TWM585886U - 雙極離子交替發生器及散流器 - Google Patents

Abstract

本創作涉及一種雙極離子交替發生器及散流器，包括第一發射極板、第一介質阻擋板和第一接地極板，第一介質阻擋板設置在第一發射極板和第一接地極板之間，且第一發射極板連接交流高壓電，第一接地極板接地，第一發射極板與第一接地極板的組合構成了一個電場，電子從第一發射極板移動至中間的第一介質阻擋板，一部分電子逸出，另一部分電子穿過第一介質阻擋板後移向第一接地極板。本創作通過第一發射極板與第一接地極板形成一個電場，使離子逸出，形成帶異性電電荷的離子群，其與顆粒物、有機揮發物的氣態分子和浮游菌等反應，達到空氣淨化、去除異味的目的；部分逸出第一介質阻擋板表面的電子與室內空氣分子相遇，進一步改善空氣品質。

Description

雙極離子交替發生器及散流器

本創作涉及空氣淨化領域，特別是一種雙極離子交替發生器及帶有該雙極離子交替發生器的散流器。

隨著人們生活水準的提高，以及工業水準的發展，環境受到了一定的污染，導致霧霾盛行，人居環境中的空氣品質急劇下降。人們需要借助一些可行的手段來滿足在人居環境中空氣品質的提高，比如選用一些具有淨化能力的機器或設備。

現有技術中常見的空氣淨化的裝置包括：針尖放電裝置、採用絲放大裝置等，針尖放電是大家最熟悉的氣體放電裝置，由於針尖的頂端其面積很小，曲率變化大，同類材料的情況下最容易放電，所以最早也最多的被應用在靜電除塵等領域。採用絲（一般採用鎢絲）放電的裝置，其主要的結構由鎢絲高壓（典型的電源配置是+8150V），高壓絲之間的隔板接地，集塵極板（-3650V），這樣的配置是一個單極的、以靜電集塵為主要功能的空氣淨化模組，由於採用的鎢絲其直徑的一致性很好，沒有集中放電的點會急劇鈍化的可能，再加上流經高壓發生極的氣流中的顆粒物被荷上正電時，到達帶負極性的集塵板上就很容易滯留其表面，這種結構形式很有效。

上述二種放電形式有一個很有效的功用，就是在瞬間將氣溶膠擊碎的直觀效果，很多廠商將其做成演示器，讓煙塵在熱力學擴展上升時自然流經發生器時，氣溶膠瞬間被擊碎，使觀測者感到神奇時告知空氣被淨化了，實際上擊碎的氣溶膠變成了人眼未必能觀測到的小顆粒，原來是什麼性質的分子都沒有變化，氣味依然沒有被消除，因此生產商一直在尋找其他的協助工具來滿足除味效果，比方在氣流途徑的後端增加一個M型帶活性碳的過濾器等，使結構更為複雜，生產成本高。

針對上述技術中存在的不足之處，本創作公開一種雙極離子交替發生器及散流器，通過第一發射極板與第一接地極板形成一個電場，使電子逸出，形成帶異性電電荷的離子群，其與顆粒物、有機揮發物的氣態分子和浮游菌等反應，達到空氣淨化、去除異味的目的。

為了達到上述目的，本創作公開一種雙極離子交替發生器，包括第一發射極板、第一介質阻擋板和第一接地極板，第一介質阻擋板設置在第一發射極板和第一接地極板之間，且第一發射極板連接交流高壓電，第一接地極板接地，第一發射極板與第一接地極板的組合構成了一個電場，電子從第一發射極板移動至中間的第一介質阻擋板，一部分電子逸出，另一部分電子穿過第一介質阻擋板後移向第一接地極板。

進一步的，第一發射極板為設置有多個第一通孔的金屬薄片，多個第一通孔呈陣列方式排布。

進一步的，第一介質阻擋板為密度均勻的高矽玻璃片或改性陶瓷片。

進一步的，還包括基板，基板設置在第一發射極板遠離第一介質阻擋板的一側。

進一步的，還包括導熱片，導熱片設置在第一接地極板遠離第一介質阻擋板的一側。

進一步的，在第一發射極板遠離第一介質阻擋板的一側還依次設置有基板、第二發射極板、第二介質阻擋板和第二接地極板，第一發射極板和第二發射極板分別連接交流高壓電，第一接地極板和第二接地極板分別接地，第一發射極板與第一接地極板形成第一電場，第二發射極板與第二接地極板形成第二電場，第一電場與第二電場的方向相反。

進一步的，基板包括第一基板與第二基板，在第一基板與第二基板之間還設置有導熱片，導熱片連接加熱電壓。

進一步的，第一接地極板遠離第一介質阻擋板的一側設置有第一導熱片，第二接地極板遠離第二介質阻擋板的一側設置有第二導熱片，第一導熱片和第二導熱片分別連接加熱電壓。

進一步的，第一基板的厚度大於第一介質阻擋板，第二基板的厚度大於第二介質阻擋板。

本創作還公開一種散流器，包括底座、葉片和上述的任何一種雙極離子交替發生器，設置有多個葉片，依次排列固定在底座上，設置有多個雙極離子交替發生器，依次安裝在葉片上。

與現有技術相比，本創作公開的雙極離子交替發生器及散流器有益效果為：

(1)本創作通過發射極板與接地極板形成一個電場，使電子逸出，形成帶異性電電荷的離子群，其與顆粒物、有機揮發物的氣態分子和浮游菌等反應，達到空氣淨化、去除異味的目的；

(2)部分逸出介質阻擋板表面的電子與室內空氣分子相遇，當逸出電子達到一定速率時，便可激發氧分子為離子態，進一步改善空氣品質。

(3)本創作的結構交替流出的離子風，本身具有膨脹的效應，再加上異性電離子的相互吸引的機制，使異性電離子在出口外急劇碰撞，有效的離解有機揮發物的氣態分子，從而改變其化學特性，通常這些氣態分子會最終變化為水和二氧化碳的氣態分子；

(4)無需任何過濾器和集塵器，採用雙極離子交替發生器對甲醛的降解效果極為明顯，同樣也更容易解決像氨/苯系霧氣態分子的降解。

為了使本創作的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合所附圖式及實施例，對本創作進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本創作，並不用於限定本創作。

本技術領域技術人員可以理解，除非特別聲明，這裡使用的單數形式｢一｣、｢一個｣、｢所述｣和｢該｣也可包括複數形式。應該進一步理解的是，本創作的說明書中使用的措辭｢包括｣是指存在特徵、整數、步驟、操作、元件和/或組件，但是並不排除存在或添加一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的群組。應該理解，當我們稱元件被｢連接｣或｢耦接｣到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這裡使用的｢連接｣或｢耦接｣可以包括無線連接或無線耦接。這裡使用的措辭｢和/或｣包括一個或更多個相關聯的列出項的全部或任一單元和全部組合。

諸如第一和第二等之類的關係術語以及｢上｣｢下｣｢左｣｢右｣的方向術語，僅僅用來將一個實體或操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係、順序和方向。

本創作公開一種雙極離子交替發生器100，請參閱圖1，其為根據第一實施例的一種單面型雙極離子交替發生器的層疊結構示意圖，圖2為根據第一實施例的一種單面型雙極離子交替發生器俯視圖的其中一種截面示意圖，包括第一發射極板1、第一介質阻擋板2和第一接地極板3，第一介質阻擋板2設置在第一發射極板1和第一接地極板3之間，請參閱圖3，其為本創作結構中的電場示意圖；第一發射極板1連接交流高壓電，第一接地極板3接地，第一發射極板1與第一接地極板3的組合構成了一個電場，電子從第一發射極板1一端穿過中間的第一介質阻擋板2引出至第一接地極板3。進一步的，為了將上述第一發射極板1、第一介質阻擋板2和第一接地極板3更好地組合起來，在最外層套設有絕緣密封圈6，以進行固定。

本創作的雙極離子交替發生器為一種多片式疊加組合的平板結構，第一發射極板1與第一接地極板3接入電流後形成一個具有精密尺寸的電場，採用交流電，其在電場接地一側將發射極片1的電子引出第一介質阻擋板2，產生異性電氣體離子，由於介質放電的緻密特性，一部分電子與第一接地極板3相遇流入第一接地極板3形成電流，還有一部分電子則逸出介質表面與室內空氣分子相遇，當逸出電子達到一定速率時，便可激發氧分子為離子態，電離氣體使顆粒物上電，帶電的顆粒物如遇到接地極或反向極性物時，就很容易降低空氣中的顆粒物，使空氣中的飄塵轉化為降塵，減少漂浮的顆粒物，同時電離氣體通過氧化還原反應，有利於有機揮發物分子的分解和還原，達到空氣淨化的目的。

在本實施例中，請進一步參閱圖2，第一發射極板1為設置有多個第一通孔11的金屬薄片，第一通孔11為圓形、六角形、方形結構或者其他的幾何圖案，且多個第一通孔11呈陣列方式排布。第一通孔11均勻分佈，使其能夠獲得良好的離子密度。

在本實施例中，第一接地極板3為金屬薄板或者印刷有導電銀漿的介質放電板，第一接地極板3上也設置有多個第二通孔31，第二通孔31為圓形、六角形、方形結構或者其他的形狀，且多個第二通孔31呈陣列方式排布。第二通孔31均勻分佈，使其能夠獲得良好的離子密度。進一步的，第一通孔11和第二通孔31的形狀或結構可以相同，也可以不同，其位置關係可以是相互對應、錯開或者是其他的對應關係，在圖2中，實施例給定了其中一種第一通孔11與第二通孔31的位置關係。

第一發射極板1與第一接地極板3形成的電場中會有部分電子逸出，由於在室內空氣淨化過程中只有氧分子的離子態才起到淨化空氣的目的，所以設置合適的交流電壓（波形/頻率）之外，第一接地極板3與第一發射極板1的通孔的形狀、大小及排列方式需要根據雙極離子交替發生器的體積等進行確定，因為不合適的尺寸有可能導致臭氧分量的增加超標，反而加重空氣的污染，不利於人體健康。

進一步的，在本實施例中，第一介質阻擋板2為密度均勻的高矽玻璃片或改性陶瓷片。只有材料密度與材質的一致性，才能保證雙極離子發生器在較大面積時各部位離子釋放的均勻性。

進一步的，請參閱圖4，其為本創作第二實施例的層疊結構示意圖，進一步包括導熱片4，導熱片4設置在第一接地極板3遠離第一介質阻擋板2的一側，第一接地極板3的一側連接第一介質阻擋板2，另一側連接導熱片4，導熱片4連接加熱電壓。由於在空調系統製冷時，有可能在氣流流經處產生凝露的現象，所以在第一接地極板3位置設置導熱片4，以確保從第一介質阻擋板材料逸出的電子少受水分子的干擾，能以其合適的能態激發氧分子。

進一步的，請參閱圖5，其為本創作第三實施例的層疊結構示意圖，進一步可以包括基板5，基板5設置在第一發射極板1遠離第一介質阻擋板2的一側。

進一步的，請參閱圖6，其為本創作第四實施例的層疊結構示意圖，還包括基板5以及導熱片4，基板5也可以為密度均勻的高矽玻璃片或改性陶瓷片，基板5設置在第一發射極板1遠離第一介質阻擋板2的一側，導熱片4設置在基板5遠離第一發射極板1的一側。導熱片4連接加熱電壓。在本實施例中，導熱片4到第一發射極板1的距離大於第一發射極板1到第一接地極板3的距離。換言之，基板5的厚度大於第一介質阻擋板2的厚度，以保證導熱片4與第一發射極板1所構成的電場梯度小於第一發射極板1與第一接地極板3的電場梯度，確保電子引出方向在第一接地極板一側。

進一步的，請參閱圖7，上述的導熱片4還可以是設置在第一接地極板3遠離第一介質阻擋板2的一側，本實施例還可以是如圖8的結構，設置兩個導熱片4，分別設置在第一接地極板3遠離第一介質阻擋板2的一側以及設置在基板5遠離第一發射極板1的一側。

本創作還提供了一種雙面結構的雙極離子交替發生器，其為上述介紹的兩個單面結構的雙極離子交替發生器所組合而成，且兩個單面結構的雙極離子交替發生器之間通過基板5連接。

具體的，請參閱圖9，其為本創作在第五實施例的層疊結構示意圖，本實施例的雙面的雙極離子交替發生器的結構包括第一發射極板1、第二發射極板7、第一介質阻擋板2、第二介質阻擋板8、第一接地極板3、第二接地極板9和基板5，該雙極離子交替發生器依次按照第一接地極板3、第一介質阻擋板2、第一發射極板1、基板5、第二發射極板7、第二介質阻擋板8和第二接地極板9的順序疊加組合在一起，第一發射極板1和第二發射極板7分別連接交流高壓電，第一接地極板3和第二接地極板9分別接地，第一發射極板1與第一接地極板3形成第一電場，第二發射極板7與第二接地極板9形成第二電場，第一電場與第二電場的方向相反。採用對稱結構的雙面雙極離子交替發生器，單位時間內增加了逸出的電子的數量，從而增強了離子氣流，加快了空氣淨化的速度。進一步的，在第六實施例中，還可以在第一接地極板3、第二接地極板9上分別設置第一導熱片4和第二導熱片10，具體結構參考圖10。

在本實施例中，基板5也可以為密度均勻的高矽玻璃片或改性陶瓷片。進一步的，在第七實施例中，請參閱圖11，基板5包括第一基板5與第二基板15，第一基板5一側與第二基板15連接，另一側與第一發射極板1連接，第二基板15一側與第一基板5連接，另一側與第二發射極板7連接。採用兩層基板5有利於增加兩層第一發射極板之間的距離，避免兩層第一發射極板的相互干擾。

進一步的，基於上述兩層基板5的結構，請參閱圖12，在第八實施例中，可以在第一基板5與第二基板15之間設置一層導熱片4，導熱片4連接加熱電壓。需要注意的是，導熱片4到第一發射極板1的距離應當大於第一發射極板1到第一接地極板3的距離。即第一基板5與第二基板15厚度應當分別大於第一介質阻擋板2和第二介質阻擋板8，以保證導熱板與第一發射極板所構成的電場梯度小於第一發射極板與第一接地極板的電場梯度，確保電子引出方向在第一接地極板一側。

本創作還公開一種散流器，請參閱圖13，包括底座37、葉片36和上述任意一種態樣的雙極離子交替發生器100，設置有多個葉片36，依次排列固定在底座37上，底座37上設置有進風口，風從進風口進入，設置有多個雙極離子交替發生器，依次安裝在葉片上，雙極離子交替發生器的定向保持一致，避免相鄰的兩個雙極離子交替發生器產生的離子風相互干擾，從而更好地進行空氣淨化。

本創作的工作原理為：當流經雙極離子交替發生器的氣流同時攜帶了異性電離子氣體，且其中負極性的離子數大於正極性離子數時，正、負極性離子相遇湮滅後會留存部分負極性的離子，該部分離子對呈正極性的環境空氣起到一個平衡的作用。流經雙極離子交替發生器的氣流中帶有異性電氧離子氣態實現改善與提高空氣品質的，減少空氣中的可吸入顆粒物、有機揮發物和浮游菌的主要原理為:

降低可吸入顆粒物的原理：人居環境通常是相對封閉的室內空间，室內環境中的顆粒物的粒徑大小不一，但是在這些顆粒物上會同時攜帶有機揮發物的氣體分子和不少的浮游菌，由於單極的離子發生器所激發的電離氣體可以使顆粒物荷電，無論是正極性還是負極性都有效，帶電荷的顆粒物可以在氣流後段的集塵器(可以是過濾器，也可以是與原極性相反的集塵板等)聚集，也可以直接注入室內空間，由作為接地極板(電位為零)的建築內的各種表面所接納，雙極離子發生器在捕獲空氣中較小的可吸入顆粒物的效果比單極電離氣體更活躍，從而更容易吸入較小粒徑的可吸入顆粒物。

分解有機揮發物(Tvoc)：為以氣態分子出現在人居環境中有機揮發物，比如甲醛/氨/苯系物/tvoc等，從具有雙極離子交替激發功能的雙極離子交替發生器中流出的離子風，其本身具有膨脹的效應，再加上異性電離子的相互吸引的機制，使異性電離子在出口外急劇碰撞，如在該過程中沒有獲遇有機揮發物的氣態分子，二者之間就相互湮滅回歸到原來中性的氧氣分子狀態，如果其獲遇到被處理的有機揮發物的氣態分子時，其高於氧氣分子的氧化能力與二個離子結合時的動量，會有效的離解有機揮發物的氣態分子，從而改變其化學特性，通常這些氣態分子最終會變化為水和二氧化碳的氣態分子，實驗證明，在沒有任何過濾器和集塵器的條件下，採用雙極離子交替激發功能的雙極離子交替發生器對甲醛的降解效果極為明顯，同樣也更容易解決像氨、苯系物氣態分子的降解。

殺滅空氣中的浮游菌：在單極離子的氣流條件下，能夠對顆粒物作荷電效應，那麼依附在其上的細菌也會荷電，然而光改變細菌本身的電位是不會殺滅細菌的，就如落在高壓線上的鳥不會被觸電而死，其原由就是此時鳥身上並沒有通過的電流，剔除由於高能態激發產生的臭氧以強氧化方式來殺滅細菌的機制和通過集塵過濾的方式將在細菌騰挪其上時，低能態激發的單極離子對細菌在理論上沒有效用。然而雙極離子交替發生器在沒有任何過濾與集塵裝置的條件下，在極短的時間裡能夠有效地殺滅細菌，因此，採用該結構的空氣淨化裝置可以在有人的條件下連續工作，阻斷人群之間通過空氣傳播的疾病感染途徑。

綜上所述,，雙極離子交替激發生器在空氣淨化機制上完全不同於其他以氧化為淨化原理的發生器，在應用過程中，其在氣流入口可以佈置一個初效過濾器，材質採用尼龍網或金屬絲網，主要攔截大顆粒的粉塵與毛髮類的物體，起到保護雙極離子交替發生器的功效，通常這些過濾器是可清洗與重複使用的，在一般的人居環境中應用雙極離子交替發生器可以置其於出風口內側，出風口的材質最好選用非金屬材質，這樣就能有更多攜帶正負離子的氣流注入室內空間，雙極離子在室內空間獲遇可吸入顆粒物/有機揮發物的氣態分子/浮游菌的機會會高於淨流入的空氣通量，就此意義上說，雙極離子發生器是一種主動淨化裝置，除了在特定的環境中需要載入過濾器之外，通常情況無需配置那些昂貴，又不斷需要更新丟棄的過濾器，這對於一般的人居環境來說，在空氣淨化裝置中採用雙極離子交替發生器能獲得較低的運行成本和良好的淨化效果，這對該行業的製造商與使用者都有積極的效應，改善了人居環境的空氣品質也能為社會帶來一定的綜合效益。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本創作的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本創作專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本創作構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本創作的保護範圍。因此，本創作專利的保護範圍應以所附申請專利範圍為準。

100‧‧‧雙極離子交替發生器

1‧‧‧第一發射極板

2‧‧‧第一介質阻擋板

3‧‧‧第一接地極板

4‧‧‧導熱片

5‧‧‧第一基板

6‧‧‧絕緣密封圈

7‧‧‧第二發射極板

8‧‧‧第二介質阻擋板

9‧‧‧第二接地極板

10‧‧‧第二導熱片

11‧‧‧第一通孔

15‧‧‧第二基板

31‧‧‧第二通孔

36‧‧‧葉片

37‧‧‧底座

圖1為根據第一實施例的一種單面型雙極離子交替發生器的層疊結構示意圖；

圖2為根據第一實施例的一種單面型雙極離子交替發生器俯視圖的其中一種截面示意圖；

圖3為第一實施例中的電場示意圖；

圖4為第二實施例的層疊結構示意圖；

圖5為第三實施例的層疊結構示意圖；

圖6為第四實施例的層疊結構示意圖；

圖7為第四實施例的第二種層疊結構示意圖；

圖8為第四實施例的第三種層疊結構示意圖；

圖9為第五實施例的層疊結構示意圖；

圖10為第六實施例的層疊結構示意圖；

圖11為第七實施例的層疊結構示意圖；

圖12為第八實施例的層疊結構示意圖；

圖13為散流器結構及工作示意圖。

Claims (10)

1. 一種雙極離子交替發生器，其包括：一第一發射極板、一第一介質阻擋板和一第一接地極板，該第一介質阻擋板設置在該第一發射極板和該第一接地極板之間，且該第一發射極板連接一交流高壓電，該第一接地極板接地，該第一發射極板與該第一接地極板之組合構成一電場，複數個電子從該第一發射極板移動至中間的該第一介質阻擋板，一部分複數個電子逸出，另一部分複數個電子穿過該第一介質阻擋板後移向該第一接地極板。
2. 根據請求項1所述的雙極離子交替發生器，其中該第一發射極板為設置有多個第一通孔的一金屬薄片，該多個第一通孔呈陣列方式設置。
3. 根據請求項1所述的雙極離子交替發生器，其中該第一介質阻擋板為密度均勻的一高矽玻璃片或一改性陶瓷片。
4. 根據請求項1所述的雙極離子交替發生器，進一步包括一基板，該基板設置在該第一發射極板遠離該第一介質阻擋板的一側。
5. 根據請求項1-4中任一項所述的雙極離子交替發生器，進一步包括一導熱片，該導熱片設置在該第一接地極板遠離該第一介質阻擋板的一側。
6. 根據請求項1所述的雙極離子交替發生器，其中在該第一發射極板遠離該第一介質阻擋板的一側還依次設置有一基板、一第二發射極板、一第二介質阻擋板和一第二接地極板，該第一發射極板和該第二發射極板分別連接一交流高壓電，該第一接地極板和該第二接地極板分別接地，該第一發射極板與該第一接地極板形成一第一電場，該第二發射極板與該第二接地極板形成一第二電場，該第一電場與該第二電場的方向相反。
7. 根據請求項6所述的雙極離子交替發生器，其中該基板包括一第一基板與一第二基板，在該第一基板與該第二基板之間還設置有一導熱片，該導熱片連接一加熱電壓。
8. 根據請求項6所述的雙極離子交替發生器，其中該第一接地極板遠離該第一介質阻擋板的一側設置有一第一導熱片，該第二接地極板遠離該第二介質阻擋板的一側設置有一第二導熱片，該第一導熱片和該第二導熱片分別連接一加熱電壓。
9. 根據請求項7所述的雙極離子交替發生器，其中該第一基板的厚度大於該第一介質阻擋板，該第二基板的厚度大於該第二介質阻擋板。
10. 一種散流器，其包括：一底座、複數個葉片和複數個上述請求項1-9中任一項所述的雙極離子交替發生器，複數個葉片依次排列固定在該底座上，複數個雙極離子交替發生器依次安裝在該複數個葉片上。