CN1510357A - 用在空调器中的集尘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用在空调器中的集尘装置，所述集尘装置具有用于使空气中灰尘颗粒起电的电离器和距离电离器后面预定距离、具有细金属纤维的金属过滤器，其中金属过滤器极性与带电灰尘颗粒的极性相反，以实现电收集灰尘颗粒。

Description

用在空调器中的集尘装置
技术领域
本发明涉及一种用在空调器中的集尘装置，所述集尘装置具有用于使空气中灰尘颗粒起电的电离器和位于电离器后方一定距离、具有细金属纤维的金属过滤器，其中金属过滤器的极性与带电灰尘颗粒的极性相反，实现电收集灰尘颗粒。
背景技术
本领域技术人员公知，在空调器中利用无机或合成纤维过滤器或者具有电离器和收集器的电集尘过滤器收集灰尘，其中无机或合成纤维过滤器由天然纤维、玻璃纤维或者各种合成树脂纤维制成。
然而，在无机或合成纤维过滤器由天然纤维、玻璃纤维或者各种合成树脂纤维制成的情况下，过滤器材料会在高温、高压和高风速等严酷的条件下损坏，引发一定风险。而且，该过滤器的缺点在于它使用预定时间后即要废弃。因此，需要额外的花销来处理和最终处置上述过滤器。另外，废弃的过滤器会造成二次环境污染。
图1示出习用技术实施例的空调器的集尘装置。如图1所示，集尘装置包括具有放电电极1和接地电极2的电离器。在所述电离器中，当放电电极1带有高电压时，放电电极1与接地电极2之间发生电晕放电，导致被吸入的空气中的灰尘颗粒被电离。虽然被电离的灰尘颗粒通过具有接地收集板3和高电压的加速电极板4的收集器，但是在两极板间产生的电场的作用下，灰尘颗粒沿抛物线形路线汇集到接地收集板3上。
因此，收集器的收集效率的提高依赖于收集板3具有更大的面积、灰尘颗粒的流速更快或者收集器中两个极板之间的空间更狭小，然而收集器的收集效率却会由于空气流入量的增多或穿过过滤器的空气流速的增加而降低。
图2示出另一习用技术实施例的空调器中的集尘装置，所述装置通过增大收集板的表面积提高了除尘效率。如图2所示，由铝箔制成的收集板3形成波状条带，并粘附在加速电极板4上，之后将粘附在一起的收集板3和加速电极板4环绕构成圈状收集器。
对于上述集尘过滤器，在灰尘以恒定流速通过集尘过滤器的条件下，由于收集板3和加速电极板4的宽度变窄，所以收集效率急剧下降。因此，各板的宽度应当加宽，由此空调器的总体积也随之增加。因此难于制造紧凑的空调器。另外，由于会在收集板3和加速电极板4之间的固定空间形成波，所以灰尘不会附着到收集板上，而是以很快的流速在这些波之间通过，因此造成收集效率急剧下降。
另外，因为由铝箔制成的金属板状收集板和高电压的加速电极板在收集器内分开设置，所以上述收集器的结构复杂。为了提高收集板的表面积，应该设置多个收集板，由此减小了收集板和电极板之间的空间。但是，在此情况下，在高电压的作用下，收集板和加速电极板之间产生电弧放电，使所收集的灰尘颗粒带有相反的电荷并且灰尘再次散逸。
对于具有缠绕在一起的收集板和加速电极板以便增大收集板表面积的圈状收集器来说，该收集器在空调器中占据的体积和重量较大。另外，由于收集板不容易同电极板分开，所以难以单独清洗收集板。因此，限制了收集板的后期清洗重复利用。
另一方面，收集器内由铝箔制成的金属板仅在电力作用下起集尘作用。所以电离器中未被电离的灰尘颗粒不会被收集器过滤，致使收集效率下降。
还有，在电离器发生故障时，习用集尘装置的收集效率非常低。即当电离器发生故障时，灰尘颗粒不会被起电而如常通过收集器，致使无法实现集尘装置的集尘作用。
因为上述集尘过滤器不能完全清除吸入吸气口的空气中含有的灰尘颗粒以及刺鼻的气味或VOCs(挥发性有机化合物：芳香化合物、醇、碳氢化合物、有机酸、酮、醛)。所以，习用集尘装置不得不借助于附加的过滤装置或过滤器。
发明内容
因此，本发明一方面提出一种用在空调器中的集尘装置，所述集尘装置包括用于使空气中灰尘颗粒起电的电离器和离开电离器后方一个预定距离、具有细金属纤维的金属过滤器，所述金属过滤器的带电极性与带电灰尘颗粒的极性相反，以实现电收集灰尘颗粒。
本发明另一方面提出一种用在空调器中的集尘装置，所述集尘装置包括使空气中灰尘颗粒起电的电离器，距离电离器后方一个预定距离、具有细金属纤维的金属过滤器，以及位于电离器和金属过滤器之间用来产生静电的静电过滤器，所述金属过滤器的带电极性与带电灰尘颗粒的极性相反，以实现电收集灰尘颗粒。
本发明的其他方面及优点，部分将在下面的描述中阐释，部分由于描述而显而易见，或者可在本发明的实施中被了解。
通过提出一种用在空调器中的集尘装置实现了本发明的前述方面及其他方面，所述集尘装置包括用于使空气中灰尘颗粒起电的电离器和距离电离器后方一个预定距离、具有细金属纤维的金属过滤器，其中金属过滤器与带电灰尘颗粒的极性相反，以实现对灰尘颗粒的收集。
优选金属纤维的作用在于消毒、消除空气中的气味、去除空气中的VOCs、或以上功能的任意结合。
另外，优选金属过滤器表面涂敷有银(Ag)纳米颗粒。
所述集尘装置在金属过滤器的前面或后面还包括筛孔金属过滤器。
本发明的前述方面及其他方面通过提出一种用在空调器中的集尘装置实现，所述集尘装置包括使空气中灰尘颗粒起电的电离器，距离电离器后方一个预定距离、具有细金属纤维的金属过滤器，以及位于电离器和金属过滤器之间用来产生静电的静电过滤器，其中金属过滤器的极性与带电灰尘颗粒的极性相反，以实现电收集灰尘颗粒。
优选金属纤维的作用在于消毒、消除空气中的气味、去除空气中VOCs、或以上功能的任意结合。
另外，优选金属过滤器表面涂敷有银(Ag)纳米颗粒。
所述集尘装置在金属过滤器的前面或后面还包括筛孔金属过滤器。
附图说明
下面将对照优选实施例并结合附图对本发明的这些以及其它方面和特点加以详细说明。图中示出：
图1为习用技术实施例的空调器集尘装置；
图2为习用技术另一实施例的空调器集尘装置；
图3为本发明的空调器集尘装置；
图4为本发明的金属纤维过滤器制备过程，和
图5为本发明的与电离器结合的金属纤维过滤器的收集效率图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的优选实施例加以详细说明，其中使用相同的附图标记表示相同的部件。
图3示出本发明的空调器集尘装置。如图3所示，集尘装置包括电离器和金属纤维过滤器，所述电离器和金属纤维过滤器按顺序位于用于吸入空气的吸气口的后面。电离器用于使灰尘颗粒起电，金属纤维过滤器距离电离器后方一个预定距离。
电离器具有放电电极和位于放电电极两边的接地电极，其中，施加在放电电极的高电压使得放电电极和接地电极之间发生电弧放电的同时，实现对灰尘颗粒的电离。
电离器可以是具有钢丝形放电电极的钢丝刷类型，其中在放电电极上施加高压，接地电极呈圆筒状围绕在放电电极周围，以增加流入的空气的电离面积。
在电离器中，由于在所有方向上都产生放电现象，外部灰尘颗粒的起电区域很宽，结果导致收集效率提高了10％。另外，因为接地的圆筒围绕着被施加了高电压的钢丝，所以电离器在电方面是稳定的。
电离器可以包括与气流平行，彼此之间具有预定空间的接地电极，和具有类似锯齿型尖针的针状放电电极，所述针状放电电极位于接地电极之间并且高电压加在其上。
在电离器中电离的灰尘颗粒被电收集到其极性与带电灰尘颗粒极性相反的金属纤维过滤器上。此外，因为金属纤维过滤器中的金属纤维之间的间距非常狭窄，所以金属纤维过滤器除了显示例如碰撞和惯性等机械力以外，还显示电力，从而将灰尘颗粒收集到金属纤维过滤器上。
图4示出本发明的金属纤维过滤器的制备过程。如图4所示，在将至少一种金属加工成超细金属纤维之后，所述超细金属纤维相继通过切割、散开(通过吹动和展开过程使纤维丛散开)、梳理、纵切、纺丝和编织等一套加工处理，形成金属纤维过滤器。
金属纤维选自银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)、镉(Cd)、钯(Pd)、铑(Rh)和铬(Cr)，其作用在于对流入的空气进行消毒；金属纤维选自铜(Cu)、铂(Pt)和镍(Ni)，用以去除空气中VOCs；金属纤维选自二氧化钛(TiO2)、钒(V)、锌(Zn)和金(Au)，用以除去空气中的气味；或者金属纤维是上述的混合物，使金属纤维除了具备消毒功能以外还具有集尘功能。
金属纤维过滤器表面涂敷有例如银(Ag)等以上金属之一的纳米颗粒，以实施上述功能。
同时，在金属纤维过滤器的前面或后面还可具有支撑金属纤维过滤器的筛孔金属过滤器。所述筛孔金属过滤器作为预过滤器，通过电作用对灰尘进行初步收集。
另外，在电离器和金属纤维过滤器之间，或者在本发明集尘装置的前部或后部，设置有能够产生静电的静电过滤器，用来增加收集效率。
还有，在本发明集尘装置的前部或后部，或者在电离器和金属纤维过滤器之间，可以设置有HEPA(高效微粒空气)过滤器或者ULPA(超低穿透空气)过滤器。HEPA过滤器是一种对0.3μm或大于0.3μm的颗粒的收集效率达到或超过99.9％以上的干燥过滤器，而ULPA过滤器对0.12μm或0.12μm以上的颗粒具有99.999％的超高收集效率。
图5示出与电离器结合在一起的金属纤维过滤器的收集效率。下面表1中示出普通金属筛孔过滤器与本发明金属纤维过滤器的对于流速为0.5m/s大小为0.3μm的颗粒的性能。表1中，实验1为基于ASHRAE52.2-1999方案使用过滤器的结果，实验2为基于ASHRAE 52.2-1999方案，在将5.2kV电压加到电离器的钨丝和0V加到接地电极和金属纤维过滤器的条件下的结果。
表1
普通金属筛孔滤网 本发明金属纤维过滤器
    实验1：收集效率(DOP检测) 1.5％ 4.3％
实验2：带有电离器的收集效率(DOP检测) 27.7％ 60.9％
下面，表2示出与上述表1的实验1相同的条件下，单独的金属纤维过滤器、单独的静电过滤器、金属纤维过滤器与静电过滤器的组合、电离器与金属纤维过滤器的组合、以及电离器、金属纤维过滤器和静电过滤器的组合的收集效率。本发明的金属纤维过滤器即使在电离器发生故障时仍有集尘功能。此外，当金属过滤器与静电过滤器一同使用时，可以达到或超过预期的收集效率。而且，在电离器、静电过滤器和金属纤维过滤器相结合的情况下，其收集效率接近HEPA过滤器。
表2
 金属过滤器 静电过滤器 静电过滤器+金属过滤器 电离器+金属过滤器   电离器+静电过滤器+金属过滤器
  收集效率(％) 4.3 7.9 18.7 60.9 98.7
如上所述，本发明集尘装置所具有的，并非是收集板和加速电极板一体形成的复杂结构，而是具有金属纤维过滤器的简单结构，所述金属纤维过滤器含有极性与电离器相反的细金属纤维，因此收集效率很高。
同时，金属纤维过滤器可以经过简单的后期清洗过程重复使用，例如单独将金属纤维过滤器与集尘装置相分离和用水清洗拆卸下来的金属过滤器以去除吸附的灰尘。这样，就不需要频繁更换新的过滤器，因此提高了经济效益。还有，金属过滤器清除灰尘颗粒时具有高收集效率，从而使HEPA过滤器的使用寿命得以延长。
习用集尘装置的缺点在于，在电离器出现故障时收集效率很低。而本发明的金属纤维过滤器即使电离器发生故障，也可通过电力和机械力实现集尘功能。尤其是当金属纤维过滤器与静电过滤器一同使用时，可以达到或超过预期的收集效率。还有，当又将电离器加入上述过滤器后，电离器、金属纤维过滤器和静电过滤器的组合的收集效率总和等于HEPA过滤器的收集效率。
在本发明中，不必付出额外的努力以增加收集板的表面积。即，收集板的宽度不需要加大，收集板和加速电极板也不需要粘结在一起制成圈状收集器。因此，空调器中集尘过滤器的大小仍然很小，从而制造出结构紧凑的空调器。
除了通过电力实现集尘功能以外，金属纤维过滤器通过由于金属纤维之间缝隙非常狭窄而引起的碰撞、干扰力、扩散力或引力，去除被电离和未被电离的灰尘颗粒，从而提高收集效率。
并且，金属纤维可以对流入的空气进行消毒、去除空气中VOCs、除去空气中的气味、或上述功能的组合。所以，即使不附加其他装置或过滤器，所述金属纤维过滤器也能同时兼有集尘和消毒功能。
尽管上面仅对本发明的几个优选实施例进行了表述和说明，但对本领域的普通技术人员来说显然可以对这些实施例加以理解和变化，而不偏离本发明的精神和主旨。

Claims (22)

1.一种用在空调器中的集尘装置，包括：
用于使空气中灰尘颗粒起电的电离器；和
距离电离器后面预定间隔、具有细金属纤维的金属过滤器，
其中金属过滤器的极性与带电灰尘颗粒的极性相反，以实现电收集灰尘颗粒。
2.按照权利要求1所述的集尘装置，其中金属过滤器包括具备消毒功能的金属纤维。
3.按照权利要求2所述的集尘装置，其中具备消毒功能的金属纤维选自以下材料组的任何一种：银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)、镉(Cd)、钯(Pd)、铑(Rh)和铬(Cr)。
4.按照权利要求1或2所述的集尘装置，其中金属过滤器包括具有去除空气中挥发性有机化合物(VOCs)功能的金属纤维。
5.按照权利要求4所述的集尘装置，其中具备去除VOCs功能的金属纤维选自以下材料组的任何一种：铜(Cu)、铂(Pt)和镍(Ni)。
6.按照权利要求4所述的集尘装置，其中金属过滤器包括具有除去空气中气味功能的金属纤维。
7.按照权利要求6所述的集尘装置，其中具有除去空气中气味功能的金属纤维选自以下材料组的任何一种：二氧化钛(TiO2)、钒(V)、锌(Zn)和金(Au)。
8.按照权利要求1或2所述的集尘装置，其中金属过滤器包括具有除去空气中气味功能的金属纤维。
9.按照权利要求1所述的集尘装置，其中金属过滤器表面涂敷有银(Ag)纳米颗粒。
10.按照权利要求1或9所述的集尘装置，其中还包括位于金属过滤器的前面或后面的筛孔金属过滤器。
11.一种用在空调器中的集尘装置，包括：
用于使空气中灰尘颗粒起电的电离器；
距离电离器后面预定间隔、具有细金属纤维的金属过滤器；和
位于电离器和金属过滤器之间用来产生静电的静电过滤器，
其中金属过滤器的极性与带电灰尘颗粒的极性相反，以实现电收集灰尘颗粒。
12.按照权利要求11所述的集尘装置，其中金属过滤器包括具备消毒功能的金属纤维。
13.按照权利要求12所述的集尘装置，其中具备消毒功能的金属纤维选自以下材料组的任何一种：银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)、镉(Cd)、钯(Pd)、铑(Rh)和铬(Cr)。
14.按照权利要求11或12所述的集尘装置，其中金属过滤器包括具备去除空气中挥发性有机化合物(VOCs)功能的金属纤维。
15.按照权利要求14所述的集尘装置，其中具备去除VOCs功能的金属纤维选自以下材料组的任何一种：铜(Cu)、铂(Pt)和镍(Ni)。
16.按照权利要求14所述的集尘装置，其中金属过滤器包括具有除去空气中气味功能的金属纤维。
17.按照权利要求16所述的集尘装置，其中具备除去气味功能的金属纤维选自以下材料组的任何一种：二氧化钛(TiO2)、钒(V)、锌(Zn)和金(Au)。
18.按照权利要求11或12所述的集尘装置，其中金属过滤器包括具备除去空气中气味功能的金属纤维。
19.按照权利要求11所述的集尘装置，其中金属过滤器表面涂敷有银(Ag)纳米颗粒。
20.按照权利要求11或19所述的集尘装置，其中还包括位于金属过滤器前面或后面的筛孔金属过滤器。
21.按照权利要求1或11所述的集尘装置，其中金属过滤器通过挤压展开的细金属纤维而形成片状结构。
22.一种具有按照权利要求1或11所述集尘装置的空气净化器。
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