CN112218418A - 一种介质阻挡面放电单元以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种介质阻挡面放电单元以及电子设备，包括：绝缘壳体以及电极组阵列，其中电极组阵列通过安装孔固定在绝缘壳体中的通风区，且电极组阵列至少部分覆盖通风区。具体的，电极组包括第一电极以及第二电极，沿垂直于空气气流走向的第一方向，第一电极平行于第二电极，沿空气气流走向，第一电极与第二电极之间具有预设距离。可见，本方案提供的介质阻挡面放电单元，在对第一电极与第二电极通电时，会在第一电极与第二电极之间产生放电等离子体，当空气气流经过第一电极以及第二电极时，位于第一电极与第二电极之间的放电等离子体对空气进行净化以及对空气中携带的细菌和病毒等病原体进行消杀。

Description

一种介质阻挡面放电单元以及电子设备

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种介质阻挡面放电单元以及电子设备。

背景技术

目前，空气污染较为严重，并且，一些细菌和病毒会通过空气飞沫等方式进行传播，如新型冠状病毒，使得在一些相对密闭的环境下，例如医院、商场、超市、办公楼、地铁等地，对空气的净化以及病毒的查杀是非常必要的。因此，如何提供一种介质阻挡面放电单元以及电子设备，能够对空气进行净化以及对细菌和病毒等病原体进行消杀，是本领域技术人员亟待解决的一大技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种介质阻挡面放电单元以及电子设备，能够对空气进行净化以及对细菌以及病毒等病原体进行消杀。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种介质阻挡面放电单元，包括：

绝缘壳体，所述绝缘壳体上设置有通风区以及至少一个安装孔；

电极组阵列，所述电极组阵列包括至少一个电极组，所述电极组阵列通过所述安装孔固定在所述绝缘壳体的通风区，且所述电极组阵列至少部分覆盖所述通风区，所述电极组包括第一电极以及第二电极，沿垂直于空气气流走向的第一方向，所述第一电极平行于所述第二电极，沿所述空气气流走向，所述第一电极与所述第二电极之间具有预设距离。

可选的，所述第一电极为第一导电棒，所述第二电极包括第二导电棒以及绝缘管，所述第二导电棒嵌套于所述绝缘管内。

可选的，沿所述第一方向，所述绝缘管的长度小于等于所述第二导电棒的长度，且，所述第一导电棒的长度与所述绝缘管的长度相同。

可选的，沿所述空气气流走向，所述第一导电棒的外径等于所述第二导电棒的外径，且，所述第二导电棒的外径小于所述绝缘管的内径。

可选的，还包括：第一导线以及第二导线，

所述第一导线一端与所述第一导电棒相连，另一端与外接电源相连；

所述第二导线一端与所述第二导电棒相连，另一端与所述外接电源相连。

可选的，还包括：绝缘密封胶，

设置在所述第一导线与所述第一导电棒的连接处，以及设置在所述第二导线与所述第二导电棒的连接处。

可选的，沿所述第一方向，所述第一导电棒与所述第一导线的连接处位于所述绝缘壳体的一侧，所述第二导电棒与所述第二导线的连接处位于所述绝缘壳体的另一侧。

可选的，所述绝缘壳体的一侧设置有第一凹槽，另一侧设置有第二凹槽，所述第一凹槽以及所述第二凹槽上开设有所述安装孔，

所述第一导电棒与所述第一导线连接的一端贯穿所述第一凹槽中的所述安装孔，且第一导电棒穿过所述安装孔至少1mm；

所述第二导电棒与所述第二导线连接的一端贯穿所述第二凹槽中的所述安装孔，且第二导电棒穿过所述安装孔至少1mm。

可选的，所述绝缘壳体为电木板、陶瓷板、聚四氟板、环氧树脂板中的任意一种。

一种电子设备，包括任意一项上述的介质阻挡面放电单元。

基于上述技术方案，本发明实施例提供了一种介质阻挡面放电单元，包括：绝缘壳体以及电极组阵列，其中电极组阵列包括至少一个电极组，绝缘壳体上设置有至少一个安装孔。电极组阵列通过安装孔固定在绝缘壳体中的通风区，且电极组阵列至少部分覆盖通风区。具体的，电极组包括第一电极以及第二电极，沿垂直于空气气流走向的第一方向，第一电极平行于第二电极，沿空气气流走向，第一电极与第二电极之间具有预设距离。可见，本方案提供的介质阻挡面放电单元，在对第一电极与第二电极通电时，会在第一电极与第二电极之间产生放电等离子体，当空气气流经过第一电极以及第二电极时，位于第一电极与第二电极之间的放电等离子体对空气进行净化以及对空气中携带的细菌和病毒等病原体进行消杀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种介质阻挡面放电单元的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种介质阻挡面放电单元的又一结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种介质阻挡面放电单元的剖面示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，如何能够对空气进行净化以及对病毒查杀，是本领域技术人员亟待解决的一大技术难题。具体的，发明人在研发本方案的过程中发现：

目前，新型冠状病毒肺炎肆虐全球，已经造成上千万人感染，数十万人死亡，疫情形势十分严峻。研究表明，冠状病毒可以形成气溶胶，通过空气飞沫等途径传播。目前中央空调广泛应用在医院、商场、超市、商场、办公楼、宾馆、电影院、机场、地铁等多种公共场所，利用中央空调调节温度、湿度和洁净度，可提高室内环境的舒适感。

尤其是在炎热的夏天，中央空调成为这些场所必不可少的设备。但未装消毒装置的中央空调容易造成楼宇内不同空间的交叉感染，增加疾病传播的几率。并且已经有某单位几十人集中发热的案例，初步判定是由于使用中央空调不当造成的细菌性呼吸道感染。因此，在中央空调中加装消毒单元是十分必要的。

发明人发现，当前的空气消毒的装置有以下几类：高效滤网、静电吸附、紫外线杀菌、等离子体杀菌等。

其中，高效滤网通常由化学纤维或玻璃纤维制成，通过微观的絮状结构，拦截经过滤网的空气中0.3微米以上的微粒。通常高效滤网可吸附化学烟雾、细菌、尘埃微粒及花粉，优点是有效安全，但长期使用时由于颗粒物堆积造成容尘量下降，净化效果随之降低，并且阻力增大，使风机功耗增大。

静电吸附型杀菌的工作原理是通过阳极的静电放电，使气流中的细菌等颗粒物带正电，在库仑力的作用下，将带正电的颗粒物吸附在带负电的集尘装置上，从而达到杀菌消毒的目的。这种类型的装置能够捕获0.01µm以上的微粒，风阻小，除尘效率高达90%以上。缺点在于虽然细菌、病毒与颗粒物一起被捕获在带负电的集尘装置上，但不能有效杀灭病原体，长期运行而不及时清理时，有害颗粒物会造成二次污染。

紫外线杀菌的基本原理是利用低气压汞蒸汽放电管在高电压电场作用下辐射出波长为184.9nm或253.7nm或者其他波段的紫外线杀灭细菌、病毒等微生物。这种方法能够有效地杀灭细菌和病毒，但是紫外线属于不可见光，容易泄漏，对人体眼睛、皮肤会造成伤害，一般只在非人类暴露的时间和场所使用，限制了其应用场景。

等离子体杀菌的原理是利用电场放电，产生的高能电子与空气中的氮气和氧气碰撞，进一步产生大量的等离子体高能粒子、活性物质和臭氧等，此外还会发射紫外线 。第一产生等离子体的强电场作用于细菌的细胞膜上，由电穿孔效应杀死细菌；第二等离子体中的高能粒子与微生物外部结构直接发生碰撞产生刻蚀作用会破坏微生物的结构；第三等离子体中的活性物质能破坏细菌的细胞膜、DNA 及蛋白质；第四产生等离子体过程中的产生的臭氧和发射的紫外线同样具有杀菌作用。

因此等离子体消毒是一种多种因素共同作用的结果。等离子体杀菌具有杀灭能力强、高效快速、限制条件少、环境友好等优点，其在空气消毒中具有广阔的应用前景。

现有产生等离子体用于消毒的放电结构为电晕丝，放电原理为静电型，在细丝状电极上加高电压，产生的强电场将电极周围的空气电离产生等离子体，从而达到消毒的目的。虽然其结构简单，但由于其产生的等离子体（含高能电子）仅存在于电晕丝电极附近1-2mm处；稍微远离金属丝的电子就被空气分子捕获成为负离子只能令颗粒和微生物荷电，因此其产生的具有杀灭病原体能力的等离子范围很小，与空气的作用面积小；并且长期运行时灰尘等颗粒物沉积在电极上，使放电减弱，消毒能力下降。此外加在电晕丝上的电压不能太高，太高的电压容易使电晕丝与周围地电极之间产生火花放电（这是裸露金属电极的弊端），造成较大的打火乃至燃烧等的安全隐患。

基于此，本发明实施例提供了一种介质阻挡面放电单元，包括：绝缘壳体以及电极组阵列，其中电极组阵列包括至少一个电极组，绝缘壳体上设置有至少一个安装孔。电极组阵列通过安装孔固定在绝缘壳体中的通风区，且电极组阵列至少部分覆盖通风区。具体的，电极组包括第一电极以及第二电极，沿垂直于空气气流走向的第一方向，第一电极平行于第二电极，沿空气气流走向，第一电极与第二电极之间具有预设距离。可见，本方案提供的介质阻挡面放电单元，在对第一电极与第二电极通电时，会在第一电极与第二电极之间产生放电等离子体，当空气气流经过第一电极以及第二电极时，位于第一电极与第二电极之间的放电等离子体对空气进行净化以及对空气中携带的细菌和病毒等病原体进行消杀。

本方案提供的介质阻挡面放电单元是由若干组介质阻挡放电结构（包括一个绝缘壳体和两个电极）组成，由于阻挡介质的存在避免了大气压放电的流注向电弧转化，从而实现稳定持续的等离子体，因此在电极上可以施加很高的电压形成更强的电场，从而提高消毒能力。

具体的，请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种介质阻挡面放电单元的结构示意图，该介质阻挡面放电单元包括：绝缘壳体1以及电极组阵列2。

其中，绝缘壳体1上设置有通风区11以及以及至少一个安装孔3。电极组阵列2包括至少一个电极组21，该电极组阵列2通过安装孔固定在绝缘壳体的通风区11，且电极组阵列2至少部分覆盖通风区11。在本方案中，电极组21包括第一电极4以及第二电极5，沿垂直于空气气流走向X的第一方向Y，第一电极4平行于第二电极5。沿空气气流走向X，第一电极4与第二电极5之间具有预设距离。

可见，本方案提供的介质阻挡面放电单元，在对第一电极与第二电极通电时，会在第一电极与第二电极之间产生放电等离子体，当空气气流经过第一电极以及第二电极时，位于第一电极与第二电极之间的放电等离子体对空气进行净化以及对空气中携带的细菌和病毒等病原体进行消杀。

值得一提的是，由于本方案提供的介质阻挡面放电单元中设置有绝缘壳体（阻挡介质），因此可以避免大气压放电的流注向电弧转化，从而实现稳定持续的等离子体，因此在电极上可以施加很高的电压形成更强的电场，从而提高消毒能力。除此，本发明实施例中，还可以根据空气气流走向设置第一电极以及第二电极的位置关系，例如，设置第一电极的轴心与第二电极的轴心的连线平行于空气气流走向，使得放电等离子体与空气最大程度的接触，进而实现对对空气中携带的病毒进行消杀。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种介质阻挡面放电单元的具体实现结构，其中，第一电极为第一导电棒，所述第二电极包括第二导电棒以及绝缘管，所述第二导电棒嵌套于所述绝缘管内。具体的，在本实施例中，导电棒可以为铜棒、铝棒等，绝缘管可以为玻璃等。

示意性的，如图2以及图3所示，其中，第一电极4为第一铜棒41，第二电极5包括第二铜棒51以及玻璃管52，第二铜棒51嵌套于玻璃管52内。

具体的，沿第一方向Y，玻璃管52的长度小于等于第二铜棒51的长度，且，第一铜棒41的长度与玻璃管52的长度相同。除此，沿空气气流走向，第一铜棒41的外径等于第二铜棒51的外径，且，第二铜棒51的外径小于玻璃管52的内径。

在上述实施例的基础上，本发明实施例提供的介质阻挡面放电单元还包括：第一导线61以及第二导线62，其中，第一导线一端与第一铜棒相连，另一端与外接电源相连。第二导线一端与第二铜棒相连，另一端与外接电源相连。

进一步的，为了提升连接处的接触特性，本发明实施例还将绝缘密封胶设置在第一导线与第一铜棒的连接处，以及设置在第二导线与第二铜棒的连接处。

请继续参见图2，在本方案提供的介质阻挡面放电单元中，沿第一方向Y，第一铜棒与第一导线的连接处位于绝缘壳体的一侧，第二铜棒与第二导线的连接处位于绝缘壳体的另一侧。

其中，绝缘壳体的一侧设置有第一凹槽，另一侧设置有第二凹槽，第一凹槽以及第二凹槽上开设有安装孔，第一铜棒与第一导线连接的一端贯穿第一凹槽中的安装孔，且第一铜棒穿过安装孔至少1mm。第二铜棒与第二导线连接的一端贯穿第二凹槽中的安装孔，且第二铜棒穿过安装孔至少1mm。

值得一提的是，本实施例中，绝缘壳体可以为电木板、陶瓷板、聚四氟板、环氧树脂板中的任意一种，当然，还可以其其他绝缘材质。

具体的，本发明实施例提供了一种介质阻挡面放电单元，该结构包括两根铜棒电极、一根玻璃管、电木板及导线。一根铜棒电极插入玻璃管中构成一个电极，另一根铜棒构成另一个电极，两电极之间平行排列，固定在加工好的两侧带槽的电木板上，整个放电单元由若干组这样的电极，两电极分别从两侧与导线相连接，最终与电源的输出端相连接。电极和导线安装完毕后两侧槽内应使用绝缘胶密封，防止漏电和异常放电。

具体的，本方案中，主要放电区域位于电木板中间，用作电极的两根铜棒直径均为1~5 mm，玻璃管内径为1~5mm、外径为2~8 mm，根据放电单元的尺寸大小，铜棒和玻璃管的长度相等，均应小于放电单元边长20~40 mm，铜棒与玻璃管之间的间距为0~2 mm，两者在一侧铜棒与玻璃管端面的距离为2~8 mm，在另一侧铜棒与玻璃管端面的距离为2~8 mm，两组电极之间的间距为3~15 mm。

综上，本发明提供的介质阻挡面放电单元应用于中央空调中的空气消毒，空气气流与电木板方向垂直，通过中间的放电区域。等离子体63在铜棒与玻璃管之间的区域产生，两根铜棒电极轴心的连线与气流方向平行，与两根铜棒电极轴心连线与气流方向垂直设置的方式相比，增加了放电等离子体与空气的接触面积，使本发明放电单元的杀菌效果更强。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供一种电子设备，包括任意一项上述的介质阻挡面放电单元。所述电子设备可以为配套的高压电源模块，在此不进行详述，该电子设备的工作原理请参见上述放电单元的工作原理，均为：在对第一电极与第二电极通电时，会在第一电极与第二电极之间产生放电等离子体，当空气气流经过第一电极以及第二电极时，位于第一电极与第二电极之间的放电等离子体对空气进行净化以及对空气中携带的细菌和病毒等病原体进行消杀。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

在一个典型的配置中，设备包括一个或多个处理器(CPU)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种介质阻挡面放电单元，其特征在于，包括：

绝缘壳体，所述绝缘壳体上设置有通风区以及至少一个安装孔；

电极组阵列，所述电极组阵列包括至少一个电极组，所述电极组阵列通过所述安装孔固定在所述绝缘壳体的通风区，且所述电极组阵列至少部分覆盖所述通风区，所述电极组包括第一电极以及第二电极，沿垂直于空气气流走向的第一方向，所述第一电极平行于所述第二电极，沿所述空气气流走向，所述第一电极与所述第二电极之间具有预设距离。

2.根据权利要求1所述的介质阻挡面放电单元，其特征在于，所述第一电极为第一导电棒，所述第二电极包括第二导电棒以及绝缘管，所述第二导电棒嵌套于所述绝缘管内。

3.根据权利要求2所述的介质阻挡面放电单元，其特征在于，沿所述第一方向，所述绝缘管的长度小于等于所述第二导电棒的长度，且，所述第一导电棒的长度与所述绝缘管的长度相同。

4.根据权利要求2所述的介质阻挡面放电单元，其特征在于，沿所述空气气流走向，所述第一导电棒的外径等于所述第二导电棒的外径，且，所述第二导电棒的外径小于所述绝缘管的内径。

5.根据权利要求2所述的介质阻挡面放电单元，其特征在于，还包括：第一导线以及第二导线，

所述第一导线一端与所述第一导电棒相连，另一端与外接电源相连；

所述第二导线一端与所述第二导电棒相连，另一端与所述外接电源相连。

6.根据权利要求5所述的介质阻挡面放电单元，其特征在于，还包括：绝缘密封胶，

设置在所述第一导线与所述第一导电棒的连接处，以及设置在所述第二导线与所述第二导电棒的连接处。

7.根据权利要求6所述的介质阻挡面放电单元，其特征在于，

沿所述第一方向，所述第一导电棒与所述第一导线的连接处位于所述绝缘壳体的一侧，所述第二导电棒与所述第二导线的连接处位于所述绝缘壳体的另一侧。

8.根据权利要求7所述的介质阻挡面放电单元，其特征在于，所述绝缘壳体的一侧设置有第一凹槽，另一侧设置有第二凹槽，所述第一凹槽以及所述第二凹槽上开设有所述安装孔，

所述第一导电棒与所述第一导线连接的一端贯穿所述第一凹槽中的所述安装孔，且第一导电棒穿过所述安装孔至少1mm；

所述第二导电棒与所述第二导线连接的一端贯穿所述第二凹槽中的所述安装孔，且第二导电棒穿过所述安装孔至少1mm。

9.根据权利要求1所述的介质阻挡面放电单元，其特征在于，所述绝缘壳体为电木板、陶瓷板、聚四氟板、环氧树脂板中的任意一种。

10.一种电子设备，包括如权利要求1至9中任意一项所述的介质阻挡面放电单元。

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