CN87102918A - 在空气中产生电晕放电的装置 - Google Patents

Abstract

一种用来在空气中产生电晕放电的装置，包括一个电晕极(K)、一个与该电晕极相隔一段距离的靶极(M)以及一个直流电压源。电压源的各端子连到电晕极(K)和靶极(M)。电压源的电压和电晕极的结构使电晕极发生电晕放电。装置(4、5)用来不断地将电晕极(K)附近处的空气排出，且处理所排出的空气，为使存在于这些空气中、由电晕放电产生的生理上有害物质和有刺激性的物质变得无害，这些物质主要是臭氧和氮的氧化物。

Description

本发明涉及到一种在空气中产生电晕放电的装置，它包括一个电晕极、一个与该电晕极相隔一段距离的靶极和一个直流电压源。直流电压源的两个端子分别连到电晕极和靶极。该电压源的两个端子之间的电压以及电晕极的结构，可在电晕极处产生电晕放电。

这种电晕放电装置有其广泛的用途，例如用于空气净化场合的电过滤器中。在这种过滤器中，通过电晕放电产生的空气离子被用来使空气中的粒子污染物和/或液滴带电。带电的粒子/液滴被吸引并粘在具有和带电粒子或液滴相反极性的收集表面，而从空气中被提取出来。粒子或液滴所获得的极性，与空气离子所获得的极性是相同的，而离子的极性又取决于电晕极的极性。已经知道，这种电过滤器有许多不同的结构形式。这样的电晕放电装置，也可以用在采用所谓电离子风或电晕风的那种空气传输系统中，例如，在PCT/SE85/00538号国际专利申请中就描述了这种空气传输系统。

在有人的场所（例如居民居住或工作的地方），还有在连到这些场所的通风系统或空气处理系统中，采用电晕放电发生器所遇到的一个严重问题是电晕放电产生一些化学化合物，主要是臭氧和氮的氧化物;如果这些物质的浓度过高，则使人感到刺激还可能对健康有害。与电晕放电一起产生的这些刺激物质的比率，视电晕电流幅值而定，它在负电晕放电情况下要比正电晕放电高得多。因此，在有人的环境中使用这种系统和装置时，实际上总是采用正电晕放电。但是，即使采用正电晕放电，仍然要产生上述刺激物质，这个问题因而仍然存在。因此，就需要限制相对于单位时间内通过电晕放电装置空气量的电晕电流，以将在此空气量中出现的刺激物质的比例限制到容许值。尤其是，当所使用的装置中同样的空气流经该电晕放电装置数次且同时导致空气中刺激物质连续聚集时，就必须相当严格地限制电晕电流。就电过滤器来说，对电晕电流进行所需要的严格的限制就使过滤器的效率降低，还使其尺寸加大;同时对以离子风工作的空气传输系统而言，按实用观点传输足够大的空气量亦是极为困难的。尽管尖角状或针状电晕电极从电工技术和机械两个方面来说都是有利的，但由于需要采用正电晕放电，实际上已经排除了使用这种电极。这是因为，当使用针状或尖角状电晕电极并且产生正电晕放电时，在周围空气中就很容易形成所谓电子流（Streamers），即长线状电晕放电通道，这些电子流使得电晕放电不稳定，并且使产生的刺激物质增加。

因此，本发明的目的是提供一种在介绍中叙述的电晕放电装置，该装置能够消除上述与电晕放电一起产生刺激物质所带来的问题，或者至少使问题大大减小。

根据本发明，通过按照所附权利要求而构成的电晕放电发生装置，即可达到这个目的。

本发明基于这样的发现：可以回收与电晕放电一起产生的刺激物质的主要部分，并将这些被回收的刺激物质变为无害;其方法是不断地排出在电晕极附近处的空气，并对排出的空气中存在的由电晕放电产生的刺激物质进行无害处理。例如可以这样实现这个作用，将从电晕极附近处排出的空气传送到刺激物质不再令人讨厌的地方（例如排到户外大气中），或借助于适当的吸附剂，有效地从上述空气中将刺激物质提取出来，对上述排出的存在刺激物质的空气进行净化。已经发现，由于刺激物质是在电晕极的电气活性部分上所谓电晕层内形成的，所以只需要从电晕极附近处排出较少量的空气。实现这种排出过程，对所希望的流过电晕极的空气流并无明显干扰，也无须以任何方式打乱所需的空气离子的生成以及这些离子朝向靶极的运动。

现在参考附图对本发明作较详细的描述，附图中对一些例举的本发明装置的实施例进行了说明，其中：

图1简略地示出了本发明装置的第一个实施例。

图2简略地示出了本发明装置的第二个实施例。

图3简略地示出了本发明装置的第三个实施例。

图4简略地示出了本发明装置的第四个实施例。

图1简略地示出了一个借助所谓电离子风传输空气的装置轴向断面。该装置包括一个气流通道或导管1，在导管1中设有一个电晕放电装置。该电晕放电装置包括一个尖角状或针状电晕极K，它在导管1内轴向延伸;还包括一个圆筒表面形状的靶极M，它在轴向与电晕极K有一段距离并位于电晕极K的顺流方向。靶极M及电晕极K之每一个都连到一个直流电压源2的相应的端子上，电压源2的电压要能够在电晕极K处产生电晕放电。该电晕放电产生的空气离子，以高速流动到靶极;在其流动过程中，与周围空气分子碰撞且将动能传递给空气分子，结果造成了通过导管1的气流，其方向如箭头3所示。以这种借助于电离子风的方式传输空气的机理，在上面提到的国际专利申请中已有详述。

如上面所提到的，在电晕极发生电晕放电导致产生了化学物质，主要是臭氧和氮的氧化物，它们对附近的人可能有刺激作用甚至有害，当电晕极K连到电压源2的负端子使之产生负电晕放电时（如图1所示的实施例），尤其要产生大量的这种刺激物质。所产生的刺激物质的数量，随电晕电流值的增长而加大。然而，为了通过导管1能传输大量的空气，需要有高的电晕电流。在图1的本发明装置的实施例中，依靠在一个细管4内设置电晕极而将电晕极K处产生的这些刺激物质的主要部分排出。细管4环绕着电晕极K且与其同轴，并且在朝着靶极M的方向有一个敞开端，该敞开端差不多与电晕极K的尖端处于同一水平。这个管4连到一个通风机、气泵或某个相应的设备5，有效地维持一个通过该管的按箭头6方向的气流。因此就将电晕极附近处的空气不断地排出来，同时也就将由于电晕极上电晕放电而产生的那些刺激物质的主要部分排出。通过该管排出（例如借助抽气）的含刺激物质的空气，可以释放到户外大气中，使刺激物质无毒害作用;或者可以传送到一个净化设备，在该净化设备中借助于一种适当的吸附剂（如活性碳）将刺激物质从空气中除去。

例如，已知在尖端放出20微安电晕电流的情况下，在管4内气流可以每秒1到2米的速率将产生的刺激物质主要部分排出。环绕电晕极K的管4可以做成如5到10毫米的直径。业已发现，借助抽出在电晕极K附近处的空气而不断地排气，对通过管1的气流3并无明显的干扰作用。当按所述的方式将针状电极K的尖端设置在与管4的小孔或开口为同一水平时，即对电晕放电及离子的产生无任何干扰作用，也对离子朝向靶极M流动无任何干扰作用。至少，位于电晕极K最近处的管4的部分还可以由导电材料或半导电材料构成，并以图1所示的方式连到接近电晕极K电位的电位上。以这种方式，管4将起到电晕放电激励极的作用，该极只吸收总电晕电流的一小部分。这将消除管4对电晕极K的屏敝影响而可能干扰电晕放电的危险。

因为本发明的装置能够将电晕放电产生的刺激物质的主要部分排出并变成为无害，所以使用按照本发明构成的装置无害于有人的环境。另外，需要指出，该装置也能够采用负电晕放电，因而便于采用尖角状或针状电晕电极，这就可以其它接线来受益。已发现，当电晕极为正时，通过导管4抽出在尖角电晕极K周围的空气进行排气，还可以防止形成电子

崩产生的所谓电子流，因此看来本发明能够同时采用正电晕放电和尖角状或针状的电晕电极。再有，还可采用能使通过导管1中流动较大量空气的较大的电晕电流，从而改善了空气中悬浮粒子的带电，则能够较容易地将这些悬浮粒子提取出来。

图2简略地示出了以箭头3的方向通过气流通道或导管1传输空气的类似装置的断面图。这个实施例的导管1具有细长的矩形截面，且电晕极K包括一根与沿管1矩形截面内的长中心轴线画出的该图平面垂直延伸的金属丝。这个实施例的靶极M包括与导管1的侧壁平行延伸的两个表面，这两个表面也平行于线状电晕极K。在这种情况下，用来不断地排出在电晕极K附近处空气的抽气装置，包括一个具有细长矩形截面的导管7以及一个面向靶极M的小孔，在小孔中央设有线状电晕极K，其位置差不多与小孔的平面齐平或稍微向内。正如前面的实施例中的管子一样，导管7也连到一个通风机、泵或相应的设备5，有效地维持通过导管7的按前头6方向的气流。图2A是导管1、抽气导管7和在导管小孔附近的电晕金属丝K的简略侧视图。

图3简略地示出了与图1所示前述装置相似的空气传输装置的断面。但是在此情况下，是借助于设在电晕极K顺流方向有面向该电极管孔的导管，不断地将电晕极K附近处的空气从该系统中排出。导管8连到与前述实施例相似的通风机、气泵或某一等效的设备5，以便通过导管8将空气抽出。但是，如果通过导管1的气流速率足够高且基本为层流，则可以相信有可能省去单独的通风机、泵或类似的抽气装置。尤其是使用电过滤器的场合，通过采用外部通风机或类似设备在导管1内造成较强劲的气流，可考虑采用这种方式。在图3的装置中应该保证，排气导管8不妨碍从电晕极K地靶极M的视野，因而不阻碍所希望的离子从电晕极K到靶极M的流动。

在图4中简略地以断面图示出的装置，其原理与图3所示装置是一样的。但是对图4的装置，借助于设在电晕极逆流方向且由一个通风机、气泵或相应的设备10供气的喷管9，引导沿电晕极K更强劲和集中的空气喷射，更有效地将电晕极K附近处的空气排出。经过电晕极的空气喷射以刚刚描述过的方式射向与电晕放电同时产生的刺激性物质，并由位于电晕极K顺流方向上的导管11收集和带走，该导管敞开的入口孔就面向上述电晕极。如果希望，也可将导管11连到一个通风机、气泵或某种维持通过导管11所希望的气流的设备。

由上述可见，根据本发明构成的用来不断地将电晕极附近处的空气排出并以一种适当的方式处理含有刺激物质的空气的装置，能以各种各样的方式构成，这取决于所采用的电晕放电装置的结构。尽管上面参照以离子风运行的空气传输系统对本发明作了介绍，但不言而喻，本发明也可以与这样的电晕放电装置一起使用，这些装置不去产生传输空气的离子风，而是引入到例如一个过滤器中，借助于通风机或相应的设备，通过这个电过滤器传输空气，其优点则是一样的。

Claims (12)

1、一种用于在空气中产生电晕放电的装置，该装置包括一个电晕极(K)和一个与该电晕极相隔一段距离的靶极(M)，上述电极的每一个都被连到一个直流电压源(2)的相应端子上，电晕极的结构和电压源端子之间的电压能够在电晕极处产生电晕放电，该装置的特征在于：部件(4、5，7、5，8、5，9、10，11)用于不断地将电晕极(K)附近处的空气排出，并处理所排出的空气，对存在于空气中、由电晕放电产生的生理上有害或有刺激性的物质进行无害处理。

2、根据权利要求1的一种装置，其特征在于：其部件将从电晕极（K）附近处引出的空气传送到上述物质不会造成影响的地方，并把空气在上述地方（例如流畅的周围空气中）释放掉。

3、根据权利要求1的一种装置，其特征在于：借助如适当的吸附剂对于从电晕极（K）附近处排出的空气进行净化。

4、根据权利要求1～3中任何一个的一种装置，其特征在于：用于不断地排出上述空气的装置包括一个气流导管（4、7、8、11），该导管在电晕极（K）附近处有一小孔，且以通过该小孔进入的空气维持通过导管的气流。

5、根据权利要求4的一种装置，其特征在于：导管（4、7）的小孔面向靶极（M）。

6、根据权利要求4或5的一种装置，其特征在于：电晕极（K）基本上位于导管小孔的中央。

7、根据权利要求6的一种装置，该装置中的电晕极（K）为尖角状或针状，该装置的特征在于：导管（4）至少在导管小孔附近为管状且为圆形截面。

8、根据权利要求6的一种装置，该装置中的电晕极（K）包括一根细长金属丝，该装置的特征在于：导管（7）至少在导管小孔附近具有细长的矩形截面形状。

9、根据权利要求4～8中任何一个的一种装置，其特征在于导管（4、7）至少在导管小孔附近是导电或半导电的，并且连到在电晕极（K）电位左右的一个电位上，所以上述导管或其一部分将起到一个激励电极的作用。

10、根据权利要求1～4中任何一个的一种装置，该装置中的电晕极（K）和靶极（M）间有一段距离，空气通过这段距离流动，该装置的特征在于：导管（8、11）的设置使该导管小孔位于电晕极（K）的顺流方向某处，且面向电晕极（K）。

11、根据权利要求4～10中任何一个的一种装置，其特征在于：导管（4、7、8、11）连到一个通风机、气泵或相应的设备（5），用于维持通过上述导管的气流。

12、根据权利要求1～3中任何一个的一种装置，其特征在于于：排气装置包括用来产生和引导经过电晕极（K）的喷射空气设备（9、10），以及用来当喷气行经电晕极（K）之后将其收集起来带走的设备（11）。

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