CN101223403A - 空气净化和消毒装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种空气净化和消毒装置。该装置包括至少一个细长的反应器，该反应器具有细长的内部电极和细长的外部电极。外部电极沿着反应器的纵轴环绕内部电极的至少一部分。外部和内部电极以基本上同心的关系定位，并在它们之间限定出反应室。该装置还包括内部电极安装部件和外部电极安装部件，该内部电极安装部件在内部电极的一端保持内部电极，该外部电极安装部件在外部电极的一端保持外部电极。该装置进一步包括电源，其适用于向内部和外部电极供给电能，以在反应室内产生等离子体，从而对流过反应室的空气进行净化和消毒。

Description

空气净化和消毒装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2005年7月20日提交的美国临时专利申请No.60/700,740的优先权，该美国临时专利申请的全部内容以引用方式被结合于本申请中。
技术领域
本发明涉及一种空气净化和消毒装置，尤其涉及一种使用等离子体的空气净化和消毒装置。
背景技术
市场上现有的空气净化装置可以宽泛地归类成两种主要类型：i)通过俘获和过滤除去不需要的颗粒，以及ii)毁灭或破坏不需要的颗粒，以消除相关的有害影响或使有害的微生物(例如细菌)不能存活。基于过滤技术的装置使空气循环通过空气过滤装置(过滤器)，且大于一定尺寸的颗粒被过滤器俘获。根据构成过滤器的材料及其构造方法，具有几微米或更大直径的颗粒可以从循环空气中除去。一些过滤装置结合有附加的装置(例如静电除尘器)，以将电荷施加到颗粒上，从而提高俘获效率。病毒通常小到可以通过这些过滤器，且微生物也可被足够小的浮质携带而通过过滤器。过滤器俘获它们，但不能毁灭它们。一些现有的空气净化***结合了紫外(UV)光，以毁灭俘获的微生物。未俘获的微生物留在空气中。
市场上还提供有离子发生器，以用于除去空气中携带的颗粒。它们产生负电荷，且当电荷施加到空气中携带的颗粒上时，空气中携带的颗粒将落下并附着到附近的表面上。
因此，这些设备的功能仅仅是分离和除去空气中携带的有害颗粒，而不是毁灭它们。
市场上还存在臭氧(O3)发生器，以用于毁灭空气中携带的微生物。除了在极高和不安全水平、例如超过3,000ppb的情况下以外，臭氧对于空气中携带的微生物而言不是有效的杀灭剂。因此，臭氧发生器不能有效地毁灭空气中携带的微生物或致病微生物，以获得任何有益人体健康的效果。如果这些设备偶然地产生过量的臭氧，则将会对健康有害。事实上，许多公开出版的文章中给出了关于使用过量臭氧进行空气消毒方面的警告。
UV已经被成功地应用于一些消毒应用中。空气中携带的微生物的UV消毒的研究证明需要数分钟和甚至数小时的驻留时间(即需要用UV照射气流的持续时间)才能得到显著的消毒水平。在实际应用中，这种效率水平被认为是很低的。
也有文章指出带电粒子(离子族)可能也具有消毒效果。与UV消毒类似，这种消毒机理的效率也很低，且典型地需要暴露于离子族下数小时。
等离子体为电中性、离子化的气体，其由自由移动的离子、电子和中性粒子组成。目前等离子体被用于包括空气净化和消毒的多种商业应用中。根据工作模式的不同，等离子体可以由带电粒子(电子和离子)、激发成分、自由基、臭氧和UV光子组成，其可以分解化合物并毁灭微生物。现有的可购得等离子体空气净化器通过使用由包含在分离装置中的等离子体产生的臭氧或UV光子间接地工作或者以与离子发生器工作类似的方式通过对空气中携带的颗粒进行充电而工作。
等离子体可以通过电力装置以气体放电的方式产生，因而高的电压被施加到一组电极、即阳极和阴极上。当施加的电压足够高且变得高于击穿电压时，在电极之间开始产生电弧。用于电击穿或电弧形成的阈值遵循公知的帕邢定律，即击穿电压与电极之间的间隙尺寸和气体压力相关。
当施加的电压或更准确地说局部电场足够大以使电子可以得到充足能量从而补偿由于撞击、激发及其他能量损失过程所引起的能量损失时，发生击穿现象。在外部施加电场的影响下，击穿过程开始于向阳极加速的一些自由或残余电子的出现。随着它们向着阳极加速，流动电子碰撞导致通过冲击直接电离或经由光电离间接电离的气体原子。电子云开始积聚，并与电子云前面的电离或击穿前沿一起向着阳极传播，并在后面留下离子痕迹，从而产生带有与所施加的电场相反的电偶极的等离子体通道。如果没有限制，这种流束的形成导致电荷密度的快速增加、雪崩式快速成长，以及将流束转换为电弧。
通过引入适宜的限流或猝熄机理来防止产生大电弧，可以建立准稳态，其中微电弧或丝状电弧(10-4米量级的尺寸)充满电极之间的间隙。传统上这通过布置覆盖一个或两个电极的介质阻挡件或绝缘体而实现。在具有结合在一个或两个电极上的绝缘或介质层的放电被称为介质阻挡放电。介质或绝缘体层的不导电特性允许电荷积聚在表面上，其产生与施加的电场相反的电场。另外，邻近介质或绝缘体层积聚的空间电荷增加了电子排斥电场。相反的电场抵消施加的电场，并防止丝状电弧发展成大电弧以及导致放电丝状电弧熄灭。因此，电介质上的低电荷移动性导致丝状电弧的自我抑制并限制它们的横向延伸，从而允许多个丝状电弧彼此紧邻。此外，当发生多个电离前沿的合并时，丝状电弧放电转换为在空间上具有更大均匀性的泛光放电。通过小心地控制施加的电压以防止其转变为电弧，也可以获得电流骤熄。其可以通过使用针状电极以在更小或更尖的电极周围产生空间电荷区域而得到。其也可以通过在电极之间的残留空隙中包含非导电包装材料而得到。
在接近大气压的压力范围内进行介质阻挡放电的情况下，电子能量典型地在1至10eV的范围内，且离子能量接近周围气体温度。因为电子和离子成分之间能量的不一致，这些放电被归类为非热等离子体。典型地，带电粒子的密度比中性周围气体少得多，且等离子体行为主要受控于碰撞作用。可以利用电子的能量激发原子和分子，从而引发化学反应和/或辐射。高能电子可以引起分子的一些化学键的断裂、与本底分子碰撞，从而导致分子链的断裂、电离和激发，并产生自由原子和原子团，如O、OH或HO2。这些原子团可攻击危险的有机分子，且在分解空气中的污染物方面是十分有用的。O2的***提供了所需的O，以与O2结合而形成臭氧。低能电子可附着到中性原子或分子上，以形成负离子，其可以促进分解污染物和破坏微生物中的反应。通过碰撞，电子可以直接破坏包括细菌和病毒的有机化合物。通过复合和弛豫产生的特别是在紫外线光谱范围内的发射可以通过打断分子键引发光物理的和光化学过程，从而破坏微生物，产生消毒效果。
有害的污染物可以被宽泛地按组划分为化学污染物、挥发性有机化合物、细菌、真菌和病毒；每一组的特征表现为组成分子或原子团的数量和复杂性。为了破坏和/或防止这些有害污染物的生长，等离子体特性必须被优化。一个主要的要求是支持用于实际应用的足够高的流速的同时，应确保这些有害污染物在反应器装置内具有足够的停留时间。
尽管等离子体可以被用于减少有害颗粒，等离子体的产生也生成可能有害的副产品气体。副产品气体的典型例子为臭氧和二氧化氮(NO2)。
因此，希望提供一种用于产生等离子体以进行室内空气净化和消毒的装置，其具有充足的停留时间和有效的等离子体能量淀积，以高效地毁灭污染物，同时使不需要的副产品气体的产生最小化。
发明内容
本发明提供一种空气净化和消毒装置。在一个方面，该装置包括至少一个细长的反应器，该反应器具有细长的内部电极和细长的外部电极。外部电极沿着反应器的纵轴环绕内部电极的至少一部分。外部和内部电极以基本同心的关系定位，并在它们之间限定出反应室。该装置还包括在内部电极的一端保持内部电极的内部电极安装部件和在外部电极的一端保持外部电极的外部电极安装部件。该装置进一步包括电源，其适用于向内部和外部电极供给电能，以在反应室内产生等离子体，从而对流过反应室的空气进行净化和消毒。
反应器的反应室可以包括定位在其相反端的进气口和出气口。外部电极安装部件可以包括与反应器的反应室的进气口或出气口相对应的开口。
在一个实施例中，内部电极比外部电极长。在另一个实施例中，内部电极安装部件包括保持内部电极的突出部分。
在一个实施例中，该装置包括大体上彼此平行定位的多个细长的反应器。
在一个实施例中，外部电极包括绝缘体层和覆盖在绝缘体层的外表面上的电极导体，而内部电极包括绝缘体层和覆盖在绝缘体层的内表面上的电极导体。在另一个实施例中，外部电极包括绝缘体层和嵌入绝缘体层中的电极导体，而内部电极包括绝缘体层和嵌入绝缘体层中的电极导体。
在一个实施例中，电源包括适用于控制向反应器的内部和外部电极供给的电能的控制单元。电能的波形周期和开/关循环被设定为比空气停留在反应室内的时间短。
在另一方面，该空气净化和消毒装置包括至少一个细长的反应器，其具有细长的内部电极和细长的外部电极。外部电极沿着反应器的纵轴环绕内部电极。外部和内部电极以基本上同心的关系定位，并在它们之间限定出反应室。内部电极的绝缘体层和外部电极的绝缘体层成一体地结合在一起。该装置进一步包括电源，其适用于向内部和外部电极供给电能，以在反应室内产生等离子体，从而对流过反应室的空气进行净化和消毒。
反应器的反应室可以包括定位在其相反端的进气口和出气口。
在一个实施例中，内部电极的绝缘体层和外部电极的绝缘体层在反应器的第一端成一体地结合在一起。内部电极的绝缘体层和外部电极的绝缘体层可在反应器的第二端成一体地结合在一起。在另一个实施例中，内部电极的绝缘体层和外部电极的绝缘体层沿着反应器的纵轴成一体地构造。
在一个实施例中，该装置包括大体上彼此平行定位的多个细长的反应器。
在一个实施例中，外部电极包括绝缘体层和覆盖在绝缘体层的外表面上的电极导体，而内部电极包括绝缘体层和覆盖在绝缘体层的内表面上的电极导体。在另一个实施例中，外部电极包括绝缘体层和嵌入绝缘体层中的电极导体，而内部电极包括绝缘体层和嵌入绝缘体层中的电极导体。
在一个实施例中，电源包括适用于控制向反应器的内部和外部电极供给的电能的控制单元。电能的波形周期和开/关循环被设定为比空气停留在反应室内的时间短。
在另一方面，该空气净化和消毒装置包括至少一个细长的反应器，其具有细长的内部电极、细长的外部电极和第一端盖。外部电极沿着反应器的纵轴环绕内部电极。外部和内部电极以基本上同心的关系定位，并在它们之间限定出一反应室。第一端盖在反应器的第一端连接内部电极和外部电极。该装置进一步包括电源，其适用于向内部和外部电极供给电能，以在反应室内产生等离子体，从而对流过反应室的空气进行净化和消毒。
该装置可包括在反应器的第二端连接内部电极和外部电极的第二端盖。
反应器的反应室可包括定位在其相反端的进气口和出气口。
在一个实施例中，该装置包括大体上彼此平行定位的多个细长的反应器。
在一个实施例中，外部电极包括绝缘体层和覆盖在绝缘体层的外表面上的电极导体，而内部电极包括绝缘体层和覆盖在绝缘体层的内表面上的电极导体。在另一个实施例中，外部电极包括绝缘体层和嵌入绝缘体层中的电极导体，而内部电极包括绝缘体层和嵌入绝缘体层中的电极导体。
在一个实施例中，电源包括适用于控制向反应器的内部和外部电极供给的电能的控制单元。电能的波形周期和开/关循环被设定为比空气停留在反应室内的时间短。
附图说明
图1a是空气净化和消毒装置的反应器组件的一实施例的透视图。
图1b是图1a中所示反应器组件的圆圈部分的放大图。
图2是图1a中的反应器组件的分解图，示出了多个反应器的布置情况。
图3a是图1a中的反应器组件的反应器中的一个的透视图。
图3b是图3a中的反应器的横剖面前视图，示出了内部和外部电极之间的反应室。
图3c是图3a中的反应器的横剖面侧视图，示出了两个电极和两个电极之间的反应室。
图4是利用图3a中的至少一个反应器的空气净化和消毒装置的电路的示意图。
图5a是结合有图1a中的反应器组件的空气净化和消毒装置的透视图。
图5b是图5a中所示的空气净化和消毒装置的分解图。
图6a是反应器的另一个实施例的透视图。
图6b是图6a中的反应器的横剖面前视图。
图6c是图6a中的反应器的横剖面侧视图。
图7a是用于图6a中所示反应器的相应反应器组件的俯视图。
图7b是图7a中的反应器组件的横剖面侧视图。
图8a是反应器的另一个实施例的透视图。
图8b是图8a中所示反应器的横剖面前视图。
图8c是图8a中所示反应器的分解图。
图9是用于图8a中所示反应器的相应反应器组件的透视图。
图10是反应器组件的另一个实施例的横剖面侧视图，示出了反应器和电极安装部件。
图11a是反应器组件的另一个实施例的横剖面侧视图，示出了反应器和电极安装部件。
图11b是图11a的反应器组件的横剖面前视图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的一些实施例，其中的一些实例也在下面的描述中给出。以下将详细描述本发明的示范性实施例，尽管对于本领域的普通技术人员而言，很明显，为清楚起见，对于理解本发明而言不是特别重要的一些特征可能未示出。
此外，应当理解，本发明不限于下述实施例，且本领域的普通技术人员在不偏离本发明的实质和范围的情况下可以进行各种变化和修改。例如，在本说明书和所附权利要求的范围内，不同例证性实施例的元件和/或特征可以彼此组合和/或彼此替代。
另外，在阅读本说明书、附图以及所附权利要求之后对于本领域的普通技术人员而言显而易见的改进和修改均应视为落在本发明的实质和范围内。
现在参看附图，图1a示出了空气净化和消毒装置的反应器组件10。反应器组件10包括多个反应器11，这些反应器11是细长的，且可彼此大体平行地排列。反应器可通过安装部件20、21和支承部件22、23固定在反应器组件10中。如图1b所示，每个反应器11包括细长的外部电极13和细长的内部电极16。每个外部电极13可由至少一个外部电极安装部件20保持就位，且每个内部电极16可由至少一个内部电极安装部件21保持就位。
图2示详细示出了图1a所示的反应器组件10的结构。外部电极13可由具有开口24的外部电极安装部件20在两端保持就位。内部电极16可由具有开口25的内部电极安装部件21在两端保持就位。两个外部电极安装部件20可由多个支承部件22保持在一起。内部电极安装部件21可通过多个支承部件23固定到外部电极安装部件20上。反应器11的大致平行结构可以获得用于有效破坏污染物的期望停留时间水平。停留时间为流过外部电极13和内部电极16之间的空间的空气的持续时间。
图3a-3d示出了图1a的反应器组件的反应器11的一个实施例。在所示的实施例中，反应器11呈圆柱状。反应器11包括外部电极13和内部电极16。外部电极13沿着反应器11的纵轴环绕(或包围)内部电极的一部分。外部电极13和内部电极16可以呈基本上同心的关系。外部电极13和内部电极16在它们之间限定出反应室12，该反应室12将外部电极13和内部电极16隔离。在反应室12中，放电被激发，以产生等离子体。反应器11包括进气口52和空气出口53。进气口52和空气出口53朝向彼此相反的方向。
在所示的实施例中，内部电极16比外部电极13长。内部电极16的两端在没有被外部电极13环绕的情况下定位。因此，如图2所示，内部电极16和外部电极13可分别由外部电极安装部件20和内部电级安装部件21保持就位。进气口52和空气出口53对应于外部电极安装部件20上的开口24，以使得待净化空气可以流过开口24。
外部电极13包括绝缘体层15和覆盖在绝缘体层15的外表面上的电极导体14。导体14可以由多种不同方式例如机械力、粘附等保持就位。可选地，导体14可以嵌入绝缘体15内。内部电极16包括绝缘体层18和覆盖在绝缘体层18的内表面上的电极导体17。与外部电极的结构相似，导体17可由多种不同方式例如机械力、粘附等保持就位，或者其可以嵌入绝缘体18内。在所示的实施例中，内部和外部绝缘体18和15由例如玻璃的绝缘材料制成，且可呈管状。电极导体14和17可以由导电板、网状物或覆层制成。
在反应室12中进行放电，以产生等离子体，从而用于空气消毒和净化。高能电子激发原子和分子，从而引发化学反应和发出辐射。所产生的辐射可以导致分子的一些化学键断裂。高能电子与本底分子碰撞，导致分子链的断裂、电离和激发，并产生自由原子和原子团，例如O、OH或HO2。这些产品和反应可离解有害的有机分子并分解空气中的污染物。通过使空气循环通过充满等离子体的反应室12，空气中的污染物颗粒和微生物将被毁灭。
反应器组件10内的反应器11的数目可以被调节，以与空气净化和消毒装置的总体气流需求相匹配。这种可升级调整和模块化的设计允许构造上的灵活性，由此使得反应器组件10可以很容易地结合为中央通风***或空气调节器的一部分，或者作为独立的空气净化器。
尽管如图2所示外部电极13和内部电极16分别由电极安装部件20和21保持就位，但应当理解，外部电极13和内部电极16也可以通过其他安装结构保持就位。
如图4的示意图所示，电极13和16可以与高压交流(AC)电源40相连。在所示的实施例中，电源40包括电子控制单元41和高压发生器42。电源40可以提供足够的电压，以在反应室12中导致击穿和产生等离子体。在反应室12的环形空间典型地在2毫米到20毫米的范围内的情况下，施加电压可以在10-50kV的范围内。波形周期(典型地在10-1到102ms的范围内)和形状可以被选择为与反应室12的环形空间和电极的尺寸以及穿过反应室12的空气的停留时间相匹配。例如，在反应室为12mm宽、外部电极的内部半径为18mm的情况下，反应室12的横截面积约为9cm2。对于支持1000l/min的空气流量的反应器11而言，停留时间约为8ms且波形周期可以为8ms或更短。
电子控制单元41可以产生所需的波形形状和周期，以驱动高压发生器42，该高压发生器42可产生所需的高电压，以产生等离子体，并可维持反应器以特定的分解和毁灭效果工作。电能的波形周期和开/关循环是可调节的，并可以被设定为比气流停留在反应室内的时间短。可以通过调节施加的高压以及在停留时间内开通循环与关断循环的比率来控制等离子体强度。
图5a示出了结合有反应器组件10的空气净化和消毒装置。图5b为图5a中的空气净化和消毒装置的分解图。在所示的实施例中，空气净化和消毒装置包括鼓风机33和安装在反应器壳体30内部的反应器组件10。可选地，空气净化和消毒装置包括安装在过滤器壳体31内部的过滤器32和粗过滤器34。
在工作期间，待净化空气35通过粗过滤器34吸入，以在其被吸入到反应室12中之前除去大的颗粒和灰尘，其中在反应室12中进行消毒和净化。处理过的空气接着被抽吸通过一组过滤器32，并最后作为净化空气36由鼓风机33排出。
图6a-6c示出了反应器111的另一个实施例。在该实施例中，反应器111是细长的并呈圆柱状。反应器111包括细长的外部电极113和细长的内部电极116。外部电极113沿着反应器111的纵轴环绕内部电极。外部电极113和内部电极116可基本上呈同心关系。外部电极113和内部电极116在它们之间限定出反应室112，该反应室112将外部电极113和内部电极116隔离。在反应室112中，放电被激发，以产生等离子体。
内部电极116包括内部绝缘体118和覆盖在内部绝缘体118的内表面上的内部电极导体117。外部电极113包括外部绝缘体115和覆盖在外部绝缘体115的外表面上的外部电极导体114。内部和外部绝缘体118和115由例如玻璃的绝缘材料制成，且可呈管状。电极导体114和117可以由导电薄板、网状物或覆层制成。
在所示的实施例中，反应器111为一整体单元，其中内部和外部绝缘体118和115在反应器111的两个端部172和174处结合在一起。导体114和117可以通过多种不同方式在与它们相应的绝缘体115和118上保持就位，这些方式例如为机械力、粘附等，或者可选地，它们可以嵌入相应的绝缘体115和118内。多个这样的反应器111可以大体平行的结构保持在安装部件上，以获得用于对污染物进行有效毁灭的期望停留时间。
在使用中，空气通过进气口152进入反应室112中，并通过出气口153排出，其中该进气口152设置于朝向第一方向的外部管115的一侧，该出气口153设置于朝向第二方向的外部管115的另一侧。在所示的实施例中，进气口152朝向与反应器111的纵轴大体垂直的第一方向，出气口153朝向也与反应器111的纵轴大体垂直的第二方向。通过使空气循环通过整体绝缘体内的充满等离子体的反应室112，可以毁灭空气中的污染物颗粒和细菌。进气口152和出气口153可以沿不同的方向定位，以便适应所需的气流通路。
图7a和图7b示出了用于反应器111的实施例中的相应反应器组件110。上部安装部件150和下部安装部件151一起将反应器111保持就位，并形成反应器组件110。
图8a-8c示出了反应器211的另一个实施例。在该实施例中，反应器211是细长的，并呈圆柱状。反应器211包括细长的外部电极213和细长的内部电极216。外部电极213沿着反应器211的纵轴环绕内部电极。外部电极213和内部电极216可呈大体同心的关系。外部电极213和内部电极216在它们之间限定出反应室212，该反应室212将外部电极213和内部电极216隔离。在反应室212中，放电被激发，以产生等离子体。端盖221和222在反应器211的两端保持外部电极216和内部电极213。外部电极216的长度大体上等于内部电极213的长度。
内部电极216包括内部绝缘体218和覆盖在内部绝缘体218的内表面上的内部电极导体217。外部电极包括外部绝缘体215和覆盖在外部绝缘体215的外表面上的外部电极导体214。导体214和217可以通过多种不同方式，例如机械力、粘附等在它们相应的绝缘体215、218上保持就位，或者可替换地，它们可以嵌入相应的绝缘体215、218内。
多个这样的反应器可以大体平行的结构安装在安装部件上，以获得用于有效毁灭污染物的期望停留时间。图9示出了用于反应器211的实施例中的相应反应器组件240。第一安装部件241和第二安装部件242一起将反应器211保持就位，并形成反应器组件240。
反应器211包括进气口252和出气口253，其中进气口252设置于反应器211的一端，出气口253设置于反应器211的另一端。进气口252和出气口253朝向彼此相反的方向。
在使用中，空气通过进气口252进入反应室212中，并通过出气口253排出。通过使空气循环通过子组件反应器内的充满等离子体的反应室212，空气中的污染物颗粒和微生物可以被毁灭。
图10是反应器组件的另一个实施例的横剖面侧视图。在该实施例中，反应器311是细长的并呈圆柱状。反应器311包括外部电极313和内部电极316。外部电极313沿着反应器311的纵轴环绕内部电极。外部电极313和内部电极316可呈大体同心的关系。外部电极313和内部电极316在它们之间限定出反应室312，该反应室312将外部电极313和内部电极316隔离。在反应室312中，放电被激发，以产生等离子体。
内部电极316包括内部绝缘体和内部电极导体。外部电极313包括外部绝缘体和外部电极导体。内部和外部绝缘体由例如玻璃的绝缘材料制成，且可呈管状。电极导体可以由导电薄片、网状物或覆层制成。
在该实施例中，反应器311通过电极安装部件320、321固定在反应器组件中。反应器311包括细长的外部电极313和细长的内部电极316，它们限定出反应室312。外部电极313可由外部电极安装部件320保持就位，每个内部电极316可由内部电极安装部件321保持就位。每个内部电极安装部件321包括适用于将内部电极316保持就位的突出部分335。突出部分335大体上垂直于内部电极安装部件321的主表面356并沿着反应器311的纵轴定位。反应器311包括进气口352和出气口353。进气口352和出气口353朝向彼此相反的方向。
多个这样的反应器311可以大体平行的结构保持在安装部件320和321上，以获得用于对污染物进行有效毁灭的期望停留时间水平。通过使空气循环通过整体绝缘体内的充满等离子体的反应室312，空气中的污染物颗粒和微生物可以被毁灭。
图11a和11b示出了反应器组件的另一个实施例。在该实施例中，反应器411是细长的并呈圆柱状。反应器411包括外部电极413和内部电极416。外部电极413沿着反应器411的纵轴环绕内部电极。外部电极413和内部电极416可呈大体同心的关系。外部电极413和内部电极416在它们之间限定出反应室312。在反应室412中，放电被激发，以产生等离子体。
内部电极416包括内部绝缘体和内部电极导体。外部电极413包括外部绝缘体和外部电极导体。内部和外部绝缘体由例如玻璃的绝缘材料制成，且可呈管状。电极导体可以由导电薄片、网状物或覆层制成。
在该实施例中，反应器411通过电极安装部件429固定在反应器组件中。内部电极416的绝缘体层和外部电极418的绝缘体层沿着反应器411的纵轴成一体地构造。结果，一个安装部件429可以在反应器411的一端同时保持内部电极416和外部电极418。如图11b所示，反应室412的横剖面前视图呈字母“C”形。反应器411包括进气口452和出气口453。进气口452和出气口453朝向彼此相反的方向。
多个这样的反应器411可以大体平行的结构保持在安装部件429上，以获得用于对污染物进行有效毁灭的期望停留时间水平。通过使空气循环通过整体绝缘体内部的充满等离子体的反应室412，空气中的污染物颗粒和微生物可以被毁灭。
反应器组件或反应器可以结合到传统的空气通风***中。例如，反应器组件或反应器可以与空气通风***中常用的过滤装置进行替换或一起工作。反应器组件或反应器可以安装到空气循环或空气调节***中，如空气调节器、空气加湿器、空气除湿器和中央空气调节***中。类似地，反应器组件或反应器可以安装到空气通风单元中，例如办公室中使用的通气器中，以改善进入房间中的空气和从房间返回主空气循环***的空气的质量。因此，在进入房间之前，污染的空气可以被消毒，并且在进入主空气通风回路之前，污染的空气可以被消毒，以避免向同一空气通风回路覆盖的其他区域传播污染物。
从上述例子中可以看出，等离子(体)装置可以安装在任何空气通风***中，以毁灭空气中的细菌，从而获得期望的净化和消毒效果。
应当理解，这里使用的措辞和术语仅仅用于描述的目的，而不应被视为进行限制。因此，上述内容应当被看作仅仅是对本发明原理的解释性描述。进一步地，对于本领域的普通技术人员而言，可以很容易地进行多种修改和变化，并且不希望将本发明限制于所描述和示出的精确结构和操作，因此，所有适宜的修改和等同替换均可视为落在本发明的范围内。

Claims (22)

1.一种空气净化和消毒装置，包括：
(a)至少一个细长的反应器，该反应器包括细长的内部电极和细长的外部电极，外部电极沿着反应器的纵轴环绕内部电极的至少一部分，外部和内部电极以基本上同心的关系定位，并在它们之间限定出反应室；
(b)在内部电极的一端保持内部电极的内部电极安装部件；
(c)在外部电极的一端保持外部电极的外部电极安装部件；以及
(d)电源，其适用于向内部和外部电极供给电能，以在反应室内产生等离子体，从而对流过反应室的空气进行净化和消毒。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
外部电极包括绝缘体层和覆盖在绝缘体层的外表面上的电极导体；以及
内部电极包括绝缘体层和覆盖在绝缘体层的内表面上的电极导体。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
外部电极包括绝缘体层和嵌入绝缘体层中的电极导体；以及
内部电极包括绝缘体层和嵌入绝缘体层中的电极导体。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，反应器的反应室包括定位在其相反端的进气口和出气口。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，外部电极安装部件包括与反应器的反应室的进气口或出气口相对应的开口。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，内部电极比外部电极长。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，内部电极安装部件包括保持内部电极的突出部分。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个细长的反应器包括大体上彼此平行定位的多个细长的反应器。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述电源包括适用于控制向反应器的内部和外部电极供给的电能的控制单元；以及
所述装置的消毒作用通过调节所述电能的电压以及开通循环与关断循环的比率进行控制。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电能的波形周期和开/关循环被设定为比空气停留在反应室内的时间短。
11.一种空气净化和消毒装置，包括：
(a)至少一个细长的反应器，该反应器包括细长的内部电极和细长的外部电极，外部电极沿着反应器的纵轴环绕内部电极，外部和内部电极以基本上同心的关系定位，并在它们之间限定出反应室，内部电极的绝缘体层和外部电极的绝缘体层成一体地结合在一起；以及
(b)电源，其适用于向内部和外部电极供给电能，以在反应室内产生等离子体，从而对流过反应室的空气进行净化和消毒。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，内部电极的绝缘体层和外部电极的绝缘体层在反应器的第一端成一体地结合在一起。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，内部电极的绝缘体层和外部电极的绝缘体层在反应器的第二端成一体地结合在一起。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，内部电极的绝缘体层和外部电极的绝缘体层沿着反应器的纵轴成一体地构造。
15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，反应器的反应室包括定位在其相反端的进气口和出气口。
16.如权利要求11所述的装置，其特征在于：
所述电源包括适用于控制向反应器的内部和外部电极供给的电能的控制单元；以及
所述装置的消毒作用通过调节所述电能的电压以及开通循环与关断循环的比率进行控制。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述电能的波形周期和开/关循环被设定为比空气停留在反应室内的时间短。
18.一种空气净化和消毒装置，包括：
(a)至少一个细长的反应器，该反应器包括细长的内部电极、细长的外部电极和第一端盖，外部电极沿着反应器的纵轴环绕内部电极，外部和内部电极以基本上同心的关系定位，并在它们之间限定出反应室，第一端盖在反应器的第一端连接内部电极和外部电极；以及
(b)电源，其适用于向内部和外部电极供给电能，以在反应室内产生等离子体，从而对流过反应室的空气进行净化和消毒。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，进一步包括在反应器的第二端连接内部电极和外部电极的第二端盖。
20.如权利要求18所述的装置，其特征在于，反应器的反应室包括定位在其相反端的进气口和出气口。
21.如权利要求18所述的装置，其特征在于：
所述电源包括适用于控制向反应器的内部和外部电极供给的电能的控制单元；以及
所述装置的消毒作用通过调节所述电能的电压以及开通循环与关断循环的比率进行控制。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述电能的波形周期和开/关循环被设定为比空气停留在反应室内的时间短。
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