CN103933598B - 半导体空气消毒净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了空气净化与消毒技术领域的半导体空气消毒净化装置，包括第一电离模块和光波催化器，第一电离模块由电离放电板和与电离放电板绝缘的电离集尘板构成，电离放电板和电离集尘板均通过电离引线连接有脉冲电离高压电源，电离放电板的表面设有若干个整齐排列且垂直于电离放电板表面的放电体，放电体与通孔之间形成空气导流通道，该放电体为环形凸台结构，放电体的顶端为圆形平面，通孔为采用凸孔引深形成的圆形凸起的凸台孔结构，放电体与通孔为对应的同心圆结构。与传统的结构相比，采用环形放电结构，使放电更稳定，同时把放电面增加，提高放电效率，环形凸台结构不会折断，使用寿命更长，使得杀菌效率更高。

Description

半导体空气消毒净化装置

技术领域

本发明涉及空气净化与消毒的技术领域，具体涉及半导体空气消毒净化装置。

背景技术

大气污染，特别是雾霾造成空气污染的危害已深入人心和关注雾霾的控制与防御。2010年，在清华大学、美国健康影响研究所召开的“空气污染与健康效应学术研讨会”上公布的《2010年全球疾病负担评估》就曾经指出：室外空气污染所导致的公共健康风险，每年在全世界导致320多万人过早死亡，以及超过7600万健康生命年的损失。

2014年2月20日9时北京电视台报到：天津、河北多地空气重度污染启动应急措施。如石家庄空气质量指数337，达到严重污染，健康建议：老年人、病人应留在室内，停止体力消耗，一般人群避免户外活动。媒体的权威发布2013年石家庄市达标天数为45天，达标率为12.3%，PM2.5年均值超标3.4倍。显然，室内空气的消毒净化尤为重要。

为满足人们生活水平的提高，特别是对PM2.5的认识和空气质量提高的渴望，就目前市场推出的空气净化器，针对国内外对室内空气消毒净化的技术特性所致，如臭氧的过量对医疗设备仪器有着极严重的氧化腐蚀；紫外线光的泄漏会伤眼和皮肤；微波的辐射；负离子过量会积尘；催化剂的配制影响VOC氧化效率；循环风量不够会造成净化效率降低；静电对集成后的灰尘清洁难，寿命短；过滤器的选材使用期短，造成成本及维护费用高。

现国内有公开了关于空气净化消毒装置的发明专利，其专利申请号为201220559630.9，申请日为2012年10月26日，发明创造名称为“半导体空气净化消毒单元及空气净化消毒装置”。该专利包括半导体空气净化消毒单元和空气净化消毒装置，通过第一放电板与该第一收尘极板形成放电回路，并通过通孔的空气电离形成等离子体，产生微量臭氧，再结合387nm光辐射波，瞬间杀灭空气流中颗粒物表面细菌等微生物，同时颗粒物带电，在电场的作用下被收尘极板吸收，达到良好的消毒净化的效果。但是，随着产品的具体实施使用和市场的反应情况，该专利还存在下述缺陷：1）采用尖状放电体会导致放电不均匀，同时尖状结构长期使用放电易断尖，造成放电效率降低，使用寿命短；2）电离集尘板采用平板孔结构，产生离子风小;3）放电通道采用直对列式排列，排列孔数少，电离面积较小，限制效率的提高;4）电离集尘板四边采用平直式结构，不具有支撑作用，板面易变形，影响产品寿命;5）镜相反应容器采用直桶型结构，直线传播光线不具备收聚放大作用。

现本发明人为解决上述问题而设计出新的技术方案。

发明内容

本发明的目的是解决以上缺陷，提供杀菌效率更高的半导体空气消毒净化装置，同时使用寿命更长，放电更均匀稳定。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

半导体空气消毒净化装置，包括第一电离模块和光波催化器。该光波催化器包括镜相反应容器、光波灯和用于给光波灯提供电能的电子镇流器，电子镇流器有信号与控制器接口，便于光波灯清洁、故障、寿命终结控制。

所述光波催化器安装在第一电离模块的前面或者后面，第一电离模块由电离放电板和与电离放电板绝缘的电离集尘板构成，电离放电板安装在电离集尘板的前面或者后面，使其平行对齐，并通过绝缘柱进行固定，本发明的绝缘柱由聚四氟乙稀材料构成，采用专用模具，注塑一次形成。本发明的绝缘柱绝缘性好，生产、装配和维护极为方便，且易批量生产。

电离放电板和电离集尘板均通过电离引线连接有脉冲电离高压电源，形成放电回路,电离放电板的表面设有若干个整齐排列且垂直于电离放电板表面的放电体，电离集尘板表面设有若干个垂直于电离集尘板表面且与放电体位置相对应的用于供空气通行的通孔，放电体与通孔之间形成空气导流通道，该放电体为环形凸台结构，放电体的顶端为圆形平面，通孔为采用凸孔引深形成的圆形凸起的凸台孔结构，凸台孔结构能取代钢管的作用，产生较好离子风，能直接替代平板孔和钢管的组合结构。放电体与通孔为对应的同心圆结构，使其组合形成环形放电面，环形凸台结构能替代传统的柱状或者针状或者三角尖状的放电体，使电离放电更均匀，且环形凸台结构不会折断，放电稳定，放电面增加，放电效率提高，使用寿命长。

在电离放电板上施加直流高电压，形成正、负离子，空气流中携带的颗粒、微生物和有害气体荷电，在库能力的作用下，作定向运动，吸附在电离集尘板上。

电离放电板与电离集尘板上对应的凸台结构和凸台孔结构采用整齐的斜列式排列，与传统的直对列式排列方式相比，斜列式排列能增加电离放电板在电离工作时的接触面积，增加放电离子。在斜列式柱状电离放电板上施加直流高电压，形成正、负离子，空气流中携带的颗粒、微生物和有害气体荷电，在库能力的作用下，作定向运动，吸附在斜列式电离集尘板上。

作为优选的方案，所述电离集尘板四边设有用于提高其平整度和受力强度的U形折弯，U形折弯从绝缘柱往外延伸，并往电离放电板的方向进行折弯。与传统的平直式结构相比，通过U形折弯结构可调该板的平整度和加强该板的受力强度，不易变形，从而提高该板的使用寿命。

作为优选的方案，所述镜相反应容器采用具有收聚放大作用的漏斗型结构，从光波灯开始往第一电离模块的方向不断扩大。漏斗型结构能取代传统的直桶型结构，直桶型结构本身并不具备任何收聚作用，采用改进后的漏斗型结构具有收聚放大作用，能进一步地极大提高光波灯的辐射照度和氧化分解细菌能力。

作为优选的方案，所述电离集尘板和/或电离放电板表面设有半导体催化层，使光波催化器发出的紫外线能照射在半导体催化层上，从而形成能量的激发，产生电子与空穴对。半导体催化层能保护电离集尘板和电离放电板，起防腐蚀的作用，又有氧化和还原功能。所述光波灯的波长为380nm，专为半导体催化层提供激发能，使半导体催化层产生电子与空穴对，形成氧化空气和还原成H₂O和C₂O无害物。能够分解吸附在电离放电板或者电离集尘板上的灰尘、细菌或者其他有机物，使得杀菌消毒效果更好，而且能够便于清洗。

本发明的半导体催化层具有氧化分解作用，又具备保护功能，电离集尘板和电离放电板集尘后，容易清洁卫生。可直接把本装置放入中性溶液中清洗，不需折卸，维护保养十分方便，使用寿命长。

作为优选的方案，该半导体催化层的材料是二氧化钛、氧化锌、硫化锌、三氧化二铁或者三氧化二铝中的一种或者多种。

作为优选的方案，半导体催化层采用液相沉淀法及焙烧法形成。

作为优选的方案，所述脉冲电离高压电源还包括故障报警提示单元和断路保护单元。脉冲电离高压电源用于给电离集尘板和电离放电板提供电源，形成放电回路，同时与电离集尘板和电离放电板的接地极连接，形成保护安全接地。另外还有信号输出，配合控制接口与故障报警提示单元和断路保护单元，从而实现报警提示和断路保护措施。

作为优选的方案，所述电离放电板离光波催化器的距离较电离集尘板近。

作为优选的方案，还包括与第一电离模块对称设置的第二电离模块，使光波催化器位于第一电离模块和第二电离模块之间。

另外，本发明还可设置为多组串联结构，增加其多重杀菌消毒功能，满足医院或制药厂、试验室、办公大楼、进出边境、工厂、养殖业及家庭等室内空气的除尘、消毒、净化。

作为优选的方案，所述电离集尘板采用铝合金、不锈钢或者冷板构成。

半导体催化的基本原理：半导体催化剂受光照激发后所产生的电子和空穴可经历多种变化途径，其中最主要的是被俘获和复合两个相互竞争的过程。活泼的电子和空穴穿过界面，都有能力氧化或还原吸附在催化剂表面的物质。在界面处，电子的转移既可以带到溶液中的受体，又可以从溶液中的供体到空穴，同时也存在着电子与空穴复合的可能。

本发明所产生的有益效果是：与传统的结构相比，采用环形放电结构，使放电更均匀稳定，同时把放电面增加，提高放电效率，环形凸台结构不会折断，使用寿命更长，使得杀菌效率更高;另外通过光波催化器配合半导体催化层，同时产生离子体放电、光波辐射和电子与空穴对氧化，高效吸附净化空气流中携带的颗粒物，氧化分解微生物细菌和有害气体。能满足室内有人状态下使用的要求，消毒净化安全，无二次污染，广泛应用于医院或工业、档案馆、办公室及家庭等领域的室内空气消毒净化。

附图说明

图1为本发明实施例一中第一电离模块的示意图;

图2为本发明实施例一中电离集尘板的示意图;

图3为图2的局部放大图;

图4为本发明实施例一中第一电离模块的主视图;

图5为本发明实施例一中电离放电板的示意图;

图6为图5的局部放大图;

图7为本发明实施例一中绝缘柱的结构示意图;

图8为本发明实施例二中的整体连接示意图;

图9为本发明实施例二中光波催化器的示意图;

图中，100为第一电离放电板，110为第一电离集尘板，120为绝缘柱，130为放电体，140为通孔，150为半导体催化层，200为第二电离放电板，210为第二电离集尘板，500为镜相反应容器，510为光波灯，520为电子镇流器，530为脉冲电离高压电源。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例一

本实施例，参照图1～图7，其具体实施结构包括第一电离模块和光波催化器，光波催化器包括镜相反应容器500、光波灯510和用于给光波灯510提供电能的电子镇流器520，本实施例的光波催化器安装在第一电离模块的前面。如图1，第一电离模块由第一电离放电板100和与第一电离放电板100绝缘的第一电离集尘板110构成，第一电离放电板100安装在第一电离集尘板110的后面，其平行对齐，并通过绝缘柱120进行固定。第一电离放电板100和第一电离集尘板110均通过电离引线连接有脉冲电离高压电源530，形成放电回路，电离引线分别连接脉冲电离高压电源530的正负极。

如图5和图6，第一电离放电板100的表面设有若干个整齐排列且垂直于第一电离放电板100表面的放电体130，并在其表面涂覆有半导体催化层150。如图2和图3，第一电离集尘板110表面设有若干个垂直于第一电离集尘板110表面且与放电体130位置相对应的用于供空气通行的通孔140，并在其表面涂覆有半导体催化层150，放电体130与通孔140之间形成空气导流通道，放电体130为环形凸台结构，放电体130的顶端为圆形平面，通孔140为采用凸孔引深形成的圆形凸起的凸台孔结构，放电体130与通孔140为对应的同心圆结构，使其组合形成环形放电面。凸台孔结构能取代钢管的作用，产生较好离子风，能直接替代平板孔和钢管的组合结构，使电离放电更均匀，且环形凸台结构不会折断，放电稳定。

如图4，第一电离放电板100与第一电离集尘板110上对应的凸台结构和凸台孔结构采用整齐的斜列式排列。

本发明的消毒净化装置的工作原理为：在第一电离放电板100上施加直流高电压，形成正、负离子，空气流中携带的颗粒、微生物和有害气体荷电，在库能力的作用下，作定向运动，吸附在第一电离集尘板110上。

另外，本实施例与传统技术不同的另一处是第一电离集尘板110四边采用U形折弯结构，往第一电离放电板100的方向进行折弯，可调该板的平整度和加强该板的受力强度，不易变形，从而提高该板的使用寿命。

实施例二

本实施例，参照图8和图9，其增设有与实施例一相同结构的第二电离模块，使光波催化器位于第一电离模块和第二电离模块之间。第二电离模块包括第二电离放电板200和第二电离集尘板210，其平行对齐，并通过绝缘柱120进行固定。值得说明的是，本发明消毒净化装置除了设置第一电离模块和第二电离模块外，针对不同的使用环境需要，还能够设置多个并列的电离模块。同样，第二电离集尘板210四边也设有用于提高其平整度和受力强度的U形折弯。

如图9，本实施例的光波催化器的结构与实施例一的结构相同，光波催化器包括镜相反应容器500、光波灯510和用于给光波灯510提供电能的电子镇流器520，并安装有用于给第一电离模块和第二电离模块供电的脉冲电离高压电源530。另外，镜相反应容器500采用具有收聚放大作用的漏斗型结构，从第一电离模块往第二电离模块的方向不断扩大。漏斗型结构能取代传统的直桶型结构，具有收聚放大作用，能进一步地极大提高光波灯510的辐射照度和氧化分解细菌能力。

另外通过光波催化器配合半导体催化层150，同时产生离子体放电、光波辐射和电子与空穴对氧化，高效吸附净化空气流中携带的颗粒物，氧化分解微生物细菌和有害气体，能瞬间杀灭空气流中的自然菌消亡率≥98.0％，0.5μm净化效率≥95.0％，有害气体净化效率≥90.0％，能满足室内有人状态下使用的要求，消毒净化安全，无二次污染，广泛应用于医院或工业、档案馆、办公室及家庭等领域的室内空气消毒净化。

以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.半导体空气消毒净化装置，包括第一电离模块和光波催化器，该光波催化器包括镜相反应容器、光波灯和用于给光波灯提供电能的电子镇流器，所述光波催化器安装在第一电离模块的前面或者后面，第一电离模块由电离放电板和与电离放电板绝缘的电离集尘板构成，电离放电板安装在电离集尘板的前面或者后面，使其平行对齐，并通过绝缘柱进行固定，电离放电板和电离集尘板均通过电离引线连接有脉冲电离高压电源，形成放电回路,电离放电板的表面设有若干个整齐排列且垂直于电离放电板表面的放电体，电离集尘板表面设有若干个垂直于电离集尘板表面且与放电体位置相对应的用于供空气通行的通孔，放电体与通孔之间形成空气导流通道，其特征在于：该放电体为环形凸台结构，放电体的顶端为圆形平面，通孔为采用凸孔引深形成的圆形凸起的凸台孔结构，放电体与通孔为对应的同心圆结构，使其组合形成环形放电面，电离放电板与电离集尘板上对应的凸台结构和凸台孔结构采用整齐的斜列式排列。

2.根据权利要求1所述半导体空气消毒净化装置，其特征在于：所述电离集尘板四边设有用于提高其平整度和受力强度的U形折弯，U形折弯从绝缘柱往外延伸，并往电离放电板的方向进行折弯。

3.根据权利要求1所述半导体空气消毒净化装置，其特征在于：所述镜相反应容器采用具有收聚放大作用的漏斗型结构，从光波灯开始往第一电离模块的方向不断扩大。

4.根据权利要求1～3任意一项所述半导体空气消毒净化装置，其特征在于：所述电离集尘板和/或电离放电板表面设有半导体催化层，使光波催化器发出的紫外线能照射在半导体催化层上，从而形成能量的激发，产生电子与空穴对。

5.根据权利要求4所述半导体空气消毒净化装置，其特征在于：该半导体催化层的材料是二氧化钛、氧化锌、硫化锌、三氧化二铁或者三氧化二铝中的一种或者多种。

6.根据权利要求1、2、3或者5所述半导体空气消毒净化装置，其特征在于：所述脉冲电离高压电源还包括故障报警提示单元和断路保护单元。

7.根据权利要求1、2、3或者5所述半导体空气消毒净化装置，其特征在于：所述电离放电板离光波催化器的距离较电离集尘板近。

8.根据权利要求7所述半导体空气消毒净化装置，其特征在于：还包括与第一电离模块对称设置的第二电离模块，使光波催化器位于第一电离模块和第二电离模块之间。

9.根据权利要求8所述半导体空气消毒净化装置，其特征在于：所述电离集尘板采用铝合金、不锈钢或者冷板构成。