專利名稱：自清潔型高效空氣電子凈化器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種空氣過濾及凈化裝置，特別是指一種建筑物通風空調系統的空氣處理機組用自清潔型高效空氣電子凈化器。
背景技術：
空氣過濾器或凈化裝置作為建筑物中央通風空調系統的必不可少的部件，在保證室內空氣品質、維持通風空調系統內部清潔方面發揮著重要作用。然而，目前絕大部分通風空調系統缺少有效的過濾器，造成通風空調系統嚴重污染，這些臟污的系統正是細菌、霉菌、病毒的良好滋生地，室內空氣品質常常受到不同程度的影響，空調系統和設備的壽命也因此明顯縮短，運行能耗也大大增加。隨著經濟的發展和物質生活水平的提高，人們對建筑物內的室內空氣品質、以及維持室內空氣品質的能耗提出了越來越高的要求。建筑物通風空調系統的空氣過濾器或凈化裝置作為改善室內空氣品質、預防疾病傳播的重要手段，其重要性已引起業界的普遍關注，人們期待著更有效、更經濟的過濾手段的誕生。
目前，通風空調系統的空氣處理機組常采用傳統的初、中效濾料式過濾器和一種以靜電捕集原理制成的空氣電子過濾器，這些過濾器在使用效果上各有優缺點。初中效濾料式過濾器的過濾效率較低，一般只能對1微米以上的空氣懸浮物進行過濾，對亞微米級的空氣懸浮物很難過濾，而這些亞微米級的空氣懸浮物如煙霧、細菌、病毒等恰恰對人類健康和環境的危害更大。另一方面濾料式過濾器的運行阻力較大并且壽命短、需經常更換。空氣電子過濾器雖然對亞微米級的空氣懸浮物有較高的過濾效率，且運行阻力較小，但這種過濾器受空氣處理機組的斷面風速影響很大。實踐表明當空氣處理機組的斷面風速小于1.5m/s時，空氣電子過濾器具有很高的過濾效率；當空調機組的斷面風速處于常規風速2.5m/s左右時，過濾效率明顯下降，尤其是對于大于5微米以上粒徑的顆粒，因其運動的慣性力過大，幾乎無任何捕集效果。
另一方面，常規的空氣過濾器在運行過程中，當過濾器的容塵量達到飽和時，過濾器的頻繁清潔、拆裝、更換一直是業界和維護工人感到非常煩人的事情，工作勞動強度大、維護更換成本高。許多建筑物通風空調系統經多年運行后，過濾器長期得不到清洗，造成阻力增大、風量下降，空調運行能耗增大；有的干脆拆除過濾器，給室內空氣品質造成嚴重影響，為此人們期待著一種能實現自動清灰的過濾器的出現。
隨著建筑節能緊迫性的到來，影響空調風機運行能耗的重要因素——過濾器的阻力成為人們關注焦點。在不影響過濾效率的前提下，減少過濾器的運行阻力將為空調風機的運行帶來明顯的節能效果。
現有一種雙區式空氣電子過濾器，該過濾器采用靜電吸附原理，通過對空氣進行高壓電離，讓空氣中的懸浮微粒帶上電荷，當帶電懸浮微粒流經異極性集塵極時被收集下來。其工作原理如圖1所示，含塵氣流先經過均流、初過濾網，大顆粒物如樹葉、小鳥等在此被截住。接著含塵氣流經過電離區，在此區空氣被非均勻高壓電場電離，形成大量的正負離子，由于采用正電暈極，被電離的空氣負離子流向正暈極被中和，電場中大部分區域剩下正離子，空氣中的塵粒與正離子碰撞被帶上正電荷。接著，帶正電的塵粒流向集塵區，該區由正負交錯、間隔均勻排列的平行極板組成，由于同性相斥，異性相吸，帶正電塵粒被吸附到負極板上，從而達到過濾效果。
然而，當這種空氣電子過濾器應用于組合式空氣處理機組時，根據實際使用的效果，其過濾效率不十分理想。實驗分析發現，當迎面風速小于1.5m/s或空氣懸浮物粒徑小于5微米時，這種空氣電子過濾器的過濾效率較高。但是組合式空氣處理機組的標準設計斷面風速在2.5m/s左右，且入口空氣的含塵顆粒粒徑大于5微米的情況在實際工程中經常出現，尤其是遇沙塵天氣或在生產過程產塵的工業建筑物中，這種情況更為明顯。另一方面，空氣經過這種電子過濾器后，雖然得到了一定的過濾效果，但是空氣被帶上了電荷。帶電的空氣離子和未被過濾掉的帶電懸浮物極容易對空調系統內部和建筑物室內環境造成二次污染。因此，常規的空氣電子過濾器并不十分適合應用于組合式空氣處理機組中，也不適合用于諸如電子車間、醫院手術室、紡織廠、制藥廠等超凈場合。此外，常規的空氣電子過濾器在實現自動清灰方面也十分困難。。

發明內容
本發明的目的是提供一種自清潔型高效空氣電子凈化器，采用金屬網構成的極板結構，可以有效解決前述問題。
本發明是這樣實現的一種自清潔型高效空氣電子凈化器，包括有初濾均流板、電離區、集塵區和自動清灰裝置，集塵區極板由彼此連接成折狀的密織金屬網集塵極板構成，在折狀金屬網集塵極板夾角之間設置有自動吸塵頭和吸塵管；所述的電離區中具有電離電極組件，所述的電離電極組件包括若干個間隔均勻、交錯平行布置的正電暈極和接地極板，正電暈極為1排或1排以上；所述集塵區金屬網集塵極板由表面平整光滑的密織金屬網和邊框條組成，在迎風面上的金屬網與邊框條處于同一個平面；所述電離電極組件由模塊化電離區單元構成，模塊化電離區單元設于支架上，支架由橫梁、豎梁、角三通、橫向檔風板和豎向檔風板構成成；同一層的電離區單元通過正電暈極的安裝軸端頭的陰陽偶合彈簧壓緊片相互連接成高壓供電回路；所述金屬網集塵極板安裝于支架上，支架由橫梁、豎梁和角三通構成，橫梁、豎梁在伸出翼的相鄰兩面均勻對稱設置卡槽，金屬網集塵極板通過伸入卡槽之中的夾緊蓋條固定在支架上；所述金屬網集塵極板的支架上安裝有板式活性炭吸附器。
本發明具有以下優點1.本發明將靜電吸附過濾原理和傳統的篩分、截留、慣性和擴散過濾機理有機結合在一起，大大提高了空氣過濾效率，擴大了捕集的粒徑范圍，并且實現了自清潔功能。
2.本發明在集塵區的結構設計上，能在金屬網集塵極板的迎風背面十分方便地安裝上板式活性炭吸附器，以去除空氣中的有害氣體，包括甲醛、臭氧、甲苯、二氧化硫等。
3.本發明具備很高的過濾性能和自清潔功能，阻力損失低、無需更換，是一種理想的節能、環保型空氣過濾和凈化器，可廣泛應用于民用、商用和工業建筑物通風空調系統中。


圖1為常規空氣電子過濾器的工作原理圖；
圖2為本發明自清潔型高效空氣電子凈化器的工作原理圖；圖3為本發明自清潔型高效空氣電子凈化器工作原理立體示意圖；圖4為電離區組件正面圖；圖5為電離區組件俯視圖；圖6為電離區組件側視圖；圖7為集塵區金屬網組件正面圖；圖8為集塵區金屬網組件側面圖；圖9為集塵區金屬網組件B-B剖視圖；圖10為集塵區金屬網組件俯視圖；圖11為電離區組件安裝立體示意圖；圖12為集塵區金屬網組件、活性炭單元折狀截面示意圖；圖13為集塵區金屬網組件、活性炭單元安裝立體示意圖。
圖中標號說明如下1-初濾均流板2-電離區組件3-電離區接地板(負極)4-正電暈極5-常規電子過濾器集塵區 6-集塵區平行負極板7-集塵區平行正極板 8-本發明空氣凈化器集塵區9-集塵區金屬網負極板10-吸塵頭11-吸塵管 12-活性炭吸附器13-電離區組件的兩側端板 14-電離區組件的框架15-陰陽偶合彈簧壓緊片 16-陶瓷絕緣片17-固定軸 18-金屬網集塵極板19-金屬網邊框條 20-包角條21-金屬網背面邊框條 22-電離區單元23-電離區單元安裝橫梁 24-電離區單元安裝支架側端板25-電離區單元安裝豎梁 26-電離區單元安裝角三通27-電離區單元安裝橫檔風板 28-電離區單元安裝豎檔風板29-高壓臨界電源 30-集塵區安裝橫梁
31-集塵區安裝豎梁 32-集塵區安裝角三通33-夾緊卡條 34-金屬網集塵極板之間的交接面35-固定邊條具體實施方式
如圖1至圖3所示，圖1是常規空氣電子過濾器的工作原理圖，圖2是本發明自清潔型高效空氣電子凈化器工作原理圖，圖3是本發明自清潔型高效空氣電子凈化器工作原理立體示意圖，本發明自清潔型高效空氣電子凈化器包括有初效均流板1、電離區2和集塵區8，所述的電離區2位于初效均流板1和集塵區8之間。所述的電離區2具有電離區電極組件，包括若干個正電暈極4和接地極板3，正電暈極4和接地極板3彼此交錯、均勻平行排列；所述的集塵區8和常規空氣電子過濾器的集塵區5的區別為常規空氣電子過濾器的集塵區5由若干個彼此交錯、均勻平行排列的直流正極板7和負極板6組成，而本發明自清潔高效空氣電子凈化器的集塵區包括金屬網負極板組件和吸塵組件，所述金屬網負極板組件由若干個彼此連接成折狀的、表面平整的密織的金屬網負極板9組成，所述吸塵組件由若干個吸塵頭10和吸塵管11以及電氣配件組成。根據應用場合需要，可在金屬網負極板9的迎風背面安裝板式活性炭單元12。
本發明自清潔型高效空氣電子凈化器采用的工作過程為當含塵氣流流經初濾均流板1時，其中大顆粒物，如樹葉、小鳥等被濾出。接著含塵氣流經過由正電暈極4和接地極板3形成的非均勻高壓電場，此電場即為電離區2。空氣在電離區2中被電離，形成大量正負離子，其中負離子流向正電暈極4被中和，電場中大部分區域剩下正離子，空氣中的塵粒與正離子碰撞被帶上正電荷。在電離區，小于5微米的部分粒徑較小的塵粒被吸附在電離區的接地極板3上。接著，剩余的大量帶正電的塵粒流向集塵區8，由于集塵區8采用滿截面布置的、彼此連接成折狀的金屬網負極板9結構，帶正電的塵粒流經金屬網負極板9時，由于靜電吸附、篩分、慣性、截留和擴散多重效應，塵粒被金屬網負極板9所捕集。隨著塵粒在金屬網負極板9上的累積，金屬網負板板9表面將形成薄薄一層正電塵層，此正電塵層將對來流中的帶正電的塵粒具有一定的排斥作用。由于如下三個方面的原因其一，超細塵粒已大部分被電離區2的接地極板3捕集；其二，集塵區金屬網負極板9表面正電塵層的排斥作用；其三，折狀截面導致的過濾面積的增加和過濾風速的下降，如由2.5m/s左右的斷面風速降低為0.5m/s左右的過濾風速；使得塵粒累積在金屬網負極板9的表面而不會鉆入金屬網集塵極板9的深層，這樣清灰顯得方便易行。當金屬網負極板9的迎風表面上灰塵累積到一定程度時，兩側的壓差達到極限值，此時由電控系統啟動吸塵組件工作。每兩塊相鄰的金屬負極板9夾角之間布置一個吸塵頭10，并連接在吸塵管11上。清灰過程中，由步進電機帶動吸塵管11自上向下緩慢移動，依次吸走每塊金屬網負極板9上的灰塵，如此反復，直至金屬網負極板9兩側的壓差達到正常值的范圍后停止清灰工作。同時，帶電荷的空氣經過滿截面布置的金屬網負極板9時，得到了充分放電和中和。如此，含塵空氣經過上述空氣凈化器時得到了有效過濾或凈化，并且所述空氣凈化器實現了自動清灰功能。
當在金屬網負極板9的迎風背面布置板式活性炭吸附器12時，空氣中的有害氣體如甲醛、臭氧、甲苯、二氧化硫等可以得到進一步凈化。
如圖4至圖6所示，為本發明自清潔型高效空氣電子凈化器的電離區組件的結構示意圖，所述電離區組件由若干個彼此交錯、間隔均勻、平行排列的正電暈極4和接地極板3組成，此外還包括兩側端板13和固定兩側端板13的框架14。所述正電暈極4和接地極板3分別由不同的安裝軸17固定在兩側端板13上。所述正電暈極4的安裝軸17與兩側端板13的連接處采用陶瓷絕緣片16隔離。所述電離區組件采用模塊化結構設計，截面尺寸可以按610mm×610mm的國際標準化尺寸制作。兩塊相鄰電離區組件安裝后通過正電暈極4的安裝軸17兩端的陰陽偶合彈簧壓緊片15進行高壓供電回路接通。
如圖7至圖10所示為本發明自清潔型高效空氣電子凈化器的金屬網負極板9的結構示意圖，所述金屬網負極板9由表面光滑的密織金屬網18和固定金屬網18的邊框19、20和21組成，所述金屬網可為不銹鋼網、鋁網或銅網。所述金屬網負極板9在制作時，金屬網18首先固定在背面的邊框條21上，然后通過四周的外邊框條19壓緊，長寬方向上的外邊框條19的四個角處通過包角條20緊固在一起。如此，金屬網18與邊框條19在迎風面上保持在同一個平面。金屬網負極板9采用模塊化結構設計，截面尺寸可以按610mm×610mm的國際標準化尺寸制作。不同金屬網負極板9拼裝在一起時，可形成一個連續平整、光滑的平面。
如圖11所示為電離區組件在通風空調系統管道或空氣處理機組截面內的安裝立體示意圖，所述電離區組件被制作成模塊化電離區單元22，根據通風管道或空氣處理機組截面尺寸將若干個電離區單元22按行、列從檢修門側安裝在鋁合金支架上，所述鋁合金支架由橫梁23、豎梁25、角三通26、橫向檔風板27和豎向檔風板28組成，除此之外在鋁合金支架的另一端設置側檔板24。同一層的若干個電離區單元22通過電離區的正電暈極4的安裝軸17端頭的陰陽偶合彈簧壓緊片15.相互連接，在檢修門側為每一層提供一個高壓臨界電源29，高壓臨界電源29的高壓輸出端與每一層的第一個電離區單元22的正電暈極4相連，如此，每一層的若干個電離區單元22均可得到高壓直流供電。
如圖12至圖13所示，分別是集塵區金屬網集塵極板9、板式活性炭吸附器12在通風管道或空氣處理機組內安裝成折狀的截面圖和安裝立體示意圖。固定金屬網集塵極板9、活性炭吸附器12的支架采用鋁合金型材。所述鋁合金支架主要由橫梁30、豎梁31、角三通32組成，所述橫梁30、豎梁31在伸出翼的相鄰兩面均勻對稱設置卡槽，金屬網集塵極板9、活性炭吸附器12靠伸入卡槽之中的夾緊蓋條33固定在鋁合金支架上。在上下金屬網集塵極板9之間的接觸面34處通過雙面密封膠密封，并在接觸面34的背后裝上加固邊框條35。
權利要求
1.一種自清潔型高效空氣電子凈化器，包括有初濾均流板、電離區、集塵區和自動清灰裝置，其特征在于集塵區極板由彼此連接成折狀的密織金屬網集塵極板構成，在折狀金屬網集塵極板夾角之間設置有自動吸塵頭和吸塵管。
2.根據權利要求1所述的自清潔型高效空氣電子凈化器，其特征在于所述的電離區中具有電離電極組件，所述的電離電極組件包括若干個間隔均勻、交錯平行布置的正電暈極和接地極板，正電暈極為1排或1排以上。
3.根據權利要求1所述的自清潔型高效空氣電子凈化器，其特征在于所述集塵區金屬網集塵極板由表面平整光滑的密織金屬網和邊框條組成，在迎風面上的金屬網與邊框條處于同一個平面。
4.根據權利要求2所述的自清潔型高效空氣電子凈化器，其特征在于所述電離電極組件由模塊化電離區單元構成，模塊化電離區單元設于支架上，支架由橫梁、豎梁、角三通、橫向檔風板和豎向檔風板構成成；同一層的電離區單元通過正電暈極的安裝軸端頭的陰陽偶合彈簧壓緊片相互連接成高壓供電回路。
5.根據權利要求3所述的自清潔型高效空氣電子凈化器，其特征在于所述金屬網集塵極板安裝于支架上，支架由橫梁、豎梁和角三通構成，橫梁、豎梁在伸出翼的相鄰兩面均勻對稱設置卡槽，金屬網集塵極板通過伸入卡槽之中的夾緊蓋條固定在支架上。
6.根據權利要求5所述的自清潔型高效空氣電子凈化器，其特征在于所述的金屬網集塵極板的支架為對稱結構，支架上在金屬網集塵極板的背面安裝有板式活性炭吸附器。
全文摘要
一種自清潔型高效空氣電子凈化器，由初濾均流板、電離區、集塵區和自動清灰裝置組成，集塵區極板由彼此連接成折狀的密織金屬網集塵極板構成，并且在折狀金屬網集塵極板夾角之間設置自動吸塵組件，本發明將靜電吸附原理和傳統的篩分、截留、慣性和擴散捕集塵粒原理有機地結合在一起，大大提高空氣中塵粒捕集效率，擴大了可捕集的粒徑范圍；集塵區采用表面平整光滑的金屬網集塵極板，可方便地實現自動清灰功能。集塵區支架上可同時安裝板式活性炭吸附器，以凈化空氣中的有害氣體，而無需再專門設置活性炭吸附器的安裝支架或功能段，節省安裝空間和初投資；本發明產品過濾效率高、阻力損失低、壽命長，可廣泛應用于民用、商用和工業建筑物領域。
文檔編號B03C3/74GK1872422SQ20061001190
公開日2006年12月6日 申請日期2006年5月16日 優先權日2006年5月16日
發明者敖順榮 申請人:敖順榮