CN103752411A

CN103752411A - 集尘模块与静电空气净化装置

Info

Publication number: CN103752411A
Application number: CN201310640601.4A
Authority: CN
Inventors: 刘迎建; 丁科
Original assignee: Hanwang Technology Co Ltd
Current assignee: Hanwang Technology Co Ltd
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明提供一种集尘模块，该集尘模块（200）用于收集气体中的带电颗粒物，至少包括导电性薄膜和绝缘板（3），所述导电性薄膜和绝缘板（3）交替排布，使得绝缘板（3）与其相邻的导电性薄膜形成允许空气通过的通道（4）。本发明还提供一种静电空气净化装置，包括集尘模块（200）。本发明提供的集尘模块和静电空气净化装置的空气净化效率得到极大提高，尤其是集尘模块很少产生臭氧甚至没有，并能完全消除因空气被击穿产生的“噼啪”噪音，也几乎没有正离子溢出，而且制造方便、成本较低。

Description

集尘模块与静电空气净化装置

技术领域

本发明涉及静电除尘技术，尤其涉及一种集尘模块与应用该集尘模块的静电空气净化装置。

背景技术

随着工业化进程的推进，越来越严重的大气污染，不断威胁着民众的身心健康，为此市场迫切需要可以有效清除颗粒物的空气净化器。目前常用的空气净化器多为过滤类净化器和静电除尘类净化器。

过滤类净化器是利用风机将空气抽入净化器内，然后通过内置的过滤网过滤空气。这种滤网式空气净化器一般采用HEPA滤网来吸附空气中的颗粒物。然而，这种净化器使用的时间长后，过滤网会聚集一些灰尘，在潮湿环境下过滤网会发霉长毛，进而演变为毒源，当空气经过过滤网时，会将有毒物质从机器里带出，这样不但不能起到净化空气效果反而会产生二次污染，所以过滤类净化器的过滤网不能长期使用，需要经常更换，并且中高效的HEPA滤网成本比较高。

传统的民用静电除尘类净化器，由多片金属极板组成，一片金属极板接高电压，与其相邻的金属极板接低电压或接地，利用相邻两片金属极板之间的静电场吸附空气中的颗粒物。其主要原理是含颗粒物气体经过高压静电场时被高压荷电极夺取电子，颗粒物与阳离子结合带上正电后，趋向阴极表面放电沉淀，从而达到去除空气中颗粒物的效果。但是，传统的民用静电除尘类净化器存在如下缺点：

1）吸附颗粒物的阴极使用金属极板，成本比较高，生产工艺复杂，且比较重；

2）由于金属极板裸露在空气中，两个金属极板之间的空气容易被击穿而产生臭氧，而且每次击穿会伴有“噼啪”的噪音，对环境有干扰；如果空气湿度增加，极易产生电晕现象，又会产生更多臭氧。

3）为尽量减少金属板之间的空气被击穿的发生几率，一般会加大相邻金属极板之间的距离（一般大于5mm）或降低电位差，这样就造成电场强度较弱，金属极板无法一次全部吸附带电颗粒物，一次净化效率很低。此外，带正电粒子会随风溢出，积累到一定浓度的正离子环境对人体有害。

4）金属极板吸附灰尘颗粒后，因为灰尘与金属的结合较紧密，造成对金属极板的清洗比较困难。

发明内容

本发明鉴于以上问题，提供了一种集尘模块及应用该集尘模块的静电空气净化装置，其一次净化效率高，臭氧量很少甚至没有，空气也不会被击穿，并且制造方便、成本较低。

本发明提供的集尘模块，用于收集气体中的带电颗粒物，所述集尘模块（200）至少包括导电性薄膜和绝缘板（3），所述导电性薄膜和绝缘板（3）交替排布，并使得绝缘板（3）与其相邻的导电性薄膜形成允许空气通过的通道（4）。所述导电性薄膜包括第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2），所述第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2）的下方分别设置绝缘板（3），所述第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2）之间具有电位差。

本发明还提供一种空气净化装置，用于对通过进风口（5）进入的空气进行净化，并使净化后的空气通过出风口（6）排出，其包括：集尘模块（200），所述集尘模块（200）至少包括导电性薄膜和绝缘板（3），所述导电性薄膜和绝缘板（3）交替排布，并使得绝缘板（3）与其相邻的导电性薄膜形成允许空气通过的通道（4）。所述导电性薄膜包括第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2），所述第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2）的下方分别设置绝缘板（3），所述第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2）之间具有电位差。

本发明提供的集尘模块由导电性薄膜和绝缘板交替排布形成，具备小间距的多层的密集集尘电场，而且，每层绝缘板与其下方相邻的导电性薄膜之间均形成允许空气通过的通道。空气中的带电颗粒物通过通道时，在小间距的多层密集电场的较强电场力作用下，被接低电位或接地的集尘极快速吸附，极大地提高了空气的一次净化率，也几乎没有臭氧的产生。此外，使用粘有导电性薄膜的绝缘板代替金属板，既有效降低成本，减轻集尘模块的重量，又可以在保持集尘模块的体积不变的情形下，相应地增加集尘电场的数量和强度。而且，绝缘板隔开接高电位导电性薄膜和接低电位或接地导电性薄膜，两个导电性薄膜的间距大大缩短，经过通道的空气也不会被击穿，完全消除了因空气被击穿而产生的噼啪噪音。而且，即使空气湿度增加，也不会有电晕现象，因而不会产生臭氧。

本发明提供的静电空气净化装置，包含由导电性薄膜和绝缘板交替排布形成的集尘模块，该集尘模块具备小间距的多层的密集集尘电场，而且，每层绝缘板与其相邻的导电性薄膜之间均形成允许空气通过的通道。该静电空气净化装置的集尘模块集尘电场强度大，极易吸附带电颗粒物，对空气的一次净化率很高。而且，制造成本低，重量轻。

另外，本领域技术人员普遍认为，如果用绝缘材质隔开两层金属板，必然会导致金属板之间产生的电场被削弱甚至消失，然而，本发明通过大量的试验和理论计算，克服了本领域技术人员存在的该技术偏见。本发明用绝缘板隔开两层导电性薄膜，不仅没有削弱电场，反而使得导电性薄膜之间的距离缩短，极大地增强了导电性薄膜之间的电场强度，产生了本领域技术人员预料不到的技术效果。

附图说明

图1是本发明提供的集尘模块的结构示意图；

图2是本发明提供的静电空气净化装置的剖视示意图；

图3是本发明提供的静电空气净化装置的整体示意图。

附图标记说明：

1为第一导电性薄膜，2为第二导电性薄膜，3为绝缘板，4为通道，5为进风口，6为出风口，7为支撑架，8为进风风向。

100为空气净化装置，200为集尘模块。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的集尘模块和静电空气净化装置进行详细描述。在这些附图中，对于相同或者相当的构成要素，标注相同标号。以下仅为本发明的集尘模块和静电空气净化装置的最佳实施方式，本发明并不仅限于下述结构。

如图1所示，本实施方式的集尘模块200，集尘模块200包括导电性薄膜和绝缘板，导电性薄膜与绝缘板交替排布，绝缘板间隔开导电性薄膜，绝缘板与其相邻的导电性薄膜之间形成允许空气通过的通道。参阅图1，第一导电性薄膜1、绝缘板3、第二导电性薄膜2、绝缘板3顺次排布，第一导电性薄膜1和第二导电性薄膜2平行排布，绝缘板3设置在导电性薄膜1和导电性薄膜2之间，绝缘板3分别与其下方的第一导电性薄膜1、第二导电性薄膜2之间形成允许空气通过的通道4。进风风向8表示空气沿该方向流动。

第一导电性薄膜1和第二导电性薄膜2存在电位差，优选地，第一导电性薄膜1接低电位或接地，第二导电性薄膜2接高电位，可以施加正高压，从而在第一导电性薄膜1和第二导电性薄膜2之间构成电场。第一导电性薄膜1为集尘极，第二导电性薄膜2为高压极。空气通过通道4，在电场力作用下，大部分空气中的带电颗粒物被吸附在集尘极，小部分被吸附在高压极。绝缘板3隔开第一导电性薄膜1和第二导电性薄膜2，可以有效避免通过通道4的空气在高压下被击穿。

本实施方式中，由于绝缘板3隔开两个导电性薄膜，第一导电性薄膜1和第二导电性薄膜2之间的距离相较于传统的静电除尘装置两片金属极板之间5.5mm以上的距离得以大大缩短。因此，由多个导电性薄膜、绝缘板3顺次交替排布构成的集尘模块200，具备小间距多层次的阵列式集尘电场。由于电荷间产生的电场强度，与距离的平方成反比，导电性薄膜的间距缩短后，导电性薄膜之间形成的电场强度将得到极大地增强，电场力也随之增强，因而就极易吸附带电颗粒物。

对于导电性薄膜之间的距离，优选地，第一导电性薄膜1和第二导电性薄膜2之间的距离范围为0.25-4.5mm，如：0.25mm、0.6mm、1.0mm、1.5mm，2.0mm、3.0mm、4.0mm、4.5mm。绝缘板3的厚度在0.05-1.5mm之间，如：0.05mm、0.1mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.5mm。绝缘板3与其下方的第一导电性薄膜1或第二导电性薄膜2之间的距离范围为0.2-3mm，距离优选为0.2mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm。第一导电性薄膜1和第二导电性薄膜2之间较短的距离设置使得多个导电性薄膜和绝缘板共同形成小间距高密度的集尘电场阵列，提高了空气净化的一次净化率。此处的一次净化率指空气通过通道后，集尘极一次性吸附带电颗粒物的数量占总带电灰颗粒物数量的比例。

导电性薄膜由导电材料或半导体材料制成，包含导电材料或半导体材料制成的薄膜、片材、板材。本实施例的导电性薄膜还包括介于绝缘材料和导电材料之间的各种材料制成的薄膜、片材、板材。接地或接低电位的第一导电性薄膜1为钢、铁、铝、铜等金属箔或金属片、碳纤维布或涂覆的碳浆、银浆。接高电位的第二导电性薄膜2为钢、铁、铝、铜等金属箔或金属片、碳纤维布或涂覆的碳浆、银浆。绝缘板3由聚丙烯、聚乙烯或其共聚物、PET、PVC、PTFE、聚碳酸酯或玻璃纤维板等绝缘材料制成，绝缘板3重量比金属板轻，可以降低本实施例提供的集尘模块的重量。第一导电性薄膜1和第二导电性薄膜2粘贴或涂覆在绝缘板3的上表面。本实施例采用导电性薄膜，并在集尘模块200的宽度不变时，增加导电性薄膜的布置数量，相应的增加导电性薄膜构成的电场，使集尘模块200形成更多层的集尘电场，充分增加带电颗粒物与集尘电场的接触面积，进而提高带电灰颗粒物通过集尘电场的一次净化率。

作为一个实验，集尘模块200的导电性薄膜宽度为150mm，第一导电性薄膜1与第二导电性薄膜2的间距为2mm(绝缘板3厚度为0.5mm)，绝缘板3与其下方的第一导电性薄膜1或第二导电性薄膜2的间距为1.5mm。在相同的实验条件下，如：1.5mm³的密闭的玻璃房间，空气的PM2.5值为50μg/m³，比较使用全金属板的传统静电除尘装置与本实施例的集尘模块，以说明本实施例的一次空气净化效率和一次臭氧产生量较传统除尘装置得到大幅度改善，详见下表一：

表一

在另一个压力实验中，通过净化烟雾弹产生的烟雾，说明本实施例的集尘模块净化效率远远超过传统的静电除尘装置。该实验条件为：1）空间：1.5mm³的密闭的玻璃房间；2）空气质量：1颗烟雾弹燃烧所产生的PM2.5值为1100μg/m³。实验结果如下：

表二

又用一个实验来验证本实施例的集尘电场在相同风速、不同的导电性薄膜宽度的条件下的空气净化效果，出风口速度越小，导电性薄膜越宽，空气净化效果越好，如下表三所示：

表三

结合图2和图3说明本发明提供的静电空气净化装置。该静电空气净化装置100，包含图1所示的集尘模块200，空气从进风口5进入，进风口5处设置有荷电模块（图中未示出），在出风口6处的风扇作用下，空气自下向上流动通过集尘模块200，通过集尘模块200的空气被净化从出风口6流出。

集尘模块200由导电性薄膜和绝缘板顺次交替排布构成，形成具备小间距的多层的密集集尘电场，每个绝缘板与其下方相邻的导电性薄膜之间形成允许空气流动的通道，第一导电性薄膜接地或接低电位，第二导电性薄膜接高电位。第一导电性薄膜1通过接地极接线端10接地，第二导电性薄膜2（参见图1）通过高压接线端20连接高压电源。第一导电性薄膜1和第二导电性薄膜2平行排布，垂直于第一导电性薄膜1和第二导电性薄膜2间隔设置支撑架7。支撑架7用以支撑导电性薄膜，尽量减少导电性薄膜的形变。

高压电源的电压在3000-10000伏特。接上高压后，由于接地极和高压极的间距很小，在接地极和高压极之间产生很强的电场。在强大的电场力作用下，空气中的带电颗粒物很容易被吸附在接地极上，极大地提高了净化空气的一次净化率。而且，第二导电性薄膜2构成的高压极虽然连接的电压较高，但因为导电性薄膜之间有绝缘板分隔，输出电流极小，故高压包的负载很小，降低了***的成本。

本发明提供的集尘模块和静电空气净化装置，用粘有导电性薄膜的绝缘板取代传统的金属板或金属片，形成间距小、多层的密集集尘电场，使得带电颗粒物几乎全部被快速吸附，极大地提高了集尘模块以及应用该集尘模块的空气净化装置的一次净化率，而且生产工艺简单，大大降低了空气净化成本。另外，本发明提供的集尘模块和静电空气净化装置，使用范围极其广泛，可应用于家庭、办公、楼宇、机动车内以及室外等场所。

作为变形例，本发明对集尘模块进行改进，集尘模块至少包括交替排布的导电性板和绝缘薄膜，绝缘薄膜与其相邻的导电性板之间形成允许空气通过的通道。导电性板和绝缘薄膜的材质、工作原理与上文实施例描述的相同，在此不再赘述。

以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进。这些变型和改进也视为本发明的保护区间。

Claims

1.一种集尘模块，用于收集气体中的带电颗粒物，其特征在于，所述集尘模块（200）至少包括导电性薄膜和绝缘板（3），所述导电性薄膜和绝缘板（3）交替排布，并使得绝缘板（3）与其相邻的导电性薄膜形成允许空气通过的通道（4）。

2.如权利要求1所述的集尘模块，其特征在于，所述导电性薄膜包括第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2），所述第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2）的下方分别设置绝缘板（3），所述第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2）之间具有电位差。

3.如权利要求2所述的集尘模块，其特征在于，所述第一导电性薄膜（1）接低电位或接地构成集尘极，所述第二导电性薄膜（2）接高电位构成高压极。

4.如权利要求3所述的集尘模块，其特征在于，所述绝缘板（3）紧贴第一导电性薄膜（1）设置，并使得所述绝缘板（3）与其下方的第二导电性薄膜（2）之间形成允许空气通过的通道（4）。

5.如权利要求3所述的集尘模块，其特征在于，所述绝缘板（3）紧贴第二导电性薄膜（2）设置，并使得所述绝缘板（3）与其下方的第一导电性薄膜（1）之间形成允许空气通过的通道（4）。

6.如权利要求2-5任意一项所述的集尘模块，其特征在于，所述绝缘板（3）与其下方的导电性薄膜之间的距离范围为0.2-3.0mm。

7.如权利要求6所述的集尘模块，其特征在于，所述绝缘板（3）的厚度为0.05-1.5mm。

8.如权利要求7所述的集尘模块，其特征在于，所述第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2）粘贴或涂覆在所述绝缘板（3）的上表面。

9.如权利要求7所述的集尘模块，其特征在于，所述第一导电性薄膜（1）和第二导电性薄膜（2）平行排布。

10.一种静电空气净化装置，用于对通过进风口（5）进入的空气进行净化，并使净化后的空气通过出风口（6）排出，其特征在于，包括权利要求1-9任一项的集尘模块（200）。