CN106368594A - 一种有源静电防雾霾纱窗 - Google Patents

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刘尚合
曹鹤飞
胡小锋
王雷
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Abstract

本发明公开了一种有源静电防雾霾纱窗，该装置由外层金属过滤网、内置丝状高压电极层和高压直流静电发生器电路组成。其通过高压静电场对微小尘埃的极化、荷电作用，利用库仑力有效阻挡室外雾霾颗粒进入室内，起到净化室内空气的作用。使用时，首先打开高压直流静电发生器电源开关，高压输出端负极连接双层金属过滤网、正极连接内置丝状高压电极层的高压电极端子，在纱窗内部形成高压对称非均匀静电场。然后开窗通风，在自然空气流动过程中起到阻挡室外雾霾和净化室内空气的作用。本发明整体结构简单、易于加工制作。本发明设有两档，低档用来阻挡室外雾霾，此时不产生臭氧；高档在阻挡室外雾霾的同时，还可净化室内空气。

Description

一种有源静电防雾霾纱窗
技术领域
本发明涉及一种有源静电防雾霾纱窗，适用于家庭及办公场所的空气净化。
背景技术
近年来，工业排放、燃煤取暖、汽车尾气等带来的大气污染问题日益严重，尤其是秋冬季节雾霾肆虐，对人类工作和生活造成严重影响。家用空气净化器在一定程度上能够降低室内PM2.5浓度，但无法阻挡室外雾霾进入室内。遇到雾霾天气，居民往往不敢开窗通风。因此，研制一种兼具阻挡室外雾霾和通风功能的防雾霾纱窗对改善室内空气质量具有重要意义。
目前，具有吸附雾霾作用的纱窗主要包括两类：无源静电吸尘纱窗和有源静电吸尘纱窗。前者为无源单层结构纱窗，通过高分子绝缘材料窗纱直接与空气摩擦或通过双卷轴结构与棉条摩擦起电，从而对灰尘颗粒起到吸附作用，纱窗静电电位受空气流速及空气污染程度等环境因素影响大、起电电位低，不足以有效吸附灰尘颗粒；后者采用电容器配合双层金属材质窗纱，形成内部均匀静电场，使处于窗纱之间的灰尘颗粒被极化和吸附，由于有源静电吸尘纱窗缺乏灰尘荷电过程，吸尘效率低，而电极直接暴露，人员操作过程中易受电击。本发明提出的有源静电防雾霾纱窗解决了上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有无源静电吸尘纱窗吸尘效果受风速影响大、有源静电吸尘纱窗吸附效率低和安全性差的不足，提供一种具有阻挡室外雾霾进入室内和净化空气作用的有源静电防雾霾纱窗。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种有源静电防雾霾纱窗，其关键技术在于：其包括外层金属过滤网、内置丝状高压电极层和高压直流静电发生器，所述外层金属过滤网包括金属框架和安装于其上的不锈钢窗纱；所述内置丝状高压电极层包括上绝缘支架、下绝缘支架、平行排列设置于上、下绝缘支架之间的金属丝和高压电极端子；
所述外层金属过滤网设有接地电极端子，所述高压直流静电发生器电路输出端负极连接外层金属过滤网接地电极端子，正极通过电阻连接内置丝状高压电极层上的高压电极端子。
两外层金属过滤网之间的间距为2cm，其中间位置安装内置丝状高压电极层和高压直流静电发生器，通电后在内置丝状高压电极层和外层金属过滤网之间形成对称分布的非均匀高压静电场；
所述金属丝直径为0.2mm，两金属丝之间的间距3cm，所述金属丝两端固定在上、下绝缘支架上并通过导线连接于高压电极端子。
所述内置丝状高压电极层借助螺丝平行安装于两外层金属过滤网之间，其与两外层金属过滤网等间距设置，所述内置丝状高压电极层长、宽均与外层金属过滤网框架参数一致。
纱窗设有高低两档低档用来阻挡室外雾霾，此时不发生电晕放电，不产生臭氧；高档在阻挡室外雾霾的同时，还可净化室内空气，此时发生微弱电晕放电，仅产生少量臭氧。
优选的，所述不锈钢窗纱采用304不锈钢丝网；所述金属丝使用304不锈钢丝或钨丝；所述绝缘支架采用尼龙材料，形状为长条型，长度与外层金属过滤网框架宽度一致，宽度为3cm，厚度2cm；
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明整体结构比较简单，高压直流静电发生器电路通电工作后，输出直流高压加在内置丝状高压电极层和外层金属过滤网之间，形成非均匀静电场：电力线由丝状高压电极发出，终止于外层金属过滤网上，纱窗内部静电场以丝状高压电极为中心，呈对称分布。设置最大场强略高于空气击穿场强，在金属丝附近产生局部空气电离并使雾霾颗粒荷电。在库仑力作用下，带电颗粒定向运动并吸附金属丝或金属滤网上。本发明易于清洁，在使用一段时间后，可使用吸尘器清扫吸附滤网和电极上的灰尘；也可断电用水冲洗，晾干后使用。本发明采用正电晕荷电，设置最高电场强度略高于空气起晕场强，并通过10MΩ电阻的限流作用，在保证除霾效果的前提下有效降低了臭氧浓度。本发明采用内置高压电极，同时外层金属过滤网接地，确保了使用过程中的安全性。本发明具有结构简单、易于加工和安装使用的特点，可适用于除存在易燃、易爆气体场所之外的各类家庭及办公场所。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是内置丝状高压电极层结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见附图1和附图2，本发明由外层金属过滤网2、内置丝状高压电极层1和高压直流静电发生器构成。
外层金属过滤网2采用不锈钢窗纱固定在金属框架上，设置接地电极端子；内置丝状高压电极层1构造为上、下两条绝缘支架和平行排列的金属丝4，金属丝4两端固定在上、下绝缘支架上并通过导线连接于高压电极端子6。内置丝状高压电极层1长、宽均略小于外层金属过滤网2框架，并通过螺丝固定于外层金属过滤网2框架之间。高压直流静电发生器电路输出端负极连接外层金属过滤网接地端子，正极通过10MΩ电阻连接内置丝状高压电极层1上的高压电极端子6。本发明设有高低两档，通过高压直流静电发生器来控制，低档用来阻挡室外雾霾，此时不发生电晕放电，不产生臭氧；由于采用正电晕荷电，高档设置最高电场强度略高于空气起晕场强，并通过10MΩ电阻的限流作用，在保证吸附效果的前提下有效降低了臭氧浓度；本发明采用内置高压电极，确保了使用过程中的安全性。高压直流静电发生器放置于纱窗侧边，通过高压传输线连接于高压电极端子6。
图2中，所述金属丝4平行排列，两端固定于尼龙绝缘条上，绝缘条宽度3cm，厚度2cm，长度略小于外层金属过滤层框架宽度。相邻金属丝4间距3cm并通过导线连接于固定在上绝缘条的高压电极端子6上。所述高压直流静电发生器采用3V直流供电，输出电压6kV。所述高压直流静电发生器采用市面上的现有产品即可，比如武汉华电科仪电气有限公司生产的直流高压发生器或沪苏电力科技生产的产品。
使用时，首先打开高压直流静电发生器电路开关，高压输出端负极连接外层金属过滤网金属框架；正极连接位于纱窗中间的内置丝状高压电极端子，然后开窗通风。在自然空气流动过程中起到阻挡室外雾霾和净化室内空气的作用。
该装置通过高压静电场对微小尘埃的极化、荷电作用，利用库仑力有效阻挡室外雾霾颗粒进入室内，起到净化室内空气的作用。使用时，首先打开高压直流静电发生器电源开关，高压输出端负极连接双层金属过滤网、正极连接内置丝状高压电极层的高压电极端子，在纱窗内部形成高压对称非均匀静电场。然后开窗通风，在自然空气流动过程中起到阻挡室外雾霾和净化室内空气的作用。本发明整体结构简单、易于加工制作。由于丝状高压电极内置于外层金属过滤网间隙内，有效避免了人在操作过程中直接接触高压电极而导致电击，确保了使用安全性。本发明设有两档，低档用来阻挡室外雾霾，此时不发生电晕放电，不产生臭氧；高档在阻挡室外雾霾的同时，还可净化室内空气，此时发生微弱电晕放电，仅产生少量臭氧。有源静电防雾霾采用透气不锈钢窗纱材质，使用一定时间后，可用吸尘器清洁或断电用水冲洗。
本发明实现了开窗通风过程中阻挡室外雾霾和净化室内空气的作用，利用纱窗内部双层非均匀高压静电场对微小尘埃的极化和荷电作用，使尘埃颗粒在库仑力作用下定向运动，最终吸附在金属丝和金属过滤网上，有效阻挡室外雾霾颗粒进入室内，起到防雾霾、净化室内空气的作用。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种有源静电防雾霾纱窗，其特征在于：其包括外层金属过滤网（2）、内置丝状高压电极层（1）和设置于纱窗侧边的高压直流静电发生器，所述外层金属过滤网（2）包括金属框架和安装于其上的不锈钢窗纱；所述内置丝状高压电极层（1）包括上绝缘支架（3）、下绝缘支架（5）、平行排列设置于上、下绝缘支架之间的金属丝（4）和高压电极端子（6）；
所述外层金属过滤网（2）设有接地电极端子，所述高压直流静电发生器电路输出端负极连接外层金属过滤网接地电极端子，正极通过电阻连接内置丝状高压电极层上的高压电极端子（6）。
2.根据权利要求１所述的有源静电防雾霾纱窗，其特征在于：两外层金属过滤网（2）之间的间距为2cm，其中间位置安装内置丝状高压电极层和高压直流静电发生器，通电后在内置丝状高压电极层（1）和外层金属过滤网（2）之间形成对称分布的非均匀高压静电场；
所述金属丝（4）直径为0.2mm，两金属丝（4）之间的间距3cm，所述金属丝（4）两端分别固定在上、下绝缘支架上并通过导线连接于高压电极端子（6）。
3.根据权利要求1所述的有源静电防雾霾纱窗，其特征在于：所述内置丝状高压电极层（1）借助螺丝平行安装于两外层金属过滤网之间，其与两外层金属过滤网等间距设置，所述内置丝状高压电极层长、宽均与外层金属过滤网框架参数一致。
4.根据权利要求１所述的有源静电防雾霾纱窗，其特征在于：纱窗设有高低两档。
5.根据权利要求１所述的有源静电防雾霾纱窗，其特征在于：
所述不锈钢窗纱采用304不锈钢丝网；
所述金属丝使用304不锈钢丝或钨丝；
所述绝缘支架采用尼龙材料，形状为长条型，长度与外层金属过滤网框架宽度一致，宽度为3cm，厚度2cm；
所述高压直流静电发生器采用3V直流供电，输出电压6kV。
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