專(zhuān)利名稱(chēng)：放電電極加熱式負(fù)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(hù)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(fù)離子空氣凈化器。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(jī)、復(fù)印機(jī)等生活和辦公用品，穿著各種針織類(lèi)高檔服裝。這些物質(zhì)產(chǎn)品在給人們帶來(lái)舒適的生活和工作方便之外，也給人們居住和工作的場(chǎng)所空氣帶來(lái)嚴(yán)重的污染，產(chǎn)生一些對(duì)人體健康有害的物質(zhì)，如苯類(lèi)和甲荃等揮發(fā)性有機(jī)氣體、氡、氨、飄塵、煙霧、及其它有害氣體。同時(shí)，人們?cè)诹鲃?dòng)過(guò)程中殘存在身體表面的有害細(xì)菌和病毒等，這些都將嚴(yán)重?fù)p害室內(nèi)的空氣質(zhì)量。目前，人們對(duì)高水平物質(zhì)生活要求的同時(shí)，對(duì)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(dāng)，又要盡可能的減少有害污染物質(zhì)的含量，增加對(duì)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(fēng)設(shè)備所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，需要采用負(fù)離子空氣凈化裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，改善人們賴(lài)以生活和工作的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，增進(jìn)人體健康。
負(fù)離子空氣凈化器就是產(chǎn)生負(fù)氧離子，利用這些負(fù)氧離子使空氣中飄塵、細(xì)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(fù)氧離子進(jìn)入人體后，能夠引起一系列良性反應(yīng)，如激活細(xì)胞生命力，修復(fù)受損害肌體等；調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，改善冠狀動(dòng)脈血流；預(yù)防呼吸系統(tǒng)疾??；改善內(nèi)分泌和新陳代謝；增加人體免疫力等。因此，負(fù)離子空氣凈化器被認(rèn)為是改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，促進(jìn)人體健康最有效的裝置。
目前，市場(chǎng)上已有的空氣凈化器，主要有兩種類(lèi)型，即空氣凈化器和電子式負(fù)離子空氣凈化器。空氣凈化器一般均采用正直流高壓電源供電，主要是用來(lái)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(guò)程中，釋放出一定量的正離子，隨著凈化器工作時(shí)間的增加，在空氣中就存在相當(dāng)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(fù)離子空氣凈化器，是采用負(fù)直流高壓電源供電，作用是凈化空氣和產(chǎn)生對(duì)人體健康有利的負(fù)氧離子，但是，由于負(fù)高壓電源供電的誘導(dǎo)負(fù)電暈放電，釋放較高濃度的臭氧，隨著凈化器工作時(shí)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(duì)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(fù)電暈放電強(qiáng)度，盡可能少產(chǎn)生臭氧，這樣必將減少負(fù)離子的產(chǎn)生量，降低了室內(nèi)空氣的負(fù)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(fù)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(fù)離子空氣凈化器臭氧排放量高的問(wèn)題，使負(fù)離子空氣凈化器工作在高的放電強(qiáng)度區(qū)域，產(chǎn)生高濃度的負(fù)氧離子，臭氧的產(chǎn)生量能夠滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，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(fù)電暈放電原理，用放電電極加熱方法降低電暈放電過(guò)程中臭氧的產(chǎn)生量，設(shè)計(jì)的放電電極加熱式負(fù)離子空氣凈化器，其結(jié)構(gòu)是放電電極采用的細(xì)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(fù)高壓上進(jìn)行供電，或是加熱電壓和放電電壓分開(kāi)隔離供電。設(shè)計(jì)的放電電極加熱式負(fù)離子空氣凈化器主要由機(jī)殼、電源發(fā)生器、高壓放電電極、低壓網(wǎng)狀電極、風(fēng)機(jī)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(fù)電壓和放電電極加熱的電壓，這兩個(gè)電壓由于都是使用在放電電極上，因此，必須保證兩個(gè)電壓發(fā)生部分的絕緣強(qiáng)度?？梢圆捎脙蓚€(gè)方案，一個(gè)是將負(fù)電壓和加熱電壓分開(kāi)供電，這時(shí)加熱電壓發(fā)生器必須采用高壓隔離供電，增加一個(gè)高低壓隔離裝置。另一個(gè)方案是負(fù)電壓和加熱電壓經(jīng)過(guò)同一個(gè)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(fù)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(jí)。為使電源小型化，電源電路包括脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路、逆變電路、高壓變壓器、高壓倍壓整流濾波電路。當(dāng)本發(fā)明在有源場(chǎng)所(固定場(chǎng)所)使用時(shí)，采用220V交流供電，當(dāng)本發(fā)明在無(wú)源場(chǎng)所(移動(dòng)場(chǎng)所)使用時(shí)，采用12V直流電源供電。調(diào)節(jié)放電高壓來(lái)保持放電的平均電場(chǎng)強(qiáng)度在4-8kV/cm范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)負(fù)氧離子產(chǎn)生量。加熱電壓也可以調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)負(fù)電暈放電的臭氧產(chǎn)生量。當(dāng)負(fù)離子空氣凈化器正常工作時(shí)，要求臭氧濃度低，單位長(zhǎng)度放電線的加熱功率為40W/m。當(dāng)負(fù)離子空氣凈化器工作在殺菌消毒狀態(tài)時(shí)，要求臭氧濃度高，單位長(zhǎng)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(xì)的電阻絲，鑲嵌在一個(gè)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(dāng)氣流方向和電場(chǎng)方向相反設(shè)計(jì)時(shí)，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(dāng)氣流方向和電場(chǎng)方向垂直設(shè)計(jì)時(shí)，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(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)，機(jī)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(fù)電暈放電臭氧的產(chǎn)生量，使負(fù)離子空氣凈化器工作在高的電場(chǎng)區(qū)域，進(jìn)而產(chǎn)生高濃度的負(fù)氧離子，提高了負(fù)離子空氣凈化器的效率，和室內(nèi)負(fù)氧離子的含量，對(duì)人體健康有利，且臭氧濃度遠(yuǎn)低于室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(0.16mg/m3，GB/T 18883-2002)。強(qiáng)的負(fù)電暈放電產(chǎn)生的紫外光，具有消毒和殺菌的功能。同時(shí)，可以調(diào)節(jié)負(fù)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(jiǎn)單，操作方便，安全可靠，無(wú)二次污染，成本低等優(yōu)點(diǎn)?？梢詮V泛用于人員密集場(chǎng)所(商場(chǎng)、學(xué)校、車(chē)站、會(huì)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(chē)、轎車(chē)、飛機(jī)、火車(chē)、輪船)等各種場(chǎng)所的空氣凈化。


附圖是放電電極加熱式負(fù)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(fēng)機(jī)，(4)絕緣外殼，(5)過(guò)濾網(wǎng)，(6)加熱電壓的一個(gè)端子，(7)高壓端子和加熱電壓的另一個(gè)端子，(8)低壓端子(接地)，(9)加熱繞組，(10)放電繞組，(11)限流保護(hù)電阻，(12)整流二極管，(13)升壓變壓器，(14)濾波電容。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明敘述本發(fā)明的技術(shù)方案和最佳實(shí)施例。
放電電極(1)因?yàn)楸景l(fā)明是采用負(fù)電暈放電原理，同時(shí)，放電電極又是加熱電極，所以，放電電極必須采用細(xì)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(shí)，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(gè)導(dǎo)體框架上，也可以安裝在一個(gè)絕緣框架上，但各個(gè)放電電極要相互連接。
低壓電極(2)當(dāng)氣流方向和電場(chǎng)方向相反時(shí)，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(gè)網(wǎng)孔尺寸在20mm×20mm-50mm×50mm之間范圍內(nèi)。當(dāng)氣流方向和電場(chǎng)方向平行時(shí)，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(gè)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(guò)如下兩種方法得到，當(dāng)本發(fā)明在有源場(chǎng)所(固定場(chǎng)所)使用時(shí)，采用220V交流供電，電路包括變壓器、脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路、逆變電路、升壓變壓器(13)、高壓整流濾波電路(11)(12)(14)。當(dāng)本發(fā)明在無(wú)源場(chǎng)所(移動(dòng)場(chǎng)所)使用時(shí)，采用12V直流電源供電，電路包括脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)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(gè)繞組，即放電繞組(10)和加熱繞組(9)，放電繞組(10)經(jīng)過(guò)整流濾波(11)(12)(14)后得到高壓0-15kV的負(fù)電壓，加熱繞組(9)是疊加在放電繞組(10)上，絕緣電壓等級(jí)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(gè)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(gè)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(lái)保持放電的平均電場(chǎng)強(qiáng)度在4-8kV/cm范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)負(fù)氧離子產(chǎn)生量，調(diào)節(jié)加熱電壓來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)電暈放電的臭氧產(chǎn)生量。當(dāng)負(fù)離子空氣凈化器正常工作時(shí)，要求臭氧濃度低，單位長(zhǎng)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(fù)氧離子在電場(chǎng)和氣流作用下，被驅(qū)動(dòng)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(guó)家的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，若調(diào)節(jié)加熱功率可以調(diào)節(jié)臭氧的產(chǎn)生量，當(dāng)加熱功率低時(shí)，本發(fā)明具有消毒和殺菌功能。
本發(fā)明的最佳實(shí)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(zhǎng)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(gè)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(fēng)機(jī)(3)采用軸流風(fēng)機(jī)，220V供電，風(fēng)量為20m3/h，氣流方向和電場(chǎng)方向相反，和負(fù)氧離子漂移方向相同。機(jī)殼(4)和過(guò)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(guò)電路變換到升壓變壓器(13)，在(7)和(8)兩端獲得12kV負(fù)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(fù)離子空氣凈化器工作時(shí)間為1h，在距離該凈化器樣機(jī)1米處，測(cè)得的負(fù)氧離子濃度為105個(gè)/cm3，在距離該凈化器樣機(jī)6米處，測(cè)得的負(fù)氧離子濃度為103個(gè)/cm3，對(duì)室內(nèi)粉塵凈化效率達(dá)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(fù)離子空氣凈化器，根據(jù)負(fù)電暈放電原理，目的是產(chǎn)生高濃度負(fù)氧離子，凈化封閉室內(nèi)空氣，采用放電電極加熱方法來(lái)降低電暈放電過(guò)程中臭氧的產(chǎn)生量，負(fù)電暈放電的電場(chǎng)強(qiáng)度高，可達(dá)到8kV/cm，臭氧濃度滿足國(guó)家室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)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(guò)程中臭氧的產(chǎn)生量；放電電極的細(xì)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(fù)高壓上進(jìn)行供電，或是加熱電壓和放電電壓分開(kāi)隔離供電。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種放電電極加熱式負(fù)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(fù)電暈放電過(guò)程中臭氧的產(chǎn)生量，使負(fù)離子空氣凈化器可以在高電場(chǎng)區(qū)域(可達(dá)到8kVv/cm)下進(jìn)行工作，提高了負(fù)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(fù)高電壓上，降低高壓的絕緣等級(jí)，在電極結(jié)構(gòu)上采用細(xì)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(fù)氧離子，凈化室內(nèi)空氣，臭氧濃度低，且可以調(diào)節(jié)，同時(shí)，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(dòng)封閉室內(nèi)場(chǎng)所的空氣凈化。
文檔編號(hào)A61L9/22GK1513562SQ0313345
公開(kāi)日2004年7月21日 申請(qǐng)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(huì), 戚棟, 李 杰 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)