CN111530629A - 室内颗粒污染物收集净化装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了室内颗粒污染物收集净化装置及其方法，其中，室内颗粒污染物收集净化装置，包括：颗粒荷电段，内部设有供夹杂悬浮颗粒的空气通过的通道，通道具有通道入口和通道出口；负离子发生器，设置在颗粒荷电段，负离子反生器的负离子发射口位于通道的内壁面处并朝向通道内部；金属薄膜层覆盖在通道的内壁，金属薄膜层接地；颗粒收集段，与通道出口连接，颗粒收集段内具有用于收集带电荷颗粒的收集板。杂悬浮颗粒的空气进入被金属薄膜层包裹的通道内，颗粒与负离子碰撞结合带上电荷，带电荷颗粒进入颗粒收集段后向收集板迁移，去除了颗粒的空气从颗粒收集段流出，本发明避免带电颗粒在内壁积累导致的局部静电层的产生，大大提高颗粒去除效率。

Description

室内颗粒污染物收集净化装置及其方法
技术领域
本发明涉及室内空气净化处理技术领域，特别是一种室内颗粒污染物收集净化装置及其方法。
背景技术
近年来，负离子发生器由于能耗低、臭氧生成量低、负离子产量高等优点，被越来越多地作为独立的空气净化装置用于处理室内颗粒污染物。由负离子发生器释放的负离子可与悬浮于空气中的细微颗粒物发生碰撞而使后者带电。在静电引力作用下，细微的带电颗粒与中性颗粒发生团聚而形成质量更大的颗粒；受重力影响，这些大颗粒会沉降到地面，从而降低空气质颗粒污染物浓度。此外，带电颗粒比中性颗粒具有更大的迁移性，由于静电引力的作用，它们能有效地迁移并附着在邻近物体表面。但是，随着时间的推移，沉降的颗粒会在物体表面发生堆积；由于人为活动或者其他外力的影响，这些堆积的颗粒会重新飘浮于空气中，造成新的污染。在此背景下，运用收集装置把带电颗粒收集起来，能为避免上述问题并彻底去除颗粒污染物提供一种有效的方法。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种室内颗粒污染物收集净化装置及其方法，其空气处理量大、颗粒物去除效率高、臭氧生成量低、便于拆卸清理、占地面积小。
根据本发明的第一方面实施例，提供室内颗粒污染物收集净化装置，包括：
颗粒荷电段，内部设有供夹杂悬浮颗粒的空气通过的通道，所述通道具有通道入口和通道出口；
负离子发生器，设置在颗粒荷电段，所述负离子反生器的负离子发射口位于通道的内壁面处并朝向通道内部；
金属薄膜层覆盖在通道的内壁，所述金属薄膜层接地；
颗粒收集段，与通道出口连接，颗粒收集段内具有用于收集带电荷颗粒的收集板。
根据本发明第一方面实施例所述的室内颗粒污染物收集净化装置，所述金属薄膜层为铝箔纸或者锡箔纸。
根据本发明第一方面实施例所述的室内颗粒污染物收集净化装置，所述颗粒荷电段具有N个负离子发生器，其中，N为大于等于1且小于等于4的自然数。
根据本发明第一方面实施例所述的室内颗粒污染物收集净化装置，所述负离子发生器垂直安装在颗粒荷电段的四个外壁面的中间位置。
根据本发明第一方面实施例所述的室内颗粒污染物收集净化装置，所述通道入口连接有颗粒进入段，所述颗粒进入段设有至少一个风力强度可调节的风机系统。
根据本发明第一方面实施例所述的室内颗粒污染物收集净化装置，所述颗粒收集段内设置K块能拆装的平板，K为奇数，位于奇数位置的平板与地线连接后形成接地板，位于偶数位置的平板与高电压源连接后形成高压板。
根据本发明第一方面实施例所述的室内颗粒污染物收集净化装置，所述平板垂直等距安装在颗粒收集段内部。
根据本发明第一方面实施例所述的室内颗粒污染物收集净化装置，所述高电压源的电压为正电压或者负电压，当高压板连接正电压时，高压板为收集板，当高压板连接负电压时，接地板为收集板。
根据本发明第一方面实施例所述的室内颗粒污染物收集净化装置，位于第一块和第K块位置的平板紧贴在颗粒收集段的内壁面。
根据本发明的第二方面实施例，提供室内颗粒污染物收集净化方法，杂悬浮颗粒的空气进入被金属薄膜层包裹的通道内，颗粒与负离子发生器产生的负离子碰撞结合带上电荷，带电荷颗粒进入颗粒收集段后向收集板迁移，去除了颗粒的空气从颗粒收集段流出。
本发明的有益效果是：本发明通过在通道内覆盖金属薄膜层，杂悬浮颗粒的空气进入被金属薄膜层包裹的通道内，颗粒与负离子发生器产生的负离子碰撞结合带上电荷，带电荷颗粒进入颗粒收集段后向收集板迁移，去除了颗粒的空气从颗粒收集段流出，接地的金属薄膜层能避免带电颗粒在内壁积累导致的局部静电层的产生，大大提高颗粒去除效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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他设计方案和附图。
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1中A向的结构示意图；
图3是本发明实施例中颗粒收集段的结构示意图；
图4是本发明实施例中颗粒荷电段的结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1～图4，室内颗粒污染物收集净化装置，包括外型为空心正四棱柱结构的颗粒进入段10、颗粒荷电段12和颗粒收集段14，颗粒进入段10、颗粒荷电段12和颗粒收集段14，可视实际使用条件按上下构型或左右构型串联于一体，颗粒进入段10的出口和颗粒荷电段12的入口连接，颗粒荷电段12的出口与颗粒收集段14的入口连接，可视使用空间大小在相联处添加或减少联接模块从而调整三者之间的距离。其中，颗粒荷电段12内部设有供夹杂悬浮颗粒的空气通过的通道17，所述通道17具有通道入口和通道出口，其中，颗粒荷电段12的出口为通道出口，颗粒荷电段12的入口为通道入口；负离子发生器13设置在颗粒荷电段12，所述负离子反生器的负离子发射口位于通道17的内壁面处并朝向通道17内部；金属薄膜层16覆盖在通道17的内壁所述金属薄膜层16接地；颗粒收集段14与通道出口连接，颗粒收集段14内具有用于收集带电荷颗粒的收集板。所述颗粒进入段10设有至少一个风力强度可调节的风机系统11。需要说明的是，风机系统11能将室内的空气抽至颗粒荷电段12。风机系统11可以为离心风机、鼓风机或离心式通风机。
夹杂着悬浮颗(如PM2.5)的空气在风机系统11的作用下从颗粒进入段10进入装置，随后进去颗粒荷电段12。风机系统11可视实际空气净化处理需求而调节风力强度。
风机系统11工作，杂悬浮颗粒的空气进入被金属薄膜层16包裹的通道17内，颗粒与负离子发生器13产生的负离子碰撞结合带上电荷，成为带电荷颗粒，带电荷颗粒进入颗粒收集段14后向收集板迁移，去除了颗粒的空气从颗粒收集段14流出，接地的金属薄膜层16能避免带电颗粒在内壁积累导致的局部静电层的产生，大大提高颗粒去除效率。由于较低的臭氧生成量与较高的负离子释放量，本发明所采用的负离子发生器13能保证颗粒的荷电效率并避免臭氧生成造成的次生污染，符合室内空气净化装置的实际使用要求。
在一些实施例中，所述金属薄膜层16为铝箔纸或者锡箔纸。需要说明的是，用铝箔纸覆盖在颗粒荷电段12的内壁，再对内壁进行接地处理，能避免带电颗粒在内壁积累导致的局部静电层的产生，大大提高颗粒去除效率。铝箔纸或者锡箔纸，采购容易，成本低，效果好。
在一些实施例中，所述颗粒荷电段12具有N个负离子发生器13，其中，N为大于等于1且小于等于4的自然数。采用此结构，能根据实际情况下空气中颗粒物浓度，选择开启适宜数量的负离子发生器13。当一个负离子发生器13不能满足颗粒净化需求时，可选择多个负离子发生器13同时使用，因此便于根据实际需求调整负离子发生器13使用数量，节约成本。
在一些实施例中，所述负离子发生器13垂直安装在颗粒荷电段12的四个外壁面的中间位置，便于将负离子送至通道17中部，提高颗粒与负离子接触的几率，进而提高颗粒带电荷的效率。
在一些实施例中，所述颗粒收集段14内设置K块能拆装的平板15，K为奇数，位于奇数位置的平板15与地线连接后形成接地板，位于偶数位置的平板15与高电压源连接后形成高压板。需要说明的是，即从第一块的平板15开始，且包括第一块的平板15，所有的奇数平板15与地线相连接后形成接地板151，从第二块平板15开始，且包括第二块平板15，所有的偶数平板15与高电压源连接形成高压板152。所述高电压源的电压为正电压或者负电压，当高压板152连接正电压时，高压板152为收集板，当高压板152连接负电压时，接地板151为收集板。颗粒收集段14设置有K个插槽，便于插放平板15；K块平板15可自由组装、拆卸，便于周期性的清洗，有利于维持平板15的颗粒收集能力并减少颗粒再飘浮的发生。为了保证颗粒去除效率，并避免过小平板15间距而引起的电弧击穿现象，平板15的数量K值可视实际颗粒浓度与施加的高电压强度而调节,且平板15的四个角均做圆弧形处理。
在一些实施例中，位于第一块和第K块位置的平板15紧贴在颗粒收集段14的内壁面，且平板15垂直等距安装在颗粒收集段14内部。第二到第(K-1)块的平板15等距安嵌在第一和第K块的平板15之间。需要说明的是，第一块和第K块位置的平板15紧贴在颗粒收集段14的内壁面，这两处的平板15和颗粒收集段14的内壁面之间不存在间隙，防止带电荷的颗粒从内壁面和平板15之间的间隙溢出，影响颗粒收集净化的效果。
根据本发明的第二方面实施例，提供室内颗粒污染物收集净化方法，杂悬浮颗粒的空气进入被金属薄膜层16包裹的通道17内，颗粒与负离子发生器13产生的负离子碰撞结合带上电荷，带电荷颗粒进入颗粒收集段14后向收集板迁移，去除了颗粒的空气从颗粒收集段14流出。
以下是本发明优选的一个实施例：
如图1所示，夹杂着悬浮颗粒(如PM2.5)的空气在风机系统11的作用下从颗粒进入段10进入通道17，风机系统11可视实际空气净化处理需求而改变风力强度，从而在1m/s至2m/s间调节空气流速。当装置为横截面10cm×10cm的正四棱柱时，空气处理量在36m3/h至72m3/h之间。
空气随后进入颗粒荷电段12。开启负离子发生器13后，负离子将向通道17内部释放并填充通道17内部空间。当空气通过时，负离子与颗粒发生碰撞而使颗粒带上负电荷。颗粒荷电段12的四个壁面均分别安装有一个负离子发生器13，能根据实际情况下空气颗粒物浓度，选择开启适宜数量的负离子发生器13，从而优化使用成本。因为当颗粒达到饱和荷电状态后，再多的负离子发生器13也不能提高颗粒的荷电效率。
如图2所示，在颗粒荷电段12的内壁覆盖一层铝箔纸，再对内壁进行接地处理。相对于无铝箔纸覆盖的内壁，该处理能够把由带电颗粒沉降在内壁导致的电荷积累传递到大地，从而避免内壁局部静电层的产生，消除由于“同性相斥”造成的颗粒荷电段12近壁区域负离子分散的不均匀性，提高颗粒的荷电效率，进而提高颗粒去除效率。
随后，带电颗粒随着空气进入颗粒收集段14。颗粒收集段14内有接地板151与高压板152，分别连接着地线与高电压，高电压可为正电压也可为负电压。此例以正电压为例说明，电压范围从1kV至5kV。施加正电压后，高压板152与接地板151间形成均匀电场，电场方向由高压板152指向接地板151；带负电荷的颗粒在电场作用下逐渐往高压板152迁移并积聚到高压板152表面，从而使高压板152成为收集平板15，进而完成对颗粒的收集净化处理。
以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.室内颗粒污染物收集净化装置，其特征在于，包括：
颗粒荷电段，内部设有供夹杂悬浮颗粒的空气通过的通道，所述通道具有通道入口和通道出口；
负离子发生器，设置在颗粒荷电段，所述负离子反生器的负离子发射口位于通道的内壁面处并朝向通道内部；
金属薄膜层覆盖在通道的内壁，所述金属薄膜层接地；
颗粒收集段，与通道出口连接，颗粒收集段内具有用于收集带电荷颗粒的收集板。
2.根据权利要求1所述的室内颗粒污染物收集净化装置，其特征在于：所述金属薄膜层为铝箔纸或者锡箔纸。
3.根据权利要求1所述的室内颗粒污染物收集净化装置，其特征在于：所述颗粒荷电段具有N个负离子发生器，其中，N为大于等于1且小于等于4的自然数。
4.根据权利要求3所述的室内颗粒污染物收集净化装置，其特征在于：所述负离子发生器垂直安装在颗粒荷电段的四个外壁面的中间位置。
5.根据权利要求1所述的室内颗粒污染物收集净化装置，其特征在于：所述通道入口连接有颗粒进入段，所述颗粒进入段设有至少一个风力强度可调节的风机系统。
6.根据权利要求1所述的室内颗粒污染物收集净化装置，其特征在于：所述颗粒收集段内设置K块能拆装的平板，K为奇数，位于奇数位置的平板与地线连接后形成接地板，位于偶数位置的平板与高电压源连接后形成高压板。
7.根据权利要求6所述的室内颗粒污染物收集净化装置，其特征在于：所述平板垂直等距安装在颗粒收集段内部。
8.根据权利要求6所述的室内颗粒污染物收集净化装置，其特征在于：所述高电压源的电压为正电压或者负电压，当高压板连接正电压时，高压板为收集板，当高压板连接负电压时，接地板为收集板。
9.根据权利要求6所述的室内颗粒污染物收集净化装置，其特征在于：位于第一块和第K块位置的平板紧贴在颗粒收集段的内壁面。
10.室内颗粒污染物收集净化方法，其特征在于：杂悬浮颗粒的空气进入被金属薄膜层包裹的通道内，颗粒与负离子发生器产生的负离子碰撞结合带上电荷，带电荷颗粒进入颗粒收集段后向收集板迁移，去除了颗粒的空气从颗粒收集段流出。
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