CN109273994B - 电场分离式负氧离子发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电场分离式负氧离子发生装置，包括绝缘壳体，其上设置有第一出口和第二出口；负电升压模块，将外部电源电压转换为脉动负电压；负离子发射头，在脉动负电压作用下对空气进行电晕电离而产生负离子；供气单元向绝缘壳体内提供电晕电离所需的空气；以及弧形金属网，其内凹面朝向负离子发射头和第二出口，并且背向第一出口；其中，负离子发射头上的脉动负电压通过电场耦合至弧形金属网，以弧形金属网为耦合电场源在弧形金属网和第二出口之间形成耦合电场，利用该耦合电场引导负氧离子自第二出口流出，而使其他气体与电场无亲无缘自第一出口流出。本发明通过电场耦合作用产生的耦合电场来引导负氧离子定向路线，实现高效分离。
Description
技术领域
本发明属于负离子设备技术领域，尤其涉及一种电场分离式负氧离子发生装置。
背景技术
目前市面上购的空气净化器都声称产生负氧离子，实际上使用的都是负离子发生器，其在产生较多负氧离子的同时，在负离子发生器周围有很多其他气体混杂在一起，造成负氧离子纯度不高，因此大大影响了负氧离子对人体的治疗效果。
中国专利CN105977793A提供了一种分离式负氧离子发生装置，是利用比重方法将负氧离子分离出来，得到较高纯度的负氧离子，但该装置主要通过负离子根据比重自由分配完成分离，因此分离局限于上排其它气体时负氧离子无法逆行，效率较低。该装置中还进一步设置有起加速作用的第二负高压，但第二负高压和第一负高压不同步，分离效率还是没有得到很大提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电场分离式负氧离子发生装置，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种电场分离式负氧离子发生装置，包括：
绝缘壳体，其上相对的两侧面设置有第一出口和第二出口；
负电升压模块，用于将外部电源电压转换为脉动负电压；
负离子发射头，位于所述绝缘壳体内，电性连接至所述负电升压模块，用于在所述脉动负电压作用下，对空气进行电晕电离而产生负氧离子；
供气单元，用于向所述绝缘壳体内提供电晕电离所需的空气，以及
弧形金属网，位于所述绝缘壳体内，所述弧形金属网的内凹面朝向负离子发射头和第二出口，并且背向第一出口；
其中，所述负离子发射头上的脉动负电压，通过电场耦合至弧形金属网，以所述弧形金属网为耦合电场源在弧形金属网和第二出口之间产生电势差而形成第一耦合电场，利用所述第一耦合电场引导所述负氧离子自第二出口流出，进而使其他气体自第一出口流出，实现了负氧离子的分离。
进一步地，还包括设置于第二出口处的负电加速器，其包括：
喇叭口，向所述绝缘壳体外部延伸；以及
碳刷或电极针，设置于所述喇叭口内并指向所述绝缘壳体外部，所述碳刷或电极针电性连接至弧形金属网，在所述碳刷或电极针上产生与弧形金属网关联的电势，并自所述碳刷或电极针向外产生电势差而形成第二耦合电场，引导所述负氧离子定向加速流出。
进一步地，所述第二出口和负离子发射头均为N个，其中N≥2，所述弧形金属网包括N个弧形部分，其中一弧形部分的内凹面朝向一第二出口和一负离子发射头，形成单一对应关系。
进一步地，所述负离子发射头具有多个碳刷或电极针并在同一平面内形成阵列。
进一步地，所述供气单元包括两个抽风机，对称地设置于绝缘壳体的两侧壁上。
进一步地，所述抽风机的风机流量不超过20cm3/s。
进一步地，所述负电升压模块包括升压、变频及整流电路。
基于上述技术方案，本发明的有益效果在于：
利用弧形金属网和第二出口间的耦合电场，将负氧离子自第二出口流出，使得其他气体如氢气、氮气等自第一出口流出，实现了负氧离子的电场分离，分离效率较高；
以弧形金属网为耦合电场源的耦合电场与脉动负电压在同步电位上，有利于负氧离子加速自第二出口流出，进而提高了负氧离子的分离效率。
附图说明
图1为本发明实施例负氧离子发生装置的结构原理图；
图2为本发明实施例负氧离子发生装置的结构立体图。
其中，1-绝缘壳体； 2-抽风机；
3-弧形金属网； 4a、4b-负离子发射头；
5-第一出口； 6a、6b-第二出口；
7-导线； 8-负电升压模块；
9a、9b-负电加速器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述：
作为一示例性实施例，本发明提供一种负氧离子发生装置，如图1和图2所示，主要包括绝缘壳体1、负电升压模块8、负离子发射头4a、4b、供气模块和弧形金属网3，其中：
绝缘壳体1上相对的两侧面设置有第一出口1和第二出口6a、6b，该第一出口1是作为氮气、氢气等其他气体的流出口，而第二出口6a、6b是作为负氧离子的流出口。
负电升压模块8，用于将外部电源电压转换为脉动负电压，作为示例，该负电升压模块8包括升压、变频及整流电路，均为本领域中的常规电路，并且和本发明的创新之处无关，在此不作赘述。
负离子发射头4a、4b，位于绝缘壳体1内，通过导线7连接至负电升压模块8，用于在脉动负电压作用下对空气进行电晕电离而产生负氧离子，作为示例该负离子发射头4a、4b为在同一平面内的多个碳刷阵列而成，当然还可为电极针等结构。采用多个碳刷或电极针的结构，可以在同等功率下使每个碳刷或电极针的功率相应降低并分布均匀，有利于减少臭氧的产生。
此时由于空气中的主要成分使氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气，其中氮气占78％、氧气占21％，二氧化碳占0.03％，而氮气对电子无亲和力，二氧化碳的含量相对于氧气来说少得多(约为氧气的七百分之一)，因此空气被电离产生的负离子绝大多数是负氧离子。
供气单元，用于向绝缘壳体1内提供电晕电离所需的空气，作为示例，其具体包括对称地设置于绝缘壳体两侧的两个抽风机2，抽风机2的风机流量不超过20cm3/s。
弧形金属网3，位于绝缘壳体1内，弧形金属网3的内凹面朝向负离子发射头4a、4b和第二出口6a、6b，并且背向第一出口5，具体地，如图2中所示，弧形金属网3包括第一弧形部分和第二弧形部分，第一弧形部分的内凹面朝向第二出口6a和一负离子发射头4a，第二弧形部分的内凹面朝向第二出口6b和负离子发射头4b。
弧形金属网3为本发明的核心技术点，负离子发射头4a、4b上的脉动负电压通过电场耦合至弧形金属网3，以弧形金属网3为耦合电场源在弧形金属网3和第二出口6a、6b之间产生电势差而形成第一耦合电场，利用该第一耦合电场引导、加速负氧离子自第二出口6a、6b流出，由于弧形金属网并不影响绝缘壳体1内空气流通，氮气、氢气等其他气体不受第一耦合电场的影响，自然自第一出口流出，此时在第二出口6a、6b处形成了高纯度负氧离子，实现了负氧离子的高效分离。
容易理解，脉动负电压的大小可根据实际情况进行调整，只要能对空气进行电晕电离即可，作为示例，若脉动负电压的峰值为2万伏的负高压，那由此在弧形金属网上产生的耦合电压的峰值约能达到1万5千伏的负高压，能够使负氧离子加速自第二出口流出，实现负氧离子的分离。若负离子发射头4a、4b上加载的是恒定负电压的话，则无法通过电场耦合传递至弧形金属网，也即无法产生引导负氧离子的耦合电场，是无法实现负氧离子的分离的。
本发明是在耦合电场的作用下实现了负氧离子的分离，与负氧离子根据比重分配式分离相比，显然分离效率更高；并且以弧形金属网为耦合电场源的耦合电场与脉动负电压在同步电位上，有利于负氧离子加速自第二出口流出，进一步提高了负氧离子的分离效率。另外，虽然如图2所示的第一出口设置于第二出口上方，但是实际上本发明并无需将第一出口设置在第二出口的上方也可达到负氧离子分离的目的。
作为优选，在第二出口6a、6b处还设置有负电加速器9a、9b，具体包括向绝缘壳体1外部延伸的喇叭口，以及设置于喇叭口内的碳刷或电极针，其指向绝缘壳体外部；其中该碳刷或电极针通过导线7连接至弧形金属网3，在碳刷或电极针上产生与弧形金属网关联的电势，并自该碳刷或电极针向外产生电势差而形成第二耦合电场，引导负氧离子定向加速流出，有助于延长负氧离子定向的传播距离，随着负氧离子的传播距离的增加，距离第二出口处越远处得到的负氧离子粒径越细、活性越高。
经测试，在距离第二出口10cm范围内测得的负氧离子浓度为2千万/cm3以上，在距离第一出口10cm范围内测得的负氧离子浓度为小于10万/cm3以下，可以实现高效率的负氧离子分离。
至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：可以根据实际需求调整绝缘壳体的体积大小，并在绝缘壳体1内相应只设置一个或者更多个阵列式的负离子发射头，并且相应地只设置一个或者更多个第二出口，而弧形金属网则具有一个或更多个弧形部分，该一个或多个弧形部分的内凹面分别朝向不同的负离子发射头和第二出口即可，分别和负离子发射头和第二出口形成一一对应关系。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电场分离式负氧离子发生装置，包括：
绝缘壳体，其上相对的两侧面设置有第一出口和第二出口；
负电升压模块，用于将外部电源电压转换为脉动负电压；
负离子发射头，位于所述绝缘壳体内，电性连接至所述负电升压模块，用于在所述脉动负电压作用下，对空气进行电晕电离而产生负氧离子；
供气单元，用于向所述绝缘壳体内提供电晕电离所需的空气，以及
弧形金属网，位于所述绝缘壳体内，所述弧形金属网的内凹面朝向负离子发射头和第二出口，并且背向第一出口；
其中，所述负离子发射头上的脉动负电压，通过电场耦合至弧形金属网，以所述弧形金属网为耦合电场源在弧形金属网和第二出口之间产生电势差而形成第一耦合电场，利用所述第一耦合电场引导所述负氧离子自第二出口流出，进而使其他气体自第一出口流出，实现了负氧离子的分离。
2.根据权利要求1所述的电场分离式负氧离子发生装置，其特征在于，还包括设置于第二出口处的负电加速器，其包括：
喇叭口，向所述绝缘壳体外部延伸；以及
碳刷或电极针，设置于所述喇叭口内并指向所述绝缘壳体外部，所述碳刷或电极针电性连接至弧形金属网，在所述碳刷或电极针上产生与弧形金属网关联的电势，并自所述碳刷或电极针向外产生电势差而形成第二耦合电场，引导所述负氧离子定向加速流出。
3.根据权利要求1所述的电场分离式负氧离子发生装置，其特征在于，所述第二出口和负离子发射头均为N个，其中N≥2，所述弧形金属网包括N个弧形部分，其中一弧形部分的内凹面朝向一第二出口和一负离子发射头，形成单一对应关系。
4.根据权利要求1所述的电场分离式负氧离子发生装置，其特征在于，所述负离子发射头具有多个碳刷或电极针并在同一平面内形成阵列。
5.根据权利要求1所述的电场分离式负氧离子发生装置，其特征在于，所述供气单元包括两个抽风机，对称地设置于绝缘壳体的两侧壁上。
6.根据权利要求4所述的电场分离式负氧离子发生装置，其特征在于，所述抽风机的风机流量不超过20cm3/s。
7.根据权利要求1所述的电场分离式负氧离子发生装置，其特征在于，所述负电升压模块包括升压、变频及整流电路。
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