CN103418191A - 具有改进的效率的电加强型空气过滤 - Google Patents

Abstract

一种在包括纤维性过滤介质的电加强型空气净化系统中特别有用的过滤器组件。导电电极附接于所述纤维性过滤介质，以便所述导电电极与所述纤维性过滤介质在多个基本在同一平面上的位置物理接触。所述导电电极耦合到能够在操作中中和所述纤维性过滤介质上积累的待去除的电荷的电位，从而保持较高的效率。

Description

具有改进的效率的电加强型空气过滤

技术领域

本发明总体涉及电加强型空气过滤，更具体地说，涉及用于提高电加强型空气过滤效率的系统和方法，所述系统和方法同时可以避免产生电弧，并且可以使得由采用的机械过滤器的纤维上的电荷积累造成的聚集效率的损耗最小化。

背景技术

气体过滤，更具体地说空气过滤，被广泛用于包括汽车、家庭、办公建筑以及生产设备的各种应用。尽管过滤系统和过程可以用于净化生产环境、生产气体、燃烧气体等类似的应用，但在很多情况下，过滤系统被用于去除呼吸的空气中的污染物质，例如灰尘、微粒、微生物以及毒素等。

一种特殊的应用是用于建筑物内的供暖、通风和空调（HVAC）系统。HVAC系统包括使得空气从气源移动通过管道系统的电机和鼓风机，管道系统用于在整个建筑物空间内分配空气。气源可以是外部空气、来自建筑物内部的再循环的空气、或者外部空气和再循环的空气的混合气体。空调系统，例如热交换器，加湿器，减湿器等与管道系统设置在一列上，以便在供应的空气进入建筑物空间之前调节它的各项特性。空气过滤系统与管道系统设置在一列上，以便从空气中过滤掉在气流中出现的微粒和有机物。

机械过滤器包括支撑框架中所包含的扁平、或打褶的纤维垫。该过滤器是充分地多孔渗透的，以便允许空气流过过滤器。在操作过程中，当气流通过机械过滤器时，其捕获过滤纤维上的微粒和有机物。为了捕获较小的粒子，可增大纤维的密度以减少单个纤维之间的空间。单个纤维之间的空间越小，能够被捕获的粒子的尺寸就越小。可惜由于开口变小，因而对气流的阻力变大，因此当采用较高密度的纤维时，使空气通过过滤器所需要的能量大大增加。此外，由于纤维装载有被捕获的微粒，因而气流进一步受到限制。因此，高效的机械过滤对于许多应用来说是不实用的。另外，机械过滤器成为被捕获的细菌和其他有机物的滋生地。因此，机械过滤器实际上变成了污染源。

另一种类型的过滤机制采用具有较小的空气限制的摩擦静电技术来提高微粒的捕获效率。摩擦静电过滤利用了空气在某些类型的材料上移动产生摩擦，导致电荷转移（即，静电）而使得过滤器纤维表面带电这一事实。该表面电荷促使具有相反电荷的粒子附在过滤器纤维上。由于表面带电是由气流的摩擦产生的，因此静电过滤器是不需要外部加电的“自带电”型过滤器。因此，在不增加纤维密度的情况下，提高了粒子的捕获效率。尽管摩擦静电过滤是对纯机械过滤的改进，但是由过滤器上的空气运动而引起的电荷转移是相对较少的。另外，只是对于带有与过滤介质的电性相反的电荷的粒子来说，粒子的捕获效率提高了。对于电中性的粒子来说，过滤器的捕获效率与机械过滤器类似。另外，由于微粒物质在过滤器的纤维上聚集，因此由于阻止了气流与纤维的表面接触而降低了摩擦作用。

已经发展了利用内嵌的电场来提高过滤介质的捕获效率的驻极体过滤介质。当驻极体介质过滤器的纤维形成后，通过利用电场或其他的技术而使所述纤维带电或使其极化。这种带电方式采用与摩擦静电过滤器相同的方式提高了过滤器的初始捕获效率。然而，由于带有相反电荷的粒子在驻极体过滤介质上积累，因此原来固有的电荷被粒子电荷中和，并且过滤器的效率返回到纯机械过滤器的更典型的效率。

有源电加强型空气过滤基于与摩擦静电过滤器类似的原理工作，但是其利用外部施加的电而使得过滤介质极化，而不是利用自带电的静电效应。利用外部施加的电能够具有较高的电压和相应较高的聚集效率。较高的电压要求一些元件之间具有较大的间隔，以避免产生电弧，这使得早期的部件对于一些应用来说体积太大。另外，降低了效率并且产生臭氧的电弧问题使得早期的电加强型过滤器受到批评，并且早期的电加强型过滤器在去除空气中各种尺寸的微粒方面能力有限。然而，近年来引进了几种改进的设计。例如，转让给作为本发明的受让人的斯特奈尔空气公司的美国第5,549,735号专利和第5,593,476号专利，描述了电加强型纤维性的空气过滤器，其将极化的过滤介质与上游的预充电系统结合使用，在微粒到达极化的过滤介质之前使其带电。该系统利用了在控制电弧的同时产生穿过过滤介质的较高的极化电场的电极排列。

为了使在电加强型空气过滤器中使用的过滤介质极化，所述介质必须是基本绝缘的。然而，在操作中，绝缘的介质往往积累纤维的电荷，从而导致粒子的移动效率降低。随着时间的流逝，由于来自聚集的粒子的电荷在带有反向电荷的纤维点处积累，因此该电荷积累防止了引入的其他的带电粒子被吸引到这些聚集点。事实上，该积累的电荷会排斥引入的粒子而使其离开纤维。此外，在利用阴极电离而使粒子预先带电的电加强型空气过滤器中，过滤器捕获的任何病原体都会受到电子和带有负电荷的粒子的轰击，从而最终导致有机物的细胞壁破裂以杀死病原体。认为纤维上的电荷积累会排斥电子而使其远离有机物，因此所述有机物不会接纳用于杀死它的药物。

在授权给Jaisinghani等人的美国第4,940,470号专利和第5,403,383号专利中描述了另一种电加强型空气过滤系统。这些设计提出了这样一种结构，其中，将高压极化的电极放置在过滤器的上游时，接地电极接近或者接触过滤介质。在这些设计中，接地电极参与使过滤介质极化的电场的应用。在某些实施例中，接地电极与过滤介质物理接触。然而，这些专利和专利申请没有教导接地电极应当配置成传导积累的电荷使其远离过滤介质。由于接地电极用于电场的成形，因此认为过滤介质的整个下游表面是基本导电的、因而过滤器的全部表面具有相似的电位是很重要的。然而，已经发现这种结构在打褶的过滤器设计中会促使产生电弧，因为通过所述褶，接地电极和上游的电离电极之间的距离是变化的。另外，过滤器表面和接地电极之间的连续接触使气流受到干扰。

Leiser的、已公开的美国专利申请20020152890A1，通过建议只对过滤介质的下游侧的一部分应用导电涂层，以减少电弧的出现，从而对Jaisinghani等人的方案进行了改进。尽管意识到了电弧问题，但是，Leiser的申请仍然仅仅依赖接地电极以利用电场从而使过滤器纤维极化。重要的是，Leiser的申请没有意识到随着时间的流逝，在操作中过滤器纤维上的电荷积累会降低性能。另外，Leiser的申请，像Jaisinghani等人的专利一样，教导涂敷打褶的过滤介质的一部分，这样会导致接地电极与上游电离电极之间的距离不一致。因此，Leiser的申请针对电弧问题提供了一种不完善的方案，并且没有提高效率或者长期的性能。此外，涂覆在下游的褶上的导电涂层阻挡气流通过过滤介质的涂敷部分，从而降低了用于过滤粒子的有效面积。由于气流在打褶处被阻挡，因而改变了气流动力学，这样会使得打褶的形状变形，并且进而降低系统的效率。

电加强型空气过滤工业不断寻求在可制造性和成本方面的改进。尽管已经证实了电加强型空气过滤器具有优越的性能，但是机械过滤独有显著的原始成本优势，因为其设计简单并且具有相对较低的过滤器替换成本。许多电加强型空气过滤器设计包括专门形成的过滤介质，其中，给过滤介质增加了导电层、油漆、或者墨水，从而能够通过该介质建立电场。例如，Jaisinghani等人要求下游的过滤器表面具有导电层，而Leiser需要将导电漆用于过滤介质中以建立极化的电场。美国第5,549,735号专利和第5,593,476号专利中描述的电加强型空气过滤系统是著名的例外，它们教导了一种具有靠近但不必附着在过滤介质上的场电极的系统。尽管靠近的电极简化了过滤器的设计，但是已经发现靠近的电极设计会使得在过滤介质中积累电荷。本发明通过提供一种过滤器的设计而克服了现有系统的局限性，该过滤器的设计具有场电极与过滤介质接触的优点，从而解决了电荷的积累问题，同时还提供了与接近场电极有关的生产和成本优点。

鉴于以上所述，仍然需要用于生产和操作具有改进的效率的电加强型空气过滤器和空气过滤系统的系统和方法。更具体地，需要一种空气净化和过滤系统，该系统可以抵消操作过程中的电荷积累效应，从而在系统较长的使用寿命内提供较高的净化效率并且在某些结构中支持杀菌作用。还需要一种节约成本并且生产效率高的、适用于电加强型空气过滤器的过滤介质。

发明内容

简而言之，本发明提供了一种支持杀菌作用、具有提高的和长期的效率的电加强型纤维性空气过滤器。根据本发明的过滤器组件在包括纤维性过滤介质的电加强型空气净化系统中特别有用。导电电极附接于纤维性过滤介质，以便所述导电电极可以在多个基本在同一平面上的位置与纤维性过滤介质物理接触。所述导电电极被耦合到能够在操作中中和待去除的过滤介质上积累的电荷的电位，从而保持较高的效率。

另一个方面，本发明提供了一种用于通过提供纤维性的过滤介质并且将基本为平面的导电电极附接到所述纤维性的过滤介质，而制作过滤介质组件的方法。所述导电电极在多个位置与纤维性的过滤介质物理接触。在具体的实施例中，使纤维性过滤介质打褶，并利用胶珠（glue bead）来固定褶，其中，附接导电电极的操作包括利用所述胶珠来附接所述导电电极。

本发明还提供了用于去除空气中的微粒的方法。导引气流穿过过滤介质，并且建立通过过滤介质的基本均匀的电场。粒子被聚集在过滤介质上，从而将聚集的粒子中的电荷分配给所述过滤介质。利用物理地耦合到过滤介质的电极而进一步聚集来自过滤介质的聚集电荷。聚集的电荷被传导到电源、地面或者具有适当极性的电源。

附图说明

图1以方框图的形式图解说明了根据本发明的电加强型空气过滤系统内的功能部件；

图2是图解说明本发明的特定实施方案的元件的分解图；

图3是在组装的早期阶段的根据本发明的过滤器组件的一部分的立体图；

图4示出了在电极连接过程中，图3的过滤器组件；

图5图解说明了打褶的过滤器组件的一部分的剖视图；以及

图6a到图6c图解说明了两个带电的过滤器的正视平面图。

具体实施方式

根据具有改进的过滤器组件的电加强型空气过滤器，示出并描述了本发明，其中，所述过滤器能够在应用过滤器极化电场的同时，排除正常操作过程中在过滤介质上积累的电荷。所述过滤器组件包括打褶的过滤介质，其中，所述褶限定出多个下游的过滤器尖端。下游电极被附接于所述过滤器组件，以便在多个位置与下游的过滤器尖端物理接触，在所述位置，即使所述过滤介质是基本不导电的，所述接触也足以耗尽来自所述过滤介质的积累的表面电荷。

当所述下游电极耦合到系统的公共电位或者地电位时，在电加强型空气过滤器中，根据本发明的过滤器组件尤其有用。作为一种选择，所述下游电极耦合到电荷极性与过滤器中积累的电荷极性相反的电源。这些结构使得积累的电荷能够被去除或者被抵消，并且使得提高聚集效率的期望的带电状态得到补充。

所述电加强型空气过滤器进一步包括靠近所述过滤介质的上游电极。将电压源加在所述上游电极和下游电极之间，以便使过滤介质中的纤维和不带电的粒子极化。在特殊的实现中，所述上游电极覆盖有绝缘套。可选地，上游的预先带电部件在上游远离上游电极。电压源耦合到预先带电部件，从而使得上游预先带电部件附近的微粒电离。在具体的实现中，选择由预先带电部件提供的电荷的数量和极性，以抵消操作中带有相反电荷的微粒将电荷转移到上游电极时，上游电极上的电荷积累。

图1以方框图的形式图解说明了根据本发明的电加强型空气过滤系统内的功能部件。通常，将所述空气过滤系统的元件与传导气流的有限空间（例如管道，通风口，系统壳体以及类似的装置）设置在一列上。在图1中，壁101代表任何一种可用于导引气流通过各种电子过滤器元件的结构。壁101被示出为与其他的过滤器元件物理地隔开，然而，系统通常被配置成防止围绕过滤器元件的边缘出现空气的旁路，以保证过滤基本上所有通过系统的气流。

用箭头表明图1中的气流方向。可以通过上游的鼓风机119或者可选地通过下游的真空的、自然的或者诱导的对流，高压存储以及类似的装置来产生气流。气流的速率可以是恒定的，也可以随时间变化以满足特殊应用的需要。在某些情况下，电加强型过滤器系统的效率可以随着气流的减少而提高。气流的速率可以由控制系统117来改变，以达到期望的粒子捕获效率。图1所示的系统的左侧被指定为所述“上游侧”或“源头侧”，而图1的右侧被指定为所述“下游侧”或“分配侧”。壁101可以由任何可用的材料构成，例如金属、塑料、木材、布、纸、合成材料以及类似的材料，该材料为特定的应用提供了适当的结构支撑，并且对于气流优选具有足够小的阻力。为了抑制预先带电部分的离子损失，暴露在气流中的壳体表面应当是未磨过的，并且优选为绝缘的。因此，当采用导电材料时，可以使导电材料衬有或者覆盖有绝缘材料。作为一种选择或补充，可以将适当的电位耦合到导电部分，从而进一步抑止或者抵制离子在预先带电部分和下游的元件之间移动。

所述气源中含有各种污染物103，例如灰尘，微生物，花粉，毒素，以及其他类型的粒子状的污染物。为了便于描述，而对微粒103进行了特别放大。粒子103的尺寸从几个微米到亚微米。粒子103可以天然地携带净电荷，但是，大多数粒子103是电中性的。气流通过预先带电部件107而被定向，所述预先带电部件107至少向某些粒子103传递电荷，以便形成带电粒子105。在特殊的实现中，预先带电部件107包括耦合到直流（DC）电压源的电晕放电点阵，例如，由高压电源115提供的范围为10K-50K伏的电压源。预先带电部件107上的直流电压以地面或者系统的公共点为基准。

除了带电粒子105之外，所述气流还包括未粘附于粒子上、由预先带电部件107产生的离子，在气源中出现的两种粒子的离子，以及具有来自除了预先带电部件107以外的某些源的粒子。这些电荷最终到达过滤介质111，并且用于中和过滤介质111中设计用来吸引粒子的电荷点。尽管本发明的描述重点是由粒子本身实现的电荷转移，但是应当理解，本发明用于去除所有的电荷源，其中所述电荷源会削弱电加强型过滤器捕获粒子的能力。

气流和带电粒子105被导向上游电极109。在特定的实施例中，上游电极109包括覆盖有绝缘套的导电栅或导电阵列。所述导电栅耦合到高压源115，以接收加载到预先带电部件107的相同极性的10K-50KV的直流电压。加载到上游电极的电压以下游电极113的电位为基准，而下游电极113的电位是系统的公共电位或地电位，或者耦合到与图1的实施方案中的上游电极109相比为相反极性的电荷源。上游电极109和下游电极113之间的电压差建立了使过滤介质111中的纤维极化的电场。极化纤维具有“带电点”（参考图6a到图6c示出和描述的）。这些电荷点往往吸引来自气流中的带电粒子和自由粒子的相反电荷。该电场也使得进入电场的不带电的粒子极化。

上游电极109上的绝缘套允许将相对较强的电场施加在上游电极109和下游电极113之间。通过增大上游电极109和下游电极113之间的电压差，和/或通过缩小上游电极109和下游电极113之间的间隔可以产生更强的电场。建立所述电场，通过调节加载的电压和间隔以具有较大的电场强度，从而使粒子的聚集效率最大化，但是，为了防止产生电弧，电场强度不应当超过上游电极上的绝缘材料的击穿点。所述电场可以是恒定的（即，直流电场），或者是可随时间变化的电场（例如，交流电场）。此外，可以通过控制系统117来自动地或者半自动地改变所述电场以补偿变化的环境条件。可以根据通常在电弧产生之前的电流增大来检测电弧本身，此时，对电弧出现前条件的检测会引起电场中的自动改变。

与上游电极109具有相同极性的带电粒子105将受到上游电极109的排斥，从而减少电极109上的粒子聚集。带有与绝缘的电极的极性相反的电荷的粒子将迁移到在绝缘电极前面（或上面）的区域。如果允许该过程继续下去，则电荷的累积会屏蔽所述上游电极109，从而降低通过过滤介质111的电场强度。但是，这些屏蔽电荷基本上被引入的带有相反电荷的粒子105和来自图1的实施方案中的预先带电部件107的其他离子中和，以降低造成场强和粒子聚集效率损耗的绝缘电极前面的电荷累积。

空气被导向过滤器组件111，该组件机械地以及电地捕获不带电的粒子（机械地）、电离的和极化的粒子、以及出现在空气中的其他的自由离子（例如，出现在气源中的离子或者由预先带电部件107产生的离子）。过滤器组件111被构建成向气流提供适当低的阻力并且防止出现旁路气流。在特定实施方案中，过滤器组件111是一次性的元件，其将在系统运行期间聚集粒子105，当过滤器组件111被丢弃或替换时，所述粒子也被处理掉。可选地，通过适当的清洗，可以重新使用过滤器组件111。

下游电极113与过滤器组件111的过滤介质（图2中的201）的下游表面附接接触。如图1所示，下游电极113耦合到系统的公共电位或者地电位，或者耦合到与下游电极和离子化的极性相反的电源。下游电极优选在多个位置与过滤介质201的下游表面接触，其中所述多个位置到由上游电极109限定出的表面的距离基本相等。所述距离相等的空间用于在下游电极113和上游电极109之间提供基本均匀的电场，以便为过滤介质提供相同的极化作用，从而在过滤介质的全部表面形成更均匀的粒子聚集/分布。由于所述电场将往往在下游电极113和上游电极109之间的最近的点击穿并产生电弧，因此等距离定位是一个重要的特征。

通过在过滤介质201最下游的位置将下游电极113耦合到过滤介质201，对于给定的几何结构可以实现最大的电场强度。极为优选的是，过滤介质201基本上是不导电的，从而不会改变电场或者缩短下游电极113和上游电极109之间的有效距离。

最重要的是，下游电极113也作为由于气流中的带电粒子和其他离子聚集，而在工作过程中在过滤介质201上积累的电荷的传导路径。注意到，由于电荷在过滤介质201中被捕获，因此取消或者中和了由施加的电场产生的相反极性的电荷的点的引力。如果允许该电荷中和过程继续下去，则会显著地降低过滤器的效率。施加的电场将根据聚集的粒子的电荷极性而吸引或者排斥该电荷。尽管极化纤维内的电荷不会迁移出所述纤维，但是如果提供到达接地或者到达相反电荷的路径，则粒子上的电荷可以沿着所述纤维的表面自由地迁移。由下游电极113提供所述传导路径，这使得任何电中性的电荷被耗尽，从而长期保持较高的效率。由于过滤介质201优选为非导电材料，因此期望下游电极113在过滤介质201的整个表面区域的多个位置与其接触，以便在过滤介质201上的任何位置与下游电极之间提供相对较短的传导路径。

图2示出了根据本发明的电加强型过滤器系统的特殊的实现的分解图。在图2的实施方案中，预先带电部件107通过由导电线框207构成的阵列来实现。元件207可以由任何导电材料构成，例如铁、铝、铜、合金以及类似的材料。多个电晕放电点（在图2中是不可见的）在线框207上形成，并且朝着下游电极113向下游延伸。除了应当暴露的电晕点之外，元件207可以覆盖有绝缘层。可选地，线框也可以具有向下游方向延伸的一个或多个电晕点。所述电晕点作为施加的电场的集中点，并且允许像所期望的那样，使由施加的电场导致的电离电晕放电局部化。可以提供任何数量和任何排列的电晕点，以满足特殊应用的需要。

在图2的实施方案中，上游电极109通过由导电线框209构成的阵列来实现。上游电极109可以由任何导电材料构成，例如铁、铝、铜、合金以及类似的材料。在特定的实施例中，上游电极109覆盖有绝缘层。

例如，过滤器111的组件包括例如由安装在低成本框架203中的过滤介质201构成的一次性过滤器组件。过滤介质201包括合成纤维或者天然纤维、纺织品或者编织的材料、泡沫、驻极体或带有静电荷的材料。过滤介质201也可以包括吸附剂、催化剂、和/或活性碳（颗粒，纤维，织物，以及模制的形状）。框架203通常由纸制品构成，例如硬纸板、或聚合材料。在特殊的实现中，过滤介质201形成为打褶的介质，其采用热硬化性的胶珠来保持所述的打褶的形状并提供结构的稳定性。这种类型的过滤介质可以从经Microshield授权产品名称的哥伦布工业公司获得。在折叠所述过滤介质之前施加所述胶珠，并且在施加点处将所述折叠部分彼此连接。

下游电极113由图2所示的屏、网状物或者展开的金属结构213构成。在特定实施例中，下游电极113基本为平面，并且由导电材料构成，例如铁、铝、铜、合金以及类似的材料。期望下游电极113具有最小的气流阻力的同时，与过滤介质201经常地、但不连续地接触。所述下游电极113不像上了漆的电极或者其他的导电材料那样与过滤介质紧密地连接，不管采用哪一种过滤介质，其都不会堵塞。

下游电极113除了提供极好的机制以聚集来自过滤介质201的电荷之外，其还提供机械的支撑，以便过滤介质201的褶在较高的气流下可以保持其形状。所述过滤介质与下游电极113之间的接触频率被设计为在过滤器褶的下游峰值的每线性英寸具有至少一个接触点。另外，下游电极113表面区域上的接触点基本上是均匀分布的。

打褶的过滤器存在的一个普遍的问题是，在较高的气流之下，所述褶往往会捕获空气并且像降落伞一样吹胀。这样会减小过滤介质的有效的表面面积，并且改变系统的气流动力学。根据本发明，下游电极113作为机械的支撑，以便在较高的气流负荷之下保持褶的尖端彼此对准。

采用例如图3和图4所示的热硬化性胶或者热熔化胶301将下游电极213附接于过滤介质201。胶301可以是不导电的，因为本发明主要根据在未粘合位置处过滤介质201和下游电极213之间的物理接触而提供必要的电连接。极为优选地采用不导电胶，因为导电胶会影响下游电极213和上游电极209之间的电场形状，从而减小在不产生电弧的情况下能够施加的电场的大小，并且导致所述电场的不利的变形和过滤器中不均匀的粒子聚集。为了便于说明和理解，仅示出了在图3和图4中的打褶的过滤介质201的一个侧面上的胶301，但是，通常是在两侧提供胶珠。

采用用以形成过滤介质201中的褶的多余的胶来附接所述下游电极213是非常方便的。通过在垂直于所述褶的方向延伸的、间隔几厘米的多个胶珠来形成并固定所述褶。形成褶的过程中剩余了一点突出到褶尖上方的多余的胶。在特定的实施方案中，通过将展开的金属下游电极213与打褶的过滤介质201接触，并且利用充足的热量再熔化在褶尖处突起的形成褶的胶来连接下游电极213。当形成褶的胶变软并熔化时，对所述展开的金属施加较小的压力便可以实现如图5所示的适当的物理接触。因此，可以将传统的过滤器元件转变成用于具有最小的难度和成本的电加强型空气过滤器中。可选的是，可以采用单独的胶合操作来附接所述下游电极。在任何一种实现中，制造根据本发明的系统能够采用作为标准部件由过滤器转换器提供的多种形状和尺寸的过滤器，从而避免与特殊的处理和类似的因素有关的费用。

图6a至图6c示出了极化纤维601如何捕获带电的灰尘粒子105和605。通过阴极侧上游的阳极侧纵向地使纤维601带电。在图6a中，用“＋”号和“－”号来表明纤维601上的粒子聚集点602。纤维601拥有由其表面面积、材料成分以及类似的因素所决定的有限数量的电荷。因此，在纤维601上存在有限数量的粒子聚集点602。

粒子605由于带有负电荷而被吸引到纤维601的阳极（上游）侧。带有正电荷的粒子606被吸引到纤维601的阴极（下游）侧。因此，所述系统沿着所述纤维601的表面，聚集了所有带电的、非带电的、或者极化状态的粒子。由于本文中所描述的本发明的特殊的实现主要采用了带有负电荷的粒子605，因此在操作中带有正电荷的聚集点602是特别重要的。如图6b所示，一旦被捕获的粒子605/606中和了限定出聚集点602的电荷，那么对于进一步电加强型聚集来说，聚集点602就不再是可利用的或者有用的了。

如图6b所示，当粒子605和606与纤维601接触时，其电荷中和或者掩盖了纤维601中的电荷，从而粒子聚集点602成为纯中性的。不管所述过滤器纤维601是由于外部施加的电场而带电、摩擦起电、还是像采用驻极体过滤介质的情况那样具有永久的偏压，这种中和作用都会出现。尽管粒子605所带的纯负电荷会与粒子606所带的纯正电荷抵消，但是带有正电荷的粒子606是非常稀少的，因而在所述过滤器纤维中积累了电荷的不平衡。这种电荷的聚集有效地降低了纤维601吸引更多带电粒子605的能力。

但是，可以通过去除已积累的电荷而回复或者更新被中和的电荷聚集点602。通过将纤维601耦合到如图6c所示的地电位或者公共电位，可以使电子沿着纤维601的表面迁移，从而被下游电极213收集。因此，可以破坏纤维601的电荷平衡，从而使聚集点602恢复到期望的带电状态。此外，在有源电加强型过滤器中，可以通过所施加的电场而使得被捕获的粒子极化，在这种情况下，被捕获的粒子实际上可以用于进一步捕获粒子。因此，可以在所述过滤器元件的整个寿命内保持用于提高过滤器效率的期望的带电状态。当然，在某种程度上，所述过滤介质201由于捕获了太多的粒子，因此应当替换或者清洗，但是，即使在过滤器组件的使用寿命后期，根据本发明的电加强也会继续发挥作用。

尽管对本发明的说明和描述具有一定程度的特定性，但是可以理解，在此仅以示例的方式公开了本发明，并且本领域的技术人员可以在组件的合并和配置方面进行各种改变，而不背离如下文所要求的本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种空气过滤系统，包括：

鼓风机；

纤维性过滤介质；

附接于所述纤维性过滤介质的导电电极，其中，所述导电电极与所述纤维性过滤介质在分布于所述过滤介质整个表面的、多个基本在同一平面上的位置物理接触；以及

使所述导电电极与电压源耦合的电连接。

2.如权利要求1所述的空气过滤系统，其中，所述导电电极与所述纤维性过滤介质充分地物理接触，以便聚集到达所述纤维性过滤介质的电荷。

3.如权利要求1所述的空气过滤系统，进一步包括上游电极。

4.如权利要求1所述的空气过滤系统，进一步包括上游的预先带电部件。

5.如权利要求1所述的空气过滤系统，其中所述过滤介质是基本不导电的。

6.如权利要求1所述的空气过滤系统，其中所述导电电极基本是平的。

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