CN112156648A - 一种小型化离子场催化净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型化离子场催化净化装置，包括高压电源、N+1个放电电极以及N块离子场催化剂；N大于等于2，为整数；离子场催化剂放置于一对放电电极之间，放电电极和离子场催化剂相互平行、交替排布；奇数位的放电电极电连后与高压电源一侧输出端相连，偶数位的放电电极电连后与高压电源另一侧输出端相连。本发明体积小，能够适用于一百升以内小空间。

Description

一种小型化离子场催化净化装置

技术领域

发明涉及空气净化、异味消除与食品保鲜技术领域，具体涉及一种小型化离子场催化净化装置。

背景技术

申请号为201721898853.7专利申请提出了一种离子场催化净化装置，以高压电源驱动放电电极放电，激发放置于一对电极间的催化剂，对通过离子场区域的VOCs和异味气体进行净化，同时高压放电产生的微量臭氧和负离子等也可对周围环境进行杀菌净化。该装置包含多组离子场发生器，每组离子场发生器均包含一块催化剂和一对电极，通过增加离子场发生器组数来提升净化效果，占用空间较大，电极数量多，导致净化装置的体积较大，在冰箱、鞋柜等小空间，特别是果蔬盒等一百升以内小空间的应用受限。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种小型化离子场催化净化装置，体积小，能够适用于一百升以内小空间。

本发明的技术方案如下：

一种小型化离子场催化净化装置，包括高压电源、N+1个放电电极以及N块离子场催化剂；N大于等于2，为整数；

所述离子场催化剂放置于一对放电电极之间，放电电极和离子场催化剂相互平行、交替排布；奇数位的放电电极电连后与高压电源一侧输出端相连，偶数位的放电电极电连后与高压电源另一侧输出端相连。

进一步地，还包括循环风机，用于提供流经放电电极、离子场催化剂的空气，循环风机的风道方向与离子场催化剂的孔道方向一致。

进一步地，所述放电电极为线电极、板电极、印刷线板式电极、线-针复合电极、线-板复合电极、针-板复合电极或线-针-板复合电极中的一种或多种的组合。

进一步地，所述线电极、板电极、线-针复合电极、线-板复合电极、针-板复合电极、线-针-板复合电极周边包围绝缘边框，通过绝缘边框厚度控制放电电极与离子场催化剂之间的间距。

进一步地，电极周边包围绝缘边框采用嵌入注塑的生产工艺。

进一步地，所述线-针复合电极由金属线电极和金属针尖电极复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型；所采用的金属线电极、金属针尖电极为一个以上；

所述线-板复合电极由金属线电极和金属板电极复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型；所采用的金属线电极、金属板电极为一个以上；

所述针-板复合电极由金属针电极和金属板电极复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型；所采用的金属针电极、金属板电极为一个以上；

所述线-针-板复合电极由金属平板电极、金属线电极和金属针尖电极三者复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型；所采用的金属平板电极、金属线电极、金属针尖电极为一个以上。

进一步地，所述金属平板电极为孔板结构；金属线电极为板平面内的线条状结构；金属针尖电极为板平面内的三角针尖结构。

进一步地，所述孔板结构上所设孔为圆孔或条状孔或不规则孔洞。

进一步地，所述金属针尖电极的针尖结构与水平面平行或弯折，弯折时与水平面所夹角度不大于90°；针尖电极为一个以上，多个针尖电极的针尖结构朝向同一个方向或不同方向弯折。

进一步地，所述高压电源为直流输出或交流输出或脉冲输出，两侧输出端的电压差值范围0.5kV～5kV；若为交流输出，输出频率为10-50kHz；若为脉冲输出，输出频率为0-100Hz。

进一步地，N等于2，所述净化装置包括高压电源、第一放电电极、第二放电电极、第三放电电极、2块离子场催化剂以及循环风机；2块离子场催化剂分别平行放置于第一放电电极与第二放电电极、第二放电电极与第三放电电极之间；

第一放电电极、第三放电电极采用嵌入式绝缘包边线-针复合电极，第一放电电极、第三放电电极电连后与高压电源的一侧输出端相连；第二放电电极采用嵌入式绝缘包边板电极，第二放电电极与高压电源的另一侧输出端相连。

有益效果：

1、本发明通过多层平行排布放电电极和离子场催化剂的方法，在不减少离子场催化剂总有效表面的情况下减少催化剂的横向尺寸，进而在不影响净化效果的情况下使离子场催化净化装置体积进一步减小；同时采用平行排布的方式，通过共用相邻电极减少了电极使用量，还可进一步降低材料成本。

2、本发明的放电电极采用嵌入式绝缘包边电极，放电电极周边包围绝缘边框，既起到了放电电极的固定作用，又可降低金属电极的边缘放电效应，提高使用安全性；其次，利用绝缘边框隔离离子场催化剂和放电电极，可通过绝缘边框的厚度控制二者间距，并替代用于隔离而引入的垫片，简化了结构；在与装置外壳装配时，由于绝缘边框具备一定厚度，相比于装置外壳内壁上加工的用于固定电极的卡槽结构，固定绝缘边框的卡槽便于加工，容易安装，提高了生产效率，产品一致性更佳。

3、本发明的复合电极采用金属切割一体化成型，便于加工及安装；且利用金属切割成型的线电极替代现有需要安装固定的丝电极，加工工艺简单、易于实现。

附图说明

图1为双层离子场催化净化装置内部高压电连接示意图；

图2为实施例一双层离子场催化净化装置的结构示意图；

图3为实施例二双层离子场催化净化装置的结构示意图；

图4为实施例三双层离子场催化净化装置的结构示意图；

图5为实施例四三层离子场催化净化装置的结构示意图；

其中，1-高压电源，2-循环风机，3-1-第一离子场催化剂，3-2-第二离子场催化剂，3-3-第三离子场催化剂，4-外壳，D1-第一放电电极、D2-第二放电电极、D3-第三放电电极、D4-第四放电电极。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种小型化离子场催化净化装置，包括高压电源、N+1个放电电极、N块离子场催化剂以及循环风机；N大于等于2，为整数；N等于几即为几层离子场催化净化装置。

放电电极为线电极、板电极、印刷线板式电极、线-针复合电极、线-板复合电极、针-板复合电极或线-针-板复合电极中的一种或多种的组合。线电极、板电极、线-针复合电极、线-板复合电极、针-板复合电极或线-针-板复合电极周边包围绝缘边框，可以通过绝缘边框厚度控制放电电极与离子场催化剂之间的间距。

线-针复合电极由金属线电极和金属针尖电极复合在同一板状电极上构成；所采用的金属线电极、金属针尖电极为一个以上；

线-板复合电极由金属线电极和金属板电极复合在同一板状电极上构成；所采用的金属线电极、金属板电极为一个以上；

针-板复合电极由金属针电极和金属板电极复合在同一板状电极上构成；所采用的金属针电极、金属板电极为一个以上；

线-针-板复合电极由金属平板电极、金属线电极和金属针尖电极三者复合在同一板状电极上构成；所采用的金属平板电极、金属线电极、金属针尖电极为一个以上。

金属平板电极为孔板结构，孔板结构上所设孔为圆孔或条状孔或不规则孔洞。金属线电极为板平面内的线条状结构，线条截面可为圆形或者矩形。金属针尖电极为板平面内的三角针尖结构。金属孔板电极、金属线电极和金属针尖电极为以不锈钢板、钨钢板等金属板作为基材，通过冲压、线切割和激光切割工艺，在金属板上加工出孔洞、线条和针尖的造型。针尖结构与水平面平行或弯折，弯折时与水平面所夹角度不大于90°。优选地，金属针尖电极成对使用，但是也可以单个使用。成对使用的金属针尖电极的针尖结构可以朝向同一方向或不同方向弯折。

高压电源为直流输出或交流输出或脉冲输出，两侧输出端的电压差值范围0.5kV～5kV；若为交流输出，输出频率为10-50kHz；若为脉冲输出，输出频率为0-100Hz。

离子场催化剂放置于一对放电电极之间，放电电极和离子场催化剂相互平行、交替排布；奇数位的放电电极电连后与高压电源一侧输出端相连，偶数位的放电电极电连后与高压电源另一侧输出端相连。

高压电源启动后，高压电施加在放电电极上，在相邻放电电极间形成强电场，可电离电极间空气并激发电极间离子场催化剂表面的涂层产生大量高能活性组分，产生具有净化效果的离子场区域，起到净化减害消除异味的作用。循环风机用于空气主动循环，使空气流经电极催化模块区域，加速空气流通、扩散速度。

实施例一：

本实施例提供了一种双层小型化离子场催化净化装置，如图2所示，包括高压电源1、循环风机2、第一放电电极D1、第二放电电极D2、第三放电电极D3、第一离子场催化剂3-1、第二离子场催化剂3-2及外壳4。第一放电电极D1、第三放电电极D3采用线电极；第二放电电极D2为共用电极，采用板电极，板电极上加工有圆形孔洞。

第一离子场催化剂3-1放置在第一放电电极D1、第二放电电极D2之间，第二离子场催化剂3-2放置在第二放电电极D2、第三放电电极D3之间。循环风机2放置在高压电源1与第一放电电极D1之间，循环风机2为涡流风机，循环风机2的风道方向与离子场催化剂的孔道方向一致，通过外壳4上的圆形进风口吸风，再由朝向第一放电电极D1的吹风口吹出，实现空气在电极催化模块区域的循环流通。第一放电电极D1、第三放电电极D3电连后与高压电源1一侧输出端相连，高压线沿外壳4上侧面预留槽走线，第二放电电极D2与高压电源1另一侧输出端相连，高压线沿外壳下侧面预留槽走线。

高压电源1的两路输出分别为负直流高压和正脉冲高压，其中第一放电电极D1、第三放电电极D3与负直流高压端连接，第二放电电极D2为共用电极，与正脉冲高压端连接；高压电源1启动后，在第一放电电极D1与第二放电电极D2间存在0.5-5kV的电压差，两电极相对放电，电离第一放电电极D1和第二放电电极D2间的空气并激活第一离子场催化剂3-1，第三放电电极D3与第二放电电极D2间也存在0.5-5kV的电压差，两电极相对放电，电离第三放电电极D3和第二放电电极D2间的空气并激活第二离子场催化剂3-2。

在循环风机2作用下带有细菌、病毒及异味气体的空气依次通过电极催化模块区域(D1-3-1-D2-3-2-D3)，与电离空气中的活性粒子及离子场催化剂表面的活性位点发生反应被吸附和分解，实现空气净化功能。经过第一离子场催化剂3-1和第二离子场催化剂3-2的双层净化，单次净化率更高，在不降低装置净化率的基础上，减小单层离子场催化剂的尺寸，实现装置小型化。

实施例二：

本实施例提供了另一种双层小型化离子场催化净化装置，如图3所示，包括，高压电源1、循环风机2、第一放电电极D1、第二放电电极D2、第三放电电极D3、第一离子场催化剂3-1、第二离子场催化剂3-2及外壳4。其中，循环风机2为涡流风机，第一放电电极D1和第三放电电极D3采用板电极，板电极上加工有圆形孔洞；第二放电电极D2为共用电极，采用线-针复合电极。D1和D3电连后与高压电源1的正脉冲高压输出端相连，D2与高压电源1的负直流高压输出端相连。D1、D2和D3与高压电源1的电连接形式如图1所示。由于本实施例采用了线-针复合电极，与图2中装置的线电极相比，负离子产生量较高。

实施例三：

本实施例提供了另一种双层小型化离子场催化净化装置，如图4所示，包括高压电源1、循环风机2、第一放电电极D1、第二放电电极D2、第三放电电极D3、第一离子场催化剂3-1、第二离子场催化剂3-2及外壳4。其中第一放电电极D1和第三放电电极D3为嵌入式塑料包边线-针复合电极，第二放电电极D2为共用电极，采用嵌入式塑料包边板电极。相比于实施例一和实施例二，由于本实施例采用嵌入式塑料包边电极，可以直接利用塑料包边来隔离离子场催化剂和放电电极，并利用其厚度来控制离子场催化剂和放电电极间距；也可以利用外壳4内壁加工的用于固定电极和催化剂的卡槽来调整间距。

高压电源1和循环风机2分置在电极催化模块两侧，循环风机2为离心风扇，离心风扇启动后在装置内部形成负压，将空气从高压电源1上方外壳4上的进风口吸附进装置内，再由离心风扇出风口排出。

高压电源1输出两路同频反相的正弦交流高压，其中高压峰峰值为0.5-5kV，高压频率为10-50kHz。D1和D3电连后与高压电源1的一侧高压输出端相连，D2与高压电源1的另一侧高压输出端相连。

实施例四：

本实施例提供了一种三层小型化离子场催化净化装置，如图5所示，包括高压电源1、循环风机2、第一离子场催化剂3-1、第二离子场催化剂3-2、第三离子场催化剂3-3、外壳4及四个放电电极，四个放电电极分别为第一放电电极D1、第二放电电极D2、第三放电电极D3、第四放电电极D4。第一放电电极D1、第三放电电极D3为线电极，第二放电电极D2、第四放电电极D4为板电极，板电极上加工有圆形孔洞。

其中D1和D3电连后连接于高压电源1的一侧高压输出端，D2和D4电连后连接于高压电源1的另一侧高压输出端。D2和D3均为共用电极，D1与D2、D2与D3、D3与D4构成三组电极对，第一离子场催化剂3-1设在D1与D2之间，第二离子场催化剂3-2设在D2与D3之间，第三离子场催化剂3-3设在D3与D4之间，构成三层电极催化净化单元，单次净化效果更佳。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种小型化离子场催化净化装置，其特征在于，包括高压电源、N+1个放电电极以及N块离子场催化剂；N大于等于2，为整数；

所述离子场催化剂放置于一对放电电极之间，放电电极和离子场催化剂相互平行、交替排布；奇数位的放电电极电连后与高压电源一侧输出端相连，偶数位的放电电极电连后与高压电源另一侧输出端相连。

2.如权利要求1所述的小型化离子场催化净化装置，其特征在于，还包括循环风机，用于提供流经放电电极、离子场催化剂的空气，循环风机的风道方向与离子场催化剂的孔道方向一致。

3.如权利要求1所述的小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述放电电极为线电极、板电极、印刷线板式电极、线-针复合电极、线-板复合电极、针-板复合电极或线-针-板复合电极中的一种或多种的组合。

4.如权利要求3所述的小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述线电极、板电极、线-针复合电极、线-板复合电极、针-板复合电极、线-针-板复合电极周边包围绝缘边框，通过绝缘边框厚度控制放电电极与离子场催化剂之间的间距。

5.如权利要求4所述的小型化离子场催化净化装置，其特征在于，电极周边包围绝缘边框采用嵌入注塑的生产工艺。

6.如权利要求4所述的小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述线-针复合电极由金属线电极和金属针尖电极复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型；所采用的金属线电极、金属针尖电极为一个以上；

所述线-板复合电极由金属线电极和金属板电极复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型；所采用的金属线电极、金属板电极为一个以上；

所述针-板复合电极由金属针电极和金属板电极复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型；所采用的金属针电极、金属板电极为一个以上；

所述线-针-板复合电极由金属平板电极、金属线电极和金属针尖电极三者复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型；所采用的金属平板电极、金属线电极、金属针尖电极为一个以上。

7.如权利要求6所述的小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述金属平板电极为孔板结构；金属线电极为板平面内的线条状结构；金属针尖电极为板平面内的三角针尖结构。

8.如权利要求7所述的小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述孔板结构上所设孔为圆孔或条状孔或不规则孔洞。

9.如权利要求7所述的小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述金属针尖电极的针尖结构与水平面平行或弯折，弯折时与水平面所夹角度不大于90°；针尖电极为一个以上，多个针尖电极的针尖结构朝向同一个方向或不同方向弯折。

10.如权利要求1所述的小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述高压电源为直流输出或交流输出或脉冲输出，两侧输出端的电压差值范围0.5kV～5kV；若为交流输出，输出频率为10-50kHz；若为脉冲输出，输出频率为0-100Hz。

11.如权利要求2所述的小型化离子场催化净化装置，其特征在于，N等于2，所述净化装置包括高压电源、第一放电电极、第二放电电极、第三放电电极、2块离子场催化剂以及循环风机；2块离子场催化剂分别平行放置于第一放电电极与第二放电电极、第二放电电极与第三放电电极之间；

第一放电电极、第三放电电极采用嵌入式绝缘包边线-针复合电极，第一放电电极、第三放电电极电连后与高压电源的一侧输出端相连；第二放电电极采用嵌入式绝缘包边板电极，第二放电电极与高压电源的另一侧输出端相连。

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