CN215585979U - 一种多功能小型化离子场催化净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能小型化离子场催化净化装置，包括高压电源、针尖电极、第一放电电极、第二放电电极、离子场催化剂以及吸附催化模块；离子场催化剂放置于第一放电电极、第二放电电极之间，放电电极和离子场催化剂相互平行；针尖电极放置在第一放电电极外侧，且针尖电极上的金属针垂直指向第一放电电极；针尖电极与第二放电电极电连后与高压电源输出端连接，第一放电电极与高压电源的另一输出端连接；吸附催化模块设置在净化装置出口处。本实用新型体积小的同时兼具净味、杀菌、增益和灭杀病毒的多功能。

Description

一种多功能小型化离子场催化净化装置

技术领域

本实用新型涉及空气净化、异味消除、杀菌消毒与食品保鲜的技术领域，具体涉及一种多功能小型化离子场催化净化装置。

背景技术

空气净化最早用于工业废气净化，装置巨大；后随着人们生活水平提高，对家居环境空气的质量要求逐渐变高，家用净化器兴起，装置体积优化为约百升，相较于工业用净化装置体积得到极大减小，但百升级别的净化装置对于10～20m²的卧室或书房以及轿车等体积还是过于庞大，小型化净化装置成为需求点。

目前市面上各类空气净化装置的功能可汇总为除尘(PM2.5)、净味(甲醛、苯、臭味、VOCs)、杀菌(表面抗菌、过滤菌、杀灭菌)和增益(增氧、负离子)，随着疫情兴起的病毒杀灭也成为人们的关注热点。当净化装置体积缩小至百毫升级别时，受体积限制功能较为单一，产品种类较少。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种多功能小型化离子场催化净化装置，体积小的同时兼具净味、杀菌、增益和灭杀病毒的多功能。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种多功能小型化离子场催化净化装置，包括高压电源、针尖电极、第一放电电极、第二放电电极、离子场催化剂以及吸附催化模块；

所述离子场催化剂放置于第一放电电极、第二放电电极之间，放电电极和离子场催化剂相互平行；所述针尖电极放置在第一放电电极外侧，且针尖电极上的金属针垂直指向第一放电电极；针尖电极与第二放电电极电连后与高压电源输出端连接，第一放电电极与高压电源的另一输出端连接；所述吸附催化模块设置在净化装置出口处。

进一步地，所述针尖电极由PCB孔板上焊接1个以上金属针构成，针尖尖端到第一放电电极的距离不大于20mm。

进一步地，所述高压电源为负高压，连接针尖电极的一端输出负高压，另一端输出地极或正高压；输出高压为恒压模式输出或脉冲模式输出，高压电源两个输出端的电压差值范围为1kV～10kV。

进一步地，所述第一放电电极为切割线电极或切割孔板电极或印刷线板式电极或切割线-针复合电极；所述第二放电电极为切割线电极或孔板电极或印刷线板式电极或切割线-针复合电极。

进一步地，所述切割线-针复合电极由金属线电极和金属针尖电极复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型。

进一步地，所述金属线电极为板平面内的线条状结构；金属针尖电极为板平面内的三角针尖结构。

进一步地，所述金属针尖电极的针尖结构与水平面平行或弯折，弯折时与水平面所夹角度不大于90°；金属针尖结构数量为一个以上，多个金属针尖结构朝向同一方向或不同方向弯折。

进一步地，所述切割线电极、切割孔板电极和切割线-针复合电极周边包围绝缘边框，绝缘边框采用嵌入注塑的生产工艺。

进一步地，所述吸附催化模块为多孔蜂窝状的介质陶瓷，介质陶瓷表面涂覆有过渡金属及其氧化物复合涂层，并可同时含有氧化铝、氧化铈、氧化镧、氧化钛、氧化银、氧化锆、氧化锰、氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化铁或贵金属铂/钯/金/铑中的一种或多种活性组分。

进一步地，所述吸附催化模块为多孔蜂窝状的活性炭蜂窝，活性炭蜂窝表面浸渍有过渡金属及其氧化物复合涂层，并可同时含有氧化铝、氧化铈、氧化镧、氧化钛、氧化银、氧化锆、氧化锰、氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化铁或贵金属铂/钯/金/铑中的一种或多种活性组分。

进一步地，还包括循环风扇，循环风扇设置在净化装置入口处，用于提供流经针尖放电区域和离子场发生区域的空气；循环风扇的风道方向与离子场催化剂、吸附催化模块的孔道方向一致。

进一步地，所述循环风扇进风口处设有初效过滤网。

有益效果：

1、本实用新型的针尖放电区域，可以产生负离子、臭氧等活性组分，其中臭氧可以高效杀灭空气中细菌和病毒，负离子具备增益效果，能提升人体感官感受；同时在高压电驱动下一对放电电极相对放电，电离电极与催化剂周围的空气并激发催化剂表面涂层从而产生含有大量活性成分的离子场，不仅能进一步杀菌消毒，还可以有效分解净化空气中的VOCs或异味气体分子，起到净味作用；其次，本实用新型在装置出口设置吸附催化模块，可以吸附和分解放电过程产生的臭氧副产物等，保证出口空气清新；通过合理的结构布局，在较小的体积(300mL)内实现多种净化技术，使该小型化净化装置兼具杀菌、杀病毒、净味和负离子增益功能，体积小、功能多，可应用于冰箱、冷柜、鞋柜、桌面等小空间的杀菌净化。

2、本实用新型针尖电极由PCB板上焊接1个以上金属针构成，PCB板本身绝缘，其上有焊点便于电连，还可以根据需要预留电连接孔洞、接线洞，操作简便，容易加工。

3、本实用新型的切割线电极、切割孔板电极和切割线-针复合电极周边包围绝缘边框，既起到了放电电极的固定作用，又可降低金属电极的边缘放电效应，提高使用安全性；其次，可以利用绝缘边框隔离离子场催化剂和放电电极，通过绝缘边框的厚度控制二者间距，并替代用于隔离而引入的垫片，简化了结构；在与装置外壳装配时，由于绝缘边框具备一定厚度，相比于装置外壳内壁上加工的用于固定电极的卡槽结构，固定绝缘边框的卡槽更便于加工，容易安装，提高了生产效率，产品一致性更佳。

4、本实用新型切割线-针复合电极复合在同一板状电极上，采用金属切割一体化成型，便于加工及安装。

5、本实用新型在装置风扇进风口处设置一层初效过滤网，能够拦截空气中的毛发灰尘等大颗粒，避免这类大颗粒进入装置内，附着在放电电极表面影响装置的整体性能和安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中，1-高压电源，2-循环风扇，3-针尖电极，3-1-PCB孔板，3-2-金属针、4-离子场发生模组，4-1-第一放电电极，4-2-离子场催化剂，4-3-第二放电电极，5-吸附催化模块，6-外壳。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供了一种多功能小型化离子场催化净化装置，高压电源1、针尖电极3、离子场发生模组4、吸附催化模块5、循环风扇2以及外壳6；高压电源1、针尖电极3、离子场发生模组4、吸附催化模块5、循环风扇2均设置在外壳6内。

离子场发生模组4包括第一放电电极4-1、第二放电电极4-3及离子场催化剂4-2，离子场催化剂4-2放置于第一放电电极4-1、第二放电电极4-3之间，离子场催化剂4-2与第一放电电极4-1、第二放电电极4-3间的距离均不大于 3mm，放电电极和离子场催化剂4-2相互平行。针尖电极3放置在第一放电电极 4-1外侧，针尖电极3上的金属针垂直指向第一放电电极4-1，且针尖电极3的针尖尖端到第一放电电极4-1的距离不大于20mm；针尖电极3与第二放电电极 4-3电连后与高压电源1输出端连接，第一放电电极4-1与高压电源1的另一输出端连接；循环风扇2为离心风扇，循环风扇2设置在净化装置入口处，出风口朝向针尖电极3将空气从装置外吸入并由出风口吹出，依次通过针尖电极3、离子场发生模组4和吸附催化模块5，用于提供流经针尖放电区域和离子场发生区域的空气；吸附催化模块5设置在净化装置出口处，与入口在同一水平方向，同时位于第二放电电极4-3外侧，吸附催化模块5距第二放电电极4-3的距离不小于5mm。循环风扇2的风道方向与离子场催化剂4-2、吸附催化模块5的孔道方向一致。

高压电源1放置在外壳6上预留的高压电源槽内，并灌封环氧绝缘胶。高压电源1为负高压，连接针尖电极3的一端输出负高压，另一端输出地极或正高压；输出高压为恒压模式输出或脉冲模式输出，高压电源两个输出端的电压差值范围为1kV～10kV。

第一放电电极4-1、第二放电电极4-3为切割线电极或切割孔板电极或印刷线板式电极或切割线-针复合电极；第一放电电极4-1和第二放电电极4-3的电极结构可以相同，也可以不同。优选地，若选择切割线电极和切割线-针复合电极，则切割线电极、切割孔板电极和切割线-针复合电极的周边包围绝缘边框，绝缘边框一般采用塑料。切割线电极、切割孔板电极和切割线-针复合电极周边包围绝缘边框采用嵌入注塑的生产工艺。切割线-针复合电极由金属线电极和金属针尖电极复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型。金属线电极为板平面内的线条状结构，线条截面可为圆形或者矩形。金属针尖电极为板平面内的三角针尖结构。金属线电极和金属针尖电极为以不锈钢板、钨钢板等金属板作为基材，通过冲压、线切割和激光切割工艺，在金属板上加工出线条和针尖的造型。针尖结构与水平面平行或弯折，弯折时与水平面所夹角度不大于90°。优选地，金属针尖电极成对使用，但是也可以单个使用。成对使用的金属针尖电极的针尖结构可以朝向同一方向或不同方向弯折。

采用具有绝缘边框的放电电极，可以直接利用绝缘边框来隔离离子场催化剂和放电电极，并利用其厚度来控制离子场催化剂和放电电极间距；也可以利用外壳6内壁加工的用于固定放电电极和离子场催化剂的卡槽来调整间距。

吸附催化模块5可以为多孔蜂窝状的介质陶瓷，介质陶瓷表面涂覆有过渡金属及其氧化物复合涂层，并可同时含有氧化铝、氧化铈、氧化镧、氧化钛、氧化银、氧化锆、氧化锰、氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化铁或贵金属铂/钯/ 金/铑中的一种或多种活性组分。吸附催化模块5也可以为多孔蜂窝状的活性炭蜂窝，活性炭蜂窝表面浸渍有过渡金属及其氧化物复合涂层，并可同时含有氧化铝、氧化铈、氧化镧、氧化钛、氧化银、氧化锆、氧化锰、氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化铁或贵金属铂/钯/金/铑中的一种或多种活性组分。

在一优选实施例中，如图1所示，针尖电极3由三根金属针3-2和一个条形PCB孔板3-1组成，金属针3-2为镀金针，镀金针穿过PCB孔板3-1上预留的焊点焊接PCB板上；离子场发生模组4靠近针尖一侧的第一放电电极4-1为塑料包边的切割孔板电极，另一侧的第二放电电极4-3为塑料包边的切割丝电极；针尖电极3与第一放电电极4-1的距离为10～20mm，离子场催化剂4-2距离第一放电电极4-1和第二放电电极4-3的距离均为0.5～3mm，吸附催化模块 5距离第二放电电极4-3的距离为5～15mm。高压电源1负高压输出端为脉冲输出，峰值电压为-2～3kV，另一侧为正高压输出，为脉冲正高压，峰值电压为0.5～ 2kV，脉冲输出的频率范围1～40kHz。

高压电源1启动后，高压电施加在针尖电极3和离子场发生模组4的放电电极上，针尖电极3对相邻离子场发生模组4的第一放电电极4-1放电，产生负离子、臭氧等活性离子，高效灭杀通过该区域空气中的细菌和病毒；离子场发生模组4的一对放电电极(即第一放电电极4-1、第二放电电极4-3)相对放电，激发放电电极对内置离子场催化剂4-2，在离子场催化剂4-2表面产生大量高能活性组分，能有效净化通过该区域空气中的挥发性有机物分子或异味气体分子，起到净味作用；在循环风扇2作用下，外界空气进入净化装置内依次通过针尖放电区域和离子场发生区域，净化后的空气通过吸附催化模块5后排出，吸附催化模块5可吸附和分解放电过程产生的臭氧副产物，保证出口空气的洁净清新。

优选地，在循环风扇2进风口处可设置一层初效过滤网，用于拦截空气中的毛发灰尘等大颗粒，避免这类大颗粒进入装置内，附着在放电电极表面影响装置的整体性能和安全性。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (12)

1.一种多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，包括高压电源、针尖电极、第一放电电极、第二放电电极、离子场催化剂以及吸附催化模块；

所述离子场催化剂放置于第一放电电极、第二放电电极之间，放电电极和离子场催化剂相互平行；所述针尖电极放置在第一放电电极外侧，且针尖电极上的金属针垂直指向第一放电电极；针尖电极与第二放电电极电连后与高压电源输出端连接，第一放电电极与高压电源的另一输出端连接；所述吸附催化模块设置在净化装置出口处。

2.如权利要求1所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述针尖电极由PCB孔板上焊接1个以上金属针构成，针尖尖端到第一放电电极的距离不大于20mm。

3.如权利要求1所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述高压电源为负高压，连接针尖电极的一端输出负高压，另一端输出地极或正高压；输出高压为恒压模式输出或脉冲模式输出，高压电源两个输出端的电压差值范围为1kV～10kV。

4.如权利要求1所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述第一放电电极为切割线电极或切割孔板电极或印刷线板式电极或切割线-针复合电极；所述第二放电电极为切割线电极或孔板电极或印刷线板式电极或切割线-针复合电极。

5.如权利要求4所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述切割线-针复合电极由金属线电极和金属针尖电极复合在同一板状电极上构成，采用金属切割工艺一体化成型。

6.如权利要求5所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述金属线电极为板平面内的线条状结构；金属针尖电极为板平面内的三角针尖结构。

7.如权利要求5所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述金属针尖电极的针尖结构与水平面平行或弯折，弯折时与水平面所夹角度不大于90°；金属针尖结构数量为一个以上，多个金属针尖结构朝向同一方向或不同方向弯折。

8.如权利要求4所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述切割线电极、切割孔板电极和切割线-针复合电极周边包围绝缘边框，绝缘边框采用嵌入注塑的生产工艺。

9.如权利要求1所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述吸附催化模块为多孔蜂窝状的介质陶瓷，介质陶瓷表面涂覆有过渡金属及其氧化物复合涂层，并可同时含有氧化铝、氧化铈、氧化镧、氧化钛、氧化银、氧化锆、氧化锰、氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化铁或贵金属铂/钯/金/铑中的一种或多种活性组分。

10.如权利要求1所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述吸附催化模块为多孔蜂窝状的活性炭蜂窝，活性炭蜂窝表面浸渍有过渡金属及其氧化物复合涂层，并可同时含有氧化铝、氧化铈、氧化镧、氧化钛、氧化银、氧化锆、氧化锰、氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化铁或贵金属铂/钯/金/铑中的一种或多种活性组分。

11.如权利要求1所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，还包括循环风扇，循环风扇设置在净化装置入口处，用于提供流经针尖放电区域和离子场发生区域的空气；循环风扇的风道方向与离子场催化剂、吸附催化模块的孔道方向一致。

12.如权利要求11所述的多功能小型化离子场催化净化装置，其特征在于，所述循环风扇进风口处设有初效过滤网。

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