CN1749663A - 表面放电型空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种表面放电型空气净化装置，其包括：绝缘介电体，其形成为板状；以及放电电极和接地电极，其形成在该绝缘介电体的一个表面上，该放电电极和该接地电极彼此平行设置，同时该放电电极和该接地电极彼此间隔预定距离。该放电电极具有多个朝向该接地电极凸出的尖端。结果，即使使用DC电源，也可防止电荷累积并可连续放电。另外，在该介电体表面上可实现整体均匀而稳定的放电，由此，增加了氢氧自由基和负离子的产生量，同时减少了臭氧的产生量。另外，还增加了放电安全性，由此，提高了空气净化效率。

Description

表面放电型空气净化装置
技术领域
本发明涉及一种安装在空调内用于净化空气的表面放电型空气净化装置，而且尤其涉及一种这样的表面放电型空气净化装置，其中放电电极和接地电极设置在介电体的一个表面上以使该放电电极和该接地电极彼此相对，由此增加该表面放电型空气净化装置的使用寿命并提高空气净化效率。
背景技术
通常，表面放电型空气净化装置采用表面放电等离子体化学处理方法。具体地，表面放电型空气净化装置是陶瓷基高频放电型空气净化装置，其能够通过在元件的表面上形成强等离子体区域来产生大量的氢氧自由基和大量的臭氧，并通过利用产生的氢氧自由基和臭氧处理有害气体。
图1为传统表面放电型空气净化装置的俯视图；图2为沿图1的A-A线所视的传统表面放电型空气净化装置的剖视图。
如图1和图2所示，传统表面放电型空气净化装置包括：绝缘介电体10，其包括两个彼此连接的、并且被设置成表面彼此接触的矩形板；放电电极12，其设置于该绝缘介电体10的上表面上；以及接地电极14，其设置于该绝缘介电体10的两个矩形板之间。在该绝缘介电体10的上表面上涂敷有用于覆盖放电电极12的涂层16，以使该放电电极12不直接暴露于大气中。
通常，绝缘介电体10由陶瓷材料制成。该放电电极12连接到电源供应单元的一个端子，并且该接地电极14连接到该电源供应单元的另一个端子，从而不仅将电源供应给放电电极12而且还将电源供应给接地电极14。采用交流电源作为电源。
放电电极12包括：三个主电极12a，其彼此平行设置；以及辅电极12b，其从主电极12a凸出，每个辅电极12b都具有尖端。接地电极14包括：两个分支接地电极14a，其彼此平行布置并与辅电极12b相对设置。
当将具有电压高于起始电压的电源施加到具有上述结构的传统表面放电型空气净化装置的放电电极12和接地电极14上时，在放电电极12和接地电极14之间出现介电击穿现象。这样，如图3所示，在绝缘介电体10的表面上出现放电现象，因此在绝缘介电体10的表面上形成强等离子体区域。
如上所述，当等离子体进行放电时，被称作电子流的导电通路形成于该绝缘介电体10的表面上，并且通过电子流产生了大量的高能电子。由于电子碰撞，高能电子与高能电子周围的气体发生反应。这样，产生了大量的臭氧和大量的氢氧自由基和负离子。
产生的臭氧、氢氧自由基及负离子氧化和分解诸如空气中含有的有害气体的污染物，以净化空气。
如上所述，传统表面放电型空气净化装置在绝缘介电体10的整个表面上进行放电，因此传统表面放电型空气净化装置的起始电压低于电晕放电型空气净化装置的起始电压。因此，电力消耗低，并且，从传统表面放电型空气净化装置产生的噪音低，因此即使在狭小空间内使用传统表面放电型空气净化装置时，传统表面放电型空气净化装置也能够有效地净化空气。
然而，在传统表面放电型空气净化装置中，电荷易于集中在辅电极12b处，如图3所示。特别地，电荷的集中会在放电电极12的端部E处增强。结果，为了在该介电体的整个区域上实现电子流的均匀产生和分布，需要升高起始电压和输入能。特别地，热应力会在放电电极12的端部E处局部地增加，由此加热放电电极12周围的气体。结果，增加了产生的臭氧量。另一方面，减少了氢氧自由基和负离子的数目。此外，电极会由于热应力的局部增加而迅速发生局部损伤，由此，缩短了该表面放电型空气净化装置的使用寿命，也降低了放电安全性。结果，降低了空气净化效率。
此外，该传统表面放电型空气净化装置的绝缘介电体10由两个板构成，在两个板之间设置有接地电极14，且该放电电极设置在绝缘介电体10的上表面上。结果，传统表面放电型空气净化装置的结构复杂，因此增加了传统表面放电型空气净化装置的制造成本。
发明内容
为此，鉴于上述问题提出了本发明，而且本发明的目的在于提供一种表面放电型空气净化装置，其具有设置在由单张板构成的绝缘介电体的上表面上的放电电极和接地电极，由此简化该表面放电型空气净化装置的整个结构并减少该表面放电型空气净化装置的制造成本。
本发明的另一目的在于提供一种表面放电型空气净化装置，其具有从该放电电极朝向该接地电极凸出的、以防止电荷集中或累积的多个尖端，由此不仅可使用交流(AC)电源而且还可使用直流(DC)电源，并且能实现整体均匀而稳定的等离子体放电，由此，增加该表面放电型空气净化装置的使用寿命并提高放电安全性。
依据本发明的一个方案，上述和其它目的可通过提供一种表面放电型空气净化装置来实现，其包括：绝缘介电体，其形成为板状；以及放电电极和接地电极，其形成在该绝缘介电体的一个表面上，该放电电极和该接地电极彼此相对设置，同时该放电电极和该接地电极彼此间隔预定距离。
优选地，该放电电极和该接地电极成对布置，同时彼此平行设置。
优选地，该空气净化装置还包括涂敷到该绝缘介电体的表面上、用于保护该放电电极和该接地电极的保护膜。
优选地，该放电电极和该接地电极分别设有端子部分，其暴露在该保护膜外并连接到外部电路。
依据本发明的另一个方案，提供一种表面放电型空气净化装置，其包括：绝缘介电体，其形成为板状；以及放电电极和接地电极，其形成在该绝缘介电体的一个表面上，该放电电极和该接地电极彼此平行设置，同时该放电电极和该接地电极彼此间隔预定距离，其中该放电电极具有多个朝向该接地电极凸出的尖端。
优选地，所述尖端形成为三角形形状。
优选地，DC电源施加于该放电电极和该接地电极上。
优选地，该放电电极和该接地电极成对布置，同时彼此平行设置。
优选地，该空气净化装置还包括涂敷到该绝缘介电体的表面上、用于保护该放电电极和该接地电极的保护膜。
依据本发明的再一方案，提供一种表面放电型空气净化装置，其包括：绝缘介电体，其形成为板状；放电电极和接地电极，其形成在该绝缘介电体的一个表面上，该放电电极和该接地电极彼此平行设置，同时该放电电极和该接地电极彼此间隔预定距离；以及DC电压施加电路，其用于将DC电压施加到该放电电极和该接地电极上。
依据本发明，即使采用DC电源，也可防止电荷累积并可连续放电。另外，可在该介电体的表面上实现整体均匀和稳定的放电，增加氢氧自由基和负离子的产生量，同时减少臭氧的产生量。另外，其增加了放电安全性，由此提高了空气净化效率。
附图说明
从下面结合附图的详细说明，本发明的上述及其他目的、特征和其他优点将变得更容易理解，其中：
图1为传统表面放电型空气净化装置的俯视图；
图2为沿图1的A-A线所视的传统表面放电型空气净化装置的剖视图；
图3为传统表面放电型空气净化装置的等离子体放电的参考图；
图4为依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置的上表面；
图5为沿图4的B-B线所视的依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置的剖视图；
图6为依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置的上表面；以及
图7为空调的室内单元的纵向剖视图，依据本发明的表面放电型空气净化装置应用于该空调。
具体实施方式
现在将参考附图详细说明本发明的优选实施例。
图4和图5示出了依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50。图4为依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置的上表面；图5为沿图4的B-B线所视的依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50的剖视图。
如图4和图5所示，依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50包括：绝缘介电体52；放电电极60，其形成在绝缘介电体52的上表面上；以及接地电极70，其也形成在绝缘介电体52的上表面上；放电电极60和接地电极70彼此平行设置，同时彼此相对。放电电极60和接地电极70由涂覆在绝缘介电体52上表面的保护膜80保护。
绝缘介电体52由具有预定厚度的单个矩形板构成，其有别于上述的传统表面放电型空气净化装置的绝缘介电体。优选地，绝缘介电体52由有机物中的具有高抗氧化性的树脂材料或无机物中的陶瓷材料制成。然而，绝缘介电体52的材料并不局限于树脂材料或陶瓷材料，而且绝缘介电体52的形状也不局限于矩形形状。绝缘介电体52可依据绝缘介电体52的设计条件由各种材料制成并形成为各种形状。
放电电极60由在绝缘介电体52上表面的一侧部分上印刷的导电金属材料图案制成。
放电电极60包括：主电极63，其形成为线性结构，主电极63与接地电极70平行设置；以及多个尖端65，其从主电极63朝向接地电极70凸出。
尖端65形成为三角形形状，而且该三角形尖端65彼此连续连接。
接地电极70以与放电电极60相同的方式由在绝缘介电体52上表面的另一侧部分上印刷的导电金属材料图案制成。接地电极70形成为与放电电极60的主电极63相同的线性结构。
保护膜80由非导电材料制成。优选地，保护膜80由不易损坏的材料制成，由此，在绝缘介电体52的整个表面上释放等离子体时，该保护膜不易损坏。保护膜80形成为具有足以覆盖放电电极60和接地电极70的尺寸的矩形形状。保护膜80涂覆在绝缘介电体52的上表面上。
保护膜80具有局部开口结构，从而使放电电极60和接地电极70分别设有与外部电路连接的端子部分68和72。
同时，通过放电电极60的端子部分68和接地电极70的端子部分72施加的电源可为交流(AC)电源或直流(DC)电源。在将DC电源施加到表面放电型空气净化装置50上时，DC电压施加电路连接到表面放电型空气净化装置50上。
DC电压施加电路为用于将DC电源施加到空气净化装置的普通电路，因此将不再给出其详细说明。
图6为依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置的立体图，其示出了该表面放电型空气净化装置的上表面。依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置的组件，在结构上等同或类似于依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置的组件，这些组件通过与依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置的组件的附图标记相同的附图标记来表示，而且将不再给出其详细说明。
参照图6，依据本发明第二优选实施例的表面放电型空气净化装置50包括：绝缘介电体52；一对放电电极60A和60B，其形成在绝缘介电体52的上表面上；以及一对接地电极70A和70B，其也形成在绝缘介电体52的上表面上。
如图6所示，放电电极60A及60B和接地电极70A及70B以放电电极60A、接地电极70A、放电电极60B和接地电极70B的顺序彼此平行布置。此时，形成在放电电极60A及60B上的多个尖端65朝向对应的接地电极70A及70B凸出。
放电电极60A及60B经由连接电极61彼此电连接。同样，接地电极70A及70B经由连接电极71彼此电连接。连接电极61及71设有分别连接到外部电路的端子部分68和72。
在本发明的第二优选实施例中，放电电极60A及60B和接地电极70A及70B成对设置，但是基于绝缘介电体52的尺寸和其它设计条件，放电电极60A及60B和接地电极70A及70B成对的数目可以不受限制地变化。
现在，将详细说明依据本发明采用上述结构的表面放电型空气净化装置50的运行。
图7为空调的室内单元91的纵向剖视图，依据本发明的表面放电型空气净化装置50应用于该空调。
通常，该空调的室内单元91设有入口92和出口93，室内气体通过入口92和出口93循环。在室内单元91内安装用于强制循环空气的吹风机94和用于与穿过热交换器95的空气进行热交换的热交换器95。
依据本发明第一优选实施例的表面放电型空气净化装置50可设置在该室内单元内气体通道上的任意位置。优选地，该表面放电型空气净化装置50设置在入口92内。该表面放电型空气净化装置50形成为板状，因此，表面放电型空气净化装置50优选平行于气流方向设置，以使流阻最小。
虽然必要时可以在该室内单元91中安装多个表面放电型空气净化装置50，但是在列举的实施例中，仅有一个表面放电型空气净化装置50安装在室内单元91内。
下文将详细说明在如上所述将表面放电型空气净化装置50安装在室内单元91内的情况下，依据本发明的表面放电型空气净化装置50的运行。
在开启空调使吹风机94运行时，室内空气通过入口92被引入到室内单元91中并穿过该热交换器。结果，空气被冷却，随后空气被排放到安装室内单元91的房间内部。在将电源供应到表面放电型空气净化装置50以清洁室内空气时，通过入口92引入到室内单元91的一部分空气经过表面放电型空气净化装置50。结果，对污染物质进行杀菌或分解，由此净化空气。
具体地，在空调运行时，而且在将具有电压高于起始电压的电源施加到放电电极60和接地电极70上时，在放电电极60和接地电极70之间的绝缘介电体52的表面上发生介电击穿现象，而且在绝缘介电体52的表面上形成等离子体放电区域。此时，在该绝缘介电体52的表面上形成电子流。结果，通过电子流产生了大量的高能电子。由于电子碰撞，高能电子与高能电子周围的气体发生反应。这样，产生了少量的臭氧和大量的氢氧自由基和负离子。
产生的少量臭氧和产生的大量氢氧自由基及负离子氧化和分解诸如包含在室内空气中的有害气体之类的污染物质，以便净化空气。
特别地，放电电极60和接地电极70布置在绝缘介电体52的上表面上，同时彼此平行设置。结果，电荷均匀分布在放电电极60和接地电极70之间，由此可以形成稳定的等离子体，并实现电子流的均匀产生和分布。
而且，用于产生高电压的尖端从放电电极60朝向接地电极70凸出。结果，即使将DC电源用作输入电源以替代AC电源，也可避免在放电电极60的表面上的电荷集中或累积，由此，在放电电极60的尖端附近能整体均匀地实现等离子体放电。
此外，依据本发明的表面放电型空气净化装置50可在比传统表面放电型空气净化装置更低的电压下完成瞬时放电(minute discharge)。结果，在低电压下，产生大量的氢氧自由基和负离子，同时臭氧的产生量最低，由此，顺利地完成有害气体的氧化和分解。
总之，通过降低起始电压和输入能，依据本发明的表面放电型空气净化装置50能增加氢氧自由基和负离子的产生，同时减少对人体有毒的臭氧的产生。结果，利用氢氧自由基和负离子可完成室内空气的杀菌和净化。此外，其有效地避免了热应力的局部增加，由此，增加了该表面放电型空气净化装置的使用寿命，而且提高了放电安全性。
在上述说明中，依据本发明的表面放电型空气净化装置50被应用于空调的室内单元，但是该表面放电型空气净化装置可应用到诸如各种空气净化器或有害气体净化装置之类的所有类型的设备。
从上述说明很明显，依据本发明的表面放电型空气净化装置具有下列效果。
该放电电极和该接地电极设置在该绝缘介电体的上表面上，并且彼此平行布置，由此，电荷被均匀地分布在该放电电极和该接地电极之间，而且能实现形成更稳定的等离子体。结果，增加了对有害气体进行杀菌和分解的氢氧自由基和负离子的产生量，同时减少了在气体被加热时产生的臭氧的产生量。另外，减低了所施加的电压，由此，减少了电力消耗。
而且，尖端从该放电电极朝向该接地电极凸出，由此，即使在使用DC电源时，也可防止电荷累积并可连续放电。另外，可实现在该介电体表面上整体均匀而稳定的放电，由此可防止由于该放电电极的局部损坏导致该表面放电型空气净化装置的使用寿命减少，而且增加了放电安全性。结果，提高了空气净化效率。
此外，该放电电极和该接地电极形成在由单张板构成的该绝缘介电体的上表面上。结果，简化了该表面放电型空气净化装置的结构，并减少了该表面放电型空气净化装置的制造成本。
尽管为了说明的目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员将意识到，在不脱离如权利要求书中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、增加和替代。

Claims (10)

1.一种表面放电型空气净化装置，包括：
绝缘介电体，其形成为板状；以及
放电电极和接地电极，其形成在该绝缘介电体的一个表面上，该放电电极和该接地电极彼此相对设置，同时该放电电极和该接地电极彼此间隔预定距离。
2.如权利要求1所述的空气净化装置，其中该放电电极和该接地电极成对布置，同时彼此平行设置。
3.如权利要求1所述的空气净化装置，其中该空气净化装置还包括：
保护膜，其涂敷到该绝缘介电体的表面上，用于保护该放电电极和该接地电极。
4.如权利要求3所述的空气净化装置，其中该放电电极和该接地电极分别设有端子部分，所述端子部分暴露在该保护膜外并连接到外部电路。
5.一种表面放电型空气净化装置，包括：
绝缘介电体，其形成为板状；以及
放电电极和接地电极，其形成在该绝缘介电体的一个表面上，该放电电极和该接地电极彼此平行设置，同时该放电电极和该接地电极彼此间隔预定距离，
其中该放电电极具有多个朝向该接地电极凸出的尖端。
6.如权利要求5所述的空气净化装置，其中所述尖端形成为三角形形状。
7.如权利要求5所述的空气净化装置，其中DC电源施加于该放电电极和该接地电极上。
8.如权利要求5所述的空气净化装置，其中该放电电极和该接地电极成对布置，同时彼此平行设置。
9.如权利要求5所述的空气净化装置，其中该空气净化装置还包括：
保护膜，其涂敷到该绝缘介电体的表面上，用于保护该放电电极和该接地电极。
10.一种表面放电型空气净化装置，包括：
绝缘介电体，其形成为板状；
放电电极和接地电极，其形成在该绝缘介电体的一个表面上，该放电电极和该接地电极彼此平行设置，同时该放电电极和该接地电极彼此间隔预定距离；以及
DC电压施加电路，其用于将DC电压施加到该放电电极和该接地电极上。
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