CN113013737A - 一种组合式离子风发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式离子风发生装置，包括外置送风管路，管路支架和离子风发生装置单元。其中所述离子风发生装置由正高压针电极、管状金属接地电极和绝缘管路组成。所述正高压针电极位于绝缘管路中央位置，绝缘管路与金属管电极固定连接。所述串联离子风发生装置由一个或多个单级离子风发生装置单元组成。所述管路支架固定于外置送风管路，串联的离子风发生装置置于管路支架上。本发明中离子风发生装置若出现故障，易于更换单个离子风发生装置单元，大大减小维修难度，节约维修成本；通过改变离子风发生装置单元串联与并联数量，可以轻易调节输出气流的风量与风压；离子风发生装置单元间放电不相互影响，提升了离子风发生装置的送风效率。

Description

一种组合式离子风发生装置

技术领域

本发明涉及送风领域，尤其涉及一种组合式离子风发生装置。

背景技术

离子风发生装置利用电场力产生宏观意义上的风，相较于机械风扇具有无噪音，无振动，内置于管道内等优势，具有广阔的应用前景。然而在离子风发生装置运行过程中产生的臭氧会导致发射极锈蚀，同时灰尘也会积聚在发射极上，因此离子风发生装置出现故障，通常由于发射极达到使用寿命。而目前普遍离子风发生装置均采用一体化设计，发生故障时需要整个离子风发生装置更换，维修难度高，成本相对较大。离子风发生装置具有内置于管路的优点，但对于大风量离子风发生装置通常使用针网结构，发射极之间电场易会相互干扰，从而产生不必要的能量损耗，降低离子风发生装置的送风效率。通常一体化制成离子风发生装置，发生极均一起工作，只能通过调节输入电压从而等比例地调节送风流量于风速，但缺少相应的措施能改变局部的气流分布。现有技术提出的离子风发生装置，通过移动接地极相连的滑轨，调整接收级与发生级的间距来改变离子风发生装置的风速与流量来适应不同的工况。但对于针电极为发射极的离子风发生装置，其使用寿命多取决于针电极，当针电极锈蚀或其他情况导致离子风发生装置出现故障时，必须得更换整个离子风发生装置。且通过调整电极间距对离子风发生装置流量的调节有限，并且无法改变离子风发生装置的气流分布。另外，也有技术提出一种离子风送出装置，是通过正负电极交替的形式串联离子风发生装置，使得出口具有较大的风速。但目前普遍使用的离子风发生装置均为一体化，难以调节风速与流量。同时维修成本大，需要整个离子风发生装置更换。对于不同形状的管路，此结构离子风发生装置也不具有普适性。

目前离子风发生装置大部分均使用规整管如圆管、方管设计。然而送风领域中根据实际需要，可能会使用扁管或其他不规整管。目前若将离子风发生装置应用于不规整管中，会出现管路内送风不均匀的问题，放电极所在轴线上，风速会明显高于其他位置。由于缺少对于使用扁管或其他不规整管的离子风发生装置的设计，若将对于规整管的设计套用于非规整管，会导致离子风发生装置不能完全覆盖不规整管的截面，在一定程度上减小了整个组合装置的最大送风流量。离子风发生装置具有内置于管路的优点，但对于大风量离子风发生装置目前通常使用多个发射极，而发射极之间电场易会相互干扰，从而产生不必要的能量损耗，降低离子风发生装置的送风效率。现有技术中的离子风机系统，通过网络线将几台离子风机串联使用，提高离子风机的工作效率。但对于离子风机自身的结构并没有改进，并且相互电极相互电场之间并没有完全隔绝，仅通过串联的方式提升了离子风机的送风效果。且串联方式过于简单，增加了系统的复杂性，使得整体结构更加繁琐。现有技术中也有通过正负电极交替的形式串联离子风发生装置，使得出口具有较大的风速。

综上所述，一体化制造的离子风发生装置存在风速与流量不易调节，发生故障时需替换整个离子风发生装置，维修难度与成本高，离子风发生装置不可拆卸组合，且缺少对于非规整管的离子风发生装置的设计发明。同时发射极之间电场相互干扰影响离子风发生装置的送风效率。同时离子风发生极统一工作，只能通过调节输入电压而等比例地调节送风流量，却无法改变或控制送风的局部气流分布。本发明中通过对离子风发生装置单元进行合理的设计，使得离子风发生装置单元之间能相互组合。实际使用的离子风发生装置为离子风发生装置单元组合而成，连接方式为可拆卸。当发生故障时，可以针对故障的离子风发生元件，进行更换，节约了维修成本与维修时间。其次，对于离子风发生装置可以通过控制不同离子风单元的通断电，调节出口流量以及出口气流分布。同时本发明中不同离子风单元之间通过绝缘管路隔绝，因此无论多少个离子风发生装置单元相互组合，不同单元的针电极产生的电场均不会相互影响，提高了整体离子风发生装置的送风效率。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种组合式离子风发生装置，具有可拆卸，发射极间不相互干扰，结构紧凑等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种组合式离子风发生装置，由若干个单级离子风发生装置单元组成，还包括外置送风管路和管路支架，所述管路支架固定在外置送风管路上，单级离子风发生装置单元固定在管路支架上；每个单级离子风发生装置单元之间相互独立，电场不相互干扰。所述单级离子风发生装置单元包括针管式离子风发生装置单元与管簇式离子风发生装置单元；所述管簇式离子风发生装置单元为由若干个针管式离子风发生装置单元组成的管簇；所述针管式离子风发生装置单元包括正高压针电极、管状金属接地电极和绝缘管路。所述管状金属接地电极和绝缘管路为规整管或者非规整管，当管状金属接地电极和绝缘管路为规整管时，所述正高压针电极指向管状金属接地电极，针电极需位于绝缘管路中心，单级离子风发生装置单元内的气流均衡；当管状金属接地电极和绝缘管路为非规整管时，所述针电极位于绝缘管中心或者偏离中心，针尖朝向为气体流动方向，离子风发生装置工作电压范围及性能受针电极位置的影响，同时改变针电极位置，可对离子风发生装置单元内的气流分布产生影响，针电极的位置可根据实际需要进行调整；所述管状金属接地电极与绝缘管路固定连接。

进一步地，所述管路支架包括一个或多个孔隙，用于放置离子风发生装置，孔隙数量代表离子风发生装置并联数量。

进一步地，所述针电极接正直流高电压。针电极表面涂有吸附臭氧涂料，优选的涂料为纳米碳管材料。

进一步地，所述管状金属接地电极和绝缘管路为规整管时，管状金属接地电极为带内螺纹的金属圆管，绝缘管路为带外螺纹的绝缘圆管，两者之间通过螺纹旋接，垫圈密封。

进一步地，所述管状金属接地电极和绝缘管路为规整管时，管状金属接地电极为带锥面和螺纹的金属圆管，绝缘管路为带喇叭口的绝缘圆管，两者之间通过锥形螺母连接，锥面密封。

进一步地，所述管状金属接地电极和绝缘管路为规整管时，管状金属接地电极为带基板的金属方管，绝缘管路为带基板的金属方管或绝缘方管，基板四周具有通孔，两者之间通过穿过通孔的螺栓连接，垫片密封。

进一步地，所述管状金属接地电极和绝缘管路为非规整管时，包括扁管、六边形管、三角形管等，管状金属接地电极和绝缘管路通过热熔胶连接密封。

进一步地，所述若干个单级离子风发生装置单元之间串联可拆卸连接，与管状金属接地电极和绝缘管路可拆卸连接方式相同。所述组合式离子风发生装置通过改变串联的单级离子风发生装置单元个数可调节出口流量、风压等参数。

进一步地，所述绝缘管路用于隔绝周围相邻针电极之间的电场干扰，绝缘管路采用塑料管材，包括PC、PE、PVC。

进一步地，所述管簇式离子风发生装置单元包括管簇基板，管簇基板可根据实际需要选择不同形状，包括方形、圆形等。管状金属接地电极与绝缘管路固定于两个不同的管簇基板上，且管状金属接地电极与绝缘管路一一对应，保证同心，管状金属接地电极管径可大于或者小于绝缘管路，若管状金属接地电极管径小于绝缘管路，则管状金属接地电极插入绝缘管路中，并且壁厚部分需要做绝缘处理。所述管簇基板四周具有通孔，通孔中安装有螺栓，管簇基板之间通过螺栓连接，通过位于管簇基板四周以及管状金属接地电极外侧的垫圈密封。管簇式离子风发生装置单元内部可设计选用方管或圆管形状管路的针管式离子风发生装置单元加以组合。

本发明的有益效果：

(1)本发明离子风发生装置单元之间可以轻易组合拆卸，在应用中可以根据实际需可针对性更换故障单元，降低维修成本与维修难度。

(2)本发明不同发射极之间通过绝缘管道隔绝，并联的相邻电极之间不会相互影响，提高了离子风发生装置的送风效率。

(3)本发明离子风发生装置单元可以灵活设计其外形结构，如方管、圆管等规整管，或者扁管、三角形，六边形等非规整管，以更好地匹配管路，可以根据实际需要选择管路形状。

(4)本发明离子风发生装置可以根据调节串联的离子风装置单元数量改变送风风速，调节并联的离子风气泵单元数量改变送风流量，以适应不同的使用场景。

附图说明

图1为实施例1中一种组合式离子风发生装置结构示意图。

图2为实施例1中离子风发生装置单元结构示意图。

图3为实施例1中离子风发生装置单元剖面示意图。

图4为实施例2中离子风发生装置单元剖面示意图。

图5为实施例3中方管离子风发生装置单元剖面示意图。

图6为实施例4中离子风发生装置单元结构示意图。

图7为实施例4中离子风发生装置单元平面示意图。

图8为实施例5中针管式离子风发生装置结构示意图

图9为实施例5中针管式离子风发生装置单元剖面图。

图10为实施例6中管簇式离子风发生装置单元结构示意图。

图11为实施例6中管簇式离子风发生装置单元剖面示意图。

图12为实施例7中使用不同管径大小的针管式离子风发生装置单元时，管簇式离子风发生装置单元剖面示意图。

图13为实施例8中使用六边形管作为离子风发生装置的管路，管簇式离子风发生装置单元剖面示意图。

图14为实施例8中使用三角形管作为离子风发生装置的管路，管簇式离子风发生装置单元剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。

本发明提供的一种组合式离子风发生装置，由若干个单级离子风发生装置单元组成，还包括外置送风管路和管路支架，所述管路支架固定在外置送风管路上，单级离子风发生装置单元固定在管路支架上；所述单级离子风发生装置单元包括针管式离子风发生装置单元与管簇式离子风发生装置单元；所述管簇式离子风发生装置单元为由若干个针管式离子风发生装置单元组成的管簇；所述针管式离子风发生装置单元包括正高压针电极、管状金属接地电极和绝缘管路。所述管状金属接地电极和绝缘管路为规整管或者非规整管，当管状金属接地电极和绝缘管路为规整管时，所述正高压针电极指向管状金属接地电极，针电极需位于绝缘管路中心，单级离子风发生装置单元内的气流均衡；当管状金属接地电极和绝缘管路为非规整管时，所述针电极位于绝缘管中心或者偏离中心，针尖朝向为气体流动方向，离子风发生装置工作电压范围及性能受针电极位置的影响，同时改变针电极位置，可对离子风发生装置单元内的气流分布产生影响，针电极的位置可根据实际需要进行调整；所述管状金属接地电极与绝缘管路固定连接。

实施例1：

如图1所示，本实例中离子风送风装置选用规整圆管，包括外置送风管路与组合的离子风发生装置单元。主要包括外置送风管路1、支架2、针电极3、绝缘圆管4、金属圆管5。

本实施例中外置送风管路1用于与后续管路相连接，与后续送风管路采用一致的管径。管路材料并没有特殊要求，包括但不限于金属、塑料等常用送风管路材料。起到送风作用，同时使得离子风发生装置内置于管路。支架2固定于外置送风管路1上，用于搭载串联的单级离子风发生装置单元。支架上的孔隙与单级离子风发生装置单元管相匹配，孔隙数量代表了离子风发生装置并联的最大数量。孔隙形状大小根据实际使用情况设计，离子风发生装置单元管形状大小与孔隙形状大小相对应。离子风发生装置由若干单级离子风发生装置单元组合而成。若干个单级离子风发生装置单元之间串联可拆卸连接，与管状金属接地电极和绝缘管路可拆卸连接方式相同。

本实施例中离子风发生装置结构如图2所示。绝缘圆管及内部针座由塑料管材如PC、PE、PVC一体化制成，针电极3为正高压针电极，固定于绝缘圆管中央，针尖统一朝向为气流输出方向。所述针电极表面涂有吸附臭氧涂料，防止送风气流中臭氧浓度过高。优选的，表面涂料使用碳纳米管材料。绝缘圆管4与金属圆管5之间通过螺纹连接。

图3为绝缘圆管4与金属圆管5之间的连接密封结构。金属圆管5设计有变径结构，搭配垫片6，绝缘圆管4与金属圆管5通过螺纹连接时，达到密封的效果。其中垫片6使用柔性材料如硅胶，橡胶等，具有绝缘性，并不会影响离子风发生装置自身的电场。

本实施例中，通过单级离子风发生装置单元的组合构成了整个送风装置，每个单元之间发射极电场相互不干扰。实际使用中可以通过控制串联单级离子风发生装置单元的通电数量调节出口送风风速，可以通过控制并联离子风发生装置的通电数量调节出口送风流量。管路支架孔隙，可根据实际所需确定数量与排列方式，离子风发生装置单元与孔隙一一对应，以实现离子风发生装置的并联。通过控制并联的不同的离子风发生装置通电与否，可调节整体的送风流量。并联的离子风发生装置相互之间电场由绝缘管路隔绝，防止其相互干扰影响送风效率，增强了系统的送风性能。

本实施例，离子风发生装置组合简单可拆卸，出现故障时，或者在针电极达到使用寿命后，能方便地更换针电极，维修简单成本低，且可方便调节出口风速与流量。

实施例2：

本实施例离子风发生装置除单元之间的连接方式不同外，其余结构与实施例1中相同。

如图4所示，金属圆管5两端具有锥面的设计，且外壁面具有一段外螺纹，同时在绝缘圆管5两端设计有喇叭口结构，金属圆管5与绝缘圆管4之间通过带有锥形角的螺母7与金属管外的螺纹旋转配合固定。金属圆管5的锥面与绝缘圆管4的喇叭口贴合形成密封结构。

本实例离子风发生装置中，针电极3位于绝缘圆管中央，与金属锥面内表面一起组成电晕的发射极与接收级。气流方向与针尖的朝向相同。

本实施例中使用锥面密封，避免使用了垫片，使得整体结构更加简单易拆卸组装。

实施例3：

针对非圆管管路如方管等，无法使用螺纹连接，本实施例展示了使用方管的离子风发生装置单元之间的连接方式。如图5所示，离子风发生装置使用方管，针电极3位于绝缘方管中央。绝缘方管与金属方管连接处，绝缘与金属方管均有向外延伸的基板，基板上打有通孔，通过螺栓8将基板连接。同时两基板之间存在有方形密封条，螺栓连接时，通过挤压力达到密封作用。

实施例4：

本实施例中以多个针管式离子风发生装置作为离子风发生装置单元，用于大风量的送风场合。如图6和图7所示为单个离子风发生装置单元结构。图7为图6的横截面图。图中管状离子风发生装置固定于管簇基座10上。金属圆管5与绝缘圆管4分别固定于不同的基座上，两基座尺寸均相同，固定于其上的金属圆管与绝缘圆管均为同心，一一对应。金属圆管管径略大于绝缘圆管，针电极3位于绝缘圆管4中央。基座四周设有4个通孔9，通过螺栓将两基座固定在一起。

图7中每个绝缘圆管周围均布有环形垫片6，且基座边缘布有方形垫片6。当两个基座通过螺栓相连接时，每个绝缘圆管4均插入与之对应金属圆管5内部，且圆管之间通过环形垫片密封。基座之间通过方形垫片密封。所述管簇式离子风发生装置单元内部可设计选用方管或圆管形状管路的针管式离子风发生装置单元加以组合。

实施例5：

如图8所示，本实施例中针管式离子风发生装置由针电极3、绝缘扁管11、金属扁管12和热熔胶13组成。针电极3置于绝缘扁管11中心或者偏离中心，针尖朝向为气体流动方向，离子风发生装置工作电压范围及性能受针电极位置的影响，同时改变针电极位置，可对离子风发生装置单元内的气流分布产生影响，针状电极电极的位置可根据实际需要进行调整。

本实施例中金属扁管12作为管状金属接地电极，绝缘扁管11为采用塑料扁管作为绝缘管路，其由塑料管材如PC、PE、PVC等一体化制成，针电极3为不锈钢针。

如图9所示，为单级离子风发生装置单元内与单元间的连接方式示意图，金属扁管的尺寸略小于绝缘扁管。针电极3位于绝缘扁管中央位置，连接时在金属扁管表面涂有加热后的热熔胶13，插入绝缘扁管中，用力按压直至金属扁管与绝缘扁管完全粘合。由于绝缘扁管使用的材料如PC、PE、PVC均具有一定的塑性，金属扁管插入绝缘扁管中，利用热熔胶的作用能较好地贴合无缝隙。金属扁管插入绝缘扁管中的壁厚部分需要做绝缘处理，因此热熔胶具有连接与密封两方面的作用。图8中为3个单级离子风发生装置单元串联组成。

本实施例中可以通过选用不同数量的单级离子风发生装置单元来设计组合式离子风发生装置出口流量。同时在实际应用中可以通过对不同单级离子风发生装置单元的通断电控制，调节送风流量。

实施例6：

如图10所示为管簇式离子风发生装置单元结构图，图11为图10的横截面图。本实施例中管簇式离子风发生装置由针电极3、绝缘管路、管状金属接地电极、管簇基座10和垫圈组成。本实施例中针电极3、绝缘管路与管状金属接地电极结构均与实施例5中相同。

本实施例中管簇基座10上分别固定有绝缘扁管与金属扁管，且绝缘扁管和金属扁管中心一一对应。管簇基座10四周具有通孔，通孔中安装有螺栓，通过螺栓连接两个相邻的管簇基座。

本实施例中垫圈包括方形垫圈与环形垫圈，方形垫圈在相邻两个管簇基座10之间起密封作用，环形垫圈在绝缘扁管与金属扁管之间起密封作用。

本实施例中管簇式离子风发生装置单元内部各个针管式离子风发生装置单元相互之间通过绝缘管路隔绝，电场不会相互影响，提高了整体送风效率。

本实施例一般用于大风量送风场合，在设计使用时可根据实际需要对各个针管式离子风发生装置进行通断电从而控制送风流量等参数。

实施例7：

本实施例除了绝缘管路与管状金属接地电极布置与实施例6中不同外，其余结构均与实施例6相同，如图12所示。

本实施例中使用了不同管径大小的针管式离子风发生装置单元，小管径针管式离子风发生装置单元位于大管径针管式离子风发生装置单元之间。本实施例中使用小管径针管式离子风发生装置单元填补大管径针管式离子风发生装置单元之间的送风间隙，使得整体离子风发生装置送风流量更大，结构更加紧凑。

实施例8：

本实施例除了绝缘管路与管状金属接地电极布置与实施例6中不同外，其余结构均与实施例6相同。

如图13所示，使用六边形管作为离子风发生装置的管路，相较于扁管布置，六边形管路能更加紧凑地排列在一起，提高了离子风发生装置的紧凑性。

如图14所示，使用三角形管作为离子风发生装置的管路，同样使得离子风发生装置内针管式离子风发生装置单元的排列更加密集紧凑，提高了离子风发生装置的紧凑性，从而间接增大送风流量。

本实施例中，将多个针管式离子风发生装置构成了一个离子风发生装置单元。使得单个离子风发货所能装置单元的送风量大大增加，且离子风发生装置单元依旧具有易于拆卸维修的优点。此结构的离子风发生装置适用于大风量的离子风送风系统。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合式离子风发生装置，其特征在于，由若干个单级离子风发生装置单元组成，还包括外置送风管路和管路支架，所述管路支架固定在外置送风管路上，单级离子风发生装置单元固定在管路支架上；每个单级离子风发生装置单元之间相互独立，电场不相互干扰。所述单级离子风发生装置单元包括针管式离子风发生装置单元与管簇式离子风发生装置单元；所述管簇式离子风发生装置单元为由若干个针管式离子风发生装置单元组成的管簇；所述针管式离子风发生装置单元包括正高压针电极、管状金属接地电极和绝缘管路。所述管状金属接地电极和绝缘管路为规整管或者非规整管，当管状金属接地电极和绝缘管路为规整管时，所述正高压针电极指向管状金属接地电极，针电极需位于绝缘管路中心，单级离子风发生装置单元内的气流均衡；当管状金属接地电极和绝缘管路为非规整管时，所述针电极位于绝缘管中心或者偏离中心，针尖朝向为气体流动方向，离子风发生装置工作电压范围及性能受针电极位置的影响，同时改变针电极位置，可对离子风发生装置单元内的气流分布产生影响，针电极的位置可根据实际需要进行调整；所述管状金属接地电极与绝缘管路固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式离子风发生装置，其特征在于，所述管路支架包括一个或多个孔隙，用于放置离子风发生装置，孔隙数量代表离子风发生装置并联数量。

3.根据权利要求1所述的一种组合式离子风发生装置，其特征在于，所述针电极接正直流高电压。针电极表面涂有吸附臭氧涂料，优选的涂料为纳米碳管材料。

4.根据权利要求1所述的一种组合式离子风发生装置，其特征在于，所述管状金属接地电极和绝缘管路为规整管时，管状金属接地电极为带内螺纹的金属圆管，绝缘管路为带外螺纹的绝缘圆管，两者之间通过螺纹旋接，垫圈密封。

5.根据权利要求1所述的一种组合式离子风发生装置，其特征在于，所述管状金属接地电极和绝缘管路为规整管时，管状金属接地电极为带锥面和螺纹的金属圆管，绝缘管路为带喇叭口的绝缘圆管，两者之间通过锥形螺母连接，锥面密封。

6.根据权利要求1所述的一种组合式离子风发生装置，其特征在于，所述管状金属接地电极和绝缘管路为规整管时，管状金属接地电极为带基板的金属方管，绝缘管路为带基板的金属方管或绝缘方管，基板四周具有通孔，两者之间通过穿过通孔的螺栓连接，垫片密封。

7.根据权利要求1所述的一种组合式离子风发生装置，其特征在于，所述管状金属接地电极和绝缘管路为非规整管时，包括扁管、六边形管、三角形管等，管状金属接地电极和绝缘管路通过热熔胶连接密封。

8.根据权利要求1所述的一种组合式离子风发生装置，其特征在于，所述若干个单级离子风发生装置单元之间串联可拆卸连接，与管状金属接地电极和绝缘管路可拆卸连接方式相同。所述组合式离子风发生装置通过改变串联的单级离子风发生装置单元个数可调节出口流量、风压等参数。

9.根据权利要求1所述的一种组合式离子风发生装置，其特征在于，所述绝缘管路用于隔绝周围相邻针电极之间的电场干扰，绝缘管路采用塑料管材，包括PC、PE、PVC。

10.根据权利要求1所述的一种组合式离子风发生装置，其特征在于，所述管簇式离子风发生装置单元包括管簇基板，管簇基板可根据实际需要选择不同形状，包括方形、圆形等。管状金属接地电极与绝缘管路固定于两个不同的管簇基板上，且管状金属接地电极与绝缘管路一一对应，保证同心，管状金属接地电极管径可大于或者小于绝缘管路，若管状金属接地电极管径小于绝缘管路，则管状金属接地电极插入绝缘管路中，并且壁厚部分需要做绝缘处理。所述管簇基板四周具有通孔，通孔中安装有螺栓，管簇基板之间通过螺栓连接，通过位于管簇基板四周以及管状金属接地电极外侧的垫圈密封。管簇式离子风发生装置单元内部可设计选用方管或圆管形状管路的针管式离子风发生装置单元加以组合。

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