CN104785369B - 负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器，包括壳体和依次设置的负离子发射针板、层叠状高压静电芯、正极过滤体及风扇，负离子发射针板上设有针对正极过滤体放电且与正极过滤体形成一个电势差的负离子发射针，层叠状高压静电芯包括负极板和正极板，负极板与正极板之间形成有空气通道，负极板由两片高阻值、耐高压的绝缘体和位于两片绝缘片之间的低阻值导电体组成，正极板具有导电性且可将在空气通道中与其直接接触的带负电的颗粒物所携带的电荷导走。本发明的风阻低，使用噪音小，无需频繁清洗，对空气的单次净化效率高，能杀灭空气中的细菌、病毒，改善黑墙和影响人体健康的问题以及避免开机二次污染问题。

Description

负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器

技术领域

本发明涉及静电除尘技术领域，更具体地说，是涉及一种负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器。

背景技术

目前，市场上常见的空气除尘净化装置有以下两种，分别为ESP(电除尘)净化器和IFD(Intense Field Dielectric)净化器。

ESP净化器的技术运用和产品优缺点：

A、一类产品只是单纯的利用负离子的沉降作用，其特征是在出风口加装一到两组负离子发射针和高压产生器，负离子发射针对空气(大地)放电，负离子会进入产品内、外(房间)的空间。

优点是：结构简单，成本低廉。

缺点是：1、效果较差，因纯粹的负离子沉降而带来的空气净化效果值较低，实测净化风量为150M³/H(开负离子)，其负离子所带来的净化效果值<10％；2、容易黑墙，长期使用带开放式的负离子发射器的空气净化器容易带来黑墙的问题，原因是开放式的负离子发射会将大量负离子释放到室内空间，墙壁一样会对带负离子的颗粒有沉降作用；3、健康和安全影响，室内空气长期含高浓度的负离子，其对有呼吸道疾病的人员会有相当的负面作用，且对一些电子电器有一些影响。

B、一类产品会利用负极(尖针或钨丝)在高压下电晕电离空气，从而产生大量负离子，再在一定距离设立层片装的正极板，电离后的空气作用于其中的颗粒物让其带负电，这些带负电的颗粒物在高电压下向正极板运动。这些产品有的带电机来驱动空气流动，有的就仅凭电场的吸附作用来驱动空气流动。

优点：产品风阻小，噪音小，结构相对简单。

缺点：1、净化效果不佳，不带电机的产品，因空气流动风量较小，其对空气的净化效果非常有限，带电机的产品，因正极板对带电的颗粒物的吸附效果仍然有限(正负极板距离大，电场场强不够)，虽然风量足够，但单次的吸附净化效率较低；2、有黑墙的现象，虽然空气电离发生在产品的进风端，但产品不能将带负电荷的颗粒物较完全地在产品内吸附，相当量的负离子仍会进入房间，从而带来黑墙的问题。

IFD净化器的技术运用和产品优缺点：

1、在进风端或出风端利用一对或几对正负电极进行电极间电晕放电，其中负极为尖针，正极为金属圆棒；2、在进风端，安装有一个由多层塑胶薄片绝缘的正负极相互交替的高压静电芯，其正负极之间由绝缘的PP、PE或类似材料隔开并形成空气的流通通道；3、静电芯的负极(带电极)的导电部分为高阻抗的材料(英文为High impedance material，缩写为HIM)；4、正负极的通道与正负极的导电极板之间都有绝缘材料隔开，空气与正负极导电极板均不直接接触；5、在静电芯后用一风扇驱动空气流动，从而实现循环净化效果。

优点：1、产品风阻低，无需强力风扇，因而产品使用噪音很小；2、因多层片状的静电芯正负极板间距离较小，其电场场强较大，对灰尘的吸附效果较好；3、因静电芯的正负极板都有绝缘材料保护，因而使用相对安全；4、静电芯可进行清洗达到重复使用目的，客户使用成本低。

缺点：1、出风端加负离子放电极，其缺点是会有黑墙和对呼吸道疾病患者带来负作用的影响；2、静电芯的负极(带电极)带电板为高阻值材料，其缺点是通电后负极板需花较长时间才能达到正常工作状态(即负极板电动势与高压产生器的输出端相等)，这在产品工作一段时间后停机再开机时会带来较严重的二次污染问题，因工作一段时间吸附在静电芯的灰尘在开机时，如果静电芯上的电压不能很快上升到正常工作状态，则通道内的空气会将没受到多大吸附力的灰尘颗粒带走；3、静电芯的空气通道为独立封闭，其中的空气与静电芯的正负带电极板都是有绝缘材料隔开，这有两个缺点：a)、绝缘材料虽然采用相对介电常数小的PP、PE或类似材料(在2-3之间)，但在强电场作用下仍然能被一定程度极化而产生一个与主电场反向的极化电场，这样空气通道内的电场会被一定程度减弱；b)、在工作中，大量的带负电荷的颗粒会被吸附到静电芯正极的绝缘隔板上，由于负电荷不能与正极的导体接触而导走，所以在正极板上的负电荷会越来越多，当到一定量时就会严重削弱静电芯的主电场场强，静电芯也就失效了，另一方面也导致静电的净化作用时效减短，为了维持一定效能而不得不频繁清洗静电芯。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种产品风阻低、使用噪音小、无需频繁清洗、对空气的单次净化效率高、能杀灭空气中的细菌和病毒、能改善负离子类产品带来的黑墙和影响人体健康的问题以及避免静电吸附类产品的开机二次污染问题的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器，包括壳体、装设在壳体进风端的负离子发射针板、装设在壳体出风端的风扇和位于负离子发射针板与风扇之间的层叠状高压静电芯，所述负离子发射针板上设有负离子发射针，所述层叠状高压静电芯与风扇之间还装设有可清洗、导电且过滤颗粒物的正极过滤体，所述负离子发射针对所述正极过滤体放电，与正极过滤体形成一个电势差，所述层叠状高压静电芯包括若干块负极板和位于相邻两块负极板之间的正极板，所述负极板与所述正极板之间形成有空气通道，所述负极板由两片高阻值、耐高压的绝缘体和位于两片绝缘片之间的低阻值导电体组成，所述正极板具有导电性且可将在空气通道中与其直接接触的带负电的颗粒物所携带的电荷导走。

作为优选的，所述负离子发射针板上的负离子发射针呈矩阵式分布。

作为优选的，所述正极过滤体设置为多孔的导电过滤海绵。

作为优选的，所述绝缘体由硅胶、PE、PP或相对介电常数小且能耐高压的材料制成。

作为优选的，所述低阻值导电体设置为金属薄膜或低阻值导电薄片。

作为优选的，所述层叠状高压静电芯中的所有正极板均设置为金属板或包含有导电粉末的塑胶板，所述塑胶板为PP、PVC或PE塑胶板，所述导电粉末包括导电的金属粉或碳黑。

作为优选的，所述层叠状高压静电芯中的所有正极板的上下表面分别设有若干个用于支撑负极板从而形成空气通道的第一凸起部和/或若干个用于增加正极板与空气的接触面积的第二凸起部，所述第一凸起部的高度大于所述第二凸起部的高度。

作为优选的，所述层叠状高压静电芯中的所有正极板的两端在与所述负极板叠加组装时分别装设有绝缘支撑片，所述层叠状高压静电芯的一端装设有将所有正极板连接导通的正极板导电连接片，所述层叠状高压静电芯的另一端装设有将所有负极板连接导通的负极板导电连接片，所述负极板导电连接片的外侧装设有绝缘片。

作为优选的，所述层叠状高压静电芯中的所有正极板均与电路的零线相连接或接地线。

作为优选的，所述负离子发射针板上的所有负离子发射针均与-7KV的第一高压产生器的输出端连接，所述层叠状高压静电芯中的所有负极板均与-10KV的第二高压产生器的输出端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、科学的整机系统布置：从壳体的进风端到出风端依次安装负离子发射针板、层叠状高压静电芯、正极过滤体和风扇，该正极过滤体可与负极的负离子发射针形成一个电势差，使带负电的空气颗粒物在高电压下迅速地向高压静电芯的正极板和正极过滤体运动，不仅利用了风扇来驱动空气流动，还利用了电场的吸附作用来驱动空气流动，产品风阻低，使用噪音小，能耗低，并且该正极过滤体可导电、可水洗、可过滤未被高压静电芯吸附的颗粒、低压降，能改善负离子类产品带来的黑墙和影响人体健康的问题以及避免静电吸附类产品的开机二次污染问题。

2、层叠状高压静电芯的负极板由两片高阻值、耐高压的绝缘体和位于两片绝缘片之间的低阻值导电体组成，该绝缘体可以避免被高压击穿，该低阻值导电体可保证高压静电芯在产品接电后能马上以最高电压工作，避免开机二次污染问题。

3、层叠状高压静电芯的正极板可以导电，空气通道中的空气内含负电荷的颗粒物与正极板直接接触后能将其所带电荷释放给正极板后再粘附在正极板上，因正极板所吸附的带负电的颗粒物所携带的电荷都被正极板导走，当正极板吸附越来越多的颗粒物后，不会在空气通道内形成反向电场，不会降低静电的净化效果，无需为了维持其效能而频繁清洗静电芯。

4、因采用高浓度的负离子和强静电场的作用，能99％杀灭空气中的细菌和病毒。

5、对0.3μ及以下颗粒悬浮物的单次净化效率。

6、矩阵式分布的负离子发射针能够确保空气在进入高压静电芯之前均匀、充分地被电离，使空气中的颗粒物能充分与空气负离子作用而融合在一起。

附图说明

图1是本发明所述的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器的剖视图；

图2是本发明所述的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器的分解图；

图3是本发明所述的负离子发射针板的正视图；

图4是本发明所述的层叠状高压静电芯的剖面图；

图5是本发明所述的层叠状高压静电芯的结构示意图；

图6是本发明所述的层叠状高压静电芯的分解图；

图7是本发明所述的层叠状高压静电芯的结构及电气连接图；

图8是本发明所述的层叠状高压静电芯的负极板的结构示意图；

图9是本发明所述的层叠状高压静电芯的负极板的装配图(隐去一绝缘片)；

图10是本发明所述的层叠状高压静电芯的正极板(塑胶板)的结构示意图；

图11是图10的正视图；

图12是本发明所述的层叠状高压静电芯的正极板(金属板)的结构示意图；

图13是图12的正视图。

下面结合附图和实施例对本发明所述的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器作进一步说明。

具体实施方式

以下是本发明所述的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器的最佳实例，并不因此限定本发明的保护范围。

请参考图1和图2，图中示出了一种负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器，包括壳体1和装设在壳体1内部且从进风端到出风端依次设置的负离子发射针板2、层叠状高压静电芯3、正极过滤体4和风扇5，负离子发射针板2上设有若干个负离子发射针21，该负离子发射针21能够对正极过滤体4放电，与正极过滤体4形成一个电势差，使带负电的空气颗粒物在高电压下迅速地向层叠状高压静电芯3的正极板和正极过滤体4运动。该负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器具有科学的整机系统布置，其不仅利用了风扇5来驱动空气流动，还利用了电场的吸附作用来驱动空气流动，产品风阻低，使用噪音小，能耗低，并且该正极过滤体4可导电、可水洗、可过滤未被高压静电芯吸附的颗粒、低压降，能改善负离子类产品带来的黑墙和影响人体健康的问题以及避免静电吸附类产品的开机二次污染问题。在本实施中，正极过滤体4可以设置为多孔的导电过滤海绵，当然，也可以为其他可导电的过滤材料。

如图3所示，负离子发射针板2上的负离子发射针21呈矩阵式分布。矩阵式分布的负离子发射针21能够确保空气在进入高压静电芯之前均匀、充分地被电离，使空气中的颗粒物能充分与空气负离子作用而融合在一起。此外，所有负离子发射针21都与一个-7KV的第一高压发生器的输出端连接，-7KV电压能保证负离子发射针发射足够浓度的负离子同时空气中的臭氧浓度不超标。

如图4、图5和图6所示，层叠状高压静电芯3包括若干块负极板31和位于相邻两块负极板31之间的正极板32，负极板31与正极板32之间形成有空气通道。

如图8所示，层叠状高压静电芯3的负极板31由两片高阻值、耐高压的绝缘体311和位于两片绝缘体311之间的低阻值导电体312组成。其中，绝缘体311可以由硅胶、PE、PP或相对介电常数小且能耐高压的材料制成，以防绝缘体311被高压击穿。绝缘体311的阻值范围可以为10¹³到10¹⁶欧姆/M²。低阻值导电体312可以设置为金属薄膜或其他类似的低阻值导电薄片。金属薄膜的阻值范围可以为0.1到1欧姆/M²，而类似的低阻值材料的阻值范围可以为1到1000欧姆/M²。低阻值导电体312所接的高压不能超过-12KV。如图9所示，低阻值导电体312可以单面带粘性，与一片绝缘体311贴好后，低阻值导电体312周边与绝缘体311可以留5MM以上的空白区，另一片绝缘体311再覆盖在低阻值导电体312上，然后将两片绝缘体311沿周边5MM的空白区热熔压合，或者在两片绝缘体311之间用绝缘胶水粘合。

该低阻值导电体312可保证高压静电芯在产品接电后能马上以最高电压工作，避免开机二次污染问题，这区别于IFD净化器的负极板采用高阻值导电材料。

如图10和图12所示，层叠状高压静电芯3中的所有正极板32均可以设置为包含有导电粉末的塑胶板，其中，塑胶板可以设置为PP、PVC或PE塑胶板，上述材料容易挤出成型。导电粉末包括金属粉、碳黑或其他导电介质。此外，该正极板32也可以设置为金属板，因为其材料是金属，所以该正极板可以导电。

作为正极板32的进一步改进，如图11和图13所示，层叠状高压静电芯3中的所有正极板32的上下表面分别设有若干个用于支撑负极板31从而形成空气通道的第一凸起部321和/或若干个用于增加正极板32与空气的接触面积的第二凸起部322，第一凸起部321的高度大于第二凸起部322的高度。

层叠状高压静电芯3的正极板结构明显与IFD净化器不同且是可以导电，空气通道中的空气内含负电荷的颗粒物与正极板32直接接触后能将其所带电荷释放给正极板后再粘附在正极板32上，因此正极板32所吸附的带负电的颗粒物所携带的电荷都被正极板32导走，当正极板32吸附越来越多的颗粒物后，不会在空气通道内形成反向电场，不会降低静电的净化效果，无需为了维持其效能而频繁清洗静电芯。

如图4、图5和图6所示，层叠状高压静电芯3中的所有正极板32的两端在与负极板31叠加组装时分别装设有绝缘支撑片33，可以用绝缘胶水粘合。此外，层叠状高压静电芯3的一端装设有将所有正极板32连接导通的正极板导电连接片34，层叠状高压静电芯3的另一端装设有将所有负极板31连接导通的负极板导电连接片35，负极板导电连接片35的外侧装设有绝缘片36，用胶水密封好。

如图7所示，层叠状高压静电芯3中的所有正极板32均可以与电路的零线相连接或接地线。层叠状高压静电芯3中的所有负极板31均可以与-10KV的第二高压产生器的输出端连接，-10KV的电压能保证层叠状高压静电芯3有可靠的电场强度同时不至于击穿负极的绝缘材料。

本发明具有以下优点：

1、因采用高浓度的负离子和强静电场的作用，能99％杀灭空气中的细菌和病毒；

2、对0.3μ及以下颗粒悬浮物的单次净化效率在空气流速为3M/S能达到99.97％；对0.3μ及以上颗粒悬浮物的单次净化效率在空气流速为3M/S能达到99％；

3、产品在高速档时噪音≤50DBa；

4、产品终身无需更换高压静电芯和正极过滤体，只需清洗就100％恢复原有性能；

5、能改善负离子类产品带来的黑墙和影响人体健康的问题；

6、能改善和避免静电吸附类产品的开机二次污染问题；

7、使用时房间的臭氧浓度不会超标；

8、低能耗，因进风风阻小，且高压发生器耗能低，所以产品在达到很高性能的情况下耗能会很小，产品能效比很容易达到AHAM或其它组织的最高能效要求。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器，包括壳体（1）、装设在壳体（1）进风端的负离子发射针板（2）、装设在壳体（1）出风端的风扇（5）和位于负离子发射针板（2）与风扇（5）之间的层叠状高压静电芯（3），所述负离子发射针板（2）上设有负离子发射针（21），其特征在于：所述层叠状高压静电芯（3）与风扇（5）之间还装设有可清洗、导电且过滤颗粒物的正极过滤体（4），所述正极过滤体（4）设置为多孔的导电过滤海绵，所述负离子发射针（21）对所述正极过滤体（4）放电，与正极过滤体（4）形成一个电势差，所述层叠状高压静电芯（3）包括若干块负极板（31）和位于相邻两块负极板（31）之间的正极板（32），所述负极板（31）与所述正极板（32）之间形成有空气通道，所述负极板（31）由两片绝缘体（311）和位于两片绝缘体（311）之间的导电体（312）组成，所述正极板（32）具有导电性且可将在空气通道中与其直接接触的带负电的颗粒物所携带的电荷导走，所述层叠状高压静电芯（3）中的所有正极板（32）均与电路的零线相连接或接地线；

其中，所述层叠状高压静电芯（3）中的所有正极板（32）的两端在与所述负极板（31）叠加组装时分别装设有绝缘支撑片（33），所述层叠状高压静电芯（3）的一端装设有将所有正极板（32）连接导通的正极板导电连接片（34），所述层叠状高压静电芯（3）的另一端装设有将所有负极板（31）连接导通的负极板导电连接片（35），所述负极板导电连接片（35）的外侧装设有绝缘片（36）。

2.根据权利要求1所述的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器，其特征在于：所述负离子发射针板（2）上的负离子发射针（21）呈矩阵式分布。

3.根据权利要求1所述的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器，其特征在于：所述绝缘体（311）由硅胶、PE或PP制成。

4.根据权利要求1所述的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器，其特征在于：所述导电体（312）设置为金属薄膜。

5.根据权利要求1所述的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器，其特征在于：所述层叠状高压静电芯（3）中的所有正极板（32）均设置为金属板或包含有导电粉末的塑胶板，所述塑胶板为PP、PVC或PE塑胶板，所述导电粉末包括导电的金属粉或碳黑。

6.根据权利要求1或5所述的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器，其特征在于：所述层叠状高压静电芯（3）中的所有正极板（32）的上下表面均设有若干个用于支撑负极板（31）从而形成空气通道的第一凸起部（321）和若干个用于增加正极板（32）与空气的接触面积的第二凸起部（322），所述第一凸起部（321）的高度大于所述第二凸起部（322）的高度。

7.根据权利要求1所述的负离子沉降及高压静电吸附双效空气除尘净化器，其特征在于：所述负离子发射针板（2）上的所有负离子发射针（21）均与-7KV的第一高压产生器的输出端连接，所述层叠状高压静电芯（3）中的所有负极板（31）均与-10KV的第二高压产生器的输出端连接。