CN206786911U - 多项耦合负氧离子空气净化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种多项耦合负氧离子空气净化器，包括机箱、过滤段、蒸汽变相段、光电催化段、负离子释放段和智能监控系统；机箱(1)的壳体内安装各个处理段和智能监控系统；过滤段包括初过滤段(2)和精过滤段，对空气进行过滤；蒸汽变相段(4)包括水箱(10)、超声雾化换能器(13)和蒸汽出口(12)，产生的超声波将水雾化由液相变成气相进行捕捉颗粒物成物相；光电催化段的负极位于光电催化正极(6)和紫外光发生器之间对气相捕捉颗粒物进行光电催化分解；负离子释放段(9)对超声雾化的水分子起催离作用产生负氧离子。本装置能过滤脱尘、分解除尘、杀毒灭菌、空气加湿和负氧离子释放，可净化空气、消除人体疲劳、促进人体健康。

Description

多项耦合负氧离子空气净化器

技术领域

本实用新型涉及空气净化技术，尤其是涉及一种集光电催化技术、蒸汽相变技术、微孔过滤技术和负离子活化技术等多物理手段相耦合的被动式空气净化器。

背景技术

近年来，由于PM2.5和雾霾天气的不断出现，人们对空气污染造成的健康危害认识越来越清晰，重视程度越来越高，空气净化的需求越来越迫切，对空气净化装置的需求数量越来越大。国家《空气净化器》相关标准中把空气净化器定义为“从空气中分离和去除一种或多种污染物的设备。对空气中的污染物有一定去除能力的装置”。主要是指房间内使用的单体式空气净化器以及集中空调通风系统内的模块式空气净化器。

当前，大多空气净化器是过滤器方式。过滤器在去除空气中的恶臭、有毒化学品和有毒气体方面具有非常好的效果，但不能去除霉菌孢子、病毒或细菌及纳米级颗粒物，新型主流净化技术有活性炭吸附技术、离子过滤技术、臭氧杀菌技术、HEPA过滤技术、静电集尘技术、光触媒技术。市场上空气净化器大都主要构成有：机箱外壳、过滤段、风道设计、电机、电源、液晶显示屏等。而新的家庭和写字间用空气净化器，不仅能清洁空气中的有毒气体，还能净化空气，去除空气中的细菌、病毒、灰尘、花粉、霉菌孢子等。

临床实验表明：负离子可有效扩张冠状动脉增加冠状动脉血流量，调整心率使血管反应和血流速度恢复正常，从而对缓解心绞痛，恢复正常血压有良好效果，通过心电图X线发现，负离子可有效改善心功能和心肌营养不良状况。基于以上两种机能，空气负离子对高血压、高血脂等心脑血管病有良好的作用。离子具有调整免疫细胞量子平衡和蛋白分解功能，从而达到功能正常化，调整免疫功能作用，可使失调的免疫功能正常化，消除机体变态反应，达到治疗哮喘之效果。中国空气负离子暨臭氧研究学会研究结果分析，空气负离子对于治疗缓解人体呼吸急促、胸闷，对疲劳、失眠等神经系统引起的不适症状具有显著的疗养功效，尤其是孕妇的孕期综合症的治疗和护理疗效更显著，因此，在空气净化器中加入负离子发生装置也是发展方向。

上述现有的空气净化技术各有特点，但是还没有真正在简单实用和技术创新上进行突破，尤其是纳米级颗粒物的捕捉和分解问题。均存在过滤效率低下、功能单一、智能水平不高以及用户使用不方便得缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是将光电催化技术、蒸汽相变技术、微孔过滤技术和负离子活化技术等多物理手段相结合，提出一种具有过滤脱尘、分解除尘、杀毒灭菌、空气加湿和负氧离子释放等功能的多项耦合负氧离子空气净化器。

为了实现本实用新型的目的，提出以下技术方案：

一种多项耦合负氧离子空气净化器，所述空气净化器包括机箱、过滤段、蒸汽变相段、光电催化段、负离子释放段和智能监控系统；其中，

所述箱1的壳体内安装各个处理段和智能监控系统，机箱1具有风道3，进入的空气通过风道3，经各个处理段净化后排出机箱1的外壳；

所述过滤段包括初过滤段2和精过滤段，所述初过滤段2设置在风道3的进风口，精过滤段设置在负离子释放段9后方，外部空气首先经初过滤段2过滤后进入机箱1内，经过各个处理段处理，最后通过精过滤段过滤后，经所述风道3排出；

所述蒸汽变相段(4)包括水箱(10)、超声雾化换能器(13) 和蒸汽出口(12)，所述超声雾化换能器(13)为高频谐振的陶瓷雾化片，产生的超声波将水雾化由液相变成气相进行捕捉颗粒物成固相，通过蒸汽出口(12)进入光电催化段；

所述光电催化段包括紫外光发生器、光电催化正极6和负极7，负极位于光电催化正极6和紫外光发生器之间；

所述负离子释放段9包括纳米负离子粉，受到紫外线的光电效应，对超声雾化的水分子起催离作用产生负氧离子。

所述超声雾化换能器13的陶瓷雾化片产生1.7兆赫的超声波。

所述紫外光发生器产生波长185纳米-254纳米的UVC紫外线；光电催化段的催化电压为稳恒DC1V-12V，催化电极正极为以316L 不锈钢为基板的多孔催化板，将二氧化钛纳米催化剂附着在基板上形成催化电极正极，负极为与正极相对的金属板或条；

所述催化电极正极的制作是将316L不锈钢金属丝附着催化剂烧结成孔，孔系率在38％，孔径平均在5微米，大孔40微米；所述催化剂为纳米二氧化钛和部分尖晶石或稀土材料。

所述纳米负离子粉是人工合成或者配比的复合矿物，所述复合矿物为电气石粉镧系元素或者稀土元素，其中稀土元素的配比比例为 60％以上。

所述智能监控系统11包括监测设备、电源和显示屏，通过内置的监测设备实时对空气的质量做出优良中差的判断，根据空气质量情况选择使用空气净化器流量和功率；并对过滤段的滤网和水箱的水位进行监控。

本实用新型将光电催化技术、蒸汽相变技术、微孔过滤技术和负离子活化技术的多物理手段相结合，提出的多项耦合负氧离子空气净化器具有过滤脱尘、分解除尘、杀毒灭菌、空气加湿和负氧离子释放等功能，净化效率高；捕集到的颗粒经光电催化分解无害化矿化；过滤功能具有过滤精度高、卫生级别高、可自洁、可清洗、耐久使用等独特优点；负离子活化能够净化空气、消除人体疲劳、促进人体健康。

附图说明

图1是本实用新型空气净化器整体结构示意图；

图2是本空气净化器的光电催化装置示意图；

图3是本空气净化器的饱和水汽发生器示意图。

其中：

1机箱、2初过滤段、3风道、4蒸汽变相段、5电机、6光电催化正极、7光电催化负极、8紫外光发生器、9负离子释放段、10水箱、11智能控制系统、12蒸汽出口、13超声雾化换能器

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。

图1是本实用新型空气净化器整体结构示意图；如图所示，本空气净化器的结构构成包括以下部分：

机箱1、过滤段、蒸汽变相段4、光电催化段、负离子释放段9 和智能监控系统11；其中，

机箱外壳1内容纳各个处理段，机箱外壳1具有风道3，进入的空气通过风道3，经各个处理段净化后排出机箱外壳1；

过滤段包括初过滤段2和精过滤段，初过滤段2设置在风道3的进风口，精过滤段设置在负离子释放段9后，外部空气首先经初过滤段2过滤后进入机箱1内，经处理后，最后通过精过滤段过滤后，经风道3排出；

蒸汽变相段4包括水箱10、超声雾化换能器13和蒸汽出口12，超声雾化换能器13为能够产生高频谐振的陶瓷雾化片，通过产生的 1.7兆赫的超声波将的水变相雾化，通过蒸汽出口12进入光电催化段；

光电催化段包括紫外光发生器和光电催化正极6和负极7，紫外光发生器以185纳米-254纳米的UVC为主；催化电压以稳恒DC1V -12V确定；催化电极正极以316L不锈钢为基板的多孔催化板，二氧化钛等纳米催化剂附着在不锈钢基板形成催化电极正极，负极为与正极相对的金属板或条；多孔催化板是将316L不锈钢金属丝附着催化剂烧结成孔，孔系率在38％，孔径平均在5微米，大孔40微米；催化剂主要有纳米二氧化钛和部分尖晶石及稀土材料。

负离子释放段9，纳米负离子粉受到紫外线的光电效应对水分子催离作用产生负氧离子，纳米负离子粉是人工合成或者配比的一种复合矿物，一般为电气石粉镧系元素或者稀土元素，其中稀土元素的配比比例大大超过了电气石粉，占到了60％以上。

智能监控系统11通过内置的监测设备实时对空气的质量做出优良中差的判断，根据空气质量情况选择使用空气净化器流量和功率；并对滤网和水箱的水位等进行监控。

净化流程：

空气流动通过初过滤段，经微孔过滤进入风道-超声雾化生成蒸汽相变-微风扇空气加压-光电催化进行氧化矿化、分解杀毒-负氧离子产生并释放，精过滤催离负氧离子并过滤分解矿化物，净化加湿空气。

技术原理：

图2是本空气净化器的光电催化装置示意图；光电催化技术就是光电互补催化技术。光催化剂有一个致命的弱点，即光生空穴一电子对的复合率较高，提高光催化效率的关键在于减少光生空穴一电子对的复合率，光电结合催化即电场催化协助光催化技术(协同作用)是最为有效的方法。光采用紫外线，以UVC为主；电极构成光化学电池，负极在中心，多孔催化板为正极；催化剂多用二氧化钛为主的多元纳米材料，空气提供氧气。

TiO2光电组合效应把导带电子的还原过程同价带空穴的氧化过程从空间位置上分开(与半导体微粒相比较)，明显地减少了电子和空穴的复合，结果大大增加了半导体表面·OH的生成效率防止了氧化中间产物在阴极上的再还原导带电子能被引到阴极还原水中的H+，因此不需要向系统内鼓入作为电子俘获剂的O2；半导体氧化物光催化板作为工作电极，金属丝为对电极，稳恒电源作为参比电极构成光电化学电池。

催化紫外线光源以185纳米-254纳米的UVC为主；催化电压以稳恒DC1V-12V确定，根据催化的效率和水质情况调整；催化电极分为正、负两极，正极以二氧化钛等纳米催化剂附着在316L不锈钢基板为催化电极正极，负极为金属板或条为负极，与正极相对；多孔催化板是316L不锈钢金属丝附着催化剂烧结成孔，孔系率在38％，孔径平均在5微米，大孔40微米；催化剂主要有纳米二氧化钛和部分尖晶石及稀土材料。

图3是本空气净化器的饱和水汽发生器示意图。说明如何产生过饱和水汽环境。蒸汽相变促进颗粒物脱除，在过饱和水汽环境中，水汽在细颗粒物表面凝结，并同时产生热泳和扩散泳作用，促使细颗粒迁移运动，相互碰撞接触，使细颗粒物粒径增大、质量增加，从而提高惯性捕集作用，捕集颗粒经光电催化分解矿化。

蒸汽变相是通过1.7兆赫的超声波将水箱的水变相雾化(超声波雾化利用电子高频震荡，通过陶瓷雾化片的高频谐振，将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水雾)，形成饱和雾化后的饱和水汽在布朗运动和风扇负压作用下加速运动，碰撞吸附了空气中的细小颗粒物形成大颗粒物，由于有水存在的颗粒物，被紫外光分解和电分解的同时催化分解作用下-OH根进行氧化分解颗粒物，进行无害化矿化。

负离子活化是负离子粉的催离应用，天然、无味、无毒、安全性能好。具有净化空气、消除人体疲劳、促进人体健康的作用。此外负离子粉还具有抑菌、除菌作用，并具有明显的除臭功能。空气负离子发生功能是空气中气体分子电离的机理，主要靠外界催离素对气体作用的结果，催离素有紫外线、光电效应等。负离子粉体中的成分具有热电性和压电性，因此在有温度和压力变化的情况下，即使微小的变化即能引起成分晶体之间的电势差，静电高达100万电子伏特，从而使空气发生电离，被击中的电子附着于邻近的水和氧气分子并使它转化为空气负离子，即负氧离子。

通过纳米负离子粉的催离作用活化产生负离子，水分子催离出来的就是负氧离子。纳米负离子粉与PE过滤板相结合，来接受到紫外线的光电效应产生催离作用。纳米负离子粉是人工合成或者配比的一种复合矿物，一般都是电气石粉镧系元素或者稀土元素，其中稀土元素的配比比例大大超过了电气石粉，稀土占到了60％以上。

智能监控系统简单理解为空气质量的监督员，通过内置的监测设备可以实时对空气的质量做出优良中差的判断，可以根据空气质量情况选择使用空气净化器流量和功率。另外智能监控系统还能对滤网和水箱的水位等进行监控，方便用户了解空气净化器的工作状态。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多项耦合负氧离子空气净化器，其特征在于，所述空气净化器包括机箱、过滤段、蒸汽变相段、光电催化段、负离子释放段和智能监控系统；其中，

所述机箱(1)的壳体内安装各个处理段和智能监控系统，机箱(1)具有风道(3)，进入的空气通过风道(3)，经各个处理段净化后排出机箱(1)的外壳；

所述过滤段包括初过滤段(2)和精过滤段，所述初过滤段(2)设置在风道(3)的进风口，精过滤段设置在负离子释放段(9)后方，外部空气首先经初过滤段(2)过滤后进入机箱(1)内，经过各个处理段处理，最后通过精过滤段过滤后，经所述风道(3)排出；

所述蒸汽变相段(4)包括水箱(10)、超声雾化换能器(13)和蒸汽出口(12)，所述超声雾化换能器(13)为高频谐振的陶瓷雾化片，产生的超声波将水雾化由液相变成气相进行捕捉颗粒物成固相，通过蒸汽出口(12)进入光电催化段；

所述光电催化段包括紫外光发生器、光电催化正极(6)和负极(7)，负极位于光电催化正极(6)和紫外光发生器之间；

所述负离子释放段(9)包括纳米负离子粉，受到紫外线的光电效应，对超声雾化的水分子起催离作用产生负氧离子。

2.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于，所述超声雾化换能器(13)的陶瓷雾化片产生1.7兆赫的超声波。

3.根据权利要求2所述的空气净化器，其特征在于，所述紫外光发生器产生波长在185纳米-254纳米的UVC紫外线；光电催化段的催化电压为稳恒DC1V-12V，催化电极正极为以316L不锈钢为基板的多孔催化板，将二氧化钛纳米催化剂附着在基板上形成催化电极正极，负极为与正极相对的金属板或条。

4.根据权利要求3所述的空气净化器，其特征在于，所述催化电极正极的制作是将316L不锈钢金属丝附着催化剂烧结成孔，孔系率在38％，孔径平均在5微米，大孔40微米；所述催化剂为纳米二氧化钛和部分尖晶石或稀土材料。

5.根据权利要求4所述的空气净化器，其特征在于，所述纳米负离子粉是人工合成或者配比的复合矿物，所述复合矿物为电气石粉镧系元素或者稀土元素，其中稀土元素的配比比例为60％以上。

6.根据权利要求5所述的空气净化器，其特征在于，所述智能监控系统(11)包括监测设备、电源和显示屏，通过内置的监测设备实时对空气的质量做出优良中差的判断，根据空气质量情况选择使用空气净化器流量和功率；并对过滤段的滤网和水箱的水位进行监控。