CN210296870U - 一种动态纳米离子发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种动态纳米离子发生装置，包括纳米负离子发生器、纳米正离子发生器和电源控制模块；电源控制模块包括高压电源单元和动态离子控制单元，动态离子控制单元一端与高压电源单元相电连，动态离子控制单元另一端通过供电接插件与外供电源相电连；纳米负离子发生器包括若干个相并联的负离子发生头，纳米正离子发生器包括若干个相并联的正离子发生头，且纳米负离子发生器与高压电源单元的负高压相电连，纳米正离子发生器与高压电源单元的正高压相电连。该动态纳米离子发生装置，适用于任何气候条件，无耗材、无臭氧，不但可高效去除PM2.5等细颗粒物，而且可高效分解甲醛、各种VOCs等，并能强力杀菌消毒。

Description

一种动态纳米离子发生装置

技术领域

本实用新型涉及一种动态纳米离子发生装置，属于空气净化领域，尤其是涉及一种无耗材，高效除雾霾、分解甲醛和VOCs、杀菌消毒等净化器领域。

背景技术

随着人们对空气品质的重视，空气净化器受到越来越多的关注。市场上的空气净化器种类繁多，使用的净化技术也是各有特点。目前最常用且成熟的净化技术是利用HEPA高效滤网，但HEPA滤网是耗材，不但更换麻烦，而且由于其阻力大，需要配置风机，导致产品的噪音大、电耗大。

静电除尘技术可以克服HEPA滤网存在的以上缺点。静电除尘是利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法，无耗材。但其具有易产生大量臭氧、体积庞大、容尘量小等诸多缺点。日前，有研究者在静电除尘技术的基础上，提出了一种利用高压电产生电离子即净离子群发生装置，如对比文件(申请号201310135163.6)，以捕获PM2.5等细颗粒物的净化技术，但主要存在以下三大不足：

(1)产生大量臭氧，带来二次污染：对比文件采用电极针电晕放电的方式，周围的空气被过度电离，容易产生大量臭氧，带来二次污染。此外，放电电极长期工作运行后容易积灰或被氧化腐蚀，导致臭氧的发生量进一步增加。

(2)离子释放效率低，长期使用后净化效率迅速下降：放电电极布置在狭小的离子出口里，离子释放效率低，长期工作运行后，放电电极容易积灰或氧化腐蚀，导致净化效率迅速下降。此外，该装置缺乏必要的保护装置，放电电极的放电尖端极易被外物折损，导致放电恶化或无法正常工作。

(3)同时释放的正离子和负离子之间极易发生相互电性中和，净化效能低下：在狭小的空间里，同时释放的静态正离子和静态负离子，极易发生相互电性中和，大大降低净化效能。

本实用新型提供一种动态纳米离子发生装置，可以解决以上问题，大大拓展了其适用场景。

实用新型内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供一种动态纳米离子发生装置。

本实用新型采用的技术方案为：

一种动态纳米离子发生装置，包括：纳米负离子发生器、纳米正离子发生器和电源控制模块；所述电源控制模块包括高压电源单元和动态离子控制单元，所述动态离子控制单元一端与所述高压电源单元相电连，所述动态离子控制单元另一端通过供电接插件与外供电源相电连；所述纳米负离子发生器包括若干个相并联的负离子发生头，所述纳米正离子发生器包括若干个相并联的正离子发生头，且所述纳米负离子发生器与所述高压电源单元的负高压相电连，所述纳米正离子发生器与所述高压电源单元的正高压相电连。

进一步地，所述负离子发生头和/或正离子发生头由多根容易激发出正、负离子的耐腐蚀的导体构成。

进一步地，还包括离子头保护单元，所述离子头保护单元设置于负离子发生头及正离子发生头的外周，并与负离子发生头及正离子发生头相隔一定距离。

进一步地，所述离子头保护单元的侧面设有通风口或孔。

进一步地，还包括静电消除单元A或静电消除单元B，所述静电消除单元A或静电消除单元B与所述高压电源单元相电连

进一步地，所述静电消除单元A为固定于所述装置的壳体外壁面上的导体板，且所述静电消除单元A与所述高压电源单元的高电压侧或低电压侧或接地侧相电连。

进一步地，所述静电消除单元B为中心设有圆环形释放口的圆环形导体，所述静电消除单元B分别设置于所述负离子发生头及正离子发生头的正上方或正下方，且所述静电消除单元B均与所述负离子发生头及正离子发生头相隔一定距离；所述静电消除单元B与所述高压电源单元的低电压侧或接地侧相电连。

具体地，所述静电消除单元B固定设置于所述装置的壳体的内壁面上，或固定于所述离子头保护单元的顶部。

进一步地，所述纳米负离子发生器或纳米正离子发生器同步间歇性运行或相互交替运行。

进一步地，所述纳米负离子发生器和纳米正离子发生器固定设置于所述装置的壳体的外壁面上，所述电源控制模块被封装于所述装置的壳体内。

采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型为一种动态纳米离子发生装置，包括纳米负离子发生器和纳米正离子发生器，所述纳米负离子发生器包括若干个相并联的负离子发生头，用以放电产生大量纳米负离子(如O₂-)，以使PM2.5等细颗粒物荷负电；所述纳米正离子发生器包括若干个相并联的正离子发生头，用以产生大量纳米正离子 (如H+)，以使PM2.5等细颗粒物荷正电；其中，负离子发生头和/或正离子发生头由多根容易激发出正、负离子的耐腐蚀的导体构成，既提高了正、负离子的发生量，也降低了臭氧的发生量；静电消除单元A或B，用以消除该装置所积累的静电，并用于收集灰尘，防止纳米负/正离子发生器的放电头积灰；离子头保护单元，用以保护纳米负/正离子发生器的放电头，并保障纳米负/正离子顺利、高效释放出来；动态离子控制单元，用以控制动态纳米负/正离子的产生，以防止纳米负离子和纳米正离子之间无净化效果的电性中和，提高该装置的净化效能。荷负电的PM2.5等细颗粒物与荷正电的PM2.5等细颗粒物快速聚集成大颗粒物，从而高效去除PM2.5等细颗粒物。此外，纳米负离子与纳米正离子在空气中化学反应生成羟基(·OH)、双氧水(H₂O₂)等活性氧，可高效去除甲醛、 VOCs、细菌、病毒等各种污染物。同时，动态的纳米负/正离子，可促进羟基(·OH)、双氧水(H₂O₂)等活性氧的生成，进一步提高该装置的净化效能。该动态纳米离子发生装置，适用于任何气候条件，无耗材、无臭氧，不但可高效去除 PM2.5等细颗粒物，而且可高效分解甲醛、各种VOCs等，并能强力杀菌消毒。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或者现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一的动态纳米离子发生装置的结构示意图；

图2为实施例二的动态纳米离子发生装置的结构示意图；

图3为实施例三的动态纳米离子发生装置的结构示意图；

图4为实施例四的动态纳米离子发生装置的结构示意图；

图5为实施例五的动态纳米离子发生装置的结构示意图；

图6为实施例六的动态纳米离子发生装置的结构示意图。

图中：1-壳体；2-电源控制模块；21-高压电源单元；22-动态离子控制单元；3-纳米负离子发生器；31-负离子发生头；32-绝缘固定件；33-固定件；34- 连接线；4-高压导线；5-纳米正离子发生器；51-正离子发生头；6-供电接插件； 7-静电消除单元B；72-释放口；8-低压导线；9-离子头保护单元；10-静电消除单元A。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例一：

参阅图1，本实施例提供了一种动态纳米离子发生装置，包括：纳米负离子发生器3、纳米正离子发生器5和电源控制模块2；所述电源控制模块2包括高压电源单元21和动态离子控制单元22，所述动态离子控制单元22一端与所述高压电源单元21相电连，所述动态离子控制单元22另一端通过供电接插件6与外供电源相电连；所述纳米负离子发生器3包括若干个相并联的负离子发生头31，所述纳米正离子发生器5包括若干个相并联的正离子发生头51，且所述纳米负离子发生器3与所述高压电源单元21的负高压相电连，所述纳米正离子发生器5与所述高压电源单元21的正高压相电连。

进一步地，所述纳米负离子发生器3和纳米正离子发生器5固定设置于所述装置的壳体1的外壁面上，所述电源控制模块2被封装于所述装置的壳体1内。

具体地，所述壳体1由绝缘材料制成，用以绝缘封装电源控制模块2，所述纳米负离子发生器3和纳米正离子发生器5并列固定于所述壳体1的外壁面上，并相互隔开一定的距离，以保障纳米负/正离子顺利、高效释放出来，防止纳米负离子和纳米正离子之间无净化效果的电性中和，同时避免负离子发生头31或正离子发生头51由于同电性相斥散开而相互短路、搭接在一起。

具体地，所述纳米负离子发生器3，用以放电产生大量纳米负离子(如O₂-)，以使PM2.5等细颗粒物荷负电，所述纳米正离子发生器5，用以产生大量纳米正离子(如H+)，以使PM2.5等细颗粒物荷正电。

优选地，本实施例中，所述纳米负离子发生器3包括1个负离子发生头31，且所述纳米负离子发生器3设有负离子发生头31的一端与高压电源单元21相电连，所述纳米负离子发生器3的另一端设有固定件33，所述固定件33贯穿固定于壳体1上，用于将所述纳米负离子发生器3固定在壳体1上；所述纳米正离子发生器5包括1个正离子发生头51，且所述纳米正离子发生器5设有正离子发生头51的一端与高压电源单元21相电连，所述纳米正离子发生器5的另一端设有固定件 33，所述固定件33贯穿固定于壳体1上，用于将所述纳米正离子发生器5固定在壳体1上。

进一步地，所述负离子发生头31和/或正离子发生头51由多根容易激发出正、负离子的耐腐蚀的导体构成，以增加纳米离子(负离子或正离子)的发生量，并降低臭氧的发生量。

优选地，本实施例中的负离子发生头31和/或正离子发生头51由多根碳纤维、富勒烯、石墨烯纤维等构成，且所述负离子发生头31和/或正离子发生头51 靠近所述固定件33的一端设有绝缘固定件32，所述负离子发生头31和/或正离子发生头51远离所述固定件33的一端凸出所述绝缘固定件32一定距离(如1-5mm)，由于同电性相排斥，多根碳纤维束/丝等得以散开，防止其积灰，并可增加纳米离子(负离子或正离子)的发生量，同时放电时几乎不产生臭氧。

具体地，所述绝缘固定件32，由绝缘材料构成，如硅胶、铁氟龙等，用于把负离子发生头31和/或正离子发生头51与连接线34支撑固定在一起，防止负离子发生头31和/或正离子发生头51靠近所述固定件33的一端积灰和漏电。

具体地，所述连接线34贯穿嵌入于所述固定件33内，所述连接线34一端与所述负离子发生头31和/或正离子发生头51相电连，所述连接线34另一端通过高压导线4与高压电源单元21相电连。

进一步地，所述高压电源单元21为纳米负离子发生器3和纳米正离子发生器 5提供相应的高压电源，动态离子控制单元22用以控制动态纳米负/正离子的产生，以防止纳米负离子和纳米正离子之间无净化效果的电性中和，提高该装置的净化效能。

具体地，所述动态离子控制单元22控制纳米负离子发生器3和纳米正离子发生器5，或同步间歇性运行(如每运行4秒钟、停止运行1秒钟)，或者相互交替运行。荷负电的PM2.5等细颗粒物与荷正电的PM2.5等细颗粒物快速聚集成大颗粒物，从而高效去除PM2.5等细颗粒物。此外，纳米负离子与纳米正离子在空气中化学反应生成羟基(·OH)、双氧水(H₂O₂)等活性氧，可高效去除甲醛、VOCs、细菌、病毒等各种污染物。同时，动态的纳米负/正离子，可促进羟基(·OH)、双氧水(H₂O₂)等活性氧的生成，进一步提高该装置的净化效能。该动态纳米离子发生装置，适用于任何气候条件，无耗材、无臭氧，不但可高效去除PM2.5等细颗粒物，而且可高效分解甲醛、各种VOCs等，并能强力杀菌消毒。

实施例二：

参阅图2，在实施例一的基础上，本实施例中，所述负离子发生头31由多根容易激发出正、负离子的耐腐蚀的导体构成，而所述正离子发生头51由1根容易激发出正、负离子的耐腐蚀的导体构成。

优选地，所述正离子发生头51为一根圆柱体或针状导体，所述正离子发生头51一端通过固定件33贯穿固定于壳体1的外壁面上，并通过高压导线4与高压电源单元21相电连，所述正离子发生头51另一端为具有针尖状结构的放电尖端，该放电尖端或正离子发生头51由铂、金、银、锌、钛等还原性金属或合金制成，以容易激发纳米级的还原性粒子，用于美容、抗衰老，同时可减少臭氧的发生量。

实施例三：

参阅图3，在实施例一的基础上，本实施例中，所述负离子发生头31由多根容易激发出正、负离子的耐腐蚀的导体构成，而所述纳米正离子发生器5替换为静电消除单元A10。

进一步地，所述静电消除单元A10为一由耐腐蚀性的导体构成的导体板，如不锈钢、铝、钛等，所述静电消除单元A10固定于壳体1的外壁面上，并通过高压导线4与所述高压电源单元21的高电压侧相电连。所述静电消除单元A10用以消除该装置所积累的静电，并用于收集灰尘，防止负离子发生头31积灰，提高该装置长期工作时的净化效能。

进一步地，由于本实施例中不再设置纳米正离子发生器5，该装置不能产生纳米正离子，虽然避免了纳米负离子和纳米正离子之间在空间中的电性中和，提高了该装置去除PM2.5等细颗粒物的效率，但对甲醛、各种VOCs、细菌病毒的净化效果非常有限。

实施例四：

参阅图4，在实施例一的基础上，本实施例中增设了一个静电消除单元A10。

具体地，所述静电消除单元A10，为一导体板，由耐腐蚀性的导体构成，如不锈钢、铝、钛等，所述静电消除单元A10固定于壳体1的外壁面上，并通过低压导线8与高压电源单元21的低电压侧或接地侧相电连。该静电消除单元A10用以消除该装置所积累的静电，并用于收集灰尘，防止纳米正/负发生器的离子发生头积灰，提高该装置长期工作时的净化效能。无耗材、无臭氧，不但可高效去除PM2.5等细颗粒物，而且可高效分解甲醛、各种VOCs等，并能强力杀菌消毒。

实施例五：

参阅图5，在实施例四的基础上，本实施例中采用两个结构相同的静电消除单元B7，所述静电消除单元B7为圆环形导体，其中心设有圆环形的释放口72，两个静电消除单元B7分别被置于负离子发生头31和正离子发生头51的正下方，并通过低压导线8与高压电源单元21的低电压侧或接地侧相电连。

进一步地，所述负离子发生头31和正离子发生头51分别位于两个静电消除单元B7的中轴线上，并与静电消除单元B7隔开一定距离，以防止静电消除单元 B7与负离子发生头31或正离子发生头51之间的放电，而导致纳米负离子的释放量降低。

具体地，所述两个静电消除单元B7分别固定于壳体1的内壁面上。

实施例六：

参阅图6，在实施例五的基础上，本实施例中，增设两个离子头保护单元9，且所述静电消除单元B7设置于所述纳米负离子发生器3和纳米正离子发生器5的正上方。

具体地，所述离子头保护单元9采用绝缘材料制成，所述离子头保护单元9 设置于所述负离子发生头31和正离子发生头51的外周，并分别与负离子发生头 31及正离子发生头51相隔一定距离，用以保护负离子发生头31及正离子发生头。

进一步地，所述静电消除单元B7设置于所述离子头保护单元9的顶部。

优选地，所述离子头保护单元9的侧面设有通风口或孔(图中未标示)，以保障纳米负/正离子顺利、高效的释放出来。

优选地，实施例一至六中的负离子发生头31均采用1组碳纤维束(12K)，实施例一、四至六中的正离子发生头51均采用1组碳纤维束(12K)，实施例二中的正离子发生头51采用钨针。

优选地，实施例一至六中，所述负离子发生头31所加载的电压为-5KV，所述正离子发生头51所加载的电压为+5KV。

优选地，实施例一至六中，测试舱的体积均为1m3。

具体实验数据如表1所示：

具体地，背景技术中的对比文件中的数据也在表1中有所体现。

表1.不同类型的动态纳米离子发生装置实验数据表

注：去除率＝(入口处的浓度-出口处的浓度)/入口处的浓度

由表1可得出如下结论：

(a)在加载同等高电压，周围大气环境中的臭氧背景浓度为35ppb左右的情况下，实施例二会产生微量的臭氧，但也远低于国家相应标准限值的要求(≤ 100ppb)，实施例一及实施例三至六基本不产生臭氧，而对比文件所述装置会产生很高的臭氧，为实施例一至六的3.4—9.6倍。

(b)相比对比文件所述装置，实施例一至六所述的装置的PM2.5的1小时的去除率增加了50.8％—63.9％；除实施案例二外，实施案例一及实施案例三至六所述的装置的甲醛的1小时的去除率增加了275％—325％。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种动态纳米离子发生装置，其特征在于，包括：纳米负离子发生器(3)、纳米正离子发生器(5)和电源控制模块(2)；所述电源控制模块(2)包括高压电源单元(21)和动态离子控制单元(22)，所述动态离子控制单元(22)一端与所述高压电源单元(21)相电连，所述动态离子控制单元(22)另一端通过供电接插件(6)与外供电源相电连；所述纳米负离子发生器(3)包括若干个相并联的负离子发生头(31)，所述纳米正离子发生器(5)包括若干个相并联的正离子发生头(51)，且所述纳米负离子发生器(3)与所述高压电源单元(21)的负高压相电连，所述纳米正离子发生器(5)与所述高压电源单元(21)的正高压相电连。

2.根据权利要求1所述的一种动态纳米离子发生装置，其特征在于：所述负离子发生头(31)和/或正离子发生头(51)由多根容易激发出正、负离子的耐腐蚀的导体构成。

3.根据权利要求1所述的一种动态纳米离子发生装置，其特征在于：还包括离子头保护单元(9)，所述离子头保护单元(9)分别设置于所述负离子发生头(31)及正离子发生头(51)的外周，并与所述负离子发生头(31)及正离子发生头(51)相隔一定的距离。

4.根据权利要求3所述的一种动态纳米离子发生装置，其特征在于：所述离子头保护单元(9)的侧面设有通风口或孔。

5.根据权利要求4所述的一种动态纳米离子发生装置，其特征在于：还包括静电消除单元A(10)或静电消除单元B(7)，所述静电消除单元A(10)或静电消除单元B(7)与所述高压电源单元(21)相电连。

6.根据权利要求5所述的一种动态纳米离子发生装置，其特征在于：所述静电消除单元A(10)为固定于所述装置的壳体(1)外壁面上的导体板，且所述静电消除单元A(10)与所述高压电源单元(21)的高电压侧或低电压侧或接地侧相电连。

7.根据权利要求5所述的一种动态纳米离子发生装置，其特征在于：所述静电消除单元B(7)为中心设有圆环形释放口(72)的圆环形导体，所述静电消除单元B(7)分别设置于所述负离子发生头(31)及正离子发生头(51)的正上方或正下方，且所述静电消除单元B(7)均与所述负离子发生头(31)及正离子发生头(51)相隔一定距离；所述静电消除单元B(7)与所述高压电源单元(21)的低电压侧或接地侧相电连。

8.根据权利要求7所述的一种动态纳米离子发生装置，其特征在于：所述静电消除单元B(7)固定设置于所述装置的壳体(1)的内壁面上；或所述静电消除单元B(7)固定于所述离子头保护单元(9)的顶部。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种动态纳米离子发生装置，其特征在于：所述纳米负离子发生器(3)或纳米正离子发生器(5)同步间歇性运行或相互交替运行。

10.根据权利要求9所述的一种动态纳米离子发生装置，其特征在于：所述纳米负离子发生器(3)和纳米正离子发生器(5)固定设置于所述装置的壳体(1)的外壁面上，所述电源控制模块(2)被封装于所述装置的壳体(1)内。

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