一种基于电晕放电的防霾纱窗装置的制作方法

本实用新型涉及一种纱窗装置，特别涉及一种基于电晕放电的防霾纱窗装置。

背景技术：

霾，也称灰霾或者烟霾，是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等颗粒状杂质导致的大气浑浊。霾可以通过呼吸进入人体的呼吸系统，诱发肺部疾病，因此，目前有大量防霾的研究。

防霾的主要技术难度集中于霾中的颗粒尺寸在100μm左右，即使关窗，霾中的部分颗粒物也可以经过窗户的缝隙进入室内，因此，目前的防霾措施，主要依赖于室内的空气净化机。然而，空气净化机除霾过滤时，假若开启窗户，就必然导致空气中的颗粒杂质无法彻底去除；而关闭窗户，又会导致室内空气流通性差，室内细菌滋生。

基于上述问题，授权公告号为CN2771449Y的实用新型专利中公开了一种除尘纱窗，其包括有窗框以及安装于窗框下方的静电发生器、开关和电池，静电发生器通过导线与纱窗金属线连接。其利用静电除尘的原理，将直流电源直接加至作为纱窗的金属丝上，以通过静电吸附穿过纱窗的固体颗粒。

然而，将带电金属丝网作为纱窗，在静电发生器开启后，整个纱窗均为带电体，因此，这种技术方案中，必须将静电发生器的电压值调低至对人体无害，以防止触电危险，然而，对于除霾而言，电压值过低，很难将直径较小的固体颗粒荷电以完成除尘，因此，上述技术方案对于除霾而言是不适用的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于电晕放电的防霾纱窗装置，其通过对纱窗的排布形式进行改进，可以使纱窗装置在具有满足除霾要求的电压的同时，不会发生触电危险，以满足家居安全需要。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于电晕放电的防霾纱窗，包括有框体，所述框体上嵌装有至少一组电晕除尘组件，所述电晕除尘组件包括有：

电晕电极层，用于连接至高压直流电源的正极或负极；

两个集尘丝网层，其间隔布置于所述电晕电极层两侧，它用于连接至高压直流电源的负极或正极并接地。

通过采用上述技术方案，两个集尘丝网层与电晕电极层加载至高压直流电源的正负两极上，并且两个集尘丝网层接地，在集尘丝网层与电晕电极层之间产生电晕，电晕电极层和集尘丝网层之间的空气气体分子电离，产生大量电子和离子，在电场力的作用下向两极移动，在移动过程中碰到气流中的粉尘颗粒和细菌使其荷电，荷电颗粒在电场力作用下与气流分向相反的极板做运动，在电场作用下，空气中的自由离子要向两极移动，电压愈高、电场强度愈高，离子的运动速度愈快。由于离子的运动，极间形成了电流。开始时，空气中的自由离子少，电流较少。电压升高到一定数值后，放电极附近的离子获得了较高的能量和速度，它们撞击空气中的中性原子时，中性原子会分解成正、负离子，形成空气电离。空气电离后，由于联锁反应，在极间运动的离子数大大增加，表现为极间的电晕电流急剧增加，空气成了导体，高强电压捕获附带细菌颗粒，瞬间导电击穿由蛋白质组成的细胞壁，达到杀灭细菌吸附除尘；两个集尘丝网层接地设置，可以防止作为窗户使用的纱窗装置两侧无高压触电危险，这样，为了增加除霾效果，可以适当增加高压直流电源的电压值，而不必担心高压电对于窗户的使用者的伤害。

优选地，所述电晕除尘组件还包括有夹设于所述电晕电极层与集尘丝网层之间的由绝缘材料制成的透气层，所述透气层上分布有若干透光孔。

通过采用上述技术方案，透气层上的透光孔，首先保证了透气层的设置不会影响窗户本身的透光和透气性能；而绝缘材料制成的透气层，可以可靠防止电晕电极层与集尘丝网层直接接触，以防止两者接触后产生电弧放电现象或发生触电危险。

优选地，所述框体于所述电晕除尘组件外还设置有绝缘防护层，所述绝缘防护层上分布若干透气孔。

通过采用上述技术方案，在集尘丝网层可靠接地的前提下，直接触碰它是不会发生触电危险的，然而，在集尘丝网层的接地短暂性失效时，集尘丝网层仍可能造成发生概率极低触电危险，因此，增加带有透气孔的绝缘防护层杜绝人手碰触到带点的所有结构，以彻底消除触电的可能性。

优选地，所述集尘丝网层对称布置于所述电晕电极层两侧。

通过采用上述技术方案，对称布置两个集尘丝网层，可以使电晕电机层两侧产生的电场强度相同，以使在两个区域内荷电的灰尘颗粒以等同的速度运动于两个区域之间，保证除尘效果。

优选地，所述电晕电极层包括有固定至所述框体上的架体以及张设于所述架体上的金属丝。

通过采用上述技术方案，金属丝作在高压直流电源下产生电晕，以使穿过这个区域的尘土颗粒荷电。

优选地，所述金属丝的外表面上设置有若干用于增加放电效果的尖端。

通过采用上述技术方案，电晕产生的原理可以总结为曲率半径小的导体电极对空气放电，也就是说，尖端的设置可以明显的增加尖端放电效果，以使电晕除尘组件的除尘效果更好。

优选地，相邻两根所述金属丝之间的间距不超过10㎝。

通过采用上述技术方案，相邻金属丝之间的间距过大，会导致除尘除霾效果降低，而间隙过小又会影响窗子本身的采光效果，将间距设置在10㎝以内，可以在两个效果之间取中。

优选地，所述电晕电极层与集尘丝网层之间的间距大于5㎝。

通过采用上述技术方案，电晕电极层与集尘丝网层之间的间距小于0.5㎝会使两者之间产生电弧放电现象，导致电场被击穿，但是间距过大，电晕发生的电压值会随之提高，因此，这个间隙在大于0.5㎝的基础上也不宜过大。

优选地，所述框体内对应于所述集尘丝网层的底部设置有集尘盒。

通过采用上述技术方案，集尘丝网层上在一段时间后会沾满灰尘，这部分灰尘在电晕除尘组件断电之后落到框体内，设置集尘盒对这部分灰尘进行收集，有利于后期对窗子本身的维护。

优选地，所述电晕电极层上的直流电压值不低于1千伏。

通过采用上述技术方案，电晕产生需要的电压与电晕电极层和集尘丝网层之间的间隙有关，但是直流电压的值不宜低于1千伏，否则除尘效果难以保证。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1. 防止外面的雾霾进入室内，同时又可以使得新鲜空气进入户内，具有传统纱窗无法解决的防霾和透气的双重功能。

2. 工艺简单。只需要一个高压直流电源、一电极电晕层、两个多孔透气层、两个集尘丝网层、两个绝缘防护层。

3. 防霾效果好。实验结果表明，此种纱窗能阻止窗外的雾霾99.9%。

4、易于集成。本发明装置由于是体积小、重量轻的特点，很容易集成和安装到原来的窗户上，作为一种功能单元存在。

附图说明

图1是防霾纱窗装置的整体结构示意图；

图2是为显示电晕除尘组件的安装以及接电原理图所做的截面视图；

图3是金属丝与尖端的实现结构一；

图4是金属丝与尖端的实现结构二；

图5是金属丝与尖端的实现结构三；

图6是金属丝与尖端的实现结构四；

图7是金属丝与尖端的实现结构五；

图8是图7中的局部放大视图A。

图中，1、框体；2、电晕除尘组件；20、电晕电极层；200、架体；201、金属丝；202、尖端；21、集尘丝网层；22、透气层；3、绝缘防护层；4、集尘盒；5、高压直流电源。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例

一种基于电晕放电的防霾纱窗装置，如图1至2中所示，包括有框体1以及设置于框体1上的电晕除尘组件2，电晕除尘组件2上通有高压直流电源5，为防止使用者发生触电危险或者对工作中的防霾纱窗装置产生畏惧心理，在电晕除尘组件2的两侧还分别设置一层绝缘防护层3，其材料选用绝缘且具有良好透光性的材料制成，边缘固定至框体1上，其上开设若干透气孔，兼用做透气和透光孔。

如图2中所示，电晕除尘组件2包括有连接至高压直流电源5上的电晕电极层20以及对称设置于其两侧的集尘丝网层21，高压直流电源5的负极接通至电晕电极层20上，正极接至集尘丝网层21上并将其可靠接地，（电晕电极层20、集尘丝网层21与高压直流电源5的接法也可以反过来，即将电晕电极层20接至高压直流电源5的正极，依然可以满足电晕产生需要）两者之间的间隙不应小于5㎜，以防止两者之间产生电弧放电现象；两者之间夹设有透气层22，其采用与绝缘防护层3一致或者性能近似的材料制成，其作用是防止电晕电极层20与集尘丝网层21相互接触，以防止使用中不小心触碰集尘丝网层21时将其直接压至电晕电极层20上触电；

电晕电极层20包括有架体200、金属丝201以及设置于金属丝201外表面的尖端202，金属丝201横向、纵向或者交叉的张设于架体200上，通电时，所有的金属丝201同时通电，以保证全部金属丝201上的电位相同。

金属丝201可以采用铁、铜、金、钨丝等金属材料制成，只要满足导电条件即可，且其表面以粗糙面为佳；尖端202的作用是在金属丝201上产生尖端放电，以增强静电除尘的效果，其可以为图3中所示的芒刺状结构、图4中所示的五角星形结构、图5中所示的星型结构或者图6中所示的近似于弹簧的结构，只要形状可以在金属丝201表面增加一些可以增强放电效果的尖端即可，除此之外，金属丝201与尖端202可以采用一张金属丝网卷制呈棒状，在按照图8中所示的位置剪断一部分网格，将其作为尖端202。

集尘丝网层21是由导电的丝网构成，同时接地，这样产生的灰尘带电荷就会在电场的作用下集尘在丝网上，达到静电集尘的功效；集尘丝网层21的底部还设置有一可拆卸固定至框体1上，以在必要时取出清理灰尘。

根据实验结果以及电晕放电原理得到如下关系：为获得电晕效果，当电晕电极层20与集尘丝网层21之间的间隙越大，需要高压直流电源5提供的电压值越高。经发明人反复实验证实：当两者的间隙在3至5厘米之间时为最佳，但只要间隙不小于0.5厘米就可以满足使用需要达到除尘效果；另外一个影响除尘效果的尺寸参数，即为电晕电极层20上的金属丝201的间隔间隙，一般而言，相邻两根金属丝201的间隙不超过10厘米即可满足于除尘需要，而当尺寸越小，除尘效果越好，但是同时也会影响纱窗本身的采光效果，因此，以5厘米左右为最佳；高压直流电源5的电压值依据于上述尺寸设置而变化，但低于1千伏时除尘效果不佳，因此，选用1千伏以上的高压直流电源5就可以满足除尘需要，实际使用时可以依据设计参数适当增加电源电压值。

使用过程如下：

第一步：高压直流电源5的负高压线连接到电晕电极层20，将正电极连接到对称的两层集尘丝网层21上；

第二步：将电晕电极层20放在正中间，两侧紧贴着透气层22，两层透气层22两外侧紧贴集尘丝网层21，两个集尘丝网层21两侧紧贴绝缘防护层3；

第三步：调节高压直流电源5的电位器，使得电晕电极层20产生电晕，此时空气中的雾霾或颗粒就会带电在电场的作用下移动到集尘丝网层21上，断电后，这部分固体颗粒会下落至集尘盒4内；

第四步：在通电时，由于室内污染物和室外污染物会被电子撞击而产生电荷，会吸附到集尘丝网层21上，同时由于纱窗上的每层上都有透气小孔，这样就会使得室内空气和室外空气连通，使人们呼吸道大自然的新鲜空气。

此外，需要指出的是，电晕放电的过程中必然会导致的是空气电力产生臭氧的问题，为解决此问题，在框体1内或者附近可单独设置一些除臭氧装置，例如采用申请公布号为CN103982949A的中国发明专利的说明书部分公开的臭氧去除器。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。