CN113145307A - 气态污染物的去除结构、放电结构以及气体净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空气净化器技术领域，具体涉及一种气态污染物的去除结构、放电结构以及气体净化装置。所述气态污染物的去除结构包括绝缘管、第一电极、第二电极和臭氧吸附结构，绝缘管包括管腔及与所述管腔连通的进风口及出风口；第一电极设置在所述绝缘管的内表面上，与电源的第一端电连接，并通过第一端获得电离电压；第二电极设置在所述绝缘管的外表面上，并与电源的第二端电连接；臭氧吸附结构设置在所述管腔内，并位于所述第一电极的内侧。本发明提供的气态污染物的去除结构，能够吸附并分解电离放电产生的臭氧，避免放电产生过多的臭氧。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化器技术领域，具体涉及一种气态污染物的去除结构、放电结构以及气体净化装置。
背景技术
随着环境问题日益严重，空气中的污染物悄无声息的威胁着人们的健康，各种空气净化技术应运而生。
空气净化技术主要分为耗材型和无耗材型两大类，耗材型空气净化技术需要不断更换净化部件的耗材，前期价格便宜，但使用过程中的费用较高；无耗材型空气净化技术虽然前期成本高，但后期不需要再投入费用。总体来说，无耗材型空气净化技术的成本更低，还节能环保。
等离子体空气杀菌净化技术作为无耗材型空气净化技术的一种，是环境污染治理领域中比较有发展前途的一项高科技技术。等离子体空气杀菌净化技术是在气相环境下产生高压放电击穿空气，形成等离子体环境，利用等离子体中的电子和离子与空气中的气体分子碰撞发生链式化学反应，使气体中的污染物发生迁移、转化和无害化等过程。
相关技术中的一些等离子体净化装置，通常等离子体主要产生在电极组件的外表面，等离子体易扩散，带有污染物的空气在流经电极组件的外表面的过程中，与等离子体的接触时间较短，接触面积也较小，杀菌净化效率低，不满足汽车尾气、烟气等有机污染物的净化需求。
技术人员在研发过程中发现，等离子体净化装置进行电离时，空气中的氧气容易被电离产生密度较高的臭氧，会对人类、动物或其他物质造成伤害。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中电离时空气中的氧气容易被电离产生密度较高的臭氧的缺陷，从而提供一种去除电离时空气中的产生臭氧的气态污染物的去除结构、放电结构以及气体净化装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种气态污染物的去除结构，包括：
绝缘管，包括管腔、与管腔连通的进风口及出风口；
第一电极，设置在绝缘管的内表面上，与电源的第一端电连接，并通过第一端获得电离电压；
第二电极，设置在绝缘管的外表面上，并与电源的第二端电连接；
臭氧吸附结构，设置在管腔内，第一电极设置在绝缘管与臭氧吸附结构之间。
本发明提供的气态污染物的去除结构，臭氧吸附结构为碳纤维束。
本发明提供的气态污染物的去除结构，臭氧吸附结构还包括固定碳纤维束的导电网或导电管，导电网或导电管设置在碳纤维束与第一电极之间。
本发明提供的气态污染物的去除结构，臭氧吸附结构沿管腔的轴向延伸。
本发明提供的气态污染物的去除结构，第一电极呈螺旋状设置在绝缘管的内表面上；
和/或，第二电极呈螺旋状缠绕在绝缘管的外表面上。
本发明提供的气态污染物的去除结构，呈螺旋状设置的第二电极的螺距相等。
本发明提供的气态污染物的去除结构，第一电极呈网状设置在绝缘管的内表面上；
和/或，第二电极呈网状设置在绝缘管的外表面上。
本发明提供的气态污染物的去除结构，第一电极刻蚀在绝缘管的内表面上；和/或第二电极刻蚀在绝缘管的外表面上。
本发明提供的气态污染物的去除结构，第一电极和/或第二电极由纳米级导电材料制成。
本发明提供的气态污染物的去除结构，纳米级导电材料包括碳纤维束或纳米级金属丝等半导体材料。
本发明提供的气态污染物的去除结构，绝缘管为圆柱管或者为多棱柱管等中空管。
本发明还提供一种放电结构，包括：
固定结构；
多个上述的气态污染物的去除结构，多个气态污染物的去除结构通过固定结构连接为一体。
本发明提供的放电结构，多个气态污染物的去除结构通过固定结构横向或纵向排列。
本发明提供的放电结构，固定结构包括：
第一固定架，设有多个第一固定连接孔；
第二固定架，与第一固定架在纵向上相对设置，在第二固定架上设有多个第二固定连接孔，各个第二固定连接孔分别与对应的第一固定连接孔相对设置，各个气态污染物的去除结构的一端连接在第一固定连接孔内，另一端连接在与第一固定连接孔对应设置的第二固定连接孔内。
本发明还提供一种气体净化装置，包括：
上述的放电结构；
收集单元，设置在放电结构的气态污染物的去除结构的出风口处。
上述的气体净化装置可以为空气净化器。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的气态污染物的去除结构，包括绝缘管、第一电极、第二电极和臭氧吸附结构，绝缘管包括管腔、与管腔连通的进风口及出风口；第一电极设置在绝缘管的内表面上，与电源的第一端电连接，并通过第一端获得电离电压；第二电极设置在绝缘管的外表面上，并与电源的第二端电连接；臭氧吸附结构设置在管腔内，第一电极设置在绝缘管与臭氧吸附结构之间。
气态污染物的去除结构实现绝缘管的管内放电，带有污染物的气体通过进风口进入绝缘管内，污染物在绝缘管内与等离子体充分接触，增大了放电有效面积；绝缘管的管腔内设有臭氧吸附结构，能够吸附并分解电离放电产生的臭氧，避免放电产生过多的臭氧；臭氧吸附结构还可吸附并分解等离子体分解不完的气态污染物，增强去除有机污染物的效率；且绝缘管的管腔内设有臭氧吸附结构，增大污染空气流经绝缘管内部的阻力，增加污染空气的滞留时间，延长了等离子体与污染物的接触时间，增强去除有机污染物的效率；满足汽车尾气、烟气等有机污染物的净化需求；且由于第一电极和第二电极分别设置在绝缘管的内部和外部，在小体积和低功耗的条件下，就可产生高密度的等离子体，并且不会产生高密度的臭氧，去除有机污染物的效率高且安全健康。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明气态污染物的去除结构的轴向剖视图；
图2为本发明气态污染物的去除结构的周向剖视图；
图3为本发明放电结构的示意图；
图4为本发明实施例一的放电结构的俯视图；
图5为本发明放电结构的剖视图；
图6为图5的A部放大图；
图7为本发明实施例二的放电结构的俯视图；
图8为本发明实施例三的放电结构的俯视图。
附图标记说明：
1-气态污染物的去除结构；11-第一电极；12-绝缘管；121-进风口；122-出风口；13-第二电极；14-臭氧吸附结构；2-固定结构；21-第一固定架；22-第二固定架。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例一
结合图1-图6所示，本实施例提供的气态污染物的去除结构1，包括第一电极11、绝缘管12、第二电极13和臭氧吸附结构14，绝缘管12包括管腔、与管腔连通的进风口121及出风口122；第一电极11设置在绝缘管12的内表面上，与电源的第一端电连接，并通过第一端获得电离电压；第二电极13设置在绝缘管12的外表面上，并与电源的第二端电连接；臭氧吸附结构14设置在管腔内，第一电极设置在绝缘管与臭氧吸附结构之间。
气态污染物的去除结构1实现绝缘管12的管内放电，带有污染物的气体通过进风口121进入绝缘管12内，污染物在绝缘管12内与等离子体充分接触，增大了放电有效面积，绝缘管的管腔内设有臭氧吸附结构14，能够吸附并分解电离放电产生的臭氧，避免放电产生过多的臭氧；臭氧吸附结构14还可吸附并分解等离子体分解不完的气态污染物，增强去除有机污染物的效率；且绝缘管的管腔内设有臭氧吸附结构14，增大污染空气流经绝缘管内部的阻力，增加污染空气的滞留时间，延长了等离子体与污染物的接触时间，增强去除有机污染物的效率；满足汽车尾气、烟气等有机污染物的净化需求；且由于第一电极11和第二电极13分别设置在绝缘管12的内部和外部，在小体积和低功耗的条件下，就可产生高密度的等离子体，并且不会产生高密度的臭氧，去除有机污染物的效率高且安全健康。
优选地，电源的第一端为高压端，第二端为低压端，优选第二端为接地端。高压端的放电电压在300V-2000V范围内，频率在5khz-35khz的范围内。
本实施例中，臭氧吸附结构14为碳纤维束。第一电极11设置在碳纤维束与绝缘管12之间。碳纤维材料有很多微孔，能够分解等离子体分解不完的气态污染物，且可增大污染空气流经绝缘管12内的阻力，延长污染空气的滞留时间，还可进一步分解电离放电产生的臭氧，避免放电产生过多的臭氧。且吸附后的碳纤维可以被等离子体进一步激活，无需替换臭氧吸附结构14。
本实施例中，臭氧吸附结构14还包括固定碳纤维束的导电网，将碳纤维束固定连接在导电网内，方便将臭氧吸附结构14设置在绝缘管内部。优选地，臭氧吸附结构14填充在绝缘管内，并位于第一电极11的内部。导电网设置在碳纤维束与第一电极11之间。
或者，臭氧吸附结构14还包括固定碳纤维束的导电管，将碳纤维束固定连接在导电管内，方便将臭氧吸附结构14设置在绝缘管内部。导电管设置在碳纤维束与第一电极11之间。
作为可变换的实施方式，也可以为，臭氧吸附结构14还包括螺旋缠绕碳纤维束的导电线，便于将碳纤维束进行固定连接，方便将臭氧吸附结构14设置在绝缘管内部。
本实施例中，臭氧吸附结构14沿管腔的轴向延伸，吸附效果好。
本实施例中，第二电极13呈螺旋状缠绕在绝缘管12的外表面上。无需在绝缘管12的外表面上布满第二电极13，就可以在绝缘管12内获得较高密度的等离子体。
本实施例中，呈螺旋状设置的第二电极13的螺距相等。在绝缘管12内产生均匀的等离子体，均匀去除有机污染物。
本实施例中，第一电极11呈螺旋状设置在绝缘管12的内表面上。无需在绝缘管12的内表面上布满第一电极11，就可以在绝缘管12内获得较高密度的等离子体，占用绝缘管12内的空间较小。
作为可变换的实施方式，也可以为，第一电极11为板状结构，板状结构的至少两端连接在绝缘管12的内表面上。碳纤维束设置在板状结构与绝缘管之间。
或者，呈螺旋状设置的第一电极11的螺距相等。在绝缘管12内产生均匀的等离子体，均匀去除有机污染物。
或者，第一电极11呈螺旋状设置在绝缘管12的内表面上；第二电极13呈螺旋状缠绕在绝缘管12的外表面上。无需在绝缘管12的内表面上布满第一电极11，且无需在绝缘管12的外表面上布满第二电极13，就可以在绝缘管12内获得较高密度的等离子体，占用绝缘管12内的空间较小。优选地，第一电极11和第二电极13设置在相应的位置上。
本实施例中，呈螺旋状设置的第一电极11和第二电极13的螺距相等。在绝缘管12内产生均匀的等离子体，均匀去除有机污染物。
本实施例中，第一电极11呈网状设置在绝缘管12的内表面上，无需在绝缘管12的内表面上布满第一电极11，占用绝缘管12内的空间较小。
或者，第二电极13呈网状设置在绝缘管12的外表面上。无需在绝缘管12的外表面上布满第二电极13。
或者，第一电极11呈网状设置在绝缘管12的内表面上；第二电极13呈网状设置在绝缘管12的外表面上。无需在绝缘管12的内表面上布满第一电极11，且无需在绝缘管12的外表面上布满第二电极13，就可以在绝缘管12内获得较高密度的等离子体，占用绝缘管12内的空间较小。优选地，第一电极11和第二电极13设置在相应的位置上。
作为可变换的实施方式，也可以为，第一电极11为贴附在绝缘管12的内表面上的薄膜状结构。在绝缘管12内产生均匀的等离子体，可均匀去除有机污染物。
或者，第二电极13为贴附在绝缘管12的内表面上的薄膜状结构。在绝缘管12内产生均匀的等离子体，可均匀去除有机污染物。
或者，第一电极11为贴附在绝缘管12的内表面上的薄膜状结构，第二电极13为贴附在绝缘管12的内表面上的薄膜状结构。在绝缘管12内产生均匀的等离子体，可均匀去除有机污染物。
本实施例中，第一电极11刻蚀在绝缘管12的内表面上。结构小巧，占用空间小。
或者，第二电极13刻蚀在绝缘管12的外表面上。结构小巧，占用空间小。
或者，第一电极11刻蚀在绝缘管12的内表面上，第二电极13刻蚀在绝缘管12的外表面上。结构小巧，占用空间小。
本实施例中，第一电极11由纳米级导电材料制成。第一电极11由纳米级导电金属丝或者纳米级碳纤维束等半导体材料制成，螺旋设置在绝缘管12内部或者呈网状设置在绝缘管12内部。
或者，第二电极13由纳米级导电材料制成。第二电极13由纳米级导电金属丝或者纳米级碳纤维束等半导体材料制成，螺旋设置在绝缘管12内部或者呈网状设置在绝缘管12内部。优选地，每束碳纤维束由100根碳纤维丝组成。
或者，第一电极11由纳米级导电材料制成，第二电极13由纳米级导电材料制成。第一电极11和第二电极13均由纳米级导电金属丝或者纳米级碳纤维束等半导体材料制成，螺旋设置在绝缘管12内部或者呈网状设置在绝缘管12内部。
本实施例中，纳米级导电材料包括碳纤维束或纳米级金属丝等半导体材料。
本实施例中，第一电极11由碳纤维束制成。优选地，第一电极11为单根直径为0.06nm到008nm之间的碳纤维丝组成的碳纤维束状结构，单束该碳纤维束包含50-1000根碳纤维丝。
或者，第二电极13由碳纤维束制成。优选地，为单根直径为0.06nm到008nm之间的碳纤维丝组成的碳纤维束状结构，单束该碳纤维束包含50-1000根碳纤维丝。
或者，第一电极11和第二电极13均由碳纤维束制成。优选地，为单根直径为0.06nm到008nm之间的碳纤维丝组成的碳纤维束状结构，单束该碳纤维束包含50-1000根碳纤维丝。
或者，第一电极11由纳米级金属丝制成。
或者，第二电极13由纳米级金属丝制成。
或者，第一电极11和第二电极13均由纳米级金属丝制成。
本实施例中，绝缘管12为圆柱管。结构简单，易于成型。
本实施例还提供一种放电结构，包括固定结构2和多个上述的气态污染物的去除结构1，多个气态污染物的去除结构1通过固定结构2连接。
本实施例中，多个气态污染物的去除结构1通过固定结构2横向或纵向排列。形成一个整体结构。根据具体的净化要求选择气态污染物的去除结构1的数量及排列方式。
本实施例中，固定结构2包括第一固定架21和第二固定架22。第一固定架21和第二固定架22分别用于固定连接气态污染物的去除结构1的两端。优选地，第一固定架21适于与电源的第一端电连接；第一电极11的一端与第一固定架21连接，并通过第一固定架21与电源的第一端电连接，第一电极11的另一端与第二固定架22之间绝缘设置；第二固定架22适于与电源的第二端电连接；第二电极13的一端与第二固定架22连接，并通过第二固定架22与电源的第二端电连接；第二电极13的另一端与第一固定架21之间绝缘设置。
第一固定架21设有多个第一固定连接孔；第二固定架22与第一固定架21在纵向上相对设置，在第二固定架22上设有多个第二固定连接孔，各个第二固定连接孔分别与对应的第一固定连接孔纵向相对设置，各个气态污染物的去除结构1的一端连接在第一固定连接孔内，另一端连接在与第一固定连接孔对应设置的第二固定连接孔内。
作为可变换的实施方式，也可以为，第一固定架21设有多个第一固定连接孔；第二固定架22与第一固定架21在横向上相对设置，在第二固定架22上设有多个第二固定连接孔，各个第二固定连接孔分别与对应的第一固定连接孔横向相对设置，各个气态污染物的去除结构1的一端连接在第一固定连接孔内，另一端连接在与第一固定连接孔对应设置的第二固定连接孔内。
作为可变换的实施方式，也可以为，第一固定架21设有多个第一固定卡槽，第二固定架22相应的设有多个第二固定卡槽。气态污染物的去除结构1的一端连接在第一固定卡槽内，另一端连接在第二固定卡槽内。
或者，也可以为，气态污染物的去除结构1的一端设置第一固定卡扣，另一端设置第二固定卡扣，气态污染物的去除结构1通过第一固定卡扣与第一固定架21连接，通过第二固定卡扣与第二固定架22连接。
本实施例中还提供一种气体净化装置，包括收集单元和上述的放电结构，收集单元设置在放电结构的气态污染物的去除结构1的出风口122处。收集单元用于收集放电结构荷电的颗粒物。气体净化装置适用于室内空气净化，同时适用于汽车尾气和烟气等有机污染物的净化需求。
上述的气体净化装置为空气净化器，优选车载空气净化器和用于烟气净化的空气净化器。
实施例二
与实施例一不同的是，绝缘管12为多棱柱管或其他中空管。如图8所示，绝缘管12为三棱柱管。如图7所示，绝缘管12为五棱柱管。绝缘管12还可为四棱柱管等其他中空管。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (13)
1.一种气态污染物的去除结构(1)，其特征在于，包括：
绝缘管(12)，包括管腔、与所述管腔连通的进风口(121)及出风口(122)；
第一电极(11)，设置在所述绝缘管(12)的内表面上，与电源的第一端电连接并通过所述第一端获得电离电压；
第二电极(13)，设置在所述绝缘管(12)的外表面上并与电源的第二端电连接；
臭氧吸附结构(14)，设置在所述管腔内，所述第一电极(11)设置在所述绝缘管(12)与所述臭氧吸附结构(14)之间。
2.根据权利要求1所述的气态污染物的去除结构(1)，其特征在于，所述臭氧吸附结构(14)包括碳纤维束。
3.根据权利要求2所述的气态污染物的去除结构(1)，其特征在于，所述臭氧吸附结构(14)还包括固定所述碳纤维束的导电网或导电管，所述导电网或导电管设置在所述碳纤维束与所述第一电极之间。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的气态污染物的去除结构(1)，其特征在于，所述第一电极(11)呈螺旋状设置在所述绝缘管(12)的内表面上；
和/或，所述第二电极(13)呈螺旋状缠绕在所述绝缘管(12)的外表面上。
5.根据权利要求4所述的气态污染物的去除结构(1)，其特征在于，呈螺旋状设置的所述第二电极(13)的螺距相等。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的气态污染物的去除结构(1)，其特征在于，所述第一电极(11)呈网状设置在所述绝缘管(12)的内表面上；
和/或，所述第二电极(13)呈网状设置在所述绝缘管(12)的外表面上。
7.根据权利要求1-3、5中任一项所述的气态污染物的去除结构(1)，其特征在于，所述第一电极(11)和/或所述第二电极(13)由纳米级导电材料制成。
8.根据权利要求7所述的气态污染物的去除结构(1)，其特征在于，所述纳米级导电材料包括碳纤维束或纳米级金属丝。
9.根据权利要求1-3、5、8中任一项所述的气态污染物的去除结构(1)，其特征在于，所述第一电极(11)刻蚀在所述绝缘管(12)的内表面上；和/或所述第二电极(13)刻蚀在所述绝缘管(12)的外表面上。
10.一种放电结构，其特征在于，包括：
固定结构(2)；
多个如权利要求1-9任一项所述的气态污染物的去除结构(1)，多个所述气态污染物的去除结构(1)通过所述固定结构(2)连接为一体。
11.根据权利要求10所述的放电结构，其特征在于，多个所述气态污染物的去除结构(1)通过所述固定结构(2)横向或纵向排列。
12.根据权利要求10或11所述的放电结构，其特征在于，所述固定结构(2)包括：
第一固定架(21)，设有多个第一固定连接孔；
第二固定架(22)，与所述第一固定架(21)在纵向上相对设置，在所述第二固定架(22)上设有多个第二固定连接孔，各个所述第二固定连接孔分别与对应的所述第一固定连接孔纵向相对设置，各个所述气态污染物的去除结构(1)的一端连接在所述第一固定连接孔内，另一端连接在与所述第一固定连接孔对应设置的所述第二固定连接孔内。
13.一种气体净化装置，其特征在于，包括：
如权利要求10-12任一项所述的放电结构；
收集单元，设置在所述放电结构的气态污染物的去除结构(1)的出风口(122)处。
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