CN204593621U - 带除臭氧功能的空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种带除臭氧功能的空气净化装置,属于空气净化器领域。它解决了现有技术的净化器无法除去臭氧的问题。本实用新型包括由过滤网、吸附灭菌室、紫外灭菌室和静电除尘室组成的空气净化单元,通过空气净化单元得到净化后的空气,再通过臭氧分解室将此过程产生的臭氧催化分解为氧气,臭氧分解室内设有通过导管连接的氧化池和还原池,氧化池内盛装有与臭氧发生反应生成铁离子和氧气的硫酸亚铁溶液和用以促进臭氧分解的催化剂,还原池内设有电解槽用以将铁离子电解为亚铁离子。本实用新型一方面能向用户提供洁净的空气,另一方面能除去臭氧和二氧化碳,减少环境污染,且能增加净化后空气中的氧含量,让人精神舒畅,有利于用户身体健康。

Description

带除臭氧功能的空气净化装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于空气净化器领域,具体涉及一种带除臭氧功能的空气净化装置。
背景技术
[0002] 空气净化器又称空气清洁器、空气清新机,是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等),有效提高空气清洁度的产品。
[0003] 空气净化器中有多种不同的技术和介质,使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有:吸附技术、负(正)离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等;材料技术主要有:光触媒、活性炭、极炭心滤芯技术、合成纤维、HEAP高效材料、负离子发生器等。
[0004] 由于空气中的污染物种类繁多,主要可分为物理污染物,如放射性物质和电磁辐射,化学污染物,如甲醛、苯等,生物污染物,如细菌、病菌、尘螨等,采用某一种净化技术不能消除所有污染物,净化效果较差,如采用吸附技术,能有效的吸附空气中异味,但不能对甲醛、苯等化学污染进行分解,且需定期更换吸附介质,总体使用成本较高。采用紫外线净化,空气中的氧气在紫外线的照射下产生自由基和负离子,自由基和氧气在紫外线照射下生成臭氧,进一步氧化空气中的有害物质,如甲醛、苯等化学污染物,并可破坏空气中细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体等生物污染物,净化效果较好。
[0005] 但这种净化技术会产生臭氧,同时负离子技术、静电集尘等净化技术也会产生臭氧。当产生的臭氧超过一定的浓度时,对人体就会产生一定的伤害,强烈刺激呼吸道,造成咽喉肿痛,胸闷咳嗽,引发支气管炎和肺气肿,还会造成人的神经中毒,头晕头痛,视力下降,记忆力衰退,对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用,致使人的皮肤起皱、黑斑,还会破坏人体的免疫机能,诱发淋巴细胞染色体病变、加速衰老、致使胎儿畸形等。
[0006] 另外,有报道显示,在气温较高和光照较强烈的5月至9月,由于人为排放的氮氧化物和挥发性有机物在高温光照下通过二次转化形成臭氧,致使臭氧污染最高级别达到中度污染,严重损害人体健康。
实用新型内容
[0007] 基于此,有必要提供一种一方面能净化空气中的物理污染物、化学污染物、生物污染物等各种污染物,向用户提供洁净的空气,另一方面能除去臭氧和二氧化碳,减少环境污染,且能增加净化后空气中的氧含量,让人精神舒畅,有利于用户身体健康的带除臭氧功能的空气净化装置。
[0008] 本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:带除臭氧功能的空气净化装置,包括箱体、进风口、出风口、吸附灭菌室、紫外灭菌室、静电除尘室、臭氧分解室、显示屏和控制系统,所述进风口、吸附灭菌室、紫外灭菌室、静电除尘室、臭氧分解室和出风口依次连接,并同时与控制系统相连;所述进风口位于箱体侧边,出风口位于箱体顶部;所述吸附灭菌室内设有相互叠加呈峰谷状态的活性炭纤维膜与聚丙烯二氧化碳吸附膜;所述臭氧分解室内设有通过导管连接的氧化池和还原池,所述氧化池内盛装有与臭氧发生反应生成铁离子和氧气的硫酸亚铁溶液和用以促进臭氧分解的催化剂,所述催化剂包括用作催化活性成分的负载金属氧化物的锰沸石和用作载体的泡沫金属网,所述还原池内设有电解槽用以将铁离子电解为亚铁离子。
[0009] 对上述技术方案的进一步改进为,所述氧化池和还原池之间设有高压水泵用以将还原池中生成的亚铁离子泵入氧化池。
[0010] 对上述技术方案的进一步改进为,所述箱体内还设有靠近进风口的进气风机和靠近出风口的出气风机。
[0011] 对上述技术方案的进一步改进为,所述进气风机为离心风机,所述出气风机为轴流风机。
[0012] 对上述技术方案的进一步改进为,所述进风口还设有用以滤去尘埃微粒的过滤网,所述过滤网上喷涂有光触媒。
[0013] 对上述技术方案的进一步改进为,所述静电除尘室由两组静电场组成,每组静电场分别包括若干个对称设置的上针形放电电极和下针形放电电极,还包括上放电电极固定板、下放电电极固定板、管筒形接电极和位于管筒形接电极下方的螺旋导流板。
[0014] 对上述技术方案的进一步改进为,所述出风口设有臭氧浓度传感器、二氧化碳浓度传感器和氧气浓度传感器,所述显示屏实时显示各气体浓度。
[0015] 本实用新型的有益效果是:
[0016] 1、首先通过过滤网、吸附灭菌室、紫外灭菌室、静电除尘室进行四次空气净化,除去空气中的物理污染物、化学污染物、生物污染物和二氧化碳,得到净化后的空气,再通过臭氧分解室将此过程产生的臭氧催化分解为氧气。臭氧分解室内设有氧化池和还原池,臭氧在氧化池内一方面与硫酸亚铁溶液发生氧化还原反应,生产氧气和硫酸铁溶液,另一方面臭氧在催化剂中活性成分的作用下常温分解,同时臭氧在催化剂表面分解形成的活性氧原子,具有较臭氧更强的氧化能力,当其与吸附在催化剂表面的载体接触,会进一步将其氧化降解,彻底除去臭氧;还原池内设有电解槽用以将铁离子电解为亚铁离子,以持续供应该氧化池进行氧化还原反应。本实用新型一方面能向用户提供洁净的空气,另一方面能除去臭氧和二氧化碳,减少环境污染,且能增加净化后空气中的氧含量,让人精神舒畅,有利于用户身体健康。
[0017] 2、进风口设有过滤网,通过过滤网来过滤空气中半径较大的污染物,如尘埃颗粒等,起到初次净化的作用。
[0018] 3、吸附灭菌室内设有相互叠加呈峰谷状态的活性炭纤维膜与聚丙烯二氧化碳吸附膜,能吸收空气中的二氧化碳和各种异味物质,起到二次净化的作用,且两吸附膜叠加呈峰谷状态,大大提高了吸附效果,采用价格便宜的聚丙烯吸附膜来吸附空气中的二氧化碳,降低了生产成本,且降低了二氧化碳浓度,有利于减少环境污染。
[0019] 4、紫外灭菌室内设有紫外灯,空气中的氧气在紫外线的照射下产生自由基和负离子,自由基和氧气在紫外线照射下又生成少量臭氧,进一步氧化空气中的有害物质,实现三次净化。
[0020] 5、静电除尘室由两组静电场组成,通过将空气中的污染物,如尘埃、微生物等电离为离子,并被上针形放电电极和下针形放电电极吸引而聚集在静电除尘室内,以除去空气中的部分污染物,起到四次净化的作用。
[0021] 6、过滤网上喷涂有光触媒,被紫外线照射,会发生类似光合作用的光催化反应,将空气中的水或氧气催化成氧化能力极强的羟基自由基和超氧阴离子自由基、活性氧等高能量光生活性基团,这些高能量光生活性基团可分解各种具有不稳定化学键的有机物和部分无机物,如空气中的甲醛、苯等,并可破坏空气中细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体。
附图说明
[0022]图1为本实用新型带除臭氧功能的空气净化装置的外部结构图;
[0023]图2为本实用新型带除臭氧功能的空气净化装置的结构示意图;
[0024] 图3为图2中A处放大图;
[0025] 图4为图2中B处放大图;
[0026]图5为本实用新型带除臭氧功能的空气净化装置的控制系统原理图。
具体实施方式
[0027] 如图1和图2所示,本实用新型带除臭氧功能的空气净化装置的外部结构图和结构示意图。带除臭氧功能的空气净化装置100,包括箱体101、进风口 102、出风口 103、吸附灭菌室104、紫外灭菌室105、静电除尘室106、臭氧分解室107、显示屏108和控制系统109,其中,进风口 102、吸附灭菌室104、紫外灭菌室105、静电除尘室106、臭氧分解室107和出风口 103依次连接,并同时与控制系统109相连。
[0028] 进风口 102位于箱体101侧边,出风口 103位于箱体101顶部;靠近进风口 102设有进气风机121,靠近出风口 103设有出气风机131,进气风机121为离心风机,出气风机131为轴流风机。安装有进气风机121和出气风机131,以提高箱体101内外部空气交换效率。同时,进气风机121采用离心风机,风量较小时仍然具有较大的风压,以便驱动空气通过进气口进入箱体101内部,出气风机131采用轴流风机,耗电小而风量大,以便更加有效地同周围更远处的空气进行交换。
[0029] 进风口 102还设有用以滤去尘埃微粒的过滤网122,过滤网122上喷涂有光触媒。通过过滤网122来过滤空气中半径较大的污染物,如尘埃颗粒等,起到初次净化的作用。
[0030] 吸附灭菌室104内设有相互叠加呈峰谷状态的活性炭纤维膜141与聚丙烯二氧化碳吸附膜142,能吸收空气中的二氧化碳和各种异味物质,起到二次净化的作用,且两吸附膜叠加呈峰谷状态,大大提高了吸附效果,采用价格便宜的聚丙烯吸附膜来吸附空气中的二氧化碳,降低了生成成本,且降低了二氧化碳浓度,有利于减少环境污染。
[0031] 紫外灭菌室105内设有紫外灯,空气中的氧气在紫外线的照射下产生自由基和负离子,自由基和氧气在紫外线照射下又生成少量臭氧,进一步氧化空气中的有害物质,同时,过滤网122上喷涂有光触媒,被紫外线照射,会发生类似光合作用的光催化反应,将空气中的水或氧气催化成氧化能力极强的羟基自由基和超氧阴离子自由基、活性氧等高能量光生活性基团,这些高能量光生活性基团可分解各种具有不稳定化学键的有机物和部分无机物,如空气中的甲醛、苯等,并可破坏空气中细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体,实现三次净化
[0032] 如图3所示,为图2中A处放大图。静电除尘室106由两组静电场组成,每组静电场分别包括若干个对称设置的上针形放电电极161和下针形放电电极162,还包括上放电电极固定板163、下放电电极固定板164、管筒形接电极165和位于管筒形接电极165下方的螺旋导流板166。通过将空气中的污染物,如尘埃、微生物等电离为离子,并被上针形放电电极161和下针形放电电极162吸引而聚集在静电除尘室106内,以除去空气中的部分污染物,起到四次净化的作用。
[0033] 如图4所示,为图2中B处放大图。臭氧分解室107内设有通过导管连接的氧化池171和还原池172,氧化池171内盛装有与臭氧发生反应生成铁离子和氧气的硫酸亚铁溶液171a和用以促进臭氧分解的催化剂171b,催化剂171b包括用作催化活性成分的负载金属氧化物的锰沸石和用作载体的泡沫金属网,还原池172内设有电解槽用以将铁离子电解为亚铁离子。氧化池171和还原池172之间设有高压水泵173用以将还原池172中生成的亚铁离子泵入氧化池171。
[0034] 臭氧在氧化池171内一方面与硫酸亚铁溶液171a发生氧化还原反应,生成氧气和硫酸铁溶液,另一方面臭氧在催化剂171b中活性成分的作用下常温分解,同时臭氧在催化剂171b表面分解形成的活性氧原子,具有较臭氧更强的氧化能力,当其与吸附在催化剂171b表面的载体接触,会进一步将其氧化降解,彻底除去臭氧;还原池172内设有电解槽用以将铁离子电解为亚铁离子,并通过高压水泵173将还原池172内生成的亚铁离子泵送至氧化池171,持续向氧化池171供应亚铁离子。
[0035] 如图5所示,本实用新型带除臭氧功能的空气净化装置的控制系统原理图。出风口 103设有臭氧浓度传感器132、二氧化碳浓度传感器133和氧气浓度传感器134,显示屏108实时显示各气体浓度,便于用户及时掌握空气中的各气体浓度。
[0036] 本实用新型的工作原理为:
[0037] 外界空气在进气风机121的作用下通过进风口 102进入箱体101内部;首先经过滤网122进行过滤,实现一次净化;然后,一次净化的空气进入吸附灭菌室104,通过二氧化碳吸附膜142吸收空气中的二氧化碳,通过活性炭纤维膜141吸收各种异味物质,起到二次净化的作用;二次净化后的空气进入紫外灭菌室105,紫外灯发出紫外线,一方面照射过滤网122上的光触媒,发生类似光合作用的光催化反应,将空气中的水或氧气催化成氧化能力极强的羟基自由基和超氧阴离子自由基、活性氧等高能量光生活性基团,这些高能量光生活性基团可分解各种具有不稳定化学键的有机物和部分无机物,如空气中的甲醛、苯等,并可破坏空气中细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体,另一方面,空气中的氧气在紫外线的照射下产生自由基和负离子,自由基和氧气在紫外线照射下又生成少量臭氧,进一步氧化空气中的有害物质,实现三次净化;三次净化后的空气进入静电除尘室106,空气在管筒型接电极下端的螺旋导流板166的作用下,沿螺旋导流板166旋转上升,由于惯性作用,虽然空气脱离螺旋导流板166,它仍呈旋转态势,与此同时一对上针形放电电极161和下针形放电电极162持续不断地产生电荷晕,使空气中的污染物,如尘埃、微生物等带电,在旋转气流作用下,各种荷电物质加速混合、碰撞在上针形放电电极161和下针形放电电极162之间的核心区域里,以除去空气中的微生物等污染物,实现四次净化。四次净化后的空气进入臭氧分解室107,四次空气净化过程中产生的臭氧在氧化池171内一方面与硫酸亚铁溶液171a发生氧化还原反应,生成氧气和硫酸铁溶液,另一方面臭氧在催化剂171b中活性成分的作用下常温分解,同时臭氧在催化剂171b表面分解形成的活性氧原子,具有较臭氧更强的氧化能力,当其与吸附在催化剂171b表面的载体接触,会进一步将其氧化降解,彻底除去臭氧;还原池172内设有电解槽用以将铁离子电解为亚铁离子,并通过高压水泵173将还原池172内生成的亚铁离子泵送至氧化池171,持续向氧化池171供应亚铁离子;除去臭氧的空气最后在出气风机131的作用下通过出风口 103流出箱体101内部供用户使用。
[0038] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.带除臭氧功能的空气净化装置,其特征在于:包括箱体、进风口、出风口、吸附灭菌室、紫外灭菌室、静电除尘室、臭氧分解室、显示屏和控制系统,所述进风口、吸附灭菌室、紫外灭菌室、静电除尘室、臭氧分解室和出风口依次连接,并同时与控制系统相连;所述进风口位于箱体侧边,出风口位于箱体顶部;所述吸附灭菌室内设有相互叠加呈峰谷状态的活性炭纤维膜与聚丙烯二氧化碳吸附膜;所述臭氧分解室内设有通过导管连接的氧化池和还原池,所述氧化池内盛装有与臭氧发生反应生成铁离子和氧气的硫酸亚铁溶液和用以促进臭氧分解的催化剂,所述催化剂包括用作催化活性成分的负载金属氧化物的锰沸石和用作载体的泡沫金属网,所述还原池内设有电解槽用以将铁离子电解为亚铁离子。
2.根据权利要求1所述的带除臭氧功能的空气净化装置,其特征在于:所述氧化池和还原池之间设有高压水泵用以将还原池中生成的亚铁离子泵入氧化池。
3.根据权利要求2所述的带除臭氧功能的空气净化装置,其特征在于:所述箱体内还设有靠近进风口的进气风机和靠近出风口的出气风机。
4.根据权利要求3所述的带除臭氧功能的空气净化装置,其特征在于:所述进气风机为离心风机,所述出气风机为轴流风机。
5.根据权利要求4所述的带除臭氧功能的空气净化装置,其特征在于:所述进风口还设有用以滤去尘埃微粒的过滤网,所述过滤网上喷涂有光触媒。
6.根据权利要求5所述的带除臭氧功能的空气净化装置,其特征在于:所述静电除尘室由两组静电场组成,每组静电场分别包括若干个对称设置的上针形放电电极和下针形放电电极,还包括上放电电极固定板、下放电电极固定板、管筒形接电极和位于管筒形接电极下方的螺旋导流板。
7.根据权利要求6所述的带除臭氧功能的空气净化装置,其特征在于:所述出风口设有臭氧浓度传感器、二氧化碳浓度传感器和氧气浓度传感器,所述显示屏实时显示各气体浓度。
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