空氣加濕器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種空氣加濕器，屬于空氣調(diào)節(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】。該空氣加濕器包括儲水箱、出風(fēng)機和電解電源，儲水箱內(nèi)設(shè)有霧化器，儲水箱內(nèi)設(shè)有水質(zhì)調(diào)節(jié)單元，水質(zhì)調(diào)節(jié)單元包括至少一對陰電極和陽電極，電解電源用于對所述陰電極和陽電極供電；成對的陰電極和陽電極之間設(shè)有透水性隔膜，透水性隔膜的透水孔徑小于等于2毫米且大于等于1納米。該空氣加濕器可生成含有大量超微氣泡和強氧化因子并具有極好殺菌能力用水，從而適用于對室內(nèi)空氣進(jìn)行加濕和殺菌。
【專利說明】空氣加濕器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加濕器，屬于空氣調(diào)節(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]為了改善室內(nèi)的干燥環(huán)境，許多家庭都用上了加濕器，現(xiàn)有的加濕器是利用水箱中的水的通過普通霧化裝置的超聲波高頻震蕩將水霧化為I微米到5微米的超微粒子和負(fù)氧離子，通過風(fēng)動裝置，將水霧擴散到空氣中，使空氣濕潤并伴生豐富的負(fù)氧離子，達(dá)到均勻加濕，能清新空氣。
[0003]漂浮在空氣中以及散落在灰塵里、物品上的各種微生物，一旦溫度、濕度適宜時，它們就會快速地生長、繁殖，抵抗力相對較弱的老人、兒童等人群吸入細(xì)菌后容易感染。經(jīng)過加濕器加濕后的室內(nèi)空氣，各種細(xì)菌極易在這樣的環(huán)境中生長繁殖，對生活在此環(huán)境中的人的健康造成危害。
[0004]另外，加濕器極易受到污染，自身極易滋生細(xì)菌，將各種細(xì)菌繁殖后放入室內(nèi)，易引起環(huán)境人群呼吸道疾病。
[0005]目前市面上部分加濕器為了解決上述問題:1)直接在加濕器的水箱中加入殺菌齊U，存在如下問題:殺菌劑屬于一種化學(xué)制劑，其在使用過程中勢必給環(huán)境帶來污染，同時殺菌效果不好；2)采用銀離子抑菌技術(shù)，但是銀離子抑菌技術(shù)只是抑菌不能殺滅空氣中的細(xì)菌。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:提出一種可生成含有大量超微氣泡和氧化因子并具有極好殺菌能力用水，從而抑制殺滅加濕器中的滋生的細(xì)菌同時對室內(nèi)空氣進(jìn)行加濕和殺菌并產(chǎn)生大量對人體有益的納米富氫離子的空氣加濕器。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:一種空氣加濕器，包括儲水箱、出風(fēng)機和電解電源，所述儲水箱內(nèi)設(shè)有霧化器，所述儲水箱內(nèi)設(shè)有水質(zhì)調(diào)節(jié)單元，所述水質(zhì)調(diào)節(jié)單元包括至少一對陰電極和陽電極，所述電解電源用于對所述陰電極和陽電極供電；成對的陰電極和陽電極之間設(shè)有透水性隔膜，所述透水性隔膜的透水孔徑小于等于2毫米且大于等于I納米。
[0008]上述技術(shù)方案中所述透水性隔膜也叫透水膜，是指透水孔徑從毫米級到納米級(本發(fā)明限定透水孔徑范圍是2毫米-1納米)的透水隔膜，包括日常水處理使用的各種過濾膜，如:超濾膜(UF )、納濾膜(NF )和微濾膜(MF )，等。
[0009]上述本發(fā)明公開的空氣加濕器技術(shù)方案的工作機理及有益效果陳述如下。
[0010]本發(fā)明裝置中的透水性隔膜并非常規(guī)采用的離子膜，而是在水電解領(lǐng)域中從未用過的一種隔離膜，本發(fā)明人創(chuàng)新地將透水性隔膜引入水質(zhì)調(diào)節(jié)單元中作為陰、陽電極間的隔離膜。由此我們認(rèn)為本發(fā)明的水質(zhì)調(diào)節(jié)單元在工作時的反應(yīng)過程除了常規(guī)電解反應(yīng)過程以外，產(chǎn)生了一個新的重要反應(yīng)過程，即水體低壓冷等離子放電反應(yīng)過程。具體分析如下:[0011]1、電極尖端直徑曲率與透水膜孔隙直徑的等效模型
[0012]在水體放電中，誘發(fā)水中等離子體產(chǎn)生往往需要給予一個激發(fā)的初始高電壓，影響初始電壓主要因素之一即為放電電極的參數(shù)。在同等條件下電極材質(zhì)、放電間距、電極直徑(電極曲率半徑)對初始激發(fā)電壓都有影響。隨著電極直徑的減小，起始激發(fā)電壓降低。從另一個角度說，在外加相同電壓條件下，電極直徑越小越有利于增強離子體通道中自由基產(chǎn)生的劇烈程度。在本發(fā)明中，陰陽電極之間有一層透水性隔膜，隔膜擁有無數(shù)個透水直徑很小(毫米級乃至納米級)的孔隙，從宏觀看可視為將大范圍電極的水中放電反應(yīng)等效分解為無數(shù)個極小曲率半徑電極的尖端放電。進(jìn)而極大的降低了激發(fā)等離子體反應(yīng)的初始電壓。
[0013]水中電解時會生成大量超微氣泡，其中有氫氣泡也有氧氣泡。而氣泡的局部放電能大大增加反應(yīng)活性分子的生成并且易于產(chǎn)生羥基等自由基，從而提高水中放電的反應(yīng)效率。但是在氣泡中產(chǎn)生放電需要氣泡中的場強高于水中，要求整體電場較均勻；在本發(fā)明中，透水性隔膜將陰陽兩組大電極分解為無數(shù)組子電極，但是所有子電極的材質(zhì)、電壓均相同。這就保證在宏觀領(lǐng)域整體電場均勻排布，電解所產(chǎn)生的氣泡在上升過程中所受電場較均勻，保證了放電反應(yīng)的高效率。
[0014]2、增大接觸面積，提高水中反應(yīng)效率
[0015]眾所周知，總體積相同的同等物體,被分成的個體越多總體的比表面積越大。同理，本發(fā)明與不加透水性隔膜的對電極放電情況對比，在產(chǎn)生等量氣體的情況下，在無數(shù)個超微孔隙內(nèi)水電解所產(chǎn)生的微氣泡體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于同等面積不加透水隔膜對電極電解所產(chǎn)生的氣泡體積，而氣泡數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于它。這就有效增加了氣液兩相接觸的比表面積。而我們知道，等離子體次生成的各種氧化因子(如:羥基)主要發(fā)生在氣液兩相的接觸面。也就是說:氣液兩相的接觸面積越大，氧化因子的生成越多和反應(yīng)越充分，水中有機物的降解、微生物殺菌效果更加優(yōu)良，更進(jìn)一步提高了水中放電反應(yīng)的最終效率。
[0016]傳統(tǒng)的水體等離子放電技術(shù)，為產(chǎn)生水體等離子放電，往往通過外部向水中導(dǎo)入氣體，并施以加高強度脈沖電壓或高溫條件。本發(fā)明則創(chuàng)新將等離子放電引導(dǎo)到透水性隔膜的無數(shù)微小蓄水空間進(jìn)行，依靠對水電解析氫、析氧反應(yīng)生成的氣體，進(jìn)入膜中誘發(fā)水體自身氣化，進(jìn)而以極小電壓激發(fā)出高效的水體等離子放電，其意義不僅在于效率的提高，還有效防止了因電流密度過大易導(dǎo)致生物性指標(biāo)的惡化。
[0017]本發(fā)明裝置中，如果透水性隔膜透水孔徑過大(即微孔空間過大)等效于變相增大了電極直徑(電極曲率半徑)致使水中放電起始激發(fā)電壓增高，并且使產(chǎn)生氣泡體積變大減小了氣液兩相接觸反應(yīng)的比表面積。而透水性隔膜透水孔徑過小(即微孔空間過小)，會使電解產(chǎn)氣無法發(fā)生或是產(chǎn)氣效率極其低下，小到一定程度會導(dǎo)致隔膜內(nèi)各微孔中無數(shù)個小曲率半徑電極的尖端放電無法正常進(jìn)行。因此，經(jīng)過發(fā)明人的反復(fù)試驗，確定透水孔徑范圍是2毫米-1納米。
[0018]概括上述本發(fā)明的空氣加濕器技術(shù)方案的有益效果是:本發(fā)明通過將具有一定孔徑的透水性隔膜設(shè)置在陰、陽極之間，在常規(guī)電解反應(yīng)過程以外帶來了在透水性隔膜內(nèi)微孔中形成水體低壓冷等離子放電反應(yīng)，從而可以高效的在水中生成具殺菌能力的暫態(tài)氧化因子。
[0019]具體實用效果是:1)水中氧化因子可殺滅水中滋生的細(xì)菌，當(dāng)用于殺滅水中滋生的細(xì)菌的用水場合時，δ越小，相關(guān)反應(yīng)越激烈，洗滌、殺菌消毒效果越好，而且由于陰極和膜之間有強烈氣泡沖刷，將源水中的鈣鎂離子及洗滌污染物沖出，反而有助于防止陰電極和膜之間的阻塞；2)水中形成有大量以氫氣為主的超微氣泡，經(jīng)過霧化器霧化，然后由出風(fēng)機吹入室內(nèi)，其強大的氧化分解能力可以迅速包裹、分解空氣中的細(xì)菌、病毒和過敏原等在內(nèi)的多種有害物質(zhì)，同時，釋放出對人體有益的納米負(fù)氫離子。
[0020]本發(fā)明在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上的改進(jìn)是:所述陰電極和陽電極的間距大于等于所述透水性隔膜的厚度且小于等于20毫米。
[0021]本發(fā)明裝置中，同等電壓情況下，陰陽電極間的距離越小(極端情況下陰陽電極間的距離=膜的厚度)水中電場強度越大，電極間的等離子通道更易形成，冷等離子體產(chǎn)生效率更高，生成的氧化因子越多。反之，拉大陰陽電極間的距離，生成的氧化因子相應(yīng)減少，尤其是臭氧類強氧化劑的生成幾率下降了。我們知道，臭氧大量產(chǎn)生于氧氣以氣泡形式通過放電區(qū)域。陰陽電極間距離增大，陽極析出氧氣進(jìn)入處于等離子放電狀態(tài)的膜中的幾率減少，對比而言臭氧就減少了。水中所生成的氧化因子，更多地表現(xiàn)為羥基類暫態(tài)氧化因子。但是間距過大又帶來效率的降低，甚至膜中放電過程無法進(jìn)行。因此，經(jīng)過發(fā)明人的反復(fù)試驗，在空氣加濕器中，陰電極和陽電極的間距大于等于所述透水性隔膜的厚度且小于等于20毫米此時所產(chǎn)生的氧化因子既有良好的殺菌效果又能短暫存在于空氣中不會對人體造成不良反應(yīng)。
[0022]本發(fā)明在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改進(jìn)是:所述透水性隔膜是非導(dǎo)電性的透水性隔膜。這是因為導(dǎo)電性較好的透水性隔膜在放電反應(yīng)時容易與相近的電極形成復(fù)合電極而影響水中放電反應(yīng)的效果和生成物的種類，不可控因素較多，因此優(yōu)選非導(dǎo)電性的透水性隔膜。
[0023]上述本發(fā)明技術(shù)方案的更進(jìn)一步改進(jìn)是:所述陰電極上開有第一通孔，所述第一通孔的孔徑大于等于I毫米。通過這樣的改進(jìn)，可以有利于陰極反應(yīng)更充分進(jìn)行，并將陰電極與隔離膜之間區(qū)域產(chǎn)生的氫氣泡更好導(dǎo)出從而達(dá)成對電解極板沖刷的效果防止極板水垢的形成。
[0024]上述本發(fā)明技術(shù)方案的再進(jìn)一步改進(jìn)是:所述透水性隔膜開有第二通孔，所述第二通孔的孔徑大于2毫米。通過這樣的改進(jìn)可以有利于產(chǎn)生的氣泡更好的導(dǎo)出，尤其是在陰陽電極與透水性隔膜間距較小時其氣泡導(dǎo)出效果更好。第二通孔與透水性隔膜自身的透水孔區(qū)別在于:透水孔是隔膜自身固有的，第二通孔則是另外單獨制作的。
[0025]上述本發(fā)明技術(shù)方案完善一是:所述透水性隔膜是單層透水性隔膜或者是多層透水性隔膜。其中透水性隔膜的一種具體材料是:所述單層透水性隔膜是超濾膜或采用碳質(zhì)材料制成的單層透水性隔膜。
[0026]上述本發(fā)明技術(shù)方案的完善二是:所述電解電源是高電平窄脈寬的直流或交變脈沖電源。
[0027]上述本發(fā)明技術(shù)方案的完善三是:所述霧化器是超聲霧化器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的空氣加濕器作進(jìn)一步說明。
[0029]圖1是本發(fā)明實施例一的空氣加濕器的內(nèi)部局部結(jié)構(gòu)示意圖。[0030]圖2是圖1的水質(zhì)調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3是圖2的爆炸圖。
【具體實施方式】
[0032]實施例一
[0033]本實施例的空氣加濕器，參見圖1，包括儲水箱10、出風(fēng)機30和電解電源，儲水箱10內(nèi)設(shè)有霧化器40，儲水箱10內(nèi)設(shè)有水質(zhì)調(diào)節(jié)單元20。
[0034]如圖2和圖3所示，水質(zhì)調(diào)節(jié)單元20包括一對陰電極2和陽電極3。電解電源用于對陰電極2和陽電極3供電。成對的陰電極2和陽電極3之間設(shè)有透水性隔膜4。
[0035]本實施例的透水性隔膜4采用平均透水孔徑0.03微米的單層PVDF超濾膜(聚偏二氟乙烯膜)；當(dāng)然本實施例的透水性隔膜4也可以采用其他材質(zhì)的透水膜，平均透水孔徑在小于等于2毫米且大于等于I納米之間均可。本實施例的透水性隔膜4與陰、陽電極的間距都是1mm。
[0036]本實施例的陰電極2和陽電極3均采用鈦基覆涂鉬族氧化物(涂層厚度為0.8毫米)制成的惰性電極，陰電極2呈圓形片狀，陽電極3呈圓形片狀。陰電極2和陽電極3的表面均不開孔。本實施例的陰電極2和陽電極3在水質(zhì)調(diào)節(jié)單元20內(nèi)相互平行且垂直放置。當(dāng)然，陰電極2和陽電極3也可以在水質(zhì)調(diào)節(jié)單元20內(nèi)平行放置，陰電極2位于陽電極3的上方。
[0037]本實施例的透水性隔膜4是非導(dǎo)電性的透水性隔膜。
[0038]本實施例的電解電源采用高電平窄脈寬穩(wěn)壓30伏的直流脈沖電源，也可以采用交變脈沖電源。
[0039]本實施例的霧化器40是超聲霧化器。
[0040]一、實驗 I
[0041]采用本實施例的水質(zhì)調(diào)節(jié)單元20進(jìn)行水電解實驗，盛水容器容積為100X80X100毫米，源水是自來水，TDS=140mg/L，盛水容器注水約5升，電解時間為30分鐘，每5分鐘取水樣測定一次。
[0042]以下實驗中，水中氣泡量(強度)以及水中氧化因子多少采用定性觀測方法
[0043]①水中氣泡量(強度)的目測分級:
[0044]從水中氣泡為零?實驗中相對氣泡含量最大，分為O?5級；
[0045]②水中氧化因子的測定
[0046]如前所述，由于氧化因子在水中存留時間極為短暫，現(xiàn)有的檢測方法(例如化學(xué)反應(yīng)法和捕獲法)的分析選擇性和可信度還難以令人滿意。同時考慮到本發(fā)明的水質(zhì)調(diào)節(jié)單元20系專用于空氣加濕器，側(cè)重關(guān)心的是氧化因子的變化趨勢級宏觀作用。因此為簡化重復(fù)實驗工作量，專門研發(fā)了定性了解水中氧化因子總量的滴定液。通過自制滴定液滴定到水中后，觀察水體顏色的變黃程度，分為5級，定性判定水中氧化因子含量:
[0047]無色-對應(yīng)水中氧化因子基本為零，設(shè)為O級；
[0048]顏色最黃-對應(yīng)水中氧化因子相對最多,設(shè)為5級；
[0049]從無色到顏色最黃中間顏色變化的程度不同分設(shè)為1、2、3和4級。
[0050]實驗I結(jié)果如下表1:[0051]表1
【權(quán)利要求】
1.一種空氣加濕器，包括儲水箱、出風(fēng)機和電解電源，所述儲水箱內(nèi)設(shè)有霧化器，其特征在于:所述儲水箱內(nèi)設(shè)有水質(zhì)調(diào)節(jié)單元，所述水質(zhì)調(diào)節(jié)單元包括至少一對陰電極和陽電極，所述電解電源用于對所述陰電極和陽電極供電；成對的陰電極和陽電極之間設(shè)有透水性隔膜，所述透水性隔膜的透水孔徑小于等于2毫米且大于等于I納米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣加濕器，其特征在于:所述陰電極和陽電極的間距大于等于所述透水性隔膜的厚度且小于等于20毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述空氣加濕器，其特征在于:所述透水性隔膜是非導(dǎo)電性的透水性隔膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述空氣加濕器，其特征在于:所述陰電極上開有第一通孔，所述第一通孔的孔徑大于等于I毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述空氣加濕器，其特征在于:所述透水性隔膜開有第二通孔，所述第二通孔的孔徑大于2毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述空氣加濕器，其特征在于:所述透水性隔膜是單層透水性隔膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述空氣加濕器，其特征在于:所述單層透水性隔膜是超濾膜或采用碳質(zhì)材料制成的單層透水性隔膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述空氣加濕器，其特征在于:所述透水性隔膜是多層透水性隔膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述空氣加濕器，其特征在于:所述電解電源是高電平窄脈寬的直流或交變脈沖電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述空氣加濕器，其特征在于:所述霧化器是超聲霧化器。
【文檔編號】F24F6/12GK103940021SQ201410146219
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月12日
【發(fā)明者】肖志邦 申請人:大連雙迪創(chuàng)新科技研究院有限公司