專利名稱：一種高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子空氣凈化裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高效電離驅(qū)動(dòng)空氣 凈化裝置的電極結(jié)構(gòu)及采用這種電極的電路。
背景技術(shù)：
為除去空氣中的污染物，凈化裝置要包括多層過(guò)濾膜以清除不同大小的粒 子；為克服過(guò)濾膜產(chǎn)生的阻力以及產(chǎn)生足夠的空氣流動(dòng)，現(xiàn)有技術(shù)中一般在凈 化裝置內(nèi)設(shè)置有運(yùn)動(dòng)部件，如采用大功率的風(fēng)扇。風(fēng)扇有一系列缺點(diǎn)，包括體 積大、重量重、易磨損、噪音高、耗電量大等缺陷；另外，過(guò)濾膜使用過(guò)--段 時(shí)間后積累了灰塵，除塵效率會(huì)降低。這時(shí)就需要更換過(guò)濾膜，從而增加使用 成本。
請(qǐng)參照?qǐng)D1所示的現(xiàn)有技術(shù)空氣凈化裝置內(nèi)的電極分布結(jié)構(gòu)示意圖，為克 服述缺點(diǎn)'在^"化裝青中采用兩級(jí)電極的設(shè)計(jì)，；t禾由兩級(jí)由秘結(jié)抝句辨有, 電離極1和接地的收集極2，在電離極加高電壓使通過(guò)的顆粒帶負(fù)電，帶電顆粒
被帶相反電勢(shì)的收集極吸附，但該種結(jié)構(gòu)存在以下缺點(diǎn)由于等離子場(chǎng)產(chǎn)生的 有效電荷密度小，空氣中的顆粒帶電率低，影響了除塵效率；不是所有的離子 都能在收集極上被收集，帶電離子的運(yùn)動(dòng)方向可能會(huì)偏離收集極，而逃離到空 氣中，收集極無(wú)法全部吸收帶電顆粒，顆粒漏過(guò)過(guò)濾器沉積在室內(nèi)家具及地板 上繼續(xù)造成污染，使得灰層收集效率降低，電場(chǎng)產(chǎn)生的空氣流量低，清潔速率 低；高電壓會(huì)造成電離極電侵蝕及氧化，縮短使用壽命；空氣電離同時(shí)產(chǎn)生臭 氧，過(guò)量臭氧對(duì)人體有害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)兩級(jí)電極結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，提供一種電離 極、加速極和收集極結(jié)構(gòu)的三級(jí)電極結(jié)構(gòu)，在不提高電壓的條件下提高等離子 場(chǎng)強(qiáng)，從而提高了顆粒清潔效率和氣流速度，同時(shí)提高凈化裝置的使用壽命和 保證較低臭氧含量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供采用所述電極結(jié)構(gòu)的電路。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案 一種高效電離驅(qū)動(dòng)空氣 凈化裝置的電極，包括相互平行設(shè)置的電離極和收集極，在該電離極和收集極 之間設(shè)有相互平行、且?guī)c電離極相反電勢(shì)的加速極，所述收集極電勢(shì)低于加 速極電勢(shì)。
在電離極周圍產(chǎn)生高電場(chǎng)將苧氣分子電離，等離子使得空氣中的顆粒帶電 荷，在電離極下游放置帶相反電勢(shì)的加速極，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)帶電離子向加速極方向 運(yùn)動(dòng)；加速極的旁側(cè)放置同極性電勢(shì)的收集極，收集極電勢(shì)低于加速極，形成 從加速極指向收集極的靜電場(chǎng)，從而顆粒被推向收集極，而加速極不會(huì)受顆粒 影響；電壓分布在加速極和收集極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，確保所有的離子被推向收
集極，使得收集效率大大提高。
所述電離極為針尖狀電離極。電離極為針尖狀使電離極在局部產(chǎn)生高電場(chǎng) 和高強(qiáng)度等離子場(chǎng)，有助于顆粒更快速的經(jīng)過(guò)加速極被收集極收集。
所述加速極面對(duì)電離極的一面的曲率半徑大于電離極的曲率半徑。電離極 相對(duì)加速極采用的是小半徑的導(dǎo)體/半導(dǎo)體，使得電離極在局部更容易產(chǎn)生高電
+3和高強(qiáng)度等離子場(chǎng)。
所述加速極的截面形狀為溝槽形，所述加速極為多個(gè)，該多個(gè)加速極相互 連接，所述電離極設(shè)置在所述加速極的溝槽開(kāi)口處。電離極被激發(fā)極隔離，有 效的隔離了并聯(lián)電場(chǎng)的干擾。
在所述同一電離極下方設(shè)置有多級(jí)加速極，所述收集極設(shè)置在最后一級(jí)加 速極的旁側(cè)。電壓呈階梯狀分布，這樣離子可以與更多的空氣分子交換動(dòng)量以
提高效率，同時(shí)促進(jìn)電荷中和；梯級(jí)電極排布使在電離極產(chǎn)生的離子不斷地在 各級(jí)加速極中加速并與其它空氣粒子碰撞而增加空氣流動(dòng)量級(jí)風(fēng)速。
所述電離極、加速極多組串聯(lián)，所述收集極為多個(gè)，該收集極設(shè)置在所述 相鄰的加速極組之間。多組電離極之間通過(guò)導(dǎo)體材料做成的激發(fā)極間隔以屏蔽 相互的電場(chǎng)，每組電離極和激發(fā)極之間有足夠的電勢(shì)差產(chǎn)生電暈放電，由此增 加等離子場(chǎng)濃度，通過(guò)調(diào)節(jié)電離極和激發(fā)極之間的電勢(shì)差，可以調(diào)節(jié)離子濃度 和空氣流速；在每組電離極與下一組電離極串聯(lián)之間設(shè)置有收集極，可將顆粒 電荷完全中和，避免了離子倒流而影響效率；沿著空氣流動(dòng)同一方向串聯(lián)多組 電離極和加速極，增加了流體速度和機(jī)械能轉(zhuǎn)化效率。
在所述電離極背對(duì)所述加速極的一側(cè)上涂覆有電解質(zhì)涂層或在所述電離極 的正上方設(shè)置有與所述電離極極性相同的排斥極。電離極上背對(duì)加速極的部分
加電解質(zhì)涂層或在電離極的上游放置極性相同的排斥極，可以防止無(wú)效的粒子
電離，以進(jìn)一步優(yōu)化電場(chǎng)分布而加速空氣流動(dòng)。
所述電離極為W、 WC、 WN、 molybdenum、不銹鋼、鎳金屬及合金、熱電偶金
屬及合金、稀有金屬及合金、難熔金屬及合金中的一種或幾種制成。電離極采
用硬度高和抗侵蝕的材料制作，能有效提高使用壽命。
所述加速極、收集極相對(duì)電離極的面均為光滑表面。以防止在電離極和加
速極，或電離極和收集極之間產(chǎn)生高壓放電。
本發(fā)明包括有電壓控制電路，該電壓控制電路的輸入端和輸出端分別與前
置探測(cè)器、后置探測(cè)器、收集極、電離極、加速極電連接，在所述加速極和電
壓控制電路之間還電連接有測(cè)量電路。電壓控制電路將輸入的低電壓同時(shí)轉(zhuǎn)化
成正和負(fù)的高電壓，可同時(shí)提供電離極、加速極和收集極所需電勢(shì)，能保持電
流穩(wěn)定，無(wú)喘振，同時(shí)控制電路屮還包括有測(cè)量電路，能自動(dòng)測(cè)量電離極和加
速極電學(xué)性質(zhì)的變化，反饋調(diào)節(jié)輸入電壓和電流，在凈化裝置的入口處放置探 判，測(cè)，空^ 的氣樂(lè)溫度濕度等，反槽調(diào)節(jié)輸入由I^和電濟(jì).設(shè)牝玩境象
數(shù)影響空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)；而在出口處放置探測(cè)器測(cè)量空氣組份，如空氣中粒子 濃度及臭氧濃度等，反饋調(diào)節(jié)輸入電壓和電流的強(qiáng)度。
還包括有設(shè)置在所述加速極之間的、并與所述電壓控制電路電連接的保護(hù) 性電弧觸發(fā)極，該電弧觸發(fā)極與電離極之間的距離小于所述加速極和電離極之 間的距離。因此當(dāng)環(huán)境變化而引起電弧放電時(shí)，放電將首先在保護(hù)性電弧觸發(fā) 極與電離極之間發(fā)生，這時(shí)保護(hù)性電弧觸發(fā)電極產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)輸入給電壓控制 電路，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓或電流消除放電以保護(hù)其他工作電極。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)三級(jí)電極結(jié)構(gòu)，電壓分布在 加速極和收集極之間產(chǎn)牛強(qiáng)電場(chǎng)，確保所有的離子被推向收集極，無(wú)須運(yùn)動(dòng)部 件驅(qū)動(dòng)空氣和清除顆粒，從而收集效率大大提高。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)空氣凈化裝置內(nèi)的電極分布結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明三級(jí)電極結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖3為本發(fā)明電離極結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明電離極與加速極相對(duì)位置結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明多組加速極階梯排列結(jié)構(gòu)不意圖6為本發(fā)明多組電離極和加速極串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明電離極與排斥極相對(duì)位置結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)框附圖標(biāo)記說(shuō)明1、電離極，2、收集極，3、加速極，31、溝槽開(kāi)口， 5、
排斥極，6、電解質(zhì)涂層，7、光滑表面，8、電弧觸發(fā)極。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例
請(qǐng)參閱圖2所不， 一種高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，包括相互平行 設(shè)置的電離極1和收集極2，在該電離極1和收集極2之間設(shè)置有相互平行、且 帶與電離極相反電勢(shì)的加速極3，收集極2電勢(shì)低于加速極3電勢(shì)。電離極1的
高f^產(chǎn)十有子.由干牧集極')的中.勢(shì)低，閑葉離；東相Tf平-亍的17|1諫秘3 ■>間
形成的電場(chǎng)作用卜加速向收集極2方向移動(dòng)，中和的離子及灰塵即吸附在收集 極2上。加速極3、收集極2相對(duì)電離極1各面均為光滑表面7。 請(qǐng)參閱圖3所示，電離極1采用帶有針尖端的結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖4所不，加速極3面對(duì)電離極1的一面的曲率半徑大于電離極的 曲率半徑。電離極l^用小半徑的導(dǎo)體/半導(dǎo)體構(gòu)成，使得電離極在局部更容易 產(chǎn)生高電場(chǎng)和高強(qiáng)度等離子場(chǎng)。本實(shí)施中加速極曲率半徑與電離極半徑的比大 于20。
本實(shí)施例提供了加速極的另外一種結(jié)構(gòu)，加速極3的截面形狀為溝槽形， 加速極3為多個(gè)，該多個(gè)加速極3之間相互連接，電離極1設(shè)置在加速極3的 溝槽開(kāi)口 31處。
為進(jìn)一歩提高凈化的效率，請(qǐng)參閱圖5所示，在同一電離極1下方設(shè)置有 三級(jí)加速極3，收集極2設(shè)置在最后一級(jí)加速極3的旁側(cè)，該收集極與地面接觸。
請(qǐng)參閱圖6所示，電離極1、加速極3還可以多組串聯(lián)，電離極l之間通過(guò) 溝槽形的加速極3相互間隔，收集極2為多個(gè)，該收集極2設(shè)置在相鄰的加速 極3組之間。
請(qǐng)參閱圖7所示，為防止無(wú)效的離子電離，在電離極1背對(duì)加速極3的一 側(cè)上涂覆有電解質(zhì)涂層6或在電離極1的正上方設(shè)置有與電離極1極性相同的 排斥極5。
請(qǐng)參閱圖8所示， 一種采用高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置電極的電路，包括 有電壓控制電路，該電壓控制電路的輸入端和輸出端分別與前置探測(cè)器、后置 探測(cè)器、收集極2、電離極l、加速極3電連接，在加速極3和電壓控制電路之 間還電連接有測(cè)量電路。通過(guò)測(cè)量電路實(shí)時(shí)測(cè)量通過(guò)電離極的電流，用以調(diào)節(jié) 空氣凈化的工作狀態(tài)，保證穩(wěn)定的氣流和凈化效率，電流測(cè)量可以采用定值電 阻，電流轉(zhuǎn)換器，或者霍爾效應(yīng)器件。
本實(shí)施例中還包括有設(shè)置在加速極之間的、并與電壓控制電路電連接的電 弧觸發(fā)極8，該電弧觸發(fā)極8與電離極1之間的距離小于加速極3和電離極1之 間的距離。電弧放電觸發(fā)電路控制方式包括限制電流、降低電壓，通過(guò)脈沖寬 度調(diào)制或通過(guò)非線件阻抗元素，當(dāng)通過(guò)電流突然增加時(shí)，電阻加大以限制電流， 以消除電弧放電等。
每隔一定時(shí)問(wèn)^T電離極1 ,一定電流'把*襲極，加熱到超;計(jì)^n攝氏席 以去除氧化物和其它雜質(zhì)。當(dāng)臭氧濃度卨于規(guī)定值時(shí)，升高電離極1及收集極2 溫度以加速臭氧分解速率。
電離極1的材料為W、 WC、麗、molybdenum、不銹鋼、鎳金屬及合金、熱電
偶金屬及合金、稀有金屬及合金、難熔金屬及合金中的一種或幾種制成，能有 效提高使用壽命。
為進(jìn)一步增加抗氧化性和減少臭氧的產(chǎn)生，在電離極l、收集極2、加速極 3與空氣接觸的表面鍍有金、銀、鉑及其它半導(dǎo)體及氧化物、合金一種或幾種。
上列詳細(xì)說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說(shuō)明，該實(shí)施例并非用以限 制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含丁-本 案的專利范圍中。
權(quán)利要求
1、一種高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，包括相互平行設(shè)置的電離極和收集極，其特征在于在該電離極和收集極之間設(shè)有相互平行、且?guī)c電離極相反電勢(shì)的加速極，所述收集極電勢(shì)低于加速極電勢(shì)。
2、 如權(quán)利要求l所述的高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，其特征在于所述 電離極為針尖狀電離極。
3、 如權(quán)利要求l所述的高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，其特征在于所述 加速極面對(duì)電離極的一面的曲率半徑大于電離極的曲率半徑。
4、 如權(quán)利要求3所述的高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，其特征在于所述 加速極的截面形狀為溝槽形，所述加速極為多個(gè)，該多個(gè)加速極相互連接， 所述電離極設(shè)置在所述加速極的溝槽開(kāi)口處。
5、 如權(quán)利要求4所述的高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，其特征在于在所 述同一電離極下方設(shè)置有多級(jí)加速極，所述收集極設(shè)置在最后一級(jí)加速極的 旁側(cè)。
6、 如權(quán)利要求4所述的高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，其特征在于所述 電離極、加速極多組串聯(lián)^聽(tīng)述，#極為多個(gè)> 該收集極設(shè)胃先^法巧鄰的 加速極組之間。
7、 如權(quán)利要求6所述的高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，其特征在于在所 述電離極背對(duì)所述加速極的一側(cè)上涂覆有電解質(zhì)涂層或在所述電離極的正 上方設(shè)置有與所述電離極極性相同的排斥極。
8、 如權(quán)利要求1到7中任一所述的高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，其特征 在于所述電離極為W、 WC、麗、molybdenum、不銹鋼、鎳金屬及合金、熱 電偶金屬及合金、稀有金屬及合金、難熔金屬及合金中的一種或幾種制成。
9、 如權(quán)利要求8所述的高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，其特征在于所述 加速極、收集極相對(duì)電離極的面均為光滑表面。
10、 一種采用如權(quán)利要求1所述高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置電極的電路，其特 征在于包括有電壓控制電路，該電壓控制電路的輸入端和輸出端分別與前置探測(cè)器、后置探測(cè)器、收集極、電離極、加速極電連接，在所述加速極和 電壓控制電路之間還電連接有測(cè)量電路。
11、 如權(quán)利要求10所述采用高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置電極的電路，其特征在于還包括有設(shè)置在所述加速極之間的、并與所述電壓控制電路電連接的保護(hù)性電弧觸發(fā)極，該電弧觸發(fā)極與電離極之間的距離小于所述加速極和電離 極之間的距離。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高效電離驅(qū)動(dòng)空氣凈化裝置的電極，包括相互平行設(shè)置的電離極和收集極，在該電離極和收集極之間設(shè)置有相互平行、且?guī)c電離極相反電勢(shì)的加速極，所述收集極電勢(shì)低于加速極電勢(shì)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種這種電極的電路，包括有電壓控制電路，該電壓控制電路的輸出端分別與前置探測(cè)器、后置探測(cè)器、收集極、電離極、加速極電連接，在所述加速極和電壓控制電路之間還電連接有測(cè)量電路。通過(guò)三級(jí)電極結(jié)構(gòu)，電壓分布在加速極和收集極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，確保所有的離子被推向收集極，無(wú)須運(yùn)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)空氣和清除顆粒，從而收集效率大大提高。
文檔編號(hào)A61L9/22GK101376034SQ200810165890
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月6日
發(fā)明者陳競(jìng)坤 申請(qǐng)人:陳競(jìng)坤