气体净化装置及应用该气体净化装置的车辆空气净化系统的制作方法_2

文档序号:9360497阅读:来源:国知局
电组件111和负极发电组件112的远离净化层120的一端和靠近净化层120的一端都为固定端,以减小因正极发电组件111和负极发电组件112的振荡而产生的噪音,但此时应保证正极发电组件111和负极发电组件112的两固定端之间的部分在待净化气体的吹动下可充分地相互接触摩擦,以便于电能的产生。
[0035]进一步,本实施例中的多个正极发电组件111可通过导线或其他方式电连接在一起组成正极输出端;多个负极发电组件112可通过导线或其他方式电连接在一起组成负极输出端。由正极发电组件111组成的正极输出端和由负极发电组件112组成的负极输出端分别与整流电路(图中未示)相连,整流电路可将摩擦发电层产生的交流电转换为直流电,并进一步传输给净化层120,以便于净化层120在直流电场的辅助下过滤待净化气体。应注意的是,本发明中的整流电路可采用本领域中常用的交流转直流式电路的结构形式,此处不再详述。
[0036]进一步,如图1所示,本实施例中的净化层120包括层叠设置的第一电极板121、过滤层122和第二电极板123。其中,第一电极板121与整流电路的正极输出端相连,第二电极板123与整流电路的负极输出端相连,第一电极板121和第二电极板123之间形成直流电场。由此,第一电极板121和第二电极板123之间的过滤层122可在形成的直流电场的辅助下吸附、过滤待净化气体中的尘埃粒子。应注意的是,本实施例中的第一电极板121和第二电极板123可为多孔结构电极板,过滤层122可为驻极体纤维层,且第一电极板121、过滤层122和第二电极板123的长度延伸方向与待净化气体的流动方向相垂直。
[0037]进一步,本实施例中的气体净化装置100的工作过程及原理为:1)待净化气体由进风口 140送入,并通过风道163进入气体净化装置100的内部;2)待净化气体通过风道163时,会吹动相邻的正极发电组件111和负极发电组件112相互接触摩擦,以产生电能;3)正极发电组件111和负极发电组件112产生的电能输送给整流电路,由整流电路将正极发电组件111和负极发电组件112产生的交流电转换为直流电;4)整流电路将转换后的直流电通过正极输出端和负极输出端传递给第一电极板121和第二电极板123,由此,第一电极板121和第二电极板123之间会形成直流电场;5)第一电极板121和第二电极板123之间形成的直流电场会导向待净化气体中的带电粒子,并给第一电极板121和第二电极板123之间的过滤层122 (驻极体纤维层)充电,驻极体纤维层带电后可吸附待净化气体中的带电尘埃粒子,以达到除尘的效果。
[0038]此外,本实施例中的正极发电组件111和负极发电组件112在产生电能时也会形成高压电场,进而能够将待净化气体中的部分中性粒子强制带电,以为后续驻极体纤维层的直接吸附创造条件。
[0039]进一步,如图4所示,其为本发明的气体净化装置的第二实施例的结构示意图。本实施例与第一实施例的区别在于净化层的设置形式不同。具体来说,第一实施例的净化层中的第一电极板121、过滤层122和第二电极板123的长度延伸方向与待净化气体的流动方向相垂直;而本实施例中,第一电极板221、过滤层222和第二电极板223的长度延伸方向与待净化气体的流动方向相同,且在与待净化气体的流动方向相垂直的方向上阵列设置有多组第一电极板221、过滤层222和第二电极板223。本实施例的具体工作过程及原理与第一实施例类同,不再详述。
[0040]进一步,如图5所示,其为本发明的气体净化装置的第三实施例的结构示意图。本实施例与第一实施例的区别在于净化层的设置形式不同。具体来说,本实施例中,净化层320包括相邻设置的电极板321和绝缘基板324,电极板321和绝缘基板324的两侧分别设置有过滤层322,电极板321和绝缘基板324的长度延伸方向与待净化气体的流动方向相同,且在与待净化气体的流动方向相垂直的方向上阵列设置有多组电极板321和绝缘基板324。此外,本实施例中的电极板321都是与整流电路的正极输出端或负极输出端相连,由此,相邻设置的电极板321和绝缘基板324之间会形成单极电场。应注意的是,本实施例中的电极板321可为普通电极板,过滤层322可为活性炭层,绝缘基板324可为普通绝缘板。
[0041]进一步,本实施例中的气体净化装置300的工作过程及原理为:1)待净化气体吹动相邻的正极发电组件311和负极发电组件312相互接触摩擦,以产生电能;2)正极发电组件311和负极发电组件312产生的电能输送给整流电路,由整流电路将正极发电组件311和负极发电组件312产生的交流电转换为直流电;3)整流电路将转换后的直流电通过正极输出端或负极输出端输送给电极板321,由此,相邻的电极板321和绝缘基板324之间会形成单极电场;4)待净化气体流过相邻的电极板321和绝缘基板324之间时,待净化气体中的带电粒子会在单极电场的导向作用下运动至过滤层322 (活性碳层)并被其捕获,达到除尘效果。
[0042]进一步,如图6所示,其为本发明的气体净化装置的第四实施例的结构示意图。本实施例与第三实施例的区别在于净化层中过滤层的设置形式不同。具体来说,本实施例中,净化层420中相邻的电极板421和绝缘基板424之间的过滤层422包括两种材料,分别为活性碳层4221和驻极体纤维层4222,由此可达到二级除尘的效果。本实施例的具体工作过程及原理与第三实施例类同,不再详述。
[0043]进一步,参考图10至图12,对本发明的摩擦发电层中的正极发电组件和负极发电组件的具体结构进行描述。
[0044]如图10所示,其示出了本发明的摩擦发电层中的正极发电组件和负极发电组件的第一种结构。本实施例中,摩擦发电层中的正极发电组件包括第一电极层I,负极发电组件包括层叠设置的第二电极层2和第二高分子聚合物绝缘层3。其中,正极发电组件中的第一电极层I和负极发电组件中的第二高分子聚合物绝缘层3相对设置形成摩擦界面。
[0045]其中,第二高分子聚合物绝缘层3为选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维海绵薄膜、再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜,甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的任意一种。
[0046]其中,第一电极层I和第二电极层2所用材料分别选自铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金;其中,金属是金、银、钼、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钥、钨或钒;合金是招合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、猛合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、秘合金、铟合金、镓合金、鹤合金、钥合金、铌合金或钽合金中的一种。
[0047]下面具体介绍一下摩擦发电层中的正极发电组件和负极发电组件的工作原理。当待净化气体吹动摩擦发电层中的正极发电组件和负极发电组件时,正极发电组件中的第一电极层I和负极发电组件中的第二高分子聚合物绝缘层3之间的距离发生改变,进而正极发电组件中的第一电极层I与负极发电组件中的第二高分子聚合物绝缘层3的表面相互接触摩擦产生静电荷,从而导致第一电极层I和第二电极层2之间出现电势差。由于第一电极层I和第二电极层3之间电势差的存在,自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧,从而在外电路中形成电流。当正极发电组件中的第一电极层I和负极发电组件中的第二高分子聚合物绝缘层3恢复到原来状态时,形成在第一电极层I和第二电极层2之间的内电势消失,此时已平衡的第一电极层I和第二电极层2之间将再次产生反向的电势差,则自由电子通过外电路形成反向电流。通过反复摩擦和恢复,就可以在外电路中形成周期性的交流电信号。
[0048]另外,为了提高摩擦发电层的发电能力,正极发电组件和负极发电组件相对设置的两个面中的至少一个面上可以进一步设置微纳结构4。因此,第一电极层I和第二高分子聚合物绝缘层3的相对表面能够更好地接触摩擦,并在第一电极层I和第二电极层2处感应出较多的电荷。
[0049]如图11所示,其示出了本发明的摩擦发电层中的正极发电组件和负极发电组件的第二种结构。本结构与第一种结构的区别在于:摩擦发电层中的正极发电组件包括层叠设置的第一电极层I和第一高分子聚合物绝缘层5,第一高分子聚合物绝缘层5和第二高分子聚合物绝缘层3相对设置形成摩擦界面,其中第一高分子聚合物绝缘层5的材料与第一种结构中第二高分子聚合物的材料选取范围相同,但两者优选不同的材料。参考第一种结构,本领域技术人员可以较容易地理解本实施例的工作原理、其余结构设置方式、材料选取等,此处不再赘述。
[0050]如图12所示,其示出了本发明的摩擦发电层中的正极发电组件和负极发电组件的第三种结构。本结构与第二种结构的区别在于,摩擦发电
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