CN109539426A - 离子管和空气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空气净化领域,公开了一种离子管和空气净化装置,所述离子管包括呈圆柱形的管体、位于所述管体内的阴极以及位于所述管体外的阳极,所述阴极为紧贴所述管体的内壁设置的第一金属网电极或金属筒电极,所述阳极为紧贴所述管体的外壁设置的第二金属网电极,所述管体的两端均形成为开口端,两个所述开口端通过塞或帽封闭。本发明的离子管能够通过电离的方式将有机化合物分解为水、二氧化碳以及相关金属氧化物的基本分子成分,从而实现VOC的有效净化,且不会产生二次污染;另外,本发明通过将管体两端均设为开口端,使得离子管的两端都能得到有效固定,从而在提高离子管安装牢固性的同时还便于制作出细而长的离子管。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化领域,具体地涉及一种离子管和包括该离子管的空气净化装置。
背景技术
上世纪90年代以来,我国新建建筑大量涌现,建筑装修装饰和家具散发的挥发性有机化合物(VOC)引起的室内空气污染危害人们身体健康和生活质量,成为了百姓担心、领导关心和媒体关注的社会问题,如何有效控制室内VOC污染也随之成为了我国室内空气净化领域的研究热点。
传统的室内VOC净化通常是采用臭氧消毒的方式,但是臭氧会造成二次污染,无法实现室内VOC的有效净化。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种离子管和包括该离子管的空气净化装置,以实现室内VOC的有效净化。
为了实现上述目的,本发明一方面提供一种离子管,所述离子管包括呈圆柱形的管体、位于所述管体内的阴极以及位于所述管体外的阳极,所述阴极为紧贴所述管体的内壁设置的第一金属网电极或金属筒电极,所述阳极为紧贴所述管体的外壁设置的第二金属网电极,所述管体的两端均形成为开口端,两个所述开口端通过塞或帽封闭。
优选地,所述管体为玻璃管、陶瓷管或塑料管,和/或
所述金属筒电极包括硬质金属筒和分别插接于所述硬质金属筒的两端的两个硬质绝缘管。
优选地,所述塑料管由卷绕在所述金属筒电极外的塑料薄膜形成。
优选地,所述塞或帽采用硅氟橡胶制成,和/或
所述离子管包括用于将所述塞或帽紧固于所述管体的圆箍。
本发明另一方面提供一种空气净化装置,所述空气净化装置包括多个以上所述的离子管,多个所述离子管相互平行地间隔排布。
优选地,多个所述离子管并排布置,所述空气净化装置设置为允许气流沿垂直于所述离子管的排列方向流动,所述空气净化装置包括设置于多个所述离子管的一侧的能够使所述气流与位于该侧的所述离子管的表面接触的导流罩。
优选地,所述导流罩包括沿所述离子管的排列方向依次连接且与多个所述离子管一一对应的多个弧形板,每个所述弧形板上开设有供所述气流流出的狭缝。
优选地,多个所述离子管呈多边形、圆形或椭圆形阵列排布,所述空气净化装置设置为允许气流沿所述离子管的轴向流动。
优选地,多个所述离子管呈环形排列,所述空气净化装置设置为允许气流沿垂直于所述离子管的轴向流动,所述空气净化装置包括设置于多个所述离子管的围设区域内的第一紫外线灯。
优选地,所述空气净化装置包括设置于多个所述离子管的围设区域内的导流片,所述导流片设置为能够增大所述离子管的过风面积;和/或
所述空气净化装置包括设置于多个所述离子管的出风侧的吸附蜂巢和能够向所述吸附蜂巢的孔道内照射紫外线的第二紫外线灯。
通过上述技术方案,本发明的离子管能够通过电离的方式将有机化合物分解为水、二氧化碳以及相关金属氧化物的基本分子成分,从而实现VOC的有效净化,且不会产生二次污染;另外,本发明通过将管体两端均设为开口端,使得离子管的两端都能得到有效固定,从而在提高离子管安装牢固性的同时还便于制作出细而长的离子管。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明中离子管的一种实施方式的结构示意图;
图2是本发明中空气净化装置的一种实施方式的结构示意图;
图3是本发明中空气净化装置的另一种实施方式的结构示意图。
附图标记说明
1-离子管,11-圆箍,12-端板,13-螺杆,2-导流罩,21-弧形板,22-狭缝,3-第一紫外线灯,4-导流片,5-吸附蜂巢,6-第二紫外线灯,7-风机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参照附图所示的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。
本发明一方面提供一种离子管,所述离子管1包括呈圆柱形的管体、位于所述管体内的阴极以及位于所述管体外的阳极,所述阴极为紧贴所述管体的内壁设置的第一金属网电极或金属筒电极,所述阳极为紧贴所述管体的外壁设置的第二金属网电极,所述管体的两端均形成为开口端,两个所述开口端通过塞或帽封闭。
上述中,需要说明的是,所述的金属网电极(即第一金属网电极、第二金属网电极)是指由金属材料制成的网状结构,其沿所述管体的周向延伸。所述金属筒电极是指由金属材料制成的筒状结构,其与所述管体同轴设置。其中,金属网电极与金属筒电极的一个区别是:金属网电极具有多个开孔,而金属筒电极上没有开孔。另外,以上所述的金属材料可以为任意具有导电性能的金属材料,例如所述第一金属网电极或金属筒电极可采用铝制成,所述第二金属网电极可采用不锈钢制成。
在使用时,通过向所述阴极加电压,产生电子,电子从阴极流出,穿过阳极的开孔逃逸的电子迁移到包围离子管的区域并且形成电晕;随着电晕中的电子与空气中的水分子相撞,将水分子电离为氢氧根离子和氢离子,氢氧根离子和氢离子会进一步在空气中氧气分子的参与下形成过氧氢离子团和过氧化氢(即氧化因子),氧化因子可以吸附在阳极的表面,多出的可扩散出去;当气流经过离子管1时,会接触到离子管表面的氧化因子,气流中的微细颗粒(例如灰尘、花粉、细菌等)会被离子包围粘滞,气态污染物分子会与离子态氧化因子相互作用,从而得到去除,实现空气的有效净化。
通过上述技术方案,本发明的离子管1能够通过电离的方式将有机化合物分解为水、二氧化碳以及相关金属氧化物的基本分子成分,从而实现VOC的有效净化,且不会产生二次污染;另外,本发明通过将管体两端均设为开口端,使得离子管的两端都能得到有效固定,从而在提高离子管安装牢固性的同时还便于制作出细而长的离子管。其中,通过将离子管设置为细长型,可以在有限的空间内排布较多的离子管,从而增加气态污染物分子与离子态氧化因子的反应面积。
本发明中,所述管体可以采用任意适当的绝缘材料制成,例如可以为玻璃管(可以是薄壁玻璃管,例如壁厚为0.75mm,长度为0.5-1.5m)、陶瓷管或塑料管(可以由卷绕在所述金属筒电极外的塑料薄膜形成)。
另外,在本发明中,所述金属筒电极可包括硬质金属筒和分别插接于所述硬质金属筒的两端的两个硬质绝缘管。其中,可以理解的是,所述硬质绝缘管是指由硬质绝缘材料制成的管。
此外,在本发明中,所述塞或帽可采用硅氟橡胶制成,这样可以提高对所述开口端的密封性,而且防水效果较好。为了进一步提高所述塞或帽与离子管1安装的牢固性,保证离子管1的密封性,所述离子管1还可包括用于将所述塞或帽紧固于所述管体的圆箍11。在实际使用时,离子管1可通过圆箍11固定于空气净化装置(将在下文介绍)的外壳上。具体地,例如图1所示的一种实施方式,离子管1可包括位于管体两端的两个端板12,圆箍11可固定在相应的端板12上,两个端板12可直接或通过螺杆13固定在空气净化装置的外壳上。
本发明另一方面提供一种空气净化装置,所述空气净化装置包括以上所述的离子管1。所述空气净化装置可包括多个所述离子管1,多个所述离子管1相互平行地间隔排布。
具体地,根据本发明中空气净化装置的一种实施方式,如图2所示,多个所述离子管1并排布置,所述空气净化装置设置为允许气流沿垂直于所述离子管1的排列方向流动(即图2中的上下方向),所述空气净化装置包括设置于多个所述离子管1的出风侧(即图2中的上侧,气流从离子管1的下方进入,从离子管1的上方流出)的能够使所述气流与多个所述离子管1的背风面(即图2中的离子管1的上表面)接触的导流罩2。这样能够增加离子管1背风面接触污染物的机会,从而提高净化效率。
其中,根据本发明导流罩2的一种实施方式,如图2所示,所述导流罩2包括沿所述离子管1的排列方向(即图2中的左右方向)依次连接的与多个所述离子管1一一对应的多个弧形板21,每个所述弧形板21上开设有供所述气流流出的狭缝22。作为优选,如图2所示,弧形板21形成为与离子管1同轴的半圆形,狭缝22开设在弧形板21的中部。其中,需要说明的是,弧形板21沿离子管1的轴向延伸,弧形板21的长度最好等于或大于离子管1的长度;狭缝22也沿弧形板21的长度方向延伸,狭缝22的宽度可以为5mm。
参见图2,当气流穿过多个离子管1时,进风会沿导流罩2与离子管1之间的通道穿过,再由狭缝22穿出,由于离子管1的背风面也接触进风,从而提高了离子管1的表面利用率,增加了离子管1与污染物的接触面积,提高了净化效率。而且对于细而长的离子管1,且离子管1的数量较多时,导流罩2上的狭缝22较多,使得出风总面积较大,因此导流罩2增加的风阻很少。
根据本发明中空气净化装置的另一种实施方式,多个所述离子管1可呈多边形、圆形或椭圆形阵列排布,所述空气净化装置设置为允许气流沿所述离子管1的轴向流动。在该种情况下,多个所述离子管1可采用一个外筒包围,也可以在每个离子管1外套设一个外筒,如此可使沿离子管1的轴向穿过的气流都因紊流实现与离子管1的充分接触,而且接触时间长,使得空气净化装置的净化能力较高。另外,还可以在上述阵列中插入紫外线灯(可为柱状,平行于离子管的轴向设置)来增加对气态污染物的离解,从而提高消除VOC的能力。
根据本发明中空气净化装置的又一种实施方式,如图3所示,多个所述离子管1呈环形排列,所述空气净化装置设置为允许气流沿垂直于所述离子管1的轴向流动,所述空气净化装置包括设置于多个所述离子管1的围设区域内(即多个离子管1围成的环的内侧)的第一紫外线灯3。其中,第一紫外线灯3可为柱状,平行于离子管的轴向设置。第一紫外线灯3优选设置于所述围设区域的中心,这样既可照射进入所述围设区域内的空气,同时也可平均照射到所有离子管1。第一紫外线灯3发出的紫外线可离解有机物,使气态污染物分子处于自由基状态,不仅利于气态污染物分子吸附在离子管表面,更能加速气态污染物分子同离子态氧化因子的反应,从而有效提高离子管1的净化反应能力。
上述中,所述空气净化装置还可包括设置于多个所述离子管1的围设区域内的导流片4,所述导流片4设置为能够增大所述离子管1的过风面积。其中,导流片4可以为沿离子管1的轴向延伸的条状,导流片4可以有多个;导流片4的具体设置位置可参见图3,气流可在导流片4的引导调整下接触多个离子管1,实现多次反应。
另外,上述任意实施例中的空气净化装置还可包括设置于多个所述离子管1的出风侧的吸附蜂巢5和能够向所述吸附蜂巢5的孔道内照射紫外线的第二紫外线灯6。这样,随气流流出所述围设区域的气态污染物分子会在吸附蜂巢5内被吸附,并能够在第二紫外线灯6的照射下被离子管产生的扩散到吸附蜂巢5内的氧化因子强力氧化(最终氧化产物主体为二氧化碳和水)消除。如此,第二紫外线灯6能够与吸附蜂巢5协同提高离子管产生的氧化因子的净化能力。而且,气态分子会在吸附蜂巢5被浓缩,使得氧化因子的作用效果更好,室内VOC得到高效消除,且无二次污染。
上述中,可以理解的是,吸附蜂巢5即为多孔结构,可由例如过渡金属膜层、铝基材料制成。
需要说明的是,本发明中所使用的紫外线灯(如第一紫外线灯3、第二紫外线灯6)均为无臭氧紫外线灯。另外,本发明所述的空气净化装置还可包括外壳(未示出),离子管1、导流罩2、导流片4、紫外线灯、吸附蜂巢5等均可设置在外壳内,外壳上开设有进风口和出风口。所述空气净化装置还可包括用于将气流引入空气净化装置内部并使气流穿过离子管阵列的风机7。风机7可设置于外壳内,且位于吸附蜂巢5的背离离子管的一侧,靠近出风口的位置。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种离子管,其特征在于,所述离子管(1)包括呈圆柱形的管体、位于所述管体内的阴极以及位于所述管体外的阳极,所述阴极为紧贴所述管体的内壁设置的第一金属网电极或金属筒电极,所述阳极为紧贴所述管体的外壁设置的第二金属网电极,所述管体的两端均形成为开口端,两个所述开口端通过塞或帽封闭。
2.根据权利要求1所述的离子管,其特征在于,
所述管体为玻璃管、陶瓷管或塑料管,和/或
所述金属筒电极包括硬质金属筒和分别插接于所述硬质金属筒的两端的两个硬质绝缘管。
3.根据权利要求2所述的离子管,其特征在于,所述塑料管由卷绕在所述金属筒电极外的塑料薄膜形成。
4.根据权利要求1所述的离子管,其特征在于,
所述塞或帽采用硅氟橡胶制成,和/或
所述离子管(1)包括用于将所述塞或帽紧固于所述管体的圆箍(11)。
5.一种空气净化装置,其特征在于,所述空气净化装置包括多个如权利要求1-4中任意一项所述的离子管(1),多个所述离子管(1)相互平行地间隔排布。
6.根据权利要求5所述的空气净化装置,其特征在于,多个所述离子管(1)并排布置,所述空气净化装置设置为允许气流沿垂直于所述离子管(1)的排列方向流动,所述空气净化装置包括设置于多个所述离子管(1)的一侧的能够使所述气流与位于该侧的所述离子管(1)的表面接触的导流罩(2)。
7.根据权利要求6所述的空气净化装置,其特征在于,所述导流罩(2)包括沿所述离子管(1)的排列方向依次连接且与多个所述离子管(1)一一对应的多个弧形板(21),每个所述弧形板(21)上开设有供所述气流流出的狭缝(22)。
8.根据权利要求5所述的空气净化装置,其特征在于,多个所述离子管(1)呈多边形、圆形或椭圆形阵列排布,所述空气净化装置设置为允许气流沿所述离子管(1)的轴向流动。
9.根据权利要求5所述的空气净化装置,其特征在于,多个所述离子管(1)呈环形排列,所述空气净化装置设置为允许气流沿垂直于所述离子管(1)的轴向流动,所述空气净化装置包括设置于多个所述离子管(1)的围设区域内的第一紫外线灯(3)。
10.根据权利要求9所述的空气净化装置,其特征在于,所述空气净化装置包括设置于多个所述离子管(1)的围设区域内的导流片(4),所述导流片(4)设置为能够增大所述离子管(1)的过风面积;和/或
所述空气净化装置包括设置于多个所述离子管(1)的出风侧的吸附蜂巢(5)和能够向所述吸附蜂巢(5)的孔道内照射紫外线的第二紫外线灯(6)。
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