(57)【要約】【課題】  電子運動システムの第１の電極と第２の電極の間のアーキングをモニターし、抑圧するためのシステムを提供する。【解決手段】  電子運動システムと対応する電流(または電圧)が、第１のカウントおよび第２のカウントを調整するためにモニターされる。モニターされた値がスレッシュホールドに達する度、毎回、第１のカウントが増加される。第１のカウントが、第１のカウント・スレッシュホールドに達するとき毎回、電子運動システムは、指定の期間の間一時的にシャット・ダウンされ、第２のカウントが増加され、第１のカウントが再初期化される。電子運動システムは、所定の期間の後に再起動する。第２のカウントが、第２のカウント・スレッシュホールドに達するときに、電子運動システムは、リセット状態が満足されるまでシャットダウンされる。【選択図】          図７
2005003354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動電システム(electro-kinetic system)の第１電極と第２電極の間のアーク発生をモニターし、抑制するための方法において、
（ａ）第１カウントと第２カウントを調整するために、前記動電システムに関係する電流をモニターする段階と、
（ｂ）モニターした電流値が電流閾値に達する度に、前記第１カウントを逐増する段階と、
（ｃ）前記第１カウントが第１カウント閾値に達する度に、前記動電システムを所定の期間だけ一時的に停止させ、前記第２カウントを逐増し、前記第１カウントを再初期化する段階であって、前記所定の期間後、前記動電システムが再始動するようにする段階と、
（ｄ）前記第２カウントが第２カウント閾値に達すると、前記動電システムを、リセット条件を満足するまで停止させる段階と、を含む方法。
【請求項２】
前記段階（ａ）が、前記動電システムに関係する電流を周期的にサンプリングする段階を含んでおり、
前記段階（ｂ）が、前記段階（ａ）で作り出されたサンプルを前記電流閾値と比較する段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記段階（ａ）が、前記動電システムに関係する電流を周期的にサンプリングし、採取されたサンプルの移動平均を求める段階を含んでおり、
前記段階（ｂ）が、前記段階（ａ）で作り出された前記移動平均を前記電流閾値と比較する段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記段階（ａ）が、最も新しいサンプルと、その直前の複数のサンプルとの平均を取ることにより前記移動平均を作り出す段階を含んでいる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記動電システムは、前記第２カウントが前記第２カウント閾値に達した後は、前記第２電極が取り外されて交換され、前記リセット条件を満足するようになるまで、停止状態に留まる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記動電システムは、前記第２カウントが前記第２カウント閾値に達した後は、電源制御スイッチが切られ、逆に入れ直されて、前記リセット条件を満足するようになるまで、停止状態に留まる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２カウントが前記第２カウント閾値に達した後で、前記第２電極の取り外しと交換の検出に応えて、前記第１及び第２カウントをリセットし、前記動電システムを再始動する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
サンプリングされた電流が、前記電流閾値をその後所定の期間超えていない場合は、前記第１及び第２カウントを再初期化する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
サンプリングされた電流が、前記電流閾値を約６０秒間超えていない場合は、前記第１及び第２カウントを再初期化する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
連続する所定数のモニターされた電流値が前記電流閾値を超えていない場合は、その都度、前記第１及び第２カウントを再初期化する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
動電システムの第１電極と第２電極の間のアーク発生をモニターし、抑制するための方法において、
（ａ）第１カウントと第２カウントを調整するために、前記動電システムに関係する電流をモニターする段階と、
（ｂ）モニターした電流値が電流閾値に達する度に、前記第１カウントを逐増する段階と、
（ｃ）前記第１カウントが第１カウント閾値に達する度に、前記動電システムを所定の期間だけ一時的に停止させ、前記第２カウントを逐増し、前記第１カウントを再初期化する段階であって、更に前記所定の期間後、前記動電システムが再始動するようにする段階と、
（ｄ）前記第２カウントが第２カウント閾値に達すると、ユーザーに、前記第２電極を清掃すべきであると提示する段階と、を含む方法。
【請求項１２】
前記段階（ｄ）が、インジケータ灯を点灯する段階を含んでいる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記段階（ｄ）が、音声警報の引き金を引く段階を含んでいる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記段階（ｄ）が、前記第２カウントが第２カウント閾値に達すると、前記動電気システムを停止させる段階を更に含んでいる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
（ｅ）前記第２カウントが第２カウント閾値に達すると、前記動電システムを、前記第２電極の取り外しと交換が検出されるまで停止させる段階を更に含んでいる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
（ｅ）前記第２カウントが第２カウント閾値に達すると、前記動電システムを、前記第２電極の交換が検出されるまで停止させる段階を更に含んでいる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
動電システムの第１電極と第２電極の間のアーク発生をモニターし、抑制するための方法において、
（ａ）第１カウントと第２カウントを調整するために、前記動電システムに関係する電圧をモニターする段階と、
（ｂ）モニターした電圧値が電圧閾値に達する度に、前記第１カウントを逐増する段階と、
（ｃ）前記第１カウントが第１カウント閾値に達する度に、前記動電システムを所定の期間だけ一時的に停止させ、前記第２カウントを逐増し、前記第１カウントを再初期化する段階であって、更に前記所定の期間後、前記動電システムが再始動するようにする段階と、
（ｄ）前記第２カウントが第２カウント閾値に達すると、前記動電システムを、リセット条件を満足するまで停止させる段階と、を含む方法。
【請求項１８】
前記段階（ａ）が、前記動電システムに関係する電圧を周期的にサンプリングする段階を含んでおり、
前記段階（ｂ）が、前記段階（ａ）で作り出されたサンプルを前記電圧閾値と比較する段階を含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記段階（ａ）が、前記動電システムに関係する電圧を周期的にサンプリングし、採取されたサンプルの移動平均を求める段階を含んでおり、
前記段階（ｂ）が、前記段階（ａ）で作り出された前記移動平均を前記電圧閾値と比較する段階を含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記段階（ａ）が、最も新しいサンプルと、その直前の複数のサンプルとの平均を取ることにより前記移動平均を作り出す段階を含んでいる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記動電システムは、前記第２カウントが前記第２カウント閾値に達した後は、前記第２電極が取り外されて交換され、前記リセット条件を満足するようになるまで、停止状態に留まる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記動電システムは、前記第２カウントが前記第２カウント閾値に達した後は、電源制御スイッチが切られ、逆に入れ直されて、前記リセット条件を満足するようになるまで、停止状態に留まる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
動電システムの第１電極と第２電極の間のアーク発生をモニターし、抑制するための方法において、
累積アーク発生時間が第１閾値に達すると、前記動電システムを一時的に停止させる段階と、
前記累積アーク発生時間が第２閾値に達すると、前記動電システムを停止させて、前記動電システムが、リセット条件を満足するまで再始動しないようにする段階と、を含む方法。
【請求項２４】
前記累積アーク発生時間が前記第２閾値に達したことによる停止後、前記第２電極の取り外しと交換の検出に応えて前記動電システムを再始動させる段階を更に含んでいる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記累積アーク発生時間が前記第２閾値に達したことによる停止後、前記第２電極の交換の検出に応えて前記動電システムを再始動させる段階を更に含んでいる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記累積アーク発生時間が前記第２閾値に達したことによる停止後、ユーザーによるリセットの検出に応えて前記動電システムを再始動させる段階を更に含んでいる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
動電システムの第１電極と第２電極の間のアーク発生をモニターし、抑制するための方法において、
（ａ）前記動電システムに関係する電流をモニターする段階と、
（ｂ）モニターした電流値が電流閾値に達する度に、第１カウントを逐増する段階と、
（ｃ）前記第１カウントが第１カウント閾値に達したら、前記動電システムを一時的に停止させる段階と、を含む方法。
【請求項２８】
（ｄ）前記第１カウントが前記第１カウント値に達したら、第２カウントを逐増し、前記第１カウントを再初期化して、前記動電システムが所定の期間の後に再始動するようにする段階と、
（ｅ）前記第２カウントが第２カウント閾値に達したら、前記動電システムを停止させ、ユーザーにシステムが停止した旨提示する段階と、を更に含んでいる、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
動電システムの第１電極と第２電極の間のアーク発生をモニターし、抑制するための方法において、
（ａ）第１カウントと第２カウントを調整するために、前記動電システムに関係する電流をモニターする段階と、
（ｂ）モニターした電流値が電流閾値に達する度に、前記第１カウントを逐増する段階と、
（ｃ）前記第１カウントが第１カウント閾値に達する度に、前記第１電極と前記第２電極の間の電位差をセットレベルから所定の期間だけ一時的に下げ、前記第２カウントを逐増し、前記第１カウントを再初期化する段階であって、前記所定の期間後、前記第１電極と前記第２電極の間の前記電位差を前記セットレベルまで戻すようにする段階と、
（ｄ）前記第２カウントが第２カウント閾値に達すると、ユーザーに、前記第２電極を清掃すべきであると提示する段階と、を含む方法。
【請求項３０】
動電システムの第１電極と第２電極の間のアーク発生をモニターし、抑制するための方法において、
（ａ）前記動電システムに関係する電流を約１０マイクロ秒毎にサンプリングして、採取された電流サンプルの移動平均(running average)を作り出す段階と、
（ｂ）前記移動平均を電流閾値と比較し、前記移動平均が前記電流閾値に達する度に第１カウントを逐増する段階と、
（ｃ）前記第１カウントが３０に達する度に、前記動電システムを約８０秒間一時的に停止させ、第２カウントを逐増し、前記第１カウントを０に再初期化する段階であって、前記動電システムが約８０秒後に再始動するようにする段階と、
（ｄ）前記第２カウントが３に達したら、前記動電システムを、リセット条件を満足するまで停止させる段階と、を含む方法。
【請求項３１】
前記動電システムは、前記第２カウントが３に達した後は、前記第２電極が取り外されて交換され、前記リセット条件を満足するようになるまで、停止状態に留まる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
動電システムの第１電極と第２電極の間のアーク発生をモニターし、抑制するためのシステムにおいて、
累積アーク発生時間をモニターするための手段と、
前記累積アーク発生時間が第１閾値に達したら前記動電システムを停止させるための手段と、
前記累積アーク発生時間が第２閾値に達したら前記動電システムを停止させるための手段と、を備えており、
前記累積アーク発生時間が前記第２閾値に達した後は、前記動電システムは、リセット条件を満足するまで再始動されないよう構成されているシステム。
【請求項３３】
空気移送調整装置において、
入口と出口を画定するハウジングと、
前記入口から前記出口まで動く空気流を作るための、前記ハウジング内に納められた、第１電極と、第２電極と、高電圧発生器とを含む、動電システムと、
前記動電システムを制御するためのマイクロコントローラーユニット、を備えており、
前記マイクロコントローラーユニットは、
前記第１電極と前記第２電極の間の累積アーク発生時間をモニターし、
前記累積アーク発生時間が第１閾値に達したら前記動電システムを一時的に停止させ、
前記累積アーク発生時間が第２閾値に達したら前記動電システムを停止させて、前記累積アーク発生時間が前記第２閾値に達した後は、前記動電システムは、リセット条件を満足するまで再始動されないように構成されている装置。
【請求項３４】
入口と出口を画定するハウジングと、
前記入口から前記出口まで動く空気流を作るための、前記ハウジング内に納められた、第１電極と、第２電極と、高電圧発生器とを含む動電システムと、
前記動電システムを制御するためのマイクロコントローラーユニット、を備える空気移送調整装置において、
前記マイクロコントローラーユニットは、
第１カウントと第２カウントを調整するために、前記動電システムに関係する電流をモニターし、
モニターした電流値が電流閾値に達する度に、前記第１カウントを逐増し、
前記第１カウントが第１カウント閾値に達する度に、前記第２カウントを逐増し、前記動電システムを所定の期間だけ一時的に停止させ、前記第１カウントを再初期化し、
前記第２カウントが第２カウント閾値に達したら、リセット条件を満足するまで前記動電システムを停止させるように構成されている装置。
【請求項３５】
前記高電圧パルス発生器は、前記第１電極と前記第２電極の間に連結されており、
前記マイクロコントローラーユニットは、前記高電圧発生器を低電圧パルス信号で駆動する、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記マイクロコントローラーユニットは、前記高電圧発生器に前記低電圧パルス信号を送らないようにすることによって前記動電システムを停止させる、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記マイクロコントローラーユニットは、前記リセット条件を満足しているか否かを検出するようになっている、請求項３４に記載の装置。
【請求項３８】
前記リセット条件は、前記第２電極の前記ハウジングからの取り外しと、前記第２電極の前記ハウジングへの再取り付けを含んでいる、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記リセット条件は、前記第２電極の前記ハウジングへの再取り付けを含んでいる、請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記リセット条件は、前記装置の電源を切りそして入れることを含んでいる、請求項３７に記載の装置。
【請求項４１】
入口と出口を画定するハウジングと、
前記入口から前記出口まで動く空気流を作るための、前記ハウジング内に納められた、第１電極と、第２電極と、高電圧発生器とを含む動電システムと、
前記動電システムを制御するためのマイクロコントローラーユニット、を備える空気移送調整装置において、
前記マイクロコントローラーユニットは、
第１カウントと第２カウントを調整するために、前記動電システムに関係する電流をモニターし、
モニターした電流値が電流閾値に達する度に、前記第１カウントを逐増し、
前記第１カウントが第１カウント閾値に達する度に、前記第２カウントを逐増し、前記第１電極と前記第２電極の間の電位差を所定の期間だけ一時的に下げ、前記第１カウントを再初期化し、
前記第２カウントが第２カウント閾値に達したら、前記動電システムを停止させるように構成されている装置。
【請求項４２】
入口と出口を画定するハウジングと、
前記入口から前記出口まで動く空気流を作るための、前記ハウジング内に納められた、第１電極と、第２電極と、高電圧発生器とを含む動電システムと、
前記動電システムを制御するためのマイクロコントローラーユニット、を備える空気移送調整装置において、
前記マイクロコントローラーユニットは、
第１カウントを調整するために、前記動電システムをモニターし、
モニターした電流又は電圧値が閾値に達する度に、前記第１カウントを逐増し、
前記第１カウントが第１カウント閾値に達したら、前記動電システムを停止させるように構成されている装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体として、空気を輸送し、及び／又は、調整する、装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
（優先権主張）
本出願は、ここに参照として取りこまれる、2003年6月12日出願の「ELECTRO-KINETIC AIR TRANSPORTER AND CONDITIONER DEVICES WITH ENHANCED ARCING DETECTION AND SUPRESSION FEATURES」なる名称の米国特許仮出願番号Ｎｏ．60/477，980に対する35ＵＳＣ．119(ｅ)の下での優先権を主張する。
【０００３】
（関連出願）
本出願は、ここに参照として取りこまれる、2003年5月9日に出願された、「ELECTRO-KINETIC TRANSPORTER AND CONDITIONER DEVICES WITH SPECIAL DETECTORS AND INDICATORS」(アトーニー・ドケット・ナンバー  SHPR−01028USD)なる名称の、同時に割り当てられた特許文献１に関連する。
【０００４】
図１は、空気を調整するための、一般的な電子運動装置10を示す。装置10は、一般的に少なくとも１つの空気入力30、および、少なくとも１つの空気出力40を持つハウジング20を含む。ハウジング20内に、少なくとも１つの電極70を有する第１の電極アレイ60、および、少なくとも１つの電極90を有する第２の電極アレイ80、を備える、電極アセンブリまたはシステム50が配置される。システム90は更に、第１および第２の電極アレイの間にカップリングされた高電圧発生器95を含む。その結果、オゾンおよびイオン化された空気の粒子が、装置10内に生成され、第１の電極アレイ60から、第２の電極アレイ80に向かっての空気の電子運動フロー(electro-kinetic flow)が存在する。図１において、ＩＮで示される大きな矢印が、入力ポート30に入力され得る周囲空気を示す。小さな”ｘ”は、入力してくる周囲空気に存在し得る粒子状物体（particulate matter）を表す。空気の動きは、大きな矢印の方向にあり、ＯＵＴで表される出力空気フローは、出口40を介して装置10から出力される。装置10のような電子運動装置の平均は、ファン或いは他の移動部分を用いること無しに空気フローが生成されるようなものである。したがって、図１の装置10は、いくらか、移動部分が必要とされること無しに、出力空気フローを生成するためのファンとして機能可能である。
好ましくは、周囲空気内の粒子状物体”ｘ”は、第２の電極アレイ80に静電的に誘引され得、その結果、装置10からの空気の出力フロー(ＯＵＴ)は、オゾンおよびイオン化された空気を含むのみならず、周囲の空気より清浄であり得る。そのような装置において、時々、電極90の表面から、粒子物質および他のくずを除去するために、第２の電極アレイ電極80を清浄化することが必要となり得る。したがって、空気の出力フロー(ＯＵＴ)は、粒子物質が除去されるという意味で調整され(conditioned)、出力フローは、適切な総量のオゾン、および、いくらかのイオンを含む。
しかし、イオンおよびオゾンを含む空気の出力フローは、ばい菌、バクテリア、菌類、ウイルス、等のような微生物(以下総称的に「微生物」と呼ぶ。)を破壊、或いは大きく削減しないかもしれない。従来技術において、例示の目的のみで、例えば殺菌ランプによって、そのような微生物を破壊することが知られている。そのようなランプは、約254ｎｍの波長を有する紫外線放射を放射する。例えば、機械的ファン、ＨＥＰＡフィルタ、および、殺菌ランプを用いて空気を調整する装置は、Austin Air, C.A.R.E. 2000, Amaircare等のような会社によって商業的に販売されている。しばしば、これらの装置はいくらか、扱いにくく、小さなファイリング・キャビネットのサイズおよび体積を持つ。そのようなファンによって駆動される装置は、微生物を削減、または破壊できるが、当該装置は、嵩張り、動作が必ずしも静かでない傾向を持つ。
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願番号Ｎｏ．10/435，289号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例は、電子運動システムの、第１の電極および第２の電極の間のアーキング(arcing)をモニタし、抑圧するためのシステムおよび方法に関連する。電子運動システムのアーキング状態と関連する電流(または電圧)は、第１のカウント(count)および第２のカウントを調整するためにモニターされる。毎回、モニタされた値がスレッシュホールド到達する度に、第１のカウントが増加される。毎回、第１のカウントが、第１のカウント・スレッシュホールド(例えば30)に到達する度に、電子運動システムは、所定の期間(例えば、80秒)だけ、一時的にシャット・ダウン(あるいは、出力低下)され、第２のカウントが増加され、第１のカウントがリセットされる。所定の期間後に、電子運動システムは、再起動する(或いは、以前のパワーレベルに戻る)。第２のカウントが、第２のカウント・スレッシュホールド(例えば、３)に到達するときに、電子運動システムは、リセット状態が満足されるまでシャット・ダウンされる。
本発明の実施例にしたがって、モニタリングは、電子運動システムと対応する電流(または電圧)を周期的にサンプリングすることを含む。これらのサンプルは、電流がサンプルされる場合に電流スレッシュホールドであるスレッシュホールドと比較される。これは代替的に、電圧がサンプルされる場合に、電圧スレッシュホールドであり得る。本発明の実施例にしたがって、サンプルの動作平均(running average)が生成され、動作平均が、電流または電圧スレッシュホールドと比較される。
本発明の実施例にしたがって、第２のカウントが、第２のカウント・スレッシュホールドに到達した後に、電子運動システムは、第２の電極が除去され交換されるまで、或いは、パワー制御スイッチがオフされて、またＯＮにされる(back on)まで、シャットダウンを維持する。第２の電極の除去および交換の検知に応答して、或いは、パワー制御スイッチのオフおよびオンに応答して、第１のおよび第２のカウントが、リセットされ、電子運動システムは再起動される。本発明の実施例にしたがって、サンプルされた電流(または電圧)が、延長された期間(例えば60秒)のためのスレッシュホールドを越えない時に、第１のおよび第２のカウントが、リセットされる。
【０００７】
本発明の実施例は、電子運動空気輸送器および調整装置を駆動(power)するために用いられるライン電圧の変動を補償するためのシステムおよび方法をも提供する。電子運動空気輸送および調整器装置は、少なくとも１つのエミッタ電極と、少なくとも１つのコレクタ電極の間のポテンシャル差を提供する高電圧生成器を含む。高電圧生成器は、ＡＣ電源から得られたＤＣ電圧と、低電圧パルス信号の双方によって駆動される。ＤＣ電圧は、ＡＣ電圧源のレベルを示す電圧検知信号(voltage sense signal)を生成するためにステップ・ダウンされる。電圧検知信号がモニタされる。所望のレベルにおけるポテンシャル差を実質的に維持するために、モニタされた電圧検知信号に基づいて、低電圧パルス信号の、パルス幅、デューティーサイクル、および、周波数、の少なくとも１つが、調整される。
本発明の他の特徴および利点が、添付の図面および特許請求の範囲との関連で、好ましい実施例が詳細に設定される以下の記述から明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（全体的空気輸送調整器システム構成）
＜図２−Ａ,２−Ｂ＞
図２−Ａ,２−Ｂは、その中に据えつけられた殺菌ランプを持たないシステムを示す。しかし、これらの実施例は、他の説明される実施例に含まれ得る、除去可能な第２の電極のような他の面(aspect)を含む。
図２−Ａおよび２−Ｂは、そのハウジング102が、好ましくは背面に位置する吸込み孔(intake vent)またはルーバ(louvers)104、および、好ましくは正面に配置された排気孔106、およびベース・ペデスタル(base pedestal)108、を含む、電子運動空気輸送調整器システム100を表す。好ましくは、ハウジング102は、独立起立(free standing)、及び／又は、垂直に直立(upstandingly vertical)、及び／又は、細長い。輸送器ハウジング102の内部にあるものは、スイッチＳ１を用いて活性化(energizable)または動作可能(excitable)とされうる、好ましくはＡＣ：ＤＣ電源で駆動される、イオン生成ユニット160である。他の下記のユーザによって作動されるスイッチとともに、スイッチＳ１は、ユニット100の頂部103に便利に配置される。イオン生成器160は、その周囲空気内に自己包含(self-contained)される。輸送器ハウジング102から先(from beyond)は、何も必要とされず、本発明の作動のための外部作動ポテンシャルを節約する。
ハウジング102の上部表面103は、ユーザが持ち上げられる、ハンドル部材112を含む。このハンドル部材112に対して、コレクタ電極242の第２のアレイ240が固定される。ハウジング102は、第１のエミッタ電極のアレイ230、または、単一のワイヤまたはワイヤ形状の電極232としてここに示される、単一の第１のエミッタ電極をも包含する。(用語「ワイヤ」および「ワイヤ形状」は、ここで相互交換可能に、ワイヤまたは、もしワイヤより厚いか硬いならば、ワイヤの外形を持つもの、から作られる電極の意味に使用される。)
ここに示される実施例において、ハンドル部材112は、第２のアレイ電極240を、上に持ち上げ、第１の電極アレイ230が、ユニット100内に維持される一方、第２の電極が、ハウジングの頂部から入れ子式にはまり込む(telescope out of)ようにさせ、所望であれば、ユニット100から清掃のために入れ子式にはまり込むようにさせる。形状から明白なように、第２の電極のアレイ240は、ユニット00の頂部103から、縦の軸に沿って、或いは、細長いハウジング102の方向に、垂直に持ち上げられ得る。ユニット100の頂部103から除去可能な、この、第２の電極との配列は、ユーザが、清掃のために、第２の電極242を引き出すことを容易にする。図２−Ｂにおいて、第２の電極242の底端部は、ハンドル部材112がユーザによって上または下に移動されるときはいつでも、第１の電極232を捕捉して清掃するための柔軟な部材およびスロットを含む部材113(これに対してメカニズム500が付着される)に接続される。第１のおよび第２の電極のアレイは、イオン生成ユニット160の出力端末(output terminal)にカップルされる(coupled)。
【０００９】
図２−Ａおよび２−Ｂに示される、本発明の実施例の一般的な形状は、断面における８の形状のものである(他の形状が、本発明の精神と視野の範囲内であるが)。１つの好ましい実施例における頂部から底部への高さは、1ｍであり、左から右の幅は好ましくは15ｃｍであり、正面から背面への深さは好ましくは10ｃｍである(他の寸法および形状も勿論使用され得るが)。ルーバー構造は、人間工学的ハウジング構成を取り込む、十分な入口および出口を提供する。第２の電極に対するそれらの位置以外は、孔104と106とを区別する必要は無い。これらの孔は、周囲空気の適切なフローが、ユニット100内に引きこまれること、或いは、ユニット100に利用可能となること、および、適切な量のＯ3を含むイオン化された空気の適切なフローが、ユニット100から流れ出すこと、を確実にする役目を果たす。
以下に記載するように、スイッチＳ１を押下することによってユニット100が起動される(energized)ときに、イオン生成器160による高電圧または高ポテンシャル出力が、第１の電極232においてイオンを生成する。このイオンは、第２の電極242に誘引される。「ＩＮ」から「ＯＵＴ」方向へのイオンの移動は、イオンとともに、空気分子を運ぶことによって、電子運動的に、イオン化された空気の外側への流れを生成する。図２−Ａおよび２−Ｂの「ＩＮ」表示は、粒子物質60を伴う周囲空気の取り込みを示す。図面における「ＯＵＴ」表示は、実質的に粒子物質の無い清掃された空気の、外側に向かうフローを表す。この粒子物質は静電的に、第２の電極の表面に固着する。イオン化された空気フローを生成する工程において、適切な量のオゾン(Ｏ3)が、有利に生成される。検知可能な電磁放射を削減するために静電的にシールドされたハウジング102の内部表面を提供することが望ましい。例えば、金属シールドが、ハウジング内に配置され得る。或いは、そのような放射を削減するために、ハウジングの内部の一部が、金属の塗料で被覆され得る。
【００１０】
＜殺菌ランプを持つ空気輸送調整器(conditioner)システムの好ましい実施例＞
図３−Ａから図６は、バクテリア、細菌、およびウイルスを含む微生物を削減するか、或いは、破壊するための改善された能力を持つ、装置200の種々の実施例を示す。特に、図３−Ａから図６は、装置200を制御するために、作動制御が、ハウジング210の頂部表面217の上に配置された、細長い起立型のハウジング210の、種々の好ましい実施例を説明する。
【００１１】
＜図３−Ａから３−Ｅ＞
図３−Ａは、装置200のハウジング210の第１の好ましい実施例を示す。ハウジング210は、好ましくは、軽量の安価な材料、例えばＡＢＳプラスチックから作られる。殺菌ランプ(以下説明される)は、ハウジング210内に配置される。その材料は、クラスＵＶ−Ｃ光への長い暴露に耐えることが可能でなければならない。「硬化され」ていない材料は、もし、ＵＶ−Ｃのような光に暴露されたならば、時間とともに劣化される。例示の目的のみにおいて、ハウジング210は、General Electric Plastics Global Productsによって製造され、紫外線を伴う使用のためにＵＬ  Inc.によって保証される、ＣＹＣＬＯＬＡＣ(登録商標)ＡＢＳ樹脂(材料指定ＶＷ300(ｆ２))から製造され得る。他のＵＶに適した材料からハウジング210を製造することは、本発明の視野の範囲内である。
好ましい実施例において、ハイジング210は、空気力学的に、長円形、楕円形、涙の形をしたもの、卵型である。ハウジング210は、少なくとも１つの空気取り入れ口250、および、少なくともひとつの空気出口260を含む。ここで用いられるように、取り入れ口250は、出口260に対して「上流向き」であり、出口260は、取り入れ口250から「下流向き」であることが理解されるであろう。「上流向き」および「下流向き」は、大きな中空の矢印が示すように、装置200内への、そこを通じた、および、そこから出てくる、一般的な空気のフローを表す。
入口250および出口260を覆うものは、フィン、ルーバ、または、バッフルである。フィン212は好ましくは、細長く、起立型で、これにより好ましい実施例では、装置200に入ってくる、および、そこから出て行く、空気流への抵抗を最小化するために、垂直に配向される。好ましくは、フィン212は、垂直で、少なくとも第２のコレクタ電極アレイ240に平行である(図５−Ａ参照)。フィン212は、第１のエミッタ電極アレイ230にも平行であり得る。この構成は、装置200を通じた空気のフローを助け、ＵＶまたは殺菌ランプ290(以下説明)、または、他の殺菌源、からのＵＶ放射が、ハウジング210に存在することを防ぐことも助ける。例示のみの目的において、もし、入口250から、出口260への本体の長い幅が、8インチならば、コレクタ電極242(図５−Ａ参照)は、空気フローの方向に１＋1/4"幅であり得、フィン212は、空気流の方向に、３／４"または１／２"幅であり得る。勿論、他の均整のとれた(proportionate)寸法も、本発明の精神と視野内にある。更に、空気力学的では無いかもしれない他のフィンおよびハウジング形状も、本発明の精神と視野内にある。
上述の説明から、好ましくは、ハウジング210の断面図は、入口250および出口260が、ハウジング210の中央(middle)より狭い(図５−Ａの線Ａ−Ａ参照)ような、楕円、長円、涙の滴形状、または、卵型、であることが明白である。したがって、ラインＡ−Ａを通過する空気フローは、ハウジング210の増加された幅および面積に起因して、より遅い。空気フロー内に存在する、いかなるバクテリア、またはウイルスもが、より大きなドウェル時間(dwell time)を持ち、好ましくは紫外線ランプのような殺菌装置によって中性化(neutralized)されることになる。
【００１２】
図３−Ｂは、装置200のための作動制御を示す。ハウジング210の最頂部217の上には、空気フロー速度制御ダイアル214、ブースト・ボタン216、機能ダイヤル218、および、過負荷／清掃光219、が存在する。空気フロー速度制御ダイヤル214は、３つの設定を持つ。この３つの設定から、ユーザは、ＬＯＷ、ＭＥＤ、ＨＩＧＨを選択出来る。空気フロー率は、イオン生成器160にカップルされた電極または電極アレイの間の電圧差に比例する。ＬＯＷ、ＭＥＤ、およびＨＩＧＨ設定は、第１のおよび第２のアレイの間の、異なった所定の(predetermined)電圧差を生成する。例えば、ＬＯＷ設定は、最も小さい電圧差を生成する一方、ＨＩＧＨ設定は、最も大きい電圧差を生成する。したがって、ＬＯＷ競ってイは、装置200に、最も遅い空気フローを生成させる一方、ＨＩＧＨ設定は、装置200に、最も速い空気フローを生成させる。これらの、空気フロー率は、図７−Ａ、７−Ｂに開示され、下記のように作動する電子回路によって生成される。
機能ダイヤル218は、ユーザが、「ＯＮ」、「ＯＮ／ＧＰ」、または、「ＯＦＦ」を選択することを可能とする。機能ダイヤル218が「ＯＮ」設定に設定されるときに、ユニット200は、入口250から出口260に空気フローを生成し、空気フロー内の粒子を除去し、静電空気輸送−調整器(conditioner)として機能する。機能ダイヤル218が「ＯＮ」に設定される時に、殺菌ランプ290は、ＵＶ光を放射しないか、或いは、それを作動しない。機能ダイヤル218が、「ＯＮ／ＧＰ」設定に設定されたときに、装置200は、静電空気輸送調整器としても機能して、入口2510から出口260に空気フローを生成し、空気フロー内の粒子を除去する。更に、「ＯＮ／ＧＰ」設定は、殺菌ランプ290を起動して、空気フロー内のバクテリアを除去し、或いはそれを殺すためにＵＶ光を放射する。機能ダイヤル218が、「ＯＦＦ」設定に設定されるときに、装置200は、作動しない。
以前に述べたように、装置200は好ましくは、部屋内の匂いを削減するために、小さな量のオゾンを生成する。もし、部屋内に非常に刺激臭のある匂いが存在するならば、或いは、ユーザが一時的に、清掃率を加速したいならば、装置200は、ブースト・ボタン216を持つ。ブースト・ボタン216が押下されたときに、装置200は一時的に、空気フロー率を、所定の最大率に増加し、増加された量のオゾンを生成する。もし装置200が、ＨＩＧＨに設定されていたならば、増加された量のオゾンは、部屋内の匂いをより早く削減する。最大空気フローは、装置200の粒子捕獲率をも増加させる。好ましい実施例において、ブースト・ボタン216の押下によって、空気フロー率が増加シ、５分間オゾンが連続的に生成される。この期間は、もっと長いかもしれず、短いかもしれない。プリセットされた期間(例えば５分)の終了において、装置200は、制御ダイヤル214によって以前に選択されたの空気フロー率に戻る。
【００１３】
過負荷／清掃光219は、第２の電極242が、清掃を必要とするか否か、或いは、第１のおよび第２の電極アレイの間にアーキングが発生するか否かを示す。過負荷／清掃光219は、色的に、アンバーか、赤かのいずれかを照射し得る。もし、装置200が、２週間以上連続的に作動おり、第２のアレイ240が２週間の期間内に清掃のために除去されていなかったならば、光219はアンバーに変わる。アンバー光は、以下に記載のマイクロコントローラ・ユニット130(図７参照)によって制御される。装置200は、光219がアンバーに変わった後に引き続き作動する。光219は、インジケータに過ぎない。光219をリセット、または、光をオフするための２つの方法が存在する。ユーザは、ユニット200から第２のアレイ240除去して取り替え得る。ユーザは、制御ダイヤル218をＯＦＦ位置にし得、引き続き、制御ダイヤル218を「ＯＮ」または「ＯＮ／ＧＰ」位置に戻し得る。２つのステップのいずれかが完了した場合にＭＣＵ130は、新たな２週間の期間の計数を開始する。
光219は、第１のアレイ230と第２のアレイ240の間に連続アーキングが発生したことが、ＭＣＵ130によって検知されると、それを示すために赤に変わる。ＭＣＵ130は、図７に示されるＩＧＢＴスイッチ126のコレクタからアーク検知信号を受け取る。これについては、更に詳細に以下に説明される。連続的アーキングが発生するときに、装置200は、自動的に自身をシャット・ダウンする。装置200は、装置200がリセットされるまで再起動され得ない。装置200をリセットするために、ユニット200がターン・オフされた後に、第２のアレイ240が最初に、ハウジング210から除去されねばならない。第２の電極240は次に、清掃されて、ハウジング210内に戻されて配置され得る。次に、装置200が起動される。もしアーキングが起こらないならば、装置200は作動し、空気フローを生成する。もし、電極の間のアーキングが続くならば、装置200は再度、それ自身をシャット・ダウンし、リセットされねばならない。
図３−Ｃは、ハウジング210から部分的に除去された第２の電極242を示す。この実施例において、ハンドル(handle)202は、電極載置ブラケット203に付着される。ブラケット203は、第２の電極242を、固定された、平行な構成に確保する。他の類似のブラケット203が、実質的に底部(不図示)において、第２の電極242に付着される。２つのブラケット203は、第２の電極242を、互いに平行に、ハウジング210を通じて移動する空気フローと並んで、整列する。好ましくは、ブラケット203は、非伝導性の表面である。
種々の安全な特徴の１つが、部分的に除去された第２の電極242に関して見つけられる。図３−Ｃに示されるように、インターロック・ポスト204が、ハンドル202の底部から延びる。第２の電極242が、完全にハウジング210内に配置されたときに、ハンドル202は、図３−Ａ、３−Ｂに示されるように、ハウジングの頂部表面217内に位置する。この位置において、インターロック・ポスト204は、インターロック凹部(recess)206内に突出し、ユニット200の電子回路に接続するスイッチを起動する。ハンドル202がハウジング210から除去されたときに、インターロック凹部206からインターロック・ポスト204が引き出され、スイッチが、電子回路を開とする。スイッチが開の位置にある状態で、ユニット200は作動しない。したがって、もし、ユニット200が作動している最中に第２の電極242がハウジング210から除去されるならば、ユニット200は、インターロック・ポスト204がインターロック凹部206から除去されるや否やシャット・オフする。
【００１４】
図３−Ｄは、スタンドまたはベース215の上に載置されたハウジング210を示す。ハウジング210は、入口250および出口260を持つ。ベース215は、床表面の上に載置される。ベース215は、ハウジング210が、垂直位置を維持することを可能とする。ハウジング210が、回動可能に(pivotally)ベース215に接続されることは、本発明の視野の範囲内である。図３−Ｄに示されるように、ハウジング210は、傾斜が付いた頂部表面217、および、傾斜が付いた底部表面213を含む。これらの表面は、能率化された外観および効果を追加的に提供するために、入口250から出口260に、内向きに傾斜する。
図３−Ｅは、ハウジング210が、除去可能な背面パネル224を持ち、ユーザが、容易にアクセスし、ランプ290の寿命が終わったときに、殺菌ランプ290をハウジング210から除去することを可能とすることを説明する。この実施例におけるこの背面パネル224は、空気入口を画定し、垂直ルーバを備える。背面パネル224は、パネル224の全長に沿って、各側(each side)の上に配置されたロッキング・タブ(locking tabs)226を持つ。図３−Ｅに示されるように、ロッキング・タブ226は、「Ｌ」形状である。各タブは、パネル224から離れ、ハウジング210内に向かって延び、次に、パネル224の端部と平行に、下に突出する。異なった形状のタブ226を持つことは、本発明の精神と視野内にある。各タブ224は個々に、そして摺動可能に、ハウジング210内に形成された凹部228とインターロックする背面パネル224は、凹部230とインターロックするパネル224の底部に配置されたバイアスされたレバー(不図示)をも持つ。パネル224を、ハウジング210から除去するために、レバーが、ハウジング210から離れるように促される(urged away)。そして、パネル224は、タブ226が凹部228から離れるまで、垂直に上方に滑らされる。パネル224は次に、ハウジング210から引き出される。パネル224を除去することによって、取り替えのためにランプ290が暴露される。
【００１５】
パネル224は、パネル224が除去されたときに装置200をシャット・ダウンするための安全メカニズムをも持つ。パネル224は、パネル224がハウジング210に確保されたときに、安全インターロック凹部227を起動する(energizes)、背面突出タブ(rear projecting tab)(不図示)を持つ。例示の目的のみにおいて、背面タブは、背面パネル224がハウジング210に確保されたときに、凹部227内に配置された安全スイッチを押下する。装置200は、パネル224内の背面タブが、完全に、安全インターロック凹部227に挿入されたときのみに作動する。パネル224が、ハウジング210から除去されたときに、背面突出タブが、凹部227から除去され、全装置200に対して電源がカット・オフされる。例えば、もしユーザが、装置200が動作し、殺菌ランプ290がＵＶ放射を放射している最中に背面パネル224を除去するならば、背面突出タブが、凹部227から分離するとすぐに装置200はターン・オフする。好ましくは、背面パネル224が、ハウジング210から非常に短い距離(例えば1/4")だけ除去されたときにも装置200はターン・オフする。この安全スイッチは、図３−Ｃに示されるようにインターロッキング。ポスト204と非常に似たように作動する。
【００１６】
＜図４＞
図４は、ハウジング210の更に他の実施例を示す。この実施例において、殺菌ランプ290は、殺菌ランプ290を、最頂部表面217を通じて、ハウジング210から持ち上げることによってハウジング210から除去されうる。ハウジング210は、除去可能な背面パネル224を持たない。その替わり、ハンドル275が、殺菌ランプ290に固定される。ランプ290がハウジング210内にあるときに、ハンドル202と類似して、ハンドル275は、ハウジング210の最頂部表面217内に退避される。ランプ290を除去するために、ハンドル275は、ハウジング210から垂直に持ち上げられる。
ランプ290は、第２の電極のアレイ240と類似のやり方でハウジング210内に配置される。即ち、ランプ290が垂直に、ハウジング210の頂部217から引き出されるときに、電力をランプ290に提供する電子回路が切離される。ランプ290は、図７−Ａの回路を嵌めこむ回路接触部を持つランプ固定部に載置される。ランプ290および固定部(fixture)が引き出されるにつれて、回路接触部が切離される。更に、ハンドル275が、ハウジング210から持ち上げられるにつれてカット・オフ・スイッチが、全体の装置200をシャット・オフする。この安全メカニズムは、ランプ290が、ハウジング210内に確実に配置されること無しには装置200が作動しないことを確実にし、個人が直接、ランプ290から放射された(emitted)放射(radiation)を見ることを防ぐ。周知の技術のように、ランプ290の、ハウジング210内への再挿入によって、ランプ固定物が、回路接触部に再接合される。類似の、しかしより不便なやり方において、ランプ290は、ハウジング210の底部から除去されるように設計され得る。
殺菌ランプ290は好ましくは、約254ｎｍの波長を有する、好ましくは可視光および放射(放射或いは光280と呼ばれるものとの組み合わせで)を放射するＵＶ−Ｃランプである。この波長は、それに暴露されるバクテリア、細菌、および、ウイルスを減らすこと、あるいは、破壊すること、において有効である。ランプ290は、商業的に入手可能である。例えば、ランプ290は、Phillips model TUV 15W-G15 T8、即ち、直径約25ｍｍで、長さが約43cmの寸法の15Ｗの管状のランプで有り得る。他の適切なランプは、Phillips TUV 8WG8 T6、即ち、直径約15ｍｍで、長さが約29cmの寸法の8Ｗのランプである。所望の波長放射する他のランプもまた、替わりに使用され得る。
【００１７】
＜図５−Ａ、５−Ｂ＞
前に述べられたように、ハウジング210の１つの役割は、個人が、ハウジング210内に配置された殺菌ランプ290によって生成された、例えば紫外線(ＵＶ)放射を見るのを防ぐことである。図５−Ａ、５−Ｂは、ハウジング210内の殺菌ランプ290の好ましい配置を示す。図５−Ａ、５−Ｂは更に、殺菌ランプ290と電極アセンブリ220の間、殺菌ランプ290と入口250と出口260と入口／出口ルーバの間、の空間的関係を示す。
好ましい実施例において、ハウジング210の内部表面211は、ランプ290から放射されたＵＶ光を拡散し、または吸収する。図５−Ａ、５−Ｂは、ランプ290が、いくらかの光280を、直接、ハウジング210の内部表面211の上に放射することを示す。例示目的のみによって、入口250または出口260かかのいずれかを通じたＵＶ−Ｃ放射の存在を防ぐためにも、ハウジング210の内部表面211は、非円滑の仕上げで、或いは、非光反射仕上げまたはカラーで、形成され得る。壁211を攻撃する放射280のＵＶ部分は、上述のように、吸収され、分配される(disbursed)。
上述のように、入口250および出口260を覆うフィン212は、ユーザのハウジング210への視覚ライン(line of sight)をも制限する。フィン212は、入口250および出口260内で垂直に配向される。各フィン212の深さＤは好ましくは、個人が直接、内部壁211を見ることを防ぐために十分深いものである。好ましい実施例において、個人は、出口260または入口2510内を見ながら、側面から側面へ移動することによって、内部表面211を直接見ることができない。フィン212の間を見ること、および、ハウジング210内を見ることによって、個人が装置200「を通じて見る」ことが可能となる。即ち、ユーザは、入口孔250内、或いは、出口孔260内を見ることができ、他の孔から覗くことも出来る。もし光が、見ること(viewing)のために受け入れ可能な非ＵＶ波長を持つならば、ハウジング210内からやって来る光または白熱(glow)を見ることが受け入れ可能であることが理解されるべきである。一般的に、入口250または出口260内を見るユーザは、ハウジング210内から放射された光または白熱に気づき得る。この光は、見ることが許される。一般的に、放射280が、ハウジング210の内部表面211を攻撃するときに、放射280は、そのＵＶスペクトラムからシフトされる。放射の波長は、ＵＶスペクトラムから、に適切な可視スペクトラム変化する。したがって、ハウジング210内から放射されたいかなる光も、見るのに適している。
やはり上述されたように、ハウジング210は、空気フロー内の微生物の削減を最適化するように設計される。微生物への放射280の効力は、そのような微生物が、放射280に曝される時間の長さに依存する。したがって、ランプ290は好ましくは、空気フローが最も遅いハウジング210内に配置される。好ましい実施例において、ランプ290は、線Ａ−Ａ(図５−Ａから図７参照)に沿ってハウジング210内に配置される。線Ａ−Ａは、空気フローに垂直な、ハウジング210の最も大きい幅および断面積(cross-sectional area)を規定する。ハウジング210は、空気がそこを通過するための固定された体積(volume)を生成する。作動時には、空気は、より小さな幅を持つ入口250、断面領域、に入り、次に、線Ａ−Ａに沿って動く。線Ａ−Ａに沿ったハウジング210の幅および断面領域が、入口250の幅および断面積より大きいので、空気フローは、入口250から線Ａ−Ａに減速される。ランプ290を、実質的に、線Ａ−Ａに沿って配置することによって、空気は、それが、ランプ290によって放射された放射280を通過するに際して、最も長いドエル時間(dwell time)を持つことになる。言い替えれば、空気内の微生物は、ランプ290を線Ａ−Ａに沿って配置することによって、可能な最も長い期間に亘って放射280に曝されることになる。しかしランプ290を、ハウジング210内の何処か、好ましくは電極アセンブリ220の上流、に配置させることは、本発明の視野内である。
【００１８】
殻(shell)またはハウジング270は実質的に、ランプ290を取り囲む。殻270は、光280が、直接、入口250または出口260に向かって輝くことを防ぐ。好ましい実施例において、ランプ290に面した殻270の内部表面は、非反射表面である。例示の目的のみにおいて、殻270の内部表面は、粗い表面、または、黒のような、暗く、非光沢のカラーに塗装されたもの、であり得る。図５−Ａ、５−Ｂに示されるように、ランプ290は、ハウジング210に平行な円形のチューブである。好ましい実施例において、ランプ290は、入口250と出口260を覆うフィン212と実質的に同じ長さか、或いはそれより短い。ランプ290は光280を、306°パターンで外側に放射する。殻270は、入口250および出口260に向かって直接放射される光280の一部をブロックする。図５−Ａおよび５−Ｂに示されるように、人がランプ290を見ることを可能とする入口250または出口260を通じた直接の可視ライン(direct line of sight)は存在しない。代替的に殻270は、放射を、空気流(air stream)内に反射するために、内部反射表面を持ち得る。
図５−Ａに示される実施例において、ランプ290は、ハウジング210の側部に沿って、入口250の近傍に配置される。空気が入口250を通過した後に、空気は直に、ランプ290によって放射された光280に暴露される。細長い「Ｕ」形状の殻270が、実質的に、ランプ290を取り囲む。殻270は、ランプ290をサポートし、電源に電気的に接続するための２つのマウント(mount)を持つ。
好ましい実施例において、図５−Ｂに示されるように、殻270は、２つの別個の表面を備える。壁274ａは、ランプ290と入口250の間に配置される。第１の壁274ａは、好ましくは、凹状の表面がランプ290に面する「Ｕ」形状である。壁274ａの凸状の表面は、好ましくは、非反射表面である。代替的に、壁274ａの凸状の表面は、光280を、空気フローを通じて外側に反射し得る。壁274ａは、除去可能な背面パネル224で統合的に形成される。背面パネル224が、ハウジング210から除去されるときに、壁274ａもまた除去され、殺菌ランプ290を暴露させる。殺菌ランプ290は、例として、寿命が尽きたときにランプ290を取り替えるために、容易にアクセス可能である。
図５−Ｂに示されるように、壁274ｂは、「Ｖ」形状である。壁274ｂは、ユーザが直接、出口260を通じて見ること、および、ランプ290から放射されたＵＶ放射を見るのを防ぐために、ランプ290と電極アセンブリ220の間に位置する。好ましい実施例において、壁274ｂもまた、非反射表面である。或いは、壁274ｂは、光280を反射させるために、反射表面であり得る。壁274ｂが、これに限定されないが、「Ｕ」形状または「Ｃ」形状のような他の形状を持つことは、本発明の視野の範囲内である。
殻270は、フィン272をも持ち得る。フィン272は、間隔を置かれ、このましくは、実質的に通過する空気に垂直である。一般的に、フィン272は、光280が、入口250および出口260に向かって直接輝くのを更に防ぐ。フィンは、黒または非反射表面を持つ。或いは、フィン272は、反射表面を持ち得る。反射表面を伴ったフィン272は、より多くの光280で、通過する空気の上を照らし得る。何故なら、光280は反復して反射され、黒表面によって吸収されないからである。殻270は、放射をフィン272に向け、通過する空気フローを照らすための、ランプ290から放射される光を最大化する。殻270およびフィン272は、ランプ290から放射された放射280を、実質的に垂直の方向において、ハウジング210を通過して移動する横断する空気フローに向ける。これは、放射280が、直接入口250および出口260に向かって放射されることを防ぐ。
【００１９】
＜図６＞
図６は、本装置200の更に別の実施例を示す。図６に示される実施例は、より小さく、より持ち運び容易で、空気輸送調整器のデスク・バージョンである。空気は、「ＩＮ」と印された矢印によって示されるように、入口250を通じてハウジング210に取りこまれる。この実施例における入口250は、各側(each side)に沿った、複数の(multiple)垂直スロット251を有する空気チャンバーである。この実施例において、スロットは、ハウジング210内への空気フローの方向に亘って分割される。スロット251は好ましくは、前に説明した実施例におけるフィン212と類似の距離だけ間隔があけられ、実質的に、空気チャンバーの側壁と同じ高さである。作動時において空気は、チャンバ250に入り、次に、スロット251を通じてチャンバー250から出ることによってハウジング210に入る。空気は、ハウジング210の内部壁211に接触し、引き続き、ハウジング210を通じて、出口260に移動する。チャンバーの背面壁253が、硬い壁なので、装置200は、殺菌ランプ290、電極アセンブリ220、および、出口260の間に位置する、単一の非反射ハウジング270を必要とするだけである。図６のハウジング270は、好ましくは、殺菌ランプ290に面した凸表面270ａを持つ「Ｕ」形状である。表面270ａは、光280を、ハウジング210の内部表面211に向け、通過空気フロー内への放射の排出(disbursement)を最大化する。表面270が、これに限定されないが、「Ｖ」形状表面のような他の形状を備えること、或いは、ランプ290に面した凹表面270ｂを持つことは、本発明の視野内にある。また、他の実施例において、ハウジング270は、放射を、空気流内に反射させるために、反射的表面を持ち得る。前の実施例と類似して、空気はランプ290を通過し、空気がハウジング210に入ると直に、そして電極アセンブリ220に達する前に、光280によって照らされる。
図５−Ａから６は、電極アセンブリ220の実施例を示す。電極アセンブリ220は、第１の電極アレイ230、および、第２の粒子コレクタ電極アレイ240(これは、好ましくは、殺菌ランプ290の下流に配置される)を備える。電極アレイ220の特定の構成は、以下に説明され、以下に説明されるいかなる電極アセンブリ構成も、図２−Ａから６に説明された装置において利用され得ることが理解されるべきである。イオンを生成し、空気が、第１のエミッタ電極アレイ230と第２のコレクタ電極アレイ240の間で電子運動的に流れるようにするのは、電極アセンブリ220である。図５−Ａから６に示される実施例において、第１のアレイ230は、２つのワイヤ形状の電極232を備える一方、第２のアレイ240は、３つの「Ｕ」形状の電極242を備える。各「Ｕ」形状の電極は、突出部(nose)および２つのトレーリング・サイド(trailing side)244を持つ。第１のアレイ230および第２のアレイ240が、以上述べられ、以下に記載される、他の形状を有する電極を含むことは、本発明の視野の範囲内である。
【００２０】
＜電子運動装置のための電子回路＞
＜図７＞
図７は、本発明の実施例による、電子運動装置200のための電子ブロック図を示す。装置200は、普通の電子的な壁ソケット内にプラグ・インし、普通の110ＶのＡＣを提供する、電子パワー・コードを持つ。電磁的インターフェース(ＥＭＩ)フィルタ110は、装置200内の種々の回路、例えば電子的バラスト(ballast)112、によって生成された高周波数を削減し、及び／又は、除去するために、入って来るノミナルの110ＶＡＣに亘って配置される。電子的バラスト112は、ランプ290を通じた電流の流れを調整(regulate)、または制御するために、殺菌ランプ290に電子的に接続される。ランプ290をターン・オンまたはオフするために、スイッチ218が用いられる。ＥＭＩフィルタ110および電子バラスト112のような電子的構成要素は、公知技術で良く知られており、更なる説明を必要としない。
ＤＣ電源114は、入って来るノミナルの110ＶのＡＣを受け取り、高電圧発生器170のための第１のＤＣ電圧(例えば160ＶのＤＣ)を出力するように設計される。第１のＤＣ電圧(例えば160ＶＤＣ)は、レジスタ・ネットワークを通じて、マイクロ・コントローラ・ユニット(ＭＣＵ)130が、損傷を受けること無しにモニターできる第２のＤＣ電圧(例えば約12ＶＤＣ)にステップ・ダウンもされる。ＭＣＵ130は、例えば、モトローラから入手可能な、Motorola 68HC908シリーズの、マイクロ・コントローラであり得る。本発明の実施例にしたがって、ＭＣＵ130は、ＡＣライン電圧がノミナルの110ＶＡＣ以上か以下かを判断し、ＡＣライン電圧の変化を検知するために、図７のＡＣ電圧検知信号を表示するステップ・ダウンされた電圧(例えば約12ＶＤＣ)をモニタする。例えば、もしノミナルの110ＶＡＣが、10％だけ増加して121ＶＡＣになるならば、ステップ・ダウンされたＤＣ電圧もまた10％増加する。ＭＣＵ130は、この増加を検知でき、次に、(高電圧発生器170に提供される)出力パワーが、ライン電圧が110ＶＡＣのときのものと同じとなることを維持するために、低電圧パルスのパルス幅、デューティー・サイクル、及び／又は、周波数を減少できる。逆に、ライン電圧が落ちたときに、ＭＣＵ130は、この減少を検知でき、一定の出力パワーを維持するために、適切に、低電圧パルスのパルス幅、デューティー・サイクル、及び／又は、周波数を増加させられる。本発明のそのような電圧調整機能は、同じユニット200が、米国内での電圧とは異なったノミナル電圧を持つ異なった国(例えば日本では、ノミナルのＡＣ電圧は100ＶＡＣである)で使用されることをも可能とする。
高電圧パルス発生器170は、第１の電極アレイ230と第２の電極アレイ240の間でカップルされて、アレイの間のポテンシャル差を提供する。各アレイは、一つあるいはそれ以上の電極を含み得る。高電圧パルス発生器170は、多くのやり方で実装され得る。ここに示される実施例においては、高電圧パルス発生器170は、電子的スイッチ126、セットアップ変圧器116、および、電圧倍増器118、を含む。セットアップ変圧器116の主要な側面は、ＤＣ電源から第１のＤＣ電圧(例えば160ＶＤＣ)を受け取ることである。電子スイッチは、(恐らく、20-25ＫＨｚの周波数の)低電圧パルスを、マイクロ・コントローラ・ユニット(ＭＣＵ)130から受け取る。そのようなスイッチは、絶縁されたゲート・バイポーラ・トランジスタ(ＩＧＢＴ)126として示される。ＩＧＢＴ126、または、他の適切なスイッチは、ＭＣＵ130からの低電圧パルスを、セットアップ変圧器116の入力巻線(winding)にカップルする。変圧器116の２次巻線は、高電圧パルスを、第１のおよび第２の電極アレイ230および240に出力する電圧倍増器118にカップルされる。一般的に、ＩＧＢＴ126は、電子的ｏｎ／ｏｆｆスイッチとして作動する。そのようなトランジスタは、周知技術中で良く知られており、更なる説明を必要としない。
駆動されると、発生器170は、ＤＣ電源114から低入力ＤＣ電圧(例えば160ＶＤＣ)を、そして、ＭＣＵ130から低電圧パルスを、受け取り、約20から25ＫＨｚの反復率を持つ、好ましくは少なくとも５ＫＶのピーク・ツー・ピークの高電圧パルスを生成する。好ましくは、電圧倍増器118は、約6から9ＫＶを、第１のアレイ230に、そして、約12から18ＫＶを第２のアレイ240に、出力する。電圧倍増器118が、これより大きい或いは小さい電圧を発生することは、本発明の視野の範囲内である。高電圧パルスは好ましくは、約10％から15％のデューティ・サイクルを持つが、100％デューティ・サイクルを含む他のデューティ・サイクルを持ち得る。
【００２１】
ＭＣＵ130は、制御ダイヤル214が、ＬＯＷ、ＭＥＤＩＵＭ、ＨＩＧＨ空気フロー設定に設定されているか否かの指示を受け取る。ＭＣＵ130は、制御ダイヤル214の設定に基づいて、スイッチ126に提供された低電圧パルス信号のパルス幅、デューティー・サイクル、及び／又は、周波数を制御することによって、装置200の空気フロー出力を制御する。空気フロー出力を増加させるために、ＭＣＵ130は、パルス幅、周波数、及び／又は、デュティー・サイクルを増加できる。逆に、空気フロー出力率を減らすために、ＭＣＵ130は、パルス幅、周波数、及び／又は、デューティー・サイクルを減少できる。実施例によって、(ＭＣＵ130から高電圧発生器170に提供された)低電圧パルス信号は、ＬＯＷ設定に対する固定されたパルス幅、周波数、および、デューティー・サイクル、ＭＥＤＩＵＭ設定に対する他の固定されたパルス幅、周波数、および、デューティー・サイクル、および、ＨＩＧＨ設定のための更なる、固定されたパルス幅、周波数、および、デューティー・サイクルを持ち得る。しかし、制御ダイヤル214の設定に依存して、上述の実施例は、(例えば、ＨＩＧＨ設定において)多すぎるオゾンを、或いは、(例えば、ＬＯＷ設定において)少なすぎる空気フロー出力を発生し得る。したがって、下記に示される、より優雅な解決法が望ましい。
本発明の実施例によって、ＭＣＵ130によって生成された低電圧パルス信号は、制御ダイヤル設定が、「high」空気フロー信号、及び／又は、「low」空気フロー信号の期間(durations)を指定することに伴って「high」空気フロー信号と「low」空気フロー信号の間で調整される。これは、制御ダイヤル214が、ＨＩＧＨ、ＭＥＤＩＵＭ、または、ＬＯＷに設定されているか否かに関わらず、オゾン生成を受け入れ可能なレベルに限定する一方、受け入れ可能な空気フロー出力を生成する。例えば、「high」空気フロー信号は、5マイクロ秒のパルス幅と40マイクロ秒の周期(即ち、12.5％のデューティー・サイクル)、および、「low」空気フロー信号は、4マイクロ秒のパルス幅と40マイクロ秒の周期(即ち、10％のデューティー・サイクル)を持ち得る。制御ダイヤル214が、ＨＩＧＨに設定される時に、ＭＣＵ130は、例えば、「high」空気フロー信号が2.0秒間出力され、次に「low」空気フロー信号が8.0秒間出力される状態で、「low」空気フローと「high」空気フロー信号の間を調整する(modulates)低電圧パルス信号を出力する。制御ダイヤル214が、ＭＥＤＩＵＭに設定されるときに、「low」空気フロー信号は、例えば、16秒に増加させられ得る(例えば、低電圧パルス信号は、2.0秒の間「high」空気フロー信号を含み、引き続き16秒間の「low」空気フロー信号を含むことになる)。制御ダイタル214が、ＬＯＷに設定されるときに、「low」空気フロー信号は更に、例えば、24秒に増加させられ得る(例えば、低電圧パルス信号は、2.0秒の間「high」空気フロー信号を含み、引き続き24秒間の「low」空気フロー信号を含むことになる)。
或いは、または追加的に、(変圧器116を駆動するために用いられる)低電圧パルス信号の周波数は、ＬＯＷ、ＭＥＤＩＵＭ、および、ＨＩＧＨ設定の間を区別するために調整され得る。
【００２２】
本発明の他の実施例によって、制御ダイヤル214がＨＩＧＨに設定されるときに、「high」および「low」空気フロー信号の間を調整される(modulate)ＭＣＵ130からの電気信号出力は、連続して、高電圧発生器170を駆動する。制御ダイヤル214が、ＭＥＤＩＵＭに設定されたときに、ＭＣＵ130からの電気信号出力は、所定の時間(例えば25秒)の間、高電圧発生器170を周期的に駆動し、次に、また所定の時間(例えば更に25秒)の間、ゼロ、或いは、より低い電圧に落とす。したがって、ダイヤル214が、ＭＥＤＩＵＭに設定されたときに、装置200を通じた全体的な空気フロー率は、制御ダイヤル214がＨＩＧＨに設定された時に比べて、より低い。制御ダイヤル214が、ＬＯＷに設定されたときに、ＭＣＵ130からの信号は、所定の時間(例えば25秒)の間、高電圧発生器170を周期的に駆動し、次に、より長い期間（例えば75秒）の間、ゼロ、または、より低い電圧に落とす。ＨＩＧＨ、ＭＥＤＩＵＭ、および、ＬＯＷ設定が、より長い、または、より短い期間の間、高電圧発生器170を駆動することは、本発明の視野と精神の範囲内である。
ＭＣＵ130は、上述のように、「high」空気フロー信号、および、「low」空気フロー信号を含む、低電圧パルス信号を、高電圧発生器170に提供する。例示の目的のためのみで、「high」空気フロー信号は、電圧倍増器118が、第１のアレイ230に９ＫＶを提供させるようにする一方、第２のアレイ240に18ＫＶが提供される。そして、「low」空気フロー信号は、電圧倍増器118が、第１のアレイ230に6ＫＶを提供するようにさせる一方、第２のアレイ240に12ＫＶが提供される。第１のアレイ230と第２のアレイ240の間の電位差は、装置200の実際の空気フロー出力率に比例的である。一般的に、「high」空気フロー信号によって、第１のおよび第２のアレイの間に、より大きな電位差が生成される。ＭＣＵ130と高電圧発生器170が、第１のおよび第２のアレイ230および240の間の他の電圧ポテンシャル差を生成することは、本発明の視野の範囲内である。高電圧パルス発生器170を含む種々の回路および構成要素は、例えば、ハウジング210内に載置された印刷回路ボードの上に製造されうる。ＭＣＵ130は、同じまたは異なった回路ボードの上に配置され得る。
上述のように、装置200は、ブースト・ボタン216を含む。本発明の実施例によって、ＭＣＵ130がブースト・ボタン216が押されたことを検知するときに、たとえ制御ダイヤル214がＬＯＷまたはＭＥＤＩＵＭに設定されていても、あたかも、制御ダイヤル214が所定の期間(例えば5分)だけＨＩＧＨ設定に設定されたかのように、ＭＣＵは、高電圧発生器170を駆動する(結果的に、ダイヤル214によって指定された設定をオーバーライドする)。これによって、装置200が、ブースト期間(たとえば、5分間)の間、最大空気フロー率で動作する。或いは、ＭＣＵ130は、高電圧発生器170が、ブースト期間の間、更に、オゾンおよび粒子捕獲率を増加させるように駆動出来る。たとえば、ＭＣＵ130は連続して、「high」空気フロー信号を、全体のブースト期間の間、高電圧発生器170に提供することによって、増加された量のオゾンを生成できる。増加されたオゾンの量は、部屋内の臭いを、装置200がＨＩＧＨに設定された場合より早く、削減させる。最大空気フロー率は、装置200の粒子捕獲率も増加させる。好ましい実施例において、ブースト・ボタン216の押下は、空気フロー率およびオゾン生成を、連続的に5分間増加させる。この期間は、より長い場合も、短い場合もありうる。プリセットされた期間(例えば分)の終了時において、装置200は、制御ダイヤル214によって以前に選択された空気フロー率に戻る。
ＭＣＵ130は、種々のタイミングおよびメインテナンス機能を提供できる。例えば、ＭＣＵ130は、装置200を清掃することへの助言(reminder)を提供する、クリーニング助言機能(例えば、2週間タイミング機能)(例えば、指示器219がアンバーに変わる、及び／又は、ブザー音またはビープ・ノイズを起こす可聴警報(不図示)をトリガすることによって)を提供できる。ＭＣＵ130は、アーク検知、抑圧および指示器(indicator)機能、および、連続するアーキングの場合に高電圧発生器170をシャットダウンする能力を提供することも可能である。これら及び他の特徴が更に、以下で説明される。
【００２３】
＜アーク検知および抑圧＞
＜図８＞
図８のフロー図は、第１の電極アレイ230と第２の電極アレイ240の間のアーキングを検知して抑圧する本発明の実施例を説明するために用いられる。工程は、ステップ802で開始される。これは、ファンクション・ダイヤルが、「ＯＦＦ」から、「ＯＮ」または「ＧＰ／ＯＮ」に、替えられたときであり得る。ステップ804において、制御ダイヤル214を用いて(ユーザによって)指定された空気フロー設定に基づいて、アーキング・スレッシュホールドが設定される。例えば、高スレッシュホールド、中間スレッシュホールド、および、低スレッシュホールドが存在し得る。本発明の実施例によって、これらのスレッシュホールドは、電流スレッシュホールドであるが、電圧スレッシュホールドのような、他のスレッシュホールドが使用されることが可能である。ステップ806において、アーク・カウントが初期化される。ステップ807において、サンプル・カウントが初期化される。
ステップ808において、電子運動システムと対応する電流が、周期的に(例えば、10msec毎に１回)サンプルされて、電流値の動作平均(running average)を生成する。本発明の実施例によって、ＭＣＵ130は、高電圧発生器170のＩＧＢＴ126のエミッタ(図７参照)において電流をサンプリングすることによってこのステップを実行する。動作平均電流値は、以前のサンプル数(例えば、以前の３つのサンプル)で、サンプルされた値を平均化することによって決定され得る。個々の値ではなくむしろ、平均を使用することの利点は、平均化は、フィルタリング(filtering out）の効果を持つことによって、偽アーキング検知を削減することである。しかし、代替的な実施例では、平均化は用いられない。
次のステップ810において、ステップ808で決定された平均電流値は、ステップ804で指定されたスレッシュホールド値と比較される。もし平均電流値が、スレッシュホールド値と等しい、或いは、それを越える、のでないならば(即ち、もしステップ810への答がＮＯならば)、次に、所定の期間(例えば、過去60秒に亘って)中に、スレッシュホールドが越えられなかったか否かの判断ステップ822が存在する。もし、ステップ822への答が、ＮＯならば(即ち、過去60秒中に、もしスレッシュホールドが、越えられたならば)、次に、フローは、示されるようにステップ808に戻る。もし、ステップ822への答がＹＥＳならば、次に、全ての過去のアーキングの原因はもはや現存しない、という仮定(assumption）が存在し、フローは、ステップ806に戻り、アーク・カウントおよびサンプル・カウントが双方とも、初期化される。ステップ810に戻って、もし、平均電流値がスレッシュホールドに達したならば、アーキングが検知されたことが仮定され(何故なら、アーキングは、電流の増大を引き起こすから)、ステップ812でサンプル・カウントが増加される。
サンプル・カウントは次に、ステップ814で、サンプル・カウント・スレッシュホールド(例えば、サンプル・カウント・スレッシュホールド＝30)と比較される。例えば、30のサンプル・カウント・スレッシュホールドを仮定して、そして、10msecのサンプル周波数を仮定して、次に、サンプル・カウント・スレッシュホールドと等しいサンプル・カウントが、300msecの蓄積されたアーキング時間に対応する(即ち、10msec＊30＝300msec)。もし、サンプル・カウントが、サンプル・カウント・スレッシュホールドに達していないならば(即ち、ステップ814への答がＮＯもしならば)、次に、フローは、ステップ808に戻る。もし、サンプル・カウントが、サンプル・カウント・スレッシュホールドと等しいならば、次に、ステップ816において、アーキングを引き起こした一時的な状態が、潜在的に無くなる(potentially go away)ことを可能とするために、ＭＣＵ130は、所定の期間(例えば80秒間)の間、高電圧発生器170を一時的にシャットダウンする(例えば、発生器170を駆動しないことによって)。例えば、一時的湿度が、アーキングを引き起こしたかもしれない。或いは、一時的に電極アレイ230と240の間に捕まった昆虫が、アーキングを引き起こしたかもしれない。ステップ818において、更にアーク・カウントが、増加させられる。
【００２４】
ステップ820において、アーク・カウントがアーク・カウント・スレッシュホールド(例えば、アーク・カウント・スレッシュホールド＝３)に達した（これは、受け入れ不可能な連続するアーキングを示す）か否かの判断が存在する。例えば、30のサンプル・カウント・スレッシュホールド、および、10msecのサンプル周波数、および、3のアーク・カウント・スレッシュホールドを仮定して、次に、アーク・カウント・スレッシュホールドと等しいアーク・カウントは、900msecの累積アーキング時間と対応する(即ち、3＊10msec＊30＝900msec)。もしカウントが、アーク・カウント・スレッシュホールドに達していないならば(即ち、もし、ステップ820への答がＮＯならば)、次に、フローは、ステップ807に戻る。このステップで、サンプル・カウントは、示されるように、ゼロにリセットされる。もし、アーク・カウントが、アーク・カウント・スレッシュホールドと等しいならば(即ち、ステップ820に対する答がＹＥＳなら)、次に、高電圧発生器170は、連続するアーキングが、装置200を損傷させること、または、過剰なオゾンを生成することを防ぐために、ステップ824において、シャット・ダウンされる。この時点において、ＭＣＵ130が、過負荷／清掃光219に、赤く点灯させることによって、ユーザに、装置200が「シャット・ダウン」されたことを通知する。この点で、用語「シャット・ダウン」は、ＭＣＵ130が、高電圧発生器170の駆動を停止し、それにより、装置200が、イオンおよびオゾンを含む空気フローの生成を停止することを意味する。しかし、「シャット・ダウン」の後でさえ、ＭＣＵ130は、続けて作動する。
ステップ824において、一旦装置200がシャット・ダウンすると、ＭＣＵ130は、装置200がリセットされるまでは、再度、高電圧発生器170を駆動しない。本発明の実施例によって、装置200は、それをオフして再度オンすることによって(例えば、ファンクション・ダイヤル218を、「ＯＦＦ」に回し、次に「ＯＮ」または「ＯＮ／ＧＰ」に回すことによって)リセットされ得る。これによって、ステップ806および807において、事実上カウンターが再初期化される。或いは、または、付加的に、装置200は、(恐らく、清掃のための)第２の電極アレイ240の除去によって、及び／又は、第２の電極アレイ240の取り替えによって、トリガされる、センサ、スイッチ、または、他のより小さな装置を含む。装置は、代替的にまたは追加的に、ロセット・ボタンまたはスイッチを含み得る。センサ、スイッチ、リセット・ボタン／スイッチ、或いは他の類似の装置は、第２の電極アレイ240の除去及び／又は取り替えについての信号を、ＭＣＵ130に提供し、これによって、ＭＣＵ130が、(ステップ806および807において)カウンタを再初期化し、高電圧発生器170を再度駆動する。
アーキングは、例えば、第１の電極アレイ230と第２の電極アレイ240の間に生成された炭素パス(carbon path)(例えば、装置200で捕獲された蛾または他の昆虫に起因する)によって発生しうる。第１の及び／又は第２の電極アレイ230および240が、装置200がリセットされる前に、適切に清掃されることを想定して、装置は、リセット後に正常に作動するはずである。しかし、もしアークを引き起こした状態(例えば、炭素パス)が、装置200がリセットされた後にも残存するならば、次に、図８を参照して説明された機能が、迅速にアーキングを検知し、装置200を再度シャット・ダウンする。
より一般的に、本発明の実施例は、一時的なアーク生成状態が潜在的に去ることを可能とするために、および、アーキングが、受け入れ不可能な期間続く場合に高電圧発生器170の連続的なシャット・ダウンを可能とするために、高電圧発生器170の一時的シャット・ダウンを提供する。これは、装置200が、一時的なアーク生成状態に引き続き、連続して、所望の(空気フローに加えて)イオンおよびオゾンの量を提供することを可能とする。これは、連続アーキングの場合の、安全なシャット・ダウンをも提供する。
【００２５】
本発明の代替的な実施例によって、ステップ816において、高電圧発生器170を、所定の期間だけ一時的にシャット・ダウンするのではなく、むしろ、パワーが一時的に下げられる。ＭＣＵ130は、高電圧発生器170を駆動するために、それが用いる信号を適切に調整することによって、これを達成できる。例えば、ＭＣＵ130は、スイッチ126に提供された低電圧パルス信号のパルス幅、デューティー・サイクル、及び／又は、周波数を、制御ダイヤル214の設定によって、低電圧パルス信号を指定されたレベルに戻す前に所定の期間だけ減少できる。これは、所定の期間において、アレイ230と240の間のポテンシャル差を削減する効果を持つ。
関連技術の当業者にとって、図８のフロー図内のステップのいくつかが、示される、全く同じ順序で実行される必要がないことは明白であろう。例えば、ステップ818と816の順序は、逆にされ得るか、或いは、これらのステップは、同時に実行され得る。しかし、類似技術の当業者にとって、いくつかのステップが、他のステップより前に実行されるべきこともまた明白であろう。これは、一定のステップが、他のステップの結果を用いるためである。ポイントは、ステップの順序が一般的に、あるステップが、他のステップの結果を用いる場合にだけ重要である、ということである。したがって、類似技術の当業者は、本発明の実施例が、図に示されたのと全く同じ順序に限定されるべきでないことを理解するであろう。したがって、関連技術の当業者は、本発明の実施例が、図に示されるステップのサブ・グループを用いて実行され得ることを理解するであろう。
本発明の実施例によって、ステップ808において、電子運動システムと対応する電流または電圧を周期的にサンプリングするのではなく、むしろ、ＭＣＵ130は、アーキングから起こる狭い過渡的スパイク(例えば、約1msecの期間)でさえ、検知されるように、電子運動システムと対応する電流または電圧を、より継続的にモニターまたはサンプルできる。そのような実施例において、ＭＣＵ130は、継続的に、アーク検知信号を、アーキング・スレッシュホールドと比較できる(ステップ810と類似)。例えば、アーク検知信号が、アーキング・スレッシュホールドに達するか、或いは、それを超えるときに、(例えば、ステップ812のように、カウントを増加することによって)ＭＣＵに、応答させるトリガリング・イベントが発生する。もし、所定の期間内に、アーキング・スレッシュホールドが、所定の回数を越えるならば(例えば、１回、２回、または３回、等)、ユニット200は、一時的にシャット・ダウンされる(ステップ810-816と類似)。もし、所定の期間の間アーキングが検知されないならば、アーキング・カウントは、リセットされ得る(ステップ822と類似)。したがって、図８のフロー・チャートは、(例えば、割り込みによって)これらの事象タイプのモニタリング実施例に適用される。
【００２６】
＜他の電極構成＞
実際には、ユニット200は部屋に配置され、適切な作動ポテンシャル、一般的に110ＶＡＣ、のソースに接続される。電圧印加されたイオン化ユニット200は、出口孔260を介して、イオン化された空気およびオゾンを放射する。部屋内の空気を新鮮にするイオンおよびオゾンとカップルされた空気フロー、およびオゾンは、有利に、一定の臭い、バクテリア、菌、等の非所望の効果を破壊または少なくとも削減する。空気フローは、ユニット内に意図的に移動する部分が存在しないという意味で、本当に電子運動的に生成される。(電極内で、いくらかの機械的振動が発生し得る。)
この種々の実施例において、電極アセンブリ220は、少なくとも１つの電極または伝導表面の第１のアレイ230を備え、更に、少なくとも１つの電極または伝導表面(conductive surface)の第２のアレイ240を備える。一つの実施例において、電気を伝導する、電極のための（一つあるいはそれ以上の）材料は、高電圧の応用からの腐食性の効果(corrosive effects)への耐性を持つが、更に、清掃される力に対しても十分強い。
ここに記載されるべき種々の電極アセブリにおいて、第１の電極アレイ230内の、一つあるいはそれ以上の電極232は、例えば、タングステンから製造され得る。タングステンは、清掃に耐えるために、十分丈夫で、イオン化による破損を遅らせるために高融点を持ち、効率的なイオン化を促進するように見える、強い外部表面を持つ。他方、第２の電極アレイ240内の一つあるいはそれ以上の電極242は、不所望のポイント・ツー・ポイントの放射を最小化するための、高度に研磨された外部表面を持ち得る。そのように、例えば、他の材料の中で、ステンレス綱及び／又は真鍮(brass)から、一つあるいはそれ以上の電極242は製造され得る。研磨された一つあるいはそれ以上の電極242の表面は、電極清掃の容易さを促進もする。
電極は、軽量であり得、製造容易で、大量生産が可能である。更に、ここに説明される電極は、より効率的なイオン化された空気、および、適切な量のオゾン(複数の図面で、Ｏ3として言及された)の生成を促進する。
装置200で使用するための種々の電極構成は、ここに、参考として取りこまれる、2002年2月12日に出願された、「Electro-Kinetic Air Transport-Conditioning Devices with an Upstream Electrode」なる名称の、米国特許出願番号10/074,082、および、上記の関連出願に説明される。
一つの実施例において、高電圧発生器170の正電極の出力端子は、第１の電極アレイ230にカップルされ、負の出力端子は、第２の電極アレイ240にカップルされる。このアレンジによって、放射されたイオンの全体としての極性は正である、例えば、負イオンより多くの正イオンが放射される、ことが分かる。このカップリング極性は、不所望の可聴電極振動またはハムを最小化することを含み、旨く作動することが発見された。しかし、正イオンの生成が、比較的静かな空気フローに繋がる一方、健康の見地からは、出力空気フローでは、正イオンでなく、不イオンが豊富であることが望まれる。いくつかの実施例において、高電圧パルス発生器170の１つのポート(例えば負ポートのような)が、実際に、周囲空気であり得ることが分かる。したがって、第２のアレイ内の電極は、ワイヤを用いて高電圧パルス発生器に接続される必要はない。それにも関わらず、第２のアレイ電極と、高電圧パルス発生器の１つの出力ポートの間に、この場合には、周囲空気を介して、「有効接続(effective connection)」が存在することになる。代替的に、高電圧パルス発生器170の負性の出力端子は、第１の電極アレイ230に接続され得、正の出力端子は、第２の電極アレイ240に接続され得る。いずれの実施例においても、高電圧発生器170は、第１の電極アレイ230と第２の電極アレイ240の間のポテンシャル差を産むことになる。
【００２７】
高電圧パルス発生器170からの電圧またはパルスが、第１のおよび第２の電極アレイ230および240を通じてカップルされるときに、第１のアレイ230の電極を囲んで、プラズマのようなフィールドが生成される。この電界が、第１のおよび第２の電極アレイの間の周囲空気をイオン化し、第２のアレイに向かって移動する「ＯＵＴ」空気フローを確立する。
オゾンおよびイオンは、本質的に、電極の第１のアレイまたは伝導性の表面にカップルされた発生器170からのポテンシャルの機能(function)によって、第１のアレイ電極230によって同時に生成される。オゾン発生は、第１のアレイにおけるポテンシャルを増加または減少させることによって、増加または減少され得る。反対の極性のポテンシャルを、第２のアレイ電極240にカップリングすることによって、第１のアレイで生成されたイオンの動作を大きく加速し、外への空気フローを生成する。イオンおよびイオン化された粒子が、第２のアレイに向けて移動するにつれて、イオンおよびイオン化された粒子が、空気分子を、第２のアレイに向かって押すか、或いは移動さあせる。この動作の相対速度は、例えば、第１のアレイにおけるポテンシャルに対する第２のアレイでのポテンシャルを減少させることによって増加させられ得る。
例えば、もし＋10ＫＶが、一つあるいはそれ以上の第１のアレイ電極に印加されたならば、そして、ポテンシャルが、一つあるいはそれ以上の第２のアレイ電極には印加されないならば、イオンの雲(cloud)(その合計電荷は正)が、第１のアレイに隣接して、形成されるであろう。更に、比較的高い10KVポテンシャルが、かなりのオゾンを生成するであろう。比較的負のポテンシャルを、一つあるいはそれ以上の第２のアレイ電極にカップリングすることによって、全体として放射されたイオンによって動く空気の塊(mass)の速度は、増加する。
他方、もし、同じ有効出力フロー(ＯＵＴ)速度を維持するが、より少ないオゾンを精製する、ことが望まれるならば、例示の10ＫＶポテンシャルは、（複数の）電極アレイ間に分割され得る。例えば、発生器170は、＋4ＫＶ(或いは他の分数)を、第１のアレイ電極、そして、−６ＫＶ(或いは他の分数)を、第２のアレイ電極に提供し得る。この例において、＋4ＫＶと＋６ＫＶが、接地(電極)から相対的に測定されたものであることが理解される。理解可能なように、ユニット200は、適切なオゾンの量を出力するように作動することが望ましい。したがって、１つの実施例において、第１のアレイ電極に印加された約＋４ＫＶ、および、第２のアレイ電極に印加された−６ＫＶで高電圧が分割される。
１つの実施例において、電極アセンブリ220は、ワイヤ形状の電極の第１のアレイ230、および、一般的に「Ｕ」形状の電極242の第２のアレイ240を備える。いくつかの実施例において、第１のアレイ230を備える電極の数Ｎ１は、第２のアレイ240を備える電極の数Ｎ２に比較して１だけ異なり得る。ここに示された多くの実施例において、Ｎ２＞Ｎ１である。しかし、もし所望されるなら、Ｎ１＞Ｎ２となるように、追加の第１の電極が、アレイの外側の端部で、追加され得る（例えば、４つの第２の電極に比較して５つの第１の電極）。
【００２８】
真鍮や他のシート金属が使用され得るが、コレクタ電極242が、ステンレス・スチールのようなシート金属(sheet metal)から形成され得るのに対し、以前に示されたように、第１の電極またはエミッタ電極232はタンブステン・ワイヤの長さで有り得る。シート金属は、側領域(side regions)および球根の鼻(bulbous nose)領域を画定して、例えば、中空の、細長い、「Ｕ」形状の電極、を形成するように容易に(readily)構成され得る。
１つの実施例において、第１のおよび第２のアレイ230と240の間に間隔が開けられた構成が、見出される(stagged)。各第１のアレイ電極232は、２つの第２のアレイ電極242から実質的に等距離で有り得る。この対称的スタガリング(staggering)は、効率的な電極配置であることが分かっている。スタガリング構造(geometry)は、隣接する電極または隣接電極が、一定の距離、それぞれＹ１およびＹ２、だけ間隔が開けられるという意味で、対称的でありうる。しかし、非対称構成もまた使用され得る。また、電極の数が、ここに示されるものと異なり得ることが理解される。
１つの実施例においてイオン化は、高電圧電極のファンクションとして起こる。例えば、ピーク・ツー・ピーク電圧を増加させるために、高電圧パルス発生器170からのパルスの振幅とデューティー・サイクルが、イオン化された空気の出力フロー内のオゾン・コンテント(content)を増大し得る。
１つの実施例において、第２の電極242は、出力負性イオンの生成を助けるために、足跡電極ポイント領域(trail electrode pointed region)を含み得る。１つの実施例において、電極の第２のアレイ242の電極は、「Ｕ」形状である。１つの実施例において、断面での「Ｌ」形状の電極(一つあるいはそれ以上の)の単一の組が、追加的に使用され得る。
一つの実施例において、電極アセンブリ220は、焦点電極(一つあるいはそれ以上の)を持つ。焦点電極(focus electrodes)は、装置に存在する強調された空気フローを生成し得る。焦点電極は、腐食しない材料から、あるいは、スチールとともに存在する酸化物から製造された鋭利なエッジを持たない形状を持ち得る。１つの実施例において、焦点電極の直径は、第１の電極の直径の１５倍大きい。焦点電極の直径は、焦点電極が、イオン生成表面として機能しないように選択され得る。１つの実施例において、焦点電極は電気的に、第１のアレイ230に接続される。焦点電極は、空気フローを粒子に向かって、第２の電極の追跡サイド(trailing sides)に向かって、導くために、空気フローを第２の電極に向かって導くことを助ける。
焦点電極は、空気フロー率における焦点電極の抵抗(resistance)を最小化するために、そこを貫いて延びる穴を持つ「Ｕ」または「Ｃ」形状であり得る。１つの実施例において、電極アセンブリ220は、ピン・リング(pin-ring)アセンブリを持つ。ピン・リング電極アセンブリは、ピン、コーン(cone)、または、三角形状の、第１の電極、および、第１の電極の下流側の、リング形状の(開口部を持つ）第２の電極を含む。
【００２９】
本システムは、追加のダウンストリーム追跡電極(downstream trailing electrode)を使用できる。追跡電極は、空気フローと干渉しないために、空気力学的に円滑でありうる。追跡電極は、空気フロー内の、正に荷電された粒子を削減するための負性の電荷を持ち得る。追跡電極はまた、フローティング(floating)か、或いは、接地され得る。追跡電極は、正に荷電された粒子を収集するための、第２の表面として作動し得る。追跡電極はまた、第２の電極242に向かって荷電された粒子を反射し得る。追跡電極はまた、少量の負性のイオンを、空気フローに放射して、第１の電極232によって放射された正イオンを中和しうる。
アセンブリは、第２の電極242の間に配置された隙間（interstitial）電極をも使用しうる。間隙電極は、フロートされるか、或いは、接地され得るか、或いは、第１の電極電圧の一部のように、正の高電圧に設定され得る。間隙電極は、粒子を第２の電極に向かって偏向させ得る。
第１の電極232は、第１の電極アレイ230によって放射されたイオンの量を増加させるために、ゆるく(slack)、よじれて(kinked)、または、コイル状に(coiled)され得る。上述の電極構成の全てについての追加的な詳細は、ここに参照として取りこまれる、上述の出願において提供される。
本発明の好ましい実施例の、これまでの説明は、説明および記述の目的のために提供されてきた。本発明を、開示された正確な形式に排他する、または限定することは意図されない。多くの修正と変更が、関連技術の技術者にとって明白であろう。修正および変更は、添付の請求項によって規定された本発明の主題と精神から離れること無しに、開示された実施例に対して為され得る。実施例は、本発明およびその実際の応用の原理を最も旨く説明し、当業者が本発明、種々の実施例、および、考慮された特定の使用に適した種々の修正、を理解するのを可能とするために、選択され説明された。本発明の視野は、添付の請求項およびそれらの均等物によって定義されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】先行技術にしたがって、イオン化された空気およびオゾンを出力する一般的な電子運動調整器(conditioner)装置を示す。
【図２−Ａ】本発明のためのハウジングの実施例の斜視図。
【図２−Ｂ】除去可能な、第２の電極のアレイを示す、図２−Ａに示される実施例の斜視図。
【図３−Ａ】基部の無い本発明の実施例の斜視図。
【図３−Ｂ】図３−Ａに示された本発明の実施例の上面図。
【図３−Ｃ】除去可能な第２の電極のアレイを示す、図３−Ａ、３−Ｂに示された実施例の部分斜視図。
【図３−Ｄ】基部を含む、図３−Ａの本発明の実施例の側面図。
【図３−Ｅ】殺菌ランプを曝す除去可能な背面パネルを示す、図３−Ｄの実施例の斜視図。
【図４】本発明の他の実施例の斜視図。
【図５−Ａ】殺菌ランプの１つの構成を示す、本発明の実施例の上面・部分断面図。
【図５−Ｂ】殺菌ランプの他の構成を示す、本発明の他の実施例の上面・部分断面図。
【図６】本発明の更に別の実施例の上面・部分断面図。
【図７】本発明の回路の実施例の電子ブロック図。
【図８】アーキングを検知し、抑圧する、本発明の実施例を説明するために使用されるフロー図。
【符号の説明】
【００３１】
10  電子運動装置
20  ハウジング
30  空気入力
40  空気出力
50  システム
60  第１の電極アレイ
70  １つの電極
80  第２の電極アレイ
90  １つの電極
95  高電圧発生器
【図１】
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【図２−Ａ】
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【図２−Ｂ】
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【図３−Ａ】
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【図３−Ｂ】
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【図３−Ｃ】
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【図３−Ｄ】
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【図３−Ｅ】
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【図４】
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【図５−Ａ】
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【図５−Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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