分离微颗粒物的电极结构、其形成的电极板和电极阵列

1.一种分离微颗粒物的电极结构，其特征在于，包括阳极和阴极，所述阳极具有阳极第一表面，所述阴极具有阴极第一表面，所述阳极第一表面与阴极第一表面相对设置，所述阳极第一表面具有阳极突出部，所述阳极突出部的顶端凸出于与其相连的所述阳极第一表面的非突出部部分，阳极突出部的数量大于或等于2个，两相邻阳极突出部顶端之间的阳极第一表面区域不在一个平面上，所述阴极第一表面具有阴极突出部，所述阴极突出部的顶端凸出于与其相连的所述阴极第一表面的非突出部部分，阴极突出部的数量大于或等于2个，两相邻阴极突出部顶端之间的阴极第一表面区域不在一个平面上；
所述两相邻阳极突出部顶端之间的阳极第一表面区域为柱面或椭球面；
所述两相邻阴极突出部顶端之间的阴极第一表面区域为柱面或椭球面；
阳极突出部的顶端和/或阴极突出部的顶端为尖刺状；
所述阳极突出部顶端正对与其距离最近的两阴极突出部之间的阴极第一表面区域最凹陷的部分；所述阴极突出部顶端正对与其距离最近的两阳极突出部之间的阳极第一表面区域最凹陷的部分。
2.如权利要求1所述的分离微颗粒物的电极结构，其特征在于，所述阳极突出部在阳极第一表面周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布；或者所述阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布。
3.如权利要求2所述的分离微颗粒物的电极结构，其特征在于，所述阳极突出部在阳极第一表面的分布周期与阴极突出部在阴极第一表面的分布周期相同。
4.如权利要求1所述的分离微颗粒物的电极结构，其特征在于，所述两相邻阳极突出部顶端之间的阳极第一表面区域的截面为半圆形；所述两相邻阴极突出部顶端之间的阴极第一表面区域的截面为半圆形。
5.如权利要求1所述的分离微颗粒物的电极结构，其特征在于，所述两相邻阳极突出部顶端之间的阳极第一表面区域为球面；
所述两相邻阴极突出部顶端之间的阴极第一表面区域为球面。
6.如权利要求1-5之一所述的分离微颗粒物的电极结构，其特征在于，所述阳极具有阳极第二表面，所述阳极第二表面与所述阳极第一表面形状相同或不相同；
所述阴极具有阴极第二表面，所述阴极第二表面与所述阴极第一表面形状相同或不相同。
7.如权利要求1-5之一所述的分离微颗粒物的电极结构，其特征在于，所述阳极具有阳极第二表面，所述阳极第二表面与所述阳极第一表面对称或者不对称；
所述阴极具有阴极第二表面，所述阴极第二表面与所述阴极第一表面对称或者不对称。
8.如权利要求1所述的分离微颗粒物的电极结构，其特征在于，所述两相邻阳极突出部的距离为L1，所述两相邻阴极突出部的距离为L2，所述阴极与阳极的距离大于0且小于等于
10*L3，所述L1、L2为正数，所述L3为L1和L2中的较大者。
9.一种电极板，其特征在于，由权利要求1所述的分离微颗粒物的电极结构形成，包括交错布置的阳极部分和阴极部分，所述阳极部分由权利要求1所述的阳极周期性分布形成，所述阴极部分由权利要求1所述的阴极周期性分布形成，所述阳极部分和阴极部分依次交替设置于绝缘支撑板的一面或者上、下两个表面，所述绝缘支撑板为板状，弧面或空心柱面。
10.一种电极板，其特征在于，包括导体支撑板及在所述导体支撑板的一面或者两面周期性分布的电极，所述电极为权利要求1所述的阳极或者权利要求1所述的阴极。
11.如权利要求9所述的电极板，其特征在于，所述阳极部分和阴极部分的尺寸相同。
12.一种电极阵列，其特征在于，所述电极阵列由M块权利要求9所述的电极板周期性分布形成，所述电极板的阳极部分并联接入电源正极，所述电极板的阴极部分并联接入电源负极，所述M为大于1的正整数。
13.一种电极阵列，其特征在于，所述电极阵列由M块权利要求10所述的电极板周期性分布形成，从一侧开始，所述电极阵列中的第奇数块电极板连接电源一极，所述电极阵列中的第偶数块电极板连接电源另一极，所述M为大于1的正整数。

分离微颗粒物的电极结构、其形成的电极板和电极阵列\n技术领域\n[0001] 本发明属于物质净化、分离技术领域，涉及一种能够净化气体、固体或者液体的装置，具体涉及一种分离微颗粒物的电极结构、其形成的电极板和电极阵列。\n背景技术\n[0002] 随着社会经济的发展，一方面化石能源的消耗及其污染物排放量不断升高，另一方面，为了更舒适健康地生活，人们对环境清洁度要求越来越高。为了应对高污染带来的环境问题，国家对向空气、水和土壤中的污染物排放浓度提出了越来越严格的要求。为了实现更低浓度的排放，企业需要性能更好的除尘设备。目前，针对空气中的粉尘颗粒，除尘设备有很多种，包括机械除尘器、电除尘器、湿式除尘器和过滤式除尘器，但是以上除尘器主要是对空气中较大的粉尘进行处理，对于微小的颗粒物，特别是可入肺的颗粒物，现有的除尘设备除尘效果不佳，使用这样的除尘设备，为社会公众的健康安全埋下了隐患。\n发明内容\n[0003] 为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种分离微颗粒物的电极结构、其形成的电极板和电极阵列，能够对颗粒物进行分离，在除尘领域，能够对颗粒物，特别是可吸入的颗粒物进行有效滤除。\n[0004] 为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种分离微颗粒物的电极结构，其包括阳极和阴极，所述阳极具有阳极第一表面，所述阴极具有阴极第一表面，所述阳极第一表面与阴极第一表面相对设置，所述阳极第一表面具有至少一个阳极突出部，所述阳极突出部的顶端凸出于与其相连的所述阳极第一表面的非相邻突出部部分，两相邻阳极突出部顶端之间的阳极第一表面区域不在一个平面上且剖面为非矩形，所述阴极第一表面具有至少一个阴极突出部，所述阴极突出部的顶端凸出于与其相连的所述阴极第一表面的非相邻突出部部分，两相邻阴极突出部顶端之间的阴极第一表面区域不在一个平面上且剖面为非矩形。\n[0005] 当施加电压时，本发明的阳极和阴极结构能够增强电场的不均匀性，提高粒子在电场中受到的电泳力，提高了滤除效率。\n[0006] 优选地，所述阳极突出部在阳极第一表面周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布；或者所述阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布。\n[0007] 多种造型为制备提供了多种选择。\n[0008] 优选地，所述阳极突出部在阳极第一表面的分布周期与阴极突出部在阴极第一表面的分布周期相同。\n[0009] 从而降低结构的复杂度，更易制备。\n[0010] 优选地，所述两相邻阳极突出部顶端之间的阳极第一表面区域为柱面，球面，椭球面，曲线段移动形成的弧面或由多条曲线段相连后移动形成的弧面，以及由直线段和/或曲线段相连后移动形成的弧面。\n[0011] 优选地，所述两相邻阴极突出部顶端之间的阴极第一表面区域为柱面，球面，椭球面，曲线段移动形成的弧面或由多条曲线段相连移动形成的弧面，以及由直线段和/或曲线段相连移动形成的弧面。\n[0012] 优选地，所述两相邻阳极突出部顶端之间的阳极第一表面区域的剖面为半圆形。\n[0013] 优选地，所述两相邻阴极突出部顶端之间的阴极第一表面区域的剖面为半圆形。\n[0014] 多种造型为制备提供了多种选择。\n[0015] 优选地，所述阳极突出部顶端正对与其距离最近的两阴极突出部之间的阴极第一表面区域最凹陷的部分；所述阴极突出部顶端正对与其距离最近的两阳极突出部之间的阳极第一表面区域最凹陷的部分。\n[0016] 这种结构使电场的不均匀性剧烈，提高了粒子在电场中受到的电泳力，提高了滤除效率。\n[0017] 优选地，所述阳极具有阳极第二表面，所述阳极第二表面与所述阳极第一表面形状相同或不同，所述阳极第二表面与所述阳极第一表面对称或者不对称。\n[0018] 优选地，所述阴极具有阴极第二表面，所述阴极第二表面与所述阴极第一表面形状相同或不同，所述阴极第二表面与所述阴极第一表面对称或者不对称。\n[0019] 优选地，所述两相邻阳极突出部的距离为L1，所述两相邻阴极突出部的距离为L2，所述阴极与阳极的距离大于0且小于等于10*L3，所述L1、L2为正数，所述L3为L1和L2中的较大者。对距离进行限制，从而保证粒子能够获得足够大的电泳力，提高了分离效率。\n[0020] 本发明还提供了一种电极板，由本发明所述的分离微颗粒物的电极结构形成，包括交错布置的阳极部分和阴极部分，所述阳极部分由本发明所述的阳极周期性分布形成，所述阴极部分由本发明所述的阴极周期性分布形成，所述阳极部分和阴极部分依次设置于绝缘支撑板的一面或者上、下两个表面，所述绝缘支撑板为板状，弧面或空心柱面。采用电极板结构，增大了有效分离面积，当需要分离物质的量增大时，提高了分离效率。\n[0021] 优选地，所述阳极部分和阴极部分的尺寸相同。本发明还提供了一种电极阵列，所述电极阵列由M组电极板周期性分布形成，所述电极板的阳极部分并联接入电源正极，所述电极板的阴极部分并联接入电源负极，所述M为大于1的正整数。\n[0022] 优选地，所述每一个阳极部分与一个阴极部分正对或斜对。\n[0023] 从而使过滤面积更大，提高过滤效率，扩展使用范围。\n[0024] 本发明还提供了一种电极板，包括导体支撑板及在所述导体支撑板的一面或者两面周期性分布的电极，所述电极为本发明所述的阳极或者本发明所述的阴极。本发明还提供了一种电极阵列，所述电极阵列由M块本段落中所述的电极板周期性分布形成，从一侧开始，所述电极阵列中的第奇数块电极板连接电源一极，所述电极阵列中的第偶数块电极板连接电源另一极，所述M为大于1的正整数。\n[0025] 采用电极板结构，增大了有效分离面积，当需要分离物质的量增大时，提高了分离效率。采用电极阵列使过滤面积更大，提高过滤效率，扩展使用范围。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。\n附图说明\n[0026] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：\n[0027] 图1是本发明电极结构的示意图。\n具体实施方式\n[0028] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。\n[0029] 本发明提供了一种分离微颗粒物的电极结构，如图1所示，其包括阳极1和阴极2，其中，阳极1具有阳极第一表面3，阴极2具有阴极第一表面4，阳极第一表面3与阴极第一表面4相对设置。阳极第一表面3具有至少一个阳极突出部5，阳极突出部5的顶端凸出于与其相连的阳极第一表面3的非相邻突出部部分，在本实施方式中，阳极突出部3为除矩形以外的任意形状，优选如图1中所示的有两个凹陷的弧连接形成的形状，阳极突出部的顶端可以为任意形状，具体可以为但不限于平面、弧面或尖刺状，优选采用尖刺状。\n[0030] 如图1所示，两相邻阳极突出部3顶端之间的阳极第一表面区域不在一个平面上且剖面为除矩形以外的任意形状，两相邻阳极突出部顶端之间的阳极第一表面区域具体可以为但不限于为柱面，球面，椭球面，曲线段移动形成的弧面或由多条曲线段相连后移动形成的弧面，或者由直线段，曲线段，直线段和曲线段相连后移动形成的弧面。在本发明一个更加优选的实施方式中，两相邻阳极突出部顶端之间的阳极第一表面区域的剖面为半圆形。\n[0031] 阴极第一表面4具有至少一个阴极突出部6，阴极突出部6的顶端凸出于与其相连的阴极第一表面4的非相邻突出部部分，在本实施方式中，阴极突出部4为除矩形以外的任意形状，优选如图1中所示的有两个凹陷的弧连接形成的形状，阴极突出部的顶端可以为任意形状，具体可以为但不限于平面、弧面或尖刺状，优选采用尖刺状。\n[0032] 如图1所示，两相邻阴极突出部顶端之间的阴极第一表面区域不在一个平面上且剖面为非矩形，即除矩形以外的任意形状，两相邻阴极突出部顶端之间的阴极第一表面区域具体可以为但不限于为柱面，球面，椭球面，曲线段移动形成的弧面或由多条曲线段相连后移动形成的弧面，或者由直线段，曲线段，直线段和曲线段相连后移动形成的弧面。在本发明一个更加优选的实施方式中，两相邻阴极突出部顶端之间的阳极第一表面区域的剖面为半圆形。\n[0033] 在本实施方式中，两相邻阳极突出部的距离为L1，两相邻阴极突出部的距离为L2，阴极与阳极的距离大于0且小于等于10*L3，L1、L2为正数，L3为L1和L2中的较大者，L1和L2为微米至毫米量级。\n[0034] 本发明中阳极突出部在阳极第一表面周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布。在本发明另外的优选实施方式中，阳极突出部5在阳极第一表面3周期性分布，阴极突出部6在阴极第一表面4周期性分布，两者的分布周期可以相同也可以不相同，优选地，阳极突出部在阳极第一表面的分布周期与阴极突出部在阴极第一表面的分布周期相同。阳极与阴极形成相对设立的波浪形起伏，物质可从阳极与阴极之间、以及阳极与阴极表面流通。\n[0035] 在本发明一种更加优选的实施方式中，阳极突出部5顶端正对与其距离最近的两阴极突出部6之间的阴极第一表面区域最凹陷的部分；阴极突出部6顶端正对与其距离最近的两阳极突出部5之间的阳极第一表面区域最凹陷的部分。\n[0036] 在实施方式中，阳极具有阳极第二表面，该阳极第二表面与阳极第一表面形状相同或不相同，优选采用相同的结构，阳极第二表面与阳极第一表面可以对称也可以不对称，优选采用不对称的结构，更优选地采用两面的阳极突出部的分布相差半个周期。阴极还具有阴极第二表面，阴极第二表面与阴极第一表面形状相同或不相同，优选采用相同的结构，阴极第二表面与阴极第一表面可以对称也可以不对称，优选采用不对称的结构，更优选地采用两面的阴极突出部的分布相差半个周期。\n[0037] 在本发明的一种优选实施方式中，本发明还提供了一种电极板，由本发明的电极结构形成，包括交错布置的阳极部分和阴极部分，阳极部分由本发明的阳极周期性分布形成，阴极部分由本发明的阴极周期性分布形成，阳极部分和阴极部分依次设置于绝缘支撑板的一个表面或者上、下两个表面，绝缘支撑板为板状，弧面或空心柱面。\n[0038] 需要说明的是，本实施方式中，绝缘支撑板的一个表面或者上、下两个表面是指绝缘支撑板表面积最大的面处于水平位置时，朝上或朝下的面。\n[0039] 优选地，阳极部分和阴极部分的尺寸相同。\n[0040] 在该实施方式中，本发明还提供了一种电极阵列，该电极阵列由M组板状电极板周期性分布形成，电极板的阳极部分并联接入电源正极，电极板的阴极部分并联接入电源负极，其中，M为大于1的正整数。在电极板排布时，每一个阳极部分与一个阴极部分正对或斜对，当阳极和阴极的尺寸和分布周期相同时，优选采用正对的形式，斜对时，优选采用一个电极板的阳极与其相邻电极板的两距离最近的相邻阳极和阴极的距离相等的形式。\n[0041] 在本发明的另一种优选实施方式中，本发明还提供了另一种电极板，其包括导体支撑板及在导体支撑板的一面或者两面周期性分布的电极，电极为权利要求1所述的阳极或者权利要求1所述的阴极。根据本实施方式提供的电极板，本发明还提供了一种电极阵列，该电极阵列由M块本段中描述的电极板周期性分布形成，从一侧开始，电极阵列中的第奇数块电极板连接电源一极，电极阵列中的第偶数块电极板连接电源另一极，其中，M为大于1的正整数，即一块电极板为正极，另一块相邻电极板为负极，正极与负极交错分布。\n[0042] 需要说明的是，本发明中没有对电源正极和电源负极的电压幅值和频率进行限定，具体可以采用现有技术中介电电泳技术通常采用的幅值和频率的选择方法进行选择，在此不做过多赘述。\n[0043] 还需要说明的是，本发明的背景技术中虽然只提到了气体除尘，但是本领域技术人员不能理解为这是对本发明的限制，在其他技术领域，例如生物分离领域，液体中的重金属分离技术，以及土壤净化领域，只要采用与本发明相同或明显变形的电极结构，仍在本发明的保护范围之内。\n[0044] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。\n[0045] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。