用于负离子发生装置的离子产生效率增强器

摘要

本发明公开了一种用于负离子发生装置的离子产生效率增强器，包括：内部具有第一、第二腔体的外壳；分布于第一腔体相对侧壁的第一、第二电极，第一、第二电极之间设置有填充于第一腔体的介质材料，并且设置有一端与第二电极相连的高压感应元件；设置于第二腔体内壁的第三电极，第二腔体内设有接于第二、第三电极之间的真空放电元件；介质材料通过保湿措施维持在相对湿度为60‑75％的条件下产生适量的阻抗成分和容量成分，并与第一腔体中连接在第二电极的高压感应元件形成RLC有效谐振回路作用。本发明能够大幅提高电晕放电效率及稳定性，从而提高负离子的发生效率，避免在产生高浓度负离子的同时产生有害衍生物，削弱对环境和人群造成的危害。

权利要求

1.用于负离子发生装置的离子产生效率增强器，其特征在于，包括：

设置有内端盖、外端盖的外壳，其内部具有由腔体分隔部隔离而成的第一腔体、第二腔体；

分布于第一腔体相对侧壁的第一、第二电极，所述第一、第二电极之间设置有填充于第一腔体且经过调制而成的介质材料，并且设置有一高压电缆，高压电缆具有裸露部分的一端与第二电极连接；

设置于第二腔体内壁的第三电极，所述第二腔体内设有电性连接于第二、第三电极之间且用于消除电晕放电时聚集在阳极电极上的正离子、维持电晕放电空间合适电场的真空放电元件；

经过调制而成的介质材料通过保湿措施维持在相对湿度为60-75％的条件下产生适量的阻抗成分和容量成分，并与第一腔体中连接在第二电极的高压电缆形成RLC有效谐振回路作用，谐振电路为并联RLC谐振电路。

2.根据权利要求1所述的用于负离子发生装置的离子产生效率增强器，其特征在于，所述真空放电元件是将一球形电极与一尖端电极置于一抽成真空的玻璃容器中构成的，且通过两端的电极引线与外部相连。

3.根据权利要求1所述的用于负离子发生装置的离子产生效率增强器，其特征在于，所述内端盖通过密封胶而对第一、第二腔体进行密封。

4.根据权利要求1所述的用于负离子发生装置的离子产生效率增强器，其特征在于，所述外端盖通过超声焊接密封所述外壳。

5.根据权利要求1所述的用于负离子发生装置的离子产生效率增强器，其特征在于，所述真空放电元件通过胶体灌封于所述第二腔体中。

6.一种利用如权利要求1-5任一所述用于负离子发生装置的离子产生效率增强器制备而成的负离子发生装置。

说明书

用于负离子发生装置的离子产生效率增强器

技术领域

[0001] 本发明涉及负离子发生技术领域，尤其是涉及一种用于负离子发生装置的离子产生效率增强器。

背景技术

[0002] 负离子被誉为“空气中的维生素”,它不但能够改善空气环境品质，尤其一定浓度的负离子对于人体的健康有促进作用，能够提高人体的“自愈”能力，对一些疾病起到辅助治疗作用。我国负离子行业市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励负离子产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对负离子环市场的关注越来越密切，这使得负离子环境市场越来越受到各方的关注。

[0003] 目前市场上主流的负离子发生技术主要是电晕放电技术，电晕放电型负离子发生装置结构相对紧凑型，生产成本较低，并且可以连续产生大量的负离子。因此，电晕放电类型负离子发生装置被广泛使用。电晕放电是一种非均匀电场中的局域自持性放电。电晕放电产生负离子的机理是，在电晕放电电极的尖端接负高压，阳极接地，电晕开始时,在针状负极区电场强度最高，空气中电离产生的自由电子在库仑力的推动下，被很快加速到很高的速度，并与其它空气分子发生碰撞，将分子内的电子打出新的自由电子又被电场加速并继续与其他分子碰撞，此过程瞬间重复多次，被打出的电子呈指数级增加。失去电子的正离子被加速引向针状负极，释放电荷。而自由电子则加速向正极方向扩散，由于正极电场强度远小于负极，电子所受到的电场力逐渐减小，能量则会逐步降低，则可以被空气分子捕获形成大量的空气负离子，一般负离子在到达正极之前就会被风扇吹出电场区域。

[0004] 但在实际运用中,几乎所有负离子发生装置都是由简单的电源适配器、高压发生器和产生离子的放电电极构成，这种仅仅依靠升压的方法用直流负高压给放电电极加电的形式，为了提高负离子的发生量，因此电场强度会比较高，就会容易产生臭氧。反之，为了降低臭氧含量，电场强度就会减弱，就会造成电晕放电空间中的自由电子迁移速度变慢，同时空间中的正离子因为电场减弱(接负高压的尖端电极电场)，而无法被尖端电极电场完全捕获中和，这样未被捕获中和的正离子一部分会聚集在电晕电极的阳极上面，导致阳极正电位持续上升，阳极电场加强，而另外一部分正离子会被风扇吹出，造成对人体的不良影响。综前所述，由于聚集在阳极上的正离子，使阳极电场加强，以及空间中自由电子迁移速度变慢，使自由电子在还未与空气分子结合成负离子之前就被消耗掉一部分，导致负离子发生量偏低。随着正离子不断地在阳电极聚集，阳极正电位持续上升，导致的阳电极电场加强，也会导致产品的控制系统出现问题。而开放式负离子发生装置(即电子发射型)，会产生高压静电场，导致环境周围带电，对人体造成静电伤害。

[0005] 其中，电晕放电型负离子发生装置需要解决的根本问题是，稳定且高效的电晕放电，获得稳定高效的大量自由电子,以形成高浓度的负离子，同时避免在产生高浓度负离子时产生有害衍生物，如臭氧，正离子及静电等。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种用于负离子发生装置的离子产生效率增强器，其可大幅提高电晕放电效率及稳定性，从而提高负离子的发生效果，同时避免产生对环境和人群造成危害的正离子、臭氧和静电等。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种用于负离子发生装置的离子产生效率增强器，其包括：设置有内端盖、外端盖的外壳，其内部具有由腔体分隔部隔离而成的第一腔体、第二腔体；分布于第一腔体相对侧壁的第一、第二电极，第一、第二电极之间设置有填充于第一腔体且经过调制而成的介质材料，并且设置有一高压感应元件，高压感应元件具有裸露部分的一端与第二电极连接；设置于第二腔体内壁的第三电极，第二腔体内设有电性连接于第二、第三电极之间且用于消除电晕放电时聚集在阳极电极上的正离子、维持电晕放电空间合适电场的真空放电元件；经过调制而成的介质材料通过保湿措施维持在相对湿度为60-75％的条件下产生适量的阻抗成分和容量成分，并与第一腔体中连接在第二电极的高压感应元件形成RLC有效谐振回路作用。

[0008] 本发明的实施方式相对于现有技术而言，用于负离子发生装置的离子产生效率增强器所构成的RLC谐振等效回路，是一个非线性器件，不具有线性原件的伏安特性，其中的R(电阻)和C(电容)是通过特定比例配方的粉末材料，经过特有的保湿手段得到的导电和介电功能产生的，这种粉末材料具有很高的介电强度并且在非常高的电压条件下也呈现出稳定的性能。在电晕放电时，R和C值根据放电频率(电压高低)进行自适应调整，产生谐振，以增强及稳定放电脉冲频率，大大提高放电效率，进而提高负离子的发生效率，与此同时，能够削弱对环境和人群造成危害。如果单纯的使用线性原件，如R,C,L,这种具有伏安特性的电学元件，一是原件的制作相对比较困难，需要很高的耐压值，同时在长期工作中容易受到损坏，成本价格也比较高，二是这种具有伏安特性的电学元件组成的谐振回路的谐振频率也是固定的，在电极的电晕放电过程中，放电频率会根据电压的高低，产生变化，在这样的情况下，这种具有伏安特性的电学元件组成的谐振回路是无法发挥出应有的效果的。

[0009] 进一步，高压感应元件为高压电感元件，高压感性元件是由高压电缆绕制而成，其中一端裸露部分与第二电极连接。

[0010] 进一步，真空放电元件是将一球形电极与一尖端电极置于一抽成真空的玻璃容器中构成的，且通过两端的电极引线与外部相连。真空放电元件用于消除电晕放电时聚集在阳极电极上的正离子(正电位)。因此本发明能够增强及稳定电晕脉冲电流频率，大幅提高电晕放电效率及稳定性，提高负离子的发生效率，同时消除在产生高浓度负离子的同时所产生的有害衍生物臭氧，正离子及静电，削弱对环境和人群造成的危害。

[0011] 进一步，内端盖通过密封胶而对第一、第二腔体进行密封。

[0012] 进一步，外端盖通过超声焊接密封外壳。

[0013] 进一步，真空放电元件通过胶体灌封于第二腔体中。

[0014] 利用用于负离子发生装置的离子产生效率增强器制备而成的负离子发生装置，在给定合适电场强度下(合适的高压及电极结构)，由于离子产生效率增强器能够增强及稳定电晕脉冲电流频率，大幅提高电晕放电效率及稳定性，同时可以消除电晕放电时聚集在阳极电极上的正离子(正电位)，维持电晕放电空间合适的电场分布，所以可以大幅提高负离子的发生效率，同时避免产生对环境和人群造成危害的臭氧、正离子和静电。

附图说明

[0015] 图1为本发明中用于负离子发生装置的离子产生效率增强器的主视方向剖视图；

[0016] 图2为本发明中用于负离子发生装置的离子产生效率增强器的俯视方向剖视图；

[0017] 图3为本发明中用于负离子发生装置的离子产生效率增强器的高压感应元件的结构示意图；

[0018] 图4为本发明中用于负离子发生装置的离子产生效率增强器的真空放电元件结构示意图；

[0019] 图5为本发明中用于负离子发生装置的离子产生效率增强器的等效电路图；

[0020] 图6为基于用于负离子发生装置的离子产生效率增强器的负离子发生装置结构示意图；

[0021] 图7为本发明中用于负离子发生装置的离子产生效率增强器应用到负离子发生装置的电晕脉冲电流测试示意图；

[0022] 图8为安装有用于负离子发生装置的离子产生效率增强器的负离子发生装置的电晕脉冲电流波形图；

[0023] 图9为未安装本发明中用于负离子发生装置的离子产生效率增强器的负离子发生装置的电晕脉冲电流波形图；

[0024] 图10为离子产生效率增强器有高压感性原件波形图；

[0025] 图11为离子产生效率增强器无高压感性原件波形图；

[0026] 图12为有离子产生效率增强器的阳极电位变化曲线图；

[0027] 图13为无离子产生效率增强器的阳极电位变化曲线图；

[0028] 图14为有离子产生效率增强器的负离子曲线图；

[0029] 图15为无离子产生效率增强器的负离子曲线图。

具体实施方式

[0030] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

[0031] 如图1-2所示，一种用于负离子发生装置的离子产生效率增强器，其包括：设置有内端盖1、外端盖2的外壳3，其内部具有由腔体分隔部4隔离而成的第一腔体5、第二腔体6，而内端盖通过密封胶而对第一、第二腔体进行密封，外端盖通过超声焊接密封外壳。分布于第一腔体相对侧壁的第一电极7、第二电极8，第一、第二电极之间设置有填充于第一腔体且经过调制而成的介质材料，并且设置有一高压感应元件9，高压感应元件具有裸露部分的一端而与第二电极8连接；设置于第二腔体内壁的第三电极10，第二腔体内设有电性连接于第二、第三电极之间且用于消除电晕放电时聚集在阳极电极上的正离子、维持电晕放电空间合适电场的真空放电元件11；经过调制而成的介质材料通过保湿措施维持在相对湿度为60-75％的条件下产生适量的阻抗成分和容量成分，并与第一腔体中连接在第二电极的高压感应元件形成RLC有效谐振回路作用。

[0032] 从上述内容不难发现，用于负离子发生装置的离子产生效率增强器所构成的RLC谐振等效回路，是一个非线性器件，不具有线性原件的伏安特性，其中的R电阻和C电容是通过特定比例配方的粉末材料，经过特有的保湿手段得到的导电和介电功能产生的，这种粉末材料具有很高的介电强度并且在非常高的电压条件下也呈现出稳定的性能。在电晕放电时，R和C值根据放电频率电压高低进行自适应调整，产生谐振，以增强及稳定放电脉冲频率，大大提高放电效率，进而提高负离子的发生效率，与此同时，能够削弱对环境和人群造成危害。如果单纯的使用线性原件，如R,C,L,这种具有伏安特性的电学元件，一是原件的制作相对比较困难，需要很高的耐压值，同时在长期工作中容易受到损坏，成本价格也比较高，二是这种具有伏安特性的电学元件组成的谐振回路的谐振频率也是固定的，在电极的电晕放电过程中，放电频率会根据电压的高低，产生变化，在这样的情况下，这种具有伏安特性的电学元件组成的谐振回路是无法发挥出应有的效果的。

[0033] 参见图3，高压感应元件为高压电感元件，而该高压电感元件是由高压电缆绕制而成，其中一端裸露部分与第二电极连接。

[0034] 参见图4，真空放电元件11是将一球形电极11a与一尖端电极11b置于一抽成真空的玻璃容器11c中构成的，且通过两端的电极引线与外部相连，并且，真空放电元件通过胶体灌封于第二腔体中。

[0035] 参见图5，该图示出了用于负离子发生装置的离子产生效率增强器的等效电路图。

[0036] 参见图6，根据本发明用于负离子发生装置的离子产生效率增强器应用到的负离子发生装置的结构中，高压发生器G输出约-6.5KV的负高压，通过导线输入到离子产生效率增强器Z的第一电极，负离子发生装置的风扇T将负离子输送到空气中，而真空放电元件用于消除电晕放电时聚集在阳极电极上的正离子正电位。因此本发明能够增强及稳定电晕脉冲电流频率，大幅提高电晕放电效率及稳定性，提高负离子的发生效率，同时消除在产生高浓度负离子的同时所产生的有害衍生物臭氧，正离子及静电，削弱对环境和人群造成的危害。

[0037] 利用用于负离子发生装置的离子产生效率增强器制备而成的负离子发生装置，在给定合适电场强度下合适的高压及电极结构，由于离子产生效率增强器能够增强及稳定电晕脉冲电流频率，大幅提高电晕放电效率及稳定性，同时可以消除电晕放电时聚集在阳极电极上的正离子正电位，维持电晕放电空间合适的电场分布，所以可以大幅提高负离子的发生效率，同时避免产生对环境和人群造成危害的臭氧、正离子和静电。

[0038] 下面针对相应的实验数据对本发明进行阐述：

[0039] 参见图7，该图示出了用于负离子发生装置的离子产生效率增强器应用到负离子发生装置的电晕脉冲电流测试示意图，而图8和图9分别是有离子产生效率增强器的电晕脉冲电流波形图、无离子产生效率增强器的电晕脉冲电流波形图，从上述两张波形图可以看出，离子产生效率增强器发挥了正面的积极作用。

[0040] 参见图10-11，该两幅图示出了有高压感性原件波形图、无高压感性原件波形图。

[0041] 参见图12-13，该两幅图示出了有离子产生效率增强器的阳极电位变化曲线图、无离子产生效率增强器的阳极电位变化曲线图。有离子产生效率增强器产品的静电量随时间变化不大，趋于平缓；而无离子产生效率增强器产品的静电量是直线上升，增大趋势变化很大的。

[0042] 参见图14-15，该两幅图示出了有离子产生效率增强器的负离子曲线图和无离子产生效率增强器的负离子曲线图。有离子产生效率增强器产品的负离子释放变化不大；而无离子产生效率增强器产品的负离子释放则是直线下滑。从而可以看出，本发明所提供的产品效果是相当显著的。

[0043] 国内有很多企业也都是在摸索中前进的，很多技术问题还没有解决，都是从市场角度考虑产品，没有从质量、技术上真正考虑到负离子空气净化器的本质。调研发现目前净化器市场80％以上的净化产品都有负离子这项功能，但没有真正意义上的负离子空气净化器，市场上的产品鱼目混杂，质量参差不齐，对消费者产生了严重的消费导向。因此也对整个负离子行业造成了负面影响。通过上述实验数据可以看出，本案所提供的离子产生效率增强器不管是从负离子产生的效率上，还是从有害因素的最大程度减少的控制上，都存在很大的革新和完善，是现有市场上的产品所无法媲美的。

[0044] 本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。