CN105012989B - 自清洁低温等离子体空气净化单元及多级净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自清洁低温等离子体空气净化单元及多级净化装置,所述净化单元包括发射极、接收极及配套的等离子体电路,所述发射极包括2根以上并排设置的金属丝或金属刺条,所述接收极包括与并排的金属丝或金属刺条平行的孔板,所述孔板两侧设置绕孔板具有周向旋转自由度并穿过循环水的布带;所述多级空气净化装置,由上述2~10个净化单元重迭设置组成一个净化区,2个以上的净化区并列排布形成多级净化装置。本发明采用设孔接收极板侧设置浸润循环水的碳布或无纺布,能够高效去除空气中的各种有害物质、异味、微小颗粒等,且迅速分解净化过程中产生的臭氧分子,净化空气的同时实现了净化单元的自清洁。

Description

自清洁低温等离子体空气净化单元及多级净化装置
技术领域
本发明属于空气净化装置领域,涉及一种自清洁低温等离子体空气净化单元及多级净化装置,适用于室内空气的净化处理。
背景技术
等离子体空气净化器是利用电晕放电产生等离子体来净化空气,其净化原理就是利用等离子体中的高能电子同空气中的分子碰撞时会发生一系列基元物化反应,并在反应过程中产生多种活性自由基和生态氧,即臭氧分解而产生的原子氧。活性自由基可以有效地破坏各种病毒、细菌中的核酸,蛋白质,使其不能进行正常的代谢和生物合成,从而致其死亡;而生态氧能迅速将多种高分子异味气体分解或还原为低分子无害物质。另外,借助等离子体中的离子与颗粒的凝并作用,可以对小至亚微米级的细微颗粒物进行有效的收集。
但是,现有技术中等离子体技术存在以下缺陷:①等离子体对空气净化处理效率较低,或者结构复杂造成故障率较高;②等离子体空气净化过程中会或多或少的释放出臭氧,造成二次空气污染,对人类的身体健康有不利的影响;③对微小颗粒(如PM2.5、PM10)的处理效率较低、处理时间长;③需要定期清洗空气净化部件,操作繁琐,需要设置拆除装置,增加了结构复杂性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自清洁低温等离子体空气净化单元及多级净化装置,通过设置带通孔的平板型接收极、并在接收极板侧设置了浸润循环水的碳布或无纺布,能够高效去除空气中的各种有害物质、异味、微小颗粒等,且迅速分解净化过程中产生的臭氧分子,净化空气的同时实现了净化机构的自清洁。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种自清洁低温等离子体空气净化单元,包括发射极、接收极及配套的等离子体电路,所述发射极包括2根以上并排设置的金属丝或金属刺条,所述接收极包括与并排的金属丝或金属刺条平行的孔板,所述孔板两侧设置绕孔板具有周向旋转自由度并穿过循环水的布带。
所述孔板上下两端的两侧分别设置耳板与上下定位板连接,所述上下定位板外侧分别借助支架设置主动轴和被动轴,所述布带穿过定位板上的通孔、并环绕孔板、套装在主动轴和被动轴之间。
所述金属丝或金属刺条纵向排布、上下两端分别借助两平行的金属棒串接、所述金属棒与上下定位板绝缘定位。
本发明还提供了一种自清洁低温等离子体空气净化单元构成的多级空气净化装置,由上述2~10个净化单元重迭设置组成一个净化区,2个以上的净化区并列排布形成多级净化装置。
优选的,多级空气净化装置包括三级并列排布的净化区,第一级净化区孔板上均布直径为0.5~1.5mm的小通孔,形成能量密集区;第二级净化区孔板上均布直径为2.5~3.5mm的大通孔,形成高能区;第三级净化区孔板上间隔均布直径为0.5~1.5mm的小通孔和直径为2.5~3.5mm的大通孔,形成混合区。
由若干个发射极和接收极组成的等离子体发射和接收方阵,即组成一个净化区,发射极和接收极的个数根据使用场合的规模需要而确定;等离子体发生、发射和控制电路为常规电路。
上述技术方案中,借助等离子体中的离子与颗粒的凝并作用,设置在接收极外周旋转的布带可有效收集和捕获空气中的微小颗粒,并经过循环水洗刷、收集;采用浸润循环水的布带一方面提高了除尘效率,另一方面经过循环水的漂洗达到了自清洁的效果。孔板上的通孔增加了凸点,形成电荷密集区,在发射极与接收极之间相当于形成了无数的锥形加速区,一方面有利于带电颗粒物在接收极的聚集,另一方面有利于带电颗粒物在运动过程中不断地受同一方向加速场的束缚,使其向接收极运动过程偏离角度较小。
采用上述技术方案产生的有益效果在于:(1)本发明中采用孔板作为等离子体的接收极,有利于带电颗粒物的聚集;在颗粒物聚集的过程中被布带捕获、吸附,由于布带上有细密小孔,易吸水,在通过循环水,捕获的微小颗粒物被洗涤和挤压至水中,从而实现微小颗粒物的收集,在去除PM2.5等颗粒物方面具有独特的优势;(2)本发明的等离子体净化单元具有除味、杀菌的作用;(3)在多级净化装置中,利用不同孔径的孔板,实现不同的处理效果,小孔径的孔板形成能量密集区,与浸润循环水的布带共同实现去除微小颗粒(如飞尘、烟尘、皮屑、毛发等)的效果,能够有效去除PM2.5以下的微小颗粒;第二级净化区的采用较大孔径的孔板,能够有效去除PM2.5~PM10之间的颗粒物,产生的高能离子还能够快速分解挥发性有机物以及二氧化碳气体,产生负氧离子;在大小通孔混合的净化区内,采用金属刺板,除了能够净化逃逸的微小颗粒物外,还能产生大量的负氧离子,经过本发明的装置处理的空气气味清新,富含负氧离子;(4)设置多级净化装置,进一步提高了空气净化率;(5)本发明结构简单,适用于室内空气的净化处理。
附图说明
图1是本发明的原理结构示意图;
图2是本发明中第三级净化区的立体结构示意图;
图3是图2的主视结构示意图,其中第一个接收极去除了外周的布带;
图4是本发明3级处理机构的结构示意图,其中部分接收极去除了布带,孔板上的通孔只在四周位置画出,其它位置省略;
其中,1、布带,2、孔板,2-1、耳板,3、金属丝,4、金属棒,4-1、发射极定位架,5、被动轴,6、水槽,7-1、上定位板,7-2、下定位板,8、主动轴,9、金属刺条,11、调节辊。
具体实施方式
参见图1,是本发明的原理结构图,自清洁低温等离子体空气净化单元的净化机构由发射极和接收极相间平行设置,所述发射极包括2根以上并排设置的金属丝3,所述接收极包括与并排的金属丝3平行的孔板2,所述孔板2两侧设置绕孔板2具有周向旋转自由度并穿过润循环水的布带1。所述金属丝3还可以用金属刺条替代。所述净化单元还包括等离子体发生、发射和控制电路,该电路为常规电路,本实施例中不再赘述。
本发明的关键改进在于:①等离子体的接收极采用了孔板结构,②在孔板结构的外周设置了穿过循环水的旋转布带。
本实施例中,所述布带1采用无纺布或碳布,或者其它具有细密小孔、易吸水的布;所述孔板2采用钛合金板或不锈钢板,孔板上通孔的直径为0.4~4mm。无纺布或碳布设置在孔板2的外周用于吸附和捕获微小粒子,达到除尘的目的,根据不同的净化处理目标,可以设置不同孔径大小的孔板。
发射极与接收极之间的定位可以采用多种结构。本实施例的定位结构参见图2~图3,所述孔板2上下两端的两侧分别设置耳板 2-1与上定位板7-1和下定位板7-2连接,上、下定位板再与设备的壳体绝缘定位,所述上定位板7-1和下定位板7-2外侧分别设置主动轴8和被动轴5,所述布带1穿过定位板7上设置的通孔、环绕孔板2套装在主动轴8和被动轴5之间。具体参见图2和图3,耳板2-1上设置通孔,孔板2上部通过连接杆将耳板2-1串接、再通过L型连接片与上定位板7-1连接,下部将耳板2-1定位在凵型支架上,凵型支架与下定位板7-2定位。
所述被动轴5设置在水槽6的循环水面之下、形成布带的自清洁结构;所述主动轴8和被动轴5的外周还设置调节布带1间距的调节辊11,调节辊的端部采用材质较软的材质,其上设置透水的通孔,调节辊11一方面用于调节布带1与孔板2之间的距离,另一方面可以与被动轴5挤压张紧的布带1,从而将布带1中捕获的颗粒物在经过循环水时进入水、达到除尘的效果。主动轴8与驱动电机的输出轴连接,带动布带1绕孔板2循环运动,布带1与孔板2之间的距离设置为不产生摩擦即可。主动轴在电机驱动下带动布带1旋转,所述布带1吸附和捕获空气中的微小颗粒,同时在旋转过程中经过水槽漂洗,完成自清洁。在使用过程中可以省去净化机构的清洗工作。综上,布带1的作用:一方面用于吸附向孔板2聚集的微小颗粒物,另一方面经过水槽时,实现自清洁,提高净化效率;另外,吸附有水的布带还有利于微量臭氧的分解。
所述水槽6设有循环水***,该机构采用现有技术中的成熟技术即可。循环水提高了空气的净化效率。同时,在净化过程中产生的臭氧在水中比空气中更容易分解。
所述金属丝3或金属刺条9纵向排布、上下两端分别借助金属棒4串接、所述金属棒4与上下定位板7-1、7-2绝缘定位。本实施例中,在上定位板7-1和下定位板7-2的内侧分别设置发射极定位架4-1,金属棒4借助绝缘子与发射极定位架4-1绝缘固定。
由2~10个净化单元组成一个净化区,2个以上的净化区并列排布形成多级净化装置,提高了空气净化效果。
作为一个优选方案,本发明实施例2的多级空气净化装置,包括三级并列排布的净化区,第一级净化区孔板2上均布直径为0.5~1.5mm的小通孔,形成能量密集区;第二级净化区孔板2上均布直径为2.5~3.5mm的大通孔,形成高能区;第三级净化区孔板2上间隔均布直径为0.5~1.5mm的小通孔和直径为2.5~3.5mm的大通孔,形成混合区。
参见图4,室内空气从进风口首先进入第一级净化区,等离子体中的高能电子同空气中的分子碰撞时会发生一系列基元物化反应,并在反应过程中产生多种活性自由基和生态氧(即臭氧分解而产生的原子氧),活性自由基有效破坏各种病毒、霉菌、细菌中的核酸、蛋白质,从而杀死空气中的各种霉菌、病毒如肝炎病毒、流感病毒等。利用等离子体中的离子与颗粒的凝并作用,可以对小至亚微米级的细微颗粒物进行有效的收集,尤其是布带1的作用,提高了收集和捕获的效率,且收集的微小颗粒经过水循环完成清洁和收集,该级可以去除PM2.5以下的颗粒,还包括皮屑、毛发等。孔网电场结构不仅可以起到气体稳流均流作用,还起到气体分子带电为后面撞击起到定靶作用,提高有效撞击率,降低能耗。
经过第一级净化区的空气进入第二级净化区;直径较大的通孔使局部能量加强,形成高能区。该净化区内,等离子体与空气碰撞,能够去除直径较大的颗粒,如PM10,并能有效分解二氧化碳,产生氧气,同时除异味,如烟味、汗臭、厕所异味等,在第二净化区的水槽内收集到碳黑,充分证明该级能有效分解二氧化碳,以及挥发性有机气体。
经过第二级净化区的空气进入第三级净化区;第三级净化区的接收极采用大、小通孔间隔均布的第三孔板,形成混合区;发射极采用金属刺条9。第三级净化区用于净化第一级和第二级净化区中逃逸的颗粒和有机分子和异味,主要用于利用金属刺条9生负氧离子。
上述每级净化区的布带1下部分别对应设置有水槽6。其中第二级净化区对应设置的循环水处理***中,滤网中收集了大量CO2分解产生的碳黑。经过上述三级处理的空气从出风口吹出,净化后的空气清新、干净,富含负氧离子。

Claims (9)

1.一种自清洁低温等离子体空气净化单元,包括发射极、接收极及配套的等离子体电路,其特征在于所述发射极包括2根以上并排设置的金属丝(3)或金属刺条(9),所述接收极包括与并排的金属丝(3)或金属刺条(9)平行的孔板(2),所述孔板(2)两侧设置绕孔板(2)具有周向旋转自由度并穿过循环水的布带(1);
所述孔板(2)上下两端的两侧分别设置耳板(2-1)与上下定位板(7-1、7-2)连接,所述上下定位板(7-1、7-2)外侧分别借助支架设置主动轴(8)和被动轴(5),所述布带(1)穿过上下定位板(7-1、7-2)上的通孔,环绕孔板(2)并套装在主动轴(8)和被动轴(5)之间。
2.根据权利要求1所述的自清洁低温等离子体空气净化单元,其特征在于所述布带(1)采用无纺布或碳布,所述孔板(2)采用钛合金板或不锈钢板,孔板上通孔的直径为0.4~4mm。
3.根据权利要求1所述的自清洁低温等离子体空气净化单元,其特征在于所述被动轴(5)设置在水槽(6)的循环水面之下、形成布带的自清洁结构;所述主动轴(8)和被动轴(5)的外周还设置调节布带(1)间距的调节辊(11)。
4.根据权利要求1所述的自清洁低温等离子体空气净化单元,其特征在于所述金属丝(3)或金属刺条(9)纵向排布,上下两端分别借助金属棒(4)串接,所述金属棒(4)与上下定位板(7-1、7-2)绝缘定位。
5.根据权利要求1所述的自清洁低温等离子体空气净化单元,其特征在于相邻金属丝(3)之间的间距为15~24mm,金属丝(3)或金属刺条(9)的刺尖至布带(1)的距离为15~24mm。
6.一种权利要求1~5任意一项所述的自清洁低温等离子体空气净化单元构成的多级空气净化装置,其特征在于由2~10个净化单元重迭设置组成一个净化区,2个以上的净化区并列排布形成多级净化装置。
7.根据权利要求6所述的多级空气净化装置,其特征在于包括三级并列排布的净化区,第一级净化区孔板(2)上均布直径为0.5~1.5mm的小通孔,形成能量密集区;第二级净化区孔板(2)上均布直径为2.5~3.5mm的大通孔,形成高能区;第三级净化区孔板(2)上间隔均布直径为0.5~1.5mm的小通孔和直径为2.5~3.5mm的大通孔,形成混合区。
8.根据权利要求7所述的多级空气净化装置,其特征在于第一、第二级净化区的发射极采用金属条(3),第三级净化区的发射极采用金属刺条(9)。
9.根据权利要求7所述的多级空气净化装置,其特征在于每级净化区的布带(1)下端分别对应设置有水槽(6)。
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