[發明專利]電子空氣凈化器及方法

有效

• 申請號: 201380037669.1
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN104507581B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 伊格諾·克里奇托夫維奇
• 申請（專利權）人: 華盛頓大學商業化中心
• 主分類號: B03C3/08
• 分類號: B03C3/08;B03C3/12;B03C3/155;B03C3/36;B03C3/47;B03C3/62;B03C3/74
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司11274
• 代理人: 申健

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年5月15日提交的待決的美國臨時申請號61/647,045的權益，其全部內容通過引用方式被合并于此。

技術領域

本技術通常涉及通過使用靜電過濾器凈化氣流以及相關的系統和方法。特別地，若干實施例針對用于在供熱、空氣調節和通風(HVAC)系統中的電子空氣凈化器，其具有內襯有收集材料的收集電極，收集材料具有開孔結構，盡管這些或類似的實施例也可用于其它類型的氣體的凈化系統、工業靜電除塵器，和/或其它形式的靜電過濾中。

背景技術

住宅或商業HVAC空氣過濾器的最常見的類型采用纖維過濾介質(由聚酯纖維、玻璃纖維或微纖維等制成)大體與空氣可能通過的氣流(例如，空調過濾器，HEPA過濾器等)垂直放置，使得顆粒從空氣中被機械地去除(進入與一種或多種纖維接觸，或者被纖維附著或者阻止)；這些過濾器中的一些也被充入靜電(被動地在使用過程中，或主動地在制造過程中)以增加顆粒接觸和保持粘附在纖維上的機會。

空氣過濾器的另一種形式被稱為電子空氣凈化器(EAC)。常規的EAC包括與氣流大致平行的一個或多個電暈電極以及一個或多個平滑金屬收集電極板。電暈電極產生電離過濾器接收到的氣流中的空氣分子的電暈放電。電離的空氣分子將凈電荷賦予氣流中附近的顆粒(例如，灰塵，污垢，污染物等)。帶電的粒子隨后被靜電吸引到收集電極板中的一個，從而從空氣移動通過收集電極板的氣流中去除。在足量的空氣通過過濾器后，收集電極可積累一層顆粒和灰塵，并最終需要被凈化。凈化間隔可在例如，三十分鐘到數天之間變化。另外，由于顆粒在收集電極的外表面上，它們可重新夾帶在氣流中，因為氣流的力可能超過吸引充電的顆粒到收集電極的電力，特別是如果許多顆粒通過彼此吸引力聚集，從而降低了到集電板的凈吸引力。此類聚集和重新夾帶可能需要置于下游并且大致垂直于該氣流的介質二次過濾器的使用，從而增加氣流阻力。常規EAC的另一個限制是，電暈線可在運行期間被氧化或其它沉積物污染，從而降低其有效性和需要頻繁的清洗。另外，電暈放電可產生大量的污染物，例如，臭氧，這可能需要大致垂直于氣流放置的活性碳過濾器的實現，其可提高氣流阻力。

盡管纖維狀介質過濾器不產生臭氧，但由于顆粒的堆積，它們通常不得不被凈化和/或被定期更換。此外，纖維狀介質過濾器大致垂直于氣流放置，增加氣流阻力，并導致通過過濾器的顯著靜壓差，其增加了在過濾器中的更多的顆粒積聚或收集。設計師和機械空氣系統運營商持續關注的是通過HVAC系統的各種組件的壓降，因為它減慢氣流或增加排出空氣通過系統需要的能量。因此，存在對一種具有相對長的凈化和/或更換之間的間隔，以及具有通過在HVAC系統中的設備之后的過濾器相對低的壓降的空氣過濾器的需求。

附圖說明

圖1A是根據本技術的實施例配置的EAC的后部等距視圖。圖1B，1C和1D分別是圖1A的EAC中的側部等距、前部等距和下部視圖。圖1E是圖1A沿線1E的俯視剖視圖。圖1F是圖1E的一部分的放大視圖。

圖2A是根據本技術的實施例配置的EAC的示意性俯視圖。圖2B和2C是根據本技術的實施例配置的排斥電極的示意性俯視圖。

圖3是根據本技術的實施例配置的空氣過濾器的一部分的示意性俯視圖。

圖4A和4B是根據本技術的實施例的第一配置和第二配置分別示出的電離級的側視圖。

具體實施例

本技術通常涉及通過使用靜電過濾器凈化氣流以及相關的系統和方法。在本技術的一方面中，電子空氣凈化器(EAC)可包括殼體，具有進氣口、出氣口，以及其間的腔室。定位在空氣過濾器中進氣口和出氣口之間的電極組件可包括多個第一電極(例如，收集電極)和多個第二電極(例如，排斥電極)，兩者被配置為大致平行于氣流。第一電極可包括由具有多孔、導電、開孔結構的材料(例如，三聚氰胺泡沫)制成的第一收集部分。在一些實施例中，第一和第二電極可以被布置在電極組件中的交替的柱內。第一電極可被配置在第一電勢運行，以及第二電極可被配置在與第一電勢不同的第二電勢運行。此外，在一些實施例中，EAC還可包括設置在腔室中至少靠近進氣口的電暈電極。

在本技術的另一個方面，過濾空氣的方法可包括通過使用布置在氣流路徑中的多個電暈電極創建電場，從而使電暈電極被用于從氣流中電離至少一部分空氣分子。方法還可包括在與電暈電極隔開的多個第一電極上施加第一電勢，以及在第一收集部，接收電耦合到所述被電離的氣體分子的顆粒物。在這個方面，每個第一電極可包括相應的第一收集部，其包括開孔、導電、多孔的介質。