CN103313795B - 使用多交叉针离子产生器的感应式静电集尘器 - Google Patents

使用多交叉针离子产生器的感应式静电集尘器 Download PDF

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Abstract

依据本发明的使用多交叉针离子产生器的感应式静电集尘器通过将投射式放电电极的结构改进为增加侧投射部的结构,从而与现有技术的投射式放电电极相比,包含通过增加电晕区及充电区而能够相对提高集尘系统集尘效率的技术特征,在所述电晕区中发生电晕放电,在所述充电区中使收集对象带电。另一方面,就工作在15000V时的集尘性能而言,现有技术的感应式静电集尘器展现出约95%至96%的集尘效率。然而,由于其结构原因,很难展现出比这更高的集尘效率。通过这些特征,在以下方面取得了效果:吸取处理是可能的,在此处理过程中感应电压静电集尘器具有相对较高的灰尘浓度,放电电极具有高机械强度及更简单的结构,以及附着在所述集尘电极上的灰尘由于重力而可以被移除,并不需要单独的灰尘移除装置。因此,维护容易,可降低静电集尘器的制造成本,以及在所施加的电压为15000V的条件下,集尘系统的效率可提升至99%或更高。

Description

使用多交叉针离子产生器的感应式静电集尘器
技术领域
[0001 ] 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
[0002] 根据静电集尘器的基本原理,如图1所示,显示了所述静电集尘器的基本原理,使收集对象,例如包含于被污染气体中的灰尘或水分的粒子带电,以产生朝向集尘电极的库仑力(即,静电力),并且带电粒子被捕获到集尘电极。
[0003] 将简要解释如图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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 另外,当在所述集尘电极中收集多达约8_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。
[0009]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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 现有技术中利用感应电压的静电集尘器进一步包括感应电压板,其中集尘电极接地,且所述感应电压板产生通过投射式放电电极而感应的感应电压。此外,所述感应电压板安装于所述集尘电极之间,以形成静电场,推进力施加于通过库仑力吸引到接地集尘电极的带电尘粒,从而能够使集尘能力增加。
[0014] 在现有技术中,通过以锯形投射式放电电极取代传统线式放电电极,可增加机械强度,当带电灰尘通过使所述集尘电极接地而附着于所述集尘电极时,所述带电灰尘显中性,并且附着于接地电极的灰尘由于重力可从所述集尘电极移除,而并不需要独立的用于移除所述集尘电极上所附着的灰尘的灰尘移除装置。因此,维护容易,由于集尘系统的电过滤器结构被简化,所以容易组装,并且可降低静电集尘器的制造成本。
[0015] 现有技术中利用感应电压的静电集尘器展现出了正如上面与所述单级式集尘器与所述双级式集尘器比较后所描述的增强的性能。此外,就工作在15000V时的集尘性能而言,所述利用感应电压的静电集尘器展现出约95%至96%的集尘效率。然而,由于其结构原因,很难展现出比这更高的集尘效率。
发明内容
[0016] 技术问题
[0017] 本发明旨在解决上述问题,并且本发明将提供一种使用多交叉针离子产生器的静电集尘器,其中,在与利用感应电压的静电集尘器相同的条件下,集尘的效率相对提高。
[0018] 技术问题的解决方案
[0019] 本发明的特征在于:一种使用多交叉针离子产生器的感应式静电集尘器包括一个或多个投射式放电电极,连接至高压,并沿着纵向形成有多个具有预定长度的突出部以及一锯形结构,以便通过电晕放电使粒子带电;以及一集尘部,包括集尘电极以及平板形感应电压板,所述集尘电极位于所述投射式放电电极的后端,且与接地的平行板连续地排列,以收集带电粒子,所述平板形感应电压板与所述投射式放电电极平行地排列于所述集尘电极之间,以产生电压,该电压由所述投射式放电电极来感应,而不需电性连接,并且所述投射式放电电极为多交叉针离子产生器,所述多交叉针离子产生器在纵向上形成有多个侧突出部,在所述侧突出部的两侧产生所述电晕放电。
[0020] 在这种情况下,其特征在于:所述多交叉针离子产生器的所述侧突出部是通过裁切并弯曲所述投射式放电电极的本体而形成。
[0021] 进一步地,其特征在于:所述多交叉针离子产生器在上侧与下侧形成耦合孔,且进一步包括一电源支撑件,所述电源支撑件与所述耦合孔耦合,以固定并电性连接所述多交叉针离子产生器。
[0022] 发明的有益效果
[0023] 依据本发明的使用多交叉针离子产生器的感应式静电集尘器,在以下方面取得了效果:吸取处理是可能的,在此处理过程中感应式静电集尘器具有相对较高的灰尘浓度,放电电极具有高机械强度,独立的感应电压板与接地的灰尘电极的结构简单,无需电性连接,以及带电的灰尘显中性,并且由于所述集尘电极接地,所以带电的灰尘附着于所述集尘电极,因而附着在接地电极上的灰尘由于重力而可以被移除,并不需要单独的灰尘移除装置来移除附着在所述集尘电极上的灰尘。因此,维护容易,由于集尘系统的电过滤器结构被简化,所以容易组装,并且可降低静电集尘器的制造成本。此外,通过上述技术特征,取得了以下效果:在所施加的电压为15000V的条件下,通过改进所述投射式放电电极的结构,集尘系统的集尘效率可提升至99%或更高。
附图说明
[0024] 根据本发明构思优选实施例更详细的描述,本发明构思的前述特征和优点以及其他特征和优点将显而易见,如附图中举例说明的,在附图中,相似的参考文字在不同视图中始终表示相同的部分。附图不一定是按比例绘制,而重点在于举例说明本发明构思的原理。附图中:
[0025] 图1举例说明静电集尘器的基本原理;
[0026] 图2为举例说明利用感应电压的静电集尘器的基本原理的视图;
[0027]图3为举例说明利用感应电压的静电集尘器的基本原理的平面图;
[0028]图4a为依据现有技术举例说明利用感应电压的静电集尘器的投射式放电电极的视图;
[0029] 图4b为依据本发明举例说明感应式静电集尘器中所使用的多交叉针离子产生器的视图;
[0030]图5为依据本发明举例说明感应式静电集尘器中所使用的多交叉针离子产生器一实施例的视图;
[0031]图6为依据本发明举例说明感应式静电集尘器中所使用的多交叉针离子产生器一组合配置示例的视图;以及
[0032] 图7为依据本发明举例说明使用多交叉针离子产生器的感应式静电集尘器一总体配置的实施例的视图。
具体实施方式
[0033] 现在参考附图更全面地描述本发明,附图中示出了本发明的示范性实施例。然而,本发明可以以许多不同形式来实施,而不应解释为限制于本文阐述的实施例中;反之,提供这些实施例是为了使本公开彻底及完整,并且这些实施例将全面地把本发明的构思传达给本领域技术人员。在附图中,为了清楚扩大了层和区域的厚度。还应当理解的是,当称一个层在另一个层或结构“之上”时,其可以直接在其他层或结构上,或者也可存在中间层。同样的数字始终代表同样的元件。
[0034] 应理解的是,虽然词语“第一”、“第二”等在本文中可以用来描述不同元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受到这些词语的限制。因此,以下所述的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可以叫做第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分,而并不脱离本发明构思的教导。
[0035] 下文中参考附图更全面地描述本发明,附图中示出了本发明的示范性实施例。然而,本发明可以以许多不同形式来实施,而不应解释为限制于本文阐述的示范性实施例中。例如,如本文所述的特定形状、结构及特征可作为另一实施例来实现,而并不脱离技术性示例的精神与范围。此外,应理解的是,改变示范性实施例中所述的个别组件的位置或配置并不脱离本发明的精神与范围。反之,提供这些示范性实施例是为了使本公开彻底,并且这些示范性实施例将全面地把本发明的范围传达给本领域技术人员。在附图中,为了清楚可能扩大了层和区域的大小及相对大小。附图中同样的参考数字表示同样的元件。
[0036] 下文中,提供这些示范性实施例,以便使本发明彻底及完整,并且这些示范性实施例将全面地把本发明的构思传达给本领域技术人员,下面参考附图详细描述这些示范性实施例。
[0037] 图2为举例说明利用感应电压的静电集尘器的基本原理的视图;以及图3为举例说明如图2所示的静电集尘器的基本原理的平面图。如图2及图3所示,投射式放电电极10连接至电源,以便为其提供来自大于11KV的高DC电压的电荷,并且施以所述高DC电压的所述电荷在所述投射式放电电极的突出部充电,然后通过电晕放电现象放电,以形成充电区A2。
[0038] 粒子1,例如从外部引入的被污染空气中所含的灰尘、尘土或水分,处于电中性状态,当所述电中性状态的粒子1进入所述充电区A2时,所述粒子1通过与阴离子性气体分子的碰撞或吸收,从所述电中性状态变成负状态的带电粒子2。
[0039] 使粒子带电的原理如下。所述投射式放电电极10通过所述电晕放电而在所述投射式放电电极10周围形成强电场,所述强电场在所述投射式放电电极10周围加速气体中的自由电子。
[0040] 被加速的自由电子快速移动,从而与不同的气体分子碰撞。与所述被加速的自由电子碰撞的气体分子多射出一个电子,并变为阳离子。
[0041] 已变为阳离子的气体分子向为正电极的所述投射式放电电极10移动,以与包围所述投射式放电电极10的气体分子碰撞,或与所述投射式放电电极10碰撞。此时产生的新的自由电子向集尘电极30及30-1移动,所述集尘电极30及30-1沿着所述电场而接地。在这种情况中,当自由电子离开电晕区A1时,所述电场弱,因此自由电子的移动速度突然减小。结果,由于自由电子以不足以电离气体分子的较缓慢的速度与气体分子碰撞,因此自由电子被吸引到所述气体分子的表面,以形成阴离子性气体分子。所述阴离子性气体分子在所述充电区A2中与粒子2碰撞或被粒子2吸收,以使所述粒子2带电。
[0042] 同时,感应电压板20与所述投射式放电电极10平行地分开一预定间隔,并通过所述投射式放电电极充电至高压,以产生负感应电压,并且接地的集尘电极30及30-1通过静电感应及静电放电均被充电为正电极。
[0043] 因此,在所述感应电压板20与各所述集尘电极30及30-1之间形成电场。被引入到所述电场中的带电粒子2-1通过自所述集尘电极30及30-1产生的吸引力以及自所述感应电压板20产生的排斥力作用而吸附到所述集尘电极30及30-1上。
[0044] 由于带电粒子吸附到所述集尘电极30及30-1上,因此被捕获的粒子3失去电荷,并变为电中性。
[0045] 所述吸引力及排斥力依据库仑定律而产生,有关于此的描述省略。
[0046] 下文中,将详细描述依据本发明的多交叉针离子产生器。图4a为依据现有技术举例说明利用感应电压的静电集尘器的投射式放电电极的视图。图4b至图6为依据本发明举例说明感应式静电集尘器中所使用的多交叉针离子产生器实施例的视图。
[0047] 现有技术的投射式放电电极10包括多个突出部110,所述突出部110具有预定长度,并沿纵向形成为锯形。所述多个突出部110形成于所述投射式放电电极10的两侧,以在相对低的电压下产生电晕放电。
[0048] 同时,如图4b所示,本发明的多交叉针离子产生器80的特征在于:多个侧突出部810设置于所述投射式放电电极10的两侧,以在纵向上产生所述电晕放电。
[0049] 也就是说,在从附图上部看时,投射部在四个方向上产生所述电晕放电。
[0050] 所述多交叉针离子产生器80的所述侧投射部810可通过如图4a所示的焊接方法使所述侧投射部810与其两侧耦合,或者可通过裁切及弯曲所述投射式放电电极10的本体而形成,如图5所示。
[0051] 通过此种方式,所述多交叉针离子产生器80可为一种改良的投射式放电电极,并且在纵向上可设置多个侧投射部810,以产生所述电晕放电。据此,图2所示的电晕区A1及充电区A2可相对增加,因而收集效率可相对增加。
[0052] 此外,所述多交叉针离子产生器80可具有如图5所示的耦合孔82以及如图6所示的电源支撑件830,所述电源支撑件830由具有高导电性的金属材料构成。
[0053] 如图5及图6所示,所述耦合孔82形成在所述多交叉针离子产生器80的上侧与下侧,且所述电源支撑件830将所述多交叉针离子产生器80与高压供应装置相连,同时固定一个以上多交叉针离子产生器80。
[0054] 也就是说,如图6所示,多个多交叉针离子产生器80固定至所述电源支撑件830,所述电源支撑件830将通过所述耦合孔82与所述多个多交叉针离子产生器80电性耦合。所述电源支撑件830电性耦合至所述高压供应装置,以使所述多个多交叉针离子产生器80通过经所述电源支撑件830提供的高压来提供电荷。
[0055] 图7为依据本发明举例说明使用多交叉针离子产生器的感应式静电集尘器一总体配置的实施例的视图。
[0056] 如图7所示,外壳60设置有进气口与出口,被污染的空气引入至所述进气口中,干净的空气经所述出口排出。所述外壳60内部的前端设置有多个与电源支撑件830并行耦合的多交叉针离子产生器80,所述电源支撑件830连接至所述外壳60外部的高压供应装置。所述外壳60的后端设置有集尘部,所述集尘部包括多个接地的集尘电极30以及感应电压板20,所述感应电压板20位于所述多个接地的集尘电极30之间以通过所述多交叉针离子产生器80来感应高压,而不需要电性连接。
[0057] 也就是说,捕获收集对象的所述集尘电极30与所述感应电压板20横向交替堆叠在使所述收集对象带电的所述多交叉针离子产生器80的后端。
[0058]因此,包含例如灰尘、尘土或水分此等粒子的被污染空气作为收集对象被引入到所述外壳60中,并且通过所述多交叉针离子产生器80使包含于引入的所述被污染空气中的所述收集对象带电。然后,当所述收集对象引入至在所述集尘电极30与所述感应电压板20之间所产生的电场中时,所述收集对象由于库仑力而吸引并收集至所述集尘电极30。
[0059] 由此可见,例如包含于被污染气体中的灰尘、尘土或水分粒子此等收集对象被收集,净化了所述被污染气体,并且被净化的气体经所述出口排出。
[0060] 这样,当例如收集的灰尘、尘土或水分粒子此等收集对象附着于所述集尘电极30并且由于重力而存储于存储装置例如灰斗70中时,使它们显中性。
[0061] 尽管附图中未显示,但可以在所述外壳60的前端或后端,或者内部或外部设置产生气流的装置,例如风扇。此外,可设置用于机械过滤相对较大的灰尘或尘土粒子的预处理
目.ο
[0062] 显然,对本领域技术人员而言,在不脱离本发明的精神与范围的前提下,可对本发明上述示范性实施例作出各种改变。因此,意图是倘若这些改变落入所附权利要求及其等效的范围内,则本发明覆盖所有这些改变。

Claims (2)

1.一种使用多交叉针离子产生器的感应式静电集尘器,包括: 一个或多个投射式放电电极,连接至一高压,并沿着纵向形成有多个具有一预定长度的突出部以及一锯形结构,以便通过电晕放电使粒子带电;以及 集尘部,包括集尘电极以及平板形感应电压板,所述集尘电极位于所述投射式放电电极的后端,且与接地的平行板连续地排列,以收集带电粒子,所述平板形感应电压板与所述投射式放电电极平行地排列于所述集尘电极之间,且所述突出部朝所述平板形感应电压板或所述投射式放电电极的前端突出,以产生电压,该电压由所述投射式放电电极来感应,而不需电性连接, 其中所述投射式放电电极为多交叉针离子产生器,所述多交叉针离子产生器在纵向上形成有多个侧突出部,且所述侧突出部朝所述投射式放电电极的两侧突出,以在所述侧突出部的两侧产生所述电晕放电,以及 所述多交叉针离子产生器在上侧与下侧具有耦合孔,且进一步包括一电源支撑件,所述电源支撑件与所述耦合孔耦合,以固定并电性连接所述多交叉针离子产生器。
2.如权利要求1所述的感应式静电集尘器,其中所述多交叉针离子产生器的所述侧突出部是通过按照突出形状来裁切并弯曲所述投射式放电电极的本体而形成。
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