CN103585846B - 空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气净化装置，其包括：吸入空气，并向下吹送该被吸入的空气的吸入模块；使由吸入模块吹送来的空气通过，并使空气中的固体颗粒物荷电的荷电模块；和设置于所述荷电模块下方，盛装集尘用水的集尘模块，在所述荷电模块和所述集尘模块之间形成使荷电的固体颗粒物向下方加速运动的电场，使荷电的固体颗粒物落入集尘模块。根据本发明的空气净化装置，其不需要过滤类净化器中的滤网，不像以往的静电除尘类净化器那样总要对集尘板进行清洗，而只需定期更换盛装在集尘模块中集尘用水即可。因此，维护使用方便，且使用成本低廉。

Description

空气净化装置

技术领域

本发明涉及一种空气净化装置。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对生活质量的要求越来越高，越来越重视空气质量，为此许多家庭都配备有家用空气净化器。目前常用的家用空气净化器有：滤网类净化器；静电除尘类净化器和复合类类净化器。

滤网类净化器的原理是，利用风机将需要净化的空气抽入净化器，在空气净化器内有多层过滤网，如HEPA网、光触媒网、活性炭网等。利用滤网的性能过滤掉空气中的粉尘、异味、PM2.5等。这种净化器的效果较好，但是也有自身的局限性和缺点，例如，滤网的空气净化效果随着时间的延长明显下降，经过一定时间后，不但不会起到净化效果，还会因粉尘、细菌、异味的积累对空气造成二次污染；为保持净化器的效果处于最优状态，需要经常更换滤网，而滤网的成本该，造成使用成本增加，并且换掉的滤网也会造成二次污染。

静电除尘类净化器的原理是，利用高压直流电场使吸入的空气中的气体分子电离，产生大量的正离子和负离子，并在电场力和洛伦兹力作用下向两级移动，此时如果空气中有粉尘，离子碰到粉尘会使其荷电，在电场力的作用下荷电粉尘向极性相反的极板方向移动并被吸附于该极板，从而实现净化空气的效果。静电除尘类净化器的缺点是，由于粉尘的堆积，集尘板会越来越脏，净化效果会随之下降。在对其进行清洗时，操作不便，会有擦不到的死角。另外，由于荷电和集尘极之间，会不可避免地发生打火现象，因此会产生臭氧，不利于健康。

而复合型净化器，是将滤网与静电净化器的特点相结合，虽然净化效果更好，但是缺点也更为突出，且不适合家庭使用。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中存在的问题，其提供一种空气净化装置，其能够以简单的结构得到高效的空气净化效果，并且不会产生臭氧等有害气体，使净化后的空气更健康。

本发明的空气净化装置包括：吸入空气，并向下吹送该被吸入的空气的吸入模块；使由吸入模块吹送来的空气通过，并使空气中的固体颗粒物荷电的荷电模块；和设置于所述荷电模块下方，盛装集尘用水的集尘模块，在所述荷电模块和所述集尘模块之间形成使荷电的固体颗粒物向下方加速运动的电场，使荷电的固体颗粒物落入集尘模块。

根据本发明的空气净化装置，由于采用水吸附的方式，因此不需要过滤类净化器中的滤网，不像以往的静电除尘类净化器那样总要对集尘板进行清洗，而只需定期更换盛装在集尘模块中集尘用水即可，并能有效避免对人体有害的臭氧和正离子的产生。因此，维护使用方便，且使用成本低廉，可应用于家庭、办公等场所。

附图说明

图1是本发明实施方式的空气净化装置的结构示意图。

图2是本发明实施方式的空气净化装置的荷电模块的立体图。

图3是本发明实施方式的空气净化装置的荷电电极形成的电场的示意图。

图4是本发明实施方式的空气净化装置的外观示意图。

图5是本发明实施方式的空气净化装置中的水位保持模块的示意图。

图6是本发明变形例的空气净化装置的荷电电极形成的电场的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明实施本发明的优选实施方式。

图1为本实施方式的空气净化装置的结构示意图。

如图1所示，该空气净化装置1在外壳10内的从上至下的方向依次设置有作为吸入模块的风扇20、荷电模块30和集尘模块40。该空气净化装置1利用风扇20从外部经外壳10上方的进气口11吸入空气，并向下方吹送该吸入的空气，向下方吹送的空气通过荷电模块30到达集尘模块40。集尘模块40形成为水槽形，其中容纳集尘用水。通过荷电模块30的空气撞击于盛装在集尘模块40内的集尘用水的液面L。

在外壳10内设置有隔板12。隔板12围成筒形的内部空间，在隔板12的上端部和下端部分别设置风扇20和荷电模块30，而形成进气路13。该进气路13限制由风扇20吸入的空气的流动空间，使全部空气通过荷电模块30。

经过荷电模块30的空气在撞击盛装于集尘模块40内的集尘用水的液面L后，经形成于由隔板12围成的进气路13的下端，即荷电模块30的下端与液面L之间的排气路14向外侧流动，经过隔板12的外壁面外侧从外壳10侧面的排气口15排出。风扇20和集尘模块40之间形成使空气自上向下流动的风道。

图2为荷电模块的立体图。

在本实施方式中，荷电模块30如图2所示形成为方形框架结构，具有多个水平设置且彼此平行的间隔肋31，在各间隔肋31之间形成使空气通过的开口部32，并利用四周的外框33连接各间隔肋31而成为一体，可一体地安装于由隔板12围成的进气路13的下端。

对各间隔肋设置向上方突出的荷电电极34，在本实施方式中，沿着各间隔肋31的长度分别设置荷电电极34，各荷电电极34形成为上端具有针尖形的尖端，在被施加静电压的情形下，各荷电电极34在上端针尖形的尖端产生电晕放电现象。当空气通过荷电模块30时，在荷电电极34的电晕放电的作用下，使空气中的粉尘/尘埃等固体颗粒物等带电，对此将在后面详细说明。作为具有针尖形尖端的荷电电极34，优选荷电电极34的最大直径为1～5mm，并且优选尖端处的大致锥形形状的母线与轴线夹角为5-15°。

在本实施方式的空气净化装置1中，使集尘模块40接地，并对各荷电电极34施加负高压，从而在荷电模块30与集尘模块40之间形成静电场。

图3表示形成在荷电模块30和集尘模块40之间的电场的示意图。

如图3所示，由于荷电电极34的尖端指向作为接地电极的集尘模块40的反方向，即指向上方，因此，被施以负高压的荷电电极34的尖端到集尘模块40的液面L之间的电力线从荷电电极34的尖端向上发散并弯曲后，转向下方达到集尘电极40的液面L。在此，荷电电极34与液面L之间发生打火放电的阈值电压，取决于荷电电极34的尖端指向以及荷电电极34距液面L的距离，因此，只要确保在荷电电极34与液面L之间不发生打火放电，可以尽可能提高施加于荷电电极34的电压绝对值。

在被吸入的空气在空气净化装置1内沿上述流动路径流动而通过荷电模块30时，在该电场的作用下，在由荷电电极34的强电场作用下，荷电电极34尖端部分发生所谓电晕放电的尖端放电现象。其原理是荷电电极34尖端处曲率大，电力线密集，因而电势梯度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电。本实施方式中的荷电电极34尖端为针尖形，在对荷电电极34施加高压后，会形成极强的电场，使得荷电电极34尖端附近的空气分子中的正负电荷因受到方向相反的强电场力而被“撕”开，使空气电离。

由于荷电电极34尖端附近的空气在被电离后，产生可以自由移动的电荷，使得空气可以导电，空气电离后产生的负电荷即成为负离子，而失去电子的电荷带正电，成为正离子。

在本实施方式中，由于对荷电电极34施加的是负高压电，因此，空气中的正离子会被吸附到荷电电极34上，使得荷电电极34附近的空气中只有负离子，并使所产生的负离子与通过荷电模块30的空气中的粉尘/尘埃结合，使其荷电，且带负电。

带负电的粉尘/尘埃经过荷电模块30后，在形成于荷电模块30和液面L之间的电场的作用下，被施以向下的电场力，因此沿使空气自上向下流动的风道加速向液面L方向运动撞击液面L，而被液面L吸附。

本实施方式中，由于使荷电电极34的尖端指向液面L的反方向，即指向上方，因此，在对荷电电极34施加负高压电时，即使电压很高，也不容易击穿荷电电极34与液面L之间的空气，大大提高了荷电模块30与液面L之间的电场强度，从而可有效地使所通过的空气中的粉尘/尘埃荷电，并对荷电后的粉尘/尘埃施以更大的电场力，使其撞击液面L而被清除。

另一方面，通过荷电模块30的空气在风扇20施加的惯性力的作用下继续向下方运动撞击盛装在集尘模块40内的集尘用水的液面L，使粉尘/尘埃等固体颗粒物等被集尘用水吸附，另一方面，由于在通过荷电模块30时使粉尘/尘埃等固体颗粒物在电晕放电作用下带负电，因此，在形成于荷电电极34与液面L之间的电场的作用下，带负电的粉尘/尘埃等固体颗粒物被施以向下的电场力，使粉尘/尘埃等固体颗粒物加速向下运动，撞击集尘模块40的集尘用水的液面L，可更有效地使粉尘/尘埃等固体颗粒物被集尘用水吸附。如上所述，风扇20送风风压和形成在荷电模块30与集尘模块40之间的电场的共同作用下，可高效地去除空气中的粉尘/尘埃等固体颗粒物。

通常认为，空气中的粉尘/尘埃等固体颗粒物更容易被带上正电，而带正电这些粉尘/尘埃等固体颗粒物会对人体造成很大的伤害。然而，在本实施方式中，由于对荷电电极34施加负高压，并使空气分子在电晕放电的作用下带上负电，从而使得经排气路14从外壳10的排气口15排出到外部空间的净化后的空气携带少量负电，不会对人体造成伤害。

另外，众所周知，当在电极间发生电弧放电时，会使空气电离出臭氧，而臭氧会对人体造成不良影响。然而，在本实施方式中，由于使荷电电极34的尖端朝向集尘模块40的反方向的上方，因此，即使对荷电电极34施加很高的负电压，也不会导致荷电电极34与集尘模块40的液面L之间产生电弧放电，能够从根本上解决因荷电电极34与集尘模块40之间的电弧放电而生成臭氧的问题。

并且，如图3所示，由于荷电电极34的尖端向上，形成向上散开形状的电场，而与荷电电极34垂直于集尘模块40的液面L的情形相比，在尖端周边的大范围内分布有强的电场，因此，可使通过荷电模块30的空气中的粉尘/尘埃等固体颗粒物充分荷电。

另外，在本实施方式中，使荷电电极34的尖端向上设置，从而能够有效抑制在荷电电极34与液面L之间产生放电，由此，可提高施加于荷电电极34的高电压的绝对值。

本实施方式的空气净化装置1不同于现有的各类净化器，由于采用水吸附的方式，因此不需要过滤类净化器中的滤网，不会像静电除尘类净化器那样总要对集尘板进行清洗，而只需定期更换盛装在集尘模块40中集尘用水。因此，维护使用方便，且使用成本低廉。

图4为本实施方式的空气净化装置的外部结构图。如图4所示，空气净化装置1的外壳10具有上部外壳10a和下部外壳10b而形成为上下分体结构。

在上部外壳10a的上表面形成进气口11，在前后侧面形成有排气口15，在上部外壳10a内部安装有隔板12形成进气路13，进气路13的上下两端分别安装有风扇20和荷电模块30。在下部外壳10b底部设置集尘模块40的水槽，其中盛装集尘用水。

空气净化装置1整体结构简单便于安装维护，并且由于其结构紧凑，因而非常适合家庭使用。

在更换集尘用的水时，只需将上部外壳10a取下后，倒出下部外壳10b底部的集尘模块40的水槽中的水即可，维护保养十分便利。

另外，在本实施方式的空气净化器1中还具有水位保持模块50。该水位保持模块50用于保持盛装在集尘模块40中的集尘用水的水位，即保持液面L的高度，其可以是任意的结构。

例如，图5是本实施方式的空气净化装置的水位保持模块的一个例子的示意图。其中表示了结构最简单的利用气压原理来保持水位的结构。

该水位保持模块50包括，下端具有管状的开口52的水箱51，以使设置于水箱51外壁表面用于将水箱51固定于集尘模块40的液面L上方的扣具（省略图示）。

在该水位保持模块50中，该水箱51的开口52为管状，在使开口52朝下将水箱51固定于集尘模块40上方时，开口52的开口端部位于规定的液面高度位置。

使用时，在水箱51内注入集尘用水，并使其开口52向下固定在集尘模块40的上方。当集尘模块40内的液面L低于规定水位时，由于液面L低于开口52，因此，水箱51内的水从开口52流出，从而使集尘模块40内的液面L上升。当液面L上升至规定水位时，液面L封住开口52，在大气压作用下停止从水箱51向集尘模块40补充集尘用水。可以在水箱51的开口52上安装防溢装置，防止在将水箱51倒置时，集尘用水从开口52流出，并在水箱51安装后，使开口52开放。

在本实施方式中，使用简单的结构实现水位保持模块，但也可以使用其他方式构成，例如，也可以使用其他机械方式或电子方式检测水位来实现水位保持。由于集尘用水通过集尘模块40接地且水有一定的导电性，因此液面L的高低影响接地极距上端负高压荷电电极34的距离，从而影响液面L上方静电场的强度。另外，液面L的高度也会影响形成于荷电模块30和液面L之间的排气路14的截面大小，从而影响气流速度。因此，液面L的高度会对空气净化装置1的净化效率造成影响。通过设置水位保持模块50，可始终保持液面L的高度一定，从而能够长时间保证空气净化装置1的净化效率。

变形例

下面，对本发明的变形例进行说明，在本变形例中，仅说明与上述实施方式结构不同的部分，对于结构相同的部分省略其说明。

图6为变形例中荷电模块30’的示意图。

在本变形例中，荷电模块30’同样地形成为方形框架结构，具有多个水平设置且彼此平行的间隔肋31’，在各间隔肋31’之间形成使空气通过的开口部32’，并利用四周的外框33’连接各间隔肋31’而成为一体，可一体地安装于由隔板12围成的进气路13的下端。

而在各间隔肋31’的水平方向的侧表面，沿着各间隔肋31’的长度分别设置向水平方向突出的荷电电极34’，各荷电电极34’形成为前端具有针尖形的尖端，在被施加静电压的情形下，各荷电电极34’在上端针尖形的尖端产生电晕放电现象。与上述实施方式不同，本变形例中，荷电电极34’与液面L之间的电场如图6所示。

在本变形例中，使荷电电极34’的尖端指向水平方向，也能够起到与上述实施方式相同的效果，即能够有效抑制在荷电电极34’与液面L之间产生放电，由此，可提高施加于荷电电极34’的高电压的绝对值。

另外，只要不是使荷电电极的尖端垂直指向液面L，即，使荷电电极的尖端指向与集尘模块40内的集尘用水的液面L法线之间形成有夹角，就能够有效抑制荷电电极与液面L之间产生放电，从而提高施加于荷电电极的高电压的绝对值。但优选如上述实施方式所述，令所述荷电电极的尖端指向液面L的反方向的正上方时，在设荷电电极34的尖端指向与液面L法线向上方向的夹角为0°时，荷电电极34的尖端指向与液面L的法线向上方向的夹角可以设为-135°～135°的范围。这样都能够有效地提高荷电电极的高压绝对值。

在上述实施方式中空气净化装置1的外壳10形成为箱型，并具有上部外壳10a和下部外壳10b，从而可方便的分离上部外壳10a和下部外壳10b，以更换集尘用水。但也可以形成为整体的壳体，在壳体下部前侧设置有开口，并使集尘模块形成为单独的水槽形，在其外侧壁面设置滑轮，使其能够沿与滑轮相应设置于外壳底部的内壁面的轨道，从外壳下部的开口处抽拉进出。在更换集尘用水时，将集尘模块拉出，即可方便地进行更换，使空气净化装置的维护更便利。因此，除上述结构外，集尘模块还可为其他可拆卸式结构的水槽。

以上，对本发明的优选实施方式和变形例进行了详细说明，但本发明不局限于上述具体的示例。例如，在上述实施方式和变形例中，空气净化装置的外壳形成为大致长方体形，但也可以形成为圆柱体形。另外，可将上述各示例中的构成要素适当组合而构成新的实施方式。

Claims (9)

1.一种空气净化装置，其特征在于，包括：

吸入空气，并向下吹送该被吸入的空气的吸入模块；

使由吸入模块吹送来的空气通过，并使空气中的固体颗粒物荷电的荷电模块；和

设置于所述荷电模块下方，盛装集尘用水的集尘模块，

所述荷电模块设置有使所通过的空气荷电的荷电电极，所述荷电电极的尖端指向，与盛装于所述集尘模块内的集尘用水的液面法线向下方向之间形成夹角，

在所述荷电模块和所述集尘模块之间形成使荷电的固体颗粒物向下方加速运动的电场，使荷电的固体颗粒物落入所述集尘模块。

2.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于：

所述荷电模块具有多个用于形成使由所述吸入模块吸入的空气通过的开口部的间隔肋，

所述荷电电极设置在所述间隔肋上，并使所通过的空气荷电。

3.如权利要求2所述的空气净化装置，其特征在于：

所述荷电电极的尖端指向与盛装于所述集尘模块内的集尘用水的液面法线向上方向之间的夹角为-135°～135°的范围。

4.如权利要求3所述的空气净化装置，其特征在于：

所述荷电电极的尖端指向盛装于所述集尘模块内的集尘用水的液面法线向上方向。

5.如权利要求3～4中任一项所述的空气净化装置，其特征在于：

设定所述荷电电极与盛装于所述集尘模块内的集尘用水的液面之间的距离，以使在施加电场时所述荷电电极与液面之间不发生打火放电。

6.如权利要求5所述的空气净化装置，其特征在于：

所述集尘模块为接地电极，所述荷电电极为负高压电极，

在由所述吸入模块吹送来的空气通过所述荷电模块时，在所述荷电电极的负高压电晕的作用下，使空气中的固体颗粒物带负电，

使带负电的固体颗粒物在形成于作为负高压电极的所述荷电模块和作为接地电极的所述集尘模块之间的电场的作用下，向下方加速运送，而被盛装于所述集尘模块内的集尘用水吸附。

7.如权利要求1或6所述的空气净化装置，其特征在于：

还具有用于保持所述集尘模块中的集尘用水的液面高度的水位保持模块。

8.如权利要求7所述的空气净化装置，其特征在于：

包括，所述空气净化装置上下方向两端部分别设置有所述吸入模块和所述集尘模块，并具有筒形内部空间，使由所述吸入模块吸入的空气全部通过所述荷电模块的进气路，

在所述吸入模块和所述集尘模块之间形成使空气自上向下流动的风道；

在所述进气路的下端部与盛装于所述集尘模块内的集尘用水的液面之间，形成排气路。

9.如权利要求8所述的空气净化装置，其特征在于：

所述集尘模块为拆卸式水槽。