專利名稱：用于空氣凈化，特別是用在通風及空調設施的裝置的制作方法
用于空氣凈化、特別是用在通風及空調設施的裝置
本發(fā)明涉及一種根據權利要求1的前序部分的、用于在通風及空 調設施中用于空氣凈化的裝置。
空氣凈化裝置已經眾所周知，其意義隨著空氣污染，特別是細微 灰塵含量增加而不斷提高。根據效率和應用情況不同，空氣過濾裝置 可以設計成封袋型過濾器、緊湊型過濾器或密封過濾單元，其中封袋
型過濾器應用最為普及。過濾器根據歐洲標準EN779/EN1822進行測 定，并依據效率(微粒數量)或分離效率(通過重量)被劃分為不同的空氣 過濾器等級。除了所述的結構區(qū)別之外，所應用的過濾器材料的質量 和構成、過濾器表面以及過濾材料(玻璃或合成纖維)也決定了過濾器 的性能。
壓力損失和隨即產生的過濾設備能量消耗，連同過濾器的技術數 據對過濾器的運行具有決定性意義。對于相同類型甚至相同等級的過 濾器，能量的消耗可能產生巨大差異。即使銷售數據中絕大多數過濾 器的初始壓力損失非常接近，在運行過程中根據過濾器的類型不同將 出現很大的區(qū)別。
在根據印刷手冊US-A-5,622，543的用于空氣凈化的裝置中，空氣 管道內設置了許多一個挨著一個的過濾器和平板?？諝馐紫韧ㄟ^金屬 絲網過濾器，接著通過穿孔的平板，穿孔平板設計成陰離子發(fā)生器， 出于此目的可與高壓振蕩器進行電氣聯接，并且產生電磁場。在這個 可再充電的平板之后設置了灰塵積聚器，接著又設置了活性炭過濾 器。不利之處在于，整個結構帶有多個過濾器和平板，其效率很低， 由于穿孔平板帶有菱形孔，造成通過空氣氣流速度的降低，灰塵顆粒 不是在之后設置的灰塵積聚器內，而是在這個穿孔的平板處就已經被
分離，因此這些孔4^迅速堵塞。
本發(fā)明的目的在于，提供一種一開始所:提及類型的裝置，用以提 高效率，降低效率衰減，對于正常的外部空氣條件，在整個運行時間 內實現壓力損失的廣泛保持。
本發(fā)明的目的，在這種裝置中通過權利要求1所述的特征來實現。 根據本發(fā)明，特定過濾器的效率提高，使得灰塵通過量(灰塵穿透 能力)大約可以減少一半。此外，在通常的運4亍時間(例如6000小時) 內，初始效率降低是無關緊要的，其提供給操作者足夠的安全，并且 期間壓力損失的升高可以忽略不計。因此能量成本可以保持恒定并且 較低。
通過在行業(yè)范圍內選擇更精細的過濾介質來實現空氣過濾器效 率的提高。但是更精細更稠密的過濾介質具有較大的空氣阻力(壓力損 失)，并且在運行時間內顯著增大，從而產生了較高的能量成本。根據 本發(fā)明的空氣過濾器直接與灰塵積聚器相聯接，通過積聚使空氣中夾 帶的細微灰塵擴大，這樣就可以通過簡單的空氣過濾器實現更好的分 離。灰塵通過積聚器被預先定型。
不同于傳統(tǒng)的電子過濾器，本發(fā)明的對象只具有單個直流高壓電 場，灰塵顆粒通過電離和隨后的積聚被擴大，此后，灰塵在隨即設置 的行業(yè)常規(guī)空氣過濾器中可以實現更高效的分離。大多數被單極充電 的分離灰塵顆粒在空氣過濾器內形成靜電活性表面，其在過濾器網內 還加強了灰塵之間的連接，減少了不希望出現的灰塵分離(脫落)。
與此相比，在傳統(tǒng)的不帶灰塵積聚器的空氣過濾器中，制造介質 產生的靜電電荷所起的作用，到電荷衰減至中性為止。其只能持續(xù)短 短幾天至幾個星期。
在根據本發(fā)明的裝置中，由于靜電場的存在，積聚器的作用得到 持續(xù)更新，在運行時間內，灰塵分離效率始終保持在初始的較高水平 上。在玻璃纖維和合成過濾介質中，這種作用是類似的。
空氣中的灰塵顆粒在灰塵積聚器中轉換成顆粒更大、數量更少的 灰塵顆粒，可以對其進行更有效的分離。因此，過濾介質不需要設計 成帶有很多細網眼，這就意味著較少的壓力損失和較低的能量消耗。 換句話說，可以通過"較差"的過濾器實現相同的凈化效果。經濟效 率的計算還包括高壓整流器的能量消耗。
該裝置也非常適用于對現有過濾裝置進行低成本地翻新改造，使 其到達較高的效率，此外，即4吏由于必需的4交高壓力損失，也不用對 通風設備和驅動電機進行更換。
該裝置也消除了傳統(tǒng)電子過濾器的固有缺點，即在電力故障時分 離作用將失效。根據本發(fā)明的裝置在電力故障時也能保持獲得正常的 網狀過濾器分離效率。
依據附圖，在以下將對本發(fā)明作詳細的說明。其中 圖l顯示了根據本發(fā)明的用于空氣凈化的裝置輪廓圖； 圖2顯示了用于根據本發(fā)明裝置的灰塵積聚器的一個實施例； 圖3顯示了帶有集成高壓整流器的灰塵積聚器的一個實施例； 圖4顯示了根據本發(fā)明的裝置與傳統(tǒng)空氣過濾器進行功率比較的 圖表。


圖1示意性地顯示了用于空氣凈化的裝置，特別是用于通風及空 調設施，其被安裝在由管道殼體25形成的空氣管道10內，需要凈化 的空氣沿著氣流方向S被輸送。例如，在此涉及到用于過濾單元的標 準管道，通常具有610x610mm的截面?？諝鈹盗靠梢允?700m3/h或 3400m3/h，例如，其在管道中對應的空氣速度為2m/s和2.5m/s。
在該裝置的空氣管道10中設置了空氣過濾器11，其作用是分離 空氣中存在的灰塵顆粒。同時，其包括商用標準的封袋型和緊湊型凈 化器，從市場上不同的空氣過濾器等級中可以獲得。這種空氣過濾器 通常由細網眼的合成網狀組織組成。
灰塵積聚器12直接與空氣過濾器ll相連，其在圖2中也作了簡 單地描述。根據本發(fā)明的灰塵積聚器12具有一定數量彼此間隔的電 極16和薄金屬片(Blech-Lamellen)15,其中設計為金屬絲的電極16和 薄金屬片15以更替的方式設置，在空氣管道中，電極16可以產生電 位場，特別是直流電位場。
電極16和薄金屬片15排列在框狀灰塵積聚器12內，并橫向于 空氣管道10設置。薄金屬片15帶有縱截面并朝著空氣氣流方向S布 置，其與電極一起有利地以相同間距平刊、沒置，其中，電極16大約 定位在薄金屬片的中間區(qū)域。其可以設計成由鉤或其它特種鋼制成的 金屬絲電極，在長度方向垂直薄片15(相對電極)設置。電極也可以設 計成波浪形，因此像彈簧一樣，在灰塵積聚器內可伸展。
電極16通過聯接導線22,23聯接到高壓整流器13上，用于產生 直流電位場，同時其一側通過導線14與電源相聯。高壓整流器13的 電壓可以在5kV和12kV之間，例如。
根據圖3，高壓整流器13'也可以直接集成到灰塵積聚器12內， 這樣一起作為單獨組件可被更換，因此只需要具備用于為整流器供電 (例如230V直流)的接口插頭。高壓整流器13'如此設計尺寸，使得其 不超出積聚器12的邊框，這樣就可以在標準大小制造的框架內插入 到標準的管道內，不需要管道作特殊的適應調整。
框狀的灰塵積聚器12作為插入模塊設計，橫向地設置在平行于 其的空氣過濾器11的前方，并可在管道殼體25內固定。其也可以直 接托架安裝或固定到過濾器框架和過濾器上，并以整體單元組合或開 發(fā)。通過設計優(yōu)化，灰塵積聚器12的深度t可以保持足夠低，使得可 以用灰塵積聚器對現有的空調^L備或裝置進行翻新改進。該積聚器12 的深度優(yōu)選地位于40mm和60mm之間。同樣，電極到薄金屬片間距 的選擇，使得積聚器12的空氣阻力、過濾器靜電充電和灰塵的靜電 影響都獲得優(yōu)化的比例。在電極和薄金屬片之間優(yōu)選的間距設置在 10mm到50mm。薄金屬片基本上可以設置成金屬線。有利地，灰塵積聚器12聯"^妾到以虛線描述的預濾器19上，該預 濾器同樣可以作為商業(yè)標準的過濾器獲得。該預濾器19優(yōu)選地設計 成粗網眼，這樣，其保護了積聚器12不受^1大臟物(昆蟲或者類似物) 的影響。
與高壓整流器13(或者在大設備中與整個直流電電源)相聯接的灰 塵積聚器12具有單個直流電位場，這樣在積聚器內不發(fā)生灰塵分離。 空氣被電離，灰塵首先在灰塵積聚器12的下一級空氣過濾器11上被 捕獲。大多數被單極充電的灰塵顆粒在空氣過濾器11內形成靜電活 性表面，其在過濾器網內還加強了灰塵之間的連接。當需要凈化的空 氣中包含了例如油滴的液體微滴時，這種裝置將特別有效，根據本發(fā) 明的裝置可以更好地將液體微滴從空氣中分離出來。
在傳統(tǒng)的不帶灰塵積聚器的過濾裝置中，靜電充電電荷發(fā)揮的作 用直到過濾網纖維被灰塵占據，同時電荷呈現中性，其具有較高的初 始效率，而在根據本發(fā)明的裝置中，電場持續(xù)存在，從圖4中可以看 出，運行時間內的效率保持在初始的較高水平。該圖表顯示了(例如) 與運行時間有關的、相對于至少為0.4(im的灰塵直徑的基本效率。在 帶有根據本發(fā)明灰塵積聚器的裝置中，應用帶合成介質、F7等級的封 袋型凈化器時，其效率可以持續(xù)保持在將近80%，在此期間應用相同 的封袋型凈化器，產生的效率降低不超過30%。
空氣中的灰塵顆粒在灰塵積聚器12中轉化為顆粒較大，數量減 少的灰塵顆粒，其可被更有效地分離?？諝膺^濾器只需要較少的網眼， 這意味著在一定效率下較少的壓力損失。換句話說，相同的凈化結果 可以通過"較差"的過濾器來實現，或者相同的過濾器適用于較緊湊 的方案(帶較短的空氣過濾器)。
根據本發(fā)明的裝置相比同樣效率的傳統(tǒng)空氣凈化裝置具有較好 的經濟性，盡管需要附加的電能用于灰塵積聚器，裝置可以裝備較深 的過濾器，從而具有較小的壓力損失(能量消耗和實際購置成本)。
其不僅對于通風及空調設施，而且出于技術和工業(yè)目的，例如在
空間凈化技術，或者在制藥工業(yè)的過濾器應用中，或者在原子能工業(yè) 中，都具有重要意義。
積聚器特別適合在亞微米的微粒范圍內使用，該范圍內分子的布 朗運動將起到作用。布朗運動通過外加電壓的場能得到加強(運動學凝 結)，這就是為什么根據本發(fā)明的裝置特別適用在亞微米級的細微灰塵 范圍和納米技術中。
需要再次提到，根據本發(fā)明的積聚器和具有整個過濾壁的過濾單 元可以串聯在大型裝置中。
權利要求
1.一種用于空氣凈化的裝置，特別用于通風及空調設施，所述裝置帶有設置在空氣管道(10)或過濾壁中用于灰塵分離的空氣過濾器(11)，其中，所述空氣過濾器(11)與可帶電的灰塵積聚器(12)串聯，其特征在于，所述灰塵積聚器(12)具有一定數量相互間隔設置的電極(16)和薄金屬片(15)，其中，設計成類似于金屬線的所述電極(16)和所述薄金屬片(15)以相互更替的方式設置，而利用所述電極(16)可以產生電位場，特別是直流電位場。
2、 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電極(16)和所 述薄金屬片(15)依次設置在設計成框狀的所述灰塵積聚器(12)內，并且 設置成與所述空氣管道(10)成^f黃向。
3、 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述薄金屬 片(15)的縱截面沿空氣氣流方向(S)伸展。
4、 根據權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，所 述電極(16)和所述薄金屬片(15)各自以相同的間距相互平行設置，其中 所述電極(16)大約定位在所述薄金屬片(15)的中間區(qū)域。
5、 根據權利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，所 述電極(16)由優(yōu)選地用鵠或特種鋼制成的電線組成。
6、 根據權利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，所 述電極(16)由細薄的金屬薄片帶組成。
7、 根據權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征在于，所 述電極(16)設計成波浪形，因此可像彈簧一樣在所述灰塵積聚器(12) 內伸展。
8、 根據權利要求1至7中任一項所述的裝置，其特征在于，所 述框狀灰塵積聚器(12)設計成插入模塊，并且可在管道殼體(25)中橫向 固定在與其平行設置的所述空氣過濾器(ll)的前方。
9、 根據權利要求1至8中任一項所述的裝置，其特征在于，所 述框狀灰塵積聚器(12)具有40mm到60mm之間的深度，以適于隨后 安裝到現有裝置上。
10、 根據權利要求1至9中任一項所述的裝置，其特征在于，可 利用高壓整流器(13)來產生直流電位場。
11、 根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述高壓整流 器(13)的電壓位于5到15kV之間。
12、 根據權利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述高壓 整流器(13')直接集成在所述灰塵積聚器(12)的框架內。
13、 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，預濾器可安裝在 直接設置于所述空氣過濾器(11)前方的所述灰塵積聚器(12)的前方。
14、 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述灰塵積聚器 作為插入模塊直接固定在所述過濾器框架或所述過濾器上，并且作為 整體單元可安裝在所述管道殼體中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于空氣凈化的裝置，特別是用于通風及空調設施，具有空氣過濾器(11)，其安裝在空氣管道(10)或過濾壁內用于灰塵分離。帶直流電位場的灰塵積聚器(12)直接與空氣過濾器(11)串聯。在商用標準的過濾器中，其效率可以提高，使得灰塵通過量大約減少一半。此外，在運行時間內初始效率的降低將無關緊要。
文檔編號B03C3/08GK101374605SQ200780003319
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月24日 優(yōu)先權日2006年1月25日
發(fā)明者B·厄恩斯特, K·蒂費諾爾, T·厄恩斯特 申請人:通風技術及金屬結構股份公司