一种兼容直流供电和涡旋供电的离子箱及净化装置 |
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| 申请号 | CN202410278133.9 | 申请日 | 2024-03-12 | 公开(公告)号 | CN117943203A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 爱优特空气技术(上海)有限公司; | 发明人 | 孟山青; 蔡葵; 龙时丹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种兼容直流供电和涡旋供电的离子箱及 净化 装置，属于空气净化技术领域，包括边框，所述边框的内部并列设有集尘区以及电离区，所述集尘区以及所述电离区均包括若干个相互平行并间隔布置的极板，位于电离区的相邻低压极板或相邻高压极板间距为44‑58mm，位于集尘区的相邻低压极板间距为11‑16mm，每个高压极板分布在低压极板之间，所述电离区的内部形成电离 电场 ，且电离电场的 电压 为12‑19kV，本发明能够解决 现有技术 中的净化装置需频繁进行清洗维护，影响净化效率的技术问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，其特征在于，包括边框，所述边框的内部并列设有集尘区以及电离区，所述集尘区以及所述电离区均包括若干个相互平行并间隔布置的极板，位于电离区的相邻低压极板或相邻高压极板间距为44‑58mm，位于集尘区的相邻低压极板间距为11‑16mm，每个高压极板分布在低压极板之间，所述电离区的内部形成电离电场，且电离电场的电压为12‑19kV。 |
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| 说明书全文 | 一种兼容直流供电和涡旋供电的离子箱及净化装置技术领域[0001] 本发明属于空气净化技术领域，具体地说涉及一种兼容直流供电和涡旋供电的离子箱及净化装置。 背景技术[0002] 目前，空气净化主流技术分为过滤技术和静电技术。静电技术通过电离区将空气中的颗粒物带上电荷，带上电荷的颗粒物经过集尘区形成的电场被吸附，完成净化。利用静电技术原理设计的各种高压静电除尘装置，可以完成较宽流速及较全颗粒污染的净化，可以实现在不同温度、湿度等环境下的相对稳定使用，可以较好的运用于家用、商用、工业、专用等领域，具有使用寿命长、净化效率高、运行费低、维护费低等技术特点。高压静电除尘装置随着吸附颗粒物等污染物量的不断累积，需要进行清洗维护。部分高压静电除尘装置在清洗维护时需要停机，将内部离子箱移出，在开阔空间利用人工对其清洗维护，并对其晾干或吹干，再装入设备。部分高压静电除尘装置不需要移出离子箱，利用自动清洗装置进行清洗，但是清洗效果不佳，清洗后效率不能完全恢复，清洗后设备潮湿有水，需要长时间放置进行干燥，然后才能运行，否则会出现拉弧、打火、击穿、高压电源损坏(拉弧、击穿会冲击高压电源，对高压电源造成不可逆的损坏)、高压电源启动保护机制、无输出等现像。 发明内容[0003] 针对现有技术的种种不足，现提出一种兼容直流供电和涡旋供电的离子箱及净化装置，以解决现有技术中的净化装置需频繁进行清洗维护，影响净化效率的技术问题。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0005] 第一方面，本发明提供一种兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，包括边框，所述边框的内部并列设有集尘区以及电离区，所述集尘区以及所述电离区均包括若干个相互平行并间隔布置的极板，位于电离区的相邻低压极板或相邻高压极板间距为44‑58mm，位于集尘区的相邻低压极板间距为11‑16mm，每个高压极板分布在低压极板之间，所述电离区的内部形成电离电场，且电离电场的电压为12‑19kV。 [0006] 本技术方案进一步设置为，集尘区的极板顶部与边框在竖直方向上存在第一间距，所述第一间距大于等于集尘区相邻高压极板与低压极板的间距。 [0007] 本技术方案进一步设置为，集尘区的极板边角设置为避让边框的让位结构。 [0008] 本技术方案进一步设置为，在集尘区内，高压极板靠近电离区的端部与低压极板靠近电离区的端部之间形成倾斜线，所述倾斜线与第一方向的夹角为0‑60°，所述第一方向平行于离子箱的进风侧至其背风侧的方向。 [0009] 本技术方案进一步设置为，还包括高压电源，所述高压电源至少与电离区电连接，所述集尘区的内部形成集尘电场，且集尘电场的电压为5‑8kV。 [0010] 本技术方案进一步设置为，所述电离区的高压极板通过第一导电杆与高压电源的高压端电连接，所述电离区的低压极板上开设供所述第一导电杆贯穿的第一让位孔，所述集尘区的高压极板之间连接有第二导电杆，所述集尘区的低压极板上开设供所述第二导电杆贯穿的第二让位孔，所述第一让位孔的孔径大于所述第二让位孔的孔径。 [0011] 本技术方案进一步设置为，所述第一让位孔的边缘与第一导电杆的单位距离电压降不大于所述第二让位孔的边缘与第二导电杆的单位距离电压降。 [0012] 本技术方案进一步设置为，在电离区内，高压极板上开设供所述第一导电杆贯穿的安装孔，高压极板靠近离子箱进风侧的侧面设有第一电离锯齿，高压极板靠近离子箱背风侧的侧面设有第二电离锯齿，第一电离锯齿与安装孔在第一方向的间距作为第二间距，第二电离锯齿与安装孔在第一方向的间距作为第三间距，且第二间距小于第三间距。 [0013] 本技术方案进一步设置为，所述第一电离锯齿与所述第二电离锯齿的结构相同，且两者沿着离子箱的高度方向错位排布，第二间距与第三间距的差值为相邻第二电离锯齿间距的3/10‑1/2。 [0014] 本技术方案进一步设置为，电离区的低压极板的顶部以及底部均设有导风板，所述导风板倾斜设置，且导风板临近离子箱进风侧的端部与边框的间距小于其临近离子箱背风侧的端部与边框的间距。 [0015] 本技术方案进一步设置为，所述导风板与所述第一方向的夹角为10°‑30°，所述第一方向平行于离子箱的进风侧至其背风侧的方向。 [0016] 本技术方案进一步设置为，电离区的低压极板底部通过连接板与边框连接，所述连接板的高度不大于边框的下边条高度。 [0017] 第二方面，本发明提供一种净化装置，包括箱体以及高压电源，所述箱体的侧面分别设置有进风口以及出风口，所述箱体的内部设有静电除尘单元，所述静电除尘单元采用所述的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，所述高压电源与兼容直流供电和涡旋供电的离子箱电连接。 [0018] 本发明的有益效果是： [0019] 离子箱满足高压电源直流供电和涡旋供电双供电模式，适用范围更广；空间利用率更高，设计更加合理；通过优化电离区相邻低压极板或相邻高压极板之间的间距，以及电离电场的电压参数，以兼顾运行初期和运行后期的电气安全；净化效率高，维护周期长，减少用户维护频次，维护成本低。附图说明 [0020] 图1是本发明实施例中兼容直流供电和涡旋供电的离子箱的轴侧视图； [0021] 图2是本发明实施例中兼容直流供电和涡旋供电的离子箱的左视图； [0022] 图3是本发明实施例中兼容直流供电和涡旋供电的离子箱的右视图； [0023] 图4是本发明实施例中兼容直流供电和涡旋供电的离子箱的俯视图。 [0024] 附图中：1、边框；2、电离区；3、集尘区；4、导风板；5、让位结构；6、第一电离锯齿；7、第二电离锯齿；8、第一让位孔；9、第二让位孔；10、安装孔。 具体实施方式[0025] 为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。 [0026] 根据本发明实施例，提供了一种兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1，包括边框1，所述边框1的内部并列设有集尘区3以及电离区2，所述集尘区3以及所述电离区2均包括若干个相互平行并间隔布置的极板，位于电离区2的相邻低压极板或相邻高压极板间距为44‑58mm，位于集尘区3的相邻低压极板间距为11‑16mm，每个高压极板分布在低压极板之间，所述电离区2的内部形成电离电场，且电离电场的电压为12‑19kV。 [0027] 在本实施例的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1，集尘区3的极板包括高压极板和低压极板，且高压极板和低压极板的顶部齐平设计，底部也为齐平设计；两侧的边框起到低压极板的作用；集尘区的极板(包括高压极板以及低压极板)顶部与边框1在竖直方向上存在第一间距，所述第一间距大于等于集尘区相邻高压极板与低压极板的间距。 [0028] 需要说明的是，当第一间距大于等于集尘区相邻高压极板与低压极板的间距时，可以保证电气安全；边框1为金属框体，金属框体与高压极板需要有安全距离，此安全距离由高压极板与低压极板的间距决定。为了保证净化效果，在兼顾安全性的前提下，会在有限的间距设计高的电压；第一间距大于等于集尘区相邻高压极板与低压极板的间距的1/2时，可以确保高压极板与低压极板，以及高压极板与边框1之间具有相同的安全电压设计，空间利用率更高。如果第一间距小于集尘区相邻高压极板与低压极板的间距时，在运行过程中，可能出现高压极板与边框1之间击穿、打火现象。 [0029] 在其他一些实施例中，高压极板和低压极板的顶部和底部非齐平设计，此时，高压极板的顶部与边框1在竖直方向存在的间距大于等于集尘区相邻高压极板与低压极板的间距即可，同样可以取得相同的技术效果。 [0030] 在本实施例的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1和图2，集尘区3的极板边角设置为避让边框1的让位结构5。 [0031] 需要说明的是，集尘区的极板边角设置为避让边框1的让位结构5，有助于提高空间利用率。集尘区的高压极板、低压极板与边框1需要保持安全距离，如果不做让位结构5，集尘区的高压极板、低压极板因为要避开边框1，导致高压极板和低压极板的面积减少，进而导致单位体积集尘区的有效吸附面积将会减少，导致净化效率降低，离子箱的容尘量降低，离子箱的维护周期变短。 [0032] 在本实施例的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1，在集尘区3内，高压极板靠近电离区2的端部与低压极板靠近电离区2的端部之间形成倾斜线，所述倾斜线与第一方向的夹角为0‑60°，所述第一方向平行于离子箱的进风侧至其背风侧的方向。 [0033] 也就是说，在集尘区3内，高压极板相较于低压极板更靠近电离区2，可以获得较理想的感应电压，从而外形尺寸相同的离子箱的PM2.5净化效率更高，更容易满足实际运行需要；当夹角＜0°时，感应电压较低，PM2.5净化效率偏低，当夹角大于60°时，感应电压虽然容易实现，但是PM2.5净化效率偏低，主要原因是，相同外形体积的离子箱，集尘区3的有效集尘面积显著减少，从而影响了对颗粒物的有效吸附。 [0034] 在本实施例的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1，还包括高压电源，所述高压电源至少与电离区2电连接，所述集尘区3的内部形成集尘电场，且集尘电场的电压为5‑8kV。 [0035] 需要说明的是，发明人在综合考虑PM2.5净化效率、电气安全和生产成本角度的前提下，基于相同外形尺寸的离子箱，环境运行参数可控条件下，对离子箱的集尘区的关键参数做了系统测试实验，实验结果如表1、表2所示。 [0036] 表1： [0037] [0038] [0039] 通过表1可以看出：集尘区相邻低压极板间距小于11mm时，对于单位体积的离子箱而言，集尘区3的材料用量高，材料成本高，不利于成本控制，同时不利于控制集尘区3的电气安全，运行后期容易出现打火、击穿现象。集尘区相邻低压极板间距大于16mm时，对于单位体积的离子箱而言，材料用量低，但是，PM2.5净化效率低，不利于保证净化效率。 [0040] 表2： [0041] [0042] [0043] 通过表2可以看出：集尘区电压绝对值小于5KV时，集尘区相邻低压极板间距稍大，比如14mm、16mm，PM2.5净化效率小于90％，效率偏低。集尘区3电压绝对值大于8KV时，集尘区相邻低压极板间距稍小，比如13mm、10mm，电气不安全，同时由于电压绝对值过高，对离子箱的整体电气设计要求高，间接也会增加成本和售后维护成本。 [0044] 此外，发明人在综合考虑PM2.5净化效率、电气安全和生产成本角度的前提下，基于相同外形尺寸的离子箱，环境运行参数可控条件下，对离子箱的电离区的关键参数做了系统测试实验，实验结果如表3所示。 [0045] 表3： [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] 通过表3可以看出：电离区相邻低压极板间距小于44mm时，对于单位体积的离子箱而言，材料用量高，材料成本高，不利于成本控制；电离区相邻低压极板间距大于58mm时，对于单位体积的离子箱而言，由于电离区电离空气效果不佳，颗粒物荷电不充分，导致PM2.5净化效率偏低，不满足实际运行需要。 [0051] 电离区2的电压参数的绝对值小于12KV时，电离区2电离空气效果差，不利于颗粒物充分荷电，导致PM2.5净化效率低，不能满足实际运行对性能的要求；电离区2的电压参数的绝对值大于19KV时，电离区2电离空气效果好，但是容易打火，电气不安全，不利于电气安全控制，不能满足实际运行对性能的要求，间接也会增加设计成本和售后维护成本；在电离区2窄相邻低压极板间距，较高的电离区电压，比如‑19KV，同样电离区容易打火，电气不安全，不利于电气安全控制，不能满足实际运行对性能的要求。 [0052] 具体的，高压电源仅与电离区2电连接，由于集尘区3的高压极板相较于低压极板更靠近电离区2，因此，集尘区3内部形成较高的感应电压，实现涡旋供电模式。涡旋供电模式高压触点数量减少，安全性更高，可以实现即洗即用，离子箱材料用量更少，成本更低。 [0053] 具体的，高压电源分别与集尘区3、电离区2的极板电连接，实现直流供电模式。直流供电模式可以应对更高的风量和污染更严重的环境净化。 [0054] 在本实施例的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1至图3，所述电离区2的高压极板通过第一导电杆与高压电源的高压端电连接，所述电离区2的低压极板上开设供所述第一导电杆贯穿的第一让位孔8，所述集尘区3的高压极板之间连接有第二导电杆，所述集尘区3的低压极板上开设供所述第二导电杆贯穿的第二让位孔9，所述第一让位孔8的孔径大于所述第二让位孔9的孔径。 [0055] 在本实施例的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1至图3，所述第一让位孔8的边缘与第一导电杆的单位距离电压降不大于所述第二让位孔9的边缘与第二导电杆的单位距离电压降。 [0056] 需要说明的是，单位距离电压降指的是电压值与距离的比值。为了提高电离空气的效果，需要采用较高的电压绝对值，生成较高的离子产生量，从而可以对空气中的颗粒物进行有效荷电，同时较高的电压绝对值会导致空气发生电弧放电，以及需要较高的安全距离；在电离区，在兼顾电气安全的前提下，需要尽可能提高电离空气的效果，而在集尘区，高、低压极板形成的电场主要是完成对空气颗粒物的吸附作用。在设计上，尽可能提高电离区的电压值，控制集尘区的电压值，电离区低压极板间距更大，集尘区高低压极板数量更多，同样的电压降，数量越多越容易故障，且随着集尘区集尘量增加，电气安全控制难度会进一步增加。该结构的设计，在保证电气安全的前提下，充分发挥电离区和集尘区不同功能段的作用效果，兼顾运行初期和运行后期集尘区的电气安全。 [0057] 在本实施例的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1至图3，在电离区2内，高压极板上开设供所述第一导电杆贯穿的安装孔10，高压极板靠近离子箱进风侧的侧面设有第一电离锯齿6，高压极板靠近离子箱背风侧的侧面设有第二电离锯齿7，第一电离锯齿6与安装孔10在第一方向的间距作为第二间距，第二电离锯齿7与安装孔10在第一方向的间距作为第三间距，且第二间距小于第三间距，也就是说，安装孔10靠近第一电离锯齿6设置。 [0058] 在本实施例的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1至图3，所述第一电离锯齿6与所述第二电离锯齿7的结构相同，且两者沿着离子箱的高度方向错位排布，解决电离盲区，第一电离锯齿6和第二电离锯齿7通过散射状形成对经过空气中颗粒物等污染物的有效荷电，第二间距与第三间距的差值为相邻第二电离锯齿间距的3/10‑1/2，电离区的高压极板与集尘区距离越近，感应电压越高，离子箱的PM2.5净化效率更高，但是距离近到一定程度后，电气安全不容易控制。 [0059] 发明人基于相同的集尘区，设计不同的电离区进行效率测试实验，发现第二间距与第三间距的差值为相邻第二电离锯齿间距的3/10‑1/2时，PM2.5净化效率均能＞90％，符合实际运行需要，实验结果如表4所示。 [0060] 表4： [0061] [0062] [0063] 通过表4可以看出：电离区的高压极板靠近集尘区设计，可以提高感应电压，提高净化效率，增加维护周期。 [0064] 在本实施例的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1至图4，电离区的低压极板的顶部以及底部均设有导风板4，所述导风板4倾斜设置，且导风板4临近离子箱进风侧的端部与边框的间距小于其临近离子箱背风侧的端部与边框的间距。 [0065] 需要说明的是，导风板4引导空气进入集尘区3，避免空气从集尘区3上方逃逸。 [0066] 优选的，所述导风板4与所述第一方向的夹角为10°‑30°，所述第一方向平行于离子箱的进风侧至其背风侧的方向。导风板4主要起引导气流作用，夹角＜10°时，导风效果不理想，具体表现为净化效率降低，原因是部分空气直接进入极板顶部、底部与框体1的不受控空间，导致颗粒物不能被有效吸附；夹角大于30°时，气流偏离原来轨道过大，阻力增加，净化效率降低，原因是气流有一个较大的引导角度，导致局部净化区域空气流速较高，造成气流不均匀，净化效率降低，同时由于局部通风面积减少，导致阻力显著增加。综合对比，10°‑30°是比较好的设计参数。 [0067] 在本实施例的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，请参阅图1，电离区2的低压极板底部通过连接板与边框1连接，所述连接板的高度不大于边框1的下边条高度。 [0068] 需要说明的是，连接板有助于固定电离区2的低压极板，连接板的高度不大于边框1的下边条高度，达到不挡风、阻力低、空间利用率高的效果。 [0069] 根据本发明实施例，提供了一种净化装置，包括箱体以及高压电源，所述箱体的侧面分别设置有进风口以及出风口，所述箱体的内部设有静电除尘单元，所述静电除尘单元采用所述的兼容直流供电和涡旋供电的离子箱，所述高压电源与兼容直流供电和涡旋供电的离子箱电连接。 [0070] 以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。 |
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