本發(fā)明屬于空氣過(guò)濾技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種DEP家用空氣凈化器。

背景技術(shù)：

目前，人們普遍感到空氣質(zhì)量不盡樂(lè)觀(guān)，空氣污染是主因，這也是造成空氣質(zhì)量差的根本原因。中國(guó)74座監(jiān)控空氣質(zhì)量的城市中，有70座城市的空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，很多的時(shí)候甚至達(dá)到嚴(yán)重污染。比如去年北京屢見(jiàn)的霧霾事件，引發(fā)全中國(guó)人民的關(guān)注。而空氣污染這一嚴(yán)重性的問(wèn)題，絕非一年二載能消除，而空氣凈化器無(wú)疑是很好的解決途徑。

以往的家用空氣凈化器，通常采用的空氣凈化技術(shù)有：吸附技術(shù)、負(fù)(正)離子技術(shù)、催化技術(shù)、光觸媒技術(shù)、超結(jié)構(gòu)光礦化技術(shù)、HEPA高效過(guò)濾技術(shù)、靜電集塵技術(shù)等，不論采用哪種技術(shù)，多數(shù)都存在結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制作麻煩費(fèi)事，成本高；主要部件使用壽命短，經(jīng)常更換部件增加費(fèi)用開(kāi)支；一些濾網(wǎng)型過(guò)濾除塵，極細(xì)小微顆粒有可能漏網(wǎng)，除塵效果不盡理想。

特別是靜電除塵法，是利用高壓直流電場(chǎng)產(chǎn)生使空氣中的氣體分子電離，產(chǎn)生大量電子和離子，在電場(chǎng)力的作用下向兩極移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中碰到氣流中的粉塵顆粒使其荷電，荷電顆粒在電場(chǎng)力作用向極板運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)固體粒子或液體粒子與氣流的分離。工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是管式電除塵器和板式電除塵器。靜電除塵法與介電電泳技術(shù)(Dielectrophoresis，DEP)不同的是：

(1)介電電泳操縱的是中性顆粒，使其由于介電極化的作用而產(chǎn)生的平移運(yùn)動(dòng)；電泳操縱的是電子和離子，使其負(fù)荷在粉塵顆粒上產(chǎn)生定向移動(dòng)。

(2)介電電泳中顆粒運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)，只與其本身的介電常數(shù)和介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)；電泳中顆粒運(yùn)動(dòng)方向取決于顆粒所帶電荷的符號(hào)和電場(chǎng)的方向，電場(chǎng)方向反轉(zhuǎn)則運(yùn)動(dòng)方向反轉(zhuǎn)。

(3)介電電泳需要非均勻電場(chǎng)；電泳在均勻或非均勻的場(chǎng)中都可發(fā)生。

(4)介電電泳力的大小正比于顆粒直徑的立方；電泳力的大小正比于顆粒所帶電荷的多少。

中國(guó)專(zhuān)利：一種介電電泳電極結(jié)構(gòu)(申請(qǐng)?zhí)枺?01410407467.8，申請(qǐng)日：2014.08.19)公開(kāi)了一種具有交叉結(jié)構(gòu)的電極，由權(quán)利要求1和說(shuō)明書(shū)第[0005]段的“所述第一導(dǎo)線(xiàn)群中的一部分導(dǎo)線(xiàn)連接電源正極，另一部分連接電源負(fù)極”可知，該電極在應(yīng)用中，通入的是直流電源(只有直流電源才分正負(fù)極)。雖然申請(qǐng)人在說(shuō)明書(shū)第[0006]段中闡述該電極結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生不均勻電場(chǎng)，但從原理上來(lái)看這個(gè)不均勻電場(chǎng)是不能持續(xù)存在的。

當(dāng)介質(zhì)中的電極通入直流電后，因不能抵消的帶電粒子由于前面所述的電泳效應(yīng)，匯聚在極性相反的電極表面，產(chǎn)生類(lèi)似于靜電屏蔽的效果，外電場(chǎng)強(qiáng)度被削減為0。這樣就達(dá)不到在電極中間產(chǎn)生不均勻電場(chǎng)的作用，因此上述設(shè)置達(dá)不到發(fā)明目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于介電電泳技術(shù)、可用于室內(nèi)除塵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、使用壽命長(zhǎng)、除塵效果較好的DEP家用空氣凈化器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種DEP家用空氣凈化器，其特征在于：包括外殼、平行電極組和風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)設(shè)置在外殼內(nèi)部，所述風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口設(shè)置在所述外殼的側(cè)壁上；與所述出風(fēng)口不同或相同的側(cè)壁上設(shè)置入風(fēng)口；與所述入風(fēng)口對(duì)應(yīng)的外殼內(nèi)部設(shè)置平行電極組；所述平行電極組包括多個(gè)相互平行的介電電泳電極，所述介電電泳電極之間的中心距或間距均勻分布；所述介電電泳電極為金屬型材，所述金屬型材的橫截面為帶有凸起的形狀，所述凸起構(gòu)成所述介電電泳電極的棱線(xiàn)；相鄰行和/或相鄰列的介電電泳電極的棱線(xiàn)相對(duì)設(shè)置，且棱線(xiàn)相對(duì)的兩個(gè)介電電泳電極分別連接交流電源的一個(gè)輸出端與另一個(gè)輸出端；所述介電電泳電極垂直于氣流方向，或與氣流方向有銳角夾角。

所述外殼的兩側(cè)面下部制有入風(fēng)口。

所述外殼的頂端制有出風(fēng)口。

所述介電電泳電極的橫截面為三角形或三角星形時(shí)，上一行的電極與下一行的介電電泳電極的棱線(xiàn)相對(duì)。

以第n行～第n+3行的介電電泳電極為一個(gè)單元循環(huán)，第n行的介電電泳電極間隔排列且獨(dú)角向上，第n+1行的介電電泳電極位置對(duì)應(yīng)于第n行的相鄰兩介電電泳電極之間且獨(dú)角向下，第n+2行的電極位置對(duì)應(yīng)于第n+1行的介電電泳電極且獨(dú)角向上，第n+3行的介電電泳電極位置對(duì)應(yīng)于第n+2行的相鄰兩介電電泳電極之間且獨(dú)角向下；同在第n行的介電電泳電極連在交流電源的一個(gè)端子上，同在第n+1行的介電電 泳電極連在交流電源的另一個(gè)端子上。

當(dāng)所述介電電泳的橫截面為四邊形或四角星形時(shí)，同一行內(nèi)相鄰介電電泳電極的棱線(xiàn)相對(duì)，同一列內(nèi)相鄰介電電泳電極的棱線(xiàn)相對(duì)。

第n行的第奇數(shù)個(gè)介電電泳電極和第n+1行的第偶數(shù)個(gè)介電電泳電極連在交流電源的一個(gè)端子上，第n行的第偶數(shù)個(gè)介電電泳電極和第n+1行的第奇數(shù)個(gè)介電電泳電極連在交流電源的另一個(gè)端子上。

所述介電電泳電極垂直于所述外殼內(nèi)的氣流方向，或與氣流方向有夾角。

所述介電電泳電極的外表面設(shè)置絕緣涂層。

所述交流電源的一個(gè)輸出端與另一個(gè)輸出端之間的相位相差180°。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：

1.本發(fā)明的DEP家用空氣凈化器可根據(jù)需要放置于宿舍、客廳、會(huì)議室、車(chē)內(nèi)等空間，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)使空氣從DEP家用空氣凈化器兩側(cè)的入風(fēng)口進(jìn)入DEP家用空氣凈化器內(nèi)；由于平行電極組由交流電源施加交流電，在介電電泳電極的周?chē)a(chǎn)生非均勻電場(chǎng)，當(dāng)含塵空氣經(jīng)過(guò)平行電極組時(shí)，經(jīng)由其中的灰塵被電場(chǎng)極化，受介電電泳力向電場(chǎng)較強(qiáng)的方向運(yùn)動(dòng)而聚集在介電電泳電極附近，并鏈化沉降下來(lái)，使得空氣得到凈化，潔凈空氣從凈化器的出風(fēng)口排出，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。

2.本發(fā)明的DEP家用空氣凈化器，采用矩形殼體，易于安裝，且在其外殼兩側(cè)面制有入風(fēng)口，在外殼的頂端制有出風(fēng)口，有利于增加透過(guò)空氣流量，增強(qiáng)除塵效果。

3.本發(fā)明的DEP家用空氣凈化器，采用平行電極組，可將不同組的電極分別連接在交流電源的兩端，可以在較大尺度范圍形成介電電泳效應(yīng)，對(duì)于處于或經(jīng)過(guò)其電場(chǎng)覆蓋空間范圍的流體，選擇性的對(duì)其中含有的中性顆粒進(jìn)行分離或富集。相對(duì)于傳統(tǒng)介電電泳在芯片微納米級(jí)別尺度的應(yīng)用，本發(fā)明采用的電極絲直徑在毫米級(jí)別尺度，長(zhǎng)度在米級(jí)別尺度，將電極對(duì)陣列后，可以覆蓋立方米級(jí)別尺度甚至更大的體積。

4.本發(fā)明的DEP家用空氣凈化器，利用介電電泳效應(yīng)進(jìn)行道路除塵，技術(shù)先進(jìn)，除塵效果好，除塵率可達(dá)99.9％。

5.本發(fā)明DEP家用空氣凈化器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、成本較低、清理容易、使用壽命長(zhǎng)、除塵效果好、效率高等特點(diǎn)，采用平行電極組，可將不同組的電極分別連接在交流電源的兩端，可以在較大尺度范圍形成介電電泳效應(yīng)，是一種具有較高創(chuàng)新性的DEP家用空氣凈化器，極具實(shí)用價(jià)值和市場(chǎng)推廣價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中的平行電極組的排布示意圖；

圖3為本發(fā)明中的平行電極組的結(jié)構(gòu)示意圖(橫截面為三角形)；

圖4為本發(fā)明中的平行電極組的結(jié)構(gòu)示意圖(橫截面為三角星形)；

圖5為本發(fā)明中的平行電極組的結(jié)構(gòu)示意圖(橫截面為四邊星形)；

圖6為本發(fā)明中的平行電極組的結(jié)構(gòu)示意圖(橫截面為四角星形)；

圖7為本發(fā)明中的橫截面為三角形的平行電極組的平面示意圖；

圖8為本發(fā)明中的橫截面為四邊形的平行電極組的平面示意圖；

圖9為三角形電極接電示意圖；

圖10為三角星形電極接電示意圖；

圖11為四邊形電極接電示意圖；

圖12為四角星形電極接電示意圖；

圖13為四邊形電極組產(chǎn)生介電電泳力的分布圖(系數(shù)值，瞬時(shí))；

圖14為四角星形電極組產(chǎn)生介電電泳力分布圖(系數(shù)值，瞬時(shí))；

圖15為三角形電極組產(chǎn)生介電電泳力分布圖(系數(shù)值，瞬時(shí))。

附圖說(shuō)明

1-出風(fēng)口、2-電源接頭、3-外殼、4-風(fēng)機(jī)、5-入風(fēng)口、6-平行電極組、8-橫截面為三角形介電電泳電極構(gòu)成的平行電極組、9-橫截面為三角星形介電電泳電極構(gòu)成的平行電極組、10-橫截面四邊形介電電泳電極構(gòu)成的平行電極組、11-橫截面為四角星形介電電泳電極構(gòu)成的平行電極組。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種DEP家用空氣凈化器，其由外殼3、平行電極組6、風(fēng)機(jī)4組成，風(fēng)機(jī)4設(shè)置在外殼3的內(nèi)部，風(fēng)機(jī)4的出風(fēng)口1開(kāi)于外殼3的側(cè)壁，此處優(yōu)選外殼3的頂部側(cè)壁；外殼3與出風(fēng)口1不同或相同的側(cè)壁上制有一個(gè)或一個(gè)以上的入風(fēng)口5，此處優(yōu)選外殼3的相對(duì)的兩周向側(cè)壁的下部。平行電極組6設(shè)置于入風(fēng)口5對(duì)應(yīng)的外殼內(nèi)部，平行電極組6中的介電電泳電極分為兩組，通過(guò)電源接頭2分別連接交流電源的兩個(gè)輸出端子。當(dāng)風(fēng)機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)出風(fēng)口1排風(fēng)，在外殼3內(nèi)部形成負(fù)壓，使氣流通 過(guò)入風(fēng)口5自動(dòng)吸入外殼3中，當(dāng)氣流通過(guò)經(jīng)過(guò)平行電極組6產(chǎn)生的非勻稱(chēng)電場(chǎng)除塵后，從出風(fēng)口1排出，氣流進(jìn)入外殼3的方向與平行電極組6垂直或存在夾角。

本發(fā)明所采用的平行電極組6的具體結(jié)構(gòu)為：

如圖2，平行電極組6包括多行平行設(shè)置的介電電泳電極。本發(fā)明的介電電泳電極為在縱向具有一致的幾何剖面的金屬型材，外表面設(shè)置絕緣層，該絕緣層可為絕緣涂層或者搪瓷外殼。介電電泳電極的橫截面為帶有尖銳凸起的形狀，如三角形、四邊形、三角星形或四角星形，凸起構(gòu)成所述介電電泳電極的棱線(xiàn)。介電電泳電極陣列垂直于氣流方向，或與氣流方向存在夾角。平行電極組6可以是同一截面形狀的電極，也可以不同截面形狀混合排列，根據(jù)電極截面的形狀不同，排布方式略有差異，只要保證相鄰兩行和/或相鄰兩列的電極棱線(xiàn)相對(duì)即可。

當(dāng)介電電泳電極的橫截面為帶有凸起的形狀時(shí)，相鄰介電電泳電極的棱線(xiàn)相對(duì)設(shè)置，且相鄰介電電泳電極分別連接交流電源的一個(gè)端子與另一個(gè)端子；交流電源的一個(gè)端子與另一個(gè)端子之間的相位相差180°。

如圖3為橫截面為三角形介電電泳電極構(gòu)成的平行電極組8；圖4為橫截面為三角星形介電電泳電極構(gòu)成的平行電極組9。當(dāng)介電電泳電極的橫截面為三角形或三角星形時(shí)，介電電泳電極采用同一種排布形式，即上一行的電極與下一行的電極棱線(xiàn)相對(duì)。如圖7所示，具體為以第n行～第n+3行電極為一個(gè)單元循環(huán)，第n行的電極獨(dú)角向上間隔排列，第n+1行的電極位置對(duì)應(yīng)于第n行的相鄰兩電極之間獨(dú)角向下設(shè)置，第n+2行的電極位置對(duì)應(yīng)于第n+1行的電極獨(dú)角向上設(shè)置，第n+3行的電極位置對(duì)應(yīng)于第n+2行的相鄰兩電極之間獨(dú)角向下設(shè)置；以上結(jié)構(gòu)需保證相鄰兩行的電極棱線(xiàn)相對(duì)，從垂直電極軸線(xiàn)截面上看，電極組形成六角形陣列。如圖9、圖10所示，同在第n行的介電電泳電極連在交流電源的一個(gè)端子上，同在第n+1行的介電電泳電極連在交流電源的另一個(gè)端子上。

如圖5為橫截面四邊形的介電電泳電極構(gòu)成的平行電極組10；如圖6為橫截面為四角星形的介電電泳電極構(gòu)成的平行電極組11。如圖8所示，當(dāng)介電電泳電極的橫截面為四邊形或四角星形時(shí)，同一行內(nèi)相鄰電極的棱線(xiàn)相對(duì)，同一列內(nèi)相鄰電極的棱線(xiàn)相對(duì)。如圖11、圖12所示，第n行的第奇數(shù)個(gè)介電電泳電極和第n+1行的第偶數(shù)個(gè)介電電泳電極連在交流電源的一個(gè)端子上，第n行的第偶數(shù)個(gè)介電電泳電極和第n+1行的第奇數(shù)個(gè)介電電泳電極連在交流電源的另一個(gè)端子上。

介電電泳電極垂直于氣流進(jìn)入外殼3的方向，或與氣流進(jìn)入外殼3的方向有銳角 夾角。平行電極組可以是同一截面形狀的電極，也可以不同截面形狀混合排列，只要保證相鄰兩行或相鄰兩列的電極棱線(xiàn)相對(duì)即可。

本發(fā)明所采用的平行電極組的工作原理為：

如圖9、圖10、圖11、圖12所示，將陣列中的所有電極分為兩組，同組內(nèi)的電極連接交流電源的同一端子，兩組電極之間的交流電相位相差180°，圖中黑色和白色電極象征著需要連接在交流電源不同端子上的電極。如圖13，圖14，圖15所示，當(dāng)接通交流電源時(shí)，電極相對(duì)的棱線(xiàn)之間形成不均勻電場(chǎng)，介電電泳電極陣列中沿電極的長(zhǎng)度方向產(chǎn)生條形體介電電泳力空間分布形式。當(dāng)氣體或流體經(jīng)過(guò)交流電場(chǎng)覆蓋空間時(shí)，其中的顆粒物受到介電電泳力的作用向電場(chǎng)強(qiáng)度大的方向移動(dòng)(介電電泳電極附近)，當(dāng)介電電泳力大于斯托克斯力時(shí)(顆粒物在低速流體中主要受力為粘滯阻力)，顆粒得以捕獲在介電電泳電極形成的電場(chǎng)空間內(nèi)。且當(dāng)顆粒濃度足夠大時(shí)，電極周?chē)念w粒由于碰撞以及“鏈”效應(yīng)凝聚成較大顆粒并沉降下來(lái)。這樣就可以分離出氣體或流體中的顆粒，并將它們收集起來(lái)。

本發(fā)明的工作過(guò)程為：

將本發(fā)明的DEP家用空氣凈化器根據(jù)需要放置于宿舍、客廳、會(huì)議室、車(chē)內(nèi)等空間，如圖1所示，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)4，風(fēng)機(jī)4使空氣從DEP家用空氣凈化器兩側(cè)的入風(fēng)口5進(jìn)入DEP家用空氣凈化器內(nèi)；由于平行電極組6由交流電源施加交流電，在介電電泳電極的周?chē)a(chǎn)生非均勻電場(chǎng)，當(dāng)含塵空氣經(jīng)過(guò)平行電極組6時(shí)，經(jīng)由其中的灰塵被電場(chǎng)極化，受介電電泳力向電場(chǎng)較強(qiáng)的方向運(yùn)動(dòng)而聚集在介電電泳電極附近，并鏈化沉降下來(lái)，使得空氣得到凈化，潔凈空氣從凈化器的出風(fēng)口1排出，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。

盡管為說(shuō)明目的公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本發(fā)明的范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。