CN114050474A - 一种水离子发生器及应用其的空气处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水离子发生器及应用其的空气处理装置，涉及水离子形成技术领域，包括放电电极、对电极以及制冷单元，其中所述制冷单元被配置为冷却所述放电电极以使得在所述放电电极表面凝结出冷凝水，所述对电极对放电电极施加高压，使对电极与放电电极相对的区域形成高压放电区，制冷单元的热端联接有散热片，散热片延伸至放电电极的周围，设计利用制冷单元的热端对放电电极周围的空气进行升温，增多动态水离子的同时无需单独设置加热器，有效节省生产成本，应用其的空气处理装置可应用在皮肤养护、毛发保养、除菌、去味、保湿等可应用水离子的使用场景中，功能性好。

Description

一种水离子发生器及应用其的空气处理装置

技术领域

本发明涉及水离子形成技术领域，具体为一种水离子发生器及应用其的空气处理装置。

背景技术

帕尔贴(Peltier)元件作为一种简单易实现的制冷方式，通过使空气中的水分冷却并结露，被用于动态水离子生成装置中。帕尔贴元件冷却电极针(放电电极)，使空气中的水蒸气在电极针表面凝结出水，如此可以将空气中的水分作为水源，再利用高压放电原理制造出动态水离子，且电极针表面的冷凝水越充足，在高压放电时产生的动态水离子就越多。

电极针表面凝结的水的多少主要依附于空气的湿度，以及电极针与空气的温差，在使用环境不变的情况下，通常空气中的温度和湿度是保持不变，因此，若想提高电极针表面凝结的水量，常用的设计是增大帕尔贴元件的功率，使其冷端的温度更低，帕尔贴元件冷却电极针从而使电极针的温度也降低，进而达到增大电极针与空气的温差，提高电极针表面凝结的水量的作用。虽然上述增大帕尔贴元件的功率的设计能够提高电极针表面凝结的水量的作用，但相对地提高了产品能耗，导致使用成本增多，且不利于节能减排的倡导。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水离子发生器，包括放电电极、对电极以及制冷单元，其中所述制冷单元被配置为冷却所述放电电极以使得在所述放电电极表面凝结出冷凝水，所述对电极对放电电极施加高压，使对电极与放电电极相对的区域形成高压放电区，制冷单元的热端联接有散热片，散热片延伸至放电电极的周围，散热片用于对制冷单元的热端进行散热的同时升高放电电极周围的空气温度。

作为本发明进一步方案：散热片与放电电极之间设置有防高温挡板。

作为本发明进一步方案：挡板延伸形成围绕放电电极的保护框；保护框具有与制冷单元的冷端对应的安装口，保护框还具有与安装口相对的发射口，放电电极在保护框内通过安装口最终与制冷单元的冷端联接；散热片具有间隔位于保护框的周围的至少2片。

作为本发明进一步方案：放电电极间隔设置有至少2根；配置有制冷传导片，制冷传导片的一侧与制冷单元的冷端接触，制冷传导片的另一侧与全部放电电极接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：空气温度升高，空气中所能承载的水蒸气含量升高，该升高温度的空气在到达放电电极的的表面前能持续从其他相对低温的空气中吸收水蒸气，以使得其水蒸气含量提高，亦即该升高温度的空气在到达放电电极的表面前，其结露温度已随之升高，该被升高温度的空气在被冷却的放电电极冷却后，空气中过饱和的水蒸气更多，空气中的水蒸气更容易凝结在放电电极的表面上，作用所能电离形成的动态水离子更多；设计利用制冷单元的热端对放电电极周围的空气进行升温，增多动态水离子的同时无需单独设置加热器，有效节省生产成本。

本发明还提供了一种空气处理装置，包括上述水离子发生器，还包括第一保护壳，放电电极、对电极以及制冷单元均固定在第一保护壳内；第一保护壳具有与放电电极相对的第一开口，第一保护壳具有与散热片相对的第二开口；第一保护壳上安装有电机，电机的转轴上联接有扇叶，电机工作带动扇叶，扇叶扇出的风从第二开口进入第一保护壳后，依次经过散热片、放电电极后从第一开口吹出。

作为本发明进一步方案：放电电极、散热片、电机和扇叶的位置为依次排列，扇叶扇出的风在到达放电电极之前，先经过电机和散热片。

作为本发明进一步方案：第一保护壳的外侧设置有加热器，第二开口靠近加热器，扇叶扇出的风先经过电机然后再到达加热器；配置有控制单元，控制单元用于控制加热器、制冷单元、对电极及电机。

作为本发明进一步方案：配置有第二保护壳，第二保护壳用于限定扇叶扇出的风的路线；第一保护壳位于第二保护壳内，第二保护壳具有与扇叶对应的进风口，以及与加热器、第一开口对应的出风口。

作为本发明进一步方案：第一保护壳上靠近第一开口的部位固定有连接管，连接管从第一开口处延伸至靠近高压放电区，连接管的侧面开有靠近高压放电区的连通口。

作为本发明进一步方案：控制单元包括控制芯片U3、三端稳压器U4、电源管理芯片U2、降压芯片U1和温度传感器；控制器的控制芯片U3的VCC端脚与三端稳压器U4的接地端连接、以及与电源管理芯片U2的VDD端脚连接，三端稳压器U4的输入端与三端稳压器U4的接地端之间连接有电容C13，三端稳压器U4的输出端与三端稳压器U4的接地端之间连接有电容C14；制冷单元通过降压芯片U1与电源管理芯片U2连接；电机上设置有桥式整流滤波电路；发热器上设置有电压互感器；温度传感器的信号端与控制芯片U3的NTC端脚连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本空气处理装置通过电机、扇叶共同作用获得适量的吹风时，附带获得上述水离子发生器所电离形成的足量的动态水离子，本空气处理装置可应用在皮肤养护、毛发保养、除菌、去味、保湿等可应用水离子的使用场景中，功能性好。

附图说明

图1是本发明中水离子发生器的结构立体图；

图2是本发明中水离子发生器的另一结构立体图；

图3是本发明中水离子发生器的结构爆炸示意图；

图4是本发明中保护框的结构立体图；

图5是本发明中空气处理装置的结构立体图；

图6是本发明中空气处理装置的结构剖视图；

图7是本发明中第一保护壳的结构立体图；

图8是本发明中控制单元的电路结构中控制芯片U1部分的电路图；

图9是本发明中控制单元的电路结构中电源管理芯片U2部分的电路图；

图10是本发明中控制单元的电路结构中桥式整流滤波电路部分的电路图；

图11是本发明中控制单元的电路结构中点温度传感器部分的电路图；

图中的附图标记及名称如下：

放电电极-1，对电极-2，制冷单元-3，散热片-4，防高温挡板-5，保护框-51，固定件-52，安装口-6，发射口-7，制冷传导片-8，第一保护壳-9，第一开口-10，第二开口-11，电机-12，扇叶-13，加热器-14，控制单元-15，第二保护壳-16，进风口-17，出风口-18，连接管-19，连通口-20，防导电隔离板-21。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种水离子发生器，包括放电电极1、对电极2以及制冷单元3，其中所述制冷单元3被配置为冷却所述放电电极1以使得在所述放电电极1表面凝结出冷凝水，所述对电极2对放电电极1施加高压，使对电极2与放电电极1相对的区域形成高压放电区，从而使冷凝在放电电极1表面的冷凝水被电离形成动态水离子。

制冷单元3的热端联接有散热片4，散热片4延伸至放电电极1的周围，散热片4用于对制冷单元3的热端进行散热的同时升高放电电极1周围的空气温度。空气温度升高，空气中所能承载的水蒸气含量升高，该升高温度的空气在到达放电电极1的的表面前能持续从其他相对低温的空气中吸收水蒸气，以使得其水蒸气含量提高，亦即该升高温度的空气在到达放电电极1的表面前，其结露温度已随之升高，该被升高温度的空气在被冷却的放电电极1冷却后，空气中过饱和的水蒸气更多，空气中的水蒸气更容易凝结在放电电极1的表面上，作用所能电离形成的动态水离子更多。

作为其中一种方案，制冷单元3采用帕尔贴元件，用户可根据技术改进或技术更迭采用性价比更好、冷却效果更好的制冷单元。

设计利用制冷单元3的热端对放电电极1周围的空气进行升温，增多动态水离子的同时无需单独设置加热器件，有效节省生产成本。

进一步地，散热片4与放电电极1之间设置有防高温挡板5，当制冷单元3的功率过大时，制冷单元3的制冷端更冷同时制冷单元3的热端更热，防高温挡板5用于避免散热片4所散发出的高热量影响放电电极1的冷却效果。

优选地，挡板5延伸形成围绕放电电极1的保护框51，散热片4具有间隔位于保护框51的周围的至少2片，使得能被升高温度的气体的相对含量增多，作用所能电离形成的动态水离子更多。保护框51具有与制冷单元3的冷端对应的安装口6，保护框51还具有与安装口6相对的发射口7，放电电极1在保护框51内通过安装口6最终与制冷单元3的冷端联接。散热片4位于保护框51上不具有安装口6、以及发射口7的侧面附近，作用所电离形成的动态水离子从发射口7处集中射出，应用动态水离子时更方便。

为使得对电极2更易对放电电极1施加高压，对电极2上与放电电极1相对的部位从保护框51的外侧穿入保护框51内。

为稳定安装上述部件，可以配置固定件52，制冷单元3、保护框51等部件可以通过固定件52进行固定，防止在使用时各部件松动。

进一步的，放电电极1间隔设置有至少2根，配置有制冷传导片8，制冷传导片8的一侧与制冷单元3的冷端接触，制冷传导片8的另一侧与全部放电电极接触，受功耗限制，制冷单元3所选有的型号不能过大，导致制冷单元3的冷端的面积不能过大，制冷传导片8的面积可根据放电电极1的数量选用合适的规格，使所有的放电电极1均能通过制冷传导片8与制冷单元3的冷端接触，有效保证冷却效果，从而保证电离形成动态水离子的量。

制冷传导片8可以采用铜、铝等导冷性能好的材料制成。

请参阅图1-11，本发明还公开了一种空气处理装置，包括上述的水离子发生器，还包括第一保护壳9，放电电极1、对电极2以及制冷单元3均固定在第一保护壳9内。第一保护壳9具有与放电电极1相对的第一开口10，第一保护壳还具有与散热片4相对的第二开口11；第一保护壳9上安装有电机12，电机12的转轴上联接有扇叶13，电机12工作带动扇叶13，扇叶13扇出的风从第二开口11进入第一保护壳9后，依次经过散热片4、放电电极1后从第一开口10吹出。期间：空气被放电电极1冷凝之前，先被散热片4进行加热，使其结露温度升高。本空气处理装置通过电机12、扇叶13共同作用获得适量的吹风时，附带获得上述水离子发生器所电离形成的足量的动态水离子，本空气处理装置可应用在皮肤养护、毛发保养、除菌、去味、保湿等可应用水离子的使用场景中，功能性好。

优选地，放电电极1、散热片4、电机12和扇叶13的位置关系为依次排列，扇叶13扇出的风在到达放电电极1之前，先经过电机12和散热片4，电机12工作时会散发部分热量，设计对放电电极1周围的空气进行升温的同时，还能起到对电机12的降温作用。

电机12的控制电路板与制冷单元3距离过近时，可通过增设防导电隔离板21以将制冷单元3与电机12的控制电路板隔开，使用更安全。

本发明实施例中，空气处理装置设置有加热功能。

第一保护壳9的外侧设置有加热器14，第二开口11同时设置靠近加热器14，扇叶13扇出的风部分可通过加热器14加热进行热气供应，可用于烘干、加热，另一部分经过加热器14加热后从第二开口11进入第一保护壳9内。

设置加热器14时，设置扇叶13扇出的风先经过电机12然后再到达加热器14，减少加热器14对电机12温度的影响。

进一步地，设置有第二保护壳16，第一保护壳9位于第二保护壳16内，第二保护壳16具有与扇叶13对应的进风口17，以及与加热器14、第一开口10对应的出风口，第二保护壳16用于集中扇叶扇出的风，限定风的路线。

进一步地，第一保护壳9上靠近第一开口10的部位固定有连接管19，连接管19从第一开口10处延伸至靠近高压放电区，连接管19的侧面开有连通口20。

优选地，连通口20靠近高压放电区。

空气流出第一保护壳9前，先经过连通口20，连通口20的设计使得空气流出第一保护壳9的通道变小，从而使得空气流出第一保护壳9的气体流速加快，使电离形成的动态水离子能更快地被进行应用。

配置有控制单元15，控制单元15用于控制加热器14、制冷单元3、对电极2及电机12。具体的，控制单元15包括控制芯片U3、三端稳压器U4、电源管理芯片U2和降压芯片U1；控制芯片U3的VCC端脚与三端稳压器U4的接地端连接、以及与电源管理芯片U2的VDD端脚连接；三端稳压器U4的输入端与三端稳压器U4的接地端之间连接有电容C13，三端稳压器U4的输出端与三端稳压器U4的接地端之间连接有电容C14；制冷单元通过降压芯片U1与电源管理芯片U2连接；电机上设置有桥式整流滤波电路；发热器上设置有电压互感器。

优选地，控制单元15还包括温度传感器，温度传感器的信号端与控制芯片U3的NTC端脚连接，温度传感器用于检测加热器14的温度，控制芯片U3可通过温度传感器所检测的温度信号实时监测加热器14，在加热器14过热时可作为断路、降流、降压等安全控制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种水离子发生器，其特征在于，包括放电电极、对电极以及制冷单元，其中所述制冷单元被配置为冷却所述放电电极以使得在所述放电电极表面凝结出冷凝水，所述对电极对放电电极施加高压，使对电极与放电电极相对的区域形成高压放电区，制冷单元的热端联接有散热片，散热片延伸至放电电极的周围。

2.根据权利要求1所述的一种水离子发生器，其特征在于，散热片与放电电极之间设置有防高温挡板。

3.根据权利要求2所述的一种水离子发生器，其特征在于，挡板延伸形成围绕放电电极的保护框；

保护框具有与制冷单元的冷端对应的安装口，保护框还具有与安装口相对的发射口，放电电极在保护框内通过安装口最终与制冷单元的冷端联接；

散热片具有间隔位于保护框的周围的至少2片。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种水离子发生器，其特征在于，放电电极间隔设置有至少2根；

配置有制冷传导片，制冷传导片的一侧与制冷单元的冷端接触，制冷传导片的另一侧与全部放电电极接触。

5.一种空气处理装置，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的水离子发生器，还包括第一保护壳，放电电极、对电极以及制冷单元均固定在第一保护壳内；

第一保护壳具有与放电电极相对的第一开口，第一保护壳具有与散热片相对的第二开口；

第一保护壳上安装有电机，电机的转轴上联接有扇叶，电机工作带动扇叶，扇叶扇出的风从第二开口进入第一保护壳，依次经过散热片、放电电极后从第一开口吹出。

6.根据权利要求5所述的一种空气处理装置，其特征在于，放电电极、散热片、电机和扇叶的位置为依次排列，扇叶扇出的风在到达放电电极之前，先经过电机和散热片。

7.根据权利要求6所述的一种空气处理装置，其特征在于，第一保护壳的外侧设置有加热器，第二开口靠近加热器，

扇叶扇出的风先经过电机然后再到达加热器；

配置有控制单元，控制单元用于控制加热器、制冷单元、对电极及电机。

8.根据权利要求7所述的一种空气处理装置，其特征在于，配置有第二保护壳，第二保护壳用于限定扇叶扇出的风的路线；

第一保护壳位于第二保护壳内，第二保护壳具有与扇叶对应的进风口，以及与加热器、第一开口对应的出风口。

9.根据权利要求8所述的一种空气处理装置，其特征在于，第一保护壳上靠近第一开口的部位固定有连接管，连接管从第一开口处延伸至靠近高压放电区，连接管的侧面开有靠近高压放电区的连通口。

10.根据权利要求9所述的一种空气处理装置，其特征在于，控制单元包括控制芯片U3、三端稳压器U4、电源管理芯片U2、降压芯片U1和温度传感器；

控制器的控制芯片U3的VCC端脚与三端稳压器U4的接地端连接、以及与电源管理芯片U2的VDD端脚连接，三端稳压器U4的输入端与三端稳压器U4的接地端之间连接有电容C13，三端稳压器U4的输出端与三端稳压器U4的接地端之间连接有电容C14；

制冷单元通过降压芯片U1与电源管理芯片U2连接；

发热器上设置有电压互感器；

温度传感器的信号端与控制芯片U3的NTC端脚连接；

控制单元还包括与电机配合的桥式整流滤波电路。

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