自冷式離子化空氣產生裝置的製作方法

2023-05-24 15:10:21

專利名稱：自冷式離子化空氣產生裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及空氣產生器，尤其是一種採取自然散熱以及流體自冷的設計減少耗電 量，且能設計為攜帶形式的自冷式離子化空氣產生裝置。
背景技術：
傳統離子化空氣的產生方法包括由紫外線或電暈放電(corona)等方式產生。其中，利用紫外線離子化空氣的方法即將空氣通入紫外線的環境中，通過此使空 氣中的分子電離所產生的，如大自然中的離子化空氣就可利用天然的紫外線使空氣離子 化。利用電暈放電是對中性的空氣施加不均勻的電場，使空氣在電場非常高的地方被 離子化，亦即空氣分子中的電子因接收到足夠的能量而游離，而完成離子化過程，產生離子 化空氣；正電暈下電離時失去電子的原子或分子，成為帶正電的正離子；負電暈下電離時 獲得電子的原子或分子，成為帶負電的負離子。然而，無論使用何種方式，在離子化過程中都會產生40%以上的熱能，亦即有能量 的損耗，所以耗電量高；再者，損耗的熱能會使得離子化產生器的溫度不斷上升，因而降低 其效率，所以一般都是利用冷卻水來降低產生器的溫度以維持操作效率。但是利用冷卻水 的方式只能在定點提供，無法移動，因此有其不便之處。再者，近年來世界各地不斷受到水質惡化、空氣汙染以及病毒傳染的威脅，而臭氧 具有改善水質、除臭、淨化空氣以及殺滅細菌的功能，但因其容易分解且不易儲存的缺點， 大多是採取於使用場所現場製造，所以使用範圍受限。

發明內容
本發明人有鑑於現有離子化空氣產生器系利用冷卻水進行冷卻，相當耗費能量與 金錢，而具有淨化空氣功能的臭氧的使用範圍有很大的限制，因此經過長期的研究以及不 斷的試驗之後，終於發明出此自冷式離子化空氣產生裝置。本發明的目的在於提供一種採取自然散熱以及流體自冷的設計減少耗電量，且能 設計為攜帶形式的自冷式離子化空氣產生裝置。為達上述目的，本發明的自冷式離子化空氣產生裝置，包括一空氣壓縮機；一散熱裝置，其連接於該空氣壓縮機；至少一離子化空氣產生器，其連接於該散熱裝置，而各離子化空氣產生器包括一 外金屬管、一內金屬管、一介電絕緣管以及一出氣管，該介電絕緣管設置於該外金屬管和內 金屬管之間，且與該外金屬管之間形成一離子化空間，該出氣管連通於該離子化空間；一變壓器，其具有一電源供應單元，並且設有連接於該內金屬管的一高電壓端以 及連接於該外金屬管的一低電壓端。其中，該自冷式離子化空氣產生裝置尚包括一空氣儲槽，其具有一容納空間以容納該散熱裝置，且包括一凝結水排放管以及一壓力傳感器，該凝結水排放管連通於該空氣 儲槽的容納空間，該壓力傳感器電連接於該空氣壓縮機。其中，該散熱裝置包含多個散熱片或多個散熱蛇管。其中，各離子化空氣產生器設有一進氣管與該散熱裝置連通。其中，該變壓器的電源供應單元為一連接於電源的電源線或為一蓄電池。其中，該空氣儲槽的凝結水排放管設置有一凝結水排放閥。其中，該進氣管設有一進氣閥。其中，各離子化空氣產生器的出氣管設有一出氣閥或一定壓釋放閥。當空氣經壓縮後，可通過散熱裝置將壓縮熱散去，再通過位於介電絕緣管和外金 屬管之間狹窄的離子化空間內，使得當出氣閥開啟時，釋壓的氣體會出現高速薄膜熱交換 效應(film heat transfer coefficient)以及湍流現象，讓外金屬管、內金屬管以及介電 絕緣管同時冷卻，以維持高效率的離子化現象，並同時產生流體自冷的效果，因此無需額外 使用冷卻水來降溫，故能節省水資源，並降低成本，亦可使本發明能夠設計為攜帶型式，以 便於利用。


圖1為本發明第一實施例的 f線配置示意圖2為本發明第二實施例的 f線配置示意圖。
主要元件符號說明
10空氣壓縮機20空氣儲槽
21凝結水排放管22凝結水排放閥
23壓力傳感器30散熱片
30』散熱蛇管
40A.40B40C離子化空氣產生器
41本體42外金屬管
43內金屬管44介電絕緣管
45內部空間46進氣管
461進氣閥47出氣管
471出氣閥472定壓釋放閥
48離子化空間50變壓器
51高電壓端52低電壓端
53電源線M蓄電池
具體實施例方式請參看圖1所示，其為本發明的第一實施例，其例示一種定點設置的大型自冷式 離子化空氣產生裝置的配置圖，該自冷式離子化空氣產生裝置包括一空氣壓縮機10、一空 氣儲槽20、二離子化空氣產生器40A、40B以及二變壓器50。該空氣壓縮機10為一種活塞式的壓縮機，以使得空氣通過後形成壓縮空氣。該空氣儲槽20連接於該空氣壓縮機10，並接收從該空氣壓縮機10而來的壓縮空氣，該空氣儲槽20內設置有多個散熱片30，且該空氣儲槽20設有由凝結水排放閥22控制 的凝結水排放管21，並且設有與該空氣壓縮機10電連接的壓力傳感器23，用以檢測該空氣 儲槽20內的壓力並控制該空氣壓縮機10的開機和關機或者調控空氣壓縮機10的壓縮程度。該等離子化空氣產生器40A、40B各自連接於該空氣儲槽20，各離子化空氣產生器 40A、40B包括一本體41，該本體41具有一內部空間45、一進氣管46、一出氣管47、一外金屬 管42、一內金屬管43以及一介電絕緣管44 ；該進氣管46設置於該本體41底部且連通於該內部空間45，並設置有一進氣閥 461加以控制；該出氣管47設置於該本體41頂部且連通於該內部空間45，並設置有一出氣閥 471加以控制；該外金屬管42可設置於該內部空間45，且緊鄰於該本體41的內壁，或者如本實施 例所示，該本體41的殼體由外金屬管42所構成；該內金屬管43設置於該內部空間45且近頂部的位置，且該內金屬管43的頂端連 接於該本體41的頂端；該介電絕緣管44設置於該外金屬管42和內金屬管43之間並鄰接於該內金屬管 43外側，該介電絕緣管44與該外金屬管42之間形成有一離子化空間48，以令空氣於此處 被離子化。該等變壓器50分別連接於該等離子化空氣產生器，各變壓器50具有一連接電源 的電源線53，以使電源供電至該變壓器50，該變壓器50設有連接於該內金屬管43的一高 電壓端51以及連接於該外金屬管42的一低電壓端52，該變壓器50施加於該離子化空間 48的電壓為1000 2000伏特(V)。當使用本發明第一實施例時，將空氣通過空氣壓縮機10進行壓縮，使得空氣溫度 升高並儲存於空氣儲槽20中備用，高溫的壓縮空氣通過散熱片30除去壓縮熱後，將空氣中 的凝結水通過凝結水排放管21排出空氣儲槽20外，而該空氣壓縮機10的開、關機皆由空 氣儲槽20的壓力傳感器23自動控制的；而常溫的壓縮空氣由空氣儲槽20經由進氣管46先 進入標示為A的離子化空氣產生器40A的本體41內部空間45，而俟離子化空氣產生器40A 中的壓力到達約3 4Kg/cm2後關閉進氣閥461，此時開啟出氣閥471，同時由變壓器50通 過高電壓端51和低電壓端52通入電流，使得壓縮空氣經過離子化空間48被離子化後再由 出氣管47釋出，而變壓器50能控制離子化空間48的電壓在1000 2000V之間，以減少離 子化過程產生的熱量，使空氣在離子化過程中不易產生氮氧化物Ν0Χ，而空氣流體則因出氣 閥471的開啟而膨脹吸熱，並因離子化空間48間距小的緣故，而使得釋壓氣體形成高速薄 膜熱交換效應以及湍流現象，使得外金屬管42、內金屬管43以及介電絕緣管44同時冷卻， 以維持高效率的離子化反應，讓離子化空氣產生器40A內的空氣冷卻約5 10°C。而當標示為A的離子化空氣產生器40A在減壓出氣時，標示為B的離子化空氣產 生器40B的進氣閥461開啟，使得壓縮空氣進入；通過兩者交替操作形成連續運轉，形成一 連續式的離子化程序。請參看圖2所示，其本發明之第二實施例其系例示一種攜帶式可充電的小型自冷 式離子化空氣產生裝置的配置圖，由於本發明控制在低電壓、低電量的環境下，所以能夠設計為可攜帶的形式，該自冷式離子化空氣產生裝置包括一空氣壓縮機10、一散熱蛇管30』、 一離子化空氣產生器40C以及一變壓器50。該空氣壓縮機10 —種活塞式的壓縮機，以使得空氣通過後形成壓縮空氣。該散熱蛇管30』連接於該空氣壓縮機10，並接收從該空氣壓縮機10而來的壓縮空 氣，以進行散熱。該離子化空氣產生器40C連接於該散熱蛇管30』，其結構與第一實施例所述的離 子化空氣產生器大致相同，其不同之處在於該離子化空氣產生器40C之進氣管46並無進氣 閥的設置，而出氣管47設置有一定壓釋放閥472，其依照一設定的氣壓而控制閥的開關，而 產生間歇性的開關動作。該變壓器50連接於該離子化空氣產生器40C，且裝設有一蓄電池54，故能便於攜
市ο當使用本發明第二實施例時，將空氣通過空氣壓縮機10進行壓縮，使得空氣溫度 升高，再將此高溫的壓縮空氣通過散熱蛇管30』除去壓縮熱後，直接通入離子化產生器40C 中，俟離子化空氣產生器40C中的壓力到達約0. 5 lKg/cm2後則使得定壓釋放閥472彈 開將空氣釋出，此時即達到如第一實施例所述的空氣離子化效果以及冷卻效果，而當大部 分空氣壓力釋出後則該定壓釋放閥472會因彈力而關閉，形成間歇性動作，所以本實施例 中的離子化空氣產生器40C為非連續性操作的設計。本實施例中的電源是由蓄電池M所提供，使用的直流電壓為12或M伏特，適合 用於屋外的各種場所，例如出外露營、旅行皆可作為維護健康的工具。本發明能夠通過變頻和降低離子化過程的電壓而降低離子化產生器釋放出來的 熱量，並且通過窄化的離子化空間而形成高速流體薄膜熱交換現象，產生流體自冷的效果， 例如在氣溫較高的場所可採用批次釋壓的方式，而在氣溫較低的場所則可採用直接釋出的 方式，進行空氣的殺菌、除塵或水質淨化等作用，因此本發明能適用於各種場所，皆能達到 在成本低廉的情況下讓離子化產生器處於低溫狀態。
權利要求
1.一種自冷式離子化空氣產生裝置，其特徵在於包括一空氣壓縮機；一散熱裝置，其連接於該空氣壓縮機；至少一離子化空氣產生器，其連接於該散熱裝置，而各離子化空氣產生器包括一外金 屬管、一內金屬管、一介電絕緣管以及一出氣管，該介電絕緣管設置於該外金屬管和內金屬 管之間，且與該外金屬管之間形成一離子化空間，該出氣管連通於該離子化空間；一變壓器，其具有一電源供應單元，並且設有連接於該內金屬管的一高電壓端以及連 接於該外金屬管的一低電壓端。
2.如權利要求1所述的自冷式離子化空氣產生裝置，其特徵在於，該自冷式離子化空 氣產生裝置包括一空氣儲槽，其具有一容納空間以容納該散熱裝置，且包括一凝結水排放 管以及一壓力傳感器，該凝結水排放管連通於該空氣儲槽的容納空間，該壓力傳感器電連 接於該空氣壓縮機。
3.如權利要求2所述的自冷式離子化空氣產生裝置，其特徵在於，該空氣儲槽的凝結 水排放管設置有一凝結水排放閥。
4.如權利要求1、2或3所述的自冷式離子化空氣產生裝置，其特徵在於，該散熱裝置包 含多個散熱片或多個散熱蛇管。
5.如權利要求4所述之自冷式離子化空氣產生裝置，其特徵在於，各離子化空氣產生 器設有一進氣管與該散熱裝置連通。
6.如權利要求5所述之自冷式離子化空氣產生裝置，其特徵在於，該進氣管設有一進 氣閥。
7.如權利要求1、2或3所述的自冷式離子化空氣產生裝置，其特徵在於，該變壓器的電 源供應單元為一連接於電源的電源線或為一蓄電池。
8.如權利要求4所述的自冷式離子化空氣產生裝置，其特徵在於，該變壓器的電源供 應單元為一連接於電源的電源線或為一蓄電池。
9.如權利要求8所述之自冷式離子化空氣產生裝置，其特徵在於，各離子化空氣產生 器的出氣管設有一出氣閥。
10.如權利要求8所述之自冷式離子化空氣產生裝置，其特徵在於，各離子化空氣產生 器的出氣管設有一定壓釋放閥。
全文摘要
本發明公開了一種自冷式離子化空氣產生裝置，包括一空氣壓縮機、連接於該空氣壓縮機的一散熱裝置、連接於該散熱裝置的至少一離子化空氣產生器及一變壓器，各離子化空氣產生器包括一外金屬管、一內金屬管、一介電絕緣管以及一出氣管，該介電絕緣管設置於該外金屬管和內金屬管之間，且與該外金屬管之間形成一離子化空間，該出氣管連通於該離子化空間，該變壓器設有連接於該內金屬管的一高電壓端及連接於該外金屬管的一低電壓端。通過窄化的離子化空間而產生流體自冷的效果，本發明主要功能為淨化空氣、除塵及水質淨化等應用，或達到節能省碳的目的。
文檔編號H01T23/00GK102136681SQ20101010398
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月26日 優先權日2010年1月26日
發明者陳國剛 申請人:羅莎國際有限公司