CN109631194A - 一种基于高能粒子轰击机制的空气杀菌除害净化器 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种空气杀菌除害净化器，采用高能粒子轰击结合多重吸附去除空气中的甲醛、苯等有毒有害气体以及病毒、细菌等微生物，其中高能粒子的发生采用板状电极高压高频放电的结构，保持良好的流动性能；本发明适当引导空气流动方向和流速，在高能粒子轰击位置空气流向发生偏转，一方面有利于反应充分，另一方面也不易产生沉积物累积，适当控制空气流速达到了净化和收集效果的最优化；本发明各种零部件结构相对单一，没有曲形结构，容易设计、生产和组装。

Description

一种基于高能粒子轰击机制的空气杀菌除害净化器
技术领域
本申请涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种基于高能粒子轰击机制的空气杀菌除害净化器。
背景技术
空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的有害气体、细菌病毒、过敏原等)，有效提高空气清洁度的产品，主要分为家用、商用、工业用、楼宇用。
空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有：吸附技术、催化技术、光触媒技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等；净化介质材料主要有：光触媒、活性炭、合成纤维、HEAP高效材料等。现有的空气净化器多采为复合型，即同时采用了多种净化技术和材料介质。空气净化器还具有驱动空气流入和流出其机身的循环风系统等部件。
但是，以上现有的空气净化技术仍然存在一定的局限，例如，通过吸附、HEPA过滤、静电集尘技术实现的空气净化器可以去除空气中的悬浮颗粒物，但是对于甲醛、苯等有害气体以及颗粒更为细小的细菌和病毒基本无效，光触媒技术容易产生臭氧造成二次污染，等等。
近一段时间以来，开始出现了高能粒子轰击机制的空气净化器。空气中的有害气体以及细菌、病毒等微生物等有机体都普遍具有C-H化学键，基于该原理的空气净化器是通过高压放电产生大量高能粒子，轰击C-H键使其断裂，从而把细菌、病毒等微生物杀灭，以及使得有害气体分解。为了产生高能粒子，通常是施加高压脉冲到尖端电极上，在电极上产生电晕放电，促使空气电离而产生或高能粒子，该高能粒子与有害有机物以及病毒、细菌的分子链发生碰撞从而将分子链击断，使有害有机物以及病毒、细菌、微生物失去活性，最终降解为二氧化碳等无害成分。为了促进或高能粒子对有害成分的击断以及击断之后的反应，一般还采用TiO2作为催化物，以提高处理效率。
现有的空气净化器产生高能粒子的装置一般是采用线-筒式反应器，空气由入口进入反应器，放电线和筒电极之间施加高压窄脉冲，在气体流经区域产生高能粒子，该反应器可以在常压常温下发生高能粒子，且能够连续工作，但是缺点是放电线和筒电极间距必须要小，造成反应器口径较小，空气流动力降低，而且在处理过程中由于电荷的吸附作用难免出现沉积物，这些沉积物很容易造成反应器堵塞。而且，线-筒式反应器所产生的高能粒子的密度低，净化作用弱。另外，需要在每台设备中安装较大数量的反应器，造成设备集成结构复杂，电路难以设计。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于高能粒子轰击机制的空气杀菌除害净化器，来解决现有技术中的高能粒子空气净化器粒子发生密度低、净化效率不高、反应器内部空间小、空气流动性差、容易被沉积物堵塞、设备集成结构复杂的缺点。
基于上述目的，本申请提出了一种基于高能粒子轰击机制的空气杀菌除害净化器，包括：
壳体，所述壳体具有进风口和出风口，以及设置在所述壳体内部的辅助过滤净化模块、核心净化模块、次级吸附过滤模块、循环风模块和控制模块；
所述辅助过滤净化模块用于过滤从所述进风口进来的空气中的悬浮颗粒物；
所述核心净化模块用于通过放电发生高能粒子，击断空气中的有害有机物以及病毒、细菌、微生物的分子链；
所述次级吸附过滤模块用于对空气进行分子级别的过滤和吸附；
所述循环风模块用于提供吸风和送风动力，使空气由进风口进入并从出风口排出；
所述控制模块用于对所述核心净化模块的放电以及循环风模块进行控制；
其中，所述核心净化模块包括高能粒子轰击单元以及静电吸附收集单元；所述核心净化模块还包括电隔离室、进气管、出气管所述进气管用于将空气引流至所述电隔离室内，并且所述出气管用于将高能粒子轰击处理之后的空气引出所述电隔离室；
所述高能粒子轰击单元包括高压高频交流电源、板状电极；若干对所述板状电极并排安装在所述电隔离室内，每对所述板状电极包括一对内表面彼此相对且保持预定间隙的绝缘薄板，并且在每片绝缘薄板的外表面涂覆导电树脂层；所述高压高频交流电源连接每对板状电极的导电树脂层，向每对板状电极输出高压高频交流电压；
所述静电吸附单元包括高压直流电源以及收集电极；若干对平板型的所述收集电极并排安装在所述电隔离室内，且每对所述收集电极包括彼此相对的正收集电极和负收集电极，且所述正收集电极的表面包覆绝缘层；所述收集电极的平板延伸方向与所述板状电极的延伸方向一致；所述高压直流电源连接每对收集电极并输出高压直流电压；并且，所述静电吸附单元还包括正电荷释放器，所述正电荷释放器用于使空气中的颗粒带上正电荷，并且所述正电荷释放器位于所述高能粒子轰击单元和静电吸附单元二者之间；
并且所述进气管使所述空气的流动方向与高能粒子轰击单元的每对板状电极的绝缘薄板的延伸方向垂直；所述出气管的引导方向与所述静电吸附收集单元的收集电极的延伸方向相同。
优选的是，所述高能粒子轰击单元的高压高频交流电源的放电电压为18KV，并且其交流频率为2200Hz。
优选的是，每对所述板状电极的间隙间距为5-10mm。优选为9.65mm。
优选的是，所述板状电极的绝缘薄板为耐热玻璃，并且在每片绝缘薄板的外表面导电树脂层的涂覆厚度为0.55-0.85mm。
优选的是，所述高压直流电源对所述收集电极输出的高压直流电压为7.3KV。
优选的是，所述进气管具有风速调节阀，并且所述电隔离室内安装风速传感器，所述控制模块根据所述风速传感器的测量值控制所述循环风模块以及所述风速调节阀，使所述电隔离室内的空气流速为0.6-1.2m/s。更为优选的，所述电隔离室内的空气流速为为0.65/s。
在一些实施例中，所述正电荷释放器为位于所述高能粒子轰击单元和静电吸附单元二者之间的正电荷网。
在一些实施例中，所述核心净化模块还包括光触媒介质，用于催化分解空气中的有害物质；并且所述光触媒介质为放置于每对所述板状电极的间隙内的TiO2网格。
在一些实施例中，还包括：香味添加模块，设置在靠近出风口的位置处，用于为排出的空气添加香味；所述香味添加模块为填充有香料的容纳腔。
本发明的有益效果包括：采用高能粒子轰击结合多重吸附去除空气中的甲醛、苯等有毒有害气体以及病毒、细菌等微生物，空气杀菌净化效果良好；其中，高能粒子的发生采用板状电极高压高频放电的结构，板状电极的绝缘介质可以造成电极之间产生大量电弧，形成均匀、大面积的高能粒子流束分布，有效解决了现有技术中的线-筒发生器粒子发生密度低、净化效果差的缺点；而且虽然板状电极之间的间距也比较近，但是可以通过增加板状电极长、宽尺度来增大通风截面积，从而保持良好的流动性能；本发明适当引导空气流动方向和流速，在高能粒子轰击位置空气流向发生偏转，一方面有利于反应充分，另一方面也不易产生沉积物累积，适当控制空气流速达到了净化和收集效果的最优化；本发明各种零部件结构相对单一，没有曲形结构，容易设计、生产和组装。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本申请实施例一的空气杀菌除害净化器的整体功能结构示意图；
图2是本申请实施例一中的核心净化模块内部结构示意图；
图3是本申请实施例一中的板状电极结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
具体地，如图1所示，是本申请实施例一的空气杀菌除害净化器的整体功能结构示意图。从图1中可以看出，本实施例提供的基于人工智能控制的物联网空气净化器，包括：
壳体1，所述壳体1可以是长方体状的结构，长方体结构的壳体1上可以设置有供各种线路进出的电路口，以及散热用的排气孔等，关于电路口和排气孔的形状这里不做具体限定。在本实施例中，所述壳体1上可以设置有进风口101和出风口102，所述进风口101和所述出风口102可以设置在所述壳体1的两端，也可以设置在所述壳体1的其他位置处，所述进风口101用于使室内的空气流入到所述物联网空气净化器中，以对流入的空气进行净化，在净化完成后，再经由所述出风口102将净化后的空气排出至室内，从而实现对室内空气的循环净化。所述壳体1的内部还可以设置有辅助过滤净化模块103、核心净化模块104、次级吸附过滤模块105、循环风模块106和控制模块107。
在所述壳体1的内部可以设置有辅助过滤净化模块103，用于过滤从所述进风口进来的空气中的悬浮颗粒物，例如粉尘或者其他直径较大的颗粒物。具体地，所述辅助过滤净化模块103可以为过滤网，室内待净化的空气经由所述进风口进入所述物联网空气净化器后，先经过所述辅助过滤净化模块103完成初步过滤，以过滤掉空气中直径较大的颗粒物，从而减轻后续的净化模块的工作负担。
所述核心净化模块104用于放电发生高能粒子，该高能粒子具有很大的分子动能，在飞速运动的过程中与有害有机物以及病毒、细菌或者微生物的分子链发生碰撞，从而击断空气中的有害有机物以及病毒、细菌、微生物的分子链，使有害有机物以及病毒、细菌、微生物失去活性。关于核心净化模块104在下文中将详细介绍。
所述次级吸附过滤模块105用于对空气进行分子级别的过滤和吸附。具体地，当所述核心净化模块104通过放电使得空气中的有害有机物以及病毒、细菌、微生物失去活性后，由所述次级吸附过滤模块105对失去活性后的有害有机物以及病毒、细菌、微生物进行过滤并吸附。次级吸附过滤模块105可以采用HEPA级别的过滤膜以及活性炭、锰氧化物等大比表面积吸附物。
所述循环风模块106用于提供吸风和送风动力，使空气由进风口进入并从出风口排出。在本实施例中，所述循环风模块106可以为鼓风机，所述循环风模块106设置在所述壳体1的内部靠近出风口102的位置处。通过向外排出空气使得所述壳体1的内部形成负压，以便于所述壳体1外部的空气经由所述进风口101进入所述壳体1的内部，完成净化。
所述控制模块107用于对所述核心净化模块的放电以及循环风模块进行控制。控制模块107可以配置自动化功能，例如配置空气质量传感器，根据传感器检测值确定空气质量不达标，则适时开启核心净化模块。以及，控制模块107通过循环风模块控制核心净化模块内部的气体流速。
如图2所示，所述核心净化模块104包括高能粒子轰击单元104A以及静电吸附收集单元104B；所述核心净化模块104还包括电隔离室104C、进气管104D、出气管104E。所述进气管104D用于将空气引流至所述电隔离室104C内，并且所述出气管104E用于将高能粒子轰击处理之后的空气引出所述电隔离室104C。
所述高能粒子轰击单元104A包括高压高频交流电源104F以及若干对板状电极104G。若干对所述板状电极104G并排安装在所述电隔离室104C内，如图3所示，每对所述板状电极104G包括一对内表面彼此相对且保持预定间隙的绝缘薄板104H，绝缘薄板104H为耐热玻璃，并且在每片绝缘薄板的外表面涂覆导电树脂层104I，每片绝缘薄板的外表面导电树脂层的涂覆厚度为0.55-0.85mm，每对所述板状电极104G的间隙间距为5-10mm，优选为9.65mm。所述高压高频交流电源104F连接每对板状电极104G的导电树脂层104I，向每对板状电极104G输出高压高频交流电压；高压高频交流电源的放电电压为18KV，并且其交流频率为2200Hz。在高压高频交流电源的作用下，板状电极的绝缘介质可以造成电极之间产生大量电弧，形成均匀、大面积的高能粒子流束分布，高能粒子流能够轰击有害气体和细菌、病毒微生物的分子链，使其断裂失活。
在一些实施例中，如图3，所述核心净化模块还包括光触媒介质104M，用于催化分解空气中的有害物质；并且所述光触媒介质104M为放置于每对所述板状电极104G的间隙内的TiO2网格。TiO2可以催化空气中有害物质的分解。
所述静电吸附单元104B包括高压直流电源104J以及收集电极104K。如图2，若干对平板型的所述收集电极104K并排安装在所述电隔离室104C内，且每对所述收集电极104K包括彼此相对的金属板状的正收集电极和负收集电极，且所述正收集电极的表面包覆绝缘层，以避免产生打火。所述收集电极104K的平板延伸方向与所述板状电极104G的延伸方向一致。所述高压直流电源104J连接每对收集电极104K并输出高压直流电压；所述高压直流电源104J对所述收集电极104K输出的高压直流电压为7.3KV。所述收集电极104K之间形成高压电场，从而将空气中具有的颗粒物以及高能粒子轰击后产生的沉积物吸附在收集电极104K的负极板之上。为了实现更好的吸附，希望这些颗粒物、沉积物带上正电荷，因此，所述静电吸附单元还包括正电荷释放器104L，所述正电荷释放器104L位于所述高能粒子轰击单元和静电吸附单元二者之间，正电荷释放器104L可以采用连接高压直流电源正极的金属网，形成正电荷网结构。
为了实现核心净化模块104当中空气流速和流向的优化，本发明所述进气管104D使所述空气的流动方向与高能粒子轰击单元的每对板状电极104G的绝缘薄板的延伸方向垂直；所述出气管104E的引导方向与所述静电吸附收集单元的收集电极104K的延伸方向相同。如图2所示，所述进气管104D是由若干根弯头支管组成的，且每根弯头支管的开口朝向与板状电极104G的延伸方向垂直。这样，在高能粒子轰击位置空气流向发生偏转，一方面有利于反应充分，另一方面也不易产生沉积物累积。
且所述进气管104D具有风速调节阀，并且所述电隔离室内安装风速传感器104N，所述控制模块107根据所述风速传感器104N的测量值控制所述循环风模块106以及所述风速调节阀，使所述电隔离室内的空气流速为0.6-1.2m/s，更为优选的，所述电隔离室内的空气流速为为0.65/s，该流速可以达到净化效果优化。
作为另一可选实施例，所述空气杀菌除害净化器可以包括香味添加模块，设置在靠近出风口的位置处，用于为排出的空气添加香味。具体地，所述香味添加模块可以为填充有香料的容纳腔，该容纳腔可以网状结构，也可以说是盒状结构，该容纳腔上可以开有供空气进出的气孔，该容纳腔内填充有香料，或者是吸附有香水的海绵等蓬松物。
本发明采用高能粒子轰击结合多重吸附去除空气中的甲醛、苯等有毒有害气体以及病毒、细菌等微生物，空气杀菌净化效果良好；其中，高能粒子的发生采用板状电极高压高频放电的结构，板状电极的绝缘介质可以造成电极之间产生大量电弧，形成均匀、大面积的高能粒子流束分布，有效解决了现有技术中的线-筒发生器粒子发生密度低、净化效果差的缺点；而且虽然板状电极之间的间距也比较近，但是可以通过增加板状电极长、宽尺度来增大通风截面积，从而保持良好的流动性能；本发明适当引导空气流动方向和流速，在高能粒子轰击位置空气流向发生偏转，一方面有利于反应充分，另一方面也不易产生沉积物累积，适当控制空气流速达到了净化和收集效果的最优化；本发明各种零部件结构相对单一，没有曲形结构，容易设计、生产和组装。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种基于高能粒子轰击机制的空气杀菌除害净化器，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体具有进风口和出风口，以及设置在所述壳体内部的辅助过滤净化模块、核心净化模块、次级吸附过滤模块、循环风模块和控制模块；
所述辅助过滤净化模块用于过滤从所述进风口进来的空气中的悬浮颗粒物；
所述核心净化模块用于通过放电发生高能粒子，击断空气中的有害有机物以及病毒、细菌、微生物的分子链；
所述次级吸附过滤模块用于对空气进行分子级别的过滤和吸附；
所述循环风模块用于提供吸风和送风动力，使空气由进风口进入并从出风口排出；
所述控制模块用于对所述核心净化模块的放电以及循环风模块进行控制；
其中，所述核心净化模块包括高能粒子轰击单元以及静电吸附收集单元；所述核心净化模块还包括电隔离室、进气管、出气管所述进气管用于将空气引流至所述电隔离室内，并且所述出气管用于将高能粒子轰击处理之后的空气引出所述电隔离室；
所述高能粒子轰击单元包括高压高频交流电源、板状电极；若干对所述板状电极并排安装在所述电隔离室内，每对所述板状电极包括一对内表面彼此相对且保持预定间隙的绝缘薄板，并且在每片绝缘薄板的外表面涂覆导电树脂层；所述高压高频交流电源连接每对板状电极的导电树脂层，向每对板状电极输出高压高频交流电压；
所述静电吸附单元包括高压直流电源以及收集电极；若干对平板型的所述收集电极并排安装在所述电隔离室内，且每对所述收集电极包括彼此相对的正收集电极和负收集电极，且所述正收集电极的表面包覆绝缘层；所述收集电极的平板延伸方向与所述板状电极的延伸方向一致；所述高压直流电源连接每对收集电极并输出高压直流电压；并且，所述静电吸附单元还包括正电荷释放器，所述正电荷释放器用于使空气中的颗粒带上正电荷，并且所述正电荷释放器位于所述高能粒子轰击单元和静电吸附单元二者之间；
并且所述进气管使所述空气的流动方向与高能粒子轰击单元的每对板状电极的绝缘薄板的延伸方向垂直；所述出气管的引导方向与所述静电吸附收集单元的收集电极的延伸方向相同。
2.根据权利要求1所述的空气杀菌除害净化器，其特征在于，所述高能粒子轰击单元的高压高频交流电源的放电电压为18KV，并且其交流频率为2200Hz。
3.根据权利要求2所述的空气杀菌除害净化器，其特征在于，每对所述板状电极的间隙间距为5-10mm。
4.根据权利要求3所述的空气杀菌除害净化器，其特征在于，所述板状电极的绝缘薄板为耐热玻璃，并且在每片绝缘薄板的外表面导电树脂层的涂覆厚度为0.55-0.85mm。
5.根据权利要求1所述的空气杀菌除害净化器，其特征在于，所述高压直流电源对所述收集电极输出的高压直流电压为7.3KV。
6.根据权利要求1所述的空气杀菌除害净化器，其特征在于，所述进气管具有风速调节阀，并且所述电隔离室内安装风速传感器，所述控制模块根据所述风速传感器的测量值控制所述循环风模块以及所述风速调节阀，使所述电隔离室内的空气流速为0.6-1.2m/s。
7.根据权利要求1所述的空气杀菌除害净化器，其特征在于，所述正电荷释放器为位于所述高能粒子轰击单元和静电吸附单元二者之间的正电荷网。
8.根据权利要求1所述的空气杀菌除害净化器，其特征在于，所述核心净化模块还包括光触媒介质，用于催化分解空气中的有害物质。
9.根据权利要求8所述的空气杀菌除害净化器，其特征在于，并且所述光触媒介质为放置于每对所述板状电极的间隙内的TiO2网格。
10.根据权利要求1所述的空气杀菌除害净化器，其特征在于，还包括：香味添加模块，设置在靠近出风口的位置处，用于为排出的空气添加香味；所述香味添加模块为填充有香料的容纳腔。
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