CN113757893A - 一种离子风发生装置 - Google Patents

Abstract

一种离子风发生装置，包括外壳、设于所述外壳内的至少一个离子风电极，所述外壳两端分别设有进风口和出风口，所述离子风电极包括平行放置的供离子风从中间通过的环形尖端电极和环形集电极，所述环形尖端电极的端面上设有朝向出风方向的锯齿，所述环形集电极设于所述环形尖端电极设于锯齿的一侧，所述环形尖端电极和环形集电极的截面形状与所述外壳的截面形状相匹配。本发明的尖端电极和集电极均为环形，所产生的离子风经过电极时风阻小，从而避免所产生离子风风速和风量过小。

Description

一种离子风发生装置

技术领域

本发明涉及离子风技术领域，更具体地，涉及一种离子风发生装置。

背景技术

离子风技术是一种基于电晕效应的出风技术，其工作原理是离子风产生于不均匀电场的电晕放电过程，当施加于相对曲率半径较小的发射电极和相对曲率半径较大的集电极之间的电压足够高时，离子风发生装置内部产生电晕放电现象，电晕效应产生的离子在电场的作用下加速并与空气中的中性分子发生碰撞交换动量和能量，形成定向运动的离子风。

公开号为CN107872009B的中国专利文献，公开了一种离子风发生装置及空调室内机。离子风发生装置包括至少一个放电模组，每个放电模组均包括壳体、竖直放置并沿横向延伸的网状电极、分布在网状电极一侧的多个针状电极以及用于固定多个针状电极的针架。针架具有水平延伸的导电条以及垂直于导电条竖直向上延伸并与导电条电连接的多个导电杆，多个针状电极固定在多个导电杆上并与导电杆电连接，导电条与壳体卡接，以使固定有多个针状电极的针架固定在壳体上。

但上述方案使用针状电极作为尖端电极，网状电极作为集电极，使用电晕效应出风虽然好处很多，但是有一个致命问题就是风量和风速较小，而网电极和设于风路的多个针状电极风阻较大，而且针状电极难安装。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的离子风发生装置的电极的风阻大的不足，提供一种离子风发生装置，本发明的尖端电极和集电极均为环形，所产生的离子风经过电极时风阻小，从而避免所产生离子风风速和风量过小。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种离子风发生装置，包括外壳、设于所述外壳内的至少一个离子风电极，所述外壳两端分别设有进风口和出风口，所述离子风电极包括平行放置的供离子风从中间通过的环形尖端电极和环形集电极，所述环形尖端电极的端面上设有朝向出风方向的锯齿，所述环形集电极设于所述环形尖端电极设于锯齿的一侧，所述环形尖端电极和环形集电极的截面形状与所述外壳的截面形状相匹配。

在曲率半径较小的尖端电极和曲率半径较大的集电极之间施加高电压时，在尖端电极和集电极之间会发生电晕放电，其中尖端电极附近的场强会变得足够大，足以使到其附近的中性空气分子电离成可自由移动的离子，在电场的作用下，自由离子朝集电极移动并带动中性空气分子，最终形成一股从尖端电极向集电极定向移动的离子风。环形尖端电极上的锯齿作为尖端电极，环形集电极作为集电极，环形尖端电极和环形集电极高电压下实现电晕放电，产生定向运动的离子风，从而实现对家用空调送风的效果。由于环形尖端电极和环形集电极均为环状的，并且其端面形状与所述外壳的端面形状相匹配，所述环形尖端电极和环形集电极轴线方向与所述外壳中离子风的流动方向一致，离子风能从环形尖端电极和环形集电极中间穿过，相比传统离子风发生装置所使用的网电极，大大降低了风道对离子风的阻碍作用，能使所产生的离子风风速更高。所述离子风电极的数量根据实际需要选择。同时，由于本发明是通过电晕放电产生离子风，当在环形尖端电极和环形集电极两端加上负高压后，能产生带负电荷的离子风，能有效杀除空气中的细菌，实现净化空气的效果。

进一步的，所述环形尖端电极与所述环形集电极之间的距离为5-15mm。这样，所述环形尖端电极与所述环形集电极之间的距离比较适中，由上一级产生的离子风能够进入下一级进行增强。

进一步的，所述环形尖端电极上相邻的两个锯齿尖端之间的距离不小于1cm。为了确保相邻锯齿电极的尖端电极之间电晕放电不互相干扰，避免削弱电晕放电，所述环形尖端电极上相邻的两个锯齿的尖端之间的距离不得小于1cm。

进一步的，所述离子风电极数量为5个，所述离子风电极均匀分布在所述外壳内。离子风电极进行串联连接可以有效增强离子风，并使离子风出风更稳定和均匀，可以有效满足家用空调出风需求。

进一步的，所述进风口和出风口处均设有用于阻隔异物的挡板，所述挡板的材料为绝缘的塑料。所述挡板用于阻挡异物进入，如可能会有老鼠等爬进外壳、一些异物吹进去导致短路或者有小孩伸手进去导致触电的，引发安全事故。同时为了避免漏电，所述挡板的材料为绝缘的塑料，为了避免对离子风的阻挡，所述挡板为孔较大的网。

进一步的，所述外壳为由两根互相垂直的矩形管连接成的L形外壳，所述挡板设于矩形管出风方向上的两侧的端面上。

进一步的，所述离子风电极的工作电压为5-15kV电压过小产生的离子风风量较小，电压过使得电流增大到一定的程度之后会产生电火花放电现象，从而使所述离子风电极的实际工作电压降低，离子风风量也一样减小，所以工作电压要选择一个合适的范围。

进一步的，所述环形尖端电极的材料为不锈钢，所述环形尖端电极表面涂覆有石墨烯涂层。离子风发生装置更多受限于尖端电极的寿命，不锈钢材质能确保离子风发生装置长时间内的稳定工作。同时，为了增强离子风且减少电晕放电过程产生的臭氧量，在锯齿电极表面涂覆有石墨烯涂层，由于石墨烯具有良好的场发射特性和高纵横比可以有效提高离子风速度以及降低起晕电压，并且，涂覆有石墨烯涂层的离子风电极，在工作的时候能显著减少臭氧量。

进一步的，所述环形集电极的材料为铜。

进一步的，所述外壳的材料为绝缘塑料，所述外壳在出风口处涂覆有二氧化锰涂层。当带有臭氧的离子风流过时，其中的臭氧将会被二氧化锰还原，从而去除臭氧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过电晕效应出风，避免轴流式风机的体积大、震动及噪声大的问题，同时，离子风还具有杀菌消毒净化空气的作用。

(2)本发明使用锯齿状电极代替通常使用的针状电极，针状电极加工、安装、定位困难，使用寿命短，而锯齿状电极加工和安装都很方便，并且尖端数量更多，放电效果更好。

(3)环形尖端电极与环形集电极均为环形，其截面形状与外壳形状相匹配，这样，离子风就能从环形尖端电极与环形集电极中间通过，使用多个离子风电极产生离子风时也不会增大风阻，比起传统离子风发生装置所使用的网状电极或装有细网，风阻也大大降低。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的内部结构示意图。

图示标记说明如下：

1-外壳，2-进风口，3-出风口，4-环形尖端电极，5-环形集电极，6-导电柱，7-挡板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

如图1和图2所示，一种空调出风结构，包括外壳1、设于所述外壳1内的至少一个离子风电极，所述外壳1两端分别设有进风口2和出风口2，所述离子风电极包括平行放置的供离子风从中间通过的环形尖端电极4和环形集电极5，所述环形尖端电极4的端面上设有朝向出风方向的锯齿，所述环形集电极5设于所述环形尖端电极4设于锯齿的一侧，所述环形尖端电极4和环形集电极5的截面形状与所述外壳1的截面形状相匹配。

在曲率半径较小的尖端电极和曲率半径较大的集电极之间施加高电压时，在尖端电极和集电极之间会发生电晕放电，其中尖端电极附近的场强会变得足够大，足以使到其附近的中性空气分子电离成可自由移动的离子，在电场的作用下，自由离子朝集电极移动并带动中性空气分子，最终形成一股从尖端电极向集电极定向移动的离子风。环形尖端电极4上的锯齿作为尖端电极，环形集电极5作为集电极，环形尖端电极4和环形集电极5高电压下实现电晕放电，产生定向运动的离子风，从而实现对家用空调送风的效果。由于环形尖端电极4和环形集电极5均为环状的，并且其端面形状与所述外壳1的端面形状相匹配，所述环形尖端电极4和环形集电极5轴线方向与所述外壳1中离子风的流动方向一致，离子风能从环形尖端电极4和环形集电极5中间穿过，相比传统离子风发生装置所使用的网电极，大大降低了风道对离子风的阻碍作用，能使所产生的离子风风速更高。所述离子风电极的数量根据实际需要选择。同时，由于本发明是通过电晕放电产生离子风，当在环形尖端电极4和环形集电极5两端加上负高压后，能产生带负电荷的离子风，能有效杀除空气中的细菌，实现净化空气的效果。

如图1和图2所示，所述环形尖端电极4与所述环形集电极5之间的距离为10mm。这样，所述环形尖端电极4与所述环形集电极5之间的距离比较适中，由上一级产生的离子风能够进入下一级进行增强。

如图1和图2所示，所述环形尖端电极4上相邻的两个锯齿尖端之间的距离为2cm。为了确保相邻锯齿电极的尖端电极之间电晕放电不互相干扰，避免削弱电晕放电，所述环形尖端电极4上相邻的两个锯齿的尖端之间的距离不得小于1cm。

如图1和图2所示，所述离子风电极数量为5个，所述离子风电极均匀分布在所述外壳1内。离子风电极进行串联连接可以有效增强离子风，并使离子风出风更稳定和均匀，可以有效满足家用空调出风需求。

如图1和图2所示，所述进风口2和出风口2处均设有用于阻隔异物的挡板7，所述挡板7的材料为绝缘的塑料。所述挡板7用于阻挡异物进入，如可能会有老鼠等爬进外壳1、一些异物吹进去导致短路或者有小孩伸手进去导致触电的，引发安全事故。同时为了避免漏电，所述挡板7的材料为绝缘的塑料，为了避免对离子风的阻挡，所述挡板7为孔较大的网。

如图1和图2所示，所述外壳1为由两根互相垂直的矩形管连接成的L形外壳1，所述挡板7设于矩形管出风方向上的两侧的端面上。

如图1和图2所示，所述离子风电极的工作电压为10kV。电压过小产生的离子风风量较小，电压过使得电流增大到一定的程度之后会产生电火花放电现象，从而使所述离子风电极的实际工作电压降低，离子风风量也一样减小，所以工作电压要选择一个合适的范围。

如图1和图2所示，所述环形尖端电极4的材料为不锈钢，所述环形尖端电极4表面涂覆有石墨烯涂层。所述环形尖端电极4两侧设有导电柱6。离子风发生装置更多受限于尖端电极的寿命，不锈钢材质能确保离子风发生装置长时间内的稳定工作。同时，为了增强离子风且减少电晕放电过程产生的臭氧量，在锯齿电极表面涂覆有石墨烯涂层，由于石墨烯具有良好的场发射特性和高纵横比可以有效提高离子风速度以及降低起晕电压，并且，涂覆有石墨烯涂层的离子风电极，在工作的时候能显著减少臭氧量。

如图1和图2所示，所述环形集电极5的材料为铜。

如图1和图2所示，所述外壳1的材料为绝缘塑料，所述外壳1在出风口2处涂覆有二氧化锰涂层。当带有臭氧的离子风流过时，其中的臭氧将会被二氧化锰还原，从而去除臭氧。

实施例2

本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中，所述环形尖端电极4与所述环形集电极5之间的距离为5mm，所述环形尖端电极4上相邻的两个锯齿尖端之间的距离为1cm，所述离子风电极的工作电压为5kV。

实施例3

本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中，所述环形尖端电极4与所述环形集电极5之间的距离为15mm，所述环形尖端电极4上相邻的两个锯齿尖端之间的距离为3cm，所述离子风电极的工作电压为15kV。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离子风发生装置，其特征在于，包括外壳(1)、设于所述外壳(1)内的至少一个离子风电极，所述外壳两端分别设有进风口(2)和出风口(3)，所述离子风电极包括平行放置的供离子风从中间通过的环形尖端电极(4)和环形集电极(5)，所述环形尖端电极(4)的端面上设有朝向出风方向的锯齿，所述环形集电极(5)设于所述环形尖端电极(4)设于锯齿的一侧，所述环形尖端电极(4)和环形集电极(5)的截面形状与所述外壳(1)的截面形状相匹配。

2.根据权利要求1所述的离子风发生装置，其特征在于，所述环形尖端电极(4)与环形集电极(5)之间的距离为5-15mm。

3.根据权利要求1或2所述的离子风发生装置，其特征在于，所述环形尖端电极(4)上相邻的两个锯齿之间的距离不小于1cm。

4.根据权利要求1所述的离子风发生装置，其特征在于，所述离子风电极的数量为5个，所述离子风电极均匀分布在所述外壳(1)内。

5.根据权利要求1所述的离子风发生装置，其特征在于，所述进风口(2)和出风口(3)处均设有用于阻隔异物的挡板(7)，所述挡板(7)的材料为绝缘的塑料。

6.根据权利要求1或4或5所述的离子风发生装置，其特征在于，所述壳体(1)为由两根互相垂直的矩形管连接成的L形壳体。

7.根据权利要求1所述的离子风发生装置，其特征在于，所述离子风电极的工作电压为5-15kV。

8.根据权利要求1所述的离子风发生装置，其特征在于，所述环形尖端电极(4)的材料为不锈钢，所述环形尖端电极(4)表面涂覆有石墨烯涂层。

9.根据权利要求1所述的离子风发生装置，其特征在于，所述环形集电极(5)的材料为铜。

10.根据权利要求1或7至9任意一项所述的离子风发生装置，其特征在于，所述外壳(1)的材料为绝缘塑料，所述外壳(1)在出风口(3)处涂覆有二氧化锰涂层。

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