CN108425611A - 一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗，包括尺寸可调的窗型壳体和与其连接的电源模块，窗型壳体可分为下部的进风腔、中部的等离子体处理腔和上部的风机部分，在进风腔与等离子体处理腔间有物理过滤网，在等离子体处理腔与风机间有臭氧过滤网。进风腔包括内、外两个进风口，其中内进风口设置有推板；等离子体处理腔内，耐腐蚀金属丝和耐腐蚀金属板纵向间隔排列在等离子体处理腔体平面，组成放电电极，金属丝相互并联构成阴极，金属板相互并联构成阳极。本发明不仅能实现传统空气净化器的室内空气循环净化，且能实现室内空气的更新。本发明采用了脉冲电晕放电结构，既能产生低温等离子体对污染有机物进行处理，又能静电除尘。

Description

一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗
技术领域
本发明属于空气净化技术领域，涉及一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗。
背景技术
近年来，随着空气污染问题的频发，污染问题已得到国际国内的强烈重视和广泛关注，大陆城市空气污染问题的严重性和复杂性令人瞠目,而室内的污染往往更加严重，这是由于通风较差的室内环境较为封闭，外来污染物或室内污染源发出的污染物短时间内难以排出。传统空气净化技术在市面上虽然广泛运用但仍存在不足：机械滤网式净化技术通过颗粒物滤网和有机物滤网过滤除尘，然而滤网过密引起的风阻会导致噪音增加和滤网寿命降低；高压静电集尘技术是利用高压静电场使气体电离，使尘粒带电吸附到电极，确保风量的同时吸附微细颗粒，但对较大颗粒和纤维的捕集效果差而且清洗麻烦费时；静电驻极式净化技术兼具静电除尘低风阻的优点，同时相对机械滤网式能有效地去除10微米以上的颗粒物，但是当颗粒物的粒径小至5微米时，高效的机械式过滤系统就十分昂贵；静电灭菌技术采用上千伏的高压静电场，瞬间杀灭寄附在灰尘上的细菌、病毒，但对较大颗粒和纤维捕集效果差，同时高压产生的臭氧引发二次污染难以避免。
国内外的研究表明，脉冲电晕等离子体中富含活性粒子，如OH自由基、O3、激发态O原子、N2和N2 +等，此外还有大量的高能粒子，如电子、以及伴随放电的紫外线。它们可以与环境中的有害成分发生复杂的物理、化学反应，将大分子降解为小分子，并使有害成份无毒化或毒性大幅下降，达到良好的灭菌效果。
采用脉冲高压源实现放电，既保证了脉冲电晕与低温等离子体的发生效果，又在一定程度上降低了能耗。由于放电部分始终保持在临界放电状态而没有实际击穿，使得该部分的功率较低。
综上所述，现有的室内空气净化器虽然已经能够实现在占用空间较小的情况下较高效率地去除空气中的污染物质，但仅适用于有限体积的封闭空间，对密封性的要求意味着现有的空气净化器在工作期间不能对房间进行通风换气，局限性较大，且无法对雾霾中存在的有机污染气体进行处理，因此，设计一款利用脉冲电晕放电等离子体，能够同时解决户外到户内空气循环和室内空气自循环的便捷净化装置就显得格外必要。
发明内容
本发明提供一种基于脉冲电晕放电等离子体原理的家用空气净化窗，集合了机械过滤、静电吸附和脉冲电晕等离子放电降解等方法，能更加高效处理室内污染物。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗，包括尺寸可调的窗型壳体和与其连接的电源模块，窗型壳体可分为下部的进风腔、中部的等离子体处理腔和上部的风机部分，在进风腔与等离子体处理腔间有物理过滤网，在等离子体处理腔与风机间有臭氧过滤网。
进风腔包括内、外两个进风口，其中内进风口设置有推板；等离子体处理腔内，耐腐蚀金属丝和耐腐蚀金属板纵向间隔排列在等离子体处理腔体平面，组成放电电极，其中所有的金属丝相互并联构成阴极，所有的金属板相互并联构成阳极。
所述的窗型壳体为透光率较好的玻璃材料，窗型壳体厚度为5～20mm，窗型壳体壁厚1～5mm，长宽可调，其中，窗型壳体的一面为可拆卸结构。
所述的耐腐蚀金属丝直径0.1～0.5mm，耐腐蚀金属板厚度0.1～0.5mm，长度根据等离子体处理腔体高度确定，金属丝和金属板间距3～8mm，耐腐蚀金属丝和耐腐蚀金属板上下两端绷直利用环氧浇筑固定。
所述的臭氧过滤网为蜂窝状多孔结构TiO2催化物。
所述的电源模块为电极供电的kHz脉冲电源，电压幅值3～10kV，为放电电极供电。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明采用新颖的窗型壳体结构设计，既不影响窗户正常的使用功能，又能实现在占用最小空间的情况下高效净化空气。
本发明不仅能实现传统空气净化器的室内空气循环净化，且能从户外吸收空气，净化后流入室内，从而实现室内空气的更新。
本发明采用了脉冲电晕放电结构，既能产生低温等离子体对污染有机物进行处理，又同时能起到静电除尘作用。且进入的气体能充分反应，处理效率较高。
本发明保证腔体的厚度以及电压等级，在对净化空气的同时也保证使用人员的人生安全。且该结构所有部件均方便拆卸，方便维修与清洗。
附图说明
图1(a)为本发明的结构示意图；
图1(b)为本发明的侧视图。
其中，1为风机，2为臭氧过滤网，3为等离子体处理腔，4为物理过滤网，5位进风腔，6为金属丝，7为金属板。
具体实施方式
本发明提供一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗，将装置安装至窗户处，接入市电，打开电源开关，开始工作。本发明提供两种工作模式，下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗，见附图1，包括尺寸可调的窗型壳体和电源模块，窗型壳体分割为下部的进风腔，中部的等离子体处理腔和上部的风机，在进风腔与等离子体处理腔间有物理过滤网，在等离子体处理腔与风机间有臭氧过滤网。
进风腔包括内、外两个进风口，本发明工作时保证一个进风口工作，另一进风口利用推板遮挡。等离子体处理腔内，耐腐蚀金属丝和耐腐蚀金属板纵向间隔排列在等离子体处理腔体平面，组成放电电极，其中所有的金属丝相互并联构成阴极，所有的金属板相互并联构成阳极。所述的窗型壳体为透光率较好的玻璃材料，总体厚度为5～20mm，腔体壁厚1～5mm，长宽可根据实际需要进行调整。其中，腔体的一面为可拆卸结构。
所述的耐腐蚀金属丝直径0.1～0.5mm，耐腐蚀金属板厚度0.1～0.5mm，长度根据等离子体处理腔体高度确定。金属丝和金属板间距3～8mm，数量根据实际情况可调。金属丝和金属板上下两端绷直利用环氧浇筑固定。
所述的臭氧过滤网为蜂窝状多孔结构TiO2催化物。
所述的电源模块为为电极供电的kHz脉冲电源，电压幅值3～10kV，为放电电极供电。
参照附图1(a)、(b)所示：
当室内进风口打开，室外进风口关闭时，系统从室内吸收空气，空气首先经过物理过滤网过滤较大尺寸的颗粒等，再经过等离子体处理腔对有害污染气体以及细微颗粒进行处理，最后空气经过臭氧过滤网，将等离子体处理腔中所产生的臭氧进行吸收，经过净化之后通过风机再重新排放回室内，从而保证室内空气始终清新洁净，该工作过程为室内空气循环系统过程；当室外进风口打开，室内进风口关闭时，系统从室外吸收空气，工作过程类似，室外空气净化后流入室内，从而实现室内空气更新，该工作过程为新风系统过程。

Claims (6)

1.一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗，包括尺寸可调的窗型壳体和与其连接的电源模块，其特征在于，窗型壳体可分为下部的进风腔、中部的等离子体处理腔和上部的风机部分，在进风腔与等离子体处理腔间有物理过滤网，在等离子体处理腔与风机间有臭氧过滤网。
2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗，其特征在于：进风腔包括内、外两个进风口，其中内进风口设置有推板；等离子体处理腔内，耐腐蚀金属丝和耐腐蚀金属板纵向间隔排列在等离子体处理腔体平面，组成放电电极，其中所有的金属丝相互并联构成阴极，所有的金属板相互并联构成阳极。
3.根据权利要求1所述的一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗，其特征在于，所述的窗型壳体为透光率较好的玻璃材料，窗型壳体厚度为5～20mm，窗型壳体壁厚1～5mm，长宽可调，其中，窗型壳体的一面为可拆卸结构。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗，其特征在于，所述的耐腐蚀金属丝直径0.1～0.5mm，耐腐蚀金属板厚度0.1～0.5mm，长度根据等离子体处理腔体高度确定，金属丝和金属板间距3～8mm，耐腐蚀金属丝和耐腐蚀金属板上下两端绷直利用环氧浇筑固定。
5.根据权利要求1所述的一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗，其特征在于，所述的臭氧过滤网为蜂窝状多孔结构TiO2催化物。
6.根据权利要求1所述的一种基于脉冲电晕等离子体的空气净化通风窗，其特征在于，所述的电源模块为电极供电的kHz脉冲电源，电压幅值3～10kV，为放电电极供电。
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