CN2664779Y

CN2664779Y - 气体净化装置

Info

Publication number: CN2664779Y
Application number: CN 03209496
Authority: CN
Inventors: 牛田巽
Original assignee: WEIWU TECHNOLOGY Inc
Current assignee: WEIWU TECHNOLOGY Inc
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2013-09-12

Abstract

一种气体净化装置，包括：设于气体流入口侧的集尘部、与此集尘部连通设置的送风部；该集尘部包括有：保持正电位的集尘电极、被接地的集尘体；送风部包括有：保持负电位的针状电极、与该针状电极对向设置，保持正电位的对向电极。该气体净化装置即使降低正电极部的正电压也能得到充分的集尘效果，而且，当被接地的集尘体或脱臭过滤器由气体净化装置本体取出时，能安全、容易地调整气体净化装置。

Description

气体净化装置

技术领域

本实用新型是关于一种气体净化装置，特别是关于一种针状电极保持负电位、对向电极保持正电位的离子气体净化装置。

背景技术

过去广泛使用的气体净化装置，是将空气中的尘埃赋予正电荷，再加以集尘的清净化离子式气体净化装置。此种空气净化装置在特开昭63-59963号公报中公开有正负一对的离子化电极与接地结构，而且此离子化电极的负电极使用了白金含浸蜂巢状陶瓷，正电极使用了梳状电极。

此空气净化装置是加直流电高压于正负一对的离子化电极，正负一对的离子化电极间发生电晕放电，该离子化电极近旁的气体被离子化。被离子化的气体在作为离子流向着负电极移动的同时，该离子流引起气体对流，而且气体流通过负电极内部，此时该气体流含有的微细尘埃、臭味等微粒子通过正电极的电场而带有正电，因而被负电极的负电力吸着。因此，通过一连串的重复过滤，含有细微的尘埃、臭味等微粒子的气体通过正、负电极之间被过滤排出而净化。

此装置的问题点为，离子化电极是为了吸着气体中的微细尘埃、臭味等微粒子，而加负电压于集尘用电极，并加正电压于为了发生离子风的电晕放电用电极，在高电流密度的放电用正电极处，因为离子粒子或电子等的冲突，放出大量二次电子，而容易发生电子崩现象。因此，正负一对的离子化电极间发生的电晕放电变得不稳定，还容易发生火花放电，并且令能使集尘效率提高的各电极单位的电场强度难以增强，更有甚者，受电子流等所影响的一部份微粒子因为集尘用电极被强加负电压而变得难以吸着，此集尘用电极的集尘效率也降低，而为了提高气体中微粒子的集尘效率，就不得不将该集尘用电极的气体流所通过的蜂巢部贯通孔改小，从而导致因为受到电气、构造等种种制约而难以维持高效率的集尘动作。

为解决这些问题，而有记载于特开平6-269493号公报的气体净化装置被公布。此公布的气体净化装置，在外加负电压于针状电极的同时，集尘用电极本体是由：与针状电极相对且被外加正电压的正电极部以及正电极一体化的集尘部所构成，而且集尘用电极本体可以从气体净化装置本体中自由装卸。

但是，这种公布的气体净化装置，在针状电极被外加负电压的同时，集尘用电极本体是由：与针状电极相对且被外加正电压的正电极部以及正电极一体化的集尘部所构成，而且集尘用电极本体可以从气体净化装置本体中自由装卸，正电极的正电位提高的话，会有发生火花、产生臭氧等问题，甚至发生电子崩，因此有必要降低正电极部的正电位，然而因此会有无法得到集尘效果的可能，而且，集尘用电极本体被集尘物污染时，该集尘用电极本体因为保持正电位，所以在由气体净化装置取出时的调整会变得复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种气体净化装置，即使降低正电极部的正电压也能得到充份的集尘效果，而且，当被接地的集尘体或脱臭过滤器由气体净化装置本体取出时，能安全、容易地调整气体净化装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种气体净化装置，具有设置于气体流入口一侧的集尘部，以及与该集尘部相连通的送风部；其中，该集尘部设有保持正电位的集尘电极和接地的集尘体，该送风部设有保持负电位的针状电极以及与该针状电极相对保持正电位的对向电极。

所述的气体净化装置，该针状电极的尖端部角度为10度以下。

所述的气体净化装置，该针状电极之间的节距为该针状电极与对向电极的间隔的1.7～2.3倍。

所述的气体净化装置，该送风部的集尘体配置于气体流经路径的外面。

所述的气体净化装置，在该送风部的气体流出口侧装设有已接地的脱臭过滤器。

所述的气体净化装置，该送风部是以直列或横列的方式装设有多个。

所述的气体净化装置，在该集尘部的气体流入口侧或送风部的气体流出口侧装有电动风扇。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的气体净化装置，其集尘部包括保持正电位的集尘电极与被接地的集尘体；送风部包括有保持负电位的针状电极与和此针状电极对向设置而保持正电位的对向电极，因此，无须将对向电极提高到高压电位，即能够将针状电极与对向电极间的电位差拉大，不会发生电子崩，且能够稳定地产生高压电场，增加风量。而且，因为集尘部配置于送风部的上风侧，由外部流入的气体在流入送风部之前，气体中的尘埃就已经除去，而能防止针状电极与对向电极因为尘埃而引起的劣化，进而达到运作的稳定及使用寿命的延长。而且，因为集尘过滤器与脱臭过滤器被接地，所以当由气体净化装置本体取出时，能够安全而容易地作调整。

还有，针状电极因为尖端部的角度小于10度，可增大电晕放电的效果。

此外，针状电极的配置节距为该针状电极与对向电极的间隔的1.7～2.3倍，因此离子能充分到达对向电极。

再者，送风部的集尘体因为配置于气体流路的外侧，集尘过滤器不会妨碍风的流动，而且，由该装置取出也很容易。

还有，在送风部的气体流出口侧，设置有被接地的脱臭过滤器，因此通过对向电极的空气中含有的臭微粒子能切实除去，而提高净化效率。

还有，送风部因为是直列或并列多个，所以能安静地增大送风量，进行大量空气的集尘、脱臭。

最后，由于可以更进一步地在集尘部的气体流入口侧或送风部的气体流出口侧设置有电动风扇，因此也能增大送风量，进行大量空气的集尘、脱臭。

附图说明

图1是本实用新型气体净化装置的工作原理示意图；

图2是本实用新型气体净化装置的箱体及部分内部结构的示意图；

图3是本实用新型气体净化装置的集尘电极的部分结构的平面示意图；

图4是本实用新型气体净化装置的集尘电极的部分结构的侧面示意图；

图5是图3所示的集尘电极沿着A-A线的剖面示意图；

图6是本实用新型气体净化装置的针状电极的部分结构的示意图；

图7是图6中所示的A’部的放大示意图；

图8是图6所示的针状电极所设置的针状电极体的沿着B-B方向的剖面示意图；

图9是本实用新型的气体净化装置的第二个实施例的箱体及部分内部结构的示意图；

图10是本实用新型的气体净化装置的第三个实施例的工作原理示意图；

图11是本实用新型的气体净化装置的第四个实施例的工作原理示意图；

图12是关于本实用新型进行实验时使用离子计数器的说明图；

图13是表示离子浓度的方位依存性实验的结果图；

图14是表示离子浓度的到达距离特性实验的结果图；

图15是关于本实用新型进行试验时使用对向电极构造与离子计数器的说明图；

图16是表示离子浓度的外加电压特性实验的结果图；

图17是关于本实用新型进行试验时使用对向电极构造与离子流速计的说明图；

图18是表示离子流速的外加电压特性实验的结果图。

其中，附图标记说明如下：

1 气体净化装置 2 气体流入口

3 气体流出 4 箱体

5 集尘部 6 送风部

11 集尘电极 12 集尘过滤器

13 绳索 13a 针状突起

21 针状电极 22 对向电极

23 针状电极体 24 脱臭过滤器

4a 箱体的侧壁 32 扇

101 离子计数器 102 直流高电压发生装置

103 离子流速计 31 气体净化装置

41 气体净化装置

具体实施方式

如图1和图2所示，第一实施例的气体净化装置1包括：具有气体流入口2及气体流出口3的箱体4、收纳于该箱体4设于气体流入口2侧的集尘部5、以及与该集尘部5连通且设于气体流出口3侧的送风部6。

如图1所示，集尘部5包括有：为正电位(例如保持+7.5kV)的集尘电极11、被接地的集尘体(例如集尘过滤器12)。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，集尘电极11是设有多个针状突起13a的多支绳索13，其配置于与气体流(例如空气流)的垂直方向，而且各绳索13在空气流的方向是呈等间隔配置。以及，集尘过滤器12(例如添加活性碳于金属板而形成)是避开空气流中心部而位于气流路径外面，沿着箱体4的侧壁4a配置。因此，集尘过滤器12不会妨碍空气的流动，而且，从气体净化装置1中向外取出也很容易。此外，还可以用沸石取代集尘过滤器12的活性碳，或是在活性碳中添加沸石来使用。

送风部6包括有：针状电极21、以及针状电极21与对向电极22(例如以15mm间隔配置)组成的对向电极构造，针状电极21为负电位，例如保持-7.5kV；对向电极22为正电位，例如保持+7.5kV。此电位差与针状电极21及对向电极22两电极间的较佳的间隔的关系是每1kV以2mm为宜，若6kV则为12mm，若10Kv则20mm是适宜的值。

针状电极21如图6和图8所示，金属板状的针状电极体23以例如30mm的节距来设置，该针状电极体23与空气流方向垂直，对向电极22也与空气流方向垂直，且数量为多个。而且，如图7所示，针状电极21的尖端部的角度θ1为10度以下。θ1作成10度以下，可增大电晕放电的效果，超过10度则其放电效果变差。

在本实用新型的较佳实施例中，通过针状电极21(直径0.1mm)产生的离子几乎分布于针状电极21尖端方向45度以内。因此，如图2和图15所示，针状电极体23的节距p设定为针状电极21和对向电极22的间隔d的1.7～2.3倍，最好是2倍。例如，如上所述针状电极体23的节距为30mm，针状电极21与对向电极22的间隔设定为15mm。较佳的，节距p若为间隔d的1.7～2.3倍，则离子能充分到达对向电极22，否则，离子到达对向电极22的情况较差。

在图15所示的对向电极构造中，对于主要产生离子的针状电极21的尖端部(假定为球状)与网状的对向电极22之间的电场，以及由该电场产生的离子的平均流速，求解如下：

【数学式一】

针状电极21的尖端方向的电场：

E＝(Q/4πε)[(1/(d+x)²)+(1/(d-x)²)]

Q ：针状电极尖端部的电荷

d ：针状电极与格网间的距离

ε ：空气中的介电常数

【数学式二】

网状格网的对向电极22的电场：

E＝(Q/4πε)[(2d/(d²+y²)^3/2))

Q ：针状电极尖端部的电荷

d ：针状电极与格网间的距离

ε ：空气中的介电常数

【数学式三】

发生离子平均流速

V＝(2/m)eV(b/d²)Δt

m ：离子质量 d ：针状电极与格网间的距离

e ：单位电荷 b ：针状电极的尖端曲率

V ：外加电压 Δt ：平均冲突时间

对向电极22如图2所示，在网状的金属板上装设有多个通气孔。在送风部6和气体流出口3之间，设置有已接地的脱臭过滤器24，该脱臭过滤器24是以活性碳制成，空气在通过对向电极22的通气孔后，空气中所含的臭味微粒子会被该脱臭过滤器24吸收。而且，为使送风部6有送风功能及以集尘部5来集尘，较佳的是设置脱臭过滤器24，且为使气体净化装置1有脱臭功能，最好设置脱臭过滤器24。此外，也可以用沸石替代脱臭过滤器24的活性碳，或在活性碳中添加沸石。

另外，箱体4在本气体净化装置1与空调设备等其它机器相组合时，借由其它机器的箱体来控制气体的流动较好，但此并非用以限制本实用新型。

接下来说明关于本实用新型的气体净化装置1的使用方法。

首先，如图1所示，气体净化装置1的送风部6的针状电极21保持-7.5kV，与此针状电极21对向的对向电极22保持+7.5kV。如此，针状电极21如果变成负电位时，针状电极21的尖端附近也变成高压电场，冲击于此部分的气体分子由针状电极21取得电子，变成带负电荷的离子，此负离子受到针状电极21与正电位的对向电极22间的电场影响，而朝向对向电极22加速。此时，离子反复与气体分子冲突而发生气体的流动，进而发生空气流(风)。因此，因为具有针状电极21及对向电极22的送风部6靠近集尘部5侧变成负电压，所以空气由气体流入口2流入，在箱体4内部发生由气体流入口2朝向气体流出口3的空气流。

如此一来，由气体流入口2流入集尘部5的空气的气体分子接触到保持正电位的集尘电极11，电子转移给集尘电极11，而带正电。带正电荷的离子与空气中的尘埃相冲突，使尘埃带正电。带正电的尘埃受到集尘电极11与被接地的集尘过滤器12间的电场的影响而加速，收集于集尘过滤器12。

尘埃被去除后的净化空气由集尘部5流入送风部6，如上所述，冲击变成高压电场的针状电极21尖端近旁，通过针状电极21取得电子而变成带负电的离子，此阴离子受到针状电极21与正电位的对向电极22间的电场的影响，朝向对向电极22加速，离子与气体分子反复冲突而发生空气流。此空气流流过对向电极22的通气孔，而被与对向电极22相对向配置的脱臭过滤器24吸收空气中含有的臭微粒子而脱臭。如此一来，由气体流入口2流入箱体4的空气借由集尘部5而除去尘埃，经过送风部6，借由脱臭过滤器24而脱臭，净化的空气由气体流出口3流出。

上述的空气净化过程中，送风部6的针状电极21保持负电位，对向电极22保持正电位。所以在没有将对向电极22作成高电位时，针状电极21与对向电极22间的电位差也能变大。因此，与公知的针状电极作成正电位，对向电极作成负电位或0电位的情况相比，本实用新型不会发生电子崩等现象，而能稳定地产生高压电场，而且增加风量。

还有，如图6所示，由于针状电极21与空气流配置均匀，因此风的流动能够很均匀。

而且，因为集尘部5配置于送风部6的上风处(气体流入口2侧)，由外部来的空气在流入送风部6之前，空气中的尘埃就已除去，可以防止针状电极21与对向电极22因为尘埃而发生的劣化，从而运作稳定，进而延长产品寿命。

还有，集尘过滤器12与脱臭过滤器24因为被接地，由气体净化装置1取下时，能安全且容易地作调整。

接下来，针对本实用新型的气体净化装置的第二实施例作说明。

上述第一实施例没有披露风扇，本实用新型在此披露第二实施例，第二实施例是具有风扇的气体净化装置。

例如，如图9所示，第二实施例的气体净化装置31包括有：具有气体流入口2与气体流出口3的箱体4、收纳于该箱体4内部设于气体流入口2侧的集尘部5、以及与该集尘部5连通设于气体流出口3的送风部6。而且，脱臭过滤器24设置在送风部6中，位于气体流出口3侧。在该脱臭过滤器24和气体流出口3之间，在气体流出口3的附近设置有马达驱动的风扇32。因此，对于须要特别强烈的集尘、脱臭、或大量空气的集尘、脱臭的气体净化装置，可借由驱动风扇32，增大送风量，而能将大量空气予以集尘、脱臭。

此外，以下是针对本实用新型的气体净化装置的第三实施例作说明。

相对于上述第一实施例仅有一组对向电极构造，在此披露第三实施例，其为拥有多个直列配置对向电极构造的气体净化装置。

例如，如图10所示，第三实施例的气体净化装置41是由多对针状电极21与对向电极22组成对向电极构造(送风部6)，其为直列且多个，例如于此披露设置有二组，但是这并非用以限制本实用新型。因此，需要特别强烈的集尘脱臭或大量空气的集尘脱臭的气体净化装置，无须风扇，就能安静地增大送风量，进而将大量空气集尘、脱臭。

进一步地，针对本实用新型的气体净化装置的第四实施例作说明。

相对于上述第一实施例具有一组对向电极构造，在此披露第四实施例，其为拥有并列配置多个对向电极构造的气体净化装置。

例如，如图11所示，第四实施例的气体净化装置51为二个集尘部5并列，而且，由针状电极21与对向电极22组成的对向电极构造(送风部6)是多个并列，如图11所示为设置有二个，但是这并非用以限制本实用新型。因此，需要大量的集尘脱臭或大量气体的集尘脱臭的气体净化装置，不使用风扇，就能安静地增大送风量，将大量空气予以集尘、脱臭。

以下特披露本实用新型的多项实验数据

〔实验一〕

目的：当本实用新型的气体净化装置中所使用的针状电极的直径为0.1mm时，绘制在空气中由针状电极所产生的离子的离子浓度与方位角度θ2的变化关系图。

方法：如图12所示，使用针状电极21与离子计数器101，在针状电极21外通过直流高电压发生装置102加-4kV的电压，通过变更针状电极方位来测定离子浓度。

结果：离子浓度和方向角度的变化关系图如图13所示，我们可以了解到，由针状电极21产生的离子浓度随着方位角度θ2的变化而变化，方位角45度以内几乎分布了所有的离子。

〔实验二〕

目的：对于本实用新型的气体净化装置所使用的针状电极21，调查由针状电极产生的离子浓度和到达距离特性。

方法：使用如图12所示的针状电极21与离子计数器101，在针状电极外通过直流高电压发生装置102加-4kV的电压，改变针状电极的距离来测定离子浓度。

结果：以图14来表示离子浓度和到达距离特性。我们可以了解到，离子浓度与到达距离的关系呈指数函数减少。

〔实验三〕

目的：调查由本实用新型的气体净化装置所使用的送风部(包含有针状电极与对向电极的对向电极构造)所产生的离子浓度与外加电压特性。

方法：通过如图15配置的对向电极构造来产生离子，使用离子计数器101，改变外加于针状电极21的电压来测定离子浓度。

结果：离子浓度的外加电压特性如图16所示。我们可以了解到，从-6kV开始离子浓度急遽增加。

〔实验四〕

目的：调查由本实用新型的气体净化装置所使用的送风部(包含有针状电极与对向电极的对向电极构造)所产生的离子流的外加电压特性。

方法：通过如图17所示配置的对向电极构造来产生离子，设置离子流速计103于对向电极，改变外加于针状电极21的电压，来测定离子流速。

结果：离子流速的外加电压特性如图18所示。我们可以了解到，从-3kV开始产生离子的流速，随外加电压而呈比例增加。将外加电压加到-15kV可得到3.0m/sec的流速。

〔实验五〕

目的：测试如图9所示的气体净化装置中使用脱臭过滤器后的脱臭性能。

方法：在图9所示的气体净化装置中设置活性碳过滤器与无纺布，为了增加风量而设置斜流式风扇，风速作成2～3m/sec。评价测试方法为日本电机工业会的指定方法(在1m³的箱中，燃烧5支香烟)。

结果：如下列表一所示。

表一：脱臭性能测试评价

臭气成分	氨	醛	醋酸
臭气成分	氨	醛	醋酸	初期浓度(ppm)	17.5	8.5	1
运转30分钟后(ppm)	0.1	3.5	0.5	初期浓度(ppm)	17.5	8.5	1
运转30分钟后(ppm)	0.1	3.5	0.5	除去率(％)	η₁＝99.4	η₂＝58.8	η₃＝96.4

*总臭气除去率(η)为78.4％，属于良好，我们可以了解到，氨与醋酸几乎完全除去。

其中，η＝(η₁+2η₂+η₃)/4

*在计算总臭气除去率(η)时，有必要提高醛的除去效率，因此，过滤器由通常的活性碳变更为添着活性碳，或沸石或与TiO₂复合的沸石，即能够提高醛的除去效率。

通过本实用新型的气体净化装置，将正电极的正电位降低也可以得到充分的集尘效果，而且，将被接地的集尘体或脱臭过滤器由气体净化装置取出时，能安全容易地作调整。

综上所述，虽然本实用新型已通过较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的修改均不超出本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种气体净化装置，其特征在于：具有设置于气体流入口侧的集尘部，以及与该集尘部相连通的送风部；其中，该集尘部设有保持正电位的集尘电极和接地的集尘体，该送风部设有保持负电位的针状电极以及与该针状电极相对保持正电位的对向电极。

2、如权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于：该针状电极的尖端部角度为10度以下。

3、如权利要求1或2所述的气体净化装置，其特征在于：该针状电极之间的节距为该针状电极与对向电极的间隔的1.7～2.3倍。

4、如权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于：该送风部的集尘体配置于气体流经路径的外面。

5、如权利要求3所述的气体净化装置，其特征在于：该送风部的集尘体配置于气体流经路径的外面。

6、如权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于：在该送风部的气体流出口侧装设有已接地的脱臭过滤器。

7、如权利要求5所述的气体净化装置，其特征在于：在该送风部的气体流出口侧装设有已接地的脱臭过滤器。

8、如权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于：该送风部为以直列或横列的方式装设有多个。

9、如权利要求7所述的气体净化装置，其特征在于：该送风部为以直列或横列的方式装设有多个。

10、如权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于：在该集尘部的气体流入口侧或送风部的气体流出口侧装有电动风扇。

11、如权利要求9所述的气体净化装置，其特征在于：在该集尘部的气体流入口侧或送风部的气体流出口侧装有电动风扇。