CN106196556A - 一种多功能空气净化模块及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能空气净化模块及其实现方法，该模块包括壳体，壳体内设有多个绝缘子，绝缘子上架设有第一电极架和第二电极架，第一电极架上设有多组平行设置的金属棒电极单元，第二电极架上设有多块竖直设置的金属板，壳体内部设有连续弯曲成多个U型状的金属网电极，金属网电极上设有纤维活性炭滤层；金属板设置在U型容纳空间内，U型开口朝向进风口的容纳空间中的金属板为第一金属板电极，U型开口朝向出风口的容纳空间中的金属板为第二金属板电极；金属棒电极和第一金属板电极形成第一电场，第一电场为等离子体电场；金属网电极和第二金属板电极形成第二电场。本发明经过二级电场和纤维活性炭滤层处理，可以有效起到净化空气的作用。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化的研究领域，特别涉及一种多功能空气净化模块及其实现方法。
背景技术
随着工业化的不断发展，有毒、有害气体的排放已经严重影响到人们的正常生活，工厂排放、汽车尾气，尤其是化工炼油企业和垃圾焚烧企业，导致空气质量越来越差，严重影响人们的日常生活状态，有些地区甚至出现严重的并发症。目前市面上存在的空气净化装置大多采用的是纯过滤清洁方式，且空气净化器净化一段时间后所需的耗材也很大，各过滤层容易被粉尘、烟雾等悬浮颗粒堵塞，造成空气净化质量下降，不得不更换滤层；现有技术的空气净化装置，在考虑滤层容易被悬浮颗粒堵塞的情况下研究如何将悬浮颗粒进行分离和处理，防止滤层被堵塞，同时在净化空气的过程中，增加空气中负离子的含量，减少臭氧的含量。但是上述技术方案也存在缺陷，除了对空气中的细尘、花粉、气溶胶等悬浮在空气中的固体微粒进行有效的清除外，空气中的污染物，如氨、硫化氢、VOCs等有害异味污染物，清新度和洁净度都不能满足人们的要求。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种多功能空气净化模块及其实现方法，在对固体微粒进行有效去除时，同时可以对空气中的气相污染物也进行有效的去除。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种多功能空气净化模块，包括壳体，所述壳体内设有多个绝缘子，所述绝缘子上架设有第一电极架和第二电极架，所述第一电极架上设有多组平行设置的金属棒电极单元，所述第二电极架上设有多块竖直设置的金属板，所述壳体内部设有连续弯曲成多个U型状的金属网电极，所述金属网电极上设有纤维活性炭滤层；所述金属板设置在U型容纳空间内，U型开口朝向进风口的容纳空间中的金属板为第一金属板电极，U型开口朝向出风口的容纳空间中的金属板为第二金属板电极；所述金属棒电极和第一金属板电极形成第一电场，所述第一电场为等离子体电场，用于分解和氧化空气中的污染物，同时对空气中的微粒进行荷电，使微粒荷上与金属棒电极及第一金属板电极相同极性的电荷；所述金属网电极和第二金属板电极形成第二电场，用于进一步去除微细颗粒及吸附气相污染物。
作为优选的技术方案，所述壳体的一端设置有进风口，所述金属棒电极单元包括多根沿进风方向竖直排列的金属电极棒。
作为优选的技术方案，所述金属棒电极单元、第一金属板电极、第二金属板电极以及金属网电极连接到同一个电源上，工作时，对电极施加3000v～30000v的高电压。
作为优选的技术方案，所述金属棒电极单元与所述纤维活性炭滤层及金属网电极互为绝缘；所述金属板电极与所述纤维活性炭滤层及金属网电极互为绝缘。
作为优选的技术方案，每组金属棒电极单元之间的间距为2-40mm。
作为优选的技术方案，所述第一金属板电极和第二金属板电极之间的距离为20-100mm。
本发明还提供了一种多功能空气净化模块的实现方法，包括下述步骤：
S1、在金属棒电极单元与第一、第二金属板电极上施加3000v～30000v的高电压，电极的大曲率边缘产生流光电晕形成等离子体；
S2、空气从壳体的进风口进入，经第一电场时，空气中的气相污染物被等离子场和激发的产生的活性成分作用，气相污染物被分解和氧化；
S3、经过第一电场处理后的空气进入金属板电极与纤维活性炭滤层及金属网电极，在两电极上施加3000V～30000V的高电压，金属板与纤维活性炭滤层间形成强电场，同时金属网也与纤维活性炭滤层紧密接触，带上同样的电极性；
S4、它们形成的第二电场产生在两组平行电极的间隙中，被处理的空气通过该间隙再穿过纤维活性炭滤层，达到除尘的目的；
S5、同时空气中经过第一电场等离子电场处理的被分解和氧化的气相污染物，经过第二电场，气相污染物在电场状态下被纤维活性炭吸附，达到气体净化的目的。
作为优选的技术方案，步骤S4中，当被处理的空气通过两组平行电极的间隙电场时，空气中悬浮的微颗粒被电场感应荷电，同时在电场中产生凝并，形成较大几何尺寸的带电极性的微粒，这些带极性的微粒在电场中受“同极相斥，异极相吸”的原理作用，贴附在与微粒电极性相异的电极上，即贴附在纤维活性炭滤层和金属网上。
本发明的原理为：对空气进入先经过第一电场的金属棒电极、再到第一金属板电极，穿过纤维活性炭滤层、穿过金属网电极；再进入第二电场——第二金属板与金属网组成；空气得到净化排出。其中各电场的功能：第一电场为等离子体电场——分解和氧化空气中的污染物，同时对空气中的微粒(微尘)进行荷电，使微粒荷上与棒电极及金属板电极相同的极性；而纤维活性炭滤层及金属网与荷电微粒的极性相异，按“异极相吸原理”，微粒贴附在纤维活性炭滤层及金属网电极上。穿越了以上滤层及金属网电极的微粒，即逃逸的微粒进入第二电场，再被感应荷电，受第二电场力的作用驱进到金属网电极上，空气得到进一步净化，洁净空气排出。洁净空气排出时把第二电场中平板电极大曲率边缘产生的负离子一起排出，排出洁净和清新的空气，保持了室内良好的空气品质。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、通过本发明的空气净化模块，空气经过以上两个电场的处理，经过这过程空气中的污染物：固体颗粒和气相污染物达到了有效的去除，空气达到有效的净化，成为洁净空气，通过风机的风管可以送到室内需要净化空气的空间，保持了室内空气的清新和洁净度。
2、本发明中净化的空气经过电极棒的负电极性高压，电极线产生强电场，洁净空气局部被电离产生适量的负离子，洁净空气带着负离子送到室内，实现了室内空气的洁净和清新。
3、本发明中第一电场产生的少量臭氧也被纤维活性炭吸附，使空气更洁净和清新。
附图说明
图1是本发明空气净化模块的主视图方向的剖面图；
图2是本发明空气净化模块的右视图方向的剖面图；
图3是本发明空气净化模块的俯视图方向的剖面图；
图4是本发明空气净化模块的结构示意图；
图5是本发明活性炭滤层金属网电极的俯视图。
附图标号说明：1、绝缘子；2、第一电极架；3、金属棒电极单元；4、壳体；5、第二电极架；6、金属板；7、纤维活性炭滤层；8、金属网电极。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1-图4所示，本实施例的一种多功能空气净化模块，包括壳体4，所述壳体内设有多个绝缘子1，所述绝缘子上架设有第一电极架2和第二电极架5，所述第一电极架上设有多组平行设置的金属棒电极单元3，所述第二电极架上设有多块竖直设置的金属板6，所述壳体内部设有连续弯曲成多个U型状的金属网电极8，所述金属网电极上设有纤维活性炭滤层7；所述金属板6设置在U型容纳空间内，U型开口朝向进风口的容纳空间中的金属板为第一金属板电极，U型开口朝向出风口的容纳空间中的金属板为第二金属板电极；所述金属棒电极和第一金属板电极形成第一电场，所述第一电场为等离子体电场，用于分解和氧化空气中的污染物，同时对空气中的微粒进行荷电，使微粒荷上与金属棒电极及第一金属板电极相同极性的电荷；所述金属网电极和第二金属板电极形成第二电场，用于进一步去除微细颗粒及吸附气相污染物。
第一电场为等离子电场，当在两组电极上施加3000v～30000v的高电压时，电极的大曲率边缘产生流光电晕形成等离子体，空气中的气相污染物(如voc等有机有害气体)进入电场，就被等离子激发活性的成分，如O、OH等混合结合，在强电场的作用下，气相污染物被分解和氧化，使气相污染物达到有效处理，达到无害处理和异味臭气的去除，空气达到了净化。
所述壳体4的一端设置有进风口，所述金属棒电极单元包括多根沿进风方向竖直排列的金属电极棒。
第二电场是由金属板电极和纤维活性炭滤层及金属网电极形成，金属板电极和纤维活性炭滤层及金属网电极互为绝缘，平行布置。当在两电极上施加3000V～30000V的高电压时，金属板与纤维活性炭滤层的间隙形成强电场，同时金属网也与纤维活性炭滤层紧密接触，带上同样的电极性。它们形成的电场产生在两组平行电极的间隙中，被处理的空气就是通过这间隙再穿过纤维活性炭滤层。当被处理的空气通过两组平行电极的间隙电场时，空气中悬浮的微颗粒被电场感应荷电，同时在电场中产生凝并，形成较大几何尺寸的带电极性的微粒，这些带极性的微粒在电场中受“同极相斥，异极相吸”的原理作用，贴附在与微粒电极性相异的电板上，即贴附在纤维活性炭滤层和金属网上，达到了除尘的作用。同时空气中经过第一电场等离子电场处理的被分解和氧化的气相污染物，如甲醛、苯、VOC、氨等物质，经过第二电场：电除尘+电吸附电场，气相污染物在电场状态下被纤维活性炭吸附，达到气体净化的目的。
空气经过以上两个电极的处理，经过这过程空气中的污染物：固体颗粒和气相污染物达到了有效的去除，空气达到有效的净化，成为洁净空气，通过风机的风管可以送到室内需要净化空气的空间保持了室内空气的清新和洁净度。
如图5所示，所述纤维活性炭滤层及金属网电极折弯成多个U型结构，并设置在壳体出风口的一端，所述金属棒电极和金属板电极设置在每个U形结构的容纳空间内，设置成该种结构可以使得待处理的气体与纤维活性炭滤层及金属网电极的接触面积尽量的大，起到有效净化和减小空气阻力的效果。
本实施例中，每组金属棒电极单元之间的间距为2-40mm，优选为10mm；所述金属板电极之间的距离为30-100mm,优选为40mm。
本实施例的多功能空气净化模块的实现方法的原理为：需处理的空气从等离子电场侧进入，空气在强电场中被局部电离，在等离子体的作用下空气中的污染物被分解和氧化，被分解和氧化的污染物混同空气中的微细颗粒(包括微尘.气溶胶.细菌.病毒等)穿过纤维活性炭滤层及金属网电极；金属棒电极和纤维活性炭滤层及金属网电极是异极性，空气中的微细颗粒在等离子电场中同时被感应荷电，带上同金属板电极的极性，这些微细颗粒(带电)与纤维活性炭及金属网电极互为异极性，在“异极相吸”的作用下，被贴附在纤维活性炭滤层和金属网上；部分逃逸的微细颗粒穿过纤维活性炭滤层及金属网电极进入收尘电场，被第二电场进一步荷电和收集去除。
本实施例还提供了一种多功能空气净化模块的实现方法，包括下述步骤：
S1、在金属棒电极单元与第一、第二金属板电极上施加3000v～30000v的高电压，电极的大曲率边缘产生流光电晕形成等离子体；
S2、空气从壳体的进风口进入，经过金属棒电极单元金属板电极形成的第一电场时，空气中的气相污染物被等离子激发活性成分，气相污染物被分解和氧化；
S3、经过第一电场处理后的空气进入金属板电极与纤维活性炭滤层及金属网电极，在两电极上施加3000V～30000V的高电压，金属板与纤维活性炭滤层间形成强电场，同时金属网也与纤维活性炭滤层紧密接触，带上同样的电极性；
S4、它们形成的第二电场产生在两组平行电极的间隙中，被处理的空气通过该间隙再穿过纤维活性炭滤层，达到除尘的目的；当被处理的空气通过两组平行电极的间隙电场时，空气中悬浮的微颗粒被电场感应荷电，同时在电场中产生凝并，形成较大几何尺寸的带电极性的微粒，这些带极性的微粒在电场中受“同极相斥，异极相吸”的原理作用，贴附在与微粒电极性相异的纤维活性炭滤层及金属网电板上，即贴附在纤维活性炭滤层和金属网上。
S5、同时空气中经过第一电场等离子电场处理的被分解和氧化的气相污染物，经过第二电场，气相污染物在电场状态下被纤维活性炭吸附，达到气体净化的目的。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多功能空气净化模块，其特征在于，包括壳体，所述壳体内设有多个绝缘子，所述绝缘子上架设有第一电极架和第二电极架，所述第一电极架上设有多组平行设置的金属棒电极单元，所述第二电极架上设有多块竖直设置的金属板，所述壳体内部设有连续弯曲成多个U型状的金属网电极，所述金属网电极上设有纤维活性炭滤层；所述金属板设置在U型容纳空间内，U型开口朝向进风口的容纳空间中的金属板为第一金属板电极，U型开口朝向出风口的容纳空间中的金属板为第二金属板电极；所述金属棒电极单元和第一金属板电极形成第一电场，所述第一电场为等离子体电场，用于分解和氧化空气中的污染物，同时对空气中的微粒进行荷电，使微粒荷上与金属棒电极单元及第一金属板电极相同极性的电荷；所述金属网电极和第二金属板电极形成第二电场，用于进一步去除微细颗粒及吸附气相污染物。
2.根据权利要求1所述的多功能空气净化模块，其特征在于，所述壳体的一端设置有进风口，所述金属棒电极单元包括多根沿进风方向竖直排列的金属电极棒。
3.根据权利要求1所述的多功能空气净化模块，其特征在于，所述金属棒电极单元、第一金属板电极、第二金属板电极以及金属网电极连接到同一个电源上，工作时，对电极施加3000v～30000v的高电压。
4.根据权利要求1所述的多功能空气净化模块，其特征在于，所述金属棒电极单元与所述纤维活性炭滤层及金属网电极互为绝缘；所述金属板电极与所述纤维活性炭滤层及金属网电极互为绝缘。
5.根据权利要求1所述的多功能空气净化模块，其特征在于，每组金属棒电极单元之间的间距为2-40mm。
6.根据权利要求1所述的多功能空气净化模块，其特征在于，所述第一金属板电极和第二金属板电极之间的距离为20-100mm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的多功能空气净化模块的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、在金属棒电极单元与第一金属板电极上施加3000v～30000v的高电压，电极的大曲率边缘产生流光电晕形成等离子体；
S2、空气从壳体的进风口进入，经第一电场时，空气中的气相污染物被等离子场和激发的产生的活性成分作用，气相污染物被分解和氧化；
S3、经过第一电场处理后的空气进入金属板电极与纤维活性炭滤层及金属网电极，在两电极上施加3000V～30000V的高电压，金属板与纤维活性炭滤层间形成强电场，同时金属网也与纤维活性炭滤层紧密接触，带上同样的电极性；
S4、它们形成的第二电场产生在两组平行电极的间隙中，被处理的空气通过该间隙再穿过纤维活性炭滤层，达到除尘的目的；
S5、同时空气中经过第一电场等离子电场处理的被分解和氧化的气相污染物，经过第二电场，气相污染物在电场状态下被纤维活性炭吸附，达到气体净化的目的。
8.根据权利要求7所述的多功能空气净化模块的实现方法，其特征在于，步骤S4中，当被处理的空气通过两组平行电极的间隙电场时，空气中悬浮的微颗粒被电场感应荷电，同时在电场中产生凝并，形成较大几何尺寸的带电极性的微粒，这些带极性的微粒在电场中受“同极相斥，异极相吸”的原理作用，贴附在与微粒电极性相异的电极上，即贴附在纤维活性炭滤层和金属网上。
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Application publication date: 20161207 |
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