CN1154739A - 空气净化装置 - Google Patents

Abstract

一种不用风扇可以净化室内空气并兼有普通照明装置作用的空气净化装置。根据本发明，由供电电压供能的空气净化装置包括：一外罩(10)；第一电压发生装置，它根据供电电压产生第一电压；至少一盏灯(12)，它与外罩接合，并根据由第一电压发生装置来的第一电压开启；第二电压发生装置，根据供电电压产生第二电压，而第二电压比一参考电压高；和负离子发生器(30)，它有一阳极(34)、一阴极(31)和与外部相通的一个出口。参考电压和第二电压分别被加到阳极和阴极上。由于至少一盏灯发出的热在负离子发生器周围形成的对流作用，空气可以进入到离子发生的入口在离子发生器中净化。

Description

空气净化装置

本发明概括地涉及了一种空气净化装置，更具体地说，涉及这样一种空气净化装置，它与常规的照明装置如放电灯组合成一体的装置，可以方便地用于净化室内的空气。

众所周知，用于净化房间或办公室空气的普通空气净化装置是通过除去会发出让人不舒服气味的各种病毒、细菌、烟气等来提供一个健康的室内环境。空气净化装置的使用使室内环境变得很舒适并有助于调节人体平衡。空气的净化是通过负离子的作用实现的，而这种负离子是空气净化装置中的离子发生器产生的。然而这种净化装置采用一独立的风扇建立室内空气的对流，因而在这装置中必须安装驱动马达等相关的部件。这种装置的缺点是占用较大的地面空间。

目前一些种类的空气净化装置取消了上述风扇，以便使该装置小型化。由于室内空气对流是有限的，这种装置在净化能力方面存在问题。而且，因为几个位置都需要空气净化，这样必须适当地安装多台小型化的净化装置，因此使用这种装置将太费钱。由于使用者必须独立地安装和操纵几套装置，对这几套装置分别用一独立的电源，所以这种装置使用起来很不方便。

因此，长时间以来在该领域需要能解决上述问题的一种空气净化装置。

因此，本发明的主要目的是提供一种不用风扇可以净化室内空气并且还能起到普通照明装置作用的空气净化装置。

本发明的另一目的是提供一种即使在室温较低的情况下可以快速开启的照明装置。

本发明还有一个目的是提供一种不需要风扇的空气净化装置，它是一种制造简单的小型装置。

为实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种由供电电压提供能量的空气净化装置，该装置包括：一外罩；第一电压发生装置，它安装在外罩内，根据供电电压产生第一电压；至少一盏灯，它与外罩接合，根据第一电压发生装置产生的第一电压开启；第二电压发生装置，它安装在外罩内，根据供电电压产生第二电压，第二电压比参考电压高；负离子发生器，该装置具有一阳极、一阴极及与外部相通并与外罩接合的一入口，以便不干扰来自至少一盏灯向外辐射的光线。参考电压和第二电压分别被加到阳极和阴极。由于从至少一盏灯发出的热在负离子发生器周围形成对流的作用，空气可以进入到离子发生器的入口从而在离子发生器中净化。

根据本发明的另一方面，提供了一种由供电电压提供能量的具有空气净化能力的照明装置，该装置包括：一外罩；第一电压发生装置，安装在外罩内，根据供电电压产生第一电压；至少一盏灯，它与外罩接合，具有两个电晕电极，在这两个电极间施加第一电压；第二电压发生装置，安装在外罩内，根据供电电压产生第二电压，第二电压比一参考电压高；和负离子发生器，该装置包括一阳极、一阴极及与外部相通并与外罩接合的一入口，以便不干扰来自至少一盏灯向外辐射的光线。参考电压和第二电压分别被加到阳极和阴极。负离子发生器这样配置的目的是使得由于负离子发生器的插入，当一个电晕电极相应于第一电压发射热电子时，在两个电晕电极之一的附近，电子被诱导出来。因此至少有一盏灯可以快速开启。

根据本发明再一方面，提供了一种由供电电压供能的空气净化装置，该装置包括：一外罩，该外罩有一让空气通过的入口，并有一出口；提供电源的电极，它安装在外罩上接收供电电压；DC电压发生装置，安装在外罩内，根据供电电压产生DC电压，该DC电压比一参考电压高；至少一个电晕电极，固定在外罩内入口附近，所述至少一被提供参考电压的电晕电极；离子收集装置，安装在外罩内，并垂直地对着至少一个电晕电极，具有至少一开口；和将DC电压加到离子收集装置上的装置。根据本发明的这一方面，通过入口的空气在至少一个电晕电极发射的负离子的作用下，在外罩内至少一个电晕电极附近被净化。被净化的空气然后通过外罩的出口和至少一个开口到外部。

根据本发明，由于照明灯与负离子发生器相互作用产生负离子使空气净化。因此，装置容易操纵，不需要安装独立的净化装置。根据本发明装置的结构，因为它不需要风扇来建立空气对流。因此制造成本低并其是一种小型的装置。而且，根据本发明的装置不象常规空气净化装置那样占用较大的地面空间。

下面提供的本发明最优实施例的详细介绍，将使本发明变得更清楚。在后面介绍中，附图中标出了数码，不同图中相同的数码表示的相同部分。图如下：

图1表示根据本发明原理的空气净化装置透视图；

图2是根据本发明原理的负离子发生器部分剖视分解图；

图3是图1空气净化装置的剖面图；

图4是图3沿着A-A线的剖面图；

图5是根据本发明原理的空气净化装置工作解释图；

图6是根据本发明原理的负离子发生器另一实施例透视图；

图7是图6负离子发生器的剖面图；

图8是图6负离子发生器的分解图；

图9是包括安装在图3中印刷电路板上电路组件的电路方框图；

图10是根据本发明原理的空气净化装置部分剖透视图；

图11是图10空气净化装置的剖视图；

图12是将多个圆环固定到格栅支撑上形成的第一格栅部分图。

参看图1，示出了本发明空气净化装置5的透视图。如图所示，装置5总体上包括一外罩10、至少一个与外罩10接合的灯12，一安装在外罩10上的螺旋形电极11和一负离子发生器30。外罩10中安装有装置5工作所需要的电路21的组件，外罩10由绝缘材料制成的。外罩10包括两个分开的部件，而组装在一起的上部件和下部件10a、10b。在外罩10的下侧安装螺旋形电极11，它与常规电源插座组装以接受电源的电压，例如交流117/220V电压。如用电池电源，则不需要电极11。

图中示出三盏灯12与外罩10接合。当用二盏或三盏灯时，最好将它们布置得彼此分开，使在外罩的上表面10c中心部之上可以限定一空位13。灯12可以呈曲线管状，在其内密封两个电晕电极和气体材料。曲线管的优选形式是U形管。灯12可以包括放电灯，如荧光灯，紫外线灯或白炽灯，这对精通本技术的人员来说是很显然的。当用荧光灯时，它们的作用如同一普通照明装置。如不用荧光灯而用紫外线灯，它们发出的紫外线将杀灭各种病毒。

参照图3将对本发明装置5作更详细的介绍，此图是它的一个剖面图。外罩10的内圆周表面上有两对突起14a、14b，每一对有一凹槽。在外罩10的圆周下表面，有多个通孔15用于放散外罩10内产生的热。在外罩10的上表面10c上有中心孔17和与中心孔17同圆心的多个孔16。一对突起14a的凹槽支撑一印刷电路板20，如参照下面图9介绍的，电路21(未示出)的组件安装在该印刷电路板上。一对突起14b的凹槽支着板28，在板上由固定在上的插座(未示出)牢固地支承灯12。

如图3所示，虽然负离子发生器30也可以安装在不影响由灯12向外辐射光的灯12的附近位置，但最好安装在由灯12围绕的空位13处。如图2所示负离子发生器30包括：离子收集屏31，作为阴极；和电子枪34，作为阳极。

如图2所示的离子收集屏31，是呈圆柱体形状，两端打开。离子收集屏31可以由以下材料之一制成：铜、黄铜、铝、钨、碳等。离子收集屏31的圆周外表面可以涂敷反射材料，把由灯12辐射来的光最大限度地反射。在离子收集屏31圆周外表面以一定间隔设置多个通孔32，形成空气入口(或出口)。这些通孔32呈圆形，并在离子收集屏31(参见图5)的圆周内表面处形成圆角。在离子收集屏31的下端形成延长部分33。延长部分33装入到外罩10上表面10c限定的孔16中，并固定在其中。由电路21来的高度放大的电压被加到延长部33中一个的端部。

如图3和4所示，电子枪34被安装在离子收集屏31的中心部，使其与离子收集屏31的内圆周表面有一固定间隙。电子枪34可以由以下材料之一制成：金、铜、黄铜、铝、钨等。电子枪34有多个具有一定间隔设置并在纵向伸出的多个电晕电极35。电晕电极35的外边缘呈尖形。精通本技术的人员很清楚，可以根据下面介绍的电路21中反相放大器(Inverter amplifier)25的驱动能力选择电晕电极35的合适的数目。

再参看图3，示出的电子枪34具有分别在枪34上下部分形成的端部36a、36b。如图3所示，端部36b比36a长。在电晕电极35通过挤压成形后，可由机加工方法形成端部36a、36b。端部36a、36b分别装入第一和第二绝缘件37a、37b中。端部36b插入第二绝缘件37b并穿出，使端部36b的底面36c可以打开。电路21的参考电压被加到端部36b的底表面36c上，从而在电子枪34的电晕电极35上可产生负离子。

第一和第二绝缘件37a、37b的圆周外表面有折皱形状。如图2所示，在第一绝缘件37a的上面上具有多个通孔38的盖39。盖39的下面上形成一突缘40以便与离子收集屏31的顶端配合。在第二绝缘件37b的下部形成一凸起41以便配合装到外罩10的中心孔17中，并固定在里面。

参看图6，图中示出了负离子发生器30′另一实施例，该发生器有两个分开部分与外罩10′接合，这两个部分是10a′、10b′。图7示出图6负离子发生器30′的剖面图。负离子发生器30′总体上包括：空气过滤器50、盖51、离子收集屏52、支撑部分53、灰尘过滤器54、电晕电极58和屏蔽59，图8示出负离子发生器30′的分解图，空气过滤器50、盖51、离子收集屏52、支撑部分53和灰尘过滤器都是圆柱形的。

针形电晕电极58起阳极作用并发射负离子。电晕电极58可由以下材料之一制成：金、铜、黄铜、铝、钨、不锈钢等。电路21的参考电压加到电晕电极58上。电晕电极58下部由屏蔽59包围，屏蔽59伸进外罩10a′上部，将绝缘体制成的支撑部53与施加到电晕电极58的高电压分隔开。支撑部分53的端部与具有螺纹的第一圆环55装在一起，第一圆环又与具有螺纹的第二圆环装在一起。第二圆环56牢固地固定到外罩10a′的上部，外罩10a′上部具有多个孔60。多个孔60应有合适的直径，以便足以安装灯12的下部。捕获灰尘或空气中大颗粒的灰尘过滤器54装到支撑部分53下部的外圈上，支撑部分53的下部具有多个通孔53′，即，使空气穿过的入口。离子收集屏52装在支撑部分53上部的外圈上。离子收集屏52可由以下材料之一制成：铜、黄铜、铝、钨、碳等，并作为阴极收集由电晕电极58发射的负离子。由电路21来的高度放大的电压加到离子收集屏52上。例如由碳制成的空气过滤器50安装在离子收集屏52的上端，用以吸收化学污染物如臭氧(O3)。空气过滤器50和离子收集屏52的一部分由盖51包围。

现在参照图9介绍根据本发明空气净化装置的操作，图9示出一电路方框图，包括图3中印刷电路板20上装的电路组件。当打开在罩10(未示出)上的电源开关，此时电极11安装在一常规电源插座上，电极11便接受供电电压。例如117/220V的供电电压通过熔断器22被输送到整流器23进行整流。然后反相放大器(Inverter amplifier)24、25用整流的电压产生适当放大的正弦信号。例如由反相放大器24出来的41KHz正弦信号激励灯12的线圈在其内放电。同时，由反相放大器25产生的正弦信号被输送到变压器26，例如反馈变压器(fly-back transformer)，在该变压器中正弦信号的电压得到调整。另一方案是，不用两个反相放大器24、25而用一单个反相放大器以减少印刷电路板20上装的组件数目。调整后的电压被输送到高压整流器27，在那里产生约为7,000-10,000V的直流电压。电路21的参考电压，如接地电位，被加到阳极上，即电子枪34的端部36b或电晕电极58，而发生的直流电压被加到阴极，即离子收集屏31屏52的延长部分33，使它可以收集在阳极上产生的负离子。

当灯12开启时，由于灯12发出的热的作用，室内空气便围绕负离子发生器30、30′自然形成对流。因此，空气便可以进入第一绝缘件37a的通孔32和38组成的入口。进入入口的空气在离子收集屏31内被净化，在那里收集了大量的由电晕电极35产生的负离子。由电晕电极35发出的负离子具有蓝色，从外部经通孔32或38可看到。因此使用者可易于辨别负离子发生器30的工作状态。净化后的空气然后通过也作为入口的出口出来。当用图7的负离子发生器30′，而不是图2中的负离子发生器30时，净化后的空气由发生器30′顶部的电晕电极58对准的开口出来。通过这样的方式，灯12和发生器30、30′一同使室内空气新鲜和清洁。

根据本发明，空气净化装置不需要风扇产生空气对流，因而易于制造成小巧的尺寸。装置的结构十分简单因而制造成本可以大大减少。而且装置不象普通空气净化装置那样占用较大的地面空间。

除此之外，放电灯的开启速度可以大大改进。一般情况下，灯的丝状电极要充分加热以便发出热电子。仅当发出的电子到达相反的电极后灯12才开启。但当室温降至一定水平以下(如-5℃)，由于丝状电极加热不充分，灯12不能或至少需要较长时间开启。如本文所述的，将负离子发生器30、30′放置在灯12附近，可以避免这一问题。即，由于负离子发生器30、30′的插入，当由灯12的一个电晕电极发出热电子时，在灯12的两个电晕电极中之一的附近电子被感生出来。因为不必等到一个电极发出的热电子到达相反电极，所以即使在室温时较低，也可实现装置5的快速开启。另外，因为丝状电极预热时间缩短，荧火灯的寿命可以延长。

一旦此空气净化装置安装在既要求照明又要求空气净化的适当位置时，当灯12和负离子发生器30、30′根据供电电压开始工作时，装置便立刻发挥其功能。因此，本装置用起来很方便。

本发明的新型概念也可适用于小巧的易于制造的空气净化装置的设计。现参照图10-12介绍根据本发明的一种空气净化装置73。图10是空气净化装置73部分剖的透视图。空气净化装置73总体上包括电极11″，外罩61、61′，第一格栅63和一第二格栅70。如图12所示，第一格栅63是在格栅支撑62′上固定多个圆环62形成。在图12中例示的第一格栅具有三个格栅支撑62′，但为了牢固地固定多个圆环62根据需要可以具备多个格栅支撑62′。多个环62之间限定第一格栅63的入口64使空气进入到外罩61、61′的内部并净化。净化后的空气通过第二格栅70的出口74出来。

参照图11将进一步介绍其细节，图中示出空气净化装置的剖面图。在外罩61、61′里包括：空气入口过滤器65、四个电晕电极66、66′(有两个未示出)、连接杆67、离子收集屏68、空气出口过滤器69、69′和一印刷电路板72。在第一格栅63内部与第一格栅同心设置有圆柱形空气入口过滤器65，从而在格栅63和过滤器65之间有相同的间隙。一个带有五个阶梯孔(有二个未示出)的杯形器62″，将印刷电路板72固定在圆柱体的侧壁62-2上，五个阶梯孔被限定在其底部62-1上。产生高直流电压驱动离子收集屏68(未示出)的相关电组件安装在印刷电路板72上。容器62″可以构成第一格栅63的一部分。起阳极作用的4个电晕电极66、66′被插入除了在底部62-1中心一个外的五个阶梯孔的四个中。在底部62-1中心剩下的一个具有凸起67′，该凸起从底部62-1向下伸到离子收集屏68上。在底部62-1中心的阶梯孔中插入连接杆67。连接杆67使在印刷电路板72中产生的高压被施加到离子收集屏68上。起阴极作用的离子收集屏68有4个在垂直方向与四个阶梯孔相对应位置上的开口71(有二个未示出)。因为四个电晕电极66、66′与离子收集屏68对准，电晕放电的能量使净化后的空气进入四个开口71然后通过空气出口过滤器69、69′和第二格栅70的出口74到外面。由外罩61′圆柱侧壁61″固定的空气出口过滤器69、69′可由碳制作，用以吸附化学污染物。

本文所介绍的空气净化装置73可通过电源电极11″装在常规电源插座上，安装方便，其结构十分简单，可以制成相当于放电灯那样较小尺寸。而且，装置73可以容易地分解成三个分开的部分，即外罩61、外罩61′和第一格栅63，以便可以方便地清洁和替换空气出口过滤器69、69′或印刷电路板上的电气组件。

参考与具体应用相联系的一具体实施例已对本发明做了描述。精通本技术和了解本发明的人员在本发明范围内可进行修改和应用。例如，本发明不仅仅限于本文为了说清楚起见所介绍的负离子发生器的特定结构。另外，精通本技术的人员知道，通过对本文介绍的负离子发生器设备的一些修改，白炽灯也可以用于该装置中的灯。

因此，后附的权利要求的目的在于包括在本发明范围内任何应用、修改和实施方式。

Claims (10)

1、一种由供电电压提供能量的空气净化装置，包括：

一外罩；

第一电压发生装置，该装置在所述外罩内，根据所述供电电压产生第一电压；

至少一盏灯，该至少一盏灯与所述外罩接合，根据所述第一电压发生装来的所述第一电压而开启；

第二电压发生装置，安装在所述外罩内，根据所述供电电极产生第二电压，所述第二电压比一参考电压高；

负离子发生器，该装置具有一阳极、一阴极和与外部相通着与所述外罩接合的一入口，使得不干扰由所述至少一盏灯向外辐射的光，所述参考电压被加在所述阳极，而所述第二电压被加到所述阴极；

从而由于从所述至少一盏灯辐射的热在所述负离子发生器周围形成对流，使空气可以进入所述离子发生的入口从而在所述离子发生器中净化。

2、根据权利要求1所述的装置，进一步包括与所述外罩相连的电源供电电极，用于从一电源接受所述供电电压。

3、根据权利要求1所述的装置，其中，所述负离子发生器的所述阴极是一圆柱形离子收集屏，是由以下材料之一来制造：铜、黄铜、铝、钨和碳。

4、根据权利要求3所述的装置，其中，所述入口包括设置在所述离子收集屏的外表面上的多个通孔。

5、根据权利要求3所述的装置，其中，所述负离子发生器的所述阳极是一安装在所述离子收集屏内，并与所述离子收集屏内表面间隔开一固定距离的电子枪，并具有多个尖形的电晕电极。

6、根据权利要求3所述的装置，进一步包括与所述外罩接合的一圆柱形支撑，用于支撑所述离子收集屏。

7、根据权利要求6所述的装置，其中，所述负离子发生器的所述阳极是在所述圆柱形支撑内的一针状电晕电极。

8、一种能净化空气的照明装置，该装置由供电电压提供能量，包括：

一外罩；

第一电压发生装置，该装置安装在所述外罩内，用于根据所述供电电压产生第一电压；

至少一盏灯，该至少一盏灯与所述外罩接合，具有两个电晕电极，在此两电极间施加所述第一电压；

第二电压发生装置，该装置安装在所述外罩内，根据所述供电电极发生第二电压，所述第二电压比一参考电压高；

负离子发生器，该装置具有一阳极、一阴极和与外部相通并与所述外罩接合的一入口，使得不干扰由所述至少一盏灯向外辐射的光，所述参考电压加在所述阳极，所述第二电压加到所述阴极；

所述负离子发生器，其目的在于由于所述负离子发生器的插入，当一电晕电极辐射出热电子时，根据一第电压，在所述两个电晕电极中之一的附近，电子被感生出来，从而使所述至少一盏灯可以实现快速开启。

9、一种由供电电压提供能量的空气净化装置，包括：

一外罩，该外罩具有一入口，所述入口允许空气通过，该外罩还有一出口；

电源供电电极，该电极与所述外罩相连，用于接受所述供电电压；

DC电压发生装置，该装置安装在所述外罩内，用于根据所述供电电压产生一DC电压，所述DC电压比一参考电压高；

至少一个电晕电极，该至少一个电晕电极被固定在所述外罩内在所述入口附近，所述至少一个电极被施加所述参考电压；

离子收集装置，该装置在所述外罩内，并垂直与所述至少一个电晕电极相对，并具有至少一个开口；

向所述离子收集装置提供所述DC电压的装置，从而，由于从所述至少一个电晕电极发射负离子的作用，在所述的外罩内的所述至少一个电极附近，通过所述入口的空气被净化，净化后的空气通过所述外罩的所述出口和所述至少一个开口出来。

10、根据权利要求9所述的装置，进一步包括一空气出口过滤器，该过滤器位于所述离子收集装置和所述出口之间，用于吸附化学污染物。

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