專利名稱：靜電除塵器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電除塵器，尤其涉及一種把光催化劑技術(shù)用于消毒和除臭的靜電除塵器。
通常，靜電除塵器收集和除去浮在氣體中的固態(tài)和液態(tài)的顆粒。

圖1顯示了一種背景技術(shù)的靜電除塵器的剖面，將參照此圖解釋背景技術(shù)的靜電除塵器。
背景技術(shù)：
的靜電除塵器具有一個(gè)帶進(jìn)氣格柵12和排氣格柵14的機(jī)體10，并且在機(jī)體10內(nèi)裝有過(guò)濾器20,30和100以及風(fēng)扇16。在過(guò)濾器中，進(jìn)氣格柵12的后部有一個(gè)用于初步過(guò)濾進(jìn)氣灰塵的預(yù)過(guò)濾器，預(yù)過(guò)濾器20的后部有一個(gè)電法除塵的靜電除塵部分100，在靜電除塵部分100的后部有除去空氣中臭味的除臭過(guò)濾器30。
上述靜電除塵器將參照附圖2進(jìn)行詳細(xì)的解釋。靜電除塵部分100具有使空氣中的灰塵和類似物帶電的放電裝置110和用于收集在放電裝置110中帶上電的灰塵的收集裝置130。更具體地說(shuō)，機(jī)體10具有一個(gè)放電裝置外殼112和在放電裝置外殼112的兩端的電極夾114。并且，有許多接地電極116按固定間隔固定在電極夾114上，并且在接地電極116之間有許多放電電極118。而且，機(jī)體10有一個(gè)按固定間隔裝有許多作為接地電極使用的收集電極134的收集器殼體132，并且在收集電極134之間有許多正電極136。可以在收集電極134和正電極136的頂部設(shè)置許多凸塊138，使電極板134和136之間保持間隙。收集電極134和正電極136都是導(dǎo)體，如導(dǎo)電涂料或鋁箔。在這些導(dǎo)體上涂以或粘合上良好絕緣性能的樹(shù)脂。
此時(shí)，在放電裝置110和收集裝置130之間有金屬網(wǎng)(未示出)以便減少放電裝置110和收集裝置130之間的電場(chǎng)干擾。
同時(shí)，有一個(gè)“-”加電壓端142和一個(gè)“+”加電壓端144，“-”加電壓端142與在放電裝置110中的接地電極116和在收集裝置130中的收集電極134相連，并且“+”加電壓端144與放電電極118和正電極136相連。
此
背景技術(shù)：
的靜電除塵器的操作將參照?qǐng)D1和2進(jìn)行解釋。
當(dāng)給靜電除塵器通電時(shí)，風(fēng)扇16工作，使外部空氣通過(guò)進(jìn)氣格柵12流入機(jī)體10。當(dāng)空氣通過(guò)預(yù)過(guò)濾器20時(shí)相對(duì)較大尺寸的塵埃被初步過(guò)濾并且空氣繼續(xù)流向放電裝置110。由于放電裝置110中的接地電極116和放電電極118是在電壓作用下，在接地地極116和放電電極118之間產(chǎn)生電暈放電，使在放電裝置11O中流動(dòng)的灰塵顆粒帶電。放電裝置110中帶電的灰塵繼續(xù)向收集裝置130流動(dòng)，在此，由于帶電的灰塵帶有“+”電，所以在灰塵和加有“+”電壓的正電極136之間產(chǎn)生排斥力，而在灰塵與加有“-”電壓的收集電極134之間產(chǎn)生吸引力。因此，帶電灰塵向著收集電極134的方向被加速，此后在收集電極134處被收集。最終通過(guò)收集裝置130的空氣在通過(guò)活性碳的除臭過(guò)濾器30時(shí)除去了其中的臭味變成了清新的空氣，通過(guò)排氣格柵14排出。但是，背景技術(shù)的靜電除塵器不能除去空氣中的有害細(xì)菌，并且除臭性能較差，致使有害細(xì)菌沒(méi)有被過(guò)濾，或沒(méi)有收集在收集裝置130中的電極板上而排入了室內(nèi)。結(jié)果，這些有害細(xì)菌分解放出臭味。
為了解決此問(wèn)題，發(fā)展了所謂的光催化劑技術(shù)，其中使用了一種由光能活化而有消毒和除臭性能的物質(zhì)(以下稱為“光催化劑”)，其中典型的光催化劑是氧化鈦TiO2。像氧化鈦這樣的光催化劑有很強(qiáng)的吸附有機(jī)物質(zhì)的能力并且當(dāng)其暴露于光能下時(shí)受激形成各種形式的自由基，它通過(guò)強(qiáng)氧化性消毒殺菌，并且同時(shí)與自由基反應(yīng)分解放出臭味的物質(zhì)。
這將參照?qǐng)D3在下面進(jìn)行詳細(xì)的解釋。
當(dāng)從紫外線燈和類似物發(fā)射出的光能直接作用于光催化劑時(shí)，價(jià)帶中的電子躍遷至導(dǎo)帶，產(chǎn)生一個(gè)電子和一個(gè)空穴。由于這些電子和空穴有很強(qiáng)的氧化和還原能力，所以這些電子和空穴與空氣中的水蒸氣H2O或氧氣O2反應(yīng)，產(chǎn)生活性氧，如OH自由基，H自由基和超n氧離子O2-。并且由于這些自由基與其它成份有較強(qiáng)的健合力，因此這些自由基破壞了放出臭味的物質(zhì)之間的鍵合，從而達(dá)到了除臭的目地。即，由于OH自由基破壞了產(chǎn)生臭味的有機(jī)物質(zhì)本身的鍵合并與有機(jī)物質(zhì)直接鍵合，最終留下水蒸氣和二氧化碳，從而除去了臭味。并且，由于OH自由基有較強(qiáng)的消毒殺菌的氧化能力，所以，OH自由基能夠消毒。當(dāng)電子或空穴與有機(jī)物質(zhì)直接鍵合時(shí)，直接鍵合破壞了有機(jī)物質(zhì)本身的鍵合，使有機(jī)物質(zhì)變成了另一種形式的自由基。并且，所述另一種形式的自由基破壞了另一種有機(jī)物質(zhì)的鍵合，最后形成水蒸氣和二氧化碳，從而完成除臭。因此，通過(guò)上述過(guò)程，達(dá)到消毒和除臭的目地。
PCT申請(qǐng)(PCT/US96/14204)公開(kāi)了涂有光催化劑的過(guò)濾器和活化上述光催化劑的紫外線燈。但是，用迄今已知的光催化劑消毒和除臭的技術(shù)具有以下問(wèn)題。
首先，由于需要一光能用來(lái)激勵(lì)光催化劑如氧化鈦，所以另外需要產(chǎn)生這樣一種光能的單獨(dú)的光能源。這樣，作為光能源而使用的紫外線燈和其它類似物增加了靜電除塵器的部件，導(dǎo)致靜電除塵器具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)并且成本提高了。
其次，在氣流中安裝的紫外線燈或涂有光催化劑的過(guò)濾器對(duì)氣流產(chǎn)生了阻力，導(dǎo)至氣流的壓力損失。
因此，本發(fā)明致力于一種靜電除塵器，其基本上避免了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)而帶來(lái)的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的一個(gè)目地是提供一種具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)并能以低成本消毒和除臭的靜電除塵器。
本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下的說(shuō)明中陳述，并且可以部分地從說(shuō)明中得出，或由本發(fā)明的實(shí)施來(lái)獲得。本發(fā)明的目地及其它優(yōu)點(diǎn)將由在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了實(shí)現(xiàn)這些和另外的優(yōu)點(diǎn)并根據(jù)本發(fā)明的目地，如實(shí)施例和廣義地描述的那樣，所述靜電除塵器包括一個(gè)具有接地電極和放電電極的放電裝置，和一個(gè)具有收集電極和正電極的收集裝置，其中放電裝置應(yīng)用足夠的電壓發(fā)射一種能活化光催化劑的光能，還有一個(gè)包括光催化劑的催化劑過(guò)濾器，設(shè)置在從放電裝置中發(fā)射的光能可到達(dá)的范圍內(nèi)，從而用放電裝置中發(fā)射的光能活化光催化劑。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括一個(gè)具有接地電極和放電電極的放電裝置和一個(gè)具有收集電極和正電極的收集裝置的靜電除塵器，其中放電裝置應(yīng)用足夠的電壓發(fā)射一種能活化光催化劑的光能，并且在靜電除塵器的一個(gè)部件中包含光催化劑，部件設(shè)置在從放電裝置中發(fā)射的光能可到達(dá)的范圍內(nèi)，從而用從放電裝置中發(fā)射的光能活化光催化劑。
應(yīng)當(dāng)明白，上述通常的說(shuō)明和以下詳細(xì)的描述是示例性的和解釋性的，意在對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解釋。
附圖用來(lái)提供本發(fā)明的更進(jìn)一步的解釋，被包括在并構(gòu)成了說(shuō)明書(shū)的一部分。本發(fā)明的實(shí)施例與說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1是一個(gè)剖面圖，它描述了一個(gè)背景技術(shù)的靜電除塵器；圖2是背景技術(shù)的靜電除塵器的透視圖；圖3描述了一種狀態(tài)，它示出了一種光催化劑在一種光能的作用下促進(jìn)反應(yīng)的原理。
圖4a和4b是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的靜電除塵器的剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的靜電除塵器的剖面圖；圖6a和6b是曲線圖，顯示了從本發(fā)明的靜電除塵器的一個(gè)實(shí)施例中的放電裝置發(fā)射的光能的數(shù)量；圖7是一個(gè)曲線圖，顯示了本發(fā)明和背景技術(shù)的兩個(gè)靜電除塵器之間的除臭能力的比較。
現(xiàn)在將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和附圖中所描述的例子。
圖4a是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的靜電除塵器的剖面圖。在本發(fā)明中和背景技術(shù)中相同的部分將給出相同的編號(hào)，其解釋將省去。
在放電裝置110和一個(gè)收集裝置130之間有一個(gè)含有光催化劑的光催化劑過(guò)濾器120，光催化劑過(guò)濾器120最好有一個(gè)例如鋁的金屬網(wǎng)，并且在金屬網(wǎng)上涂一層光催化劑。光催化劑過(guò)濾器120也可以由一種混合材料，如光催化劑，鋁和有其它功能的材料制成。光催化劑可以是一種由光能活化的材料，如TiO2,CDs,SrTiO3，和類似物，并且最好是有一種銳鈦礦相的晶格結(jié)構(gòu)氧化鈦TiO2。為了使光催化劑受激，需要一種比光催化劑的帶隙能量高的能量，為此，在背景技術(shù)中提供一個(gè)獨(dú)立的外部能源，如一種紫外線燈。但是，本發(fā)明的主題就是不使用獨(dú)立的外部能源。原理如下一旦接收了比帶隙能量高的能量，那么每種物質(zhì)都從一種基態(tài)變化到一種激勵(lì)狀態(tài)，然后再回到基態(tài)。當(dāng)物質(zhì)的狀態(tài)返回到基態(tài)時(shí)，物質(zhì)發(fā)射出光能形式的帶隙能量。其中，在靜電除塵器領(lǐng)域的研究人員只注意到物質(zhì)從基態(tài)借助于放電變化到受激狀態(tài)的情況，這是因?yàn)槲镔|(zhì)達(dá)到激勵(lì)狀態(tài)即離子化物質(zhì)會(huì)對(duì)靜電除塵器的效益產(chǎn)生直接的影響。因此，這些研究人員已經(jīng)注意到在放電裝置中的物質(zhì)的電離作用，這樣，就使用一種獨(dú)立的能源使光催化劑活化。但是，本發(fā)明僅關(guān)注這樣的事實(shí)，當(dāng)在靜電除塵器的放電裝置中受激的物質(zhì)再返回到基態(tài)時(shí)，物質(zhì)發(fā)射一種同帶隙能量一樣多的光能。結(jié)果，可以確認(rèn)的是如果應(yīng)用到放電裝置的電壓的形式或強(qiáng)度得到適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，那么不用獨(dú)立的光源光催化劑就能被活化。
這將參照?qǐng)D3,6a和6b進(jìn)行詳細(xì)解釋。
一種具有大約350-400毫微米波長(zhǎng)的光能(3.2電子伏)用來(lái)激勵(lì)氧化鈦TiO2，一種光催化劑，來(lái)進(jìn)行消毒和除臭，并且已經(jīng)解釋過(guò)，在背景技術(shù)的光催化劑中，用獨(dú)立的外部能源如紫外線燈獲得的這樣的光能。然而，如圖6a和6b所示，在本發(fā)明中，具有大約3100-3900埃(310-390毫微米)的波長(zhǎng)的光能可由放電裝置110產(chǎn)生的高壓放電來(lái)獲得。在圖6a和6b中，X軸代表由放電裝置發(fā)射的光能的波長(zhǎng)并且Y軸代表此光能波長(zhǎng)的頻率。圖6a是曲線圖，示出了當(dāng)應(yīng)用于放電裝置的電壓是一個(gè)5.2千伏的直流電壓時(shí)，從放電裝置發(fā)射的光能波長(zhǎng)的頻率，圖6b為一曲線，示出當(dāng)施加到放電裝置上的電壓為6.5千伏的偏置脈沖時(shí)從放電裝置發(fā)射的光能的波長(zhǎng)頻率?？諝庵械母鞣N分子具有不同的帶隙能量。當(dāng)在空氣中放電時(shí)，連續(xù)的不同波長(zhǎng)的光能被發(fā)射。從圖6a和6b可以得知，6.5千伏直流偏置脈沖，它與5.2千伏直流電壓相比有一個(gè)較低的有效值(大約3.8千伏)，但釋放了一個(gè)更強(qiáng)的(有較高波峰的)光能。這是因?yàn)?.5千伏直流偏置脈沖有一個(gè)較高能量的瞬時(shí)，雖然有效值是較低的。同時(shí)從試驗(yàn)結(jié)果能夠得到證實(shí)，如果一個(gè)高電壓施加于放電裝置，那么比一個(gè)特定數(shù)值大的光能可從放電裝置中獲得，并且這樣獲得的光能其大小足以活化光催化劑。并且，通過(guò)變化施加于放電裝置的電壓的形式和大小，從放電裝置中發(fā)射的光能的波長(zhǎng)和大小能夠被調(diào)整。還可得知，應(yīng)用一直流偏置脈沖更為有效。最后，由于本發(fā)明能夠使放電裝置發(fā)射活化光催化劑的光能，所以光催化劑能夠被活化而不需要一個(gè)獨(dú)立的外部能源。同時(shí)，還得知，當(dāng)使用除氧化鈦以外的光催化劑時(shí)，也能夠獲得用于活化它的能量，并按照上述試驗(yàn)，能夠獲得產(chǎn)生這樣一個(gè)能量時(shí)應(yīng)用于放電裝置的電壓的形式和大小。
圖7是一個(gè)曲線圖，顯示了在本發(fā)明和背景技術(shù)的兩個(gè)靜電除塵器之間的除臭能力的比較，而這是基于室內(nèi)臭味的主要來(lái)源三甲胺((CH3)3N)來(lái)說(shuō)的，由此可以得出本發(fā)明的靜電除塵器的除臭能力與背景技術(shù)的靜電除塵器相比要好得多。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的靜電除塵器的優(yōu)點(diǎn)可概括如下。
首先，光催化劑在沒(méi)有獨(dú)立的光能源，如一個(gè)紫外線燈就可活化的可能性使其部件減少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，從而降低了生產(chǎn)成本。
第二，在靜電除法器中沒(méi)有紫外線燈，從而降低了空氣壓力損失。
第三，室內(nèi)除臭的有效性得到提高。
雖然，在第一實(shí)施例中，解釋了設(shè)置在放電裝置110和收集裝置130之間的光催化劑過(guò)濾器120的情況，但在本發(fā)明中，光催化劑過(guò)濾器120的設(shè)置不限于第一實(shí)施例的位置，并且光催化劑過(guò)濾器120的位置可以是在從放電裝置110中的放電電極118發(fā)射出的一定大小的光能可到達(dá)并且活化催化劑的任何地方。例如，如圖4b所示，光催化劑過(guò)濾器120可以設(shè)置在收集裝置130的后部。
圖5是本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的靜電除塵器的剖面圖，將參照附圖描述另一個(gè)實(shí)施例的靜電除塵器。此實(shí)施例是第一實(shí)施例的改進(jìn)形式，與第一實(shí)施例相同，不單獨(dú)設(shè)置活化光催化劑的光能源。在此實(shí)施例中，不使用獨(dú)立的光催化劑過(guò)濾器，但是背景技術(shù)的靜電除塵器的一個(gè)部件被設(shè)計(jì)成包含光催化劑以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，當(dāng)然，此部件應(yīng)當(dāng)是在活化光催化劑的光能源所能達(dá)到的距離內(nèi)設(shè)置的部件。
按照?qǐng)D6所述的實(shí)施例，光催化劑包含在收集裝置130的正極136中，由從放電裝置110中的放電電極118發(fā)射的光能活化。其中，詞“包含”意謂著在一個(gè)部件中包含光催化劑和在一個(gè)部件上涂敷光催化劑的兩種情況。在正極上涂敷一種樹(shù)脂的情況下，光催化劑可以包含在樹(shù)脂中或光催化劑可以涂敷在樹(shù)脂上，并且在正極沒(méi)有涂敷樹(shù)脂的情況下，光催化劑可以直接涂敷在正極上。
雖然，在第二實(shí)施例中，對(duì)光催化劑包含在收集裝置130的正電極136的情況作了解釋，但是本發(fā)明不限于此，光催化劑可以包含在放電裝置110中的放電電極118發(fā)出的一定大小的光能所能到達(dá)和活化催化劑的任何地方。例如，光催化劑可以包含在放電裝置110的接地電極116中。
本實(shí)施例的操作和優(yōu)點(diǎn)與第一實(shí)施例相同，此外還有以下的附加優(yōu)點(diǎn)因?yàn)楸緦?shí)施例允許通過(guò)僅在背景技術(shù)的靜電除塵器的部件中包含光催化劑來(lái)制造本發(fā)明的靜電除塵器，所以現(xiàn)在的靜電除塵器不需改變結(jié)構(gòu)就可以照樣使用。這樣，現(xiàn)存的生產(chǎn)設(shè)備可以同樣使用，同時(shí)，設(shè)計(jì)靜電除塵器的自由度也提高了。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)講，不背離本發(fā)明的精神或范圍對(duì)本發(fā)明的靜電除塵器進(jìn)行各種變革和改進(jìn)都是顯而易見(jiàn)的。這樣，本發(fā)明意在包括在所屬權(quán)利要求的范圍內(nèi)所進(jìn)行的各種變型和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種靜電除塵器，包括一個(gè)包括接地電極和放電電極的放電裝置；一個(gè)包括收集電極和正電極的收集裝置；其中放電裝置應(yīng)用足夠的電壓來(lái)發(fā)射一可活化光催化劑的光能，并且一包含所述光催化劑的光催化劑過(guò)濾器設(shè)置在所述放電裝置發(fā)射的光能可到達(dá)的范圍內(nèi)，因而從所述放電裝置發(fā)射的光能活化所述光催化劑。
2．如權(quán)利要求1所述的靜電除塵器，其中用于所述放電裝置的電壓是一個(gè)直流偏置脈沖。
3．如權(quán)利要求1或2所述的靜電除塵器，其中所述光催化劑過(guò)濾器是一個(gè)涂敷有所述光催化劑的金屬網(wǎng)。
4．如權(quán)利要求1或2所述的靜電除塵器，其中所述光催化劑過(guò)濾器設(shè)置在所述放電裝置和所述收集裝置之間。
5．如權(quán)利要求1或2所述的靜電除塵器，其中所述光催化劑過(guò)濾器設(shè)置在所述收集裝置的后部。
6．一種靜電除塵器，包括一個(gè)包括接地電極和放電電極的放電裝置；一個(gè)包括收集電極和正電極的收集裝置；其中所述放電裝置應(yīng)用足夠的電壓來(lái)發(fā)射能活化一種光催化劑的光能，并且所述靜電除塵器的一個(gè)部件中包含所述光催化劑，所述部件位于所述放電裝置發(fā)射的光能可到達(dá)的范圍內(nèi)，因而從所述放電裝置發(fā)射的光能活化所述光催化劑。
7．如權(quán)利要求6所述的靜電除塵器，其中用于所述放電裝置的電壓是一個(gè)直流偏置脈沖。
8．如權(quán)利要求6或7所述的靜電除塵器，其中所述光催化劑包含在所述正電極中。
9．如權(quán)利要求6或7所述的靜電除塵器，其中所述光催化劑包含在所述接地電極板中。
全文摘要
一種靜電除塵器,包括具有接地電極和放電電極的放電裝置,和具有收集電極和正電極的收集裝置,其中放電裝置使用足夠的電壓來(lái)發(fā)射能活化一種光催化劑的光能,并且一靜電除塵器中的部件包含光催化劑,或者含有光催化劑的單獨(dú)的光催化劑過(guò)濾器設(shè)置在放電裝置發(fā)射的光能可到達(dá)的范圍內(nèi),因而放電裝置發(fā)射出的光能活化光催化劑,借此以低成本提供了一個(gè)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的靜電除塵器消毒和除臭。
文檔編號(hào)B03C3/016GK1210764SQ98119968
公開(kāi)日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1998年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月21日
發(fā)明者李成華, 洪寧基, 姜光玉, 申修沇, 許慶旭, 康正勛, 水野彰 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社