本发明涉及一种用于电离气态流体的方法和设备。电离是原子或分子通过获得或失去电子获得负电荷或正电荷的过程，通常与其他化学变化相结合。由此产生的带电原子或分子称为离子。本发明的涉及通过使流体经受电弧来电离流体。用作电离方法输入的气态流体可以是空气。当电弧足够强时，为气体分离成正离子和电子创造了条件，其中空气被电离。电离气体的一个应用领域是清洁流体，例如气体(其可以是空气)，或者液体(例如工业过程液体和各种水和废水以及其他液体)。电离气体可以用于消除有机物和矿物杂质或污染物。这种有机物可能是细菌、病毒、其他有害微生物和一些有机化学物质。此外，通过无机物或矿物质(如金属)的沉淀进行分离。本章节中的公开不应被视为对现有技术的任何承认。
背景技术：
1、wo2018/211309公开了一种电弧电离反应器和一种通过使用空气产生臭氧的方法。该反应器是细长的，并且具有内部环形横截面形状。用于空气进入的入口设置在细长反应器的第一端部，出口设置在细长反应器的第二端部。一对针状电极彼此相对布置，并且在细长反应器的横向方向上彼此相距一定距离。具有高电压的交流电提供给电极，用于在电极之间产生电弧。
2、buntat,zokafle；ozone generation using electrical discharges；acomparative study between pulsed streamer discharge and atmospheric pressureglow discharge(2005)(buntat,zokafle；利用放电产生臭氧；脉冲流光放电和大气压辉光放电的比较研究(2005))。该论文研究了大气压辉光放电和脉冲流光放电产生臭氧的技术，试图比较它们在产生高浓度和高产量臭氧方面的性能。该技术包括通过使用彼此相距最大1mm的介电板来比较在大气压下利用电晕放电的不同方法。
3、us20020170817公开了电晕或其他放电的产生，并使气体通过电晕以实现电离、产生臭氧等。根据该发明的各种方法，产生电晕放电(或其他电气放电)，并使气体通过该电晕放电；可以采用静态混合技术对气体进行混合，以确保气体最大程度地暴露在电晕放电中、提供均匀的气体温度、冷却电晕发生器等一个或多个目的。
4、jp0761801公开了一种臭氧化单元，该臭氧化单元通过将高频电源连接到指定的电极上，进行电晕放电并调节电流，同时使产生的臭氧气体以螺旋形式流动并防止臭氧被破坏，从而提供高臭氧浓度。
5、us4960569a公开了一种电晕放电臭氧发生器，其包括第一电极、第二电极和设置在电极之间的介电材料。臭氧化室形成在电极之一和介电材料之间，并限定了流体流动路径。多个导热固体在流体流动路径内。
6、us6451208公开了一种用于向流体施加静电场和磁场的设备，该设备包括在其间形成流体通道的外导管和内导管。内导管连接到dc电源，外导管以及与外导管电连通的电极针接地。挡板放置在通道内，以使在通道中流动的流体产生螺旋运动。
技术实现思路
1、本发明的第一个目的是实现一种电离流体流的方法，该方法为高电离效率创造了条件。
2、该目的通过根据权利要求1的方法来实现。因此，这是通过一种用于电离流体的方法来实现的，其中第一电极对布置在容器中，该第一电极对彼此相对并且彼此相距一段距离，其中该方法包括对第一电极对中的每个电极充电的步骤，使得每个电极同时带负电或正电，在每个电极和相应电极的环境之间产生电势差，从而从每个电极发生放电，其中该方法包括在进行充电以电离流体的过程中，在相应电极的环境中将容器内的气态流体输送经过第一电极对的步骤。
3、更具体地，两个电极与各自电极的环境交换电子/正电子，最终导致放电，并在相应电极附近产生独立的半电弧结构，该半电弧结构与输送的流体相互作用。术语“半”在这里意味着电弧从各自的电极延伸一段距离进入容器，但是在第一电极对的电极之间没有连续的电弧延伸。
4、该方法为产生放电创造了条件，该放电形成第一独立半电弧结构的配置，该配置在流体的电离中特别有效。这可以通过第一电极对提供一定大小的电压，使得两个电极在每个时刻同时具有相同的电荷，并且以与电压大小匹配的流体流速提供流体来实现。更具体地，该方法为在电极下游形成第一独立半电弧结构的配置创造了条件，该配置在很大程度上覆盖了容器的横截面，更具体地，可以覆盖半球形状的空间，这又在很大程度上为通过第一电弧结构的流体的电离创造了条件。所产生的第一独立半电弧结构可以包括特定类型的电弧，其可以被称为“ario电弧(ario-arcs)”或“ario放电(ario discharge)”(电弧旋转电离轨道)，其具有某些特征，例如多个电弧、电弧的持久性和电弧的稳定性。
5、换句话说，第一电弧结构可以配置成覆盖容器的横截面的大部分，使得当流体流中的原子/分子流被输送经过电极时，原子难以不被电离地通过。
6、根据一个示例，来自电极的放电形成“半电弧(half-arcs)”，该“半电弧”相对于容器的中心轴从每个电极延伸到小于一半或大约一半的位置，影响物质通过两个电极之间的空间。
7、根据另一个示例，在第一独立半电弧结构中一次至少有一个电弧是永久的和连续的。
8、根据一个示例，第一独立半电弧结构包括具有锯齿形的之字形的电弧，这是因为电子由于具有相同的电荷而相互排斥。在锯齿形电弧部分的尖端，电离能利用率更高(电离在那里相对更容易发生)，因为电子在那里更受激发。
9、从电极“发射(emit)”电子的措辞也可以替换地称为“释放(discharge)”电子。
10、该方法可用于ros(活性氧)和一些其它物质的生产。这里使用的流体可以是空气。电离后，流体包括ros(活性氧物质)的混合物，ros例如氧气(o2)、超氧阴离子(o2-)、过氧化物(o2-2)、过氧化氢(h2o2)、羟基自由基(oh)和氢氧根离子(oh-)。这是ros的均匀混合物，并且该混合物基本上是稳定的，并且具有相对较高半衰期的自由基可以保持稳定，以用于下游应用，例如用于清洁工业过程流体的罐。根据一个示例，过程流体是由工业切割操作产生的切割流体。
11、根据一个示例，该方法包括向第一电极对提供实现选择性电离的电压大小的步骤。例如，氧电离的能量比氮低。更具体地说，大约1400kj/mol的电离能可以电离氧，而不会电离氮。电离能被精确控制，以便在特定应用中优先将所有元素电离至氧，而不是电离至氮及其他更高原子序数的元素，以避免产生氮氧化物nox(no3–hno3)，并因此产生异味。提供给电极的电压范围是经过选择的，以确保对气体元素的电离所需的可用能量足够高，该能量可以电离氧，但不足以电离氮。
12、即使在设备长期使用和电源(如变压器)老化的情况下，即使所需的氧化剂可能不会产生，但也不会产生不希望的副产品，因为所提供的能量仍然低于氮的第一电离能，因此，仍然避免了不希望的副产品。这是该技术在本领域的一个优势，也是其与许多现有技术的区别所在，这些现有技术包括紫外线和臭氧发生器，它们会电离氮(第一电离)和氧(第二电离)，因此会产生上述不希望的副产品。例如，随着uv灯的老化，发射的电磁波的波长发生变化，这种变化会影响电离能的可用性。
13、根据一个示例，第一电极对的电极是直的，呈棒状，具有尖锐端部(像针一样)，并且彼此排列对齐。
14、根据一个实施例，该方法包括向电极施加一定大小的电压的步骤，使得第一独立半电弧结构包含从每个电极延伸出的多个电弧。
15、根据一个示例，同时有几个电子流从不同路径中的每个电极流出，形成不同的电弧。
16、根据另一个实施例，该方法包括以这样的大小的流体流速输送流体经过第一电极对电极的步骤，该流体流速的大小使得第一独立半电弧结构中的第一组电弧在流体流动方向上从电极向下游偏转。
17、根据一个示例，电压的大小和流体流速相匹配，使得第一电弧结构中的至少一个半电弧是永久/连续的。流动方向也影响半电弧在下游方向的弯曲。
18、根据另一实施例，容器是细长的，并且细长的流体容器的壁的内表面在横向于细长的流体容器的纵向方向的横截面中具有环形形状，其中第一电极对中的电极在细长的流体容器的横向方向上彼此隔开一定距离布置，并且其中细长的流体容器的内壁具有在10mm-50mm范围内的直径，特别是在10mm-30mm范围内的直径，并且优选在15mm-25mm范围内的直径。
19、根据另一实施例，第一电极对电极中的电极布置成彼此相距2mm-15mm范围内的距离，特别是在2mm-10mm范围内，并且优选地在2mm-4mm范围内。
20、根据一个示例，对于直径在15mm-25mm范围内的容器，电极之间的距离在2mm-4mm的范围内。通过这种方式，可以最小化腐蚀，从而延长设备的使用寿命，和/或由于替换电极的频率降低，在低维护的情况下，使用成本更具经济效益。作为选择或补充，电极可以涂覆有化学涂层，使用如纳米二氧化钛、纳米铂或其他任何能够提高电极耐腐蚀性的材料。
21、根据进一步的实施例，第一电极对中的每个电极具有细长的形状，并且具有尖锐端部，电极的排列方式使得尖锐端部相互面对。根据一个示例，第一电极对的电极排列方式使得它们的纵向方向彼此平行，并且优选地彼此对齐。
22、根据进一步的实施例，第一电极对中的每个电极具有细长的形状，其尖锐端部形成的角度在20°-35°的范围内。这种电极的尖锐尖端为在纵向间隔的位置上从电极的倾斜表面发射电子的多个路径的形成创造了条件。根据一个示例，第一电极对中的电极是相同的。
23、根据进一步的实施例，该方法包括向第一电极对施加电压的步骤，使得两个电极同时具有正电荷或负电荷。
24、因此，在某个时间点，第一电极对中的两个电极都带有正电荷，因此会发射电子，其中在各自电极的环境中，流体流可以被视为形成带负电的区域，以便与电极发射的电子相互作用，从而在每个电极处产生一个向外延伸的第一电弧结构，用于对流体进行电离。
25、根据进一步的实施例，该方法包括向第一电极对中的每个电极施加电压，范围为2kv-15kv，特别是在5kv-10kv的范围内，优选约为7.5kv。研究表明，使用每个电极7.5kv的电压可以实现约1500kj/mol的最大能量水平，从而实现上述所限定的选择性电离。
26、根据一个示例，变压器通过其输出端子之一连接到第一电极对中的第一电极(并且可能通过其端子的另一个连接到第二电极对中的第一电极)以提供电压。根据一个示例，来自诸如电网之类的电源的ac电力进入变压器。然后，变压器通过改变电极的电荷(ac电流)将输入电压(12伏特至220伏特，频率为50hz至60hz)转换为每极(与其中一个电极相关联)2*7.5kv，频率约为20khz的电压。
27、根据一个示例，以高频和高压向电极供电为产生永久和连续电弧创造了条件，该电弧足够强而不会受到通过的流体流(高达80升/分钟)的不利影响。从10hz开始，(变压器的)频率越高，形成和看到的电弧数量越多。
28、根据另一实施例，该方法包括以5升/分钟-80升/分钟，特别是5升/分钟-40升/分钟，优选8升/分钟-20升/分钟的流体流速向容器供应流体流的步骤。它为具有以下特征的电弧结构创造了条件：高数量的半电弧，在容器的每个横截面的每个电极环境附近的半电弧的高地理/空间覆盖率，以及作为结果的电离概率(流体暴露于半电弧)和电离效率的增加。
29、根据另一个示例，该方法包括以脉冲方式通过0.25秒-3.0秒范围内的脉冲持续时间向容器的入口供应流体流的步骤，其中连续脉冲之间的停顿为0.25秒-10.0秒，尤其是持续时间在0.4秒-1.0秒范围内，连续脉冲之间的停顿为0.5秒-5.0秒。
30、脉冲的一个效果是容器内部将会有压力波动，这导致“锤钻效应(hammer-drill-effect)”，其中分子之间的距离减小(从而电离的可能性更高)。此外，与没有脉冲相比，脉冲使电弧厚度更大。因此，脉冲为更高的电离效率创造了条件。
31、脉冲的另一个效果是，为了产生相同的氧化剂产量，所需的空气进料量体积较低，这提高了成本效益。
32、根据另一实施例，该方法包括沿着容器内部的螺旋路径输送流体的至少第一部分的步骤。
33、这种流体流动模式使得流体在容器中花费更多的时间，这为增加结合率和碰撞的可能性以及电离率创造了条件，从而具有更高的电离效率。此外，这种流动模式可导致流体流以相对于容器的纵向方向成角度的方向到达第一电弧形结构，这又可导致更多的分子被第一电弧形结构电离。此外，这种流动模式可导致流体流中的湍流，这又可导致更多的分子被第一电弧结构电离。
34、根据另一实施例，该方法包括沿着容器内部的基本上直的路径向第一电极对的电极之间的位置输送流体的至少第二部分的步骤。第二部分的流体以这种方式基本在很大程度上有助于将第一独立半电弧结构向下游推移，从而创造出容器横截面的高覆盖率的条件，并因此提高电离效率。
35、根据另一实施例，该方法包括通第一电极对中的电极附近的磁场影响流体流的步骤，用于与来自电极的放电电子相互作用，从而影响第一电弧结构以支持流体的电离。根据一个示例，该方法包括通过第一电极对中的电极附近和电极上游的磁场影响流体流的步骤，用于与来自电极的放电电子相互作用，从而在第一电弧结构中产生从每个电极突出的第二组独立半电弧，用于支持流体的电离，其中第二组电弧在流体流方向上在第一组电弧的上游产生。
36、换句话说，磁桥(由磁体为电子形成的路径)可以在第一电极对附近的容器中产生。磁场对经过的流体流中的电子有影响，使得电子在电离区域中保持几秒钟。这为创建更多数量的电弧(第一电弧结构)提供了更好的路径。此外，通过施加磁场，可以用较低的能量实现类似的产量。
37、以适当的方式设置磁场为多个半电弧的产生创造了条件，扩展和增加了容器横截面的覆盖范围，从而增加了取决于流体的流速和容器的横截面积的被输送流体的有效电离的可能性。
38、术语“半电弧”结构可以被认为是介于现有技术的辉光电晕(glow corona)和流光电晕(streamer corona)的电弧结构之间的弧结构。然而，由于该技术引入的半电弧结构不具有接地极和/或电介质，所以不属于电晕放电的范畴，因此该半电弧结构通过特定的磁场布置而具有特定的形状(但是根据视觉误差，半电弧结构可能看起来像在电极之间延伸的完整的电弧)。
39、根据另一实施例，该方法包括在向电极提供电压期间在容器中提供高于1.1bar的压力的步骤。根据优选实施例，该方法包括在向电极提供电压期间在容器中提供高于1.5bar的压力的步骤。根据一个示例，该方法在容器中的压力在1.5bar-2.0bar的范围内操作。高于1.1bar的压力水平增加了更多物质碰撞的可能性，因此提高了电离效率。容器中所需的压力还取决于下游应用，其中压力水平可以高达10bar。
40、因此，在电极充电期间，容器中的压力大于大气压力，其中在每个电极附近的给定体积中增加的恒定压力使得在相应电极周围(分子、离子、原子、电子和正电子)具有更高的碰撞和电离的机会。
41、根据另一实施例，该方法包括通过光源照射容器中的流体的步骤。光-物质相互作用提供了对产生(pair production)的现象。在形成电弧的区域中，来自光源的光子与经过该区域的物质之间的相互作用导致发射出具有不同波长范围的波，这取决于光源。产生的波提高了电离效率。此外，电子和正电子被释放，它们有助于电离反应。每单位能量的产量得以提高。
42、光源优选设置在容器的外部。这为光源的长寿命创造了条件，因为它不会受到容器内部环境(摩擦和热量)的影响。如果容器壁是透明的，例如由玻璃制成，光源的辐射可以辐射流体流。
43、光源可以是适于辐射紫外(uv)光的发光二极管(led)。根据可选方案，可以使用氙灯(xenon lamp)。根据一个示例，光源可以适于提供100流明-5600流明范围内的光强度。光强度可以与提供给电极的电压大小相匹配，其中对于一定的电离效应，较低的电压可以由较高的光强度来补偿。
44、光源可以有助于显著提高电离效率。测试表明电离效率提高了40％。
45、根据另一个示例，电离设备包括第二电极对，该第二电极对布置在容器中，与第一电极对相距一段距离。根据一个示例，相邻电极对之间的距离至少为30mm。
46、根据另一个实施例，第二电极对的电极彼此相对且彼此相距一定距离地布置在容器中，其中第二电极对布置在容器中流体流动方向上第一电极对的下游并与第一电极对相距一定距离，其中该方法包括以下步骤：对第二电极对中的每一个电极充电，使得每一个电极同时带正电或负电，并且使第一电极对相对于第二电极的充电同步，使得当第一电极对的电极带正电时，第二电极对的电极带负电，反之亦然。
47、更具体地说，第二电极对与第一电极对的距离足以避免相邻电极对的电弧结构在频率同步中的干扰。此外，该距离优选足以避免相反电荷的两个电极之间的任何直接完整的电弧，以避免任何安培负载的增加。
48、根据最后提到的实施例的进一步发展，该方法包括将第一电极对中的第一电极和第二电极对中的第一电极连接到第一电源的相对端，并将第一电极对中的第二电极和第二电极对中的第二电极连接到第二电源的相对端的步骤。
49、根据本发明的另一方面，它涉及一种用于电离流体的设备。更具体地说，该设备包括容器、设置在容器中彼此相对且彼此相距一段距离的第一电极对的电极和电源，该电源适于对第一电极对的电极充电，使得各电极同时带正电荷或负电荷，从而在每个电极和相应电极的环境之间产生电势差，使得从每个电极发生放电，其中所述容器适于在进行充电以电离流体的过程中，在相应电极的环境中，将气态流体以流体流的形式输送经过第一电极对。
50、根据另一实施例，该设备包括在容器中彼此相对并且彼此相距一定距离布置的第二电极对的电极，其中第二电极对的电极被布置在容器中，且位于容器中流体流动方向上第一电极对的下游并与第一电极对相距一定距离，其中电源适于对第二电极对电极中的每个电极充电，使得各电极同时具有相同的电荷，并且使第一电极对相对于第二电极对的充电同步，使得当第一电极对的电极带正电时，第二电极对的电极带负电，反之亦然。
51、根据另一实施例，第一电极对中的第一电极和第二电极对中的第一电极连接到第一电源的相对端，并且其中第一电极对中的第二电极和第二电极对中的第二电极连接到第二电源的相对端。
52、在下面的描述和从属权利要求中公开了本发明的其他优点和有利特征。
1.一种用于电离流体的方法，其中第一电极对(18)的电极(20、22)彼此相对且彼此相距一定距离地布置在容器(4、404)中，其中所述方法包括对第一电极对(18)中的每个电极(20、22)充电的步骤，使得每个电极(20、22)同时带负电或正电，在每个电极(20、22)和相应电极的环境之间产生电势差，使得从每个电极发生放电，其中所述方法包括在进行充电以电离流体的过程中，在相应的电极(20、22)的环境中将容器内的气态流体输送经过第一电极对(18)的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括对电极(20、22)的第一电极对(18)中的电极(20、22)进行高频充电的步骤，以使电极放电形成多个独立的半电弧结构，所述独立的半电弧结构同时从每个电极(20、22)产生。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法包括使流体以一定流体流速通过第一电极对的电极(20、22)的步骤，以使独立的半电弧结构在流体流方向上从电极向下游偏转。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述容器(4、104)是细长的，并且所述细长的流体的容器(4、104)的壁(10)的内表面在横向于所述细长的流体的容器的纵向方向的横截面中具有环形形状，其中第一电极对(18)中的电极(20、22)在细长的流体的容器的横向方向上彼此间隔一定距离布置，并且其中细长的流体的容器的内壁具有在10mm-50mm范围内的直径，特别是在10mm-30mm范围内的直径，并且优选在15mm-25mm范围内的直径。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中第一电极对(18)中的电极(20、22)布置成彼此之间的距离在2mm-15mm的范围内，特别是在2mm-10mm的范围内，并且优选地在2mm-4mm的范围内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中第一电极对中的每个电极(20、22)具有带有尖锐端部的细长形状，并且其中电极布置成使得尖锐端部彼此面对。
7.根据权利要求6所述的方法，其中第一电极对中的每个电极(20、22)具有细长形状，其尖锐端部限定了20°-35°范围内的角度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括向第一电极对(18)的电极(20、22)提供电压的步骤，使得两个电极同时具有正电荷或负电荷。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法包括向第一电极对中的每个电极(20、22)提供电压的步骤，所述电压在2kv至15kv的范围内，特别是在5kv至10kv的范围内，并且优选地在7.5kv左右。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述方法包括向第一电极对中的每个电极(20、22)提供频率范围为10khz-30khz，特别是大约20khz的电压的步骤。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括以5升/分钟-80升/分钟，特别是5升/分钟-40升/分钟，优选8升/分钟-20升/分钟的流体流速向容器(4)供应流体流的步骤。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括沿着容器内部的螺旋路径输送流体的至少第一部分的步骤。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括沿着所述容器内部的基本上直的路径向所述第一电极对的电极之间的位置输送所述流体的至少第二部分的步骤。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过第一电极对(18)中的电极(20、22)附近的磁场(311)影响流体流的步骤，所述磁场用于影响放电结构，以通过稳定和约束独立的半电弧结构来支持流体的电离。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括在电极充电期间，在容器中提供高于1.1bar的压力的步骤，。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过光源(504、506)照射容器中的流体的步骤，以提高电离效率。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中第二电极对(44)的电极(46、48)彼此相对且彼此相距一定距离地布置在容器(4、404)中，其中第二电极对(44)的电极(46、48)布置在容器中的流体流动方向上的第一电极对(18)的下游且与第一电极对(18)的电极(20、22)相距一定距离，其中所述方法包括对第二电极对(44)中的每个电极(46、48)充电的步骤，使得每个电极(46、48)同时带负电或正电，并且使第一电极对(20)的电极(20、22)相对于第二电极对(44)的电极(46、48)的充电同步，使得当第一电极对(20)的电极(20、22)带正电时，第二电极对(44)的电极(46、48)带负电，反之亦然。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述方法包括将第一电极对(18)的电极(20、22)中的第一电极和第二电极对(44)的电极(46、48)中的第一电极连接到第一电源(28)的相对端，并将第一电极对(18)的电极(20、22)中的第二电极和第二电极对(44)的电极(46、48)中的第二电极连接到第二电源(50)的相对端的步骤。
19.根据权利要求18所述的方法，其中第一电源(28)和第二电源由两个相同的变压器形成。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中选择提供给电极的电压大小，使得用于气体元素电离的可用能量高到足以电离氧，但不足以电离氮。
21.一种用于流体电离的设备(2、102、202、302、402、502)，其中所述设备包括容器(4、404)，第一电极对(18)的电极(20、22)和电源(28、50)，所述第一电极对(18)的电极(20、22)在容器中彼此相对且彼此相距一定距离布置，所述电源(28、50)适于对第一电极对(18)的电极充电，使得电极同时带负电或正电，从而在每个电极(20、22)与相应电极的环境之间产生电势差，使得每个电极发生放电，其中所述容器(4、404)适于在进行充电以电离流体的过程中，在相应的电极(20、22)的环境中，以流过第一电极对(18)的方式输送气态流体。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述设备包括第二电极对(44)的电极(46、48)，所述第二电极对(44)的电极彼此相对且彼此相距一定距离地布置在所述容器(4、404)中，其中第二电极对(44)的电极(46、48)布置在容器中的流体流动方向上的第一电极对(18)的下游且与第一电极对(18)的电极(20、22)相距一定距离，其中电源(28、50)适于对第二电极对(44)中的每一个电极(46、48)充电，使得每一个电极(46、48)同时带负电或正电，并且使第一电极对(20)的电极(20、22)相对于第二电极对(44)的电极(46、48)的充电同步，使得当第一电极对(20)的电极(20、22)带正电时，第二电极对(44)的电极(46、48)带负电，反之亦然。
23.根据权利要求21或22所述的设备，其中第一电极对(18)的电极(20、22)中的第一电极和第二电极对(44)的电极(46、48)中的第一电极连接到第一电源(28)的相对端，并且其中第一电极对(18)的电极(20、22)中的第二电极和第二电极对(44)的电极(46、48)中的第二电极连接到第二电源(50)的相对端。
