一种负离子发生器的发射头及其释放头的制作方法

本实用新型涉及负离子发生技术，具体涉及一种负离子发生器的发射头及其释放头。

背景技术：

负离子发生器的发射头主要包括单尖端点发射针(第一代发射头)和碳纤维束(第二代发射头)两种方式。第一代发射头直接将单尖端点发射针(例如，单尖端点钢针、银针或者金针)与高压电源接通，发射针放电产生负离子。在较低的电压下，第一代发射头产生的负离子浓度小；如果电压升高，虽然能产生较高的负离子浓度，但同时伴随臭氧、氮氧化物辐射等副产物产生。第二代发射头包括金属头和碳纤维束，碳纤维束插栽在金属头的孔内并通过锡焊方式固定。使用第二代发射头时将金属头与高压电源接通，碳纤维束向周围的空间高速喷射电子，电子被空气离子迅速捕获，产生负离子。第二代发射头产生的负离子浓度和臭氧浓度虽然能达到要求，但生成的负离子粒径大，难以透过人体血脑屏障发挥生物效应，碳纤维束易松动甚至从金属头的孔内脱落，存在故障隐患。而且，第二代发射头一般工作在8000V以上的负压下，才能保证负离子的释放浓度，由于碳纤维束的强度低，外界环境易对发射头性能产生影响，并且碳纤维束表面容易吸附灰尘，需要频繁清洗，故其维护周期短，使用寿命也受影响。

因此，存在对现有的负离子发生器的发射头的改进需求。

技术实现要素：

本实用新型提供一种负离子发生器的发射头及其释放头，该发射头能够释放出较高浓度的小粒径负离子，无臭氧、氮化物等副产物产生，而且使用寿命较长。

第一方面，本实用新型提供了一种负离子发生器的释放头，所述释放头包括导电杆、导电固定装置和负离子释放束，所述负离子释放束包括多根导电丝，所述导电丝表面设置有电子增强层，所述电子增强层的阻抗小于所述导电丝的阻抗，所述多根导电丝通过所述导电固定装置被固定在所述导电杆上，且所述多根导电丝均与所述导电杆电连接。

在本实用新型的实施例中，所述电子增强层可以为碳纳米材料层。

在本实用新型的实施例中，所述电子增强层可以包括富勒烯层、富勒醇层、石墨烯层和碳纳米管层中的一层或多层。

在本实用新型的实施例中，所述导电丝表面与所述电子增强层之间可以设置有功能层。

在本实用新型的实施例中，所述功能层可以为二氧化钛层。

在本实用新型的实施例中，所述导电丝可以为钼丝或钨金丝。

在本实用新型的实施例中，所述导电固定装置可以为导电金属带，所述导电金属带、所述负离子释放束、所述导电杆之间的空隙中填充有导电粘结材料。

第二方面，本实用新型提供了一种负离子发生器的发射头，所述发射头包括一个或多个释放头，所述释放头为如上所述的负离子发生器的释放头。

在本实用新型的实施例中，所述发射头还可以包括发射基座和导电连接装置，所述释放头设置在所述发射基座一侧并与所述发射基座电连接，所述导电连接装置固定在所述发射基座上并与所述发射基座电连接，所述导电连接装置的远离所述发射基座的一端配置为与电源线电连接。

在本实用新型的实施例中，所述发射基座可以包括基板和设置在所述基板的靠近所述释放头的一侧上的绝缘层，并且所述绝缘层上设置有释放头分布露点，所述释放头穿过所述释放头分布露点固定在所述基板上并与所述基板电连接。

在本实用新型的实施例中，所述发射基座还可以包括设置在所述基板与所述绝缘层之间的导电层。

在本实用新型的实施例中，所述释放头可以对称地分布在所述基板上。

本实用新型能够获得下述有益效果：

(1)负离子释放浓度高，负离子粒径小；

(2)几乎没有臭氧和氮氧化物等副产物产生；

(3)可以根据实际情况灵活设置释放头的数量和排布方式，从而在整个气流断面上形成均匀完整的负离子层，空气净化效率高；

(4)使用寿命长；

(5)其中一个释放头出现故障后，可单独维护或更换，不需整体更换，可有效降低使用成本，并提高更换效率；

(6)负离子释放束与导电杆直接的连接牢固，故障率低，性能可靠；

(7)可以获得额外的功能，例如，赋予负离子除污、灭菌的功能。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的释放头的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例的发射头的主视图。

图3是图2的发射头的结构示意图。

图4是图2的发射头的另一角度的结构示意图。

附图标记说明：

1：导电杆 2：导电固定装置 3：负离子释放束

4：导电连接装置 5：发射基座 6：释放头

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接、实体连接或通信连接等；可以是直接相连(即两个部件直接相连为两个部件之间未连接有其他部件)，也可以通过中间媒介间接相连(即两个部件间接相连为两个部件之间还连接有其他部件)，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一方面，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种负离子发生器的释放头，所述释放头包括导电杆1、导电固定装置2和负离子释放束3，所述负离子释放束3用于在预设电压激发下产生并释放负离子。所述负离子释放束3包括多根导电丝，所述导电丝表面设置有电子增强层，所述电子增强层的阻抗小于所述导电丝的阻抗，所述多根导电丝通过所述导电固定装置2被固定在所述导电杆1上，且所述多根导电丝均与所述导电杆1电连接。

本实用新型实施例的负离子释放束3由多根导电丝和设置在导电丝上的电子增强层形成，导电丝本身就可以作为负离子释放束，电子增强层的引入可以进一步提高释放出的负离子的浓度。而且，本实用新型实施例的负离子释放束3生成的负离子粒径较小，能够透过人体血脑屏障发挥生物效应，几乎没有无臭氧、氮氧化物辐射等副产物产生。此外，将电子增强层负载在硬度较高的导电丝上可以延长负离子释放束3的使用寿命；采用导电固定装置2代替焊接方式去固定导电丝，可以避免导电丝易松动、脱落的问题。

所述导电杆1可以为金属杆，所述金属杆可以由铜、贵金属及其合金形成，所述贵金属可以为金、或银等。

所述导电固定装置2可以为导电金属带，例如，铜带。采用导电金属带固定所述负离子释放束3时，首先将所述导电杆1的一端插入所述负离子释放束3中，然后将导电金属带包裹在所述负离子释放束3的与所述导电杆1相衔接的部分外，在真空条件下将导电金属带压实，从而将所述负离子释放束3固定在所述导电杆1上。金属材质的导电固定装置2不但导电性好，而且柔韧性好，容易压实，提高导电性。所述导电金属带的长度可以为0.1～0.2cm，完成固定后，所述导电金属带的直径大约为3～5mm。

所述导电金属带、所述负离子释放束3、所述导电杆1之间的空隙中可以填充有导电粘结材料。所述导电粘结材料不但可以提高所述负离子释放束3与所述导电杆1之间的固定牢固性，而且可以提高导电性。所述导电粘结材料可以为导电泥或导电胶。

所述导电丝可以为导电金属丝，例如，可以为钼丝、钨金丝、钨丝、铁丝、铼丝、钽丝或铌丝；优选为钼丝或钨金丝，钼丝的导电性、耐热性和抗腐蚀性较好，便于加工，价格便宜；钨金丝具有静音、耐油脂、耐脏、耐腐蚀的特性，而且负离子产生量大，几乎无臭氧和氮氧化物等副产物产生，表面不容易吸附灰尘和颗粒，不需频繁进行清洗。钨金丝中的钨含量可以在99％以上。

所述导电丝的长度可以为1～3cm，直径可以为0.1～0.2mm。多根导电丝的材质可以相同或不同。一个负离子释放束3可以包括20～30根导电金属丝。

所述电子增强层可以为碳纳米材料层。碳纳米材料是电阻接近零的超导材料，采用碳纳米材料形成电子增强层可以显著提高负离子的释放数量。所述碳纳米材料层可以为富勒烯层、富勒醇层、石墨烯层或碳纳米管层。所述电子增强层可以包括富勒烯层、富勒醇层和碳纳米管层中的一层或多层。所述电子增强层的厚度可以为2～10nm。

所述导电丝表面与所述电子增强层之间可以设置有功能层，例如，二氧化钛层。在光线或紫外线照射下，TiO2表面的电子吸收足够的能量而脱离，在电子脱离的位置便形成带正电的电洞，电洞将附着于TiO2表面的水分子氧化，使其转变成活性很大的氢氧自由基，氢氧自由基一旦遇上有机物便会夺取电子，使有机物分子因键的断裂而被分解。一般的污染物或病原体大多是碳水化合物，分解后成为水和二氧化碳，因此可以达到除污、灭菌的作用。脱离TiO2表面的电子将空气中的氧还原，使氧变成负氧离子(即空气负离子)。负氧离子也能够将TiO2表面上的有机化合物氧化分解。因此，二氧化钛层可以进一步提高负离子的释放浓度，同时赋予负离子除污、灭菌的功能。

所述导电固定装置2外可以套设有热缩管。热缩管在加热时收缩，与所述导电固定装置2形成一体，一方面可以防止各个导电的部件之间产生静电干扰，另一方面可以提高所述负离子释放束3与所述导电杆1之间的固定牢固性。

所述导电杆1和所述导电固定装置2外可以设置有防腐层。所述防腐层可以为铂金层或金层。

第二方面，如图2所示，本实用新型实施例提供了一种负离子发生器的发射头，所述发射头包括导电连接装置4、发射基座5和释放头6。所述释放头6设置在所述发射基座5一侧并与所述发射基座5电连接，所述导电连接装置4固定在所述发射基座5上并与所述发射基座5电连接，所述导电连接装置4的远离所述发射基座5的一端配置为与电源线电连接。

所述导电连接装置4可以与所述发射基座5一体成型或焊接在所述发射基座5上。所述导电连接装置4可以通过螺纹、嵌合或焊接的方式实现与电源线的电连接。

所述发射基座5可以包括基板和设置在所述基板的靠近释放头的一侧上的绝缘层，并且所述绝缘层上设置有释放头分布露点，所述释放头6穿过所述释放头分布露点固定在所述基板上并与所述基板电连接。

所述基板可以为金属板，例如，可以为镍板，镍板的硬度较高。所述基板可以为圆形的，直径可以为20～40mm，例如30mm。所述基板的未设置所述释放头6的部分可以设置为镂空的，有利于负离子的流动扩散。

所述绝缘层可以为树脂绝缘层，例如，聚酰亚胺树脂。绝缘层的设置可以避免基板与释放头之间产生静电。

所述发射基座5还可以包括设置在所述基板与所述绝缘层之间的导电层。导电层的设置可以增强基板的导电性能，使得基板可以选择价格低廉的导电性稍差的材质，然后通过导电层来增强导电性能。导电层可以为铜层。由于印刷电路板包括基板、导电层和绝缘层，所以可以采用印刷电路板作为发射基座5。

所述释放头6可以通过螺纹或焊接(例如焊锡焊接)的方式固定在所述发射基座5上。所述释放头6可以设置有一个，或者设置有多个，例如20～40个。

当所述释放头6设置有多个时，可以将其均匀地分布在所述基板上，从而可以在整个气流断面上形成均匀完整的负离子层，提高空气净化效率。相邻的两个释放头之间的距离可以为5～8mm。

多个所述释放头6可以成圈地设置在所述基板上。

实施例1

一种负离子发生器的释放头，其中：

导电杆1为铜杆；导电固定装置2为长度为0.1cm的铜带；负离子释放束3包括20根钼丝，每根钼丝上沉积有约2nm厚的富勒烯层，钼丝的长度为1cm，直径为0.1mm。导电固定装置2、导电杆1、负离子释放束3之间的空隙中填充有导电胶。

实施例2

一种负离子发生器的释放头，其中：

导电杆1为银杆；导电固定装置2为长度为0.2cm的铜带；负离子释放束3包括25根钨金丝，每根钨金丝上沉积有约6nm厚的石墨烯层，钨金丝中的钨含量为99.5％，钨金丝的长度为2cm，直径为0.2mm。导电固定装置2、导电杆1、负离子释放束3之间的空隙中填充有导电泥。导电杆1和导电固定装置2外设置有铂金层，并且导电固定装置2外套设有热缩管。

实施例3

一种负离子发生器的释放头，其中：

导电杆1为金杆；导电固定装置2为长度为0.2cm的铜带；负离子释放束3包括30根铁丝，每根铁丝上均沉积有二氧化钛层，二氧化钛层上沉积有约10nm厚的碳纳米管层，铁丝的长度为3cm，直径为0.2mm。导电固定装置2、导电杆1、负离子释放束3之间的空隙中填充有导电胶。导电杆1和导电固定装置2外设置有金层，并且导电固定装置2外套设有热缩管。

实施例4

一种负离子发生器的发射头，其中：

导电连接装置4与发射基座5一体成型，导电连接装置4通过螺纹与电源线电连接；

发射基座5包括基板和设置在所述基板的靠近释放头的一侧上的绝缘层；基板为直径为20mm的圆形铜板，未设置释放头6的位置处为镂空的；绝缘层为聚酰亚胺树脂薄膜；

释放头6为实施例2的释放头，通过焊锡焊接的方式固定在基板的释放头分布露点处；释放头6的个数为20个，均匀且对称地(以圆形基板的直径为对称的中轴线)设置在圆形基板的圆周上。

实施例5

一种负离子发生器的发射头，其中：

导电连接装置通过锡焊焊接的方式固定在发射基座5上，导电连接装置4通过嵌合方式(具体为插接方式)与电源线电连接；

发射基座5包括基板和依次设置在所述基板的靠近释放头的一侧上的导电层和绝缘层；基板为长度为40mm的方形镍板，未设置释放头6的位置处为镂空的；导电层为敷铜层；绝缘层为聚酰亚胺树脂薄膜；

释放头6为实施例3的释放头，通过螺纹连接的方式固定在基板的释放头分布露点处；释放头6的个数为36个，分6排均匀地排布在方形镍板上，每一排包括6个释放头6，相邻两个释放头之间的距离为7mm。

对比例1

一种负离子发生器的释放头，该释放头通过将富勒烯的纤维锡焊在钼杆上形成。

性能测试

1、负离子释放量测试

1)测试仪器

手持式大气负离子测试仪-厂家：华思通；仪器型号：WST-3200Pro。

2)测试条件

温度：18℃

相对湿度：18％；

PM2.5：30μg/m²

3)测试过程

将导电杆接通40kV的电压，测试者手持大气负离子测试仪，分别站在待测试的负离子释放头的正前方、左偏22.5°方向、右偏22.5°方向并且分别距离负离子释放头2、4m的位置处，测试本实用新型实施例的一个释放头和对比例的释放头释放出的负离子数量。

4)测试结果

实施例与对比例的负离子释放头的测试结果如表1所示(注：表1中的左、中、右分别表示负离子释放头的左偏22.5°方向、正前方、右偏22.5°方向)。

表1

从表1可以看出，与对比例的富勒烯释放头相比，本实用新型实施例的释放头在2m和4m的负离子浓度增加了，说明采用本实用新型实施例的释放头不但能提高负离子的释放浓度，而且产生了更多的小粒径的负离子(4m的负离子浓度显著增加了)。

2、臭氧和氮氧化物(NO和NO2)释放量测试

1)测试仪器

氮氧化物测试仪-厂家：普利通；仪器型号：WSQ-NOX；

臭氧测试仪-厂家：普利通；仪器型号：WSQ-O3。

2)测试条件

温度：18℃

相对湿度：18％；

PM2.5：30μg/m²

3)测试过程

测试者手持氮氧化物测试仪或臭氧测试仪，分别站在待测试的负离子释放头的正前方、左偏22.5°方向、右偏22.5°方向并且分别距离负离子释放头2、4m的位置处，测试待测试的负离子释放头释放出的臭氧和氮氧化物浓度。

4)测试结果

实施例的负离子释放头的臭氧和氮氧化物释放量(NO和NO2的释放总量)测试结果如表2所示。

表2

从表2可以看出，与对比例的富勒烯释放头相比，本实用新型实施例的复合材料负离子释放头没有释放出氮氧化物，臭氧的释放量相对于对比例的释放头也降低了。

以上结合附图详细描述了本实用新型的可选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。