一种交直流增强放电等离子体空气净化器

1.本发明涉及净化器技术领域，特别涉及一种交直流增强放电等离子体空气净化器。


背景技术：

2.空气净化器是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括pm2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏源等)的产品，能有效提高空气的清洁度，主要用于家庭、办公室、商场等室内环境。静电除尘是气体除尘方法的一种，其工作原理是利用高压静电场产生电晕放电，使电场中的空气分子发生电离后与尘粒发生碰撞进而使悬浮尘粒荷电；荷电的尘粒在电场力的作用下，向着与自身极性相反的电极板方向运动，从而将悬浮尘粒从气体中分离出来，并在极板处加以捕集。若极板长时间工作而不定时清洗就会影响集尘效率，且拉弧风险也会大大增加，因此需要手动(或借助特定工具)定时清洗集尘板，拆装工作麻烦。现有市场上出现的空气净化器一般体积和重量都较大，所占空间较大，且只能放置于地面上或挂于墙上某一特定位置，不能根据室内空间的分布灵活放置，因此对于面积狭小的房间有一定的使用限制。
3.中国专利《一种静电集尘器》(申请号：201910872092.5,授权公开号： cn(51)0479488a,授权公开日:2019.(51).22)公开了一种静电集尘器，通过在连接不同电极的复合集尘膜间施加高压直流电，来达到静电集尘的效果。但这种集尘方式存在拉弧的风险，也不具备电极清洁和防止二次扬尘的清灰和卸灰装置，影响集尘的效率。
4.中国专利《空气净化器》(申请号：202010184486.4,授权公开号：cn(51) 5550267a,授权公开日:2020.06.09)公开了一种空气净化器，该净化器是利用发生极绕组周围的等离子场，使流过的空气分子电离带上正电荷，之后被电离的空气分子在电场力的作用下加速运动碰撞其他粒子并使其他粒子以及经过电场的灰尘细菌都带上电荷，最后细菌灰尘等污染物被集尘叶轮吸附。但叶轮的清洁工作需要将其拆卸，一方面，拆卸安装较为麻烦，另一方面，使用一段时间后，叶片的连接处就会因为拆装频繁而变得松动，需要进行检修，从而使净化器的使用寿命变短。
5.中国专利《空气净化器》(申请号：202020928864.0，授权公开号：cn 255619051u,授权公开日:2021.02.26)公开了一种空气净化器，该净化器带有自主清洗滤网和加湿空气功能，使净化空气和空气加湿可以同时进行，但其体积较大，所占空间较多，不便移动，导致它的使用范围受到一定的限制。
6.因此，如何创造一种无拉弧风险、电极吸附的灰尘自清洁、结构简单和便于携带的空气净化装置是目前急需解决的问题；基于此，本发明设计了一种交直流增强放电等离子体空气净化器，以解决上述问题，并且该装置还具有节能环保，成本低，操作简单，可靠性高，体积小等优点。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种交直流增强放电等离子体空气净化器，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种交直流增强放电等离子体空气净化器，包括外壳以及设置在内部的隔板，其中隔板分隔外壳的内腔为净化腔室以及设备腔室；
9.所述净化腔室内设有灰尘净化部件以及灰尘收集部件，设备腔室内设有电路元件以及电路板，其中，电路元件安装在电路板上，电路元件与灰尘净化部件通过导线连接；
10.所述电路元件用于控制灰尘净化部件去除空气中的灰尘，并通过灰尘收集部件统一存储过滤后的灰尘。
11.进一步地，灰尘净化部件包括放电电极、电极架、风扇、进风口、排风口、电机和风扇轴，放电电极设置在电极架上；
12.所述进风口和排风口对称设置在外壳的两侧，并且电机通过风扇轴与风扇连接，风扇设置于排风口，放电电极置于进风口和排风口圆心的连线上。
13.进一步地，放电电极为直径1cm的圆柱金属裸电极。
14.进一步地，灰尘收集部件包括灰尘收集盒、挡尘网、缓冲架和缓冲弹簧，其中，挡尘网设置在净化腔室内，并分隔净化腔室，其中进风口和排风口分别位于挡尘网的两侧；
15.所述灰尘收集盒位于放电电极下方的外壳底壁上，并且挡尘网的底边与灰尘收集盒的边沿接触；
16.所述缓冲架固定在电极架的两端上，缓冲架通过缓冲弹簧与外壳内壁连接。
17.进一步地，挡尘网上设有振动组件，振动组件包括振动杆、振动电机和振动架，振动架设置在挡尘网上，振动电机通过螺栓安装在振动架的底端上，并且振动电机上连接的振动杆与挡尘网的顶端连接。
18.进一步地，电路元件包括锂离子电池、机械开关、降压模块、直流高压包、充电模块和硬件系统模块，锂离子电池与充电模块设置在设备腔室的下端，且锂离子电池与充电模块电性连接，降压模块与电机、锂离子电池以及机械开关之间分别通过导线连接。
19.进一步地，降压模块的电压为5v，直流高压包输出的负直流高压为-6kv。
20.进一步地，硬件系统模块包括mosfet管、脉冲信号发生器、zvs模块和高频高压变压器，所述放电电极的正负极分别连接有高频高压变压器和降压模块，其中，高频高压变压器分别与zvs模块和降压模块连接；
21.所述直流高压包、脉冲信号发生器、zvs模块、放电电极、锂离子电池、机械开关之间分别通过导线连接。
22.进一步地，脉冲信号发生器的脉冲信号频率为200hz，占空比0～1，方波直流电压15v，zvs模块输出脉冲频率在20khz，工作电压为直流55v～30v，高频高压变压器的变比为1：100。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1、本发明提出的一种交直流增强放电等离子体空气净化，锂离子电池经降压模块作用于直流高压包，直流高压包产生负直流高压，高频高压变压器次级绕组的一端与负直流高压相串，另一端连接电极的内导体，产生的脉冲使电极发生震动，将灰尘抖落，到达电
极自清洁的效果；
25.2、本发明提出的一种交直流增强放电等离子体空气净化，脉冲交流复合直流负高压放电，相当于电晕放电和dbd复合的放电形式，比单一的放电强度大，增加了等离子体的浓度，使带电粒子增多，带电粒子在移动过程中附着在粉尘颗粒表面，使荷电的粉尘颗粒数量增多，放电电极上有交流电，交流可以产生反电晕层，防止了油污类物质着落于放电电极上，从而增强了除尘力度；
26.3、本发明提出的一种交直流增强放电等离子体空气净化，直流高压包的电压保持在－6kv，从而不易产生拉弧现象；此外，直流高压包的负高压增加了等离子体的浓度，增强了灰尘颗粒的荷电力，使荷电的灰尘颗粒向放电电极31做单向运动，从而增强了除尘力度。
附图说明
27.图1为本发明的电路原理图；
28.图2为本发明的整体结构图；
29.图3为本发明的内部局部结构图；
30.图4为本发明的挡尘网分隔结构图；
31.图5为本发明的挡尘网和隔板去除结构图；
32.图6为本发明的图5的a处放大图。
33.图中：1、外壳；2、隔板；3、灰尘净化部件；31、放电电极；32、电极架；33、风扇；34、进风口；35、排风口；36、电机；37、风扇轴；4、灰尘收集部件；41、灰尘收集盒；42、挡尘网；43、缓冲架；44、缓冲弹簧；5、电路元件；51、锂离子电池；52、机械开关；53、降压模块；54、直流高压包；55、充电模块；56、mosfet管；58、zvs模块；59、高频高压变压器； 6、电路板；7、振动组件；71、振动杆；72、振动电机；73、振动架。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
35.请参阅图1-6，一种交直流增强放电等离子体空气净化器，包括外壳1以及设置在内部的隔板2，其中隔板2分隔外壳1的内腔为净化腔室以及设备腔室，通过隔板2的设置，将净化腔室以及设备腔室两者独立分开，则避免净化腔室内的灰尘进入到设备腔室中；
36.净化腔室内设有灰尘净化部件3以及灰尘收集部件4，设备腔室内设有电路元件5以及电路板6，其中，电路元件5安装在电路板6上，电路元件5与灰尘净化部件3通过导线连接；
37.电路元件5用于控制灰尘净化部件3去除空气中的灰尘，并通过灰尘收集部件4统一存储过滤后的灰尘，通过两者配合使用，将净化器中吸附的空气过滤，从而灰尘被筛选下，然后再将灰尘收集，完成将灰尘处理，从而避免灰尘长时间将过滤的设备堵塞住，影响其使用效果。
38.灰尘净化部件3包括放电电极31、电极架32、风扇33、进风口34、排风口35、电机36
和风扇轴37，放电电极31设置在电极架32上；
39.进风口34和排风口35对称设置在外壳1的两侧，并且电机36通过风扇轴37与风扇33连接，风扇33设置于排风口35，放电电极31置于进风口34 和排风口35圆心的连线上，其中电机36通过风扇轴37驱动风扇33旋转，从而风扇33产生的负压将周边的空气从进风口34吸入，经过中间净化后从排风口35排出。
40.放电电极31为直径1cm的圆柱金属裸电极。
41.灰尘收集部件4包括灰尘收集盒41、挡尘网42、缓冲架43和缓冲弹簧 44，其中，挡尘网42设置在净化腔室内，并分隔净化腔室，其中进风口34 和排风口35分别位于挡尘网42的两侧，其中挡尘网42用于对空气中的灰尘进行初步阻挡，并在挡尘网42上黏贴有用于净化除臭的吸附碳，从而对空气中的部分杂质吸附；
42.灰尘收集盒41位于放电电极31下方的外壳1底壁上，并且挡尘网42的底边与灰尘收集盒41的边沿接触，确保灰尘能够落在灰尘收集盒41内；
43.缓冲架43固定在电极架32的两端上，缓冲架43通过缓冲弹簧44与外壳1内壁连接，缓冲弹簧44用于振动时起到缓冲作用，避免振动传递至外壳 1上，导致设备晃动。
44.挡尘网42上设有振动组件7，振动组件7包括振动杆71、振动电机72 和振动架73，振动架73设置在挡尘网42上，振动电机72通过螺栓安装在振动架73的底端上，并且振动电机72上连接的振动杆71与挡尘网42的顶端连接，通过设置的振动架73驱动振动杆71带动挡尘网42的顶部和底部晃动，从而将挡尘网42上吸附的灰尘振落，落在灰尘收集盒41内，完成统一的收集处理。
45.电路元件5包括锂离子电池51、机械开关52、降压模块53、直流高压包 54、充电模块55和硬件系统模块，锂离子电池51与充电模块55设置在设备腔室的下端，且锂离子电池51与充电模块55电性连接，降压模块53与电机 36、锂离子电池51以及机械开关52之间分别通过导线连接。
46.降压模块53的电压为5v，直流高压包54输出的负直流高压为-6kv。
47.降压模块53的电压为5v，锂离子电池51通过降压模块53作用直流高压包54，使直流高压包54的电压保持在－6kv，从而不易产生拉弧现象。此外，直流高压包54的负高压增加了等离子体的浓度，增强了灰尘颗粒的荷电力，荷电的灰尘颗粒向放电电极31做单向运动，从而增强除尘力度。
48.硬件系统模块包括mosfet管56、脉冲信号发生器、zvs模块58和高频高压变压器59，放电电极31的正负极分别连接有高频高压变压器59和降压模块53，其中，高频高压变压器59分别与zvs模块58和降压模块53连接；
49.直流高压包54、脉冲信号发生器、zvs模块58、放电电极31、锂离子电池51、机械开关52之间分别通过导线连接。
50.脉冲信号发生器的脉冲信号频率为200hz，占空比0～1，方波直流电压 15v，zvs模块58输出脉冲频率在20khz，工作电压为直流55v～30v，高频高压变压器59的变比为1：100。
51.充电模块55可以对锂离子电池51进行充电，锂离子电池51驱动zvs 模块58和降压模块53，高频高压变压器59的初级绕组接zvs模块58，次级绕组的一端接直流高压包54，另一端连接放电电极31，zvs模块58输出的交流电经高频高压变压器59升高后，与直流高压包54输出负直流高压叠加，然后作用于放电电极31，利用气体放电，使空气分子发生电离，产
生大量的等离子体，这些等离子体主要以电子和离子的形式存在，在电场力的作用下，它们向两极移动，在移动过程中碰到气流中的粉尘颗粒，这些电子和离子就会附着在粉尘表面。荷负电的粉尘必然向着放电电极31的正电极方向移动，未能俘获电子的少部分粉尘呈电中性。在不均匀的强电场中，这些电中性粉尘会出现极化效应，使得它们靠近放电电极31的正电极一侧带上负电荷，远离正电极的一侧极化出正电荷，荷电粉尘和极化粉尘最终运动而被捕获，从而使得该装置具有非常明显的除尘效果。
52.综上所述；本发明的交直流增强放电等离子体空气净化器，解决了滤芯或集尘板表面富集灰尘不易清洗影响净化效果这一问题，脉冲信号发生器产生直流方波信号驱动mosfet管56，(脉冲信号输入为高电平，mosfet 管56导通，脉冲信号输入为低电平，mosfet管56关断)，当mosfet管 56处于导通状态时，zvs模块58输出的交流电压经高频高压变压器59升高后，与直流高压包54输出负直流高压叠加，然后作用于放电电极31，锂离子电池51经降压模块53作用于直流高压包54，直流高压包54产生负直流高压，高频高压变压器59次级绕组的一端与负直流高压相串，另一端连接电极的内导体，产生的脉冲使电极发生震动，将灰尘抖落，到达电极自清洁的效果；另一方面，脉冲交流复合直流负高压放电，相当于电晕放电和dbd复合的放电形式，比单一的放电强度大，增加了等离子体的浓度，使带电粒子增多，带电粒子在移动过程中附着在粉尘颗粒表面，使荷电的粉尘颗粒数量增多，放电电极31上有交流电，交流可以产生反电晕层，防止了油污类物质着落于放电电极31上，从而增强了除尘力度，最后，降压模块53的电压为5v，锂离子电池51通过降压模块53作用直流高压包54，使直流高压包54的电压保持在－6kv，从而不易产生拉弧现象；此外，直流高压包54的负高压增加了等离子体的浓度，增强了灰尘颗粒的荷电力，使荷电的灰尘颗粒向放电电极 31做单向运动，从而增强了除尘力度。
53.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。