[发明专利]电子空气净化器及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年5月15日提交的待决的美国临时申请号61/647,045的权益，其全部内容通过引用方式被合并于此。

技术领域

本技术通常涉及通过使用静电过滤器净化气流以及相关的系统和方法。特别地，若干实施例针对用于在供热、空气调节和通风(HVAC)系统中的电子空气净化器，其具有内衬有收集材料的收集电极，收集材料具有开孔结构，尽管这些或类似的实施例也可用于其它类型的气体的净化系统、工业静电除尘器，和/或其它形式的静电过滤中。

背景技术

住宅或商业HVAC空气过滤器的最常见的类型采用纤维过滤介质(由聚酯纤维、玻璃纤维或微纤维等制成)大体与空气可能通过的气流(例如，空调过滤器，HEPA过滤器等)垂直放置，使得颗粒从空气中被机械地去除(进入与一种或多种纤维接触，或者被纤维附着或者阻止)；这些过滤器中的一些也被充入静电(被动地在使用过程中，或主动地在制造过程中)以增加颗粒接触和保持粘附在纤维上的机会。

空气过滤器的另一种形式被称为电子空气净化器(EAC)。常规的EAC包括与气流大致平行的一个或多个电晕电极以及一个或多个平滑金属收集电极板。电晕电极产生电离过滤器接收到的气流中的空气分子的电晕放电。电离的空气分子将净电荷赋予气流中附近的颗粒(例如，灰尘，污垢，污染物等)。带电的粒子随后被静电吸引到收集电极板中的一个，从而从空气移动通过收集电极板的气流中去除。在足量的空气通过过滤器后，收集电极可积累一层颗粒和灰尘，并最终需要被净化。净化间隔可在例如，三十分钟到数天之间变化。另外，由于颗粒在收集电极的外表面上，它们可重新夹带在气流中，因为气流的力可能超过吸引充电的颗粒到收集电极的电力，特别是如果许多颗粒通过彼此吸引力聚集，从而降低了到集电板的净吸引力。此类聚集和重新夹带可能需要置于下游并且大致垂直于该气流的介质二次过滤器的使用，从而增加气流阻力。常规EAC的另一个限制是，电晕线可在运行期间被氧化或其它沉积物污染，从而降低其有效性和需要频繁的清洗。另外，电晕放电可产生大量的污染物，例如，臭氧，这可能需要大致垂直于气流放置的活性碳过滤器的实现，其可提高气流阻力。

尽管纤维状介质过滤器不产生臭氧，但由于颗粒的堆积，它们通常不得不被净化和/或被定期更换。此外，纤维状介质过滤器大致垂直于气流放置，增加气流阻力，并导致通过过滤器的显著静压差，其增加了在过滤器中的更多的颗粒积聚或收集。设计师和机械空气系统运营商持续关注的是通过HVAC系统的各种组件的压降，因为它减慢气流或增加排出空气通过系统需要的能量。因此，存在对一种具有相对长的净化和/或更换之间的间隔，以及具有通过在HVAC系统中的设备之后的过滤器相对低的压降的空气过滤器的需求。

附图说明

图1A是根据本技术的实施例配置的EAC的后部等距视图。图1B，1C和1D分别是图1A的EAC中的侧部等距、前部等距和下部视图。图1E是图1A沿线1E的俯视剖视图。图1F是图1E的一部分的放大视图。

图2A是根据本技术的实施例配置的EAC的示意性俯视图。图2B和2C是根据本技术的实施例配置的排斥电极的示意性俯视图。

图3是根据本技术的实施例配置的空气过滤器的一部分的示意性俯视图。

图4A和4B是根据本技术的实施例的第一配置和第二配置分别示出的电离级的侧视图。

具体实施例

本技术通常涉及通过使用静电过滤器净化气流以及相关的系统和方法。在本技术的一方面中，电子空气净化器(EAC)可包括壳体，具有进气口、出气口，以及其间的腔室。定位在空气过滤器中进气口和出气口之间的电极组件可包括多个第一电极(例如，收集电极)和多个第二电极(例如，排斥电极)，两者被配置为大致平行于气流。第一电极可包括由具有多孔、导电、开孔结构的材料(例如，三聚氰胺泡沫)制成的第一收集部分。在一些实施例中，第一和第二电极可以被布置在电极组件中的交替的柱内。第一电极可被配置在第一电势运行，以及第二电极可被配置在与第一电势不同的第二电势运行。此外，在一些实施例中，EAC还可包括设置在腔室中至少靠近进气口的电晕电极。

在本技术的另一个方面，过滤空气的方法可包括通过使用布置在气流路径中的多个电晕电极创建电场，从而使电晕电极被用于从气流中电离至少一部分空气分子。方法还可包括在与电晕电极隔开的多个第一电极上施加第一电势，以及在第一收集部，接收电耦合到所述被电离的气体分子的颗粒物。在这个方面，每个第一电极可包括相应的第一收集部，其包括开孔、导电、多孔的介质。