可安装于外露环境且带有纤维垫表面的外露电极空气负离子装置制造方法及图纸

外露电极空气负离子装置，可独立或者作为负空气离子面板系统50的一部分安装在外露环境56中。每个装置包括：(a)电子模块22，电子模块22包括负电压生成器22B；和(b)外露电极10，外露电极10包括电连接到负电压发生器22B的具有相互交织的各个纤维的垫面11。垫面11具有最小平均电阻为R MIN

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可安装于外露环境且带有纤维垫表面的外露电极空气负离子装置


[0001]本公开涉及空气负离子装置。更具体地，本公开涉及可安装于外露环境且带有纤维垫表面的外露电极空气负离子装置。

技术介绍

[0002]空气负离子(即NAIs)在一百多年前被发现，且广泛用于空气净化。NAIs的存在被认为可以增强心理健康并缓解过敏症状。NAI排放器(即NAIemitters)采用最大预设负电压范围为
‑
2kV至
‑
80kV的负电压源，以引发电晕放电。虽然不是必需的，但一些NAI排放器设计在负电压源中包含低频交流电或交流脉冲特性。
[0003]电晕放电是由携带高电压的电极周围的空气电离引起的放电。电晕放电代表空气发生电击穿并因此变得导电的局部区域，使负电荷不断从电极泄漏到空气中。NAIs可以包括O
‑
,O2‑
,O3‑
,CO3‑
,CO4‑
,HCO3‑
,NO2‑
,and NO3‑
。电晕放电发生在电极上电场强度(电势梯度)超过空气介电强度的位置。
[0004]臭氧离子(O3‑
)被认为是不需要的NAI种类。当电晕放电产生紫外线辐射时，臭氧产量会增加。可以通过限制电极的电场强度来最小化臭氧的产生。可以通过将电极的最大预设负电压降低到
‑
20kV左右和/或通过降低电极点的锐度(即the sharpness of the electrode
’
s point)来限制电场强度。然而，这些步骤也减少了电极所产生的NAIs。水的存在也可以最大限度地减少臭氧排放，因为水会与臭氧反应产生短寿命的OH
‑
自由基。
[0005]出于安全原因，早期的NAI排放器将NAI电极封装在绝缘外壳内。这些早期的NAI排放器通常包括电风扇，以将外壳外的NAIs吹到外露环境(exposed environment)中，例如公寓空间或办公空间。最近，NAI排放器被介绍可使用室内植物的叶子作为外露电极。
[0006]使用室内植物作为外露电极虽然美观，但可能会给用户带来触电的可能性。植物，尤其是多肉植物，含有大量水分，因此是有效的导体。虽然电击不会危及生命，但电击可能会吓到用户并降低用户对任何使用外露电极的NAI排放器产品的信心。
[0007]正如2017年8月22日申请的名为“Stimulating device for enhancing releaseof negative air ions by a plant,and plant
‑
based negative air ion producing device”(简称
“‘
993”)的美国专利9，736，993中所述，通过使用感应用户接近的接近传感器可以减少这种电击危险。当用户接近'993设计中的外露电极时，设备的电子设备会停止负电压源的输出，并排出外露电极上的任何电容电荷。通过这种方式，
‘
993设计的用户在触摸室内植物的叶子时不会受到电击。
[0008]对电流放电或电荷放电的感知和/或反应(以下统称为“检测(或探测，即detection)”)已记录在国际电工委员会中标准编号为IEC60479，题为“Effects of current on human beings and livestock”的标准的第1部分和第2部分中。IEC60479参考文献记录了，一般来说，与直流电相比，人体在接触交流电时更具导
电性。0.5mA的交流电在15到100Hz的频率之间则接近或位于检测阈值，而直流电直到2.0mA左右才接近检测阈值。
[0009]当具有电容C和电压V的电容器的存储电荷通过电阻值为R的电阻放电时，最大(或峰值)放电电流等于V/R。放电电流以e
‑
t/RC
的速率衰减。时间常数RC，也称为tau，等于电路电阻(以欧姆为单位)和电路电容(以法拉为单位)的乘积。从放电开始，当经过RC时间时，电容器的电压(和通过电阻的电流)仅为其最大值的37％左右。在经过3RC时间，电压和电流仅为其最大值的5％左右。
[0010]对于较大的RC值，电容电流放电(也称为容性电流放电或电容放电，即capacitive current discharge)往往更像直流电一样影响人体，因为对于较大的RC值，电压的变化率较低。因此，如果电容电流放电通过更高的电阻，则这种电容电流放电对人体的影响更类似于直流电(而不是交流电)。对于高电阻，电容电流放电检测阈值近似于直流电流的检测阈值(例如，如上所述，约为2.0mA)。更保守的阈值选择是0.5mA的交流检测阈值。
[0011]如上所述，当电流从电容器通过外露的电极和人体时，最大电容电流放电等于最大电容电压除以电容器和接地(ground)之间的总电阻。在本公开的计算中，人体的电阻可以忽略，因为人体的电阻为100kΩ或更小，而本公开中讨论的外露电极的电阻大于1.5MΩ。例如，如果外露电极的最大电压为
‑
20kV，外露电极的电阻为15MΩ，则通过外露电极向用户释放的最大电容电流(即capacitive current)约为1.3mA(低于2.0mA直流检测阈值)。通过将外露电极的电阻与外露电极的最大电压相匹配，可以建立适当的V/R比。
[0012]IEC60479参考文献还讨论了，如果外露电极的电荷放电(即chargedischarge)为0.4μC或更低，则接触外露电极的用户将无法检测到外露电极的电荷放电(来自存储在电容中的电子电荷的放电)。电容器中的存储电荷等于电容器的电压乘以电容器的电容。通过将外露电极的电容与外露电极的充电电压相匹配，可以建立适当的V
·
C倍数(即V
·
C multiple)。例如，较低的最大电压将为外露的电极提供更大的电容。在考虑电荷放电时，不需要考虑外露电极的电阻(因为只考虑从外露电极放电的总电荷)，但是外露电极的几何尺寸确实起着关键作用，因为电容是几何形状的函数。单个带电盘(即charged disk)的自电容为8∈0r
D
。单个带电球体的自电容为4∈0r
D
。因此，对于给定的最大预设负电压，可以通过限制外露电极的几何尺寸来调整来自外露电极(无论是圆盘板形的电极还是球形电极)的电荷放电的最大电荷转移。
[0013]正如IEC60479参考文献中详述的那样，电流或电荷放电的检测阈值取决于几个参数，例如身体与电极接触的面积(接触面积)、接触条件(例如，干、湿、压力、温度)，也与个体的生理特征有关。并非所有人的检测阈值都相同，各种操作条件下的检测阈值也不相同。对环境或消费品的反复体验可能会导致人们忽略该环境中或来自该消费品的其他可检测电流或电荷放电。
[0014]IEC60479的研究结果对现有消费电子产品的应用可以在MICHINARIKONO等人的“Design Guid本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种外露电极空气负离子装置，其特征在于，所述装置包括：(a)包括输入端口、负电压发生器和输出端口的电子模块，(i)其中，所述输入端口被配置为用于接收电源并将所述电源路由到所述负电压发生器；(ii)其中，所述负电压发生器被配置为：(1)从所述电源中产生负电压源；和(2)在电气参数组范围内将所述负电压源输出到所述输出端口；和(iii)其中，所述电气参数组包括：(1)最大预设负电压V
MAX
；和(2)最大工作电流，所述最大工作电流被设定为低于或者等于直流电检测阈值；以及(b)外露电极，所述外露电极包括具有各单根纤维相交织的垫面，(i)其中，所述外露电极的垫面直接或间接地电连接到位于一个或多个电气连接点(13)处的所述电子模块的输出端口；和(ii)其中，所述垫面具有最小平均电阻R
MIN
，其可在所述电子模块的输出端口和测量探针之间的放电事件期间测量得到，所述测量探针的尖端有直径为20毫米的抛光不锈钢球体，其中，电容电流放电检测阈值。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述垫面为平面形状且最大表面积为A
MAX
，其中：Q
TH
为电荷放电检测阈值；∈0为自由空间的介电常数。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述垫面为球形，最大半径为r
MAX
，其中：其中，Q
TH
是电荷放电检测阈值；∈0是自由空间的介电常数。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述电荷放电检测阈值为0.4μC。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电检测阈值为2.0mA。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电容电流放电检测阈值为2.0mA。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，最小平均电阻R
MIN
的范围为10MΩ—40MΩ。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，交织的单根纤维由棕椰纤维、风信子纤维、黄麻纤维、蕉麻纤维、香蕉纤维、菠萝纤维和荨麻纤维中的至少一种组成。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，各个相互交织的单根纤维由阻燃棕椰纤维组成，其具有：(a)在0.1毫米至0.5毫米之间的平均直径；和(b)在0.15米至0.28米之间平均长度。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，各个相互交织的单根纤具有吸湿性。11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外露电极的垫面为以下至少一种：
(a)缠绕在球形底座或圆柱形底座上的相互交织的各个单根纤维；(b)悬挂绳索；和(c)矩形垫子。12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述最大预设负电压V
MAX
的范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆南，S，
申请(专利权)人：新微淨科技公司，
类型：发明
国别省市：