一种静电净化器的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种空气净化器，特别是一种长久使用，净化效果不会改变，维护简便的厨房油烟净化器。
技术背景:
[0002]使用电晕放电净化空气中的细小颗粒的静电集尘室由Frederick G.Cottrell于1907年发明，迄今为止仍然是效率最高和成本最低的空气净化方法。这种使用电晕放电的静电集尘室一般分为两段，电离段和收集段。带有污染物的空气经过电离段，空气里的微粒在强烈电场力的作用下带上电荷，成为带电荷的离子，这些离子到达收集段受到带相同电荷极板的排斥而被邻近接地的极板吸收。静电集尘室也叫板式集尘室，因为它的收集段由很多相互平行的极板构成。这些相互平行的极板分为两组，一组与电离段的高电压的电荷性质一样，另一组接地。带高压的极板与接地的极板，每隔一块相互错开。在制造时要求每块极板要相当平整，要用校平机校平，并放在玻璃上上检查它的平整度。在装配时，每块极板不仅要相互平行，而且相对的两个平面要处于等距离，如果出现有一个点，它的距离比其它的点距离小，则放电现在此处发生，并产生电弧，使静电集尘室的效率降到最低，甚至不起作用。很多号称100%油烟净化率的静电集尘室油烟净化器后面还接上高高的烟囱，就是因为它的极板出现了最小距离，已经有电弧放电发生。而这种最小距离的出现，电弧放电的发生往往不是在静电集尘室处于新的状态，刚刚使用的阶段，而是在使用一段时间以后。这是因为在收集极板吸附油烟后，油膜堆积变厚，造成极板间出现最小距离引起。中国餐馆厨房每天处于高负荷状态，一个新的，性能优秀的静电集尘室在使用30天后性能就开始下降，进而失效。更大的悲剧出现在清洗。失效的静电集尘室，所有极板附着油烟以后清洗极为困难，超声波清洗根本无效，使用大量油污洗涤剂(严重造成土地污染和公共水域污染)也无法清洗彻底，只有采用高压高温(170摄氏度)的蒸汽冲洗。但是，经过高压高温蒸汽的冲洗，相互平行极为精致的极板收集段已经严重变形，再不堪重任。
【发明内容】
[0003]本发明针对板式静电集尘室制造，装配难度大，有效使用时间段，清洗后变形严重失去工作效能，设计出一种制造极为简单，可以长期使用的静电集尘室。它的电离段由带尖齿的圆盘作电晕放电电极，用同放电电极圆盘同轴的圆筒内壁作接地电极和收集段极板。而在一系列放电电极圆盘之后，装一个比外圆筒直径小一些的圆筒(它带有和尖齿放电圆盘极性一样的高电压)做排斥电极。这样收集电极只有一个表面，即夕卜圆筒的内表面。该净化器工作一段时间以后，外圆筒内壁开始有油膜附着，油膜附着到一定厚度会因为重力而往下流。吸附的油和往下流的油在达到平衡时，油膜的厚度就保持不变。本设计就把这个油膜不变的厚度作为设计点，设计电场和确定电场强度。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]图2为本方案原理机的从剖面，原理机是一个轴对称的圆筒。虚线下部为电离段，虚线上部为收集段。在电离段，带有尖齿的圆形电晕放电极板的圆周边上的尖齿对外筒2的内壁形成电场，这电场有足够的强度使空气及所携带的微粒电离，成为带电荷的离子。这些带电荷的离子，由于其本身的质量受风机造成的气流流动的影响而顺气流流动，其动量为l/2mV2，m为微粒质量，V为气流流动的速度；但是这微粒也带有电荷q，在进入到收集段的通道后，受到小圆筒与外筒1之间电位差形成的电场的影响，受到的电场力为水平方向，向外筒内壁，其大小为l/2q V2，其中q为微粒所带电荷，V为小圆筒与外筒内壁的电位差。可以看出，只要电场力l/2q V2远远大于惯性力l/2mV2微粒就会往外筒内壁移动，同时只要给予这种移动足够的时间，这种移动就能够完成，一直到附着在外筒内壁上为止，微粒就不会被气流带走。另一方面，由圆盘放电尖齿与外筒内壁之间产生的电场随距离齿尖的距离的增加而衰减，到达外筒内壁时，电场强度已经为零，也即是说，靠近外筒内壁的污染颗粒受到的电场力为零。这部分污染物没有受到控制，会跑出净化器。为了避免此现象的发生，在外筒内壁上，在两片尖齿放电圆盘之间加装了扰流环状台阶。顺外筒内壁流动的气流遇到这个台阶会形成漩涡绕流而过，气流中的微粒只有经过电场强度较强的区域，因而被电离，形成离子，而被吸附到外筒内壁。为了便于清洗，整个净化器被分为上下两段。第二段可以拆下清洗。
[0006]有益的效果:
[0007]这个环形的静电空气净化器经过长期的油烟净化实验证明:它能100%的净化浓烈的炒菜时产生的油烟。在漆黑的夜晚进行的实验，只看到浓烈的高温油烟吸入进气口，在出风口用强烈的光柱照射，从光柱的反方向，最敏感的方位观察也看不到一丝烟的痕迹。由于人的眼睛的敏感度极高，高于油烟传感器，所以能得出100%油烟净化的结论。长期的实验证明，在消耗掉大量的食用后，油烟净化器的效率不变。拆开油烟净化器检查，发现电离段的圆形放电齿盘洁净如新，完全没有油迹；而收集段带高电压的排斥小圆筒也是干净的；只有外筒的内壁，不论是电离段或是收集段部涂满了油。这些经过几天时间会流出，这就是空气中携带的油烟被净化的产物。这些废油可以收集起来经过烃基置换反应制作生物柴油。
【附图说明】
[0008]图1为标准的板式空气净化器的原理图。它分电离段和收集段带污染物的空气进入电离段，污染物成为带电的离子，在收集段受到带相同电荷的极板的排斥，被接地的极板吸附。图中黑色的斑点代表从空气中分离的污染物，如细菌，灰尘，油烟等。图中可以看到这些极板是平整的，相互平行并各处等距离的。这些极板在吸附了油烟之后，其表面的距离不再能保持等距，有局部的电弧发生，而导致净化效率降低。而这些极板体系在使用高温高压的蒸汽清洗之后，平行，等距的特征被破坏，导致设备不能工作而报废。图2是本发明的纵剖面。它是一个轴对称旋转体。部件5是一个周边带有很多小齿的圆盘，它与不锈钢轴3机械相连电相连，由于不锈钢轴与高电压相连接，所以带尖齿的圆盘也带高电压，这高电压经过绝缘体与外圆筒1，2绝缘。本图中，部件5共有三片。外圆筒1，2机械相连，电相连，并都与地线接通。图3，是说明环状扰流片7的作用。气流经过环状扰流片形成漩涡，这些漩涡搅动附着在外筒内壁的气体并从扰流片伸出的台阶流动从而进入电场的区域受到电离，并被吸附到外筒内壁，彻底消除没有电离的微粒，实现100%净化。图中从放电圆盘齿尖发出的电力线由虚线表示，气流产生的漩涡由有箭头的圆弧表示。图4是油烟净化器的下段2的放大图，右边是与它相配的上段1.从图4可以看出，作为要清洗的下段是相当简洁的，只有两个扰流环7和一个集油槽8。
[0009]具体实施:
[0010]下面结合【附图说明】具体的实施。具体实施时选用了一个直径为315mm的轴流风机，流量为2000m3/h，功率为150W。一般小餐馆，有1_2个炒锅，它的抽风烟灶都使用类似风机。针对这台风机设计了一台环形静电油烟净化器。它的外筒内径为316_，用了三块齿盘，其直径为215mm，每块齿盘上均布有360个齿，齿尖半径为零，放电距离为50mm (此距离远远大于常规板式静电集尘室的极板距离，也远远大于油烟在外筒内壁达到平衡时的油膜厚度)。
【主权项】
1.一种静电净化器，它的电离段由带尖齿的圆盘作电晕放电电极，用同放电电极圆盘同轴的圆筒内壁作接地电极和收集段极板，而在一系列放电电极圆盘之后，装一个比外圆筒直径小一些的圆筒(它带有和尖齿放电圆盘极性一样的高电压)做排斥电极，收集电极只有一个表面，即外圆筒的内表面，电离段和收集段的电场距离大于积油层厚度至少10倍，电场内气流速度大于13米/秒。2.在外筒内壁上，在两片尖齿放电圆盘之间加装了扰流环状台阶，顺外筒内壁流动的气流遇到这个台阶会形成漩涡绕流而过，气流中的微粒只有经过电场强度较强的区域，因而被电离，形成离子，而被吸附到外筒内壁。3.为了便于清洗，整个净化器被分为上下两段，第二段可以拆下清洗。4.上述(1)、(2)、(3)之总合。
【专利摘要】一种轴对称环形结构的静电式空气净化器。它的电离段由带尖齿的圆盘作电晕放电电极，用同放电电极圆盘同轴的圆筒内壁作接地电极和收集段极板。在放电电极圆盘之后，装了一个圆筒作排斥电极。收集电极只有一个表面，即外圆筒的内表面。在外筒内壁上，加装了扰流环状台阶。整个净化器被分为上下两段。第二段可以拆下清洗。
【IPC分类】B03C3/41
【公开号】CN105413868
【申请号】CN201410467853
【发明人】卢贤楷
【申请人】卢贤楷, 黄永华
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2014年9月12日