一种多功能空气净化装置的制作方法

本发明涉及一种多功能空气净化装置，可同时实现对空气中PM2.5及甲醛等有机物的吸附。

背景技术：

静电除尘技术在工业生产和日常生活中作为一种成熟且主流的除尘技术受到人们青睐。一大批应用了静电除尘技术的或者相关改进技术的空气净化器受到广大消费者的关注。但是，静电除尘技术本身有些缺陷，制约了其在实际使用中的效果。传统静电除尘装置的电晕极是简单的金属导线或者金属针，它们或被悬空放置于空气通道内，或者沿着空气流动方向放置。由于电晕极在接入高压时会使周围气体分子电离，形成一个电晕区，在电晕区内存在正电离子，若粉尘与这部分离子碰撞并荷电，将会导致粉尘吸附到电晕极上，会导致电晕极电离效果减弱，影响粉尘的荷电及去除；另外一方面，简单的电晕极设计和排布，会降低负离子与粉尘有效碰撞和荷电概率，从而影响电场去除粉尘的效果，降低了静电除尘的效率。从集尘部分看，传统的静电除尘设备因为无法清除空气中的有机污染物，要达到清除有机污染物的目的需要另外增加新的功能模块，这会导致成本和体积的增加，设备笨重无法应用于车内等狭窄的使用环境。从静电除尘副作用看，因为电离空气往往会产生臭氧气体，随着设备装置使用时间的增加，不可避免的会存在臭氧含量较高的情况。尤其是设备装置老化等情况下，臭氧含量变得不可控制。而臭氧的含量过高会对人产生不利影响，在较低含量下也会对人体感官造成刺激。所以，必须严格控制臭氧含量。而以上三个方面目前静电除尘式的空气净化器并不能做到。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种体积小巧，但既能够去除粉尘颗粒又能够去除甲醛等有机污染物，也能够消除静电发生装置的产生的臭氧的多功能空气净化装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种多功能空气净化装置，其特征在于，该装置包括依次设置的电离部分、集尘部分和臭氧消除部分，所述的电离部分由电晕极和带孔道金属板构成，所述的电晕极放置于带孔道金属板的正中间；所述的集尘部分为蜂窝状活性炭电极与中空塑料板交替排布构成的平行强电场集尘，既能够吸附粉尘又能够吸附甲醛等有机污染物；所述的臭氧消除部分设置在集尘部分后面。整个静电除尘装置，体积小巧，但既能够去除粉尘又能够去除甲醛等有机污染物，也能够消除静电发生装置的产生的臭氧。

所述的电晕极是前端带整流罩的布满针刺的细导体棒。

所述的电晕极前端的整流罩呈锥状，锥状整流罩的直径需大于电晕极电晕区的范围，为1-10mm；整流罩自然地将气流引导开，避开了电晕极电晕区，从而尽量减少粉尘与正电离子接触并吸附在电晕极上。整流罩的外形设计需减少气流的紊乱，并且尺寸不能过大。整流罩位于带孔道金属板孔道平面的正中央，使得气体一进入孔道就受到整流罩的分流避开了电晕区的正电离子。带孔道金属板直径约为2-5cm，使空气定向聚集到电晕极负离子浓度最高，碰撞最激烈的区域。

所述的电晕极上的针刺是细针或细棒，一系列导体针刺形成毛刷状阵列。针刺的尺寸小于整流罩尺寸，针刺的存在增加了侧前方负离子浓度及运动速度，增加了负离子与粉尘颗粒碰撞几率，从而增加粉尘荷电的效率。针刺的形状尺寸及材料都以增加负离子生成效率为原则，优选细长尖针形及易产生电晕电流的材料。整个电离平面内存可以存在多个电晕极及与其对应的金属板孔道、整流罩等，多个电晕极在同一平面上间隔2-10cm一起工作提高了单位时间内处理空气的量，提高了集尘速度。

所述的集尘部分以蜂窝活性炭板作为集尘电极板，以中空塑料板作为孔道，集尘电极板与孔道如钢琴键一般交替排布。本发明中的集尘部分，其基本原理与传统静电集尘技术类似，仍旧采用传统的平板强电场引导荷电粉尘向集尘板运动，并被集尘板捕获。但与传统的静电除尘集尘部分不同，本发明采用多孔活性炭作为集尘电极板，中空塑料板提供孔道如钢琴键一般的两者交替排布构成强平行电场。多孔活性炭自身作为电极存在，材料强度足够，多孔结构使得材料对粉尘和有机污染物的吸附能力大大增强。这里所述的电极并非传统电极薄薄的一层，而是具有合适厚度的块体材料。整个装置因为多孔活性炭电极的多功能化而体积大大减小，可以应用在汽车等狭小空间。

所述的臭氧消除部分为负载有臭氧分解催化剂的滤网或者涂敷在装置内壁的臭氧分解催化剂涂层。本发明的臭氧消除部分，安置在集尘部分的后面。以负载有臭氧分解催化剂的滤网或者涂敷在装置内壁的臭氧分解催化剂涂层方式实现。既保证了控制出风口臭氧含量不对人造成不利影响，又不过早地去除臭氧影响其在杀菌和分解甲醛等有机污染物方面的作用。

与现有技术相比，本发明通过一系列针对传统静电除尘装置设计缺陷的改进，实现了:电离部分更高的粉尘荷电效率，显著降低了粉尘粘附电晕极的可能；集尘部分集收集荷电粉尘和吸附有机污染物两种功能于一体，在弥补静电除尘技术对有机污染物吸附能力差的缺陷的同时并不增加装置体积；装置对臭氧气体的利用和控制。

附图说明

图1是多功能空气净化装置的架构示意图；

图2是集尘部分正视图；

图3是电晕极示意图；

图4为另一种电晕极示意图；

其中，1为带孔道金属板，2为电晕极，3为集尘部分，4为臭氧消除部分，5为蜂窝状活性炭电极，6为电离部分，7为塑料中空板。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种多功能空气净化装置，该装置包括依次设置的电离部分、集尘部分3和臭氧消除部分4。

所述的电离部分由电晕极2和带孔道金属板1构成，所述的电晕极2放置于带孔道金属板1的正中间；所述的电晕极2是前端带整流罩的布满针刺的细导体棒，电晕极2前端的整流罩呈锥状，锥状整流罩的直径为1-10mm；锥状整流罩位于带孔道金属板1的孔道平面的中央，带孔道金属板1的孔道直径为2-5cm。电晕极2上的针刺是细针或细棒，细针或细棒可以垂直于细导体棒(如图3所示)，也可以与细导体棒之间呈一定角度设置(如图4所示)，一系列导体针刺形成毛刷状阵列。

所述的电晕极2到多个，可以根据空气净化装置的大小进行选择设置电晕极的数量，一般为2-10个，对个电晕极在同一平面上间隔2-10cm工作。

所述的集尘部分3以蜂窝活性炭板作为集尘电极板即蜂窝状活性炭电极5以中空塑料板7作为孔道，蜂窝状活性炭电极5与中空塑料板7如钢琴键一般交替排布构成的平行强电场集尘(如图2所示)；

所述的臭氧消除部分4设置在集尘部分3后面，以负载有臭氧分解催化剂的滤网或者涂敷在装置内壁的臭氧分解催化剂涂层的方式实现。

应用上述多功能空气净化装置的具体实例如下：

实施例1

在20m³房间内，空气中有机污染物主要为微量的甲醛(0.06mg/m³)可引起小儿呼吸道不适；PM2.5含量为0.04mg/m³，存在一定量的可吸入颗粒物。打开静电除尘装置，含尘含甲醛的空气随抽风机气流进入静电除尘装置，受到金属板孔道和电晕极整流罩的引导，气流汇聚于电晕极附近2-5cm的范围内而粉尘颗粒又不会吸附到电晕极上。电晕极侧面布满针刺的细导体棒两侧空间内，由于空气在针刺尖端方向更容易电离，负离子在电晕极两侧浓度更高运动速度更快。而采取正对气流的布局方式，提高了粉尘与负电离子的碰撞荷电概率，提高了粉尘荷电效率。多个电晕极协同工作，能够有效的处理大流量的含尘空气，提高空气流速。荷电后的粉尘进入集尘部分，受到上下平板强电场的库仑力作用，荷电粉尘向正极板偏转并被正极板捕获。而由多孔活性炭构成的电极板能在集尘的同时吸收甲醛等有机污染物。除尘后的空气进入臭氧消除部分，含量超标的臭氧将会被滤网中或者装置内壁涂层中的臭氧分解催化剂分解，保证排除的空气臭氧含量合乎标准，而在此之前臭氧能够辅助杀菌和分解甲醛等有机污染物。经检测，静电除尘装置工作1h之后，空气中的甲醛含量减少92％，PM2.5含量减少97％。

实施例2

狭小汽车内部，尤其是开窗并经过烈日曝晒，甲醛等有机污染物及粉尘含量大大增加。经检测甲醛含量为(0.12mg/m³)大大超出国家标准，而PM2.5含量也在0.11mg/m³以上。这些有机污染物及粉尘在汽车内部，受到通风条件的限制久久不能散去。但是普通家用汽车内空间狭小，不适合普通的家用空气净化器使用。本发明可以放置在家用汽车手刹器后部或者后排座椅后部，不占用有限的乘坐空间，不影响驾驶员的视野和操作。含尘含甲醛的空气随抽风机气流进入静电除尘装置，受到金属板孔道和电晕极整流罩的引导，气流汇聚于电晕极附近2-5cm的范围内而粉尘颗粒又不会吸附到电晕极上。电晕极侧面布满针刺的细导体棒两侧空间内，由于空气在针刺尖端方向更容易电离，负离子在电晕极两侧浓度更高运动速度更快。而采取正对气流的布局方式，提高了粉尘与负电离子的碰撞荷电概率，提高了粉尘荷电效率。多个电晕极协同工作，能够有效的处理大流量的含尘空气。荷电后的粉尘进入集尘部分，受到上下平板强电场的库仑力作用，荷电粉尘向正极板偏转并被正极板捕获。而由多孔活性炭构成的电极板能在集尘的同时吸收甲醛等有机污染物。除尘后的空气进入臭氧消除部分，含量超标的臭氧将会被滤网中或者装置内壁涂层中的臭氧分解催化剂分解，保证排除的空气臭氧含量合乎标准，而在此之前臭氧能够辅助杀菌和分解甲醛等有机污染物。经检测，在汽车关窗并持续曝晒的情况下空气净化器工作1h之后，甲醛等有机污染物含量下降接近90％，PM2.5含量下降97％。