一种除雾霾装置和方法

一种除雾霾装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种除雾霾装置和方法，本发明不再采用让颗粒物带电的方式进行静电除尘，而是采用静电吸引的方式，从而不再采用双极板结构，而采用电极板组，极板间距较小，可以采用低压电，安全性更好。配合分级净化，避免过大的颗粒物吸附到电极板上，而影响整体的净化效果，从而整体的净化效果更好。尤其是，采用凹槽结构，一方面重构了电场，另一方面会使气体在极板间产生翻滚等紊流，有利于颗粒物的吸附，并通过凹槽结构以容纳更多的颗粒物，维护周期延长。
【专利说明】一种除雾霾装置和方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种除雾霾装置和方法。

【背景技术】
[0002]随着生产的发展和进步，由生产所带来的污染逐渐加剧，环境问题逐渐严重并开始影响人类的健康，日渐成为人们关注的焦点。雾霾问题是近年来饱受关注的环境问题之一。雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物(PM 2.5)，一旦排放超过大气循环能力和承载度，细颗粒物浓度将持续积聚，此时如果受静稳天气等影响，极易出现大范围的雾霾。本发明中“雾霾”指造成雾霾的细颗粒物。
[0003]去除空气中细颗粒的方法有很多，但少有能大规模运用在城市中的空气净化方法。
[0004]目前，除去空气中的细颗粒物的方法主要分为两大类:其一是通过离子结合细颗粒物，其二是使细颗粒物吸附在其它物体上。本发明属于第二种方法，将细颗粒分级吸附在不同的材料上，达到减少雾霾的作用。
[0005]中国专利文献CN103727500A公开了一种基于路灯杆的除尘除雾霾装置，并在【背景技术】部分对现有的城市空气净化器做出了相对较为详细的说明，对城市空气净化具有指导意义。参见该专利文献可知，当前普遍采用通过风机匹配风道引风，在风道内设置过滤装置的方式进行空气净化。在进一步改进的方案中采用多级净化，例如通过引风使空气依次通过空气净化网、毛细管、毛细孔、水雾区的净化方式，通过多级的净化处理，获得良好的净化效果。然而，例如水雾净化需要有足够的水源作支持，因而需要占用一定的公共资源，且污水的后续处理相对比较困难。
[0006]文献CN103727500A进一步基于路灯杆，利用太阳能板或者灯杆自身配置的市政供电驱动，通过风机引风，滤网滤除的方式进行空气净化，原理上非常简单，还不能够对空气进行分级处理，整体效果不好，容易产生滤网的堵塞而影响净化效果。
[0007]中国专利文献CN103769299A公开了一种先通过电晕电极使颗粒物带电，然后再通过电极板进行带电颗粒物吸附的方式进行净化，在一些应用中还可以通过将空气电离的方式产生带电颗粒，这种方法不适用于低压电，使用安全性相对较差。
[0008]另外，当前的电极板普遍采用表面平整的电极板，用以产生均匀的电场，表面容尘量非常小，清洁频率比较高，且当前普遍采用双极板配置，两块极板之间的距离相对比较大，为维持相当的电场强度需要比较大的极板间电压。为此，在一些应用中，会采用例如螺旋形的电极板配置，用以延长电极板的长度，借以提高整体的容尘量和静电除尘效果，但整体效果仍然不佳。


【发明内容】

[0009]本发明的目的在于提供一种分级除雾霾装置，以及应用该装置的除雾霾方法，以达到较好的净化效果。
[0010]依据本发明的一个方面，一种除雾霾装置，包括风力输送装置和在风力输送装置送风通道方向上依序连接的粗过滤装置、中过滤装置和精过滤装置，其中，中过滤装置为静电除尘装置，所述静电除尘装置包括:
管状部件；
电极板组，所包含电极板按照相邻电极板间极性相反的方式平行地排布在所述管状部件内，电极板间烦的间隙构成气体流道，电极板间距e [0.5cm, 2cm]；
其中，电极板的表面阵列有凹槽。
[0011]依据本发明的另一个方面一种除雾霾方法，通过风力输送装置和管道构造风力输送通道，在风力输送通道内配置粗过滤装置、中过滤装置和精过滤装置，从而对所引入的空气先进性粗过滤，再进行中过滤，最后通过精过滤后排出；
其中，中过滤为静电除尘方法，并采用低压驱动，限制相邻的电极板的极板间距e [0.5cm, 2cm],所包含电极板按照相邻电极板间极性相反的方式平行地排布；
在电极板上阵列凹槽，用于容纳尘埃。
[0012]原理:电场具有吸引作用，无论例如颗粒物是否带电，颗粒物都会受到电场的作用而最终吸附到电极板上。
[0013]依据本发明不再采用让颗粒物带电的方式进行静电除尘，而是采用静电吸引的方式，从而不再采用双极板结构，而采用电极板组，极板间距较小，可以采用低压电，安全性更好。配合分级净化，避免过大的颗粒物吸附到电极板上，而影响整体的净化效果，从而整体的净化效果更好。尤其是，采用凹槽结构，一方面重构了电场，另一方面会使气体在极板间产生翻滚等紊流，有利于颗粒物的吸附，并通过凹槽结构以容纳更多的颗粒物，维护周期延长。
[0014]进一步地，为改善电场分布，使颗粒物尽可能的纳入到凹槽中，所述凹槽设有中心凸起，该中心凸起的峰顶与极板板面同面。
[0015]优选地，凹槽槽底为曲面，槽壁为平面，槽底与槽壁连续可导，在满足电场重构的条件下，利于清理。
[0016]进一步地，同一行或者同一列相邻凹槽的槽间距为槽为正方形槽或者圆形槽，槽宽或者直径为槽间距的2~3倍，以获得较好的电场重构的条件下，整体容纳性更好。
[0017]在一些优选的实施例中，所述粗过滤装置的过滤部件为过滤海绵，利用过滤海绵的高孔隙率，降低维护周期，并具备较高的颗粒物过滤能力。
[0018]优选地，所述过滤海绵构造为三层，且从气流方向层厚依次减小，层间留有弥散空间，比单纯的单层同厚过滤结构具有更佳的过滤效果。
[0019]在一些实施例中，所述精过滤装置的过滤部件为HEPA过滤网，且至少有两层，能够有效过滤掉可入肺颗粒物。
[0020]利用市政设施，所述风力输送装置，以及粗过滤装置、中过滤装置和精过滤装置设置在灯杆内部所构成的腔体内，而构成上下排列；
其中，腔体的进气口设置在下部，出气口设置在上部，且进气口和出气口相应配有进气格栅和出气格栅； 腔体的一侧开有上下延伸到进气口和出气口的门；
灯杆上配有太阳能电池板，用于为电极板组和风力输送装置提供电能。
[0021]灯杆带有配套的电源，另外，在一些应用中，已经出现了在灯杆上设置例如太阳能电池板的清洁能源利用方案，因此还可以利用例如太阳能、风能，降低对传统能源的使用，以降低污染。
[0022]优选地，所述凹槽含有中心凸起，凹槽槽底为曲面，槽壁为平面，槽底与槽壁连续可导，在槽壁与电极板板面结合处，以及槽壁与中心凸起结合处形成电荷富集区。

【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1为依据本发明的一种除雾霾功能部分的结构示意图。
[0024]图2为依据本发明的一种除雾霾功能部分的主视结构示意图。
[0025]图3为图2的A-A剖视图。
[0026]图4为一种电极板舱段结构剖开结构示意图。
[0027]图5为电极板面的结构示意图。
[0028]图6为图5的B-B剖视图。
[0029]图7为图6的C部放大图。
[0030]图8为除雾霾功能部分及用以驱动除雾霾功能部分的电池板在灯杆上的配置结构示意图。
[0031]图9为半剖结构示出的除雾霾功能部分在灯杆中的位置结构示意图。
[0032]图10为一种灯杆结构示意图(去掉门板)。
[0033]图11为灯杆门结构示意图。
[0034]图12为海绵过滤舱结构示意图。
[0035]图13为一种HEPA滤芯舱室结构示意图。
[0036]图14为依据本发明的一种除雾霾功能部分的电气原理框图。
[0037]图中:1.净化分段，2.进气格栅，3.排气格栅，4.扇叶，5.连接风道，6.粗过滤体，7.固定支架，8.出风道，9.上接头，10.HEPA滤芯，11.弥散腔，12.密封圈，13.电极板，14.静电除尘腔，15.密封圈，16.密封圈，17.电机，18.电机支架，19.进风腔，20.安装座，21.第一电极板,22.第二电极板,23.凹槽,24.锐形边缘,25.板面,26.太阳能电池板，27.灯罩，28.灯杆上部，29.灯杆下部，30.座部，31.舱室，32.支撑环，33.嵌槽。

【具体实施方式】
[0038]成熟的市政设施，例如灯杆，往往具备比较合理的分布，并在人口密集区也往往具备较为密集的分布。另外，灯杆多配置在路边，而机动车是城市污染的主要来源，将空气净化装置装配在灯杆上，一方面对污染物源具备更强的针对性，同时，还可以利用市政设施上成熟的电网。
[0039]应当理解，依据本发明的除雾霾装置在配置了独立自持电源的情况下可不依赖于例如灯杆而独立存在，在一些应用中可以配置为例如图1所示的结构，可以依赖于市政电网，也可以配置独立的清洁能源，例如太阳能电池板26，在风能比较充沛的地区，还可以配置例如风力发电设备。
[0040]在更多的应用中，采用图8和图9所示的将除雾霾功能部分配置在灯杆中的方案。[0041 ] 在一些应用中，可以为电源配置蓄电池，尤其是在只存在清洁能源的条件下。
[0042]原理之一:当一个带有静电的物体靠近另一个不带静电的物体时，由于静电感应，没有静电的物体内部靠近带静电物体的一边会集聚与带电物体所携带电荷相反极性的电荷(另一侧产生相同数量的同极性电荷)，由于异性电荷互相吸引，就会表现出“静电吸附”现象。
[0043]举例:
带负电荷的玻璃棒，靠近不带电的小纸片，小纸片靠近玻璃棒的一边会感应出正电荷(另一边感应出的是负电荷)；然后玻璃棒的负电荷与小纸片中的正电荷互相吸引，产生“静电吸附”现象。
[0044]这里的“靠近”是指带有静电的部件应达到能够吸引例如小纸片的有效距离。
[0045]因此，基于该原理，对产生电场的部件所具有的电势要求不高，电极板间的电势差，也就是电压并不需要太高，适用于低压电(对地电压低于220V)，一般可使用低压电的低压区，也就是对地电压低于24V。
[0046]原理之二:多级净化。
[0047]空气中的颗粒物粒度大小不一，并在不同的地区，主要污染物也会不一样，例如某些地区PM2.5为主要污染物，有些地区PMlO为主要污染物，而在某些地区的主要污染物可能是扬尘这种肉眼可见的大颗粒物。不过即便主要污染物被滤除，剩余的污染物仍然会影响人的健康，发明人认为对空气的多级净化能够更加有效的实现净化，且通过级间匹配，可以获得更佳的净化效果。
[0048]图14示出了一种由太阳能驱动的除雾霾装置，通过太阳能电池板26提供电力，然后由能源供应模块进行电力分配，能源供应模块即太阳能控制器，构成光伏控制模块，产生直流电或者交流电，以供例如风机实现风力输送。
[0049]风机所使用的电机可以是直流电机，也可以是交流电机，在单纯使用太阳能驱动的系统中，优选使用直流电机。在使用市电驱动或者同时含有市政供电和清洁能源的方案中，也可以使用交流电机。
[0050]在一些应用中，尤其是单独使用太阳能电池板26驱动的系统中，需要配置蓄电池，以满足全时域、全天候的使用。
[0051]图14中所示的结构为三级净化，在一些理解中，也可以认为三级过滤，一般意义上讲，静电除尘不属于过滤，但由于其也是利用表面吸附，因而，在一些应用中也认为其是过滤。
[0052]依据图14所示的原理，匹配的一种除雾霾方法包含以下步骤:
步骤I能源供应:太阳能电池板受光照产生电能并供给吸气设备和静电除尘设备。
[0053]步骤2吸气:用吸气设备从环境中吸取未经处理的气体。
[0054]步骤3分级除雾霾:
步骤3.1过滤并干燥:使气体经过多层海绵等干燥过滤材料。
[0055]步骤3.2静电除尘:使气体经过静电除尘设备。
[0056]步骤3.3网状过滤机构:使气体经过过滤网。
[0057]步骤4排气:将除雾霾后的气体重新排入环境中。
[0058]在概括的实现中，匹配上述方法，一种除雾霾装置，包括风力输送装置和在风力输送装置送风通道方向上依序连接的粗过滤装置、中过滤装置和精过滤装置，参见说明书附图3，从下至上存在三种净化装置，依次是粗过滤体6为过滤部分的粗过滤部分，以静电除尘为原理的中过滤部分和以HEPA滤芯10为过滤体的精过滤部分，经过过滤的空气被重新排放入大气。
[0059]关于静电除尘，目前主要采用两种方案，其一是双极板结构，两极板间留有大约5cm左右的距离，至少不小于4.5cm,并在其前级利用电离或者其他手段使颗粒物带电，从而当带电的颗粒物运行到两极板间时能够被吸附到极板上。这种结构比较复杂，需要配置专门的让颗粒物带电的装置，耗能高。另外，所使用的极板为表面光滑的电极板，借以形成电场强度相对均勻的电场，电极板表面容尘能力比较弱。
[0060]在另一种方案中，则采用并行的多支电极管，结构更加复杂，并且也不可避免的采用表面光滑的吸附面，仅仅是通过构造电极管而增大吸附面的表面积。
[0061]在图4所示的结构中，所述中过滤装置也采用静电除尘装置，所述静电除尘装置包括:
管状部件，可以为圆管，也可以采用方管，例如图4中所示的圆形截面的管道。
[0062]然后配置电极板组，所包含电极板13按照相邻电极板13间极性相反的方式平行地排布在所述管状部件内，电极板13间间隙构成气体流道，例如图4中所示的结构，第一电极板21和第二电极板22间隔平行排布，第一电极板21与第二电极板22极性相反，在装配上可以采用如图4所示的结构，例如第一电极板21通过安装座20装配在管道管壁上，在安装座的相对侧，对第二电极板22也可以采用安装座20的装配结构，可以让第一电极板21和第二电极板22均与管壁绝缘，相互间也绝缘，然后再连接相关的电路即可。
[0063]在一些应用中，电极板13可以基于安装座20采用两侧装配的结构，以提高装配的可靠性。
[0064]在例如图3所示的和图8所示的结构中，由于除雾霾的功能部分被竖直配置，电极板13的板面被配置为竖直状态，姿态容易保持，因此，可以采用单端固定的方式，或者说例如图4所示的通过竖直的安装座20将例如第一电极板21装配在管道壁面上的结构。
[0065]在图3所示的方案中，在静电除尘腔14的前级不存在让颗粒物带电的装置，本方案中的静电除尘采用静电吸引的方式进行颗粒物的吸附，原理可见前文的原理之一，这是在除雾霾方案中首次使用的静电除尘原理。
[0066]在此条件下，使用较小的极板间距，极板间距e [0.5cm, 2cm]，也就是极板间距最大为2cm，最小为0.5cm，远小于当前静电除尘中的极板间距。
[0067]发明人在具体的应用中做过大量的长期的实验，以期采用尽可能小的极板间距，一方面提高容尘量，另一方面提高静电吸附的效率。但在一些应用中，例如极板间距非常小时，在运行一段时间后，会出现过这样的问题，极板间会产生放电现象，放电现象出现在污物较多或者空气湿度过大的场合。
[0068]经过长期的实验，在低电压条件下，最小的极板间距选择为0.5cm，在规定的维护周期内，较少的出现例如污闪的出现。
[0069]在一些气候比较干燥的地区，可以采用较小的极板间距。
[0070]另外，影响极板间距的另一因素是流阻，过小的极板间距，或者说较大的极板排列密度，基于牛顶内摩擦力而会产生比较大的流阻，综合以上因素，使用最小的极板间距为
0.5cm。在具体的应用中，优选的极板间距为0.8cm，根据具体的应用环境，本领域的技术人员可以选择相适应的极板间距。
[0071]关于极板间距的最大值，主要考虑电场强度和整体的容尘量，其中电场强度会影响吸附效率，而容尘量则会影响维护周期，综合考虑这两个因素，最大的极板间距选择为2cm。
[0072]其中较佳的可用范围是0.8cm~l.2cm，推荐在此范围内进行选择，验证性条件主要是是否会产生例如污闪，流阻影响，整体的容尘量和颗粒物吸附效率。
[0073]在极板数较多从而整体的吸附面表面积较大的情况下，为了进一步的提高容尘量，在电极板13的表面阵列有凹槽23,可见于图5-7所不的结构。
[0074]凹槽23 —方面会增加容尘量，另一个方面可以增加整体的吸附面面积，再一个方面则表现为对极板间电场的重构。
[0075]关于上述三个方面中的最后一个方面，应当理解，电场的分布取决于极板形状，或者说跟电荷在极板上的分布具有直接的关系。对于表面平整，板型规则的电极板来说，在两极板之间容易形成电场强度均匀的电场。而对于异型结构，电荷往往会在例如尖锐部位，形状骤变区等部位形成电荷集中，从而影响整体的电场分布。因而，通过合理的凹槽23的形状可以建构目的性明确的电场分布。本领域的技术人员可以据此涉及相应的凹槽形状以及凹槽23分布，以获得符合自己要求的电场分布。
[0076]可以理解的是，电场分布的建构在电学领域已经非常成熟，在此不再赘述。
[0077]另外需要注意的是，电荷集中会增加局部放电的概率，因此，在配置了凹槽23结构的情况下，需要匹配调整极板间距。
[0078]上述内容中所涉及的最小间距是在考虑了存在凹槽的情况下的最小间距。
[0079]实际选型中，根据具体的实验结果，可以适当的放大极板间距。
[0080]在图5所示的结构中，凹槽23是规则的方形凹槽，在一些应用中，可以采用例如矩形槽、圆形槽，还可以使用例如在图5图面上下贯通的长槽，除此之外不建议使用其他类型的凹槽。
[0081]关于凹槽的成型，图6所示的结构中，凹槽23的深度小于极板的厚度，但实际应用中并不限于此，电极板13可以构造为片状体，换言之，电极板13的厚度相对比较薄，凹槽23的深度可能要比极板基础厚度要厚，成型方式可以为冲压成型，产生拉深结构，从而形成凹槽23。
[0082]依据前述的成型方式，在较多的应用中会出现这样的结构，在凹槽23所在电极板13板面为槽型结构，相对面则产生凸起，凸起之间可以构造为宏观的整体的凹槽形状。
[0083]如前所述，凹槽的形成工艺主要是冲压，效率比较高。冲压所产生的凹槽23的槽壁面往往与电极板13板面是基于金属流动产生的，表面结构往往是连续可导的连续面结构，也就是没有锐利的过渡结构，对电荷集中会产生影响，但并不是特别明显。
[0084]再一种成型工艺是借助于机械上的滚花工艺，属于切削工艺，也可以产生平滑的过渡型结构，例如图7中凹槽23的槽底，匹配滚刀切削刃的轮廓而产生，为连续可导的连续面。
[0085]滚刀切削更容易产生不可导的面-面连接结构，例如图7中，凹槽23槽壁与板面25之间是切削产生的连接结构，槽壁是平面，板面25是平面，两者形成严格的夹角结构，连接线迹构成锐利的结构部，或者说形成电荷集中区。
[0086]图5中所示的结构可以使用一种滚刀纵向滚一次横向滚一次形成。据以形成的凹槽产生较长的锐利结构部，且围绕在凹槽23周围或者位于凹槽23内，从而在凹槽23区域更容易形成相对较强的电场强度。
[0087]有鉴于此，参见说明书附图5-7，在较佳的实施例中，所述凹槽23设有中心凸起，该中心凸起的峰顶与极板13的板面25同面。当电极板的坯料为厚度均匀的板材时，最好采用例如前述的滚刀切削形成所述凹槽23，容易产生所需要的例如图7中所示的锐形边缘24，产生电荷集中。
[0088]滚刀滚花所产生的面会产生进刀和退刀结构，直接利用该原理，可以产生例如图5中所示的中心凸起顶角与凹槽23壁面顶角之间(相应于对角线)的脊，形成再一个的电荷集中区，且该区域位于图示的凹槽23内。
[0089]在一些实施例中，凹槽23槽底为曲面，槽壁为平面，这样，在槽壁与板面25之间就形成锐形边缘，而槽底与槽壁连续可导，形成平滑的连续面，利于清理。
[0090]如前所述，为了提高凹槽23的工艺性，凹槽23尽可能的采用规则的形状，例如矩形、正方形或者圆形，例如矩形槽，可以直接采用冲压产生，也可以切削产生。圆形则主要依赖于冲压工艺。
[0091]在一些实施例中，同一行或者同一列相邻凹槽23的槽间距为槽为正方形槽或者圆形槽，槽宽或者直径为槽间距的2~3倍，使凹槽23具有相对合理的分布。
[0092]关于凹槽23的分布，理应密度越大，容尘量就越大，然而却会因此影响自身的强度，且整体凹槽化就失去了设置凹槽23的价值，因此，凹槽23的槽间距最小为2mm。关于槽宽或者直径，则需要考虑槽间距，所说的槽宽或者直径至少应为槽间距的2倍，以提高整体的容尘量，但最大不能超过槽间距的3倍，避免对整体强度的消弱，另外，太大的槽间距对电场分布的影响相对较小，且容尘量也会下降。
[0093]关于所述粗过滤装置的过滤部件一般采用丝网结构，主要用于滤除较大的颗粒物，在一些应用中，可以采用植物纤维，例如麻网进行粗滤。
[0094]在一些应用中，优选粗过滤装置为过滤海绵。
[0095]过滤海绵也称网状海绵，爆破海绵。聚氨酯过滤海绵由普通开孔软泡经网化处理加工而成，网化处理除掉了泡沫网络之间原有的面膜或壁膜，得到了主体骨架网状结构。过滤海绵的空隙率高达97%，具有优异的透气性、良好的柔软性和较高的机械强度。
[0096]作为一种工业品，过滤海绵具备规则的外形，利于根据需要进行加工，以获得适合例如图3中粗过滤体6的结构。
[0097]另外，需要注意，例如进气格栅2，理论上也存在过滤作用，但不同于除雾霾的应用，进气格栅2仅用于隔离较大的物品，例如纸屑的进入，避免对例如过滤海绵产生封堵。
[0098]在图12所示的结构中，过滤海绵被配置成多层结构，图12中，通过支撑环32 (适用于圆管形状的粗过滤管道结构中)构造过滤海绵结构的装配接合，将过滤海绵加工成合适的形状，塞入例如两支撑环32之间的间隙内，过滤海绵与管壁紧密贴合形成接触意义上的密封，使空气从过滤海绵通过。
[0099]在图12所示的结构中，用于装配过滤海绵的结构部分被设计成三层，匹配所述过滤海绵也构造为三层，且从气流方向层厚依次减小，层间留有弥散空间。
[0100]对过滤海绵分层布置不同于单一过滤海绵层，经过实验发现，多层的过滤海绵结构，比相同厚度的单一过滤海绵层具有更好的过滤效率，同时，在过滤海绵层之间留有弥散空间，可以减轻流阻。
[0101]基于同样的考虑，所述精过滤装置的过滤部件为HEPA (High efficiencyparticulate air Filter,高效空气过滤器)过滤网，形成HEPA滤芯,且至少有两层。
[0102]HEPA，即高效空气过滤器，是达到医用级别的过滤器，基本特点是过滤效率高、流动阻力低、能较长时间连续使用以降低后期耗材成本。
[0103]高效空气过滤器主要用于捕集0.5um以下的颗粒灰尘及各种悬浮物。采用超细玻璃纤维纸作滤料，胶版纸、铝膜等材料作分割板，与木框铝合金胶合而成，采用特殊硅橡胶作，无气味，表面不会硬化，时间长也不会有裂纹，化学性能稳定，耐腐蚀，可吸收热胀冷缩产生的应力而不会开裂，软硬度适中，弹性恢复好。每台均经钠焰法测试，具有过滤效率高、阻力低、容尘量大等特点。
[0104]高效空气过滤器可广泛用于光学电子、IXD液晶制造，生物医药、精密仪器、饮料食品，PCB印刷等行业无尘净化车间的空调末端送风处。高效和超高效过滤器均用于洁净室末端，以其结构形式可分为有:有隔板闻效、无隔板闻效、大风量闻效，超闻效过滤器等。
[0105]在本方案中，选择的HEPA为图13所不的结构,表不为有隔板闻效过滤器,有隔板高效过滤器是用超细纤维作滤料、优质牛皮纸热滚压成形或采用胶版纸、铝钼作分隔板，与木框或铝合金框胶和而成，具有过滤效率高，阻力低，风量大的优点。有隔板高效过滤器多采用双面上胶的铜版纸作分隔板，目的是为了防止分隔板受冷热干湿的影响发生收缩，从而散发颗粒。适合于低级别的非单向流项目与各种净化设备和洁净厂房。有隔板过滤器中，铝隔板过滤器主要用于高温或高湿环境，纸隔板过滤器用在普通洁净环境。有隔板风量相对较大,可以用作耐高温过滤。
[0106]图13所示的结构中，隔板的形成在于在图示的管形部件内形成环形的固定支架7，图13中有更清晰的描述，两个内轴环间形成嵌槽33，HEPA形成滤板，嵌入到嵌槽33形成有板式结构。
[0107]形成嵌槽33的两个内轴环，其一形成在管壁上，另一是活动的轴环，利于过滤板的固定。
[0108]关于除雾霾装置的整体配置，为了减少弯管对流体的阻力，在三个过滤部分的配置上，采用顺次在某一方向上的连接，不存在弯管，流阻较小。
[0109]除雾霾装置的整体配置优选为两种结构，一种是卧式配置，另一种则是立式配置，如图2和3所示。
[0110]卧式配置式，需要将其安装在一定高度，可以利用其一端进气，另一端出气，并存在任何弯管结构。
[0111]另一种配置条件下，也就是立式配置，亦可以配置为无弯管结构，但需要其依附于某种结构体，例如灯杆上，直接下端进气，上端出气，或者上端进气，下端出气。
[0112]优选下端进气的结构，在于相对而言，污染物在低空的浓度相对比较高，下端进气具有较好的针对性。
[0113]关于三级过滤结构的配置，可见于图3所示的结构，为立式配置，每一级构成一个净化分段1，每一级为方便装配和维护构成一个分体，方便拆装和净化部分的更换，例如滤芯的更换。
[0114]图中风机配置在下侧，图中扇叶4和电极17所匹配的位置，产生送风，可以理解的是，可以把风机设置在上端，产生引风结构。
[0115]风机优选轴流风机，风压小，风量大，整体成本相对较低。
[0116]在一些应用中，风机还可以选择漩涡风机，具有较高的风压，但成本偏高。
[0117]关于电极板13的配置，具体是电极板间空气流道的配置，在图3所示的结构中，电极板与管状体的轴向或者说图中的上下方向平行，风道整体面积比较大。
[0118]在另一些实施例中，电极板13两两采用这样的配置结构，其一的固定端在例如管状体的一端，另一的固定端在管状体的相对端，此时，电极板13与所说的轴向垂直，电极板13的非固定端与管状体的该侧留有空隙，从而形成“之”字形上升的通道，通道狭长。
[0119]在优选的实施例中，例如图8、图9所示的结构，将除雾霾装置配置在例如灯杆中，因此，整体而言，所述风力输送装置，以及粗过滤装置、中过滤装置和精过滤装置设置在灯杆内部所构成的腔体内，而构成上下排列。
[0120]过滤装置的壳体可以独立存在，也可以依附于灯杆内腔。
[0121]灯杆，例如图8所示的结构中，通常具有上小下大的结构，下部结构具有较大的内部空间，具备安装过滤装置的先天条件。
[0122]其中，腔体的进气口设置在下部，出气口设置在上部，且进气口和出气口相应配有进气格栅2和出气格栅3，以适应低空污染物浓度大的特点。
[0123]为方便维护，腔体的一侧开有上下延伸到进气口和出气口的门。门板参见图11所示的结构，为一块柱形板。
[0124]图10则表示除了灯杆的下部结构，开有舱室，也就是前面所说的腔体。
[0125]灯杆下部侧面所开的口非整体侧面开口，而是采用了梯级的开口方案，在开口的上下两端开口率相对较小，以减轻对灯杆强度的消弱。
[0126]另外，在灯杆上配有太阳能电池板26，用于为电极板组和风力输送装置提供电能。
[0127]如前所述，本方案中，倾向于采用可再生能源，或者说清洁能源，但不局限于此。
[0128]匹配上述结构的一种除雾霾方法，对颗粒物按照颗粒物直径不同进行分级处理，因而，通过风力输送装置和管道构造风力输送通道，在风力输送通道内配置粗过滤装置、中过滤装置和精过滤装置，从而对所引入的空气先进性粗过滤，再进行中过滤，最后通过精过滤后排出；
其中，中过滤为静电除尘方法，并采用低压驱动，限制相邻的电极板的极板间距e [0.5cm, 2cm],所包含电极板按照相邻电极板间极性相反的方式平行地排布；
在电极板上阵列凹槽，用于容纳尘埃。
[0129]例如过滤海绵，一般还具有吸附空气中的水蒸气的作用，从而能够起到干燥作用，在一些应用中，还可以对吸入的气体进行加热。
[0130]另外，风机的出口温度一般较高，甚至在某些应用中，风机的出口温度高达70摄氏度，本身就有一定的干燥作用，因此，采用送风而非引风的结构更加有利于颗粒物的脱除。
[0131]所述凹槽含有中心凸起，凹槽槽底为曲面，槽壁为平面，槽底与槽壁连续可导，在槽壁与电极板板面结合处，以及槽壁与中心凸起结合处形成电荷富集区。
[0132]另外，海绵还可以采用不同的海绵，其中最后一层海绵采用过滤海绵，前级的海绵用于吸水，形成冷干燥结构。例如由于吸气设备吸入的气体依次经过不同种类的海绵，吸收掉气体中的水分，同时将直径较大的细颗粒吸附在海绵上，得到含有中等及更小直径细颗粒的气体，通入静电除尘装置中。吸水后的海绵边缘外露在装置之外，在少量气体的带动下，海绵中的水向海绵边缘运动，并最终蒸发在装置之外，防止吸收掉环境中的水分。
[0133]图14显示出了优选除雾霾装置的原理框图，图中，用导线等连接蓄电池和吸气设备，使吸气设备工作，将环境中的气体吸入装置内部，并用金属网，例如进气格栅2防止吸入大块异物。
[0134]在上述结构中，用导线等连接蓄电池和间距较小的并列导电体，使导电体上按顺序交替接通直流电的正负极，相邻两块导电体所带电极性相反。经过干燥步骤的气体经过导电体，其中的中等直径细颗粒会受到电场的作用，偏向电极运动，并最终吸附在导电体上。由于电极长度和电源所提供的电压的限制，无法使直径较小的细颗粒接触导电体并吸附，因此经过静电除尘后的气体中含有直径较小的细颗粒。将经过静电除尘后的气体通入过滤网过滤装置。
[0135]进一步地，将经过静电除尘后的气体通过HEPA过滤网，利用HEPA过滤网气体可以通过，但细小的微粒却无法通过的特点，过滤掉其中直径较小的细颗粒，得到不含细颗粒或其含量极其微小的气体，通入排气装置中。
【权利要求】
1.一种除雾霾装置，包括风力输送装置和在风力输送装置送风通道方向上依序连接的粗过滤装置、中过滤装置和精过滤装置，其中，中过滤装置为静电除尘装置，其特征在于，所述静电除尘装置包括: 管状部件； 电极板组，所包含电极板按照相邻电极板间极性相反的方式平行地排布在所述管状部件内，电极板间的间隙构成气体流道，电极板间距e [0.5cm, 2cm]； 其中，电极板的表面阵列有凹槽。
2.根据权利要求1所述的除雾霾装置，其特征在于，所述凹槽设有中心凸起，该中心凸起的峰顶与极板板面同面。
3.根据权利要求2所述的除雾霾装置，其特征在于，凹槽槽底为曲面，槽壁为平面，槽底与槽壁连续可导。
4.根据权利要求1-3任一所述的除雾霾装置，其特征在于，同一行或者同一列相邻凹槽的槽间距为槽为正方形槽或者圆形槽，槽宽或者直径为槽间距的2~3倍。
5.根据权利要求1-3任一所述的除雾霾装置，其特征在于，所述粗过滤装置的过滤部件为过滤海绵。
6.根据权利要求5所述的除雾霾装置，其特征在于，所述过滤海绵构造为三层，且从气流方向层厚依次减小，层间留有弥散空间。
7.根据权利要求1-3任一所述的除雾霾装置，其特征在于，所述精过滤装置的过滤部件为HEPA过滤网，且至少有两层。
8.根据权利要求1-3任一所述的除雾霾装置，其特征在于，所述风力输送装置，以及粗过滤装置、中过滤装置和精过滤装置设置在灯杆内部所构成的腔体内，而构成上下排列； 其中，腔体的进气口设置在下部，出气口设置在上部，且进气口和出气口相应配有进气格栅和出气格栅； 腔体的一侧开有上下延伸到进气口和出气口的门； 灯杆上配有太阳能电池板，用于为电极板组和风力输送装置提供电能。
9.一种除雾霾方法，其特征在于，通过风力输送装置和管道构造风力输送通道，在风力输送通道内配置粗过滤装置、中过滤装置和精过滤装置，从而对所引入的空气先进性粗过滤，再进行中过滤，最后通过精过滤后排出； 其中，中过滤为静电除尘方法，并采用低压驱动，限制相邻的电极板的极板间距e [0.5cm, 2cm],所包含电极板按照相邻电极板间极性相反的方式平行地排布； 在电极板上阵列凹槽，用于容纳尘埃。
10.根据权利要求9所述的除雾霾方法，其特征在于，所述凹槽含有中心凸起，凹槽槽底为曲面，槽壁为平面，槽底与槽壁连续可导，在槽壁与电极板板面结合处，以及槽壁与中心凸起结合处形成电荷富集区。
【文档编号】B01D50/00GK104492219SQ201510000940
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月4日 优先权日:2015年1月4日
【发明者】金涛, 黄坤, 张云鹍, 章佳佳 申请人:中国石油大学(华东)