TWI730702B - 靜電吸附裝置及包含靜電吸附裝置的空氣清淨機 - Google Patents

Abstract

一種靜電吸附裝置包含一高電壓組、一低電壓組及一電壓產生器，低電壓組與高電壓組相鄰設置且彼此不直接接觸，電壓產生器輸出給高電壓組的電壓大於給低電壓組的電壓。其中，高電壓組的複數個第一電極片沿一第一方向彼此間隔一第一間距排列，該低電壓組的複數個第二電極片沿一第二方向彼此間隔一第二間距排列，該第二間距小於該第一間距。將前述之靜電吸附裝置設置於空氣清淨機中，可以過濾空氣中大部分的懸浮粒子，減少吸附於空氣清淨機中之濾網的粒子，延長濾網的使用壽命，環保又節省耗材成本。

Description

靜電吸附裝置及包含靜電吸附裝置的空氣清淨機

本發明係與淨化空氣之設備有關；特別是指具有靜電吸附裝置的空氣清淨機。

隨著時代的變遷，人們大量活動造成過量的懸浮微粒飄散於空氣當中，這些懸浮微粒容易吸附於人體肌膚表面或是進入肺部當中，而導致人們的生理上的疾病。為了維護活動環境的空氣品質，人們除了於室外可攜帶口罩外，室內則必需加裝空氣清淨機，藉由空氣清淨機，室內空氣中的懸浮微粒、細菌及病毒能夠被過濾掉，使得室內空氣保持清淨，避免有害物質進入人體內，人們得以維持生理健康。

已知空氣清淨機多包含一殼體、至少一個濾網及一個風機，殼體具有一入風口及一出風口，濾網與風機設置於殼體內。當風機啟動時，空氣自入風口進入殼體內，空氣會先經過濾網，濾網能夠吸附空氣中的懸浮微粒，而後，被淨化後的空氣將自出風口離開殼體內部，達到維護室內空氣品質的效果。然而，濾網使用一定時間後，濾網容易因懸浮微粒、灰塵或油煙等物質附著於其過濾孔周緣而縮減過濾孔的空隙，空氣濾淨能力便會開始下降。故，人們須定期更換濾網，然而購買新濾網的費用不容小覷，且使用過後的濾網必須丟棄，反而加重對環境的負擔，上述之情形，實有解決之必要。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種靜電吸附裝置及空氣清淨機，具有靜電吸附裝置的空氣清淨機能夠延長濾網使用壽命。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種靜電吸附裝置，包含一高電壓組、一低電壓組及一電壓產生器。高電壓組包含複數個第一電極片，該些第一電極片沿一第一方向彼此間隔排列，該些第一電極片中相鄰二者之間具有一第一間距，各該第一間距介於0.5公分至5公分之間；該低電壓組與該高電壓組相鄰設置，且該高電壓組與該低電壓組彼此不直接接觸，該低電壓組包含複數個第二電極電極片，該些第二電極片沿一第二方向彼此間隔排列，該些第二電極片中相鄰二者之間具有一第二間距，該第二間距介於0.2公分至1.5公分之間，該第二間距小於該第一間距；該電壓產生器電性連接該高電壓組及該低電壓組，該電壓產生器對於該高電壓組輸出的電壓大於對於該低電壓組輸出的電壓。

本發明另一目的在於提供一種用以過濾空氣中的懸浮粒子之空氣清淨機，包含一殼體、前述之靜電吸附裝置、一紫外燈及一第一濾網。該殼體的內部具有一容置空間，且包含一入風口及一出風口，該入風口與該出風口各別連通該殼體的外部與該容置空間；該靜電吸附裝置設置於該容置空間中，相較於該低電壓組，該靜電吸附裝置的該高電壓組較靠近該入風口；該紫外燈設置於該容置空間中，相較於該高電壓組，該低電壓組較靠近該紫外燈；以及，該第一濾網設置於該容置空間中且位於該出風口與該靜電吸附裝置之間。

本發明之效果在於靜電吸附裝置能夠使空氣清淨機之濾網的使用時間延長。該高電壓組的第一間距及該低電壓組的第二間距設計，懸浮粒子經過該些第一電極片成為帶電粒子，並游離吸附於該些第二電極片的表面，成功過濾空氣中大多數的懸浮粒子，僅少數的懸浮粒子須再藉由第一濾網淨化，達到延長第一濾網壽命的效果，且靜電吸附裝置可洗除吸附的物質後重複使用，極符合環保效益。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1及圖2所示，為本發明一較佳實施例之空氣清淨機100，其包含一殼體10、一擋板20、一靜電吸附裝置30、一紫外燈40、一第一濾網50、一第二濾網60及一風機70。

殼體10具有一側板12及一本體14，該側板12可相對於本體14拆離，本體14內則具有一容置空間S。該殼體10包含一入風口10a及一出風口10b，入風口10a開設於該側板12的下側，出風口10b開設於該殼體10的頂面，入風口10a與出風口10b各別連通殼體10的外部與殼體10內部之容置空間S。擋板20設置於該容置空間S中，且將容置空間S分隔成一第一空間S1及一第二空間S2（參照圖3），擋板20與殼體10的本體14共同形成一開口10c，該開口10c連通第一空間S1及第二空間S2。

該靜電吸附裝置30設置於容置空間S的第一空間S1中，靜電吸附裝置30包含相鄰設置的一高電壓組32與一低電壓組34，並且以一電壓產生器36電性連接高電壓組32與低電壓組34。該高電壓組32及低電壓組34各別以一支撐架38連接該本體14的內底面，且高電壓組32與低電壓組34彼此不直接接觸。高電壓組32相較於低電壓組34靠近入風口10a，該低電壓組34則相較於高電壓組32靠近該開口10c。

再參照圖4所示，該高電壓組32包含複數個第一電極片321，該些第一電極片321沿一第一方向X1彼此間隔排列，該些第一電極片321中相鄰二者之間具有一第一間距D1，各該第一間距D1介於0.5公分至5公分之間；較佳者，各該第一間距D1介於1公分至3公分之間。其設計第一間距D1數值範圍的目的在於，若第一間距D1小於0.5公分，該些第一電極片321之間的距離過近再加上高電壓，容易使得該些第一電極片321過熱，或是在懸浮粒子成為帶電粒子後通過該些第一電極片321時產生火光，上述之情形容易造成高電壓組32損毀；若第一間距D1大於5公分，將會使每單位時間內大量的空氣通過該些第一電極片321之間的空隙，反而無法確保大部分空氣中的懸浮粒子皆受高電壓而成為帶電粒子，進而造成靜電效果不彰。該低電壓組34包含複數個第二電極片341，該些第二電極片341沿一第二方向X2彼此間隔排列，於本實施例中，第一方向X1平行第二方向X2。該些第二電極片341中相鄰二者之間具有一第二間距D2，該第二間距介於0.2公分至1.5公分之間，該第二間距小於該第一間距；較佳者，各該第二間距D2介於0.3公分至0.7公分之間。其設計第二間距D2數值範圍的目的在於，若第二間距D2小於0.2公分，每單位時間內自該些第二電極片341之間的空隙通過的空氣量過少，導致靜電吸附裝置30的淨化空氣效率低落；若第二間距D2大於1.5公分，空氣反而因該些第二電極片341之間的空隙過大，而無法有效吸附所有帶電粒子於該些第二電極片341的表面，造成靜電吸附裝置30集塵效果不彰。更進一步說明地，每一個第一電極片321的形狀相同，每一個第二電極片341的形狀相同，且每一個第一電極片321的面積小於每一個第二電極片341的面積，然而該些第一電極片321及該些第二電極片341大小與形狀可依應用情形不同而做調整，不以此為限。

電壓產生器36設置於高電壓組32及低電壓組34之一側，電壓產生器36各別提供高電壓組32以及低電壓組34不同的電壓值，其中高電壓組32的電壓大於低電壓組34的電壓。本發明中之各該第一電極片321的電壓值介於2500伏特與6000伏特之間，各該第二電極片341的電壓值介於1250伏特與3000伏特之間；較佳者，各該第一電極片321的電壓值介於3000伏特與5000伏特之間，各該第二電極片341的電壓值介於1500伏特與2500伏特之間。空氣中的懸浮粒子會先通過高電壓組32的該些第一電極片321之間的空隙，且懸浮粒子受高電壓組32的電壓後成為帶電粒子，該些帶電粒子自高電壓組32移往低電壓組34，該些帶電粒子會吸附於低電壓組34的該些第二電極片341的表面，而不具帶電粒子的空氣自低電壓組34的該些第二電極片341之間的空隙通過，離開該靜電吸附裝置30。

前述之間距及電壓組的電壓值係配合設計者，若該些第一電極片321之第一間距D1減小（如自1.0公分減至0.5公分），再加上原本提供的高電壓值於該些第一電極片321（如3000伏特提供於彼此間隔第一間距D1為1.0公分之該些第一電極片321），容易使得該些第一電極片321因功率過高而過熱，或是於懸浮粒子成為帶電粒子後通過該些第一電極片321時產生火光而造成高電壓組32損毀，減小電壓值（如自3000伏特減至2500伏特）則可以避免因為功率過高而損壞高電壓組32的情形，故第一間距D1減小，所配置的高電壓組32的電壓值須減小。若第一間距D1增大（如自1公分增至5公分），每單位時間內通過該些第一電極片321之間的空隙的空氣量增加，再加上原本提供的高電壓值於該些第一電極片321（如3000伏特提供於彼此間隔第一間距D1為1公分之該些第一電極片321），原本提供的高電壓值所產生的電場不足以使大部分空氣中的懸浮粒子成為帶電粒子，即讓空氣中的懸浮粒子直接通過高電壓組32，進而造成靜電極化效果不彰，增大電壓值（如自3000伏特增至6000伏特）則可以維持相同的靜電極化效果，故第一間距D1增大，所配置的高電壓組32的電壓值須增大。

若該些第二電極片341之第二間距D2減小（如0.5公分減至0.2公分），再加上原本提供的低電壓值於該些第二電極片341（如2000伏特提供於彼此間隔第二間距D2為0.5公分之該些第二電極片341），容易如第一電極片321的情況產生過熱或是火光，進而造成低電壓組34損毀，減小電壓值（如自2000伏特減至1250伏特）則可以避免功率過高而損毀低電壓組34或是過於耗能的情形，故第二間距D2減小，所配置的低電壓組34的電壓值須減小。若第二間距D2增大（如自0.5公分增至1.5公分），再加上原本提供的低電壓值於該些第二電極片341（如2000伏特提供於彼此間隔第二間距D2為0.5公分之該些第二電極片341），電場過小而無法有效吸附所有帶電粒子於該些第二電極片341的表面，使得空氣中的帶電粒子輕易通過該些第二電極片341之間的空隙，造成靜電吸附裝置30集塵效果不彰，增大電壓值（如自2000伏特增至3000伏特）則能有效吸附該些帶電粒子，故第二間距D2增大，所配置的低電壓組34的電壓值須增大。

上述之間距值及電壓值於本發明所界定之較佳範圍之中，皆具有節能、使用安全及極佳的淨化空氣效果。在實際使用上，可依據本發明實施例提供的空氣清淨機所設置的空間(如環境坪數)而異，推估靜電吸附裝置30於每單位時間所需淨化的空氣量，據以設計靜電吸附裝置30具有較適合的尺寸，以及其高低壓電極片之間的間距及數量，再配置本發明電壓範圍內之電壓值，即能達到充分的淨化空氣效果。

紫外燈40位於該容置空間S的第一空間S1中，紫外燈40設置於靠近低電壓組34之一側的殼體10內壁上且對應該些第一電極片321之間的空隙。紫外燈40係用以破壞容置空間S中的微生物(如細菌或病毒)，達到使細菌及病毒死亡的效果。

第一濾網50設置於該容置空間S的第二空間S2中，位於出風口10b與靜電吸附裝置30之間，且於該擋板20之上。第一濾網50具有奈米銀離子的成分，可以有效過濾細小的灰塵，抗菌及防霉的功能。在本發明實施例中，第一濾網50例如可為HEPA濾網（High-Efficiency Particulate Air filter，高效空氣過濾濾網），但不以此為限制。

第二濾網60設置於該容置空間S的該第二空間S2內，且位於出風口10b與第一濾網50之間，第二濾網60具有活性碳的成分，係用以清除異味及有害氣體。在本發明實施例中，第二濾網60例如可為活性碳濾網，但不以此為限制。

風機70設置於該容置空間S的第二空間S2內且靠近該出風口10b，風機70係用於抽吸容置空間S內的空氣，將空氣清淨機100外的空氣自入風口10a吸進容置空間S當中，並使容置空間S內的空氣由出風口10b排出該空氣清淨機100。

根據前述之結構，以下說明其過濾空氣的方式。請配合圖3及圖4所示，當風機70開始運作，風機70將空氣自入風口10a吸進該容置空間S中，當空氣經過靜電吸附裝置30時，空氣中的懸浮粒子先通過高電壓組32的該些第一電極片321之間的空隙，且懸浮粒子受高電壓組32的電壓後成為帶電粒子，該些帶電粒子自高電壓組32移往低電壓組34，該些帶電粒子會吸附於低電壓組34的該些第二電極片341的表面，而不具帶電粒子的空氣自低電壓組34的該些第二電極片341之間的空隙通過，離開該靜電吸附裝置30。而後，空氣再經過紫外光，並藉由擋板20旁的開口10c自第一空間S1移動至第二空間S2，依序通過第一濾網50、第二濾網60以達到殺菌、除臭等的淨化空氣效果，而淨化後的空氣自出風口10b排出容置空間S。

除了上述之構件之外，本實施例中之空氣清淨機100更包含一第三濾網80，設置於容置空間S的第一空間S1內且位於該高電壓組32與入風口10a之間。第三濾網80的過濾孔徑大於第一濾網50的過濾孔徑，係用以初步過濾空氣中較大的物質，如毛球或小石頭，有效避免這些較大的物質造成靜電吸附裝置30損壞，也可避免高電壓組32及低電壓組34之間產生短路，進而避免電氣火災的發生。

總結上述之空氣清淨機100的優點。空氣清淨機100的靜電吸附裝置30可以過濾掉空氣中大部分的懸浮粒子，並將該些懸浮粒子吸附於該低電壓組34的第二電極片341表面，後續只需要定期清洗靜電吸附裝置30，即可重覆使用。承接上述之內容，藉由靜電吸附裝置30吸附大部分的懸浮粒子，可以減少吸附於該第一濾網50以及第二濾網60的懸浮粒子，該第一濾網50以及第二濾網60得以延長使用壽命，極具環保效益且降低須更換濾網的費用。此外，如前述的靜電吸附裝置30中之各該電壓組之電極片之間的間距設計，使得該靜電吸附裝置30不會顯得龐大而笨重，可避免整體空氣清淨機100的體積過大，好收納且不佔空間；而電極片之間的間距搭配前述之電壓值設計，靜電吸附裝置30吸附懸浮粒子的效果最佳，且具有節能的特性。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］ 100:空氣清淨機 10:殼體 10a:入風口 10b:出風口 10c:開口 12:側板 14:本體 20:擋板 30:靜電吸附裝置 32:高電壓組 321:第一電極片 34:低電壓組 341:第二電極片 36:電壓產生器 38:支撐架 40:紫外燈 50:第一濾網 60:第二濾網 70:風機 80:第三濾網 S:容置空間 S1:第一空間 S2:第二空間 X1:第一方向 X2: 第二方向 D1:第一間距 D2:第二間距

圖1為本發明一較佳實施例之空氣清淨機的示意圖。 圖2為圖1之分解圖。 圖3為圖1的正視圖。 圖4為圖3之4-4方向剖視圖。

100:空氣清淨機

10:殼體

10a:入風口

10b:出風口

10c:開口

20:擋板

30:靜電吸附裝置

36:電壓產生器

40:紫外燈

50:第一濾網

60:第二濾網

70:風機

80:第三濾網

S1:第一空間

S2:第二空間

Claims (9)

1. 一種靜電吸附裝置，包含：一高電壓組，包含複數個第一電極片，該些第一電極片沿一第一方向彼此間隔排列，該些第一電極片中相鄰二者之間具有一第一間距，各該第一間距介於0.5公分至5公分之間；一低電壓組，該低電壓組與該高電壓組相鄰設置，且該高電壓組與該低電壓組彼此不直接接觸，該低電壓組包含複數個第二電極片，該些第二電極片沿一第二方向彼此間隔排列，該些第二電極片中相鄰二者之間具有一第二間距，該第二間距介於0.2公分至1.5公分之間，該第二間距小於該第一間距；以及一電壓產生器，電性連接該高電壓組及該低電壓組，該電壓產生器對於該高電壓組輸出的電壓大於對於該低電壓組輸出的電壓；其中各該第一電極片的電壓介於2500伏特與6000伏特之間；各該第二電極片的電壓介於1250伏特與3000伏特之間。
2. 如請求項1所述之靜電吸附裝置，其中各該第一間距介於1公分至3公分之間；各該第二間距介於0.3公分至0.7公分之間。
3. 如請求項1所述之靜電吸附裝置，其中該第一方向平行該第二方向。
4. 一種空氣清淨機，用以過濾空氣中的懸浮粒子，該空氣清淨機包含：一殼體，該殼體的內部具有一容置空間，且包含一入風口及一出風口，該入風口與該出風口各別連通該殼體的外部與該容置空間；如請求項1至3中之任一項所述之靜電吸附裝置，設置於該容置空間中，相較於該低電壓組，該靜電吸附裝置的該高電壓組較靠近該入風口； 一紫外燈，設置於該容置空間中，相較於該高電壓組，該低電壓組較靠近該紫外燈；以及一第一濾網，第一濾網設置於該容置空間中且位於該出風口與該靜電吸附裝置之間。
5. 如請求項4所述之空氣清淨機，包含一擋板，該擋板設置於該容置空間中，且將該容置空間分隔成彼此連通的一第一空間及一第二空間，該靜電吸附裝置位於該第一空間，該第一濾網設置於該第二空間，該擋板與該殼體共同形成一開口，相較於該高電壓組，該低電壓組較靠近該開口。
6. 如請求項5所述之空氣清淨機，包含一第二濾網，設置於該容置空間的該第二空間內，該第二濾網具有活性碳的成分；該第一濾網具有銀離子的成分。
7. 如請求項5所述之空氣清淨機，包含一風機，設置於該容置空間的該第二空間內且靠近該出風口，該風機係用於抽吸該容置空間內的空氣，以使該空氣清淨機外的空氣由該入風口進入該容置空間，且由該出風口排出該空氣清淨機。
8. 如請求項4所述之空氣清淨機，其中該入風口開設於該殼體的側面之下側，該出風口開設於該殼體的頂面。
9. 如請求項5所述之空氣清淨機，包含一第三濾網設置於該容置空間的該第一空間內且靠近該入風口，該第三濾網的過濾孔徑大於該第一濾網的過濾孔徑。

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