TW201500114A - 可防止電極污損之靜電集塵裝置及空氣清淨設備 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種靜電集塵裝置，其包括至少二平行設置的板狀集塵電極、至少一平行設於相鄰集塵電極之間且呈板狀之高壓導電單元、多個設於高壓導電單元之放電電極、以及若干絕緣件。本發明藉由在高壓導電單元上設置多個絕緣件而在氣體流動方向上遮蔽放電電極，放電電極周圍將形成氣流死區，故待處理氣體不會直接與放電電極接觸，而氣體中的微粒帶電後又會朝集塵電極的方向移動，其移動路徑不會經過放電電極，如此就能避免放電電極被污損，從而確保此等靜電集塵裝置維持在較佳的工作效率，進而克服本領域中長期存在卻始終無法有效解決的問題。
Description
本發明係關於一種靜電集塵裝置及應用該靜電集塵裝置之空氣清靜設備，特別係關於一種可防止電極污損之靜電集塵裝置及應用該靜電集塵裝置之空氣清靜設備。
靜電集塵裝置是藉由電暈放電原理使空氣離子化，待處理氣體中的粒子經由離子撞擊而帶電，並移向集塵板而自待處理氣體中去除，達成淨化氣體的目的。
但是，靜電集塵裝置中的放電電極經常會被氣體中的微粒吸附而降低放電效率，而習用的靜電集塵裝置又往往無法避免放電電極污損。
例如TW 212318號專利中，其揭示一種放電極4，放電極4上設有尖環狀的凸出物411可產生電暈，但該等凸出物411完全暴露於待處理氣體中，因此氣體中的微粒21將無可避免地逐漸附著在凸出物411上而降低其放電效率。
TW 261808號專利則揭示一種電極軸10，軸上設有多個針狀電極14、15、16，這些針狀電極14、15、16同樣是暴露於待處理氣體的流動路徑，因此也無法避免這些針狀電極14、15、16受微粒吸附而污損。
TW I283192號專利則揭示一放電板10形成有孔21及凸露於孔21內的電極22，由於待處理氣體是被引導通過該孔21，因此氣體中的微粒同樣也有容易吸附於電極22的問題。
又，TW M445462號專利揭示在集塵板41之間設有條狀電極42，當待處理氣體被導入集塵板41之間的通道時，這些條狀電極42同樣容易被污損。
由這些前案可見，在本技術領域中，長期存在著放電電極容
易被微粒吸附而污損的問題，雖然TW I359048號專利嘗試藉由脈衝噴氣以清洗被污損的放電電極，此等方式雖能治標，但無法根本解決微粒仍會吸附於放電電極的情形，因此放電電極容易污損的問題，始終未被有效克服。
有鑑於此，本發明之主要目的之一係為了提供一種可防止電極污損之靜電集塵裝置。
為了達成前述及其他目的，本發明提供一種靜電集塵裝置，其包括至少二平行設置的板狀集塵電極、至少一平行設於相鄰集塵電極之間且呈板狀之高壓導電單元、以及若干絕緣件，相鄰集塵電極之間定義一氣體流道供待處理氣體沿一氣體流動方向流動，該氣體流道具有一進氣端及一出氣端，該高壓導電單元具有一鄰近氣體流道進氣端之端部，該高壓導電單元係供一高壓電源電連接而與集塵電極之間具有電位差，該高壓導電單元之兩面分別設有多個在一垂直方向上延伸之放電電極，該垂直方向與氣體流動方向垂直，該些絕緣件係設於該高壓導電單元而分別位於該氣體流動方向上的不同位置，其中在該氣體流動方向上，該些放電電極係被該些絕緣件所遮蔽，而在該垂直方向上，該些放電電極未被該些絕緣件所遮蔽。
本發明藉由在高壓導電單元上設置多個絕緣件而在氣體流動方向上遮蔽放電電極，放電電極周圍將形成氣流死區，故待處理氣體不會直接與放電電極接觸，而氣體中的微粒帶電後又會朝集塵電極的方向移動，其移動路徑不會經過放電電極，如此就能避免放電電極被污損，從而確保此等靜電集塵裝置維持在較佳的工作效率，進而克服本領域中長期存在卻始終無法有效解決的問題。
1‧‧‧空氣清靜設備
2‧‧‧靜電集塵裝置
3‧‧‧渦捲式模組
10‧‧‧集塵電極
11‧‧‧氣體流道
12‧‧‧進氣端
13‧‧‧出氣端
33a‧‧‧導流翼
34a‧‧‧眼孔
40‧‧‧洗滌液導管
50‧‧‧殼體
51‧‧‧上開口
52‧‧‧下開口
60‧‧‧浪板
20、20a‧‧‧高壓導電單元
22‧‧‧高壓電源
23、23a‧‧‧放電電極
30、30a、30b‧‧‧絕緣件
31a‧‧‧錐狀部
32a‧‧‧錐面
65‧‧‧通道
70‧‧‧可撓性吸收/吸附元件
80‧‧‧支撐架
90‧‧‧心軸
D1‧‧‧氣體流動方向
D2‧‧‧垂直方向
第1圖係本發明靜電集塵裝置第一實施例之示意圖。
第2圖係本發明靜電集塵裝置第一實施例之局部元件分解圖。
第3圖係本發明靜電集塵裝置第一實施例之局部剖面示意圖。
第4圖係本發明靜電集塵裝置第一實施例之高壓導電單元之局部前視圖。
第5圖係本發明靜電集塵裝置第二實施例之橫向剖面示意圖。
第6圖係本發明靜電集塵裝置第二實施例之縱向剖面示意圖。
第7圖係本發明空氣清靜設備較佳實施例之示意圖。
第8圖係本發明空氣清靜設備之渦捲式模組之浪板及可撓性吸收/吸附元件之立體示意圖。
第9圖係本發明空氣清靜設備之渦捲式模組之浪板及可撓性吸收/吸附元件之組裝示意圖(一)。
第10圖係本發明空氣清靜設備之渦捲式模組之浪板及可撓性吸收/吸附元件之組裝示意圖(二)。
首先，請參考第1至4圖，在本發明靜電集塵裝置之第一實施例中，靜電集塵裝置係包括多個平行設置且接地的板狀集塵電極10、多個各別平行設於相鄰集塵電極10之間且呈板狀之高壓導電單元20、以及若干絕緣件30。
於相鄰集塵電極10之間定義一氣體流道11供待處理氣體沿一氣體流動方向D1流動，該氣體流道11具有一進氣端12及一出氣端13，其中集塵電極10的數量最少為兩個且可依需求而調整，且多個集塵電極10之間較佳是成等間隔設置，而高壓導電單元20較佳則是設於相鄰集塵電極10的中央，令氣體流道11具有具有固定的寬度。
該高壓導電單元20具有一鄰近氣體流道11進氣端12之端部21，且該高壓導電單元20係供一高壓電源22電連接而與集塵電極10之間具有電位差；該高壓導電單元20之兩面分別設有多個在一垂直方向D2上延伸之放電電極23，該垂直方向D2與氣體流動方向D1垂直，換言之這些放電電極23是分別朝向位於高壓導電單元20兩側的集塵電極10延伸，這些放電電極23在本實施例中係針狀電極，惟放電電極23的外型並不以此
為限；又，如第4圖所示，在高壓導電單元20的寬度方向上可以設置有多排放電電極23，較佳者相鄰排的放電電極23的設置高度呈交錯狀，如此可以使電子雲的分佈更為均勻，有助於提升微粒去除效果。高壓導電單元20的材質可為金屬，例如不銹鋼。
各該高壓導電單元20皆設有若干所述絕緣件30，這些絕緣件30係分別位於該氣體流動方向D1上的不同位置，由於本實施例之氣體流動方向D1為高度方向，因此這些絕緣件30即是位於高壓導電單元20的不同高度。
其中，在該氣體流動方向D1上，該些放電電極23是被該些絕緣件30所遮蔽，這些被絕緣件30遮蔽的放電電極23周圍會形成氣流死區，因為絕緣件30可以阻擋待處理氣體直接流向放電電極23；為了進一步引導氣流遠離放電電極23，設於高壓導電單元20端部24的絕緣件30a具有一錐狀部31a，這些錐狀部31a具有二分別斜向面對兩側集塵電極10的錐面32a，因此錐狀部31a可用以導引待處理氣體朝向集塵電極10的方向流動而避開該些放電電極23，並可避免產生紊流。除此之外，由於進氣端12附近的微粒濃度較高，為了確保鄰近進氣端12的放電電極23不受污損，該絕緣件30a更可具有二自錐狀部31a邊緣延伸之導流翼33a，該二導流翼33a係在氣體流動方向D1上延伸而與鄰近進氣端12的放電電極23相對應，即可進一步避免這些放電電極23與待處理氣體接觸。
又，為了使放電電極23因電暈放電所產生的離子雲可以朝向集塵電極10移動，進而碰撞待處理氣體中的微粒俾使其帶電，因此在所述垂直方向D2上，該些放電電極23並未被絕緣件30所遮蔽，此外在絕緣件30a中，其導流翼33a更具有對應該些放電電極23之眼孔34a，這些眼孔34a的孔徑應稍大於放電電極23的直徑，以利於電暈放電及離子雲移動。
本發明的靜電集塵裝置可以用作除霧器，令待處理氣體中的懸浮液滴帶電而收集於集塵電極10表面；另一方面，此等靜電集塵裝置也可用於一般去除微粒的用途，例如可用以去除油煙或粉塵中的微粒，此時為了讓吸附於集塵電極10表面的微粒不會逐漸累積，本發明的靜電集塵裝置更可進一步包括多個洗滌液導管40(如第2圖所示)，這些洗滌液導管40
係鄰近氣體流道11之出口端12並分別貼近該些集塵電極10，用以供給洗滌液，令洗滌液沿著集塵電極10表面流下時一併帶走集塵電極10表面的微粒。當然，帶走集塵電極10表面微粒的方式並不以提供洗滌液為限，實際上也可以吹除或震動等其他方式達成，或者該些集塵電極10可為可拆除式設計，當使用一段時間後，使用者可將集塵電極10抽出並加以清潔或替換。
請接著參考第5、6圖，在本發明的第二實施例中，大部分的元件與第一實施例相似，差異之處包括靜電集塵裝置之圓管狀集塵電極10及圓管狀高壓導電單元20是以同心圓方式排列，亦即集塵電極10與高壓導電單元20之間係同心但不同徑，而位於集塵電極10圓心的高壓導電單元20a則呈桿狀，高壓導電單元20、20a上同樣設有多個絕緣件30b，其中設於圓管狀高壓導電單元20上的絕緣件30b係呈環狀，而設於桿狀高壓導電單元20a的絕緣件30b則呈盤狀，藉此徑向延伸的放電電極23、23a在氣體流動方向D1上可被絕緣件30b遮蔽，而在徑向上則不被遮蔽。當然，圓管狀集塵電極10與圓管狀高壓導電單元20的數量是可進一步增加的，並不以本實施例所示的數量為限，且本實施例的靜電集塵裝置也可以如第一實施例般，進一步設有洗滌液導管40而用以沖洗集塵電極10表面。另需說明的是，本實施例中，放電電極23、23a也可以改為盤狀的放電電極，且其盤狀邊緣也可以呈鋸齒狀，而不以針狀放電電極為限。
前述靜電集塵裝置2除了單獨使用外，也可以與第7圖所示的渦捲式模組3一併使用而成為一空氣清靜設備1，空氣清靜設備1除了工業用途之外，也有可能應用於家用空氣清靜設備。
請進一步搭配第8圖，該渦捲式模組3包括一呈筒狀的殼體50、一繞著殼體50軸心呈渦捲狀排列之浪板60、及一設於浪板60一側並隨著浪板60一併繞著殼體50軸心呈渦捲狀排列之可撓性吸收/吸附元件70。
該殼體50具有一上開口51及一下開口52，本實施例為了將浪板60及可撓性吸收/吸附元件70加以固定，於殼體50的下開口52處設有呈板狀的支撐架80，惟所述支撐架80的外型並不以本實施例所示者為限。
該浪板60可以由具有可撓性的輕質、耐酸鹼塑膠板(例如
聚丙烯)製成，其可預先加工形成波浪狀的紋路，而後再繞著殼體50的軸心呈渦捲狀排列設置。
該可撓性吸收/吸附元件70係設於浪板60一側，並隨著浪板60一併繞著殼體50的軸心呈渦捲狀排列設置，藉此該可撓性吸收/吸附元件70與浪板60之間即可自然形成多個沿著殼體50軸向延伸的通道65，這些通道65的間隙可以藉由選用具有適當波面高度的浪板60而有效地控制，亦即這些通道65的間隙約略就是浪板60波浪紋中，波峰到波谷之間的距離，此等間隙固定的通道65就可以用來精密地控制氣體滯留時間及壓損，以達到良好的氣體污染物去除效果；又，這些通道65係連通於該上開口51及下開口52之間，用以讓待處理的待處理氣體通過，而洗滌液則可自渦捲式模組3由上而下流動以除去待處理氣體中的污染物，且可撓性吸收/吸附元件70本身也可用以吸收、吸附或分解污染物。所述可撓性吸收/吸附元件70可為但不限於聚丙烯(PP)纖維布、聚苯硫醚(PPS，例如由Chevron Phillips Chemical公司所生產的Ryton®)纖維布、或活性碳纖維布，所述纖維布包括但不限於由含有所述材質(即PP、PPS或活性碳等材質)之纖維所製成的織布(weaves)及不織布(nonwovens)；除此之外，所述可撓性吸收/吸附元件70還可以用作一生物濾床，亦即微生物可吸附於可撓性吸收/吸附元件70並用以消化有機污染物，由於此時可撓性吸收/吸附元件70主要用作微生物的載體，因此其材質選擇具有更多彈性，並可視所使用的微生物習性而定；又當可撓性吸收/吸附元件70作為一生物濾床時，空氣清靜設備1較佳者更具有一反洗機構(未繪示)，用以間歇性地反洗該可撓性吸收/吸附元件70，藉此清除積垢且避免微生物過量繁殖而阻塞通道。
為了方便將浪板60及可撓性吸收/吸附元件70捲繞固定，本實施例的渦捲式模組3還使用了一心軸90，該心軸90係設於呈渦捲狀排列的浪板60與可撓性吸收/吸附元件70的中心；組裝時，首先如第9圖所示，將浪板60及可撓性吸收/吸附元件70的一端以按壓或其他方式固定於心軸90，接著如第10圖所示，將浪板60及可撓性吸收/吸附元件70一圈圈地繞著心軸90纏繞，待纏繞固定圈數之後，就可以將浪板60與可撓性吸收/吸附元件70放入殼體50中，而形成如第7圖所示的結構型態。值得注意
的是，該等心軸90在本創作中除了可用作浪板60及可撓性吸收/吸附元件70的捲繞軸心之外，另一方面又恰可將浪板60及可撓性吸收/吸附元件70軸心處之空隙加以填塞，確保待處理氣體必可經過間隙固定的通道65俾受到吸收、吸附等處理，而不會經由前述空隙流出。
需說明的是，渦捲式模組3可以導入洗滌液而用來吸收(absorption)氣體污染物，惟在本創作的其他應用場合中，渦捲式模組3也可不導入洗滌液，而可改用活性碳或其他吸附性材質製成的渦捲式模組3來吸附(adsorption)氣體污染物。
又，待處理氣體可先後流經渦捲式模組3的通道65及靜電集塵裝置2的氣體流道11，待處理氣體首先經由渦捲式模組3初步淨化，而後再利用靜電集塵裝置2對待處理氣體進行二次淨化，同時除去待處理氣體中挾帶的洗滌液液珠；當然，待處理氣體流通的順序並不以此為限。
基於上述說明可知，本發明藉由在高壓導電單元上設置多個絕緣件而在氣體流動方向上遮蔽放電電極，放電電極周圍將形成氣流死區，故待處理氣體不會直接與放電電極接觸，而氣體中的微粒帶電後又會朝集塵電極的方向移動，其移動路徑不會經過放電電極，如此就能避免放電電極被污損，從而確保此等靜電集塵裝置維持在較佳的工作效率，進而克服本領域中長期存在卻始終無法有效解決的問題。
最後，必須再次說明的是，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。
2‧‧‧靜電集塵裝置
10‧‧‧集塵電極
11‧‧‧氣體流道
12‧‧‧進氣端
13‧‧‧出氣端
20‧‧‧高壓導電單元
21‧‧‧端部
22‧‧‧高壓電源
23、23a‧‧‧放電電極
30、30a‧‧‧絕緣件
31a‧‧‧錐狀部
32a‧‧‧錐面
33a‧‧‧導流翼
40‧‧‧洗滌液導管
D1‧‧‧氣體流動方向
D2‧‧‧垂直方向
Claims (9)
- 一種可防止電極污損之靜電集塵裝置，包括：至少二平行設置且接地的板狀集塵電極，相鄰集塵電極之間定義一氣體流道供待處理氣體沿一氣體流動方向流動，該氣體流道具有一進氣端及一出氣端；至少一平行設於相鄰集塵電極之間且呈板狀之高壓導電單元，該高壓導電單元具有一鄰近氣體流道進氣端之端部，該高壓導電單元係供一高壓電源電連接而與集塵電極之間具有電位差，該高壓導電單元之兩面分別設有多個在一垂直方向上延伸之放電電極，該垂直方向與氣體流動方向垂直；以及若干絕緣件，設於該高壓導電單元而分別位於該氣體流動方向上的不同位置，其中在該氣體流動方向上，該些放電電極係被該些絕緣件所遮蔽，而在該垂直方向上，該些放電電極未被該些絕緣件所遮蔽。
- 一種可防止電極污損之靜電集塵裝置，包括：至少二同心但不同徑且接地的圓管狀集塵電極，相鄰集塵電極之間定義一氣體流道供待處理氣體沿一氣體流動方向流動，該氣體流道具有一進氣端及一出氣端，該氣體流動方向垂直於集塵電極的徑向；至少一同心但不同徑地設於相鄰集塵電極之間且呈管狀之高壓導電單元，該高壓導電單元具有一鄰近氣體流道進氣端之端部，該高壓導電單元係供一高壓電源電連接而與集塵電極之間具有電位差，該高壓導電單元設有多個在徑向上延伸之放電電極；以及若干絕緣件，設於該高壓導電單元而分別位於該氣體流動方向上的不同位置，其中在該氣體流動方向上，該些放電電極係被該些絕緣件所遮蔽，而在該徑向上，該些放電電極未被該些絕緣件所遮蔽。
- 如請求項2所述可防止電極污損之靜電集塵裝置，更包括一設於該些集塵電極圓心之桿狀高壓導電單元，該桿狀高壓導電單元具有一鄰近氣體流道進氣端之端部，且該桿狀高壓導電單元係與一高壓電源電連接，該高壓導電單元設有多個在徑向上延伸之放電電極及若干設於該桿狀高壓導電單元而分別位於該氣體流動方向上的不同位置，其中在該氣體流動方向上，該些放電電極係被位於桿狀高壓導電單元上的該些絕緣件所遮蔽，而 在該徑向上，該些放電電極未被該些絕緣件所遮蔽。
- 如請求項1至3中任一項所述可防止電極污損之靜電集塵裝置，其中該高壓導電單元之端部設有一所述絕緣件，該設於高壓導電單元端部之絕緣件具有一錐狀部，用以導引待處理氣體避開該些放電電極。
- 如請求項4所述可防止電極污損之靜電集塵裝置，其中該設於高壓導電單元端部之絕緣件更具有二自該錐狀部延伸之導流翼，該二導流翼係在該氣體流動方向上延伸而與部分放電電極相對應，且該二導流翼更具有對應該些放電電極之眼孔。
- 如請求項1至3中任一項所述可防止電極污損之靜電集塵裝置，更包括至少二洗滌液導管，該二洗滌液導管係鄰近氣體流道之出氣端並分別貼近該二集塵電極，用以供給洗滌液，令洗滌液沿著集塵電極表面流下。
- 一種空氣清淨設備，包括如請求項1至3中任一項所述可防止電極污損之靜電集塵裝置、以及一渦捲式模組，該渦捲式模組包括：一呈筒狀之殼體，具有一上開口及一下開口；一繞著殼體之軸心呈渦捲狀排列之浪板；以及一設於浪板一側並隨著浪板一併繞著殼體軸心呈渦捲狀排列之可撓性吸收/吸附元件，該可撓性吸收/吸附元件與浪板之間形成多個沿著殼體軸向延伸的通道，該些通道連通於該上開口及下開口之間而用以供待處理氣體通過。
- 如請求項7所述之空氣清淨設備，其中該渦捲式模組更包括一心軸，設於呈渦捲狀排列的浪板與可撓性吸收/吸附元件的中心。
- 如請求項7所述之空氣清淨設備，其中該渦捲式模組更包括一支撐架，設於該殼體的下開口處而用以支撐該浪板及可撓性吸收/吸附元件。
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