CN111664520A - 一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置及方法，其特征在于，所述装置设有多椭圆共腔雾化室，多椭圆共腔雾化室的截面为三个以上椭圆中心重叠均布相交形成的共腔结构，其中静电雾化发生装置的静电雾化喷针阵列及圆柱形静电雾化电极阵列一一匹配，均匀分布于多椭圆共腔雾化室的顶部，紫外灯腔位于多椭圆共腔雾化室的各椭圆公共焦点处即椭圆中心重叠处。本发明通过多重方式，持续对空气中的病菌作用，使病菌蛋白质结构变性，达到到灭活细菌的目的。

Description

一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置及方法
技术领域
本发明涉及到空气净化装置，尤其是强紫外高压静电雾化空气灭菌净化装置及方法，属于空气净化及卫生防控领域。
背景技术
目前的空气灭菌方式通常采用喷洒消毒液，或采用臭氧充满整个密闭空间，或采用紫外线灯长时间照射等，空气净化通常采用超声波技术、活性炭过滤或其它对空气中颗粒污染物有较强吸附作用的滤芯来达到洁净空气的目的。但上述方式中，空气灭菌方式通常作用时间长，在杀菌消毒过程中，人员需要回避，且对人体及环境具有一定的副作用，上述空气净化方式虽然能清洁空气中的灰尘等污染物，但杀菌消毒的效果并不理想。
现有技术中，2020.02.27 ，本发明人参与的《一种高压静电雾化空气灭菌净化装置及方法》 CN202010125965.9 ，详见图1，它包括主箱体07和安装在主箱体07上的端盖壳体01，风扇02及紫外/红外灯03安装于端盖外壳01顶部，高压网栅04安装于端盖外壳01中部；主箱体07包括壳体顶部、进气栅格壳体和储液部分；雾化室06内置于主箱体07中，雾化室06包括过滤格栅、雾化喷针、网栅雾化电极和雾化室壳体；储液部分通过水泵09及水管08与雾化喷针联通，以及高压发生器05、溶液010。 空气由进气栅格壳体进入，经过网栅雾化电极及雾化室壳体的底部进入雾化室06内部，且雾化室壳体的底部高于储液部分的液面。能持续对空气中的病菌细胞膜组织结构产生破坏，起到灭活细菌的作用。但当时对雾化喷针、网栅雾化电极和雾化室壳体的设计主要是基于主箱体07以及空气灭菌净化过程，其设计还有待提高。
随着现代城市规模的不断扩大，人员越来越密集，人口流动性明显增强，大大降低了空气清洁度，增加了病菌传播的风险，为切断病菌传播通道，需要一种更加高速有效，且对环境无副作用的空气灭菌净化装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明目的在于提出一种高压静电雾化空气灭菌净化装置及方法。
本发明技术方案之一，一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置，所述装置设有多椭圆共腔雾化室，多椭圆共腔雾化室的截面为三个以上椭圆中心重叠均布相交形成的共腔结构，其中静电雾化发生装置的静电雾化喷针阵列及圆柱形静电雾化电极阵列一一匹配，均匀分布于多椭圆共腔雾化室的顶部，紫外灯腔位于多椭圆共腔雾化室的各椭圆公共焦点处即椭圆中心重叠处。
三个以上椭圆中心重叠均布相交形成的共腔结构即三个以上椭圆的椭圆中心重叠，椭圆长轴在圆周上为周向均匀分布，椭圆圆弧相交，椭圆相交后内部形成的共腔。进一步，椭圆圆弧相交处为平滑过度。
进一步，多椭圆共腔雾化室内表面采用紫外线反射率达90%以上的材料，多椭圆共腔雾化室外壳采用绝缘材料制作；静电雾化喷针阵列采用针头内径小于0.3mm的金属喷针，且每个喷针为多管针头；圆柱形静电雾化电极阵列采用抗氧化金属丝，垂直分布于多椭圆共腔雾化室内；紫外灯腔内部放置高功率紫外灯管，且紫外灯腔管壁采用紫外线穿透材料密封，与雾化反应空间隔离。
进一步，所述装置还包括顶盖壳体、中央控制器、过滤网栅、储液仓、水泵及水管和主箱体，主箱体上端设有顶盖壳体，主箱体中部设有多椭圆共腔雾化室，主箱体下端设有储液仓，所述储液仓存放的液体通过水泵及水管与静电雾化喷针阵列连通；待灭菌净化空气通过气泵进入储液仓再进入多椭圆共腔雾化室；灭菌净化空气通过多椭圆共腔雾化室经过滤网栅由出风口排出。
进一步，所述中央控制器安装于顶盖壳体及过滤网栅之间；中央控制器包含气泵控制电路-、水泵控制电路-、紫外灯控制电路-、高压发生器控制电路-及传感器反馈电路-。
进一步，所述气泵控制电路-调节气泵的工作状态，控制空气进入装置的数量和速度；水泵控制电路-调节水泵的工作状态，控制喷针阵列中喷出液体的数量和速度；紫外灯控制电路-调节紫外灯发射功率；高压发生器控制电路-调节静电雾化所需的高压条件；传感器反馈电路-监测出气口的空气状态。
进一步，气泵置于主箱体的外部，待灭菌净化空气通过气泵进入储液仓的进气口置于储液仓内，且进气口的气口低于储液仓内的储液表面。
进一步，顶盖壳体及储液仓采用绝缘材料制做，且除出风口以外，主箱体的其他外壳部分为密封结构；进风口与多椭圆共腔雾化室底部位置对应且在静电雾化喷针阵列孔垂直下方。
本发明技术方案之二，一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化方法，中央控制器控制水泵运送液体至静电雾化喷针阵列，高压发生器控制电路-调剂静电雾化电极两端的电压，液体从喷针出来在多椭圆共腔雾化室内形成带电雾化细小颗粒，且雾化细小颗粒充满多椭圆共腔雾化室整个空间；
待灭菌净化空气通过气泵进入储液仓再进入多椭圆共腔雾化室；液体可以吸附待灭菌净化空气中部分的大颗粒杂质，进入多椭圆共腔雾化室内部与带电细小液滴充分结合，经过滤网栅过滤掉空气中的大颗粒物和雾化液滴，进入端盖壳体内部最后从出风口排出；同时，紫外灯腔中的紫外灯发出强辐射经多椭圆共腔雾化室内表面反射墙聚集到各椭圆的焦点处，在强紫外辐射下，空气中病菌的蛋白质迅速失活，从而实现消灭空气中的病菌。
由上述对本发明的结构描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、所述静电雾化液体循环使用，空气从液体底部进入，不仅可以过滤空气中的大量杂质，还可以增加雾化的强度，深入净化空气。
2、所述多椭圆腔室的条件使高强度紫外灯的功率充分得到使用，装置工作过程中，紫外灯的辐射能量经过多椭圆内表面的镜面反射，再次聚集到各个椭圆的焦点，与空气的进气口和出风口位置相匹配，使用紫外灯给空气灭菌答效果达到最大化；且紫外辐射的方式均封装在设备内部，可选择性使用，不会对周围环境产生影响，在系统工作的过程中，人员并不需要回避。
3、所述雾化室中的静电雾化喷针阵列和静电雾化电极阵列紧密的分布，装置工作时，雾化室内可产生更加微小的带电液体颗粒，且微小带电颗粒分布更加紧致，与空气结合更加充分，在静电雾化电荷转移过程中使空气中病菌灭活更全面。
4、所述装置中央控制器包含分支电路控制，装置在实际工作时更加灵活方便，能给用户带来更好的使用体验。
总之，静电雾化喷针阵列和静电雾化电极稠密的均匀分布在多椭圆共腔雾化室内，工作时，其组合在雾化室内产生更微小且数量级更多的带电液体颗粒，与空气有效接触面积增大，微小带电液体颗粒与空气集合更加紧密，在静电雾化电荷转移的过程中，使得空气中的病菌蛋白质变性，进而灭活病菌及过滤空气。
循环静电雾化过程中带电液体细小颗粒部分进入到储液仓，在液体表面积累一定的电荷，空气从液体底部进入到多椭圆共腔雾化室时，会先结合液面电荷，再进入雾化室时本身带电的湿润空气使雾化更充分，更有利于使空气中的病菌蛋白质变性，灭活病菌。
附图说明
图1是本发明现有技术结构示意图；
图2是本发明结构示意图；
图3是本发明的主箱体顶盖壳体结构示意图；
图4是本发明的主箱体多椭圆共腔雾化室结构示意图；
图5是本发明的主箱体储液仓结构示意图；
图6是本发明的中央控制器结构示意图。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的目的有更进一步的了解与认识，用以较佳的实例及附图配合详细的说明，说明如下：
参照图2—6。所述的多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置，它主要包括顶盖壳体1、中央控制器2、过滤网栅3、静电雾化喷针阵列4、圆柱形静电雾化电极阵列5、紫外灯腔6、多椭圆共腔雾化室7、气泵8、进风口9、储液仓10、水泵及水管11、主体箱12、出风口13。
主箱体12和安装在主箱体12上的顶盖壳体1，中央控制器2安装于顶盖壳体1及过滤网栅3中间；多椭圆共腔雾化室7内包含静电雾化发生装置，静电雾化喷针阵列4及圆柱形静电雾化电极阵列5一一匹配，静电雾化喷针阵列4和静电雾化电极5稠密的分布在多椭圆共腔雾化室内（顶部），紫外灯腔6位于多椭圆共腔雾化室7的各椭圆公共焦点处。
气泵8安装于主箱体12外表面，气泵8为装置空气进入口，空气被动式进入装置，为空气进入提供条件，进风口9放置于储液仓10的液面以下，通过管道与气泵8相连，储液仓10中放置经消毒的纯净水或其他无污染可灭菌液体，水泵及水管11将储液仓10中液体运送至静电雾化喷针阵列4，为静电雾化提供条件。静电雾化喷针阵列4和静电雾化电极5由高压发生器控制电路2-4控制，在多椭圆共腔雾化室7产生静电雾化，紫外灯腔6中放置腔辐射紫外灯且由紫外灯控制电路2-3控制产生腔紫外辐射，过滤网栅放置于多椭圆共腔雾化室7顶部，过滤雾化后的空气，顶盖壳体1安装于主箱体12顶部。
在气泵8作用下，空气从进风口9、储液仓10底部进入装置内部，空气从液体底部穿过进入多椭圆共腔雾化室7，过程中在液体作用下去除空气中大部分杂质（如大颗粒），静电雾化喷针4和静电雾化电极5作用下，多椭圆雾化腔7中充满微小带电液体颗粒，空气进入后和微小带电液体颗粒充分结合，过程中，一方面空气中的杂质颗粒被吸附而后沉降到液体底部，另一方面发生电荷转移瞬间可以使空气中病菌蛋白质变性，从而灭活空气中的病菌（循环静电雾化过程中带电液体细小颗粒部分进入到储液仓10，在液体表面积累一定的电荷，空气从液体底部进入到多椭圆共腔雾化室时，会先结合液面电荷，再进入雾化室时本身带电的湿润空气使雾化更充分，更有利于使空气中的病菌蛋白质变性，灭活病菌）。
同时，紫外灯腔6中的紫外灯发出强辐射，在多椭圆共腔雾化室内表面产生反射，使紫外线能量聚集在各椭圆非公共焦点处，进一步灭活空气中的病菌，空气经多椭圆共腔雾化室7后，在过滤网栅3的作用下，去除空气中的水汽及雾化后的杂质，进入端盖壳体1内部最后从出风口13排出；即从出风口13排出净化的空气。这样，在强紫外辐射下，空气中病菌的蛋白质迅速失活，从而实现消灭空气中的病菌。
主箱体12包括顶盖壳体1、多椭圆共腔雾化室7、储液仓10及出风口13，顶盖壳体1及储液仓10采用绝缘材料制做，且除出风口13以外，主箱体12的其他外壳部分做密封处理；储液仓10的液面需高于进风口9，且与多椭圆共腔雾化室7的衔接和静电雾化喷针阵列孔垂直下方对应。
顶盖壳体1位于主箱体12顶部，其上面留有出风口13，之间放置中央控制器2，底部放置过滤网栅3，储液仓10位于主箱体12底部，与主箱体之间密闭连接，多椭圆共腔雾化室7位于主箱体12中部，包括静电雾化喷针阵列4、圆柱形静电雾化电极阵列5、紫外灯腔6，多椭圆共腔雾化室7内表面采用紫外线反射率达90%的铝合金材料，且厚度大于0.3cm，外壳采用绝缘材料制作；静电雾化喷针阵列4采用针头内径小于0.3mm的金属喷针，且每个喷针为多管针头；圆柱形静电雾化电极阵列5采用抗氧化金属丝，垂直分布于多椭圆共腔雾化室7内，且与静电雾化喷针阵列4一一对应；紫外灯腔6内部放置高功率紫外灯管，且紫外灯腔6管壁采用紫外线可穿透高纯度石英玻璃材料密封，与雾化反应空间隔离。
中央控制器2包含气泵控制电路2-1、水泵控制电路2-2、紫外灯控制电路2-3、高压发生器控制电路2-4及传感器反馈电路2-5，气泵控制电路2-1用于调节气泵8的工作，调节空气进入装置的急缓；水泵控制电路2-2用于调节水泵11，调节喷针阵列中喷出液体的急缓；紫外灯控制电路2-3用于调节紫外灯发射功率；高压发生器控制电路2-4用于调节静电雾化所需的高压条件；传感器反馈电路2-5用于监测出气口的空气状态。中央控制器2控制水泵11运送液体至静电雾化喷针阵列4，高压发生器控制电路2-4调剂静电雾化电极两端的电压，液体从喷针出来在多椭圆共腔雾化室7内形成带电雾化细小颗粒，且雾化细小颗粒充满多椭圆共腔雾化室7整个空间。
值得说明的是，上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置，其特征在于，所述装置设有多椭圆共腔雾化室（7），多椭圆共腔雾化室（7）的截面为三个以上椭圆中心重叠均布相交形成的共腔结构，其中静电雾化发生装置的静电雾化喷针阵列（4）及圆柱形静电雾化电极阵列（5）一一匹配，均匀分布于多椭圆共腔雾化室（7）的顶部，紫外灯腔（6）位于多椭圆共腔雾化室（7）的各椭圆公共焦点处即椭圆中心重叠处。
2.根据权利要求1所述的一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置，其特征在于，多椭圆共腔雾化室（7）内表面采用紫外线反射率达90%以上的材料，多椭圆共腔雾化室（7）外壳采用绝缘材料制作；静电雾化喷针阵列（4）采用针头内径小于0.3mm的金属喷针，且每个喷针为多管针头；圆柱形静电雾化电极阵列（5）采用抗氧化金属丝，垂直分布于多椭圆共腔雾化室（7）内；紫外灯腔（6）内部放置高功率紫外灯管，且紫外灯腔（6）管壁采用紫外线穿透材料密封，与雾化反应空间隔离。
3.根据权利要求1或2所述的一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置，其特征在于，所述装置还包括顶盖壳体（1）、中央控制器（2）、过滤网栅（3）、储液仓（10）、水泵及水管（11）和主箱体（12），主箱体（12）上端设有顶盖壳体（1），主箱体（12）中部设有多椭圆共腔雾化室（7），主箱体（12）下端设有储液仓（10），所述储液仓（10）存放的液体通过水泵及水管（11）与静电雾化喷针阵列（4）连通；待灭菌净化空气通过气泵（8）进入储液仓（10）再进入多椭圆共腔雾化室（7）；灭菌净化空气通过多椭圆共腔雾化室（7）经过滤网栅（3）由出风口（13）排出。
4.根据权利要求3所述的一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置，其特征在于，所述中央控制器（2）安装于顶盖壳体（1）及过滤网栅（3）之间；中央控制器（2）包含气泵控制电路（2-1）、水泵控制电路（2-2）、紫外灯控制电路（2-3）、高压发生器控制电路（2-4）及传感器反馈电路（2-5）。
5.根据权利要求4所述的一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置，其特征在于，所述气泵控制电路（2-1）调节气泵（8）的工作状态，控制空气进入装置的数量和速度；水泵控制电路（2-2）调节水泵（11）的工作状态，控制喷针阵列中喷出液体的数量和速度；紫外灯控制电路（2-3）调节紫外灯发射功率；高压发生器控制电路（2-4）调节静电雾化所需的高压条件；传感器反馈电路（2-5）监测出气口的空气状态。
6.根据权利要求3所述的一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置，其特征在于，气泵（8）置于主箱体（12）的外部，待灭菌净化空气通过气泵（8）进入储液仓（10）的进气口（9）置于储液仓（10）内，且进气口（9）的气口低于储液仓（10）内的储液表面。
7.根据权利要求3所述的一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化装置，其特征在于，顶盖壳体（1）及储液仓（10）采用绝缘材料制做，且除出风口（13）以外，主箱体（12）的其他外壳部分为密封结构；进风口（9）与多椭圆共腔雾化室（7）底部位置对应且在静电雾化喷针阵列孔垂直下方。
8.根据权利要求3所述的一种多椭圆高压静电雾化空气灭菌净化方法，其特征在于，中央控制器（2）控制水泵（11）运送液体至静电雾化喷针阵列（4），高压发生器控制电路（2-4）调剂静电雾化电极两端的电压，液体从喷针出来在多椭圆共腔雾化室（7）内形成带电雾化细小颗粒，且雾化细小颗粒充满多椭圆共腔雾化室（7）整个空间；
待灭菌净化空气通过气泵（8）进入储液仓（10）再进入多椭圆共腔雾化室（7）；液体可以吸附待灭菌净化空气中部分的大颗粒杂质，进入多椭圆共腔雾化室（7）内部与带电细小液滴充分结合，经过滤网栅（3）过滤掉空气中的大颗粒物和雾化液滴，进入端盖壳体（1）内部最后从出风口（13）排出；同时，紫外灯腔（6）中的紫外灯发出强辐射经多椭圆共腔雾化室（7）内表面反射墙聚集到各椭圆的焦点处，在强紫外辐射下，空气中病菌的蛋白质迅速失活，从而实现消灭空气中的病菌。
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