CN102136681B - 自冷式离子化空气产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自冷式离子化空气产生装置，包括一空气压缩机、连接于该空气压缩机的一散热装置、连接于该散热装置的至少一离子化空气产生器及一变压器，各离子化空气产生器包括一外金属管、一内金属管、一介电绝缘管以及一出气管，该介电绝缘管设置于该外金属管和内金属管之间，且与该外金属管之间形成一离子化空间，该出气管连通于该离子化空间，该变压器设有连接于该内金属管的一高电压端及连接于该外金属管的一低电压端。通过窄化的离子化空间而产生流体自冷的效果，本发明主要功能为净化空气、除尘及水质净化等应用，或达到节能省碳的目的。

Description

自冷式离子化空气产生装置

技术领域

本发明涉及空气产生器，尤其是一种采取自然散热以及流体自冷的设计减少耗电量，且能设计为携带形式的自冷式离子化空气产生装置。

背景技术

传统离子化空气的产生方法包括由紫外线或电晕放电(corona)等方式产生。

其中，利用紫外线离子化空气的方法即将空气通入紫外线的环境中，通过此使空气中的分子电离所产生的，如大自然中的离子化空气就可利用天然的紫外线使空气离子化。

利用电晕放电是对中性的空气施加不均匀的电场，使空气在电场非常高的地方被离子化，亦即空气分子中的电子因接收到足够的能量而游离，而完成离子化过程，产生离子化空气；正电晕下电离时失去电子的原子或分子，成为带正电的正离子；负电晕下电离时获得电子的原子或分子，成为带负电的负离子。

然而，无论使用何种方式，在离子化过程中都会产生40％以上的热能，亦即有能量的损耗，所以耗电量高；再者，损耗的热能会使得离子化产生器的温度不断上升，因而降低其效率，所以一般都是利用冷却水来降低产生器的温度以维持操作效率。但是利用冷却水的方式只能在定点提供，无法移动，因此有其不便之处。

再者，近年来世界各地不断受到水质恶化、空气污染以及病毒传染的威胁，而臭氧具有改善水质、除臭、净化空气以及杀灭细菌的功能，但因其容易分解且不易储存的缺点，大多是采取于使用场所现场制造，所以使用范围受限。

发明内容

本发明人有鉴于现有离子化空气产生器系利用冷却水进行冷却，相当耗费能量与金钱，而具有净化空气功能的臭氧的使用范围有很大的限制，因此经过长期的研究以及不断的试验之后，终于发明出此自冷式离子化空气产生装置。

本发明的目的在于提供一种采取自然散热以及流体自冷的设计减少耗电量，且能设计为携带形式的自冷式离子化空气产生装置。

为达上述目的，本发明的自冷式离子化空气产生装置，包括：

一空气压缩机；

一散热装置，其连接于该空气压缩机；

至少一离子化空气产生器，其连接于该散热装置，而各离子化空气产生器包括一外金属管、一内金属管、一介电绝缘管以及一出气管，该介电绝缘管设置于该外金属管和内金属管之间，且与该外金属管之间形成一离子化空间，该出气管连通于该离子化空间；

一变压器，其具有一电源供应单元，并且设有连接于该内金属管的一高电压端以及连接于该外金属管的一低电压端。

其中，该自冷式离子化空气产生装置尚包括一空气储槽，其具有一容纳空间以容纳该散热装置，且包括一凝结水排放管以及一压力传感器，该凝结水排放管连通于该空气储槽的容纳空间，该压力传感器电连接于该空气压缩机。

其中，该散热装置包含多个散热片或多个散热蛇管。

其中，各离子化空气产生器设有一进气管与该散热装置连通。

其中，该变压器的电源供应单元为一连接于电源的电源线或为一蓄电池。

其中，该空气储槽的凝结水排放管设置有一凝结水排放阀。

其中，该进气管设有一进气阀。

其中，各离子化空气产生器的出气管设有一出气阀或一定压释放阀。

当空气经压缩后，可通过散热装置将压缩热散去，再通过位于介电绝缘管和外金属管之间狭窄的离子化空间内，使得当出气阀开启时，释压的气体会出现高速薄膜热交换效应(film heat transfer coefficient)以及湍流现象，让外金属管、内金属管以及介电绝缘管同时冷却，以维持高效率的离子化现象，并同时产生流体自冷的效果，因此无需额外使用冷却水来降温，故能节省水资源，并降低成本，亦可使本发明能够设计为携带型式，以便于利用。

附图说明

图1为本发明第一实施例的管线配置示意图；

图2为本发明第二实施例的管线配置示意图。

【主要元件符号说明】

10空气压缩机                    20空气储槽

21凝结水排放管                  22凝结水排放阀

23压力传感器                    30散热片

30’散热蛇管

40A、40B40C离子化空气产生器

41本体                          42外金属管

43内金属管                      44介电绝缘管

45内部空间                      46进气管

461进气阀                       47出气管

471出气阀                       472定压释放阀

48离子化空间                    50变压器

51高电压端                      52低电压端

53电源线                        54蓄电池

具体实施方式

请参看图1所示，其为本发明的第一实施例，其例示一种定点设置的大型自冷式离子化空气产生装置的配置图，该自冷式离子化空气产生装置包括一空气压缩机10、一空气储槽20、二离子化空气产生器40A、40B以及二变压器50。

该空气压缩机10为一种活塞式的压缩机，以使得空气通过后形成压缩空气。

该空气储槽20连接于该空气压缩机10，并接收从该空气压缩机10而来的压缩空气，该空气储槽20内设置有多个散热片30，且该空气储槽20设有由凝结水排放阀22控制的凝结水排放管21，并且设有与该空气压缩机10电连接的压力传感器23，用以检测该空气储槽20内的压力并控制该空气压缩机10的开机和关机或者调控空气压缩机10的压缩程度。

该等离子化空气产生器40A、40B各自连接于该空气储槽20，各离子化空气产生器40A、40B包括一本体41，该本体41具有一内部空间45、一进气管46、一出气管47、一外金属管42、一内金属管43以及一介电绝缘管44；

该进气管46设置于该本体41底部且连通于该内部空间45，并设置有一进气阀461加以控制；

该出气管47设置于该本体41顶部且连通于该内部空间45，并设置有一出气阀471加以控制；

该外金属管42可设置于该内部空间45，且紧邻于该本体41的内壁，或者如本实施例所示，该本体41的壳体由外金属管42所构成；

该内金属管43设置于该内部空间45且近顶部的位置，且该内金属管43的顶端连接于该本体41的顶端；

该介电绝缘管44设置于该外金属管42和内金属管43之间并邻接于该内金属管43外侧，该介电绝缘管44与该外金属管42之间形成有一离子化空间48，以令空气于此处被离子化。

该等变压器50分别连接于该等离子化空气产生器，各变压器50具有一连接电源的电源线53，以使电源供电至该变压器50，该变压器50设有连接于该内金属管43的一高电压端51以及连接于该外金属管42的一低电压端52，该变压器50施加于该离子化空间48的电压为1000～2000伏特(V)。

当使用本发明第一实施例时，将空气通过空气压缩机10进行压缩，使得空气温度升高并储存于空气储槽20中备用，高温的压缩空气通过散热片30除去压缩热后，将空气中的凝结水通过凝结水排放管21排出空气储槽20外，而该空气压缩机10的开、关机皆由空气储槽20的压力传感器23自动控制的；而常温的压缩空气由空气储槽20经由进气管46先进入标示为A的离子化空气产生器40A的本体41内部空间45，而俟离子化空气产生器40A中的压力到达约3～4Kg/cm2后关闭进气阀461，此时开启出气阀471，同时由变压器50通过高电压端51和低电压端52通入电流，使得压缩空气经过离子化空间48被离子化后再由出气管47释出，而变压器50能控制离子化空间48的电压在1000～2000V之间，以减少离子化过程产生的热量，使空气在离子化过程中不易产生氮氧化物NOX，而空气流体则因出气阀471的开启而膨胀吸热，并因离子化空间48间距小的缘故，而使得释压气体形成高速薄膜热交换效应以及湍流现象，使得外金属管42、内金属管43以及介电绝缘管44同时冷却，以维持高效率的离子化反应，让离子化空气产生器40A内的空气冷却约5～10℃。

而当标示为A的离子化空气产生器40A在减压出气时，标示为B的离子化空气产生器40B的进气阀461开启，使得压缩空气进入；通过两者交替操作形成连续运转，形成一连续式的离子化程序。

请参看图2所示，其本发明之第二实施例其系例示一种携带式可充电的小型自冷式离子化空气产生装置的配置图，由于本发明控制在低电压、低电量的环境下，所以能够设计为可携带的形式，该自冷式离子化空气产生装置包括一空气压缩机10、一散热蛇管30’、一离子化空气产生器40C以及一变压器50。

该空气压缩机10一种活塞式的压缩机，以使得空气通过后形成压缩空气。

该散热蛇管30’连接于该空气压缩机10，并接收从该空气压缩机10而来的压缩空气，以进行散热。

该离子化空气产生器40C连接于该散热蛇管30’，其结构与第一实施例所述的离子化空气产生器大致相同，其不同之处在于该离子化空气产生器40C之进气管46并无进气阀的设置，而出气管47设置有一定压释放阀472，其依照一设定的气压而控制阀的开关，而产生间歇性的开关动作。

该变压器50连接于该离子化空气产生器40C，且装设有一蓄电池54，故能便于携带。

当使用本发明第二实施例时，将空气通过空气压缩机10进行压缩，使得空气温度升高，再将此高温的压缩空气通过散热蛇管30’除去压缩热后，直接通入离子化产生器40C中，俟离子化空气产生器40C中的压力到达约0.5～1Kg/cm2后则使得定压释放阀472弹开将空气释出，此时即达到如第一实施例所述的空气离子化效果以及冷却效果，而当大部分空气压力释出后则该定压释放阀472会因弹力而关闭，形成间歇性动作，所以本实施例中的离子化空气产生器40C为非连续性操作的设计。

本实施例中的电源是由蓄电池54所提供，使用的直流电压为12或24伏特，适合用于屋外的各种场所，例如出外露营、旅行皆可作为维护健康的工具。

本发明能够通过变频和降低离子化过程的电压而降低离子化产生器释放出来的热量，并且通过窄化的离子化空间而形成高速流体薄膜热交换现象，产生流体自冷的效果，例如在气温较高的场所可采用批次释压的方式，而在气温较低的场所则可采用直接释出的方式，进行空气的杀菌、除尘或水质净化等作用，因此本发明能适用于各种场所，皆能达到在成本低廉的情况下让离子化产生器处于低温状态。

Claims (10)

1.一种自冷式离子化空气产生装置，其特征在于包括：

一空气压缩机；

一散热装置，其连接于该空气压缩机；

至少一离子化空气产生器，其连接于该散热装置，而各离子化空气产生器包括一外金属管、一内金属管、一介电绝缘管以及一出气管，该介电绝缘管设置于该外金属管和内金属管之间，且与该外金属管之间形成一狭窄的离子化空间，该出气管连通于该狭窄的离子化空间；

一变压器，其具有一电源供应单元，并且设有连接于该内金属管的一高电压端以及连接于该外金属管的一低电压端，该变压器施加于该狭窄的离子化空间的电压为1000～2000伏特(V)。

2.如权利要求1所述的自冷式离子化空气产生装置，其特征在于，该自冷式离子化空气产生装置包括一空气储槽，其具有一容纳空间以容纳该散热装置，且包括一凝结水排放管以及一压力传感器，该凝结水排放管连通于该空气储槽的容纳空间，该压力传感器电连接于该空气压缩机。

3.如权利要求2所述的自冷式离子化空气产生装置，其特征在于，该空气储槽的凝结水排放管设置有一凝结水排放阀。

4.如权利要求1、2或3所述的自冷式离子化空气产生装置，其特征在于，该散热装置包含多个散热片或多个散热蛇管。

5.如权利要求4所述之自冷式离子化空气产生装置，其特征在于，各离子化空气产生器设有一进气管与该散热装置连通。

6.如权利要求5所述之自冷式离子化空气产生装置，其特征在于，该进气管设有一进气阀。

7.如权利要求1、2或3所述的自冷式离子化空气产生装置，其特征在于，该变压器的电源供应单元为一连接于电源的电源线或为一蓄电池。

8.如权利要求4所述的自冷式离子化空气产生装置，其特征在于，该变压器的电源供应单元为一连接于电源的电源线或为一蓄电池。

9.如权利要求8所述之自冷式离子化空气产生装置，其特征在于，各离子化空气产生器的出气管设有一出气阀。

10.如权利要求8所述之自冷式离子化空气产生装置，其特征在于，各离子化空气产生器的出气管设有一定压释放阀。

Images