CN103453587B - 补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器及方法 - Google Patents

Abstract

一种能补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器，由六个功能模块组成。其中：空气净化模块使用电离管产生的高能正氧离子杀灭细菌、病毒，降解甲醛、苯等各种污染物，高能负氧离子清除空气中的各种悬浮颗粒物包括PM2.5；化学制氧模块以过氧化钙等作为制氧剂补充氧气；CO₂吸收/PM2.5清除模块使用制氧废液中的氢氧化钙与水清除二氧化碳等无机污染物及空气中的各种悬浮颗粒包括PM2.5；车载电源模块提供三个USB接口标准电源插口(+5V/500mA)；有害气体报警模块提供一氧化碳、甲苯、氨等浓度超标报警功能；电子控制模块控制整个系统有序工作。

Description

补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器及方法

所属技术领域

本发明涉及一种空气净化器，尤其涉及一种在密闭空间如空调房、小汽车内使用的能补充氧气(O₂)、吸收二氧化碳(CO₂)的多功能空气净化器，由六个功能模块组成。其中：空气净化模块使用电离管产生的高能正氧离子杀灭细菌、病毒，降解甲醛、苯等各种污染物，高能负氧离子清除悬浮颗粒物包括PM2.5；化学制氧模块以过氧化钙等作为制氧剂补充氧气；CO₂吸收/PM2.5清除模块使用制氧废液中的氢氧化钙与水清除二氧化碳等无机污染物及空气中的各种悬浮颗粒包括PM2.5；车载电源模块提供三个USB接口标准电源插口(+5V/500mA)；有害气体报警模块提供一氧化碳、甲苯、氨等浓度超标报警功能；电子控制模块控制整个系统有序工作。

背景技术

随着工业化、城市化程度的增加及汽车时代的来临，今天的中国室内、车内空气污染形势日益严峻。据报道，全球20个空气污染严重城市，中国占13个。“中国首次汽车内环境污染情况调查活动”结果显示，车内环境首要污染物质为甲苯，其次为二甲苯、苯和甲醛。经分析，842辆被测汽车中，甲苯检测最高数值超出标准值80.2倍；二甲苯检测最高数值超出标准值17.34倍；苯、甲醛检测数值最高超出标准值分别为14.45倍、6.56倍。

室内、车内主要空气污染物分为三类：各种有机污染物：如总挥发性有机化合物(VOCs)，如甲醛、苯等等和微生物等；无机污染物如氮氧化物(NOx，主要成分是氧化氮NO和二氧化氮NO₂)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO₂)等；总悬浮颗粒，特别是直径小于或者等于2.5微米的颗粒物(PM2.5，这是比甲醛更恐怖的空气杀手)。

现在各种类型的空气净化器有以下几个主要不足：

(1)未设置制氧设备，对密闭空间内空气含氧量降低的情况无能为力；

(2)对二氧化碳(CO₂)没有净化能力，而空气中CO₂含量升高会引起头痛、恶心、呼吸困难等症状；

(3)基于室温催化氧化技术、光催化技术等的空气净化器大多使用多种纳米材料，而在生产及使用过程中，纳米级别材料颗粒若进入人体，对人是有害的；

(4)各种类型的空气净化器大多使用了各种过滤网如HEPA过滤网、活性炭，而过滤网和活性炭是耗材，需要经常更换，这使得空气净化器的运行、维护成本成为用户的沉重经济负担；

(5)部分空气净化器需要借助于紫外光、臭氧来净化空气，而紫外光若泄漏、臭氧浓度若超标对人体会造成严重伤害，而要想准确控制臭氧浓度是非常困难的。

要给空气净化器增加制氧、清除二氧化碳的功能绝非易事，特别是对体积小的车载空气净化器。单从成本上来讲，一个制氧机、或者一个二氧化碳传感器的价格，就可能远远高于一个中档车载空气净化器(假设为500元～1000元)的价格。

市场上的制氧机按制氧原理主要分为三类：电解水制氧、空气分离制氧和化学药剂制氧。

用电解水的方法，可制备高纯度氧气，但是，在产生氧气的同时也产生了危险的氢气，在室内、车内使用存在氢气爆炸的隐患(氢气体积占空气体积4％后，遇明火就会爆炸)。

基于空气分离技术的制氧机，如分子筛或富氧膜制氧机、无氢电解制氧机，并不适合在密闭空间内使用。因为，空气分离技术制氧是靠富集大气中的氧气制氧，并没有增加密闭空间内的氧气总量，且存在需要单独排放氮气的问题，这也带来安装方式的复杂化。

化学药剂制氧早已用于宇宙飞船、军用潜水艇、医用制氧器、水产养殖。其中，商品名称为氧立得的医用化学制氧器已在中国市场上销售多年。但氧立得并不适合在车内使用，因为氧立得制氧时间短；制氧反应剧烈，反应不可控；产生热量大，需要的水多；制氧剂过碳酸钠的使用、储存条件不符合车内严酷的使用条件，如：过碳酸钠保存温度不能超过摄氏四十度，而夏天停放在烈日下的汽车，车内温度可能高达摄氏六、七十度。要在车内使用化学制氧器，必须使用另外的化学药剂。

空气中CO₂的浓度，是衡量空气质量的重要指标。影响密闭空间内空气质量的CO₂，除了来自污染的空气外，人类自身的新陈代谢也要产生CO₂，而基于室温催化氧化技术、光催化技术、电离技术等的空气净化器是将空气中有机污染物VOCs降解为CO₂和水，即空气净化器本身也是密闭空间内CO₂的一个重要来源。但是现在鲜有空气净化器能测量CO₂指标、净化CO₂。

车载空气净化器通常使用汽车点烟器，而车内点烟器只一个，导致使用车载空气净化器后用户无法使用其它车载电子设备，如：导航仪、倒车雷达、MP4等。

天寒地冻时停车开暖气，或天气炎热时停车开冷气，或在通风性能不好的车库中发动机不熄火，并在车内停留，造成车内乘员一氧化碳(CO)中毒死亡的惨剧时有发生。究其原因，是因为人无法闻到最危险的CO，而现在的汽车和车载空气净化器，对尾气中车内乘员最需要防止的一氧化碳、氮氧化物一般都没有检测、报警功能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种在通风不畅的密闭空间如空调房、风机处于内循环状态下的小卧车或者汽车驾驶室、船仓、机仓等内使用的多功能空气净化器，既能清除各种空气污染物，又能补充氧气，吸收二氧化碳，还能提供三个车载电子设备电源接口，并有一氧化碳、甲苯、氨等浓度超标报警功能，且空气净化过程不需要借助于纳米材料、紫外光、臭氧、HEPA过滤网、活性炭。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

以六个功能模块组成所述能补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器，其中：

空气净化模块——使用电离管产生的高能正、负氧离子降解甲醛、苯等各种污染物，杀灭细菌、病毒，清除空气中的各种悬浮颗粒包括PM2.5；

化学制氧模块——以过氧化钙等作为制氧剂补充氧气(O₂)；

CO₂吸收/PM2.5清除模块——使用制氧废液中的氢氧化钙与水清除二氧化碳等无机污染物，及空气中的各种悬浮颗粒包括PM2.5；

车载电源模块——提供三个USB接口标准电源插口(+5V/500mA)；

有害气体报警模块——具备一氧化碳、甲苯、氨等浓度超标报警功能；

电子控制模块——控制整个系统有序工作。

所述的多功能空气净化器内部结构见图1；驾驶员侧外观图见图2；电源开关、功能开关，状态指示LED在所述的多功能空气净化器顶面，见图3；副驾驶侧外观图见图4；前面板车载电源插口见图5。

所述的空气净化模块主要包括初效过滤网、中效过滤网、轴流风机、至少一根电离管及高频高压电源，臭氧抑制装置。其中：

所述的电离管又称为离子发生器、离子管，本专利使用商品化的常规电离管，或双阳极电离管；

所述双阳极电离管是两端开口的空心圆筒形器件，空心圆筒从外向内依次有第一阳极、电介质管一、阴极、电介质管二、第二阳极依次紧密接触并同轴地安装在一起，见图6；第一阳极、电介质管一、阴极构成的结构对空心圆筒外部空间放电；阴极、电介质管二、第二阳极构成的结构对空心圆筒内部空间放电；被处理的空气既可在空心圆筒外部运动，也可在空心圆筒内部沿轴线方向运动；对比常规只有一个阳极、一个阴极且两端封闭的商品化电离管，双阳极电离管扩大了电离管的有效放电空间；

所述第一阳极和第二阳极是不锈钢丝网，或穿孔金属箔，其中：

不锈钢丝线径为0.1～0.25mm，不锈钢丝网网眼数为30～60目；

优选线径为0.18mm，网眼数为40目；

金属箔是不锈钢箔，或铝箔，金属箔厚度为0.05～0.1mm，穿孔数为每平方厘米25～36个，每一行穿孔位置交错排列；

优选金属箔厚度为0.08mm；

所述电介质管一、二是高硼硅玻璃管，或99陶瓷管，其外径为9～20mm，厚度为0.6～1.6mm；

所述阴极是接地不锈钢丝网，其中：

不锈钢丝线径为0.15～0.5mm；不锈钢丝网网眼数10～30目；

优选线径为0.22mm，网眼数为16目。

所述的高频高压电源由振荡电路与升压变压器组成，使用12V/24V直流电压，输出频率为15～25HKz，有效值为1.0～2.0KV的正弦波。高频高压电源电路框图及与双阳极电离管的连接方法见图7。高频高压电源还与微处理器I/O口连通，图7中未表示出来。

所述的臭氧抑制装置是负载有二氧化锰的金属网；也可以取消作为臭氧抑制装置的金属网，而用电离管间隙运行的方式来抑制臭氧。电离管间隙运行时间段为：运行3～5秒，停止3～5秒，如此循环。

电离管使用介质阻挡花冠放电(Corona Discharge)技术：从阴极流出的电子，一部分被阳极收集，另一部分穿过阳极的网眼逃逸到包围电离管的区域形成电晕放电；电晕放电产生的大量小离子群与空气中中性的氧分子碰撞形成高能正、负氧离子。高能正氧离子具有很强的氧化性，能在极短的时间内氧化、分解空气中的甲醛、苯、硫化氢、氨等，最终生成稳定无害的物质：二氧化碳、水以及相关金属氧化物的基本分子，同时杀灭空气中的细菌、病毒；高能负氧离子可以吸附大于自身重量几十倍的悬浮颗粒，靠自重沉降下来，从而清除空中悬浮胶体包括PM2.5，达到净化空气的目的。

花冠放电有以下优点：放电体有一个巨大的放电表面，且用相对低的电压放电，不会产生自由基和大量臭氧(臭氧释放量大大低于国家标准0.16mg/m³)，因此能够在人群中大规模使用；功率低，工作电流仅为mA级；离子管寿命长，可达20000小时以上。

所述的化学制氧模块用制氧剂产生氧气。所述的制氧剂是以下几种之一：

过氧化钙，又称为二氧化钙(CaO₂)；

过氧化钙与适量二氧化锰(MnO₂)的混合物；

过氧化钙与硫酸铝(Al₂(SO₄)₃)或苹果酸(C₄H₆O₅)按1∶1比例混合而得的混合物；

过氧化钙、硫酸铝或苹果酸、石膏按1∶1∶0.6比例混合而得的混合物。

优选过氧化钙，或过氧化钙与适量二氧化锰的混合物，在产生氧气的同时能吸收二氧化碳，且可利用反应废液中的氢氧化钙(Ca(OH)₂)进一步吸收二氧化碳，反应如下：

2CaO₂+2H₂O＝2Ca(OH)₂+O₂↑

Ca(OH)₂+CO₂＝CaCO₃↓+H₂O

过氧化钙本身安全无毒，不污染环境，使用、储存条件满足在车内使用的要求。

所述的化学制氧模块由反应器、净化仓、贮药室(含自动投药装置)、加热器组成。其中：

所述反应器、净化仓为两仓一体结构，其中：

反应器提供制氧剂化学药品与水发生化学反应的场所；反应器上端通过投药口与贮药室连通；反应器与净化仓侧面中间由L形导管连通，L形导管在净化仓内的部分有微孔过滤装置(用于控制压力)；反应器下底面与外壳之间，有远红外线加热器；

净化仓存放净化用水，用于氧气及空气净化(洗气)、加湿；净化仓上端有氧气/空气导管，其出口在高能离子反应区上部靠近出风口。

所述贮药室用于贮放制氧剂；贮药室在反应器与净化仓上部的可旋翻上盖内；可旋翻上盖侧面通过绞链与空气净化模块相连；可旋翻上盖与反应器、净化仓相接触的部位有U形槽，其内有硅胶密封条以保证反应器与净化仓的气密性、水密性；向上旋翻可旋翻上盖，可从外壳内取出反应器、净化仓的一体结构，以便倾倒废液、清洗、加水；向下旋翻可旋翻上盖，可压紧反应器与净化仓；电线通过绞链从空气净化模块进入可旋翻上盖；可旋翻上盖内还有自动投药装置及CO₂吸收/PM2.5清除模块的空气泵。

在可旋翻上盖与空气净化模块侧面交界处，氧气/空气导管是断开的；两个断开处分别有凹、凸形硅胶密封件；向下旋翻可旋翻上盖，凸形硅胶密封件进入凹形硅胶密封件，彼此压紧以保证氧气/空气导管断开处的气密性(图1中未表示出氧气/空气导管断开处的连接细节)。

自动投药装置是一个超微型滑动气密、水密平移门，由电机、导轨、平移门、传动机构组成；门体挤压防水胶边，产生防水功能。

反应器、净化仓、贮药室可为任意形状，优选为长方体形；反应器、净化仓、贮药室可有不同尺寸，对车载空气净化器，尺寸优选为：

反应器：长×宽×高＝12cm×11cm×10cm＝1320ml

净化仓：长×宽×高＝12cm×4cm×10cm＝480ml

贮药室：长×宽×高＝12cm×11cm×6cm＝792ml

上述尺寸的贮药室内可存放400克制氧剂，最多可分八次投入；400克72％的过氧化钙能产生44.8L氧气；以350ml/分钟(日常保健供氧量)计算，系统持续放氧时间为128分钟，足够大部分车主在城市内一天上班往返补充氧气之用，或空调房一天补充氧气之用。

对氧气需要量更大的情形，可将反应器、净化仓、贮药室尺寸放大，以增加系统的供氧能力。

所述加热器包括远红外线加热器及控制电路。

加热器用于加热反应器内制氧剂与水的混合物，从而控制化学制氧反应的速度，加热温度20℃～70℃可调；在停电而又需要产生氧气的紧急情况下，在过氧化钙与水的混合物中添加酸性物质如硫酸铝或苹果酸，即可产生氧气。

所述的CO₂吸收/PM2.5清除模块由空气泵、与空气泵相连的进气管、出气管、反应器、净化仓组成。其中：

进气管的进气口在所述的多功能空气净化器上部；出气管出气口垂入反应器内，距离底面2～4cm；空气泵抽取空气注入水中，产生大量气泡，让空气、水充分接触，使空气中的CO₂、SO₂、NOx和H₂S等有毒气体与反应器废液中的Ca(OH)₂反应，变成无毒物质。此外，空气中的各种悬浮颗粒包括PM2.5也会在这个过程中沉降或漂浮在反应器废液与水中而被洗掉。

所述的车载电源模块包括：

12V/24V直流转5V直流电路；

位于前面板上的三个USB接口标准电源插口(+5V/500mA)。

车主在使用本专利多功能空气净化器时，能同时使用导航仪、行车记录仪、后视雷达等设备。

所述的有害气体报警模块包括：

传感器，其中：

基本型配置：一氧化碳传感器、空气质量传感器；或：

豪华型配置：一氧化碳传感器、空气质量传感器、汽车尾气传感器、甲醛传感器、CO₂传感器；

与传感器个数相同的信号调理电路；语音电路，喇叭。

传感器与相应的信号调理电路连通；信号调理电路、语音电路，喇叭与微处理器连通。

有害气体报警模块能在有害气体浓度超标时声光报警，报警声为警笛声，和/或语音电路发出的女声或男声。

所述的电子控制模块包括：微处理器，及与微处理器I/O口连通的按键、电位器、LED指示灯，以及轴流风机、空气泵、电机、加热器驱动控制电路。电子控制模块控制整个系统有序工作。

综上所述，本发明净化空气、补充氧气、吸收二氧化碳的工艺流程为：

空气净化模块270度(三面)进风，空气经过初效过滤网、中效过滤网过滤毛发、尘埃等大颗粒杂质后进入高能离子反应区；高能离子反应区以双极电离管花冠放电产生的高能正、负氧离子净化空气；

化学制氧模块通过加热过氧化钙与水的混合物补充氧气，加热器温度20℃～70℃可调，对应制氧反应速度快慢可调；在停电而又需要氧气的紧急情况下，在过氧化钙与水的混合物中添加硫酸铝或苹果酸，即可产生氧气；

使用制氧器废液中的氢氧化钙清除二氧化碳等无机污染物，此外，也使用制氧器废液与水清除空气中的悬浮颗粒物包括PM2.5；

净化后的空气，或制氧器输出的氧气，或净化后的空气与制氧器输出的氧气混合，从出风口排出。

净化空气、补充氧气、吸收二氧化碳的工艺流程见图8。

净化空气、补充氧气、吸收二氧化碳的过程可手动控制完成，也可以由微处理器通过传感器检测空气污染物浓度后，自动控制完成：微处理器根据传感器检测数据自动打开空气净化模块，和/或化学制氧模块，和/或CO₂吸收/PM2.5清除模块。

作为车载空气净化器，本发明采取了三个特殊安全措施：其一，安装有防倒开关，倾倒自动断电；第二，反应器通过一个自动调压安全阀与外界连通，确保反应器不会因压力过高发生爆炸，自动调压安全阀结构见图9；第三，为保证任何位置时都不会泄漏水与制氧废液，在输氧、输气管道即氧气/空气导管下端、空气泵出气管下端安装有只透气、不透水的螺盖，其结构见图10。在螺盖的凹槽内嵌有微孔薄膜及托架；微孔薄膜可为PTFE空气过滤膜(聚四氟乙烯微孔薄膜)、聚丙烯膜、聚酰胺膜等；托架是两块多孔板，以保护微孔薄膜免遭损坏。

本发明的有益效果是：

提供了既能清除各种空气污染物包括PM2.5，又能补充氧气，吸收二氧化碳的空气净化器；化学制氧废液被用来清除CO₂及其它无机污染物；空气净化过程不使用可能对人体有害的纳米级别材料颗粒、紫外光、臭氧、需经常更换的HEPA过滤网、活性炭；可提供三个车载电源插口；有一氧化碳、甲苯、氨等浓度超标报警功能，可避免车内乘员一氧化碳中毒，或者家庭煤气爆炸的危险。

附图说明

图1为本发明多功能空气净化器内部结构图。

图2为本发明多功能空气净化器驾驶员侧外观图。

图3为本发明多功能空气净化器顶面操作面板图。

图4为本发明多功能空气净化器副驾驶侧外观图。

图5为本发明多功能空气净化器前面板车载电源插口外观图。

图6为本发明双阳极电离管结构图。

图7为本发明高频高压电源及与双阳极电离管连接图。图7(a)为高频高压电源电路框图，图7(b)为升压变压器与双阳极电离管连接图。

图8为本发明净化空气、补充氧气、吸收二氧化碳工艺流程图。

图9为本发明自动调压安全阀结构图。

图10为本发明透气、不透水螺盖结构图。

图中：

1-1.臭氧抑制装置，1-2.电离管，1-3.出风口，1-4.氧气/空气导管，1-5.绞链，1-6.CO₂吸收模块进气口，1-7.进气管，1-8.空气泵，1-9.电机，1-10.装药口，1-11.密封盖，1-12.可旋翻上盖，1-13.平移门，1-14.贮药室，1-15.自动调压安全阀，1-16.硅胶密封条，1-17.制氧模块外壳，1-18.投药口，1-19.导轨，1-20.反应器，1-21.远红外线加热器，1-22.出气管，1-23.L形导管，1-24.微孔过滤装置，1-25.净化仓，1-26.进风道，1-27.进风口，1-28.初效过滤网，1-29.中效过滤网，1-30.进风道密封件，1-31.风机，1-32.高能离子反应区，1-33.空气净化模块外壳。

2-1.把手，2-2.锁扣，2-3.观察孔，2-4.音量电位器，2-5.喇叭，2-6.制氧加热器温度调节开关。

3-1.电源开关，3-2.绿色LED，3-3.红色LED，3-4.加料选择开关，3-5.功能开关。

4-1.12V/24V直流电源输入插口。

5-1.空气质量传感器，5-2.CO传感器，5-3.车载电源输出插口。

6-1.第一阳极，6-2.电介质管一，6-3.阴极，6-4.电介质管二，6-5.第二阳极。

7-1.升压变压器。

9-1.滚珠，9-2.螺纹，9-3.排气孔，9-4.螺盖，9-5.弹簧，9-6.排气管，9-7.进气孔。

10-1.螺盖，10-2.出气孔，10-3.PTFE空气过滤膜，10-4.多孔板，10-5.螺纹。

具体实施方式

实施方式一：作为多功能空气净化器用于家庭及办公场所

加水、加料：在反应器、净化仓内加水至水位线；在贮药室内装制氧剂；旋转加料选择开关，选择每次加多少制氧剂，有50g，100g，200g三档可选。

供电：用220V交流转12V/24V直流适配器给本多功能空气净化器供电，打开“电源”开关。

手动控制：用户分别按“+O₂”键、“-CO₂”键、“净化”键，可控制本多功能空气净化器分别工作于相应的工作模式。其中：

补充氧气模式：微处理器先自动向反应器添加制氧剂，加完后，自动打开远红外线加热器、风机，开始补充氧气直至制氧剂消耗完；加热器加热期间，用户可再按“+O₂”键停止加热，此时补充氧气的速度将逐渐降低直至停止；供氧情况可通过观察孔查看净化仓里汽泡量间接了解。

CO₂吸收/PM2.5清除模式：微处理器给空气泵、风机供电，空气泵抽取空气注入水中，让空气中的CO₂、SO₂、NOx和H₂S等有毒气体与反应器废液中的Ca(OH)₂反应后变成无毒物质；上述过程中，PM2.5同时得到清除。

空气净化模式：微处理器通过高频高压电源给电离管供电，并且给风机供电，进行空气净化。

自动控制：按“自动”键，本发明将工作于自动模式。其中：

自动控制模式(基本型)：微处理器将根据空气质量传感器、CO传感器的输出数据，自动分别进入补充氧气模式、和/或CO₂吸收/PM2.5清除模式、和/或空气净化模式。此时被监测的空气污染物为CO、苯或甲苯、氨、烟雾。语音报警项目为：CO、苯或甲苯、氨。报警声为：“CO、苯或甲苯、氨超标1～2倍”，“CO、苯或甲苯、氨超标2～5倍”，“CO、苯或甲苯、氨超标5～10倍”，“CO、苯或甲苯、氨超标15倍以上”。

自动控制模式(豪华型)：微处理器将根据空气质量传感器、CO传感器、汽车尾气传感器，甲醛传感器、CO₂传感器的输出数据，分别进入补充氧气模式、和/或CO₂吸收/PM2.5清除模式、和/或空气净化模式。此时被监测的空气污染物为CO、苯、氨、烟雾、甲苯、NO、NO₂、甲醛、CO₂。豪华型语音报警项目为：CO、苯、氨、甲苯、NO、NO₂、甲醛、CO₂。除CO₂外，报警声与基本型类似。CO₂的报警声为：“CO₂超标，空气质量一般”，“CO₂超标，空气质量差”，“CO₂超标，空气质量非常差”，“CO₂严重超标，空气质量极差”。

自动控制模式下被监测空气污染物的数值及报警方法见表1～表6。

表1

表2

注：表2的甲苯浓度是室内标准；车内标准起点是1.10mg/m³。

表3

表4

表5

表6

实施方式二：作为车载空气净化器

加水、加料：与实施方式一相同。

供电：用汽车点烟器给本专利空气净化器供电，打开电源开关。

手动控制：与实施方式一相同。

自动控制：与实施方式一相同。

实施方式三：作为车载电源

供电：用汽车点烟器给本专利空气净化器供电，打开电源开关。

作为车载电源：分别将导航仪、和/或行车记录仪、和/或后视雷达，或MP4，或手机充电器插入本专利空气净化器+5V/500mA USB电源插口。

实施方式四：一氧化碳浓度超标报警

只要打开了本发明“电源(Power)”键，一氧化碳浓度超标报警部分电路便自动开始工作。CO浓度数据及报警方法见表7。

表7

本发明专利不局限于上述最佳实施方式，其它根据本发明所揭示的精神完成的修改设计，均应包含在本发明专利的保护范围内。

Claims (8)

1.一种由六个功能模块组成的能补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器，既能清除各种空气污染物，又能补充氧气，吸收二氧化碳，还能提供三个车载电子设备电源接口，并有一氧化碳、甲苯、氨浓度超标报警功能；其中：

(1)空气净化模块，包括：

沿着空气流行进方向依次安置的初效过滤网、中效过滤网、轴流风机、至少一个常规电离管或双阳极电离管、臭氧抑制装置；其中：

轴流风机通过驱动控制电路与微处理器I/O口连通；

常规电离管或双阳极电离管与高频高压电源的升压变压器连通；高频高压电源与微处理器I/O口连通；

臭氧抑制装置是负载有二氧化锰即MnO₂的金属网；

(2)化学制氧模块，包括：

反应器、净化仓、贮药室、加热器、制氧剂；其中：

反应器、净化仓为两仓一体结构，反应器与净化仓侧面中间由L形导管连通；反应器、净化仓的一体结构可以从外壳内取出；

净化仓通过氧气/空气导管与空气净化模块的高能离子反应区连通；

贮药室在反应器、净化仓上部的可旋翻上盖内，贮药室通过投药口与反应器连通；

投药口由自动投药装置打开或关闭；

反应器下部有远红外线加热器，加热温度20℃～70℃可调；

制氧剂，包括：

过氧化钙，又称为二氧化钙，即CaO₂；或

过氧化钙与适量二氧化锰即MnO₂的混合物；或

过氧化钙与硫酸铝即Al₂(SO₄)₃或苹果酸即C₄H₆O₅按1∶1比例混合而得的混合物；或

过氧化钙、硫酸铝或苹果酸、石膏按1∶1∶0.6比例混合而得的混合物；

(3)CO₂吸收/PM2.5清除模块，包括：

与化学制氧模块共用的反应器、净化仓；

氢氧化钙即Ca(OH)₂：是过氧化钙制氧反应废液中的主要物质，同时也是吸收CO₂的化学吸附剂；

空气泵、与空气泵相连的进气管、出气管，其中：

空气泵在反应器、净化仓上部的可旋翻上盖内；

进气管的进气口在多功能空气净化器上部；

出气管的出气口垂入反应器内，距离底面2～4cm；

(4)车载电源模块，包括：

12V/24V直流转5V直流电路；

位于前面板上的三个USB接口标准即+5V/500mA电源插口；

(5)有害气体报警模块，包括：

传感器，其中：

基本型配置：一氧化碳传感器、空气质量传感器；或

豪华型配置：一氧化碳传感器、空气质量传感器、汽车尾气传感器、甲醛传感器、CO₂传感器；

与传感器个数相同的信号调理电路；语音电路，喇叭；

传感器与相应的信号调理电路连通；信号调理电路、语音电路、喇叭与微处理器连通；

(6)电子控制模块，包括：

微处理器，及与微处理器I/O口连通的按键、电位器、LED指示灯，以及轴流风机、空气泵、电机、加热器驱动控制电路。

2.根据权利要求1所述的能补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器，其特征是：

(1)所述的常规电离管是只有一个阳极，一个阴极且两端封闭的商品化电离管；

(2)所述的双阳极电离管是两端开口的空心圆筒形器件，从外向内依次有第一阳极、电介质管一、阴极、电介质管二、第二阳极依次紧密接触并同轴地安装在一起；第一阳极、电介质管一、阴极构成的结构对空心圆筒外部空间放电；阴极、电介质管二、第二阳极构成的结构对空心圆筒内部空间放电；

其中：

所述第一阳极和第二阳极是不锈钢丝网，或穿孔金属箔，其中：

不锈钢丝线径为0.1～0.25mm，不锈钢丝网网眼数为30～60目；

金属箔是不锈钢箔，或铝箔，金属箔厚度为0.05～0.1mm，穿孔数为每平方厘米25～36个，每一行穿孔位置交错排列；

所述电介质管一、二是高硼硅玻璃管，或99陶瓷管，其外径为9～20mm，厚度为0.6～1.6mm；

所述阴极是接地的不锈钢丝网，其中：

不锈钢丝线径为0.15～0.5mm；不锈钢丝网网眼数10～30目；

(3)双阳极电离管与输出正弦波频率f＝15～25HKz，有效值V＝1.0～2.0KV的高频高压电源连接后可产生高能正、负氧离子净化空气；被处理的空气既可在空心圆筒外部运动，也可在空心圆筒内部沿轴线方向运动；其中：

第一阳极与第二阳极连接在一起接高频高压电源升压变压器的一个接线端，阴极接升压变压器的另一个接线端。

3.根据权利要求1所述的能补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器，其特征是：

(1)所述的化学制氧模块、CO₂吸收/PM2.5清除模块共用：

反应器、净化仓；和

反应器中的水，和/或反应废液，其中的主要物质是氢氧化钙；和

净化仓中的水；

(2)所述的化学制氧模块、CO₂吸收/PM2.5清除模块的输出气流共用氧气/空气导管；

(3)所述的CO₂吸收/PM2.5清除模块的输入气流共用空气泵及与空气泵相连的进气管、出气管。

4.根据权利要求1所述的能补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器，其特征是：用电离管产生的负氧离子，和/或反应器、净化仓中的水和/或反应废液清除PM2.5。

5.根据权利要求1所述的能补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器，其特征是：

(1)反应器、净化仓、贮药室可为任意形状；

(2)反应器、净化仓、贮药室可有不同尺寸。

6.根据权利要求1所述的能补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器，其特征是化学制氧模块的自动投药装置包括：

电机、导轨、平移门、传动机构，微处理器；

电机、导轨、平移门、传动机构在可旋翻上盖内；

微处理器I/O口与电机驱动控制电路连通，电机驱动控制电路与电机连通。

7.根据权利要求1所述的能补充氧气、吸收二氧化碳的多功能空气净化器，其特征是：在氧气/空气导管下端、空气泵出气管下端装有只透气、不透水的螺盖，在螺盖的凹槽内有微孔薄膜及托架；微孔薄膜为PTFE空气过滤膜即聚四氟乙烯微孔薄膜，或聚丙烯膜，或聚酰胺膜；托架是两块多孔板。

8.一种用空气净化器净化空气、补充氧气、吸收二氧化碳的工艺流程，其特征是：

空气净化模块270度即三面进风，空气经过初效过滤网、中效过滤网过滤毛发、尘埃大颗粒杂质后进入高能离子反应区；高能离子反应区以电离管花冠放电产生的高能正、负氧离子净化空气：高能正氧离子在极短的时间内氧化、分解空气中的甲醛、苯、硫化氢、氨，最终生成稳定无害的二氧化碳、水以及相关金属氧化物的基本分子，同时杀灭空气中的细菌、病毒；高能负氧离子吸附大于自身重量几十倍的悬浮颗粒，靠自重沉降下来，从而清除空中悬浮胶体包括PM2.5；

化学制氧模块通过加热过氧化钙与水的混合物补充氧气，加热器温度20℃～70℃可调，对应制氧反应速度快慢可调；在停电而又需要氧气的紧急情况下，在过氧化钙与水的混合物中添加硫酸铝或苹果酸，即可产生氧气；

使用制氧器废液中的氢氧化钙清除二氧化碳，此外，也使用制氧器废液与水清除空气中的悬浮颗粒物包括PM2.5；

过氧化钙制氧及氢氧化钙清除二氧化碳的反应如下：

2CaO₂+2H₂O＝2Ca(OH)₂+O₂↑；

Ca(OH)₂+CO₂＝CaCO₃↓+H₂O；

净化后的空气，或制氧器输出的氧气，或净化后的空气与制氧器输出的氧气混合，从出风口排出。