CN114172026A - 一种机械脉冲式负离子产生方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械脉冲式负离子产生方法，包括：主控器发送净化空气指令，驱动部和高压电源部通电；驱动部驱动风扇式发射电极部转动，高压电源部向发射电极部提供负高压；发射电极部转动使发射电极部与接地电极部之间的距离不断地发生变化，以在二者之间产生高频脉冲电场；发射电极部在转动的同时将流经其的空气电离出负离子，并将负离子向其一侧不断输送；调节发射电极部的转速，以调节负离子的传输距离。通过该方法能够提高负离子的产生量和传送距离，提高空气净化效果。

Description

一种机械脉冲式负离子产生方法

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种利用负离子技术进行空气净化的机械脉冲式负离子产生方法。

背景技术

负离子空气净化装置利用负电荷使空气中的颗粒物荷电，并促使空气中的颗粒物进行团聚，体积和重量增加后沉降到地面，或荷电后的颗粒物吸附到就近的零电位（大地）上，从而去除空气中的PM2.5等颗粒物，达到空气净化的效果。

现有负离子技术将直流负高压连接到金属或碳元素制作的释放尖端，利用尖端直流高压产生高电晕，高速地放出大量的电子(e-)，而电子无法长久存在于空气中，立刻会被空气中的氧分子捕捉，从而生成空气负离子。目前市场上的负离子发生装置均为静态发射，通过简单的直流负高压施加到释放尖端上，让电子从尖端释放，产生离子风，然后散发到空气中发挥净化空气的作用。但是由于负离子在传输过程中会不断的与空气中的成分进行碰撞，导致电荷迅速衰减消失，因此负离子传输距离较近，并且由于负离子在发射尖端积聚，形成反向电势差，抑制释放尖端电子逸出，导致负离子浓度较低，影响空气净化效果。同时，负离子发生器均为直流负高压输出，无频率控制，在高频高压条件下负离子的产生量不高。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

针对背景技术中指出的问题，本发明提出一种机械脉冲式负离子产生方法，通过发射电极与接地电极之间相对机械运动的方式产生高频脉冲变化的电场，提高负离子的产生量，提高空气净化效果。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

本申请一些实施例中，提供了一种机械脉冲式负离子产生方法，包括：

主控器发送净化空气指令，驱动部和高压电源部通电；

驱动部驱动风扇式发射电极部转动，高压电源部向所述发射电极部提供负高压；

所述发射电极部转动使所述发射电极部与接地电极部之间的距离不断地发生变化，以在二者之间产生高频脉冲电场；

所述发射电极部在转动的同时将流经其的空气电离出负离子，并将负离子向其一侧不断输送；

调节所述发射电极部的转速，以调节负离子的传输距离。

本申请一些实施例中，通过调节所述高压电源部的输出电压，以调节所述发射电极部产生的负离子量和臭氧量。

本申请一些实施例中，调节所述高压电源部的输出电压至高档，所述发射电极部产生的臭氧量大于负离子量；

调节所述高压电源部的输出电压至中档，所述发射电极部产生的负离子量大于臭氧量；

调节所述高压电源部的输出电压至低档，所述发射电极部只产生负离子。

本申请一些实施例中，所述驱动部具有多档可调模式，以对所述发射电极部的转速进行多档调节。

本申请一些实施例中，所述驱动部为无极调节模式，以对所述发射电极部的转速进行任意调节。

本申请一些实施例中，所述发射电极部设置多个，所述主控器控制多个所述发射电极部按需开启。

本申请一些实施例中，每个所述发射电极部的转动朝向可调节。

本申请一些实施例中，每个所述发射电极部分别配置所述驱动部和所述高压电源部；

或者，多个所述发射电极部共用一套所述驱动部和所述高压电源部。

本申请一些实施例中，所述发射电极部包括多个扇叶式电极，每个所述电极上设有多个间隔布置的第一电极尖端；

所述接地电极部为中空筒结构，所述接地电极部环设于所述发射电极部的外周，所述接地电极部的内周壁沿其周向上间隔设有多个所述第二电极尖端；

所述第一电极尖端朝向所述第二电极尖端。

本申请一些实施例中，所述第一电极尖端设于所述电极的周向侧边上。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本申请所公开的负离子发生方法利用发射电极部和接地电极部相对转动过程中所引起的第一电极尖端和第二电极尖端之间距离的不断变化，以在发射电极部和接地电极部之间形成高频脉冲电场，此脉冲电场是由发射电极部和接地电极部之间的相对机械运动产生的，为一种机械脉冲式负离子的产生方法，脉冲电场更易激发电子从电极尖端释放，从而提高负离子的释放量，提高空气净化效果。

利用特殊设计的风扇式发射电极部，实现负离子的动态产生及定向输送，并且能够实现负离子传输距离的可调节，提高空气净化效果，同时能够满足用户的不同净化需求。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据实施例的机械脉冲式负离子产生方法流程图；

图2为根据实施例的负离子发生器的系统示意图；

图3为根据实施例的负离子发生器的工作示意图；

图4为根据实施例的负离子发生器的结构示意图；

图5为根据实施例的发射电极部的结构示意图；

图6为根据实施例的接地电极部的结构示意图；

图7为根据实施例的发射电极部与接地电极部的相对位置示意图；

图8为图7中A部第一电极部与第二电极部的相对位置结构示意图一；

图9为图7中A部第一电极部与第二电极部的相对位置结构示意图二；

图10为根据实施例的发射电极部与接地电极部之间所形成的脉冲电场示意图；

图11为根据实施例的绝缘壳体的结构示意图；

图12为根据实施例的接线端子与导电轴承的结构示意图。

附图标记：

100-发射电极部，110-电极，120-第一电极尖端，130-安装孔，140-端盖；

200-驱动部，210-电机，211-动力轴，220-导电连杆，230-绝缘轴承，240-电机供给电源，250-绝缘外壳，260-绝缘安装台，261-环状翻边，262-装配孔,263-通风孔；

300-高压电源部，310-高压包，320-高压包供给电源，330-接线端子，340-导电轴承；

400-主控器；

500-接地电极部，510-第二电极尖端，520-接地接线端子。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本实施例公开一种机械脉冲式负离子产生方法，应用于空调器、净化器、新风机等空气调节装置，该空气调节装置通过负离子实现空气净化功能。

参照图1和图2，该机械脉冲式负离子产生方法包括：

空气调节装置上的主控器400发送净化空气指令，驱动部200和高压电源部300通电；

驱动部200驱动风扇式发射电极部100转动，高压电源部300向发射电极部100提供负高压；

发射电极部100转动，使发射电极部100与接地电极部500之间的距离不断地发生变化，以在二者之间产生高频脉冲电场；

发射电极部100在转动的同时将流经其的空气电离出负离子，并将负离子向其一侧不断输送；

调节发射电极部100的转速，以调节负离子的传输距离。

本实施例中的负离子发生方法利用发射电极部100和接地电极部500相对转动过程中所引起的正负极之间距离的不断变化，以在发射电极部100和接地电极部500之间形成高频脉冲电场，此脉冲电场是由发射电极部100和接地电极部500之间的相对机械运动产生的，为一种机械脉冲式负离子的产生方法，脉冲电场更易激发电子从电极尖端释放，从而提高负离子的释放量，提高空气净化效果。

利用特殊设计的风扇式发射电极部100，实现负离子的动态产生及定向输送，并且能够实现负离子传输距离的可调节，提高空气净化效果，同时能够满足用户的不同净化需求。

负离子由负离子发生器产生，本实施例对负离子发生器在空气调节装置上的安装位置及结构不做限制。参照图2和图4，负离子发生器包括发射电极部100、接地电极部500、驱动部200以及高压电源部300。

参照图7，接地电极部500环设于发射电极部100的外周。

参照图5，发射电极部100上设有多个间隔布置的第一电极尖端120。

参照图6，接地电极部500上设有第二电极尖端510，接地电极部500通过接地接线端子520接地。

高压电源部300用于向发射电极部100提供负高压，驱动部200用于使发射电极部100和接地电极部500之间产生相对转动。

发射电极部100和接地电极部500相对转动时，第一电极尖端120和第二电极尖端510之间的距离不断地发生变化，以在发射电极部100和接地电极部200之间形成高频脉冲电场，脉冲电场更易激发电子从电极尖端释放，从而提高负离子的释放量，提高空气净化效果。

第一电极尖端120和第二电极尖端510之间的距离变化具体如下：

参照图8，当发射电极部100和接地电极部500相对转动，至第一电极尖端120的端部和第二电极尖端510的端部正对时，电极距离为d1，此时正负极之间的距离最小，发射电极部100和接地电极部500之间的电场强度E1最高。

参照图9，发射电极部100和接地电极部500继续相对转动一定角度，至第二电极尖端510的端部与相邻两个第一电极尖端120之间的波谷正对时，电极距离为d2，此时正负极之间的距离最大，发射电极部100和接地电极部500之间的电场强度E2最低。

随着发射电极部100和接地电极部500之间的不断地相对转动，二者之间的电场强度在E1和E2之间来回脉冲跳动，产生脉冲电场，此脉冲电场是由发射电极部100和接地电极部500之间的相对机械运动产生的。

对于第一电极尖端120和第二电极尖端510的具体结构，本申请一些实施例中，第一电极尖端120和第二电极尖端510均为锯齿结构，更易激发负离子。

发射电极部上的第一电极尖端120可以设计为多种尺寸，第一电极尖端120锯齿结构的高度和数量均可变化，在固定转速条件下，就会形成多种脉冲高度和脉冲宽度，在性能提升方面产生更多的优化空间。图10所示为一种形式的脉冲波形，仅作为示例。

对于发射电极部100的具体结构，本申请一些实施例中，参照图5和图7，发射电极部100为风扇结构，其具有多个扇叶式电极110，也即电极110本身设计为扇叶形状，电极110本身构成风扇结构的扇叶，每个电极110上设有多个第一电极尖端120。

对应的，参照图6和图7，接地电极部500为中空筒结构，发射电极部100位于接地电极部500的内部所围空间内，接地电极部500的内周壁沿其周向上间隔设有多个第二电极尖端510，第一电极尖端120朝向第二电极尖端510。

第二电极尖端510的数量按需设置，可以在2-16个区间内根据性能要求进行设计选取。

如此布置的发射电极部100和接地电极部500，随着二者之间的相对转动，可有效、可靠地引起第一电极尖端120和第二电极尖端510之间的距离变化，保证脉冲电场的形成可靠性。

进一步的，电极110的周向侧边上设有多个第一电极尖端120，便于电极的加工制作。

进一步的，电极110由金属导电材料制成，如钨钢、不锈钢、铜、铝合金、银合金、镍合金等金属材料。

进一步的，电极110的数量根据需要设置，可以为4片，也可以为2-6片不等。

对于发射电极部100与接地电极部500之间的相对转动，本申请一些实施例中，驱动部200驱动发射电极部100转动，而接地电极部500不动。

参照图3，驱动部200驱动发射电极部100转动，发射电极部100周围的空气开始由风扇结构的一侧向另一侧流动，图3中为由左向右流动，开始时，左侧的空气不带电荷，当空气流经风扇式发射电极部100时，由于发射电极部100连接了负高压电源，每个扇叶式电极110上的电极尖端处曲率半径较小，造成周围电场强度较高，电子从电极尖端逸出，并与左方过来的空气发生碰撞，生成负离子，又由于扇叶式电极110在高速运转，带动空气迅速向右流动，产生的负离子被迅速传输到右侧距离较远处，左侧未荷电的空气不断补充，从而形成有机循环，不断释放负离子。

本实施例中的发射电极部100为一种动态式发射电极，其将产生负离子的发射电极和提供动力的风机系统合二为一，将产生负离子的发射电极部100直接设计为风扇结构，在构成风扇结构的扇叶式电极110上设置电极尖端，电极与负高压电源连接，以电晕放电的形式向空气中释放大量负离子，随着风扇式发射电极部100的高速运转所产生的风力，负离子不会在发射电极部周围积积聚，而是被定向地传送到更远的地方，不会像现有技术中静态发射电极那样产生反向电势差，也不会抑制电子从发射尖端逸出，进而提高负离子产生量，提高空气净化效果。

另一方面，由于发射电极部100高速运转，产生强大的离心力，并且发射尖端120与空气之间发生强烈摩擦碰触，降低了电子从电极尖端逸出的逸出功，使电子更容易从电极尖端释放，提高负离子释放量，从而提高负离子浓度，提高空气净化效果。

对于驱动部的具体结构，本申请一些实施例中，参照图4，驱动部200包括电机210，电机的动力轴211连接力传递部，力传递部与发射电极部100连接。

通过力传递部将电机210的动力传递至发射电极部100，驱动发射电极部100转动。

本申请一些实施例中，根据房间大小和使用需求，通过驱动部200调节发射电极部100的转速，以调节负离子的传输距离。

驱动部200可以具有多档可调模式，以对发射电极部100的转速进行多档调节。比如驱动部200可以提供高、中、低三档转速，使发射电极部100以不同的转速运动，从而将负离子传输至远、中、近三个不同的距离。

在另一些实施例中，驱动部200可以为无极调节模式，以对发射电极部100的转速进行任意调节。

进一步的，高压电源部300通过力传递部将负高压传输至发射电极部100，具体为力传递部具有部分为导电部，导电部将高压电源部300的负高压输送至发射电极部100。

也即，力传递部在传递动力的同时，还起到了传输负高压的作用。

进一步的，导电部为导电连杆220，导电连杆220由金属导电材料制成，力传递部还包括绝缘轴承230，导电连杆220的一端通过端盖140与发射电极部上的中心安装孔130固定连接，另一端与绝缘轴承230连接，绝缘轴承230与电机的动力轴211连接。

由于电机的动力轴211为金属材质，绝缘轴承230能够避免导电连杆220上的负高压对电机210造成损坏。

高压电极部300通过导电连杆220将负高压传输至发射电极部100。

通过该力传递部的设置，最终实现发射电极部100能够一边转动，一边释放负离子，并将负离子吹送至更远的地方。

进一步的，电机210和绝缘轴承230设于绝缘外壳250内，绝缘外壳250为中空筒状结构，绝缘外壳250的一端设有供导电连杆220穿出的穿孔，另一端供电源线穿入以为电机210供电。

进一步的，穿孔处设有导电轴承340，导电连杆220穿设于导电轴承340内，高压电源部300通过接线端子330与导电轴承340连接，具体为接线端子330锡焊到导电轴承340的外侧，参照图12。

高压电源部300产生的负高压经接线端子330、导电轴承340及导电连杆220传输至电极110上，最终由发射尖端120发生电晕放电，产生负离子。

对于接地电极部500的固定安装结构，本申请一些实施例中，参照图4和图11，绝缘外壳250在设有穿孔的一侧设有绝缘安装台260，导电连杆220从绝缘外壳250的内部经穿孔穿出至绝缘安装台260的一侧，发射电极部100位于绝缘安装台260的一侧，绝缘安装台260上设有通风孔263，发射电极部100转动，结合图3，一侧的空气经通风空263向发射电极部100的另一侧流动。

接地电极部500固定设于绝缘安装台260，具体为，绝缘安装台260上设有环状翻边261，环状翻边261与安装孔130同圆心，接地电极部500固定于环状翻边261上，保证接地电极部500与发射电极部100同心装配。

绝缘安装台260上设有装配孔262，通过装配孔262将该负离子发生器固定安装至空气调节装置上。

对于高压电源部300的具体设置，本申请一些实施例中，参照图2，高压电源部300包括高压包310和高压包供给电源320，高压包310供给电源可以为工频市电，也可以为低压直流供电，电源供给到高压包310后，高压包310将其转化成3-10KV的负高压，高压包310的输出端连接接线端子330。

电机210的动力由电机供给电源240提供，本申请一些实施例中，驱动部200和高压电源部300均与空气调节装置的主控器400通信。

主控器400收到空气净化指令后，主控器400开始分别给电机供给电源240和高压包供给电源320供电，进而实现发射电极部100的转动，同时动态地释放负离子。

主控器400收到停止空气净化指令后，主控器400主动将电机供给电源240和高压包供给电源320断开，停止供电，动态负离子运行停止。

本申请一些实施例中，通过调节高压电源部300的输出电压，以调节发射电极部100产生的负离子量和臭氧量。

当房间内无人时，调节高压电源部300的输出电压至高档，此时发射电极部100产生的臭氧量大于负离子量，提高房间内微生物净化的效果。

当房间内有人，又要兼顾杀菌消毒的功能时，调节高压电源部300的输出电压至中档，此时发射电极部100产生的负离子量大于臭氧量，负离子起到主要空气净化作用，臭氧量在安全范围内，协助空气净化。

当用于以养生为主，促进血液循环时，调节高压电源部300的输出电压至低档，此时电压强度不足以产生臭氧，发射电极部100只产生负离子。

本申请一些实施例中，同一个空气调节装置可以设置多个发射电极部100，主控器400控制多个发射电极部100按需开启。

比如，若房间内污染较严重、或需要对房间进行快速净化，则主控器400可控制多个发射电极部100同时开启，提高净化效率；

若房间内污染不是很严重，则主控器400可以控制其中的一个或几个发射电极部100开启，在保证净化效果的同时，有助于降低能耗。

进一步的，每个发射电极部100的转动朝向可调节，以便根据需要向房间内的不同区域定向地输送负离子，提高负离子的有效利用。

进一步的，每个发射电极部100可以分别配置驱动部200和高压电源部300，每个发射电极部100相互独立，根据需求分别控制每个发射电极部100的转速及负高压。

或者，多个发射电极部100共用一套驱动部200和高压电源部300，简化结构和控制逻辑，降低成本。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机械脉冲式负离子产生方法，其特征在于，包括：

主控器发送净化空气指令，驱动部和高压电源部通电；

驱动部驱动风扇式发射电极部转动，高压电源部向所述发射电极部提供负高压；

所述发射电极部转动使所述发射电极部与接地电极部之间的距离不断地发生变化，以在二者之间产生高频脉冲电场；

所述发射电极部在转动的同时将流经其的空气电离出负离子，并将负离子向其一侧不断输送；

调节所述发射电极部的转速，以调节负离子的传输距离。

2.根据权利要求1所述的机械脉冲式负离子产生方法，其特征在于，

通过调节所述高压电源部的输出电压，以调节所述发射电极部产生的负离子量和臭氧量。

3.根据权利要求2所述的机械脉冲式负离子产生方法，其特征在于，

调节所述高压电源部的输出电压至高档，所述发射电极部产生的臭氧量大于负离子量；

调节所述高压电源部的输出电压至中档，所述发射电极部产生的负离子量大于臭氧量；

调节所述高压电源部的输出电压至低档，所述发射电极部只产生负离子。

4.根据权利要求1所述的机械脉冲式负离子产生方法，其特征在于，

所述驱动部具有多档可调模式，以对所述发射电极部的转速进行多档调节。

5.根据权利要求1所述的机械脉冲式负离子产生方法，其特征在于，

所述驱动部为无极调节模式，以对所述发射电极部的转速进行任意调节。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的负离子动态产生方法，其特征在于，

所述发射电极部设置多个，所述主控器控制多个所述发射电极部按需开启。

7.根据权利要求6所述的负离子动态产生方法，其特征在于，

每个所述发射电极部的转动朝向可调节。

8.根据权利要求6所述的负离子动态产生方法，其特征在于，

每个所述发射电极部分别配置所述驱动部和所述高压电源部；

或者，多个所述发射电极部共用一套所述驱动部和所述高压电源部。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的机械脉冲式负离子产生方法，其特征在于，

所述发射电极部包括多个扇叶式电极，每个所述电极上设有多个间隔布置的第一电极尖端；

所述接地电极部为中空筒结构，所述接地电极部环设于所述发射电极部的外周，所述接地电极部的内周壁沿其周向上间隔设有多个所述第二电极尖端；

所述第一电极尖端朝向所述第二电极尖端。

10.根据权利要求9所述的机械脉冲式负离子产生方法，其特征在于，

所述第一电极尖端设于所述电极的周向侧边上。

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