CN206381788U - 室内空气离子辅助的烟级气溶胶粒子凝并器 - Google Patents

室内空气离子辅助的烟级气溶胶粒子凝并器 Download PDF

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李庆彪
王恒
杨洲红
章俊平
王纯
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Abstract

本实用新型提供一种室内空气离子辅助的烟级气溶胶粒子凝并器,它包括:过滤掉空气中的毛发、大粒径杂质的初过滤模块;在其中空气发生电离的离子发生单元,和同时存在变化的电场和磁场的扫频凝并单元。本实用新型的室内空气离子辅助的烟级气溶胶粒子凝并器提高了带电气溶胶粒子凝并的效率,进一步能够提高凝并器的净化效率。

Description

室内空气离子辅助的烟级气溶胶粒子凝并器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种环保领域内室内空气凝并器,特别涉及一种室内空气离子辅 助的烟级气溶胶粒子凝并器。
背景技术
[0002]气溶胶是由固体颗粒、液体颗粒或液体及固体颗粒悬浮于气体介质中形成的均匀 分散体系,其自然沉降速度极小,可长时间悬浮于空气中。室内气溶胶粒子根据其粒径大小 可分为核级气溶胶粒子(l〇nm〜50nm)、烟级气溶胶粒子(50nm〜10M1)、尘级气溶胶粒子(= 10M1)。气溶胶作为室内空气污染的主要来源之一,对室内空气品质的影响日益受到重视, 可吸入气溶胶和其可能携带的病毒对人体的健康造成直接威胁。
[0003] —般而言,粒径=30蘭的气溶胶进入下呼吸道的可能性很小,1 〇〜30ym的气溶胶 绝大部分沉积在鼻腔,5〜10wn的气溶胶可进入气管和支气管,只有<5wn的气溶胶才能进 入到深部呼吸道和散布于肺泡上。显而易见粒径<10um的气溶胶才是最危险的。
[0004] 目前在室内净化领域中对气溶胶粒子的凝并技术主要包括电凝并、热凝并、声凝 并、磁凝并、光凝并等,其中电凝并因更容易满足实际工作条件,适应粒径范围广,在空气净 化领域应用较广。目前电凝并主要有同极性荷电颗粒在交变电场中的凝并、异极性荷电粉 尘的库伦凝并、异极荷电颗粒在交变电场中的凝并、异极荷电颗粒在直流电场中的凝并4 种,其中同极性荷电颗粒在交变电场中的凝并的实施是将颗粒物单极荷电,然后进入交变 电场,受颗粒物荷电量、电场力变化的影响,造成颗粒物震动幅度、粒子间相对运动或速度 差异进而使这些颗粒物产生碰撞发生凝并,此凝并技术的荷电部分的荷电效率较低,对一 些烟级气溶胶粒子起不到荷电的作用,并且凝并区采用的交变电场是由普通的交流电源产 生,电源频率是固定的定值,范围很窄,而且产生的电场强度也较低。 实用新型内容
[0005] 为了克服目前同极性荷电颗粒在交变电场中的凝并技术对烟级气溶胶粒子荷电 效率较低,并且凝并区内的交变电场频率范围很窄、产生的电场强度较低的问题,提供一种 离子辅助气溶胶粒子凝并器,该器能够实现对烟级气溶胶粒子实现高效、快速荷电,同时又 能保证凝并区的交变电场的频率可以在较宽的范围内变化,产生的电场强度也较高。
[0006] 在一种实施方式中,提供一种室内空气离子辅助的烟级气溶胶粒子凝并器,所述 凝并器包括:过滤掉空气中的毛发、大粒径杂质的初过滤模块;离子发生单元,在此单元中 空气发生电离,产生负离子占绝大部分的离子,气溶胶粒子与负离子发生碰撞,并且负离子 会依附在气溶胶粒子上使气溶胶粒子显阴极性;和扫频凝并单元,在此单元内同时存在变 化的电场和磁场,显阴极性的气溶胶粒子在这样不断变化的电场力和磁场力的影响下进行 碰撞和凝并。
[0007] 在一种实施方式中,所述凝并器还包括风机,显阴极性的气溶胶粒子在风机的引 力作用下从所述离子发生单元到达所述扫频凝并单元。
[0008]在一种实施方式中,离子发生单元和扫频凝并单元分别与电离电源和扫频电源连 接。
[0009]在一种实施方式中,离子发生单元包括一系列的电离极板和荷电电晕极。
[0010]在一种实施方式中,扫频凝并单元包括一系列的交替放置电扫正极板和电扫负极 板。
[0011]在一种实施方式中,电离电源为电压可调的直流高压电源,输出电压为7000V-lOOOOv。
[0012]在一种实施方式中,扫频电源为频率交替变化的高压交流电,频率范围为20k-300kHz,产生的电压为30〇〇v-i〇〇〇〇v。
[0013]在一种实施方式中,所述扫频凝并单元的电扫正极板和电扫负极板之间的距离为 20-60mm〇
[0014]本发明一方面利用离子发生单元产生的大量负离子与烟级气溶胶粒子发生碰撞 附着,能够使烟级气溶胶粒子的荷电量大大增强,从而提高了同极性荷电颗粒在交变电场 中烟级气溶胶粒子荷电效率。另一方面,本发明利用扫频电源实现了凝并单元内的电场可 以随不同范围频率变化而变化,并且借助磁场的影响加速了荷电气溶胶粒子的凝并;并且 本发明扫频电源可以在大范围的频率内、较高的电压范围内不断变化,相较于普通的交变 电源增强了改变荷电气溶胶粒子的运动,有助于气溶胶粒子之间的凝并。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的 附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对 于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其 它的附图。
[0016]图1 •本实用新型的空气离子辅助的烟级气溶胶粒子凝并器结构示意图;
[0017]图2•本实用新型的离子发生单元的一种实施例示意图;和
[0018]图3•本实用新型的扫频凝并单元的一种实施例示意图。
具体实施方式
[0019] 为了使本领域技术领域人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请 实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实 施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。以下实施例中所提到的方位用语, 例如:上、下、左、右、前、后等,仅是参考附图的方向;因此使用的方位用语是用来说明并非 限制本实用新型。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其它实施例,都应当属于本申请保护的范围。
[0020] 如图1所示,本发明的空气离子辅助的烟级气溶胶粒子凝并器,它包括初过滤模块 1,该模块过滤掉空气中的毛发、粒径大的杂质等,然后空气到达离子发生单元2,在此单元 空气与电离电极相接处发生电离,产生负离子占绝大部分的大量离子,在此单元内空气中 的气溶胶粒子特别是烟级气溶胶粒子在强电场内与负离子发生碰撞,并且负离子会依附在 气溶胶粒子上使气溶胶粒子显阴极性。之后显阴极性的气溶胶粒子会在风机的引力作用下 到达扫频凝并单元3内,在此单元内同时存在电场和磁场,并且电场可以在较宽的频率范围 内发生变化,实现了电场随频率不断变化的目的,显阴极性的气溶胶粒子在这样不断变化 的电场中因受变化电场力的不同,导致速度不同,并且在磁场的影响下,烟级气溶胶粒子之 间会发生碰撞发生凝并,在电场力和磁场的影响下凝并粒子以螺旋的运动轨迹可以进入除 尘器中。扫频电源4与电离电源5分别是扫频凝并单元3和离子发生单元2的适配电源。
[0021] 为了更加直观的说明离子发生单元2和扫频凝并单元3的实施方式,现结合一个实 施例进行描述。
[0022] 图2展示了一种离子发生单元2的实施例,它主要由一系列的电离极板和荷电电晕 极组成,图中编号2-1与编号2-3为同极电离极板;编号2-2是荷电电晕极,它的功能是放电。 在电离极板2-1和2-3发生电离产生离子,电离方式可以是电晕放电、场放电等。编号2-4为 离子发生单元极板框。离子发生单元2由电离电源5提供。
[0023]图3展示了一种扫频凝并单元3的实施例,扫频凝并单元3是由一系列的电扫极板 组成,编号3-1为电扫正极板,编号3-2为电扫负极板。此单元的电源由扫频电源4提供,用以 实现电场在很宽的频率范围内不断变化。在电扫正极板和电扫负极板之间既存在不断变化 的电场又存在与电场力垂直的磁场,在空间范围内使阴极性气溶胶粒子发生不规则的强烈 的横向震荡运动,增大了气溶胶粒子之间的碰撞机率,使阴极性烟级气溶胶粒子之间发生 凝并。同时在凝并的过程中可以将有害气体分子、细菌、病毒等吸附,此单元的设置使一些 难以收集、吸附、拦截的小粒径的气溶胶粒子长大,方便后续工艺的收集。
[0024] 离子发生单元2的电离极板之间的距离为20-40mm,并且荷电电晕极处于两块极板 中央。荷电电晕极的材质是金属材料,可以是304钢、316钢、钨、钼等。电离极板的材质为金 属材料,可以是铝板。
[0025] 离子发生单元2中电离电极电离空气产生的离子以阴离子为主,如(MT、• 02等。电 离电源5产生的电压为7000v-10000v。
[0026] 扫频凝并单元3的两块电扫极板间的距离为20-60mm,并且电扫正极板与电扫负极 板交替相连,会产生一个交变电场和磁场。扫频凝并单元3中电场力和磁场力的方向互相垂 直,共同对阴极性气溶胶粒子凝并产生影响。
[0027] 扫频电源4为高频交流电,其频率范围为20k-300kHz,产生的电压为3000v-10000v〇
[0028] 应该理解到披露的本实用新型不仅仅限于描述的特定的方法、方案和物质,因为 这些均可变化。还应理解这里所用的术语仅仅是为了描述特定的实施方式方案的目的,而 不是意欲限制本实用新型的范围,本实用新型的范围仅受限于所附的权利要求。
[0029]本领域的技术人员还将认识到,或者能够确认使用不超过常规实验,在本文中所 述的本实用新型的具体的实施方案的许多等价物。这些等价物也包含在所附的权利要求 中。

Claims (8)

1. 一种室内空气离子辅助的烟级气溶胶粒子凝并器,其特征在于:所述凝并器包括:过 滤掉空j中的毛发、大粒径杂质的初过滤模块;离子发生单元,在此单元中空气发生电离, 产生负离子占绝大部分的离子,气溶胶粒子与负离子发生碰撞,并且负离子会依附在气溶 胶粒子上使气溶胶粒子显阴极性;和扫频凝并单元,在此单元内同时存在变化的电场和磁 场,显阴极性的气溶胶粒子在这样不断变化的电场力和磁场力的影响下进行碰撞和凝并。
2. 根据权利要求1的所述烟级气溶胶粒子凝并器,其特征在于:所述凝并器还包括风 机,显阴极性的气溶胶粒子在风机的引力作用下从所述离子发生单元到达所述扫频凝并单 yn 〇
3. 根据权利要求1的所述烟级气溶胶粒子凝并器,其特征在于:所述离子发生单元和扫 频凝并单元分别与电离电源和扫频电源连接。
4. 根据权利要求1的所述烟级气溶胶粒子凝并器,其特征在于:所述离子发生单元包括 一系列的电离极板和荷电电晕极。
5. 根据权利要求1的所述烟级气溶胶粒子凝并器,其特征在于:所述扫频凝并单元包括 一系列的交替放置电扫正极板和电扫负极板。
6. 根据权利要求3的所述烟级气溶胶粒子凝并器,其特征在于:所述电离电源为电压可 调的直流高压电源,输出电压为7000v-10000v。
7. 根据权利要求3的所述烟级气溶胶粒子凝并器,其特征在于:所述扫频电源为频率交 替变化的高压交流电,频率范围为2〇k-300kHz,产生的电压为3000v-10000v。
8. 根据权利要求5的所述烟级气溶胶粒子凝并器,其特征在于:所述扫频凝并单元的电 扫正极板和电扫负极板之间的距离为2〇-6〇mm。
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