CN218772513U - 第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构及组合电离模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构及组合电离模块。第一电极结构包括第一电极，第一电极外设有补水层。通过补水层使第一电极表面附着有水，第一电极表面附着的水将第一电极到空气界面分割成第一电极到水界面和水到空气界面，第一电极在高压电作用下电离第一电极到水界面内的水产生正、负离子气泡，正、负离子气泡运动至第一电极附着水的表面并带出水分子团形成大量的正、负水合离子团；正、负水合离子团形成了尖端放电效应，对水到空气界面的空气电离产生正、负离子，大量的正、负水合离子团、以及新产生的正、负离子一起构成附着水表面的水合等离子体。能较低电压电离产生水合等离子体，减少有害副产物的产生。

Description

第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构及组合电离模块

技术领域

本实用新型涉及空气消杀技术领域，特别是涉及一种第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构及组合电离模块。

背景技术

随着空气污染严重，国民生活水平提高，空气净化器的普及率越来越高。当前市面上的空气净化器主要分为过滤式和等离子体式空气净化器，等离子体式空气净化器因不存在耗材的优势，现越来越多厂商加入研制此类空气净化器。

等离子体式空气净化器一般采用电极高压放电的方式将空气电离，形成大量负离子和正离子，从而起到杀菌、杀毒、除味的目的。但是电极放电需要较高的电离电压，较高的电离电压容易产生拉弧问题以及臭氧、氮化物等副产物，臭氧、氮化物浓度过高对会对人体产生伤害。若为了降低臭氧、氮化物产生浓度将电离电压降低，则会导致离子浓度降低，空气消杀效果较差。因此，如何在确保离子浓度的同时降低电离电压是当前空气电离的关键难题。

此外，现有技术中，放置在室内的空气净化器输出的离子传输距离范围一定，当室内空间较大时，需要分散放置多个空气净化器才能满足室内全区域的空气消杀，成本较高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种电极结构及组合电离模块。

为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种第一电极结构，包括第一电极，所述第一电极外设有补水层。

上述技术方案：通过补水层使第一电极表面附着有水，第一电极表面附着的水将第一电极到空气界面分割成第一电极到水界面和水到空气界面，第一电极在高压电作用下电离第一电极到水界面内的水产生正、负离子气泡，正、负离子气泡运动至第一电极附着水的表面并带出水分子团形成大量的正、负水合离子团；正、负水合离子团形成了尖端放电效应，对水到空气界面的空气电离产生正、负离子，大量的正、负水合离子团、以及新产生的正、负离子一起构成附着水表面的水合等离子体。这样与第一电极连接的高压电源输出的高压电信号的电压幅值远小于现有的空气电离电压7KV到10KV，实现了较低电压电离产生水合等离子体，节能，同时电压降低也会减少有害副产物的产生。

为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提供了一种第二电极结构，包括：分别连接交变脉冲电源的第二电极和第三电极，所述第三电极位于所述第二电极的电压感应区域内。

上述技术方案：在第二电极的电压感应区域内空气处于电离或微弱电离状态，位于第二电极电压感应区域内的第三电极能够收集、聚集大量游离离子，使得第三电极周围电场强度较大，能够进一步电离其周围空气，使得第二电极与第三电极之间区域的空气电离度增加，增加了电离率，进而减小第二电极和第三电极的电离电压，改善拉弧问题、减少臭氧、氮化物等副产物。在各自连接交变脉冲电源的作用下，第二电极和第三电极之间会产生高离子混合度区域，在该区域正、负离子混合充分，空气经过该区域时即时消杀率高，并且产生的混合离子空间扩散性强。

在本实用新型的一种优选实施方式中，第二电极连接第二交变脉冲电源，第三电极连接第三交变脉冲电源，第二交变脉冲电源输出的脉冲电源信号与第三交变脉冲电源输出的脉冲电源信号具有相位差。

上述技术方案：第二电极和第三电极连接的交变脉冲电源具有相位差，能够增加第二电极和第三电极之间的高离子混合度区域中正、负离子的混合度，提高即时消杀率。

在本实用新型的一种优选实施方式中，第二电极和第三电极相对设置。

上述技术方案：第二电极和第三电极的端部相对，便于空气在两电极之间的高离子混合度区域内流通。

在本实用新型的一种优选实施方式中，在第二电极或第三电极外设有补水层；或者，分别在第二电极外和第三电极外设有补水层。

上述技术方案：通过在第二电极和/或第二电极表面设置补水层，在第二电极和/或第三电极表面附着有水，能够降低第二电极和第三电极的电离电压，减少或消除副产物，具体原理参照第一电极结构附水降压原理，在此不再赘述。

为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第三个方面，本实用新型提供了一种第三电极结构，包括：连接直流正脉冲电源的第二电极；连接直流负脉冲电源的第三电极；所述第三电极位于所述第二电极的电压感应区域内。

上述技术方案：在第二电极的电压感应区域内空气处于电离或微弱电离状态，位于第二电极电压感应区域内的第三电极能够收集、聚集大量游离离子，使得第三电极周围电场强度较大，能够进一步电离其周围空气，使得第二电极与第三电极之间区域的空气电离度增加，增加了电离率，进而减小第二电极和第三电极的电离电压，改善拉弧问题、减少臭氧、氮化物等副产物。此外，第二电极在直流正脉冲电源供电下产生正离子团，第三电极在直流负脉冲电源供电下产生负离子团，正、负离子团近距离内会保持各自的电极性，传送至远端空间或遇到障碍物后会发生离子复合效应，可实现远距离离子传输和空气消杀。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述第二电极和第三电极平行设置。

上述技术方案：平行设置的第二电极和第三电极，两个电极产生的离子团接触区较小，有利于两种离子保持各自电极性，提高传输距离。

在本实用新型的一种优选实施方式中，在第二电极或第三电极外设有补水层；或者，分别在第二电极外和第三电极外设有补水层。

上述技术方案：通过在第二电极和/或第二电极表面设置补水层，在第二电极和/或第三电极表面附着有水，能够降低第二电极和第三电极的电离电压，减少或消除副产物，具体原理参照第一电极结构附水降压原理，在此不再赘述。

为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第四个方面，本实用新型提供了一种组合电离模块，包括多个电极安装槽和安装在每个电极安装槽内的组合电极；所有组合电极中至少包括第一部分组合电极和第二部分组合电极；第一部分组合电极采用第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构中任意一种电极结构，第二部分组合电极采用第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构中任意一种电极结构，且第一部分组合电极和第二部分组合电极采用的电极结构不同。

上述技术方案：该组合电离模块具有至少两种不同的电极结构，在降低电极电离电压的同时，不同的电极结构具有不同的空间效应，实现不同距离的离子输送，如第三电极结构具有长距离离子输送特性，第二电极结构具有很好的即时消杀特性，在室内空间较大时，该组合电离模块能够产生可输送距离（即复合时间、复合距离）不同的离子，实现全区域空气消杀，节约了成本。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括第三部分组合电极，第一部分组合电极、第二部分组合电极、第三部分组合电极分别采用第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构。

上述技术方案：实现了远、中、近端离子输送和空气消杀。

附图说明

图1是实施例1中第一种电极结构的结构示意图；

图2是实施例2中第二种电极结构的结构示意图；

图3是实施例3中第三种电极结构的结构示意图

图4是实施例4中组合电离模块的结构示意图。

附图标记：

1第一电极；2第二电极；3第三电极；4补水层；41穿孔；5结构本体；51电极安装槽；6水解离子发生区域；7水合等离子体区域；8远端离子复合区；9复合电极。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横 向”、“上”、“ 下 ”、“ 前”、“ 后 ”、“ 左 ”、“ 右 ”、“ 竖直”、“ 水平 ”、“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。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

本实施例公开了一种第一电极结构，如图1所示，第一电极结构包括第一电极1，第一电极1外设有补水层4。补水层4由吸水材料制成。吸水材料优选但不限于为吸水海绵或聚氨酯类材料或丙烯酸类材料或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（即ABS树脂）。第一电极1可为条状电极或板状电极。补水层4可为套件，该套件套设在第一电极1外，如图1所示。补水层4也可为薄膜状，其覆盖在第一电极1表面。

在本实施例中，为有利于补水层4中的水分流通到第一电极1外表面，在补水层4靠近第一电极1的部分开设很多穿孔41，如图1所示。

在本实施例中，通过表面附着水的第一电极1改变了电离电势界面，相较于现有的空气电离技术极大地降低了电离电压，降低了成本，节能，同时电离电压的降低也使得不产生或较少产生比如臭氧、氮化物等有害副产物；通过气泡的扩散作用带出水中电离产生的正、负离子，进而在第一电极1附着水表面形成等离子体；输出的水合等离子体以纳米尺度的小分子水团为载体，能够减少使用环境的静电累积，并延长等离体中正负离子或离子团的复合时间，能够实现较远距离传输，同时小分子水团还能够抑制臭氧、氮化物等有害副产物的产生。综上，本电极结构能够不产生或产生很少的有害副产物，能够降低对高压电源的高压需求，进而实现环保、人机安全共存、降低成本、节能。

在本实施例中，第一电极1可连接高压电源，高压电源是指输出的电源信号的电压幅值达到1KV以上的电源，高压电源输出电源信号为直流或交变信号。本实用新型提供的水合等离子发生器有效地降低了对高压电源的输出电压的大小的要求，如高压电源的电压幅值在2KV到6KV时就能高效的生成水合等离子体输出，而现有的空气电离电压一般在7KV到10KV。

在本实施例中，优选地，为了提高水合等离子体中正离子、离子团与负离子、离子团的混合度，提高正负离子、离子团复合率，实现进一步节能，高压电源为高压交变脉冲电源。高压交变脉冲电源的脉冲频率为10KHz到60KHz。

在本实施例中，水优选但不限于为矿泉水、自来水等带有自由离子的水。

在本实施例中，优选地，如图1所示，补水层4中的水分在电压电场作用下在第一电极1外围产生了水解离子发生区域6，在这个区域水分子发生水解，产生很多水分子团。水合等离子体聚集在第一电极1端部形成水合等离子体区域7。在气流的带动下水合等离子体区域7的水合等离子体沿气流方向输送。

实施例2

在本实施例公开了一种第二电极结构，如图2所示，包括：分别连接交变脉冲电源的第二电极2和第三电极3，第三电极3位于第二电极2的电压感应区域内。

在本实施例中，第二电极2和第三电极3连接的交变脉冲电源可为同一交变脉冲电源也可分别连接不同的交变脉冲电源。交变脉冲电源的幅值大于等于1KV。

在本实施例中，第二电极2和第三电极3优选但不限于为单电极或分布式电极。具体可为金属电极或合金电极或石墨电极等。第二电极2通过第二交变脉冲电源供电。第二电极1的电压感应区域为以第二电极1或第二电极1的中心点为球心、半径为R的球形区域，R的大小一般与第二电极2连接的交变脉冲电源的电压幅值大小成正比。当然，第二电极2距离第三电极3的距离太远，对第二电极2和第三电极3的电离电压降低作用有限，优选地，R取值在0.001米到0.5米范围内能获得较好的降压效果。

在本实施例中，为进一步降低第二电极2、第三电极3的电离电压，减少副产物，第二电极2和第三电极3具有多个尖锐部，尖锐部更容易收集周围游离离子，在局部产生较强的电势差，空气电离效果更好，能进一步降低第二电极2和第三电极3连接的交变脉冲电源的电压。尖锐部可以是球形或圆形或三角形或锯齿形或针尖状的凸起。

在本实施例中，如图2所示，第二电极2和第三电极3相对设置，在第二电极2端部和第三电极3端部之间的区域产生了高离子混合度区域，在该区域正、负离子混合度高，对途径的空气具有很好的即时消杀功能。

在本实施例中，第二电极2和第二电极3可同时通过一台高压交变脉冲电源供电，也可分别由不同的交变脉冲电源供电。优选地，为第二电极2和第二电极3供电的交变脉冲电源信号具有相位差，具体地，可将第二电极2和第三电极3分别连接同一交变脉冲电源的正极输出端和负极输出端，两者具有180度的相位差，也可将第二电极2连接第二交变脉冲电源，第三电极3连接第三交变脉冲电源，第二交变脉冲电源输出的脉冲电源信号与第三交变脉冲电源输出的脉冲电源信号具有相位差，该相位差不能是360度的整数倍。因为该相位差，第二电极2和第三电极3产生的正离子、负离子时间不同步，能够提高第二电极2和第三电极3之间高离子混合度区域的离子混合度，提高即时消杀功能。因此，进一步优选地，第二交变脉冲电源输出的脉冲电源信号与第三交变脉冲电源输出的脉冲电源信号的相位差为180度或180度的奇数倍。

在本实施例中，为进一步降低第二电极2、第三电极3的电离电压，降低或消除副产物，在第二电极2或第三电极3外设有补水层4；或者，分别在第二电极2外和第三电极3外设有补水层4。

在本实施例中，补水层4由吸水材料制成。吸水材料优选但不限于为吸水海绵或聚氨酯类材料或丙烯酸类材料或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（即ABS树脂）。第二电极2/第三电极3可为条状电极或板状电极或分布式电极。分布式电极包括多个子电极，并且多个子电极在空间分散布置。补水层4可为套件，该套件套设在第二电极2/第三电极3外，如图3所示。补水层4也可为薄膜状，其覆盖在第二电极2/第三电极3表面。

在本实施例中，为有利于补水层4中的水分流通到第二电极2/第三电极3外表面，在补水层4靠近第二电极2/第三电极3的部分开设很多穿孔41。

在本实施例中，通过表面附着水的第二电极2/第三电极3改变了电离电势界面，相较于现有的空气电离技术极大地降低了电离电压，降低了成本，节能，同时电离电压的降低也使得不产生或较少产生比如臭氧、氮化物等有害副产物；通过气泡的扩散作用带出水中电离产生的正、负离子，进而在第二电极2/第三电极3附着水表面形成等离子体；输出的水合等离子体以纳米尺度的小分子水团为载体，能够减少使用环境的静电累积，并延长等离体中正负离子或离子团的复合时间，能够实现较远距离传输，同时小分子水团还能够抑制臭氧、氮化物等有害副产物的产生。综上，本电极结构能够不产生或产生很少的有害副产物，能够降低对高压电源的高压需求，进而实现环保、人机安全共存、降低成本、节能。

实施例3

本实施例公开了一种第三电极结构，包括：连接直流正脉冲电源的第二电极2；连接直流负脉冲电源的第三电极3；第三电极3位于第二电极2的电压感应区域内，第二电极2的电压感应区域为以第二电极2为球心、半径为R的球形区域，R取值在0.001米到0.5米。

在本实施例中，如图3所示，第二电极2接直流正脉冲电源，第二电极2电离空气产生正离子、正离子团。第三电极3接直流负脉冲电源，第二电极2电离空气产生负离子、负离子团。图3中标记出了气流方向，在气流作用下，正负离子、离子团沿气流方向传播，在传播过程中会保持各自的极性，在传送到远端或遇障碍物时两者复合，形成远端离子复合区8，利用复合能对空气进行消杀，实现远端输送和消杀。

在本实施例中，如图3所示，第二电极2和第三电极3平行设置。这样在气流流动方向平行与第二电极2/第三电极3时，在正、负离子在气流带动下能够有较少的混合，有利于远距离传输。

在本实施例中，为进一步降低第二电极2/第三电极3的电离电压，降低或消除副产物，在第二电极2或第三电极3外设有补水层4；或者，分别在第二电极2外和第三电极3外设有补水层4。补水层4的具体结构在实施例2中进行了详细说明，在此不再赘述。

在本实施例中，通过表面附着水的第二电极2/第三电极3改变了电离电势界面，相较于现有的空气电离技术极大地降低了电离电压，降低了成本，节能，同时电离电压的降低也使得不产生或较少产生比如臭氧、氮化物等有害副产物；通过气泡的扩散作用带出水中电离产生的正/负离子，进而在第二电极2/第三电极3附着水表面形成正/负离子体。

实施例4

本实施例公开了一种组合电离模块，如图4所示，包括多个电极安装槽51和安装在每个电极安装槽51内的组合电极9。可在结构本体5上开设多个电极安装槽51，电极安装槽51可排成一列或一行或阵列状等。电极安装槽51的形状优选但不限于为方形槽或圆柱形槽。所有组合电极9中至少包括第一部分组合电极9和第二部分组合电极9；第一部分组合电极9采用第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构中任意一种电极结构，第二部分组合电极9采用第一种电极结构、第二电极结构、第三电极结构中任意一种电极结构，且第一部分组合电极9和第二部分组合电极9采用的电极结构不同。

在本实施例中，第一部分组合电极9和第二部分组合电极9有六种组合形式，分别为（第一电极结构、第二电极结构）、（第一电极结构、第三电极结构）、（第二电极结构、第一电极结构）、（第二电极结构、第三电极结构）、（第三电极结构、第一电极结构）和（第三电极结构、第二电极结构）。第一电极结构产生的水合等离子体正、负离子复合时间因为水被延长，可传输的较远距离进行复合后进行空气消杀。第二电极结构，具有很好的即时消杀效果，其正、负离子混合度高，即使加入补水层4后，其在正、负离子复合之前可传输的距离是三种电极结构中最近的。第三电极结构，因为正、负离子能够保持较长时间的极性，特别是加入补水层4后，其可在正、负离子复合前可传输的距离最远。因此，组合电离模块可根据预设的消杀范围大小，设置不同的电极结构组合。

在本实施例中，进一步优选地，还包括第三部分组合电极，第一部分组合电极、第二部分组合电极、第三部分组合电极分别采用第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构，实现了长、中、近距离传输和空气消杀。

在本实施例中，如图4中的箭头所示，复合电极9可直接插入电极安装槽51内。对于第一电极结构，可将外部套设有补水层4的第一电极1直接插入电极安装槽51完成安装。对于第二电极结构/第三电极结构，可将第二电极2和第三电极3中的一个电极设于电极安装槽51的内侧壁上，优选但不限于通过粘贴的形式安装，另一个电极直接插入电极安装槽51内完成安装。

在本实施例中，进一步优选地，为便于产生的离子扩散和输送，如图4所示，将电极安装槽51上下两侧壁镂空或开口或不设置上下两侧壁。

实施例5

本实施例公开了一种离子发生器，包括实施例4中的组合电离模块、风机和电源包，电源包具有交流脉冲电源输出端、直流正脉冲输出端、直流负脉冲输出端，组合电离模块中第一电极1可连接交流脉冲电源输出端，组合电离模块中第二电极机构的第二电极2和第三电极3分别连接一个交流脉冲电源输出端，组合电离模块中第二电极机构的第二电极2和第三电极3分别连接直流正脉冲输出端和直流负脉冲输出端。风机用于将组合电离模块中产生的离子定向吹送出去。如图4所示的，电极安装槽41上下侧壁镂空或开口时，风机可在上下方向吹风，吹出产生的离子。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种第一电极结构，其特征在于，包括第一电极，所述第一电极外设有补水层，第一电极连接高压电源，高压电源为高压交变脉冲电源。

2.一种第二电极结构，其特征在于，包括：

分别连接交变脉冲电源的第二电极和第三电极，所述第三电极位于所述第二电极的电压感应区域内；

在第二电极或第三电极外设有补水层；或者，分别在第二电极外和第三电极外设有补水层。

3.如权利要求2所述的第二电极结构，其特征在于，第二电极连接第二交变脉冲电源，第三电极连接第三交变脉冲电源，第二交变脉冲电源输出的脉冲电源信号与第三交变脉冲电源输出的脉冲电源信号具有相位差。

4.如权利要求2所述的第二电极结构，其特征在于，第二电极和第三电极相对设置。

5.一种第三电极结构，其特征在于，包括：

连接直流正脉冲电源的第二电极；

连接直流负脉冲电源的第三电极；

所述第三电极位于所述第二电极的电压感应区域内；

在第二电极或第三电极外设有补水层；或者，分别在第二电极外和第三电极外设有补水层。

6.如权利要求5所述的第三电极结构，其特征在于，所述第二电极和第三电极平行设置。

7.一种组合电离模块，其特征在于，包括多个电极安装槽和安装在每个电极安装槽内的组合电极；所有组合电极中至少包括第一部分组合电极和第二部分组合电极；第一部分组合电极采用第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构中任意一种电极结构，第二部分组合电极采用第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构中任意一种电极结构，且第一部分组合电极和第二部分组合电极采用的电极结构不同，第一电极结构为权利要求1所述的第一电极结构，第二电极结构为权利要求2-4之一所述的第二电极结构，第三电极结构为权利要求5或6所述的第三电极结构。

8.如权利要求7所述的组合电离模块，其特征在于，还包括第三部分组合电极，第一部分组合电极、第二部分组合电极、第三部分组合电极分别采用第一电极结构、第二电极结构、第三电极结构。

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