CN220818009U - 一种空气净化模块和空气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种空气净化模块和空气净化装置,涉及空气净化领域。空气净化模块包括:绝缘蜂窝结构,其第二绝缘蜂窝位于第一绝缘蜂窝的出风侧,绝缘蜂窝结构具有位于第一绝缘蜂窝的进风侧的第一侧、位于第一和第二绝缘蜂窝之间的第二侧、位于第二绝缘蜂窝的出风侧的第三侧;和非热等离子体发生器,其放电电极设于绝缘蜂窝结构的第一侧和第二侧中的一侧,对电极设于绝缘蜂窝结构的第二侧和第三侧中的一侧;第一和第二绝缘蜂窝分别负载有第一和第二材料,第一和第二材料为能与非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用的催化剂,或第二材料为吸附剂。该空气净化模块无需更换,无需配备紫外灯而单独使用,还能去除臭氧等副产物,避免二次污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气净化技术领域,更具体地,涉及一种空气净化模块和空气净化装置。
背景技术
目前家居电器中多采用非再生型吸附、化学催化等方式进行空气净化和异味去除。
传统的非再生型吸附技术存在吸附饱和后的二次污染的问题,需要定期更换吸附材料;对于价格相对低廉的吸附材料一般可采取定期更换的方式,但对于价格相对较高的吸附材料,更换吸附材料造价高是一个亟待解决的问题。
针对于商用的催化剂,其催化反应相对单一无法覆盖所有污染物。即便相对通用的催化剂在面对不同的污染物时也会有不同的催化活性,无法做到对于所有污染物都能够高效地去除的效果。
目前,采用等离子放电技术进行空气净化处理主要针对于工业或商业上的大流量、高浓度的污染废气的快速处理场景,主要依靠高浓度的臭氧以及其他活性物质进行处理,该处理过程能耗较大且产生的臭氧和氮氧化物等二次污染。将等离子放电技术应用于去除室内污染物方面的案例较少,因为采用等离子放电技术进行空气净化的同时会产生二次污染。
因此,目前家居电器中采用的非再生型吸附、化学催化,等离子放电技术等方式均存在一定的局限性和负面问题。
实用新型内容
本实用新型实施例的主要目的是提供一种空气净化模块和应用该空气净化模块的空气净化装置,本申请实施例的空气净化模块利用非热等离子体发生器作为能量源产生活性粒子,该活性粒子可与绝缘蜂窝结构中的催化剂协同作用降解异味和净化空气,避免传统的吸附技术存在饱和后失效的情况;本申请的空气净化模块中的催化剂可以消除非热等离子体发生器产生的臭氧等副产物,从而提高污染物的矿化率,避免了二次污染;并且第一绝缘蜂窝负载的催化剂和第二绝缘蜂窝负载的催化剂或吸附剂形成不同的组合方案,可以去除不同类型的污染物。
本实用新型实施例提供了一种空气净化模块,包括:
绝缘蜂窝结构,包括相对设置的第一绝缘蜂窝和第二绝缘蜂窝,所述第二绝缘蜂窝位于所述第一绝缘蜂窝的出风侧,所述绝缘蜂窝结构具有位于所述第一绝缘蜂窝的进风侧的第一侧、位于所述第一绝缘蜂窝和所述第二绝缘蜂窝之间的第二侧、以及位于所述第二绝缘蜂窝的出风侧的第三侧;和
非热等离子体发生器,包括放电电极和对电极,所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第一侧和第二侧中的一侧,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧和第三侧中的一侧;
所述第一绝缘蜂窝负载有第一材料,所述第一材料设置为能与所述非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化的催化剂,所述第二绝缘蜂窝负载有第二材料,所述第二材料设置为能与所述非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化的催化剂或吸附剂。
在一些示例性的实施例中,所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第一侧,且所述放电电极与所述第一绝缘蜂窝的进风侧的进风端面之间的间隙为0-0.5mm;或
所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述放电电极与所述第一绝缘蜂窝的出风侧的出风端面之间的间隙为0-0.5mm,所述放电电极与所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面之间的间隙为0-0.5mm。
在一些示例性的实施例中,所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第一侧,且所述放电电极紧贴所述第一绝缘蜂窝的进风侧的进风端面;或
所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述放电电极紧贴所述第一绝缘蜂窝的出风侧的出风端面和所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面。
在一些示例性的实施例中,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述对电极与所述第一绝缘蜂窝的出风侧的出风端面之间的间隙为0-0.5mm,所述对电极与所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面之间的间隙为0-0.5mm;或
所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第三侧,且所述对电极与所述第二绝缘蜂窝的出风侧的出风端面之间的间隙为0-0.5mm。
在一些示例性的实施例中,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述对电极紧贴所述第一绝缘蜂窝的出风侧的出风端面和所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面;或
所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第三侧,且所述对电极紧贴所述第二绝缘蜂窝的出风侧的出风端面。
在一些示例性的实施例中,所述放电电极和所述对电极均设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述放电电极和所述对电极交替间隔设置,所述放电电极和所述对电极之间的间距为7mm-23mm。
在一些示例性的实施例中,所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第一侧,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述放电电极和所述对电极在所述第一绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影至少部分重合或者错位设置;或者
所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第三侧,且所述放电电极和所述对电极在所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影至少部分重合或者错位设置。
在一些示例性的实施例中,所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第一侧,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,所述放电电极和所述对电极在所述第一绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影错位设置,且所述放电电极和所述对电极在所述第一绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影之间的间距不大于5mm,所述放电电极和所述对电极之间的间距为10mm-25mm;或者
所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第三侧,所述放电电极和所述对电极在所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影错位设置,且所述放电电极和所述对电极在所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影之间的间距不大于5mm,所述放电电极和所述对电极之间的间距为10mm-25mm。
在一些示例性的实施例中,所述放电电极的一侧设有所述对电极,所述放电电极包括电极基体和放电部,所述放电部设置于所述电极基体的朝向所述对电极的一侧;或者
所述放电电极的相对的第一侧和第二侧均设有所述对电极,所述放电电极包括电极基体和放电部,所述放电部设置于所述电极基体的第一侧和第二侧。
在一些示例性的实施例中,所述电极基体和所述对电极均呈棒状或条状,且所述电极基体和所述对电极的长度方向平行;
所述放电部呈锯齿状,并包括沿所述电极基体的长度方向依次设置的多个锯齿,所述对电极的外表面的曲率半径大于所述锯齿的尖端的曲率半径;或者,所述放电部包括沿所述电极基体的长度方向依次设置的多个放电丝,所述对电极的外表面的曲率半径大于所述放电丝的外表面的曲率半径。
在一些示例性的实施例中,所述放电电极包括电极丝,所述对电极呈棒状或条状,所述电极丝和所述对电极的长度方向平行,且所述对电极的外表面的曲率半径大于所述电极丝的外表面的曲率半径。
在一些示例性的实施例中,所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料设置成与所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料相同或不同。
在一些示例性的实施例中,所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料或所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料包括以下中的任一种或多种:
水滑石;
过渡金属和/或贵金属修饰后的分子筛;
过渡金属和/或贵金属修饰后的氧化铝。
在一些示例性的实施例中,所述过渡金属包括锰、铈、铁、铜、镍、镧中的任一种或多种,所述贵金属包括银、铂、钯、钌、铑、金中的任一种或多种。
在一些示例性的实施例中,所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料和所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料均为锰铝层状复合氢氧化物:MnAl-LDH;或者
所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料为锰镍铝层状双氢氧化物:MnNiAl-LDH,所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料为锰/铁改性氧化铝:Mn/Fe改性Al2O3;或者
所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料为锰铝层状复合氢氧化物:MnAl-LDH,所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料为二氧化锰:MnO2;或者
所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料为锰铝层状复合氢氧化物:MnAl-LDH,所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料为银/锰改性的分子筛:Ag/Mn改性USY。
在一些示例性的实施例中,所述第一绝缘蜂窝或所述第二绝缘蜂窝为陶瓷蜂窝结构、玻璃纤维蜂窝结构、氧化铝蜂窝结构、玻璃钢蜂窝结构或满足预设防火等级要求的聚合物蜂窝结构。
在一些示例性的实施例中,所述对电极设置成接地,所述放电电极的电压为4.5kV至12kV,或者为-4.5kV至-12kV。
在一些示例性的实施例中,所述放电电极和所述对电极的材料为金属,且表面设有修饰材料。
在一些示例性的实施例中,所述放电电极和所述对电极所采用的金属包括不锈钢、铜、钛、钨、镍中的任一种或多种;
所述修饰材料包括贵金属、碳纳米管、石墨烯中的任一种或多种。
在一些示例性的实施例中,所述空气净化模块还包括壳体,所述壳体设有进风口和出风口,所述绝缘蜂窝结构和所述非热等离子体发生器设置于所述壳体内。
本实用新型实施例提供了一种空气净化装置,包括:机体和上述任一示例性实施例中所述的空气净化模块,所述机体具有风道,所述空气净化模块安装于所述风道内。
在一些示例性的实施例中,所述空气净化装置还包括设置于所述风道内的送风模块,所述送风模块设置成工作时产生的气流流经所述空气净化模块时的风速为0.5m/s-3m/s。
本实用新型实施例提供的空气净化模块,利用非热等离子体发生器作为能量源产生活性粒子,该活性粒子可与第一绝缘蜂窝中的催化剂、第二绝缘蜂窝中的催化剂或吸附剂协同作用降解异味和净化空气,避免传统的吸附技术存在饱和后失效的情况,使得本申请的空气净化模块无需进行模块部件更换操作;本申请的空气净化模块可单独使用以进行空气净化,因此可无需配备紫外光源等对机器部件或人身体健康产生危害的部件,并且空气净化模块中的催化剂可以消除非热等离子体发生器产生的臭氧等副产物,从而提高污染物的矿化率,避免了二次污染;第一绝缘蜂窝负载的催化剂和第二绝缘蜂窝负载的催化剂或吸附剂可形成不同的组合方案,可以去除不同类型的污染物,以提高空气净化模块的净化效果。
附图说明
图1为本申请一实施例的空气净化模块的分解结构示意图;
图2为本申请另一实施例的空气净化模块的分解结构示意图;
图3为本申请又一实施例的空气净化模块的分解结构示意图;
图4为本申请还一实施例的空气净化模块的分解结构示意图;
图5为本申请再一实施例的空气净化模块的分解结构示意图。
附图标记:
1-放电电极,11-电极基体,12-放电部,121-锯齿,122-放电丝,13-电极丝,2-对电极,3-第一绝缘蜂窝,31-第一侧,32-第二侧,33-第一绝缘蜂窝的进风端面,34-第一绝缘蜂窝的出风端面,4-第二绝缘蜂窝,41-第三侧,42-第二绝缘蜂窝的进风端面,43-第二绝缘蜂窝的出风端面。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
参考图1至图5,本申请实施例提供了一种空气净化模块,包括绝缘蜂窝结构和非热等离子体发生器。
其中,绝缘蜂窝结构包括相对设置的第一绝缘蜂窝3和第二绝缘蜂窝4,第二绝缘蜂窝4位于第一绝缘蜂窝3的出风侧,绝缘蜂窝结构具有位于第一绝缘蜂窝3的进风侧的第一侧31、位于第一绝缘蜂窝3和第二绝缘蜂窝4之间的第二侧32、以及位于第二绝缘蜂窝4的出风侧的第三侧41。具体地,流经空气净化模块的风向为从第一绝缘蜂窝3的进风侧(即绝缘蜂窝结构的第一侧31),经由第一绝缘蜂窝3和第二绝缘蜂窝4,流向第二绝缘蜂窝4的出风侧(即绝缘蜂窝结构的第三侧41)。
非热等离子体发生器包括放电电极1和对电极2,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第一侧31和第二侧32中的一侧,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32和第三侧41中的一侧。图3和图4所示的实施例中,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第一侧31,图1、图2和图5所示实施例中,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32;图1、图3和图5所示的实施例中对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,图2和图4所示的实施例中对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第三侧41。
第一绝缘蜂窝3负载有第一材料,第一材料设置为能与非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化的催化剂,第二绝缘蜂窝4负载有第二材料,第二材料设置为能与非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化的催化剂或吸附剂。其中,第一材料或第二材料中的催化剂可仅具有催化作用,或者,该催化剂可以既具有催化作用,也具有吸附作用,即催化剂可为同时具有催化和吸附作用的吸附催化剂。
具体地,非热等离子体发生器的工作原理是通过高压、高频脉冲放电形成非对称等离子体电场,使空气中大量等离子体之间逐级撞击,产生电化学反应,对有毒有害气体以及活体病毒、细菌等进行快速降解。当气流流经非热等离子发生器产生的高能活性粒子所在区域时,气流中的挥发性有机化合物(VOCs)和异味会被高能活性粒子和次生活性粒子降解去除。本申请的空气净化模块避免了传统的非再生型吸附技术存在饱和后失效而产生二次污染的情况,无需多次更换空气净化模块内部部件。并且,本申请的空气净化模块可单独使用,因此可无需如传统的光催化技术一样需要专门配备对机器部件和人体会造成损伤危害的紫外灯。非热等离子体发生器和负载有催化剂的绝缘蜂窝结构两者协同作用时,在避光环境和常规光照环境都可以进行反应以实现净化空气的效果。当然,本申请的空气净化模块也可以配备紫外光源,以加强对空气的净化消毒作用。本申请的空气净化模块可与紫外灯等可进行光催化氧化的部件共同使用,以进行协同催化净化,使得绝缘蜂窝结构负载的催化剂可以消除非热等离子体发生器产生的臭氧等副产物,还可以提高污染物的矿化率,避免二次污染。
非热等离子体发生器能够有效地分解挥发性有机化合物(VOCs)等污染物,而绝缘蜂窝结构上负载的催化剂(第一绝缘蜂窝3和/或第二绝缘蜂窝4上负载的催化剂)可与非热等离子发生器产生的高能活性粒子协同作用,起到催化作用,有效发挥空气净化模块的净化作用,并且绝缘蜂窝结构上负载的催化剂还能够消除非热等离子体发生器产生的臭氧、一氧化碳等副产物,从而提高污染物的矿化率,避免二次污染;第二绝缘蜂窝4上负载吸附剂时,吸附剂可吸附气流中的污染物或中间副产物,达到完全去除污染物或中间副产物的效果,且吸附剂还可起到富集污染物或中间副产物的功能,富集后的污染物或中间副产物更容易被氧化,故一段时间后可以开启非热等离子体发生器进行吸附剂的再生。此外,本申请实施例提供的空气净化模块,将绝缘蜂窝结构设置成由第一绝缘蜂窝3和第二绝缘蜂窝4两层组成,第一绝缘蜂窝3负载有包括催化剂的第一材料,第二绝缘蜂窝4负载有包括催化剂或吸附剂的第二材料,这样第一材料和第二材料可以是相同材料或者不同材料,从而使得第一绝缘蜂窝3和第二绝缘蜂窝4两者可以进行功能的互补和组合,并与非热等离子体发生器配合协同工作,用于去除不同类型的污染物,从而扩大本申请实施例的空气净化模块的适用范围。
其中,将第一绝缘蜂窝3的第一材料设置为能与非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化的催化剂,第二绝缘蜂窝4的第二材料设置为能与非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化的催化剂或吸附剂,气流设置成从第一绝缘蜂窝3流向第二绝缘蜂窝4,这样气流中的污染物先通过第一绝缘蜂窝3上负载的催化剂进行某一类污染物的降解,然后通过第二绝缘蜂窝4上负载的催化剂或吸附剂进行同一类或另外一类污染物的降解或者中间副产物的吸附分解。这样本申请实施例的空气净化模块能够对不同类型的污染物和不同降解难易程度的污染物进行降解消除,扩展了本申请实施例的空气净化模块的功能和适用范围。
在一些示例性的实施例中,如图3和图4所示,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第一侧31,且放电电极1与第一绝缘蜂窝3的进风侧的进风端面33之间的间隙L1为0-0.5mm。
在另一些示例性的实施例中,如图1-图2和图5所示,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,且放电电极1与第一绝缘蜂窝3的出风侧的出风端面34之间的间隙L2为0-0.5mm,放电电极1与第二绝缘蜂窝4的进风侧的进风端面42之间的间隙L3为0-0.5mm。
放电电极1与绝缘蜂窝结构之间的距离会影响放电行为。具体地,同一高压电源、输入功率一定、放电电极1与对电极2之间的距离不变的情况下,随放电电极1与绝缘蜂窝结构之间的距离(如L1、L2、L3)的增大,空气净化模块的输出功率(非热等离子体发生器的放电功率)先减小后增加。所以根据模型设计和实验数据分析,将放电电极1与绝缘蜂窝结构之间的间隙(如L1、L2、L3)设为0-0.5mm,这样通过减小放电电极1与绝缘蜂窝结构之间的间隙能够使得空气净化模块得到较大的输出功率,进而提高本申请的空气净化模块的净化降解VOCs和去除异味的效果。
在一些示例性的实施例中,如图3和图4所示,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第一侧31,且放电电极1紧贴第一绝缘蜂窝3的进风侧的进风端面33,即放电电极1与第一绝缘蜂窝3的进风端面33之间的间隙L1为0。
在另一些示例性的实施例中,如图1-图2和图5所示,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,且放电电极1紧贴第一绝缘蜂窝3的出风侧的出风端面34和第二绝缘蜂窝4的进风侧的进风端面42,即放电电极1与第一绝缘蜂窝3的出风端面34之间的间隙L2为0,放电电极1与第二绝缘蜂窝4的进风端面42之间的间隙L3为0。
具体地,设置放电电极1与绝缘蜂窝结构紧贴在一起,以便本申请的空气净化模块得到最大输出功率,使得本申请的空气净化模块的非热等离子体发生器能够产生较多高能活性粒子,降解净化VOCs和去除异味的效果更好。
在一些示例性的实施例中,如图1、图3和图5所示,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,且对电极2与第一绝缘蜂窝3的出风侧的出风端面34之间的间隙L4为0-0.5mm,对电极2与第二绝缘蜂窝4的进风侧的进风端面42之间的间隙L5为0-0.5mm。
在另一些示例性的实施例中,如图2和图4所示,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第三侧41,且对电极2与第二绝缘蜂窝4的出风侧的出风端面43之间的间隙L6为0-0.5mm。
对电极2与绝缘蜂窝结构之间的距离会影响放电行为。具体地,同一高压电源、输入功率一定、放电电极1与对电极2之间的距离不变的情况下,随着对电极2与绝缘蜂窝结构之间的距离(如L4、L5、L6)的增大,空气净化模块的输出功率(非热等离子体发生器的放电功率)先减小后增加。所以根据模型设计和实验数据分析,将对电极2与绝缘蜂窝结构之间的间隙(如L4、L5、L6)设为0-0.5mm,这样通过减小对电极2与绝缘蜂窝结构之间的间隙,能够使得空气净化模块得到较大的输出功率,进而提高本申请的空气净化模块的净化降解VOCs和去除异味的效果。
在一些示例性的实施例中,如图1、图3和图5所示,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,且对电极2紧贴第一绝缘蜂窝3的出风侧的出风端面34和第二绝缘蜂窝4的进风侧的进风端面42,即对电极2与第一绝缘蜂窝3的出风端面34之间的间隙L4为0,对电极2与第二绝缘蜂窝4的进风端面42之间的间隙L5为0。
在另一些示例性的实施例中,如图2和图4所示,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第三侧41,且对电极2紧贴第二绝缘蜂窝4的出风侧的出风端面43,即对电极2与第二绝缘蜂窝4的出风端面43之间的间隙L6为0。
具体地,设置对电极2与绝缘蜂窝结构紧贴在一起,以便使本申请的空气净化模块得到最大输出功率,使得本申请的空气净化模块的非热等离子体发生器能够产生较多高能活性粒子,降解净化VOCs和去除异味的效果更好。
在一些示例性的实施例中,如图1和图5所示,放电电极1和对电极2均设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,且放电电极1和对电极2交替间隔设置,放电电极1和对电极2之间的间距S1为7mm-23mm。
具体地,放电电极1与对电极2之间的距离太远,放电电极1和对电极2两者所需激发电压过高;放电电极1与对电极2之间的距离太近,放电电极1和对电极2之间容易拉弧,产生危险。因此,通过理论模型计算和实验数据分析,将放电电极1与对电极2之间的间距S1设置成7mm-23mm为宜,以便非热等离子体发生器能够正常工作和易于激发产生高能活性粒子。
在另一些示例性的实施例中,如图3所示,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第一侧31,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,且放电电极1和对电极2在第一绝缘蜂窝3的进风侧的进风端面33或者出风侧的出风端面34上的投影至少部分重合或者错位设置。
具体地,将放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第一侧31,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,这样放电电极1和对电极2两者放电产生的高能活性粒子能够充足地分布在第一绝缘蜂窝3所在区域内,使得高能活性粒子能够与第一绝缘蜂窝3上负载的催化剂进行充分接触和协同作用,以便加速空气净化过程;高能活性粒子能够随气流流向第二绝缘蜂窝4,第二绝缘蜂窝4上负载的催化剂或吸附剂可以起到补充、进一步催化氧化的作用。此外,该高能活性粒子还能够随气流流到空气净化模块外的空间,如:流到室内,以对室内的空气进行净化。
在又一些示例性的实施例中,如图2所示,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第三侧41,且放电电极1和对电极2在第二绝缘蜂窝4的进风侧的进风端面42或者出风侧的出风端面43上的投影至少部分重合或者错位设置。
具体地,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第三侧41,这样放电电极1和对电极2两者放电产生的高能活性粒子能够充分地与第二绝缘蜂窝4上负载的催化剂或吸附剂进行协同工作,充分发挥第二绝缘蜂窝4上的负载的催化剂或吸附剂的功能。并且,上述结构设计还能够扩大高能活性粒子的空间分布范围,使高能活性粒子能够随气流流到空气净化模块外的空间,如:流到室内,以对室内的空气进行净化。
将放电电极1和对电极2两者设置成在绝缘蜂窝结构上的投影至少部分重合或者错位设置,还能够扩展空气净化模块中对电极2和放电电极1的位置结构分布方式,使得本申请实施例的空气净化模块的结构类型更加多样化。多种结构类型的空气净化模块也可以拼接组合在一起,使得本申请的空气净化模块的实际应用更加灵活可调。
在一些示例性的实施例中,如图2所示,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第三侧41,放电电极1和对电极2在第二绝缘蜂窝4的进风侧的进风端面42或者出风侧的出风端面43上的投影错位设置,且放电电极1和对电极2在第二绝缘蜂窝4的进风侧的进风端面42或者出风侧的出风端面43上的投影之间的间距S2不大于5mm,放电电极1和对电极2之间的间距S3为10mm-25mm。
在另一些示例性的实施例中,如图3所示,放电电极1设置于绝缘蜂窝结构的第一侧31,对电极2设置于绝缘蜂窝结构的第二侧32,放电电极1和对电极2在第一绝缘蜂窝3的进风侧的进风端面33或者出风侧的出风端面34上的投影错位设置,且放电电极1和对电极2在第一绝缘蜂窝3的进风侧的进风端面33或者出风侧的出风端面34上的投影之间的间距不大于5mm,放电电极1和对电极2之间的间距为10mm-25mm。
具体地,在放电电极1和对电极2两者位于绝缘蜂窝结构的不同侧,且放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构的一端面(第一绝缘蜂窝3的进风端面33或者出风端面34,或者第二绝缘蜂窝4的进风端面42或者出风端面43)上的投影错位设置的情况下,放电电极1与对电极2在绝缘蜂窝结构的一端面上的投影之间的间距太远(即投影间距S2太大),导致放电电极1和对电极2之间的间距S3过大,进而导致放电电极1和对电极2两者所需激发电压过高;放电电极1与对电极2在绝缘蜂窝结构的一端面上的投影之间的间距太近(即投影间距S2太小),导致放电电极1和对电极2之间的间距S3过小,进而导致放电电极1和对电极2之间容易拉弧,产生危险。因此,通过理论模型计算和实验数据分析,将放电电极1与对电极2二者在绝缘蜂窝结构的一端面上的投影之间的投影间距S2设置成不大于5mm,并将放电电极1和对电极2之间的间距S3设置为10mm-25mm,以便非热等离子体发生器能够正常工作和易于激发产生高能活性粒子。
在一些示例性的实施例中,放电电极1的一侧设有对电极2,放电电极1包括电极基体11和放电部12,放电部12设置于电极基体11的朝向对电极2的一侧。
具体地,设置放电电极1包括电极基体11和放电部12,并且放电部12朝向对电极2设置,以便非热等离子体发生器通电后能够在放电电极1的放电部12和对电极2之间产生放电现象,以便产生的高能活性粒子用于空气净化。将电极基体11的朝向对电极2的一侧设有放电部12,这样放电部12与对电极2之间能够无阻挡地高效放电,以便提高放电效率和释放更多高能活性粒子。
在一些示例性的实施例中,如图1-图4所示,放电电极1的相对的第一侧和第二侧均设有对电极2,放电电极1包括电极基体11和放电部12,放电部12设置于电极基体11的第一侧和第二侧。
具体地,如图1-图4所示,将放电电极1的相对两侧均设有对电极2,电极基体11的相对两侧均设有放电部12,尤其是如图1-图4所示两侧的放电部12分别朝向两侧的对电极2,这样能够提高空气净化装置的空间使用率,使得空气净化装置在同等空间内获得更多高能活性粒子,并且高能活性粒子在空间的分布更加均匀,与绝缘蜂窝结构上的催化剂的协同作用更好,分解空气中的挥发性有机物等污染物和去除异味的效果更好。
并且,上述示例性的实施例中,将电极基体11朝向对电极2的一侧设置放电部12,或者将电极基体11的相对两侧均设置放电部12,丰富了本申请的空气净化模块的结构类型,能够扩展空气净化模块中对电极2和放电电极1的结构和位置分布方式,使得本申请实施例的空气净化模块的结构类型更加多样化。多种结构类型的空气净化模块也可以拼接组合在一起,使得本申请的空气净化模块的实际应用更加灵活可调。
在一些示例性的实施例中,如图1-图4所示,电极基体11和对电极2均呈棒状或条状,且电极基体11和对电极2的长度方向平行。其中,电极基体11和对电极2的截面可呈圆形或矩形等。
其中,如图1-图2所示,放电部12呈锯齿状,并包括沿电极基体11的长度方向依次设置的多个锯齿121,对电极2的外表面的曲率半径大于锯齿121的尖端的曲率半径。电极基体11的两侧可均设有锯齿状的放电部12,或者,可仅在电极基体11的一侧设有锯齿状的放电部12。
或者,如图3-图4所示,放电部12包括沿电极基体11的长度方向依次设置的多个放电丝122,对电极2的外表面的曲率半径大于放电丝122的外表面的曲率半径。其中,放电丝122的截面可呈圆形或其他形状。
如图1-图4所示,放电电极1中,沿着电极基体11的长度方向分布多个间隔设置的锯齿形或者丝状的放电部12,能够增加空气的电离效率,提高产生的高能活性粒子的浓度,使得产生的高能活性粒子的空间分布更加均匀,以便更好地净化空气和去除异味。
将电极基体11和对电极2的长度方向平行设置,设置于电极基体11上的多个锯齿121或多个放电丝122可沿着电极基体11的延伸方向设置,并且多个锯齿121或多个放电丝122均朝向对电极2,以便提高放电电极1和对电极2之间的放电效率,进而增加空气的电离效率和产生的高能活性粒子的浓度,使得产生的高能活性粒子的空间分布更加均匀,以便更好地净化空气和去除异味。设置对电极2的形状呈棒状或条状,而放电电极1的放电部12呈锯齿状或细丝状,以便使锯齿121的尖端或者放电丝122的外表面的曲率半径小于对电极2的外表面的曲率半径,锯齿121的尖端或者放电丝122的外表面的曲率半径与对电极2的外表面曲率半径二者之间的差距越大,激发放电所需的高压越低,同等电压下的放电更加剧烈。
可以理解的是,放电部12不局限于锯齿121和放电丝122,也可以设置成其它具有小曲率半径的外表面的结构。
在一些示例性的实施例中,如图5所示,放电电极1包括电极丝13,对电极2呈棒状或条状,电极丝13和对电极2的长度方向平行,且对电极2的外表面的曲率半径大于电极丝13的外表面的曲率半径。其中,对电极2的截面可呈圆形或矩形等,电极丝13的截面可呈圆形或其他形状。
具体地,将放电电极1设置成电极丝13,电极丝13的外表面具有较小的曲率半径,而对电极2设置成棒状或条状,且对电极2的外表面具有较大的曲率半径,这样对电极2的外表面的曲率半径远大于放电电极1的外表面的曲率半径,放电电极1的电极丝13的外表面的曲率半径较小,激发放电电极1放电所需高压较低,更容易产生较多高能活性粒子。因此,该设置有利于非热等离子体发生器被激发而放电,产生较多高能活性粒子。并且,电极丝13的空间占用较小,流动阻力小,也有利于空气的流通。
在一些示例性的实施例中,第一绝缘蜂窝3负载的第一材料设置成与第二绝缘蜂窝4负载的第二材料相同或不同。
具体地,第一绝缘蜂窝3负载的第一材料与第二绝缘蜂窝4负载的第二材料两者设置成相同或不同,以便第一绝缘蜂窝3和第二结构蜂窝4两者负载的催化剂或者两者负载的催化剂和吸附剂能够进行功能互补和组合,使得本申请实施例的空气净化模块可以适用于不同类型的污染物的净化分解。
在一些示例性的实施例中,第一绝缘蜂窝3负载的第一材料或第二绝缘蜂窝4负载的第二材料包括以下中的任一种或多种:水滑石;过渡金属和/或贵金属修饰后的分子筛;过渡金属和/或贵金属修饰后的氧化铝。其中,过渡金属包括锰、铈、铁、铜、镍、镧中的任一种或多种,贵金属包括银、铂、钯、钌、铑、金中的任一种或多种。可根据空气净化模块的工作参数和其他需求,选择设置相应的过滤金属和/或贵金属。
具体地,水滑石可以作为碱性催化剂、氧化还原催化剂以及催化剂载体,水滑石还具有离子交换和吸附作用,因此,可以选择水滑石作为绝缘蜂窝结构上负载的第一材料和/或第二材料。由于过渡金属和/或贵金属能够与有机化合物进行催化、交叉偶联反应,因此将绝缘蜂窝结构的第一材料和/或第二材料设置成过渡金属和/或贵金属修饰后的分子筛、过渡金属和/或贵金属修饰后的氧化铝,能够提高本申请的空气净化模块的降解分解VOCs和去除异味的功效。将第一绝缘蜂窝3上的第一材料和第二绝缘蜂窝4上的第二材料设置成上述催化剂或吸附催化剂中的一个或者多种,不同的催化剂或吸附催化剂催化分解的污染物类型不同,使得本申请的绝缘蜂窝结构的催化吸附功能能够实现互补和组合。
可根据空气净化模块所需净化的污染物的具体类型、空气净化模块的工作参数、非热等离子体发生器产生的副产物的类型、以及空气净化模块本身造价等,选择合适的材料作为第一绝缘蜂窝3上的第一材料和第二绝缘蜂窝4上的第二材料。
值得注意的是,负载有第一材料的第一绝缘蜂窝3上和负载有第二材料的第二绝缘蜂窝4的介电常数和导电性发生了变化,需要相应地调整为非热等离子体发生器供电的电源参数去适配。
在一些示例性的实施例中,第一绝缘蜂窝3负载的第一材料和第二绝缘蜂窝4负载的第二材料均为MnAl-LDH(锰铝层状复合氢氧化物)。
在一些示例性的实施例中,第一绝缘蜂窝3负载的第一材料为MnNiAl-LDH(锰镍铝层状双氢氧化物),第二绝缘蜂窝4负载的第二材料为Mn/Fe改性Al2O3(锰/铁改性氧化铝)。
在一些示例性的实施例中,第一绝缘蜂窝3负载的第一材料为MnAl-LDH,第二绝缘蜂窝4负载的第二材料为MnO2(二氧化锰)。
在一些示例性的实施例中,第一绝缘蜂窝3负载的第一材料为MnAl-LDH,第二绝缘蜂窝4负载的第二材料为Ag/Mn改性USY(银/锰改性的分子筛)。
具体地,针对净化的不同目标污染物,第一绝缘蜂窝3上负载的第一材料和第二绝缘蜂窝4上负载的第二材料的组合方案下表1所示。
表1
在上表1中,针对易于降解的小分子气态污染物,如甲醛、氨气、甲硫醇等易矿化污染物分子,将第一绝缘蜂窝3上负载的第一材料以及第二绝缘蜂窝4上负载的第二材料可以设置成同种类催化剂,用于增强催化效果,此时,负载有第一材料的第一绝缘蜂窝3和负载有第二材料的第二绝缘蜂窝4分别为第一催化层和第二催化层。该空气净化模块在净化空气工作时,首先将带有污染物的气流通过第一绝缘蜂窝3,第一绝缘蜂窝3上的负载的催化剂(即第一材料)对污染物进行降解;然后气流再通过第二绝缘蜂窝4,第二绝缘蜂窝4上负载的催化剂(即第二材料)对污染物进行降解。即针对易于降解的小分子气态污染物可以采用第一催化层和第二催化层的组合方案。例如,可以将第一绝缘蜂窝3负载的第一材料和第二绝缘蜂窝4负载的第二材料均可设置为MnAl-LDH。
针对易于降解的小分子气态污染物,如甲醛、氨气、甲硫醇等易矿化污染物分子,也可以为将第一绝缘蜂窝3和第二绝缘蜂窝4上负载不同种类的催化剂。由于不同种类的催化剂对不同污染物有特异性去除效果,因此第一绝缘蜂窝3和第二绝缘蜂窝4上负载不同的催化剂能够实现功能的互补。该空气净化模块在净化空气工作时,首先将带有污染物的气流通过第一绝缘蜂窝3,第一绝缘蜂窝3上的第一材料进行某一类污染物的降解;然后气流再通过第二绝缘蜂窝4,第二绝缘蜂窝4上的第二材料进行另一类污染物的降解。即针对易于降解的小分子气态污染物也可以采用第一催化层和第二催化层的组合方案。例如,第一绝缘蜂窝3负载的第一材料可为MnNiAl-LDH,第二绝缘蜂窝4负载的第二材料可为Mn/Fe改性Al2O3。
针对降解难度中等的气态污染物,例如小分子酸、醇、醛等污染物,空气净化模块降解所需能量高于甲醛等污染物,需要提高空气净化模块的功率。空气净化模块在工作过程中生成的副产物如臭氧等增加,这些物质如果在矿化污染物时不能完全反应,累积到室内空气中会损害人的健康。因此,针对降解难度中等的气态污染物,将空气净化模块的第一绝缘蜂窝3设置成负载有催化剂的催化层,将空气净化模块的第二绝缘蜂窝4设置成负载有催化剂的尾气处理层,使得第二绝缘蜂窝4上负载的催化剂可以和臭氧等副产物反应,达到安全排放的效果。即针对降解难度中等的气态污染物可以采用催化层和尾气处理层的组合方案。例如,利用空气净化模块去除空气中的正丁醇时,将第一绝缘蜂窝3负载的第一材料可设置为MnAl-LDH,将第二绝缘蜂窝4负载的第二材料可设置为MnO2。
针对较难去除的气态污染物,例如苯系物,污染物通过负载有催化剂(第一材料)的第一绝缘蜂窝3时,基本不能被完全矿化,得到的中间产物需要被负载有吸附剂(第二材料)的第二绝缘蜂窝4吸附,达到完全去除的效果,此时负载有第一材料的第一绝缘蜂窝3为催化层,负载有第二材料的第二绝缘蜂窝4为吸附层。第二绝缘蜂窝4负载的吸附剂还起到富集污染物的功能,富集后的污染物更容易被氧化,因此一段时间后可以开启非热等离子发生器进行吸附剂的再生,即污染物富集后,可以给非热等离子发生器通电,使富集的污染物被氧化,实现吸附剂的再生。因此,针对较难去除的气态污染物,可采用催化层和吸附层的组合方案。例如,利用空气净化模块去除空气中的甲苯时,第一绝缘蜂窝3负载的第一材料可为MnAl-LDH,第二绝缘蜂窝4负载的第二材料可为Ag/Mn改性USY。
在一些示例性的实施例中,第一绝缘蜂窝3或第二绝缘蜂窝4可为陶瓷蜂窝结构、玻璃纤维蜂窝结构、氧化铝蜂窝结构、玻璃钢蜂窝结构或满足预设防火等级要求的聚合物蜂窝结构。
由于放电电极1和对电极2之间需进行激发放电,因此选择聚合物蜂窝结构时,需要满足预设防火等级要求,如聚合物蜂窝结构的防火等级可达到5VA级,材质可为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物)塑料或ABS/PVC(聚氯乙烯)混合材料或者其他塑料。由于不同材料的蜂窝结构具有不同的介电常数,因此,第一绝缘蜂窝3和第二绝缘蜂窝4选用不同材料的蜂窝结构时,需要相应地调整为非热等离子体发生器供电的电源参数去适配。
在一些示例性的实施例中,放电电极1和对电极2的材料为金属,且表面设有修饰材料。
具体地,在放电电极1和对电极2的金属材料表面设置修饰材料,以便提高放电电极1和对电极2的导电性,提高本申请的非热等离子体发生器的放电效率。
在一些示例性的实施例中,放电电极1和对电极2所采用的金属包括不锈钢、铜、钛、钨、镍中的任一种或多种;修饰材料包括贵金属、碳纳米管、石墨烯中的任一种或多种。其中,贵金属包括银、铂、钯、钌、铑、金中的任一种或多种。
具体地,对于放电电极1和对电极2,可根据空气净化模块所需净化的污染物的具体类型、空气净化模块的工作参数、以及空气净化模块本身造价等,选择相应的金属和修饰材料。
在一些示例性的实施例中,放电电极1和对电极2之间的压差为4.5kV至12kV,或者为-4.5kV至-12kV。其中,对电极2设置成接地,放电电极1的电压设置为4.5kV至12kV,或者为-4.5kV至-12kV。
具体地,由于放电电极1、对电极2、第一绝缘蜂窝3及其上负载的第一材料、第二绝缘蜂窝4及其上负载的第二材料等的具体材料选型不同,并且放电电极1和对电极2二者之间的间距、以及二者与绝缘蜂窝结构之间的间隙不同,这些都会影响为非热等离子体发生器供电的电源参数设置。并且,放电电极1和对电极2之间施加的电源电压太低,难以激发放电;施加的电源电压太高,容易引起危险。因此,将对电极2设置成接地,并将供给至放电电极1的电压设置成在4.5kV至12kV之间或者在-4.5kV至-12kV之间,以便适应不同类型的空气净化模块。
在一些示例性的实施例中,空气净化模块还包括壳体,壳体设有进风口和出风口,绝缘蜂窝结构和非热等离子体发生器设置于壳体内。
具体地,将绝缘蜂窝结构和非热等离子体发生器设置在壳体内,以便在壳体内形成充斥有高能活性粒子的腔室空间,用于降解分解从壳体的进风口流入该腔室空间内的空气中的挥发性有机化合物和去除异味,然后洁净空气从壳体的出风口流出;高能活性粒子还可随空气自壳体的出风口流出,以对壳体外的空间进行空气净化。并且,壳体对绝缘蜂窝结构和非热等离子体发生器还具有保护支撑的作用。
本申请实施例提供了一种空气净化装置,该空气净化装置包括机体和上述任一示例性的实施例中所述的空气净化模块,机体具有风道,空气净化模块安装于风道内。
具体地,本申请实施例提供的空气净化装置包括上述任一示例性的实施例中所述的空气净化模块,因此,具有上述任一示例性实施例中所述的空气净化模块的结构特征和优点,在此不赘述。
本申请实施例提供的空气净化装置可以是空调器、消毒机或空气净化器等用于降解分解挥发性有机物和去除异味的电器。空气净化模块可靠近该空气净化装置的风道的进风端或者出风端,或者设置于风道的中部,使得风道内的风流经空气净化模块时的过风方向为:从第一绝缘蜂窝3流向第二绝缘蜂窝4。将对电极2接地,将放电电极1施加高压电,在放电电极1周围产生电晕。高压放电后,在放电电极1和对电极2之间的区域周围产生等离子体(高能活性粒子)与一些次生活性粒子,这些高能活性粒子在第一绝缘蜂窝3和第二绝缘蜂窝4所负载的催化剂或者所负载的催化剂和吸附剂的协同作用下,将流过绝缘蜂窝结构的异味分子催化分解成无害的二氧化碳和水,从而实现对流经该空气净化装置的空气的净化作用、实现对空气净化装置所在空间(如室内)的空气的净化作用。
在一些示例性的实施例中,空气净化装置还包括设置于风道内的送风模块,送风模块设置成工作时产生的气流流经空气净化模块时的风速为0.5m/s-3m/s。
具体地,经过空气净化模块的壳体内的腔室空间的风速越大,空气中的污染物停留时间越短,挥发性有机物等污染物越不易被分解净化;风速越小,不满足空调器的制冷/制热要求,而且存在循环次数少和延长净化时间的问题。因此,风速选取0.5m/s-3m/s为宜,可兼顾净化效果和所需的净化时长。
采用本申请实施例的空气净化装置进行空气净化实验,实验结果如下。本申请实施例的空气净化装置可为空调器,将空气净化模块置于空调器的室内机的风道的进风端处,空气净化模块的外形尺寸为170mm*170mm*30mm;放电电极1的放电部12为锯齿状并包括沿着电极基体11的长度方向分布的多个锯齿121,电极基体11的长度为170mm,锯齿121的高度(垂直于电极基体11的长度方向的尺寸)为8mm,放电电极1的厚度为0.3mm,材质为钛;对电极2与放电电极1具有相同的长度,为170mm长、10mm宽、2mm厚的不锈钢电极;放电电极1和对电极2交替排列,且共设置有4个,其中对电极2和放电电极1各设置两个,相邻的放电电极1和对电极2之间的距离为10mm。绝缘蜂窝结构的第一陶瓷蜂窝3和第二陶瓷蜂窝4均为陶瓷蜂窝结构,第一陶瓷蜂窝3上面涂覆有含MnAl水滑石(MnAl-LDH)的催化剂材料,载量为20g;第二陶瓷蜂窝4上面涂覆含Ag/Mn改性的分子筛USY材料(Ag/Mn改性USY),载量为20g。在放电电极1和对电极2之间施加8kV电压,输入功率为20W,该空调器的送风模块产生的气流流经空气净化模块时的风速设为1.5m/s。测试实验在30m3国标仓中进行,选取的异味种类为甲苯,实测120min后,甲苯的去除率为86%(扣除自然衰减)。由此可看出,本申请实施例的空气净化装置具有良好的空气净化效果。
影响空气净化模块的净化效率的几个关键因素有:电极(放电电极和对电极)的形状、电极与绝缘蜂窝结构之间的间隙(如L1、L2、L3、L4、L5、L6)、放电电极与对电极之间的距离(如S1、S2、S3)、第一绝缘蜂窝和第二绝缘蜂窝的材料、第一绝缘蜂窝和第二绝缘蜂窝负载的第一材料和第二材料的种类、经过空气净化模块的风速、施加至放电电极的电压高低等。本申请实施例对上述几个方面的因素进行限定,使得空气净化模块具有良好的空气净化效果。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (22)
1.一种空气净化模块,其特征在于,包括:
绝缘蜂窝结构,包括相对设置的第一绝缘蜂窝和第二绝缘蜂窝,所述第二绝缘蜂窝位于所述第一绝缘蜂窝的出风侧,所述绝缘蜂窝结构具有位于所述第一绝缘蜂窝的进风侧的第一侧、位于所述第一绝缘蜂窝和所述第二绝缘蜂窝之间的第二侧、以及位于所述第二绝缘蜂窝的出风侧的第三侧;和
非热等离子体发生器,包括放电电极和对电极,所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第一侧和第二侧中的一侧,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧和第三侧中的一侧;
所述第一绝缘蜂窝负载有第一材料,所述第一材料设置为能与所述非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化的催化剂,所述第二绝缘蜂窝负载有第二材料,所述第二材料设置为能与所述非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化的催化剂或吸附剂。
2.根据权利要求1所述的空气净化模块,其特征在于,所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第一侧,且所述放电电极与所述第一绝缘蜂窝的进风侧的进风端面之间的间隙为0-0.5mm;或
所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述放电电极与所述第一绝缘蜂窝的出风侧的出风端面之间的间隙为0-0.5mm,所述放电电极与所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面之间的间隙为0-0.5mm。
3.根据权利要求1所述的空气净化模块,其特征在于,所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第一侧,且所述放电电极紧贴所述第一绝缘蜂窝的进风侧的进风端面;或
所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述放电电极紧贴所述第一绝缘蜂窝的出风侧的出风端面和所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面。
4.根据权利要求1所述的空气净化模块,其特征在于,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述对电极与所述第一绝缘蜂窝的出风侧的出风端面之间的间隙为0-0.5mm,所述对电极与所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面之间的间隙为0-0.5mm;或
所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第三侧,且所述对电极与所述第二绝缘蜂窝的出风侧的出风端面之间的间隙为0-0.5mm。
5.根据权利要求1所述的空气净化模块,其特征在于,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述对电极紧贴所述第一绝缘蜂窝的出风侧的出风端面和所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面;或
所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第三侧,且所述对电极紧贴所述第二绝缘蜂窝的出风侧的出风端面。
6.根据权利要求1所述的空气净化模块,其特征在于,所述放电电极和所述对电极均设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述放电电极和所述对电极交替间隔设置,所述放电电极和所述对电极之间的间距为7mm-23mm。
7.根据权利要求1所述的空气净化模块,其特征在于,所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第一侧,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,且所述放电电极和所述对电极在所述第一绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影至少部分重合或者错位设置;或者
所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第三侧,且所述放电电极和所述对电极在所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影至少部分重合或者错位设置。
8.根据权利要求1所述的空气净化模块,其特征在于,所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第一侧,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,所述放电电极和所述对电极在所述第一绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影错位设置,且所述放电电极和所述对电极在所述第一绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影之间的间距不大于5mm,所述放电电极和所述对电极之间的间距为10mm-25mm;或者
所述放电电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第二侧,所述对电极设置于所述绝缘蜂窝结构的第三侧,所述放电电极和所述对电极在所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影错位设置,且所述放电电极和所述对电极在所述第二绝缘蜂窝的进风侧的进风端面或者出风侧的出风端面上的投影之间的间距不大于5mm,所述放电电极和所述对电极之间的间距为10mm-25mm。
9.根据权利要求1所述的空气净化模块,其特征在于,所述放电电极的一侧设有所述对电极,所述放电电极包括电极基体和放电部,所述放电部设置于所述电极基体的朝向所述对电极的一侧;或者
所述放电电极的相对的第一侧和第二侧均设有所述对电极,所述放电电极包括电极基体和放电部,所述放电部设置于所述电极基体的第一侧和第二侧。
10.根据权利要求9所述的空气净化模块,其特征在于,所述电极基体和所述对电极均呈棒状或条状,且所述电极基体和所述对电极的长度方向平行;
所述放电部呈锯齿状,并包括沿所述电极基体的长度方向依次设置的多个锯齿,所述对电极的外表面的曲率半径大于所述锯齿的尖端的曲率半径;或者,所述放电部包括沿所述电极基体的长度方向依次设置的多个放电丝,所述对电极的外表面的曲率半径大于所述放电丝的外表面的曲率半径。
11.根据权利要求1所述的空气净化模块,其特征在于,所述放电电极包括电极丝,所述对电极呈棒状或条状,所述电极丝和所述对电极的长度方向平行,且所述对电极的外表面的曲率半径大于所述电极丝的外表面的曲率半径。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的空气净化模块,其特征在于,所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料设置成与所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料相同或不同。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的空气净化模块,其特征在于,所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料或所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料包括以下中的任一种或多种:
水滑石;
过渡金属和/或贵金属修饰后的分子筛;
过渡金属和/或贵金属修饰后的氧化铝。
14.根据权利要求13所述的空气净化模块,其特征在于,所述过渡金属包括锰、铈、铁、铜、镍、镧中的任一种或多种,所述贵金属包括银、铂、钯、钌、铑、金中的任一种或多种。
15.根据权利要求1至11中任一项所述的空气净化模块,其特征在于,所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料和所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料均为锰铝层状复合氢氧化物:MnAl-LDH;或者
所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料为锰镍铝层状双氢氧化物:MnNiAl-LDH,所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料为锰/铁改性的氧化铝:Mn/Fe改性Al2O3;或者
所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料为锰铝层状复合氢氧化物:MnAl-LDH,所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料为二氧化锰:MnO2;或者
所述第一绝缘蜂窝负载的第一材料为锰铝层状复合氢氧化物:MnAl-LDH,所述第二绝缘蜂窝负载的第二材料为银/锰改性的分子筛:Ag/Mn改性USY。
16.根据权利要求1至11中任一项所述的空气净化模块,其特征在于,所述第一绝缘蜂窝或所述第二绝缘蜂窝为陶瓷蜂窝结构、玻璃纤维蜂窝结构、氧化铝蜂窝结构、玻璃钢蜂窝结构或满足预设防火等级要求的聚合物蜂窝结构。
17.根据权利要求1至11中任一项所述的空气净化模块,其特征在于,所述对电极设置成接地,所述放电电极的电压为4.5kV至12kV,或者为-4.5kV至-12kV。
18.根据权利要求1至11中任一项所述的空气净化模块,其特征在于,所述放电电极和所述对电极的材料为金属,且表面设有修饰材料。
19.根据权利要求18所述的空气净化模块,其特征在于,所述放电电极和所述对电极所采用的金属包括不锈钢、铜、钛、钨、镍中的任一种或多种;
所述修饰材料包括贵金属、碳纳米管、石墨烯中的任一种或多种。
20.根据权利要求1至11中任一项所述的空气净化模块,其特征在于,还包括壳体,所述壳体设有进风口和出风口,所述绝缘蜂窝结构和所述非热等离子体发生器设置于所述壳体内。
21.一种空气净化装置,其特征在于,包括:机体和权利要求1至20中任一项所述的空气净化模块,所述机体具有风道,所述空气净化模块安装于所述风道内。
22.根据权利要求21所述的空气净化装置,其特征在于,还包括设置于所述风道内的送风模块,所述送风模块设置成工作时产生的气流流经所述空气净化模块时的风速为0.5m/s-3m/s。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |