CN107684976A - 空气静电清净机 - Google Patents

Abstract

一种空气静电清净机，其包括一外管、一内管、若干放电电极及至少一收集电极。外管是由导电材料制成且具有一进气端、一排气端、一高压放电区及一收集区，高压放电区及收集区位于进气端与排气端之间，且高压放电区较收集区更邻近进气端。内管由绝缘材料制成，且内管与外管同心并位于高压放电区内，外管与内管之间定义一第一流道。该等放电电极是间隔排列地设于内管外表面并朝外管径向延伸，且该等放电电极位于第一流道内。收集电极设于收集区内且位于该等放电电极的下风处。藉此，实现兼顾高除尘效率与低臭氧产生的功效。

Description

空气静电清净机

技术领域

本发明是关于一种空气净化器，特别系关于一种应用高压放电及静电集尘原理的空气净化器。

背景技术

随着空气污染问题日益受到关注，室内空气质量的提升逐渐成为人们重视的课题。

常见的空气净化器包括静电除尘机，此类静电除尘机应用高压放电原理让空气游离化而使微粒带电或分解，带电的微粒随后被收集或过滤，从而实现净化空气的效果。

然而，习用静电除尘机常见的问题在于，提高除尘效率的过程容易伴随臭氧的产生，而若臭氧浓度过高，反对人体有害。

发明内容

有鉴于此，本发明之主要目的在于提供一种能兼具除尘效率与低臭氧特性的空气静电清净机。

为了达成上述及其他目的，本发明提供一种空气静电清净机，其包括一外管、一内管、若干放电电极及至少一收集电极。外管是由导电材料制成，且外管具有一进气端、一排气端、一高压放电区及一收集区，高压放电区及收集区位于进气端与排气端之间，且高压放电区较收集区更邻近进气端。内管由绝缘材料制成，且内管与外管同心并位于高压放电区内，外管与内管之间定义一可供流体在一轴向上通过的第一流道。该等放电电极是间隔排列地设于内管外表面并朝外管径向延伸，且该等放电电极位于第一流道内。收集电极设于收集区内且位于该等放电电极的下风处。

藉此，空气中的微粒在通过高压放电区时，能在较低的工作电压下有效带电，高压放电区也较不易干涉收集区的电场，因此收集效率可提高，并可避免漏电问题，实现兼顾高除尘效率与低臭氧产生的功效。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的立体图。

图2为本发明较佳实施例的分解图。

图3为本发明较佳实施例的剖视图。

符号说明

外管10 进气端11

排气端12 高压放电区13

收集区14 初效滤网15

静电滤网16 内管20

第一流道21 上风端22

孔洞23 挡风板24

放电电极30 收集电极40

第二流道41 第三流道42

内管支架50 收集电极支架60

风扇70

具体实施方式

请参考图1至图3，所绘示者为本发明空气静电清净机的较佳实施例，该空气静电清净机包括一外管10、一内管20、若干放电电极30及四个收集电极40。

外管10是由导电材料制成，且外管10具有一进气端11、一排气端12、一高压放电区13及一收集区14，外管10的进气端11及排气端12均为开放端而对外连通，高压放电区13较收集区14邻近进气端11。当气体被导入外管10内，气体将依序通过进气端11、高压放电区13、收集区14及排气端12；亦即，高压放电区13位于收集区14的上风处。为了增加微粒去除效果，外管10的进气端11可装设有初效滤网15，用以滤除毛发、棉絮等较大的杂质，排气端12则可装有静电滤网16，而可用以吸附带电的微粒。外管10进气端11、排气端12其中一者可安装风扇70，本实施例是安装于排气端12外。

内管20由绝缘材料制成，且内管20与外管10同心并位于高压放电区13内，外管10与内管20之间定义一可供流体(例如气体)在一轴向上通过的第一流道21。一般而言，气体并不需要在内管20内部流通，因此内管20邻近进气端11的上风端22为一封闭端，上风端22较佳是呈锥状并可用以导引气流朝第一流道流动。

该些放电电极30是间隔排列于内管20外表面且朝外管10径向延伸，且放电电极30均位于第一流道21内。本实施例中，各该放电电极30均为碳刷，每一碳刷均由多个细小的碳针束集而成，而每一个碳针的自由端都可用于针间放电。

为了便于安装放电电极30，内管20上可形成多个贯穿内管20内、外表面的孔洞23，让这些放电电极30可穿设于孔洞23并突露于第一流道21内。

为了避免放电电极30受气流中的微粒吸附而污损，可在内管20外表面设有多个挡风板24，这些挡风板24与放电电极30在轴向上逐一对应，且各该挡风板24均位于其对应的放电电极30的上风处，放电电极30的自由端一般并未径向突出在挡风板24之外，让挡风板24挡下原可能碰触到放电电极30的微粒。

为了让放电电极分布均匀，这些放电电极30是在内管20的外表面上等间隔排列。例如，在内管20的一个轴向位置中可设有十个(但不限于此)放电电极30，两相邻放电电极30所夹圆心角为36°；若欲增加放电电极30的配置数量，可在内管20的另一个轴向位置(例如下风处)再设有十个放电电极30，换言之在内管20上就有两个或两个以上放电电极圈，两相邻放电电极圈中的放电电极30在轴向上产生错位，而不在轴向上重迭，可让微粒更有效地带电。

四个收集电极40均设于收集区14且位于放电电极30的下风处。这四个收集电极40较佳是呈管状且与外管10同心，且收集电极40彼此等间隔设置，两相邻收集电极40之间定义一可供流体在轴向上通过的第二流道41，而最外层的收集电极40与外管10之间则定义一可供流体在轴向上通过的第三流道42，第二、第三流道41、42的径向宽度可设计为彼此相等，最内层的收集电极40的管径较佳是实质相同于内管20，因此，流经第一流道21的气体会分别通过第二、第三流道41、42，最内层收集电极40的内侧实质上无气流通过。需说明的是，收集电极的数量可依需求配置一个以上即可。

为了进一步增加微粒附着的效果，两相邻收集电极40中的其中一者可被供给高压电，另一者则接地，且最外层的收集电极40也被接地，所供给的高压电较佳是与放电电极所接受的高压电同极性，例如皆为正电。本实施例中，最内层的收集电极40以及内侧数来(以下同)第三层的收集电极40均被供给高压正电，而第二层及最外层收集电极40则被接地，基于异性相吸原理，由于受到带正电荷的最内层及第三层收集电极40的吸引，第二层及最外层收集电极40会累积负电荷，而外管则因最外层收集电极40所带的负电荷而累积正电荷。如此，通过高压放电区而带正电的微粒被大量吸附在第二层及最外层收集电极40，极少量吸附在最内层、第三层收集电极40及外管10内表面。

为了将内管20及收集电极40定位，空气静电清净机还可包括一内管支架50及二收集电极支架60，内管支架50设于内管20与外管10之间，两个收集电极支架60是跨设于收集区14且分别位于收集电极40的上、下端，位于下方的收集电极支架60还可同时固接于内管20，藉此将内管20及收集电极40分别固定于高压放电区13及收集区14内。

为了供给放电电极30工作所需的高压电，可配置一或多条电线依序经过收集电极40内部及内管20内部。为了供给高压电给部分收集电极40，可配置另一条(或多条)电线连接这些收集电极40。当然，为了让部分收集电极40接地，可再配置另一条(或多条)电线连接欲接地的收集电极40。外管10可开设有供这些电线穿设的孔洞。

本实施例使用时，气流经由外管10的进气端11进入，放电电极30被通以较高工作电压而让通过高压放电区的空气微粒带电，部分收集电极40则被通以较低但同极性的电压，带电的微粒则因异性相吸而被吸附在接地的收集电极40，净化后的气流则由排气端12排出，实现空气净化的效果。

为测试空气净化效率及臭氧产生的情形，申请人进行了洁净空气输出率(cleanair delivery rate，下称CADR)测试及臭氧浓度侦测，CADR可由下列公式求得：(Ka－Kn)×V，其中Ka是清净机开启状态下的微粒衰减指数，Kn是微粒自然衰减指数，V是测试仓体的体积，在本测试中为105m3。测试步骤如下：

A)使用辅助净化器将测试仓体预先净化干净；

B)在测试仓体中注入烟雾，并侦测烟雾初始浓度；

C)使烟雾自然衰减并持续监测浓度，求得Kn，并侦测臭氧浓度；

D)在测试仓体再次注入烟雾；

E)开启前述实施例的空气静电清净机及微粒计数器，持续监测烟雾浓度；

F)采集净化后空气中PM 2.5的浓度，计算并求得Ka及CADR。

下表一表示本实施例的CADR测试结果：

表一

结果显示各测试结果均有良好的空气净化表现，其中在放电电极及收集电极均施加高压电的情形下，有较好的CADR表现，此时静电滤网的放置对CADR的影响不大。

臭氧浓度的变化则如下表二所示：

表二

结果显示，无论工作电极是否施加高压电，臭氧浓度的提升均不明显，且均远低于各国排放标准。这同时也表示本发明确实可兼具高空气净化效率、低臭氧排放的功效。

另外，申请人也进行了负荷测试，在超高烟雾浓度下，模拟空气静电清净机持续使用一段时间的表现，测试结果如下表三所示：

表三

测试结果显示，本发明的空气静电清净机即便经长时间使用或暴露于高浓度微粒的环境中，仍有良好的空气净化表现。

Claims (10)

1.一种空气静电清净机，包括：

一外管，由导电材料制成，该外管具有一进气端、一排气端、一高压放电区及一收集区，该高压放电区及收集区系位于该进气端与排气端之间，且高压放电区较该收集区更邻近该进气端；

一内管，由绝缘材料制成，该内管与该外管同心且位于该高压放电区内，该外管与内管之间定义一可供流体在一轴向上通过的第一流道；

若干放电电极，间隔排列地设于该内管外表面且朝该外管径向延伸，该等放电电极位于第一流道内；以及

至少一收集电极，设于该收集区内且位于该等放电电极的下风处。

2.如请求项1所述的空气静电清净机，其中该收集电极呈管状且与该外管同心。

3.如请求项1所述的空气静电清净机，包括若干呈管状的收集电极，该些收集电极均与该外管同心，且该些收集电极彼此间隔设置，两相邻收集电极之间均定义一可供流体在该轴向上通过的第二流道，且最外层收集电极与该外管之间定义一可供流体在该轴向上通过的第三流道。

4.如请求项3所述的空气静电清净机，其中两相邻收集电极中的其中一者被供给高压电且另一者接地。

5.如请求项4所述的空气静电清净机，其中最外层收集电极接地。

6.如请求项2至5中任一项所述的空气静电清净机，更包括二收集电极支架跨设于该收集区，该收集电极用以将该收集电极定位在该收集区内。

7.如请求项1所述的空气静电清净机，更包括一内管支架设于该外管与该内管之间，该内管支架用以将该内管定位在该高压放电区内。

8.如请求项1所述的空气静电清净机，其中各该放电电极均为碳刷。

9.如请求项1所述的空气静电清净机，其中该内管外表面还具有多个挡风板，该些挡风板与该些放电电极在该轴向上逐一对应，各该挡风板位于其对应的放电电极的上风处。

10.如请求项1所述的空气静电清净机，其中该内管形成有多个贯穿内管内、外表面的孔洞，该些放电电极分别设于该些孔洞。