CN111821828B - 利用等离子体的除臭装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例的利用等离子体的除臭装置包括：第一等离子体产生部，其安装在含恶臭气体通过的腔室的一部分上，用于产生等离子体；以及供电部，其用于向第一等离子体产生部施加电源，第一等离子体产生部包括：具有柔性的多个第一电极；具有柔性的多个第二电极，其位于多个第一电极的下部并与多个第一电极交叉；以及第一栅格部，其为多个第一电极中彼此间隔开的第一间隔部和多个第二电极中彼此间隔开的第二间隔部的重叠区域，通过供电部的供电在第一等离子体产生部产生等离子体，以使恶臭从含恶臭气体分解掉。

Description

利用等离子体的除臭装置
技术领域
本发明提供一种利用等离子体的除臭装置。
背景技术
通常，从污水、粪便、食物垃圾、各种废弃物等产生的恶臭会污染环境，对人体有害，并引起不适。另外，这些恶臭处理成本很高。
为了除臭会使用等离子体(Plasma)装置，而这种等离子体装置中电极是非柔性电极(Non-flexible Electrode)，因此这种等离子体装置很难应用于各种形式的被处理物。此外，为了生成等离子体，需要进一步利用氟(Fluorine，F)或甲烷(Methane，CH4)等气体。因此，当使用等离子体装置时，可能会发生气体供应所造成的场地限制。
发明内容
技术问题
本发明的一个实施例的利用等离子体的除臭装置安装在含恶臭气体通过的腔室上稳定地进行等离子体放电，以利用等离子体和臭氧提高恶臭成分的分解效率。
本发明的一个实施例的利用等离子体的除臭装置安装在连接于含恶臭气体通过的腔室的管道上，以在形成等离子体的状态下，利用臭氧轻易地分解恶臭成分。
本发明的一个实施例的利用等离子体的除臭装置通过等离子体产生部第一次去除气体恶臭，并通过安装在腔室后端部上的后端等离子体产生部第二次去除气体恶臭，以提高去除恶臭的可靠性。
本发明的一个实施例的利用等离子体的除臭装置不必在大气压下注入等离子体特殊气体，而是灵活地应对被处理物的各种形式，以稳定地进行长时间等离子体放电。
除了上述的技术问题之外，为了解决没有具体提及的其他技术问题，可以应用根据本发明的实施例。
技术方案
本发明的一个实施例的利用等离子体的除臭装置包括：第一等离子体产生部，其安装在含恶臭气体通过的腔室的一部分上，用于产生等离子体；以及供电部，其用于向第一等离子体产生部施加电源，第一等离子体产生部包括：具有柔性的多个第一电极；具有柔性的多个第二电极，其位于多个第一电极的下部并与多个第一电极交叉；以及第一栅格部，其为多个第一电极中彼此间隔开的第一间隔部和多个第二电极中彼此间隔开的第二间隔部的重叠区域，通过供电部的供电在第一等离子体产生部产生等离子体，以使恶臭从含恶臭气体分解掉。
第一等离子体产生部可安装在连接于腔室的管道上，在管道中产生等离子体，臭氧流入腔室的内部，以使恶臭从含恶臭气体分解掉。所述除臭装置还可包括第二等离子体产生部，所述第二等离子体产生部包括与第一电极相对的多个第三电极，并且在管道中与第一等离子体产生部间隔设置。对于多个第三电极，冷却材料可注入多个第三电极的内部。第二等离子体产生部可包括与多个第三电极交叉的多个第四电极。第二等离子体产生部包括第二栅格部，其为多个第三电极的彼此间隔开的第三间隔部和多个第四电极的彼此间隔开的第四间隔部的重叠区域，第二栅格部的面积可以不同于第一栅格部的面积。
第一等离子体产生部安装在腔室上，在腔室中产生等离子体，等离子体和臭氧流入腔室的内部，可使恶臭从含恶臭气体分解掉。所述除臭装置还可包括第三等离子体产生部，所述第三等离子体产生部包括多个第五电极和与多个第五电极交叉的多个第六电极，并且在腔室中与第一等离子体产生部间隔设置。多个第五电极可与多个第一电极呈预定角度延伸，多个第六电极可与多个第二电极呈预定角度延伸。
腔室可包括后端等离子体产生部，其连接于腔室的一侧端部，通过等离子体旋转流动使恶臭从通过腔室的含恶臭气体分解掉。后端等离子体产生部可包括外部电极、位于外部电极内部的内部电极以及用于在注入外部电极内部的气体中引起涡流使等离子体旋转流动的旋转发生器。
本发明的一个实施例的利用等离子体的除臭装置包括：等离子体产生部，其位于含恶臭气体通过的电介质腔室的内部，用于产生等离子体；以及供电部，其用于向等离子体产生部施加电源，等离子体产生部包括内部电极，其位于电介质腔室的内部，并且包括从电介质腔室的一侧向另一侧方向突出的锯齿部，通过供电部的供电在电介质腔室的内部产生等离子体，以使恶臭从含恶臭气体分解掉。
发明效果
本发明的一个实施例的利用等离子体的除臭装置安装在含恶臭气体通过的腔室或连接于腔室的管道上，可以利用等离子体和臭氧提高恶臭成分的分解效率，并通过等离子体产生部第一次去除气体的恶臭以及通过安装在腔室后端部的后端等离子体产生部第二次去除气体的恶臭，从而可以提高去除恶臭的可靠性，不必在大气压下注入等离子体特殊气体，而是灵活地应对被处理物的各种形式，从而可以稳定地进行长时间等离子体放电。
附图说明
图1是根据实施例的利用等离子体的除臭装置安装在腔室的一部分上的状态的立体示意图。
图2至图4是根据实施例的利用等离子体的除臭装置的第一等离子体产生部和第二等离子体产生部的立体示意图。
图5是根据实施例的利用等离子体的除臭装置安装在腔室的一部分上的状态的立体示意图。
图6是根据实施例的利用等离子体的除臭装置的第一等离子体产生部和第三等离子体产生部的立体示意图。
图7是根据实施例的利用等离子体的除臭装置的第一等离子体产生部和第三等离子体产生部的正视示意图。
图8是根据实施例的利用等离子体的除臭装置的后端等离子体产生部的剖视示意图。
图9是根据实施例的利用等离子体的除臭装置的立体示意图。
具体实施方式
参照附图详细说明本发明的实施例，以使本发明所属领域的普通技术人员容易实施本发明。本发明能够以各种不同方式实施，并不局限于本文所述的实施例。附图中省略了与说明无关的部分，以便清楚地说明本发明，通篇说明书中采用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。另外，对于众所周知的公知技术，省略了具体说明。
为了在附图中清楚地表述多个层及区域，对厚度进行了放大。当层、膜、区域、板等部分被描述为位于另一个部分“上方”时，不仅包括位于另一个部分“正上方”的情形，也包括其间存在其他部分的情形。另外，当某一部分被描述为位于另一部分“正上方”时，表示其间没有其他部分。当层、膜、区域、板等部分被描述为位于另一个部分“下方”时，不仅包括位于另一个部分“正下方”的情形，也包括其间存在其他部分的情形。另外，当某一部分被描述为位于另一部分“正下方”时，表示其间没有其他部分。
在通篇说明书中，某一部分“包括”某一构件时，除非有明确相反的记载，否则表示还可包括其他构件，并不是排除其他构件。
图1是根据实施例的利用等离子体的除臭装置1安装在腔室C的一部分上的状态的立体示意图，图2至图4是根据实施例的利用等离子体的除臭装置1的第一等离子体产生部10和第二等离子体产生部20的立体示意图。
参见图1至图4，除臭装置1可包括第一等离子体产生部10和第二等离子体产生部20。第一等离子体产生部10和第二等离子体产生部20是指除臭装置1中任意位置上的两个等离子体产生部(10、20)，并不限于附图中所示的位置。除臭装置1可包括一个以上的等离子体产生部，等离子体产生部可根据需要设置成一个以上的不同数量。
第一等离子体产生部10可安装在连接于含恶臭气体S流入的腔室C的管道D上。对于第一等离子体产生部10，可包括螺栓(bolting)连接、铆钉(rivet)连接等连接部(图中未示出)以固定在管道D上，并且根据需要可包括磁铁等磁性部(图中未示出)以可轻易拆装地安装在管道D上。
含恶臭气体S作为含有从污水、粪便、食物垃圾、各种废弃物等产生的恶臭的气体，其可以是包括氨、硫化氢、甲硫醇、亚硫酸等的气体。此外，含恶臭气体S可以是不仅包括废弃物的转移或储存所产生的恶臭，而且包括畜舍等处产生的恶臭的气体。
腔室C沿y轴方向延伸，可使包括恶臭的气体S沿一个方向通过。管道D的一侧连接于腔室C，而管道D的另一侧上可安装鼓风机(Fan)。鼓风机(Fan)引起空气流动，可使产生自第一等离子体产生部10的等离子体P、活性基团(radical)、臭氧等移动到腔室C。腔室C可具有圆筒形形状，管道D可具有方柱形形状，但不限于此。
第一等离子体产生部10包括具有柔软特性的第一电极11和第二电极12，并且产生等离子体P。第一电极11沿y轴方向延伸，第二电极12在第一电极11的下方沿x轴方向延伸，第一电极11和第二电极12相互交叉。在此情况下，将会形成第一电极11和第二电极12相抵接的接触部18，还会形成第一栅格部13，其为多个第一电极11彼此间隔开的第一间隔部和多个第二电极12彼此间隔开的第二间隔部的重叠区域。
当电源施加到第一电极11和第二电极12时，第一等离子体产生部10进行等离子体放电，可以利用所产生的能量来生成臭氧。在第一等离子体产生部10生成的臭氧可移动到腔室C去除含恶臭气体S中包含的恶臭、细菌、霉菌等微生物，从而执行净化作用。
当电源施加到第一电极11和第二电极12时，等离子体P放电，而电子通过解离(dissociation)、电离(ionization)、激发(excitation)反应激活氮(N2)、氧(O2)、水分(H2O)等，可以生成活性基团和臭氧。通过这种活性基团和臭氧，不仅可以分解氨、硫化氢、甲硫醇、亚硫酸等，还可以去除细菌或霉菌等有害微生物。
参见图2和图4，第一等离子体产生部10包括围绕第一电极11和第二电极12的外侧的壳体19。对于壳体19，其内部可以容纳第一电极11和第二电极12进行保护。壳体19上可设置供电部40，电源、接地线等可连接于所述供电部40。
壳体19可具有四边形、圆形等形状，根据需要可具有带曲面的板状。在此情况下，由于第一电极11和第二电极12具有柔软的特性，可以配合壳体19的形状弯曲以进行等离子体处理。
供电部40连接于第一电极11和第二电极12，可以施加电源。当从供电部40施加电源时，在第一电极11和第二电极12相抵接的接触部18发生放电，从而可以形成等离子体P。在此情况下，等离子体P可在大气压状态下稳定地长时间放电。
第一电极11具有柔性并由第一金属线14和包覆第一金属线14的第一电介质15形成，第二电极12具有柔性并由第二金属线16和包覆第二金属线16的第二电介质17形成。
第一电极11位于第二电极12的上部，第二电极12位于第一电极11的下部，彼此可在z轴方向上抵接。由于第一电极11和第二电极12具有分别位于上部和下部并抵接的结构，与电极部相互绞缠的结构相比，可以预防绞缠部分的电场强度高导致电介质损毁而产生孔洞的现象。
第一金属线14和第二金属线16可由导电性高的材料铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、铂金(Pt)或铝等(Al)等制成。第一电介质15和第二电介质17可由通过聚酯或聚醚与异氰酸酯的反应制备的弹性体制成。
除臭装置1设置在管道D上并包括第一等离子体产生部10和间隔开的第二等离子体产生部20。第二等离子体产生部20包括沿y轴方向延伸的第三电极21和沿x轴方向延伸的第四电极22，并且施加电源时会产生等离子体P。第三电极21和第四电极22为多个且相互交叉，可以形成它们之间的间隔空间的第二栅格部23以及相抵接的接触部28。第三电极21可由包覆金属线的电介质形成。第四电极22可由包覆金属线的电介质形成。
第二等离子体产生部20可具有与第一等离子体产生部10相同的结构，但是根据需要可形成为具有其他电极结构。
第一栅格部13的面积和第二栅格部23的面积可以不相同，比起第一栅格部13的面积和第二栅格部23的面积相同的情形，可以增加恶臭处理效率或者可以增加恶臭处理可靠性。
例如，参见图2，第二栅格部23的面积可大于第一栅格部13的面积。在此情况下，由于第一等离子体产生部10中产生的基团和臭氧的量大于第二等离子体产生部20中产生的量，即使不驱动引起空气流动的鼓风机(fan)，也可以自然地将第二等离子体产生部20中产生的基团和臭氧推向腔室C一起移动。另外，由于第一等离子体产生部10中产生的活性基团和臭氧可通过截面积大的第二栅格部23，在管道D中的移动速度会较快。
因此，当第二栅格部23的面积大于第一栅格部13的面积时，由于活性基团和臭氧可快速地流入腔室C，含恶臭气体S的恶臭处理效率会增加。另外，在含恶臭气体S通过腔室C的流动速度较快的情况下，也能对应于其速度活性基团和臭氧适当地流入腔室C，因此恶臭处理的可靠性会增加。
参见图3，第二栅格部23的面积可小于第一栅格部13的面积。在此情况下，由于第一等离子体产生部10和第二等离子体产生部20中同时产生大量的等离子体，可以增加活性基团和臭氧的量。也就是说，由于大量的基团和臭氧可向腔室C移动，对浓度较高的含恶臭气体S也能有效地进行恶臭处理。
参见图4，第二等离子体产生部20可以仅由沿y轴方向延伸的第三电极21形成。在此情况下，第三电极21可由具有圆筒形形状的金属电极24和包覆金属电极24的氧化铝管25形成。金属电极24连接于注入部(图中未示出)，注入部可向金属电极24的内部注入冷却材料。冷却材料可以是冷却水或冷却气体等从水到惰性气体的各种流体，但不限于此。
注入金属电极24的冷却材料在金属电极24的内部进行循环，可以有效地控制等离子体放电中产生的热以及因电介质的电介质加热而产生的热。由于恒定保持低温的放电器可稳定地产生等离子体，即使长时间运行也能确保稳定性。另外，由于根据恶臭的浓度、恶臭的成分等特征冷却温度可以设定成不同，通过提供最适合于产生所需化学活性种的冷却条件，可以提高恶臭处理效率。
除臭装置1通过第一等离子体产生部10和第二等离子体产生部20在管道D中预先进行等离子体放电，并将通过等离子体产生的活性基团和臭氧提供给含恶臭气体S通过的腔室C，从而可以间接地进行气体的除臭。因此，第一等离子体产生部10不会与含恶臭气体S接触，可以预防含恶臭气体S包括水分时会发生的电极的磨耗、损坏或污染等。
另外，由于除臭装置1可具有第一栅格部13的面积和第二栅格部23的面积不相同的结构或者可包括在电极内部循环的冷却材料，通过改变等离子体、活性基团、臭氧等的产生量、移动速度等，可以增加恶臭处理的可靠性和效率性。
图5是根据实施例的利用等离子体的除臭装置安装在腔室的一部分上的状态的立体示意图，图6是根据实施例的利用等离子体的除臭装置的第一等离子体产生部和第三等离子体产生部的立体示意图。
参见图5和图6，除臭装置1可包括第一等离子体产生部10和第三等离子体产生部30。第一等离子体产生部10和第三等离子体产生部30是指除臭装置1中任意位置上的两个等离子体产生部(10、30)，并不限于附图中所示的位置。除臭装置1可包括一个以上的等离子体产生部，等离子体产生部可根据需要设置成一个以上的不同数量。
第一等离子体产生部10和第三等离子体产生部30可安装在含恶臭气体S流入的腔室C的主体上产生等离子体P、活性基团、臭氧等，以与腔室C的含恶臭气体S接触并处理恶臭。对于第一等离子体产生部10，可包括螺栓连接、铆钉连接等连接部以固定在腔室C的主体上，或者可包括磁铁等磁性部以可轻易拆装地安装在管道C上。第一等离子体产生部10类似于图2的第一等离子体产生部10的结构，因此不再赘述。
除臭装置1包括腔室C中与第一等离子体产生部10间隔开的第三等离子体产生部30。第三等离子体产生部30包括第五电极31和第六电极32，电源施加到第五电极31和第六电极32时会产生等离子体。
第五电极31为多个，并且沿着以第一电极11的延伸方向为准与第一电极11呈对角线的方向延伸。第六电极32为多个，并且沿着以第二电极12的延伸方向为准与第二电极12呈对角线的方向延伸。第五电极31和第六电极32相互交叉，可以形成它们之间的间隔空间的第三栅格部33以及相抵接的接触部38。第五电极31可由包覆金属线的电介质形成。第六电极32可由包覆金属线的电介质形成。
图7是根据实施例的利用等离子体的除臭装置的第一等离子体产生部和第三等离子体产生部的y轴方向上的正视示意图。
参见图7，第五电极31以第一电极11延伸的方向为准与第一电极11呈预定角度，第六电极32以第二电极12延伸的方向为准与第二电极12呈预定角度。也就是说，在y轴方向上观察的正视图中，第一栅格部13可具有四边形形状，而第三栅格部33以第一栅格部13的四边形形状为准呈预定角度，因此可具有菱形形状。
在此情况下，第五电极31和第六电极32相抵接的接触部38位于第一栅格部13中，在接触部38产生的等离子体可以填补没有产生等离子体的第一栅格部13的区域，因此可以密集地形成等离子体产生区域。
因此，除臭装置1在腔室C紧密地产生等离子体，可在短时间内进行含恶臭气体S的恶臭处理，从而在含恶臭气体S的恶臭浓度高时，可以增加恶臭处理的可靠性。
另外，对于除臭装置1，第一等离子体产生部10和第三等离子体产生部30安装在腔室C的主体上，因此含恶臭气体S与等离子体、活性基团或臭氧直接接触而被处理掉，结果可以增加恶臭处理效率。
参见图4和图8，腔室C的一侧端部上可安装后端等离子体产生部50。后端等离子体产生部50可对等离子体产生部(10、20、30)中经过第一次恶臭处理的气体S进行第二次处理。
后端等离子体产生部50包括外部电极51、内部电极52、旋转发生器53及气体分配器56。外部电极51具有圆筒形形状并包围内部电极52，其内侧包括放电空间54。内部电极52的外侧具有曲面形状，并且设置在外部电极51的中心。从气体分配器56喷出的气体可移动到放电空间54。旋转发生器53位于放电空间54的下部，使得放电空间54中产生的等离子体旋转。
也就是说，等离子体是在内部电极52和外部电极51之间的放电空间54因高电压差而产生，气体分配器56将空气传递到旋转发生器53，以在内部电极52和外部电极51之间产生旋转空气55。
除臭装置1可利用后端等离子体产生部50对等离子体产生部(10、20、30)中经过第一次恶臭处理的气体再进行处理，因此可以提高恶臭处理的可靠性。
图9是根据实施例的利用等离子体的除臭装置的立体示意图。
参见图9，除臭装置可包括电介质腔室60、内部电极61、供电部63及等离子体产生部64。含恶臭气体可通过电介质腔室60。电介质腔室60可具有圆筒形形状，并且可以是具有电阻性的电介质。电介质腔室60的内部可包括产生等离子体的等离子体产生部64。
内部电极61位于等离子体产生部64，当供电部63的电源供应到内部电极61时，在电介质腔室60内部产生等离子体，从而可以对通过电介质腔室60的含恶臭气体进行等离子体处理。因此，含恶臭气体中含有的恶臭、细菌、霉菌等微生物可被分解或去除。
内部电极61可具有从电介质腔室60的一侧向另一侧方向突出的三角柱形形状。内部电极61可在下侧端部的顶点上具有锯齿部62。锯齿部62可具有朝顶点端部的外侧方向突出的锯齿形状。
当内部电极61包括锯齿部62时，可以预防顶点端部受损，并且可以降低等离子体产生部64的无效放电，还可以增加等离子体的产生效率。
在上文中详述了本发明的优选实施例，但是本发明的权利范围不限于上述内容，所属领域的技术人员利用权利要求书中定义的本发明的基本概念所做的各种变形和改进形式也落入本发明的权利范围。
附图标记说明
1：利用等离子体的除臭装置
C：腔室
D：管道
10：第一等离子体产生部
11：第一电极
12：第二电极
13：第一栅格部
14：第一金属线
15：第一电介质
16：第二金属线
17：第二电介质
18：接触部
19：壳体
20：第二等离子体产生部
21：第三电极
22：第四电极
23：第二栅格部
24：金属电极
25：氧化铝管
28：接触部
29：壳体
30：第三等离子体产生部
31：第五电极
32：第六电极
33：第三栅格部
38：接触部
39：壳体
40：供电部
50：后端等离子体产生部
51：外部电极
52：内部电极
53：旋转发生器
54：放电空间
55：旋转空气
56：气体分配器
60：电介质腔室
61：内部电极
62：锯齿部
63：供电部
64：等离子体产生部。

Claims (7)

1.一种利用等离子体的除臭装置，其包括：
第一等离子体产生部，其安装在连接于含恶臭气体通过的腔室的管道上，在所述管道中产生等离子体，臭氧流入所述腔室的内部，以使恶臭从所述含恶臭气体分解掉；以及
供电部，其用于向所述第一等离子体产生部施加电源，
所述第一等离子体产生部包括：
具有柔性的多个第一电极；
具有柔性的多个第二电极，其位于所述多个第一电极的下部并与所述多个第一电极交叉；以及
第一栅格部，其为所述多个第一电极中彼此间隔开的第一间隔部和所述多个第二电极中彼此间隔开的第二间隔部的重叠区域，其中
所述利用等离子体的除臭装置还包括
第二等离子体产生部，其包括多个第三电极和与所述多个第三电极交叉的多个第四电极，并且所述第二等离子体产生部与第一等离子体产生部间隔设置，
所述第二等离子体产生部包括：第二栅格部，其为所述多个第三电极的彼此间隔开的第三间隔部和所述多个第四电极的彼此间隔开的第四间隔部的重叠区域，所述第二栅格部的面积大于所述第一栅格部的面积，
并且其中，所述第二等离子体产生部位于所述腔室与所述第一等离子体产生部之间。
2.根据权利要求1所述的利用等离子体的除臭装置，其中，
对于所述多个第三电极，冷却材料注入所述多个第三电极的内部。
3.根据权利要求1所述的利用等离子体的除臭装置，其中，
还包括安装在所述腔室的主体上的另一第一等离子体产生部，所述另一第一等离子体产生部在所述腔室中产生等离子体，等离子体和臭氧流入所述腔室的内部，以使恶臭从所述含恶臭气体分解掉。
4.根据权利要求3所述的利用等离子体的除臭装置，其还包括：
第三等离子体产生部，其包括多个第五电极和与所述多个第五电极交叉的多个第六电极，并且在所述腔室的主体中与所述另一第一等离子体产生部间隔设置。
5.根据权利要求4所述的利用等离子体的除臭装置，其中，
所述多个第五电极与所述多个第一电极呈预定角度延伸，所述多个第六电极与所述多个第二电极呈预定角度延伸，使得第五电极和第六电极相抵接的接触部位于由所述另一第一等离子体产生部的电极交叉形成的栅格部中。
6.根据权利要求1所述的利用等离子体的除臭装置，其中，
所述腔室包括后端等离子体产生部，其连接于所述腔室的一侧端部，通过等离子体的旋转流动使恶臭从通过所述腔室的所述含恶臭气体分解掉。
7.根据权利要求6所述的利用等离子体的除臭装置，其中，
所述后端等离子体产生部包括外部电极、位于所述外部电极的内部的内部电极以及用于在注入所述外部电极内部的气体中引起涡流使等离子体旋转流动的旋转发生器。
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