CN114725781A - 一种空气电离结构、离子发生组件及离子发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气电离结构、离子发生组件及离子发生器。空气电离结构包括：第一电极；位于第一电极的电压感应区域内的第二电极，第二电极具有多个尖锐部。在第一电极的电压感应区域内空气处于电离或微弱电离状态，位于第一电极电压感应区域内的第二电极的尖锐部能够聚集大量游离离子，使得第一电极与尖锐部之间区域的空气电离度增加，增加了电离率，进而减小第一电极的电离电压，改善拉弧问题、减少臭氧、氮化物等副产物。

Description

一种空气电离结构、离子发生组件及离子发生器

技术领域

本发明涉及空气消杀技术领域，特别是涉及一种空气电离结构、离子发生组件及离子发生器。

背景技术

随着空气污染严重，国民生活水平提高，空气净化器的普及率越来越高。当前市面上的空气净化器主要分为过滤式和等离子体式空气净化器，等离子体式空气净化器因不存在耗材的优势，现越来越多厂商加入研制此类空气净化器。

等离子体式空气净化器一般采用电极高压放电的方式将空气电离，形成大量负离子和正离子，从而起到杀菌、杀毒、除味的目的。但是电极放电需要较高的电离电压，较高的电离电压容易产生拉弧问题以及臭氧、氮化物等副产物，臭氧、氮化物浓度过高对会对人体产生伤害。若为了降低臭氧、氮化物产生浓度将电离电压降低，则会导致离子浓度降低，空气消杀效果较差。因此，如何在确保离子浓度的同时降低电离电压是当前空气电离的关键难题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种空气电离结构、离子发生组件及离子发生器。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种空气电离结构，包括：第一电极；位于所述第一电极的电压感应区域内的第二电极，所述第二电极具有多个尖锐部，第一电极的电压感应区域为以第一电极1为球心、半径为R的球形区域，R取值在0.001米到0.5米。

上述技术方案：在第一电极的电压感应区域内空气处于电离或微弱电离状态，位于第一电极电压感应区域内的第二电极的尖锐部能够收集、聚集大量游离离子，能够进一步电离其周围空气，使得第一电极与尖锐部之间区域的空气电离度增加，增加了电离率，进而减小第一电极的电离电压，改善拉弧问题、减少臭氧、氮化物等副产物。

在本发明的一种优选实施方式中，所述第二电极为分布式电极。

上述技术方案：第二电极采用分布式电极，利用分布式电极的分布区域尖锐部数量较多、分布范围广的特点，能够增大尖锐部在第一电极的电压感应区域的作用面积，形成较大的电离增强区域，能够更大地降低第一电极的电离电压。

在本发明的一种优选实施方式中，在所述第一电极的一侧或两侧或多侧分别布置有分布式电极。

上述技术方案：可根据空气电离结构的实际承载机构特点在第一电极的至少一侧设置分布式电极；设置的分布式电极越多，越能降低第一电机的电离电压。

在本发明的一种优选实施方式中，布置在第一电极两侧的两个分布式电极的尖锐部交错设置。

上述技术方案：能够提高尖锐部密度，尤其在两个分布式电极的供电电源频率相同但相位相差180度时，能够大幅度降低第一电极的电离电压，提升电离率。

在本发明的一种优选实施方式中，所述第一电极表面附着有水。

上述技术方案：第一电极表面附着的水将电极到空气界面分割成电极到水界面和水到空气界面，第一电极在高压电作用下电离电极到水界面内的水产生正、负离子气泡，正、负离子气泡运动至电极附着水的表面并带出水分子团形成大量的正、负水合离子团；正、负水合离子团形成了尖端放电效应，对水到空气界面的空气电离产生正、负离子，大量的正、负水合离子团、以及新产生的正、负离子一起构成附着水表面的水合等离子体，进一步有效地降低了第一电极的电离电压，进而解决拉弧、臭氧、氮化物等副产物问题，增加了水合离子发生量，水合等离子体能够延长正负离子复合时间以及增大空间输送距离。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括用于补充所述第一电极表面水量的补水部件。

上述技术方案：实现第一电极表面附着水的持续供给。

在本发明的一种优选实施方式中，所述补水部件为套设于所述第一电极外由吸水材料制成的补水套件。

上述技术方案：利用补水套件的吸水性和锁水性，其可以锁存一定量的水，使得补水套件连续不间断地、安全地给第一电极表面供水。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种离子发生组件，包括：结构本体，所述结构本体上开设有至少一个第一槽；至少一个与所述第一槽一一对应的电极安装件，所述电极安装件嵌接于对应的第一槽内，所述电极安装件内具有第一电极安装槽；第一电极，嵌接于所述第一电极安装槽内；第二电极，设置于所述第一电极安装槽的侧壁，具有多个尖锐部；在所述结构本体和电极安装件上设置有连通第一电极安装槽的离子疏散通道。

上述技术方案：对于每个电极安装件，在第一电极安装槽内放置第一电极，第一电极安装槽侧壁安装具有多个尖锐部的第二电极，在第一电极供电后，使得第一电极安装槽内的空气处于电离或微弱电离状态，第二电极的尖锐部能够聚集大量游离离子，能够进一步电离其周围空气，多个尖锐部综合起来，在第一电极的电压感应区域内就形成了较大的空气较强电离区域，进而减小第一电极的电离电压，改善拉弧问题、减少臭氧、氮化物等副产物，同时还增加了电离率；该离子发生组件易集成，可微型化。当结构本体上设置多个第一槽时，实现了多个离子发生部件集中设置，增大离子输出量；离子疏散通道便于输送生成的离子。

在本发明的一种优选实施方式中，所述离子疏散通道通过位于第一槽侧壁上的至少一个第一通孔和位于第一电极安装槽侧壁上且连通第一电极安装槽和第一通孔的至少一个第一开口构成。

上述技术方案：该离子疏散通道长度短，离子输送效率高。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括供电电路板，安装于所述第一电极安装槽的开口处，用于向第一电极提供电离电源信号或者用于向第一电极和第二电极提供电离电源信号。

上述技术方案：实现了第一电极，或者第一电极和第二电极供电。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种离子发生器，包括本发明第二方面所述的离子发生组件，以及高压电源包，所述高压电源包的第一电离电源的输出端通过供电电路板的第一电极供电线路与第一电极连接。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种离子发生器，包括本发明第一方面所述的空气电离结构，以及第一电离电源，所述第一电离电源的输出端与第一电极的供电端连接。

附图说明

图1是本发明实施例1中空气电离结构的结构示意图；

图2是本发明实施例1中第二电极结构示意图；

图3是本发明实施例3中离子发生器组件结构示意图；

图4是本发明实施例3中电极安装件的正面剖视图；

图5是本发明实施例3电极安装件的侧面剖视图。

附图标记：

1第一电极；2第二电极；21尖锐部；3补水部件；4结构本体；41第一槽；5电极安装件；51第一电极安装槽；52第一开口；6供电电路板；7高压电源包；8供水管路；9水解区域。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横 向”、“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，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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

本实施例公开了一种空气电离结构，如图1所示，包括第一电极1；位于第一电极1的电压感应区域内的第二电极2，第二电极2具有多个尖锐部21，第一电极1的电压感应区域为以第一电极1为球心、半径为R的球形区域，R取值在0.001米到0.5米。

在本实施例中，第一电极1优选但不限于为单电极或双电极或分布式电极。具体可为金属电极或合金电极或石墨电极等。第一电极1通过第一电离电源供电，第一电离电源优选但不限于为高压直流电源或高压交流电源或高压脉冲电源，高压直流电源或高压交流电源或高压脉冲电源是指输出的电压信号的电压幅值大于等于1KV。第一电极1的电压感应区域为以第一电极1或第一电极1的中心点为球心、半径为R的球形区域，R的大小一般与第一电离电源的电压幅值大小成正比。当然，第二电极2距离第一电极1的距离太远，对第一电极1的电离电压降低作用有限，优选地，R取值在0.001米到0.5米范围内能获得较好的降压效果。

在本实施例中，第二电极2优选但不限于具有多个尖锐部21的单电极或平面状电极。尖锐部21可以是球形或圆形或三角形或锯齿形或针尖状的凸起。图2公开了第二电极2的一种结构形式，第二电极2可包括至少一条条状电极，在条状电极上密布有如图2所示的多个三角形状凸起（即尖锐部21）。

在本实施例中，第二电极2可不接电源悬空，也可外接第二电离电源，第二电离电源优选但不限于为交变式脉冲高压电源，脉冲频率可达到1KHz以上。

在本实施例中，优选地，为进一步降低第一电极1的电离电压，提高电离率，将第二电极2设置为分布式电极。分布式电极包括多个子电极，并且多个子电极在空间分散布置。图2所示为一种分布式电极结构，其包含多个条状子电极，每个子电极上设置有多个尖锐部21。

在本实施例中，优选地，在第一电极1的一侧或两侧或多侧分别布置有分布式电极。如图4所示，在第一电极1的两侧分别布置有1个分布式电极。

在本实施例中，进一步优选地，为增加第二电极2中尖锐部21的密度，进一步增强电离率和降低第一电极1的电压，布置在第一电极1两侧的两个分布式电极交错设置。如图5所示，让两个分布式电极的子电极交错布置，两个分布式电极的条状子电极交错布置。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，在第一电极1表面附着有水。优选地，第一电极1为多孔结构电极，这样便于锁存水，扩大水的附着面积。第一电极1上附着的水可以事先浇在第一电极1表面，也可以在使用过程中断续或连续的补水。水优选但不限于为矿泉水、自来水等带有自由离子的水。

在本实施例中，优选地，还包括用于补充第一电极1表面水量的补水部件3。

补水部件3可为水喷雾器，需要补水时向第一电极1外表面喷射水雾。补水部件3还可为加湿器，加湿器靠近第一电极1设置，通过加湿器尽可能加大第一电极1所处环境的湿度，使得第一电极1上存在大量液化水滴，以这种方式进行补水，尤其适用于密闭空间的补水。

在本实施例中，为简化补水部件3结构，实现精准补水，避免补水的水滴或水雾没有滴落或附着在第一电极1上，优选地，补水部件3为套设于第一电极1外由吸水材料制成的补水套件。吸水材料优选但不限于为吸水海绵或聚氨酯类材料或丙烯酸类材料或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（即ABS树脂）。为持续性供水，可还设置有供水管路8，供水管路8与补水套件连接，用于从外部引进水给补水套件补水。

在本实施例的应用场景中，发明人在第一电极1附着水时，在设置有第二电极2和不设置有第二电极2的情况下进行实验，发现不设置第二电极2时，第一电极1的电离电压为6KV左右，虽然小于现有的不加水的空气电离电压，但是设置第二电极2时，第一电极1的电离电压降为了4KV左右，并且因为电离电压降低，副产物进一步减少甚至消除，拉弧等问题也得到了解决。

实施例3

本实施例公开了一种离子发生组件，如图3、图4和图5所示，离子发生组件包括结构本体4，结构本体4上开设有至少一个第一槽41，当开设有多个第一槽41时，多个第一槽41可呈行状或方阵或圆状排列分布。还具有至少一个与第一槽41一一对应的电极安装件5，电极安装件5嵌接于对应的第一槽41内，电极安装件5与第一槽41的数量相同且一一对应，电极安装件5与第一槽41的形状匹配，如图3所示，第一槽41为方形槽，则电极安装件5为方形体。如图3、图4和图5所示，电极安装件5内具有第一电极安装槽51，第一电极安装槽51用于安装第一电极1和第二电极2，为便于在第一电极安装槽51侧壁上安装第二电极2，优选地，第一电极安装槽51为方形槽。还包括第一电极1，第一电极1嵌接于第一电极安装槽51内，第一电极1从第一电极安装槽51的开口进入。还包括第二电极2，第二电极2设置于第一电极安装槽51的侧壁。具体的，可选择粘贴的方式将第二电极2安装在第一电极安装槽51的侧壁上。第二电极2具有多个尖锐部21，尖锐部21的形状在前面实施例已做了详细说明，在此不再赘述。为便于输出产生的离子，结构本体4和电极安装件5上设置有连通第一电极安装槽51的离子疏散通道。

在本实施例中，优选地，为减少或消除臭氧、氮化物等副产物，以及消除拉弧问题，第一电极1外表面附着有水，水的要求已在之前的实施例中做了详细说明，在此不再赘述。进一步优选地，为便于补水，如图3、图4和图5所示，在第一电极1外套设有由吸水材料制成的补水部件3。还设置有为补水部件3补水的供水管路8。

在本实施例中，在第一电极1外表面附着水后，由于第二电极2的尖锐部21作用，在第一电极1与尖锐部21之间区域的空气的电离水解度大幅度提升，形成了如图4和图5所示的水解区域，在水解区域的电离水解度远大于周边区域，能够形成更多的水合等离子。

在本实施例中，第一电极安装槽51内产生的离子通过离子疏散通道扩散出来。优选地，离子疏散通道通过位于第一槽41侧壁上的至少一个第一通孔42和位于第一电极安装槽51侧壁上且连通第一电极安装槽51和第一通孔42的至少一个第一开口52构成。具体地，如图3所示，第一通孔42优选但不限于为条形孔或圆孔，其可在结构本体4第一槽41的上、下侧壁开设。第一开口52为在电极安装件5的上、下两侧壁开设的通孔，进一步地可将电极安装件5的上、下两侧壁完全镂空。

在本实施例中，优选地，还包括供电电路板6，安装于第一电极安装槽51的开口处（即第一电极1的进入口），用于向第一电极1提供电离电源信号或者用于向第一电极1和第二电极2提供电离电源信号。供电电路板6的第一侧面设有第一电极连接端子、第二电极连接端子，供电电路板6的第二侧面设有第一电离电源连接端子、第二电离电源连接端子。供电电路板6上还设有连接第一电极连接端子和第一电离电源连接端子的第一供电线路，以及连接第二电极连接端子和第二电离电源连接端子的第二供电线路。第一电极连接端子与第一电极1的供电端连接，第二电极连接端子与第二电极2的供电端连接。

实施例4

本实施例公开了一种离子发生器，如图4所示，包括实施例3公开的离子发生组件，以及高压电源包7，高压电源包7的第一电离电源的输出端通过供电电路板6的第一电极供电线路与第一电极1连接。第一电极供电线路包括第一电极连接端子、第一供电线路和第一电离电源连接端子。

在本实施例中，当第二电极2需要供电时，高压电源包7的第二电离电源的输出端通过供电电路板6的第二电极供电线路与第二电极2连接。第二电极供电线路包括第二电极连接端子、第二供电线路和第二电离电源连接端子。

实施例5

本实施例公开了一种离子发生器，包实施例1或实施例2公开的空气电离结构，以及第一电离电源，第一电离电源的输出端与第一电极1的供电端连接。

在本实施例中，当第二电极2需要供电时，还包括第二电离电源，第二电离电源的输出端与第二电极2的供电端连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种空气电离结构，其特征在于，包括：

第一电极（1）；

位于所述第一电极（1）的电压感应区域内的第二电极（2），所述第二电极（2）具有多个尖锐部（21）；

第一电极（1）的电压感应区域为以第一电极1为球心、半径为R的球形区域，R取值在0.001米到0.5米。

2.如权利要求1所述的空气电离结构，其特征在于，所述第二电极（2）为分布式电极。

3.如权利要求2所述的空气电离结构，其特征在于，在所述第一电极（1）的一侧或多侧分别布置有分布式电极。

4.如权利要求2所述的空气电离结构，其特征在于，在所述第一电极（1）的两侧分别布置有分布式电极。

5.如权利要求4所述的空气电离结构，其特征在于，布置在第一电极（1）两侧的两个分布式电极交错设置。

6.如权利要求1-5之一所述的空气电离结构，其特征在于，所述第一电极（1）表面附着有水。

7.如权利要求6所述的空气电离结构，其特征在于，还包括用于补充所述第一电极（1）表面水量的补水部件（3）。

8.如权利要求7所述的空气电离结构，其特征在于，所述补水部件（3）为套设于所述第一电极（1）外由吸水材料制成的补水套件。

9.一种离子发生组件，其特征在于，包括：

结构本体（4），所述结构本体（4）上开设有至少一个第一槽（41）；

至少一个与所述第一槽（41）一一对应的电极安装件（5），所述电极安装件（5）嵌接于对应的第一槽（41）内，所述电极安装件（5）内具有第一电极安装槽（51）；

第一电极（1），嵌接于所述第一电极安装槽（51）内；

第二电极（2），设置于所述第一电极安装槽（51）的侧壁，具有多个尖锐部（21）；

在所述结构本体（4）和电极安装件（5）上设置有连通第一电极安装槽（51）的离子疏散通道。

10.如权利要求9所述的离子发生组件，其特征在于，所述离子疏散通道通过位于第一槽（41）侧壁上的至少一个第一通孔（42）和位于第一电极安装槽（51）侧壁上且连通第一电极安装槽（51）和第一通孔（42）的至少一个第一开口（52）构成。

11.如权利要求9或10所述的离子发生组件，其特征在于，还包括供电电路板（6），安装于所述第一电极安装槽（51）的开口处，用于向第一电极（1）提供电离电源信号或者用于向第一电极（1）和第二电极（2）提供电离电源信号。

12.一种离子发生器，其特征在于，包括权利要求9或10或11所述的离子发生组件，以及高压电源包（7），所述高压电源包（7）的第一电离电源的输出端通过供电电路板（6）的第一电极供电线路与第一电极（1）连接。

13.如权利要求11所述的离子发生器，其特征在于，所述高压电源包（7）的第二电离电源的输出端通过供电电路板（6）的第二电极供电线路与第二电极（2）连接。

14.一种离子发生器，其特征在于，包括权利要求1-8之一所述的空气电离结构，以及第一电离电源，所述第一电离电源的输出端与第一电极（1）的供电端连接。

15.如权利要求14所述的离子发生器，其特征在于，还包括第二电离电源，所述第二电离电源的输出端与第二电极（2）的供电端连接。

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