CN114258324A - 空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于从空气流中分离颗粒物的空气净化装置。该空气净化装置包括发射电极和过滤介质，过滤介质能吸收至少一部分空气中的颗粒物。过滤介质中含有导电材料。此外，发射电极和包含导电材料的过滤介质被布置成产生电离场，用于使空气流中的颗粒物被加载上电荷。

Description

空气净化装置

技术领域

本发明涉及空气净化领域。更具体地，本发明涉及一种用于从空气流中分离颗粒物的空气净化装置。

背景技术

在许多不同的应用场景中，如不同类型的车辆或建筑物内，空气净化装置被用来确保车辆座舱或建筑物内部或其他封闭空间内所需的空气质量。

电离过滤系统因为可以有效清洁空气中的颗粒物而被广泛使用。电离过滤系统包括离子发生器(或电离单元)，其作用是产生用于给空气中的颗粒物加载电荷的电离场，经电荷加载的颗粒物能够更容易地被布置在空气流动路径下游的过滤介质所捕获。

离子可以通过多种方式产生，但一种典型的应用包括发射电极和集电极，例如一个被可接地的圆环形集电极环绕的尖端发射电极，当在发射电极和集电极间施加高电压时，就会在围绕发射电极的周围空间中产生离子，即发生尖端放电。产生离子的空间称为电离场，并且发射电极和集电极优选地布置成使得空气流能流经该电离场。当空气流动并经过电离场时，其中的颗粒物中至少有一部分会被加载上电荷。然后经电荷加载的颗粒物能够更容易地被布置在空气流动路径下游的过滤介质所捕获。

在车辆或建筑物内布置电离过滤系统时，有多个参数需要考虑，例如需要足够大的电离场，即通过电离场能使空气中的颗粒物带上电荷的空间，不同系统和部件的空间大小可能受到限制或在形状上有其它约束，来自电离过滤系统的电磁辐射可能会影响其它部件，以及增加另外的装置的可能性会受到一定限制，在空气流中增加另外的装置会影响空气的流动，等等。因此，需要对影响电离过滤系统的不同限制参数进行优化调整。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种空气净化装置，其寻求单独或任意组合地减轻或消除本领域中的一个或多个上述缺陷和缺点。

该目的通过独立权利要求的空气净化装置来实现。

一方面，提供了一种用于从空气流中分离空气中的颗粒物的空气净化装置。该空气净化装置包括电离单元，该电离单元包括发射电极和过滤介质，该过滤介质能吸收至少一部分空气中的颗粒物。过滤介质中含有导电材料。此外，发射电极和包含导电材料的过滤介质被布置成产生用于使空气流中的颗粒物被加载电荷的电离场。

包括电离单元和过滤介质的现有技术空气净化装置，电离单元和过滤介质间通常会相距一定的距离。但电离单元和过滤介质彼此相邻布置时，仍然可以产生足够大的电离场，并使通过其中的空气中的颗粒物被加载上电荷。相对于不带任何电离单元的空气净化装置，可在一定程度上增强空气净化装置的过滤效果。发明人还认识到，通过提供包含导电材料的过滤介质，可以把电离单元的集电极与过滤介质集成在一起。

通过提供这种包含导电材料的过滤介质并将过滤介质作为集电极使用，此空气过滤装置可以实现与没有电离单元的过滤装置中使用的独立过滤介质相同的外形尺寸，但是与单独的过滤介质相比，此空气净化装置能更加有效地去除空气中的颗粒物。此外，将在整个过滤介质表面上实现更均匀分布的电离场。

根据本公开的一个方面，包含导电材料的过滤介质被布置成通过所述导电材料充当一个或多个集电极。

术语“电离单元”和“离子发生器”在本文中用于表示发射电极和集电极(或发送电极和接收电极)的组合。

过滤介质吸收空气中至少一部分被加载了电荷的颗粒物意味着至少一部分被加载了电荷的颗粒物被捕获并留存在过滤介质中，使得它们不会通过过滤介质并出现在下游的空气流中。

如前所述，术语“过滤介质”表示由天然或合成材料制成的具有可渗透气体的多孔结构的用于过滤的制成品，并且即使过滤介质和/或空气中的颗粒物不带电，也会捕获空气中至少一部分的颗粒物。

气流是指在使用时穿过空气过滤装置的空气流。气流可以由风扇或其他这样的空气置换装置驱动而主动产生，也可以由包括这种装置的车辆在运行过程中被驱动而被动产生。同时，气流还可以由车辆的空调系统驱动而产生。

有许多方法可以实现在过滤介质中添加导电材料。然而，添加了导电材料的过滤介质应当优选地使得由导电材料引起的附加气流压降应当尽量低。

在实施例中，导电材料可以与过滤介质形成不可分割的一个整体，例如活性碳过滤层等。导电材料也可以作为导电颗粒介质添加，例如通过喷涂或其它方式在过滤介质内的表面上提供导电颗粒。另一个替代方案是在过滤介质的表面上或过滤介质层之间添加网状导电材料，例如金属网。

如上所述，包含导电材料的过滤介质被连接到电路的地或不同于发射电极电位的另一电位。

根据本公开的过滤介质可以包含多层，包括可以吸附通过的颗粒污染物的吸附层。

而且还可以包含导电层，即导电材料层。导电材料层，比如活性炭层，被配置为连接到地或与发射电极电位不同的其它电位，以便与离子发生器的发射电极一起建立所需的电离场，从而使气流中存在的悬浮颗粒物被加载上电荷。活性炭导电层可以进一步设计为用于保护人，例如车辆的驾驶员和乘客，使他们远离有害和令人不快的气体。

这些层中还可以包括抗过敏原层，以防止空气中漂浮的过敏原的危害。

通过将包含导电材料的过滤介质连接到地或与发射电极电位不同的另一电位，空气净化装置产生的电离场中被加载了电荷的空气颗粒将更有可能被过滤介质所捕获。此外，一旦带电粒子被过滤介质所捕获，带电粒子上的电荷将被中和。因此，避免了过滤介质被带电粒子极化并因此不吸引甚至排斥带电粒子的风险。

如上所述，发射电极和包含导电材料的过滤介质的间距是10-100毫米。更优选地，发射电极和包含导电材料的过滤介质的间距在12-30毫米之内。

该优选距离是指包含导电材料的过滤介质与发射电极间的最短距离。

在实施例中，发射电极和包含导电材料的过滤介质的布置使得当空气净化装置在使用时，所形成的电离场分布在过滤介质的上游进风方向上。这使得空气流中的颗粒物能够首先通过这个位于过滤介质上游的电离场并被加载上电荷，然后再通过过滤介质，这样其中至少有一部分带电的颗粒物能够被过滤介质所捕获。因此，发射电极可以靠近包含导电材料的过滤介质布置，这样电离单元和过滤介质的组合可以做到从电离单元的顶部到过滤介质的底部的总距离尽可能小，同时保持过滤介质从顶部到底部的尽可能大的距离，即过滤介质的厚度尽可能厚。

在实施例中，发射电极包括一个或多个电晕放电点，其中所述电晕放电点中至少有一个放电点的方向是背离过滤介质的，即指向上游的进风方向。

通过将一个或多个电晕放电点中的至少一部分的方向指向上游的进风方向，空气净化装置在使用时会在过滤介质的上游进风方向上产生电离场。这可以使空气流中的颗粒物可以首先穿过过滤介质上游的电离场并被加载上电荷，然后再穿过过滤介质，使其中至少有一部分带电的颗粒物被过滤介质所捕获。

向发射电极施加的高电压可以是正的也可以是负的。施加到发射电极的电压可以在-10到10kV DC之间，更优选地在-7到7kV DC之间。

指向过滤介质上游进风方向的电晕放电点不仅包括垂直于过滤介质的电晕放电点，还包括具有较小角度，例如45°等的替代布置，这些布置也可以在过滤介质上游的进风方向上产生电离场，即当空气净化装置在使用时空气流会首先经过位于过滤介质上游的电离场。

在实施例中，发射电极包括多个电晕放电点。通过提供多个电晕放电点，当空气净化装置在使用时，可以在向多个电晕放电点施加较低电压的情况下，达到与仅有一个电晕放电点但施加较高电压的空气净化装置产生相类似的足以使空气中的颗粒物带电的电离场。多个电晕放电点可以是多个尖端、碳刷等可以产生足够大的电场强度以产生电晕放电的点。

多个电晕放电点可以布置在单个发射电极上，在这种情况下它们彼此电连接。但是，多个电晕放电点也可以彼此电分离，但它们一起工作以在使用中产生电离场。例如，有可能存在一对发射电极，它们在电学上彼此分开，但每个发射电极包括多个电晕放电点。在这样的实施例中，分开的发射电极上的电晕放电点可以指向相同的方向或基本相反的方向。

类似地，包含导电材料的过滤介质可以形成用于电晕放电的单个接地集电极，但也可以被分成多个集电极。

在实施例中，包含导电材料的过滤介质被布置成使得所述发射电极的多个电晕放电点与包含导电材料的过滤介质的各个部分的距离基本相同。这使得在使用空气净化装置时能够产生基本均匀的电离场，从而使得空气中的颗粒物能够在电离场中被均匀地加载电荷。

在进一步的实施例中，发射电极是细长结构并且所述多个电晕放电点沿发射电极的长度分布，集电极也为细长结构，发射电极和集电极基本平行排列。这使得在使用空气净化装置时能够产生基本均匀的电离场，从而使得空气中的颗粒物能够在电离场中被均匀地加载电荷。

在实施例中，发射电极是扁平且细长的结构，其布置成使得它在基本平行于空气流的平面中被扁平化。当空气净化装置在使用时，发射电极在与空气流基本平行的平面中变平，能够减少发射电极对空气流的影响。发射电极可以包括一个或多个电晕放电点，并且一个或多个电晕放电点的至少一个子集可以布置在发射电极的边缘上，使得多个电晕放电点的至少一个子集是指向过滤介质上游进风方向的。

在实施例中，空气净化装置包括两个或多个包括发射电极的电离单元。

在实施例中，电离单元还包括发射电极支架，用于安装固定发射电极，并保证发射电极与包含导电材料的过滤介质之间的电隔离。

在进一步的实施例中，电离单元与过滤介质间柔性连接，以便当电离单元连接到过滤介质时，允许过滤介质变形。

根据本公开的一个方面，空气净化装置被配置为通过向发射电极和包含导电材料的过滤介质供电来进行操作，以便于产生用于对空气流中的悬浮颗粒物进行静电加载的电离场。

如上所述，空气净化装置还包括电源、将电源连接到发射电极的第一连接器、以及将电源连接到包含导电材料的过滤介质的第二连接器。

在实施例中，将电源连接到包含导电材料的过滤介质的第二连接器可以是用于将包含电源的外壳紧固到其中布置有包含导电材料的过滤介质的盒子或框架的壁上的紧固件。当空气净化装置在使用时，紧固件可以电连接到地或连接到与提供给发射电极的电位不同的其它电位。当空气净化装置在使用时，紧固件还可以电连接到过滤介质的导电材料。

根据本公开的一个方面，将电源连接到包含导电材料的过滤介质的第二连接器可以包括紧固件构件，该紧固件构件被配置为提供与盒子或框架的导电壁部分的连接，其中所述导电壁部分被配置为与过滤介质的导电材料接触，从而在使用空气净化装置时将包含导电材料的过滤介质连接到电接地或与提供给发射电极的电位不同的其它电位。接地紧固件构件可以具有用于容易地连接到所述导电壁部分的夹具构造，从而有助于通过连接到过滤介质的导电层的所述导电壁部分将包含导电材料的过滤介质连接到电接地。当空气净化装置在使用中时，具有夹具构造的紧固件可以连接到电源的外壳壁上进而与包含导电材料的过滤介质电连接。

根据本公开的一个方面，将电源连接到包含导电材料的过滤介质的第二连接器可以包括针状构件，该针状构件被配置为提供与过滤介质的导电材料的连接，从而使包含导电材料的过滤介质接地。接地的针状构件因此可以构造成将包含导电材料的过滤介质连接到电接地。

在实施例中，框架或盒子是在矩形或正方形的形状上切掉一个角，形成三角形的外壳52，这样和同样切了边的过滤介质组合后的形状还是一个完整的矩形或正方形的形状。

附图说明

从以下示例性实施例的更具体描述中，上述内容将变得更加清晰明了，在不同的附图中，相同的数字代号代表相同的部件。附图不一定按实际比例，而是重点放在说明示例的实施例上。

图1a-c是本公开的空气净化装置的实施例的简化截面图。

图2是可用于本公开的空气净化装置的实施例中的第一类型发射电极的透视图。

图3是可用于本公开的空气净化装置的实施例中的第二类型发射电极的透视图。

图4a-d是根据本公开的空气净化装置的示例配置和细节。

图5是根据本公开的空气净化装置的示例配置。

图6是根据本公开的第一方面的用于空气净化装置的电气接地装置160的简化截面图。

图7是根据本公开的第二方面的空气净化装置的电气接地装置的简化截面图。

具体实施方式

下文将参考附图更全面地描述本公开的各个方面。然而，这里公开的设备可以以许多不同的形式实现并且不应被解释为仅限于这里阐述的方面。

图中相同的数字代号始终指代相同的元件。

本文使用的术语是为了描述本公开的特定方面，而不旨于限制本发明。如本文所用的单数形式“一个”和“这个”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。

图1a-c是本公开的空气净化装置的实施例的简化截面图。

图1a是本公开的空气净化装置10的实施例的简化截面图。空气净化装置10包括电离单元12，该电离单元12包括发射电极14和发射电极支架16。本实施例的发射电极14上布置有一个或多个电晕放电点20，该电晕放电点与发射电极电连接。空气净化装置10还包括包含导电材料的过滤介质22。发射电极14和包含导电材料的过滤介质22被布置用于当空气净化装置10在使用时使空气流18中存在的颗粒物被加载上电荷。这是通过在一个或多个电晕放电点20上施加正电压或负电压以产生电晕放电来实现的。施加到发射电极14的电压可以在-10到10kV DC之间，更优选地在-7到7kV DC之间。包含导电材料的过滤介质22可以例如连接到地或相对于发射电极14的电位不同的其它电位。包含导电材料的过滤介质22进一步布置成可以捕捉空气流18中至少一部分的带电颗粒物。包括发射电极14的电离单元12和包含导电材料的过滤介质22彼此相邻布置，其中发射电极支架16将发射电极14与包含导电材料的过滤介质22隔离。它们进一步优选地布置成使得发射电极14和包含导电材料的过滤介质22相距10-100毫米，更优选地以12-30毫米的距离排列。该距离是从发射电极14的最靠近包含导电材料的过滤介质22的一部分开始测量的。该距离使得在发射电极14和包含导电材料的过滤介质22之间产生电弧的风险被最小化。过滤介质22在空气流18中被布置在电离单元之后。

有多种方式可以获得包含导电材料的过滤介质22。然而，包含导电材料的过滤介质应当优选地使得由导电材料引起的附加气流压降应当尽量低。

导电材料可以与过滤介质形成不可分割的一个整体，例如活性碳过滤层等。导电材料也可以作为导电颗粒介质添加，例如通过喷涂或其它方式在过滤介质内的表面上提供导电颗粒。另一个替代方案是在过滤介质的表面上或过滤介质层之间添加网状导电材料，例如金属网。

在空气净化装置10中，包括发射电极14的电离单元12和包含导电材料的过滤介质22优选地布置成可以减小从电离单元12的顶部到过滤介质的最底部的总距离。然而，电离单元12的至少一部分可以布置在过滤介质22的凹陷中。例如，电离单元12的至少一部分可以布置在包含导电材料的过滤介质22中的凹陷中，以降低其总的有效高度。

一个或多个电晕放电点20应指向过滤介质22的上游进风方向，以便净化装置在使用时可以在空气所流经的过滤介质22的上游方向上产生电离场。指向过滤介质22上游进风方向的电晕放电点20不仅包括垂直于过滤介质22的电晕放电点，还可以包括具有较小角度，例如45°等的替代布置，这些布置也可以在过滤介质22上游的进风方向上产生电离场，即当空气净化装置在使用时空气流会首先经过位于过滤介质上游的电离场。

一个或多个电晕放电点20可以是如图1a所示的多个尖端，也可以是碳刷或其它能产生足够大的电场强度并产生电晕放电的装置。

图1b是图1a中的空气净化装置10的实施例的简化截面图，示意性地给出了根据本公开的一个方面的电离体积V。

在图1b中，示意性地给出了根据本公开的一个方面的电源P。空气净化装置10因此包括电源P。

电源包括或可操作地将电源连接到发射电极14的第一连接器C1和将电源连接到包含导电材料的过滤介质22的第二连接器C2。

发射电极14和包含导电材料的过滤介质22被布置用于在空气净化装置10运行时对存在于空气流18中的颗粒物进行静电加载。发射电极14和包含导电材料的过滤介质22布置成产生所述电离体积V，用于对存在于空气流18中的颗粒物加载电荷。

这是通过将正电压或负电压施加到发射电极14而在一个或多个电晕放电点20上产生电晕放电来完成的。施加到发射电极14的电压可以在-10和10kV DC之间，更好地在-7到7kV DC之间，如图1b所示。在图1b中，施加到发射电极的电压为-7kV。电压在此通过第一连接器C1施加到发射电极14。包含导电材料的过滤介质22根据图1b所示的示例连接到电气接地G。

图1a和1b示意性地给出了根据本公开的空气净化装置10，其具有单发射器构造。根据本公开的一个方面，单发射器配置可以是指空气净化装置设置有单个电离单元12。根据本公开的一个方面，单发射器配置可以是指空气净化装置设置有单个发射电极14。因此，如图1b所示，产生了用于对存在于空气流18中的颗粒物进行静电加载的单个电离体积V。

图1c示意性地给出了根据本公开的具有双发射器配置的空气净化装置110。根据本公开的一个方面，双发射器配置可以是指空气净化装置设置有双电离单元12。根据本公开的一个方面，双发射器配置可以是指空气净化装置设置有双发射电极14。据此，如图1c所示，产生了用于对存在于空气流18中的颗粒物进行静电加载的双电离体积V1和V2。

如图1c所示的根据本公开的空气净化装置110包括双电离单元12，即第一电离单元12和第二电离单元12。相应的电离单元12包括发射电极14和发射电极支架16。因此，第一电离单元包括第一发射电极和第一发射电极支架，并且第二电离单元包括第二发射电极和第二发射电极支架。本实施例的第一发射电极14和第二发射电极14上设置有一个或多个电晕放电点20与发射电极电接触。空气净化装置110还包括过滤介质22，该过滤介质22包含导电材料。

这里，第一发射电极14和包含导电材料的过滤介质22被布置成产生第一电离体积V1，用于对存在于空气流18中的颗粒物进行静电加载，并且第二发射电极14和包含导电材料的过滤介质22被布置成产生第二电离体积V2，用于对存在于空气流18中的颗粒物进行静电加载。

通过提供具有第一和第二发射电极14的双发射器配置，由此产生双电离体积来促进产生更多离子，从而促进存在于空气流中的更多颗粒物被加载上电荷。具有包含导电材料的过滤介质22的布置有利于这种双发射器的配置。

根据本公开的空气净化装置可以包括任何合适数量的电离单元。

图2是第一种类型的发射电极14的透视图，其可用于本公开的空气净化装置的实施例，例如图1a-b中公开的空气净化装置10和图1c中公开的空气净化装置110。发射电极14包括多个电晕放电点20。多个电晕放电点在空气净化装置中沿相同方向排列并且指向过滤介质上游的进风方向。然而，设想在实施例中，多个电晕放电点20中的至少一个或多个可以指向另一个方向。

多个电晕放电点20可以是如图2所示的多个尖端。也可以是碳刷或其它能产生足够大的电场强度并产生电晕放电的装置。

作为图2中公开的发射电极14和电晕放电点20都垂直的替代方案，发射电极14可以是水平的并且电晕放电点20可以从水平金属片的边缘向上弯曲一个角度，例如45～70°。

图3是第二种类型的发射电极34的透视图，它可以用于本公开的空气净化装置的实施例，例如图1中公开的空气净化装置10。发射电极34为圆柱形并且可以使用例如铜线来制作。

图4a是根据本公开的空气净化装置40的示例配置。空气净化装置40的电离单元42包括发射电极44和发射电极支架46以及包含导电材料的过滤介质22。发射电极支架46用于固定发射电极44并且将发射电极44与包含导电材料的过滤介质22隔离。发射电极支架46由非导电材料制成，例如非导电塑料。发射电极44上布置有多个电晕放电点，并与发射电极44电连接。包含导电材料的过滤介质22布置在框架或盒子50中。空气净化装置40还包括外壳52，外壳52中包含用于操作空气净化装置40的电源(图中未示出)和其它电子器件(图中未示出)。发射电极44和包含导电材料的过滤介质22用于在使用空气净化装置40时给空气流中的颗粒物加载电荷。这是通过向发射电极44施加正电压或负电压以在发射电极44的多个电晕放电点上产生电晕放电来实现的。电压由外壳52中的电源(图中未示出)通过电连接器，例如图4a所示的电源线54来提供。施加到发射电极44的电压可以在-10到10kV DC之间，更优选地在-7到7kV DC之间。

包含导电材料的过滤介质22可以电连接到例如地或相对于发射电极44的相反电位，使得在发射电极44和包含导电材料的过滤介质22之间产生电势差。包含导电材料的过滤介质22被进一步布置成能够在空气流中捕获至少一部分带电的颗粒物。包括发射电极44的电离单元42和包含导电材料的过滤介质22彼此相邻布置，其中发射电极支架46将发射电极44与包含导电材料的过滤介质22隔离。它们进一步优选地布置成使得发射电极44和包含导电材料的过滤介质22相距在10～100毫米内的距离，并且更优选地布置在12～30毫米内的距离内。该距离是从发射电极44的最靠近包含导电材料的过滤介质22的一部分开始测量的。该距离使得在发射电极44和包含导电材料的过滤介质22之间产生电弧的风险被最小化。

空气净化装置40可被设计成使得框架或盒子50具有与通常放置在车辆的滤网仓中的标准过滤介质相同的尺寸和形状。因此，空气净化装置40可以替换标准滤网仓中的标准过滤介质而无需对滤网仓进行任何改造。在使用中，气流会从发射电极44上方经过并且朝向过滤介质22，即首先穿过由发射电极44和包含导电材料的过滤介质22所产生的电离场，然后穿过过滤介质22。通过调整发射电极44、电晕放电点20和包含导电材料的过滤介质22，其产生的电离场可以位于滤网仓的上游并且融合为通风系统的一部分。通过这种设计，可以延长空气流中的颗粒物在电离场中行进的时间和距离，以增加被加载上电荷的颗粒物的比例，从而增加被过滤介质捕获并从空气流中去除的颗粒物的数量，这样在配置了此空气净化装置的车辆上，过滤介质的下游空间内就不再含有这些颗粒物。

在使用中，空气净化装置40被布置成使得包括发射电极44的电离单元42，与包含导电材料的过滤介质22彼此相邻。更具体地，发射电极44和过滤介质22被布置成尽量减小从电离单元42的最顶部到过滤介质22的最底部的总高度。

尽管图4a示出了包括一个电离单元42的空气净化装置40，该电离单元42包括一个发射电极44，但是应当理解，空气净化装置40可以设置有两个或更多包括发射电极44的电离单元42。电离单元42的数量以及它们的排布取决于要形成的电离场的大小，并且在某些情况下还需要在实现足够大的电离场和使通过空气净化装置40的气流的压降尽量小之间进行权衡。

图4b是图4a的空气净化装置40的第一个细节，展示了包含导电材料的过滤介质22的一部分以及包括发射电极44和发射电极支架46的电离单元42的一部分。在发射电极44上排布有电晕放电点20，并背向包含导电材料的过滤介质22。在每个电晕放电点20之间，布置了发射电极支架46上的突起56。突起56由非导电材料制成，例如非导电塑料。这种突起56对操作空气净化装置40的人起到保护作用，例如在安装它时，避免操作人员触碰到电晕放电点20，它们非常锋利因此可能刺伤操作人员，同时尖端本身也可能被碰弯曲或变得不那么锋利而影响产品性能。

电离单元42还包括附属连接件58。附属连接件58与包含导电材料的过滤介质22相连接。附属连接件58优选地安装在发射电极支架46上并可以移动，这样当过滤介质22在一定程度上变形，例如沿着滤材的褶皱弯曲变形时，附属连接件58相对于发射电极支架46可以随变形适当移动以保证发射电极支架46仍能与过滤介质22可靠连接。附属连接件58优选地布置成使得它们允许在滤材上自由定位而不用太过关心它们与过滤介质22上的褶皱的相对位置，这样它们就可以轻松安全地安装在过滤介质上。附属连接件58应当进一步布置成确保电离单元42的定位基本上垂直于过滤介质上的褶皱。这样可以优选地保证较低的气流压降和较高的过滤面积的利用率。如图4b所示，附属连接件58可以安装在发射电极支架46的杆60上以实现滑动。如果附属连接件58装夹在了过滤介质22的某一个褶皱上，当过滤介质22由于沿某褶皱弯曲而产生变形时，附属连接件58可以沿杆60滑动以适应此褶皱的变形。此外，由于附属连接件58可以沿杆60滑动，因此可以实现将每个附属连接件58与过滤介质22上的某一个褶皱位置相对齐，这样附属连接件58可以容易且牢固地装夹在过滤介质22上。为了使附属连接件58的位置能够进行这种调整，杆60的长度应该大于过滤介质22的两个褶皱之间的距离。

发射电极44可以例如由平行于过滤介质22的金属片组成，电晕放电点20在金属片的一个边缘上并且远离过滤介质22而向上弯曲。这可以有效降低发射电极的制造成本。此外，当安装在发射电极支架上时，发射电极44可以与过滤介质22一起弯曲以实现电晕放电点20相对于过滤介质的期望方向。与过滤介质22平行的扁平金属片还允许电离单元42和包含导电材料的过滤介质22的整体设计组合的高度尽量低。此外，由于电晕放电点20的方向是远离过滤介质，它们可以做得很短，这可以进一步降低整体的设计高度。

图4c是图4a的空气净化装置40的第二个细节。外壳52中包含电源(图中未示出)和用于操作空气净化装置的其它电子器件(图中未示出)，它通过紧固件62连接到框架或盒子50的侧壁上。空气净化装置在使用时，紧固件62与地电连接或者与提供给发射电极的电压不同电位的另一电压相连接。当空气净化装置在使用中时，紧固件62进一步电连接到过滤介质22的导电材料。

如图4a中所见，框架或盒子50具有矩形形状并被切去了一个角，并且外壳52具有适于紧固到外壳壁的三角形形状，使得外壳52和框架或盒子50在组合后仍然具有一个完整的矩形形状。尽管外壳52具有三角形的形状，外壳52和框架或盒子50也可以具有其他形状，选择使用三角形只是为了简化过滤介质的制造工艺。

图4d示出了从框架或盒子上拆下时的外壳52和紧固件62。紧固件62是夹子形状的金属制品，可以被装夹到框架或盒子被切了角的侧壁上。紧固件62包括连接到外壳52的水平壁的第一平坦部分和平行于第一部分的第二部分，第二部分包括具有可选卷曲尖端的钩子64。带有可选卷曲尖端的钩子64被布置成可以方便地滑入过滤介质切角边上的安装挂袋中以与过滤介质中的导电材料电连接。过滤介质中的导电材料例如可以是包括活性炭的碳过滤层、设置在过滤介质表面上的导电材料或导电网。

在外壳52上还有包括孔68的突起66。孔68允许电源线和/或导光柱从框架或盒子50和/或外壳52的内部穿过。突起66可以是用于紧固和定位外壳52和/或整个框架或盒子50并确保气密性的紧固件的一部分。

图5是根据本公开的空气净化装置140的示例配置。空气净化装置140是具有第一和第二电离单元142的双发射器配置。空气净化装置140的相应电离单元142包括发射电极144和发射电极支架146以及包含导电材料的过滤介质22。第一电离单元142包括一个发射电极144和一个发射电极支架146，并且第二电离单元142包括一个发射电极144和一个发射电极支架146。第一个和第二个发射电极支架146被布置用于保持第一个和第二个发射电极144，并且将第一个发射电极144和第二个发射电极144与包含导电材料的过滤介质22隔离。通过这样提供具有第一个和第二个发射电极的双发射器配置，由此产生双电离场体积来促进产生更多的离子，从而促进存在于气流中的更多颗粒物被加载上电荷。具有包含导电材料的过滤介质的布置有利于这种双发射器配置。

第一个和第二个发射电极支架146由非导电材料制成，例如非导电塑料。第一个和第二个发射电极144在其上布置有多个电晕放电点，与发射电极144电接触。相应的发射电极144可以包括所述多个电晕放电点。包含导电材料的过滤介质22布置在框架或箱体150中。空气净化装置140还包括外壳152，外壳152包括电源和用于操作空气净化装置140的另外的电子器件。第一个和第二个发射电极144和包含导电材料的过滤介质22被布置用于在使用空气净化装置140时对存在于空气流中的颗粒物进行静电加载。这是通过将正电压或负电压施加到相应的发射电极144而在第一个和第二个发射电极144的多个电晕放电点上产生电晕来完成的。电压由外壳152中的电源经由电连接器，例如图5所示的电缆154。施加到第一个和第二个发射电极144的电压可以在-10和10kV DC之间，更优选在-7和7kV DC之间。用于向第一个和第二个电离单元142提供电压的电连接器，例如电缆154，可以包括连接到第一个电离单元142并因此连接到第一个发射电极144的电缆部分154a。第一个和第二个电离单元142根据本公开的一个方面可以通过电连接器相连接，例如图5所示的电缆154，其中电缆154可以包括连接第一个和第二个电离单元142的电缆部分154b。这里电压通过电缆154的154a部分施加到第一个电离单元142并且因此施加到第一个发射电极144，然后经由电缆154的154b部分向第二个电离单元142施加电压。

包含导电材料的过滤介质22可以例如连接到电接地或相对于发射电极144的相反电压，使得在发射电极144和包含导电材料的过滤介质22之间产生电位差。包含导电材料的过滤介质22进一步布置成吸收空气流中的至少一部分带电颗粒物。

包括第一个发射电极144的第一个电离单元142和包含导电材料的过滤介质22被布置为彼此相邻，其中第一个发射电极支架146将发射电极144与包含导电材料的过滤介质22隔离开。包括第二个发射电极144的第二个电离单元142和包含导电材料的过滤介质22被布置为彼此相邻，第二个发射电极支架146将发射电极144与包含导电材料的过滤介质22隔离开。第一个发射电极144进一步相对于过滤介质22布置，使得第一个发射电极144和包含导电材料的过滤介质22处于10-100毫米内的距离处，并且更优选地被布置在12-30毫米内的距离处。第二个发射电极144进一步相对于过滤介质22布置，使得第二个发射电极144和包含导电材料的过滤介质22的距离在10-100毫米内，更优选地布置在12-30毫米的距离内。该距离是从最接近包含导电材料的过滤介质22的相应发射电极144的一部分进行测量的。该距离被适配成例如使得在发射电极144和包含导电材料的过滤介质22之间产生电弧的风险被最小化。

根据一个方面，第一个和第二个电离单元142可以具有基本相同的形状和配置。根据一个方面，第一个和第二个电离单元142可以具有细长形状，其中多个电晕放电点沿细长电离单元的长度居中地排布。具有细长形状的第一个电离单元142和第二个电离单元142根据本公开的一个方面被配置为与过滤介质22相距一定距离并且彼此基本平行，即配置为基本平行地延伸并彼此相距一定距离。具有细长形状的第一个电离单元142和第二个电离单元142根据本公开的一个方面被配置为与过滤介质22相连接地布置成彼此相距一定的距离以便于优化相邻的电离场以便对存在于流动空气中的颗粒物进行静电加载。

空气净化装置140可以设计成使得框架或箱体150具有与通常放置在车辆的滤网仓中的标准过滤介质具有相同的尺寸和形状。因此，空气净化装置140可以取代标准过滤介质，而无需对实际滤网仓进行任何改造。在使用中，空气流从发射电极144上方流入并吹向过滤介质22，即首先通过由发射电极144和包含导电材料的过滤介质22产生的电离场，然后通过过滤介质22。所产生的电离场，可使其处于通风系统之中并位于滤网仓的上游。这可以通过调整第一个和第二个发射电极144及其彼此之间的相对位置，以及电晕放电尖端和包含导电材料的过滤介质22来实现。通过这样的调整，可以延长空气流中的颗粒物在电离场中行进的时间和距离，以增加带电粒子的百分比。在例如设置有空气净化装置140的车辆中，这样可以增加被吸附到过滤介质22上并被去除的颗粒物的数量，使它们不会进入到滤网仓之后的车厢中。

在使用中，空气净化装置140布置成使得包括第一个发射电极144和第二个发射电极144的第一个电离单元142和第二个电离单元142以及包含导电材料的过滤介质22彼此相邻布置。更具体地，第一个发射电极144相对于过滤介质22布置以减小从第一个电离单元142的最顶部到过滤介质22的最底部的总距离，并且第二个发射电极144是相对于过滤介质22布置，以减小从第二个电离单元142的最顶部到过滤介质22的最底部的总距离。

尽管图5示出了包括两个电离单元142的空气净化装置140，每个电离单元142包括发射电极144，但是应当理解，空气净化装置140可以只设置一个电离单元，例如，如图4a所示，或者多于两个的包括发射电极的电离单元。电离单元的数量和它们的布置取决于要形成的电离场，并且在某些情况下还需要在得到尽量大的电离场和通过空气净化装置的气流压降尽量小之间进行权衡。

在第一个和第二个发射电极144上，尖端形式的电晕放电点可以被布置成背向包含导电材料的过滤介质22。在每个尖端之间，非导电材料的突起可以布置在第一个和第二个发射电极支架146上，以保护操作空气净化装置140的操作者免受尖锐尖端的伤害。

电离单元142还包括附属连接件158。附属连接件158可以与包含导电材料的过滤介质22相连接。附属连接件158可以如图5所示具有弧形构造并且可以布置成连接到相应电离单元142的发射电极支架146的端部。附属连接件158可以如图5中所示的在发射电极支架146的侧部被布置成连接到相应电离单元142的发射电极支架146的侧部，使得用于第一个发射电极支架146的附属连接件158和用于第二个发射电极支架146的附属连接件158相对。附属连接件158可以被配置为保持第一个和第二个发射电极支架146可以与过滤介质22连接，同时可以相对于发射电极支架146移动以适应过滤介质22的变形。附属连接件158优选地布置为允许它们在过滤介质上自由定位而不管过滤介质22的褶皱间的相对位置，使得它们在过滤器上的安装简单而牢固。

包括电源和用于操作空气净化装置的另外的电子设备的外壳152可以通过紧固件连接到框架或盒子150的壁上。当空气净化装置140在使用中时，紧固件可以电连接到电接地或与提供给第一个和第二个发射电极的电压不同的电压。当空气净化装置在使用时，紧固件还可以与过滤介质22的导电材料电连接。

电源连接器C，通过例如电源线，连接到外壳152的电源并配置为提供低压电源输入，其中电源配置为提供高电压输出，提供给发射电极144。

空气净化装置140可以包括电气接地装置160，用于在空气净化装置使用时提供外壳152与过滤介质22的导电材料的电连接，该外壳152包括电源和另外的电子器件。根据一个方面，电气接地装置160可以是电气接地配置，该电气接地配置被配置为在使用空气净化装置时向过滤介质22的导电材料提供接地连接。电气接地装置160还可以被配置为将外壳连接到框架或盒子150的侧壁部分。电气接地装置可以包括被配置为将外壳连接到框架或盒子150的侧壁部分的紧固件构件。根据本公开的一个方面，电气接地装置160可以是如下参考图6所描述的电气接地装置160。电气接地装置160可以包括接地的紧固件构件，该紧固件构件被配置为提供与框架或盒150的导电壁部分的连接，其中所述导电壁部分被配置为与例如导电材料的导电层接触，以便将包括导电材料的过滤介质连接到电接地。

如图5所示，盒子或框架150具有一个切了角的矩形形状，而外壳152具有三角形形状，适合于在切角处固定到外壳152的侧壁上，这样组合之后的外壳152和盒子或框架150就具有一个完整的矩形形状。虽然外壳152具有三角形的形状，但外壳152和盒子或框架150也可以具有其它的形状，只要它们组装之后具有一个完整的矩形形状。选择使用切去一个角的盒子或框架150和三角形的外壳152，是为了简化过滤器的制造工艺。

图6是根据本公开的第一方面的用于空气净化装置的电气接地装置160的简化截面图。

电气接地装置160被配置为在使用空气净化装置时提供到过滤介质22的导电材料22A的接地连接。电气接地装置160被配置为提供空气净化装置的电源与过滤介质的导电材料22A的电连接，以便当空气净化装置处于工作状态时将具有导电材料22A的过滤介质22连接到电接地。电气接地装置160被配置为将提供电接地G的接地装置连接到根据本公开的空气净化装置的包含导电材料的侧壁W上，来提供接地。

电气接地装置160可以包括接地紧固件构件162，该接地紧固件构件162被配置为将电接地G连接到根据本公开的空气净化装置的框架和侧壁W的导电材料层。紧固件构件162包括导电材料并且可以是例如导电的金属板，以便有助于将过滤介质22的导电材料22A连接到电接地G。根据该示例，紧固件构件162具有夹子构造，该夹子构造被布置为在包含导电材料的框架侧壁W的一部分上提供夹紧功能，以便于它们之间的电连接。框架侧壁W与电气接地装置160的侧壁W部分的导电材料被配置为与过滤介质22的导电材料层22A具有表面接触，以促进过滤介质22的导电材料层22A电连接到电接地G。

根据本公开的一个方面，空气净化装置因此可以包括电气接地装置160，该电气接地装置160包括接地紧固件构件162，该紧固件构件162被配置为提供与空气净化装置的导电侧壁部分W的连接，其中所述导电侧壁部分被配置为与导电材料22A接触，即过滤介质的导电层，以便将包括导电材料22A的过滤介质22连接到电接地。接地紧固件构件162因此被配置为通过与过滤介质的导电层22A连接的导电侧壁部分W将包括导电材料22A的过滤介质22连接到电接地。

根据本公开的一个方面，空气净化装置包括第一连接器，第一连接器被配置为将电源连接到发射电极，第二连接器被配置为将电源连接到包含导电材料的过滤介质，其中所述的第二连接器根据该实施例包括所述紧固件构件162。

由此，可促进过滤介质22的有效接地。电气接地装置160的简化截面图可以是以上述参考图5中所示的简化截面图A-A，在图6中示出。

图7是根据本公开的第二方面的空气净化装置的电气接地装置260的简化截面图。

电气接地装置260被配置为在使用空气净化装置时为过滤介质22的导电材料22A提供接地连接。电气接地装置260被配置为将空气净化装置的电源连接到过滤介质的导电材料22A，以便当空气净化装置处于工作状态时将过滤介质22和导电材料22A连接到电气接地。

电气接地装置260包括接地针状构件262，该接地针状构件262构造成连接至过滤介质22的导电材料22A并提供与过滤介质22的导电材料22A的电接触，从而提供过滤构件22的接地。过滤介质22可以具有卷边即波浪形配置，其中针状构件262可以被插入并穿过过滤介质22的褶皱部分，这样针状构件262的长度应大于过滤介质的一个褶皱宽度。

根据本公开的一个方面，空气净化装置因此可以包括电气接地装置260，该电气接地装置260包括接地针状构件262，该接地针状构件262被配置为提供与过滤介质22的导电层22A的连接，以便将包括导电材料22A的过滤介质22连接到电接地。接地针状构件262因此被配置为将包括导电材料22A的过滤介质22连接到电接地。

根据本公开的一个方面，空气净化装置包括第一连接器，第一连接器被配置为将电源连接到发射电极，第二连接器被配置为将电源连接到包含导电材料的过滤介质，根据该实施例，第二连接器包括所述针状构件262。

通过这样利用这种接地的针状构件262，有助于过滤介质22的有效接地。

应当注意，词语“包括”并不一定排除所列出的要素或步骤之外的其它要素或步骤的存在，并且要素之前的词语“一个”并不排除存在多个这样的要素。还应注意的是，任何附图标记不限制权利要求的范围，示例实施例可以至少部分地通过硬件和软件来实现，并且几个“装置”、“单元”或“设备”可以由相同的硬件项目来表示。

在附图和说明书中，已经公开了示例性实施例。

然而，对这些实施例进行多种变化和修改仍然是可能的。因此，尽管使用了特定术语，但它们仅用于一般性和描述性的意义而不是为了限制的目的，实施例的范围由以下权利要求限定。

Claims (11)

1.一种用于从空气流中分离悬浮颗粒物的空气净化装置，该空气净化装置包括：

包括发射电极的发射单元；和

一种过滤介质，用以捕获空气流中的至少一部分颗粒物，其中过滤介质包含导电材料，并且

其中的发射电极和包含导电材料的过滤介质被布置成产生电离场，用于对存在于空气流中的悬浮颗粒物进行静电加载。

2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其中，所述导电材料是活性炭、导电颗粒介质和导电网中的一种。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的空气净化装置，其中，包含所述导电材料的所述过滤介质连接到电接地。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的空气净化装置，其中，所述发射电极和过滤介质布置在10-100毫米内的距离处。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的空气净化装置，其中，所述发射电极和过滤介质以在12-30毫米内的距离布置。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的空气净化装置，其中，所述发射电极包括一个或多个电晕放电点。

7.根据权利要求6所述的空气净化装置，其中，所述一个或多个电晕放电点被引导远离所述过滤介质，即尖点背向远离过滤介质。

8.根据权利要求6和7中任一项所述的空气净化装置，其中，所述发射电极为细长结构，并且所述多个电晕放电点沿所述发射电极的长度分布。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的空气净化装置，其中，所述电离单元还包括发射电极支架，所述发射电极支架用于保持所述发射电极并且用于将所述发射电极与包含所述导电材料的过滤介质电隔离。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的空气净化装置，其中，所述电离单元柔性地连接到所述过滤介质上，以便在所述电离单元连接到所述过滤介质上时允许所述过滤介质变形。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的空气净化装置，还包括：

一个电源，

将电源连接到发射电极的第一连接器；和

将电源连接到包含导电材料的过滤介质的第二连接器。

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