CN106140475B - 静电式气体清净机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种静电式气体清净机，包含一主体、一电晕模块、一电极模块以及一风扇；在主体设有一气流通道，电晕模块、电极模块与风扇都设置于气流通道；电晕模块用以产生具有第一电性的尖端放电；由风扇将气体抽入气流通道，当气体通过电晕模块时，气体中的微粒会被电晕模块的电场充电，而后于气体通过电极模块时，气体中的微粒会被电极模块捕捉。
Description
技术领域
本发明涉及一种静电式气体清净机，尤其是涉及一种具有特殊电极设计，可增加携带灰尘微粒的气流与电极接触时间的静电式气体清净机。
背景技术
中国气象局在1月28日修订霾预警标准，将PM2.5指数(<2.5μm/m3)作为发布预警的重要指标之一，新英格兰医学期刊指出PM2.5(<2.5μm)每增加10微克，就会提高10％的肺癌发生率，各类癌症也会提高5％。世界卫生组织也提及：每增加10μg/m3的PM10将提高0.2-0.6％的死亡率，每增加10μg/m3的PM2.5将提高6-13％的心肺疾病致死率。由于环境气体中的灰尘微粒对人体具有极大的危害，因此气体清净机的结构也不断地改良。
市面上的气体清净机种类虽然很多，但针对可真正去除PM2.5(包含纳米粉尘病毒、细菌、霉菌孢子及尘螨排泄物等细微粒)的清净机并不多，静电式集尘器由于具备高细微粒去除效率、省电、低压损及无滤材的特性，预计将来将成为气体清净机的主流。但也因需要较大灰尘与电极接触的时间，因此要达到可携式设计较为困难。
目前工业用或一般市售静电式气体清净机，大多以多片式或蜂巢结构来达到增加灰尘与电极接触的时间的效果，但无论是多片式或蜂巢结构虽然可以增加去除的功效，但使用者在后续保养与清洁上，却较为困难。
因此，如何能有一种可增加携带灰尘微粒的气流与电极接触的时间，并同时可增加灰尘微粒截留效果，达到增加灰尘微粒的去除效率、减少体积的功效，且易于拆卸与清洁，以提升使用者便利性，使商品更具竞争力的气体清净机，实为当前重要课题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静电式气体清净机，以解决上述问题。
为达上述目的，在一实施例中，本发明提出一种静电式气体清净机，其包含一主体、一电晕模块、一电极模块以及一风扇；在主体设有一气流通道，电晕模块、电极模块与风扇都设置于气流通道；电晕模块用以产生具有第一电性的尖端放电；由风扇将气体抽入气流通道，当气体通过电晕模块时，气体中的微粒会被电晕模块的电场充电，而后于气体通过电极模块时，气体中的微粒会被电极模块捕捉。
附图说明
图1为本发明的一实施例结构示意图；
图2为图1实施例的A-A剖面放大结构示意图；
图3为图1实施例的一部分主体与电晕模块的分解结构示意图；
图4为图1实施例另一部分主体与电极模块的分解结构示意图；
图5为本发明的电晕模块的一实施例的分解立体结构示意图；
图6为本发明的电极模块的一实施例的立体结构示意图；
图7为本发明的电极模块另一实施例的立体结构示意图；
图8为图1实施例的气流路径示意图；
图9为本发明另一实施例的剖面结构示意图；
图10为图9实施例的气流路径示意图；
图11为本发明又一实施例的俯视结构示意图；
图12为图11实施例的B-B剖面结构示意图；
图13及图14为本发明的电极模块的不同实施例的结构示意图；
图15至图20为本发明的放电单元的示意图；
图21为本发明的电晕模块另一实施例的结构示意图；
图22A、图23A、图24A、图25A及图26分别为本发明的电晕模块不同实施例的结构示意图；
图22B为图22A实施例的C-C剖面结构示意图；
图23B为图23A实施例的D-D剖面结构示意图；
图24B为图24A实施例的E-E剖面结构示意图；
图25B为图25A实施例的F-F剖面结构示意图。
符号说明
100、200、300-静电式气体清净机
110、210、310-主体
111、211、311-进气部
112、212、312-排气部
113-空间
114-上盖体
115、116-副主体
120、220、320、420、520A～520E-电晕模块
121、221、321-座体
122、222、322、422A～422F-放电单元
130、130A、230、330、430-电极模块
131、131A-第一电极单元
1311、1311A-第一叶片
132、132A-第二电极单元
1321、1321A-第二叶片
133-轴体
140、240、340-风扇
213、313-主体壁
214、314-容置空间
421-圆形筒体的一轴向边缘
422-通孔
431、432-圆形筒体
522A、522B、522C、522D、522E-凸出结构
523E-断开区
具体实施方式
请参阅图1及图2所示实施例，本发明的一种静电式气体清净机100，包含一主体110、一电晕模块120、一电极模块130以及一风扇140。主体110概呈一圆筒状，主体110具有一进气部111与一排气部112，排气部112设置于主体110顶部，进气部111的位置低于排气部112，进气部111与排气部112相连通并于主体110内形成一气流通道，电晕模块120、电极模块130与风扇140都设置于前述气流通道中，在主体110内的底部设有一空间113，可用以设置所需的驱动元件，例如电路板、马达，连接并用以驱动电晕模块120、电极模块130与风扇140运作。风扇140设置于主体110内靠近进气部111处。
请参阅图2至图5所示，本实施例的电晕模块120由一座体121及多个呈尖锥状的放电单元122构成，座体121呈圆环状，放电单元122设置于座体121的内环侧，每一放电单元122呈尖锥状的一端朝向座体122的中心(图2、图4仅简要示出对称的两放电单元122)，每一放电单元122可产生具有第一电性的尖端放电，该第一电性可为正电或负电。放电单元122的材质可为具有导电性的金属、石墨、碳刷。电晕模块120被夹设于二副主体115、116之间。
请参阅图2至图4及图6所示，电极模块130由间隔设置的多个第一电极单元131以及多个第二电极单元132构成，每一第一电极单元131具有一螺旋型的第一叶片1311，每一第二电极单元132具有一螺旋型的第二叶片1321。第一电极单元131与第二电极单元132通过一轴体133相互串接于一上盖体114底部，由第一叶片1311与第二叶片1321构成一螺旋型的通道，而该通道构成本发明的部分的气流通道。
电极模块130不具有电性或具有一第二电性，第二电性与放电单元122的第一电性相反。电极模块130若具有第二电性，其材质可为具有导电性的金属；电极模块130若不具有电性，其材质则可为塑胶等高分子聚合物，包括PP、PE、PVC、PC。
此外，可分别设置第一电极单元131与第二电极单元132的电性，第二电极单元132可具有一第二电性，第二电性与放电单元122的第一电性相反，而第一电极单元131可具有或不具有电性，第一电极单元131若具有电性，则第一电极单元131的电性与放电单元122相同。例如，放电单元122带正电，则第二电极单元132带负电，而第一电极单元131不具电性或带正电；或是，放电单元122带负电，则第二电极单元132带正电，而第一电极单元131不具电性或带负电。
请参阅图7所示电极模块另一实施例结构，电极模块130A由间隔设置的多个第一电极单元131A以及多个第二电极单元132A构成，每一第一电极单元131A具有多个扇型的第一叶片1311A，每一第二电极单元132A具有多个扇型的第二叶片1321A。本实施例的第一电极单元131A与第二电极单元132A的外型相同，以第一电极单元131A为例，相邻二第一叶片1311A之间具有空隙以供气流通过，其空隙率占截面总面积比值为介于0.3～0.8之间，第二电极单元132A的设计方式亦同。第一电极单元131A与第二电极单元132A相互串接(例如可通过图1的轴体133)后，由第一叶片1311A与第二叶片1321A构成一具孔隙可通过的通道，亦即构成本发明的气流通道的一部分。第一叶片1311A与第二叶片1321A可如图7所示规则交错设置，或不规则交错设置，亦即各层的叶片的投影位置不同。此外，第一叶片1311A与第二叶片1321A的形状亦可不同。至于第一电极单元131A与第二电极单元132A的电性设置方式，可比照前述电极模块130的电性设置方式。
请参阅图8所示，本实施例的气体的流动路径如图8的箭头所示路径。本实施例的工作原理为，风扇140运作时可将主体110外部的携带有微粒(包含纳米粉尘病毒、细菌、霉菌孢子及尘螨排泄物等细微粒)的气体由进气部111抽入主体110内，当气体通过电晕模块120时，气体中的微粒会被电晕模块120的电场充电，而后，当气体通过电极模块130时，气体中的微粒会因带电荷而产生电动飘移，同时通过电极模块130的螺旋型通道的螺旋气流产生的离心力而被电极模块130捕捉，亦即，微粒会被吸附于电极模块130上。而不带有害微粒的干净气体可由主体110顶部的排气部112被送出。
请参阅图9所示的另一实施例，本发明的一种静电式气体清净机200，包含一主体210、一电晕模块220、一电极模块230以及一风扇240。本实施例的特征在于，电晕模块220设置于电极模块230外部，电晕模块220由座体221及多个呈尖锥状的放电单元222构成，而放电单元222相互平行地设置于座体221上，每一放电单元222呈尖锥状的一端朝向同一方向，如图9所示，每一放电单元222呈尖锥状的一端朝向上，在图9仅简要示出对称的两放电单元222，然而其数量可依所需而设置。同样地，每一放电单元222可产生具有第一电性的尖端放电，该第一电性可为正电或负电。此外，主体210具有一进气部211与一排气部212，进气部211设置于主体110顶部，排气部212的位置低于进气部211，进气部211与排气部212相连通并于主体210内形成一气流通道。而风扇240设置于主体210内靠近排气部212处。
就图9而言，主体210由具有一厚度的主体壁213构成，因此可于主体壁213设置容置空间214，该容置空间214构成本发明的气流通道的一部分，该多个呈尖锥状的放电单元222可相互平行地设置于容置空间214中，且每一放电单元222的尖端朝向气流进气方向，如图9所示由主体210顶部进气，因此放电单元222的尖端朝向上方。至于座体221的态样则不限定于图5所示的环状。
此外，本实施例的电极模块230呈筒状。电极模块230不具有电性或具有一第二电性，第二电性与放电单元222的第一电性相反。同样地，电极模块230若具有第二电性，其材质可为具有导电性的金属；电极模块230若不具有电性，其材质则可为塑胶等高分子聚合物，包括PP、PE、PVC、PC。
请参阅图10所示，本实施例的气体的流动路径如图10的虚线箭头所示路径。本实施例的工作原理为，风扇240运作时可将主体210外部的携带有微粒(包含纳米粉尘病毒、细菌、霉菌孢子及尘螨排泄物等细微粒)的气体由顶部的进气部211抽入主体210内，当气体通过电晕模块220时，气体中的微粒会被电晕模块220的电场充电，而后，当气体通过电极模块230时，气体中的微粒会因带电荷而产生电动飘移而被电极模块230捕捉，亦即，微粒会被吸附于电极模块230的内侧壁上。而不带有害微粒的干净气体可由排气部212被送出。
请参阅图11及图12所示实施例，本发明的一种静电式气体清净机300，包含一主体310、一电晕模块320、一电极模块330以及一风扇340。电晕模块320由座体321及多个呈尖锥状的放电单元322构成。主体310具有一进气部311与一排气部312，进气部311与排气部312都设置于主体310顶部，但是排气部312的位置高于进气部311。放电单元322相互平行地设置于主体壁313的容置空间314中，且每一放电单元322的尖端朝向气流进气方向，当风扇340运作时，可将气体由进气部311抽入主体310内，气体依序通过电晕模块320、电极模块330后，不带有害微粒的干净气体即可由排气部312被送出。图12所示实施例相较于图8及图10实施例，结构更为精简。
图8、图10及图12的实施例结构虽不尽相似，但其共同结构特征在于，于一主体形成一气流通道，在气流通道上设有电晕模块、电极模块与风扇，通过风扇将气体由进气部抽入气流通道，气体可依序通过电晕模块、电极模块，最后由排气部排出主体。换言之，本发明的进气部与排气部的位置高低安排没有限制，气流通道的设计没有限制，电晕模块、电极模块与风扇的型态也无限制，只要能达到上述共同的结构特征即可。
请参阅图13所示，电极模块330可为带正电性的单一圆形筒体，亦或不带电。
请参阅图14所示，电极模块430可为二同心圆形筒体，其中一圆形筒体431带负电，而另一圆形筒体432的电性为正电或不带电性，进气流(图示虚线箭头)通过该二圆形筒体431、432之间。
请参阅图15至图20所示，其分别发明不同态样的放电单元结构。如图15所示的圆锥状放电单元422A；如图16所示的三角锥状放电单元422B；如图17所示的四角锥状放电单元422C；如图18所示的五角锥状放电单元422D；如图19所示的六角锥状放电单元422E；如图20所示的螺纹锥状放电单元422F。上述实施例说明，本案的尖锥状放电单元可为圆柱状或多角型柱状或锥椎状、或具有螺纹。
请参阅图21所示本发明的电晕模块另一实施例的结构示意图。电晕模块420为圆形筒体，以该圆形筒体的筒壁为放电单元，该圆形筒体的一轴向边缘421朝向气流进气方向(图示电晕模块420顶部的虚线箭头)。本实施例中，该圆形筒体的筒壁具有通孔422，以利气流通过，其孔隙率占截面总面积比值可为介于0.3～0.8之间，或介于0.01～0.5之间。
关于上述孔隙率的定义如下：
孔隙率＝(可通过气流的镂空面积)/(可通过气流的镂空面积+无法通过气流的实体面积)；
以图21而言，可通过气流的镂空面积亦即通孔422的面积总和，而无法通过气流的实体面积则是该圆形筒体表面不含通孔的实体面积。
请参阅图22A至图26所示本发明的电晕模块不同实施例。该多个实施例的电晕模块520A～520E为圆形筒体，该圆形筒体的筒壁具有凸出部以作为放电单元，该凸出部位于该气流通道的气体流动路径上。气体流动路径如图中虚线所示，但进气流(图示虚线箭头)的方向则不以图示为限。如图22A至图26所示，凸出部可为多个圆环状突出结构522A、522B、522C、522D、522E所形成。如图22B、图23B、图24B、图25B所示，本实施例的放电单元具有朝向该气流通道的一端，并且该端的断面具有至少一尖点。又，如图26所示，各该些圆环状突出结构522E可具有至少一断开区523E，各圆环状突出结构522E的各该断开区523E的位置设计没有限制，可为互相对应或错位。又，上述该多个实施例的凸出部也可为螺旋形突出结构所形成。
上述该多个电极模块、放电单元及电晕模块的实施例态样，均可视需求配置于图8、图10及图12的实施例结构中。
综上所述，本发明所提供的静电式气体清净机，由于具有特殊电极设计，因此可增加携带灰尘微粒的气流与电极接触时间，提高去除微粒的效率。此外，在长时间使用后，可将吸附有微粒的电极模块拆下清洗或保养，即可继续使用，也提升使用者的便利性。
但是以上所述的具体实施例，仅用于例释本发明的特点及功效，而非用于限定本发明的可实施范畴，在未脱离本发明上揭的精神与技术范畴下，任何运用本发明所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为下述的权利要求所涵盖。
Claims (23)
1.一种静电式气体清净机，包含：
主体，于该主体设有一气流通道；
电晕模块，设置于该气流通道，用以产生具有第一电性的尖端放电；
电极模块，设置于该气流通道；以及
风扇，设置于该气流通道，该风扇将气体抽入该气流通道，当该气体通过该电晕模块时，该气体中的微粒会被该电晕模块的电场充电，而后于该气体通过该电极模块时，该气体中的微粒会被该电极模块捕捉；
其中该电极模块包括：
至少一第一电极单元，其具有多个第一叶片，每一该第一叶片呈扇型，相邻该第一叶片间具有空隙；以及
至少一第二电极单元，其具有至少一第二叶片，该第一电极单元与该第二电极单元相互串接，由该第一叶片与该第二叶片构成部分该气流通道。
2.如权利要求1所述的静电式气体清净机，其中该电极模块具有第二电性，该第二电性与该第一电性相反。
3.如权利要求1所述的静电式气体清净机，其中该电极模块不具有电性。
4.如权利要求1所述的静电式气体清净机，其中该第一电极单元不具有电性，该第二电极单元具有第二电性，该第二电性与该第一电性相反，该第一电极单元与该第二电极单元间隔设置。
5.如权利要求1所述的静电式气体清净机，其中该第一电极单元具有该第一电性，该第二电极单元具有第二电性，该第二电性与该第一电性相反，该第一电极单元与该第二电极单元间隔设置。
6.一种静电式气体清净机，包含：
主体，于该主体设有一气流通道；
电晕模块，设置于该气流通道，用以产生具有第一电性的尖端放电；
电极模块，设置于该气流通道；以及
风扇，设置于该气流通道，该风扇将气体抽入该气流通道，当该气体通过该电晕模块时，该气体中的微粒会被该电晕模块的电场充电，而后于该气体通过该电极模块时，该气体中的微粒会被该电极模块捕捉；
其中该电极模块包括：
至少一第一电极单元，其具有至少一第一叶片；以及
至少一第二电极单元，其具有至少一第二叶片，该第一电极单元与该第二电极单元相互串接，由该第一叶片与该第二叶片构成部分该气流通道，
其中该第一叶片与该第二叶片呈螺旋型，该第一电极单元与该第二电极单元间隔设置，且该第一电极单元与该第二电极单元相互串接后，由该第一叶片与该第二叶片构成一螺旋型的通道。
7.如权利要求1或6所述的静电式气体清净机，其中该电晕模块由一座体及多个呈尖锥状的放电单元构成，该座体呈环状，该多个放电单元设置于该座体。
8.如权利要求7所述的静电式气体清净机，其中该座体呈圆环状，该多个放电单元设置于该座体的内环侧，每一该放电单元呈尖锥状的一端朝向该座体的中心。
9.如权利要求7所述的静电式气体清净机，其中该多个放电单元相互平行地设置于该座体上，每一该放电单元呈尖锥状的一端朝向同一方向。
10.如权利要求1或6所述的静电式气体清净机，其中该主体具有主体壁，该电晕模块由多个呈尖锥状的放电单元构成，该多个放电单元设置于该主体壁内。
11.如权利要求10所述的静电式气体清净机，其中该多个放电单元相互平行地设置于该主体壁中，每一该放电单元尖端朝向气流进气方向。
12.如权利要求10所述的静电式气体清净机，其中该尖锥状的放电单元为圆柱状或多角型柱状或锥状、或具有螺纹。
13.如权利要求1或6所述的静电式气体清净机，其中该电晕模块为圆形筒体，以该圆形筒体的筒壁为放电单元，该圆形筒体的一轴向边缘朝向气流进气方向。
14.如权利要求13所述的静电式气体清净机，其中该圆形筒体的筒壁具有通孔，以利气流通过，其孔隙率占截面总面积比值为介于0.3～0.8之间。
15.如权利要求14所述的静电式气体清净机，其中该圆形筒体，其孔隙率占截面总面积比值为介于0.01～0.5之间。
16.如权利要求1或6所述的静电式气体清净机，其中该电晕模块为圆形筒体，该圆形筒体的筒壁具有凸出部以作为放电单元，该凸出部位于该气流通道的气体流动路径上。
17.如权利要求16所述的静电式气体清净机，其中该放电单元具有朝向该气流通道的一端，且该端的断面具有至少一尖点。
18.如权利要求16所述的静电式气体清净机，其中该凸出部为多个圆环状突出结构所形成。
19.如权利要求18所述的静电式气体清净机，其中各该些圆环状突出结构具有至少一断开区，各该圆环状突出结构的各该断开区的位置为互相对应或错位。
20.如权利要求17所述的静电式气体清净机，其中该凸出部为多个圆环状突出结构所形成。
21.如权利要求20所述的静电式气体清净机，其中各该些圆环状突出结构具有至少一断开区，各该圆环状突出结构的各该断开区的位置为互相对应或错位。
22.如权利要求16所述的静电式气体清净机，其中该凸出部为螺旋形突出结构所形成。
23.如权利要求17所述的静电式气体清净机，其中该凸出部为螺旋形突出结构所形成。
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