CN214370783U - 一种电化学空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电化学空气净化装置，用于对空气中污染物进行过滤、洗脱及将污染物在电极表面进行氧化分解处理；装置包括壳体、扣合于壳体上端用于出气的顶盖和扣合在壳体一侧端用于进气的端盖；壳体内设有进气腔和反应腔，进气腔设置在靠近端盖的一侧，其内部设有与端盖的进气口相连的进气管路，进气管路上设有机械泵，进气管路的另一端与反应腔相通；反应腔从下至上依次设有电源模块、电解池模块、多级过滤挡板和气液分离器，气液分离器与顶盖上的出气口相通，其中，多级过滤挡板和气液分离器根据排出空气所需的空气湿度指标按需设置。本发明可有效清除空气污染物，在空气净化、污水处理等领域展现出广阔的应用前景。

Description

一种电化学空气净化装置

技术领域

本发明涉及电化学、空气净化及氢医疗技术领域，具体而言，尤其涉及一种电化学空气净化装置。

背景技术

空气中的各种污染物(如：PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等)被认为是人体呼吸道疾病和外伤感染的重要致病元凶。因此，通过将空气进行净化消杀及产生对人体健康有益的氢气对预防各种疾病的传播及提高人们的生活环境质量具有至关重要的意义。

而现有的空气净化设备主要由物理吸附、通风机和臭氧发生器、负离子发生器等组成，只能吸附部分空气中悬浮的灰尘和一些微小颗粒，因结构和功能的限制，不能对空气中的一氧化碳、甲醛、苯、硫化氢等有害物实现清除，无法提供新鲜空气的最佳效果。

氢气不仅是一种清洁能源，也是一种独特的医疗气体，在生命健康和医疗领域具有极大的应用价值。因此，基于对生活环境质量高标准的需求，急需开发一种高效除尘、除有害污染物、并可提供对人体健康有益的氢气的空气净化消杀装置。

发明内容

根据上述提出现有的空气净化设备对空气中的一氧化碳等有害物难以清除的技术问题，而提供一种电化学空气净化装置。本发明主要利用在壳体内依次设置用于供电的电池模块、用于产生氢气、氧气和对空气污染物洗脱及电化学氧化的电解池模块、用于对产生的氢气、氧气及净化后空气进一步过滤的多级过滤挡板和气液分离器，从而高效地净化空气并制备出氢气和氧气，达到空气净化的特点。

本发明采用的技术手段如下：

一种电化学空气净化装置，用于对空气中污染物进行过滤、洗脱及将污染物在电极表面进行氧化分解处理；其特征在于：

所述装置包括壳体、扣合于所述壳体上端用于出气的顶盖和扣合在所述壳体一侧端用于进气的端盖；

所述壳体内设有进气腔和反应腔，所述进气腔设置在靠近所述端盖的一侧，其内部设有与所述端盖的进气口相连的进气管路，所述进气管路上设有机械泵，所述进气管路的另一端与所述反应腔相通；

所述反应腔从下至上依次设有用于供电的电源模块、用于对空气中污染物洗脱和电化学氧化的电解池模块、用于气液分离的多级过滤挡板和气液分离器，所述气液分离器与所述顶盖上的出气口相通，其中，所述多级过滤挡板和气液分离器根据排出空气所需的空气湿度指标按需设置。

进一步地，当所述进气管路的进气端设置的位置低于所述多级过滤挡板时，所述进气管路上还设有单向阀。

进一步地，所述端盖的进气口与所述进气管路的进气端之间设有进气过滤膜。

进一步地，所述电解池模块中设有用于反应的两个电极、置于两个电极之间的离子交换膜和电解液，所述进气管路进入到所述电解池模块中的一端出口处设有用于打碎气泡的障碍物。

进一步地，所述电解池模块与所述多级过滤挡板之间还设有水位监测模块，所述水位监测模块包括与传感器相连的高低水位浮球。

进一步地，所述多级过滤挡板至少设置一级，所述多级过滤挡板的结构主体上设有至少一个用于氢气、氧气及净化空气通过的通孔，交错布置的多个过滤挡板形成过滤结构。

进一步地，所述气液分离器至少设置一个，所述多级过滤挡板的顶层通孔与所述气液分离器的进口相连通，所述气液分离器的出口与设置在所述顶盖上的出气口之间设有出气过滤膜。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明以水为反应原料，以廉价的无机盐为电解质，在阴极可直接产生常压的氢气，在阳极将空气污染物进行过滤、洗脱及电化学氧化消杀的同时产生氧气，具有较高的安全性，结构设计合理，实用性强，在空气净化、污水处理等领域展现出广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种电化学空气净化装置的整体结构示意图Ⅰ。

图2为本发明一种电化学空气净化装置的整体结构示意图Ⅱ。

图中：1、壳体；2、顶盖；3、出气口；4、端盖；5、进气口；6、电极；7、离子交换膜；8、障碍物；9、高低水位浮球；10、一级过滤挡板；11、二级过滤挡板；12、三级过滤挡板；13、一级气液分离器；14、二级气液分离器；15、单向阀；16、机械泵；17、电极接线柱；18、出气过滤膜；19、进气过滤膜。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种电化学空气净化装置，用于对空气中污染物进行过滤、洗脱及将污染物在电极表面进行氧化分解处理。

所述装置包括壳体1、扣合于所述壳体1上端用于出气的顶盖2和扣合在所述壳体1一侧端用于进气的端盖4；

所述壳体内设有进气腔和反应腔，所述进气腔设置在靠近所述端盖4的一侧，其内部设有与所述端盖4的进气口5相连的进气管路，所述进气管路上设有机械泵16，所述进气管路的另一端与所述反应腔相通；

所述反应腔从下至上依次设有用于供电的电源模块、用于对空气中污染物洗脱和电化学氧化的电解池模块、用于气液分离的多级过滤挡板和气液分离器，所述气液分离器与所述顶盖2上的出气口3相通，其中，所述多级过滤挡板和气液分离器根据排出空气所需的空气湿度指标按需设置。

当所述进气管路的进气端设置的位置低于所述过滤挡板10的位置时，所述进气管路上还设有单向阀15。

所述端盖4的进气口5与所述进气管路的进气端之间设有进气过滤膜19。

所述电解池模块中设有用于反应的两个电极、置于两个电极之间的离子交换膜和电解液，所述进气管路进入到所述电解池模块中的一端出口处设有用于打碎气泡的障碍物8。

所述电解池模块与所述多级过滤挡板之间还设有水位监测模块，所述水位监测模块包括与传感器相连的高低水位浮球9。

所述多级过滤挡板至少设置一级，所述多级过滤挡板的结构主体上设有至少一个用于氢气、氧气及净化空气通过的通孔，交错布置的多个过滤挡板形成过滤结构。

所述气液分离器至少设置一个，所述多级过滤挡板的顶层通孔与所述气液分离器的进口相连通，所述气液分离器的出口与设置在所述顶盖2上的出气口3之间设有出气过滤膜18。

上述电化学空气净化装置的净化方法，具体包括如下净化过程：

待净化的空气先经过端盖4上的进气口5，通过设置在端盖4上的进气过滤膜19对气体进行初步过滤；然后通过机械泵16将气体经打碎气泡的障碍物8输送到反应腔的电解池模块中，对空气中的污染物进行洗脱及电化学氧化，同时电解池发生电解水反应产生氢气和氧气，气体再依次经过多级过滤挡板和气液分离器、设置在顶盖2上的出气过滤膜18，最终获得富含氢气和氧气的净化空气。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种电化学空气净化装置，所述装置包括壳体1、扣合于壳体1上端用于出气的顶盖2和扣合在所述壳体1右端用于进气的端盖4，所述壳体1内左侧为反应腔，右侧为进气腔。左侧从下至上依次设有用于供电的电源模块、用于产生氢气、氧气和空气污染物洗脱及电氧化的电解池模块、用于气液分离的一级过滤挡板10、二级过滤挡板11、三级过滤挡板12、一级气液分离器13和二级气液分离器14，所述壳体内右侧设有用于进气的进气管路和机械泵16，由于进气端的位置低于所述端盖4的进气口5的位置，为了防止液体倒灌，在所述进气管路上还设有单向阀15。气液分离器14的出口与设置在所述顶盖2内的出气口3之间设有出气过滤膜18，其中，所述多级过滤挡板和气液分离器根据所需空气湿度指标按需设置，所述机械泵16与设置在所述端盖4内的进气口5之间设有进气过滤膜19。

在所述电解池模块与所述一级过滤挡板10之间还设有水位监测模块，所述水位监测模块包括与传感器相连的高低水位浮球9，监测电解液的加入量和使用量。

所述多级过滤挡板的结构主体上设有至少一个用于氢气、氧气及净化空气通过的通孔，交错布置多个挡板形成过滤结构，带有水汽的氢气及净化空气经过层层过滤板凝结水汽，使得从气液分离器进去的气体更加干燥。

所述气液分离器设有下进上出的进口和出口。一级气液分离器13的进口与三级过滤挡板12的通孔相连通。一级气液分离器13的出口与二级气液分离器14的进口相连通。二级气液分离器14的出口与设置在所述顶盖2内的出气口3之间设有出气过滤膜18，使得从出气口3出去的气体更加干燥及纯净。

所述净化方法包括空气先经过进气口5到进气过滤膜19对气体进行过滤，然后用机械泵16将气体经单向阀15和打碎气泡的障碍物8输送到电解池模块对空气污染物进行洗脱及电化学氧化，同时电解池发生电解水反应产生氢气和氧气，最终获得富含氢气和氧气的净化空气；

实施例2

如图2所示，与实施1不同的是，在本实施例中，为了增加空气湿度，只设计了一级过滤挡板10和一个气液分离器13，其过滤板和气液分离器的结构与实施例1大体相同，在本实施例中，为了提高电催化反应速率，取消了离子交换膜7。进气管路的进气端高于过滤挡板10，因此在进气管路上取消了单向阀15的设置，上移进气管路可以防止电解液倒流到机械泵16中。

本发明以水为反应原料，以廉价的无机盐为电解质，在阴极可直接产生常压的氢气，在阳极将空气污染物进行过滤、洗脱及电化学氧化消杀的同时产生氧气，具有较高的安全性，结构设计合理，实用性强。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种电化学空气净化装置，用于对空气中污染物进行过滤、洗脱及将污染物在电极表面进行氧化分解处理；其特征在于：

所述装置包括壳体、扣合于所述壳体上端用于出气的顶盖和扣合在所述壳体一侧端用于进气的端盖；

所述壳体内设有进气腔和反应腔，所述进气腔设置在靠近所述端盖的一侧，其内部设有与所述端盖的进气口相连的进气管路，所述进气管路上设有机械泵，所述进气管路的另一端与所述反应腔相通；

所述反应腔从下至上依次设有用于供电的电源模块、用于对空气中污染物洗脱和电化学氧化的电解池模块、用于气液分离的多级过滤挡板和气液分离器，所述气液分离器与所述顶盖上的出气口相通，其中，所述多级过滤挡板和气液分离器根据排出空气所需的空气湿度指标按需设置。

2.根据权利要求1所述的电化学空气净化装置，其特征在于，当所述进气管路的进气端设置的位置低于所述多级过滤挡板时，所述进气管路上还设有单向阀。

3.根据权利要求1所述的电化学空气净化装置，其特征在于，所述端盖的进气口与所述进气管路的进气端之间设有进气过滤膜。

4.根据权利要求1所述的电化学空气净化装置，其特征在于，所述电解池模块中设有用于反应的两个电极、置于两个电极之间的离子交换膜和电解液，所述进气管路进入到所述电解池模块中的一端出口处设有用于打碎气泡的障碍物。

5.根据权利要求1所述的电化学空气净化装置，其特征在于，所述电解池模块与所述多级过滤挡板之间还设有水位监测模块，所述水位监测模块包括与传感器相连的高低水位浮球。

6.根据权利要求1所述的电化学空气净化装置，其特征在于，所述多级过滤挡板至少设置一级，所述多级过滤挡板的结构主体上设有至少一个用于氢气、氧气及净化空气通过的通孔，交错布置的多个过滤挡板形成过滤结构。

7.根据权利要求1所述的电化学空气净化装置，其特征在于，所述气液分离器至少设置一个，所述多级过滤挡板的顶层通孔与所述气液分离器的进口相连通，所述气液分离器的出口与设置在所述顶盖上的出气口之间设有出气过滤膜。

Images