一种用于空气净化的高效电极及电极自洁组件

技术领域

本发明涉及空气净化电极领域，特别是涉及一种用于空气净化的高效电极及电极自洁组件。

背景技术

高压静电、等离子、臭氧、紫外线、高温、电弧，都是常用有效空气消毒净化的物理方式。通常依靠高压静电、等离子净化空气的电极，一般为圆筒或平板形式，因空气净化效果与电极长度正相关，所以为获得较好净化效果，电极长度较长、空间占用较大。

发明内容

本发明针对现有技术中的空气净化电极长度长，空间占用大、效率不高的问题，提供有效减小空气净化电极在长度方向空间占用且高效净化的一种用于空气净化的高效电极及电极自洁组件。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于空气净化的高效电极，电极为双层空腔结构，包括内外套接且均为中空筒状的内筒和外筒，内筒的中部腔体为内部流道，内筒外壁和外筒内壁间具有间隙并为外部流道；电极的一端为开口端，另一端设有筒体并为封闭端，筒底与外筒连接并可封闭或打开封闭端；外部流道和内部流道相连且连接处位于筒底。

本发明的有益效果是：本申请将电极设为双层结构，通过设置两层结构，分别为外筒和内筒，且在电极内形成靠内的内部流道和靠外的外部流道，通过设置筒底并使得内部流道和外部流道连通；在净化空气时，通过电极的开口端作为空气的进出口端，即外部流道连接开口端的外圈，内部流道连接开口端的内圈，空气从电极的开口端的外圈进入并依次通过外部流道、筒底、内部流道后通过开口端的内圈流出，或空气从电极的开口端的内圈进入并依次通过内部流道、筒底、外部流道后通过开口端的外圈流出；通过该种方式，有效增加了空气在电极内流经路径的长度，减小了电极长度的设置并保证了对空气的净化效果。

同时，通过定期自洁，确保集尘电极的洁净，避免集尘电极因吸附污染物后性能下降、净化效率下降。

进一步，内筒和外筒均为同轴的圆柱状中空结构，外筒内壁固定有放电条，内筒中部设有放电柱，放电柱固定在筒底上。

采用上述进一步方案的有益效果是，设置放电条和放电柱，导电时可产生电场，且使得外部流道和内部流道中的电场强度均可保证，保证对空气净化的效果。

进一步，放电条设有多个并呈螺旋状均匀排列在外筒的内壁。

采用上述进一步方案的有益效果是，可通过设置多个放电条并进行放电，螺旋排列的形式，改变了气流的运行轨迹，使得气流呈螺旋状运动，与气流的直线运动相比，增大了气流在电极内的运动长度，提高了净化率。

进一步，放电条上设有三角尖状的放电齿，放电齿的尖端沿外筒的径向朝向内筒伸出。

采用上述进一步方案的有益效果是，设置放电齿，通过放电齿的尖端进行放电，提高对外部流道中空气的搅动效果，以延长空气的运动路径，利于提高净化率。

进一步，放电柱沿其轴向间隔设有至少两个放电星，放电星呈片状并垂直放电柱设置。

采用上述进一步方案的有益效果是，每层放电星均对流经的空气进行了搅动，使得气流进行非直线运动，以延长气流在内部流道中的运动轨迹，利于空气整体的均匀净化，从而提高净化率。

进一步，放电星为多角形的片状结构，且各个角分别沿内筒的径向均布设置。

采用上述进一步方案的有益效果是，均布的多角结构，利于空气的均匀净化。

进一步，内筒的一端通过第二绝缘件固定在外筒上，内筒的另一端通过第一绝缘件与筒底抵接。

采用上述进一步方案的有益效果是，内筒的两端均与绝缘件连接，内筒一端通过第一绝缘件与筒底抵接以稳定内筒，内筒另一端通过第二绝缘件与外筒固定连接，以起到固定内筒的效果。

进一步，外筒的外壁固定有绝缘层，绝缘层完全覆盖外筒的外壁。

采用上述进一步方案的有益效果是，绝缘层起到绝缘效果，提高电极使用的安全性。

本发明解决上述技术问题的另一个技术方案如下：

一种电极自洁组件，包括上述的用于空气净化的高效电极，电极两端中的其中一端连接有注水泵，另外一端连接有抽水泵，或者电极两端中的其中一端连接有烘干装置，另外一端连接有湿度传感器。

采用上述方案的有益效果是，筒底可打开，便于电极进行自洁时，从电极的开口端通入清洁水，水会从打开的筒底位置流出，从而清洁电极内部的尘埃和污染物，连接烘干装置可对水流清洁后的电极内部进行烘干，湿度传感器则可对通入的烘干空气进行湿度检测，以判断烘干是否可以停止。

进一步，内筒内壁，和/或，内筒外壁上固定有超声波发生器，超声波发生器靠近内筒筒底设置；内筒上固定有低频振动电机，低频振动电机靠近电极的开口端设置。

采用上述方案的有益效果是，超声波发生器可产生高频超声波，低频振动电机可产生低频震动，高频超声波可对污物进行剥离，低频震动叠加并增强了对污物的冲洗作用，在水泵形成的流动态水增加的扩散作用下，将污物冲走，从而实现集尘极高效自洁。

附图说明

图1为本发明用于空气净化的高效电极的实施例结构图；

图2为本发明放电柱的实施例结构图；

图3为本发明用于空气净化的高效电极的空气流动实施例局部结构图；

图4为本发明放电条实施例结构图；

图5为本发明放电条与外筒的实施例结构图；

图6为本发明内筒和外筒连接的实施例结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10内筒；20外筒；30筒底；

40放电条；41放电齿；

50放电柱；51放电星；

61第一绝缘件；62第二绝缘件；

70超声波发生器；80低频振动电机；90绝缘层。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

现有技术中，空气在电极内为直线流动，净化效率不高；且工作模式单－，如静电式、等离子式，不能将各物理方式综合应用叠加、效率较低；特别是集尘电极粘满尘埃、污染物后，电极净化能力直线下降，必须人工清洗、实用性差，这也是市场上等离子空气机新机净化效果较好，数月后即性能下降的原因。而本申请提供的方案则解决了上述问题，具体如下。

实施例1

如图1和图2，一种用于空气净化的高效电极，电极为双层空腔结构，包括内外套接且均为中空筒状的内筒10和外筒20，内筒10的中部腔体为内部流道，内筒10外壁和外筒20内壁间具有间隙并为外部流道；电极的一端为开口端，另一端设有筒体并为封闭端，筒底30与外筒20连接并可封闭或打开封闭端；外部流道和内部流道相连且连接处位于筒底30。

该实施例的有益效果是：本申请将电极设为双层结构，通过设置两层结构，分别为外筒20和内筒10，且在电极内形成靠内的内部流道和靠外的外部流道，通过设置筒底30并使得内部流道和外部流道连通；在净化空气时，通过电极的开口端作为空气的进出口端，即外部流道连接开口端的外圈，内部流道连接开口端的内圈，空气从电极的开口端的外圈进入并依次通过外部流道、筒底30、内部流道后通过开口端的内圈流出，或空气从电极的开口端的内圈进入并依次通过内部流道、筒底30、外部流道后通过开口端的外圈流出图1和图2中，图中的箭头为空气流向，示出的空气流动实施例为，空气从外部流道至内部流道方向流动；通过该种方式，有效增加了空气在电极内流经路径的长度，减小了电极长度的设置并保证了对空气的净化效果。

实施例2

如图3和图4，优选的，在实施例1的基础上，内筒10和外筒20均为同轴的圆柱状中空结构，外筒20内壁固定有放电条40，内筒10中部设有放电柱50，放电柱50固定在筒底30上。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，设置放电条40和放电柱50，导电时可产生电场，且使得外部流道和内部流道中的电场强度均可保证，保证对空气净化的效果。

实施例3

如图5，为放电条40在外筒20上的安装示意图，优选的，在实施例1-2的基础上，放电条40设有多个并呈螺旋状均匀排列在外筒20的内壁。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，可通过设置多个放电条40并进行放电，螺旋排列的形式，改变了气流的运行轨迹，使得气流呈螺旋状运动，与气流的直线运动相比，增大了气流在电极内的运动长度，提高了净化率。

实施例4

如图4，优选的，在实施例1-3的基础上，放电条40上设有三角尖状的放电齿41，放电齿41的尖端沿外筒20的径向朝向内筒10伸出。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，设置放电齿41，通过放电齿41的尖端进行放电，提高对外部流道中空气的搅动效果，以延长空气的运动路径，利于提高净化率。

实施例5

如图1和图2，优选的，在实施例1-4的基础上，放电柱50沿其轴向间隔设有至少两个放电星51，放电星51呈片状并垂直放电柱50设置。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，每层放电星51均对流经的空气进行了搅动，使得气流进行非直线运动，以延长气流在内部流道中的运动轨迹，利于空气整体的均匀净化，从而提高净化率。

实施例6

如图2，优选的，在实施例1-5的基础上，放电星51为多角形的片状结构，且各个角分别沿内筒10的径向均布设置。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，均布的多角结构，利于空气的均匀净化。

在上述实施例的基础上，放电星51可采用六角形结构。

在上述实施例的基础上，可将放电柱50设为细长的柱状结构，且放电柱50与内筒10同轴设置，放电星51为薄片状结构。

实施例7

如图6，优选的，在实施例1-6的基础上，内筒10的一端通过第二绝缘件62固定在外筒20上，内筒10的另一端通过第一绝缘件61与筒底30抵接。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，内筒10的两端均与绝缘件连接，内筒10一端通过第一绝缘件61与筒底30抵接以稳定内筒10，内筒10另一端通过第二绝缘件62与外筒20固定连接，以起到固定内筒10的效果。

在上述实施例的基础上，第一绝缘件61、第二绝缘件62可均设置四个，且沿内筒10的径向均布，稳定性好；内筒10的轴向长度小于外筒20，且在电极的开口端一侧，内筒10的端部不伸出外筒20。

实施例8

如图1和图5，优选的，在实施例1-7的基础上，外筒20的外壁固定有绝缘层90，绝缘层90完全覆盖外筒20的外壁。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，绝缘层90起到绝缘效果，提高电极使用的安全性。

实施例9

优选的，在实施例1-8的基础上，提供一种自洁电极组件，包括上述的用于空气净化的高效电极，电极两端中的其中一端连接有注水泵，另外一端连接有抽水泵，或者电极两端中的其中一端连接有烘干装置，另外一端连接有湿度传感器。

采用上述方案的有益效果是，筒底30可打开，便于电极进行自洁时，从电极的开口端通入清洁水，水会从打开的筒底30位置流出，从而清洁电极内部的尘埃和污染物，连接烘干装置可对水流清洁后的电极内部进行烘干，湿度传感器则可对通入的烘干空气进行湿度检测，以判断烘干是否可以停止。

在本实施例的基础上，筒底30连接有开关阀并为可移动打开的结构，以便于筒底的打开进行自洁。在电极使用时，电极的两端会先分别连接注水泵、抽水泵，在冲水清洗电极内部完毕后，电极的两端会分别连接烘干装置、烘干装置，以对电极内部进行烘干和湿度检测。

实施例10

优选的，在实施例1-9的基础上，内筒10内壁，和/或，内筒10外壁上固定有超声波发生器70，超声波发生器70靠近内筒10筒底30设置；内筒10上固定有低频振动电机80，低频振动电机80靠近电极的开口端设置。

采用上述方案的有益效果是，超声波发生器70可产生高频超声波，低频振动电机80可产生低频震动，高频超声波可对污物进行剥离，低频震动叠加并增强了对污物的冲洗作用，在水泵形成的流动态水增加的扩散作用下，将污物冲走，从而实现集尘极高效自洁。

在上述实施例的基础上，超声波发生器70可设置三个，并均布设置，或三个可分设在内筒10的外壁和内壁，提高均匀性。

具体使用时，外筒20、筒底30、放电条40、放电齿41、放电柱50和放电星51均为负高压且导通，其中外筒20和放电柱50均作为放电极且两个放电极的电压相同，内筒10不带电并作为集尘极；放电齿41尖端与内筒10的外壁距离为a，放电星51尖端与内筒10内壁的距离为b，使a、b数值误差控制在10％以内，其中a＝b为最优选，这样可保证电场的强度的均匀性，以保证内部流道和外部流道的电场强度一致性强，便于同时调节。使用时可通过改变施加在放电极上的直流高压值，即可改变集尘极A与放电端B(指放电齿41尖端或放电星51尖端)之间的电压、电场强度，即最好使得外部流道和内部流道内的电场保持相等，从而调整物理消毒净化方式，净化方式有：

(1)当A与B间电场强度为50～100kv时，对空气的净化方式为纯静电方式；

(2)当A与B间电场强度为101～200kv时，对空气的净化方式为静电方式+带电离子方式(带电离子方式与等离子效果相近，但带电离子方式中的正负离子数量不一定相等，而等离子中的正负离子数量相等)；

(3)当A与B间电场强度为201～250kv时，对空气的净化方式为静电方式+带电离子方式+臭氧方式；

(4)当A与B间电场强度大于250kv时，对空气的净化方式为静电方式+带电离子方式+臭氧方式+微电弧高温+紫外线方式。

其中，上述方式产生的臭氧由电极外部的催化剂分解，催化剂位于空气流经电极的出口处，使得所有的空气都会经过催化剂，而催化剂的分解对能源的强弱有需求，当空气环境好的时候，不需过度净化时，可以调低电压，降低电场强度且不需臭氧分解，满足净化需求的同时可起到节能效果。

第一绝缘件61和第二绝缘件62均为耐高电压的绝缘件。

电极自洁过程为：放电极内通电产生电场的相关结构，外筒20和放电柱50断电；电极一端连接注水泵，另一端连接抽水泵，由注水泵将水箱内水泵入电极直至淹没集尘极淹没电机内的整个外部流道和内部流道；启动抽水泵，使注入水量与抽出水量相等、维持电极内水呈流动状态；集尘极内筒10上安置的低频振动电机80工作5HZ/S≤频率≤20HZ/S；超声波发生器70工作频率≥30000HZ/S，将高频超声波对污物的剥离，与低频震动频率≤30HZ/S对污物的冲洗作用叠加，在水泵形成的流动态水增加的扩散作用下，清洁集尘极并将污染物通过流水抽入水箱，从而实现集尘极高效自洁；清洗完后由水泵将水抽干；外部风扇、加热器启动，将集尘极上的微量水吹干；自洁完毕。

在电极自洁组件中，可增加烘干装置和湿度传感器。待湿度传感器侦测到排出空气的湿度≤60％时，再重新开启净化空气的模式。

本申请具有结构简单、效率高、实用性强，同时集成了高压静电、等离子、臭氧、紫外线、高温、电弧等物理空气消毒净化因素，与市场上各类空气消毒净化机相比，具有消毒净化效率更高、净化污染物种类更多、且不换网、结构紧凑、不需人工清洗的效果。

净化电极还可起到消除核辐射的技术效果：

当空气中的尘埃被辐射源照射，即成为放射性尘埃。这部分放射性尘埃直径约0.035～0.05微米，对外辐射α、β、γ、x射线和中子流，形成对人体的核辐射，核辐射方式分内辐射和外辐射，内辐射是指放射性尘埃通过呼吸进入人体并留在人体内，持续、贴近辐射人体组织器官、造成辐射损伤，而且人体亦成为新的移动辐射源；外辐射是指放射性尘埃对外辐射的α、β、γ射线和中子流照射人体造成辐射损伤。内辐射对人体危害远大于外辐射。

从以上核辐射原理可知，只要将空气中直径约0.035～0.05微米放射性尘埃从空气中清除，并储存到对α、β、γ射线和中子流有较好屏蔽作用的空间内，再进行二次转运、拋弃即可清除。但传统的过滤、吸附方式对这种直径约0.035～0.05微米的尘埃，因直径太小基本无效，即便是无菌手术室使用的高级洁净空气技术，也只能有效净化0.1微米及以上的尘埃。

本申请净化电极清除空气中放射性尘埃原理：当含有核辐射的放射性尘埃的空气进入电极，在电极高压静电作用下放射性尘埃立即带上电荷，在电场库仑力作用下即被吸附在集尘极上，自洁时送入垃圾盒。

集尘极上和垃圾盒内的放射性尘埃，被外围特殊复合屏蔽材料包裹，其α、β、γ、x射线和中子流被特种材料屏蔽和吸收，消除了核辐射。特殊复合屏蔽材料包括铁、铅、聚乙稀(针对中子流)。

从上述该机清除放空气中放射性尘埃原理可知：该机可清除空气中的内外辐射源、屏蔽转运内外辐射源。

外筒20放电极的外层对α、β、γ、x射线和中子流有较好屏蔽作用的复合材料构成，如外筒20放电极由内到外分别是不锈钢、铅、聚乙稀。不锈钢、铅对核辐射中的α、β、γ、x射线有较好的屏蔽作用，聚乙稀对中子流有较好的减速、减轻伤害作用，同时聚乙稀有很好的绝缘效果，可保证放电极的安全性。

综上，电极自洁时，抽水箱的外壳也可由对α、β、γ、x射线和中子流有较好屏蔽作用的复合材料构成，如外筒20放电极由内到外分别是不锈钢、铅、聚乙稀。作用与上述外筒20中相同。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。