CN215901247U - 一种气体净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的气体净化装置，包括壳体，所述壳体内设置有过流腔，所述过流腔包括进风口和出风口，所述过流腔内包括：吸附单元，包括间隔设置的第一电极和第二电极，以及设置在两者间的绝缘层，所述第一电极和第二电极分别与交流电源连接，两者这样设置，实现了导电吸附材料上“吸附－降解－再吸附”的可再生循环，避免其发生吸附饱和或脱附的问题，克服现有技术中的空气污染物净化方式存在气体净化时间短或净化不充分的缺陷，从而提供一种稳定长效的气体净化方式。

Description

一种气体净化装置

技术领域

本实用新型涉及空气净化技术领域，具体涉及一种气体净化装置。

背景技术

如今，空气污染严重危害着人类健康，其中PM2.5、有机挥发物(VOCs)如甲醛等污染物，作为常见的有害物质，与我们的日常生活息息相关。目前，对于空气污染物中危害较大的甲醛等污染物的净化技术，主要包括物理吸附法、化学法、微生物法和低温等离子体法。

但是，物理吸附法、化学法和微生物法虽然可以起到良好的除醛效果，但是都存在吸附饱和或催化剂失效等限制其寿命和应用的不利因素，难以实现长效的气体净化，而低温等离子体法相比上述方式具有处理效率高、副产物少、反应条件温和、温度压力要求底等优点，但其也存在作用时间短、与污染物反应不充分等问题，难以实现稳定充分的气体净化。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的空气污染物净化方式存在气体净化时间短或净化不充分的缺陷，从而提供一种稳定长效的气体净化装置。

本实用新型提供一种气体净化装置，包括壳体，所述壳体内设置有过流腔，所述过流腔包括进风口和出风口，所述过流腔内包括：

吸附单元，包括间隔设置的第一电极和第二电极，以及设置在两者间的绝缘层，所述第一电极和第二电极分别与交流电源连接，两者至少其中之一由导电吸附材料构成，适于吸附并分解其周侧空气中的污染物。

所述第一电极、所述绝缘层和所述第二电极，在所述吸附单元中自内向外依次分布；

所述第一电极和所述绝缘层，和/或，所述绝缘层和所述第二电极间成形有第一过气通道，所述第一过气通道分别与所述进风口和出风口连通。

吸附单元还包括：支撑部，与相邻所述吸附单元上的支撑部或所述过流腔的内壁连接，并在所述第一过气通道分别朝向所述进风口的进气端以及朝向所述出风口的出气端位置设置，适于支撑并限位所述第一电极、所述绝缘层和所述第二电极。

第一电极呈耐高温金属材质设置，所述第二电极呈导电吸附材料设置，所述绝缘层呈耐高温高介电材料设置，所述第一电极、所述绝缘层和所述第二电极适于耐受在100℃至300℃的环境温度下工作。

过流腔内包括：第一过滤区，其上设置有连通进风口的第二过气通道，所述第二过气通道内适于释放有碰撞分解污染物的等离子体；第二过滤区，设置在所述第一过滤区沿气体流动的下游端，包括若干所述吸附单元，所述吸附单元上的第一过气通道分别与所述第二过气通道和所述出风口连通。

若干所述吸附单元平行设置，并沿所述第二过滤区均匀且完全分布，适于完全过滤流经所述第二过滤区的气体。

第一过滤区包括：第四电极，连接高压直流电源负极或接地设置；第三电极，连接高压直流电源正极，与所述第三电极间成形有加速电场，包括呈尖端设置的释能端，所述释能端朝向所述第四电极延伸设置，适于向所述加速电场中释放等离子体；第二过气通道穿过所述第三电极和所述第四电极以及所述加速电场。

第三电极设置在所述第二过气通道沿气体流动的下游端，所述第四电极设置在所述第二过气通道沿气体流动的上游端。

过流腔内还包括过滤网，所述过滤网设置在所述第一过滤区与所述进风口间。

过流腔内还包括：第三过滤区，设置在所述第二过滤区的气流流动下游端，包括有若干电极板，所述电极板间设置有偏转电场，适于收集带电的污染物。

过流腔内还包括：臭氧还原装置，设置在所述第三过滤区的气流流动下游端，适于还原等离子体产生的臭氧。

过流腔内还包括风机，适于驱动所述过流腔内的气体流动。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的气体净化装置，包括壳体，所述壳体内设置有过流腔，所述过流腔包括进风口和出风口，所述过流腔内包括：吸附单元，包括间隔设置的第一电极和第二电极，以及设置在两者间的绝缘层，所述第一电极和第二电极分别与交流电源连接，两者至少其中之一由导电吸附材料构成，适于吸附并分解其周侧空气中的污染物。

通过在过流腔内设置吸附单元，并设置连接交流电源的第一电极、第二电极，并在两电极间设置有绝缘层，这样设置，吸附单元上成型有DBD结构，即介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge)结构，使得第一电极与第二电极间可以释放出等离子体，进而与流经该位置气体中的污染物，如醛类等发生反应，分解该污染物，实现气体净化，同时，将所述第一电极和第二电极至少其一设置为导电吸附材料，使其在满足电极要求的同时，可以吸附周围气体中的污染物，再将其分解，达到延长等离子体与污染物反应时间，使反应充分进行的效果，此外还实现了导电吸附材料上“吸附－降解－再吸附”的可再生循环，避免其发生吸附饱和或脱附的问题，因此，气体净化装置克服现有技术中的空气污染物净化方式存在气体净化时间短或净化不充分的缺陷，从而提供一种稳定长效的气体净化方式。

2.本实用新型提供的气体净化装置，所述第一电极、所述绝缘层和所述第二电极，在所述吸附单元中自内向外依次分布；所述第一电极和所述绝缘层，和/或，所述绝缘层和所述第二电极间成形有第一过气通道，所述第一过气通道分别与所述进风口和出风口连通。

第一电极、绝缘层和第二电极层层嵌套的包覆设置，可以提供封闭的第一过气通道，在避免气体泄漏的同时，气体可以完全流经第一电极、绝缘层和第二电极，使得吸附单元释放的等离子体可以有效留存在第一过气通道和由导电吸附材料构成的电极中，并与污染物有效反应。

3.本实用新型提供的气体净化装置，所述第一电极呈耐高温金属材质设置，所述第二电极呈导电吸附材料设置，所述绝缘层呈耐高温高介电材料设置，所述第一电极、所述绝缘层和所述第二电极适于耐受在100℃至300℃的环境温度下工作。

通过将内层的第一电极设置为耐高温金属材质，使结构体积相比外侧较小，且工作环境温度较高，耐高温金属材质使其可以在高温条件下长效工作，避免发生结构蒸发等损耗，在外层设置第二电极为导电吸附材料，在满足净化功能要求的同时，外层设置保证了第二电极的体积、其与气体的接触面积以及生成等离子体的数量，使其可以高效大量的分解空气中的污染物，此外，绝缘层呈耐高温高介电材料的设置，保证了整体结构中介质阻挡放电的顺利进行。

4.本实用新型提供的气体净化装置，所述过流腔内包括：第一过滤区，其上设置有连通进风口的第二过气通道，所述第二过气通道内适于释放有碰撞分解污染物的等离子体；第二过滤区，设置在所述第一过滤区沿气体流动的下游端，包括若干所述吸附单元，所述吸附单元上的第一过气通道分别与所述第二过气通道和所述出风口连通。

第一过滤区的设置，对于设有吸附单元的第二过滤区进行有效补充，进一步增加等离子体数量和其与污染物的反应时间，提高高能粒子与污染物空气中污染物发生碰撞的概率。

5.本实用新型提供的气体净化装置，所述第三电极设置在所述第二过气通道沿气体流动的下游端，所述第四电极设置在所述第二过气通道沿气体流动的上游端。

这样设置使得，带电的等离子体的运动方向与气体流动方向相对，提高等离子体与气体中污染物的碰撞概率和反应的充分性。

6.本实用新型提供的气体净化装置，所述过流腔内还包括过滤网，所述过滤网设置在所述第一过滤区与所述进风口间。

过滤网的设置，可以拦截空气中尺寸较大的异物，避免其堵塞过气通道或导通各个过滤区中的正负电极。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例中提供的气体净化装置的内部结构示意图；

图2为图1所示的气体净化装置的第二过滤区的结构示意图；

图3为图1所示的气体净化装置的第二过滤区的立体结构示意图；

附图标记说明：

1－进风口；2－过滤网；3－第一过滤区；31－第三电极；311－释能端；32－第四电极；4－第二过滤区；41－吸附单元；411－第一电极；412－绝缘层；413－第二电极；414－支撑部；5－第三过滤区；6－臭氧还原装置；7－风机；8－出风口；9－过流腔；10－壳体。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－图3，本实施例提供一种气体净化装置，包括筒状壳体10，壳体10内设有过流腔9，过流腔9两端分别设置有进风口1和出风口8，在本实施例中，靠近出风口8的一端上设置有风机7，可以驱动过流腔9内的气体自进风口1至出风口8流动，作为可变换的实施方式，风机7可以根据需要设置在过流腔9的其他位置，满足驱动内部气体流动的要求即可；作为另一种可变换的实施方式，风机7可以不设置，由气体净化装置外部结构提供气体流动动力，或在进风口1和出风口8两侧成型有压差即可。

过流腔9内包括有吸附单元41，吸附单元41包括间隔设置的第一电极411和第二电极413，以及设置在两者间的绝缘层412，第一电极411和第二电极413分别与交流电源连接，两者至少其中之一由导电吸附材料构成，导电吸附材料具体为活性炭，还可以为束缚碳纤维、石墨棒等，可以适于吸附污染物并通过产生的低温等离子体分解其周侧空气中的污染物，此外，交流电源的电压和频率以及吸附单元41内部的气体压强可以根据需要进行适应性调节，在本实施例中，吸附单元41内部的气体压强为常压，交流电源的输出电压优选为16kV至18kV范围内，频率为8.7kHz至9kHz。

通过在过流腔9内设置吸附单元41，并设置连接交流电源的第一电极411、第二电极413，并在两电极间设置有绝缘层412，这样设置，吸附单元41上成型有DBD结构，即介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge)结构，使得第一电极411与第二电极413间可以释放出等离子体，进而与流经该位置气体中的污染物，如醛类等发生反应，分解该污染物，实现气体净化，同时，将所述第一电极411和第二电极413至少其一设置为导电吸附材料，使其在满足电极要求的同时，可以吸附周围气体中的污染物，再将其分解，达到延长等离子体与污染物反应时间，使反应充分进行的效果，此外还实现了导电吸附材料上“吸附－降解－再吸附”的可再生循环，避免其发生吸附饱和或脱附的问题，因此，气体净化装置克服现有技术中的空气污染物净化方式存在气体净化时间短或净化不充分的缺陷，从而提供一种稳定长效的气体净化方式。

在本实施例中，吸附单元41呈方形筒状设置，第一电极411呈柱状设置在中心，呈圆筒状的绝缘层412和呈方筒状的第二电极413在吸附单元41中自内向外依次嵌套分布，三者等长设置，此外，第一电极411和绝缘层412，以及绝缘层412和第二电极413间均成形有第一过气通道，第一过气通道分别与进风口1和出风口8连通。作为可变换的实施方式，第一过气通道可以仅设置在第一电极411和绝缘层412间，或，绝缘层412和第二电极413间。进一步地，第一电极411与绝缘层412的间距远小于绝缘层412与第二电极413间距。

第一电极411、绝缘层412和第二电极413层层嵌套的包覆设置，可以提供封闭的第一过气通道，在避免气体泄漏的同时，气体可以完全流经第一电极411、绝缘层412和第二电极413，使得吸附单元41释放的等离子体可以有效留存在第一过气通道和由导电吸附材料构成的电极中，并与污染物有效反应。

吸附单元41还包括支撑部414，支撑部414设置在第一过气通道分别朝向进风口1的进气端以及朝向出风口8的出气端位置设置，分别连接在第一电极411、绝缘层412和第二电极413沿长度方向延伸的两端，其上有供第一过气通道穿过的开口，在本实施例中，部分吸附单元41上的支撑部414与相邻吸附单元41上的支撑部414一体成型，部分处于边缘位置的吸附单元41，其上的支撑部414与过流腔9的内壁固定连接，可以为限位卡接或紧固件连接等方式，支撑部414用于支撑并限位第一电极411、绝缘层412和第二电极413，避免其在过流腔9内发生移动或脱落。

第一电极411呈耐高温金属材质设置，第二电极413呈导电吸附材料设置，绝缘层412呈耐高温高介电材料设置，第一电极411、绝缘层412和第二电极413适于耐受在100℃至300℃的环境温度下工作。在本实施例中，第一电极411具体为钨棒，也可以为钢棒等材质，或其他导电吸附材料，如活性炭、束缚碳纤维、石墨棒等，绝缘层412可以为石英玻璃、氧化铝陶瓷Al2O3或氧化锆ZrO2等

从整体方面，过流腔9沿气体流通方向包括过滤网2、第一过滤区3和第二过滤区4以及第三过滤区5、臭氧还原装置6和风机7。

其中，第一过滤区3上设置有连通进风口1的第二过气通道，第二过气通道内释放有碰撞分解污染物的等离子体；第二过滤区4设置在第一过滤区3沿气体流动的下游端，包括若干吸附单元41，吸附单元41上的第一过气通道分别与第二过气通道和出风口8连通。

第一过滤区3的设置，对于设有吸附单元41的第二过滤区4进行有效补充，进一步增加等离子体数量和其与污染物的反应时间，提高高能粒子与污染物空气中污染物发生碰撞的概率。

第二过滤区4中的各个吸附单元41平行设置且相互紧密抵接，沿第二过滤区4均匀设置且方格状完全分布，可以完全过滤流经第二过滤区4的气体。

第一过滤区3中包括第三电极31和第四电极32。其中第四电极32接地设置，也可以连接高压直流电源负极；第三电极31连接高压直流电源正极，其与第三电极31间成形有对于带正电的等离子体有加速作用的加速电场，其上设置有呈棒状并朝向第四电极32延伸的释能端311，释能端311的端部呈尖端设置，可以向加速电场中释放带正电的等离子体。此外，第三电极31和第四电极32呈板状设置，其上设置有开口，作为第二过气通道的出入口设置，使第二过气通道可以穿过第三电极31和第四电极32以及加速电场。

在本实施例中，第三电极31设置在第二过气通道沿气体流动的下游端，第四电极32设置在第二过气通道沿气体流动的上游端。这样设置使得，带电的等离子体的运动方向与气体流动方向相对，提高等离子体与气体中污染物的碰撞概率和反应的充分性。

作为可变换的实施方式，第二过气通道设置在加速电场未与电极相对的两侧。

过流腔9内还包括设置在第一过滤区3与进风口1间的过滤网2，过滤网2的网格密度根据各个过气通道的宽度和电极间的间距设置，使其可以拦截空气中尺寸较大的异物，避免其堵塞过气通道或导通各个过滤区中的正负电极。

过流腔9内还包括第三过滤区5，第三过滤区5设置在第二过滤区4的气流流动下游端，包括有若干间隔平行设置的不锈钢电极板，相邻电极板分别与直流电源的正负极连接，电极板间设置有偏转电场，在第一过滤区3和第二过滤区4被荷电的污染物微粒会由于偏转电场的作用富集在电极板上，使其可以收集带电的污染物。

过流腔9内还包括臭氧还原装置6，臭氧还原装置6具体为臭氧还原网，设置在第三过滤区5的气流流动下游端，适于将等离子体产生的臭氧还原，避免其排入腔外。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种气体净化装置，包括壳体(10)，所述壳体(10)内设置有过流腔(9)，所述过流腔(9)包括进风口(1)和出风口(8)，其特征在于，所述过流腔(9)内包括：

吸附单元(41)，包括间隔设置的第一电极(411)和第二电极(413)，以及设置在两者间的绝缘层(412)，所述第一电极(411)和第二电极(413)分别与交流电源连接，两者至少其中之一由导电吸附材料构成，适于吸附并分解其周侧空气中的污染物。

2.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，

所述第一电极(411)、所述绝缘层(412)和所述第二电极(413)，在所述吸附单元(41)中自内向外依次分布；

所述第一电极(411)和所述绝缘层(412)，和/或，所述绝缘层(412)和所述第二电极(413)间成形有第一过气通道，所述第一过气通道分别与所述进风口(1)和出风口(8)连通。

3.根据权利要求2所述的气体净化装置，其特征在于，所述吸附单元(41)还包括：

支撑部(414)，与相邻所述吸附单元(41)上的支撑部(414)或所述过流腔(9)的内壁连接，并在所述第一过气通道分别朝向所述进风口(1)的进气端以及朝向所述出风口(8)的出气端位置设置，适于支撑并限位所述第一电极(411)、所述绝缘层(412)和所述第二电极(413)。

4.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述第一电极(411)呈耐高温金属材质设置，所述第二电极(413)呈导电吸附材料设置，所述绝缘层(412)呈耐高温高介电材料设置，所述第一电极(411)、所述绝缘层(412)和所述第二电极(413)适于耐受在100℃至300℃的环境温度下工作。

5.根据权利要求1－4任一项所述的气体净化装置，其特征在于，所述过流腔(9)内包括：

第一过滤区(3)，其上设置有连通进风口(1)的第二过气通道，所述第二过气通道内适于释放有碰撞分解污染物的等离子体；

第二过滤区(4)，设置在所述第一过滤区(3)沿气体流动的下游端，包括若干所述吸附单元(41)，所述吸附单元(41)上的第一过气通道分别与所述第二过气通道和所述出风口(8)连通。

6.根据权利要求5所述的气体净化装置，其特征在于，若干所述吸附单元(41)平行设置，并沿所述第二过滤区(4)均匀且完全分布，适于完全过滤流经所述第二过滤区(4)的气体。

7.根据权利要求5所述的气体净化装置，其特征在于，所述第一过滤区(3)包括：

第四电极(32)，连接高压直流电源负极或接地设置；

第三电极(31)，连接高压直流电源正极，与所述第三电极(31)间成形有加速电场，包括呈尖端设置的释能端(311)，所述释能端(311)朝向所述第四电极(32)延伸设置，适于向所述加速电场中释放等离子体；

所述第二过气通道穿过所述第三电极(31)和所述第四电极(32)以及所述加速电场。

8.根据权利要求7所述的气体净化装置，其特征在于，

所述第三电极(31)设置在所述第二过气通道沿气体流动的下游端，所述第四电极(32)设置在所述第二过气通道沿气体流动的上游端。

9.根据权利要求6－8任一项所述的气体净化装置，其特征在于，所述过流腔(9)内还包括过滤网(2)，所述过滤网(2)设置在所述第一过滤区(3)与所述进风口(1)间。

10.根据权利要求6－8任一项所述的气体净化装置，其特征在于，所述过流腔(9)内还包括：

第三过滤区(5)，设置在所述第二过滤区(4)的气流流动下游端，包括有若干电极板，所述电极板间设置有偏转电场，适于收集带电的污染物。

11.根据权利要求10所述的气体净化装置，其特征在于，所述过流腔(9)内还包括：

臭氧还原装置(6)，设置在所述第三过滤区(5)的气流流动下游端，适于还原等离子体产生的臭氧。

12.根据权利要求1－4、6－8、11任一项所述的气体净化装置，其特征在于，所述过流腔(9)内还包括风机(7)，适于驱动所述过流腔(9)内的气体流动。

Images