專利名稱：高效空氣電子過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過濾裝置，具體地說涉及一種建筑物通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用高效空氣電子過濾器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代人一天的生活約80％的時間是在室內(nèi)度過的。室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量直接影響人的身體健康和工作效率?，F(xiàn)代化的建筑物配備有中央通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，然而，目前絕大部分通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)缺少有效的過濾器，致使通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)嚴(yán)重污染，而這些臟污的系統(tǒng)正是細菌、霉菌、病毒的良好滋生地。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和物質(zhì)生活水平的提高，人們對建筑物內(nèi)的室內(nèi)空氣品質(zhì)，以及維持室內(nèi)空氣品質(zhì)的能耗提出了越來越高的要求。最近，鑒于我國及世界“非典”流行期間，國家建設(shè)部、科技部和衛(wèi)生部聯(lián)合下達了關(guān)于建筑物通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安全使用的應(yīng)急措施。建筑物通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的過濾器作為改善室內(nèi)空氣品質(zhì)、預(yù)防疾病傳播的重要手段，其重要性已引起政府和行業(yè)界的普遍關(guān)注。為保護人民群眾的身體健康，人們期待著一種更有效、更經(jīng)濟的過濾手段的誕生。
目前，建筑物的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)常采用傳統(tǒng)的濾料式過濾手段，包括初、中、高效三級過濾。在潔凈等級要求不高的建筑物中常采用能耗較大的初效或中效濾料式過濾器，而這些過濾器一般只能對1微米以上的空氣懸浮物進行過濾，而對亞微米級(粒徑為0.001微米至1微米)的空氣懸浮物很難過濾，而這些亞微米級的空氣懸浮物(如煙霧、細菌、病毒等)恰恰對人類健康和環(huán)境的危害更大。一種空氣電子過濾器已越來越引起行業(yè)界的重視，常規(guī)的空氣電子過濾器作為中央通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的一種過濾手段，采用靜電吸附原理，通過對空氣進行高壓電離，讓空氣中的懸浮微粒帶上電荷，當(dāng)帶電懸浮微粒流經(jīng)異極性集塵極時被收集下來。常規(guī)的空氣電子過濾器常采用雙區(qū)(電離區(qū)、集塵區(qū))靜電過濾原理，如圖1所示，含塵氣流先經(jīng)過均流、初過濾網(wǎng)，大顆粒物(如樹葉、小鳥等)在此被截住。接著含塵氣流經(jīng)過電離區(qū)，在此區(qū)空氣被非均勻高壓電場(8～12KVdc)電離，形成大量的正負離子，由于采用正電暈極，被電離的空氣負離子流向正暈極被中和，電場中大部分區(qū)域剩下正離子，空氣中的塵粒與正離子碰撞被帶上正電荷。接著，帶正電的塵粒流向集塵區(qū)，該區(qū)由正負交錯排列的的平行極板組成，極間電壓約(4～6KVdc)，由于同性相斥，異性相吸，帶正電塵粒被吸附到負極板上，從而達到過濾效果。
空氣懸浮微粒在高壓電場中荷電方式包括電場荷電和擴散荷電兩種方式。在高壓電場中空氣被分離成大量的正離子和電子，電子移向正暈極并在其上被中和，而正離子在電場作用下作有規(guī)則的運動過程中，遇到中性的懸浮微粒時就附著在上面，使懸浮微粒帶正電，這就是第一種荷電機理即電場荷電。其次，正離子不僅在電場作用下運動，而且還有熱運動，正離子在熱運動過程中附著于懸浮微粒而使微粒帶電，則為第二種荷電機理即擴散荷電。根據(jù)靜電理論，電場荷電主要對于1微米以上的微粒起作用，而對于小于0.2微米以下的微粒主要依靠擴散荷電起作用，對于0.2～1微米的微粒，則電場荷電和擴散荷電同時起作用。對于1微米以上的微粒所帶的電荷數(shù)與其粒徑的平方成正比，微粒直徑越大，微粒荷電數(shù)量越大，微粒被收集的效果越好。對于1微米以下的微粒，由于擴散荷電的作用，使得其荷電數(shù)比計算出的要大。研究表明，對于1微米以下的微粒，因擴散荷電作用而獲得的荷電數(shù)n與其粒徑Dp之比(n/Dp)保持穩(wěn)定，不會導(dǎo)致粒徑Dp減小時，荷電數(shù)n明顯降低。當(dāng)荷電微粒進入正負交錯、由平行極板組成的集塵區(qū)時，在均勻電場的庫倫力作用下，向異極性的集塵板上移動并沉集下來。微粒在集塵區(qū)電場內(nèi)作橫向運動時，要受到空氣的阻力，當(dāng)庫倫力等于空氣阻力時，作用在微粒上的外力之和等于零，這樣，微粒在橫向作等速運動，此時微粒的運動速度(W)稱為驅(qū)進速度(或分離速度)。驅(qū)進速度越大，微粒被收集的效果越好。
因此，對于既定的微粒群，在其他條件不變時，粒徑越大，驅(qū)進速度越大，過濾效果越好；而粒徑越小，驅(qū)進速度越小，過濾效果越差。根據(jù)北京市康孚環(huán)境控制公司研發(fā)的空氣電子過濾器在國家空調(diào)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的檢測報告，也符合上述規(guī)律。不同粒徑分組計數(shù)效率的檢測結(jié)果如下序號粒徑(微米) 計數(shù)效率(％)10.381.820.584.131.098.242.099.455.0100可以看出當(dāng)微粒在1微米以上時其過濾效率滿意，當(dāng)微粒在0.5微米以下時，其過濾效率是不理想的。而煙霧、細菌、病毒粘附在空氣中的懸浮顆粒物的粒徑，大約在0.01微米至1微米左右(如目前的SARS病毒其粒徑大約在0.01微米左右)，即不能保證將煙霧、細菌、病毒予以高效過濾?，F(xiàn)有的國內(nèi)外所研發(fā)的空氣電子過濾器均是采用上述雙區(qū)式靜電過濾結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的電子過濾器用于民用、工業(yè)建筑物通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)時，與傳統(tǒng)的濾料式過濾手段相比，雖能大為改善過濾質(zhì)量，但尚不能高效地過濾空氣中的煙霧、細菌、病毒。從上述檢測報告也可說明空氣中懸浮微粒直徑越小，過濾效果越低。因此，該雙區(qū)式電子過濾器對處理空氣中亞微米級的懸浮物(如煙霧、細菌、病毒等)，雖有一定的效果，但過濾效率還不夠高，還不能從根本上改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。如何使空氣電子過濾器提高過濾效率，以有效地過濾空氣中亞微米級的懸浮物(如煙霧、細菌、病毒等)，是本行業(yè)科研攻關(guān)的一個重要課題。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效空氣電子過濾器，它具有更高的過濾功能，能對空氣中0.001微米以上的空氣中懸浮物(如煙霧、細菌、病毒)進行高效過濾，從根本上改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。
本發(fā)明的目的是按如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明高效空氣電子過濾器，它包電離區(qū)、集塵區(qū)，其特征是它還包括凝聚區(qū)，所述的凝聚區(qū)位于空氣進口側(cè)，所述的集塵區(qū)位于空氣出口側(cè)，所述的電離區(qū)位于所述的凝聚區(qū)與集塵區(qū)之間，在所述的凝聚區(qū)具有凝聚電極組件，所述的凝聚電極組件包括若干個交錯排列的直流正、負電暈極。
所述的凝聚電極組件還包括接地極板。
所述的電離區(qū)中具有電離電極組件，所述的電離電極組件包括若干個正暈極和接地極板；所述的集塵區(qū)中具有集塵電極組件，所述的集塵電極組件包括若干個交錯排列的平行的直流正極板和接地極板。
本發(fā)明高效空氣電子過濾器的設(shè)計方案所為采用三區(qū)式結(jié)構(gòu)，和雙區(qū)式結(jié)構(gòu)相比，其創(chuàng)新之處是在電離區(qū)之前加一微粒荷電凝聚區(qū)。其優(yōu)越性在于可使空氣中的懸浮微粒在此區(qū)帶上異極性的電荷，異極性的荷電微粒在此區(qū)相互吸引、碰撞、凝聚，從而使空氣中的懸浮微粒直徑變大，以提高空氣中亞微米級懸浮物(如煙霧、細菌、病毒等)的過濾效率。本設(shè)計方案的電子過濾器原理是在凝聚區(qū)采用正負交錯的直流電暈極，當(dāng)空氣經(jīng)過正電暈極時空氣中的微粒被荷上正電；當(dāng)空氣經(jīng)過相鄰的負電暈極時，空氣中的微粒被荷上負電。異極性的荷電微粒在電場中相互吸收、碰撞、凝聚，凝并后的微粒表面積(直徑)增大，同時荷電量趨于中性。凝并后的微粒進入電離區(qū)(僅正暈極)時，由于其粒徑變大，并帶有少量電荷，因此加速了空氣電離速度，加大了空氣中懸浮微粒的荷電量，從而提高了空氣中懸浮微粒、尤其是亞微米級微粒的過濾效率。
綜上所述，本發(fā)明采用增加一個凝聚區(qū)，將進入的空氣中懸浮微粒的直徑加大，以明顯提高空氣中懸浮微粒的在電離區(qū)的荷電量，提高荷電微粒在集塵區(qū)的驅(qū)進速度，從而可大大改善空氣電子過濾器的過濾效率，對過濾空氣中的亞微米級的微粒大有幫助。因此，本發(fā)明高效空氣電子過濾器比常規(guī)的空氣電子過濾器具有更高的過濾效率，尤其適用于過濾空氣中的亞微米級的懸浮物，比如對人體危害很大的煙霧、細菌、病毒等。本發(fā)明能有效過濾空氣中的亞微米級微粒，清潔空氣，根本改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)，本發(fā)明適于民用、工業(yè)建筑物通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)采用。


圖1為常規(guī)空氣電子過濾器的原理圖；圖2為本發(fā)明高效電子過濾器的原理圖；圖3、4、5為本發(fā)明高效電子過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖；其中圖4為圖3中的A-A剖視圖；圖5為圖3中的B向視圖；圖6為圖3中的D-D剖視圖，示出芒刺型電暈極板在電子過濾器單元中的安裝位置；圖7為芒刺型電暈極板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為螺旋線型電暈極的結(jié)構(gòu)示意9為鎢絲螺旋線型電暈極在電子過濾器單元中的安裝位置圖。
圖10為圖9中的C向視圖(順時針轉(zhuǎn)90度，只示出件24、30、31)。
圖中代號1初濾均流板 2凝聚區(qū)電極組件3正電暈極4負電暈極 5接地極板 6電離區(qū)電極組件7正電暈極 8電離區(qū)接地極板9集塵區(qū)電極組件10正集塵極板 11接地集塵極板 12框架13側(cè)板14凝聚區(qū)電極組件 15電離區(qū)電極組件16集塵區(qū)電極組件 17正電暈極 18負電暈極19接地極板20 電暈極 21接地極板22正集塵電極板23接地集塵電極 24安裝軸25高壓電源模塊26圓孔 27芒刺尖端2728電暈極板29固定薄片 30固定槽31條縫具體實施方式
實施例1。如圖2是本發(fā)明所述的高效空氣電子過濾器的工作原理圖。高效空氣電子過濾器包括電離區(qū)、集塵區(qū)和凝聚區(qū)，所述的凝聚區(qū)位于空氣進口側(cè)，所述的集塵區(qū)位于空氣出口側(cè)，所述的電離區(qū)位于所述的凝聚區(qū)與集塵區(qū)之間，在所述的凝聚區(qū)具有凝聚電極組件2，所述的凝聚電極組件2包括若干個交錯排列的直流正、負電暈極3、4。所述的凝聚電極組件2還包括接地極板5。所述的電離區(qū)中具有電離電極組件6，所述的電離電極組件6包括若干個正暈極7和接地極板8；所述的集塵區(qū)中具有集塵電極組件9，所述的集塵電極組件9包括若干個交錯排列的平行的直流正極板10和接地極板11。
本發(fā)明所述的高效空氣電子過濾器采用的工作過程為當(dāng)含塵氣流經(jīng)過初濾均流板1時，其中大顆粒物，如樹葉、小鳥等被濾出。接著含塵氣流經(jīng)過由凝聚電極組件2形成的非均勻高壓(8～12KVdc)電場，此電場即為凝聚區(qū)。當(dāng)空氣經(jīng)過正電暈極3時空氣中的微粒被荷上正電；當(dāng)空氣經(jīng)過相鄰的負暈極4時，空氣中的微粒被荷上負電。異極性的荷電微粒在電場中相互吸收、碰撞、凝聚，凝并后的微粒表面積(直徑)增大，同時荷電量趨于中性。接著，凝并后的微粒進入由電離電極組件6形成的非均勻高壓(8～12KVdc)電場，此電場即電離區(qū)，該電場全部采用正暈極7，由于凝并后的微粒直徑變大，并帶有少量電荷，因此當(dāng)它們流入電離區(qū)6時，進一步加速了空氣的電離速度，使空氣中的懸浮微粒進一步荷上正負電荷，其中負電荷離子和微粒流向正暈極7被中和，電場中大部分區(qū)域剩下的正離子進一步使空氣中的懸浮微粒帶上正電荷。最后，帶正電的微粒流向由均勻電場形成的集塵區(qū)，該區(qū)具有電離電極組件9，包括正負交錯排列的平行正極板10和接地極板11，極間電壓約4～6KVdc，由于同性相斥、異性相吸，帶正電微粒被吸附到接地極板11上，從而達到過濾效果。
實施例2。如圖3至圖5為本發(fā)明高效電子過濾器的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。高效電子過濾器除包括凝聚電極組件14、電離電極組件15、集塵電極組件16外，還包括框架12和固定在所述的框架12上的兩塊側(cè)板13，所述的兩塊側(cè)板13之間安裝有所述的凝聚電極組件14(相當(dāng)于圖2中的件2)、電離電極組件15(相當(dāng)于圖2中的件6)和集塵電極組件16(相當(dāng)于圖2中的件9)；所述的凝聚電極組件14的正電暈極17(相當(dāng)于圖2中的件3)、負電暈極18(相當(dāng)于圖2中的件4)和接地極板19(相當(dāng)于圖2中的件5)為間隔均勻、平行排列的；所述的電離電極組件15中的若干個正電暈極20(相當(dāng)于圖2中的件7)和接地極板21(相當(dāng)于圖2中的件8)為間隔均勻分布的；所述的集塵區(qū)電極組件16的若干個正集塵電極22(相當(dāng)于圖2中的件10)和接地集塵電極23(相當(dāng)于圖2中的件11)為形狀相同且間隔均勻分布的，所述的正集塵電極板22位于所述的接地集塵電極23的中部。其中每塊側(cè)板13上排列若干個固定圓孔用以固定各安裝軸24，安裝軸24同時起到供電回路作用。
如圖6至圖10為本實施例所述的凝聚區(qū)和電離區(qū)的所有電暈極的結(jié)構(gòu)示意圖，采用板狀芒刺型和/或鎢絲螺旋線結(jié)構(gòu)，并居于所述的接地極板的中部。圖6為板狀芒刺型電暈極在電子過濾器單元中的安裝位置圖。圖7為板狀芒刺型電暈極的結(jié)構(gòu)圖，采用不銹鋼材料制作。在電暈極的上下兩端及中部開有圓孔26，供安裝軸24從其穿過。為防止火花放電產(chǎn)生臭氧，同時保證非均勻電場的效果，電暈極板28的正反表面均涂有絕緣層，在芒刺尖端27處不設(shè)絕緣涂層。通電后，電暈極僅在芒刺尖端27處產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象。圖8為鎢絲螺旋線型電暈極的示意圖，采用直徑大約為0.2～0.3mm的鎢絲，將鎢絲制作成螺旋狀，其兩端焊有固定薄片29。圖9為鎢絲螺旋線型電暈極在電子過濾器單元中的安裝位置圖。如圖10，固定槽30的一側(cè)翻邊上開有彼此間隔均勻的條縫31，鎢絲螺旋線型電暈極上下兩端的固定薄片29安裝時卡在上下兩個安裝軸24的條縫31上即可。如此，安裝及維護十分方便。
板狀芒刺型電暈極主要用于含塵濃度較高的工業(yè)建筑物中，鎢絲螺旋線型電暈極主要用于相對清潔的民用建筑中，以進一步減少臭氧濃度的產(chǎn)生。
所述的極板均通過所述的若干個安裝軸24固定在所述的左、右側(cè)板之間，每一個電子過濾器單元設(shè)一個高壓電源模塊25，所述的高壓電源模塊25固定在所述的右側(cè)板上，所述的高壓電源模塊25的輸出端與相應(yīng)所述的安裝軸24連接起來實現(xiàn)供電。
所述高效空氣過濾器的高壓供電電源模塊25、安裝軸24、框架12、凝聚區(qū)電極組件14、電離區(qū)電極組件15和集塵區(qū)電極組件16合為一體，形成高效空氣電子過濾器單元，可作為獨立商品出售。
權(quán)利要求
1.高效空氣電子過濾器，它包電離區(qū)、集塵區(qū)，其特征是它還包括凝聚區(qū)，所述的凝聚區(qū)位于空氣進口側(cè)，所述的集塵區(qū)位于空氣出口側(cè)，所述的電離區(qū)位于所述的凝聚區(qū)與集塵區(qū)之間，在所述的凝聚區(qū)具有凝聚電極組件，所述的凝聚電極組件包括若干個交錯排列的直流正、負電暈極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效空氣電子過濾器，其特征是所述的凝聚電極組件還包括接地極板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效空氣電子過濾器，其特征是所述的電離區(qū)中具有電離電極組件，所述的電離電極組件包括若干個正暈極和接地極板；所述的集塵區(qū)中具有集塵電極組件，所述的集塵電極組件包括若干個交錯排列的平行的直流正極板和接地極板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效空氣電子過濾器，其特征是還包括框架(12)和固定在所述的框架(12)上的兩塊側(cè)板(13)，所述的兩塊側(cè)板(13)之間安裝有所述的凝聚電極組件(14)、電離電極組件(15)和集塵電極組件(16)；所述的凝聚電極組件(14)的正電暈極(17)、負電暈極(18)和接地極板(19)為間隔均勻、平行排列的；所述的電離電極組件(15)中的若干個正電暈極(20)和接地極板(21)為間隔均勻分布的；所述的集塵區(qū)電極組件(16)的若干個正集塵電極(22)和接地集塵電極(23)為形狀相同且間隔均勻分布的，所述的正集塵電極板(22)位于所述的接地集塵電極(23)的中部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效空氣電子過濾器，其特征是所述的凝聚區(qū)和電離區(qū)的所有電暈極均采用板狀芒刺型的，所述的板狀芒刺型的電暈極為在各電暈極的上下兩端及中部開有圓孔(26)，供安裝軸(24)從其穿過；各電暈極板的正反表面均涂有絕緣層，在芒刺尖端(27)處不設(shè)絕緣涂層。所述的電暈極居于所述的接地極板的中部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效空氣電子過濾器，其特征是所述的電暈極板采用不銹鋼材料制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效空氣電子過濾器，其特征是所述的凝聚區(qū)和電離區(qū)的所有電暈極均為螺旋線型的，所述的電暈極為螺旋狀，其兩端焊有固定薄片(29)，所述的兩端的固定薄片(29)各安裝在二固定槽(30)一側(cè)翻邊上的條縫(31)上，并居于所述的接地極板的中部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效空氣電子過濾器，其特征是所述的螺旋線型電暈極是用鎢絲制作的。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效空氣電子過濾器，其特征是所述的極板均通過所述的若干個安裝軸(24)固定在所述的左、右側(cè)(13)板之間，每一個電子過濾器單元設(shè)一個高壓電源模塊(25)，所述的高壓電源模塊(25)固定在所述的右側(cè)板上，所述的高壓電源模塊(25)的輸出端與相應(yīng)所述的安裝軸(24)連接起來實現(xiàn)供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效空氣電子過濾器，其特征是所述高效空氣過濾器的高壓供電電源模塊(25)、安裝軸(24)、框架(12)、凝聚區(qū)電極組件(14)、電離區(qū)電極組件(15)和集塵區(qū)電極組件(16)合為一體，形成單獨的高效空氣電子過濾器單元。
全文摘要
高效空氣電子過濾器，它包電離區(qū)、集塵區(qū)，其特征是它還包括凝聚區(qū)，所述的凝聚區(qū)位于空氣進口側(cè)，集塵區(qū)位于空氣出口側(cè)，電離區(qū)位于凝聚區(qū)與集塵區(qū)之間，在凝聚區(qū)具有凝聚電極組件，所述的凝聚電極組件包括若干個交錯排列的直流正、負電暈極。本發(fā)明在電離區(qū)之前加一微粒荷電凝聚區(qū)，可使空氣中的懸浮微粒在此區(qū)帶上異極性的電荷，異極性的荷電微粒在此區(qū)相互吸引、碰撞、凝聚，從而使空氣中的懸浮微粒直徑變大，以提高空氣中亞微米級懸浮物如煙霧、細菌、病毒等的過濾效率；能有效過濾空氣中的亞微米級微粒，清潔空氣，根本改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)，本發(fā)明適于民用、工業(yè)建筑物通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)采用。
文檔編號B03C3/40GK1565750SQ0314786
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者敖順榮 申請人:敖順榮