CN210663141U - 一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，包括上层控制台、中层反应区和下层进风口；上层控制台内置高压电源和控制回路，控制回路包括微型电动机，微型电动机和高压电源电连接；中层反应区内置高压旋转电极和筒状接地极，高压旋转电极与筒状接地极之间形成等离子体反应区域，高压旋转电极由金属旋转轴和锯齿状不锈钢板组成，筒状接地极的内壁上覆盖一层碳毡；下层进风口设有涡轮风扇，涡轮风扇与高压旋转电极分别与微型电动机电连接，微型电动机带动高压旋转电极与涡轮风扇的旋转。本实用新型不但具有体积小、结构简单、处理效果理想等特点，而且能够解决现有等离子体室内空气净化技术存在装置复杂、处理量小等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及室内空气净化技术领域，特别涉及一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置。
背景技术
人们生活水平不断提高，对居室、办公室等室内空气环境的要求也越来越高。由于装饰材料、家具家电等各种因素综合影响，室内空气质量经常存在不达标的现象。常见的室内污染物主要包括甲醛、苯、颗粒物、细菌、病毒等物质，其中醛类、苯类污染物具有持续不断挥发、不易彻底去除等特点，且空气中漂浮的灰尘颗粒、细菌等物质也会严重影响人体健康。因此，保持室内空气质量良好非常重要。
传统的室内空气净化方法主要有过滤法、静电除尘法、紫外杀菌消毒法等，它们存在去除效率低、使用局限多、应用范围小、维护成本高、易饱和、寿命短、二次污染等缺点。(1)过滤法：滤材主要为纤维或具吸附效果的活性炭，对空气中灰尘、异味进行过滤，以净化空气。但是该方法无法从根本上对空气进行净化处理，且需定期更换滤材，甚至可能产生二次污染。(2)静电除尘法：对空气进行放电，使空气中灰尘带电，再利用集尘装置捕集带电灰尘，达到净化空气的目的。但是该方法不能去除空气中的异味、细菌和有机污染物，且设置和使用不便。(3)紫外杀菌消毒法：利用紫外线灭活空气中的病菌、降解有机污染物，但不能起到除尘作用。
低温等离子体技术是通过低温等离子体发生器发生的强电离场和气体放电，使空气中的水分子和气体分子电离，产生化学性质极其活泼的活性基团，与空气中的污染物发生一系列复杂的氧化还原反应，分解挥发性有机物，由此实现空气净化的目的。这些自由基对于微生物也具有很强的灭活作用，在消除有机污染的同时实现了灭菌目的。低温等离子体技术因其处理效率高、无二次污染、应用方便等技术优势，近年来迅速发展成为废气研究领域的前沿方向。因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，不但具有体积小、结构简单、处理效果理想等特点，而且能够解决现有等离子体室内空气净化技术存在装置复杂、处理量小等问题。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：
一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，包括上层控制台、中层反应区和下层进风口；上层控制台内置高压电源和控制回路，控制回路包括微型电动机，微型电动机和高压电源电连接；中层反应区内置高压旋转电极和筒状接地极，高压旋转电极与筒状接地极之间形成等离子体反应区域，高压旋转电极由金属旋转轴和锯齿状不锈钢板组成，筒状接地极的内壁上覆盖一层碳毡；下层进风口设有涡轮风扇，涡轮风扇与高压旋转电极分别与微型电动机电连接，微型电动机带动高压旋转电极与涡轮风扇的旋转。
进一步，上层控制台还设有显示屏和功能按键。
进一步，控制回路还包括空气质量传感器和报警装置。
进一步，锯齿状不锈钢板表面涂覆纳米二氧化锰涂层。
进一步，筒状接地极由金属板制成。
进一步，筒状接地极外部设有一个绝缘外壳。
进一步，在筒状接地极、碳毡和绝缘外壳均进行孔状阵列处理。
进一步，筒状接地极和碳毡上的孔径为2mm，绝缘外壳上孔径为1mm。
进一步，下层进风口还设有尼龙滤网。
采用上述方案后，由于本实用新型是以物理吸附和电晕放电等离子体处理为原理的新型室内空气净化装置，该装置可对微生物、有毒有害气体等进行吸附，再通过电晕放电对其进行处理。利用电晕放电产生的高能电子、自由基、激发态原子及离子等活性粒子，与难降解的有机污染物分子发生反应，使其最终分解为CO2和H2O等无毒产物。同时，可有效地破坏各种病毒、细菌中的核酸、蛋白质，使其不能进行正常代谢和生物合成，致其死亡，从而达到高效、节能、无二次污染等目的。本实用新型具有以下优点：
1.解决传统方法中无法对空气中的微生物和有毒有害气体进行同步处理的问题，并对悬浮颗粒进行有效收集；
2.弥补常见物理吸附法中需要定期更换吸附材料的缺陷，净化空气的同时对吸附材料进行放电处理，达到吸附材料的再生和持续利用；
3.中层反应区的放电区域，采用了高吸附性的碳毡，对微生物、有毒有害气体进行吸附，并利用旋转高压电极，对其进行全面、充分、持续地原位清理；
4.该装置外形美观、小巧灵活、安装方便，可轻松固定于墙上，对室内空间要求很小。
附图说明
图1是本实用新型的爆炸效果正视图；
图2是本实用新型中层反应区的示意图；
图3是本实用新型下层进风口的示意图。
标号说明
上层控制台1 液晶显示屏2 功能按键3 微型电动机4
绝缘连接器5 高压极轴6 中层反应区7 下层进风口8
尼龙滤网9 锯齿状不锈钢板10 碳毡11
筒状接地极12 绝缘外壳13 涡轮风扇14
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。本实用新型所揭示的是一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，如图1所示，包括上层控制台1、中层反应区7和下层进风口8。上层控制台1、中层反应区7和下层进风口8三层结构之间用凹凸槽位或旋转螺纹进行连接。
上层控制台1内置高压电源和控制回路，控制回路包括微型电动机4，微型电动机4和高压电源电连接。其中高压电源预留了太阳能供电接口，可以实现市电和太阳能两种供电方式。在本实施例中，控制回路主要包括微型电动机4、空气质量传感器、报警装置等。
如图2所示，中层反应区7内置高压旋转电极6和筒状接地极12，高压旋转电极6与筒状接地极12之间形成等离子体反应区域，高压旋转电极6由金属旋转轴和锯齿状不锈钢板10组成，在本实施例中，使用电刷对金属旋转轴和高压电源引出线进行电连接处理，锯齿状不锈钢板10厚度为0.5～1mm。
筒状接地极12的内壁上覆盖一层碳毡11，碳毡11的厚度为1mm。碳毡11可对空气中的微生物和有毒有害气体进行有效吸附，确保了接触几率和停留时间，提高了空气净化效率，使放电处理更充分。
下层进风口8设有涡轮风扇14，其中涡轮风扇14由绝缘材料制成，空气经涡轮风扇14抽吸，从下方进风口8处，进入中层反应区7进行净化处理。涡轮风扇14与高压旋转电极6分别与微型电动机电4连接，微型电动机4带动高压旋转电极6与涡轮风扇的旋转。在连接处均进行绝缘处理，绝缘材质可为橡胶、树脂等材料。在本实施例中，采用了绝缘连接器5，当然也可以采用气体绝缘方式，在此不在赘述。
进一步，上层控制台1还设有显示屏2和功能按键3，在本实施例中，功能按键3包括电源开关，空气监测，节能模式、正常模式和强劲模式。其中液晶显示屏2可实时显示空气质量和运行模式，功能按键3可实现用户主动控制装置的运行与调节。
进一步，控制回路还包括空气质量传感器和报警装置(图中未画出)。空气质量传感器可对室内空气质量进行实时监测，当空气质量未达标时，自动触发报警装置进行10s报警提示，同时触发装置控制开关，开始对室内空气进行放电处理。
在正常情况下，装置处于待机状态，当室内空气不达标时(TVOC>0.5mg/m3)，自动启动装置，进行放电处理。除自动适应模式外，还可由用户主动选择模式。
该装置内置空气质量传感器，根据不同空气质量，通过控制回路实现三种模式自动切换，各模式下放电功率不同，使处理强度也不同。
节能模式(0.5mg/m3≤TVOC<1.0mg/m3，100W)，正常模式(1.0mg/m3≤TVOC<5mg/m3，200W)，强劲模式(TVOC≥5mg/m3，300W)。
高压电源电压调节范围为3～15kV，优选5kV；频率调节范围为5～15kHz，优选10kHz；高压旋转电极转速范围为0～1200r/min，优选600r/min；放电功率范围为100～300W，可切换调节，参数选择以能够产生稳定、均匀的电晕放电为准，经过该装置处理后的空气，可达到国家规定标准。
进一步，锯齿状不锈钢板10表面涂覆纳米二氧化锰涂层，涂层厚度优选10μm。电晕放电激发产生的等离子体可与纳米二氧化锰涂层进行光催化协同反应，可在保持一定放电功率的前提下，增强等离子体净化空气效率，并能分解空气放电等离子体的副产物臭氧和氮氧化物，很好地解决了等离子体空气净化效率与臭氧和氮氧化物浓度超标之间的矛盾。
进一步，筒状接地极12由金属板制成，厚度约为1mm。
进一步，筒状接地极12外部设有一个绝缘外壳13，绝缘外壳13起到结构支撑和绝缘作用。
进一步，在筒状接地极12、碳毡11和绝缘外壳13均进行孔状阵列处理，筒状接地极12和碳毡11上的孔径为2mm，绝缘外壳上孔径为1mm。经放电处理后的空气，经筒状接地极12、碳毡11和绝缘外壳13上的孔(出风口)排出。
进一步，如图3所示，下层进风口8还设有尼龙滤网9。尼龙滤网9作为初步过滤，置于涡轮风扇14下方，可有效防止空气中大颗粒、毛发等杂物被带入装置内部，尼龙滤网9可轻松抽出，便于清洗。
本实用新型将吸附法和低温等离子体方法相结合的室内空气净化方法，其主要特点在于，用具有高吸附性的碳毡11，将其附于装置筒状接地极12表面，通过装置底部下层进风口8的涡轮风扇14带动空气向等离子体反应区流动，碳毡11有效吸附甲醛、苯、氨等有毒有害气体和微生物，加长了停留时间，使反应更充分。
使用锯齿状不锈钢板10作为高压旋转电极6，较小的电极曲率半径使电极区域的电场有效增强，保证了高效的局部稳定放电，放电产生大量电子、离子和包括自由基在内的中性粒子，引发一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质，或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质，从而使污染物得以降解去除。除此，放电产生的臭氧也可以对有毒有害物质进行氧化分解。最后通过高压旋转电极6自身旋转，将净化后的空气向四周吹出，如此循环吸附、处理，从而达到碳毡11自我原位清理、空气降解净化的目的。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故但凡依本实用新型的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本实用新型专利涵盖的范围之内。
Claims (9)
1.一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，其特征在于：包括上层控制台、中层反应区和下层进风口；上层控制台内置高压电源和控制回路，控制回路包括微型电动机，微型电动机和高压电源电连接；中层反应区内置高压旋转电极和筒状接地极，高压旋转电极与筒状接地极之间形成等离子体反应区域，高压旋转电极由金属旋转轴和锯齿状不锈钢板组成，筒状接地极的内壁上覆盖一层碳毡；下层进风口设有涡轮风扇，涡轮风扇与高压旋转电极分别与微型电动机电连接，微型电动机带动高压旋转电极与涡轮风扇的旋转。
2.根据权利要求1所述的一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，其特征在于：上层控制台还设有显示屏和功能按键。
3.根据权利要求1所述的一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，其特征在于：控制回路还包括空气质量传感器和报警装置。
4.根据权利要求1所述的一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，其特征在于：锯齿状不锈钢板表面涂覆纳米二氧化锰涂层。
5.根据权利要求1所述的一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，其特征在于：筒状接地极由金属板制成。
6.根据权利要求1所述的一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，其特征在于：筒状接地极外部设有一个绝缘外壳。
7.根据权利要求6所述的一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，其特征在于：在筒状接地极、碳毡和绝缘外壳均进行孔状阵列处理。
8.根据权利要求1所述的一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，其特征在于：筒状接地极和碳毡上的孔径为2mm，绝缘外壳上孔径为1mm。
9.根据权利要求1所述的一种原位清理低温等离子体室内空气净化装置，其特征在于：下层进风口还设有尼龙滤网。
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