CN105107317B - 恒流限压超低臭氧型静电式空气净化器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种恒流限压超低臭氧型静电式空气净化器包括：底板，垂直于底板的四边分别设有前盖、后盖、右侧板和左侧板，在前盖、后盖、右侧板和左侧板围成的上口上设有面盖；从后盖向前盖的方向依次设有风道、抽风机、臭氧分解过滤网、活性炭过滤网和静电除尘装置；静电除尘装置包括集尘片支架、第一正极高压集尘片组、负极集尘片组和第二正极高压电离线，第一正极高压集尘片组和负极集尘片组分别设在集尘片支架两侧，第一正极高压集尘片组和负极集尘片组交错堆叠间隔排布，第二正极高压电离线设在第一正极高压集尘片组的前侧。高压电源盒分别向第一正极高压集尘片组和第二正极高压电离线提供电源，高压电源盒还能够恒流限压和自动补压。

Description

恒流限压超低臭氧型静电式空气净化器

技术领域

本发明涉及一种空气净化器，尤其是一种恒流限压超低臭氧型静电式空气净化器。

背景技术

严重的空气污染催生了各类空气净化技术，包括HEPA技术、光触媒技术等。考虑到HEPA技术的高阻力、高能耗及需要定期更换耗材的昂贵成本，极大的阻碍了HEPA技术在空气净化器的推广及应用；光触媒技术有比较好的降解甲醛、苯、VOC的作用，但是时效性不好，对PM2.5等可入肺颗粒物没有净化作用，所以光触媒只能够作为空气净化的辅助手段；传统的静电式空气净化器虽然具备不需要更换耗材的优点，但是净化效率不高，且产生高溶度臭氧，因此严重制约了静电式空气净化器在各领域的应用。

现有的静电式空气净化器技术如下：

1．蜂窝状静电技术：蜂窝状针尖放电单驱技术，采用超高电压（≥10000V）电离吸附；此种净化原理方式净化效率/工作电压/臭氧产生量三者之间很难实现平衡；要提高效率就必须提高工作电压，电压太高臭氧释放量就难以得到有效控制。因此，该技术净化效率低，DOP效率≤50%；臭氧高，在密闭空间很容易出现臭氧累积超标问题；超高电压、高压包耐受性不好，容易被烧毁，存在一定的安全隐患。

2．平板单静电技术：平板单静电技术，先电离后吸附，电离段与吸附段电压一致（电压在6000V—6500V）。单电压技术由于电离段的电压过低导致电离效率低下，DOP效率70—80%，而吸附段相对较高的电压会导致臭氧产生量较大，单电压拉弧打火明显高于平板双静电技术。

3．平板双静电技术，先电离后吸附，电离段电压8000V左右、吸附段电压4000V左右。双极双电压是一种相对成熟的静电净化技术，电离段电压8000V左右的电压能够有效提高电离效率，而吸附段电压4000V左右有利于降低臭氧释放量，但仍然会产生部分臭氧，并且净化效率受集尘量，环境影响较大。因此，该技术净化效率较高，DOP效率75—85%；臭氧较低，由于双电压吸附段电压较低，臭氧产生量明显低于平板单静电技术；普通双电压拉弧打火也明显。

4．驻极静电技术：静电与驻极纤维结合的方式，电压6000V-8000v,先电离后吸附。该技术净化效率高，DOP效率85—95%；但是， 驻极纤维微孔很容易被堵塞，清洗频率高，聚酯纤维容易损坏，需要定期更换。高风速下净化效率一般，很容易被穿透。

发明内容

为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种恒流限压超低臭氧型静电式空气净化器，本发明通过如下技术方案实现：

一种恒流限压超低臭氧型静电式空气净化器，包括：

底板，垂直于所述底板的四边，分别设有前盖、后盖、右侧板和左侧板，在所述前盖、后盖、右侧板和左侧板围成的上口上设有面盖；

在所述底板、前盖、后盖、右侧板、左侧板和面盖围成的容物腔内，从后盖向前盖的方向依次设有风道、抽风机、臭氧分解过滤网、活性炭过滤网和静电除尘装置，所述抽风机固定在安装架的靠后盖的一侧，所述除臭氧过滤网固定在安装架的靠前盖的一侧；所述进风口设在右侧板和左侧板上，侧面进风，所述出风口设在面盖上；

所述静电除尘装置包括集尘片支架、第一正极高压集尘片组、负极集尘片组和第二正极高压电离线，所述第一正极高压集尘片组和负极集尘片组分别设在集尘片支架两侧，所述第一正极高压集尘片组和负极集尘片组交错堆叠间隔排布，所述第二正极高压电离线设在第一正极高压集尘片组的前侧，所述第二正极高压电离线的通电电压大于所述第一正极高压集尘片组的通电电压；

高压电源盒包括电源输入处理电路、高频震荡电路、升压变压器电路、倍压整流电路、电流检测电路、电压检测电路、第一PID调节器、第二PID调节器、故障处理电路和综合处理电路；电源通过电源输入处理电路、高频震荡电路、升压变压器电路和倍压整流电路后得到高压输出，所述倍压整流电路能够得到不同倍数的电压，以提供给第一正极高压集尘片组和第二正极高压电离线；电流检测电路和电压检测电路分别对倍压整流电路的输出进行检测，分别通过第一PID调节器、第二PID调节器结合给定的电流、电压控制综合处理电路工作；电流检测电路和电压检测电路的输出还连接故障处理电路，通过故障处理电路控制综合处理电路工作。综合处理电路将电流、电压检测的结果反馈到电源输入处理电路，形成闭环控制，以实现恒流限压的功能。

作为本发明的进一步改进，所述第二正极高压电离线的电压为8000V左右、第一正极高压集尘片组的通电电压为4000V左右；电离段电压8000V能够有效提高净化效率，而吸附段4000V相对较低的电压有助于降低臭氧释放量。

作为本发明的进一步改进，所述除臭氧过滤网的截面呈蜂窝状，包括骨架及附着在骨架上的臭氧分解层。

作为本发明的进一步改进，所述臭氧分解层是二氧化锰层。

作为本发明的进一步改进，所述臭氧分解层是碘化钾层。

作为本发明的进一步改进，所述臭氧分解层是亚硫酸盐层。

作为本发明的进一步改进，所述亚硫酸盐层是亚硫酸铁层或亚硫酸钠层。

作为本发明的进一步改进，所述静电除尘装置与所述臭氧分解过滤网之间设有活性碳过滤网。

作为本发明的进一步改进，在所述静电除尘装置与前盖之间设有棚格盖。

作为本发明的进一步改进，在所述棚格盖与所述前盖之间设有初效过滤网。

作为本发明的进一步改进，在所述面盖的下底面上还设控制电路板，用来操作本发明的空气净化器；所述空气净化器还设空气质量传感器， 用来探测室内外空气的质量。

本发明的低臭氧型静电式空气净化器可以广泛应用于如下领域：家用空气净化；商用中央空调净化；厨房油烟净化；工业除尘；航空航天及潜艇等军工领域。本发明的净化效率高，DOP效率85—95%，臭氧释放量几乎为零，环境适用性好，净化效率几乎不受温湿度影响，即使在相对高的风速下净化效率也高，并且几乎不拉弧打火。

附图说明

图1是本发明的低臭氧静电式空气净化器的分解结构示意图；

图2是图1中的部分零件组合后的分解结构示意图；

图3是图2组装后的中剖结构示意图；

图4是图1中的静电除尘装置的分解结构示意图；

图5是图4组合后的立体结构示意图；

图6是图1完全组合后的立体结构示意图；

图7是本发明的空气净化器的高压电源盒的电路结构框图；

图8是臭氧催化降解技术的原理图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

请参见附图1至附图6，附图1至附图6所揭示的是本发明的空气净化器，包括：底板12，垂直于所述底板12的四边，分别设有前盖2、后盖23、右侧板16和左侧板35,在所述前盖2、 后盖23、右侧板16和左侧板35围成的上口上设有面盖33；为了便于移动，在所述底板12的下底面上设有四个万向轮11。

在所述底板12、前盖2、后盖23、右侧板16、左侧板35和面盖33围成的容物腔内，从后盖23向前盖2的方向依次设有风道24、抽风机7、臭氧分解过滤网10和静电除尘装置5。所述抽风机7由风轮25和电机29组成，其电源通过电源盒20与供电电源相接，所述抽风机7固定在安架1的靠后盖23的一侧，所述臭氧分解过滤网10固定在安装架1的靠前盖2的一侧；在所述静电除尘装置5与所述臭氧分解过滤网10之间设有活性碳过滤网6，用于进一步分解甲醛，甲苯，TVOC等气体污染物。在所述静电除尘装置5与前盖2之间设有棚 格盖4，一方面用于保护静电除尘装置5，另一方面也可以进一步除去较大的颗料物。在所述棚格盖4与所述前盖2之间设有初效过滤网3，本实施例中，所述初效过滤网3是钢丝网，用于除去空气中较大颗料物。进风口9设在右侧板16和左侧板35上，侧面进风，显然，进风口 9也可以设在前盖2上。

出风口 31设在面盖33上。在抽风机7的作用下，空气从进风口 9进入空气净化器内，依次通过初效过滤网3、棚格盖4、静电除尘装置5、活性碳过滤网6和臭氧分解过滤网10，然后，从由上风道24和导风板构成的出风道从出风口31排出，出风口 31上可以设有除风百叶13，用来调整出风方向。为了改善输出空气的质量，在出风道内还可以加设负离子发生器32，以增加输出空气的负离子含量。

静电除尘装置5包括集尘片支架51、第一正极高压集尘片组52、 负极集尘片组53和第二正极高压电离线54，所述第一正极高压集尘片组52和负极集尘片组53分别设在集尘片支架51两侧，所述第一正极高压集尘片组52和负极集尘片组53交错堆叠间隔排布，所述第二正极高压电离线54设在第一正极高压集尘片组52的前侧，所述第二正极高压电离线54的通电电压大于所述第一正极高压集尘片组52的通电电压。采用平板双静电技术，在第二正极高压电离线54上（电离线54也称电晕线，用钨丝做成)采用高于第一正极高压集尘片组52的电压，如本实施例中，在第二正极高压电离线54上的电压为8千伏正压，在第一正极高压集尘片组52上的电压为4千伏正压，第二正极高压电离线54的电压为8千伏正压，可以将更大尘埃，电离成更细小的颗粒物并使其带上正负电荷后被集尘片所吸附；不仅整体除尘效果好，而且更能杀菌。本发明中的高压电源盒38是用来分别向所述第一正极高压集尘片组52和第二正极高压电离线54提供电源不等的电压的。在所述集尘片支架51上设有高压电离线触点55和正极高压集尘片组触点56，其中，高压电离线触点55 将高压电源盒38的第二高压与所述第二正极高压电离线54连接，正极高压集尘片组触点 56将高压电源盒38的第一高压与所述第一正极高压集尘片组52连接，第二正极高压电离 线54和第一正极高压集尘片组52另一端接地形成回路。

为了更好的控制本发明的空气净化器工作，在面盖33的下底面上还设控制电路板34，用来操作本发明的空气净化器。为了更好的使用，在本发明的空气净化器还设空气质量传感器36， 用来探测室内外空气的质量，如果空气质量超过了预设的质量标准，需要进行过滤时，可以自动启动本发明的空气净化器机对空气进行过滤。

所述高压电源盒还能够实现恒流限压和自动补压功能，高压电源盒的电路结构框图如附图7所示，包括电源输入处理电路、高频震荡电路、升压变压器电路、倍压整流电路、电流检测电路、电压检测电路、PID调节器、故障处理电路和综合处理电路。

电源通过电源输入处理电路、高频震荡电路、升压变压器电路和倍压整流电路后得到高压输出，所述倍压整流电路能够得到不同倍数的电压，以提供给第一正极高压集尘片组52和第二正极高压电离线54。在本发明的空气净化器刚刚工作（或者刚刚清洗完投入使用）时工作电压较低，随着集尘的增加电压逐步升高，弥补因为被灰尘覆盖而导致的效率损失，此技术保证了高效率及效率恒定，净化器能够一直保持在净化峰值。

电流检测电路和电压检测电路分别对倍压整流电路的输出进行检测，分别通过PID调节器结合给定的电流、电压控制综合处理电路工作。电流检测电路和电压检测电路的输出还连接故障处理电路，通过故障处理电路控制综合处理电路工作。综合处理电路将电流、电压检测的结果反馈到电源输入处理电路，形成闭环控制，以实现恒流限压的功能。此技术进一步减少了啦弧打火，大大降低了臭氧产生量，并增加了净化器的环境适用性，净化效率几乎不受环境温湿度的影响，净化效率恒定。

在本实施例中，所述除臭氧过滤网10的截面呈蜂窝状，包括骨架及附着在骨架上的臭氧分解层；所述臭氧分解层是二氧化锰层、碘化钾层或亚硫酸盐层；进一步的所述亚硫酸盐层可以是亚硫酸铁层或亚硫酸钠层。当然，所述臭氧分解层是二氧化锰层、碘化钾层和亚硫酸盐层中的两种以上的混合物。臭氧催化降解技术的原理如附图8所示。

臭氧的有效控制是平板双静电技术、恒流限压技术、臭氧催化降解技术共同作用的结果，以往静电式空气净化器任何一个单项技术的应用都不可能达到驱于零臭氧释放。

本发明通过平板双静电技术、恒流限压技术、自动补压技术及臭氧催化降解技术，有效的提高了静电式空气净化器的净化效率，成功的控制了臭氧释放量，提高了环境适用性，并很好的发挥了静电式空气净化器无耗材、低阻力、低能耗的优特点；本技术发明完全解决了以往空气净化器效率低、耗材更换费用昂贵、甚至有二次污染的难题，是目前为止最完美的空气净化方式，将使空气净化器成为一种买得起、用得起（无耗材）、效果佳、无二次污染的绿色家具产品。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种恒流限压超低臭氧型静电式空气净化器，其特征在于，所述空气净化器包括：底板，垂直于所述底板的四边，分别设有前盖、后盖、右侧板和左侧板，在所述前盖、后盖、右侧板和左侧板围成的上口上设有面盖；在所述底板、前盖、后盖、右侧板、左侧板和面盖围成的容物腔内，从后盖向前盖的方向依次设有风道、抽风机、臭氧分解过滤网、活性炭过滤网和静电除尘装置，所述抽风机固定在安装架的靠后盖的一侧，所述臭氧分解过滤网固定在安装架的靠前盖的一侧；进风口设在右侧板和左侧板上，侧面进风，出风口设在面盖上；

所述静电除尘装置包括集尘片支架、第一正极高压集尘片组、负极集尘片组和第二正极高压电离线，所述第一正极高压集尘片组和负极集尘片组分别设在集尘片支架两侧，所述第一正极高压集尘片组和负极集尘片组交错堆叠间隔排布，所述第二正极高压电离线设在第一正极高压集尘片组的前侧，所述第二正极高压电离线的通电电压大于所述第一正极高压集尘片组的通电电压；

高压电源盒包括电源输入处理电路、高频震荡电路、升压变压器电路、倍压整流电路、电流检测电路、电压检测电路、第一PID调节器、第二PID调节器、故障处理电路和综合处理电路；电源通过电源输入处理电路、高频震荡电路、升压变压器电路和倍压整流电路后得到高压输出，所述倍压整流电路能够得到不同倍数的电压，以提供给第一正极高压集尘片组和第二正极高压电离线；电流检测电路和电压检测电路分别对倍压整流电路的输出进行检测，分别通过第一PID调节器和第二PID调节器结合给定的电流、电压控制综合处理电路工作；电流检测电路和电压检测电路的输出还连接故障处理电路，通过故障处理电路控制综合处理电路工作；综合处理电路将电流、电压检测的结果反馈到电源输入处理电路，形成闭环控制，以实现恒流限压的功能；所述第二正极高压电离线的电压为8000V左右、第一正极高压集尘片组的通电电压为4000V左右；电离段电压8000V能够有效提高净化效率，而吸附段4000V相对较低的电压有助于降低臭氧释放量。

2.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于：所述臭氧分解过滤网的截面呈蜂窝状，包括骨架及附着在骨架上的臭氧分解层。

3.根据权利要求2所述的空气净化器，其特征在于：所述臭氧分解层是二氧化锰层。

4.根据权利要求2所述的空气净化器，其特征在于：所述臭氧分解层是碘化钾层。

5.根据权利要求2所述的空气净化器，其特征在于：所述臭氧分解层是亚硫酸盐层。

6.根据权利要求5所述的空气净化器，其特征在于：所述亚硫酸盐层是亚硫酸铁层或亚硫酸钠层。

7.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于：所述静电除尘装置与所述臭氧分解过滤网之间设有活性炭过滤网。

8.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于：在所述静电除尘装置与前盖之间设有棚格盖。

9.根据权利要求8所述的空气净化器，其特征在于：在所述棚格盖与所述前盖之间设有初效过滤网。