CN111495590A - 空气处理装置及空气净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种空气处理装置及空气净化方法，空气处理装置包括静电发生器、液体喷淋结构及电场结构，液体喷淋结构包括间隔设置的多块滤板，相邻的两块滤板之间形成供空气流通的流道，滤板的表面具有亲水涂层，滤板能够导电，并与静电发生器电连接。电场结构位于液体喷淋结构下游，并与静电发生器电连接。空气经过相邻两块滤板之间的流道时，空气中的水汽会与滤板表面的亲水涂层接触而被吸附，以干燥空气。当静电发生器与滤板及电场结构之间的电路均连通时，滤板表面带静电，空气与滤板接触后，形成荷电颗粒物，在电场力作用下吸附在电场结构内，以净化空气。

Description

空气处理装置及空气净化方法

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种空气处理装置及空气净化方法。

背景技术

随着国民经济的发展和技术的进步，人们的生活水平不断提高，对室内环境的空气质量的要求也越来越高，空气处理装置得到越来越广泛的应用。现有的空气处理装置主要有空气净化装置、温度调节设备、加湿器及除湿机等几种，其功能均较为单一，仅具备净化、调温、湿度调节功能中的一种或两种。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气处理装置及空气净化方法，旨在解决现有空气处理装置的功能较为单一的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种空气处理装置，包括：

静电发生器；

液体喷淋结构，包括间隔设置的多块滤板，相邻的两块所述滤板之间形成供空气流通的流道，所述滤板的表面具有亲水涂层，所述滤板能够导电，并与所述静电发生器电连接；及

位于所述液体喷淋结构下游的电场结构，所述电场结构与所述静电发生器电连接。实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

当供水组件停止工作时，空气经过相邻两块滤板之间的流道时，空气中的水汽会与滤板表面的亲水涂层接触而被沾附或是凝并，从而降低空气中水汽含量，使空气处理装置起到空气干燥功能。当静电发生器与滤板及电场结构之间的电路均连通，且供水组件向滤板喷淋液体，在滤板表面形成带静电的水膜时，空气与水膜接触后，空气中的颗粒物形成荷电颗粒物或被水膜吸附，同时空气中的可溶性有害气体会部分溶入水中。当空气进入电场结构内，荷电颗粒物在电场力作用下吸附在电场结构内，以净化空气。进入电场结构内的空气中的水滴也会在电场力作用下吸附在电场结构内，使该空气处理装置具有净化功能的同时不增加空气的湿度。而且，通过静电发生器及滤板使空气中的颗粒物荷电的方式不会产生对人体有害的物质，使用安全性能高，在净化过程中不需要通风换气，使得本发明的空气处理装置能够用于各种有人的室内及室外空间。当静电发生器与滤板及电场结构之间的电路均断开时，且供水组件向滤板喷淋液体形成水膜，空气与水膜接触后，水膜中的部分水分以细小水滴和水汽的形式进入流动空气，同时空气中的颗粒物和可溶性有害气体会部分留存在水膜中。因为电场结构内不存在电场作用，空气中所携带的水滴和水汽可以大部分保留，使空气处理装置起到加湿功能的同时也会有部分的净化空气效果。

另外，本发明还提供一种空气净化方法，用于上述空气处理装置，所述空气净化方法包括如下步骤：

所述静电发生器与所述滤板及所述电场结构之间的电路均连通，所述滤板表面带静电；

所述供水组件在向所述滤板表面喷淋液体，在所述滤板表面亲水涂层上形成均匀水膜，水膜带有静电；

空气进入所述流道内，空气中的颗粒物与所述水膜接触形成荷电颗粒物；及

空气中的可溶性有害气体与水膜接触后溶入水中；

带有所述荷电颗粒物的空气进入所述电场结构内，所述荷电颗粒物在电场力作用下吸附在所述电场结构内。

使用上述空气净化方法净化空气时，通过静电发生器及水膜使空气中的颗粒物荷电的方式不会产生对人体有害副产品，不增加空气的湿度，使用安全性能高，能够广泛用于室内及室外空间。空气中的带电水滴进入电场结构后，会在电场力作用下吸附在电场结构内并沿电场结构的电极板滑落，对电极板起到清洁效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

其中：

图1为一个实施例中空气处理装置的结构示意图；

图2为图1中结构的俯视图；

图3为图1中结构的左视图；

图4为图1中结构的爆炸图；

图5为图2中液体喷淋结构的部分结构的爆炸图；

图6为图2中电场结构的电极板的安装示意图；

图7为图2中电场结构的电极柱的安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图3所示，本发明一实施例提供一种空气处理装置，包括静电发生器(图中未示出)、液体喷淋结构10及电场结构20。液体喷淋结构10包括间隔设置的多块滤板11，以及供水组件，相邻的两块滤板11之间形成供空气流通的流道，滤板11的表面具有亲水涂层，亲水涂层的材料可以包括聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氨酯和二氧化钛中的至少一种。滤板11能够导电，并与静电发生器电连接。供水组件向滤板11喷淋液体，以在滤板11表面的亲水涂层上形成均匀水膜。电场结构20位于液体喷淋结构10下游，并与静电发生器电连接。应当注意的是，为便于说明空气处理装置的内部结构，图2及图3均将外壳透明化。

当供水组件停止工作时，空气经过相邻两块滤板11之间的流道时，空气中的水汽会与滤板11表面的亲水涂层接触而被沾附或是凝并，从而降低空气中水汽含量，使空气处理装置起到空气干燥功能。当静电发生器与滤板11及电场结构20之间的电路均连通，且供水组件向滤板11喷淋液体，在滤板11表面形成带静电的水膜时，空气与水膜接触后，空气中的颗粒物形成荷电颗粒物或被水膜吸附，同时空气中的可溶性有害气体会部分溶入水中。空气进入电场结构20内，荷电颗粒物在电场力作用下吸附在电场结构20内，以净化空气。进入电场结构20内的空气中的带电水滴也会在电场力作用下吸附在电场结构20内并沿电场结构20的电极板21滑落，使该空气处理装置在净化空气的同时不增加空气的湿度，并且具有自清洁功能。而且，通过静电发生器及滤板11使空气中的颗粒物荷电的方式不会产生对人体有害的物质，使用安全性能高。当静电发生器与滤板11及电场结构20之间的电路均断开时，且供水组件向滤板11喷淋液体形成水膜，空气与水膜接触后，水膜中的部分水分以细小水滴和水汽的形式进入流动空气，同时空气中的颗粒物和可溶性有害气体会部分溶入水中。因为电场结构20内不存在电场作用，空气中所携带的水滴和水汽可以大部分保留，使空气处理装置起到加湿功能的同时也会有部分的净化空气效果。本发明的空气处理装置能够用于各种有人的室内及室外空间，例如住所、办公场所、商场、医院、图书馆、学校、车站等。

主要参考图4，在本实施例中，供水组件包括水箱12、水泵(图中未示出)及喷头14，水箱12通过水泵与喷头14连通，且喷头14位于滤板11的上方。供水组件工作时，水泵将水箱12内的水抽吸至喷头14喷出，由于滤板11表面具有亲水涂层，水珠落在滤板11上后延展形成水膜，水箱12可以接纳汇集从喷头14及滤板11滴落的水滴。可以理解地，喷头14设置在滤板11上方，能够保证滤板11表面从上至下均布有水膜，并能够带动流道内的污染物往下运动。而且，在本实施例中，喷头14采用花洒式，以将水分均匀喷洒至滤板11表面。

供水组件工作时，优选静电发生器与滤板11之间的电路连通。此时，滤板11及水膜均带静电，空气中的小颗粒污染物及各种离子会受电场力的影响而被水膜吸附，以进一步增强水膜对污染物的吸附性能。

水箱12内还可以添加消毒液、香薰油或其它成分，可以更有效地灭活空气中的细菌、病毒以及去除其它有害化学空气，水箱12内水分内部循环可以降低空气处理装置的使用成本。当然，水箱12内的水在使用一段时间后需要更换，避免造成二次污染。应当注意的是，水箱12内的水位最好高于滤板11的底部，即滤板11的下端伸入水中，以使得空气均在流道内流动，而不会由滤板11与水之间的空隙流过。当然，在其它实施例中，与水泵连接的水箱12也可以仅起到供水作用，滤板11上流下的水则由其它结构进行收集。

值得一提的是，供水组件还包括调节水箱12的温度的调温器，调温器能够调节水箱12内水的温度，以调节滤板11的温度，使得流经液体喷淋结构10后的空气的温度改变，从而调节空气处理装置吹出的空气的温度。调温器既可以对水箱12内的水进行加热，也可以对水箱12内的水进行制冷。调温器还可以包括温度调节开关及温度传感器，以供用户调节温度。

主要参考图2，多块滤板11沿滤板11的厚度方向间隔排布，且滤板11的表面为曲面，从而使得流道为弯曲流道，以延长流道的长度，增加空气在流道内停留的时间，且表面为曲面的滤板11与空气的接触面积更大，从而增加空气与滤板11表面接触的概率。而且，空气沿曲面运动时，空气中的颗粒污染物，特别是大颗粒污染物(粒径大于10微米)，会在曲线运动所产生的离心力以及惯性力的作用下向滤板11表面运动，从而被水膜吸附。小颗粒污染物物及离子性污染物则主要静电力作用下被水膜吸附。

优选地，在本实施例中，滤板11的表面为正弦波形，使得所有流道内空气的流动情况近乎相同，从而使得空气处理装置出风更加均匀，提升用户的体验感。在其它实施例中，滤板11的表面也可以为连续波形或是折线形。

值得一提的是，在本实施例中，如图2所示视角，在液体喷淋结构10的进风方向与滤板11的厚度方向形成的平面上，滤板11与该平面的交线为曲线，空气在流道内沿曲线运动，能够产生湍流现象，以进一步增加空气在流道内停留的时间，以及空气在流道内运动的剧烈程度，从而进一步增大空气与滤板11表面的接触概率，从而增加水汽与滤板11表面的亲水涂层的接触概率、或者空气与滤板11表面的水膜的接触概率，提升干燥、加湿或净化效果。

一并参考图5，液体喷淋结构10还包括安装轴15及套管16，滤板11及套管16均套设于安装轴15，且安装轴15的轴向平行于滤板11的厚度方向，套管16抵紧于相邻的两块滤板11之间。液体喷淋结构10还包括螺钉17，套管16的端部加工出内螺纹，螺钉17穿过最外侧的滤板11与安装轴15螺纹连接，以将滤板11固定在安装轴15上。液体喷淋结构10还可以包括安装件18，安装件18的一端穿设于螺钉17，另一端上开设有安装孔181，以固定液体喷淋结构10。在其它实施例中，安装轴15与滤板11也可以通过焊接等方式固定。

相邻滤板11之间的厚度可以通过套管16的厚度进行控制。优选地，所有套管16的厚度相等，即相邻滤板11之间的距离相等，使得出风更加均匀，提高用户的体验感。而且，在本实施例中，相邻滤板11之间的间隙小于20毫米，以兼顾杀菌效果及出风量。

主要参考图2、图6及图7，电场结构20包括多块电极板21及多个电极柱22，多块电极板21沿厚度方向间隔排布，相邻的两块电极板21之间围成若干个集尘单元23，电极柱22一一对应地设置于集尘单元23内，且电极柱22的轴向与电极板21的厚度方向垂直。电极板21的两侧表面均被充分利用形成集尘单元23，能够提高比收尘面积，以提高电场结构20的吸附效果。而且，空气在相邻电极板21之间沿曲面流动时，荷电颗粒物在离心力及惯性力作用下，能够增加荷电颗粒物在集尘单元23向电极板21的运动速度，提高荷电颗粒物吸附在电极板21上的概率，提升净化效果。

在本实施例中，电场结构20的进风方向与电极板21的厚度方向及电极柱22的轴向均垂直，若干个集尘单元23沿着电场结构20的进风方向依次排布。空气在集尘单元23内绕电极柱22流动会改变层流状态出现涡流，涡流的产生进一步增加空气内荷电颗粒物吸附在电极板21上的概率。此外，吸附在电极板21上的颗粒物与水滴会在重力作用下滑落，不易积聚在电极板21表面对电场造成影响，使得电场结构20的吸附效果更加稳定。在其它实施例中，电场结构20的进风方向也可以与电极柱22的轴线平行。

主要参考图1及图2，在本实施例中，集尘单元23的排布方向为水平方向，空气沿水平方向进入至电场结构20内。此时，电极板21表面与竖直平面的交线为直线。这样，吸附在电极板21表面的污染物会随着水膜在重力作用下滑落，增强电场结构20的自清洁功能。而且，空气沿水平方向进入也方便空气处理装置各结构的布置。在其它实施例中，集尘单元23也可以沿竖直方向排布，相应地，为使电场结构20的进风方向与集尘单元23的排布方向一致，空气也需要沿竖直方向进入电场结构20。

进一步地，在电极板21的厚度方向上，电极柱22的最大尺寸值A与相邻电极板21之间的最小距离值B相等。也就是说，在集尘单元23的排布方向上，电极柱22的投影正好封堵集尘单元23的开口。这样，空气在集尘单元23内与电极柱22接触后，空气近似地被分为向电极柱22两侧流动的两部分，以尽可能减少沿集尘单元23的排布方向直线流动的空气的体积，从而增加空气在集尘单元23内停留的时间，强化涡流和湍流现象，形成“卡门涡街”，提高荷电颗粒物吸附在电极板21上的概率，提升净化效果。同时，电极柱22的尺寸加大能够增加电极柱22的强度，使得电极柱22不易变形，便于加工及组装，提高电场结构20的合格率，并提高电场结构20的使用稳定性。

电场结构20还包括第一安装板24及第二安装板25，多块电极板21均固定于第一安装板24上，多个电极柱22均固定于第二安装板25上，第一安装板24及第二安装板25分别与静电发生器的正极及负极连接。组装过程中，可先分别将多块电极板21及多个电极柱22分别组装至第一安装板24及第二安装板25上，再组装至空气处理装置内。而且，将电极板21及电极柱22分别组装好后，组装至空气处理装置内时只需要固定第一安装板24及第二安装板25即可。组装完毕后，电极板21及第一安装板24均与第二安装板25间隔设置，便能够使得电极板21与电极柱22绝缘。现有电场结构20的电极板21与电极柱22之间一般需要绝缘连接，连接结构通常采用脆性的绝缘陶瓷材料制成，又称绝缘子。虽然绝缘子在表面洁净的时候绝缘性能良好，但是当雾滴或油污等在绝缘子上聚集后，会导致绝缘性能下降而使得电场失效。本实施例的电场结构20则不需要绝缘子，能够有效规避这一风险。

为将多块电极板21进行组装，本实施例采用图6所示组装方式。如图6所示，电场结构20还包括安装轴26及套管27，电极板21及套管27均套设于安装轴26，且安装轴26的轴向平行于电极板21的厚度方向，套管27抵紧于相邻的两块电极板21之间。安装轴26的端部加工出内螺纹，电场结构20还包括螺钉28，螺钉28穿过位于电极板21两侧的第一安装板24后与安装轴26螺纹连接，以将电极板21通过安装轴26间接固定在两侧的第一安装板24上。相对于焊接等方式，本实施例的连接方式操作简单，也不会出现热变形等现象，加工误差更容易控制。相邻电极板21之间的厚度可以通过套管27的厚度进行控制。优选地，所有套管27的厚度相等，即相邻电极板21之间的距离相等，使得出风更加均匀，提高用户的体验感。

值得一提的是，在本实施例中，电极板21的表面具有亲水涂层。空气流经电场结构20时，空气中的水汽可以被电极板21表面的亲水涂层吸附，进一步对空气进行干燥。

此外，空气处理装置还包括位于液体喷淋结构10及电场结构20之间的紫外灯30，紫外灯30能够照射空气处理装置内部的空气，还能照射滤板11、电极板21及水箱12，紫外灯30发出的紫外光能够破坏微生物的DNA，进而杀灭细菌和病毒，以及水中的细菌和藻类，既可以净化空气，还可以防止空气处理装置内部产生霉菌。

优选地，滤板11及电极板21表面的亲水涂层均为含有纳米光触媒颗粒的亲水涂层。在紫外灯30的照射下，可以激发纳米光触媒颗粒产生电子-空穴对，电子-空穴对再与滤板11及电极板21表面的水和氧气发生氧化还原反应生成氢氧自由基，氢氧自由基活性很高，几乎能够使各种有机物的化学键断裂，因而能氧化绝大部分的有机物及无机污染物，将其矿化为无机小分子、二氧化碳和水等物质，起到净化作用。而且，纳米光触媒颗粒有高稳定性、耐光腐蚀、无毒等特点，在净化过程中不产生二次污染。纳米光触媒颗粒在净化过程中起到催化剂的作用，本身并不随时间延长而消耗，使用寿命持久，不需要增加额外的使用成本。

本发明还提供了一种用于上述空气处理装置的空气净化方法，该空气净化方法包括如下步骤：静电发生器与滤板11及电场结构20之间的电路均连通，滤板11表面带静电；供水组件在向滤板11表面喷淋液体，在滤板11表面的亲水涂层上形成均匀水膜，且水膜带有静电；空气进入流道内，空气中的颗粒物与水膜接触形成荷电颗粒物或被水膜吸附；空气中的可溶性有害气体与水膜接触后溶入水中；带有荷电颗粒物的空气进入电场结构20内，荷电颗粒物在电场力作用下吸附在电场结构20内。

使用上述空气净化方法净化空气时，通过静电发生器及滤板11使空气中的颗粒物荷电的方式不会产生对人体有害的物质，使用安全性能高，在净化过程中不需要通风换气，能够用于各种有人的室内及室外空间。同时，进入电场结构20内的空气中的水滴也会在电场力作用下吸附在电场结构20内，使该空气处理装置具有净化功能同时而不增加空气的湿度。而且，空气中的可溶性有害气体与水膜接触后溶入水中，能够进一步对空气起到净化作用。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种空气处理装置，其特征在于，包括：

静电发生器；

液体喷淋结构，包括间隔设置的多块滤板，以及供水组件，相邻的两块所述滤板之间形成供空气流通的流道，所述滤板的表面具有亲水涂层，所述滤板能够导电，并与所述静电发生器电连接，所述供水组件向所述滤板喷淋液体，以在所述滤板表面的所述亲水涂层上形成均匀水膜；及

位于所述液体喷淋结构下游的电场结构，所述电场结构与所述静电发生器电连接。

2.如权利要求1所述的空气处理装置，其特征在于，所述供水组件包括水箱、水泵、喷头及调温器，所述水箱通过所述水泵与所述喷头连通，且所述喷头位于所述滤板的上方，所述水箱可以接纳汇集从所述喷头及所述滤板滴落的水滴，所述调温器能够调节所述水箱的温度。

3.如权利要求1所述的空气处理装置，其特征在于，多块所述滤板沿所述滤板的厚度方向间隔排布，且所述滤板的表面为曲面，从而使得所述流道为弯曲流道。

4.如权利要求3所述的空气处理装置，其特征在于，在所述液体喷淋结构的进风方向与所述滤板的厚度方向形成的平面上，所述滤板与所述平面的交线为曲线。

5.如权利要求1至4任一项所述的空气处理装置，其特征在于，所述电场结构包括均与所述静电发生器电连接的多块电极板及多个电极柱，多块所述电极板沿厚度方向间隔排布，相邻的两块所述电极板之间围成若干个集尘单元，所述电极柱一一对应地设置于所述集尘单元内，且所述电极柱的轴向与所述电极板的厚度方向垂直。

6.如权利要求5所述的空气处理装置，其特征在于，所述电场结构的进风方向与所述电极板的厚度方向及所述电极柱的轴向均垂直，若干个所述集尘单元沿着所述电场结构的进风方向依次排布。

7.如权利要求6所述的空气处理装置，其特征在于，在所述电极板的厚度方向上，所述电极柱的最大尺寸值与相邻所述电极板之间的最小距离值相等。

8.如权利要求5所述的空气处理装置，其特征在于，所述电极板的表面具有亲水涂层。

9.如权利要求1所述的空气处理装置，其特征在于，所述空气处理装置还包括位于所述液体喷淋结构及所述电场结构之间的紫外灯。

10.一种空气净化方法，其特征在于，用于如权利要求1-9任一项所述的空气处理装置，所述空气净化方法包括如下步骤：

所述静电发生器与所述滤板及所述电场结构之间的电路均连通，所述滤板表面带静电；

所述供水组件在向所述滤板表面喷淋液体，在所述滤板表面的所述亲水涂层上形成均匀水膜，且所述水膜带有静电；空气进入所述流道内，空气中的颗粒物与所述水膜接触形成荷电颗粒物或被所述水膜吸附；

空气中的可溶性有害气体与所述水膜接触后溶入水中；及

带有所述荷电颗粒物的空气进入所述电场结构内，所述荷电颗粒物在电场力作用下吸附在所述电场结构内。

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