一種空氣淨化設備及包含該空氣淨化設備的空氣淨化裝置製造方法
2023-04-25 09:54:56 1
一種空氣淨化設備及包含該空氣淨化設備的空氣淨化裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種空氣淨化設備及空氣淨化裝置,包括集塵板，電壓提供裝置，設於集塵板表面的導電材料部件，以及空氣驅動裝置；集塵板表面設有幹擾流經其表面的氣流以產生局部湍流的突起物陣列，每組導電材料部件包括兩個導電材料層，兩個導電材料層之間至少包含一塊集塵板，導電材料層與集塵板之間設有氣隙；電壓提供裝置分別向每組導電材料部件的兩個導電材料層施加高電位和低電位，令兩個導電材料層之間的集塵板吸附流經其表面的氣流的荷電顆粒物。本發明通過突起物陣列對流經其的氣流進行幹擾產生局部湍流，令矽酸鹽等比電阻較高的顆粒物劇烈碰撞或和突起物陣列碰撞隨氣流的壓力分層而滯留在突起陣列的表面，從而降低此類顆粒物的通過率。
【專利說明】一種空氣淨化設備及包含該空氣淨化設備的空氣淨化裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及空氣淨化設備及包含該空氣淨化設備的空氣淨化裝置。
【背景技術】
[0002]現有的空氣淨化器已經實現靜電除塵。如專利號ZL00806175.0，發明名稱為空氣淨化設備的專利中使用塑料陣列通道、設置於陣列通道表面的導電材料、交錯與導電材料連接的高低電位輸出裝置、以及提供風流的裝置。通過該空氣淨化設備，可以有效地降低了通過塑料陣列通道的荷電顆粒和中性顆粒。在該空氣淨化設備中通過電暈放電裝置或放射電離裝置實現氣流中顆粒荷電，以達到吸附帶電顆粒的目的，但是對於具有很高比電阻的顆粒物，如矽酸鹽顆粒物無法荷電，也導致無法吸附，此外由於接觸表面積小，對荷電顆粒物的吸附效率也不高，即單次過濾效率不高。
【發明內容】
[0003]本發明的目的，就是克服現有技術的不足，通過在集塵通道內增加產生湍流的裝置來增加顆粒物在通過集塵通道時的互相碰撞機率，同時也增加集塵通道內的吸附表面積，在所增加的裝置表面利用流體的附面層和流體內壓差形成滯留區來加強對大顆粒物的沉積過濾，進而提聞單次過濾效率。
[0004]為了達到上述目的，採用如下技術方案:
[0005]一種空氣淨化設備，包括用於收集空氣灰塵顆粒的一塊以上集塵板，提供高壓和低壓的電壓提供裝置，一組或多組設於集塵板表面的導電材料部件，以及驅動空氣從集塵板表面通過的空氣驅動裝置；所述集塵板的表面設有幹擾流經其表面的氣流以產生局部湍流的突起物陣列，所述每組導電材料部件包括兩個導電材料層，所述兩個導電材料層之間至少包含一塊集塵板，所述導電材料層與集塵板之間設有氣隙；所述電壓提供裝置分別向每組導電材料部件的兩個導電材料層施加高電位和低電位，以使兩個導電材料層之間的集塵板吸附經其表面的氣流的荷電顆粒物。
[0006]進一步地，所述集塵板的材料含有駐極體材料。
[0007]進一步地，所述每組導電材料部件的兩個導電材料層之間包含一塊集塵板，所述每組導電材料部件之間設有一塊集塵板。
[0008]進一步地，所述每組導電材料部件之間設有至少兩塊集塵板。
[0009]進一步地,所述氣隙高度為0.02mm?20mm。
[0010]進一步地，所述導電材料層和集塵板之間設有支架，所述導電材料層設於與集塵板表面相對的支架表面。
[0011 ] 進一步地，所述集塵板的表面為凹凸結構。
[0012]進一步地,所述突起物陣列包括至少兩組突起物單元,所述突起物單元沿氣流流向方向依次平行設置，所述相鄰的突起物單元中的突起物交錯分布設置。
[0013]進一步地，所述突起物的形狀為長方體或半球體或圓柱體。[0014]進一步地，所述突起物在集塵板平面的投影為具有凹口的形狀，氣流流經所述突起物的凹口。
[0015]進一步地，所述突起物在集塵板平面的投影輪廓線包含銳角、直角、鈍角、半圓、圓弧或波浪形。
[0016]進一步地，所述集塵板的材料含有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯、纖維束或ABS。
[0017]一種空氣淨化裝置，包括上述空氣淨化設備，所述空氣淨化裝置包括空氣淨化器、空調或新風系統。
[0018]與現有技術相比，本發明的有益效果在於:
[0019]1、在集塵板側面設置有突起物陣列可以令流經突起物陣列的表面的氣流受到了嚴重幹擾，致使氣流流動路徑雜亂無章，增加了顆粒物與突起物之間的碰撞機會，從而增加了顆粒物在電場下被捕獲的機率；導電材料層和集塵板之間存在一氣隙時，進行空間極化後，駐極體的表面可以捕獲到大量的感應電荷，而在內部則呈現內部偶極子極化現象。
[0020]2、集塵板表面的微凹凸結構可以大幅度增加吸附灰塵的表面積，通過凹凸結構將更多的灰塵吸附，集塵板的容塵能力得到提高。
[0021]3、通過多塊堆疊的集塵板形成集塵板陣列來大幅提高整體集塵面積，作為電極的導電材料層可以是每隔一個集塵板設置一片，也可以是間隔幾片集塵板設置一片，由於有駐極體的存在，間隔一片集塵板設置和間隔多片集塵板設置並沒有特別大的效率損失。
[0022]4、突起物在集塵板平面的投影為具有凹口的形狀，凹口的部位對經過氣流形成滯留區以提高對流經該區域的氣流中的較大顆粒物通過沉降來吸附的機率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是現有集塵板的結構示意圖；
[0024]圖2是本發明所示空氣淨化設備的結構示意圖；
[0025]圖3是氣流流入具有突起物陣列的集塵板的示意圖；
[0026]圖4是實施例一的空氣淨化設備的結構示意圖；
[0027]圖5是實施例三的集塵板與導電材料層的結構示意圖；
[0028]圖6是實施例三的集塵板與導電材料層的另一結構示意圖；
[0029]圖7是圖4、圖5的A區放大原理圖；
[0030]圖8是實施例五的一種突起物陣列結構示意圖；
[0031]圖9是實施例五的另一種突起物陣列結構示意圖。
[0032]圖不:1—集塵板；11—突起物陣列；2 —電壓提供裝置；3—導電材料部件；4一空氣驅動裝置；5—氣隙；6—偶極子；7—表面電荷。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合附圖以及具體實施方法來詳細說明本發明，在本發明的示意性實施及說明用來解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。
[0034]如圖2所示，本發明的空氣淨化設備包括集塵板1、電壓提供裝置2、導電材料部件3和空氣驅動裝置4。[0035]所述集塵板I的數量包括一塊以上，其用於收集空氣灰塵顆粒。集塵板的數量根據實際應用確定。不同的應用需要用到不用的體積，集塵板之間通過疊加可以增大集塵面積。由於目前工藝限制，集塵板的平均厚度約為1_。本發明的集塵板也可以採用吸塑生產的模式製作出更薄的集塵板，厚度約0.2_。集塵板I的一側表面或兩側表面設有幹擾流經其側面的氣流以產生局部湍流的突起物陣列11。突起物陣列11具有一定的形狀和排列順序。本發明的集塵板可以採用吸塑生產或對塑膠片材進行滾壓的模式，突起物陣列可以通過其他工藝植入直立的的纖維柱形成。
[0036]所述導電材料部件3具有一組或多組，其設於集塵板I表面，導電材料層3與集塵板I之間設有氣隙5，即導電材料層3與集塵板I之間不接觸。其中，每組導電材料部件3包括兩個導電材料層，在兩個導電材料層之間至少包含一塊集塵板。當集塵板通過堆疊形式疊合時，多組導電材料部件設於堆疊的集塵板陣列中。相鄰兩組導電材料部件的相近導電材料層的極性相反。在整個集塵板陣列中形成相鄰導電材料層極性相反的結構設置。即電壓提供裝置交錯地向所有導電材料層施加高壓和低壓。
[0037]所述電壓提供裝置2用於提供高壓和低壓。電壓提供裝置2分別向每組導電材料部件的兩個導電材料層施加高電位和低電位，以使兩個導電材料層之間的集塵板吸附流經其突起物陣列11的氣流的荷電顆粒物。在利用靜電除塵原理吸附空氣中的顆粒物時，矽酸鹽等比電阻較高的顆粒物難以被極化或荷電，從而不容易被捕獲。如圖3所示，本發明中在集塵板上設置交錯分布的突起物陣列，對流經突起物陣列的氣流進行幹擾產生局部湍流。在局部湍流中，矽酸鹽等比電阻較高的顆粒物劇烈碰撞在流體的壓差和湍流作用下被滯留在突起物的側面凹面的附面層上從而降低此類顆粒物的通過率。
[0038]所述空氣驅動裝置4用於驅動空氣從集塵板表面通過。由於本發明需要通過突起物陣列擾亂氣流形成局部湍流，需要通過空氣驅動裝置驅動氣流達到一定的風速才能滿足條件。空氣驅動裝置4可以是吹風類型，也可以是吸風類型。吸風類型適合集塵板寬度不太寬的情況。
[0039]實施例一
[0040]本實施例在上述的空氣淨化設備的結構基礎上進一步深化。已知每組導電材料部件包含兩個導電材料層，在兩個導電材料層之間包含一塊集塵板。優選的，所述每組導電材料部件之間設有一塊集塵板。
[0041]如圖4所示，導電材料層和集塵板I之間交錯設置。一塊集塵板相鄰的導電材料層之間的極性相反。當集塵板的材料含有駐極體材料，在外加電場作用下內部形成半永久的駐極體電場。當接通電壓提供裝置2時，相鄰的導電材料層之間形成了均勻的電場，同時該電場對駐極體材料進行極化，所述電場對流經其內的氣流中的帶電顆粒物進行吸附捕捉。而矽酸鹽等比電阻較高的顆粒物在交錯分布的突起物陣列11形成的局部湍流劇烈碰撞隨氣流的壓力分層而滯留在突起陣列的表面，而降低其通過機率。
[0042]集塵板的材料可以含有駐極體材料。集塵板優選含有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯、纖維束或ABS材料的集塵板。ABS的全稱為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯組成的三元共聚物。英文名為
Acry1nitrilr-butadiene-styenecoIymer,簡稱ABS。塑膠材料不會造成相鄰的導電材料層之間短路。相鄰的導電材料層之間形成電場對流經氣流的帶電顆粒進行吸附。雖然集塵板在導電材料層斷電後其的表面電荷無法停留，但由於其內部被極化的偶極子電荷以及空間電荷的存在並不影響其作為基本的靜電集塵裝置的使用。
[0043]實施例二
[0044]本實施例與實施例一不同之處在於:每組導電材料部件之間設有至少兩塊集塵板。集塵板的材料含有駐極體材料，在外加電場作用下內部形成半永久的駐極體電場。多個集塵板I堆疊在一起後形成過濾裝置，通過多組堆疊的集塵板陣列來大幅提高整體集塵面積。由於有駐極體的存在，間隔一片設置和間隔多片設置集塵板並沒有特別大的效率損失。在實驗中間隔三片和間隔一片設置一個電極的淨化效率損失大約相差5%。此方案可以減少電極裝置而降低實施成本。
[0045]實施例三
[0046]本實施例在實施例一或實施例二的基礎上改進。如圖4所示，本實施例的導電材料層與集塵板之間設有氣隙5，即導電材料層與集塵板之間不接觸。導電材料層與集塵板之間的氣隙是通過支架6實現。支架5設於兩塊集塵板I之間，將導電材料層與集塵板架空，令兩者支架與集塵板之間形成氣隙5。圖4的支架為「H」型，兩個支架腳支撐其兩塊集塵板1，中間的連接板上下表面各設有一導電材料層，兩導電材料層導通。或者只是一層導電材料層。其中，氣隙的高度優選為0.02mm?20mm。集塵板由於氣隙與導電材料層絕緣，不會與電路迴路或大地導通，因此在電極斷電的時候，由集塵板被極化後產生的極化電場仍可以得到長時間保持。如圖5所示，本圖的支架6用於承託所有的集塵板和導電材料層。集塵板和導電材料層之間留有一氣隙5。本實施例的支架結構並不限於圖4和圖5所示的支架結構，還應當包括所有能讓集塵板I和導電材料層3之間形成氣隙5的支架結構。如圖6所示，斷電後集塵板I的表面的感應電荷不會迅速消失，而在突起物內部則呈現如圖7所示的內部偶極子極化現象。氣隙5同時令相鄰兩電極的爬電距離得到增加，降低電極擊穿的風險。
[0047]實施例四
[0048]如圖7所示，本實施例在實施例一至三任一實施例的基礎上改進。本實施例的相鄰的兩塊集塵板關於兩塊集塵板I之間的導電材料層3鏡像對稱。集塵板I與導電材料層3之間設有氣隙5。圖7省略支架等部件。與實施例四同理，集塵板I由於氣隙5與導電材料層3絕緣，不會與電路迴路或大地導通，因此在電極斷電的時候，由集塵板被極化後產生的極化電場仍可以得到長時間保持。
[0049]實施例五
[0050]如圖8和圖9所示,突起物陣列11包括至少兩組突起物單元，所述突起物單元沿氣流流向方向依次平行設置，相鄰的突起物單元中的突起物交錯分布設置。所述突起物的形狀為長方體或半球體或圓柱體。
[0051]在圖8(a)中包括三組平行設置的突起物單元。每組突起物單元包含若干個突起物。突起物之間的距離為固定值或非固定值。若圖8(b)為主視圖，則圖8(a)為仰視圖。圖8(a)中的突起物為條狀結構，在集塵板平面的投影為具有凹口的條狀結構。條狀結構形成銳角、直角或鈍角的凹口結構。其中，凹口方向向左，與氣流方向垂直或形成小於180度的角度，氣流可以流經所述突起物的凹口。
[0052]若圖9(a)為主視圖，則圖9(b)為圖9(a)的仰視圖。突起物在集塵板平面的投影為具有凹口的「S」形結構。「S」結構具有兩個凹口，兩個凹口方向相反，與氣流方向垂直或形成小於180度的角度，氣流流經所述突起物的凹口。凹口可以對經過流經其的氣流形成滯留區以提高對流經該區域的氣流中的荷電顆粒物的吸附機率。矽酸鹽等比電阻較高的顆粒物劇烈碰撞在流體的壓差和湍流作用下被滯留在突起物的側面凹面的附面層上從而降低此類顆粒物的通過率。
[0053]所述突起物在集塵板平面的投影輪廓線含有銳角、直角、鈍角、半圓、圓弧或波浪形。
[0054]實施例六
[0055]本實施例包括實施例一至五任一實施例所述的空氣淨化設備的空氣淨化器、或包括實施例一至五任一實施例所述的的空氣淨化設備的空調、或包括實施例一至五任一實施例所述的的空氣淨化設備的新風系統。凡是應用本發明所述的的空氣淨化設備的空氣淨化器、車載或家用空調、新風系統都屬於本發明的保護對象。本實施例所述空氣淨化設備的應用包括但不限於空氣淨化器、空調或新風系統。
[0056]除上述實施例外，本發明以下的特徵均可以加入到上述所有實施例中:
[0057]集塵板的表面為凹凸結構。本發明的集塵板可以採用注塑或壓模成型來製作，由於工藝限制集塵板的平均厚度約為1mm，通過在模具表面蝕刻不規則的微小突起或用精密自動工具機在構成集塵板形狀的模腔表面加工出微結構可以有效大幅度增加吸附灰塵的比表面積。本發明的集塵板可以採用吸塑生產或對塑膠片材進行滾壓的模式，這樣製作出的集塵板可以做到更薄，大約0.2mm。
[0058]以上對本發明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用於幫助理解本發明實施例的原理；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明實施例，在【具體實施方式】以及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種空氣淨化設備，其特徵在於:包括用於收集空氣灰塵顆粒的一塊以上集塵板，提供高壓和低壓的電壓提供裝置，一組或多組設於集塵板表面的導電材料部件，以及驅動空氣從集塵板表面通過的空氣驅動裝置；所述集塵板的表面設有幹擾流經其表面的氣流以產生局部湍流的突起物陣列，所述每組導電材料部件包括兩個導電材料層，所述兩個導電材料層之間至少包含一塊集塵板，所述導電材料層與集塵板之間設有氣隙；所述電壓提供裝置分別向每組導電材料部件的兩個導電材料層施加高電位和低電位，以使兩個導電材料層之間的集塵板吸附經其表面的氣流的荷電顆粒物。
2.根據權利要求1所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述集塵板的材料含有駐極體材料。
3.根據權利要求1或2所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述每組導電材料部件的兩個導電材料層之間包含一塊集塵板，所述每組導電材料部件之間設有一塊集塵板。
4.根據權利要求1或2所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述每組導電材料部件之間設有至少兩塊集塵板。
5.根據權利要求1所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述氣隙高度為0.02mm?20mmo
6.根據權利要求1或5所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述導電材料層和集塵板之間設有支架，所述導電材料層設於與集塵板表面相對的支架表面。
7.根據權利要求1所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述集塵板的表面為凹凸結構。
8.根據權利要求1所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述突起物陣列包括至少兩組突起物單元，所述突起物單元沿氣流流向方向依次平行設置，所述相鄰的突起物單元中的突起物交錯分布設置。
9.根據權利要求8所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述突起物的形狀為長方體或半球體或圓柱體。
10.根據權利要求8所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述突起物在集塵板平面的投影為具有凹口的形狀，氣流流經所述突起物的凹口。
11.根據權利要求10所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述突起物在集塵板平面的投影輪廓線包含銳角、直角、鈍角、半圓、圓弧或波浪形。
12.根據權利要求1所述的空氣淨化設備，其特徵在於:所述集塵板的材料含有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯、纖維束或ABS。
13.一種空氣淨化裝置，其特徵在於:包括權利要求1一 12任一權利要求所述空氣淨化設備，所述空氣淨化裝置包括空氣淨化器、空調或新風系統。
【文檔編號】B01D50/00GK103920357SQ201410177850
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】郎歡標, 劉廣勝, 孫茂華 申請人:郎歡標, 劉廣勝, 孫茂華