CN110292999A - 电晕放电装置及空气净化器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空气净化装置技术领域，具体而言，涉及一种电晕放电装置及包含其的空气净化器。电晕放电装置包括固定电极、旋转体、针状电极和交流电源，固定电极外表面为第一圆柱面，所述固定电极接地；旋转体内表面为第二圆柱面，所述第二圆柱面套设在所述第一圆柱面外部；针状电极在所述旋转体的内表面设置有多个，且所述针状电极的尖端均朝向所述第二圆柱面；交流电源与所述针状电极电连接。本申请技术方案所提供的电晕放电装置，通过电晕放电形式产生低温等离子体，产生大量活性粒子，针状电极的尖端放电对接地极产生电晕区，通过旋转体带动针状电极旋转，使得电晕区增大，净化效果增强。

Description

电晕放电装置及空气净化器

技术领域

本申请涉及空气净化装置技术领域，具体而言，涉及一种电晕放电装置及包含其的空气净化器。

背景技术

电晕放电的应用已经有了很长一段时间，是一种比较常见的放电方式，在常压下就可以完成。在曲率半径比较小的电极的附近，施加电压，电极附近的气体被击穿产生不均匀放电，就是电晕放电。尖端的电极附近存在较高的电场强度，使气体在此位置更容易被电离，气体电离并伴有发光和丝丝响声，并产生自由基等活性粒子，此处为电晕区，而在远离尖端的地方，电场强度较弱而使得气体保持未电离状态，此处为非电晕区。电晕放电结构简单，系统稳定，能量利用率高，但其缺点在于能量注入不高，放电、发光和电离基本仅存在于电极附近很不均匀，当进一步增强电压时,将引起电晕向火花击穿发展。

电晕放电等离子体技术目前广泛应用于空气净化领域，通过电场对颗粒物的捕集作用，收集空气中的颗粒物，电场越强，电晕区越大，收集颗粒物能力越强，收集效果越好，现有的电晕等离子体结构对颗粒物一次性处理效果较低，因此急需一种新型等离子体结构对颗粒物进行处理。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种电晕放电装置及空气净化器。

为了实现上述目的，根据本技术方案的一个方面，本技术方案提供了一种电晕放电装置。

根据本申请实施例的电晕放电装置包括：

固定电极，其外表面为第一圆柱面，所述固定电极接地；

旋转体，其内表面为第二圆柱面，所述第二圆柱面套设在所述第一圆柱面外部；

针状电极，在所述旋转体的内表面设置有多个，且所述针状电极的尖端均朝向所述第二圆柱面；

交流电源，与所述针状电极电连接。

进一步的，所述第一圆柱面和所述第二圆柱面同轴设置。

进一步的，所述针状电极的尖端均指向所述第一圆柱面的轴线。

进一步的，所述针状电极在所述第一圆柱面上沿轴向分布有多层，每一层内的多个所述针状电极均匀分布。

进一步的，所述旋转体绕所述第二圆柱面轴线的转动角速度ω满足有：

ω≥2πf/n，其中，

ω为旋转体绕所述第二圆柱面轴线的转动角速度，单位为rad/s，

f为所述交流电源的频率，单位为赫兹，

n为每一层内的所述针状电极的数量。

进一步的，所述固定电极为圆环柱形状。

进一步的，电晕放电装置还包括驱动装置，用于驱动所述旋转体绕所述第二圆柱面的轴线转动。

进一步的，所述旋转体和所固定电极的材质均为304不锈钢。

进一步的，所述交流电源的工作电压为5kv-10kv，频率为50赫兹。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第二个方面，本技术方案还提供了一种空气净化器。

根据本申请实施例的空气净化器包括本申请提供的上述电晕放电装置。

本申请技术方案所提供的电晕放电装置，通过电晕放电形式产生低温等离子体，产生大量活性粒子，针状电极的尖端放电对接地极产生电晕区，通过旋转体带动针状电极旋转，使得电晕区增大，净化效果增强。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示意性的给出了本申请实施例提供的电晕放电装置的结构图；

图2示意性的给出了本申请实施例提供的电晕放电装置的部分结构的横剖图。

图中：

1、固定电极；2、旋转体；3、针状电极；4、交流电源；5、接地线。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1和2并结合实施例来详细说明本申请。图1给出了本申请实施例提供的电晕放电装置的结构图；图2给出了本申请实施例提供的电晕放电装置的部分结构的横剖图。

如图1和2所示，电晕放电装置包括有固定电极1、旋转体2、针状电极3和交流电源4。其中，固定电极1的外表面为第一圆柱面，固定电极1通过接地线5进行接地；旋转体2的内表面为第二圆柱面，第二圆柱面套设在第一圆柱面外部；针状电极3在旋转体2的内表面设置有多个，且针状电极3的尖端均朝向第二圆柱面；交流电源4与针状电极3电连接，用于为针状电极提供高压电源。

当电晕放电装置的交流电源4给予针状电极3施加电压后，此时针状电极的尖端附近存在较高的电场强度，使气体在此位置更容易被电离，气体电离并伴有发光和丝丝响声，并产生自由基等活性粒子，由于电晕区仅存在于曲率半径比较小的针状电极的尖端附近，面积较小，如果想要扩大电晕区的面积，需要增大施加的电压，存在火花击穿的风险，并且电压过大会产生大量的臭氧。本实施例所提供的电晕放电装置，可以通过电晕放电形式产生低温等离子体，产生大量活性粒子，针状电极3的尖端放电对接地的固定电极1产生电晕区，通过旋转体2带动针状电极3旋转，可以使得电晕区面积增大，净化效果增强。在针状电极3旋转的过程中，针状电极会对其移动路径上的空气发生电晕放电，扩大电晕区的面积，且无需提高交流电源4的输出电压，减少臭氧的产生量。

在本申请实施例提供的电晕放电装置中，第一圆柱面和第二圆柱面优选为同轴设置，这样第一圆柱面和第二圆柱面直接的距离均匀分布，可以控制针状电极3的尖端与接地的固定电极1的表面等距离设置，实现放电的稳定性。优选的，针状电极3的尖端均指向第一圆柱面的轴线，当每一个针状电极3的规格相同的情况下，可以进一步保证各个针状电极3的尖端与接地的固定电极1的表面等距离设置。

在本申请实施例提供的电晕放电装置中，如图1所示，针状电极3在第一圆柱面上沿轴向可以分布有多层，如此可以布置大量的针状电极3，可以在空间中扩大电晕放电的面积，各层之间的距离可以根据具体需求进行设置，在放电过程中，相邻两层的针状电极3不会干涉即可。如图2所示，每一层内的多个针状电极3均匀分布，即绕轴线呈圆形阵列分布，使得针状电极产生的电晕区在每一层内均匀分布。

在本申请实施例提供的电晕放电装置中，每一层内的多个针状电极3均匀分布的情况下，为了获得较大电晕放电面积，旋转体2绕第二圆柱面轴线的转动角速度ω满足有：

ω≥2πf/n，其中，

ω为旋转体绕第二圆柱面轴线的转动角速度，单位为rad/s，

f为交流电源的频率，单位为赫兹，

n为每一层内的针状电极的数量。

电晕放电的周期由交流电源4的输出频率控制，在ω＝2πf/n时，每个针状电极3在一个放电周期结束后，恰好转动到与其相邻的同一层内的下一个针状电极3的位置，即同一层内的所有电极在一个放电周期内总共转动了一圈，恰好覆盖了最大的放电面积。

需要说明的是，上面实施例中的固定电极1和旋转体2的具体形状不做具体限定，只需要能够保证固定电极1的外表面为第一圆柱面，旋转体2的内表面为第二圆柱面即可。优选的，如图1和2所示的电晕放电装置中，固定电极1和旋转体2均为圆环柱形状。

在本申请实施例提供的电晕放电装置中，还设置有用于驱动旋转体2绕第二圆柱面的轴线转动的驱动装置，其具体的驱动方式包括但不限于齿轮组驱动、齿轮齿条驱动、高速电机直接驱动及传动带驱动等。

在上述的实施例中，旋转体2和所固定电极1的材质均为304不锈钢，具有一定强度的前提下还具有优选的导电性和耐热性，交流电源4的工作电压优选为5kv-10kv，频率为50赫兹，固定电极1与针状电极3尖端的间距优选为15-30mm，具体可以结合放电电压来具体调节。

本实施例还提供了一种空气净化器，其结构包括本申请上面的实施例中提供的电晕放电装置。

由于该空气净化器中包含了上述实施例中公开的电晕放电装置，因此具有该电晕放电装置的空气净化器也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。根据上述实施例的空气净化器还可以包括气道、风机和控制电路等其他必要组件或结构，并且对应的布置位置和连接关系均可参考现有技术中的空气净化器，各未述及结构的连接关系、操作及工作原理对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

本说明书中部分实施例采用递进或并列的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电晕放电装置，其特征在于，包括：

固定电极(1)，其外表面为第一圆柱面，所述固定电极(1)接地；

旋转体(2)，其内表面为第二圆柱面，所述第二圆柱面套设在所述第一圆柱面外部；

针状电极(3)，在所述旋转体(2)的内表面设置有多个，且所述针状电极(3)的尖端均朝向所述第二圆柱面；

交流电源(4)，与所述针状电极(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的电晕放电装置，其特征在于，所述第一圆柱面和所述第二圆柱面同轴设置。

3.根据权利要求2所述的电晕放电装置，其特征在于，所述针状电极(3)的尖端均指向所述第一圆柱面的轴线。

4.根据权利要求3所述的电晕放电装置，其特征在于，所述针状电极(3)在所述第一圆柱面上沿轴向分布有多层，每一层内的多个所述针状电极(3)均匀分布。

5.根据权利要求4所述的电晕放电装置，其特征在于，所述旋转体(2)绕所述第二圆柱面轴线的转动角速度ω满足有：

ω≥2πf/n，其中，

ω为旋转体绕所述第二圆柱面轴线的转动角速度，单位为rad/s，

f为所述交流电源的频率，单位为赫兹，

n为每一层内的所述针状电极的数量。

6.根据权利要求1所述的电晕放电装置，其特征在于，所述固定电极(1)为圆环柱形状。

7.根据权利要求1所述的电晕放电装置，其特征在于，还包括驱动装置，用于驱动所述旋转体(2)绕所述第二圆柱面的轴线转动。

8.根据权利要求1所述的电晕放电装置，其特征在于，所述旋转体(2)和所固定电极(1)的材质均为304不锈钢。

9.根据权利要求1所述的电晕放电装置，其特征在于，所述交流电源(4)的工作电压为5kv-10kv，频率为50赫兹。

10.一种空气净化器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电晕放电装置。