CN105457757A - 一种静电场的三段式复合放电极板 - Google Patents
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Abstract
本发明设计一种静电场的三段式复合放电极板，包括放电极板，其特征在于：放电极板由针尖、丝线与平板复合组成，有若干根丝线连接在放电极板的平板前顶端，丝线和放电极板的平板电导通，所有的丝线相互之间平行，丝线的顶端为针尖，针尖的垂直投影线外伸于对应的阴极板的顶端线。放电极板所接电源的电压小于4000V。丝线的直径小于0.5毫米。丝线及针尖为不锈钢材料。针尖的垂直投影线外伸于对应的阴极板的顶端线的距离为0.1—2厘米。本发明的优点是可以采用较低电压极低臭氧完成空气中的粉尘吸附，而且可以满足较高的流通风量，达到95%以上的吸附量。
Description
技术领域
本发明涉及一种静电场的三段式复合放电极板。
背景技术
目前城市空气污染严重，特别是近年来的PM2.5的浓度大幅度上升，而且有愈演愈烈之势，而PM2.5小颗粒的灰尘吸入后，进入肺泡后，无法排出，其对人体的危害更大，而且有更进一步的小颗粒PM1和PM0.5对人体的危害更大。而目前对于小颗粒的灰尘，现有的空气净化器多采用过滤式的，利用各种过滤网，无纺布或其它的过滤材料对粉尘进行过滤，但是物理过滤粉尘要求过滤材料的空隙本身小于被过滤的颗粒，而一旦遇到PM2.5及其以下的颗粒时，过滤材料的密度要大幅度提高，这样过滤的效率大幅度下降，而且吸附的粉尘后的过滤材料无法复原，需要抛弃更换，引起材料的污染及运行成本的上升。其实利用静电场吸附空气中的粉尘是常规的做法，当空气中的颗粒经过静电场后，颗粒带电，然后被负极板所吸附，这样无论颗粒大小，就算再细的粉尘依然能够被吸附，特别是高压静电场，其吸附能力非常大，经过检测，当粉尘高速（当然小于一个极限值时）通过高压静电场后，100%的粉尘被吸附，但是为啥如此好的产品市场上又不多呢？关键就是，高压静电场会带来臭氧，而臭氧对人体的健康是有危害的。那如何能够用到静电场吸附空气中的灰尘，又不产生臭氧，是目前空气净化界关注的焦点。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中高压静电场在吸附空气中粉尘时会产生臭氧所存在的危害人体健康问题，提供一种静电场的三段式复合放电极板。本发明设计一种静电场的三段式复合放电极板，包括放电极板，其特征在于：放电极板由针尖、丝线与平板复合组成，有若干根丝线连接在放电极板的平板前顶端，丝线和放电极板的平板电导通，所有的丝线相互之间平行，丝线的顶端为针尖，针尖的垂直投影线外伸于对应的阴极板的顶端线。放电极板所接电源的电压小于4000V。丝线的直径小于0.5毫米。丝线及针尖为不锈钢材料。针尖的垂直投影线外伸于对应的阴极板的顶端线的距离为0.1——2厘米。本发明的优点是可以采用较低电压极低臭氧完成空气中的粉尘吸附，而且可以满足较高的流通风量，达到95%以上的吸附量。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的用于静电场的使用状态图（图中5为阴极板）。
具体实施方式
图中一种静电场的三段式复合放电极板，包括放电极板1，其特征在于：放电极板由针尖2、丝线3与平板4复合组成，有若干根丝线连接在放电极板的平板前顶端，丝线和放电极板的平板电导通，所有的丝线相互之间平行，丝线的顶端为针尖，针尖的垂直投影线外伸于对应的阴极板的顶端线。放电极板所接电源的电压小于4000V。丝线的直径小于0.5毫米。丝线及针尖为不锈钢材料。针尖的垂直投影线外伸于对应的阴极板的顶端线的距离为0.1——2厘米。
静电场一般以4000V为产生臭氧的极限临界点。高压高吸附，低压低吸附，但是，高压高臭氧，低压低臭氧。普通静电场在4000V状态下，吸附能力是很低的，所以，一般设计的静电场都远高于4000V，甚至达到10000V以上，或在4000V基础上增加6000V或8000V的辅助电极，称为双电极静电场，但因无法回避的臭氧超标而难于投入实用。只有两者结合，同时满足吸附要求和臭氧要求的前提下，才能走出静电场的实用之路。本发明的创新点，就是采用4000V以下的低压达到高吸附低臭氧的技术效果。
在普通静电场设计中，除满足一定的正、阴极距离要求外，吸附能力和产生臭氧程度主要是由放电极的放电效果确定的，而放电效果又取决于放电极的结构形式。按照物理常识，尖端放电效果强于丝线，丝线又强于平板，所以，一般放电极都由这三类形状组成。每一种单一结构都有其长处，也有其局限。但单一结构有一个共同点，就是电场强度相对比较平均化，要提高就总体提高，要下降就总体下降。事实上，被吸附的灰尘由于粒经大小不同，运动惯性也不同，所需电场吸附力也就不同。这样平均化电场对某一类粒经灰尘吸附效果可能较好，但对过大或过小的灰尘效果就不理想，电场吸附能力或显不足，或显浪费。只有对电场吸附能力进行有针对性配置，才能最大程度发挥电场作用，满足吸附要求。
在电压因臭氧发生的限值而不能过高的条件下，高压路线走不通，但可以通过改变放电极的结构形式来提高放电效果，保证吸附能力达到使用要求，同时在电场内调整不同吸附能力的配置方法，分别对应不同运动惯性的灰尘粒子，从而在多重优化配置下，组成最合理的电场结构。
本发明按上述设计思路，采用的放电极结构，由针尖、丝线和平板三种形式分三段复合组成。具体佈置在放电极前端针尖部位超出阴极投影端面一定距离作为第一段，通过增加放电距离，延长放电时间，增加放电效果来强化电离作用。第二段由丝线状针体完成追加电离作用。最后在第三段平板位置再补强放电。通过三次叠加的电离作用，在总功率不变的情况下，合理分配吸附强度，保证大、中、小各类粒经的灰尘难于漏网，都能被高压带电而为阴极集尘板所吸附。
采用本发明放电极结构制作的静电场，试验结果证明在吸附效能和控制臭氧二个核心功能指标，都大幅度优于普通结构的静电场。
室内空气质量臭氧值国家标准为：0.1mg/m3，空气净化器臭氧值国家标准为:0.05mg/m3。
由于尖端放电的效应，因此外伸出负端的集尘板（阴极板）的放电丝尖端产生球状的强电场，使通过的粉尘被电离，带上正电荷，然后再通过后续的较强的放电丝的电场区域进一步加强带电荷并再此经过了正极放电丝和负极集尘板之间的电场，带正电的粉尘在电场的作用下，被负极集尘板吸引，改变原来的直线运动，成为一个带有垂直方向的加速度，形成一个抛物线的运动轨迹，从而在正极的放电板和负极的集尘板之间的电场区域里被电场进一步加速，直到被负极的集尘板吸附。由于采用了外伸出负极的集尘板端线的放电丝尖端，而根据尖端放电效应，放电丝尖端的放电最强，这样，就会形成一个位于放电丝尖端的球状强电场，可以高效地对粉尘进行电离，使其携带正电荷，而无须高压电源，今采用较低电压即可，如采用3500V的电源制作的本发明，和现有技术的对比见下表，
从上述表格中的数据可以看到，本发明的一次净化率远超现有的其它电场的净化率，而臭氧的浓度则大大低于现有电场浓度，并远低于国家标准。因此利用本发明制成的三段式组合静电场灰尘吸附装置，将其安装到空气净化设备中，将大大提高空气净化设备的除尘率，而且无须担忧更加小于PM2.5的颗粒，此外本发明可以方便地将吸附在集尘板上的粉尘用清水冲洗，可以重复使用，无须更换过滤材料，而为了防止大杂物堵塞电场或空气净化设备的进风口，前面仅用金属丝网或尼龙丝网过滤即可，而金属丝网或尼龙丝网也可以卸下后用水冲洗即可。
Claims (5)
1.一种静电场的三段式复合放电极板，包括放电极板，其特征在于：放电极板由针尖、丝线与平板复合组成，有若干根丝线连接在放电极板的平板前顶端，丝线和放电极板的平板电导通，所有的丝线相互之间平行，丝线的顶端为针尖，针尖的垂直投影线外伸于对应的阴极板的顶端线。
2.按权利要求1所述的一种静电场的三段式复合放电极板，其特征在于：放电极板所接电源的电压小于4000V。
3.按权利要求1所述的一种静电场的三段式复合放电极板，其特征在于：丝线的直径小于0.5毫米。
4.按权利要求1所述的一种静电场的三段式复合放电极板，其特征在于：丝线及针尖为不锈钢材料。
5.按权利要求1所述的一种静电场的三段式复合放电极板，其特征在于：针尖的垂直投影线外伸于对应的阴极板的顶端线的距离为0.1——2厘米。
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