CN1165379C

CN1165379C - 用强充电的超细液滴集尘的装置

Info

Publication number: CN1165379C
Application number: CNB001300814A
Authority: CN
Inventors: 安康镐; 安晶浩; 安相炫
Original assignee: An Kanggao; Ace Lab Inc
Current assignee: An Kanggao; Ace Lab Inc
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: CN1294031A; JP3362030B2; EP1095705A2; EP1095705A3; US6471753B1; DE60019060D1; JP2001170514A; EP1095705B1

Abstract

一种集尘装置，包括：一个尘导管；在尘导管内的一个或多个毛细管，用于喷射一种液体；一个加电压的装置，在导管和毛细管之间形成一个电场，从毛细管中形成强充电超细液滴；电绝缘装置，外表面上隔断不希望加到尘导管上的电压；一个尘吸入装置，向尘导管吸入带尘的空气，使尘能够被超细液滴吸收；和一个尘收集装置，与导管绝缘并形成一个与强充电超细液滴极性相反的电场。

Description

用强充电的超细液滴集尘的装置

技术领域

本发明涉及一种集尘装置和方法，特别涉及，通过使用一个电流体雾化过程形成的强充电超细液滴集尘的装置和方法。

背景技术

如本领域普通技术人员所知，常规的集尘装置分为两类：使用静电除尘器的静电装置和使用尘过滤器的过滤装置。在常规使用静电除尘器的集尘装置的工作中，要除的尘受压送通过一个充满离子的电晕区域，因此受充电。然后，充电的尘受电场作用，从而取得希望的集尘的效果。另外，使用过滤器的常规尘过滤装置，通过使用过滤除尘取得一个希望的集尘效果。无论哪类常规的集尘装置，对于本领域普通技术人员是熟知的而无需解释。

常称为“电喷射”的电流体力学雾化的研究(EHDA)已进行了很长时间。另外，因为各种工业领域对用这种充电超细液滴很感兴趣，近来对充电超细液滴的形成研究很积极。最好使用电-流体雾化器产生强充电超细液滴。这种雾化器通过使液滴受到高电压电场的作用，形成希望的强充电的超细液滴。这样的常规电-流体雾化器的一例参见美国专利No.5,873,523。由这种常规的电-流体产生的超细液滴，除了强充电外，具有约几十个毫微米的很小尺寸。例如，这种强充电超细液滴已经很好地用作质量分析器的离子源。

但是，常规的集尘装置的问题是：

虽然由于静电除尘器的压降小，装置可在低的消耗下运行是可取得的，但当尘具有超细粒度时，静电集尘装置可能发生不能有效地使要除的尘充电的情况。在如上所述要除的尘若没有效地充电时，便儿乎不能进行静电集尘。这类装置的另一个问题是，这种装置由于电晕放电，产生有害的臭氧，这是不希望发生的。

另外，使用尘过滤器的集尘装置的优点是，在一定程度上有效去除超细粒度的尘。但是，这类装置的问题是，由于压降大，运行费用高。这类装置的另一个问题是，必须反复清洁或更换过滤器。

发明内容

因此，本发明是针对现有技术的上述问题而提出的，本发明的目的是提供一种集尘装置和方法，它的设计是使用电-流体雾化过程形成的强充电的超细液滴来容易并且有效地集尘。

本发明的另一目的是提供一种集尘装置和方法，它不产生有害的臭氧，并且与常规集尘装置和方法比，可在低的消耗下有效地运行。

为了实现上述目的，本发明提供的集尘装置包括：一个尘导管；在尘导管内的一个或多个毛细管，用于喷射由一个液体源供给的液体，所述毛细管的喷嘴设置在所述的尘导管内；一个加电压的装置，在所述尘导管和所述毛细管之间形成一个电场，将高电压施加到所述毛细管上并将低电压施加到所述尘导管上使得具有相同的极性，因此形成从毛细管的尖部喷出的强充电超细液滴；电绝缘装置，形成在所述尘导管的整个外表面上，隔断不希望加到所述尘导管上的低电压；一个尘吸入装置，向所述尘导管吸入带尘的空气，使得尘能够被所述的强充电超细液滴吸收；和一个尘收集装置，与所述尘导管绝缘并可拆卸地耦接到所述尘导管，所述尘收集装置形成与所述强充电超细液滴相反的极性的一个电场，因此通过静电收集并除去强充电超细液滴吸收的尘。

本发明还提供一个种集尘方法，包括步骤：通过一个电-流体雾化过程在一个尘导管内形成强充电超细液滴；向导管吸入带尘的空气，使得尘能够与导管内的强充电超细液滴一同流动；由强充电超细液滴吸收尘；和通过使用形成与强充电超细液滴的极性相反的电场的尘收集装置，来收集并除去强充电超细液滴吸收的尘。

附图说明

参照附图的以下的详细说明将使本发明的上述和其他目的、特征和优点更明了。

图1是本发明主要实施例使用强充电超细液滴的集尘装置的结构的示意图；

图2是在图1的装置的工作中强充电超细液滴静电附到尘上的图；

图3是带有本发明第二实施例的毛细管总成的使用强充电超细液滴的集尘装置的结构示意图；和

图4是示出向在本发明的装置中未除去的尘粒作为静电集尘器上施加电压的函数图形曲线。

具体实施方式

图1和2示出本发明主要实施例使用强充电超细液滴的集尘装置的结构和工作的示意图。如图所示，本发明主要实施例的装置包括一个尘导管10，它竖直设置，具有一个在管10的横向固定的毛细管总成。毛细管总成包括一个液体入口管24，它横向穿过导管10的侧壁，从大气向导管10延伸。多个毛细管20都在导管10内的各位置上从管24分支，在竖直方向向下平行延伸。每个毛细管20具有一个尖部的喷嘴22来雾化液体，形成超细液滴“p”。液体入口管24从一个液体源30伸出，以致管24在压力下向毛细管20供给液体源30来的液体，使得毛细管20能够雾化液体，形成希望的超细液滴“p”。在本发明中，液体源30最好是，一个常规的纯液体源单元，它设有一个可控地向管24供给雾化液体，如水的喷射泵，或者是一个利用压缩空气或重力供液体的常规液体喷射器。另外，应理解，在不影响本发明的功能的情况下，毛细管20可以用具有多个孔的管代替。也应理解，尘导管10可以根据要求具有多种的截面形状，如矩形，圆形或六角形。

在本发明的集尘装置中，向毛细管20和尘导管10施加不同的电压。即，第一高压电源40的高电压直接加到毛细管20上，同时由使用第一可变电阻42降低的电压源40的高电压形成的低电压加到导管10上。为了切断不希望加到导管10上的电压，在导管10的外表面上包裹一层绝缘层50。

一个静电集尘器60可拆卸地安装在导管10的下端。两类型的集尘板62和64竖直平行交替地在它们之间形成规则的间隙地设置在集尘器60内。两类板62和64中之一类的板62都连接到第二高压源66上，同时另一个类板64都接地68。在装置工作时，带有尘“D”的空气在导管10内向下流动，使得尘“D”由从毛细管20的喷嘴22喷射的充电超细液滴“P”吸收住。吸收尘“D”的充电超细液滴穿过板62和64之间的间隙。此时，第二电压源66加到集尘板62的高电压，具有一个与第一电压源40的极性相反的极性，使得板62静电收集充电超细液滴“P”吸收的尘“D”。具有板62和64的这样的静电集尘器60的结构和工作原理是本领域普通技术人员已知的，不必进一步说明。

在尘导管10和静电集尘器60之间的连接处上插入一个绝缘69，使得尘导管10与静电集尘器60绝缘。另外，第二可变电阻44连接着第一可变电阻42，并延伸接地68。因此，电压源40的高压主要由第一可变电阻42降压，而由第二可变电阻44辅助降压。在主要实施例中，用两个可变电阻42和44形成在尘导管10和毛细管20之间的压差。但是，应理解，在不影响本发明的功能的情况下也可以用固定的电阻代替可变电阻。另外，通过向毛细管20施加一个高压源的高压并向尘导管10施加一个低电压源的低压，代替使用单个的电压源40和两个电阻42和44，也可以达到与主要实施例的相同效果。

在静电集尘器60的下端设置一个鼓风机70，使得向尘导管10吸入带有尘的空气。当然，应理解，在不影响本发明的功能的情况下，鼓风机70也可以设在导管10的上端而不是设在集尘器60的下端。

图3是带有本发明的第二实施例的毛细管总成的使用强充电超细液滴的集尘装置的结构示意图。如图所示，第二实施例的毛细管总成，不同于主要实施例的横向固定的毛细管总成，而是轴向设在导管10上。即，一个托架12固定地安装到竖直设置的尘导管10的上端，毛细管总成由托架12固定地保持在轴向位置。详细地说，毛细管总成的液体入口管24轴向装配到托架12的中心。多个毛细管20从管20的下端轴向向下延伸到预定距离。当然，必须将液体入口管24相对于托架12的位置固定。托架12带有一个开口14，使得带有尘的空气能够从外部向尘导管10流动。

下面说明本发明的装置的集尘工作。

在这个装置的工作中，希望的超细液滴主要是以下述方式形成。即，在装置开动时，向毛细管20和尘导管10上施加不同的电压。也就是，第一电压源的高压直接施加到毛细管20，同时使用第一可变电阻42通过降低电压源40的电压形成的低电压加到导管10。因此，在毛细管20的喷嘴22喷出的液体中形成高的电压梯度。另外，因为在从喷嘴22喷射液体时液体受到电场作用，在液体的静电引力和液体的表面张力之间的平衡被破坏。由于这个平衡的破坏，喷射的液体的表面被破坏，并形成希望的超细液滴“P”。它具有，约几十到几百毫微米的超细度。液滴“P”也高强度充电，使得在它们中储存的电量达到雷利充电极限。此时，强充电的超细液滴“P”具有同一的极性。

如图2所示，强充电超细液滴“P”在竖直设置的尘导管10中向下流动。此时，由于鼓风机70产生的吸力，带尘“D”的空气引入到导管10，并强制地流向导管10的下部。在导管10内带尘空气的强制流动加强了液滴“P”的向下流动。强充电超细液滴“P”在导管10中流动时吸收尘“D”。被液滴“P”吸收的尘“D”因此高强度充电。

被超细液滴“P”吸收的强充电的尘“D”在导管10中向下流动，达到静电集尘器60。在静电集尘器60中，强充电的尘“D”穿过在交替排列的两类集尘板之间的间隙，即，连接到第二高电压源66的板62和接地68的板64之间的间隙。此时，从第二电压源66向集尘板62加的高压具有与第一电压源40的极性相反的极性，使得板62静电除去强充电的尘“D”。

图4是曲线图，示出未除去的尘颗粒数与本发明第二电压源66向集尘板62施加电压的函数关系。在测量本发明装置的工作性能的试验中，一个尘计数器(未示出)设在静电集尘器60的下部，记数从集尘器60排放的而板62没有收集的未除掉的尘颗粒数目。如图4所示，与向板62加10伏的低电压相比，第二电压源66加在集尘板62上的电压在高于1,000伏时，未除去的尘颗粒的数目明显降低。这个试验表明，本发明的集尘装置能够很有效地从空气除去约达90％的尘。

在本发明装置的工作中，使用水作为雾化超细液滴的液体时，装置还有加湿排出的空气的附属优点。

如上所述，本发明提供一种集尘装置和方法。它通过电-流体雾化过程形成强充电超细液滴，并使得尘能够被这样的液滴吸收，容易且有效地收集和除掉尘。本发明的装置和方法易于有效除去粒度小于0.1微米的细尘。这个装置和方法在低的消耗下可较好地运行，同时取得希望的集尘效果。这个集尘的装置和方法的相关优点是，在用水作为雾化超细液滴的液体时，排放的空气被加湿。

本发明的集尘装置和方法可较好地用在需要除去环境污染物，如尘、烟、花粉、过敏物质和油雾等的多种用途中。另外，本发明的装置和方法也可很好地用在小规模的空气调节系统中，如室内空调器、室内空气净化器等。

虽然为了说明的目的描述了本发明的一个优选实施例，本领域普通技术人员理解，不离开权利要求所述的本发明的范围和精神，可有种种变化方案。

Claims

1.一种集尘装置，包括：

一个尘导管；

在尘导管内的一个或多个毛细管，用于喷射由一个液体源供给的液体，所述毛细管的喷嘴设置在所述的尘导管内；

一个加电压的装置，在所述尘导管和所述毛细管之间形成一个电场，将高电压施加到所述毛细管上并将低电压施加到所述尘导管上使得具有相同的极性，因此形成从毛细管的尖部喷出的强充电超细液滴；

电绝缘装置，形成在所述尘导管的整个外表面上，隔断不希望加到所述尘导管上的低电压；

一个尘吸入装置，向所述尘导管吸入带尘的空气，使得尘能够被所述的强充电超细液滴吸收；和

一个尘收集装置，与所述尘导管绝缘并可拆卸地耦接到所述尘导管，所述尘收集装置形成与所述强充电超细液滴相反的极性的一个电场，因此通过静电收集并除去强充电超细液滴吸收的尘。

2.根据权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，所述电压施加装置包括一个电压源，和多个可变电阻。

3.根据权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，一个托架装配到所述的尘导管中，毛细管由托架保持而同时穿过托架，所述托架设有一个开口，使得所述尘导管的内部能够与所述的导管外部连通。