CN115069416B - 静电除尘装置及空气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种静电除尘装置及空气净化器，该装置包括至少具有一个净化组件的净化机构，净化组件能够使灰尘荷电并吸附灰尘至其内壁上，净化组件的外壁上包裹有一层能够抑制反电晕的介质层，还包括清灰组件，清灰组件具有多个嵌设在介质层内的电极板，多个电极板平行设置，任意两个相邻的电极板均能构成正负极性相反的成对电极，以使净化组件吸附的灰尘脱落。基于本发明的技术方案，能够抑制反电晕，减少二次扬尘现象的发生，提高收尘效果，清灰组件能够形成共面放电，进而在不拆卸净化组件的前提下完成净化组件的清灰作业，同时清灰组件嵌设在介质层内，能够有效避免清灰组件的电极板放电氧化或发生腐蚀。

Description

静电除尘装置及空气净化器
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，特别地涉及一种静电除尘装置及空气净化器。
背景技术
目前人们大多长时间处于室内，则室内环境的质量对人们的健康有着重要影响，因此空气净化器被人们所需；目前的空气净化器主要分为过滤式空气净化器和静电式空气净化器，由于静电式空气净化器无耗材、风阻小、噪音低、可除细菌等优点，越来越受到大家的重视，但其存在放电稳定性差，且长时间使用后电极板积尘较为严重，进而导致出现打火、电极腐蚀等问题，严重时甚至会造成安全问题，因此需要及时的对电极板进行清洁，而目前常用的清洁方法就是定期更换电极板，但更换电极板时往往需要对其进行拆卸，即操作起来较为麻烦。
发明内容
针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种静电除尘装置及空气净化器，无需拆卸电极板即可清扫其沉积的灰尘以及颗粒物。
本发明的一种静电除尘装置，包括至少具有一个净化组件的净化机构，所述净化组件能够使灰尘荷电并吸附所述灰尘至其内壁上，所述净化组件的外壁上包裹有一层能够抑制反电晕的介质层。
在一个实施方式中，所述介质层采用击穿场强为0-40kV/cm的材料制成。
在一个实施方式中，还包括清灰组件，所述清灰组件具有多个嵌设在所述介质层内的电极板，多个所述电极板平行设置，任意两个相邻的所述电极板均能构成正负极性相反的成对电极，以使所述净化组件吸附的灰尘脱落。通过本实施方式，相邻两个所述电极板构成正负极性相反的成对电极，即在通电时使高压电极和接地电极之间的介质表面产生多条丝状放电通道，形成共面放电，共面介质阻挡放电产生的等离子体在电场力的作用下产生有效的气动激励，导致压强变化，进而使得净化组件吸附的灰尘掉落，以能够在不拆卸净化组件的情况下对其进行清灰，同时将电极板嵌设在介质层中还能够有效避免电极板放电氧化以及腐蚀，提高清灰组件的使用寿命。
在一个实施方式中，所述净化机构包括多个所述净化组件，多个所述净化组件紧密排布成密集结构，通过本实施方式，能够有效节省空间，提高净化机构的除尘效率。
在一个实施方式中，所述净化组件包括金属套筒以及设置在所述金属套筒内的放电部件，所述金属套筒的内壁作为所述净化组件的内壁，所述放电部件与外部的高压直流电源连接，通过本实施方式，放电部件接高压直流电源，金属套筒套设在放电部件外并作为接地电极，细菌、PM2.5等灰尘经过金属套筒内时被电离后荷电，随后带电荷的灰尘在电场的作用下与气流分离，并朝向作为接地电极的金属套筒的内壁移动并保持在内壁上，以除去空气中的灰尘。
在一个实施方式中，所述电极板的宽度为5～15mm。
在一个实施方式中，相邻两个所述电极板之间的间距为0.5～3mm。
在一个实施方式中，还包括与所述净化组件组成电流回路的电流检测组件，所述电流检测组件能够根据回路电流的大小判断并输出对应的控制信号；通过本实施方式，由于金属套筒内壁上沉积的灰尘过多时，即作为电极板的金属套筒的电阻减小，进而回路电流增大，电流检测组件根据回路电流的大小判断是否需要对金属套筒进行清灰，进而输出提醒信号，以提醒工作人员进行清灰作业或输出启动信号，启动清灰组件进行清灰作业。
本发明还提供了一种空气净化器，包括上述任一项所述的静电除尘装置。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
本发明提供的一种静电除尘装置及空气净化器，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
(1)在作为集尘筒的金属套筒上包裹一层介质层，能够解决直流电晕增大电压易形成火花击穿的问题，还能够抑制反电晕，减少二次扬尘现象的发生，提高收尘效果。
(2)在介质层内封装的清灰组件，能够产生多条丝状放电通道，形成共面放电，进而在不拆卸净化组件的前提下完成净化组件的清灰作业，同时清灰组件嵌设在介质层内，能够有效避免清灰组件的电极板放电氧化或发生腐蚀，提高清灰组件的使用寿命。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了本发明的一个实施例的结构示意图；
图2显示了本发明的一个实施例的清灰组件嵌设在介质层内的结构示意图；
图3显示了本发明的一个实施例的空气净化器的结构示意图；
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
附图标记：
1-放电部件，2-金属套筒，3-介质层，4-高压电极，5-接地电极，6-风机，7-臭氧还原网，8-净化机构，9-初效过滤网。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
由于当金属套筒的内壁上沉积较多的灰尘之后，高比电阻粉尘电荷不易释放，使得后续荷电的灰尘受到排除作用，即容易产生反电晕现象，造成二次扬尘，影响收尘效果。
本发明提供了一种静电除尘装置，包括至少具有一个净化组件的净化机构8，净化组件能够使灰尘荷电并吸附灰尘至其内壁上，净化组件的外壁上包裹有一层能够抑制反电晕的介质层3。
需要说明的是，如图1所示，净化组件包括放电部件1以及套设在放电部件1外的金属套筒2，放电部件1与外部的高压直流电源连接，金属套筒2作为集尘筒，即细菌、PM2.5等灰尘经过净化组件时被放电部件1电离后荷电，随后带电荷的灰尘在电场的作用下与气流分离，并朝向作为接地电极的金属套筒2的内壁移动并保持在其内壁上。
具体地，介质层3包裹在金属套筒2上，介质层3由击穿场强为0-40kV/cm的介质材料制成，在本实施例中，介质层3采用聚酰亚胺制成。
具体地，由于荷电后的灰尘沉积在作为集尘筒的金属套筒2上，电荷不易释放，随着灰尘层增厚，释放电荷更加困难，那么一方面由于灰尘层未能将电荷全部释放，其表面仍有电晕极相同的极性，排斥后来的荷电灰尘；另一方面，由于灰尘层电荷释放缓慢，因此在灰尘间容易形成较大的电位梯度，而当灰尘层中的电场强度大于其临界值时，就会在灰尘层的孔隙间产生局部击穿，即产生与电晕极板性相反的正离子，所产生的离子便向电晕极运动，中和电晕区带负电的粒子，其结果将会使电流增大、电压降低，粉尘二次飞扬严重；而设置的介质层3上会附着一层与电压极性相同的电荷，此处为正电荷，电晕放电主要的迁移区粉尘荷电极性也为正电荷，根据同性电荷相斥原理，带正电荷的介质表面会排斥带正电荷的粉尘，使粉尘不易积累在介质表面产生二次扬尘，即抑制反电晕现象，减少二次扬尘现象的发生。
进一步地，外部的高压直流电源的电压控制在起晕电压和击穿电压之间，避免电压超过击穿电压时，当电压超过击穿电压时，放电部件1与金属套筒2两电极之间的电压差基本为零，电路上视为导通，电流瞬间增大，灰尘不受电场力的作用，即净化效果消失，而介质层3上会由于电子、离子等在外加电压驱动下分别向阳极与阴极运动的过程中会积累一定量的电荷，形成与外加电压方向相反的内电场，使放电间隙处的总场强变小，积累在绝缘介质层3上的电荷产生的电场还可以充当下一次放电外加电场的一部分，减小气体介质所需的外加击穿电压，因此可在相比于直流电晕较小的电压下实现放电，即设置的介质层3，无需要较大的电压即可放电，进而避免直流电晕火花击穿的问题。
在一个实施例中，如图2所示，静电除尘装置还包括清灰组件，清灰组件嵌设在介质层3内，清灰组件包括多个平行设置的电极板，任意两个相邻的电极板均能构成正负极性相反的成对电极，以使净化组件吸附的灰尘脱落，相邻两个电极板构成正负极性相反的成对电极，则其中一个电极板作为高压电极4，与其相邻的一个电极板作为接地电机5，即在通电时使高压电极4和接地电极5之间的介质表面产生多条丝状放电通道，形成共面放电，共面放电产生的等离子体会直接作用于粉尘，使吸附状态的粉尘被击穿，转化成小粉尘，从而脱落，进而使得净化组件吸附的灰尘掉落，以能够在不拆卸净化组件的情况下对其进行清灰，同时将清灰组件嵌设在介质层3中，能够有效避免清灰组件的电极板由于放电氧化或腐蚀，进而提高清灰组件的使用寿命。
具体地，如图2所示，多个电极板均沿金属套筒2的轴向方向延伸；多个电极板还可以均沿金属套筒2的周向延伸，即多个电极板依次沿金属套筒2的轴向方向平行环绕在金属套筒2上；
进一步地，可采用铜板作为电极板，且电极板可呈矩形，也可呈波浪形或其他形状。
需要说明的是，为了保证共面放电的效果，即保证清灰组件的清灰效果，经过发明人研究发现，将相邻两个电极板的间距控制在0.5至3mm之间，且将电极板的宽度控制在5-15mm之间时，清灰组件的清灰效果较好且状态稳定。
在一个实施例中，净化机构8包括多个净化组件，多个净化组件紧密排布成密集结构，如图1所示，净化组件的横截面为圆型结构，多个净化组件能够形成绕其中一个净化组件周向紧密排布的筒状结构，即能够有效节省空间，减少净化机构8的体积，同时保证净化机构8的除尘效果，即提高净化机构的除尘效率。
在一个实施例中，还包括与净化组件组成电流回路的电流检测组件，电流检测组件能够根据回路电流的大小判断并输出对应的控制信号，由于金属套筒2内壁上沉积的灰尘过多时，即作为电极板的金属套筒2的电阻减小，进而回路电流将会增大，电流检测组件根据回路电流的大小判断是否需要对金属套筒2进行清灰，进而输出控制信号。
具体地，控制信号可以是用来提醒工作人员进行清灰作业的提醒信号；控制信号还可以是启动信号，直接启动清灰组件进行清灰作业。
在一个实施例中，还包括辅助清灰组件，其设置在金属套筒2上，其能够产生冲击波对金属套筒2内的粉尘进行震打，进一步提高净化组件的清灰效果。
本发明还提供了一种空气净化器，包括上述的静电除尘装置。
在一个实施例中，空气净化器还包括风机6、臭氧还原网7，风机6将附近的空气抽入空气净化器内，空气先经过净化机构8时，其内的细菌、PM2.5等颗粒物在等离子体区域带上电荷，随后金属套筒2吸附带电荷的颗粒物及细菌残骸，净化过程中的残留臭氧通过臭氧还原网7还原成新鲜空气。
在一个实施例中，净化机构8的入风端还设置有初效过滤网9，使抽入的毛发、人体及动物皮屑、大颗粒物等能够通过初效过滤网9过滤。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他实施例中。

Claims (8)

1.一种静电除尘装置，其特征在于，包括至少具有一个净化组件的净化机构，所述净化组件能够使灰尘荷电并吸附所述灰尘至其内壁上，所述净化组件的外壁上包裹有一层能够抑制反电晕的介质层；
静电除尘装置还包括清灰组件，所述清灰组件具有多个嵌设在所述介质层内的电极板，多个所述电极板平行设置，任意两个相邻的所述电极板均能构成正负极性相反的成对电极，以使所述净化组件吸附的灰尘脱落。
2.根据权利要求1所述的静电除尘装置，其特征在于，所述介质层采用击穿场强为0-40kV/cm的材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的静电除尘装置，其特征在于，所述净化机构包括多个所述净化组件，多个所述净化组件紧密排布成密集结构。
4.根据权利要求1或2所述的静电除尘装置，其特征在于，所述净化组件包括金属套筒以及设置在所述金属套筒内的放电部件，所述金属套筒的内壁作为所述净化组件的内壁，所述放电部件与外部的高压直流电源连接。
5.根据权利要求1所述的静电除尘装置，其特征在于，所述电极板的宽度为5～15mm。
6.根据权利要求1或5所述的静电除尘装置，其特征在于，相邻两个所述电极板之间的间距为0.5～3mm。
7.根据权利要求1所述的静电除尘装置，其特征在于，还包括与所述净化组件组成电流回路的电流检测组件，所述电流检测组件能够根据回路电流的大小判断并输出对应的控制信号，以控制所述清灰组件的开闭。
8.一种空气净化器，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的静电除尘装置。
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