CN109967239B - 一种基于电凝并技术的微颗粒净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电凝并技术的微颗粒净化装置，包括用于使得通过的微颗粒带上异性电荷的预荷装置、以及用于产生交变电场而使得带有异性电荷的微颗粒互相碰撞后凝并的电凝并装置，在空气气流的流动路径上，预荷装置位于电凝并装置的上游，预荷装置包括第一外壳、用于电连接到高压的离子发射头，第一外壳包括分别呈中空管状、供空气从两端通过的第一壳体和第二壳体，第一壳体间隔地设置在第二壳体的外周，离子发射头设置在第一壳体和第二壳体的内周壁上，离子发射头朝向第一外壳中间。通过将离子发生装置设置成具有管状的外壳，在外壳内周设置离子发射头，使得空气可垂直地通过，正好带走高浓度的离子，并能使得空气中的微颗粒很好地与离子结合。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化领域，尤其是一种基于电凝并技术的微颗粒净化装置。
背景技术
目前市面上用于空气中去除颗粒物的方法主要有过滤和电离等方法，其中过滤的方法需要消耗滤料，且风阻大。电离包括高压静电和负离子净化等，高压静电是指通过对钨丝施加负高压，并和接地的极板产生放电，使得通过的空气中的颗粒物带上负电荷，然后对颗粒物进行收集达到空气净化；负离子净化是指是一种利用自身产生的负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的环境优化，其与传统的空气净化机的不同之处是以负离子作为作用因子，主动出击捕捉空气中的有害物质。
电凝并技术是指空气中的微颗粒经过异性电荷后，引入到加有高压电场的凝并区中，带有异性电荷的微颗粒在交变电场力的作用下产生往复振动使得微颗粒相互碰撞然后凝并形成大颗粒被收集。
现有的基于电凝并技术的空气净化装置，如申请号为201120560320.4的中国专利公开的一种三区式电凝并除尘器，包括依次设置的第一电场除尘区、第二凝并收尘区和第三电场除尘区，通过第一电场除尘区对粗颗粒粉尘进行充分荷电并高效捕集，再经过第二凝并收尘区的边荷电边凝并，逐步形成粗颗粒粉尘，最后通过第三电场除尘区进行有效荷电及捕集，从而使得最终从除尘器尾部排出的粉尘量大幅减少，净化系统整体效率得到显著提升；又如申请号为201310574092.X的中国专利公开的一种餐饮油烟一体化处理系统，由双极性预荷电装置、交流电场凝并捕集装置和等离子体催化净化装置构成，双极性预荷电装置内交替布置有正极性电晕极、接地极和负极性电晕极，交流电场凝并捕集装置内平行布置有电极板，电极板与交流电源连接，等离子体催化净化装置内依次设置有多针电极、金属筛网、多孔催化剂层和金属筛网电极；又如申请号为201410795068.3的中国专利公开的一种预荷电凝并袋式除尘器，在进气烟道内设置双极荷电装置，包括接一组间隔排列的地极和正、负放电极，形成正负交替电场的双极荷电区，在进气烟道尾部空间及过滤仓室的缓冲空间内设置混合凝并区，凝并后的大颗粒随气流迅速进入到滤袋过滤仓，由滤袋进行尘与气分离。
一般负离子净化装置中只是将一个或者几个负离子头放在装置中，导致释放的负离子与空气中的微颗粒结合不均匀，从而导致净化效率不高；另一方面一般的负离子净化装置后端的收集装置都是采用HEPA进行收集，由于HEPA内部的驻电极的正电荷会渐渐消失，对于带上负电荷的颗粒物的收集能力会越来越差，最后导致失效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种提高收集能力的基于电凝并技术的微颗粒净化装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于电凝并技术的微颗粒净化装置，包括用于使得通过的微颗粒带上异性电荷的预荷装置、以及用于产生交变电场而使得带有异性电荷的微颗粒互相碰撞后凝并的电凝并装置，在空气气流的流动路径上，所述预荷装置位于电凝并装置的上游，所述预荷装置包括第一外壳、用于电连接到高压的离子发射头，其特征在于：所述第一外壳包括分别呈中空管状、供空气从两端通过的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体间隔地设置在第二壳体的外周，所述离子发射头设置在第一壳体和第二壳体的内周壁上，所述离子发射头朝向第一外壳中间。
为便于设置离子发射头，所述预荷装置还包括离子发射板，所述离子发射头通过离子发射板设置在第一壳体和第二壳体的内周壁。
为减少离子发射板对空气造成的阻力，并且便于固定离子发射板，所述第一壳体和第二壳体的内周壁上形成有卡槽，所述离子发射板卡入在卡槽内。
为便于离子发射头带上高压，所述预荷装置还包括用于电连接到负高压的第一导电片和用于电连接到正高压的第二导电片，所述第一导电片和第二导电片的形状与第一外壳适配，所述第一导电片和第一壳体上的离子发射板的端部电连接，第二导电片和第二壳体上的离子发射板的端部电连接。
优选的，为使得离子产生均匀，并且空气能够垂直地通过，以便微颗粒更好地与离子结合，所述第一壳体和第二壳体为同轴布置的圆柱形，所述离子发射头在第一壳体和第二壳体的内周壁上均匀地间隔布置、并且径向地朝向第一外壳的中心轴。
为使得带有异性电荷的微颗粒能够合并成较大的颗粒，所述电凝并装置包括第二外壳、用于电连接到高压火线的第一导电板和用于电连接到零线的第二导电板。
优选的，为与预荷装置适配，所述第二外壳包括分别呈中空管状、供空气从两端通过的、由外向内嵌套设置的第三壳体和第四壳体，所述第三壳体的内周壁和第四壳体的外周壁之间设置有第二连接板，所述第一导电板设置在第三壳体内周，所述第二导电板设置在第四壳体外周。
优选的，为使得第一导电板产生均匀的电场，所述第一导电板包括呈中空管状的第一导电板定位部、以及第一导电板主体，所述第一导电板主体在第一导电板定位部远离预荷装置的端部向外翻折而成，所述第一导电板定位部上开设有第一嵌槽，所述第二连接板能卡入到第一嵌槽内使得第一导电板安装到第三壳体上，所述第一导电板定位部位于第三壳体内周，而第一导电板主体则位于第三壳体的端部。
优选的，为使得第二导电板产生均匀的电场，所述第二导电板包括呈中空管状的第二导电板定位部、以及第二导电板主体，所述第二导电板主体在第二导电板定位部靠近预荷装置的端部向外延伸而成，所述第二导电板定位部上开设有第二嵌槽，所述第二连接板能卡入到第二嵌槽内使得第二导电板安装到第四壳体上，所述第二导电板定位部位于第四壳体的外周，而第二导电板主体则位于第四壳体的端部。
为便于收集电凝并后合并的较大的颗粒，所述电凝并装置的下游设置有收集装置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过将离子发生装置设置成具有管状的外壳，在外壳内周设置离子发射头，使得空气可垂直地通过，正好带走高浓度的离子，并能使得空气中的微颗粒很好地与离子结合；在电凝并装置中，相邻的两块极板施加相反极性的高压交流电，使得每两块极板之间都可以形成高压交变电场，带有异性电荷的颗粒物在交变电场力的作用下产生往复振动使得颗粒物相互碰撞然后凝并形成大颗粒，被后端的HEPA收集从而达到空气净化。
附图说明
图1为本发明实施例的微颗粒净化装置的示意图；
图2为本发明实施例的微颗粒净化装置的分解结构示意图；
图3为本发明实施例的微颗粒净化装置的预荷装置的分解结构示意图；
图4为本发明实施例的空气净化装置的电凝并装置的分解结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1和图2，一种基于电凝并的微颗粒净化装置，包括预荷装置1、电凝并装置2和收集装置3。在空气气流的流动路径上，预荷装置1位于最上游，收集装置3位于最下游，而电凝并装置2设置在预荷装置1和收集装置2之间。其中，预荷装置1和电凝并装置2之间的间距为20cm～30cm，而电凝并装置2和收集装置2则紧贴设置。空气经过预荷装置1后，里面的微颗粒(主要为pm2.5，也可以为更小的颗粒)分别带上异性电荷，进入电凝并装置2后，带有异性电荷的微颗粒进行吸引然后合并形成较大的微颗粒，被下游的收集装置3收集。
参见图2和图3，预荷装置1包括第一外壳11、离子发射头12、离子发射板13、第一导电片14和第二导电片15。第一外壳11由绝缘材料制成，包括呈中空管状，优选的为圆柱形的第一壳体111和第二壳体112，并且第一壳体111和第二壳体112的轴向两端均为开口。第一壳体111设置在第二壳体112的外周，两个壳体可同轴地间隔设置。第一壳体111的内周壁和第二壳体112的外周壁之间设置有第一连接板113，由此可使得第一壳体111和第二壳体112的位置相对固定。优选的，第一连接板113在周向上均匀分布。优选的，第一外壳11一体成型。
离子发射头12设置在离子发射板13上，优选的，为均匀、间隔地布置。离子发射板13优选的，呈长条形，设置在第一壳体111和第二壳体112的内周壁上，优选的，在每个壳体的内周壁的周向上均匀、间隔地布置。离子发射头12均径向地朝向第一外壳11的中心轴X。由此，可使得离子发射头12产生的离子覆盖整个离子发生装置1内部；离子发射头12的朝向与空气气流进入离子发生装置1时的方向垂直，可以更容易地实现负离子与空气中的微颗粒的结合。
在本实施例中，第一壳体111和第二壳体112的内周壁上分别设置有轴向延伸的卡槽114，离子发射板13卡入在卡槽114内，由此可减少离子发射板13对空气造成的阻力。
第一导电片14和第二导电片15设置在第一外壳11轴向的远离电凝并装置2的端部，第一导电片14和第二导电片15的形状与第一外壳11适配，也呈两个同心圆的形状。第一导电片14与第一壳体111上的每个离子发射板13的端部电连接，并且第一导电片14还用于电连接到负高压包，优选的，电压为-3000～-4000V。第二导电片15与第二壳体112上的每个离子发射板13的端部电连接，并且第二导电片15还用于电连接到正高压包，优选的，电压为3000～4000V。
当通过第一导电片14给第一壳体111上的离子发射板13(离子发射头12)带上负高压、通过第二导电片15给第二壳体112上离子发射板13(离子发射头12)带上正高压后，离子发射头12会产生指向中心轴X的高浓度的正、负离子，空气气流进入到离子发生装置1内时，由于空气流向与离子发生装置1垂直，正好将高浓度的离子带走，并和空气中的微颗粒(带上异性电荷)结合，然后被后面的电凝并装置2所凝并。
参见图2和图4，电凝并装置2包括第二外壳21、第一导电板22和第二导电板23，其中，第二外壳21的形状和尺寸与第一外壳11适配。第二外壳21轴向上靠近第一外壳11的一端开口、远离第一外壳11的一端呈镂空状，以便空气气流通过。
第二外壳21由绝缘材料制成，包括第三壳体211和第四壳体212，上述两个壳体均呈中空管状，优选的为圆柱形，并且同轴地间隔、依次嵌套设置。第三壳体211的内周壁和第四壳体212的外周壁之间设置有第二连接板213，由此可使得第三壳体211和第四壳体212的位置相对固定。优选的，第二连接板213在周向上均匀分布。优选的，第二外壳21一体成型。
第一导电板22与第三壳体211形状适配，包括呈中空管状的第一导电板定位部221、以及第一导电板主体222，第一导电板主体222在第一导电板定位部221远离预荷装置1的端部径向向外翻折而成。第一导电板定位部221上开设有第一嵌槽223，第一嵌槽223在轴向上延伸，第一嵌槽223的尺寸与第二连接板213适配。由此，第一导电板22可通过第一嵌槽223卡到第二连接板213上而完成安装，此时，第一导电板定位部221位于第三壳体211内周，而第一导电板主体212则位于第三壳体211的端部。第一导电板主体212的周缘上还可以设置有第一导电卡扣214，用于卡合在第三壳体211的端部外周，以便进一步加强第一导电板22和第二外壳21的定位，并便于使得第一导电板22电连接到高压火线。
第二导电板23与第四壳体212形状适配，包括呈中空管状的第二导电板定位部231、以及第二导电板主体232，第二导电板主体232在第二导电板定位部231靠近预荷装置1的端部径向向外延伸而成。第二导电板定位部231上开设有第二嵌槽233，第二嵌槽233在轴向上延伸，第二嵌槽233的尺寸与第二连接板213适配。由此，第二导电板23可通过第二嵌槽233卡到第二连接板213上而完成安装，此时，第二导电板定位部231位于第四壳体212的外周，而第二导电板主体232则位于第四壳体212的端部。第二导电板主体222的远离第二导电定位部231的端部上还可以设置有第二导电卡扣224，用于卡合在第三壳体211的端部外周，以便进一步加强第二导电板23和第二外壳21的定位，并便于使得第二导电板23电连接到零线。
优选的，第一导电板22和第二导电板23由铝制成。
收集装置3可采用普通的HEPA。
当预荷装置1、电凝并装置2和收集装置3均为圆柱形时，上述三个装置同轴设置。
第一导电板21和第二导电板22通电后，在高压交流电场的作用下，带上异性电荷的微颗粒进入会相互吸引然后合并形成较大的颗粒，然后被下游的收集装置3所收集。
Claims (8)
1.一种基于电凝并技术的微颗粒净化装置，包括用于使得通过的微颗粒带上异性电荷的预荷装置(1)、以及用于产生交变电场而使得带有异性电荷的微颗粒互相碰撞后凝并的电凝并装置(2)，在空气气流的流动路径上，所述预荷装置(1)位于电凝并装置(2)的上游，所述预荷装置(1)包括第一外壳(11)、用于电连接到高压的离子发射头(12)，其特征在于：所述第一外壳(11)包括分别呈中空管状、供空气从两端通过的第一壳体(111)和第二壳体(112)，所述第一壳体(111)间隔地设置在第二壳体(112)的外周，所述离子发射头(12)设置在第一壳体(111)和第二壳体(112)的内周壁上，所述离子发射头(12)朝向第一外壳(11)中间；
所述预荷装置(1)还包括离子发射板(13)，所述离子发射头(12)通过离子发射板(13)设置在第一壳体(111)和第二壳体(112)的内周壁；
所述第一壳体(111)和第二壳体(112)为同轴布置的圆柱形，所述离子发射头(12)在第一壳体(111)和第二壳体(112)的内周壁上均匀地间隔布置、并且径向地朝向第一外壳(11)的中心轴(X)。
2.根据权利要求1所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述第一壳体(111)和第二壳体(112)的内周壁上形成有卡槽(114)，所述离子发射板(13)卡入在卡槽(114)内。
3.根据权利要求1所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述预荷装置(1)还包括用于电连接到负高压的第一导电片(14)和用于电连接到正高压的第二导电片(15)，所述第一导电片(14)和第二导电片(15)的形状与第一外壳(11)适配，所述第一导电片(14)和第一壳体(111)上的离子发射板(13)的端部电连接，第二导电片(15)和第二壳体(112)上的离子发射板(13)的端部电连接。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述电凝并装置(2)包括第二外壳(21)、用于电连接到高压火线的第一导电板(22)和用于电连接到零线的第二导电板(23)。
5.根据权利要求4所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述第二外壳(21)包括分别呈中空管状、供空气从两端通过的、由外向内嵌套设置的第三壳体(211)和第四壳体(212)，所述第一导电板(22)设置在第三壳体(211)内周，所述第二导电板(23)设置在第四壳体(212)外周。
6.根据权利要求5所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述第三壳体(211)的内周壁和第四壳体(212)的外周壁之间设置有第二连接板(213)，所述第一导电板(22)包括呈中空管状的第一导电板定位部(221)、以及第一导电板主体(222)，所述第一导电板主体(222)在第一导电板定位部(221)远离预荷装置(1)的端部向外翻折而成，所述第一导电板定位部(221)上开设有第一嵌槽(223)，所述第二连接板(213)能卡入到第一嵌槽(223)内使得第一导电板(22)安装到第三壳体(211)上，所述第一导电板定位部(221)位于第三壳体(211)内周，而第一导电板主体(222)则位于第三壳体(211)的端部。
7.根据权利要求6所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述第二导电板(23)包括呈中空管状的第二导电板定位部(231)、以及第二导电板主体(232)，所述第二导电板主体(232)在第二导电板定位部(231)靠近预荷装置(1)的端部向外延伸而成，所述第二导电板定位部(231)上开设有第二嵌槽(233)，所述第二连接板(213)能卡入到第二嵌槽(233)内使得第二导电板(23)安装到第四壳体(212)上，所述第二导电板定位部(231)位于第四壳体(212)的外周，而第二导电板主体(232)则位于第四壳体(212)的端部。
8.根据权利要求1~3中任一项所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述电凝并装置(2)的下游设置有收集装置(3)。
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