CN103801456A

CN103801456A - 静电空气净化器

Info

Publication number: CN103801456A
Application number: CN201210448935.7A
Authority: CN
Inventors: 肖德玲; 王彤; 赵亮; 翟立鹏; 蒋丽
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-05-21

Abstract

本发明提供了一种静电空气净化器。该静电空气净化器包括：多个并联的电晕发生极（10）以及多个并联的集尘极（20），电晕发生极（10）的电势高于集尘极（20）的电势，电晕发生极（10）靠近集尘极（20）的端部与相对的集尘极（20）靠近电晕发生极（10）的端部之间的间距小于50毫米。本发明旨在提供一种可以降低臭氧浓度的静电空气净化器。

Description

静电空气净化器

技术领域

本发明涉及空气净化装置，具体而言，涉及一种静电空气净化器。

背景技术

现有的空气净化主要通过层层过滤技术来实现，存在的问题是风阻大，长期运行后容易产生二次污染，而且现有净化技术中的过滤网使用一段时间需要更换，二次消费较高。

采用负离子或者静电除尘的净化方式可以降低风阻，但此技术无法去除甲醛、TVOC等有机物，为了去除粉尘还是需要与高效过滤网结合才能达到净化效果，也存在过滤网容易脏堵导致风阻大的技术问题。

如图1所示，针对上述缺陷所研发的一种静电空气净化器中，多个线状的电晕发生极10’并联至高压电源30’的一端，多个集尘极20’并联至高压电源30’的另一端，当电晕放电在电晕发生极10’附近发生，带电离子附着在空气中的尘粒40’上并使尘粒40’带电。带电的尘粒40’沿着电力线70’方向运动，被集尘极20’吸附，附着在集尘极20’表面。

如图2所示，为图1的静电空气净化器的进一步的方案，即在相邻的两个集尘极20’之间设置加速极50’，多个加速极50’并联至附加高压电源60’的一端，多个集尘极20’并联至附加高压电源60’的另一端。当一些尘粒40’运动距离较长，进入相邻的集尘极20’与加速极50’之间时，由于附加高压电源60’在集尘极20’与加速极50’之间形成一个高强度的电场，推动带电的尘粒40’向集尘极20’的方向运动，这种静电推动力提高了静电空气净化器的空气净化效率。

上述的两种静电空气净化器可以起到静电除尘的效果，但是对降低臭氧发生量帮助不大，如果要降低臭氧发生量，还需要额外在集尘极20’表面包覆臭氧破坏介质。

发明内容

本发明旨在提供一种可以降低臭氧发生量的静电空气净化器。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种静电空气净化器，包括多个并联的电晕发生极以及多个并联的集尘极，电晕发生极的电势高于集尘极的电势，电晕发生极靠近集尘极的端部与相对的集尘极靠近电晕发生极的端部之间的间距小于50毫米。

进一步地，多个电晕发生极靠近集尘极的端部对齐设置，多个集尘极靠近电晕发生极的端部对齐设置，且多个电晕发生极靠近集尘极的端部所在的平面与多个集尘极靠近电晕发生极的端部所在的平面之间的间距小于50毫米。

进一步地，电晕发生极的沿其长度方向的中心线位于相邻的两个集尘极之间。

进一步地，多个电晕发生极相互平行地设置，多个集尘极相互平行地设置。

进一步地，电晕发生极的电压小于5万伏。

进一步地，电晕发生极的材料为钼丝、钨丝、铜丝或包含钼、钨和铜中的至少一种的合金丝。

进一步地，钼丝的直径小于0.2毫米。

进一步地，集尘极的材料为铝板、钢板、导电ABS或包含铝和钢中的至少一种的合金。

进一步地，集尘极的材料为铝板。

应用本发明的技术方案，通过使电晕发生极靠近集尘极的端部与相对的集尘极靠近电晕发生极的端部之间的间距小于50毫米，利用调整电晕发生极与对集尘极之间的距离来影响臭氧的浓度，进而降低臭氧浓度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据现有技术的第一种静电空气净化器的示意图；

图2示出了根据现有技术的第二种静电空气净化器的示意图；以及

图3示出了根据本发明的实施例的静电空气净化器的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图3所示，根据本发明的实施例，提供了一种静电空气净化器，包括多个并联至电源正极且相互之间平行设置的电晕发生极10以及多个并联接地且相互之间平行设置的集尘极20，电晕发生极10的电势高于集尘极20的电势，当电晕放电在电晕发生极10附近发生，带电离子附着在空气中的灰尘颗粒上并使灰尘颗粒带电。带电的灰尘颗粒被集尘极20吸附，附着在集尘极20表面，以实现静电除尘的目的。

电晕发生极10靠近集尘极20的端部与相对的集尘极20靠近电晕发生极10的端部之间的间距小于50毫米。

优选地，多个电晕发生极10靠近集尘极20的端部对齐设置，多个集尘极20靠近电晕发生极10的端部对齐设置，且多个电晕发生极10靠近集尘极20的端部所在的平面与多个集尘极20靠近电晕发生极10的端部所在的平面之间的间距小于50毫米。

电晕发生极10的中心线位于相邻的两个集尘极20之间，可以方便使带电的灰尘颗粒附着在集尘极20上。

出于降低风阻、减小体积和噪音的考虑，静电空气净化器中没有设置背景技术的图2中的加速极50’，由于节省了部件，所以能够起到简化结构的目的，使静电空气净化器的整体体积减小。同时，由于去掉了相邻的集尘极20之间的部件，可以起到降低风阻和减小噪音的目的。

本发明的技术方案受到到材料、电场、磁场、结构设计、流场分析、电源供给方式多因素影响，因此，主要考虑以下几个方面：

1.电晕发生极10材料分析测试：材料直径直接决定逸出功，逸出功反过来影响电晕发生极最后产生的风速、臭氧量等参数，本发明通过分析不同电晕发生极10材料的特点及性能，选择不同直径、不同材料的电晕发生极10进行试验分析，通过调节电晕发生极10的电压得到不同的离子风速，同时根据不同条件下，产生不同风速的功率等参数对电晕发生极10材料进行分析，找到几组比较理想的电晕发生极10材料；

2.电源分析：分析不同电源、不同发生方式所产生的风速、臭氧及洁净空气量等参数最终确定电源方案及电晕发生极10电压取值范围；

3.结构分析：分析电晕发生极10与集尘极20之间的距离、电晕发生极10之间的距离、集尘极20之间的距离等参数，得出效果比较理想结构参数；

4.正交试验优化：通过试验分析，综合对比，得出最佳的方案。

实验之前确定本发明要实现的两个效果：

1.本发明的重点之一是要求通过静电的方式实现净化效果：

为了实现无过滤的净化装置，本发明参考背景技术中图1和图2涉及到的两种静电除尘设备进行创新，该静电除尘设备具有除尘的效果，但是抗菌防霉的效果非常差，而且不能净化甲醛、VOC等有机物，本发明通过改进原有的静电除尘设备的电晕发生极材料、直径、集尘极的材料、电晕发生极与集尘极之间的距离、电晕发生极之间的距离、供电方式及电晕发生极电压等参数产生等离子体，通过优化设计等离子与臭氧浓度的协调关系，发明简易的等离子发生设备，此设备去除超细颗粒物的效果好于高效过滤网，而且无过滤网的风阻及二次污染问题，抗菌防霉效果也好于同等的其它抗菌防霉技术，因此，此技术也可以广泛应用在空调设备上。

2.重点之二是实现无风机的净化设备：

为了实现无风机驱动，需要控制等离子产生量及产生离子雪崩来产生高风速的风，也是通过一系列实验分析材料因素、流体场因素、结构布局因素，发明一种效果比较理想的无风机发生装置，此装置的体积小，本身可以产生较高的离子风速，而且去除细小颗粒物方面的洁净空气量也非常高，去除有机物甲醛、TVOC的效果也非常理想。

下面从本发明的具体实验数据进行详细叙述：

1.确认电晕发生极的电压范围、电晕发生极材料、电晕发生极与集尘极之间的距离范围等因素。

综合考虑电晕发生极10的电压对风速、洁净空气量、臭氧发生量相关性能参数的影响，在满足使用要求的前提下，初步确认电晕发生极10电压范围为小于5万伏；电晕发生极10为：钼丝、钨丝、铜丝或包含钼、钨和铜中的至少一种的合金丝；集尘极20采用铝板、钢板、导电ABS或包含铝和钢中的至少一种的合金；电晕发生极10与集尘极20间距为小于50毫米，即多个电晕发生极10靠近集尘极20的一端所在的平面与多个集尘极20靠近电晕发生极10的一端所在的平面之间的间距小于50毫米。

2.电晕发生极10电压分析：

分析不同发生源、不同发生方式所产生的风速、臭氧参数最终确定电晕发生极10电压取值范围，实验分析如下，其中在实验中，为了证明无加速极的优势，我们选择增加加速极的样机进行对比测试，通过对比测试可以看出，加速极对风速及净化效果上没有优势。

2.1.电晕发生极10对风速的影响。

第一种条件下不同电晕发生极电压对风速产生的影响如表1所示，第一种条件为加速极电压0千伏：

表1

其中上、中、下、左和右是指出风口截面的采样点的分布位置。

第二种条件下不同电晕发生极电压对风速产生的影响如表2所示，第二种条件为加速极电压3.5千伏：

表2

第三种条件下不同电晕发生极电压对风速产生的影响如表3所示，第三种条件为加速极电压7.19千伏：

表3

由表1至表3所知，在三种不同条件下，电晕极电压越大，风速值越高。

2.2.电晕发生极对臭氧发生量的影响。

第一种条件下不同电晕发生极电压对臭氧发生量产生的影响如表4所示，第一种条件为加速极电压0千伏：

表4

第二种条件下不同电晕发生极电压对臭氧发生量产生不同影响的曲线图如表5所示，第二种条件为加速极电压3.5千伏：

表5

第三种条件下不同电晕发生极电压对臭氧发生量产生不同影响的曲线图如表6所示，第三种条件为加速极电压7.19千伏：

表6

由表4至表6所知，随着电晕发生极电压的增加，在三种不同条件下，臭氧发生量折线呈上升趋势。

3.电晕发生极材料分析测试：

本发明通过分析不同材料的特点及性能，通过风速、洁净空气量、臭氧参数对电晕发生极材料进行分析，对比已确定几组材料中最理想的电晕发生极材料，实验分析如下：

3.1电晕发生极材料对风速的影响。

电晕发生极材料种类对风速的影响如表7所示：

表7

由表7所知，电晕发生极材料种类不同，产生的离子风风速值不一样，在相同实验条件下，同直径的金属丝中，钼丝产生的离子风量相对较大。

3.2电晕发生极材料直径对风速的影响。

电晕发生极材料直径对风速的影响如表8所示：

表8

由表8所知，电晕发生极材料直径不同，产生的离子风风速值不一样，在相同实验条件下，同种类的金属丝中，直径小于0.2毫米的电晕发生极产生的离子风量相对较大。

3.3电晕发生极材料种类及直径对臭氧发生量产生的影响。

电晕发生极材料种类及直径对臭氧发生量产生的影响如表9所示：

金属丝材料	臭氧（ppb）
		直径0.1毫米的钼丝	32.487
直径0.1毫米的钨丝	37.651

表9

如表9所知，在相同实验条件下，小于0.2毫米的钼丝产生的臭氧量较其他材料相对较低。

3.4电晕发生极材料对净化效果的影响。

电晕发生极材料对净化效果的影响如表10所示：

	粒子数	甲醛	TVOC
				钼丝	0.974325	0.47859	0.689
钨丝	0.984887	0.580645	0.678

表10

如表10所知，电晕发生极材料种类的不同对空气中有害物质的去除率有一些差异，但是差异不大。

3.5结构分析。

电晕发生极与集尘极之间的不同间距对臭氧发生量产生的影响如表11所示，

电晕发生极与集尘极之间间距	臭氧发生量（ppb）
		20毫米	79.011
40毫米	36.066
		50毫米	36.446

表11

如表11所知，在相同实验条件下，电晕发生极与集尘极之间的距离越大，在出风口测得的臭氧变化量越小。

3.6正交试验优化分析。

由于上述各因素之间是相辅相成，又互相牵制的，所以在前期大量实验数据分析的基础上，在各因素选定的范围中，确定正交试验水平值，进行正交测试，综合对比，确定最佳组合如下：

各因素对空气洁净量的影响关系：距离＞电压＞材料。

各因素对臭氧产生量影响关系：材料＞距离＞电压。

本发明主要通过控制电源发生方式、电晕发生极材料、电晕发生极与集尘极的距离参数、电源电压的输出值参数控制此静电空气净化器自身所产生的风速，通过电晕发生极材料、电晕发生极电压参数的正交优化，达到最佳的效果。

综上，比较理想方案之一是：

电晕发生极与集尘极距离小于50mm，即多个电晕发生极靠近集尘极的一端所在的平面与多个集尘极靠近电晕发生极的一端所在的平面之间的间距小于50毫米；

电晕发生极采用钼丝，直径小于0.2毫米；

电晕发生极的电压小于5万伏；

收集极采用铝板。

根据以上技术方案设计的静电空气净化器的臭氧浓度低于40PPB；净化效果：15分钟去除粉尘99%，30分钟杀菌效果大于95%，去除异味效果好，风速大于2米/秒。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明技术方案的静电空气净化器，结构简单、无须增加风机部件自身可以产生风，并具有噪声小、体积小、风阻低、无二次污染、无耗材、臭氧发生量较低的特点，而且可以安装到家用及商用空调上，解决空调的净化问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种静电空气净化器，包括多个并联的电晕发生极（10）以及多个并联的集尘极（20），所述电晕发生极（10）的电势高于所述集尘极（20）的电势，其特征在于，所述电晕发生极（10）靠近所述集尘极（20）的端部与相对的所述集尘极（20）靠近所述电晕发生极（10）的端部之间的间距小于50毫米。

2.根据权利要求1所述的静电空气净化器，其特征在于，多个所述电晕发生极（10）靠近所述集尘极（20）的端部对齐设置，多个所述集尘极（20）靠近所述电晕发生极（10）的端部对齐设置，且多个所述电晕发生极（10）靠近所述集尘极（20）的端部所在的平面与多个所述集尘极（20）靠近所述电晕发生极（10）的端部所在的平面之间的间距小于50毫米。

3.根据权利要求1所述的静电空气净化器，其特征在于，所述电晕发生极（10）的沿其长度方向的中心线位于相邻的两个所述集尘极（20）之间。

4.根据权利要求1所述的静电空气净化器，其特征在于，多个所述电晕发生极（10）相互平行地设置，多个所述集尘极（20）相互平行地设置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的静电空气净化器，其特征在于，所述电晕发生极（10）的电压小于5万伏。

6.根据权利要求5所述的静电空气净化器，其特征在于，所述电晕发生极（10）的材料为钼丝、钨丝、铜丝或包含钼、钨和铜中的至少一种的合金丝。

7.根据权利要求6所述的静电空气净化器，其特征在于，所述钼丝的直径小于0.2毫米。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的静电空气净化器，其特征在于，所述集尘极（20）的材料为铝板、钢板、导电ABS或包含铝和钢中的至少一种的合金。

9.根据权利要求8所述的静电空气净化器，其特征在于，所述集尘极（20）的材料为铝板。