CN205164957U - 一种使用新型dep电极的平板式空气过滤器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，包括边框外壳和钣金电极组，边框外壳为矩形框架，钣金电极组嵌装于矩形框架内；钣金电极组包括两片分别连接交流电源不同输出端的电极板；每片电极板均为一体成型的钣金件，其上制有多条平形排列的电极，以及连接所有电极的一条或一条以上边线；两电极板交错叠放，使两片电极板的电极相互间隔对应以形成电极组；本实用新型的钣金电极组结构可用于分离粒度在微米级的颗粒，在接近电极区域，介电电泳力较圆柱形电极提高约10倍。

Description

一种使用新型DEP电极的平板式空气过滤器

技术领域

本实用新型属于空气过滤技术领域，特别涉及一种使用新型DEP电极的平板式空气过滤器。

背景技术

目前，人们普遍感到空气质量不尽乐观，空气污染是主因，这也是造成空气质量差的根本原因。中国74座监控空气质量的城市中，有70座城市的空气质量不达标，很多的时候甚至达到严重污染。比如去年北京屡见的雾霾事件，引发全中国人民的关注。而空气污染这一严重性的问题，绝非一年二载能消除，而空气净化器无疑是很好的解决途径。

通常采用的空气净化技术有：吸附技术、负(正)离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等，不论采用哪种技术，多数都存在结构较复杂，制作麻烦费事，成本高；主要部件使用寿命短，经常更换部件增加费用开支；一些滤网型过滤除尘，极细小微颗粒有可能漏网，除尘效果不尽理想。

特别是静电除尘法，是利用高压直流电场产生使空气中的气体分子电离，产生大量电子和离子，在电场力的作用下向两极移动，在移动过程中碰到气流中的粉尘颗粒使其荷电，荷电颗粒在电场力作用向极板运动，实现固体粒子或液体粒子与气流的分离。工业上广泛应用的是管式电除尘器和板式电除尘器。静电除尘法与介电电泳技术(Dielectrophoresis，DEP)不同的是：

(1)介电电泳操纵的是中性颗粒，使其由于介电极化的作用而产生的平移运动；电泳操纵的是电子和离子，使其负荷在粉尘颗粒上产生定向移动。

(2)介电电泳中颗粒运动方向与电场的方向无关，只与其本身的介电常数和介质的介电常数有关；电泳中颗粒运动方向取决于颗粒所带电荷的符号和电场的方向，电场方向反转则运动方向反转。

(3)介电电泳需要非均匀电场；电泳在均匀或非均匀的场中都可发生。

(4)介电电泳力的大小正比于颗粒直径的立方；电泳力的大小正比于颗粒所带电荷的多少。

中国专利：一种介电电泳电极结构(申请号：201410407467.8，申请日：2014.08.19)公开了一种具有交叉结构的电极，由权利要求1和说明书第[0005]段的“所述第一导线群中的一部分导线连接电源正极，另一部分连接电源负极”可知，该电极在应用中，通入的是直流电源(只有直流电源才分正负极)。虽然申请人在说明书第[0006]段中阐述该电极结构能够产生不均匀电场，但从原理上来看这个不均匀电场是不能持续存在的。

当介质中的电极通入直流电后，因不能抵消的带电粒子由于前面所述的电泳效应，汇聚在极性相反的电极表面，产生类似于静电屏蔽的效果，外电场强度被削减为0。这样就达不到在电极中间产生不均匀电场的作用，因此上述设置达不到实用新型目的。

另一种被采用的介电电泳电极为独立的条状，通过导线连接在交流电源的对应输出端，需要逐个安装在分离室中并分别通过导线连接对应的输出端，不但费时费力，还导致分离室的结构比较松散、接线复杂、容易损坏。除此之外，条状电极还需要逐条制作，工艺成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用钣金电极组，使电极和连接导线集成在一个钣金件上，具有介电电泳效果好，制造成本低、安装方便等特点，可用于室内及室外除尘的使用新型DEP电极的平板式空气过滤器。

本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：包括边框外壳和钣金电极组，所述边框外壳为矩形框架，所述钣金电极组嵌装于所述矩形框架内；所述钣金电极组包括两片分别连接交流电源不同输出端的电极板；所述电极板为一体成型的钣金件，包括多条平形排列的电极及同时连接所有所述电极的一条或一条以上边线；两所述电极板交错叠放，使一电极板的电极置于另一电极板的两相邻电极之间，形成电极组；两所述电极板之间相互绝缘；所述介电电泳电极垂直于气流方向，或与气流方向有锐角夹角。

一电源插座设置于所述边框外壳上，所述钣金电极组通过所述电源插座连接所述交流电源。

所述钣金电极组的电极板为梳齿状电极板，包括多条平行排列的电极，及同时连接所有所述电极一端的一条边线，所述电极的另一端为自由端，一电极板的边线位于另一电极板中电极的自由端侧。

所述钣金电极组的电极板为栅形电极板，包括多条平行排列的电极，及分别连接所述电极的两端的两条边线。

两所述电极板的边线之间设置绝缘材料。

所述钣金电极组的电极板为立体栅形电极板，包括多条平行排列的电极，及分别连接所述电极的两端的边线；所述电极的两端弯折，在交错叠放时相互避让。

所述电极的两端弯折成阶梯状，使所述电极的中部相对于两端凸起。

两所述电极板的相对边线之间设置固定件，将两所述电极板固定为一体。

两所述电极板外部均设置绝缘层。

一电极板外部设置绝缘层，另一电极板为耐腐蚀性材料制成的裸电极。

本实用新型的优点和有益效果为：

1.本实用新型的平板式空气过滤器，可置于底座上，并根据需要叠放于宿舍、客厅、会议室和车内等空间，之后将电源插座接通电源。利用空气自然流动，空气从平板式空气过滤器的前方进入钣金电极组，由于钣金电极组接通电源后产生非均匀电场，当含尘气流经过钣金电极组时，经由其中的灰尘被电场极化，在介电电泳力作用下向电场较强的方向运动而聚集在介电电泳电极附近，并链化沉降下来，净化后的气流从平板式空气过滤器的后方排出，改善室内空气质量。本实用新型在净化含尘气流的过程中只需定期清理聚集沉降在钣金电极组下部的灰尘，无需更换钣金电极组，因此不产生后期费用。

2.本实用新型的平板式空气过滤器，采用的钣金电极组包括两片由钣金工艺制作的电极板，其上制有多条平形排列的电极，以及连接所述电极的一条或一条以上边线，两片电极板之间交错叠放，使两片电极板的电极相互间隔对应以形成电极组；电极板通过钣金工艺一体成型，生产成本低，较圆柱形电极降低成本70％以上；任何一处位置连接电源即可使得整板得以供电，从而使电极和连接导线集成在一个钣金件上；根据钣金选材质地和厚度的不同，可具备一定柔性或刚性，可卷曲或平展使用；在安装时由于各电极之间相对位置已经设定好，可进行整个电极板的一体安装，不会造成电极排列的混乱。

3.本实用新型的的平板式空气过滤器，钣金电极组的电极板可设置为梳齿状电极板，当两片梳齿状电极板交错构成钣金电极组结构时，第一梳齿状电极板的电极从第二梳齿状电极板的电极之间插入，形成电极组，这样可以防止两片电极板在叠加时边线相接触，产生干涉，具有结构极为简化，制造容易，安装方便的优点。

5.本实用新型的的平板式空气过滤器，钣金电极组的电极板可为栅形电极板，当两片栅形电极板间隔叠放构成钣金电极组结构时，电极的两端均通过边线连接在一起，因此电极在安装时位置相对固定，不需要后期调整；而且，为了避免栅形电极板的边线相接触，可使两电极板的边线折弯避让，也可在两电极板的边线之间设置绝缘片。

6.本实用新型的的平板式空气过滤器，钣金电极组的电极板可为立体栅形电极板，当两片立体栅形电极板交叠构成钣金电极组结构时，两片电极板的电极中部交叉，形成电极组；且由于电极的两端弯折，因此两立体栅形电极板的边线之间存在缝隙，能自动相互绝缘。

7.本实用新型的平板式空气过滤器，利用介电电泳效应进行除尘，技术先进，除尘效果好，除尘率可达99.9％。

8.本实用新型的平板式空气过滤器结构设计科学合理，具有技术先进、结构简单、制作容易、成本较低、清理容易、使用寿命长、除尘效果好、效率高等特点，采用钣金电极组，可将不同组的电极分别连接在交流电源的两端，可以在较大尺度范围形成介电电泳效应，是一种具有较高创新性的平板式空气过滤器，极具实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3是本实用新型的电极组分布示意图；

图4是本实用新型的电场及介电电泳力矢量和等值线图；

图5是本实用新型的实施例一的梳齿状电极板结构示意图；

图6是本实用新型的实施例一的梳齿状电极板构成的钣金电极组结构示意图；

图7是本实用新型的实施例二的栅形电极板结构示意图；

图8是本实用新型的实施例三的立体栅形电极板的立体示意图；

图9是本实用新型的实施例三的立体栅形电极板主视图；

图10是本实用新型的实施例三的立体栅形电极板构成的钣金电极组结构侧视图；

图11是本实用新型的实施例三的立体栅形电极板构成的钣金电极组结构俯视图。

附图标记说明：

1-边框外壳、2-钣金电极组、3-电源插座、4-第一电极、5-第二电极、6-梳齿状电极板、7-梳齿状电极板的电极、8-梳齿状电极板的边线、9-栅形电极板、10-栅形电极板的电极、11-栅形电极板的边线、12-立体栅形电极板、13-立体栅形电极板的电极、14-立体栅形电极板的边线。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1、图2所示，一种使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，包括边框外壳1和钣金电极组2、电源插座3，边框外壳1为矩形框架，钣金电极组2嵌装于所述矩形框架内。钣金电极组2包括两片分别连接交流电源不同输出端的电极板所述介电电泳电极垂直于气流方向，或与气流方向有锐角夹角。一电源插座3设置于所述边框外壳1上，钣金介电电泳电2极通过所述电源插座3连接交流电源。

气流自边框外壳1的正面进入钣金电极组2，经过钣金电极组1产生的非匀称电场除尘后，从反面排出，气流在边框外壳1中的方向与钣金电极组2垂直或存在夹角。钣金电极组2中的介电电泳电极分为两组，分别通过安装在边框外壳1上的电源插座3与外接交流电源。

本实用新型所采用的钣金电极组2，其具体结构为：

钣金电极组2包括两片分别连接交流电源不同输出端的电极板；电极板为一体成型的钣金件，包括多条平形排列的电极及同时连接所有所述电极的一条或一条以上边线；两电极板交错叠放，使一电极板的电极置于另一电极板的两相邻电极之间的空间中，形成电极组；两电极板之间相互绝缘。

如图3所示，第一电极板中的第一电极4(涂黑色)设置在第二电极板的第二电极5(涂白色)之间的空档，使第一电极4和第二电极5交错排列，构成电极组；第一边线和第二边线分别连接交流电源的不同输出端，第一边线和第二边线的形状可以相同，也可以不同。

如图4所示，当第一边线和第二边线分别接通交流电源的两输出端时，电极相对的棱线之间形成不均匀电场，图为介电电泳电极阵列中沿电极的长度方向产生介电电泳力矢量和等值线。

如图5所示，本实施例中，两片电极板均为梳齿状电极板6，该梳齿状电极板6由多条平行排列的电极7及共同连接该电极7一端的一条边线10构成，所述多条平行排列的电极10的另一端为自由端。两片梳齿状电极板6交错叠放，两片梳齿状电极板6的电极7之间左右间隔对应，形成电极组。如图6所示，当两片电极板交叠构成钣金电极组结构时，第一梳齿状电极板的电极7从第二梳齿状电极板的电极之间插入，形成电极组。这样可以防止两片电极板在叠加时边线8相接触，产生干涉。梳齿状电极板6的外表面可均设置绝缘层，也可一个绝缘另一个为裸电极板；当有一个梳齿状电极板6为裸电极板时，该梳齿状电极板6应为耐腐蚀材料，或经过耐腐蚀处理。

实施例2

如图7所示，与实施例1不同之处为：两片电极板为栅形电极板9，该栅形电极板由多条平行排列的电极10及连接该电极的两端的两条边线11构成。两片栅形电极板间隔叠放，形成电极组。两片栅形电极板9的边线11之间采用绝缘片进行间隔叠放。当两片栅形电极板9交叠构成钣金电极组结构时，在两栅形电极板9的边线11之间设置所述绝缘片，可避免栅形电极板9的边线11相接触，可由于电极10的两端均通过边线11连接在一起，因此电极10在安装时位置相对固定，不需要后期调整。

实施例3

如图8所示，与实施例1不同之处为：两片电极板为立体栅形电极板12，该立体栅形电极板12由多条平行排列的电极13及连接该电极的两端的两条边线14构成，电极13的两端向同侧方向弯折后，再分别连接两条边线。优选的方式为：电极13的两端向垂直于电极的方向弯折后，再向平行于电极10的方向弯折90°，形成阶梯状，使电极13的中部相对于两端凸起。如图9、10、11所示，两片立体栅形电极板12的边线部分间隔叠放，两片立体栅形电极板12的电极13之间相互交错，形成电极组。由于电极13的两端弯折，因此两立体栅形电极板12的边线14之间存在缝隙，能相互避让自动绝缘。两所述电极板的相对边线之间设置固定件，将两所述电极板固定为一体。

钣金电极组中两电极板分别连接交流电源的一个输出端与另一个输出端，且优选两输出端之间的相位相差180°。当交流电源输入的频率不同时，产生正介电电泳效应或负介电电泳效应。含尘气流沿垂直于电极轴线方向进入四边形电极组区域，当经过交流电场覆盖范围时，其中的颗粒物受到介电电泳力的作用向电场强度大的方向移动，聚集于电极棱边处，当介电电泳力大于斯托克斯力时(颗粒物在低速流体中主要受力为粘滞阻力)，颗粒得以捕获在电极形成的电场范围内。且当颗粒浓度足够大时，电极周围的颗粒由于碰撞以及“链”效应凝聚成较大颗粒并沉降下来。这样就可以分离出气体或流体中的颗粒，并将它们收集起来。

本实用新型的工作原理为：

为本实用新型制作一底座或悬挂装置，将本实用新型的平板式空气过滤器置于底座上，并根据需要叠放于宿舍、客厅、会议室和车内等空间，之后将电源插座接通电源。利用空气自然流动，空气从平板式空气过滤器的前方进入钣金电极组2，由于钣金电极组2接通电源后产生非均匀电场，当含尘气流经过钣金电极组2时，经由其中的灰尘被电场极化，在介电电泳力作用下向电场较强的方向运动而聚集在介电电泳电极附近，并链化沉降下来，净化后的气流从平板式空气过滤器的后方排出，改善室内空气质量。本实用新型在净化含尘气流的过程中只需定期清理聚集沉降在钣金电极组下部的灰尘，无需更换钣金电极组，因此不产生后期费用。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (10)

1.一种使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：包括边框外壳和钣金电极组，所述边框外壳为矩形框架，所述钣金电极组嵌装于所述矩形框架内；所述钣金电极组包括两片分别连接交流电源不同输出端的电极板；所述电极板为一体成型的钣金件，包括多条平形排列的电极及同时连接所有所述电极的一条或一条以上边线；两所述电极板交错叠放，使一电极板的电极置于另一电极板的两相邻电极之间，形成电极组；两所述电极板之间相互绝缘；所述钣金电极组垂直于气流方向，或与气流方向有锐角夹角。

2.根据权利要求1所述的使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：一电源插座设置于所述边框外壳上，所述钣金电极组通过所述电源插座连接所述交流电源。

3.如权利要求1所述的使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：所述钣金电极组的电极板为梳齿状电极板，包括多条平行排列的电极，及同时连接所有所述电极一端的一条边线，所述电极的另一端为自由端，一电极板的边线位于另一电极板中电极的自由端侧。

4.如权利要求1所述的使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：所述钣金电极组的电极板为栅形电极板，包括多条平行排列的电极，及分别连接所述电极的两端的两条边线。

5.如权利要求4所述的使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：两所述电极板的边线之间设置绝缘材料。

6.如权利要求1所述的使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：所述钣金电极组的电极板为立体栅形电极板，包括多条平行排列的电极，及分别连接所述电极的两端的边线；所述电极的两端弯折，在交错叠放时相互避让。

7.如权利要求6所述的使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：所述电极的两端弯折成阶梯状，使所述电极的中部相对于两端凸起。

8.如权利要求6或7所述的使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：两所述电极板的相对边线之间设置固定件，将两所述电极板固定为一体。

9.如权利要求1～7之一所述的使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：两所述电极板外部均设置绝缘层。

10.如权利要求1～7之一所述的使用新型DEP电极的平板式空气过滤器，其特征在于：一电极板外部设置绝缘层，另一电极板为耐腐蚀性材料制成的裸电极。