專利名稱：放電電極加熱式負離子空氣凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種凈化封閉室內(nèi)空氣，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量的負離子空氣凈化器。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平在不斷的提高，人們居住和辦公的房間進行了高檔裝修，房間里布置了各種現(xiàn)代化家具，如冰箱、電視和電腦、空調(diào)、打印機、復印機等生活和辦公用品，穿著各種針織類高檔服裝。這些物質(zhì)產(chǎn)品在給人們帶來舒適的生活和工作方便之外，也給人們居住和工作的場所空氣帶來嚴重的污染，產(chǎn)生一些對人體健康有害的物質(zhì)，如苯類和甲荃等揮發(fā)性有機氣體、氡、氨、飄塵、煙霧、及其它有害氣體。同時，人們在流動過程中殘存在身體表面的有害細菌和病毒等，這些都將嚴重損害室內(nèi)的空氣質(zhì)量。目前，人們對高水平物質(zhì)生活要求的同時，對工作和生活的環(huán)境也有更高的要求，即要求保持室內(nèi)空氣的溫度和濕度適當，又要盡可能的減少有害污染物質(zhì)的含量，增加對人體健康有利的物質(zhì)。這些是常規(guī)的調(diào)溫、調(diào)濕和通風設備所無法實現(xiàn)的，需要采用負離子空氣凈化裝置來實現(xiàn)，改善人們賴以生活和工作的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，增進人體健康。
負離子空氣凈化器就是產(chǎn)生負氧離子，利用這些負氧離子使空氣中飄塵、細菌、病毒等被荷電(帶電)，加速沉降收集，凈化空氣的儀器。另外，負氧離子進入人體后，能夠引起一系列良性反應，如激活細胞生命力，修復受損害肌體等；調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，改善冠狀動脈血流；預防呼吸系統(tǒng)疾病；改善內(nèi)分泌和新陳代謝；增加人體免疫力等。因此，負離子空氣凈化器被認為是改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，促進人體健康最有效的裝置。
目前，市場上已有的空氣凈化器，主要有兩種類型，即空氣凈化器和電子式負離子空氣凈化器?？諝鈨艋饕话憔捎谜绷鞲邏弘娫垂╇?，主要是用來凈化室內(nèi)飄塵和煙霧，但是，由于這種空氣凈化器在工作過程中，釋放出一定量的正離子，隨著凈化器工作時間的增加，在空氣中就存在相當高的正離子濃度，而正離子存在使人體感到疲憊、頭暈等，不利于人體健康。常規(guī)的電子式負離子空氣凈化器，是采用負直流高壓電源供電，作用是凈化空氣和產(chǎn)生對人體健康有利的負氧離子，但是，由于負高壓電源供電的誘導負電暈放電，釋放較高濃度的臭氧，隨著凈化器工作時間的增加，使室內(nèi)空氣中含有高濃度的臭氧，高濃度的臭氧對人體健康有害，所以，必須采用降低臭氧產(chǎn)生方法。通常采用兩種方法，一種是降低負電暈放電強度，盡可能少產(chǎn)生臭氧，這樣必將減少負離子的產(chǎn)生量，降低了室內(nèi)空氣的負離子濃度。另一種辦法是增加消除臭氧的裝置，這樣必將增加負離子空氣凈化器的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電暈放電加熱電極方法，以解決現(xiàn)有負離子空氣凈化器臭氧排放量高的問題，使負離子空氣凈化器工作在高的放電強度區(qū)域，產(chǎn)生高濃度的負氧離子，臭氧的產(chǎn)生量能夠滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量標準，同時，高電暈放電產(chǎn)生的紫外光和調(diào)節(jié)臭氧產(chǎn)生量，使本發(fā)明具有消毒和殺菌的功能。
本發(fā)明的技術(shù)方案是根據(jù)負電暈放電原理，用放電電極加熱方法降低電暈放電過程中臭氧的產(chǎn)生量，設計的放電電極加熱式負離子空氣凈化器，其結(jié)構(gòu)是放電電極采用的細電阻絲，線徑為0.1-0.3mm，放電電極采用是網(wǎng)孔狀或平板式結(jié)構(gòu)，放電電極的加熱電壓是疊加在放電電壓的負高壓上進行供電，或是加熱電壓和放電電壓分開隔離供電。設計的放電電極加熱式負離子空氣凈化器主要由機殼、電源發(fā)生器、高壓放電電極、低壓網(wǎng)狀電極、風機等構(gòu)成。
本發(fā)明的電源發(fā)生器包括提供電暈放電的負電壓和放電電極加熱的電壓，這兩個電壓由于都是使用在放電電極上，因此，必須保證兩個電壓發(fā)生部分的絕緣強度?？梢圆捎脙蓚€方案，一個是將負電壓和加熱電壓分開供電，這時加熱電壓發(fā)生器必須采用高壓隔離供電，增加一個高低壓隔離裝置。另一個方案是負電壓和加熱電壓經(jīng)過同一個高頻變壓器變換得到，加熱電壓的繞組在高電壓繞組一側(cè)，即放電電極的加熱電壓是疊加在電暈放電的負高壓上，使加熱電壓和放電電壓之間的電位差小，減小絕緣等級。為使電源小型化，電源電路包括脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動電路、逆變電路、高壓變壓器、高壓倍壓整流濾波電路。當本發(fā)明在有源場所(固定場所)使用時，采用220V交流供電，當本發(fā)明在無源場所(移動場所)使用時，采用12V直流電源供電。調(diào)節(jié)放電高壓來保持放電的平均電場強度在4-8kV/cm范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)負氧離子產(chǎn)生量。加熱電壓也可以調(diào)節(jié)，進而調(diào)節(jié)負電暈放電的臭氧產(chǎn)生量。當負離子空氣凈化器正常工作時，要求臭氧濃度低，單位長度放電線的加熱功率為40W/m。當負離子空氣凈化器工作在殺菌消毒狀態(tài)時，要求臭氧濃度高，單位長度放電線的加熱功率為15W/m，甚至不提供加熱電壓。
本發(fā)明的高壓放電電極是采用細的電阻絲，鑲嵌在一個框架上。低壓電極可以采用板式電極，也可以采用網(wǎng)孔狀電極。當氣流方向和電場方向相反設計時，低壓電極采用網(wǎng)孔電極，且網(wǎng)孔電極采用光滑的粗金屬絲制作。當氣流方向和電場方向垂直設計時，低壓電極采用板電極結(jié)構(gòu)，且板式電極是光滑的金屬板。低壓電極是接地的。
本發(fā)明的風機為軸流風機，機殼采用絕緣材料制成。
本發(fā)明的有益效果和益處是采用放電電極加熱技術(shù)減少負電暈放電臭氧的產(chǎn)生量，使負離子空氣凈化器工作在高的電場區(qū)域，進而產(chǎn)生高濃度的負氧離子，提高了負離子空氣凈化器的效率，和室內(nèi)負氧離子的含量，對人體健康有利，且臭氧濃度遠低于室內(nèi)空氣質(zhì)量標準(0.16mg/m3，GB/T 18883-2002)。強的負電暈放電產(chǎn)生的紫外光，具有消毒和殺菌的功能。同時，可以調(diào)節(jié)負離子空氣凈化器的臭氧產(chǎn)量，使其具有消毒和殺菌的功能。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，安全可靠，無二次污染，成本低等優(yōu)點?？梢詮V泛用于人員密集場所(商場、學校、車站、會議室、餐廳、醫(yī)院等)，還可用于辦公室，家庭房間，交通工具(客車、轎車、飛機、火車、輪船)等各種場所的空氣凈化。


附圖是放電電極加熱式負離子空氣凈化器的電路原理示意圖。
圖中，(1)高壓放電電極，(2)低壓網(wǎng)孔電極，(3)風機，(4)絕緣外殼，(5)過濾網(wǎng)，(6)加熱電壓的一個端子，(7)高壓端子和加熱電壓的另一個端子，(8)低壓端子(接地)，(9)加熱繞組，(10)放電繞組，(11)限流保護電阻，(12)整流二極管，(13)升壓變壓器，(14)濾波電容。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖詳細說明敘述本發(fā)明的技術(shù)方案和最佳實施例。
放電電極(1)因為本發(fā)明是采用負電暈放電原理，同時，放電電極又是加熱電極，所以，放電電極必須采用細的電阻絲，電阻絲的線徑在0.1-0.3mm區(qū)間，相臨的放電電極(1)之間距離和放電電極(1)與低壓電極(2)之間距離相等，若放電電極(1)和低壓電極(2)之間距離為15mm時，相臨的放電電極(1)之間距離為15mm。放電電極(1)可以安裝在一個導體框架上，也可以安裝在一個絕緣框架上，但各個放電電極要相互連接。
低壓電極(2)當氣流方向和電場方向相反時，低壓電極必須采用網(wǎng)孔狀電極，網(wǎng)孔電極的光滑金屬絲線徑為2-5mm，每個網(wǎng)孔尺寸在20mm×20mm-50mm×50mm之間范圍內(nèi)。當氣流方向和電場方向平行時，低壓電極采用光滑金屬板，板和板電極之間是平行放置的，單個極板的寬度是2-5倍放電電極與低壓電極之間距離。
電暈放電的電壓是通過如下兩種方法得到，當本發(fā)明在有源場所(固定場所)使用時，采用220V交流供電，電路包括變壓器、脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動電路、逆變電路、升壓變壓器(13)、高壓整流濾波電路(11)(12)(14)。當本發(fā)明在無源場所(移動場所)使用時，采用12V直流電源供電，電路包括脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動電路、逆變電路、升壓變壓器(13)、高壓整流濾波電路(11)(12)(14)。升壓變壓器(13)包括兩個繞組，即放電繞組(10)和加熱繞組(9)，放電繞組(10)經(jīng)過整流濾波(11)(12)(14)后得到高壓0-15kV的負電壓，加熱繞組(9)是疊加在放電繞組(10)上，絕緣電壓等級小于100V，加熱電壓在0-100V范圍內(nèi)，加熱功率在0-50W范圍內(nèi)。放電電壓的兩個端子是高壓端子(7)和低壓端子(8)，其中，高壓端子(7)直接和放電電極(1)連接，低壓端子(8)接在低壓電極上(2)，并且和地連接。加熱電壓的兩個端子(6)和(7)，接在放電電極(1)的兩端，加熱放電電極(1)。調(diào)節(jié)放電高壓來保持放電的平均電場強度在4-8kV/cm范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)負氧離子產(chǎn)生量，調(diào)節(jié)加熱電壓來調(diào)節(jié)負電暈放電的臭氧產(chǎn)生量。當負離子空氣凈化器正常工作時，要求臭氧濃度低，單位長度放電線的加熱功率為40W/m。這樣在放電電極(1)和低壓網(wǎng)孔電極(2)之間獲得電暈放電。放電產(chǎn)生的負氧離子在電場和氣流作用下，被驅(qū)動到室內(nèi)空間。加熱的放電電極使臭氧產(chǎn)生量減少，保證滿足國家的室內(nèi)空氣質(zhì)量標準，若調(diào)節(jié)加熱功率可以調(diào)節(jié)臭氧的產(chǎn)生量，當加熱功率低時，本發(fā)明具有消毒和殺菌功能。
本發(fā)明的最佳實施例是放電電極(1)是由線徑為0.1mm的鎳鉻合金電阻絲制成，放電電極(1)的總長度為60cm。低壓網(wǎng)狀電極(2)是采用不銹鋼絲制作，線徑為2mm，大小為150mm×150mm，單個網(wǎng)孔尺寸為50mm×50mm，放電電極(1)和低壓網(wǎng)狀電極(2)之間距離為15mm。風機(3)采用軸流風機，220V供電，風量為20m3/h，氣流方向和電場方向相反，和負氧離子漂移方向相同。機殼(4)和過濾網(wǎng)(5)均采用絕緣材料制作。限流電阻(11)為1KΩ，整流二極管(12)耐壓25kV，電流500μA，濾波電容(14)為1μF。經(jīng)過電路變換到升壓變壓器(13)，在(7)和(8)兩端獲得12kV負直流電壓，在(6)和(7)兩端獲得60V，30W加熱電壓。在15m2，高3m封閉室內(nèi)空間，負離子空氣凈化器工作時間為1h，在距離該凈化器樣機1米處，測得的負氧離子濃度為105個/cm3，在距離該凈化器樣機6米處，測得的負氧離子濃度為103個/cm3，對室內(nèi)粉塵凈化效率達到90％。臭氧濃度為23μg/m3，滿足環(huán)保要求。
權(quán)利要求
1.一種放電電極加熱式負離子空氣凈化器，根據(jù)負電暈放電原理，目的是產(chǎn)生高濃度負氧離子，凈化封閉室內(nèi)空氣，采用放電電極加熱方法來降低電暈放電過程中臭氧的產(chǎn)生量，負電暈放電的電場強度高，可達到8kV/cm，臭氧濃度滿足國家室內(nèi)空氣質(zhì)量標準，同時具有消毒殺菌的功能，其特征是用放電電極加熱方法降低電暈放電過程中臭氧的產(chǎn)生量；放電電極的細電阻絲線徑為0.1-0.3mm，放電電極是網(wǎng)孔狀或平板式結(jié)構(gòu)；放電電極的加熱電壓是疊加在放電電壓的負高壓上進行供電，或是加熱電壓和放電電壓分開隔離供電。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種放電電極加熱式負離子空氣凈化器。本發(fā)明是采用放電電極加熱方法減少負電暈放電過程中臭氧的產(chǎn)生量，使負離子空氣凈化器可以在高電場區(qū)域(可達到8kVv/cm)下進行工作，提高了負氧離子的產(chǎn)生量。本發(fā)明在電路上采用將放電電極的加熱電壓疊加在放電電極的負高電壓上，降低高壓的絕緣等級，在電極結(jié)構(gòu)上采用細電阻絲的放電電極，低壓電極可以根據(jù)氣流方向制成網(wǎng)孔狀和平板狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的效果和益處是產(chǎn)生高濃度負氧離子，凈化室內(nèi)空氣，臭氧濃度低，且可以調(diào)節(jié)，同時，放電產(chǎn)生的紫外光和臭氧具有殺毒滅菌等功能，可廣泛用于各種固定和移動封閉室內(nèi)場所的空氣凈化。
文檔編號A61L9/22GK1513562SQ0313345
公開日2004年7月21日 申請日期2003年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者李 杰, 吳彥, 王寧會, 戚棟, 李 杰 申請人:大連理工大學