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一种空气净化装置及方法
申请号	CN202110543373.3	申请日	2021-05-19	公开(公告)号	CN113333168A	公开(公告)日	2021-09-03
申请人	绍兴正澳环境科技有限公司;			发明人	沙一波; 黄京跃; 李建芳; 赵锋; 任政; 李帅昌; 倪齐华;
摘要	本发明公开一种空气净化装置及方法，包括：本体，极化模块和吸附模块，极化模块用于含尘空气的极化荷电，包括：平行设置的电晕丝和导电板；吸附模块用于含尘空气的吸附净化，包括：连电器件和半导体塑料片，多个半导体塑料片之间由绝缘支撑件间隔设置，半导体塑料片为电阻率为106‑1010Ω/cm的一体成型的电阻率均匀的半导体塑料结构。达到如下效果：(1) 电压稳定、产生臭氧少，空气净化除尘效果好；(2)使用相同电阻率的一次成型的半导体塑料片，工艺简单且可加工成结构较复杂的产品；(3)防腐性能好，使用寿命长；(4)无需二次加工，浪费少，交货迅速；(5)生产损耗小，降低生产成本，便于工业化推广。(6)不会打火放电。
权利要求	1.一种空气净化装置，包括：本体，其特征在于，还包括：极化模块和吸附模块，其中，所述极化模块，用于含尘空气的极化荷电，包括：平行设置的电晕丝和导电板；所述吸附模块，用于含尘空气的吸附净化，包括：连电器件和半导体塑料片，多个所述 6 10 半导体塑料片之间由绝缘支撑件间隔设置，所述半导体塑料片为电阻率为10‑10 Ω/cm的一体成型的电阻率均匀的半导体塑料结构。 2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述连电器件与所述半导体塑料片电连接，相邻两片半导体塑料片电极性相反，相同极性在同一侧由所述连电器件并联连接。 3.根据权利要求2所述的空气净化装置，其特征在于，所述半导体塑料片的奇数片相互并联接地，偶数片相互并联接入直流高压电源，当直流高压电源分别对所述极化模块和所述吸附模块的偶数片半导体塑料片施加电压时，所述半导体塑料片偶数片与奇数片之间产生电场，在电场力的作用下将所述极化模块荷电的空气微粒吸附到所述半导体塑料片上，达到空气净化目的。 4.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述半导体塑料片间隔排列为矩形结构或环形结构，相邻两片间距为0.5mm～5mm。 5.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述半导体塑料片是由树脂作为基材和导电添加剂通过塑料成型工艺混合制成；所述基材包括：PP、ABS、PC、PA、PPE；所述导电添加剂包括：导电炭黑、金属粉末、碳纤维、纳米级的导电微纤维。 6.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述半导体塑料片的厚度为 0.15mm～1.5mm；所述半导体塑料片的宽度为8mm～120mm。 7.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述空气净化装置为空气净化器、空调。 8.一种空气净化方法，其特征在于，包括以下步骤：使含尘空气通过平行设置有电晕丝和导电板的极化模块，在高压电场作用下，使含尘空气极化荷电； 6 10 所述极化荷电后的含尘空气，通过间隔设置有电阻率为10‑10 Ω/cm的均匀半导体塑料片的吸附模块；空气中的带电尘埃在电场作用下被吸附到所述半导体塑料片上，实现空气的除尘净化。 9.根据权利要求8所述的空气净化方法，其特征在于，还包括以下步骤；将所述半导体塑料片的奇数片相互并联接地，偶数片相并联接入直流高压电源，当直流高压电源分别对极化模块和吸附模块的偶数片半导体塑料片施加电压时，所述半导体塑料片偶数片与奇数片之间产生电场，在电场力的作用下将极化模块荷电的空气微粒吸附到半导体塑料片上，最终达到净化空气的目的。 10.根据权利要求9所述的空气净化方法，其特征在于，还包括以下步骤：所述直流高压电源对所述极化模块施加直流高压6000伏‑7000伏，对所述吸附模块施加直流高压2000伏‑4000伏。
说明书全文	一种空气净化装置及方法技术领域 [0001] 本发明涉及半导体材料在空气净化领域里的应用，特别是涉及一种空气净化装置及方法。背景技术 [0002] 空气中有少量的自由电子和离子，在空气净化装置中的极化段和集尘极所产生的电场的作用下，当极化段的钨丝加载电压后，会将钨丝附近的空气分子极化(电离)，极化带电的极性粒子会附着在流经空气的尘埃颗粒上，令尘埃颗粒带电(荷电)，荷电后的尘埃颗粒流经吸附段的时候，在电场力的作用下被吸附到了电极性相反的极片上，完成吸附净化过程。 [0003] 目前行业内静电净化器使用的吸附模块要么是由金属构成的平行极板，需要电压高且容易产生臭氧和出现放电打火现象；要么在导电材料(包括导电塑料，金属或其他材料)外面包覆绝缘材料或喷涂电绝缘材料，形成夹层结构的多层复合材料，由于导电材料的电压要穿透包覆的绝缘层才能作用到空气，因此所需电压更高，对高压电源的稳定性影响更大，另外其夹层结构在水清洗的时候水很容易损坏绝缘层渗入导电层，导致失效。再者，夹层结构用时间长了容易产生分层现象，绝缘层在高电压的影响更下容易老化，影响寿命和增加清洗损坏的风险。 [0004] 因此，如何研发一种空气净化装置及方法，便成为亟待解决的技术问题。发明内容 [0005] 本发明解决的主要问题是提供一种空气净化装置及方法，以解决无法实现的电压稳定、臭氧低、除尘效果好，无打火放电的技术问题。 [0006] 为了解决上述技术问题，本发明公开了一种空气净化装置，包括：本体，还包括：极化模块和吸附模块，其中， [0007] 所述极化模块，用于含尘空气的极化荷电，包括：平行设置的电晕丝和导电板； [0008] 所述吸附模块，用于含尘空气的吸附净化，包括：连电器件和半导体塑料片，多个6 10 所述半导体塑料片之间由绝缘支撑件间隔设置，所述半导体塑料片为电阻率为10‑10 Ω/cm的一体成型的电阻率均匀的半导体塑料结构。 [0009] 进一步地，所述连电器件与所述半导体塑料片电连接，相邻两片半导体塑料片电极性相反，相同极性在同一侧由所述连电器件并联连接。 [0010] 进一步地，所述半导体塑料片的奇数片相互并联接地，偶数片相互并联接入直流高压电源，当直流高压电源分别对所述极化模块和所述吸附模块的偶数片半导体塑料片施加电压时，所述半导体塑料片偶数片与奇数片之间产生电场，在电场力的作用下将所述极化模块荷电的空气微粒吸附到所述半导体塑料片上，达到空气净化目的。 [0011] 进一步地，所述半导体塑料片间隔排列为矩形结构或环形结构，相邻两片间距为0.5mm～5mm。 [0012] 进一步地，所述半导体塑料片是由树脂作为基材和导电添加剂通过塑料成型工艺混合制成；所述基材包括：PP、ABS、PC、PA、PPE；所述导电添加剂包括：导电炭黑、金属粉末、碳纤维、纳米级的导电微纤维。 [0013] 进一步地，所述半导体塑料片的厚度为0.15mm～1.5mm；所述半导体塑料片的宽度为8mm～120mm。 [0014] 进一步地，所述空气净化装置为空气净化器、空调。 [0015] 本发明还提供了一种空气净化方法，包括以下步骤： [0016] 使含尘空气通过平行设置有电晕丝和导电板的极化模块，在高压电场作用下，使含尘空气极化荷电； [0017] 所述极化荷电后的含尘空气，通过间隔设置有电阻率为106‑1010Ω/cm的均匀半导体塑料片的吸附模块； [0018] 空气中的带电尘埃在电场作用下被吸附到半导体塑料片上，实现空气的除尘净化。 [0019] 进一步地，还包括以下步骤； [0020] 将所述半导体塑料片的奇数片相互并联接地，偶数片相并联接入直流高压电源，当直流高压电源分别对极化模块和吸附模块的偶数片半导体塑料片施加电压时，所述半导体塑料片偶数片与奇数片之间产生电场，在电场力的作用下将极化模块荷电的空气微粒吸附到半导体塑料片上，最终达到净化空气的目的。 [0021] 进一步地，还包括以下步骤： [0022] 所述直流高压电源对所述极化模块施加直流高压6000伏‑7000伏，对所述吸附模块施加直流高压2000伏‑4000伏。 [0023] 与现有技术相比，本发明所述的一种空气净化装置及方法，达到了如下效果： [0024] (1)吸附模块需要的吸附电压低，所以电压稳定、产生臭氧少，空气净化除尘效果好； [0025] (2)吸附模块使用相同电阻率的一次成型的半导体塑料片，工艺简单且可加工成结构较复杂的产品； [0026] (3)吸附模块防腐性能好，使用寿命长，均匀的半导体塑料保证了清洗的可行性和方便性，方便重复使用； [0027] (4)无需二次加工，浪费少，交货迅速； [0028] (5)生产损耗小，降低生产成本，便于工业化推广。 [0029] (6)鉴于半导体材料的特性，吸附模块施加电压后不会打火放电，即使意外碰触到也是安全的，解决了静电(例如金属静电)民用产品的安全问题。附图说明 [0030] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： [0031] 图1是本发明实施例所述的一种空气净化装置的立体图； [0032] 图2是本发明实施例所述的一种空气净化装置的立体图； [0033] 图3是本发明实施例所述的一种空气净化装置的吸附模块的结构示意图； [0034] 图4是本发明实施例所述的一种空气净化装置的吸附模块的结构示意图。具体实施方式 [0035] 如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。 [0036] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。 [0037] 实施例1 [0038] 如图1至图4所示，本实施例提供一种空气净化装置，包括：本体，其特征在于，还包括：极化模块100和吸附模块200，其中， [0039] 所述极化模块100，用于含尘空气的极化荷电，包括：平行设置的电晕丝101和导电板102； [0040] 所述吸附模块200，用于含尘空气的吸附净化，包括：连电器件204和半导体塑料片201，多个所述半导体塑料片201之间由绝缘支撑件202间隔设置，所述半导体塑料片201为 6 10 电阻率为10‑10 Ω/cm的一体成型的电阻率均匀的半导体塑料结构。 [0041] 优选地，所述连电器件204与所述半导体塑料片201电连接，相邻两片半导体塑料片201电极性相反，相同极性在同一侧由所述连电器件204并联连接。 [0042] 优选地，所述半导体塑料片201的奇数片相互并联接地，偶数片相互并联接入直流高压电源，当直流高压电源分别对所述极化模块100和所述吸附模块200的偶数片半导体塑料片201施加电压时，所述半导体塑料片201偶数片与奇数片之间产生电场，在电场力的作用下将所述极化模块100荷电的空气微粒吸附到所述半导体塑料片201上，达到空气净化目的。 [0043] 优选地，所述半导体塑料片201间隔排列为矩形结构或环形结构，相邻两片间距为0.5mm～5mm。 [0044] 优选地，所述半导体塑料片201是由树脂作为基材和导电添加剂通过塑料成型工艺混合制成；所述基材包括：PP、ABS、PC、PA、PPE；所述导电添加剂包括：导电炭黑、金属粉末、碳纤维、纳米级的导电微纤维。 [0045] 优选地，所述半导体塑料片201的厚度为0.15mm～1.5mm；所述半导体塑料片201的宽度为8mm～120mm。优选地，所述空气净化装置为空气净化器、空调。 [0046] 实施例2 [0047] 如图1至图4所示，本实施例提供一种空气净化装置，包括：本体，还包括：极化模块100和吸附模块200，其中， [0048] 所述极化模块100，用于含尘空气的极化荷电，包括：平行设置的电晕丝101和导电板102； [0049] 所述吸附模块200，用于含尘空气的吸附净化，包括：连电器件204和半导体塑料片201，多个所述半导体塑料片201之间由绝缘支撑件202间隔设置，所述半导体塑料片201为 6 10 电阻率为10‑10 Ω/cm的一体成型的电阻率均匀的半导体塑料结构。 [0050] 具体地，所述极化模块100的作用是将流经的空气电极化，令空气中的尘埃微颗粒带上电(荷电)，所述极化模块100设置于气流方向的前端，与吸附模块200串联组合。极化模块100包括电晕丝101和导电板102，电晕丝101和导电板102以一定间距平行设置，所有电晕丝101为一极，所有导电板102为相对应的另一极。所述电晕丝101可以为钨丝，所述导电板102可以是金属板或导电塑料板。 [0051] 所述吸附模块200由半导体塑料片201间隔设置组成，奇数片相互并联并接地，偶数片相互并联接入直流高压电源，当直流高压电源分别对极化模块100和吸附模块200的偶数片半导体塑料片201施加电压时，所述半导体塑料片201偶数片与奇数片之间产生电场，在这个电场力作用下将极化模块100荷电的空气微粒吸附到半导体塑料片201上，最终达到净化空气的目的。所述直流高压电源模块对所述极化模块100施加直流高压6000伏‑7000伏，对所述吸附模块200施加直流高压2000伏‑4000伏。 [0052] 所述吸附模块200，包括半导体塑料片201、绝缘支撑件202、连电器件204和框体203。 [0053] 所述半导体塑料片201为电阻率为106‑1010Ω/cm的一体成型的电阻率均匀的半导体塑料结构，所述一体成型的电阻率均匀的半导体塑料结构是通过塑料成型工艺一体成型6 的具有相同电阻率的半导体塑料。具体地，每个所述半导体塑料片201的电阻率可以为10 、 7 8 9 10 10、10 、10、10 Ω/cm等。相较其他导电材料或复合材料，所述半导体塑料片201可一次加工成型，加工工艺简单，便于批量生产；且主要成分可以回收，而不像涂层或镀有金属层的导电层需要进行昂贵的脱模处理，彻底解决了回收问题。 [0054] 半导体塑料片201是将树脂作为基材和导电添加剂混合，用塑料的加工成型(例如挤出)方式进行加工的功能型高分子材料。它可以实现从绝缘体到半导体、再到导体的巨大变化。与传统的材料相比，它具有重量轻、易成型、电阻率可调节等特点。所述半导体塑料的基材可以包括：PP、ABS、PC、PA、PPE等；导电添加剂包括但不限于：导电炭黑、金属粉末、碳纤维、纳米级的导电微纤维等。半导体塑料综合了金属的导电性(即在材料两端加上一定电压，在材料中有电流通过)和塑料的各种特性(即材料分子是由许多小的、重复出现的结构单元组成的)。此外，当加载相同的高电压时，金属或导电塑料表面会出现放电打火现象，即使意外碰触到也是安全的，解决了静电(例如金属静电)民用产品的安全问题。而半导体塑料表面没有这种现象。 [0055] 所述半导体塑料片201的厚度为0.15mm～1.5mm，宽度为8mm～120mm。具体地，所述半导体塑料片201的厚度可以为0.15mm，0.2mm，0.22mm，0.25mm，0.3mm，0.4mm，0.5mm，0.6mm，0.7mm，0.8mm，0.9mm，1.0mm，1.2mm，1.3mm，1.4mm，1.5mm等；所述半导体塑料片201的宽度可以为8mm、10mm，20mm，30mm，40mm，50mm，60mm，70mm，80mm，90mm，100mm，110mm，120mm等；所述半导体塑料片201的长度在此不做具体限定，实际生产中可根据产品需要而定。 [0056] 如图3和图4所示，所述半导体塑料片201可以间隔排列为矩形结构或环形结构，所述环形结构包括圆环形结构和螺旋环形结构，相邻两片间距为0.5mm～5mm，优选地，所述半导体塑料片201之间的间距为1‑4mm。具体地，相邻两片所述相同电阻率的半导体塑料片201的间距可以为0.5mm、1mm、2mm、2.2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.5mm、4mm、5mm或其他数值。在实际应用中，所述相同电阻率的半导体塑料片201之间的间距可以为2mm，既保证较高的净化效率，又减小了风阻。 [0057] 具体地，如图3所示，所述半导体塑料片201可以设置为矩形结构，依次叠加形成矩形排列，每两片为一组，间距0.5‑5mm叠加排列，中间由绝缘支撑件202隔开，一组一组继续叠加，保持间距相同，直到达到产品需要的厚度为止。 [0058] 所述半导体塑料片201也可以为长条形结构，将其设置为环形结构，如同心圆环形或螺旋环形结构(如图4所示)，将相邻两层间距均匀设置为0.5mm～5mm之间，一直排列成型到需要的尺寸为止。 [0059] 在实际应用中，给圆形净化模块配套的极化模块100可以是由导电塑料(或其他柔性导电材料)片弯曲成不同直径的圆环，相邻圆环间插入由绝缘塑料网状塑料环(环上绕有钨丝)间隔组成。整体由十字或米字(或其他型)支撑控制各圆环的间距相等与绝缘。支撑上的导线分别连接各导电塑料片和各钨丝，使所有钨丝等电位，所有塑料片等电位。通电后，电晕丝101与导电塑料片之间形成电场，当空气流经电场时被极化荷电。 [0060] 基于半导体塑料的特性，吸附模块200的半导体塑料片201的导电性能介于导电塑料和绝缘体之间，因此吸附模块200奇偶片间隔排列的半导体塑料片201间距可以远小于现有技术中的电极间距，并且在施加电压下不会因为间距小导致电压击穿的现象发生，奇偶排列的半导体塑料片201在短路时也不产生放电现象。即使意外碰触到也是安全的，消除了静电(例如金属静电)民用产品的安全问题。所以奇偶片间距更小，增加了吸附片的数量，提高吸附面积。 [0061] 所述绝缘支撑件202为绝缘材料制成的梳子状结构或为绝缘胶状结构。具体地，梳子状结构针的截面积尺寸从(1.5mm～3mm)×(1.5mm～3mm)，针的长度10mm～50mm，梳背部分厚度1.5mm～3mm，高不限。所述绝缘支撑件202也可以为由包括热熔胶在内的胶状物通过热熔挤出的在相邻两个导电塑料片之间，冷却后形成均匀支撑结构。 [0062] 所述连电器件204为与所述半导体塑料片201电连接，所述相同电阻率的半导体塑料片201两两一组间隔排列，相邻两片电极性相反，相同极性在同一侧由所述连电器件204并联连接。所述连电器件204可以是金属或其他导电物质形成的导电线，导电针，导电片，导电柱等，所述连电器件204用于同极性的半导体塑料片201导通接电。当然，也可以用熔融的办法，把同极性的所述半导体塑料片201的凸起部分弯曲后热熔在一起。还可以把所有同极性凸起至于绝缘盖中后，灌入导电胶实现电连接。还可以用上述两种方法的组合，即将同极性凸起部分纳入绝缘保护框内后灌导电胶或插入导电线、片、针、辊等。还可以用导电性材料(例如导电塑料或金属)，注塑成型齿槽状连电器件204，把同极性的凸起插入齿槽内实现电连接，还可以辅助灌入导电胶强化导电的可靠行。 [0063] 所述框体203的作用是对所述吸附模块200提供结构支撑、绝缘保护、和对外接电端口，其可以由以U型挤出成型(但不限于)的U型边框合围而成，合围方向与空气流动方向垂直。 [0064] 本实施例所述的空气净化装置可以为空气净化器、空调等设备。 [0065] 实施例3 [0066] 基于实施例1和实施例2的基础，本实施例提供一种空气净化方法，包括以下步骤： [0067] 使含尘空气通过平行设置有电晕丝101和导电板102的极化模块100，在高压电场作用下，使含尘空气极化荷电； [0068] 所述极化荷电后的含尘空气，通过间隔设置有电阻率为106‑1010Ω/cm的均匀半导体塑料片201的吸附模块200； [0069] 空气中的带电尘埃在电场作用下被吸附到所述半导体塑料片201上，实现空气的除尘净化。 [0070] 将所述半导体塑料片201的奇数片相互并联接地，偶数片相互并联接入直流高压电源，当直流高压电源分别对极化模块100和吸附模块200的偶数片半导体塑料片201施加电压时，所述半导体塑料片201偶数片与奇数片之间产生电场，在电场力的作用下将极化模块100荷电的空气微粒吸附到半导体塑料片201上，最终达到净化空气的目的。具体地，将所述半导体塑料片201与连电器件204电联接，所述半导体塑料片201两两一组间隔排列，相邻两片电极性相反，相同极性在同一侧由所述连电器件204并联连接。 [0071] 所述直流高压电源对所述极化模块100施加直流高压6000伏‑7000伏，对所述吸附模块200施加直流高压2000伏‑4000伏。具体地，将所述高压电场设置为6000伏‑7000伏，可以设置为6000伏、6500伏、6800伏、7000伏等。将所述吸附模块200的电压设置为2000伏‑4000伏。具体地，可以设置为2000伏、2500伏、2800伏、3000伏、4000伏等。 [0072] 将所述半导体塑料片201排列为矩形结构或环形结构(所述环形结构包括圆环形结构和螺旋环形结构)，相邻两片间距设置为0.5mm～5mm，相邻两片之间由绝缘支撑件202隔开；所述绝缘支撑件202为绝缘材料制成的梳子状结构或为绝缘胶状物。 [0073] 将所述半导体塑料片201的电阻率设置为106‑1010Ω/cm，具体地，每个所述半导体6 7 8 9 10 塑料片201的电阻率可以为10 、10、10、10、10 Ω/cm等。所述半导体塑料片201为：用树脂作为基材和导电添加剂通过塑料成型工艺混合制成的一体成型的均匀半导体塑料结构，所述均匀半导体塑料结构是通过塑料成型工艺一体成型的具有相同电阻率的半导体塑料。所述基材包括：PP、ABS、PC、PA、PPE；所述导电添加剂包括：导电炭黑、金属粉末、碳纤维、纳米级的导电微纤维。 [0074] 将所述半导体塑料片201的厚度设置为0.15mm～1.5mm；将所述半导体塑料片201的宽度设置为8mm～120mm。具体地，所述半导体塑料片201的厚度可以为0.15mm，0.2mm，0.22mm，0.25mm，0.3mm，0.4mm，0.5mm，0.6mm，0.7mm，0.8mm，0.9mm，1.0mm，1.2mm，1.3mm， 1.4mm，1.5mm等；所述半导体塑料片201的宽度可以为8mm、10mm，20mm，30mm，40mm，50mm， 60mm，70mm，80mm，90mm，100mm，110mm，120mm等；所述半导体塑料片201的长度在此不做具体限定，实际生产中可根据产品需要而定。 [0075] 与现有技术相比，本发明所述的一种空气净化装置及方法，达到了如下效果： [0076] (1)吸附模块需要的吸附电压低，所以电压稳定、产生臭氧少，空气净化除尘效果好； [0077] (2)吸附模块使用相同电阻率的一次成型的半导体塑料片，工艺简单且可加工成结构较复杂的产品； [0078] (3)吸附模块防腐性能好，使用寿命长，均匀的半导体塑料保证了清洗的可行性和方便性，方便重复使用； [0079] (4)无需二次加工，浪费少，交货迅速； [0080] (5)生产损耗小，降低生产成本，便于工业化推广。 [0081] (6)鉴于半导体材料的特性，吸附模块施加电压后不会打火放电，即使意外碰触到也是安全的，解决了静电(例如金属静电)民用产品的安全问题。 [0082] 上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

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