静电过滤结构制造技术

本发明专利技术公开了一种静电过滤结构（２），其包括与第一电位连接的第一电极（１４），与第一电极（１４）电绝缘的第二电极（１５），和作为粒子过滤器的绝缘材料（１２），其位于第一电极和第二电极之间。根据本发明专利技术，在两个电极（１４、１５）中，所使用的电极材料为例如活性碳这样的材料，该材料可以透过气体并过滤该气体，并且具有低的电导率，而且两个电极（１４、１５）设置为基本上平行于空气流动的方向。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于气体和粒子过滤的静电过滤结构。
技术介绍
近年来，人们对空气中的污染物及其所引起的健康危险的认识已显著提高。研究表明，气体的和颗粒的污染物是环境暴露动因，它会明显地增加疾病和健康危险。这个问题在大城市尤为严重，其中交通和发电所散发的物质污染了空气。除了它们的健康危险外，室外空气中的污染物还会影响物质的腐蚀和氧化。通过过滤引入的空气，人们试图减少从室外传播到建筑物或车辆的室内的空气中的污染物。现在，用于住所、办公室、和商业建筑物的置换的空气只是使用颗粒过滤器来清洁，气体过滤主要只用于特殊的场合，例如绝对无尘室、电器或电子设备室。颗粒过滤器的分离能力根据颗粒的大小差别很大。如果颗粒大于5微米，例如花粉，纤维过滤器(fibre filter)分离颗粒的效果就很好。然而，绝大部分交通和发电所散发的物质是小颗粒(粒径小于1微米)，它们更难以过滤。过滤小颗粒的一个有效的方法是如图1所示的静电沉淀器(precipitator)，其操作原理是基于带电的粒子和一个电场对该粒子施加的力。在传统的用于空调的两级式静电沉淀器中，其中的气流和颗粒首先通过一个充电器部分1，在这里它们被充电。图中显示出离子的电晕线4和路线3。之后，气流行进到收集器部分2，其由交替的收集器9和高压电极15形成，如图1所示。图中显示来自过滤器的带正电的颗粒5的路径。该电晕电压值通常是+8kV，而收集器板的值为+4kV。板之间的距离典型的是大约5mm，这样通常尺寸的单元包含大约100块板。该静电沉淀器的缺点在于这种技术方案复杂，从而费用昂贵。同时，收集器板上收集的灰尘可能会产生火花放电，这会导致产生对健康有害的臭氧、难听的声音、和短时间降低过滤效率。根据图2，静电沉淀器还可以用于纤维过滤器。颗粒以与静电沉淀器相同的方式充电，但是收集部分2由纤维过滤器7形成，在其上通过金属网7设置一电源电场。这种技术方案也不能消除产生臭氧的问题。该金属网7没有过滤性能。最近，市场上出现了组合过滤器，该过滤器可过滤气体和颗粒。然而，组合过滤器的小颗粒分离效率非常有限(它们通常属于过滤器级别EU6-EU7，这意味着，例如，它们过滤一半或更少的0.3微米的颗粒)。该过滤器对带电气体的(过滤)能力相对于一般的气流非常低。美国专利5,108,470(用于静电空气过滤器的具有异味和气体吸收性能的充电部件，Charging element having odour and gasabsorbing properties for an electrostatic air filter)披露了一种过滤器，其中一个包含活性碳的平的电极被设置在两个过滤构件之间。该活性碳电极与一个电源电路连接。该结构由没有过滤性能的金属电极包围。该过滤器结构与(气体)流动方向征直角。国际申请WO98/22222(与静电过滤器连接的装置，Device inconnection with an electrostatic filter)又披露了将纤维过滤器放置在两个或者多个活性碳电极之间。在此情况下，(气流)流动方向与电极成直角。平板过滤器的技术方案的一个普遍的问题在于气体过滤材料的量较少微粒使过滤器能够有效地分离气体污染物，通过过滤材料的通过时间应足够长，少量的吸附材料意味着对于气体污染物该技术方案的充电能力仍然低。因此，过滤器的使用寿命短。通过增加连续的过滤级，上述方案的替换例的气体过滤能力可以提高，但同时压降也会增加。气体过滤器的能力可以通过使用一种波纹结构来提高，如美国专利US5,549,735(静电微孔过滤器，Electrostatic fibrous filter)所披露的。该专利披露了一种技术方案，其中有一个充电器部分，带有与该充电器部分相同极性的高压电极，和一个接地的活性碳电极。该高压用于在金属网与活性碳电极之间形成一个电场。该金属网不具有过滤性能。因为接近波纹结构的顶端电极的距离容易与在平的部分的距离产生差异，所以难以形成一个均匀的电场。在形成折缝时，波纹结构的上部和下部必须密封。另外，该部分必须是可以透气的，原因在于该上部和下部不参与过滤。为了产生干净的引入空气，过滤器必须能够不仅过滤小颗粒，还要能过滤气体污染物。一个问题在于通过过滤器的压降目前的技术方案不能以低的压降同时提供有效的颗粒和气体过滤。实施有效的过滤也是费用昂贵的。在实践中，这意味着现有的空调机需要更大的功率和噪音更大风扇，以便补偿有增加的过滤所产生的压降。通过过滤器增加的压降需要相应地风扇能量，这就相应地提高了风扇的能耗。
技术实现思路
本专利技术提供了一种完全新型的颗粒过滤器，在该过滤器的帮助下可以消除上述现有技术的缺陷。本专利技术基于以下事实至少一个过滤器电极由具有低电导率的可透气的，典型的多孔材料形成，例如袋形的活性碳。另外，该电极被定位于基本上平行于气体流动的方向。更具体的，根据本专利技术的颗粒过滤器的特征在于权利要求1的特征部分所述的内容。通过本专利技术可以获得许多优点。通过本专利技术，空气(或者其它气体)中的气体和颗粒污染物被有效清除。该结构还使技术方案具有低的压降。因此，该过滤器可以被安装在现有的换气系统上，而无需更换风扇。除了具有较低的操作费用外，该技术方案在实施上也很经济。该技术方案的优点如下-有效的结合了气体和颗粒过滤，-使用寿命长，如果用于单个房间的过滤器，-压降低，从而能耗费用低，-控制在静电过滤器中出现的有害臭氧的产生该气体过滤器消除了在电晕放电中产生的臭氧，-不需要在静电过滤器中所需的过滤器室清理脏的过滤器经常更换，-该结构的生产简单且费用低， -所用的可更换的部件可以用可以通过例如燃烧方式处理的材料来制造，-纤维过滤器可以作为电极的绝缘材料，-碳纤维电极可以优选通过例如缝制来制造，使可更换的过滤器部件制造成本很低。过滤器的更换还消除了静电过滤器的典型问题，即清理过滤器室收集的污物。所收集的污物通常难于清理，它会腐蚀收集器电极，并在收集器与电极之间产生火花放电。这继而造成臭氧的产生，降低收集效率，产生难听的声音。现在不可靠对于静电过滤器来说确实是一个最大的问题。下面，结合实施例并参照附图对本专利技术进行说明。附图说明图1是现有技术中的一种过滤器的技术方案的示意图；图2是现有技术中的第二种过滤器的示意图；图3是根据本专利技术的过滤器的技术方案的示意图；图4是根据本专利技术的颗粒过滤器和一个商业颗粒过滤器的压降示意图；图5是根据本专利技术的过滤器的分离度作为气流的函数的示意图；图6是现有技术和本专利技术的颗粒分离的比较图；图7是根据本专利技术的静电过滤器的侧视图； 图8示出从气流方向观看图7的过滤器的示意图；图9示出从气流方向观看图7的过滤器的不带充电单元的示意图；以及图10示出从后面(相对于空气流动)观看的图7的过滤器的示意图。具体实施例方式在下面，本专利技术借助下述术语进行说明1充电部分2分离部分，静电过滤器3离子路径4电晕线5正电荷6气流7纤维过滤器8金属网9分离板10充电单元11高(电)压12纤维过滤器13活性碳过滤器14活性碳过滤器的正电极15活性碳过滤器的接地电极图3显示根据本专利技术的技术方案。在该过滤器中，电力的使用方式如下借助于产生的电晕放电使颗粒充电，例如，使用电晕线4；在收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合的气体和静电过滤结构（２），包括：第一电极（１４），第二电极（１５），所述第二电极与所述第一电极（１４）电绝缘，和作为粒子过滤器的绝缘材料（１２），所述绝缘材料被设置在所述第一电极（１４）和第二电极（１５）之 间，从而在所述电极（１４、１５）之间可以产生一电位差，以便在所述电极（１４、１５）之间产生一个电场，其特征在于，所述电极（１４、１５）中的至少一个的材料（１４、１５）为例如活性碳这样的材料，所述材料可以透过空气并过滤 气体，并且具有低的电导率，这两个电极（１４、１５）被设置为基本上平行于空气流动的方向，以及所述气体过滤电极（１５）的形状形成一个袋子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊尔波库尔马拉，基莫海诺宁，
申请(专利权)人：利法亚克有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]