微小,一般的强制通风装置都可以完全克服这样的作用力,而不影响污染气体介质的自由流通。荷电颗粒可以顺利通过这样的极板而与被极化的纤维(0203)相遇并且放电被捕获。这也是本系统无需采用常见的电极绝缘处理方法的另一个重要原因。
[0056]此外,本发明的过滤组件(0103)在除菌抗病毒方面具有双重有益效果。首先,选择某种具有抑菌特性的纤维成为可能;其次,本系统包含有高电压接入的两级组件。尤其是在过滤单元捕捉颗粒的区域中,高压电场可以在室温环境通过较长的停留时间将捕获的细菌、病毒杀灭。研究认为静电场和微电流刺激细菌,使细菌的蛋白质、核酸等变异,损伤细菌的细胞壁及细胞膜,破坏细菌的表面结构,使细胞膜内外的生物驻极态受到破坏,从而抑制细菌繁殖和杀灭细菌。(曾新安等,1998)例如US6497839 BI等专利就在高压灭菌方面曾有一些有益的探索,可以证实以上灭菌消毒的原理。本发明可供研究人员作为基础并继续进行对于空气介质灭菌消毒方面的探索。
[0057]本系统的另外一个特征在于,在空气介质经净化后,设有穿孔或者网状电极板(0201)(0202)并且接地,该网状组件不但空气阻力很低,而且在一方面,该部件作为另外的高压电极的参考电势点,大大增强了过滤空间中的电场强度;另一方面,基于荷电颗粒或者离子的释放可能带来的不利后果,该部件可以进一步保证本发明不会向系统以外的空间继续释放可能造成二次污染的离子,这也是本发明的另外一个有益效果。该接地导体部件也可以被视为有兼具将含残余带电离子的气体介质进行中和的一个独立功能。
[0058]强制通风组件(0102)采用迫使气流、给气流提供动力的方式,使得含污染物的气流通过所述过滤组件(0103),由此悬浮颗粒物在通道中被捕获、收集。本发明的一个有益效果是尤其对于较微小的颗粒而言的,具体的工作原理为纤维吸附细小的颗粒,并且促进细小颗粒物在纤维表面凝并成为较大的颗粒,进而更好的被捕捉。
[0059]如图5所示,风机(0502)或者是其他强制空气流动的组件可以采用任何合适的类型,并由直流或者交流供电。因为本系统的风阻相对很低,这使得采用一些低功耗、静音的风机成为可能O比如挪威PurifiCO EC350超静音轴流风机,该风机可在Purif ico北京代表处购得。本发明的系统并不限于特定的风量,在一些出力较大的产品中,完全可以选用功率更大的风机;同理,针对一些较小的室内空间,也可以选用功率尺寸都较小的风机。采用外壳本体和其他部件应当以气密的形式结合以保证空气介质按照设计的要求有效通过特定的部件。在某些优选方案中,强制通风部分也可以采用包括但不限于离心式的系列风机,如下述第八实施方式。
[0060]风机(0502)等强制通风器件由一个开圆孔的板(0501)以焊接或者螺钉紧固等方式结合于骨架(0302)上,该固定风机组件的圆孔应该以不妨碍风机风叶转动为限并尽可能的小,举例说明,如果选用直径350mm的风机,则以开□直径350mm为宜。另外该钢板的共振的固有频率应尽量的避免风机常见运转状态的固有频率,以免产生共振噪音。
[0061 ] 如图6,本系统荷电组件(0101)主要由等离子发生极(0602)和不限于圆环形或其他形状的闭合接地导体(0601)构成。等离子发生极(0602)和所述环状电极(0601)都可以但不限于由以下材料构成:钨、不锈钢、铜等导体材质,并经过表面氧化铜喷涂处理,在其尖端部位也可以用碳纤维等阻抗稍高的材质。该部分对于空气介质中的悬浮颗粒在进入系统时进行充分的荷电、对于系统的净化能力十分重要。
[0062]等离子发生极(0602)是具有明显尖端的圆柱状或者纤维束导体其截面直径在
0.5_5mm之间,圆环导体(0601)的截面直径也在0.5_5mm之间。等离子发生极(0602)连接于可调电压式高压发生电源的正极;环状闭合导体极(0601)则接地。该环状电极也可以在轴向延长,并且在朝向该发生极前端方向的位置不超过发生极的最前端。环状电极(0602)采用任何已知的绝缘的方式固定在进风口一侧,并和进风口的外形吻合。
[0063]在适当的电压下,例如5000-14000V的直流高压电,发生极(0602)产生等离子体。其中正离子和电子等量出现。其中所含的电子流入电势差较高的发生极,而正离子则流向电势差较低的方向,也就是圆环形接地部件(0601)和机身其他电较低的部位。在环境气压接近大气压时,本系统产生的等离子体属于热等离子体(thermal plasma),在实际的热等离子体发生装置中,输出的等离子体呈喷射状运动,并形成一个类似于风幕的伞状离子风幕覆盖面。这样的离子风幕经实验验证可以十分的均匀和密闭,并且用手或者蜡烛火苗实测也可以感受到均匀的风感。进气侧所包含的悬浮颗粒物都必须首先通过等离子风幕受离子影响而充分荷电,这给整个系统的净化能力提供了保障。以上电源极中裸露的导体部分均可由含有二氧化锰或者氧化铜的触媒均匀覆盖,以较彻底的避免在等离子荷电区产生有害的臭氧(Yu Hei Liu 2005)这是本发明不同于市售常见类似设备电晕荷电方法的另外一个有益效果。
[0064]上述等离子发生极(0602)可以接入但不限于以下形式的电源:直流高压、直流脉冲、交流高压等,其电压大小也可以采用可调节式,也可以采用固定电压式。
[0065]虽然本发明不限于环状电极(0601)接地的做法,但其优选接地的做法未见于现有的专利文献,该做法的有益效果之一,由于上述圆环形接地导体(0601)—般接近机壳,这可以有效避免传统的电晕正负极相对的方法形成的电离空气荷电而造成人员有轻微触电不适的感觉,即便这样的轻微触电的感觉不会对人体健康或者生命造成威胁。另外该部位接地对于整个系统的安全稳定性也可以予以提高。经验证,本系统的外壳既可以采用工程塑料等绝缘材料,也可以采用金属等导体材料制备的外壳。本系统在不同环境下都有广泛应用的可能。
[0066](第二实施方式)。
[0067]本发明的系统中,过滤组件(0103)中填充的纤维材料还可以选用传统高聚物化合材料制成,这样的实施方式的好处是可以解决目前民用净化器更换滤芯成本高的问题,也可以避免成本高更换频率小的滤芯对环境带来的二次污染的问题。
[0068]这类传统的高聚物化合材料的有益之处在于其在市场上易于获取,价格低,并且可适当清洗再生后再利用。
[0069](第三实施方式)。
[0070]另外,过滤组件(0103)中充填的纤维材料不限于纤维素构成的材料或者纤维状的材料,还包括由纤维状材料所构成的具有多种可供气体通过物理形状的成品,如利用含有纤维材料的纸浆制成的纸制品、由纸制品加工成型的制品、或其他利用纤维采用织造或者非织造的形式生产的物品等,或者由上述两种或者多种材料构成的组合体。
[0071]其中一个优选的实施方式,利用类似瓦楞或者蜂窝纸板和电场的方向平行排列。在其中间布置有疏松的可降解植物纤维。在风阻较低的情况下,大量被电场极化的纤维将经过其附近的荷电悬浮颗粒物捕获。其有益效果在于不同形式的纤维材料可分别针对不同粒径的悬浮颗粒物而设置,在某些污染物种类的情况下更为实用。
[0072]在本优选示例中,纤维组件的规格在500_800g/m2之间。在此区间进行调整规格并进行一系列的实验表明,不同规格的组件最优的配合风速不同,去除悬浮颗粒物的效率并无重大的改变。当然本发明并不局限于这样的规格。
[0073](第四实施方式)。
[0074]如图7或图8,第四实施方式以第一实施方式为基础,但和第一实施方式最大的区别在于强制通风组件(0102)较荷电组件(0101)位于气流的最上游或者最下游。如果采用介电常数较低的强制通风组件(0102)的叶片,则可以采用本实施方式,其有益效果是有利于将系统的尺寸设计的更小。其他部分则与第一实施方式相同。
[0075](第五实施方式)。
[0076]本实施方式与第一实施方式中单一的荷电组件(0101)相比,如图9所示,采用了多个荷电组件设置而且是多个荷电组件采用非对称极性的布置。比如设置2个或者2个以上极性相反发生器,荷电极性不同的颗粒在经过过滤组件(0103)以前,一部分会相遇并发生凝并。细小的颗粒经过凝并效果以后,变为粒径较大的颗粒,会更容易被捕获。除此之外,本实施方式其它部分与第一实施方式相同。本系统的凝并装置与市场常见类似装置不同之处在于本系统的多个荷电组件的位于同一平面,并且外围相对的闭合导体一极(0601)采用接地的方式。
[0077](第六实施方式)。
[0078]碳纤维荷电组件如图6,等离子发生极(0602)和环状接收极(0601)可以但不限于由以下材料构成:钨、不锈钢、铜等导体材质,在其尖端部位也可以用碳纤维等阻抗稍高的材质代替金属尖状物。除此之外,本实施方式其它部分与第一实施方式相同。
[0079](第七实施方式)。
[0080]电极板(0201)(0202)的网孔形状不限于第一实施方式中的网格形金属板,也可以采用其他形状如圆形多孔板、三角形多孔板、多边形多孔板或者其他图案的多孔金属板制作。此外,也可以由绝缘材料制作的板材例如但不限于树脂板加金属涂层制作。其特征在于表面可导电并具有一定强度的支撑功能,并且空气基本可以自由的流过。
[0081]为了进一步增加有效过滤面积,采用一定网、孔形状的电极板可由平面型变换为如图10的环带型、如图11的球形、如图12的Z字型、如图13的S型等形式。这样变换后的过滤组件(1003/1103/1203/1303)在一定体积的条件下可以将有效过滤面积成倍增加。