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CN106537702B - 在离子风机中的改善的丝状电极清洁 - Google Patents

在离子风机中的改善的丝状电极清洁 Download PDF

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CN106537702B CN201580039128.1A CN201580039128A CN106537702B CN 106537702 B CN106537702 B CN 106537702B CN 201580039128 A CN201580039128 A CN 201580039128A CN 106537702 B CN106537702 B CN 106537702B
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Abstract

公开一种用于从离子风机(10)中的电离丝(20)电极清除污染物副产物的方法和设备。公开的设备包括具有气体流动通道的壳体(30)、静止电离丝(20)和具有用于将所述静止电离丝(20)弹性支撑于所述通道内的支撑件(28)的可旋转框架(12)。所述电离丝(20)在对其施加电离信号时产生电荷载流子且具有形成污染物副产物层的表面。所述框架(12)被可旋转地安装，以使得当所述框架(12)旋转时，所述支撑件(28)通过物理和/或通过电方式从所述电离丝(20)的表面清除污染物副产物层。公开的方法包括将电离信号提供到所述电离丝(20)以由此产生电荷载流子，和相对于所述壳体(30)旋转所述框架(12)以由此从所述电离丝(20)清除污染物副产物。

Description

在离子风机中的改善的丝状电极清洁
发明背景
1.技术领域
本发明是针对清洁具有支撑于气流内的用于气流的电离的丝状电离电极的类型的离子风机的改善。因此，本发明的一般目标是提供此特性的新颖系统、方法和设备。
2.背景技术
静电荷中和器通常在施加到锐利尖端的电极或丝/细丝状电极的高电离电压上操作。理想地，这种中和器的操作应产生正离子和负离子的电平衡量的移动空气流，可将所述移动空气流被引向具有不合需要的待中和的静电荷的邻近物件。
以上指出的类型的电晕放电电离器包括离子风机。这些当中的一些实例包括由或已由加利福尼亚州(邮政编号94502)阿拉米达市的北环路1750号(1750North Loop Road,Alameda,CA 94502)的Simco-Ion公司提供的以下产品：minION2小型离子风机(minION2Compact Ionizing Blower)；台式风机型号6432e(Bench top Blower Model6432e)；离子风机型号6422e(Ionizing Blower Model 6422e)；目标离子化风机型号6202e(Ionizing Target Blower Model 6202e)；离子风机型号5822i(Ionizing Blower Model5822i)；微丝流线型杆电离器型号5710(μWire AeroIonizer Model 5710)。这些产品中的至少一些为以下专利的主题：(1)于2007年5月1日发布的题为“空气电离组件和方法(Air Ionization Module And Method)”的美国专利第7,212,393号；和(2)于2008年8月5日发布的题为“自清洁电离系统(Self-Cleaning Ionization System)”的美国专利第7,408,759号。这些美国专利在此被以引用的方式全部并入。
已知以上论述的类型的电晕电离器的离子产生效率由于与在电极尖端和电极丝处存在的高电压和高电流密度的使用相关联的不利效应而随时间降级。举例来说，在电极表面上的累积的锈蚀、氧化膜和/或颗粒污染是高电压电晕放电的直接结果。因包括以下事实的许多原因，离子产生与此类污染物副产物的累积反向相关：这些副产物使由普通材料形成的电极绝缘。随着离子产生减少，目标对象放电时间增加，直到降级的电极甚至不能用作实际物。并且，被污染的电极倾向于产生在一些应用中不可接受的臭氧和氧化氮。由于目前不存在电极单独可被替换的系统，因此替换降级的电极必定包括替换仍然有效地操作的其他风机组件。这是不必要的浪费且价格贵。虽然钛或硅电极的使用可减小如上论述的电极腐蚀/降级，但特殊的电极价格昂贵，不能使用在所有的应用中，且甚至其随着时间而降级。因此，腐蚀的电极的替换(有时在复杂的安装中)依然不能避免、仅可管理的频繁且昂贵的维护要求。
减少以上论述的维护的一个努力涉及周期性地清洁离子风机中的电离电极。此方法的限制在于，在可能发生发射极清洁时，必须中断正常的电离操作。结果，仅周期性地或相对不频繁地执行发射极清洁。自然地，这意味着电离电极几乎从未按峰值效率操作。此外，污染物累积和/或氧化膜可能且确实发展到其难以或不可能用已知的摩擦/物理方法/系统清洁的程度。
因此，电离电极寿命、清洁度、维护和/或替换的改善持续为合乎需要的。
发明内容
在一个形式中，本发明满足以上叙述的需求，且通过给气体电离器提供用于将未电离的气流转换成电离气流的至少一个可清洁的电离丝电极来克服相关技术的以上叙述的和其他的不足。可连续且同时地运行电离和清洁。所述电离器可具有壳体，所述壳体具有入口、出口和在入口和出口之间的通道，所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者可流过所述通道。所述电离丝电极可至少部分安置于所述通道内且相对于所述通道静止，且可响应于电离信号的提供产生电荷载流子以由此将所述未电离的气流转换成所述电离气流。自然地，所述电离丝将具有作为被用作电离电极的自然结果的随时间过去而形成污染物副产物层的表面。
所述电离器还可包括框架，所述框架至少部分安置于所述通道内，以使得所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者流过它。所述框架可具有多个支撑/清洁元件，用于支撑在至少大体垂直于所述未电离的气流的构造中的所述至少一个电离丝。另外，所述框架可被安装成使得所述支撑元件响应于所述框架和所述电离丝中的至少一个相对于彼此的旋转从所述电离丝的表面清除污染物副产物的绝缘层。在各种优选实施例中，这种旋转可为连续的或周期性的，且基于一个或多个所需要的因素(例如，使用时间、电离气流的离子平衡和/或电离丝的某一质量或其他参数)，这种旋转可为用户发起的或自动化的。
在一些实施例中，支撑元件可在框架的旋转期间和在电离丝响应于电离信号的提供产生电荷载流子时从电离丝的表面清除污染物副产物层。这可连续地或周期性地发生。另外，副产物层可为绝缘的，且支撑元件可相互电绝缘。如果是这样，那么可通过在框架的旋转期间和对电离丝提供电离信号期间在电绝缘的支撑元件与电离丝之间的微放电从电离丝的表面清除污染物副产物的绝缘层。
可对具有用于弹性支撑至少一个电离丝的框架的类型的气体电离设备执行根据本发明的清洁方法，所述至少一个电离丝响应于对电离丝提供电离信号产生电荷载流子和污染物副产物的绝缘层。此类方法可包括对电离丝提供电离信号以由此产生电荷载流子，和相对于电离丝旋转框架以由此从电离丝清除污染物副产物的绝缘层。在优选方法中，旋转的步骤可包括相对于电离丝连续旋转框架大于180度，以由此从电离丝清除污染物副产物。在其他优选方法中，将电离信号提供到电离丝的步骤连续地在电离丝上产生污染物副产物的累积绝缘层，所述旋转步骤进一步包括相对于电离丝连续旋转框架，且所述旋转步骤通过在框架的旋转期间和对电离丝提供电离信号期间在框架与电离丝之间的微放电连续清除污染物副产物绝缘层。
自然地，本发明的以上描述的方法特别好地适宜于供本发明的上述设备使用。类似地，本发明的设备将良好地适合于执行以上描述的本发明方法。
从以下优选实施例的详细描述，从权利要求书，且从附图，本发明的众多其他优势和特征将对所属领域的普通技术人员变得显而易见。
附图说明
以下将参看附图描述本发明的优选实施例，其中相似数字表示相似步骤和/或结构，且其中：
图1A到图1C分别是根据本发明的第一优选实施例的气体电离设备的部分侧视图、主视图和立体图；
图2A到图2C分别是根据本发明的第二优选实施例的气体电离设备的部分侧视图、主视图和立体图；
图3A到图3C分别是根据本发明的第三优选实施例的气体电离设备的部分侧视图、主视图和立体图；
图4A和图4B分别是根据本发明的第四优选实施例的气体电离设备的部分主视图和侧视图；
图5是根据本发明的第五优选实施例的气体电离设备的部分示意性侧视图；
图6是示出在常规气体电离器的延长的使用周期期间发生的放电时间变化的图表；
图7是示出在常规气体电离器的延长的使用周期期间发生的电离气流平衡变化的图表；以及
图8是示出在使用和不使用本发明的情况下在延长的使用周期期间发生的放电时间变化的图表。
具体实施方式
联合参看图1A到图1C，第一优选的气体电离风机10示出在部分侧视图、主视图和立体图中。如所展示的，电离器10可包括至少一个可清洁的电离丝状电极20，用于将未电离的气流在它沿下游方向流动时将其转换成电离气流。所述电离器可具有壳体30(部分示出为损坏的表面，且包括U形支架)，所述壳体具有入口、出口和在入口和出口之间的通道(未展示)，所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者可流过所述通道。壳体30可以是被并入的专利所展示和所描述的类型，和/或是以下关于图4B和图5所展示和所描述的类型。电离丝20可至少部分安置于所述通道内，且可响应于电离信号的提供而产生电荷载流子以由此将未电离的气流转换成电离气流。如通常情况下，作为被用作高压电晕电离器的自然结果，电离丝将具有随着时间过去而形成污染物副产物(锈蚀)的表面。
电离器10也可包括框架12，所述框架12可呈广泛的多种物理配置中的任一种且优选地由例如ABS塑料、陶瓷、胶木等的隔离/绝缘材料整体模制而成。框架12优选地包括大体圆形外环14、一个或多个刚性轮辐(或替代地，平叶片)16和限定旋转轴线的中心轴18，所述旋转轴线至少部分垂直于含有丝状电离体的平面且与气流的下游方向对齐。当将框架12安置于根据本发明的壳体通道内时，轴18优选地至少大体与通道同轴。框架12优选地至少部分安置于壳体通道内，以使得电离气流和未电离的气流中的至少一者流过由框架限定的开放空间。如同本文中所展示和描述的其他实施例，框架12优选地与机动化的风机扇(此图中未展示)轴向对准，所述机动化的风机扇的外径优选地至少大体等于环14的外径。将了解，此风机扇可按普通技术人员的需要定位于框架12的上游或下游。
在图2A到图2C和图4A到图4B中展示的最优选的环/叶片形式中，框架12'和框架12”'包括用于将电离气流更有效率地传递到作为目标的中和物件/区域的电离空气/气体流动准直仪。这是因为准直仪框架的多个叶片16'减少了从旋转的风扇叶片(例如，风扇叶片62)发出的空气流中固有的螺旋涡流。减少涡流接着又减少了当电离流从离子风机行进到目标时的离子再组合损失。已以经验的方式确定的是，具有六到八个准直仪叶片16'的框架提供在本发明的电离器中的充分准直。已确定，可以使用在电离丝电极上游或下游的准直仪达成有效的准直。
框架12可具有多个支撑元件28，用于支撑在至少大体垂直于轴18和电离气流的回路的构造中的电离丝20。这种支撑构件28优选地呈以下形式：对称性地且固定地附接在环14周围的多个(优选地，四个到八个)弯曲的/弧形的丝钩/丝导件(例如，U形或V形)。当抵靠元件28弹性地张紧时，电离电晕丝20优选地被配置为约3英寸到约6英寸的且张紧的相对大直径的开放回路发射极。电离电晕丝20可从广泛的多种已知材料(例如，100微米抛光的钨丝、100微米钛丝或100微米不锈钢丝)中的任何一种或多种制造。然而，这些丝的直径可在约20微米到约150微米的范围中，且其优选地在约60微米到约100微米之间。另外，也可使用类似强度的、柔性的和抗氧化性的任何丝材料。
如所展示的，电晕细丝20可终止于第一端22和第二端24处，且可由设置于端部22和24与壳体30之间的一个或多个弹簧32和34张紧(在约10克与约100克的范围内)。另外，在壳体30与所述丝端部中的至少一个之间可(选择地)使用至少一个可调整的张紧元件，以使得可将电离丝的张紧力调整到所需要的量(例如，在约40克与约60克之间的任何量)。端部22和24可包括环圈、带孔的终端元件，或准许端部快速地与弹簧32和/或34结合/与弹簧32和/或34脱离的任何其他功能上等效的结构，弹簧32和/或34又与设备壳体的所需要的部分结合。不管是否可调整，此配置提供当丝20最终到达它的使用寿命的末期时对其简单且快速的替换。
支撑导件/元件28可以是至少大体刚性且以例如不锈钢(其他抗氧化金属和金属合金)、导电性陶瓷、电介质、导电性塑料和/或半导体的广泛的各种已知材料中的任何一种或多种制造。优选的材料优选地比使用的电离细丝材料软，以使得两个元件之间的摩擦力不过早地使相对纤弱的电离细丝过快地磨损。如果支撑导件28是用导电性或半导性材料制造，那么电离系统可避免可能另外在丝20与支撑元件28之间的接触点处发生的集中势垒放电。由本文中论述的优选实施例提供的两个值得注意的改善(与已知的现有技术相比)为：(1)因本发明所致的最小丝接触点和优选的最小使用接触所述丝的绝缘材料而使由势垒放电产生的污染物被最小化，和(2)通过支撑件28与丝20之间的摩擦从电离丝被清除的污染物副产物在一个位置(在所述丝的两端附近)处被释放，且这准许它们的捕获和远处弃置(例如，用局部化的真空和/或过滤器布置)。
当使用半导性且尤其导电性支撑元件时，由于微放电实现了电离丝的静电清洁，且这独立于和附加于也在本文中所描述的物理清洁。在此情况下，支撑件优选地彼此静电隔离/绝缘且与框架的其余物静电隔离/绝缘。这发生是因为在电离丝产生电荷载流子期间，污染物副产物的绝缘层连续地累积。随着这种堆积使导电性支撑件不再与电离丝电连通/电接触。取而代之，它们与丝形成电容器，其中污染物层为电介质。当条件(例如，电离丝上的电压增大)变得正确时，电介质击穿引起支撑件与丝之间的微放电，且这破坏了放电点处的绝缘污染物层。伴随着高电压和频率AC电离电压且伴随着框架的慢旋转速度(例如，1转/分)，此效应可一秒钟发生数千次。所述效应由于使用多个支撑件被进一步增强，多个支撑件中的每一个可具有多个接触点(在图1A到图1C的配置中，存在具有10个接触点的六个支撑件)。如果支撑件包括丝刚毛，那么所述效应可甚至被进一步扩增，这是由于接触的刚毛中的每一个可提供微放电。净效应将通过微放电连续地(虽然可将此效应视为离散的，但它在框架的单个绕转期间如此经常地发生，使得其——对于实际用途来说——连续，且因此在本文中描述为连续)从电离丝的表面清除污染物副产物层。因为各种污染物层(例如，氧化钨)单独用物理方式不能被有效地清洁，所以这特别有利。这是因为与电离丝自身相比，污染物层相对不易损毁，并且试图通过以物理方式抵靠此类绝缘层(依赖于摩擦力)来将其刮掉将会由于丝自身的磨损而从根本上缩短电离丝的寿命。因此，本发明的最优选实施例由于相对温和的物理接触方式与微放电的非物理/电的方式的恒定组合而将电离丝保持于几乎理想的条件下。
作为可选特征，多个支撑/清洁元件28中的至少一个可包括可调整的且弹性张紧的元件，以使得电离丝的张紧可被调整到所需要的等级。确切地说，这种可调整地张紧电晕丝的构件20可包括安装于电离丝的至少一端与安装到壳体的螺纹螺钉之间的盘簧，以使得弹簧可通过旋转螺钉而偏置。这也准许电离丝的相对快速且简单的移除和替换。
由于电离丝发射极20悬挂于支撑元件28上，因此其环圈的大小和位置取决于支撑元件28的位置和配置。因此，元件28优选地被配置成使得丝20的平均丝环圈直径为De＝(Dmax+Dmin)/2，因此丝20位于来自风机扇的最大空气速度点处。这提供最佳的电离单元效率和到带电物件的最快的离子传递。如果环14的直径等于Dc且其接近于风机扇的直径，那么可将此条件表示为平均丝环圈直径与环直径的比率(De/Dc)。以上指出的各种参数优选地被选择为使得此比率在约0.5与约0.9之间。最优选地，此比率应在约0.6与约0.8之间。
另外，框架12优选地安装到壳体，以使得支撑元件28响应于框架12和电离丝20中的至少一者相对于彼此的移动而从电离丝20的表面清除积累的污染物副产物(锈蚀)。如在图1A到图1C中所展示的，电离丝20可相对于壳体30保持静止，且框架12可相对于丝20旋转。然而，这在普通技术人员的技能内：修改此优选实施例以使得框架12保持静止且电离丝20可移动。
在本文中论述的各种优选实施例中，基于一个或多个所需要的因素(例如，使用时间、电离气流的离子平衡和/或电离丝的某一质量)，这种旋转可以是用户发起的或是自动化的。另外，如果需要，旋转清洁可连续地(从而几乎完全避免污染物积累)、周期性地、在起动时和/或在需要的特定的任何时间发生。在除尘室环境中，当风机扇被“关断”或正以低速运转以防止来自电离单元的清洁产物(堆积的污染物)消散到电荷中和的目标时，优选地按周期性安排执行自动清洁。框架12的旋转可为单向或双向的，且可使用任何所需要的旋转量，包括小于360度、360度或大于360度的任何量。在至少180度的任一方向上的旋转是比已在现有技术中所建议或教示的更多的旋转。实际上，认为现有技术只教示了当没有电离信号施加到丝时的小程度的丝旋转。因此，完全未教示框架相对于静止区域的旋转。现有技术也未教示在将电离信号施加到丝状电极时的任一(任何)元件的旋转。框架12的旋转可手动地执行或由小的伺服电机(未展示)自动地执行。为了容易手动旋转框架，框架的至少一侧可选择地包括旋钮、把手、凹口或功能上等效的结构(其中无一者在本文中被展示)，以用于在旋转期间用户握紧。如本文中所指出，只要将电离信号提供到正被清洁的静止电离丝，最优选的框架旋转是单向、慢速且连续的。
由于支撑钩/导件28充当支撑和清洁元件，因此导件28在框架12的旋转期间从弹性张紧的电离丝20的表面轻轻地磨掉/刮擦掉累积的污染物副产物/锈蚀。所属领域的普通技术人员将了解，这种用于支撑/清洁的构件可以与被并入到支撑元件28的一个或多个清洁刷(未展示)结合。将了解，可通过改变施加到电离丝20的丝张紧力来调整清洁操作(或清洁力)的强度。当支撑元件28在一个方向上缓慢地移动时，它们输送/移动累积的副产物污染物，直到其从电离丝20掉落。这种效果可用于(例如，在除尘室环境中)收集和移除来自气流的流动路径的污染物。
现转到图2A到图2C，展示包括气体电离设备10'的本发明的第二优选实施例。图2A到图2C中展示的气体电离设备10'在结构和功能上与以上关于图1A到图1C描述的设备10基本相同，且除了在其与设备10不同的范围之外，将不重述其描述。
如图2A到图2C中所展示，框架12可包括径向布置于环14内的多个轮辐/平叶片16'。并且，支撑元件28'中的每一个可包括多线圈弹簧28'，其中电离丝20可被支撑于弹簧的邻近线圈之间以在清洁期间提供与丝发射极20的最大接触面积。通过这种用于支撑的弹簧型构件，丝张紧力应足够允许电离丝将自身楔入弹簧的一对邻近的线圈之间且朝向弹簧的内侧移动。以此方式，由于与多线圈弹簧28'的双重表面接触，将清洁丝的两侧。所属领域的那些普通技术人员将了解，这种用于支撑/清洁的构件可以与被并入到支撑元件28'的一个或多个清洁刷(未展示)结合。虽然支撑元件28'可对称性地且固定地附接于环14周围，但其优选地固定地附接到轮辐/叶片16'以相对于穿过其中的气流将丝20置放于最佳位置中。
现将主要焦点转到图3A到图3C，展示包括气体电离设备40的本发明的第三优选实施例。图3A到图3C中所展示的设备40在结构和功能上与以上关于图1A到图2C描述的设备10和10'基本相同，且除了在其与设备10和10'不同的范围之外，将不重述其描述。
如在图3A到图3C中所展示，根据第三实施例的气体电离设备可通过在单个框架的入口和出口两侧上支撑电离丝而包括单个风机型电离器的双倍电离容量。明确地说，此实施例几乎等同于图1A到图1C电离丝的实施例，除了用于支撑的角向偏移的第二构件28在第一实施例的用于支撑的第一构件28的对面固定地附接到框架12之外(角向偏移减小了各种支撑元件之间的电场交互)。因此，一组支撑元件28在面向壳体入口(此处未展示)的框架12的入口侧弹性地张紧第一丝20，且另一组支撑元件28在面向壳体出口(本文中未展示)的框架12的出口侧弹性地张紧第二丝20。以此方式，电离器的电离容量大大地增加，且支撑元件28将伴随着框架12的单个旋转移动同时从两个电离丝20清除污染物副产物。当两个丝20优选地由单个电离电源供电时，所属领域的普通技术人员将了解，可替代地使用分开的电源。另外，依据本文中的公开内容，将此实施例中的不同丝支撑布置进行组合是在一般技能范围内。举例来说，使用框架轮辐14'将准许在框架12'的一侧上使用图2A到图2C的多线圈弹簧28'，同时也准许在框架12'的相对侧上使用图1A到图1C的钩28。如果需要，可将第一和第二电离丝20配置成不同大小的环圈，以由此在流过其中的气流的电离期间呈现不同的离子密度模式。
现将主要焦点转到图4A到图4B，展示包括气体电离设备50的本发明的第四优选实施例。由于设备50在结构和功能上与以上关于图1A到图3C描述的设备10、10'和40实质上相同，因此，除了在其与设备10、10'和40不同的范围之外将不重述其描述。
图4A展示本发明的优选设备50的变体，其中，一个盘簧54将电离丝20的一端弹性地附接和张紧到壳体连接器56。另外，电离丝20的另一端用并入其中的应变仪(或其他常规等效的张力传感器)附接到可调整的张紧元件58。可以是元件58的一部分的应变仪可用以监测系统的若干方面的条件。举例来说，由应变仪检测到的总的张紧力缺乏可指示丝20已破坏。类似地，检测到的张紧力减小可指示丝20已拉伸，或支撑元件28可能已变得弯曲。检测到的动态和静态张紧力也可表明电离丝20的表面上的摩擦状况，例如，副产物污染物的累积，和/或丝20的腐蚀。
所属领域的技术人员将认识到，丝20可通过元件54、56和58有利地电耦合到电离信号源(例如，常规的高压电源——HVPS)。丝导件52帮助约束丝20的移动，以用于丝20与元件54、56和58的更可靠的对准/配合。
图4A的实施例的更完整图像展示于图4B中。如此处所展示，设备50的壳体30优选地包括气流入口侧(右边)和气流出口侧(左边)。有孔格栅64位于风机入口侧上，靠近且平行于电离丝20。有孔格栅64充当护手装置，且充当电离丝20的参考电极。有孔格栅66位于壳体出口处下游。它用作保护屏，且用作电离气流离子平衡传感器。如所展示，优选地用与轴杆18物理连通的小的、低功率的/低速的服务微电机(5伏DC)61实现框架12”'的自动旋转。电机18优选地与入口防护格栅64的中心对准。机动化的风机63设置于框架12”'的下游，且包括大体等于框架12”'的环14的直径的风扇62。
现转到图5，展示包括气体电离设备70的本发明的第五优选实施例。由于设备70在结构和功能上与以上关于图1A到图4B描述的设备10、10'、40和50基本相同，因此，除了在其与设备10、10'、40和50不同的范围之外，将不重述其描述。
如图5中所展示，气体电离设备70与较早先论述的实施例不同之处在于：(1)添加另一传感器/参考格栅65，(2)使用大体平坦的环14，(3)使用电机61'与轮轴18之间的可变机械连接，和(4)包括较大控制系统72和HVPS 74元件。HVPS 74可以是用于传递非常短持续时间的高压脉冲的常规微脉冲电源，因为这种电源以引起最小的累积发射极堆积和臭氧/氧化氮产生而被熟知。举例来说，微脉冲电源可与由加利福尼亚州(邮政编号94502)阿拉米达市北环路1750号的Simco-Ion公司制造和销售的目标离子化风机型号6202e(IonizingTarget Blower Model 6202e)使用的微脉冲电源相同或类似。
本发明的初步测试(在距CPM 12”处且以高风扇速度)展示其提供在范围0.9-1.5秒中的放电时间，这对于在范围(+/-)3–5伏中的“等静态(isostat)”平衡模式被认为是合理的。另外，如果电离系统在自平衡(“等静态”)模式中操作，那么可实现在范围+/-25伏(在一些情况下，+/-10伏)中的离子平衡。在此模式下，电离丝20和参考电极/格栅65都电容性地耦合到HVPS 74。为了更精确的离子平衡调整(例如，在约1伏与约3伏之间)，可使用有源离子平衡的闭合回路控制系统。在这种闭合回路控制系统中，电离信号源74、用于监测电离气流的至少一个传感器66和控制系统72通信地耦合在一起，以使得控制系统72可至少部分响应于监测的电离气流而改变提供到电离丝20的电离信号。
在使用中，所有以上公开的实施例以基本上相同的优选方式操作。开始时，控制系统72可通过经由应变仪58采样张紧力来针对静态和/或动态张紧力检查电离丝20的状态。静态张紧力/摩擦指示丝20和弹簧54的状况。如果丝张紧力正常，那么控制系统72可发动电机61'以旋转框架12/12'/12”/12”'，且继续测量电离丝20的动态张紧力/摩擦。此丝状态监测过程可开始或继续丝20的清洁过程。
如果两个张紧力都在可接受的范围内，那么系统可接通和监测风扇62。一旦风扇62达到规定速度，那么系统可接通HVPS 74。然后，系统可检查电离丝20与参考电极/栅格65之间的离子电流。同时，控制系统72可开始监测由传感器66产生的离子平衡信号。控制系统72将接着在闭合回路模式中调整HVPS 74以提供所需的正离子和负离子电流(或放电时间)和预设定的离子平衡电压。如果电离气流的离子平衡在预定范围以外，那么框架可相对于电离丝20自动旋转，以由此从电离丝清除污染物副产物。
在它们最一般的形式中，使用本发明的设备实施例的方法需要(1)将电离信号提供到电离丝以由此产生电荷载流子；和(2)相对于电离丝旋转框架以由此从电离丝清除污染物副产物的绝缘层。旋转的步骤包括相对于电离丝连续地旋转框架大于360度，以由此从电离丝清除污染物副产物。
在更特定的使用方法中，将电离信号提供到电离丝的步骤连续地在电离丝上产生绝缘污染物副产物的累积层，所述旋转步骤进一步包括相对于电离丝连续旋转框架，且所述旋转步骤通过在框架的旋转期间和在电离信号到电离丝的提供期间在框架与电离丝之间的微放电连续清除绝缘污染物副产物层。
与在图4A和图4B中公开的基本类似的离子风机性能测试结果展示于图6、图7和图8中。测试设备包括电荷板监测器(由纽约(邮政编号14094)洛克波特市胡桃街190号的“Trek Inc.”公司制造的型号156A)，所述电荷板监测器位于远离正被测试的本发明的离子风机6英寸距离处。图6是示出在无清洁的电离丝风机的延长的使用周期期间发生的放电时间变化的图表。如其中所展示的，离子风机的性能在几个月的过程中下降，如由以下事实所证明：花费逐渐更长的时间(约2.5倍长的时间)来对电荷板监测器上的受控制的正测试电荷和负测试电荷放电。如以上所论述，这至少大部分归因于由在延长的时间周期内使用的无清洁的电离丝上的碎屑和/或污染物的绝缘层的累积造成的逐渐减少的离子产生。
图7是示出在与关于图6论述的相同离子风机的相同使用周期期间发生的电离气流平衡变化的图表(再次，不使用本发明的清洁方法)。如其中所展示的，在电离丝上累积的污染物显著增大了平衡变化和偏移(高达-19伏)。
图8是示出在使用和不使用本发明的清洁操作的情况下在本发明的设备的缩短的使用周期期间发生的放电时间变化的图表。在整个测试周期期间，通过框架12的缓慢连续旋转(约1转/分)进行清洁操作，且清洁和电离同时进行。如在图8中清晰地展示，当使用本发明清洁电离丝时，与图6展示的结果相比，显著地改善正极和负极放电时间。具体地说，如果我们比较图6和图8上的日期，我们将看出清洁操作将放电时间返回到原始数据点。这表明本发明的电离器清洁方法和结构在将电离效率恢复到靠近或等于新电离丝的理想条件的级别时一致地有效。该数据表明，可通过电离丝中支撑的框架相对于丝和/或壳体的连续且缓慢的旋转(假定应用环境准许这种操作)来达成最大效率。
虽然已关于目前被视为最实际和最优选的实施例的内容来描述本发明，但应理解，本发明不限于公开的实施例，而是旨在涵盖包括于随附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效布置。举例来说，关于以上描述，应认识到，针对本发明的部分的最佳尺寸关系(包括大小、材料、形状、形式、功能和操作方法、组装和使用上的变化)易于对所属领域的技术人员来说被视为显而易见，且与在附图中说明和在说明书中描述的内容的所有等效关系旨在由随附权利要求书涵盖。因此，前述内容被视为本发明的原理的说明性而非详尽的描述。
不同于在操作实例中或以其他方式指示的情况，涉及在说明书和权利要求书中使用的成份、反应条件等的量的所有数目或表述应理解为在所有例子中由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则在以下说明书和所附权利要求书中阐述的数字参数为近似值，其可根据本发明想要获得的所需要的性质而变化。最起码，且不作为限制将等效内容的教义应用于权利要求书的范围的尝试，每一数字参数应至少依据报告的有效数字的数目且通过应用普通的舍入技术来解释。
虽然在本发明的宽泛范围中阐述的数字范围和参数为近似值，但尽可能精确地报告在具体实例中阐述的数字值。然而，任何数字值固有地含有必定从在其相应的测试测量结果中发现的标准偏差产生的某些误差。
并且，应理解，本文中列举的任一数字范围旨在包括其中包含的所有子范围。举例来说，“1到10”的范围旨在包括在列举的最小值1与列举的最大值10之间且包括列举的最小值1和列举的最大值10的所有子范围；即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。因为所公开的数字范围是连续的，所以其包括在最小值与最大值之间的每一值。除非另有明确地指示，否则在此申请中指定的各种数字范围是近似值。
为了下文描述的目的，术语“上部”、“下部”、“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“顶部”、“底部”和其衍生词当其在绘制的图中定向时应与本发明有关。然而，应理解，本发明可呈现各种替代变化和步骤序列，除了有明确相反的指定的情况之外。还应理解，在附图中说明和在以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是本发明的示例性实施例。因此，与本文中公开的实施例有关的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制性。

Claims (67)

1.一种与提供电离信号的电源一起使用的气体电离设备，所述设备将在下游方向上流动的未电离的气流转换成电离气流，所述设备包括：
壳体，所述壳体具有入口、出口以及在所述入口和所述出口之间的通道，所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者流过所述通道；
至少一个电离丝状电极，所述至少一个电离丝状电极至少部分地安置于所述通道内且相对于所述通道静止，所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子，以由此将所述未电离的气流转换成所述电离气流，所述电离丝具有响应于所述电离信号的提供而形成污染物副产物的表面；以及
框架，所述框架至少部分地安置于所述通道内以用于旋转，从而使得所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者流过所述框架，所述框架具有多个支撑元件，所述多个支撑元件用于支撑在至少大体上垂直于所述未电离的气流的构造中的所述至少一个电离丝，所述框架被可旋转地安装，从而使得在所述框架的所述支撑元件的每一个在单一方向上旋转至少180度期间所述支撑元件从所述电离丝的所述表面清除所述污染物副产物。
2.根据权利要求1所述的气体电离设备，其中所述通道限定通道轴线，其中所述框架被可旋转地安装以围绕所述通道轴线旋转，并且其中在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述框架围绕所述通道轴线连续地旋转超过360度。
3.根据权利要求2所述的气体电离设备，其中在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述框架围绕所述通道轴线连续地旋转，并且其中所述框架包括具有多个叶片的电离气体流动准直仪。
4.根据权利要求1所述的气体电离设备，其中所述框架包括面向所述壳体的所述入口的入口侧和面向所述壳体的所述出口的出口侧，其中所述至少一个电离丝被支撑在所述框架的所述入口侧上且相对于所述通道静止，并且其中所述设备进一步包括至少一个其他电离丝状电极，所述至少一个其他电离丝状电极被多个支撑元件支撑在所述框架的所述出口侧上且相对于所述通道静止，从而使得当所述框架旋转时，所述支撑元件同时从所述至少一个其他电离丝状电极以及所述至少一个电离丝两者清除污染物副产物。
5.根据权利要求1所述的气体电离设备，其中所述电离丝包括环圈，所述环圈弹性张紧地抵靠所述多个支撑元件中的不止一个支撑元件，并且所述支撑元件在所述框架的旋转期间物理抵靠所述污染物副产物的层，从而在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述支撑元件从所述电离丝的所述表面清除污染物副产物。
6.根据权利要求5所述的气体电离设备，其中所述多个支撑元件中的每一个包括至少大体刚性的弯曲钩，并且其中所述电离丝的张紧力在约30克与约100克之间。
7.根据权利要求5所述的气体电离设备，其中所述设备进一步包括至少一个弹性张紧元件，其中所述电离丝进一步包括第一端和第二端，并且其中所述第一端和所述第二端通过所述至少一个弹性张紧元件被可移除地安装到所述壳体，以使得所述电离丝可由另一电离丝替换。
8.根据权利要求5所述的气体电离设备，其中所述设备进一步包括可调整的张紧元件，所述可调整的张紧元件用于将所述电离丝弹性张紧，从而使得可将所述电离丝的张紧力可被调整为至少在约50克与约100克之间。
9.根据权利要求1所述的气体电离设备，其中所述至少一个支撑元件彼此电绝缘，其中所述污染物副产物的层是在由所述电离丝产生电荷载流子期间连续累积的绝缘层，并且其中在所述框架的旋转期间以及对所述电离丝提供所述电离信号期间通过在电绝缘的所述支撑元件与所述电离丝之间的微放电而从所述电离丝的所述表面连续清除污染物副产物的所述绝缘层。
10.一种与提供电离信号的电源一起使用的气体电离设备，所述气体电离设备将在下游方向上流动的未电离的气流转换成电离气流，所述设备包括：
壳体，所述壳体具有入口、出口以及在所述入口和所述出口之间的通道，所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者流过所述通道；
电离丝状电极，所述电离丝状电极至少部分地安置于所述通道内且相对于所述通道静止，所述电离丝状电极用于响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子，以由此将所述未电离的气流转换成所述电离气流，所述电离丝具有响应于对其提供所述电离信号而形成污染物副产物的层的表面；以及
框架，所述框架安置于所述通道内以用于旋转，从而使得所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者可流过所述框架，所述框架具有多个支撑元件，所述多个支撑元件用于弹性支撑所述电离丝，以使得在所述框架的所述支撑元件的每一个在单一方向上旋转至少180度期间所述多个支撑元件从所述电离丝的所述表面清除所述污染物副产物。
11.根据权利要求10所述的气体电离设备，其中所述通道限定通道轴线，其中所述框架被可旋转地安装以围绕所述通道轴线旋转，并且其中在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述框架围绕所述通道轴线连续地旋转超过360度。
12.根据权利要求11所述的气体电离设备，其中在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述框架围绕所述通道轴线连续地旋转，并且其中所述框架包括具有多个叶片的电离气体流动准直仪。
13.根据权利要求10所述的气体电离设备，其中所述框架进一步包括面向所述壳体的所述入口的入口侧和面向所述壳体的所述出口的出口侧，其中所述电离丝被支撑在所述框架的所述入口侧上且相对于所述通道静止，并且其中所述设备进一步包括至少一个其他电离丝状电极，所述至少一个其他电离丝状电极被所述多个支撑元件支撑在所述框架的所述出口侧上且相对于所述通道静止，从而使得当所述框架旋转时，所述多个支撑元件同时从所述电离丝以及所述至少一个其他电离丝状电极两者清除污染物副产物。
14.根据权利要求10所述的气体电离设备，其中所述电离丝包括弹性张紧地抵靠所述多个支撑元件的环圈，并且其中所述多个支撑元件在所述框架的旋转期间物理抵靠所述污染物副产物的所述层，从而在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述多个支撑元件从所述电离丝的所述表面清除所述污染物副产物。
15.根据权利要求10所述的气体电离设备，其中所述多个支撑元件包括至少大体刚性的多个弯曲钩，其中所述弯曲钩中的至少一个弯曲钩是导电的且与至少一个其他弯曲钩电绝缘，并且其中在所述框架的旋转期间和经由所述电离丝产生电荷载流子期间，通过在半导性和电绝缘的所述至少一个弯曲钩与所述电离丝之间的微放电而从所述电离丝的所述表面连续清除所述污染物副产物的所述层。
16.根据权利要求10所述的气体电离设备，其中所述设备进一步包括至少一个弹性张紧元件，其中所述电离丝进一步包括第一端和第二端，并且其中所述第一端和所述第二端通过所述至少一个弹性张紧元件可移除地安装到所述壳体，以使得所述电离丝可被移除且由另一电离丝替换。
17.根据权利要求10所述的气体电离设备，其中所述设备进一步包括用于将所述电离丝可调整地张紧到在约50克与约100克之间的弹性张紧元件。
18.根据权利要求10所述的气体电离设备，其中所述多个支撑元件中的至少一个支撑元件是导电的且与至少一个其他支撑元件电绝缘，其中所述污染物副产物的所述层是在所述电离丝产生电荷载流子期间连续累积的绝缘层，并且其中在所述框架的旋转期间和在由所述电离丝产生电荷载流子期间，通过在导电的且电绝缘的至少一个支撑元件与所述电离丝之间的微放电而从所述电离丝的所述表面连续清除所述污染物副产物的所述绝缘层。
19.根据权利要求1所述的气体电离设备，其中所述框架相对于所述电离丝在单一方向上连续旋转所述支撑元件。
20.一种清洁气体电离设备的方法，所述气体电离设备具有通道，电离气流和未电离的气流的至少一者可流经所述通道，所述设备还具有至少部分地安置于所述通道内的可旋转的框架以及至少一个静止的电离丝，所述方法包括：
使所述未电离的气流流过所述通道；
弹性地支撑在至少大体垂直于所述未电离的气流的流动的构造中的所述至少一个静止的电离丝，所述至少一个静止的电离丝至少部分地位于所述框架内、至少部分位于所述通道内且相对于所述通道静止；
将电离信号提供到所述电离丝，以由此产生将所述未电离的气流转换为所述电离气流的电荷载流子，并且在静止的所述电离丝的表面上产生污染物副产物的层；以及
相对于静止的所述电离丝在单一方向上旋转所述框架的多个支撑元件至少180度，以由此在所述框架旋转期间从静止的所述电离丝的所述表面清除所述污染物副产物的所述层，从而移除来自流动气流的所述污染物副产物。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述旋转步骤包括相对于所述电离丝在单一方向上连续旋转所述框架大于360度，以由此从所述电离丝的所述表面清除所述污染物副产物。
22.一种用于将在下游方向上流动的未电离的气流转换成电离气流的气体电离设备，所述设备包括：
壳体，所述壳体具有入口、出口以及在所述入口和所述出口之间的通道，所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者流过所述通道；
至少一个电离丝状电极，所述至少一个电离丝状电极至少部分地安置于所述通道内且相对于所述通道静止，所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子，以由此将所述未电离的气流转换成所述电离气流，所述电离丝具有响应于所述电离信号的提供而形成污染物副产物的层的表面；以及
框架，所述框架被定位为至少部分安置于所述通道内，以使得所述电离气流或所述未电离的气流中的至少一者流过所述框架，所述电离丝固定于所述框架的外周的外部处，所述框架具有多个支撑元件，所述多个支撑元件用于将所述至少一个电离丝支撑在围绕所述框架的所述外周的一部分的路径中并向所述电离丝施加张紧力，所述框架被配置用于在向所述电离丝施加所述张紧力时在第一旋转方向上围绕通道轴线进行完整的旋转，所述支撑元件被配置为在所述支撑元件通过所述框架的旋转而沿着所述电离丝移动时从所述电离丝机械地移除所述污染物副产物。
23.根据权利要求22所述的气体电离设备，其中所述通道限定所述通道轴线，其中所述框架被可旋转地安装以围绕所述通道轴线旋转，并且其中在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述框架围绕所述通道轴线连续地旋转大于180度。
24.根据权利要求23所述的气体电离设备，其中在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述框架围绕所述通道轴线连续地旋转，并且其中所述框架包括具有多个叶片的电离气体流动准直仪。
25.根据权利要求22所述的气体电离设备，其中所述框架包括面向所述壳体的所述入口的入口侧和面向所述壳体的所述出口的出口侧，其中所述至少一个电离丝被支撑在所述框架的所述入口侧上且相对于所述通道静止，并且其中所述设备进一步包括至少一个其他电离丝状电极，所述至少一个其他电离丝状电极被多个支撑元件支撑在所述框架的所述出口侧上且相对于所述通道静止，以使得当旋转所述框架时，所述支撑元件同时从所述至少一个电离丝以及所述至少一个其他电离丝状电极两者清除污染物副产物。
26.根据权利要求22所述的气体电离设备，其中所述电离丝包括环圈，所述环圈弹性张紧地抵靠所述多个支撑元件中的不止一个支撑元件，并且所述支撑元件在所述框架的旋转期间物理抵靠所述污染物副产物，从而在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述支撑元件从所述电离丝的所述表面清除污染物副产物。
27.根据权利要求26所述的气体电离设备，其中所述多个支撑元件中的每一个包括至少大体刚性的弯曲钩，并且其中所述电离丝的所述张紧力在约30克与约150克之间。
28.根据权利要求26所述的气体电离设备，其中所述设备进一步包括至少一个弹性张紧元件，其中所述电离丝进一步包括第一端和第二端，并且其中所述第一端和所述第二端通过所述至少一个弹性张紧元件被可移除地安装到所述壳体，以使得所述电离丝可被移除且由另一电离丝替换。
29.根据权利要求26所述的气体电离设备，其中所述设备进一步包括可调整的张紧元件，以使得可将所述电离丝的所述张紧力可被调整为至少在约50克与约100克之间。
30.根据权利要求22所述的气体电离设备，其中所述至少一个支撑元件是彼此电绝缘的，其中所述污染物副产物是在由所述电离丝产生电荷载流子期间连续累积的绝缘层，并且其中在所述框架的旋转期间和对所述电离丝提供所述电离信号期间，通过在电绝缘的所述支撑元件与所述电离丝之间的微放电而从所述电离丝的所述表面连续清除污染物副产物的所述绝缘层。
31.一种用于将在下游方向上流动的未电离的气流转换成电离气流的气体电离设备，所述设备包括：
壳体，所述壳体具有入口、出口以及在所述入口和所述出口之间的通道，所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者流过所述通道；
电离丝状电极，所述电离丝状电极至少部分地安置于所述通道内且相对于所述通道静止，所述电离丝状电极用于响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子，以由此将所述未电离的气流转换成所述电离气流，所述电离丝具有响应于对其提供所述电离信号而形成污染物副产物的表面；以及
框架，所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者可流过所述框架，所述电离丝固定于所述框架的外周的外部处，所述框架具有多个支撑元件，所述多个支撑元件用于将所述电离丝弹性地支撑在围绕所述框架的所述外周的一部分的路径中并向所述电离丝施加张紧力，所述框架被配置用于在向所述电离丝施加所述张紧力时在第一旋转方向上围绕通道轴线进行完整的旋转，所述支撑元件被配置为在所述支撑元件通过所述框架的旋转而沿着所述电离丝移动时从所述电离丝机械地移除所述污染物副产物。
32.根据权利要求31所述的气体电离设备，其中所述通道限定所述通道轴线，其中所述框架被可旋转地安装以围绕所述通道轴线旋转，并且其中在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述框架围绕所述通道轴线连续地旋转大于180度。
33.根据权利要求32所述的气体电离设备，其中在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述框架围绕所述通道轴线连续地旋转，并且其中所述框架包括具有多个叶片的电离气体流动准直仪。
34.根据权利要求31所述的气体电离设备，其中所述框架进一步包括面向所述壳体的所述入口的入口侧和面向所述壳体的所述出口的出口侧，其中所述电离丝被支撑在所述框架的所述入口侧上且相对于所述通道静止，并且其中所述设备进一步包括至少一个其他电离丝状电极，所述至少一个其他电离丝状电极由所述多个支撑元件支撑在所述框架的所述出口侧上且相对于所述通道静止，从而使得当所述框架旋转时，所述多个支撑元件同时从所述电离丝以及所述至少一个其他电离丝状电极两者清除所述污染物副产物。
35.根据权利要求31所述的气体电离设备，其中所述电离丝包括弹性张紧地抵靠所述多个支撑元件的环圈，并且其中所述多个支撑元件在所述框架的旋转期间物理抵靠所述污染物副产物，从而在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述多个支撑元件从所述电离丝的所述表面清除所述污染物副产物。
36.根据权利要求31所述的气体电离设备，其中所述多个支撑元件包括至少大体刚性的多个弯曲钩，并且其中所述电离丝的所述张紧力在约30克与约150克之间。
37.根据权利要求31所述的气体电离设备，其中所述设备进一步包括至少一个弹性张紧元件，其中所述电离丝进一步包括第一端和第二端，并且其中所述第一端和所述第二端通过所述至少一个弹性张紧元件可移除地安装到所述壳体，从而使得所述电离丝可被移除且由另一电离丝替换。
38.根据权利要求31所述的气体电离设备，其中所述多个支撑元件是彼此电绝缘，其中所述污染物副产物是在所述电离丝产生电荷载流子期间连续累积的绝缘层，并且其中在所述框架的旋转期间和在由所述电离丝产生电荷载流子期间，通过在电绝缘的所述支撑元件与所述电离丝之间的微放电而从所述电离丝的所述表面连续清除所述污染物副产物的所述绝缘层。
39.一种清洁气体电离设备的方法，所述气体电离设备具有用于弹性支撑至少一个静止电离丝的框架，所述至少一个静止电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子和污染物副产物的层，所述框架具有多个支撑元件，所述多个支撑元件将所述至少一个电离丝支撑在围绕所述框架的外周的一部分的路径中并向所述电离丝施加张紧力，所述框架被配置用于在向所述电离丝施加所述张紧力时在第一旋转方向上围绕通道轴线进行完整的旋转，所述方法包括：
将电离信号提供到所述电离丝，以由此产生电荷载流子和在所述电离丝上的污染物副产物；以及
相对于所述电离丝旋转所述框架，以由此在所述支撑元件通过所述框架旋转而沿着所述电离丝移动时从所述电离丝机械地移除所述污染物副产物。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述旋转步骤包括相对于所述电离丝连续地旋转所述框架大于180度，以由此从所述电离丝清除所述污染物副产物的所述层。
41.根据权利要求39所述的方法，其中所述将电离信号提供到所述电离丝的步骤连续地在所述电离丝上产生污染物副产物的累积层，其中所述旋转步骤进一步包括相对于所述电离丝连续地旋转所述框架，并且其中所述旋转步骤在所述框架的旋转期间和在对所述电离丝提供电离信号期间通过在所述框架与所述电离丝之间的微放电而连续地清除所述污染物副产物的所述层。
42.根据权利要求22所述的气体电离设备，其中所述框架相对于所述电离丝在单一方向上连续旋转所述支撑元件。
43.一种用于将未电离的气流转换成电离气流的气体电离设备，所述气体电离设备包括：
电离丝状电极，所述电离丝状电极至少部分地安置于通道内且相对于所述通道静止；以及
框架，所述框架具有用于支撑所述电离丝的多个支撑元件，所述框架被配置成在向所述电离丝施加张紧力时在第一旋转方向上围绕通道轴线进行完整的旋转，所述支撑元件被配置为在所述支撑元件通过所述框架的旋转而沿所述电离丝移动时将材料从所述电离丝物理地移除。
44.根据权利要求43所述的气体电离设备，所述设备进一步包括壳体，所述壳体具有入口、出口以及在所述入口和所述出口之间的所述通道，所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者流过所述通道。
45.根据权利要求43所述的气体电离设备，其中所述电离丝配置成响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子，以由此将所述未电离的气流转换成所述电离气流。
46.根据权利要求45所述的气体电离设备，其中所述电离丝包括响应于提供所述电离信号而产生污染物副产物的表面，所述材料包括所述污染物副产物。
47.根据权利要求43所述的气体电离设备，其中所述框架被设置为使得所述电离气流和所述未电离的气流中的至少一者流过所述框架，所述电离丝固定于所述框架外周的外部的位置处。
48.根据权利要求43所述的气体电离设备，其中所述电离丝被支撑在围绕所述框架的外周的一部分的路径上。
49.根据权利要求43所述的气体电离设备，其中所述通道限定所述通道轴线，所述框架配置成在所述电离丝产生电荷载流子时围绕所述通道轴线连续地旋转。
50.根据权利要求43所述的气体电离设备，其中所述框架相对于所述电离丝在单一方向上连续地旋转所述支撑元件。
51.根据权利要求43所述的气体电离设备，其中所述框架包括具有多个叶片的电离气体流动准直仪。
52.根据权利要求44所述的气体电离设备，其中所述框架包括面向所述壳体的所述入口的入口侧和面向所述壳体的所述出口的出口侧，其中所述电离丝被支撑在所述框架的所述入口侧上。
53.根据权利要求52所述的气体电离设备，其中所述气体电离设备进一步包括另一电离丝状电极，所述另一电离丝状电极由多个支撑元件支撑在所述框架的所述出口侧上且相对于所述通道静止，从而使得当所述框架旋转时，所述支撑元件同时从所述电离丝以及所述另一电离丝状电极两者清除污染物副产物，所述材料包括所述污染物副产物。
54.一种用于将未电离的气流转换成电离气流的气体电离设备，所述气体电离设备包括：
电离丝状电极，所述电离丝状电极至少部分地安置于通道内且相对于所述通道静止；以及
框架，所述框架具有用于支撑所述电离丝的多个支撑元件，所述框架被配置成围绕通道轴线旋转，所述支撑元件被配置为在所述框架的所述支撑元件的每一个在单一方向上旋转至少180度期间从所述电离丝的表面物理地清除材料。
55.根据权利要求54所述的气体电离设备，其中所述支撑元件被配置为在所述支撑元件通过所述框架的旋转而沿着所述电离丝移动期间从所述电离丝机械地移除污染物副产物，所述材料包括所述污染物副产物。
56.根据权利要求54所述的气体电离设备，其中所述电离丝包括环圈，所述环圈弹性张紧地抵靠所述多个支撑元件中的至少两个支撑元件，并且所述支撑元件在所述框架的旋转期间物理抵靠污染物副产物，从而在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时，所述支撑元件从所述电离丝的所述表面清除所述污染物副产物，所述材料包括所述污染物副产物。
57.根据权利要求54所述的气体电离设备，其中所述多个支撑元件的每一个包括至少大体刚性的弯曲钩。
58.根据权利要求54所述的气体电离设备，其中所述多个支撑元件的每一个包括多线圈弹簧，其中所述电离丝被支撑在所述弹簧的相邻线圈之间。
59.根据权利要求54所述的气体电离设备，其中所述通道限定所述通道轴线，其中所述框架配置成在所述电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子时围绕所述通道轴线连续地旋转超过180度。
60.根据权利要求54所述的气体电离设备，其中所述气体电离设备进一步包括张紧元件，其中所述电离丝通过所述张紧元件被可移除地安装到壳体。
61.根据权利要求60所述的气体电离设备，其中所述张紧元件是可调节的，从而使得所述电离丝的张紧力能够在约50克与约100克之间进行调整。
62.一种用于将未电离的气流转换成电离气流的气体电离设备，所述气体电离设备包括：
电离丝状电极，所述电离丝状电极至少部分地安置于通道内且相对于所述通道静止，所述电离丝具有响应于电荷载流子的产生而形成污染物副产物的表面，所述电荷载流子是所述电离丝响应于向所述电离丝提供电离信号而产生的；以及
框架，所述框架具有用于支撑所述电离丝的多个支撑元件，所述框架被配置成在单一方向上围绕通道轴线旋转至少180度，其中所述多个支撑元件的第一支撑元件是导电的并且与所述多个支撑元件的第二支撑元件电绝缘，所述多个支撑元件配置成在所述框架旋转期间通过在所述第一支撑元件和所述电离丝之间的微放电而从所述电离丝的所述表面清除污染物副产物。
63.一种清洁气体电离设备的方法，所述设备具有用于弹性支撑至少一个静止电离丝的框架，所述至少一个静止电离丝响应于对其提供电离信号而产生电荷载流子和污染物副产物的层，所述方法包括：
将电离信号提供到所述电离丝，以由此产生电荷载流子和在所述电离丝上产生污染物副产物的层；以及
相对于所述电离丝在单一方向旋转所述框架至少180度，以由此从所述电离丝清除所述污染物副产物的所述层。
64.根据权利要求63所述的方法，其中旋转的步骤包括相对于所述电离丝连续旋转所述框架大于360度，以由此从所述电离丝清除绝缘的所述污染物副产物的所述层。
65.根据权利要求63所述的方法，其中所述将电离信号提供到所述电离丝的步骤连续地在所述电离丝上产生累积的且绝缘的污染物副产物的层，其中旋转的步骤进一步包括相对于所述电离丝连续旋转所述框架，并且其中所述旋转的步骤通过在所述框架的旋转期间和在对所述电离丝提供电离信号期间在所述框架与所述电离丝之间的微放电而连续地清洁掉绝缘的所述污染物副产物的所述层。
66.根据权利要求63所述的方法，其中产生与旋转的步骤同时发生。
67.根据权利要求63所述的方法，其中产生与旋转的步骤不同时发生。
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