CN117206081B - 一种低功耗静电驱动的气味捕集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低功耗静电驱动的气味捕集装置，涉及气体净化技术领域。包括机壳、离心风机、排污风机和高压供电装置，机壳的内壁设有绝缘层，机壳的内部从上至下分为集尘区、荷电区和进气区，集尘区设有多个间隔分布的第一集尘组件和第二集尘组件，荷电区设有荷电机构，进气区设有进气通道，进气通道包括进气环管和进气连接管，进气环管上设有环形分布的进气口。集尘区设有多个间隔分布的第一集尘组件和第二集尘组件，能够形成多层过滤集尘结构，实现多层的过滤集尘功能；多个集尘板通过叠加的分布结构，成倍的增加了集尘板的面积，提高了集尘的效果，并且减少了装置的体积，同时具有低功耗、易维护的优点。

Description

一种低功耗静电驱动的气味捕集装置

技术领域

本发明涉及气体净化技术领域，特别是涉及一种低功耗静电驱动的气味捕集装置。

背景技术

自然界中的气体分子、液体或者粉末颗粒都有气味。其中颗粒污染物主要是生产、建筑和运输过程以及燃料燃烧过程中产生的。如各种工业生产过程中排放的固体微粒，通常称为粉尘；燃料燃烧过程中产生的固体颗粒物，通常称为固体颗粒物，如煤烟、飞灰等；汽车尾气排出的卤化铅凝聚而形成的颗粒物以及人为排放SO₂在一定条件下转化为硫酸盐粒于等的二次颗粒物。

为改善空气质量，人们研发了多种净化技术，以去除空气中的细颗粒污染物，从而净化空气质量。目前主流的空气净化技术包括过滤技术和静电吸附技术。过滤技术让空气通过过滤材料，通过拦截作用捕集空气中的颗粒物从而达到净化空气的目的。但该技术存在空气阻力大，影响空气流通，滤网需要定期更换维护，操作麻烦的。静电吸附技术的基本原理是把含颗粒物的空气引入高电压静电场内，通过尖端放电作用使颗粒物荷电。荷电后的颗粒在电场中受到电场力的作用，向收尘极板运动，最终富集于其上，从而实现净化空气的目的。该技术具有低功耗、易维护的优点，但现有的静电除尘技术采用收尘极板为了获取更大的集尘面积，需要使用较大的收尘极板，导致设备体积大，安装使用占地面积大，给人们的使用带来不便。特别是不能满足空间较小的场所的使用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗静电驱动的气味捕集装置，该装置包括机壳、离心风机、排污风机和高压供电装置，机壳的内部从上至下分为集尘区、荷电区和进气区，集尘区设有多个间隔分布的第一集尘组件和第二集尘组件，能够形成多层过滤集尘结构，实现多层的过滤集尘功能；多个集尘板通过叠加的分布结构，成倍的增加了集尘板的面积，提高了集尘的效果，并且减少了装置的体积，同时具有低功耗、易维护的优点。

为此，本发明的技术方案是，一种低功耗静电驱动的气味捕集装置，其包括机壳、离心风机、排污风机和高压供电装置，机壳的下端设有排污出口，机壳的上端设有净气出口，净气出口连接离心风机，机壳的内壁设有绝缘层，机壳的内部从上至下分为集尘区、荷电区和进气区，集尘区设有多个间隔分布的第一集尘组件和第二集尘组件，第一集尘组件和第二集尘组件中部安装有排污通道，排污通道延伸至排污出口，第一集尘组件和第二集尘组件分别连接高压供电装置的正极或者负极，荷电区设有荷电机构，荷电机构包括绝缘支架，绝缘支架上安装有电极管连接线和电极线连接线，电极管连接线上安装有电极管，电极线连接线上安装有电极线，电极线为芒刺线，进气区设有进气通道，进气通道包括进气环管和进气连接管，进气环管上设有环形分布的进气口。

进一步地，第一集尘组件和第二集尘组件的具有相同的结构，第一集尘组件包括集尘板和吹气管，集尘板的形状为半圆形或者喇叭形。

进一步地，集尘板上设有环形分布的通气口，集尘板的中部设有排污口，排污口用来安装排污通道。

进一步地，吹气管包括吹气环管和吹气连接管，吹气环管安装于集尘板的下表面，吹气环管上设有多个环形分布的吹气口，吹气连接管通过吹气总管连接排污风机。

进一步地，排污通道包括排污堵板和排污通管，排污通道的最上端为排污堵板，排污堵板的下方依次设有多个排污通管，多个排污通管依次嵌套安装，最下端的排污通管延伸至排污出口。

进一步地，电极管连接线包括电极管外连线和电极线外连线；电极线连接线包括电极管内连线和电极线内连线。

进一步地，电极管连接线接地，电极线连接线连接负高压；或者，电极管连接线接正高压，电极线连接线接地。

进一步地，绝缘支架将电极管连接线和电极线连接线分为四个单独的荷电区，第一荷电区和第二荷电区中，电极管连接线接地，电极线连接线连接负高压，第三荷电区和第四荷电区中，电极管连接线接正高压，电极线连接线接地；或者，第一荷电区和第三荷电区中，电极管连接线接地，电极线连接线连接负高压，第二荷电区和第四荷电区中，电极管连接线接正高压，电极线连接线接地。

进一步地，离心风机包括驱动电机、风机壳和叶轮组件，驱动电机安装固定于风机壳的上端，风机壳的下端设有风机入口，风机入口与净气出口连接，风机壳的一侧设有风机出口，叶轮组件包括驱动轴、叶轮固定板和叶轮，驱动轴与驱动电机传动连接，叶轮通过叶轮固定板与驱动轴固定连接。

进一步地，叶轮的上端设有叶轮插接板，叶轮插接板用于叶轮与叶轮固定板的安装固定，叶轮的上端设有进气斜面和出气斜面。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的一种低功耗静电驱动的气味捕集装置，机壳的内部从上至下分为三部分，第一部分为集尘区，用于荷电后的气味颗粒的捕集；第二部分为荷电区，用于在高压电场的作用下，将气味颗粒荷上电荷而成为荷电颗粒；第三部分为进气区，用于携带气味颗粒的空气的导入。集尘区设有多个间隔分布的第一集尘组件和第二集尘组件，在间隔分布的第一集尘组件和第二集尘组件之间形成交替变化的电场，在静电场库仑力以及扩散的作用下，荷电后的气味颗粒污染物会向集尘组件运动并沉积在极板上。能够形成多层过滤集尘结构，实现多层的过滤集尘功能。集尘板的结构设计可以增加集尘板的面积，并且集尘板上下两个面都可以用来捕集气味颗粒。多个集尘板通过叠加的分布结构，成倍的增加了集尘板的面积，提高了集尘的效果，减少了装置的体积，结构简单，易于维护。

(2)该装置在定期排除集尘板上捕集的气味颗粒时，排污风机通过吹气管的吹气口对集尘板的集尘表面吹入高压气流，高压气流将集尘表面累积的气味颗粒清除掉，高压气流携带清除后气味颗粒沿着排污通道从排污出口处排出，清除效率高，且操作简单方便。

(3)本发明的荷电机构通过绝缘支架将电极管连接线和电极线连接线分为四个单独的荷电区，通过不同荷电区的高压电源的连接方式实现了多种荷电方式。即能单独产生负离子，也能单独产生正离子，也能同时产生正离子和负离子，提高了装置的适用范围。能够针对不同特性的气味颗粒选择合适的荷电方式。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是壳体的内部结构剖视图；

图3是集尘组件的结构示意图；

图4是图3的另一角度的结构示意图；

图5是图3的主视图；

图6是排污通道的结构示意图；

图7是图6的剖视图；

图8是荷电机构的结构示意图；

图9是图8的俯视图；

图10是进气通道的结构示意图；

图11是离心风机的结构示意图；

图12是叶轮组件的结构示意图；

图13是图12的主视图；

图14是叶轮的结构示意图。

图中符号说明：

1.机壳；101.排污出口；102.净气出口；2.第一集尘组件；3.第二集尘组件；21.集尘板；2101.通气口；2102.排污口；22.吹气管；221.吹气环管；2211.吹气口；222.吹气连接管；4.排污通道；41.第一排污堵板；42.第二排污通管；43.第三排污通管；44.第四排污通管；45.第五排污通管；46.第六排污通管；5.荷电机构；51.绝缘支架；52.电极管外连线；5201.一区电极管外连线；5202.二区电极管外连线；5203.三区电极管外连线；5204.四区电极管外连线；53.电极线外连线；5301.一区电极线外连线；5302.二区电极线外连线；5303.三区电极线外连线；5304.四区电极线外连线；54.电极管内连线；5401.一区电极管内连线；5402.二区电极管内连线；5403.三区电极管内连线；5404.四区电极管内连线；55.电极线内连线；5501.一区电极线内连线；5502.二区电极线内连线；5503.三区电极线内连线；5504.四区电极线内连线；6.进气通道；61.进气环管；6101.进气口；62.进气连接管；7.离心风机；71.驱动电机；72.风机壳；7201.风机入口；7202.风机出口；73.叶轮组件；7301.驱动轴；7302.叶轮固定板；7303.叶轮；73031.叶轮插接板；73032.进气斜面；73033.出气斜面；8.吹气总管。

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、完整的描述，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做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。

如图1-图14所示，本发明提供一种低功耗静电驱动的气味捕集装置，其包括机壳1、离心风机7、排污风机和高压供电装置，机壳1的下端设有排污出口101，机壳1的上端设有净气出口102，净气出口102连接离心风机7，净化后的气体通过离心风机7排出。

机壳1的内部从上至下分为三部分，第一部分为集尘区，用于荷电后的气味颗粒的捕集；第二部分为荷电区，用于在高压电场的作用下，将气味颗粒荷上电荷而成为荷电颗粒；第三部分为进气区，用于携带气味颗粒的空气的导入。

机壳1的内壁设有绝缘层，集尘区设有多个间隔分布的第一集尘组件2和第二集尘组件3，第一集尘组件2和第二集尘组件3的具有相同的结构，但第一集尘组件2和第二集尘组件3分别连接高压供电装置的正极或者负极，因此，在间隔分布的第一集尘组件2和第二集尘组件3之间形成交替变化的电场，在静电场库仑力以及扩散的作用下，荷电后的气味颗粒污染物会向集尘组件运动并沉积在极板上。集尘区设有多个间隔分布的第一集尘组件2和第二集尘组件3，能够形成多层过滤集尘结构，实现多层的过滤集尘功能。

第一集尘组件2包括集尘板21和吹气管22，集尘板21的形状为半圆形或者喇叭形，这个结构设计可以增加集尘板的面积，并且集尘板上下两个面都可以用来捕集气味颗粒。同时，将第一集尘组件2和第二集尘组件3间隔分布，多个集尘板通过叠加的分布结构，成倍的增加了集尘板的面积，提高了集尘的效果，减少了装置的体积，结构简单，易于维护。

集尘板21上设有环形分布的通气口2101，在一个具体实例中，集尘板21上的通气口2101分布成3环，每个环上设有12-36个通气口2101，通气口2101为多个集尘板21之间的通气通道，集尘板21的中部设有排污口2102，排污口2102用来安装排污通道4。

吹气管22包括吹气环管221和吹气连接管222，吹气环管221安装于集尘板21的下表面，吹气环管221上设有多个环形分布的吹气口2211，吹气连接管222通过吹气总管8连接排污风机，排污风机通过吹气口2211对集尘板21上捕集的气味颗粒进行定期清除。

集尘区的间隔分布的第一集尘组件2和第二集尘组件3中部安装有排污通道4，排污通道4包括排污堵板和排污通管，排污通道4的最上端为排污堵板，排污堵板的下方依次设有多个排污通管，多个排污通管成嵌套设计，即多个排污通管依次嵌套安装使用，且最下端的排污通管延伸至排污出口101。

在一个具体实施例中，集尘区依次间隔分布3个第一集尘组件2和3个第二集尘组件3，排污通道4包括第一排污堵板41、第二排污通管42、第三排污通管43、第四排污通管44、第五排污通管45和第六排污通管46，第一排污堵板41安装于最上端的第一集尘组件2上，第二排污通管42安装于最上端的第二集尘组件3上，第三排污通管43安装于中间的第一集尘组件2上，第四排污通管44安装于中间的第二集尘组件3上，第五排污通管45安装于最下端的第一集尘组件2上，第六排污通管46安装于最下端的第二集尘组件2上，此时，第二排污通管42的下端嵌套穿过第三排污通管43的上端，第三排污通管43的下端嵌套穿过第四排污通管44的上端，依次类推，多个排污通管依次嵌套安装使用，最下端的第六排污通管46延伸至排污出口101。该装置在定期排除集尘板上捕集的气味颗粒时，排污风机通过吹气管22的吹气口2211对集尘板21的集尘表面吹入高压气流，高压气流将集尘表面累积的气味颗粒清除掉，高压气流携带清除后气味颗粒沿着排污通道4从排污出口101处排出。

荷电区设有荷电机构5，荷电机构5包括绝缘支架51，绝缘支架51上安装有电极管连接线和电极线连接线，电极管连接线上安装有电极管，电极线连接线上安装有电极线，电极线为芒刺线。

在一个具体实施例中，电极管连接线包括电极管外连线52和电极线外连线53；电极线连接线包括电极管内连线54和电极线内连线55，绝缘支架51将电极管连接线和电极线连接线分为四个单独的荷电区，第一荷电区包括一区电极管外连线5201、一区电极线外连线5301、一区电极管内连线5401和一区电极管外连线5501；第二荷电区包括二区电极管外连线5202、二区电极线外连线5302、二区电极管内连线5402和二区电极管外连线5502；第三荷电区包括三区电极管外连线5203、三区电极线外连线5303、三区电极管内连线5403和三区电极管外连线5503；第四荷电区包括四区电极管外连线5203、四区电极线外连线5303、四区电极管内连线5403和四区电极管外连线5503。

荷电区用于在高压电场的作用下，将气味颗粒荷上电荷而成为荷电颗粒。荷电区的电极管和电极线的电场分布与高压电源的连接方式有关，在一个具体实施例中，电极管连接线接地，电极线连接线连接负高压，则芒刺线产生负电晕放电，负高压芒刺线对接地电极管放电产生负离子。在另一个具体实施例中，电极管连接线接正高压，电极线连接线接地，则芒刺线产生正电晕放电，接地芒刺线对高压电极管放电产生正离子。

在另一个具体实施例中，绝缘支架51将电极管连接线和电极线连接线分为四个单独的荷电区，第一荷电区和第二荷电区，电极管连接线接地，电极线连接线连接负高压，则芒刺线产生负电晕放电，负高压芒刺线对接地电极管放电产生负离子。第三荷电区和第四荷电区，电极管连接线接正高压，电极线连接线接地，则芒刺线产生正电晕放电，接地芒刺线对高压电极管放电产生正离子。

在另一个具体实施例中，绝缘支架51将电极管连接线和电极线连接线分为四个单独的荷电区，第一荷电区和第三荷电区，电极管连接线接地，电极线连接线连接负高压，则芒刺线产生负电晕放电，负高压芒刺线对接地电极管放电产生负离子。第二荷电区和第四荷电区，电极管连接线接正高压，电极线连接线接地，则芒刺线产生正电晕放电，接地芒刺线对高压电极管放电产生正离子。

本发明的荷电机构5通过绝缘支架51将电极管连接线和电极线连接线分为四个单独的荷电区，通过不同荷电区的高压电源的连接方式实现了多种荷电方式。即能单独产生负离子，也能单独产生正离子，也能同时产生正离子和负离子，提高了装置的适用范围。能够针对不同特性的气味颗粒选择合适的荷电方式。

进气区设有进气通道6，进气通道6包括进气环管61和进气连接管62，进气环管61上设有环形分布的进气口6101，携带气味颗粒的空气的通过环形分布的进气口6101能够均匀的导入荷电区，提高了气味颗粒荷电的效率。

离心风机7包括驱动电机71、风机壳72和叶轮组件73，驱动电机71安装固定于风机壳72的上端，风机壳72的下端设有风机入口7201，风机入口7201与净气出口102连接，风机壳72的一侧设有风机出口7202，净化后的气体通过离心风机7排出。

叶轮组件73包括驱动轴7301、叶轮固定板7302和叶轮7303，驱动轴7301与驱动电机71传动连接，叶轮7303通过叶轮固定板7302与驱动轴7301固定连接。

叶轮7303的上端设有叶轮插接板73031，叶轮插接板73031用于叶轮7303与叶轮固定板7302的安装固定，叶轮7303的上端设有进气斜面73032和出气斜面73033，进气斜面73032与出气斜面73033之间设有夹角A,夹角A的大小为110-130度。进气斜面73032的设计是为了提高吸气的效率，出气斜面73033的设计是为了提高排气的效率。

本发明的高压供电装置由主回路和自动反馈控制电路两部分组成。主回路包括控制单元、调压单元、升压变压器和高压整流器四部分。控制单元由自动空气开关、交流接触器和中间继电器组成,用于正常情况下高压供电装置的启动、停机和事故状态下的跳闸、报警。调压单元由一对反并联大功率的可控硅组成,按照自动反馈控制单元的调压指令来进行移相调压,使电场电压始终保持在最佳值。升压变压器是用来将低压交流电提高到工作电压,由高压硅堆组成的桥式整流器又将高压交流电变为本发明装置所需要的高压直流电。自动反馈控制电路是本发明高压供电装置的心脏,由检测和逻辑电路来实现,通过微型计算机电路来实现,用于完成对主电路各种信号的跟踪监视和检测,并将所取得的信号通过微机处理,发出调压、报警和跳闸指令,达到自动控制的目的。

在一个具体实施例中，针对高比电阻的颗粒的工况下，由于反电晕现象，存在除尘效率降低的技术问题。本发明采用脉冲电源叠加方案。高压直流电源电路中串接隔离电感L,并与脉冲变压器和耦合电容C组成的高压脉冲电源电路并联。即高压直流电源施加一个基础电压U，脉冲电源电路通过变比为1∶100的脉冲变压器和耦合电容C提供高压脉冲电压叠加在直流基础电压U上，、隔离电感L用于消除脉冲供电期间对直流电源产生的干扰，这样可以获得一个具有直流基础电压的高压脉冲，如设置高压直流电压U＝30kV，Ups＝30kV(脉冲电压幅值)，脉冲频率为100Hz，脉冲宽度为140μs，电容容量为0.1μF。

脉冲电源叠加方案，由于脉冲高压宽度较小，电场平均电晕电压、电晕电流有所降低，能够有效抑制反电晕现象，提高除尘效率，而且不会造成二次扬尘，降低电路损耗，改善了该装置的运行性能。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种低功耗静电驱动的气味捕集装置，其特征在于，包括机壳、离心风机、排污风机和高压供电装置，所述机壳的下端设有排污出口，所述机壳的上端设有净气出口，所述净气出口连接离心风机，所述机壳的内壁设有绝缘层，所述机壳的内部从上至下分为集尘区、荷电区和进气区；集尘区，用于荷电后的气味颗粒的捕集；荷电区，用于在高压电场的作用下，将气味颗粒荷上电荷而成为荷电颗粒；进气区，用于携带气味颗粒的空气的导入；

所述集尘区设有多个间隔分布的第一集尘组件和第二集尘组件，所述第一集尘组件和第二集尘组件的具有相同的结构，所述第一集尘组件和第二集尘组件分别连接高压供电装置的正极或者负极；

所述第一集尘组件和第二集尘组件中部安装有排污通道，所述排污通道延伸至排污出口，所述荷电区设有荷电机构，所述荷电机构包括绝缘支架，所述绝缘支架上安装有电极管连接线和电极线连接线，所述电极管连接线上安装有电极管，所述电极线连接线上安装有电极线，所述电极线为芒刺线;

所述进气区设有进气通道，所述进气通道包括进气环管和进气连接管，所述进气环管上设有环形分布的进气口；

所述第一集尘组件包括集尘板和吹气管；

所述集尘板上设有环形分布的通气口，所述集尘板的中部设有排污口，所述排污口用来安装排污通道；

所述吹气管包括吹气环管和吹气连接管，所述吹气环管安装于集尘板的下表面，所述吹气环管上设有多个环形分布的吹气口，所述吹气连接管通过吹气总管连接排污风机；

所述排污通道包括排污堵板和排污通管，所述排污通道的最上端为排污堵板，所述排污堵板的下方依次设有多个排污通管，多个所述排污通管依次嵌套安装，最下端的排污通管延伸至排污出口； 集尘区依次间隔分布3个第一集尘组件和3个第二集尘组件，排污通道包括第一排污堵板、第二排污通管、第三排污通管、第四排污通管、第五排污通管和第六排污通管，第一排污堵板安装于最上端的第一集尘组件上，第二排污通管安装于最上端的第二集尘组件上，第三排污通管安装于中间的第一集尘组件上，第四排污通管安装于中间的第二集尘组件上，第五排污通管安装于最下端的第一集尘组件上，第六排污通管安装于最下端的第二集尘组件上，此时，第二排污通管的下端嵌套穿过第三排污通管的上端，第三排污通管的下端嵌套穿过第四排污通管的上端，依次类推，多个排污通管依次嵌套安装使用，最下端的第六排污通管延伸至排污出口;

所述电极管连接线包括电极管外连线和电极线外连线，所述电极线连接线包括电极管内连线和电极线内连线；

所述电极管连接线接地，所述电极线连接线连接负高压；或者，所述电极管连接线接正高压，所述电极线连接线接地;

所述绝缘支架将电极管连接线和电极线连接线分为四个单独的荷电区，第一荷电区包括一区电极管外连线、一区电极线外连线、一区电极管内连线和一区电极管外连线；第二荷电区包括二区电极管外连线、二区电极线外连线、二区电极管内连线和二区电极管外连线；第三荷电区包括三区电极管外连线、三区电极线外连线、三区电极管内连线和三区电极管外连线；第四荷电区包括四区电极管外连线、四区电极线外连线、四区电极管内连线和四区电极管外连线;

第一荷电区和第二荷电区中，所述电极管连接线接地，所述电极线连接线连接负高压，第三荷电区和第四荷电区中，所述电极管连接线接正高压，所述电极线连接线接地；或者，第一荷电区和第三荷电区中，所述电极管连接线接地，所述电极线连接线连接负高压，第二荷电区和第四荷电区中，所述电极管连接线接正高压，所述电极线连接线接地;

所述离心风机包括驱动电机、风机壳和叶轮组件，所述驱动电机安装固定于风机壳的上端，所述风机壳的下端设有风机入口，所述风机入口与净气出口连接，所述风机壳的一侧设有风机出口，净化后的气体通过离心风机排出,所述叶轮组件包括驱动轴、叶轮固定板和叶轮，所述驱动轴与驱动电机传动连接，所述叶轮通过叶轮固定板与驱动轴固定连接；

所述叶轮的上端设有叶轮插接板，所述叶轮插接板用于叶轮与叶轮固定板的安装固定，所述叶轮的上端设有进气斜面和出气斜面,进气斜面与出气斜面之间设有夹角A,夹角A的大小为110-130度。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗静电驱动的气味捕集装置，其特征在于，所述集尘板的形状为半圆形或者喇叭形。