CN201586247U

CN201586247U - 汽车等离子体空气消毒净化器

Info

Publication number: CN201586247U
Application number: CN2009202159657U
Authority: CN
Inventors: 周云正; 陈爱芝
Original assignee: Individual
Current assignee: Shanghai Tianyun Environmental Protection Tech Co Ltd
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2019-12-31

Abstract

本实用新型涉及汽车等离子体空气消毒净化器。它包括等离子体反应器、脉冲电源、风机组件、进风口、出风口和外壳，其特征在于等离子体反应器内设有若干条镍铬金属丝或金属带在同一平面内按等距离平行排列制成的正电极，正电极置于相邻两个负电极中间部位；正电极的两端是固定在阻止微放电导电轨上对应的凹槽或凸部中；导电轨的两端设有绝缘物固定在外壳相应位置上；负电极是表面氧化处理的铝板制成，两面敷设纳米级TiO₂。它的消毒杀菌、吸附可吸入颗粒物和降解有毒有害气体效率高、节能、可靠性好、工作寿命长；而且结构简单，便于安装。使用范围是汽车内作动态空气消毒净化，尤其是轿车。也能用于地铁、轻轨车厢及办公室、住房等的空气消毒净化。

Description

汽车等离子体空气消毒净化器

技术领域：

本实用新型属于空气消毒净化技术领域，具体涉及汽车等离子体空气消毒净化器。

背景技术：

据悉，中国室内装饰协会室内环境监测中心针对新车内空气污染问题进行过调查，在对200辆轿车进行随机抽检后发现，车内空气污染比较普遍。如果参照国家室内空气质量标准，90％的轿车过不了关，大部分的车辆甲醛超标都在五六倍以上。在另一次全国范围内的调查活动中，1175辆汽车中全部检测项目均达到标准的车辆仅为52辆，只占已测总数的6.18％，车内污染已成为危害人们健康的“隐形杀手”。

根据上海市室内环境净化协会专家分析，汽车空气中的污染有三大主要来源：其一是新车本身，很多汽车下了生产线就直接进入市场，各种配件和材料中的有害气体和气味没有得到充分释放，直接造成车内的空气污染；其二，多数消费者买车后都要进行车内装饰，导致一些含有害物质的座套垫、胶粘剂进入车内，不同程度地造成车内空气污染；其三，霉菌在汽车空调***的蒸发器、风道、空气过滤器内滋生、长年繁衍，特别在潮湿气候条件下运行的空调中尤为突出。

据专家介绍，汽车空气中的污染会造成哮喘、呼吸困难，记忆力及听力衰退、肺部出血等症状；新车内散发着怪味的污染物会对人体造成极大危害，甲醛可引起恶心、咳嗽、哮喘甚至肺气肿；而苯属致癌物质，轻度中毒会造成头痛、胸部紧束感等，重度中毒可出现视力模糊、心律不齐、抽搐和昏迷。

特别强调的是近几年来的SARS、禽流感及当前的甲型H1N1流感造成全球性大范围感染人数已经无法统计，世界卫生组织发表的最新疫情公报称：全球甲流死亡人数超过7800人。甲型H1N1流感的感染途径主要是空气，感染性病原体通常附在空气中≤5μm浮游微粒上，随空气流动而扩散，被感染者因吸入这种空气而致病；再是飞沫感染：患者咳嗽、打喷嚏、说话所产生的带病原体的口液飞沫在空气中漂浮，与患者近距离受感染的机率较大。汽车密封环境及旅客来自东南西北、四面八方制造了传播甲型H1N1流感之类疾病良好机会。

为此，科研人员相继提出汽车内的空气消毒净化器技术方案，有效果，但是并不理想。例如：申请号200710045442.8，申请日：2007.8.30，发明名称为《汽车空调***除异味装置》，权利要求书载明：一种汽车空调***除异味装置，包括：蒸发器、风机、风道进风口、风道出风口、风道，蒸发器置于风道内，风机安装在风道内风道进风口和蒸发器之间，风道安装蒸发器一侧的端口为风道出风口，其特征在于，还包括：加热装置、自动控制模块，加热装置设置在蒸发器的周围，所述自动控制模块，负责接收当汽车空调停止运行后的低电压输入信号，进行自动计时，并将控制信号输出给加热装置和风机，自动控制模块的输入端口接收空调***停止运行的信号，自动控制模块一个输出端口输出开关指令控制加热装置，自动控制模块另一个输出端口输出开关指令控制风机，自动控制模块的电源端口与电源相连。

不难看出：此技术方案的加热装置把蒸发器表面的结水烘干，堵截霉菌的滋生有效；对细菌病毒及甲醛、苯之类的有害气体无效。汽车在高速公路上行驶，窗户紧闭，对车内空气污染无能为力。

再如申请号200810040575.0，申请日：2008.7.15，发明名称是《纳米等离子净化装置》公开的方案：纳米等离子净化装置，包括净化装置载体、过滤板，其特征在于，还包括等离子静电除尘模块、紫外线空气净化模块；所述净化装置载体为管道状，两端分别设有进气口和排气口；所述净化装置载体内部自进气口一端至排气口一端，依次装有过滤板、透气的等离子静电除尘模块和紫外线空气净化模块。

改进的静电除尘模块、紫外线空气净化模块对可去除吸入颗粒物、消毒杀菌有效。但是存在降解有毒有害气体效果差，加装的紫外线灯管和镇流器工作寿命有限，能耗大，紫外线泄漏对人体造成新的危害；两种设备合一，结构复杂，特别是要装在轿车内是不合适的。再说“静电除尘”是通过电极的静电放电，使气流中的颗粒物带上电荷，然后借助库仑力的作用，沉降在带异性电荷的集尘板捕获带电粒子，将颗粒物从气流中分离出来--这与“等离子”风牛马不相及。

发明内容：

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足，而提供一种对汽车内消毒杀菌、吸附可吸入颗粒物和降解有毒有害气体都有效，空气消毒净化效率高、节能、可靠性好、工作寿命长；而且结构简单，便于安装的汽车等离子体空气消毒净化器。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

汽车等离子体空气消毒净化器，包括等离子体反应器、脉冲电源、风机组件、进风口、出风口和外壳，进风口设有进风口空气过滤器，出风口设有出风口空气过滤器，等离子体反应器和风机组件设置在气流之中；风机组件边框设有风机组件支架，用支架固定螺钉把它固定在外壳上；脉冲电源和风机组件的电输入端设电源连接器与汽车蓄电池相连接；其特征在于所述的等离子体反应器内设有若干条镍铬金属丝或镍铬金属带在同一平面内按等距离平行排列制成的正电极，正电极置于相邻两个负电极中间部位；正电极的两端是固定在阻止微放电导电轨上对应的凹槽或凸部中，阻止微放电导电轨是由铝棒或不锈钢条制成，并作电连通；阻止微放电导电轨的两端设有绝缘物固定在外壳相应位置上；所述的负电极的上、下两端是直接固定在金属制成的反应器外壳上，并作电连通；负电极是表面氧化处理的铝板制成，负电极的两面敷设纳米级TiO₂。

优先地所述的汽车等离子体空气消毒净化器，其特征在于所述的脉冲电源内设有EMC滤波器、整流电路、滤波电路、脉冲发生器、脉冲变压器依次序作电连接，脉冲变压器的正、负两个输出端经高压导线连接等离子体反应器对应的正电极、负电极；脉冲变压器与脉冲发生器内的开关管是单端反激式逆变器设置的。

优先地所述的汽车等离子体空气消毒净化器，其特征在于所述的阻止微放电导电轨的两端再与正交设置在反应器四周的四根正电极金属支架固定，并作电连通；每根正电极金属支架的上、下两端各设一个绝缘连接物与反应器外壳相对应的安装孔固定；所述的纳米级TiO₂是带隙能3.2eV的锐钛矿型催化剂。

优先地所述的汽车等离子体空气消毒净化器，其特征在于所述的正电极的镍铬金属丝直径最佳值是0.15--0.20mm，或镍铬金属带最佳宽度是1.0--2mm，厚度是0.06--0.15mm。

优先地所述的汽车等离子体空气消毒净化器，其特征在于所述的脉冲变压器设有一个多槽绝缘线圈骨架，次级线圈是分三段至五段绕制在多槽绝缘线圈骨架相对应的凹槽内串联而成；每段线圈之间设一高压快恢复二极管，高压快恢复二极管的正极接在低电位线包的末端，高压快恢复二极管的负极接在高电位线包的起始端；所述的初级线圈和次级线圈的内孔中设有磁芯作电磁耦合，磁芯的磁回路中设有磁气隙；所述的磁芯最佳设计用铁基超微晶铁心，也可以设置铁氧体磁心。

优先地所述的汽车等离子体空气消毒净化器，其特征在于所述的脉冲发生器内的振荡器、误差放大器和PWM比较器可以是制成一个模块，也可以选用开关电源控制集成电路IC1包括UC3842、SG6848D制成；或数字控制电路和脉冲发生器是合用一块单片集成电路的，三端开关电源IC1包括TOP225或TOP224制成，也可以是用性能更好的单片五端开关电源IC1包括MC33374制成；所述的电流检测电路内设有光耦IC2的型号是PC817或P721。

经发明人分析研究：阻碍等离子体空气消毒净化器开发的瓶颈口是等离子体反应器。等离子体反应器的正电极选用细金属丝容易被烧断的根本原因--微放电效应没有被发现，对其物理上的原因也不明确，因而也就找不出解决阻止微放电效应的技术方案。凡是正在实施等离子体反应器放电正电极选用锯齿状或尖针状结构的空气消毒净化器的生产厂家，以前多数做过金属丝作为正电极的等离子体反应器。摒弃细金属丝正电极而选用锯齿状放电极或针尖状电离极的技术方案是一种偏见。

经调查：目前多数技术人员为了解决等离子体反应器正、负电极之间的上万伏特高电压的绝缘问题，选用塑料、有机玻璃、环氧树脂等绝缘材料作支架固定等离子体反应器金属丝的正及负电极板；也有少数的在绝缘支架与金属丝电极之间加了细弹簧。研究表明：介电常数高的绝缘材料对隔离高电位的正、负极有好处，致命弱点是产生微放电现象；其次是随着工作时间增加，其表面随大气湿度、尘埃的堆积造成漏电、爬弧。介电常数越高的材料，其表面微放电现象愈不可避免。为了提升消毒净化效果，当等离子体反应器的外加电源电压升高，其极化效应也相应增强。是正电极周围形成的强电场，在等离子体的催化作用下导致金属丝与绝缘材料接触区域局部产生微放电。这种微放电现象产生的高能电子对绝缘材料和金属导电材料分子的电离和离解起到直接作用，分解产物为它们的氧化物及水。这就是等离子体反应器的放电正电极选用细金属丝容易被烧断的根源所在。

本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：

本实用新型外壳特别设计，可以单独安装在轿车副驾驶位置下部，电源从驾驶室电热点烟器插座中引出；对于大客车则外壳按矩型体设计安装到车厢顶部，不必改动汽车现有设施。本发明去掉外壳和风机，也可以设置在车厢空调的回风口或出风口；或直接设计在汽车空调器中。本发明是将等离子体与二氧化钛优化组合，对汽车作动态消毒。

本实用新型所设计的等离子体反应器正电极是由若干条镍铬金属丝或镍铬金属带固定在阻止微放电导电轨上的，远离绝缘连接物。所以与现有技术相比，其微放电效应被阻止，不会影响等离子体反应器正常工作，使用寿命延长两倍以上。同时，使每根镍铬丝或金属带在直流强电场中作稳定的电晕放电，等离子体浓度比锯齿状或针尖状放电极提高一倍以上。

特别强调的是等离子体反应器负电极表面氧化处理的铝板制成，上面层面是容易敷设TiO₂。氧化处理生成的Al₂O₃层面薄，在18KV_P-P窄脉冲高压电场中不影响电晕放电。当等离子体反应器作电晕放电时，反应区发出的蓝光含有紫外线，波长为300--400nm，光强峰值位于357nm。而TiO₂的禁带宽度是3.2eV，对应紫外线波长阈值是387.5nm。实验表明TiO₂作空气消毒净化时，催化光源波长最好是≤387.5nm，反应区发出的紫外线波长峰值位于357nm是符合这一条件的。这样一来，紫外光源就可省掉，避免了紫外线放电灯损坏、对人体的伤害及紫外光源耗电量大的弊端。

本实用新型的消毒因子是低温等离子体加激发TiO₂所产生的自由基。

本实用新型具有广谱杀菌效果：对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、白念株菌、霉菌及支原体、乙肝、流感等病毒均有高效的杀灭率。同时具有除尘、去臭气、去异味、降解甲醛、烟雾和TVOC等有机废气的功能。经实测：在20m³密封房间空气中人工喷染的白色葡萄球菌，一台额定功率为7W的本实用新型工作20min后的杀灭率为99.98％以上，工作40min的杀灭率可高达100％。甲醛降解率98.7％，悬浮粒子数≤350个/L(Φ≥0.5μm)，空气中留存臭氧量≤0.02mg/m³。

节能是显而易见的：本实用新型在100m³室内达到医院II类环境消毒标准的等离子体反应器的消耗功率为6--7W。本实用新型用于汽车，则是内设加热装置或静电除尘模块、紫外线空气净化模块技术方案的三分之一以下。

总的说来，本实用新型对汽车内消毒杀菌、吸附可吸入颗粒物和降解有毒有害气体都有效，空气消毒净化效率高、节能、可靠性好、工作寿命长；而且结构简单，便于安装。

可见，本实用新型对于现有技术，对于所属技术领域的技术人员来说，是非显而易见的，并能够产生预想不到的技术效果。

附图说明：

图1是汽车等离子体空气消毒净化器的结构示意图；

图2是本实用新型等离子体反应器正面结构示意图；

图3是本实用新型等离子体反应器立体结构示意图；

图4是本实用新型的脉冲电源电原理图；

图5是本实用新型的脉冲变压器结构示意图；

图6是本实用新型的脉冲变压器电路图；

图7是本实用新型脉冲变压器输出高压放电电流波形图。

主要部件附图标记说明：

1-等离子体反应器 2-脉冲电源 3-风机组件

5-进风口 6-出风口 7-电源连接器

8-外壳 9-进风口空气过滤器 10-出风口空气过滤器

11-高压导线 16-风机组件支架 17-支架固定螺钉

101-正电极 102-负电极 103-阻止微放电导电轨

104-正电极金属支架 105-绝缘连接物 106-绝缘连接物固定栓

107-导电轨固定圈 108-反应器外壳 201-EMC滤波器

202-整流电路 203-滤波电路 204-脉冲发生器

205-脉冲变压器 206-电流检测电路 211-初级绝缘线圈骨架

212-多槽绝缘线圈骨架 214-初级线圈 215-次级线圈

216-磁芯 217-高压快恢复二极管 218-磁气隙

具体实施方式：

下面参照附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。

实施例1：

图1是汽车等离子体空气消毒净化器的结构示意图；图2是本实用新型等离子体反应器正面结构示意图；图3是本实用新型等离子体反应器立体结构示意图。

如图1所示，汽车等离子体空气消毒净化器，包括等离子体反应器1、脉冲电源2、风机组件3、进风口5、出风口6和外壳8，进风口5设有进风口空气过滤器9，出风口6设有出风口空气过滤器10，等离子体反应器1和风机组件3设置在气流之中。所述的等离子体反应器1内设有若干条镍铬金属丝或镍铬金属带在同一平面内按等距离平行排列制成的正电极101，正电极101置于相邻两个负电极102中间部位；正电极101的两端是固定在阻止微放电导电轨103上对应的凹槽或凸部中，阻止微放电导电轨103是由铝棒或不锈钢条制成，并作电连通。阻止微放电导电轨103的两端设有绝缘物固定在外壳8相应位置上，绝缘物的半径设计值是比正电极101与负电极102之间距离大3--5mm。所述的负电极102的上、下两端是直接固定在金属制成的反应器外壳108上，并作电连通。负电极102是表面氧化处理的铝板制成，负电极102的两面敷设纳米级TiO₂。所述的纳米级TiO₂是带隙能3.2eV的锐钛矿型催化剂。锐钛矿型催化剂的带隙能高，其杀毒灭菌、降解TVO_S效果好。风机组件3边框设有风机组件支架16，风机组件支架16兼作导风板，用支架固定螺钉17固定在外壳8上。

本实用新型所设置的正电极101是由若干条镍铬金属丝或镍铬金属带设在同一平面内，并按24mm最佳值等距离排列制成一个组件，共计n组(n为100以下整数)；负电极102是金属板为n+1块；正电极101与负电极102之间的放电最佳距离是8--18mm。

所述的正电极101的镍铬金属丝直径最佳值是0.15--0.20mm，或镍铬金属带最佳宽度是1.0--2mm，厚度是0.06--0.15mm。获得预定的等离子体强度要求，保持低的电晕放电电压，又有足够的机械强度。在实施中，取正电极101的镍铬金属丝直径最佳值是0.18mm，或镍铬金属带最佳宽度是1.5mm，厚度是0.10mm，获得理想的杀菌效果及工作寿命。

实施例2：

图4是本实用新型的脉冲电源电原理图，图5是本实用新型的脉冲变压器结构示意图，图6是本实用新型的脉冲变压器电路图。

本实用新型专为呈容性的等离子体反应器设计的高压窄脉冲开关电源。图中，脉冲电源2内设有EMC滤波器201、整流电路202、滤波电路203、脉冲发生器204、脉冲变压器205依次序作电连接，脉冲变压器205的正、负两个输出端经高压导线11连接等离子体反应器1对应的正电极101、负电极102。脉冲变压器205输出低电位端设有电流检测电路206，将检测到的脉冲变压器205输出电流信号送入脉冲发生器204输入端，脉冲发生器204内设有的振荡器、误差放大器、PWM比较器及开关管。振荡器、误差放大器、PWM比较器及开关管是设置在一个模块内的，也可以集成在集成电路IC1内，IC1内的开关管D极接脉冲变压器205初级绕组a1端，S极接整流电路202负输出端，控制极C与电流检测电路206内所设的光耦电路IC2输出端4连接。脉冲变压器205的初级线圈214和次级线圈215的同名端a1、a2和异名端b1、b2是反向设置的。脉冲变压器205与集成电路IC1内的开关管是单端反激式逆变器设置的。

脉冲变压器205设有一个多槽绝缘线圈骨架212，次级线圈215是分三段至五段绕制在多槽绝缘线圈骨架212相对应的凹槽内串联而成，只要体积允许，可以是三个、四个甚至五个以上。每段线圈之间设一高压快恢复二极管217，高压快恢复二极管217的正极接在低电位线包的末端，高压快恢复二极管217的负极接在高电位线包的起始端。高压快恢复二极管217将次级线圈215每个线包作高频隔离，绕组的分布电容是按指数下降，有利于提高输出脉冲的上升沿和下降沿的速率；还可以降低对高压快恢复二极管217的反向耐电压要求，既降低成本、又增加工作可靠性，获得意想不到的效果。

一般地说，线圈分三段绕制的绕组分布电容是原来的九分之一左右，线圈分五段绕制的绕组分布电容是原来的二十五分之一左右。高压快恢复二极管217的耐电压参数至少是12KV，恢复时间小于80nS。

所述的初级线圈214和次级线圈215的内孔中设有磁芯216作电磁耦合，磁芯216是铁基超微晶铁心，磁芯216的磁回路中设有磁气隙218。磁气隙218的设置宽度是0.15--0.4mm，是根据工作频率和输出功率予以调整。最佳实施例工作频率38KHz，输出功率7W，磁气隙218设置宽度是0.25mm。所述的磁芯216也可以是R2KD的铁氧体磁心材料制成。只是软磁铁氧体磁芯的工作磁通密度不高、磁导率偏低，绕组线圈需要增加一倍以上才能达到原来的电感量，这当然会使脉冲变压器205的输出效率、脉冲上升速率指标不如铁基超微晶铁心优越。

本实用新型所述的脉冲发生器204内设有瞬变二极管D5和快恢复二极管D6反向串联后与初级线圈214并联，瞬变二极管D5的正极与整流电路202的正输出端连接，电容器C6与瞬变二极管D5并连。快恢复二极管D6的正极与开关管漏极连接。瞬变二极管D5吸收脉冲发生器204关断时产生的反向超过阈值的峰值电压，起箝位作用。本实施例当市电电压为220V时，瞬变二极管D5优选1.5KE250A型，工作电流4.2A，限幅电压237--263V。整流电路202是由二极管D1、D2、D3和D4按桥式整流电路连接。滤波电容器C3与整流电路202直流输出端并联。

光耦IC2的输入端1脚接地，光耦IC2输入端2脚与脉冲变压器205的次级线圈异名端b2连接，光耦IC2输出端3脚是供电端，接二极管D7的负极，其正极与脉冲变压器205设置的低电压绕组连接。光耦IC2的4脚是输出端。取样电阻R2并联在光耦IC2的输入端。流经取样电阻R2上是脉冲变压器205送至等离子体反应器1的工作电流，由光耦IC2光电转换作电隔离后，将等离子体反应器1的工作电流取样送至脉冲发生器204内的误差放大器和PWM比较器处理。当等离子体反应器1工作时被损坏、老化、短路时的异常状态信号电流经过处理，PWM比较器的输出脉宽为零，开关管被关闭，实现自动保护。同样，当等离子体反应器1的工作电流因负载大小而变化，PWM比较器的输出脉宽也改变，控制开关管导通时间，实现自动调整脉冲电源输出功率。

脉冲变压器205初级线圈214是绕在初级绝缘线圈骨架211内，脉冲变压器205的输出端设有高压导线213与等离子体反应器1的正电极连接，等离子体反应器1的负电极接地。

本实用新型所述的EMC滤波器201设有差模电感器LI和共模电感器L2两者串联，EMC滤波器201输入端并联电容器C1，EMC滤波器201输出端并联电容器C2。由于本实用新型脉冲电源设有EMC滤波器201，脉冲变压器205初级线圈的两端设有脉冲限幅电路，脉冲发生器204与脉冲变压器205是按反激式逆变器设置，外接的等离子体反应器1与市电隔离，其外壳直接接地，电磁屏蔽、安全性能好。本实用新型从0.009---30MHz频段范围内，电磁兼容指标符合国内外有关标准规定。

本实用新型所设计的脉冲电源中的脉冲发生器与脉冲变压器是按反激式逆变器设置，获得高频窄脉冲驱动电流，在呈容性的等离子体反应器工作中不会出现打火之类故障。必须说明的是，脉冲发生器与脉冲变压器按反激式逆变器设置，它除了完成升压任务，还使与之连接的等离子体反应器与市电隔离，反应器的负电极和外壳可以直接安全接地，电磁屏蔽性能更好。

同时获得意想不到的有益效果是：反激式逆变器输出的脉冲电流是脉冲发生器在关断时使存储在脉冲变压器初级绕组内的磁能瞬间释放，获得输出18KV_P-P，工作频率40KH_Z，脉冲宽度4μS，上升时间70nS的窄脉冲高压电晕放电电流；再是当等离子体反应器意外短路，由于反激式脉冲变压器的隔离作用，即脉冲发生器关闭时脉冲变压器的次级才导通输出，因而脉冲电源的半导体开关管工作是安全的，保护电路只作辅助用，可靠性高，开关管可以选用耐压600V的普通功率半导体管。

图7是本实用新型脉冲变压器输出高压放电电流波形图。此放电电流波形是在脉冲变压器205的输出端外接等离子体反应器1接地端的取样电阻器R2上测得的。数字式示波器显示表明：脉冲占空比为16％，脉冲宽度是3uS，脉冲上升时间为70nS。本发明脉冲变压器输出高压放电电流波形一致性好，等离子体反应器的电晕放电稳定。

本实用新型脉冲电源2工作原理：

市电由整流电路202桥式整流，滤波电容器C3滤波供脉冲发生器204逆变。当脉冲发生器204中的开关管被PWM脉冲激励而导通时，次级高压快恢复二极管217因反向而截止；整流电路202直流输出电压施加到脉冲变压器205初级线圈的两端，此时初级线圈214相当于一个纯电感，流过初级线圈214的电流线性上升，电源能量以磁能形式存储在初级线圈214的电感中；当开关管截止时，由于电感电流不能突变，初级线圈214两端电压极性瞬间反向，次级线圈215上的电压极性颠倒使高压快恢复二极管217正向导通，初级线圈214储存的能量传送到次级线圈215升压，产生高压窄脉冲电流，提供给外接的等离子体反应器作电晕放电。

实施例3：

图2、图3所示，当消毒净化空间大，等离子体反应器设置的阻止微放电导电轨103数量超过5根的，所述的阻止微放电导电轨103的两端再与正交设置在反应器四周的四根正电极金属支架104固定，并作电连通；每根正电极金属支架104的上、下两端各设一个绝缘连接物105与反应器外壳108相对应的安装孔固定，反应器外壳108上设有绝缘连接物固定栓106，把绝缘连接物105紧密固定。这样设计减少绝缘连接物105用量，结构紧凑。本发明所设计的正电极金属支架104直径为4.0mm，正电极金属支架104外缘设有内孔直径4.1mm的阻止微放电导电轨固定圈107，等距离隔开相邻的阻止微放电导电轨103，固定圈的长度按减小同极性电磁场相互屏蔽作用的要求设定。本例导电轨固定圈107设计为18--25mm。

实施例4：

本实用新型所述的脉冲发生器204内的振荡器、误差放大器、PWM比较器可以是制成一个模块，开关管可选用功率场效应半导体管或IGBT外接。振荡器、误差放大器、PWM比较器是单片市售集成电路组合制成。也可以选用开关电源控制集成电路IC1包括UC3842、SG6848D制成。振荡器、误差放大器和PWM比较器和开关管是合用一块单片集成电路的，可选用三端开关电源IC1包括TOP225或TOP224制成，也可以是用性能更好的单片五端开关电源IC1包括MC33374制成，功能相似，成本略高。本实用新型所述的电流检测电路206内设有光耦集成电路IC2的型号是PC817或P721。

本实用新型等离子体反应器内的催化净化原理是：以高能电子与气体分子碰撞反应为基础。其催化净化机理包括两个步骤：一是在产生等离子体的过程中，高频放电产生瞬间高能量，打开某些有害气体分子的化学键，使其分解成单质原子或无害分子。二是等离子体中包含大量的高能电子、离子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基，这些活性粒子的平均能量高于气体分子的键能，它们和有害气体分子发生频繁的碰撞，打开气体分子的化学键，同时还会产生大量的·OH，·HO₂，·O等自由基和氧化性极强的O₃，它们与有害气体分子发生化学反应生成无害产物。活性自由基·OH的氧化电位(2.8eV)比臭氧的氧化电位(2.07eV)还高出35％，·OH自由基与有机物的反应速度高出几个数量级。本发明将污染空气中的有害物质氧化为二氧化碳和水或矿物质作用机理分析如下：

H₂S+·OH→HS+H₂O

HS+O₂+·OH+·O→SO₃+H₂O

NH₃+·OH→NH₂+H₂O

NH₂+O₂+·O→NO₂+H₂O

实测表明，污染空气中的大部分有害物质能在很短的间内被氧化分解，降解率在95％以上。

总的来说，本实用新型的电晕放电作用下有机物的降解是一个复杂的等离子体化学反应过程，由于自由基存在的时间极短，反应速度也相当快，要具体确定某一个反应过程是十分困难的。虽然目前已有大量低温等离子体降解污染物机理的研究，但还未形成能指导实践的理论体系，因而深入研究低温等离子体降解污染物的机理是应用研究方向之一。

本实用新型空气中污染颗粒物净化原理是：利用等离子体反应器正电极在高压脉冲电源的驱动下作电晕放电，产生低温等离子体，其中包含的大量电子和正负离子在电场梯度的作用下，与空气中的微粒发生非弹性碰撞，从而附着在上面，使之成为荷电粒子。在外加电场力作用下，荷电粒子向反应器负电极板迁移，最终沉积在反应器负电极板上。其处理过程分为三个阶段：

①e+M(气体分子)→M^-；

②M^-+PM(微粒)→(PMM)；

③(PMM)^-→PMM(沉积在负电极板上)。

静电集尘是一个物理过程，在这个过程中，对悬浮在空气中直径小于100μm的总悬浮颗粒(TSP)和直径小于10μm的可吸入颗粒(PM₁₀)产生清除效果达95％以上。

本实用新型再加上二氧化钛(TiO₂)光催化在等离子体反应器自身发出的紫外光线作用下，光源的能量激发TiO₂周围的气体分子产生活性极强的自由基。这些氧化能力极强的自由基几乎可以分解绝大部分有机物质与部分无机物质，达到杀菌，除臭，空气净化加倍的效果。这就是本发明创造的等离子体与二氧化钛优化组合的特点。

低温等离子体与二氧化钛光催化技术作为近年来出现的新型空气净化技术，它们均能高效杀灭细菌，降解挥发性有机化合物VOC_S，也可以抑制甲型H1N1流感的空气传播途径。尤其是低温等离子体空气消毒净化器内含静电场，还能吸附粒径小至0.01μm颗粒物。

本实用新型使用范围是汽车内的空气作动态消毒，尤其是轿车。也能用于地铁、轻轨车厢的空气消毒净化。配合空调器，用于办公室、住房等范围更广。

说明书公开了发明人从大量理论研究出发，设计和试验的事实及本实用新型的最佳实施方式，但本实用新型的实践不限于此。说明书参照附图的实施例对本实用新型作了进一步说明，而并非是对本实用新型的限定。显然，本领域的技术人员在本实用新型的技术理念范围内，按上述揭示的发明所设计的等离子体反应器内的阻止微放电技术、负电极板敷设TiO₂及其脉冲电源公开的内容作出包括材质在内的各种方式简单变形或等同替代，进行各种添加、修改或重置而不偏离基本实用新型构思范围，并不会偏离本实用新型的精神或者超越权利要求书定义的范围。

Claims

1.汽车等离子体空气消毒净化器，包括等离子体反应器(1)、脉冲电源(2)、风机组件(3)、进风口(5)、出风口(6)和外壳(8)，进风口(5)设有进风口空气过滤器(9)，出风口(6)设有出风口空气过滤器(10)，等离子体反应器(1)和风机组件(3)设置在气流之中；风机组件(3)边框设有风机组件支架(16)，用支架固定螺钉(17)固定在外壳(8)上；脉冲电源(2)和风机组件(3)的电输入端设电源连接器(7)与汽车蓄电池相连接；其特征在于所述的等离子体反应器(1)内设有若干条镍铬金属丝或镍铬金属带在同一平面内按等距离平行排列制成的正电极(101)，正电极(101)置于相邻两个负电极(102)中间部位；正电极(101)的两端是固定在阻止微放电导电轨(103)上对应的凹槽或凸部中，阻止微放电导电轨(103)是由铝棒或不锈钢条制成，并作电连通；阻止微放电导电轨(103)的两端设有绝缘物固定在外壳(8)相应位置上；所述的负电极(102)的上、下两端是直接固定在金属制成的反应器外壳(108)上，并作电连通；负电极(102)是表面氧化处理的铝板制成，负电极(102)的两面敷设纳米级TiO₂。

2.根据权利要求1所述的汽车等离子体空气消毒净化器，其特征在于所述的脉冲电源(2)内设有EMC滤波器(201)、整流电路(202)、滤波电路(203)、脉冲发生器(204)、脉冲变压器(205)依次序作电连接，脉冲变压器(205)的正、负两个输出端经高压导线(11)连接等离子体反应器(1)对应的正电极(101)、负电极(102)；脉冲变压器(205)与脉冲发生器(204)内的开关管是单端反激式逆变器设置的。

3.根据权利要求1所述的汽车等离子体空气消毒净化器，其特征在于所述的阻止微放电导电轨(103)的两端再与正交设置在反应器四周的四根正电极金属支架(104)固定，并作电连通；每根正电极金属支架(104)的上、下两端各设一个绝缘连接物(105)与反应器外壳(108)相对应的安装孔固定；所述的纳米级TiO₂是带隙能3.2eV的锐钛矿型催化剂。

4.根据权利要求1所述的汽车等离子体空气消毒净化器，其特征在于所述的正电极(101)的镍铬金属丝直径最佳值是0.15——0.20mm，或镍铬金属带最佳宽度是1.0——2mm，厚度是0.06——0.15mm。

5.根据权利要求1或2所述的汽车等离子体空气消毒净化器，其特征在于所述的脉冲变压器(205)设有一个多槽绝缘线圈骨架(212)，次级线圈(215)是分三段至五段绕制在多槽绝缘线圈骨架(212)相对应的凹槽内串联而成；每段线圈之间设一高压快恢复二极管(217)，高压快恢复二极管(217)的正极接在低电位线包的末端，高压快恢复二极管(217)的负极接在高电位线包的起始端；所述的初级线圈(214)和次级线圈(215)的内孔中设有磁芯(216)作电磁耦合，磁芯(216)的磁回路中设有磁气隙(218)；所述的磁芯(216)最佳设计用铁基超微晶铁心，也可以设置铁氧体磁心。

6.根据权利要求1或2所述的汽车等离子体空气消毒净化器，其特征在于所述的脉冲发生器(204)内的振荡器、误差放大器和PWM比较器可以是制成一个模块，也可以选用开关电源控制集成电路IC1包括UC3842、SG6848D制成；或数字控制电路(204)和脉冲发生器(205)是合用一块单片集成电路的，三端开关电源IC1包括TOP225或TOP224制成，也可以是用性能更好的单片五端开关电源IC1包括MC33374制成；所述的电流检测电路(206)内设有光耦IC2的型号是PC817或P721。