CN108854367A - 气体净化器及气体净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体净化器及气体净化方法。该气体净化器包括气液混合室、雾化带电结构、静电吸附结构及抽风结构，雾化带电结构设于气液混合室的一端，用于将净化液体雾化为微米级且带电荷的雾滴；静电吸附结构设于气液混合室的另一端，用于吸附带电液滴；抽风结构用于将待净化气体及雾滴自气液混合室的一端引入气液混合室，并将净化后的气体自静电吸附结构远离气液混合室的一端引出。带静电的雾滴通过静电力将PM2.5等固态污染物吸附在液滴表面，从而净化待净化气体中的固态污染物，同时待净化气体中的气态物质(例如甲醛)可以溶解于雾滴中，从而净化待净化气体中的气态污染物，也即上述气体净化器既能净化固态污染物又能净化气态污染物。

Description

气体净化器及气体净化方法

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，特别是涉及一种气体净化器及气体净化方法。

背景技术

PM2.5指的是大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也可以称之为可入肺颗粒物。虽然PM2.5粒径小，却含大量的有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。PM2.5的来源十分广泛，如生活中随处排放的汽车尾气、工厂废气料等等。除了室外污染，室内空气状况更不容忽视，现代家居装修材料释放的有毒物的有机挥发物，以及吸烟都会产生PM2.5细颗粒物造成污染，而且据中国室内装饰协会环境检测中心调查统计显示，室内空气污染程度常常比室外更加严重，特别是甲醛，是首要的气态污染物。

快速有效的解决室内空气质量问题基本可以分为三种方式，空气净化器、空调或者造价略显高昂的新风系统。空气净化器是近几年伴随消费需求诞生的新鲜产品，空调则是功能升级的锦上添花，新风系统虽然效果最佳，但是造价高昂，绝大多数应用于别墅或者高档酒店。相对而言前两者的选购用户更多，而大多数消费者则将目光集中在空气净化器上。

传统的空气净化器，所采用的技术也多有不同，使用滤网或滤芯的产品，技术成熟且简单，但是污染物吸附在滤网上后会降低滤网的净化效率，所以需要经常地更换或是清洗滤网，给消费者带来额外的负担。另外，滤网的阻力大，不适合大流量的空气净化。采用负离子和活性氧技术的产品不会有大的风阻，噪音低，适宜空气流量大的环境，但这类产品在产生负离子的同时往往会生成臭氧和氮化物之类的有害副产品，使得人机不能同处。而用光触媒和分子络合技术的产品，杀菌效果明显，但是技术复杂，净化效率不高，对于颗粒污染物没有效果。传统的静电集尘技术是通过施加高压电，使得电极周围空气电离并产生带电离子(离子发生器)，最终使得空气中细微颗粒带有静电。当带有静电的尘埃颗粒在通过收集区的时候，因为静电力的作用，颗粒被吸附在收集板上，从而带到了空气净化的目的。上述空气净化器的功能单一，通常只能净化固态污染物，而很难净化气态污染物。

发明内容

基于此，有必要提供一种能净化固态污染物又能净化气态污染物的气体净化器及气体净化方法。

一种气体净化器，包括：

气液混合室；

雾化带电结构，设于所述气液混合室的一端，用于将净化液体雾化为粒径为微米级且带电荷的雾滴；

静电吸附结构，设于所述气液混合室的另一端，用于吸附带电液滴；以及

抽风结构，用于将待净化气体及所述雾滴自所述气液混合室具有所述雾化带电结构的一端引入所述气液混合室，并将净化后的气体自所述静电吸附结构远离所述气液混合室的一端引出。

在上述气体净化器中，带静电的雾滴通过静电力将PM2.5等固态污染物吸附在液滴表面，从而净化待净化气体中的固态污染物，同时待净化气体中的气态物质(例如甲醛)可以溶解于雾滴中，从而净化待净化气体中的气态污染物，也即上述气体净化器既能净化固态污染物又能净化气态污染物。而且微米级的雾滴能保证雾滴带有足够的静电荷，且不会因自身重量过大而发生滴落现象，同时还能保证有足够数量的雾滴与净化待净化气体充分混合，可以使得净化气体净化更完全。而且由于静电吸附结构吸附的是带电液滴，带电液滴被吸附至静电吸附结构上后，会不断地累积成大的水滴，从而会在自身重量的作用下滴落，不会出现固态污染物及气态污染物污染静电吸附结构的情况，也即静电吸附结构具有自清洁功能。

在其中一个实施例中，所述雾化带电结构包括导电超声雾化片以及设于所述导电超声雾化片上的电极。

在其中一个实施例中，所述雾化带电结构用于将净化液体雾化为粒径为10～50微米且带电荷的雾滴。

在其中一个实施例中，所述气体净化器还包括安装筒，所述安装筒上设有隔板，所述隔板将所述安装筒分隔成第一段及第二段，所述隔板设有连通所述第一段与所述第二段的第一通孔，其中，所述气液混合室为所述第二段，所述雾化带电结构设于所述第二段远离所述第一段的一端，所述静电吸附结构设于所述第一段内。

在其中一个实施例中，所述气体净化器还包括外筒及安装座；

所述安装筒位于所述外筒内，且所述外筒间隔，所述第一段远离所述第二段的一端与所述外筒的内壁连接；

所述安装座包括一端封闭的筒体、套设于所述筒体上凸环，及设于所述筒体周壁上且与所述筒体连通的导液管，所述筒体的开口端位于所述第二段内，所述第二段远离所述隔板的一端与所述凸环连接，所述凸环的侧壁与所述外筒的内壁连接，所述凸环、所述安装筒及所述外筒围合形成盛装净化液体的净水箱，所述导液管远离所述筒体的一端穿设于所述第二段上，且与所述净水箱连通；

所述雾化带电结构设于所述筒体内。

在其中一个实施例中，所述气体净化器还包括一端封闭的底筒，所述底筒的开口端与所述外筒可拆卸连接，所述底筒的周壁上设有进气孔；

所述凸环上设有第二通孔，且所述第二通孔位于所述第二段与所述筒体之间，所述凸环与所述底筒围合形成污水箱。

在其中一个实施例中，所述雾化带电结构还包括水箱盖，所述筒体远离所述隔板的一端通过所述水箱盖封闭，所述水箱盖与所述筒体可拆卸连接。

在其中一个实施例中，所述气体净化器还包括电池仓，所述电池仓设于所述第一段内，所述静电吸附结构夹于所述第一段与所述电池仓之间。

在其中一个实施例中，所述静电吸附结构包括多个套接的收集筒，相邻两个所述收集筒之间存在间隙。

一种气体净化的方法，包括如下步骤：

将粒径为微米级且带电荷的雾滴与待净化气体混合，得到混合气体；以及

采用静电吸附混合气体中的带电雾滴，得到净化后的气体。

附图说明

图1为一实施方式的气体净化器的结构示意图；

图2为图1的剖面图；

图3为图1的分解图；

图4为导电超声雾化片与电极的结构示意图；

图5为安装筒与外筒的剖面图；

图6为第一安装座的结构示意图；

图7为第二安装座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对气体净化器及气体净化方法进行进一步说明。

如图1及图2所示，一实施方式的气体净化器10包括气液混合室100、雾化带电结构200、静电吸附结构300以及抽风结构400。雾化带电结构200设于气液混合室100的一端，用于将净化液体雾化为粒径为微米级且带电荷的雾滴。在本实施方式中，净化液体为水，待净化气体为空气。静电吸附结构300设于气液混合室100的另一端，用于吸附带电液滴。抽风结构400用于将待净化气体及雾滴自气液混合室100具有雾化带电结构200的一端引入气液混合室100。且抽风结构400还用于将净化后的气体自静电吸附结构200远离气液混合室100的一端引出。

上述气体净化器10采用雾化带电结构200将净化液体(水)雾化为微米级且带电荷的雾滴，当待净化的气体(空气)与雾滴在气液混合室100混合时，待净化的气体中的PM2.5(细微颗粒)因为静电力的作用被吸附在雾滴上，同时待净化的气体中的易溶于水的有机挥发物(例如，甲醛等)也被雾滴所吸收，从而净化待净化气体。继而当带电液滴(需要说明的是，洁净的雾滴直接用雾滴表示，而吸附了PM2.5及溶解了有机挥发物的污染雾滴用带电液滴表示，雾滴与带电液滴在尺寸方面基本一致，没有本质区别)通过静电吸附结构300时，电场力会将带电液滴吸附在静电吸附结构300上，由此气体中的污染物跟随着带电液滴被收集起来，最终达到净化的目的，净化气体后的气体被抽风结构400排出。

在上述气体净化器10中，带静电的雾滴通过静电力将PM2.5等固态污染物吸附在液滴表面，从而净化待净化气体中的固态污染物，同时待净化气体中的气态物质(例如甲醛)可以溶解于雾滴中，从而净化待净化气体中的气态污染物，也即上述气体净化器10既能净化固态污染物又能净化气态污染物。而且微米级的雾滴能保证雾滴带有足够的静电荷，且不会因自身重量过大而发生滴落现象，同时还能保证有足够数量的雾滴与净化待净化气体充分混合，可以使得净化气体净化更完全。

而且由于静电吸附结构300吸附的是带电液滴，带电液滴被吸附至静电吸附结构300上后，会不断地累积成大的水滴，从而会在自身重量的作用下滴落，不会出现固态污染物及气态污染物污染静电吸附结构300的情况，也即静电吸附结构300具有自清洁功能。

进一步，如图2、图3及图4所示，在本实施方式中，雾化带电结构200包括导电超声雾化片210以及设于导电超声雾化片210上的电极220。当在导电超声雾化片210及电极220上施加电压时，导电超声雾化片210将净化液体雾化为粒径为微米级且带电荷的雾滴。

在导电超声雾化片210及电极220上施加电压时，导电超声雾化片210能将净化液体雾化成微米级的雾滴，雾滴在离开导电超声雾化片210的同时即可带上静电荷。采用这种在形成雾滴的同时就使得雾滴带电的方式，相对于先形成雾滴，再在电离场中，采用等离子体为雾滴带电的方式，不会产生臭氧、氮氧化合物等有毒害的副产品，不会造成二次污染，更适合用于室内。

需要说明的是，雾滴的粒径主要是由导电超声雾化片210上的微孔的孔径决定，导电超声雾化片210上的微孔的孔径越小，雾滴的粒径越小。雾滴的粒径越大，雾滴越容易出现因自身重量过大而发生滴落现象，而雾滴的粒径越小，雾滴能带的电荷量就会越少，会出现雾滴不能被静电吸附结构300吸附的情况。进一步，在本实施方式中，导电超声雾化片210用于将净化液体雾化为粒径为10～50微米的雾滴。

进一步，在本实施方式中，导电超声雾化片210的雾化量大于等于200毫升/小时。优选的，导电超声雾化片210的雾化量的大小可调，从而可以适用不同的环境。在本实施方式中，导电超声雾化片210数目为一个，导电超声雾化片210的最大功率为2瓦。可以理解，在其他实施方式中，导电超声雾化片210数目可以为两个以上，导电超声雾化片210的最大功率也可以为1瓦或2瓦。

进一步，如图2及图5所示，在本实施方式中，气体净化器10还包括安装筒500，安装筒500上设有隔板510，隔板510将安装筒500分隔成第一段520及第二段530，隔板510设有连通第一段520与第二段530的第一通孔512。其中，第二段530即为气液混合室100，雾化带电结构200设于第二段530远离第一段520的一端，静电吸附结构300设于第一段520内。相对于孔径处处大致相同的直通的安装筒，在上述安装筒500内，隔板510对气流具有阻挡作用，从而可以使得待净化的气体与雾滴充分混合后，再进入第二段530与雾化带电结构200碰撞。待净化的气体与雾滴充分混合，可以使得净化气体净化更完全。

进一步，在本实施方式中，在第一段520至第二段530的方向上，第二段530靠近第一段520的一端的内径逐渐增大。

进一步，在本实施方式中，第二段530包括连接的圆柱段532及圆台段534，圆台段534远离圆柱段532的一端为圆台段534的小端，圆台段534即为气液混合室100，雾化带电结构200设于圆柱段532。

进一步，在本实施方式中，气体净化器10还包括外筒600。安装筒500位于外筒600内，且外筒600间隔，第一段520远离第二段530的一端与外筒600的内壁连接。具体的，在本实施方式中，外筒600与安装筒500一体成型。

如图2、图3及图6所示，雾化带电结构200还包括第一安装座230。第一安装座230包括一端封闭的筒体232、套设于筒体232上凸环234，及设于筒体232周壁上且与筒体232连通的导液管236。筒体232的开口端位于第二段530内，第二段530远离隔板510的一端与凸环234连接。凸环234的侧壁与外筒600的内壁连接，凸环234、安装筒500及外筒600围合形成盛装净化液体的净水箱10a。导液管236远离筒体232的一端穿设于第二段530上，且与净水箱10a连通。

筒体232靠近隔板510的一端设有承载台2322，导电超声雾化片210远离电极220的一侧设于承载台2322上。在实际应用中，为了便于雾滴出来，导电超声雾化片210具有电极220的表面直接与净化液体接触，而导电超声雾化片210远离电极220的表面不与净化液体接触。

在本实施方式中，气体净化器10自带净水箱10a。可以理解，在其他实施方式中，气体净化器可以使用外接的净水箱，此时，用于构建净水箱的相关元器件可以省略。

进一步，在本实施方式中，气体净化器10还自带污水箱10b。具体的，气体净化器10还包括一端封闭的底筒700，底筒700的开口端与外筒600可拆卸连接。底筒700的周壁上设有进气孔710。具体的，在本实施方式中，进气孔710的数目为多个，多个进气孔710沿底筒700的周向间隔排布。

凸环234上设有第二通孔2342，且第二通孔2342位于第二段530与筒体232之间。凸环234与底筒700围合形成污水箱10b。

上述气体净化器10工作时，待净化气体自底筒700上的进气孔710进入底筒700，再经第二通孔2342进入第二段530(也即气液混合室100)内。待净化气体与带电雾滴混合后，进入第一段520内，带电液滴在第一段520内被静电吸附结构吸附，并在自身的重量下，滴落在隔板510上，在自第一通孔512处，沿着第二段530的内壁流动，从第二通孔2342处滴落自底筒700内，也即滴落至污水箱10b内。可以理解，在其他实施方式中，气体净化器可以使用外接的污水箱，此时，用于构建污水箱的相关元器件可以省略。

进一步，在本实施方式中，雾化带电结构200还包括水箱盖238，筒体232远离隔板510的一端通过水箱盖238封闭，水箱盖238与筒体232可拆卸连接。当需要向净水箱10a内添加净化液体时，倒立气体净化器10，并打开水箱盖238，即可向净水箱10a内添加净化液体。

进一步，如图2、图3及图7所示，在本实施方式中，静电吸附结构300包括多个套接的收集筒310，相邻两个收集筒310之间存在间隙。具体的，静电吸附结构300还包括设于隔板510上的第二安装座320(座体320)。第二安装座320包括基板322、斜条324及隔块326。基板322设于隔板510上，且基板322上设有与第一通孔512正对的第三通孔3222(通气孔3222)。斜条324设于基板322远离隔板510的表面上，在沿基板322的边缘至沿基板322的中心的方向上，斜条324的厚度逐渐增加。斜条324的数目为多条，多条斜条324间隔排列成斜圈。具体的，在本实施方式中，斜条324的数目为3条。隔块326设于斜条324上，多个隔块326排列成若干隔圈。收集筒310设于斜条324上，且相邻两个收集筒310被一隔圈隔开。优选的，在本实施方式中，静电吸附结构300包括三个同心设置的收集筒310，多个隔块326排列成两个隔圈。

通过在基板322上设置与第一通孔512正对的第三通孔3222以及斜条324，可以便于气流与每一收集筒310接触。通过设置隔块326，可以使得收集筒310稳定安装。

进一步，如图2及图3所示，在本实施方式中，气体净化器10既可以采用外置的电源供电，又可以采用内置的电源供电。具体的，气体净化器10还包括电池仓800，电池仓800设于第一段520内，静电吸附结构300夹于第一段520与电池仓800之间。具体的，电池仓800包括柱体部810及设于柱体部810上的安装环820，柱体部810设于第一段520内，安装环820设于第一段520远离第二段530的端面上。

在本实施方式中，抽风结构400包括第三安装座410及风扇420，第三安装座410设于外筒600内，且位于第一段520远离第二段530的一端处，风扇420设于第三安装座410靠近第一段520的一侧上。具体的，风扇420位于安装环820远离第一段520的一侧。风扇420的风量可调节，从而可以根据具体应用环境选用合适的风量。风扇420优选为轴流风扇或涡流风扇。

在本实施方式中，气体净化器10还包括电路板900，电路板900分别与雾化带电结构200、静电吸附结构300及抽风结构400电连接。电路板900设于外筒600内，且位于第一段520远离第二段530的一端处。在本实施方式中，电路板900位于第三安装座410远离风扇420的一侧，并套设于第三安装座410。具体的，在本实施方式中，电路板900与雾化带电结构200可以通过依次穿过外筒600及电池仓800的柱体部810的导电线连接，而电路板900与静电吸附结构300可以通过位于外筒600内的导电线连接。

进一步，在本实施方式中，外筒600上设有顶盖610，顶盖610上设有第四通孔612。顶盖610对气流具有阻挡作用，从而可以使得带电液滴在静电吸附结构300停留更长时间，以确保带电液滴均被静电吸附结构300吸附，而不被排出。

进一步，在本实施方式中，相邻两收集筒310之间的静电场强度大于等于1000伏/毫米，气体在静电吸附结构300的滞留时间大于等于0.05秒。

进一步在本实施方式中，还提供一种气体净化的方法，包括如下步骤：

步骤S11，将粒径为微米级且带电荷的雾滴与待净化气体混合，得到混合气体。

步骤S12，采用静电吸附混合气体中的带电雾滴，得到净化后的气体。

上述气体净化器10为便携式设计，其中，雾化带电结构200的雾化量为75毫升/小时。三个收集筒310的外直径分别是16毫米、20毫米及24毫米，厚度均为1毫米。相邻两收集筒310间的静电场强度1500伏/毫米。抽风结构400为轴流风扇，气体通流量达到330m³/h。

采用普通香烟燃烧产生雾霾颗粒，实验空间为0.25立方米，当初始PM2.5达到500微克/立方米重度污染后，采用上述气体净化器10对实验空间进行净化，在10分钟时间内，PM2.5降至60微克/立方米以下，实验空间内的空气质量良好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种气体净化器，其特征在于，包括：

气液混合室；

雾化带电结构，设于所述气液混合室的一端，用于将净化液体雾化为粒径为微米级且带电荷的雾滴；

静电吸附结构，设于所述气液混合室的另一端，用于吸附带电液滴；以及

抽风结构，用于将待净化气体及所述雾滴自所述气液混合室具有所述雾化带电结构的一端引入所述气液混合室，并将净化后的气体自所述静电吸附结构远离所述气液混合室的一端引出。

2.根据权利要求1所述的气体净化器，其特征在于，所述雾化带电结构包括导电超声雾化片以及设于所述导电超声雾化片上的电极。

3.根据权利要求1所述的气体净化器，其特征在于，所述雾化带电结构用于将净化液体雾化为粒径为10～50微米且带电荷的雾滴。

4.根据权利要求1所述的气体净化器，其特征在于，所述气体净化器还包括安装筒，所述安装筒上设有隔板，所述隔板将所述安装筒分隔成第一段及第二段，所述隔板设有连通所述第一段与所述第二段的第一通孔，其中，所述气液混合室为所述第二段，所述雾化带电结构设于所述第二段远离所述第一段的一端，所述静电吸附结构设于所述第一段内。

5.根据权利要求4所述的气体净化器，其特征在于，所述气体净化器还包括外筒及安装座；

所述安装筒位于所述外筒内，且所述外筒间隔，所述第一段远离所述第二段的一端与所述外筒的内壁连接；

所述安装座包括一端封闭的筒体、套设于所述筒体上凸环，及设于所述筒体周壁上且与所述筒体连通的导液管，所述筒体的开口端位于所述第二段内，所述第二段远离所述隔板的一端与所述凸环连接，所述凸环的侧壁与所述外筒的内壁连接，所述凸环、所述安装筒及所述外筒围合形成盛装净化液体的净水箱，所述导液管远离所述筒体的一端穿设于所述第二段上，且与所述净水箱连通；

所述雾化带电结构设于所述筒体内。

6.根据权利要求5所述的气体净化器，其特征在于，所述气体净化器还包括一端封闭的底筒，所述底筒的开口端与所述外筒可拆卸连接，所述底筒的周壁上设有进气孔；

所述凸环上设有第二通孔，且所述第二通孔位于所述第二段与所述筒体之间，所述凸环与所述底筒围合形成污水箱。

7.根据权利要求6所述的气体净化器，其特征在于，所述雾化带电结构还包括水箱盖，所述筒体远离所述隔板的一端通过所述水箱盖封闭，所述水箱盖与所述筒体可拆卸连接。

8.根据权利要求4所述的气体净化器，其特征在于，所述气体净化器还包括电池仓，所述电池仓设于所述第一段内，所述静电吸附结构夹于所述第一段与所述电池仓之间。

9.根据权利要求1所述的气体净化器，其特征在于，所述静电吸附结构包括多个套接的收集筒，相邻两个所述收集筒之间存在间隙。

10.一种气体净化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将粒径为微米级且带电荷的雾滴与待净化气体混合，得到混合气体；以及

采用静电吸附混合气体中的带电雾滴，得到净化后的气体。