CN201978207U

CN201978207U - 森林态空气净化机

Info

Publication number: CN201978207U
Application number: CN2011200451205U
Authority: CN
Inventors: 傅朝春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2021-02-23

Abstract

本实用新型是一种森林态空气净化机，其具有壳体，壳体上设有进风口与出风口，进风口附近的壳体内设有风机，在进风口与出风口之间的壳体内形成有空气流道，该空气流道内依次设有中效过滤器、等离子发生器、光催化区、碳纤维膜以及空气净化球。经过本实用新型处理后的空气异常新鲜，包含着丰富的负离子和沁透着天然的芬芳，使人心旷神怡，尤似进入森林之境，大海之边。

Description

森林态空气净化机

技术领域

本实用新型涉及一种空气净化用的机器。

背景技术

较多的空气净化机（器）均以滤网收集滤过的尘埃，再以活性炭吸附异味，放电及释放负离子与臭氧，也有以滤网叠加热光源紫外线光催化（光触媒）网，藉以分解异味杂质和放电极释放负离子与臭氧来提高空气净化质量，近年来也有以滤网叠加等离子净化器，这在空气净化领域有了一定进展，纵观这些都不能取得理想的净化效果，更何况其净化后的空气质量也是不尽人意的。

为此，本实用新型试图改变传统的净化模式，克服活性炭吸附耐用度低、运行成本高的缺陷，以及弥补热光源紫外线催化反应速率低于空气流速的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种森林态空气净化机，解决现有结构存在的活性炭吸附耐用度低、运行成本高的缺陷，以及克服热光源紫外线催化反应速率低于空气流速的缺陷。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种森林态空气净化机，其特征在于：具有壳体，壳体上设有进风口与出风口，进风口附近的壳体内设有风机，在进风口与出风口之间的壳体内形成有空气流道，该空气流道内依次设有中效过滤器、等离子发生器、光催化区、碳纤维膜以及空气净化球。

在一个较佳的技术方案中：该风机是高压离心风机，该进风口上设有进风滤网。

在一个较佳的技术方案中：在该空气流道内还设有活性氧发生器，该活性氧发生器设置在该中效过滤器之前。

在一个较佳的技术方案中：该等离子发生器是非热平衡低温等离子发生器，由齿形放电极和负极顺序叠设组成。

在一个较佳的技术方案中：在该空气流道内还设有负离子发生器与空气活性微粒溶胶模块，该负离子发生器与空气活性微粒溶胶模块依次设置在该空气净化球的下游位置。

在一个较佳的技术方案中：该壳体内由下至上分为第一层、第二层、第三层与第四层，该风机、进风口以及进风滤网位于壳体的第一层，该活性氧发生器、中效过滤器以及非热平衡低温等离子发生器设置在第二层，该光催化区设置在第三层，该碳纤维膜、空气净化球、负离子发生器、空气活性微粒溶胶模块以及出风口设置在第四层。

在一个较佳的技术方案中：该等离子发生器是放电极为小米穗子式、负极为圆桶式钢管的单级直流叠加脉冲高压放电的低温等离子发生器。

在一个较佳的技术方案中：在空气净化球与负离子发生器之间增设活性氧发生器。

在一个较佳的技术方案中：该壳体分为上层与下层，该风机、进风口、防护网、中效过滤器、等离子发生器以及光催化区设置在下层，该碳纤维膜、空气净化球、活性氧发生器、负离子发生器、空气活性微粒溶胶模块以及出风口设置在上层。

本实用新型的优点在于：选择了合理的等离子电源和电极类型，从而获得了较好的空气净化效果，采用了碳纤维、负离子发生器和具有自励性强吸附分解效果好的空气净化球及以天然植物生物萃取的空气活性微粒制成的溶胶模块，使净化后的空气质量得以提高。

附图说明

图1是一种移动式森林态空气净化机的内部结构示意图。

图2是一种壁挂式森林态空气净化机的内部结构示意图。

图3是一种车用森林态空气净化机的内部结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，是一种移动式森林态空气净化机的内部结构示意图，其结构包括：

风机11，安装在该空气净化机的壳体10内，并一般安装在壳体10底部位置。若该空气净化机应用于生产车间等较为宽敞的场所，该风机11可选择为高压离心风机，风量为800～1000m³/h，风压为1500～1900pa，配用电机为0.55～0.75KW，输入电压为380V；若该空气净化机应用于办公室、会议室等较为封闭的空间中，风机11的风量可选择为500～1000m³/h、风压为200～300pa、配用电机为215～540W、输入电压为220V的离心式风机。

在风机11一侧的壳体10上应设置有进风口12，并在该进风口12处安装一个进风滤网121，以免一些杂物进入风机11而损坏风叶等机件。

在该空气净化机的壳体10内还设置有活性氧发生器13，该活性氧发生器13与该进风口12相连通。该风机11抽取的空气首先进入该活性氧发生器13，使空气中有害异味气体分子与活性氧接触而被氧化，同时也有利于在下述等离子发生器15处获得一定增强效能。

在该活性氧发生器13下游设置有中效过滤器14，该中效过滤器14是由不锈钢框架与网构成的网框，网框中间敷以PVC材料的滤布层。从该活性氧发生器13出来的气体经过该中效过滤器14，能够去除气体中的尘埃。

在中效过滤器14下游又设置有等离子发生器15，具体来说，是一种由齿形放电极151和负极152顺序叠设组成的非热平衡低温等离子发生器15。此处，该非热平衡低温等离子发生器15的放电电压为10000～16000V，其放电形式为高频、高压脉冲电晕流光放电，在常温常压下获得低温等离子体，该低温等离子体内部富含电子、离子及大量的加强的OH、O等活性自由基和激发态的分子，使某些有害的异味气体分子键打开，使其直接分解成单质原子或无害分子，并在OH、O等自由基作用下，使一些挥发性有机物及微生物氧化分解成无害产物。

上述非热平衡低温等离子发生器15的降解机理一般来说主要概括为以下过程：

1.在高能电子撞击作用下，电场空间形成很强的电晕层和流光放电，以及强氧化性自由基，如：O、OH、OH₂等；

2.有机污染物分子受到高能粒子碰撞被激发，分子键基团断裂而形成大量的亚稳态基团和粒子；

3.O、OH、OH₂等与激发态分子、破碎基团及其他自由基等发生一系列等离子体化学反应，有机分子最终被氧化分解为CO₂和H₂O；

4.等离子体中的大量电子与颗粒污染物发生非弹性碰撞并粘附其表面，从而使其荷电，在电场作用下，颗粒污染物被负极152（也称集尘极）收集。

从降解机理上分析，大体发生如下反应，例如：

H₂S+O₂、O^－ ₂、O₂ ⁺

SO₂+H₂O

NH₃+O₂、O^－ ₂、O₂ ⁺

2NH_x+H₂O

VOC_s+ O₂、O^－ ₂、O₂ ⁺

CO₂+H₂O

在该非热平衡低温等离子发生器15下游又设置有光催化区16，该光催化区16内设有光催化器，所述的光催化器是利用光为媒体来触发具有疏水性和光分解作用的纳米半导体材料来分解被吸附的有机污染物，以及光子激发下产生的活性氧等物质，进一步去除氮氧化物和硫化物等无机污染物。本实用新型所选用的光催化技术缘于专利技术20042009645.4（光触媒除臭灭菌以及一种除臭灭菌系统）所载方案。

经过上述非热平衡低温等离子发生器15处理后的气体，会进入光催化区16，鉴于纳米半导体材料的粒径小，而使其表面积大大增加，此时其表面原子与总原子数之比也将随着纳米粒子尺寸的减小而大幅增加，从而出现许多中心和较大的粗糙度，由此能有效地吸附异味物质及吸附分解气体中的有害成分。利用纳米半导体材料的颗粒尺寸与相应的光波波长，传导电子的德布罗意波长，及超导态的相干波长等特性，在纳米半导体材料尺寸相当或减小时，纳米颗粒将会呈现出一种新的光、电、磁效应，光吸收会显著增加，可有效的把光能转化为化学能，并具有良好的催化活性，来催化降解气体中的污染物。纳米光催化是利用纳米半导体材料结构特性来实现清洁源，鉴于纳米半导体材料的粒子是一能带结构，一般由低能的介带和高能的导带构成，在介带和导带之间存在禁带，在光照条件下，其外层轨道上的电子受紫外线光的能量激发而脱离原来轨道，形成自由电子，并导致原来的电子位置成为空穴，从而使纳米半导体材料形成内部自由电子组成的导带和空穴组成介带，经光照作用，使这些导带上的电子和介带上的孔穴会受激发而脱离原有的导带与介带，加上纳米半导体材料粒子导带与介带的不连续性，足以使光生电子和光生孔穴对被吸附在纳米半导体材料表面的物质转移电荷孔穴，可以夺取半导体颗粒表面被吸附物质中的电子，使原来不吸收光的物质被活化和氧化，电子受体通过接受表面的电子而还原，所以受光催化作用的纳米半导体材料，其脱离出来的电子和孔穴，能迅速低于空气中水分子和氧结合成反应活性很高的OOH或OH自由基及O₂、O₃，由于它们有很强的氧化能力，可破坏有机物中的C－C键，C－H键，C－N键，C－O键，H－O键，N－H键，因而具有良好的分解有机物的能力，加上纳米半导体材料只要利用微弱的紫外光照射，就能激发反应，而纳米半导体材料只起催化作用，自身几乎不消耗，对环境无二次污染，而激发的OH自由基具有402.8MJ/mol反应能，它高于有机物中各类化学键能，如C－O为84MJ/mol，H－O为111MJ/mol，因而可将各种有机物分解为无害的CO₂和水，以及分解微生物赖以生存繁殖的有机营养物与细菌死后的内毒素，能有效地起到净化、杀菌、除臭、防霉及消毒作用，对于本实用新型专利光催化区16所选用的紫外光源为一种冷光源（即无极灯）由于冷光源灯管内没有灯丝，没有电极损耗且不易漏气，所以其寿命为热阴极灯管的10倍，另外冷光源所耗功率要比热阴极紫外线灯低4～5倍，且其波长可根据使用场合进行选定本实用新型移动式森林态空气净化机对应用车间场合其主要功能为降解异味而兼有一定灭菌功能，因而其紫外线光波长选择为365nm。而对应用于办公室、会议室场合的移动式森林态空气净化机，其紫外光波长拟选择为265nm，以适应于这一场合的灭菌与空气净化功能。

在该光催化区16下游设有深层过滤区，该深层过滤区内依次设置有碳纤维膜17与数个空气净化球18，该空气净化球18是由天然矿石制成，它不仅具有吸附异味功能还具有分解自励能力，因此其使用寿命较长。本申请中所述的空气净化球技术，来自于申请号为200810127088.8的发明专利——“一种空气净化球及其制备方法”。气体经光催化区16处理后，即进入该深层过滤区域，通过这一深层过滤，使气体基本洁净无害。

在该空气净化机的壳体10上还设有出风口19，该出风口19与该深层过滤区相连通，用来将经过过滤、基本洁净无害的空气排放出来。

为了更进一步改善净化气体质量，达到森林态气体质量，在上述深层过滤区的下游还安装了负离子发生器20，其产生的空气负离子被喻为空气维生素或空气生长素，是人类提神醒脑的保健空气。空气负离子经过呼吸系统进入人体，通过舒张器官加快纤毛运动，使中枢神经刺激反射，改善血液系统循环等途径，对人体健康起促进作用，从而使人们能保持精力充沛，不仅如此空气负离子在一定程度上还能净化空气和起到消毒作用，这是因为空气负离子极易与空气中微小污染颗粒相吸附，成为带电的大离子，沉落在地面等处表面，从而使空气进一步净化，负离子还能使细菌蛋白质表层的电性两极颠倒，促使细菌死亡，达到消毒与灭菌的目的。

另外，在上述负离子发生器20的下游还可以设置空气活性微粒溶胶模块21，该空气活性微粒溶胶模块21是由天然植物提取的空气活性微粒和CMC（CMC是羧甲基纤维素钠）或海藻酸钠制成，它将不断散发于沁透着天然芬芳，使人心旷神怡尤似进入森林之境，大海之边。天然空气活性微粒是应用现代工艺结合传统经典与工艺，从植物源中提取的，如：龙脑、莰烯、葵醛、蒎烯、侧柏酮、倍半萜醇、香茅醛、等活性物质，空气活性微粒溶胶模块21，主要选择一些安全具有灭菌、芳香醒神，能有效净化所设定的靶标（需要处理的车间异味源）空气相对应的天然植物所提取的空气活性微粒，加以合理复配而成。由于植物均具有活性成分而成。由于植物均具有一种或多种相类似的甚至完全不同的化合物，而其活性成分作用不相同，具有各自特点，诸如：苦参碱、小蘖碱是一种含有负氧化氮原子的物种，可有效地分解氨，使其生成氮和水。又如：半萜和二萜它是由一系列异戊二烯单位构成的链状或环状聚合体，当与硫化物（如：H₂S）进行分子碰撞时将生成硫酸根离子与水，还有如柠檬素类的三萜类化合物，它不仅能络合，某些异味物质而且还可以有效地净化空气。龙脑可以醒脑，改善脑波状态，所以当净化处理后的空气活性微粒的化学分子碰撞，其空气质量必定得到更佳的改善而使人心旷神怡。

综上所述，上述实施例中，该移动式森林态空气净化机具有壳体10，壳体10上设有进风口12与出风口19，进风口12附近的壳体10内设有风机11，进风口12上设有进风滤网121，在进风口12与出风口19之间的壳体10内形成有空气流道，该空气流道内依次设有活性氧发生器13、中效过滤器14、等离子发生器15、光催化区16、碳纤维膜17、空气净化球18、负离子发生器20、以及空气活性微粒溶胶模块21；并且，该壳体10内由下至上分为第一层、第二层、第三层与第四层，该风机11、进风口12以及进风滤网121位于壳体10的第一层，该活性氧发生器13、中效过滤器14以及非热平衡低温等离子发生器15设置在第二层，该光催化区16设置在第三层，该碳纤维膜17、空气净化球18、负离子发生器20、空气活性微粒溶胶模块21以及出风口19设置在第四层。

再请参阅图2所示，是本实用新型提供的另一个实施例，其是一种壁挂式森林态空气净化机（也可做成座式或旋转式），应用于居室、会议室或者公厕等区域，用来净化空气和改善空气质量，其具有壳体10，壳体10上设有进风口12与出风口19，进风口12附近的壳体10内设有风机11，在进风口12与出风口19之间的壳体10内形成有空气流道，该空气流道内依次设有中效过滤器14、等离子发生器15、光催化区16、碳纤维膜17、空气净化球18、负离子发生器20、以及空气活性微粒溶胶模块21，其中：

该风机11选择为一种直通径流式的离心管道风机，风量选择为200～500m³/h，风压为200～300pa，配用电机功率为40～101W，输入电压为220V。在进风口12处还要装上防护网122，有利于安全和避免机组的受损。

该等离子发生器15有所不同，其是放电极151为小米穗子式、负极152（也称集尘极）为圆桶式钢管的单级直流叠加脉冲高压放电的低温等离子发生器15，其输入电压为220V，放电电压为10000～13000V，其工作机理与移动式森林态空气净化机类似。

该光催化区16，设有数根冷光源紫外线管161，该冷光源紫外线管161的波长为265nm，有利于提高杀菌效果。

另外，还可以在空气净化球18与负离子发生器20之间增设活性氧发生器13。

其中：该壳体10分为上层与下层，该风机11、进风口12、防护网122、中效过滤器14、等离子发生器15以及光催化区16设置在下层，该碳纤维膜17、空气净化球18、活性氧发生器13、负离子发生器20、空气活性微粒溶胶模块21以及出风口19设置在上层。

虽然活性氧发生器13的设置位置有所不同，但壁挂式森林态空气净化机的工作原理及应用技术与移动式森林态空气净化机类同，在此不予赘述。

再请参阅图3所示的本实用新型提供的第三个实施例，其是应用于车内空间的车用森林态空气净化机，其整体结构与第二个实施例的结构基本相同，区别仅在于：

风机11选择离心风机11，风量为100～150m³/h，风压为150～250pa，配用电机功率为36～80W，输入电压为12V；

该等离子发生器15与第二个实施例中相同，仍然是放电极151为小米穗子式，负极152（集尘极）为圆桶型钢管的直流叠加脉冲高压放电的低温等离子发生器15，但其输入电压为12V，放电工作电压为5000～7000V。该等离子发生器15的处理过程大体如下：

1、e+M(污染气体分子颗粒)

(M)

2、M+SP（固体颗粒）

(SPM)

3、(SPM)

SPM（沉积在集尘极上）

这一过程基本属于静电集尘范畴的物理过程，在这个过程中，对悬浮在空气中直径小于100μm的可吸入颗粒（TSP）和直径小于μm的可吸入颗粒（Pm10）均有较高的清除效率，同样对于那些低熔点、低沸点的有机物也是一个良好的安全的静电吸附处理方式，其基本机理是利用高压电场所形成电晕，在电晕区里有自由电子和离子逸出，这些带电离子就会在运动中不断地碰撞和吸附到有害气体分子颗粒和尘埃颗粒上，从而使他们带上电荷，荷电后的微粒在电场力作用下，就会沉积和滑落而被负极152（集尘极）所吸附，从而使气体得到净化。经等离子发生器15区域处理后的气体，随后将进入光催化区16，光催化所用紫外线光源为12Ｖ，工作电压的冷光源紫外线光波长为265nm，气体经光催化区16域处理后即进入由碳纤维膜17与空气净化球18组成的深层净化区，使气体基本达到或优于净化排放标准，然后气体进入工作电压均为12V的活性氧及碳纤维负离子发生区和空气活性微粒溶胶膜块区，使之处理后的气体质量得到进一步改善，其工作原理和应用专利技术除等离子区略有差异外，其余均与壁挂式森林态空气净化机类同。

以上实施例仅仅是对本实用新型进行说明，而非作限制性的概括，本领域普通技术人员在本实用新型的发明构思的指导下，还可以作出很多常规结构上的修改与替换，这些修改与替换也应当被认为属于本实用新型的保护范围之中。

Claims

1.一种森林态空气净化机，其特征在于：具有壳体，壳体上设有进风口与出风口，进风口附近的壳体内设有风机，在进风口与出风口之间的壳体内形成有空气流道，该空气流道内依次设有中效过滤器、等离子发生器、光催化区、碳纤维膜以及空气净化球。

2.根据权利要求1所述的森林态空气净化机，其特征在于：该风机是高压离心风机，该进风口上设有进风滤网。

3.根据权利要求2所述的森林态空气净化机，其特征在于：在该空气流道内还设有活性氧发生器，该活性氧发生器设置在该中效过滤器之前。

4.根据权利要求3所述的森林态空气净化机，其特征在于：该等离子发生器是非热平衡低温等离子发生器，由齿形放电极和负极顺序叠设组成。

5.根据权利要求4所述的森林态空气净化机，其特征在于：在该空气流道内还设有负离子发生器与空气活性微粒溶胶模块，该负离子发生器与空气活性微粒溶胶模块依次设置在该空气净化球的下游位置。

6.根据权利要求5所述的森林态空气净化机，其特征在于：该壳体内由下至上分为第一层、第二层、第三层与第四层，该风机、进风口以及进风滤网位于壳体的第一层，该活性氧发生器、中效过滤器以及非热平衡低温等离子发生器设置在第二层，该光催化区设置在第三层，该碳纤维膜、空气净化球、负离子发生器、空气活性微粒溶胶模块以及出风口设置在第四层。

7.根据权利要求1所述的森林态空气净化机，其特征在于：该等离子发生器是放电极为小米穗子式、负极为圆桶式钢管的单级直流叠加脉冲高压放电的低温等离子发生器。

8.根据权利要求7所述的森林态空气净化机，其特征在于：在该空气流道内还设有负离子发生器与空气活性微粒溶胶模块，该负离子发生器与空气活性微粒溶胶模块依次设置在该空气净化球的下游位置。

9.根据权利要求8所述的森林态空气净化机，其特征在于：在空气净化球与负离子发生器之间增设活性氧发生器。

10.根据权利要求9所述的森林态空气净化机，其特征在于：该壳体分为上层与下层，该风机、进风口、防护网、中效过滤器、等离子发生器以及光催化区设置在下层，该碳纤维膜、空气净化球、活性氧发生器、负离子发生器、空气活性微粒溶胶模块以及出风口设置在上层。