一種空氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種空氣凈化裝置，其特征在于：該裝置包括用于通過水霧的水霧通路和等離子體發(fā)生器，所述等離子體發(fā)生器包括放電電極，所述放電電極上設(shè)置有多個用于降低放電起始電壓的放電突起，且：所述放電電極用于通過高壓放電產(chǎn)生等離子體，所產(chǎn)生的等離子體與水霧通路內(nèi)的水霧反應混合后，反應混合后的水霧進一步通過所述裝置排出。本裝置利用放電產(chǎn)生的等離子體，可以讓水霧攜帶豐富的負氧離子，有利于人體健康；弱電離的水霧有助于凝聚空氣中的顆粒污染物，降低PM2.5濃度；水霧中放電還有利于抑制臭氧的生成，不會帶來二次污染。
【專利說明】一種空氣凈化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及污染防治領(lǐng)域，特別涉及一種空氣凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，大氣污染日益受到人們的關(guān)注。隨著人們對健康要求的提高，空氣質(zhì)量尤其得到重視。
[0003]一般來說，空氣中的污染物包括有害氣體，塵埃和懸浮物，細菌病毒等。其中空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物，也就是我們常說的PM2.5的危害比較大。由于它們的直徑很小，所以可以深入呼吸道，支氣管甚至肺泡，直接影響肺部的呼吸功能。尤其是當其中含有細菌或有毒物質(zhì)時，更能引發(fā)癌癥等疾病，對人體健康產(chǎn)生極大的威脅。
[0004]傳統(tǒng)的室內(nèi)空氣凈化方法有很多。吸附劑法是最為方便和經(jīng)濟的，但是其凈化效率低，無法從根本上去除污染物，而且吸附劑由于富集了微生物，水分和有機大分子等，容易再次成為微生物繁殖的溫床，有二次污染的隱患。除此之外還有很多空氣凈化的方法，比如植物源凈化技術(shù)，納米過濾膜技術(shù)，光觸媒技術(shù)等，它們雖然凈化效率高，但是技術(shù)復雜，成本較高。
[0005]而通過研究表明，低溫等離子體技術(shù)對實現(xiàn)空氣的凈化有著十分顯著的作用。等離子體可以產(chǎn)生電場，紫外輻射和各種自由基活性粒子等，可以高效地去除細菌等有害物質(zhì)，同時它也可以增加空氣中負氧離子的含量，負氧離子能降低人體血液中的復合胺濃度，有利于對氧氣的吸收和利用，促進新陳代謝，對人體健康也有著顯著地促進作用。
實用新型內(nèi)容
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型提供一種空氣凈化裝置。
[0007]一種空氣凈化裝置，其特征在于:該裝置包括用于通過水霧的水霧通路和等離子體發(fā)生器，所述等離子體發(fā)生器包括放電電極，所述放電電極上設(shè)置有多個用于降低放電起始電壓的放電突起，且:所述放電電極用于通過高壓放電產(chǎn)生等離子體，所產(chǎn)生的等離子體與所述水霧通路內(nèi)的水霧反應混合后，反應混合后的水霧進一步通過所述裝置排出。
[0008]可選的，所述裝置包括水霧出口、水霧入口，所述水霧入口和水霧出口間形成所述水霧通路，所述反應混合后的水霧通過所述水霧出口排出。
[0009]可選的，所述裝置還包括水霧發(fā)生器，所述水霧發(fā)生器用于產(chǎn)生水霧。
[0010]可選的，所述放電電極的形狀包括:針形、網(wǎng)形、S形、或螺旋形。
[0011]可選的，所述等離子體發(fā)生器還包括:高壓電源，高壓電源與放電電極相連，在高壓電源的作用下，所述放電電極通過高壓放電產(chǎn)生等離子體，且:高壓電源的電壓或頻率能夠隨產(chǎn)生水霧的速度而改變。
[0012]可選的，所述等離子體發(fā)生器還包括:外殼和內(nèi)筒，所述內(nèi)筒置于所述外殼內(nèi)，所述放電電極置于所述內(nèi)筒中。
[0013]可選的，所述放電電極位于所述水霧通路中，且放電電極針對水霧進行放電；或者所述放電電極位于所述水霧通路外，且放電電極針對空氣進行放電，進一步地，該裝置將針對空氣放電所產(chǎn)生的等離子體吹入水霧通路。
[0014]可選的，所述水霧發(fā)生器包括超聲波發(fā)生器和風機，所述水霧發(fā)生器通過超聲波發(fā)生器將水霧發(fā)生器內(nèi)的水霧化產(chǎn)生水霧，通過風機將所述水霧從水霧發(fā)生器的出口排出，且:調(diào)節(jié)所述超聲波發(fā)生器的超聲波頻率能夠改變產(chǎn)生水霧的速度。
[0015]可選的，所述內(nèi)筒由玻璃或陶瓷材料制作而成。
[0016]本實用新型所述的空氣凈化裝置具有以下優(yōu)點:(I)本實用新型利用水霧作為反應氣體，在等離子體對空氣進行凈化的同時，也有加濕的作用；(2)本實用新型的放電電極與水霧直接接觸，可以使大部分水霧通過電極，實現(xiàn)與等離子體的大面積接觸，提高處理效率；(3)在所述水霧通路中進行高壓放電，使得水霧中產(chǎn)生豐富的氧負離子，弱電離的水霧不僅有助于凝聚空氣中的顆粒污染物，降低PM2.5濃度，還有利于抑制臭氧的生成，減少二次污染；(4)本實用新型中由于水霧的存在，可以有效抑制放電中臭氧的產(chǎn)生；(5)通過調(diào)節(jié)超聲波頻率和高壓電源的頻率或電壓，使得水霧產(chǎn)生的速度和等離子體產(chǎn)生的速度可以同步調(diào)節(jié)，這樣會使得活性粒子密度很高，在很短的時間內(nèi)就可以對空氣有很好的凈化效果；(6)等離子體發(fā)生裝置在大氣壓下進行操作，無需真空腔，設(shè)備簡單，操作方便，價格低廉，而且等離子體處理過后不會產(chǎn)生毒性殘留。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型空氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實用新型第一實施例的空氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實用新型中第二實施例的空氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實用新型中第三實施例的空氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]就本實用新型而言，最基礎(chǔ)的實施例在于提出了:一種空氣凈化裝置，該裝置包括用于通過水霧的水霧通路和等離子體發(fā)生器，所述等離子體發(fā)生器包括放電電極，所述放電電極上設(shè)置有多個用于降低放電起始電壓的放電突起，且:所述放電電極用于通過高壓放電產(chǎn)生等離子體，所產(chǎn)生的等離子體與所述水霧通路內(nèi)的水霧反應混合后，反應混合后的水霧進一步通過所述裝置排出。
[0022]該實施例中，利用水霧作為反應氣體，在等離子體對空氣進行凈化的同時，也有加濕的作用，在所述水霧通路中進行高壓放電，使得水霧中產(chǎn)生豐富的氧負離子，弱電離的水霧不僅有助于凝聚空氣中的顆粒污染物，降低PM2.5濃度，還有利于抑制臭氧的生成，減少二次污染。就該實施例而言，水霧如何產(chǎn)生，并不影響該實施例的技術(shù)效果。
[0023]下面結(jié)合附圖，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0024]如圖1所示，本實用新型的空氣凈化裝置包括水霧發(fā)生器100和等離子體發(fā)生器200。[0025]水霧發(fā)生器100可以利用超聲波的方式將水霧化，產(chǎn)生水霧，水霧發(fā)生器100中可以設(shè)置有風機，通過風機將產(chǎn)生的水霧通過水霧發(fā)生器100的水霧出口吹出水霧發(fā)生器100的殼體；或者水霧發(fā)生器100也可以采用市售的加濕器，利用加濕器產(chǎn)生水霧，水霧從加濕器的水霧出口吹出。
[0026]等離子體發(fā)生器200可以包括高壓電源、水霧通路和放電電極。高壓電源與放電電極連接，為等離子體發(fā)生器200提供激勵電源；水霧通路可以包括水霧入口和水霧出口，等離子體發(fā)生器200的水霧入口與水霧發(fā)生器100的水霧出口相連；放電電極置于水霧通路中，通過放電電極電離水霧通路中的空氣，從而產(chǎn)生等離子體，等離子體與水霧通路中的水霧混合后，通過等離子體發(fā)生器200的水霧出口排出。下面進行具體說明。
[0027]實施例1
[0028]請參閱圖2，本實施例中的空氣凈化裝置包括水霧發(fā)生器100和等離子體發(fā)生器200 (圖2中虛框所包含的部分)。
[0029]水霧發(fā)生器100，可以包括水霧出口 101和超聲波發(fā)生器。通過超聲波發(fā)生器將水霧發(fā)生器100內(nèi)的水霧化，產(chǎn)生水霧，水霧通過水霧出口 101排出；為了加速水霧的排出速度，水霧發(fā)生器100中還可以設(shè)置有風機，通過風機將產(chǎn)生的水霧通過水霧出口吹出水霧發(fā)生器100。水霧發(fā)生器100，也可以采用市售的加濕器，通過加濕器產(chǎn)生水霧。
[0030]本實用新型實施例中的水霧發(fā)生器100的水霧產(chǎn)生速度可調(diào)，通過調(diào)節(jié)水霧發(fā)生器100的水霧產(chǎn)生速度，就可以調(diào)節(jié)空氣凈化裝置的水霧噴出速度。具體實現(xiàn)時可以通過調(diào)節(jié)水霧發(fā)生器100中的超聲波發(fā)生器的功率來改變水霧的產(chǎn)生速度的大小，功率增大時水霧產(chǎn)生速度增加，功率減小時水霧產(chǎn)生速度減小。更進一步的，通過調(diào)節(jié)超聲波頻率和高壓電源的頻率或電壓，使得水霧產(chǎn)生的速度和等離子體產(chǎn)生的速度可以同步調(diào)節(jié)，這樣會使得活性粒子密度很高，在很短的時間內(nèi)就可以對空氣有很好的凈化效果；
[0031]等離子體發(fā)生器200與水霧發(fā)生器100的水霧出口 101密閉連接，等離子體發(fā)生器200包括高壓電源201、外殼202、和放電電極204。下面分別進行詳細說明。
[0032]高壓電源201
[0033]高壓電源201用于為等離子體發(fā)生器200提供高壓電，以激勵電極電離空氣而產(chǎn)生低溫等離子體。所述高壓電源201可以為正弦高壓電源，頻率范圍為50Hz到100kHz。就該實施例而言，實際應用中，正弦高壓電源電壓峰-峰值選擇范圍在IkV到10kV，頻率范圍不高于IOOkHz，頻率過低則放電不穩(wěn)定，頻率過高則會導致等離子體發(fā)熱現(xiàn)象明顯。
[0034]高壓電源也可以是脈沖高壓電源，其脈沖頻率不高于100kHz。脈沖高壓電源的頻率越高，等離子體的處理速度越快，而且放電電壓越低，但等離子體溫度會隨頻率升高。就該實施例而言，在脈沖高壓電源激勵下，活性粒子的生成效率更高，同時由于降低了總的放電功率，使得等離子體溫度進一步降低。
[0035]本實用新型實施例中可以根據(jù)水霧產(chǎn)生的速度來動態(tài)調(diào)整高壓電源的頻率或電壓，以使得等離子體的處理速速與水霧的產(chǎn)生速度相適應。具體而言，對脈沖電源而言，當水霧產(chǎn)生的速度越快，則高壓電源的頻率越高，相反則越低；對正弦高壓電源而言，水霧產(chǎn)生的速度越快，則高壓電源的電壓越高，相反則越低。具體實現(xiàn)時可以在水霧出口 101處設(shè)置一傳感器用于檢測水霧噴出的速度，同時設(shè)置一控制器，控制器根據(jù)接收到的傳感器檢測到的水霧的速度相應調(diào)節(jié)高壓電源的電壓或頻率。[0036]外殼202
[0037]外殼202可以采用金屬材質(zhì)，例如銅等，形狀可以是筒形、方形、長方形等，外殼202通過接地線接地。外殼202內(nèi)設(shè)置有放電電極204。外殼202具有水霧入口和水霧出口，水霧入口和水霧出口間為水霧通路，放電電極204置于水霧通路內(nèi)，外殼的水霧入口與水霧發(fā)生器100的水霧出口密閉連接。放電電極204在水霧通路內(nèi)進行高壓放電，產(chǎn)生等離子體，等離子體與水霧混合后通過外殼202的水霧出口排出。
[0038]進一步的，外殼202內(nèi)還可以設(shè)置有內(nèi)筒203，內(nèi)筒203可以有效防止放電對放電電極204的燒蝕，內(nèi)筒203可以為玻璃或陶瓷等，所述玻璃可以用耐熱玻璃。
[0039]放電電極204
[0040]放電電極204設(shè)置于水霧通路內(nèi)，優(yōu)選的，其被外殼202包裹，更優(yōu)選的，可以被外殼202內(nèi)的玻璃筒203包裹，本實用新型實施例中的放電電極為針狀。
[0041]放電電極204的內(nèi)徑和長度可以改變。通過，改變電極的內(nèi)徑和長度等參數(shù)，可以適應不同噴射速度和噴射直徑的水霧。
[0042]為了降低放電電壓，本實用新型實施例中的放電電極204上還可以設(shè)置有放電突起205，放電突起205可以設(shè)置多個。放電突起205的存在降低了放電起始條件，并使得放電更容易實現(xiàn)，通過突起上產(chǎn)生的電暈降低了放電起始電壓。
[0043]以上是對本實用新型上述實施例1的空氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)做了介紹，下面對本裝置的空氣處理過程以具體實施例形式做進一步介紹。
[0044]所述本實施例中的放電電極204可以電離空氣產(chǎn)生等離子體，等離子體能產(chǎn)生紫外輻射和活性自由基，對空氣中的污染物有著較強的去除能力，而且還能夠產(chǎn)生大量的氧負離子，對室內(nèi)的空氣凈化有著顯著的作用。將本實用新型的空氣凈化裝置運行一段時間后，對室內(nèi)空氣進行PM2.5和氧負離子濃度檢測，發(fā)現(xiàn)PM2.5濃度下降，氧負離子濃度升高。通過光譜分析發(fā)現(xiàn)，其中02-，OH-等活性粒子是殺菌的關(guān)鍵粒子。而對空氣的加濕作用和電荷聚集效應是降低PM2.5濃度的主要原因。本實用新型實施例的空氣凈化裝置能夠有效的抑制放電中臭氧的產(chǎn)生。就該實施例而言，在裝置運行30分鐘后，通過吸收光譜檢測，發(fā)現(xiàn)空氣中臭氧濃度并無顯著升高。這是因為水霧的存在可以加速臭氧分解為氧氣，方程式如下:
[0045]氣相中，03+H20— H202+02 ；
[0046]液相小水滴中，03+02_— 02+03_，03+H202 — 0Η+Η02+02 ；
[0047]本實用新型實施例中的空氣凈化裝置，通過水霧發(fā)生器100為等離子體發(fā)生器200的放電提供反應氣體，電極置于水霧通路內(nèi)提高了等離子體與水霧的接觸面積，提高了反應效率；利用水霧作為主反應氣體進行放電，有利于抑制臭氧的生成；通過等離子體中的紫外輻射和大量活性粒子，實現(xiàn)對空氣中污染物的去除，降低PM2.5的濃度，同時增加氧負離子的濃度。
[0048]實施例2
[0049]本實施例重點介紹與第一實施例的不同之處，相同之處不再贅述。請參閱圖3，本實用新型第二實施例與第一實施例不同之處在于放電電極204采用網(wǎng)狀電極。水霧噴出后，可從網(wǎng)狀電極中穿過，網(wǎng)狀電極提高了水霧與電極的接觸面積，從而使得水霧和等離子體能更加充分的反應。與實施例1相同，網(wǎng)狀電極也可以置于內(nèi)筒203內(nèi)，網(wǎng)狀電極也可以設(shè)置放電突起205，在此不再詳述。
[0050]實施例3
[0051]本實施例重點介紹與前兩例的不同之處，相同之處不再贅述。請參閱圖4，本實用新型第三實施例與前兩例不同之處是不再將水霧作為主要放電對象進行放電，而是先針對空氣放電，再將產(chǎn)生的等離子體吹入水霧通路，與水霧充分混合，發(fā)生一系列反應從而達到凈化空氣的目的。
[0052]等離子體與水溶液相互作用的仿真研究表明，空氣等離子體中的一些粒子，如03，N2O5, N2O, H2O2, HNO2, HNO3，它們與水接觸后會發(fā)生強烈的化學反應，其中的臭氧和氮氧化物會被去除，而且可以產(chǎn)生負離子。比如NO，O3, HNO3等在水中可以通過一系列反應生成負離子03_，N03_，02_等。而且在水的含量越高，負離子的衰減就越緩慢。
[0053]以上是對本實用新型的空氣凈化裝置的介紹，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應當明了，本實用新型的放電電極204并不限于針狀或網(wǎng)狀，例如還可以是螺旋形、S形等，任何可以電離空氣產(chǎn)生等離子體的電極均可。
[0054]本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。對于系統(tǒng)實施例而言，由于其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。
[0055]以上對本實用新型所提供的空氣凈化裝置，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本實用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種空氣凈化裝置，其特征在于:該裝置包括用于通過水霧的水霧通路和等離子體發(fā)生器，所述等離子體發(fā)生器包括放電電極，所述放電電極上設(shè)置有多個用于降低放電起始電壓的放電突起，且:所述放電電極用于通過高壓放電產(chǎn)生等離子體，所產(chǎn)生的等離子體與所述水霧通路內(nèi)的水霧反應混合后，反應混合后的水霧進一步通過所述裝置排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述裝置包括水霧出口、水霧入口，所述水霧入口和水霧出口間形成所述水霧通路，所述反應混合后的水霧通過所述水霧出口排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述裝置還包括水霧發(fā)生器，所述水霧發(fā)生器用于產(chǎn)生水霧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述放電電極的形狀包括:針形、網(wǎng)形、S形、或螺旋形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述等離子體發(fā)生器還包括:高壓電源，高壓電源與放電電極相連，在高壓電源的作用下，所述放電電極通過高壓放電產(chǎn)生等離子體，且:高壓電源的電壓或頻率能夠隨產(chǎn)生水霧的速度而改變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述等離子體發(fā)生器還包括:外殼和內(nèi)筒，所述內(nèi)筒置于所述外殼內(nèi)，所述放電電極置于所述內(nèi)筒中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述放電電極位于所述水霧通路中，且放電電極針對水霧進行放電；或者所述放電電極位于所述水霧通路外，且放電電極針對空氣進行放電，進一步地，該裝置將針對空氣放電所產(chǎn)生的等離子體吹入水霧通路。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于:所述水霧發(fā)生器包括超聲波發(fā)生器和風機，所述水霧發(fā)生器通過超聲波發(fā)生器將水霧發(fā)生器內(nèi)的水霧化產(chǎn)生水霧，通過風機將所述水霧從水霧發(fā)生器的出口排出，且:調(diào)節(jié)所述超聲波發(fā)生器的超聲波頻率能夠改變產(chǎn)生水霧的速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)筒由玻璃或陶瓷材料制作而成。
【文檔編號】B03C3/04GK203731562SQ201420054047
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】王小華, 李策, 劉定新, 榮命哲 申請人:西安交通大學