CN103007328B - 一种等离子体空气消毒机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够产生均匀的高浓度等离子体的空气净化消毒设备，它主要包括壳体（1）、风机（2）、等离子体发生器（3）和升压电源（4），等离子体发生器（3）由多个圆柱状的等离子基本反应单元（30）构成，每个圆柱状等离子基本反应单元（30）均包括正、负电极，其中正电极为放电电极丝（310），负电极为空心的金属圆管（320），金属圆管以放电电极丝为中心轴；金属圆管（320）两端分别设置有由不导电的绝缘材料制成的端盖（330），在两个端盖（330）上均设置有多个镂空通孔（B），本发明能将进入到空气消毒机内的空气激励为均匀的高浓度等离子体，从而快速有效的对室内空气进行消毒杀菌和除尘除臭。

Description

一种等离子体空气消毒机

技术领域

本发明涉及一种空气净化装置，尤其涉及一种等离子体空气消毒净化设备，属于空气消毒净化技术领域。

背景技术

随着社会发展和科学技术进步，人们的生活质量不断提高，与此同时，人们对生活环境的要求也与日俱增，这就促进了各种空气净化消毒产品的发展。最近几年，中国等离子体消毒行业得到了快速的发展，在空气消毒领域，出现了大量的等离子体空气消毒设备。如专利号为200320109397.5的中国实用新型专利中，公开了一种等离子体空气灭菌净化器，包括壳体、风机、空气过滤器、等离子体反应器、光催化灭菌过滤器、负离子发生区，其空气过滤器采用活性炭过滤器，光催化灭菌过滤器的滤层上设有光化媒涂料层，边上设有能照射到光化媒涂料层的光源。同时，该方案还采用了专利号分别为200320109396.0和200320109398.X的中国实用新型专利公开的丝状等离子体反应器和齿状等离子体反应器。该专利公开的等离子体空气灭菌净化器，虽然采用了等离子体反应器，但是该等离子体反应器不能在高压下工作，不能产生高浓度的等离子体，杀菌效果不如在高压下工作能够产生高浓度等离子体的设备好。其次，该专利公开的等离子体空气灭菌净化器，采用的无论是丝状等离子体反应器还是齿状等离子体反应器，都不能对进入其中被消毒的空气进行扰流使其最大限度扩散到电极丝周围，达到充分消毒的目的。另外，该专利公开的等离子体空气灭菌净化器的光催化灭菌过滤器采用光化媒，成本较高。整个设备没有设置保护电路，在过湿过热、高温短路等状况都不能及时自动断开电源，不仅浪费能源，也使得设备使用寿命不长。为了克服上述技术不足，本申请人与2012年6月30日曾提交一份申请号为201210221506.6的等离子体空气净化消毒装置，该技术主要由波浪形电极板及与其平行的放电金属线组成等离子体基本反应单元，该技术能够产生高浓度等离子体，但在实际操作中发现波浪形电极板的尖峰部位存在电荷集中的现象，从而使其反应单元内的等离子体在均匀性方面稍显不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够产生均匀的高浓度等离子体的空气净化消毒设备，它主要包括壳体、风机、等离子体发生器和升压电源，等离子体发生器由多个圆柱状的等离子基本反应单元构成，每个圆柱状等离子基本反应单元均包括正、负电极，其中正电极为放电电极丝，负电极为空心的金属圆管，金属圆管以放电电极丝为中心轴；金属圆管两端分别设置有由不导电的绝缘材料制成的端盖，在两个端盖上均设置有多个镂空通孔，以便于空气进出金属圆管内的等离子电场，风机设置在圆柱状等离子体发生器的进气端，本发明能将进入到空气消毒机内的空气激励为均匀的高浓度等离子体，从而快速有效的对室内空气进行消毒杀菌和除尘除臭。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案是：一种等离子体空气消毒机，包括壳体、风机、等离子体发生器和升压电源，风机、等离子体发生器和升压电源均设置在壳体内，等离子体发生器包括正电极和负电极，等离子体发生器的正、负电极分别与升压电源的正、负电极连接，其结构特点为：等离子体发生器由多个圆柱状的等离子基本反应单元构成，每个圆柱状等离子基本反应单元均包括正、负电极，其中正电极为放电电极丝，负电极为空心的金属圆管，金属圆管以放电电极丝为中心轴；金属圆管两端分别设置有由不导电的绝缘材料制成的端盖，在两个端盖上均设置有多个镂空通孔，以便于空气进出金属圆管内的等离子电场，将所有圆柱状等离子基本反应单元的正电极连接后用线缆引出构成等离子体发生器的正电极，将所有圆柱状等离子基本反应单元的负电极焊接连接后用线缆引出构成等离子体发生器的负电极。

上述等离子体空气消毒机，放电电极丝采用钨合金材料制作，其线径为0.15-1.5毫米。

上述等离子体空气消毒机，在放电电极丝两端各固定有一个圆球，圆球采用锡合金材料制作。

上述等离子体空气消毒机，两个端盖的结构相同，均包括顶部和配合部，其顶部为正多边形，配合部的外表面为圆柱面并与金属圆管的内孔相配，配合部的圆柱部分嵌入到金属圆管的内孔，两端盖均沿其轴心线设置了贯穿孔，在一个端盖的贯穿孔内设置了连接套，连接套是一个外表面呈“凸”字形的台阶轴，其台阶轴的小端轴能穿进端盖的贯穿孔内，台阶轴的大端轴径大于端盖的贯穿孔的内径；在另一端盖的贯穿孔内设置了调节栓，调节栓的外径小于端盖贯穿孔的内径，在调节栓的外表面上还设置了多个环形的凹槽，连接套和调节栓均沿其轴心线设置了贯穿的台阶孔，其台阶孔的小孔直径大于放电电极丝的直径并小于电极丝端部圆球的直径，且台阶孔的小孔端均朝向金属圆管的内部；连接套和调节栓的台阶孔的大孔直径大于放电电极丝端部圆球的直径。

上述等离子体空气消毒机，将放电电极丝穿进连接套和调节栓的台阶孔内，并将放电电极丝一端的金属圆球安装在连接套台阶孔的大孔内，放电电极丝另一端的金属圆球安装在调节栓台阶孔的大孔内，在电极丝两端的金属圆球与台阶孔底面之间均设置了预紧弹簧，将穿入了放电电极丝的连接套和调节栓分别安装在金属圆管两端端盖的贯穿孔内，连接套的台阶轴肩即抵压在一端盖的顶部端面，调节栓的部分外表面穿出另一端盖的贯穿孔，在调节栓穿出部分的相应环形凹槽内安装上固定卡，以将放电电极丝固定在金属圆管的内孔中。

上述等离子体空气消毒机，风机设置在等离子体发生器进气口的前端，在风机与等离子体发生器之间设置了空气导流罩。

上述等离子体空气消毒机，将每个圆柱状等离子基本反应单元的金属圆管焊接连成一体，并封堵相邻金属圆管之间的空隙，所有等离子基本反应单元的金属圆管焊接成一体后用线缆引出连接在升压电源的负电极。

上述等离子体空气消毒机，金属圆管采用铝材或钢材制作，金属圆管的内径为15-30毫米。

上述等离子体空气消毒机，升压电源分为输入端和输出端，其输入端接入220V或380V的交流或直流电，输出端的正、负电极分别与等离子体发生器连接，其输出端施加给离子体发生器的电压为5000V至10000V。

上述等离子体空气消毒机，在等离子体发生器的出风端还设置了活性碳过滤装置或紫外线杀菌灯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于本发明的等离子体发生器由多个圆柱状的等离子基本反应单元构成，每个圆柱状的等离子基本反应单元又包括由放电电极丝构成的正电极和空心的金属圆管构成的负电极，即能产生等离子体的电极板结构为空心圆柱面，与现有等离子体空气消毒机的电极板为平板的结构相比，圆弧面的电极板没有了尖峰部位，避免了平板及波峰形平板的尖峰及边缘部位所存在的电荷集中的缺陷，从而使其圆柱状的等离子基本反应单元内的电荷分布和等离子体的产生更加均匀，从而提高空气消毒的稳定性和可靠性。

两端盖均采用不导电的绝缘材料制成，是为了让空心金属圆管构成的负电极与置于放空心圆管孔内的电极丝构成的正电极避免电气接触，以保持正负电极之间的电气绝缘；在两端盖上设置多个镂空通孔，是为了让外界空气能从空心金属圆管内的等离子电场中顺利进出。

选用金属丝作为放电电极丝并作为等离子基本反应单元的正电极，是因为金属线在高电压的作用下能产生更高浓度的等离子体，在放电电极丝的是两端固定金属圆球的作用是便于在负电极的空心金属圆管内安装和固定放电电极丝。

本发明设置升压电源，是因为施加在等离子基本反应单元正负极之间的电压只有超过3000伏才可能产生等离子电场，升压电源的作用便是将普通的220V或380V电压升压至数千伏并施加给等离子体发生器，经过实验证实，放电电极丝采用直径为0.15-1.5毫米的钨合金材料，金属圆管采用内径为15-30毫米的铝材或钢材制作，施加在圆柱状的等离子基本反应单元正负极之间的电极为5000V至10000V时，其能源转化效率较高，产生的等离子体浓度优且设备的寿命长。

本发明在金属圆管两端的端盖上分别设置连接套和调节栓，并在放电电极丝的两端设置预紧弹簧的作用是便于将放电电极丝安装在空心金属圆管的轴心线上，在调节栓上设置环形凹槽，并设置相应的固定卡，以为了将安装到位的放电电极丝进行固定，并便于调节放电电极丝的松紧程度，在放电电极丝两端设置弹簧的有益效果是便于依靠弹簧的弹力而让放电电极丝始终保持在拉直状态，以避免放电电极丝呈松散弯曲状态时影响其等离子体的产生。

本发明将风机设置在等离子体发生器进气口的前端，在风机与等离子体发生器之间设置了空气导流罩，是为了便于将室内的空气不断的抽吸进等离子体空气消毒机的金属圆管内，利用金属圆管内产生的电场将抽进的空气进行等离子杀菌。

本发明将每个圆柱状等离子基本反应单元的金属圆管焊接连成一体，并封堵相邻金属圆管之间的空隙，是为了防止抽吸进等离子体空气消毒机的空气从金属圆管之间的空隙中穿过而未进入金属圆管内的等离子电场中。

本发明在等离子体发生器的出风端设置了活性碳过滤装置或紫外线杀菌灯，其有益效果是在等离子消毒灭菌方法的基础上，再增加消毒灭菌的方式，以增强对空气消毒灭菌的效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明每个圆柱状等离子基本反应单元的结构图。

图3是本发明的多个圆柱状等离子基本反应单元构成等离子体发生器的示意图。

图4是本发明端盖的结构图。

图5是本发明连接套的结构图。

图6是本发明调节栓的结构图。

图1至图6中，1为离子体空气消毒机的壳体、2为风机、3为等离子体发生器、4为升压电源、5为空气导流罩、6为活性碳过滤装置、30为圆柱状的等离子基本反应单元；310为等离子基本反应单元的放电电极丝、320为等离子基本反应单元的金属圆管、330为等离子基本反应单元的端盖、340为放电电极丝两端的圆球、350为放电电极丝两端设置的预紧弹簧、360为连接套、370为调节栓、380为固定卡。

A为调节栓上设置的环形凹槽、B为端盖上设置的镂空通孔、C为端盖上设置的贯穿孔、D为连接套上设置的台阶孔、E为调节栓上设置的台阶孔。

具体实施方式

如图1至图6所示，本发明的第一种具体实施方式为：一种等离子体空气消毒机，包括壳体1、风机2、等离子体发生器3和升压电源4，风机2、等离子体发生器3和升压电源4均安装在壳体1内，等离子体发生器3由多个圆柱状的等离子基本反应单元30组成，每个圆柱状等离子基本反应单元30均包括空心金属圆管320构成的负电极和放电电极丝310构成的正电极，其中空心金属圆管320采用不锈钢材料制作，当然也可以采用铝或铝合金等导电材料制作，金属圆管的内径为25毫米，壁厚0.5mm，金属圆管320的长度与等离子体空气消毒机的尺寸相适应，一般在10至1000毫米之间，本实施方式优选其度尺寸为200毫米。放电电极丝310采用钨合金材料制作，其线径一般在0.15-1.5毫米之间，本实施方式优选线径线径为1.2毫米的钨合金丝，电极丝310的长度与金属圆管320的长度相匹配，在放电电极丝310的两端各固定有一个锡合金材料制作的直径为5毫米的圆球340。将放电电极丝310安装在金属圆管320的内孔的轴心线上，其安装方法如下：

在金属圆管320两端分别设置有由不导电的绝缘材料制成的端盖330，在两个端盖330上均设置有多个镂空通孔B，以便于空气进出金属圆管320内孔中的等离子电场，两个端盖330的结构相同，均包括顶部和配合部，其顶部为正六边形，配合部的外表面为圆柱面并与金属圆管320的内孔相配，配合部的圆柱部分嵌入到金属圆管320的内孔，两端盖330均沿其轴心线设置了贯穿孔C，在一个端盖330的贯穿孔C内设置了连接套360，连接套360是一个外表面呈“凸”字形的台阶轴，其台阶轴的小端轴能穿进端盖330的贯穿孔C内，台阶轴的大端轴径大于端盖330的贯穿孔C的内径；在另一端盖330的贯穿孔C内设置了调节栓370，调节栓370的外径小于端盖贯穿孔C的内径，在调节栓370的外表面上还设置了多个环形的凹槽A，连接套360和调节栓370均沿其轴心线设置了贯穿的台阶孔D和台阶孔E，其台阶孔D及台阶孔E的小孔直径大于放电电极丝310的直径并小于电极丝端部圆球340的直径，且台阶孔的小孔端均朝向金属圆管320的内部；连接套360和调节栓370的台阶孔的大孔直径均大于放电电极丝端部圆球340的直径。

将放电电极丝310的一端焊上金属圆球340，并将一个预紧弹簧350穿进放电电极丝310上，然后将放电电极丝310穿进连接套360和调节栓370的台阶孔内，最后再在放电电极丝310的另一端装上另一个预紧弹簧350并在电极丝端焊上另一个金属圆球340。将安装好预紧弹簧350、连接套360和调节栓370的放电电极丝穿进金属圆管一端的端盖330的贯穿孔C内，由于连接套360是一个外表面呈“凸”字形的台阶轴，其台阶轴的小端轴能穿进端盖330的贯穿孔C内，台阶轴的大端轴径大于端盖330的贯穿孔C的内径，故连接套360的台阶轴肩即抵压在一端盖330的顶部端面，放电电极丝310一端的金属圆球340即安装在连接套360台阶孔的大孔内，预紧弹簧350即位于金属圆球340与台阶孔底面之间；放电电极丝另一端设置的金属圆球340和部分调节栓370即穿出另一端盖330的贯穿孔C，同时另一预紧弹簧350也即位于该端的金属圆球340与调节栓370的台阶孔底面之间，在调节栓370穿出部分的相应环形凹A槽内安装上固定卡380，从而将放电电极丝310固定在了金属圆管320内孔的轴心线上。

将所有圆柱状等离子基本反应单元30的正电极——放电电极丝310通过螺钉连接连接后用线缆引出构成等离子体发生器3的正电极，将所有圆柱状等离子基本反应单元30的负电极——金属圆管320焊接连接后用线缆引出构成等离子体发生器3的负电极，其等离子体发生器3的正、负电极分别与升压电源4输出端的正、负电极连接，在升压电源4的输入端接入220V或380V的交流电，通过升压电源将其转化为5000V至10000V的高压电，本实施方式将其调整至了6000V的输出电压，并通过输出端该将6000V的电压施加给离子体发生器3，从而在每个圆柱状等离子基本反应单元30的金属圆管320内产生等离子电场，以对进入管内的空气进行等离子杀菌。

本实施方式中，风机2设置在等离子体发生器3进气口的前端，在风机2与等离子体发生器3之间设置了一个呈漏斗状的空气导流罩5，通过风机2的抽吸再加上空气导流罩5的引流，从而将室内空气持续不断的抽吸进等离子体空气消毒机的金属圆管320内，利用金属圆管320内产生的电场将抽进的空气进行等离子杀菌。

为了防止抽吸进等离子体空气消毒机的空气从金属圆管320之间的空隙中穿过而未进入金属圆管320孔内的等离子电场中。本实施方式将每个圆柱状等离子基本反应单元30的金属圆管320的外壁焊接连成一体，并封堵住相邻金属圆管320之间的空隙。

同时为了增强对空气消毒灭菌的效果，本实施方式还在等离子体发生器的出风端设置了活性碳过滤装置6，当然该活性碳过滤装置还可以替换为紫外线杀菌灯或其他类似的空气消毒灭菌装置，这样本实施方式便集成了等离子消毒灭菌和活性碳或紫外线杀菌的多重消毒灭菌方法，其对空气的消毒灭菌效果更佳。

Claims (2)

1.一种等离子体空气消毒机，包括壳体(1)、风机(2)、等离子体发生器(3)和升压电源(4)，风机(2)、等离子体发生器(3)和升压电源(4)均设置在壳体(1)内，等离子体发生器(3)包括正电极和负电极，等离子体发生器(3)的正、负电极分别与升压电源(4)的正、负电极连接，其特征在于：等离子体发生器(3)由多个圆柱状的等离子基本反应单元(30)构成，每个圆柱状等离子基本反应单元(30)均包括正、负电极，其中正电极为放电电极丝(310)，负电极为空心的金属圆管(320)，金属圆管(320)以放电电极丝(310)为中心轴；金属圆管(320)两端分别设置有由不导电的绝缘材料制成的端盖(330)，在两个端盖(330)上均设置有多个镂空通孔(B)，以便于空气进出金属圆管(320)内的等离子电场，将所有圆柱状等离子基本反应单元(30)的正电极连接后用线缆引出构成等离子体发生器(3)的正电极，将所有圆柱状等离子基本反应单元(30)的负电极焊接连接后用线缆引出构成等离子体发生器(3)的负电极，两个端盖(330)的结构相同，均包括顶部和配合部，其顶部为正多边形，配合部的外表面为圆柱面并与金属圆管(320)的内孔相配，配合部的圆柱部分嵌入到金属圆管(320)的内孔，两端盖(330)均沿其轴心线设置了贯穿孔(C)，在一个端盖(330)的贯穿孔(C)内设置了连接套(360)，连接套(360)是一个外表面呈“凸”字形的台阶轴，其台阶轴的小端轴能穿进端盖(330)的贯穿孔(C)内，台阶轴的大端轴径大于端盖(330)的贯穿孔(C)的内径；在另一端盖(330)的贯穿孔(C)内设置了调节栓(370)，调节栓(370)的外径小于端盖(330)贯穿孔(C)的内径，在调节栓(370)的外表面上还设置了多个环形的凹槽(A)，连接套(360)和调节栓(370)均沿其轴心线设置了贯穿的台阶孔(D、E)，其台阶孔的小孔直径大于放电电极丝(310)的直径并小于电极丝端部圆球(340)的直径，且台阶孔(D、E)的小孔端均朝向金属圆管(320)的内部；连接套(360)和调节栓(370)的台阶孔(D、E)的大孔直径大于放电电极丝端部圆球(340)的直径。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体空气消毒机，其特征在于：将放电电极丝(310)穿进连接套(360)和调节栓(370)的台阶孔(D、E)内，并将放电电极丝一端的金属圆球(340)安装在连接套(360)台阶孔的大孔内，放电电极丝另一端的金属圆球(340)安装在调节栓(370)台阶孔的大孔内，在电极丝两端的金属圆球(340)与台阶孔底面之间均设置了预紧弹簧(350)，将穿入了放电电极丝的连接套(360)和调节栓(370)分别安装在金属圆管两端端盖(330)的贯穿孔(C)内，连接套(360)的台阶轴肩即抵压在一端盖(330)的顶部端面，调节栓(370)的部分外表面穿出另一端盖(330)的贯穿孔(C)，在调节栓(370)穿出部分的相应环形凹槽(A)内安装上固定卡(380)，以将放电电极丝(310)固定在金属圆管(320)的内孔中。