CN1749662A - 表面放电型空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种表面放电型空气净化装置，其包括：绝缘介电体，其形成为板状；放电电极，其形成于该绝缘介电体的上表面；以及接地电极，其形成于该绝缘介电体的下表面。该放电电极由在该绝缘介电体的上表面上具有预定区域的闭合图案形成；以及，该放电电极的形成图案的图案部分内设置有至少一个非图案部分。该放电电极未形成于非图案部分上。该放电电极的图案形成为凹陷结构。因此，可以降低起始电压和输入能，以实现均匀和稳定的等离子体的形成，因此氢氧自由基和负离子的数量增加且臭氧的量降低。

Description

表面放电型空气净化装置
技术领域
本发明涉及一种安装在空调中用于净化空气的表面放电型空气净化装置，而且特别涉及一种表面放电型空气净化装置，其能够增加负离子和氢氧自由基(OH)的产生，同时减少对人体有害的臭氧的产生，由此提高对有害气体进行杀菌的效率和提高空气净化效率。
背景技术
通常，表面放电型空气净化装置采用表面放电等离子体化学处理方法。具体地，表面放电型空气净化装置是陶瓷基高频放电型空气净化装置，其能够通过在元件的表面形成强等离子体区域而产生大量的氢氧自由基和大量的臭氧，并通过利用产生的氢氧自由基和臭氧处理有害的气体。
图1为传统表面放电型空气净化装置的俯视图；图2为沿图1的A-A线所视的传统表面放电型空气净化装置的剖视图。
如图1和图2所示，传统表面放电型空气净化装置包括：绝缘介电体10，其由两个彼此连接的并且彼此表面接触的矩形板构成；放电电极12，其设置于该绝缘介电体10的上表面上；以及接地电极14，其设置于该绝缘介电体10的两个矩形板之间。在该绝缘介电体10的上表面上涂敷有涂层16，用于覆盖放电电极12，以使该放电电极12不直接暴露于大气中。
通常，绝缘介电体10由陶瓷材料制成。该放电电极12连接到该电源供应单元的一个端子，并且该接地电极14连接到该电源供应单元的另一个端子，从而不仅将电源供应给放电电极12而且还将电源供应给接地电极14。采用交流电源作为电源。
放电电极12包括：三个主电极12a，其彼此平行布置；以及辅电极12b，其从该主电极12a凸出，每一辅电极12b具有尖端。接地电极14包括：两个分支接地电极14a，其彼此平行布置并与辅电极12b相对设置。
当将电压高于起始电压的电源施加到具有上述结构的传统表面放电型空气净化装置的放电电极12和接地电极14上时，在放电电极12和接地电极14之间出现介电击穿现象。这样，如图3所示，在绝缘介电体10的表面上出现放电现象，因此在绝缘介电体10的表面上形成强等离子体区域。
如上所述，当等离子体放电时，被称作电子流(streamer)的导电通路形成于该绝缘介电体10表面上，并且通过电子流产生了大量的高能电子。由于电子碰撞，高能电子与高能电子周围的气体发生反应。这样，产生了大量的臭氧和大量的氢氧自由基及负离子。
产生的臭氧、氢氧自由基和负离子氧化和分解诸如包含于空气中的有害气体的污染物，以净化空气。
如上所述，传统表面放电型空气净化装置在绝缘介电体10的整个表面上进行放电，因此，传统表面放电型空气净化装置的起始电压低于电晕放电型空气净化装置的起始电压。因此，电力消耗低，并且传统表面放电型空气净化装置产生的噪音低，因此，即使在狭小空间内使用传统表面放电型空气净化装置时，传统表面放电型空气净化装置也能够有效地净化空气。
然而，在传统表面放电型空气净化装置中，放电电极12设置于绝缘介电体10的上表面上，即放电电极12的图案以浮凸结构形成于该绝缘介电体10的上表面上。这样，在降低引起放电所需的起始电压和输入能方面受到限制。因此，当电压低时产生的氢氧自由基和负离子的数量减少，并且对人体有害的臭氧的量增加。此外，增加了电力消耗。
具体地，如图3所示，在放电电极12的端部E的电荷浓度增加。因此，为了在介电体的整个区域上实现电子流的均匀产生和分布，需要升高起始电压和输入能。特别地，在放电电极12的端部E的热应力局部地增加，因此，放电电极12的周围的气体被加热。这样，产生的臭氧的量增加。另一方面，氢氧自由基和负离子的数量降低。另外，电极会由于热应力的局部增加而迅速出现局部损伤，因此缩短了表面放电型空气净化装置的使用寿命，并降低了放电安全性。因此降低了空气净化效率。
此外，传统表面放电型空气净化装置的绝缘介电体10由两个板构成，接地电极14设置在两个板之间。从而，传统表面放电型空气净化装置的结构复杂，因此，传统表面放电型空气净化装置的制造费用增加。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述问题而创作的，本发明的目的在于提供一种表面放电型空气净化装置，其具有图案形成为凹陷结构(depression structure)的放电电极，以降低起始电压和输入能，并且来实现完全均匀和稳定的等离子体的形成，从而增加杀菌和分解有害气体的氢氧自由基和负离子的产生数量，同时降低对人体有害的臭氧的产生量，防止了由于放电电极的局部损坏而造成表面放电型空气净化装置的使用寿命降低，并且降低了电力消耗。
根据本发明，通过提供一种表面放电型空气净化装置，可以达到上述和其他目的，该表面放电型空气净化装置包括：绝缘介电体，其形成为板状；放电电极，其形成于该绝缘介电体的上表面；以及接地电极，其形成于该绝缘介电体的下表面；其中，该放电电极由在该绝缘介电体的上表面上具有预定区域的闭合图案形成；以及该放电电极的形成该图案的图案部分内设有至少一个非图案部分，该放电电极不是形成于所述至少一个非图案部分上。
优选地，该放电电极的图案形成为矩形框形状，并且，该接地电极由单一矩形图案形成。
优选地，该放电电极的图案的框区域大于该接地电极的图案的框区域。
优选地，所述至少一个非图案部分包括多个沿该放电电极的图案的纵向延伸且设置成彼此平行的非图案部分。各所述非图案部分包括：线性部分，其沿该放电电极的图案的纵向延伸；和多个圆形部分，其以预定间隔形成于该线性部分上，各所述圆形部分的直径大于该线性部分的宽度。
优选地，该放电电极具有多个尖端，其在该非图案部分周围从该图案部分的相对侧彼此相向凸出；并且，所述尖端形成为三角形形状，并以预定间隔均匀地凸出。
优选地，该空气净化装置还包括：多个保护膜，其分别涂敷于该绝缘介电体的上表面和下表面上，用于保护该放电电极和该接地电极，并且，该放电电极和该接地电极设置有多个端子部分，其暴露于所述保护膜的外部并分别连接到外部电路。
根据本发明，放电电极的图案形成为凹陷结构。因此，就可能降低起始电压和输入能，以实现完全均匀且稳定的等离子体的形成，因此，杀菌和净化有害气体的氢氧自由基和负离子的产生数量增加，而对人体有害的臭氧的产生量减少，并降低了电力消耗。
由于实现了完全均匀和稳定的等离子体的形成，防止了由于放电电极的局部损伤而造成表面放电型空气净化装置的使用寿命降低，并增加了放电安全性。因此，提高了空气净化效率。
此外，放电电极和接地电极形成于由单个板构成的绝缘介电体的上表面和下表面上。因此，简化了表面放电型空气净化装置的结构，并且降低了表面放电型空气净化装置的制造费用。
附图说明
从下面结合附图的详细说明，本发明的上述及其他目的、特征和其他优点将变得更清晰，在附图中：
图1为传统表面放电型空气净化装置的俯视图；
图2为沿图1的A-A线所视的传统表面放电型空气净化装置的剖视图；
图3为传统表面放电型空气净化装置的等离子体放电的参考图；
图4为依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置的上表面；
图5为依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置的下表面；
图6为依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置的剖视图；
图7为空调的室内单元的纵向剖视图，依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置应用于该空调；
图8为依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置的等离子体放电的参考图；
图9为在依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置和传统表面放电型空气净化装置之间，基于施加的电压比较气体能量概率分布的曲线图；
图10为依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置的上表面；
图11为依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置的下表面；
图12为沿图10的A-A线所视的依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置的剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图来详细说明本发明的优选实施例。
虽然下文中将仅描述本发明的最优选实施例，但是应当了解，可以提出依据本发明的多个优选实施例的表面放电型空气净化装置。此外，依据本发明的表面放电型空气净化装置的基本结构与上述传统表面放电型空气净化装置的结构相同，将省略对其进行详细描述。
图4至图6示出了依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50。图4为依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置50的上表面；图5为依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置50的下表面；图6为依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50的剖视图。
如图4至图6所示，依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50包括：绝缘介电体52；放电电极60，其形成在绝缘介电体52的上表面；以及接地电极70，其形成在绝缘介电体52的下表面。放电电极60和接地电极70由涂敷在绝缘介电体52的上表而和下表面的保护膜80和85保护。
绝缘介电体52由具有预定厚度的单个矩形板构成，其不同于上述的传统表面放电型空气净化装置的绝缘介电体。优选地，绝缘介电体52由有机物中的具有高抗氧化性的树脂材料或无机物中的陶瓷材料制成。然而，绝缘介电体52不局限于树脂材料或陶瓷材料，而且绝缘介电体52的形状不局限于矩形形状。可依据绝缘介电体52的设计条件，由各种材料制成各种形状的绝缘介电体52。
放电电极60由印刷在绝缘介电体52的上表面上的导电金属材料图案形成。该图案形成为具有预定区域的矩形闭合结构。
应当理解的是放电电极60形成为凹陷结构，其与图1所示的传统表面放电型空气净化装置的放电电极60的浮凸结构不同。在该凹陷结构中，使用相对较低的能量输入。
具体地，放电电极60的图案形成部分(下文中，称作“图案部分”)内设有多个非图案部分65。放电电极不是形成在该非图案部分65上。非图案部分65沿放电电极60的图案的纵向方向延伸，同时彼此平行布置。因此，非图案部分65形成在由图案部分62围绕的闭合结构内。虽然非图案部分65的数量可以改变，但是在例举的实施例中，非图案部分65的数量是三个。
每一非图案部分65包括：线性部分66，其沿放电电极60的图案的纵向延伸；以及多个圆形部分67，其以预定间隔形成于该线性部分66上，每一圆形部分67的直径大于线性部分66的宽度。优选地，线性部分66的宽度小于在线性部分66的相对侧的图案部分62的宽度。
以与放电电极60相同的方式，接地电极70由印刷在绝缘介电体52的下表面上的导电金属材料图案形成。优选地，该接地电极70是尺寸小于放电电极60的单一矩形图案。
保护膜80和85由绝缘材料制成。优选地，保护膜80和85由不容易损坏的材料制成，因此，当等离子体在绝缘介电体52的整个表面上放电时保护膜80和85不会损坏。保护膜80和85形成为具有尺寸分别大于放电电极60和接地电极70的矩形的形状。保护膜80和85涂敷到绝缘介电体52的上表面和下表面上。
保护膜80和85具有局部开口的结构，以便放电电极60和接地电极70设有分别连接到外部电路的端子部分68和72。
优选地，通过放电电极60的端子部分68和接地电极70的端子部分72供电的电源是交流电源。
下面将描述依据本发明第一优选实施例的具有上述结构的表面放电型空气净化装置50的运行。
图7为空调的室内单元91的纵向剖视图，依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50应用于该空调。
通常，空调的室内单元91设置有供室内空气循环穿过的入口92和出口93。在室内单元91中安装有用于强制循环空气的吹风机94、和用于与穿过热交换器95的空气进行热交换的热交换器95。
依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50可以设置于室内单元的空气通道上的任一位置。优选地，表面放电型空气净化装置50设置于该入口92的内侧。表面放电型空气净化装置50形成为板状，因此，表面放电型空气净化装置50优选设置成与气流方向平行，以便使气流阻力最小。
虽然必要时可以在室内单元91中设置多个表面放电型空气净化装置，但是在例举的实施例中，仅在室内单元91中安装一个表面放电型空气净化装置50。
下面将在如上所述将表面放电型空气净化装置50安装在室内单元91内的情况下，描述依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50的运行。
当空调开启以运行吹风机94时，室内空气通过入口92引入到室内单元91并经过热交换器。这样，空气被冷却，并随后被排入到安装室内单元91的房间的内部。当向表面放电型空气净化装置50供电以净化室内空气时，通过入口92引入到室内单元91的空气的一部分经过表面放电型空气净化装置50。这样，对污染物进行杀菌消毒或使污染物分解，因此空气被净化。
参考图4至图6，当空调运行并且向放电电极60和接地电极70供电的电压高于起始电压时，在放电电极60和接地电极70之间出现介电击穿现象，并且在绝缘介电体52的表面上形成等离子体放电区域。此时，电子流形成于绝缘介电体52的表面上。从而通过电子流产生大量的高能电子，并且该高能电子与高能电子周围的气体由于电子碰撞而发生反应。这样，产生了少量的臭氧和大量的氢氧自由基和负离子。
产生的少量的臭氧和大量的氢氧自由基及负离子氧化和分解诸如室内空气中含有的有害气体等污染物，以净化空气。
图8为依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50的等离子体放电的参考图。依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50的放电电极60具有形成为凹陷结构的图案部分62。因此，电荷均匀地分布于放电电极60的整个区域上，因此可以形成稳定的等离子体，并且还实现电子流的均匀产生和分布。
由于还在绝缘介电体52的表面上实现了电子流的均匀产生和分布，所以有效地防止放电电极60的热应力局部增加。因此，围绕放电电极60的气体不被加热，因此减少了对人体有害的臭氧的产生，并且增加了表面放电型空气净化装置的使用寿命。
图9为在依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50和传统表面放电型空气净化装置之间，基于施加的电压比较气体能量概率分布的曲线图。如图9所示，表面放电型空气净化装置50可以在低于传统表面放电型空气净化装置的电压下实现放电。因此，可以提供低于氧离解能的电压，从而使臭氧的产生量最小。另一方面，在低电压下产生了大量的氢氧自由基和负离子，因此可以顺利地进行有害气体的氧化和分解。
总之，依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50能够通过降低起始电压和输入能，增加氢氧自由基和负离子的产生，同时降低对人体有害的臭氧的产生。因此，使用氢氧自由基和负离子进行室内空气的杀菌和净化。此外，能有效地防止热应力的局部增加，因此增加了表面放电型空气净化装置的使用寿命，提高了放电安全性。
虽然依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50可以应用于诸如各种空气净化器或有害气体净化设备等各种设备中，但在以上的描述中，表面放电型空气净化装置50应用于空调的室内单元中。
图10至图12示出了依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置150。图10为依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置150的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置150的上表面；图11为依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置150的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置150的下表面；图12为沿图10的A-A线所视的依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置150的剖视图。
如图10至图12所示，依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置150的特征在于，放电电极160由矩形框结构的图案部分162形成，该图案部分162内部具有非图案部分165。
具体地，放电电极160的图案部分162形成为矩形框形状，其沿绝缘介电体152的纵向延伸。形成于该图案部分162内的非图案部分165也沿纵向延伸。
特别地，放电电极160具有多个尖端164，其在非图案部分165周围从图案部分162的相对侧彼此相向凸出。
尖端164形成为三角形形状，并以预定间隔均匀地凸出，从而电荷由于高电压而集中在尖端164上，因此，可以顺利地进行放电。
在依据本发明第二优选实施例的具有上述结构的表面放电型空气净化装置150中，表面放电是在凹陷图案结构中进行的，因此降低了施加给产生的等离子体的电压，可以形成更稳定的等离子体。特别地，在低电压下进行放电。因此，增加了氢氧自由基和负离子的产生，同时降低了对人体有害的臭氧的产生，从而利用氢氧自由基和负离子对室内空气进行杀菌和净化。
依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置150的其他组件与依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50的结构相同，并且依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置150以与依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50相同的方式，应用于空调中。因此，末给出依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置150的其他组件的详细描述。
从以上描述可以明显看出，依据本发明的表面放电型空气净化装置具有如下效果。
放电电极的图案形成为凹陷结构。因此，就可能降低起始电压和输入能，以实现完全均匀且稳定的等离子体的形成，从而杀菌和净化有害气体的氢氧自由基和负离子的产生数量增加，而对人体有害的臭氧的产生量降低，并降低了电力消耗。
由于实现了完全均匀和稳定的等离子体的形成，所以防止了由于放电电极的局部损坏而造成表面放电型空气净化装置的使用寿命的降低，并增加了放电安全性。因此，提高了空气净化效率。
此外，放电电极和接地电极形成于由单个板构成的绝缘介电体的上和下表面上。因此，简化了表面放电型空气净化装置的结构，并且降低了表面放电型空气净化装置的制造费用。
虽然为了说明目的公开了本发明的优选实施例，但是，在不脱离所附权利要求书的范围和构思的情况下，本领域的技术人员可以得出本发明的各种改型、添加和替换。

Claims (10)

1.一种表面放电型空气净化装置，包括：
绝缘介电体，其形成为板状；
放电电极，其形成于该绝缘介电体的上表面；以及
接地电极，其形成于该绝缘介电体的下表面；其中
该放电电极由在该绝缘介电体的上表面上具有预定区域的闭合图案形成；以及
该放电电极的形成该图案的图案部分内设有至少一个非图案部分，该放电电极未形成在所述至少一个非图案部分上。
2.如权利要求1所述的空气净化装置，其中，该放电电极的图案形成为矩形框形状。
3.如权利要求1所述的空气净化装置，其中，该接地电极由单一矩形图案形成。
4.如权利要求1所述的空气净化装置，其中，该放电电极和该接地电极形成为矩形框形状，并且该放电电极的图案的框区域大于该接地电极的图案的框区域。
5.如权利要求1所述的空气净化装置，其中，所述至少一个非图案部分包括多个沿该放电电极的图案的纵向延伸且彼此平行设置的非图案部分。
6.如权利要求5所述的空气净化装置，其中，各所述非图案部分包括：
线性部分，其沿该放电电极的图案的纵向延伸；以及
多个圆形部分，其以预定间隔形成于该线性部分上，各所述圆形部分的直径大于该线性部分的宽度。
7.如权利要求1所述的空气净化装置，其中，该放电电极具有多个尖端，其在该非图案部分周围从该图案部分的相对侧彼此相向凸出。
8.如权利要求7所述的空气净化装置，其中，所述尖端形成为三角形形状，并以预定间隔均匀地凸出。
9.如权利要求1所述的空气净化装置，其中该空气净化装置还包括：
多个保护膜，其分别涂敷于该绝缘介电体的上表面和下表面上，用于保护该放电电极和该接地电极。
10.如权利要求9所述的空气净化装置，其中，该放电电极和该接地电极设有多个端子部分，其暴露于所述保护膜的外部并分别连接到外部电路。
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