一種使用柱狀介電電泳電極的平板式空氣過濾器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于空氣過濾技術領域，特別涉及一種使用柱狀介電電泳電極的平板式空氣過濾器。
【背景技術】
[0002]目前，人們普遍感到空氣質量不盡樂觀，空氣污染是主因，這也是造成空氣質量差的根本原因。中國74座監控空氣質量的城市中，有70座城市的空氣質量不達標，很多的時候甚至達到嚴重污染。比如去年北京屢見的霧霾事件，引發全中國人民的關注。而空氣污染這一嚴重性的問題，絕非一年二載能消除，而空氣凈化器無疑是很好的解決途徑。
[0003]通常采用的空氣凈化技術有:吸附技術、負(正)離子技術、催化技術、光觸媒技術、超結構光礦化技術、HEPA高效過濾技術、靜電集塵技術等，不論采用哪種技術，多數都存在結構較復雜，制作麻煩費事，成本高;主要部件使用壽命短，經常更換部件增加費用開支;一些濾網型過濾除塵，極細小微顆粒有可能漏網，除塵效果不盡理想。
[0004]特別是靜電除塵法，是利用高壓直流電場產生使空氣中的氣體分子電離，產生大量電子和離子，在電場力的作用下向兩極移動，在移動過程中碰到氣流中的粉塵顆粒使其荷電，荷電顆粒在電場力作用向極板運動，實現固體粒子或液體粒子與氣流的分離。工業上廣泛應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(Dielectrophoresis，DEP)不同的是:
[0005](I)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生的平移運動；電泳操縱的是電子和離子，使其負荷在粉塵顆粒上產生定向移動。
[0006](2)介電電泳中顆粒運動方向與電場的方向無關，只與其本身的介電常數和介質的介電常數有關；電泳中顆粒運動方向取決于顆粒所帶電荷的符號和電場的方向，電場方向反轉則運動方向反轉。
[0007](3)介電電泳需要非均勻電場;電泳在均勻或非均勻的場中都可發生。
[0008](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。
[0009]中國專利:一種介電電泳電極結構(申請號:201410407467.8，申請日:2014.08.19)公開了一種具有交叉結構的電極，由權利要求1和說明書第
[0005]段的“所述第一導線群中的一部分導線連接電源正極，另一部分連接電源負極”可知，該電極在應用中，通入的是直流電源(只有直流電源才分正負極)。雖然申請人在說明書第
[0006]段中闡述該電極結構能夠產生不均勻電場，但從原理上來看這個不均勻電場是不能持續存在的。
[0010]當介質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，匯聚在極性相反的電極表面，產生類似于靜電屏蔽的效果，外電場強度被削減為O。這樣就達不到在電極中間產生不均勻電場的作用，因此上述設置達不到發明目的。
[0011]另一種被采用的介電電泳電極為獨立的條狀，通過導線連接在交流電源的對應輸出端，需要逐個安裝在分離室中并分別通過導線連接對應的輸出端，不但費時費力，還導致分離室的結構比較松散、接線復雜、容易損壞。除此之外，條狀電極還需要逐條制作，工藝成本較高。
【發明內容】
[0012]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種具有介電電泳效果好，制造成本低、安裝方便等特點，可用于室內及室外除塵的使用柱狀介電電泳電極的平板式空氣過濾器。
[0013]本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的:
[0014]—種使用柱狀介電電泳電極的平板式空氣過濾器，其特征在于:包括邊框外殼和柱狀電極組件，所述邊框外殼為矩形框架，所述柱狀電極組件嵌裝于所述矩形框架內；柱狀電極組件包括第一電極板及第二電極板，在第一電極板、第二電極板上均分布設置有柱狀突起和孔位，第一電極板的柱狀突起及孔位與第二電極板的孔位及柱狀突起位置互補;第一電極板與第二電極板的帶有柱狀突起的突起面相對扣合后，其中一電極板的柱狀突起嵌入至另一電極板的孔位之內；第一電極板和第二電極板分別連接高頻交流電源的不同輸出端，在第一電極板和第二電極板的非突起面上形成向外發射非均電場的作用面，所述柱狀電極組件的第一電極板及第二電極板上均設置使氣體通過的縫隙;所述柱狀電極組件垂直于氣流方向，或與氣流方向有銳角夾角。
[0015]—電源插座設置于所述邊框外殼上，所述柱狀電極組件通過所述電源插座連接所述高頻交流電源。
[0016]所述的第一電極板和第二電極板的表面具有絕緣層。
[0017]所述的第一電極板、第二電極板的突起面相對扣合后，其中一電極板所制的柱狀突起的頂端與另一電極板的非突起面齊平。
[0018]所述的第一電極板、第二電極板采用金屬薄板或薄片沖壓成型，其上成型的柱狀突起和孔位形成相互交錯的陣列分布。
[0019]所述的相互交錯的陣列分布方式為:第一電極板的第η行的第奇數位置和第n+1行的第偶數位置為柱狀突起，第η行的第偶數位置和第n+1行的第奇數位置為孔位;第二電極板的柱狀突起和孔位則與第一電極板的孔位和柱狀突起位置對應。
[0020]所述的相互交錯的陣列分布方式為:第一電極板的第η行均為柱狀突起或孔位，第n+1行均為孔位或柱狀突起;第二電極板的柱狀突起和孔位則與第一電極板的孔位和柱狀突起位置對應。
[0021]所述的第一電極板、第二電極板的板厚相同；所述柱狀突起的橫截面直徑<
2.5mm;所述柱狀突起與孔位為間隙配合，配合間隙不大于單邊0.2mm。
[0022]所述的第一電極板及第二電極板為波紋板。
[0023]本發明的優點和有益效果為:
[0024]1.本發明的平板式空氣過濾器，可置于底座上，并根據需要疊放于宿舍、客廳、會議室和車內等空間，之后將電源插座接通電源。利用空氣自然流動，空氣從平板式空氣過濾器的前方進入柱狀電極組件，由于柱狀電極組件接通電源后產生非均勻電場，當含塵氣流經過柱狀電極組件時，經由其中的灰塵被電場極化，在介電電泳力作用下向電場較強的方向運動而聚集在介電電泳電極附近，并鏈化沉降下來，凈化后的氣流從平板式空氣過濾器的后方排出，改善室內空氣質量。本發明在凈化含塵氣流的過程中只需定期清理聚集沉降在柱狀電極組件下部的灰塵，無需更換柱狀電極組件，因此不產生后期費用。
[0025]2.本發明的平板式空氣過濾器，采用柱狀電極組件，柱狀電極組件的的不同電極板的柱狀突起和孔位相互配合，共同構成一個發射非均電場的工作單元體，在高頻交變電流作用下，工作單元體處的表面大曲率使得工作單元體所在區域的面電荷密度增高，其所在區域的不均場強隨之增強;柱狀突起作為發射端點與貫通電極板的孔位共同構成的工作單元體為開放式對外結構，發射的非均電場均穿過電極板到達表面之外，而不是將電場封閉在兩電極板之間，不能有效發揮非均電場的介電電泳效應，造成浪費。同時，相對于傳統介電電泳電極的面發射而言，柱狀突起能形成尖端發射點，在作用面之外形成的電場中的介電電泳力更強。
[0026]3.本發明的平板式空氣過濾器，利用介電電泳效應進行除塵，技術先進，除塵效果好，除塵率可達99.9%。
[0027]4.本發明的平板式空氣過濾器結構設計科學合理，具有技術先進、結構簡單、制作容易、成本較低、清理容易、使用壽命長、除塵效果好、效率高等特點，采用柱狀電極組件，可將不同組的電極分別連接在交流電源的兩端，作用面之外形成的電場中的介電電泳力，是一種具有較高創新性的平板式空氣過濾器，極具實用價值和市場推廣價值。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明結構不意圖；
[0029]圖2為圖1的俯視圖；
[0030]圖3是本發明的柱狀電極組件的兩塊電極板的組合前相對位置示意圖；
[0031 ]圖4是本發明的柱狀電極組件的兩塊電極板的組合前相對位置立體結構示意圖；
[0032]圖5是本發明的柱狀電極組件的單塊電極板的結構剖面圖；
[0033]圖6是本發明的柱狀電極組件的單塊電極板的立體結構示意圖；
[0034]圖7是本發明的柱狀電極組件的兩塊電極板的組合后剖視圖；
[0035]圖8是本發明的柱狀電極組件的兩塊電極板的組合后相對位置立體結構示意圖；
[0036]圖9是本發明的柱狀電極組件在通電前的粒子分布狀態示意圖；
[0037]圖10是本發明的柱狀電極組件在通電后的粒子分布狀態示意圖；
[0038]圖11是本發明的柱狀電極組件在通電后產生的不均電場的電場強度等值線。
[0039]附圖標記說明:
[0040]1-邊框外殼、2-柱狀電極組件、3-電源插座、4-第一電極板、5-第二電極板、6-柱狀突起、7-孔位、8-作用面。
【具體實施方式】
[0041]下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，