CN107965862A - 一种感应荷电效应的高效净化pm2.5的电膜空气净化机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种感应荷电效应的高效净化PM2.5的电膜空气净化机，包括壳体、高压电源和控制主板，所述壳体内从左到右依次设有前格栅、介质电极、集尘极、排风扇和后格栅，所述壳体的前方和后方分别设有进风口和出风口；所述介质电极、集尘极分别与高压电源相连，所述高压电源和所述排风扇通过控制主板控制；所述集尘极包括电膜电极框架、滤膜和导电网，所述滤膜和导电网均设于电膜电极框架内，所述滤膜设于介质电极和导电网之间。本发明解决了高效去除微细粉尘时隔滤除尘工艺对微细粉尘收集效率提高时收尘风阻增加的缺陷，也解决了静电除尘工艺产生的臭氧污染的问题。
Description
技术领域
本发明属于空气净化设备技术领域，具体涉及一种感应荷电效应的高效净化PM2.5的电膜空气净化机。
背景技术
现有用于除尘的空气净化机一般有两种：过滤式空气净化机和静电型空气净化机。过滤式空气净化机对PM2.5有较好的去除率(>90％)，但对微粒小于0.3微米的微细粉尘的去除率较低(<40％)，因此如果要提高对微粒小于0.3微米的去除率，就必须提高滤膜的致密度。然而如果提高滤膜的致密度，势必会使滤膜的风阻大幅度增大，导致风机的风压增加以克服滤膜增加的风阻，从而导致风噪音增加和风机电动机功率增加。这种通过增加滤膜滤料密度来提高对微粒小于0.3微米的去除率的方法极易受到风阻增加的限制，难以实现对微细粉尘的高效去除。
而静电型空气净化机则是利用高电压产生的气体局部电离——电晕，由电晕产生的离子(正或负极性)对微细粉尘(粒径大于0.3微米)进行碰撞和扩散荷电，荷电微粒在电场作用下产生“同性相斥”和“异性相吸”的物理现象，使粉尘、微粒被收集到集尘电极上，从而完成了对微细粉尘的收集。静电型空气净化机可使微细粉尘的去除率高达95％以上，对小于0.3微粒的去除率也有较高的去除率(≧90％)。然而由于静电型空气净化器中高压电极(电晕极)和收尘极均由裸导电的金属或导电材料构成，在高电压下产生离子的同时不可避免的使空气中部分的氧气生成臭氧。臭氧的产生与离子的浓度和除尘效率成正比，也是说电场强度越强，除尘效率越高，导致臭氧的浓度越高；随着室内空气对臭氧的浓度的限制，静电型空气净化机对粉尘的去除率受到了制约，也难于实现对微细粉尘(粒径<0.3微米)的高效率去除。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提出一种感应荷电效应的高效净化PM2.5的电膜空气净化机，解决了隔滤除尘工艺对微细粉尘收集效率提高时风阻也增加的缺陷，也解决了静电除尘工艺产生的臭氧污染的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种感应荷电效应的高效净化PM2.5的电膜空气净化机，包括壳体、高压电源和控制主板，所述壳体内从左到右依次设有前格栅、介质电极、集尘极、排风扇和后格栅，所述壳体的前方和后方分别设有进风口和出风口；所述介质电极、集尘极分别与高压电源相连，所述高压电源和所述排风扇通过控制主板控制；所述集尘极包括电膜电极框架、滤膜和导电网，所述滤膜和导电网均设于电膜电极框架内，所述滤膜设于介质电极和导电网之间。
优选的，所述介质电极包括介质电极框架和若干介质电极棒，所述介质电极棒的两端通过绝缘支架设于介质电极框架内；所述介质电极框架顶部设有正极接触室，所述正极接触室通过介质电极棒在绝缘支架上设有的连接触点与各介质电极棒电路相连。
优选的，所述介质电极棒外设有一层绝缘介质层，所述介质电极框架为绝缘材料。
优选的，所述绝缘介质层的材质为塑料、石英或陶瓷。
优选的，所述介质电极棒以栅结构或网状结构整齐排列在介质电极框架内。
优选的，所述高压电源在正极接触室上施加正极性高压，使带正极性高电压的介质电极与带负电极性的导电网的空间形成高电压电场；所述高压电源负极与集尘极的导电网相连；所述导电网为接地端；所述滤膜在所述介质电极和所述导电网之间形成的高压电场中被感应形成负极性电极。
优选的，所述介质电极和导电网上施加的电压为2～30千伏直流电压。
优选的，所述前格栅、介质电极、集尘极、排风扇和后格栅分别通过壳体上设有的导轨装入壳体内。
优选的，所述介质电极和集尘极之间的距离不小于5毫米。
优选的，所述电膜电极框架内设有的滤膜折叠成褶皱型。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明采用“静电-滤膜”结合的方式净化空气，既解决了隔滤除尘工艺对微细粉尘收集效率提高时收尘风阻增加的缺陷，也解决了静电除尘工艺产生的臭氧污染的问题，真正达到了高效去除微细尘粒的目的，对于微细粉尘(粒径<0.3微米)的去除效率高达95％以上。本发明集尘极中的滤膜在电场中与导电网等电位同极性，既可高效隔滤微细粉尘，也减少了滤膜所遇到的风阻，方便简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的主体结构示意图；
图2为本发明的内部结构展开示意图；
图3为本发明的原理图；
图4为介质电极的结构示意图；
图5为介质电极棒的结构示意图；
图6为介质电极顶部框架的内部结构图；
图7为集尘极的结构示意图；
图8为集尘极的剖面图。
附图标识：1前格栅；2介质电极；21介质电极框架；22介质电极棒；2201连接触点；2202绝缘介质层；2203绝缘支架；23正极接触室；3集尘极；31电膜电极框架；32滤膜；33导电网；4排风扇；5后格栅；6壳体；7高压电源；8控制主板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。本文所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有明确的规定和限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1、图2及图3，本发明一实施例中可对感应荷电效应的高效净化PM2.5的电膜空气净化机，主要包括壳体6、高压电源7和控制主板8，所述壳体6内从左到右依次设有前格栅1、介质电极2、集尘极3、排风扇4和后格栅5，壳体6的前方和后方分别设有进风口和出风口。在排风扇4的作用下，驱使空气单一方向流动。介质电极2、集尘极3分别与高压电源7相连，且高压电源7和排风扇4均通过控制主板8控制。控制主板8可以控制在介质电极2上施加的电压大小，从而达到不同程度对空气进行净化的目的。控制主板8可以直接控制整个空气净化机的运行。
参阅图7及图8，集尘极3包括电膜电极框架31、滤膜32和导电网33，所述滤膜32和导电网33均设于电膜电极框架31内，且滤膜32设于介质电极2和导电网33之间。导电网33是用于与介质电极2之间产生感应电场，使空气中的粉尘凝并或凝聚，并最终通过滤膜32隔滤去除。然而由于微细粉尘最终会堆积在集尘极3上，这里将滤膜32和导电网33都设于电膜电极框架31内，防止粉尘的到处散落，便于对空气净化机的清洗。另外，滤膜32位置的设置也是为了使滤膜32在感应电场中被感应荷电后所带电性与导电网33相同。
参阅图4、图5及图6，上述实施例中，介质电极2包括介质电极框架21和若干介质电极棒22，所述介质电极棒22的两端通过介质电极棒22在绝缘支架2203设于介质电极框架21内，便于拆卸或安装介质电极框架21，另外还可以起到防止漏电现象的发生。介质电极框架21顶部设有正极接触室23，所述正极接触室23通过绝缘支架2203上设有的连接触点2201与各介质电极棒22电路相连，便于将高压电源施加到介质电极框架21中，与集尘极3之间产生感应电场。
上述实施例中，高压电源7的正极与正极接触室23相连，高压电源7的负极与集尘极3的导电网33相连，使带正极性高电压的介质电极2与带负电极性的导电网33之间的空间形成高电压电场。将导电网33设为接地端后，当在介质电极2和导电网33上施加高压电压时，相当于将高压正电全部施加在了介质电极2上，这可进一步降低臭氧的产生。
参阅图3，在控制主板8的控制下，高压电源7在介质电极2和导电网33上施加2～30千伏的直流电压时，滤膜32在介质电极2和导电网33形成的高压电场中被感应形成带负电极性的滤膜，与导电网33等电位同极性，因此当带正电的微细粉尘在排风扇4的作用下向滤膜32移动时，本着异性相吸的原理被吸附在高压电场滤膜32上，从而达到高效去除微细粉尘的目的。另外，各荷电微细粉尘之间又本着“同性相斥”的原理使同极性微细粉尘较松散地收集在滤膜32表面，减少了风阻，延长了滤膜32的使用寿命和维护时间。优选的，所述介质电极2和集尘极3之间的距离不小于5毫米，便于产生高压电场。上述实施例中，介质电极棒22外设有一层绝缘介质层2202，介质电极框架的材质也为绝缘材料。其中，绝缘介质层2202的材质为塑料、石英或陶瓷等绝缘材料。由于介质电极棒22被绝缘介质包裹，因此在施加高电压后，空气不会产生局部电离，即不产生电晕，所以也就不会产生臭氧。由此可见，本实施例中的空气净化机在对空气净化的过程中不会受到臭氧浓度的限制。
上述实施例中，前格栅1、介质电极2、集尘极3、排风扇4和后格栅5分别通过壳体6上设有的导轨装入壳体6内，便于将各个部件进行清洗。特别是对于集尘极3，由于在对空气进行处理的过程中，空气净化机容易堆积粉尘，因此，本实施例中将集尘极3设成可拆卸结构，便于将集尘极3拿出来进行清洗。
上述实施例中，电膜电极框架31内设有的滤膜32折叠成褶皱型，增加滤膜的过滤面积，降低风阻；也使微细粉尘移动到滤膜32上时起到一定的缓冲作用，也便于收集微细粉尘，达到高效去除微细粉尘的目的。
工作原理及过程：在控制主板的控制下，将高压正电通过高压电源施加在介质电极上，使介质电极与导电网之间产生高压电场；在高压电场的作用下，当未处理空气经过介质电极2时其所携带的微细粉尘被感应荷电，成为了带正极性的微细粉尘；这些微细粉尘随气流和异性相吸的作用，向集尘极3方向迁移；在移动过程中，即在电场中，微细粉尘产生了静电凝并或凝聚，形成大几何尺寸的粉尘团；由于粉尘团带正电极性，当粉尘团接近滤膜32时，同时产生被带负极性的滤膜32静电吸附和被滤膜隔滤的两种作用，粉尘被高效收除。具体原理图可参阅图3。
由于微细粉尘(粒径<0.3微米)的被感应荷电和凝并，以及被带电滤膜32收集时在静电附着和膜隔滤两种收尘原理作用，最终被高效率收除，达到了空气净化的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种感应荷电效应的高效净化PM2.5的电膜空气净化机，其特征在于，包括壳体、高压电源和控制主板，所述壳体内从左到右依次设有前格栅、介质电极、集尘极、排风扇和后格栅，所述壳体的前方和后方分别设有进风口和出风口；所述介质电极、集尘极分别与高压电源相连，所述高压电源和所述排风扇通过控制主板控制；所述集尘极包括电膜电极框架、滤膜和导电网，所述滤膜和导电网均设于电膜电极框架内，所述滤膜设于介质电极和导电网之间。
2.如权利要求1所述电膜空气净化机，其特征在于，所述介质电极包括介质电极框架和若干介质电极棒，所述介质电极棒的两端通过绝缘支架设于介质电极框架内；所述介质电极框架顶部设有正极接触室，所述正极接触室通过介质电极棒在绝缘支架上设有的连接触点与各介质电极棒电路相连。
3.如权利要求2所述电膜空气净化机，其特征在于，所述介质电极棒外设有一层绝缘介质层，所述介质电极框架为绝缘材料。
4.如权利要求3所述电膜空气净化机，其特征在于，所述绝缘介质层的材质为塑料、石英或陶瓷。
5.如权利要求2～4任一所述电膜空气净化机，其特征在于，所述介质电极棒以栅结构或网状结构整齐排列在介质电极框架内。
6.如权利要求5所述电膜空气净化机，其特征在于，所述高压电源在正极接触室上施加正极性高压，使带正极性高电压的介质电极与带负电极性的导电网的空间形成高电压电场；所述高压电源负极与集尘极的导电网相连；所述导电网为接地端；所述滤膜在所述介质电极和所述导电网之间形成的高压电场中被感应形成负极性电极。
7.如权利要求6所述电膜空气净化机，其特征在于，所述介质电极和导电网上施加的电压为2～30千伏直流电压。
8.如权利要求1所述电膜空气净化机，其特征在于，所述前格栅、介质电极、集尘极、排风扇和后格栅分别通过壳体上设有的导轨装入壳体内。
9.如权利要求1所述电膜空气净化机，其特征在于，所述介质电极和集尘极之间的距离不小于5毫米。
10.如权利要求1所述电膜空气净化机，其特征在于，所述电膜电极框架内设有的滤膜折叠成褶皱型。
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