、功能以及操作方式、組裝和使用的變化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)被認(rèn)為是容易和顯然的，并且與附圖中示出的和說(shuō)明書(shū)中描述的那些(部件)具有的所有等同關(guān)系都旨在被包含在所附的權(quán)利要求中。因此，前面所陳述的被視為是對(duì)本發(fā)明的原理例證性質(zhì)的，而非窮盡性質(zhì)的描述。
在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中使用的涉及組分定量、反應(yīng)條件等的所有數(shù)字或者表達(dá)都將理解為在所有情況下都可被術(shù)語(yǔ)“大約”修正。因此，以下說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求中提出的數(shù)值參數(shù)都是近似值，可以根據(jù)本發(fā)明所想要獲得的所期望的性能而變化。
另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，本文中列舉出的任何數(shù)值范圍意在包含所有包括在其中的子范圍。例如，“1到10”的范圍意在包括在列舉的最小值1和列舉最大值10之間以及包括列舉的最小值1和列舉最大值10的所有子范圍；即，具有等于或者大于1的最小值和等于或者小于10的最大值。由于所公開(kāi)的數(shù)值范圍是連續(xù)的，它們包括在最小值到最大值之間的每一個(gè)值。除非明確地表示，否則在本申請(qǐng)中指定的各種數(shù)值范圍都是近似的。
在本文中討論的本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)包括了各種數(shù)值和范圍。盡管如此，可以理解的是具體的數(shù)值和范圍具體地應(yīng)用到所詳細(xì)討論的實(shí)施例而且在發(fā)明內(nèi)容和權(quán)利要求中表達(dá)的更為寬泛的發(fā)明構(gòu)思可視其它應(yīng)用/環(huán)境/上下文的情況而調(diào)整。因此， 這里確定的數(shù)值和范圍應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是本發(fā)明原理的例證性質(zhì)的、而不是窮盡性質(zhì)的描述。
為了下文中描述的目的，術(shù)語(yǔ)“上面的”、“下面的”、“右”、“左”、“豎直”、“水平”、 “頂”、“底”和其衍生的術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)以附圖中的方位與本發(fā)明相聯(lián)系。然而，可以理解的是，本發(fā)明可以假設(shè)各種可選的變化和步驟順序，除非明確指定相反情況。
權(quán)利要求
1.一種裝置，用來(lái)從放電產(chǎn)生的污染物副產(chǎn)物中分離電暈放電產(chǎn)生的離子，包括裝置，用于建立具有壓力并且流向下游方向的非電離氣流；裝置，用于建立包括離子和污染物副產(chǎn)物的等離子區(qū)域，所述等離子區(qū)域處的壓力充分低于所述等離子區(qū)域附近的所述非電離氣流的壓力，以防止基本上所有的所述污染物副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流；以及裝置，用于將非電離電場(chǎng)疊加到所述等離子區(qū)域，使足夠引起至少很大部分的所述離子遷移入所述非電離氣流。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體電離裝置，其中用于建立等離子區(qū)域的所述裝置進(jìn)一步包括用于施加電離射頻電場(chǎng)的裝置，從而致使至少很大部分的所述污染物副產(chǎn)物在所述等離子區(qū)域內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體電離裝置，其中所述等離子區(qū)域處的壓力充分低于所述非電離氣流的壓力以防止基本上所有的所述污染物副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流，而又不低到防止至少很大部分的所述離子遷移入所述非電離氣流；所述非電離氣流的氣體是正電性氣體；以及用于建立的所述裝置進(jìn)一步包括用于建立包括電子、正離子、負(fù)離子和污染物副產(chǎn)物的等離子區(qū)域的裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的氣體電離裝置，其中用于建立等離子區(qū)域的所述裝置包括外殼，所述外殼具有至少一個(gè)面向下游方向并且與所述非電離氣流氣體連通的孔，所述外殼具有至少一個(gè)排出端口，所述排出端口提供所述外殼內(nèi)且在所述孔附近的氣壓，所述氣壓低于在所述外殼外部并在所述孔附近的所述非電離氣流的壓力；以及至少一個(gè)電離電極，所述電離電極具有尖端，用于響應(yīng)射頻電離電勢(shì)的施加而產(chǎn)生包括正離子、負(fù)離子和污染物副產(chǎn)物的大致為球形的等離子區(qū)域，所述尖端被設(shè)置在所述外殼內(nèi)并且從所述外殼孔凹進(jìn)一距離，該距離大致上等于或大于所述等離子區(qū)域的直徑。
5.如權(quán)利要求4所述的氣體電離裝置，其中用于疊加非電離電場(chǎng)的所述裝置是位于所述外殼孔上游的參比電極，所述非電離氣體是正電性氣體并且所述等離子區(qū)域進(jìn)一步包括電子。
6.一種氣體電離裝置，用于將非電離氣流轉(zhuǎn)換成往下游方向流向電荷中和目標(biāo)的潔凈電離氣流，所述裝置包括裝置，用于建立具有壓力并且流向下游方向的非電離氣流；裝置，用于建立包括離子和污染物副產(chǎn)物的等離子區(qū)域；裝置，用于對(duì)所述等離子區(qū)域施加充分的壓差以防止至少很大部分的所述污染物副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流，而不足以防止至少很大部分的所述離子遷移入所述非電離氣流；以及裝置，用于將非電離電場(chǎng)疊加到所述等離子區(qū)域，使足夠引起至少很大部分的所述離子遷移入所述非電離氣流，但不足以引起至少很大部分的所述污染物副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流從而產(chǎn)生往下游方向流向所述電荷中和目標(biāo)的潔凈的電離氣流。
7.如權(quán)利要求6所述的氣體電離裝置，其中用于施加壓差的所述裝置包括一裝置，用于對(duì)等離子區(qū)域施加充分的壓差以防止基本上所有的所述污染物副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流，而不足以防止至少很大部分的所述離子遷移入所述非電離氣流；以及用于疊加非電離電場(chǎng)的所述裝置包括一裝置，用于將非電離電場(chǎng)疊加到所述等離子區(qū)域，使足夠引起至少很大部分的所述離子遷移入所述非電離氣流而不足以引起基本上任何的所述污染物副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流從而產(chǎn)生所述潔凈的電離氣流。
8.如權(quán)利要求6所述的氣體電離裝置，其中用于施加壓差的所述裝置包括一裝置，用于充分降低所述等離子區(qū)域處的壓力以防止基本上所有的所述污染物副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流，而不足以防止至少很大部分的所述離子在所述電場(chǎng)影響下遷移入所述非電離氣流。
9.如權(quán)利要求6所述的氣體電離裝置，其中用于建立等離子區(qū)域的所述裝置包括一裝置，用于在所述非電離氣流內(nèi)建立包括正離子、負(fù)離子和污染物副產(chǎn)物的受保護(hù)的等離子區(qū)域。
10.一種氣體電離裝置，用于將潔凈的電離氣流傳送到電荷中和目標(biāo)，所述裝置接收至少一股具有壓力的非電離氣流和足夠引起電暈放電的電離電勢(shì)，所述裝置包括至少一個(gè)通道，用于接收所述非電離氣流并且用于將所述潔凈的電離氣流傳送到所述目標(biāo)；以及至少一個(gè)外殼組件，包括外殼，所述外殼具有與所述通道氣體連通的孔，從而一部分所述非電離氣流可以進(jìn)入所述外殼；至少一個(gè)排出端口，所述端口提供所述外殼內(nèi)并且在所述孔附近的氣壓，所述氣壓低于在所述外殼外部且在所述小孔附近的壓力；以及至少一個(gè)電離電極，用于響應(yīng)施加的電離電勢(shì)而產(chǎn)生離子和副產(chǎn)物，所述電離電極被設(shè)置在所述外殼內(nèi)使得至少很大部分所述產(chǎn)生的離子可以遷移入所述非電離氣流從而形成所述潔凈的電離氣流并且使得所述排出端口氣壓引起一部分的所述非電離氣流流入所述外殼孔從而將至少很大部分的所述副產(chǎn)物掃進(jìn)所述排出端口。
11.如權(quán)利要求10所述氣體電離裝置，其中所述裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)非電離電極，用于疊加非電離電場(chǎng)，所述非電離電場(chǎng)引起至少很大部分的所述離子遷移通過(guò)所述外殼孔并進(jìn)入所述非電離氣流從而形成所述潔凈的電離氣流。
12.如權(quán)利要求10所述的氣體電離裝置，其中所述電離電極包括錐形針，所述錐形針具有面向所述外殼孔的尖端，當(dāng)所述電離電勢(shì)被施加到所述錐形針上時(shí)，所述尖端產(chǎn)生包括離子和副產(chǎn)物的通常為球形的等離子區(qū)域; 以及所述排出端口包括導(dǎo)電的中空插座，所述錐形針位于所述導(dǎo)電的中空插座中以便所述電離電勢(shì)可以通過(guò)所述排出端口被施加到所述錐形針。
13.如權(quán)利要求10所述的氣體電離裝置，其中所述通道至少部分是由導(dǎo)電材料形成并且包括用于響應(yīng)非電離電勢(shì)的施加而疊加電場(chǎng)的的裝置。
14.如權(quán)利要求10所述的氣體電離裝置，其中所述電離電勢(shì)是至少等于所述電離電極的電暈閾值的射頻電勢(shì)，由此所述等離子區(qū)域基本上是電平衡的并且所述副產(chǎn)物基本上被中和。
15.如權(quán)利要求10所述的氣體電離裝置，其中至少很大部分的所述副產(chǎn)物是氣體，所述氣體通過(guò)所述排出端口排出并且所述氣體選自臭氧和氮氧化合物組成的群組。
16.如權(quán)利要求10所述的氣體裝置，進(jìn)一步包括至少一個(gè)噴射器，所述噴射器在所述外殼上游，所述噴射器具有機(jī)動(dòng)連接件和排放連接件，所述機(jī)動(dòng)連接件用于接收所述非電離氣流，所述排放連接件用于所述非電離氣流經(jīng)過(guò)向下游到所述通道。
17.如權(quán)利要求16所述的氣體電離裝置，其中所述噴射器至少與所述通道部分地氣體連通并且所述噴射器的排放連接件面向所述外殼孔；以及所述裝置進(jìn)一步包括非電離電極，用于響應(yīng)非電離電勢(shì)的施加而疊加電場(chǎng)，所述非電離電極被置于所述通道的外部且在所述外殼孔的上游。
18.如權(quán)利要求16所述的氣體電離裝置，其中所述噴射器至少與所述通道部分地氣體連通并且所述外殼孔面向所述噴射器的排放連接件。
19.如權(quán)利要求16所述的氣體電離裝置，其中所述電離電勢(shì)是至少等于所述電離電極的電暈閾值的射頻電勢(shì)，由此所述電離電極產(chǎn)生正離子和負(fù)離子；所述噴射器進(jìn)一步包括與所述排出端口氣體連通的吸入連接件，從而提供所述孔附近的氣壓，所述氣壓小于所述孔附近的所述非電離氣流的氣壓；以及所述裝置進(jìn)一步包括與所述排出端口和所述噴射器的吸入連接件氣體連通的副產(chǎn)物阱。
20.如權(quán)利要求10所述的氣體電離裝置，其中所述電離電極包括具有尖端的錐形發(fā)射極針，所述尖端在離子電暈放電期間產(chǎn)生通常為球形的等離子區(qū)域，所述尖端面向所述外殼孔并從所述外殼孔凹進(jìn)一距離，所述距離大致上等于或者大于所述等離子區(qū)域的直徑；所述外殼孔一般是圓形的并且具有一直徑；以及所述外殼孔的直徑與所述凹進(jìn)距離的比值在大約0. 5到大約2. 0之間。
21.如權(quán)利要求10所述的氣體電離裝置，其中所述通道進(jìn)一步包括可拆卸插頭并且所述發(fā)射極外殼組件通過(guò)所述可拆卸插頭被安裝在所述通道內(nèi)。
22.如權(quán)利要求10所述的氣體電離裝置，其中所述電離電極是由從金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體、單晶硅和多晶硅組成的群組中選出的材料構(gòu)成，以及所述排出端口與低壓源連接并且在所述外殼中提供在每分鐘大約1-15升范圍內(nèi)的氣流從而排出至少很大部分的所述副產(chǎn)物。
23.如權(quán)利要求10所述的氣體電離裝置，其中所述電離電極包括至少一股絲線；以及所述裝置進(jìn)一步包括第二通道，用于接收所述非電離氣流和用于將所述潔凈的電離氣流傳送到所述目標(biāo)。
24.如權(quán)利要求1所述的氣體電離裝置，其中所述非電離氣體是正電性氣體；所述電離電勢(shì)是射頻電離電勢(shì)；以及所述電離電極產(chǎn)生包括電子、正離子、負(fù)離子和副產(chǎn)物的等離子區(qū)域。
25.一種將流向下游方向的非電離氣流轉(zhuǎn)換成沿下游方向流向電荷中和目標(biāo)的潔凈的電離氣流的方法，包括建立包括離子和污染物副產(chǎn)物的等離子區(qū)域；以及在引起至少很大部分的所述離子從所述等離子區(qū)域遷移入所述非電離氣流的同時(shí)，防止至少很大部分的所述副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流，從而產(chǎn)生沿下游方向流向所述電荷中和目標(biāo)的所述潔凈的電離氣流。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述引起步驟進(jìn)一步包括將非電離電場(chǎng)疊加到所述等離子區(qū)域，使足夠引起很大部分的所述離子遷移入所述非電離氣流，而不足以引起基本上任何的所述副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述引起步驟進(jìn)一步包括將很大部分的所述副產(chǎn)物排出所述等離子區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述非電離氣流而不排出很大部分的所述離子遠(yuǎn)離所述非電離氣流。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述引起步驟進(jìn)一步包括排出和捕獲離開(kāi)所述電離區(qū)域的至少很大部分的所述副產(chǎn)物而不防止很大部分的所述離子遷移入所述非電離氣流。
29.如權(quán)利要求觀所述的方法，進(jìn)一步包括捕獲所述排出的副產(chǎn)物。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述建立步驟進(jìn)一步包括在所述非電離氣流內(nèi)建立受保護(hù)的等離子區(qū)域使得在所述等離子區(qū)域內(nèi)沒(méi)有非電離氣體流向下游方向。
31.如權(quán)利要求25所述方法，其中所述建立步驟進(jìn)一步包括在所述等離子區(qū)域中建立射頻電離電場(chǎng)從而致使所述污染物副產(chǎn)物在所述等離子區(qū)域中。
32.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述建立步驟進(jìn)一步包括在所述等離子區(qū)域中建立射頻電離電場(chǎng)，由此所述等離子區(qū)域基本上是電平衡的并且所述污染物副產(chǎn)物基本上被中和。
33.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述非電離氣體是正電性氣體并且所述建立步驟進(jìn)一步包括建立包括電子、正離子、負(fù)離子和副產(chǎn)物的等離子區(qū)域。
34.一種從電暈產(chǎn)生的離子分離電暈產(chǎn)生的污染物副產(chǎn)物的方法，包括 建立具有氣壓并且流向下游方向的非電離氣流；施加電離電場(chǎng)從而建立包括離子和污染物副產(chǎn)物的等離子區(qū)域，所述等離子區(qū)域具有比所述等離子區(qū)域附近的非電離氣流的壓力足夠低的壓力從而防止至少很大部分的所述污染物副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流；以及將非電離電場(chǎng)疊加到所述等離子區(qū)域，使足夠引起至少很大部分的所述離子遷移入所述非電離氣流。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述等離子區(qū)域處的壓力充分低于所述等離子區(qū)域附近的非電離氣流的壓力以防止基本上所有的所述污染物副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流。
36.如權(quán)利要求34所述的方法進(jìn)一步包括將基本上所有的所述污染物副產(chǎn)物排出所述等離子區(qū)域并且捕獲基本上所有的所述排出的污染物副產(chǎn)物。
37.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述施加電離電場(chǎng)的步驟進(jìn)一步包括將射頻電離電場(chǎng)施加到所述等離子區(qū)域從而致使所述等離子區(qū)域內(nèi)的所述污染物。
38.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述氣體是正電性氣體并且所述施加電離電場(chǎng)的步驟進(jìn)一步包括在所述非電離氣流內(nèi)建立受保護(hù)的等離子區(qū)域使得所述等離子區(qū)域內(nèi)基本上沒(méi)有非電離氣體流向下游方向，所述等離子區(qū)域包括電子、正離子、負(fù)離子和污染物副產(chǎn)物。
39.如權(quán)利要求34所述的方法包括將很大部分的所述污染物副產(chǎn)物排出所述等離子區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述非電離氣流而不排出很大部分的所述離子遠(yuǎn)離所述非電離氣流。
40.如權(quán)利要求39所述的方法進(jìn)一步包括捕獲所述排出的污染物副產(chǎn)物。
41.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述非電離氣體是正電性氣體并且所述施加電離電場(chǎng)的步驟進(jìn)一步包括建立包括電子、正離子、負(fù)離子和污染物副產(chǎn)物的等離子區(qū)域。
42.一種氣體電離裝置，用于與具有壓力的非電離氣流一起使用，所述裝置產(chǎn)生流向電荷中和目標(biāo)的潔凈的電離氣流，并且所述裝置包括裝置，用于建立包括離子和污染物副產(chǎn)物的等離子區(qū)域；以及裝置，用于在引起至少很大部分的所述離子從所述等離子區(qū)域遷移入所述非電離氣流的同時(shí)，防止至少很大部分的所述污染物副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流從而產(chǎn)生流向所述中和目標(biāo)的潔凈的電離氣流。
全文摘要
通過(guò)將污染物副產(chǎn)物與電暈產(chǎn)生的離子分離的潔凈電暈氣體電離包括建立具有壓力并流向下游方向的非電離氣體流、建立離子和污染物副產(chǎn)物的等離子區(qū)域，在該區(qū)域中的壓力比所述非電離氣流的壓力足夠低，以防止至少很大部分的所述副產(chǎn)物遷移入所述非電離氣流，以及對(duì)所述等離子區(qū)域施加電場(chǎng)使足夠引起至少很大部分的所述離子遷移入所述非電離氣流。
文檔編號(hào)G01T1/185GK102483460SQ201080028787
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者彼得·格夫特, 約翰·E·米尼爾, 萊爾·德懷特·納爾森, 阿列克謝·克洛奇科夫 申請(qǐng)人:離子系統(tǒng)有限公司