CN101687459B - 用于车辆中的静电雾化装备 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆中的静电雾化装备，该装备用于持续地产生由带电的微小水颗粒构成的雾，并通过通风管道(100)将雾扩散到乘客室内。该装备包括用于供给雾的雾化单元(10)及其壳体(50)。壳体具有用于与通风管道相连接的进气口(62)、第一输出口(72)以及第二输出口(76)。壳体的内部空间被分成从进气口通向第一输出口的第一通道(81)和从进气口通向第二输出口的第二通道(82)。送风机(90)产生流经第一通道的第一强制气流和流经第二通道的第二强制气流。雾化单元的雾生成侧(10)设置在第一流动通道内，而该雾化单元的散热器(36)设置在第二流动通道内。

Description

用于车辆中的静电雾化装备

技术领域

本发明涉及一种用于车辆中的静电雾化装备，尤其涉及一种将由带电的微小水颗粒的雾排入车辆的乘客室中的系统，雾在由经调节的空气携带的状态下而被排入到车辆的乘客室中，用以为乘客室除臭并且/或者抑制(deactivate)被引入到乘客室内的过敏原。 

背景技术

日本第2006-151046A号专利公报披露了一种用于车辆的空调装置，该空调装置被设计成用于将由带电的微小水颗粒构成的雾在由车辆的空调系统产生的经调节的空气携带的状态下而被供应到乘客室中。该装置包括：带有发射电极的雾化单元，该发射电极被冷却以便从周围空气中冷凝水；以及高压电源，其向发射电极施加高电压，以便将水静电雾化成带电的微小水颗粒。雾化单元设置在车辆的通风管道内，以便借助流入乘客室中的经调节的空气来载带雾。在这种装置中，发射电极暴露于以相对较高的流速流动的经调节的空气中。因此，供给到发射电极的水可能被经调节的空气吹走，最终使装置不能顺利地将水雾化。这一问题的直接的解决方案是将雾化单元设置在通风管道外的独立的室或壳体内，并通过使用附加的送风机将雾供入通风管道中。采用这一方案，送风机需要在雾化单元侧产生比通风管道中的压力更高的压力，以便持续地将雾供入通风管道中。然而，由于空调系统需要依据车辆的变化的环境来改变经调节的空气的流速，因此实践上难以做到保持最佳压力差而不管经调节的空气的流速如何变化。 

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种用于车辆中的静电雾化装备，该静电雾化装备能够持续地产生由带电的微小水颗粒构成的雾，并能够将雾在由经调节的空气携带的状态下扩散到乘客室内而不管经调节的空气的流速如何 变化。根据本发明的装备适用于配备有空调系统的车辆，该空调系统具有将经调节的空气通过吹送口吹入到乘客室内的通风管道。该装备包括：雾化单元，其配置成用于将由带电的微小水颗粒构成的雾供给到通风管道；以及壳体，其配置成用于将雾化单元容置于其中。雾化单元包括：发射电极；冷却器，其配置成用于冷却发射电极，以便将周围空气中的水冷凝在发射电极上；以及高压电源，其配置成用于向发射电极施加高电压，以便将水静电雾化成带电的微小水颗粒。雾化单元中还包括散热器，该散热器要被连接到冷却器，以便散逸在冷却发射电极时在冷却器处产生的热。壳体设有进气口、第一输出口以及第二输出口，它们适于在吹送口的上游连接到通风管道。壳体的内部空间被分成从进气口通向第一输出口的第一通道以及从进气口通向第二输出口的第二通道。壳体中包括送风机，该送风机用于产生流经第一通道的第一强制气流和流经第二通道的第二强制气流。发射电极设置在第一流动通道内，以便将雾供给到通风管道中，而散热器设置在第二流动通道内。利用这种设置方式，送风机赋予从通风管道中获取的空气一附加压力，以便在在第一通道中流动且流经雾化单元的空气与在通风管道中流动的空气之间形成基本上恒定的压力差。由此，在第一通道中产生的雾能够在不管流经通风管道的经调节的空气的压力或流速如何变化的情况下被顺利地供给到通风管道中。送风机还提供了从通风管道流经第二通道并返回该通风管道的恒定的气流，以便有效地散逸冷却器的热量，由此保持稳定的雾化效果。 

优选地，第二输出口的截面积小于第一输出口的截面积，以便在第二输出口与通风管道之间的连接处形成比在第一输出口与通风管道之间的连接处更大的压力差，从而使气流比流经第一输出口更快地流经第二输出口。因此，第二通道实现(see)了相对较快的气流，以便增强散热器的冷却效果；同时第一通道实现了相对较慢的气流，以使水能够被稳定地供给到发射电极上而不会被引导穿过第一通道的气流吹走。 

壳体设有进气管、第一输出管以及第二输出管，它们分别配置成延伸入通风管道中，以限定进气口、第一输出口以及第二输出口。因此，本发明的装备能够通过将这些独立的管道联结到通风管道而被容易地组装到车辆中。 

本发明可被设置成作为一种包括通风管道的组件，以便能够容易地安装在车辆中。在这种情况中，进气管、第一输出管以及第二输出管沿着通风管 道的长度排布，其中进气口设置在第一输出管和第二输出管的上游。可替换地，进气管、第一输出管以及第二输出管沿着垂直于通风管道的长度的方向排布。在上述任一型式中，由带电的微小水颗粒构成的雾都可被顺利地供给到通风管道中，并在由经调节的空气携带的状态下被释放到乘客室内。 

当结合附图时，通过下文对优选实施例的详细描述，将更为易见本发明的上述及其它的有利特征。 

附图说明

图1是示出根据本发明优选实施例的用于车辆中的静电雾化装备的剖视图，所示的静电雾化装备被组装到车辆的通风管道； 

图2是上述装备中所使用的用于产生由带电的微小水颗粒构成的雾的雾化单元的剖视图； 

图3是示出上述装备在车辆中的位置的示意图；以及 

图4是以不同的方式组装到通风管道的上述雾化装备的局部剖切的立体图。 

具体实施方式

现在参照图1和图2，图中示出根据本发明的用于车辆中的静电雾化装备。该静电雾化装备(kit)适用于配备有空调系统的车辆，该空调系统具有：通风管道100；风扇112，其将外部的新鲜空气或室内空气抽入到通风管道100中；以及热交换器114，其设置在风扇112的下游，用于产生将要流经通风管道100并通过设置于乘客室中的吹送口102而被吹入到乘客室内的经调节的空气。 

该装备包括雾化单元10以及将该雾化单元10容置在其中的壳体50。雾化单元10配置成用于通过冷凝作用从周围空气中获取(take)水并将水静电雾化成带电的微小水颗粒，以产生要被排出雾化单元10的、由这些颗粒构成的雾。所得到的雾被供给到通风管道100，并在由被通过吹送口102流出的经调节的空气携带的状态下而被释放到车辆的乘客室内。例如，如图3所示，装备(K)被安装在车辆的仪表板的后方，以便在即将流入乘客室内之前将雾供给到经调节的空气。公知地，所得到的雾包含自由基(radical)， 这种自由基在大量扩散时会存留较长一段时期，并有效地与空间内的令人不适的气味发生反应，以便为乘客室除臭并且/或者抑制被引入到室内的过敏原。 

如图2所示，雾化单元10包括柱形筒体12，其带有发射电极20和对向电极(opposite electrode)24。发射电极20穿过筒体12的底部伸出，对向电极24被以与发射电极20成对向的关系设置。对向电极24由导电基板形成，并具有圆形的顶部开口26以限定用于排出雾的排出口，该顶部开口26的内周缘与发射电极20顶端处的放电端22相距预定的距离。雾化单元10包括冷却器30和高压电源40。冷却器30被联结，用以冷却发射电极20，以便将周围空气中的水冷凝在发射电极20上，从而将水供给到发射电极。高压电源40被配置成用于施加跨越发射电极20和对向电极24的高电压，以使发射电极20上的水带电，并将这些水雾化成要被通过顶部开口26排出的、带电的微小水颗粒。冷却器30是通过珀耳帖模块(Peltier module)来实现的，该珀耳帖模块具有：冷却板33，其在远离放电端22的一端联结到发射电极20；以及多个热电元件35，其在被施加预定的电压时将发射电极20冷却到水的露点以下的温度。这些热电元件35被设置在多个导电板32之间的相互并联的电路中，用于以由从外部冷却电源经电缆38供给的可变电压所决定的冷却速率来冷却发射电极20。多个导电板32中的限定该模块的冷却侧的一个导电板32通过冷却板33被联结到发射电极20，而另一个导电板32限定散热侧并连接到具有多个翅片(fin)的散热器36。 

珀耳帖模块固定在筒体12的底部与散热器36之间，并且珀耳帖模块的冷却板31与发射电极20的根部(root)传热地接触。高压电源40包括高压产生电路，该高压产生电路施加跨越发射电极20和接地的对向电极24的预定的高电压，以向发射电极20施加负电压或正电压(例如：-4.6kV)。如稍后将要论述的，雾化单元10在筒体12的侧壁上具有侧部开口14，用以吸入经调节的空气。 

回看图1，壳体50形成有进气管60、第一输出管70以及第二输出管74，它们分别成形为用以与通风管道100的多个隔开的部分相连接，并且它们分别在其与通风管道100的各个连接处限定进气口62、第一输出口72以及第二输出口76。壳体50的内部空间由隔板80分成第一通道81和第二通道82，其中第一通道81从进气口62通向第一输出口72，第二通道82从进气口62通向第二输出口76。邻近进气口62设置送风机90，该送风机用于通过进气口62引入空气并产生被引导穿过第一通道81的第一强制气流(F1)和被引导穿过第二通道82的第二强制气流(F2)。雾化单元10设置在送风机90与第一输出口72之间的第一通道81中，并且散热器36设置在送风机90与第二输出口76之间的第二通道82中。第一强制气流(F1)通过侧部开口14流入雾化单元10的筒体12中，并通过该雾化单元的顶部开口26流出该筒体，以便携带由发射电极20产生的雾。

假设通风管道100中流动着关联的主流动压力为P1的经调节的空气，则送风机90将一流动压力加到从进气口62获取的空气的流动压力(P1)，从而向第一通道81内的恰好处于第一输出口72上游的空气提供第一增大的流动压力P2，并且还向第二通道82内的恰好处于第二输出口76上游的空气提供第二增大的流动压力P3。由于流动压力P2和P3大于主流动压力P1，所以携带由从雾化单元10释放的带电的微小水颗粒构成的雾的空气由于压力差(P2-P1)而被顺利地引入到通风管道100中，并且在散热器35周围流动的空气也由于压力差(P3-P1)而被顺利地引入到通风管道中。基本上，增大的流动压力是由送风机90的性能(capacity)决定的，在相应的输出口72和76处的压力差不受主流动压力P1(即，由风扇112产生的经调节的空气流的流速)的影响。因此，不管经调节的空气的流速如何变化，雾都能够被顺利地供给到通风管道100中，并且流经热交换器36的空气也能够被顺利地排入到通风管道中。 

关于这一点，要注意到第二输出口76的尺寸被设计成使其的截面积小于第一输出口72的截面积，以便形成P3＞P2的关系，使得通过第二输出口76排出空气要比通过第一输出口72排出空气更快。这对于以下方面是有效的，即：增强散热器36的冷却效果以便确保水稳定地冷凝在发射电极20上，同时使空气能够以减小的流速在发射电极20周围流动以防止水被从发射电极吹走，从而保持稳定地生成雾。 

壳体50被组装到通风管道100，并且进气管60、第一输出管70以及第二输出管74中的每一个均被插入到通风管道的壁中的对应的孔中。为了气密地密封壳体50与通风管道100之间的连接部，进气管60、第一输出管70以及第二输出管74中的每一个的端部均设有凸缘52和密封圈54。密封圈54保持在凸缘52与通风管道100的壁之间。 

尽管上述的实施例示出了进气管60、第一输出管70以及第二输出管74是沿着通风管道100的长度排布的，并且进气管60位于第一输出管和第二输出管的上游，但本发明不局限于这种特定的设置方式，而是可包括图4的变型，在该变型中，进气管60、第一输出管70以及第二输出管74沿着垂直于通风管道100的长度的方向排布。在该变型中，为便于参考，相同的部件用相同的附图标记表示。 

上文所述的装备尤其有利于加装于现有的通风管道100，但也能够与新型的通风管道结合以提供待组装到车辆中的雾供给装置。 

此外，在上文所述的实施例中，雾化单元10配置成包括位于发射电极20前方的对向电极24。应注意的是，对向电极24仅仅是优选为用于控制雾的流动方向，而并非是用于产生雾的必不可少的元件。例如，通过最佳地利用壳体或通风管道的一部分作为接地装置(ground)，而替代地将高电压施加到发射电极20。 

Claims (4)

1.一种用于配备有空调系统的车辆的雾供给装置，所述雾供给装置包括：配置为用于将经调节的空气通过吹送口(102)吹入到乘客室中的通风管道(100)；以及静电雾化装备，

所述静电雾化装备包括：雾化单元(10)，其配置成用于将由带电的微小水颗粒构成的雾供给到所述通风管道；以及壳体(50)，其配置成用于将所述雾化单元容置于内；

所述雾化单元包括：

发射电极(20)；

冷却器(30)，其配置成用于冷却所述发射电极，以便将周围空气中的水冷凝在所述发射电极上；

高压电源(40)，其配置成用于向所述发射电极施加高电压，以便将水静电雾化成由带电的微小水颗粒构成的雾；

散热器(36)，其连接到所述冷却器，用以散逸所述冷却器在冷却所述发射电极时所产生的热；

其中，

所述壳体设有适于在所述吹送口(102)的上游连接到所述通风管道的进气口(62)、第一输出口(72)以及第二输出口(76)，所述壳体的内部空间被分成从所述进气口通向所述第一输出口的第一通道(81)以及从所述进气口通向所述第二输出口的第二通道(82)，

所述壳体包括送风机(90)，所述送风机产生流经所述第一通道的第一强制气流和流经所述第二通道的第二强制气流，

所述发射电极(20)被设置在所述第一通道内，以便将所述雾供给到所述通风管道中，

所述散热器(36)被设置在所述第二通道(82)内，

所述壳体设有进气管(60)、第一输出管(70)以及第二输出管(80)，所述进气管、第一输出管以及第二输出管分别被配置成延伸到所述通风管道中，以限定所述进气口(62)、所述第一输出口(72)以及所述第二输出口(76)。

2.如权利要求1所述的雾供给装置，其中所述第二输出口(76)的截面积小于所述第一输出口(72)的截面积。

3.如权利要求1所述的雾供给装置，其中

所述进气管、所述第一输出管以及所述第二输出管被沿着所述通风管道的长度排布，并且所述进气管被设置在所述第一输出管和所述第二输出管的上游。

4.如权利要求1所述的雾供给装置，其中

所述进气管、所述第一输出管以及所述第二输出管被沿着垂直于所述通风管道的长度的方向排布。

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