CN103298562A - 具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器。传统的感应电压电集尘器当工作在15000伏特时，就集尘性能而言，其具有约95%至96%的集尘效率。然而，由于结构上的问题导致难以获得比这更高的集尘效率，并且在流动快的部分或流动改变迅速的部分不能获得恒定的集尘效率。本发明的具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的特征在于：根据所述蜂巢状充电部具有与气流平行地设置的旋转离子产生器以充分对待收集对象进行充电从而相对提高所述集尘效率这一优点，而在空气流动的方向上形成具有预定长度的充电区，以及还在于：主要集尘在所述蜂巢状充电部中进行，而二次集尘在所述集尘部中进行，从而相对提高了集尘效率。具有比传统利用感应电压的电集尘器相对更长的充电间隔的所述蜂巢状充电部在同样施加15000伏特的条件下使所述集尘效率增加了99%以上。此外，即使在流动快的部分或流动改变迅速的部分，也并未降低相对较高的集尘效率，并且通过于所述蜂巢状充电部进行主要集尘，再于所述集尘部进行二次集尘，相对提高了所述集尘效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括充电部与集尘部的电集尘器，其中在所述充电部中通过电晕放电使尘粒带电，带电尘粒由于库仑（Coulomb）力的作用而向所述集尘部移动并聚集，特别是，本发明涉及一种电集尘器，其中所述集尘部接地，灰尘是通过感应电压来收集。
背景技术
将简要解释图1所示的电集尘器的电集尘原理，使包含于被污染空气中的对象，例如待收集的灰尘、尘埃以及水分的粒子带电，库仑力（即，静电力）在集尘板的方向施加于所述对象，从而收集所述带电粒子。
在利用上述原理的电集尘器中，通常将高压施加于放电电极，以形成电场，然后通过电晕放电产生电荷，且所述电荷围绕所述放电电极移动，以便使灰尘等带电，所述电晕放电为两电极中具有较强电场的电极由于高压而具有导电性的现象。带电灰尘在所述电场中受到于所述集尘电极方向上产生的库仑力的作用，在库仑力的作用下使带电灰尘向所述集尘电极移动，并在所述集尘电极的表面收集。
利用上述原理的电集尘器一般包括单级式与双级式，所述单级式集尘器被称为科特雷尔（Cottrell）电集尘器，此种集尘器将放电部与集尘部整合为一体，并且最常用作防止空气污染的设备。
所述科特雷尔集尘器一般工作在30KV与100KV之间的电压下，且安装于大规模工业厂房中。此外，由于所述科特雷尔集尘器结构简单以及集尘性能优良，因此其被广泛用作防止例如在各种工业厂房中产生的液态及固态粒子这样的灰尘发散的工业设备。
所述科特雷尔集尘器对于防止二次扬尘是有效的，但因为反复施加电来收集尘粒，所以不能够轻易地抑制去电离作用。此外，应对所述集尘电极施加高压，并且当在所述集尘电极中进行放电时，集尘能力可能丧失。
另外，当在所述集尘电极中收集多达约8mm至12.7mm的尘粒时，应持续敲击所述尘粒以保持所述集尘能力。因此，所述科特雷尔集尘器需具有喷水器或用于施加机械撞击或振动的装置。
当尘粒未被敲击时，发生去电离作用，且带电尘粒显中性，从而使集尘性能显著降低，以及使所收集的尘粒显中性并二次扬尘。
所述双级式集尘器包括分开的放电部与集尘部。所述双级式集尘器通过所述放电部的放电电极与所述集尘部的集尘电极之间的电压差而产生电场，并且当经过所述放电部而带电的尘粒流至所述电场中时，将带电尘粒牵引并收集到所述集尘部的集尘电极。
因为所述放电部与所述集尘部在所述双级式集尘器中是分离的，因此所述双级式集尘器通常在具有相对低灰尘密度的空气净化过程中使用。所述双级式集尘器不经去电离作用，而本来是使二次扬尘的尘粒放电，而且具有相对复杂的结构。
为了克服与上述提到的单级式集尘器与双级式集尘器有关的问题，在第10-2005-0127542号韩国专利申请中已提出一种“利用感应电压的静电集尘器”，如图2所示，上述韩国专利申请揭示了利用感应电压的静电集尘器的配置与基本原理。
如图2所示，投射式放电电极10连接至电源，并在不小于11000伏特的高DC电压下为其提供电荷，被施以所述高电压的所述电荷在所述投射式放电电极10的突出部充电，然后通过电晕放电现象放电，以形成充电区A2。
对象1，例如外部被污染空气中所含的灰尘、尘埃或水分粒子，处于电中性状态，当所述电中性状态的对象1进入所述充电区A2时，所述电中性状态的粒子通过与阴离子性气体分子的碰撞或吸收，而变成负电状态的带电对象2。
依据上述现有技术的静电集尘器，该静电集尘器进一步包括感应电压板20，该感应电压板20使所述集尘电极30接地，且独立设置，不需电性连接，所述感应电压板20产生将由所述投射式放电电极10感应的电压。所述感应电压板设置在所述投射式放电电极10与所述集尘电极30之间，以产生静电场，并且吸引力施加于通过库仑力牵引到接地集尘电极30的带电灰尘，从而提高集尘能力。
此外，传统的线式放电电极被锯形的投射式放电电极10取代，以提高机械强度。所述集尘电极30接地，以使附着于所述集尘电极30的带电灰尘在依附的时候显中性，以便显中性的灰尘3由于重力而从所述集尘电极30分离。因此，可通过重力移除附着于所述集尘电极上的灰尘，而不需要单独用于移除附着于所述集尘电极30上的灰尘的装置，维护简单，由于简化了所述静电集尘器的电过滤器的结构，所以也容易组装，并且可节约所述静电集尘器的制造成本。
上述利用感应电压的静电集尘器具有以下优点：在单式电集尘器与双式电集尘器的基础上改善了上述问题，并且就其在15000伏特下工作时的集尘性能而言，展现出约95%至96%的集尘效率。然而，由于结构上的问题，很难获得比这更高的效率。
特别是，当所述投射式放电电极10相对于气流的方向垂直地形成以具有变窄的部分时，所述变窄的部分具有相对较小宽度的充电区，在该充电区气流很快，或者具有气流快速变化的部分，如图2所示，由于充电区的宽度小，导致对待收集的对象未进行足够的充电，因而可能降低了集尘效率。
发明内容
技术问题
本发明涉及一种利用感应电压的电集尘器，在与传统的利用感应电压的电集尘器相同条件下，本发明的电集尘器具有相对较高的集尘效率，尤其是，本发明涉及一种电集尘器，其具有即使在气流快的部分或气流变化快的部分也不降低的集尘效率。
技术问题的解决方案
本发明一方面提供一种利用蜂巢状充电部的感应电集尘器。利用感应电压的电集尘器包括：一蜂巢状充电部，所述蜂巢状充电部包括一充电子组件、多个旋转离子产生器以及多个电源支撑件，所述充电子组件具有多个充电集尘子管，所述充电集尘子管由具有六边形管形状的金属材料形成，所述充电集尘子管与被污染空气流动的方向平行地设置，且电性接地及并联，每个旋转离子产生器形成为一比每个所述充电集尘子管相对更长的金属平板，所述旋转离子产生器具有纵向的两边缘处的多个突出部、两端部处的多个连接部以及一扭曲结构，该扭曲结构用于向待收集对象提供离心力，并且所述旋转离子产生器插入到各充电集尘子管中，且设置于所述充电集尘子管的中部，所述电源支撑件设置于所述充电集尘子管的前部与后部，且连接至所述旋转离子产生器的连接部，以固定所述旋转离子产生器，并将所述旋转离子产生器与电源装置电性连接；一集尘部，所述集尘部包括多个集尘电极板以及多个感应电压板，所述集尘电极板由具有平板形状的金属材料形成，所述集尘电极板电性接地，并与空气流动的方向平行地设置，所述感应电压板由具有平板形状的金属材料形成，每个感应电压板均设置于所述集尘电极板之间，与所述集尘电极板相比所述感应电压板朝所述蜂巢状充电部伸出，并且所述感应电压板产生一电压，该电压由所述蜂巢状充电部感应，而不需电性连接；一载体，所述载体内部包含所述蜂巢状充电部与所述集尘部，并且形成一所述电集尘器的外形；以及高压供应装置，所述高压供应装置电性连接至所述电源支撑件，用以向所述蜂巢状充电部的所述旋转离子产生器提供一高压。
此外，每个所述蜂巢状充电部的旋转离子产生器于纵向的两侧均具有多个侧突出部。
此外，每个旋转离子产生器均具有1/3至1/2倍于每个所述充电集尘子管直径的宽度，以便产生一涡流，以及具有1/10至1/8倍于每个所述充电集尘子管直径的突出部高度。
此外，所述蜂巢状充电部的所述充电集尘子管利用具有预定厚度的不可燃硅基材料而终止于所述集尘器的外表，所述不可燃硅基材料围绕并隔绝所述外表，且保持所述集尘器的组装状态。
此外，所述集尘器进一步包括一集尘容器，所述集尘容器与所述集尘部所处的所述载体的底部向下连通，且收集在所述集尘部中收集并由于重力而从所述集尘部下落的灰尘。
发明的有益效果
依据本发明的利用蜂巢状充电部的感应电压电集尘器，使得以比利用传统集尘器相对尽可能高的集尘浓度来吸取灰尘成为可能。另外，放电电极自身的机械强度高，实现了不需电性连接而具有独立的感应电压板及接地的集尘板的简化结构，且由于不需要单独的用于去除附着在所述集尘电极板上的灰尘的灰尘去除装置，例如清洁装置或敲击装置，所以容易维护。此外，所述电集尘器的电过滤器结构被简化，这有利于组装以及节约电集尘器的制造成本。而且，所述蜂巢状充电部即使在流动快的部分或流动改变迅速的部分也具有相对较长充电间隔的这一优点，并未降低相对较高的集尘效率。而且，通过于所述蜂巢状充电部进行主要集尘，再于所述集尘部进行二次集尘，相对提高了所述集尘效率。
附图说明
通过参考附图对本发明示范性实施例进行详细描述，本发明的前述特征和优点以及其他特征和优点对本领域技术人员而言将更加显而易见，其中：
图1为举例说明电集尘器基本原理的视图；
图2为举例说明利用感应电压的传统电集尘器的配置与基本原理的视图；
图3为依据本发明举例说明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的视图；
图4为依据本发明举例说明感应电压电集尘器的蜂巢状充电部的视图；
图5为依据本发明举例说明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的充电子组件的视图；
图6为依据本发明举例说明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的充电子组件的绝缘层的视图；
图7为依据本发明举例说明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的旋转离子产生器的视图；
图8为依据本发明举例说明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的旋转离子产生器连接结构的视图；以及
图9为依据本发明举例说明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的载体的视图。
具体实施方式
将参考附图对本发明进行详细描述，附图通过举例的方式来说明具体实施例，依据具体实施例可实现本发明。对这些实施例的描述详细到足以使本领域技术人员可实现本发明。应理解的是，本发明的各实施例可以不同，但不必彼此相互排斥。例如，本文所述的与一实施例相关的具体形状、结构及特征可在不脱离本发明的技术精神与范围的前提下在其他实施例中实现。此外，应理解的是，各个实施例中的个别组件的定位或位置在不脱离本发明的技术精神与范围的前提下可以改变。因此，以下详细描述并非意图被理解为是受限制的意思，而本发明的范围只由所附的权利要求及所有权利要求的等效者限制于所附的权利要求中。在附图中，类似的数字在说明书中始终表示相同或相似的功能。
为了使本领域技术人员容易实现本发明，下文中将参考附图更全面地描述本发明。
如图3所示，举例说明本发明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器，本发明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器包括蜂巢状充电部100与集尘部200，所述蜂巢状充电部100包括充电子组件110-1、旋转离子产生器120以及电源支撑件130，所述集尘部200包括集尘电极板210以及感应电压板220。所述蜂巢状充电部100就被污染空气进入的方向而言是设置于前段，所述集尘部200包括多个集尘电极板210以及多个感应电压板220，每个集尘电极板210均由具有平板形的金属材料形成，且与空气流动的方向平行地设置，每个感应电压板220均由具有平板形的金属材料形成，所述感应电压板220设置于所述集尘电极板210之间，与所述集尘电极板210相比所述感应电压板220朝所述蜂巢状充电部100伸出，并且产生一电压，该电压由所述蜂巢状充电部100感应，而不需电性连接。
如图3所示，所述集尘部200连续地设置于所述蜂巢状充电部100的后部，并电性连接至高压供应装置300。所述集尘部200由所述蜂巢状充电部100以高压进行充电，以产生负感应电压，且接地的集尘电极板210通过静电感应与静电放电而进行正充电。
由此，在每个所述感应电压板220与每个所述集尘电极板210之间产生电场，进入所述电场的待收集带电对象被所述集尘电极板210吸引并被所述感应电压板220排斥，以便附着于所述集尘电极板210。这里，吸引力和排斥力依据库仑定律而产生，有关于此的描述省略。
因此，包含于被污染空气中的对象由与气流平行地形成为预定长度的所述旋转离子产生器120充分充电，且在经过所述蜂巢状充电部100时产生电晕放电。一些带电对象被收集在所述蜂巢状充电部100中，而已经通过所述蜂巢状充电部100的带电对象则在经过由所述集尘电极板210与所述感应电压板220所构成的集尘部200时，被收集在所述集尘电极板210中。
也就是说，带电对象首先被收集在所述蜂巢状充电部100的所述充电子组件110-1中，剩余的部分然后被收集在所述集尘部200中。因此，依据本发明，所述蜂巢状充电部100与所述集尘部200均执行灰尘的收集。
所述蜂巢状充电部100与所述集尘部200电性连接至所述高压供应装置300，如图3所示，且它们设置于载体400内，所述载体400具有形成本发明的集尘器外形的结构并可插入通气管或排气管中，如图9所示，依据本发明举例说明了具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的载体。
集尘容器500与所述集尘部200所处的所述载体400的底部向下连通，并且连接至所述载体400的连通部410，以便所述集尘部200中所收集的灰尘由于重力而下落，并存储于所述集尘容器500中。
所述集尘容器500可具有不同的形状和结构，并具有允许所述集尘容器连接至所述载体400或与所述载体400断开的结构，如与所述载体400内部连通并存储待收集对象如灰尘的装置。
下文中，将详细描述本发明的必要组件，即，所述蜂巢状充电部100。所述蜂巢状充电部100提供平行于气流的充电间隔，以对待收集对象进行充分充电，并且对所述充电间隔执行部分集尘。
如图4所示，依据本发明举例说明所述感应电压电集尘器的蜂巢状充电部，所述蜂巢状充电部100包括：充电子组件110-1，其中多个充电集尘子管110组装在一平面上；旋转离子产生器120，插入到各充电集尘子管110中，并产生电晕放电，以形成带电区；以及电源支撑件130，固定所述旋转离子产生器的同时为所述旋转离子产生器120提供电力。
因此，提供了与气流平行的充电间隔，即，水平充电间隔，代替了传统的垂直充电间隔，且一些带电对象通过接地的充电集尘子管110来收集。
如图5所示，依据本发明举例说明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的充电子组件，所述充电子组件110-1由所述充电集尘子管110组成，所述充电集尘子管110由具有高导电性的金属材料形成，例如铝，所述充电集尘子管110具有预定长度L，与被污染空气流动的方向平行地设置，且电性接地。也就是说，如图5所示，所述充电集尘子管110在一平面上连接并组装。
所述充电集尘子管100的长度L没有特别限制。然而，当所述充电集尘子管100的长度L增加时，集尘的性能相对提高，但能耗增加，所以所述充电集尘子管100的长度L由安装了本发明的电集尘器的环境的条件来决定，所述条件包括灰尘浓度或气流。
此外，所述充电子组件110-1具有预定厚度的绝缘层140，所述绝缘层140由不可燃硅基材料形成，用以包围并隔离所述充电子组件的外部，同时保持组装状态，如图5所示。
如图6所示，依据本发明举例说明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的充电子组件的绝缘层，所述绝缘层140在使接地的所述充电子组件110-1绝缘以及保持组装状态的同时，还起到填充空白空间的作用，所述空白空间是由于六边形的管形状而产生在所述充电子组件110-1外部与所述载体400之间。
如图4及图7所示，举例说明本发明的具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的旋转离子产生器，每个旋转离子产生器120均为一金属平板，该金属平板与每个充电集尘子管110相比相对更长，每个旋转离子产生器120于纵向的两边缘具有多个突出部122，于两端具有连接部126，以及具有用于向待收集对象施加离心力的扭曲结构，以便使其插入到各充电集尘子管110中并设置于中部。
通过将所述旋转离子产生器120连接于两个固定的电源支撑件130之间，所述旋转离子产生器120可设置于所述充电集尘子管110的中部，并且如图8所示，依据本发明举例说明具有蜂巢状充电部的感应电压电集尘器的旋转离子产生器连接结构，所述旋转离子产生器120通过所述电源支撑件130电性连接至所述高压供应装置300。
如图7所示，所述旋转离子产生器120在纵向的两侧可进一步包含多个侧突出部124。所述侧突出部124通过相对增加发生电晕放电的突出部的数量而相对增加电晕区和充电区，使得待收集对象的充电可更加平稳地进行。
为了产生涡流，每个旋转离子产生器120具有1/3至1/2倍于所述充电集尘子管110直径的宽度以及1/10至1/8倍于所述充电集尘子管110直径的高度。
附图以及说明书中已公开本发明典型的示范性实施例，尽管使用了特定术语，但这些术语是一般性的使用，仅仅是描述性的意义，并非出于限制的目的。至于本发明的范围，将在之后的权利要求中阐明。因此，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离如随附权利要求所限定的本发明的精神与范围的前提下，在此可作出各种形式与细节上的改变。
Claims (4)
1.一种利用感应电压的电集尘器，包括：
一蜂巢状充电部，所述蜂巢状充电部包括：
一充电子组件，具有多个充电集尘子管，所述充电集尘子管由具有六边形管形状的金属材料形成，所述充电集尘子管与被污染空气流动的方向平行地设置，且电性接地及并联；
多个旋转离子产生器，每个旋转离子产生器形成为一比每个所述充电集尘子管相对更长的金属平板，所述旋转离子产生器具有纵向的两边缘处的多个突出部、两端部处的多个连接部以及一扭曲结构，该扭曲结构用于向待收集对象提供离心力，并且所述旋转离子产生器插入到各充电集尘子管中，且设置于所述充电集尘子管的中部；以及
多个电源支撑件，设置于所述充电集尘子管的前部与后部，且连接至所述旋转离子产生器的连接部，以固定所述旋转离子产生器，并将所述旋转离子产生器与电源装置电性连接；
一集尘部，所述集尘部包括：
多个集尘电极板，由具有平板形状的金属材料形成，所述集尘电极板电性接地，并与空气流动的方向平行地设置；以及
多个感应电压板，由具有平板形状的金属材料形成，每个感应电压板均设置于所述集尘电极板之间，与所述集尘电极板相比所述感应电压板朝所述蜂巢状充电部伸出，并且所述感应电压板产生一电压，该电压由所述蜂巢状充电部感应，而不需电性连接；
一载体，所述载体内部包含所述蜂巢状充电部与所述集尘部，并且形成一所述电集尘器的外形；以及
高压供应装置，所述高压供应装置电性连接至所述电源支撑件，用以向所述蜂巢状充电部的所述旋转离子产生器提供一高压，
其中每个所述蜂巢状充电部的旋转离子产生器于纵向的两侧均具有多个侧突出部。
2.如权利要求1所述的电集尘器，其中每个旋转离子产生器均具有1/3至1/2倍于每个所述充电集尘子管直径的宽度，以便产生一涡流，以及具有1/10至1/8倍于每个所述充电集尘子管直径的突出部高度。
3.如权利要求1所述的电集尘器，其中所述蜂巢状充电部的所述充电集尘子管利用具有预定厚度的不可燃硅基材料而终止于所述集尘器的外表，所述不可燃硅基材料围绕并隔绝所述外表，且保持所述集尘器的组装状态。
4.如权利要求1所述的电集尘器，进一步包括：
一集尘容器，所述集尘容器与所述集尘部所处的所述载体的底部向下连通，且收集在所述集尘部中收集并由于重力而从所述集尘部下落的灰尘。
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