一種空氣微納顆粒過濾凈化設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及除塵設備【技術領域】，特別是一種空氣微納顆粒過濾凈化設備，該凈化設備的空氣管的一端具有空氣入口，空氣管的另一端具有凈化空氣排出口和污染物排出口，電暈電極組設置在空氣管的入口一側，流向控制電極位于電暈電極組的后方，流向控制電極產生電場，控制污染物顆粒從污染物排出口排出。過濾凈化設備體積小，質量輕，使用者無呼吸阻力，適合做成便攜式可穿戴空氣凈化面具，便于攜帶，也可安裝在現(xiàn)有建筑物的入氣管道處做為PM2.5微納顆粒的空氣過濾裝置，不僅可以100%去除空氣中PM2.5微納污染顆粒，而且在過濾過程中產生的少量臭氧被用于殺死空氣中的細菌，產生的臭氧可被后續(xù)的臭氧處理裝置和氮氧化物吸收裝置處理并吸收。
【專利說明】一種空氣微納顆粒過濾凈化設備

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及除塵設備【技術領域】，特別是一種空氣微納顆粒過濾凈化設備。

【背景技術】
[0002] 隨著中國人口密度的不斷增加，工業(yè)生產及各種能源需求的增加，造成近年來中 國城市空氣質量急劇下降。近年來，由于中國各大城市頻繁發(fā)生的霧霾，城市居民為了健 康，在出行的時候經(jīng)常都帶上口罩。然而我們通常使用的口罩的濾網(wǎng)孔狀直徑遠大于空氣 中的PM2. 5污染微納顆粒的大?。≒M2. 5是指直徑小于2. 5微米的污染微納顆粒，醫(yī)學上 定義為"要命"的入肺顆粒，是對人體危害最大的一種空氣污染物)，所以日常用的口罩對 PM2. 5的空氣污染微納顆粒過濾作用不大。如果增加口罩濾網(wǎng)的厚度和密度可能提高過濾 效果，但是由于口罩的體積和重量也隨之增加，帶來穿戴不適，而且最大的問題是增加了使 用者的呼吸阻力，造成使用者呼吸阻力過大而使用不便。
[0003] 現(xiàn)有的空氣凈化技術大多是基于濾網(wǎng)的過濾技術。濾料主要是玻璃纖維，合成纖 維，石棉纖維等，這些多孔材料會大大增加空氣流動阻力，而且隨著使用時間延長過濾效果 會下降，如未按時更換，堆積在濾網(wǎng)上的細菌會大量繁殖并造成更嚴重的二次污染。目前市 面上大多數(shù)空氣凈化產品，通常體積和重量過大，無法做成的便攜裝置供使用者外出使用 或安裝到現(xiàn)有的空調管道系統(tǒng)中進行過濾。而現(xiàn)有的基于靜電式除塵技術的空氣凈化產品 在使用電暈放電過程中會產生臭氧和氮氧化物，對人體健康帶來影響，也無法成為消費者 完全可依賴的技術。 實用新型內容
[0004] 本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種空氣微納顆粒過濾凈化設備，減小 設備體積和重量，提高過濾效果并減少臭氧和氮氧化物等二次污染物的產生。
[0005] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種空氣微納顆粒過濾凈化設 備，包括空氣管、電暈電極組、流向控制電極，空氣管的一端具有空氣入口，空氣管的另一端 具有凈化空氣排出口和污染物排出口，電暈電極組設置在空氣管的入口一側，使通過電暈 電極組的污染物顆粒帶電荷，流向控制電極位于電暈電極組的后方，流向控制電極產生電 場，控制污染物顆粒從污染物排出口排出。
[0006] 為了更好的將污染物顆粒從空氣中分離出來，空氣管內設有分流板，分流板位于 流向控制電極的后方，凈化空氣排出口和污染物排出口分別位于分流板的兩側，流向控制 電極產生電場，控制污染物顆粒進入污染物排出口一側的分流通道，并從污染物排出口排 出。
[0007] 具有地，電暈電極組包括微電暈放電電極、電荷內柵格收集電極和電荷外收集電 極，電荷內柵格收集電極設置在微電暈放電電極的外側，電荷外收集電極設置在電荷內柵 格收集電極外側，微電暈放電電極和電荷內柵格收集電極之間加載放電電壓，電荷外收集 電極和電荷內柵格收集電極之間加載電壓，抽出微電暈放電電極和電荷內柵格收集電極之 間的電子云或離子云。
[0008] 進一步限定，微電暈放電電極為表面密布導電尖端的導電針，電荷內柵格收集電 極和電荷外收集電極為板狀，都包括左右兩部分，微電暈放電電極設置在電暈電極組的中 心，電荷內柵格收集電極設置在微電暈放電電極的左右兩側，電荷外收集電極設置在電荷 內柵格收集電極的左右兩側。
[0009] 或者，電暈電極組包括微電暈放電電極、電荷內柵格收集電極和電荷外收集電極， 電荷內柵格收集電極設置在電荷外收集電極的外側，微電暈放電電極設置在電荷內柵格收 集電極的外側，微電暈放電電極和電荷內柵格收集電極之間加載放電電壓，電荷外收集電 極和電荷內柵格收集電極之間加載電壓，抽出微電暈放電電極和電荷內柵格收集電極之間 的電子云或離子云。
[0010] 進一步限定，微電暈放電電極和電荷內柵格收集電極為板狀，都包括左右兩部分， 微電暈放電電極的面向電荷內柵格收集電極的一側表面密布導電尖端，電荷外收集電極設 置在電暈電極組的中心，電荷內柵格收集電極設置在電荷外收集電極的左右兩側，微電暈 放電電極設置在電荷內柵格收集電極的左右兩側。
[0011] 更進一步限定，導電尖端為堅立的碳纖維導電微針；或者導電尖端為堅立的石墨 烯納米片；或者導電尖端為堅立的氧化鋅納米線；或者導電尖端為堅立的碳納米管。
[0012] 為了避免臭氧排出凈化設備，進一步限定，凈化空氣排出口連接臭氧處理裝置。
[0013] 為了避免氮氧化物排出凈化設備，進一步限定，臭氧處理裝置的末端連接氮氧化 物吸收裝置。
[0014] 臭氧處理裝置包括導氣管和導氣管加熱裝置，導氣管分為前段的臭氧分解區(qū)和后 段的冷卻調溫區(qū)，導氣管加熱裝置加熱臭氧分解區(qū)高溫分解臭氧，加熱后的空氣在冷卻調 溫區(qū)冷卻。
[0015] 本實用新型的有益效果是：本實用新型的微電暈電極結構電極可降低靜電式除塵 技術的工作電壓和電場強度，提高過濾功效并減少臭氧和氮氧化物等二次污染物的產生， 而且本過濾凈化設備體積小，質量輕，使用者無呼吸阻力，適合做成便攜式可穿戴空氣凈化 面具，便于攜帶，也可安裝在現(xiàn)有建筑物的入氣管道處做為PM2. 5微納顆粒的空氣過濾裝 置，不僅可以100%去除空氣中PM2. 5微納污染顆粒，而且在過濾過程中產生的少量臭氧被 用于殺死空氣中的細菌，產生的臭氧可被后續(xù)的臭氧處理裝置和氮氧化物吸收裝置處理并 吸收。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明；
[0017] 圖1是本實用新型的實施例1的結構示意圖；
[0018] 圖2是本實用新型的實施例2的結構示意圖；
[0019] 圖3是本實用新型的臭氧和氮氧化物處理、吸收裝置的結構示意圖；
[0020] 圖4是本實用新型的空氣過濾凈化系統(tǒng)的結構示意圖；
[0021] 圖中，1.空氣管，1-1.空氣入口，1-2.凈化空氣排出口，1-3.污染物排出口，2.電 暈電極組，2-1.微電暈放電電極，2-2.電荷內柵格收集電極，2-3.電荷外收集電極，3.流向 控制電極，4.分流板，5.臭氧處理裝置，5-1.導氣管，5-1-1.臭氧分解區(qū)，5-1-2.冷卻調溫 區(qū)，5-2.導氣管加熱裝置，6.氮氧化物吸收裝置，7.氣泵。

【具體實施方式】
[0022] 實施例1，如圖1和2所示，一種空氣微納顆粒過濾凈化設備，包括空氣管1、電暈 電極組2、流向控制電極3,空氣管1的一端具有空氣入口 1-1，空氣管1的另一端具有凈化 空氣排出口 1-2和污染物排出口 1-3,電暈電極組2設置在空氣管1的入口一側，使通過電 暈電極組2的污染物顆粒帶電荷，流向控制電極3固定在空氣管1上，并位于電暈電極組2 的后方，流向控制電極3可為兩個平行放置的電極板，電極板的長度可為1至20厘米，兩電 極板的間距可小于5厘米，加在兩極板間的電壓范圍可為1伏至5千伏，空氣管1內還設有 分流板4,分流板4位于流向控制電極3的后方，凈化空氣排出口 1-2和污染物排出口 1-3 分別位于分流板4的兩側，流向控制電極3產生電場，控制污染物顆粒進入污染物排出口 1-3 -側的分流通道，并從污染物排出口 1-3排出，排出的帶有污染顆粒的空氣可重新排回 戶外或通過積塵裝置收集。
[0023] 凈化空氣排出口 1-2連接臭氧處理裝置5。臭氧處理裝置5的末端連接氮氧化物 吸收裝置6。臭氧處理裝置5包括一條細長的導氣管5-1和導氣管加熱裝置5-2,導氣管 5-1分為前段的臭氧分解區(qū)5-1-1和后段的冷卻調溫區(qū)5-1-2,導氣管加熱裝置5-2加熱臭 氧分解區(qū)5-1-1，將前端的導氣管內壁加熱到250°C以上，氣中的臭氧在高溫下瞬間分解成 氧氣，加熱后的空氣在冷卻調溫區(qū)5-1-2冷卻，調節(jié)到用戶適宜的溫度，冷卻的方式可以是 空氣在導氣管內自然冷卻；也可以在導氣管5-1的冷卻調溫區(qū)5-1-2配備冷卻裝置5-3,加 快冷卻過程。
[0024] 氮氧化物吸收裝置6采用固體吸收器，固體吸收器內裝有固體吸收劑，固體吸收 劑可以是活性炭，碳酸鈣，氫氧化鈣，氧化鈣，氧化鋅或其混合物。
[0025] 電暈電極組2采用微電暈放電電極2-1，微電暈放電電極2-1可以控制電暈放電的 分布區(qū)域，使電暈放電所需工作電壓低于2kV，從而減少了靜電除塵過程中產生的臭氧和氮 氧化物。
[0026] 電暈電極組2的一種結構形式是：電暈電極組2包括微電暈放電電極2-1、電荷內 柵格收集電極2-2和電荷外收集電極2-3，微電暈放電電極2-1為表面密布更細小的導電尖 端的導電針，導電針長度大于1毫米，直徑小于200微米，導電針可采用碳纖維材料或金屬 材料制作成，密布的導電尖端可為堅立的碳纖維導電微針，直徑小于30微米，長度約為500 微米；或者導電尖端也可為堅立的石墨稀納米片，石墨稀納米片的厚度小于500納米；或者 導電尖端為堅立的氧化鋅納米線，納米線的長度為1至10微米，直徑小于一微米。電荷內 柵格收集電極2-2和電荷外收集電極2-3為板狀，并且電荷內柵格收集電極2-2和電荷外 收集電極2-3都包括左右兩部分，微電暈放電電極2-1懸置在空氣入口 1-1和電暈電極組2 的中心，兩個電荷內柵格收集電極2-2分別設置在微電暈放電電極2-1的左右兩側，兩個板 狀的電荷內柵格收集電極可以是完全分離的；如圖1所示，也可以通過端部的橫板連接為 一體的，以便于電氣連接；電荷內柵格收集電極還可以是筒狀的。兩個電荷外收集電極2-3 分別設置在電荷內柵格收集電極2-2的左右兩側。微電暈放電電極2-1和電荷內柵格收集 電極2-2之間加載放電電壓，放電電壓可為1至3千伏，電荷外收集電極2-3和電荷內柵格 收集電極2-2之間加載電壓，該電壓可為1至2千伏，抽出微電暈放電電極2-1和電荷內柵 格收集電極2-2之間的電子云或離子云，使流過電荷內柵格收集電極2-2與電荷外收集電 極2-3間的空氣微納顆粒帶電。
[0027] 兩側電荷內柵格收集電極2-2與微電暈放電電極2-1間距可為一至三毫米，電荷 內柵格收集電極2-2和電荷外收集電極2-3間距可為二至五毫米。
[0028] 本空氣微納顆粒過濾凈化設備通過電暈電極組2的無光放電使空氣中的微納顆 粒污染物帶上電荷，并通過流向控制電極3施加電場，使用庫侖力作用控制帶電微納顆粒 污染物流向分流板4的污染物排出口 1-3 -側的分流通道，帶電微納顆粒污染物從該側的 污染物排出口 1-3排出，而無微納顆粒污染的空氣則從分流板4另一側的凈化空氣排出口 1-2流出?；谖㈦姇炿姌O的本空氣過濾裝置核心部分只有厘米級大小，且質量輕，可做成 可穿戴的便攜式空氣過濾面具，也可安裝在現(xiàn)有建筑物的入氣管道處或與家用空調結合， 做成PM2. 5微納顆粒的空氣過濾裝置，不僅可以100%去除空氣中PM2. 5微納顆粒污染物， 而且在過濾過程中產生的少量臭氧被用于殺死空氣中的細菌，產生的臭氧又被后續(xù)的臭氧 吸收裝置裝置吸收。
[0029] 實施例2,如圖2和3所述，該實施例中的空氣微納顆粒過濾凈化設備和實施例1 相比，其中的電暈電極組2采用了另一種結構形式是：微電暈放電電極2-1和電荷內柵格 收集電極2-2為板狀，并都包括左右兩部分，微電暈放電電極2-1安置在空氣入口 1-1的兩 偵牝微電暈放電電極2-1的面向電荷內柵格收集電極2-2的一側表面密布導電尖端，導電尖 端可為堅立的碳纖維導電微針，直徑小于30微米，長度大于300微米；或者導電尖端也可為 堅立的石墨烯納米片，石墨烯納米片的厚度小于500納米；或者導電尖端為堅立的氧化鋅 納米線，納米線的長度為1至10微米，直徑小于一微米。電荷外收集電極2-3設置在電暈 電極組2的中心，兩個電荷內柵格收集電極2-2分別設置在電荷外收集電極2-3的左右兩 偵牝兩個微電暈放電電極2-1分別設置在電荷內柵格收集電極2-2的左右兩側。微電暈放 電電極2-1和電荷內柵格收集電極2-2之間加載放電電壓，放電電壓可為1至3千伏，電荷 外收集電極2-3和電荷內柵格收集電極2-2之間加載電壓，該電壓可為1至2千伏，抽出微 電暈放電電極2-1和電荷內柵格收集電極2-2之間的電子云或離子云，使流過電荷外收集 電極2-3和電荷內柵格收集電極2-2間的空氣微納顆粒帶電。
[0030] 微電暈放電電極2-1與電荷內柵格收集電極2-2間距可為1至3毫米，電荷外收 集電極2-3與電荷內柵格收集電極2-2間距可為2至5毫米。
[0031] 實施例1和實施例2中的電暈電極組2和空氣管之間通過絕緣材質間隔，防止漏 電，和電極之間的短路，保護使用者的安全，特別是當空氣管為金屬材質，當然空氣管可以 由絕緣材質直接構成。
[0032] 如圖4所示，一種空氣過濾凈化系統(tǒng)，包括氣泵7和空氣微納顆粒過濾凈化設備， 被污染的空氣通過氣泵7輸入空氣微納顆粒過濾凈化設備，空氣經(jīng)過殺菌分流后，包含微 納顆粒污染物的空氣從一端的污染物排出口 1-3排出到戶外或通過收集裝置收集污染顆 粒，而無微納顆粒污染并經(jīng)殺菌后的干凈空氣從分流板4另一側的凈化空氣排出口 1-2流 出并進入后續(xù)的臭氧處理裝置5和氮氧化物吸收裝置6,經(jīng)進一步地吸收凈化以供用戶使 用。
【權利要求】
1. 一種空氣微納顆粒過濾凈化設備，其特征是：包括空氣管（1)、電暈電極組（2)、流向 控制電極（3)，空氣管（1)的一端具有空氣入口（1-1)，空氣管（1)的另一端具有凈化空氣 排出口（1-2)和污染物排出口（1-3)，電暈電極組（2)設置在空氣管（1)的入口一側，使通 過電暈電極組（2)的污染物顆粒帶電荷，流向控制電極（3)位于電暈電極組（2)的后方，流 向控制電極（3)產生電場，控制污染物顆粒從污染物排出口（1-3)排出。
2. 根據(jù)權利要求1所述的空氣微納顆粒過濾凈化設備，其特征是：所述的空氣管（1) 內設有分流板（4)，分流板（4)位于流向控制電極（3)的后方，凈化空氣排出口（1-2)和污 染物排出口（1-3)分別位于分流板（4)的兩側，流向控制電極（3)產生電場，控制污染物顆 粒進入污染物排出口（1-3) -側的分流通道，并從污染物排出口（1-3)排出。
3. 根據(jù)權利要求1所述的空氣微納顆粒過濾凈化設備，其特征是：所述的電暈電極組 ⑵包括微電暈放電電極（2-1)、電荷內柵格收集電極（2-2)和電荷外收集電極（2-3)，電荷 內柵格收集電極（2-2)設置在微電暈放電電極（2-1)的外側，電荷外收集電極（2-3)設置 在電荷內柵格收集電極（2-2)外側，微電暈放電電極（2-1)和電荷內柵格收集電極（2-2) 之間加載放電電壓，電荷外收集電極（2-3)和電荷內柵格收集電極（2-2)之間加載電壓，抽 出微電暈放電電極（2-1)和電荷內柵格收集電極（2-2)之間的電子云或離子云。
4. 根據(jù)權利要求3所述的空氣微納顆粒過濾凈化設備，其特征是：所述的微電暈放電 電極（2-1)為表面密布導電尖端的導電針，電荷內柵格收集電極（2-2)和電荷外收集電極 (2-3)為板狀，都包括左右兩部分，微電暈放電電極（2-1)設置在電暈電極組（2)的中心，電 荷內柵格收集電極（2-2)設置在微電暈放電電極（2-1)的左右兩側，電荷外收集電極（2-3) 設置在電荷內柵格收集電極（2-2)的左右兩側。
5. 根據(jù)權利要求1所述的空氣微納顆粒過濾凈化設備，其特征是：所述的電暈電極組 ⑵包括微電暈放電電極（2-1)、電荷內柵格收集電極（2-2)和電荷外收集電極（2-3)，電荷 內柵格收集電極（2-2)設置在電荷外收集電極（2-3)的外側，微電暈放電電極（2-1)設置 在電荷內柵格收集電極（2-2)的外側，微電暈放電電極（2-1)和電荷內柵格收集電極（2-2) 之間加載放電電壓，電荷外收集電極（2-3)和電荷內柵格收集電極（2-2)之間加載電壓，抽 出微電暈放電電極（2-1)和電荷內柵格收集電極（2-2)之間的電子云或離子云。
6. 根據(jù)權利要求5所述的空氣微納顆粒過濾凈化設備，其特征是：所述的微電暈放 電電極（2-1)和電荷內柵格收集電極（2-2)為板狀，都包括左右兩部分，微電暈放電電極 (2-1)的面向電荷內柵格收集電極（2-2)的一側表面密布導電尖端，電荷外收集電極（2-3) 設置在電暈電極組（2)的中心，電荷內柵格收集電極（2-2)設置在電荷外收集電極（2-3) 的左右兩側，微電暈放電電極（2-1)設置在電荷內柵格收集電極（2-2)的左右兩側。
7. 根據(jù)權利要求4或6所述的空氣微納顆粒過濾凈化設備，其特征是：所述的導電尖 端為堅立的碳纖維導電微針；或者導電尖端為堅立的石墨烯納米片；或者導電尖端為堅立 的氧化鋅納米線；或者導電尖端為堅立的碳納米管。
8. 根據(jù)權利要求1所述的空氣微納顆粒過濾凈化設備，其特征是：所述的凈化空氣排 出口（1-2)連接臭氧處理裝置（5)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的空氣微納顆粒過濾凈化設備，其特征是：所述的臭氧處理裝 置（5)的末端連接氮氧化物吸收裝置（6)。
10. 根據(jù)權利要求8所述的空氣微納顆粒過濾凈化設備，其特征是：所述的臭氧處理裝 置（5)包括導氣管（5-1)和導氣管加熱裝置（5-2)，導氣管（5-1)分為前段的臭氧分解區(qū) (5-1-1)和后段的冷卻調溫區(qū)（5-1-2)，導氣管加熱裝置（5-2)加熱臭氧分解區(qū)（5-1-1)高 溫分解臭氧，加熱后的空氣在冷卻調溫區(qū)（5-1-2)冷卻。
【文檔編號】B03C3/34GK203842698SQ201420047686
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年1月25日 優(yōu)先權日:2014年1月25日
【發(fā)明者】游學秋 申請人:游學秋