CN220818011U - 一种空气净化模块和空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种空气净化模块和空气净化装置，涉及空气净化技术领域。该空气净化模块包括绝缘蜂窝结构和非热等离子体发生器，绝缘蜂窝结构负载有催化剂，非热等离子体发生器包括放电电极和对电极，放电电极设于绝缘蜂窝结构的进风侧，对电极设于绝缘蜂窝结构的出风侧，且放电电极与绝缘蜂窝结构的进风侧的端面之间的间隙H为0‑0.5mm，催化剂设置成能与非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化。利用该空气净化模块进行空气净化，无需进行模块更换，无需配备对人体和机器部件有害的紫外灯，还能够去除臭氧等副产物，避免二次污染。

Description

一种空气净化模块和空气净化装置

技术领域

本实用新型涉及空气净化技术领域，更具体地，涉及一种空气净化模块和空气净化装置。

背景技术

目前家居电器中多采用非再生型吸附、光催化、纳米水离子等方式进行空气净化和异味去除。

传统的非再生型吸附技术存在吸附饱和后的二次污染的问题，需要定期更换吸附材料；此外，非再生型吸附技术一般用活性炭材料作为吸附剂，由于活性炭的吸附容量较低，因此电器中需要填充较多活性炭材料才能够对空气中的有害气体起到快速吸附净化的效果，而该做法对电器而言增加较多空气阻力。

传统的光催化技术需要配备紫外光，紫外光容易对机器造成老化影响，对人体也会造成危害。

由于纳米水离子技术产生的高能粒子寿命短，不能有效地与有害气体接触，因此采用纳米水离子技术无法彻底地氧化去除异味，反而会生成其它新的有害气体。并且，采用纳米水离子技术容易产生副产物，如臭氧等。因此采用纳米水离子技术会造成二次污染。

因此，目前家居电器中采用的非再生型吸附、光催化，纳米水离子等方式均存在一定的局限性和负面问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的主要目的是提供一种空气净化模块和应用该空气净化模块的空气净化装置，本申请实施例的空气净化模块利用非热等离子体发生器作为能量源与绝缘蜂窝结构中的催化剂协同作用降解异味和净化空气，避免传统的吸附技术存在饱和后失效的情况，本申请的空气净化模块可无需配备紫外光源等对机器部件或人身体健康产生危害的部件，并且催化剂可以消除非热等离子体发生器产生的臭氧等副产物，从而提高污染物的矿化率，避免了二次污染。

本实用新型实施例提供了一种空气净化模块，包括：

绝缘蜂窝结构，负载有催化剂；和

非热等离子体发生器，包括放电电极和对电极，所述放电电极设于所述绝缘蜂窝结构的进风侧，所述对电极设于所述绝缘蜂窝结构的出风侧，且所述放电电极与所述绝缘蜂窝结构的进风侧的端面之间的间隙H为0-0.5mm；

所述催化剂设置成能与所述非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化。

一些示例性实施例中，所述放电电极与所述绝缘蜂窝结构的进风侧的端面紧贴，所述对电极与所述绝缘蜂窝结构的出风侧的端面紧贴。

一些示例性实施例中，所述放电电极和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影至少部分重合或者错位设置。

一些示例性实施例中，所述放电电极和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影之间的间距S不大于5mm，所述放电电极和所述对电极之间的间距L为10mm-25mm。

一些示例性实施例中，所述放电电极包括电极基体和放电部，所述放电部设置于所述电极基体并朝向所述对电极。

一些示例性实施中，所述对电极和所述放电电极一一对应设置，且所述放电电极和对应的所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影至少部分重合，所述放电部设置于所述电极基体的靠近所述绝缘蜂窝结构一侧；或者

所述放电电极设有多个，所述放电电极和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影错位设置，相邻两个所述放电电极之间设有所述对电极，所述放电部设置于所述电极基体的靠近所述绝缘蜂窝结构一侧；或者

所述对电极设有多个，所述放电电极和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影错位设置，相邻两个所述对电极之间设有所述放电电极，所述电极基体的两侧均设有所述放电部，两侧的所述放电部分别朝向相邻两个所述对电极的所在侧。

一些示例性实施例中，所述电极基体和所述对电极均呈条状，且所述电极基体和所述对电极的长度方向平行；

所述放电部呈锯齿状，并包括沿所述电极基体的长度方向依次设置的多个锯齿，所述对电极的外表面的曲率半径大于所述锯齿的尖端的曲率半径；或者，所述放电部包括沿所述电极基体的长度方向依次设置的多个放电丝，所述对电极的外表面的曲率半径大于所述放电丝的外表面的曲率半径。

一些示例性实施例中，所述放电电极包括电极丝，所述对电极呈条状，且所述对电极的外表面的曲率半径大于所述电极丝的外表面的曲率半径。

一些示例性实施例中，所述电极丝和所述对电极的长度方向平行；其中：

所述电极丝和所述对电极一一对应设置，且所述电极丝和对应的所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影至少部分重合；或者，所述电极丝设有多个，所述电极丝和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影错位设置，相邻两个所述电极丝之间设有所述对电极；或者，所述对电极设有多个，所述电极丝和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影错位设置，相邻两个所述对电极之间设有所述电极丝。

一些示例性实施例中，所述放电电极和所述对电极的材料为金属，且表面设有修饰材料。

一些示例性实施例中，所述放电电极和所述对电极所采用的金属包括不锈钢、铜、钛、钨、镍中的任一种或多种；

所述修饰材料包括贵金属、碳纳米管、石墨烯中的任一种或多种。

一些示例性实施例中，所述催化剂包括水滑石、过渡金属和/或贵金属修饰后的分子筛、过渡金属和/或贵金属修饰后的氧化铝中的任一种或多种。

一些示例性实施例中，所述过渡金属包括锰、铈、铁、铜、镍、镧中的任一种或多种，所述贵金属包括银、铂、钯、钌、铑、金中的任一种或多种。

一些示例性实施例中，所述绝缘蜂窝结构为陶瓷蜂窝结构、玻璃纤维蜂窝结构、氧化铝蜂窝结构、玻璃钢蜂窝结构或满足预设防火等级要求的聚合物蜂窝结构。

一些示例性实施例中，所述对电极设置成接地，所述放电电极的电压为4.5kV至12kV，或者为-4.5kV至-12kV。

一些示例性实施例中，所述空气净化模块还包括壳体，所述壳体设有进风口和出风口，所述绝缘蜂窝结构和所述非热等离子体发生器设置于所述壳体内。

本实用新型实施例提供了一种空气净化装置，所述空气净化装置包括：机体和上述任一示例性实施例中所述的空气净化模块，所述机体具有风道，所述空气净化模块安装于所述风道内。

一些示例性实施例中，所述空气净化装置还包括设置于所述风道内的送风模块，所述送风模块设置成工作时产生的气流流经所述空气净化模块时的风速为0.5-3m/s。

一些示例性实施例中，所述空气净化模块设置有多个，多个所述空气净化模块的绝缘蜂窝结构负载的催化剂相同或不同，且多个所述空气净化模块沿所述风道的通风方向依次间隔设置，或者多个所述空气净化模块配合以覆盖所述风道的通风截面。

本实用新型实施例的空气净化模块，通过非热等离子体发生器作为能量源产生活性粒子，该活性粒子可与绝缘蜂窝结构负载的催化剂协同作用降解异味和净化空气，避免传统的吸附技术存在饱和后失效的情况，使得本申请的空气净化模块无需进行模块部件更换操作，并且本申请的空气净化模块可单独使用以进行空气净化，因此可无需配备紫外光源等对机器部件或人身体健康产生危害的部件，并且催化剂可以消除非热等离子体发生器产生的臭氧等副产物，从而提高污染物的矿化率，避免了二次污染。

附图说明

图1为本申请一实施例的空气净化模块的分解结构示意图；

图2为图1的空气净化模块从另一个角度观察的结构示意图；

图3为本申请另一实施例的空气净化模块的分解结构示意图；

图4为本申请又一实施例的空气净化模块的分解结构示意图；

图5为本申请还一实施例的空气净化模块的分解结构示意图；

图6为空气净化模块的非热等离子体发生器的放电功率和电源转化效率随着放电电极与绝缘蜂窝结构之间的距离变化而变化的关系图。

附图标记：

1-放电电极，11-电极基体，12-放电部，121-锯齿，122-放电丝，13-电极丝，2-对电极，3-绝缘蜂窝结构，31-进风侧，311-进风侧的端面，32-出风侧，321-出风侧的端面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

参考图1至图5，本申请实施例提供了一种空气净化模块，包括绝缘蜂窝结构3和非热等离子体发生器；绝缘蜂窝结构3负载有催化剂；非热等离子体发生器包括放电电极1和对电极2，放电电极1设于绝缘蜂窝结构3的进风侧31，对电极2设于绝缘蜂窝结构3的出风侧32，且放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311之间的间隙H为0-0.5mm。绝缘蜂窝结构3负载的催化剂设置成能与非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化。

具体地，非热等离子体发生器的作用原理是通过高压、高频脉冲放电形成非对称等离子体电场，使空气中大量等离子体之间逐级撞击，产生电化学反应，对有毒有害气体以及活体病毒、细菌等进行快速降解。催化剂可以只具有催化作用，或者，催化剂可以既具有催化作用，也具有吸附作用，即催化剂可为同时具有催化和吸附作用的吸附催化剂。非热等离子体发生器能够有效地分解挥发性有机化合物(VOCs)，而催化剂能够消除非热等离子体发生器产生的臭氧、一氧化碳等副产物，催化剂还能够提高污染物的矿化率。因此，本申请实施例提供的空气净化模块，将非热等离子体发生器和负载有催化剂的绝缘蜂窝结构3设置在一起配合使用，将非热等离子体发生器的放电电极1设于绝缘蜂窝结构3的进风侧31，将非热等离子体发生器的对电极2设于绝缘蜂窝结构3的出风侧32，这样气流在流经空气净化模块时，能够在非热等离子体发生器产生的高能活性粒子和催化剂的协同作用下，降解挥发性有机化合物(VOCs)和去除异味，同时还消除了非热等离子体发生器产生的臭氧、一氧化碳等副产物，避免了二次污染。

本申请实施例提供的空气净化模块，将非热等离子体发生器和负载有催化剂的绝缘蜂窝结构3设置在一起配合使用，通过在放电电极1和对电极2之间施加电压，使得放电电极1周围产生电晕。高压放电后，在放电电极1和对电极2之间的区域周围产生等离子体(高能活性粒子)与一些次生活性粒子，这些活性粒子在绝缘蜂窝结构3所负载的催化剂的协同作用下，将流过空气净化模块的异味分子等污染物催化分解成无害的二氧化碳和水，以达到净化空气和去除异味的效果。本申请的空气净化模块避免了传统的非再生型吸附技术存在饱和后失效而产生二次污染的情况，无需多次更换空气净化模块内部部件。

本申请的空气净化模块可单独使用，因此可无需如传统的光催化技术一样需要专门配备对机器部件和人体会造成损伤危害的紫外灯。非热等离子体发生器和负载有催化剂的绝缘蜂窝结构3两者协同作用时，在避光环境和常规光照环境都可以进行反应以实现净化空气的效果。当然，本申请的空气净化模块也可与紫外灯等可进行光催化氧化的部件共同使用，以进行协同催化净化，使得催化剂可以消除非热等离子体发生器产生的臭氧等副产物，还可以提高污染物的矿化率，避免二次污染。

此外，放电电极1和对电极2两者与绝缘蜂窝结构3之间的距离，尤其是放电电极1与绝缘蜂窝结构3之间的距离，会影响放电行为。同一高压电源、输入功率一定、放电电极1与对电极2在平行于绝缘蜂窝结构2方向的相对位置不变的情况下，空气净化模块的输出功率(非热等离子体发生器的放电功率)随放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311两者之间的距离的增加而减小。根据模型设计和实验数据分析，如图1所示，将放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311之间的间隙H设置为0-0.5mm，这样减小放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311之间的间隙，能够得到较大的放电功率和电源转化效率，进而提高本申请的空气净化模块的净化降解VOCs和去除异味的效果。

附图6示出了本申请一实施例的空气净化模块的实验数据，其中绝缘蜂窝结构3采用陶瓷蜂窝，催化剂采用Mn、Ce修饰的氧化铝。图6中横坐标表示放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311之间的距离，单位为mm；左侧的纵坐标表示非热等离子体发生器的放电功率，单位为W；右侧的纵坐标表示电源转换效率，单位为％。从图6能够看出，当放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311之间的距离较小，尤其是两者靠近或者贴靠在一起时，放电功率和电源转换效率的数值都较高。而随着放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311之间的距离由零开始逐渐增大，放电功率和电源转换效率经过了先减少后增大的变化过程。当放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311之间的距离大于等于10mm时，放电功率和电源转换效率也能够达到较大数值，但是此时由非热等离子体发生器和绝缘蜂窝结构3组成的空气净化模块的整体体积以及占用空间较大，不适合实际应用，并且，将放电电极1和绝缘蜂窝结构3之间设置较大间隙，非热等离子体发生器产生的高能活性粒子不能够充分完全地与催化剂协同作用。因此，在空气净化模块的实际使用中，可设置放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311之间的间隙H为0-0.5mm的范围，这样不仅能够减小空气净化模块的空间占用，还能够得到较大放电功率和电源转化效率，产生较多高能活性粒子，进而提高高能活性粒子与绝缘蜂窝结构3上负载的催化剂之间的协同作用，从而提高空气净化模块的净化降解VOCs和去除异味的效果，减少二次污染。

在一些示例性的实施例中，放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311紧贴，对电极2与绝缘蜂窝结构3的出风侧的端面321紧贴。

设置放电电极1和对电极2两者分别与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311和出风侧的端面321紧贴在一起，即使得放电电极1与绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311之间的间隙H为0，对电极2与绝缘蜂窝结构3的出风侧的端面321之间的间隙H为0，以使得空气净化模块具有较大输出功率和较小的体积，使得本申请的空气净化模块的非热等离子体发生器能够产生较多高能活性粒子，降解净化VOCs和去除异味的效果更好。

在一些示例性的实施例中，如图1-图5所示，放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影至少部分重合或者错位设置。

如图1-图2、图4和图5所述的空气净化模块，放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影是错位设置的；如图3所示，放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影是至少部分重合的。上述结构设置丰富扩展了放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3两侧的相对位置分布情况，使得空气净化模块中的放电电极1、对电极2的具体位置设置和数量更加灵活可调，以便满足不同的使用需求。

在一些示例性的实施例中，在放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面311上的投影错位设置的情况下，如图1-图2、图4和图5所示，放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影之间的间距(即投影间距)S(如图2所示)设置为不大于5mm，放电电极1和对电极2之间的间距L(如图2所示)为10mm-25mm。

在放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影错位设置的情况下，放电电极1与对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影之间的间距太远(即投影间距S太大)，导致放电电极1和对电极2之间的间距L过大，进而导致放电电极1和对电极2两者所需激发电压过高；放电电极1与对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影之间的间距太近(即投影间距S太小)，导致放电电极1和对电极2之间的间距L过小，进而导致放电电极1和对电极2之间容易拉弧，产生危险。因此，通过理论模型计算和实验数据分析，将放电电极1与对电极2二者在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影之间的投影间距S设置成不大于5mm，并将放电电极1和对电极2之间的间距L设置为10-25mm，以便非热等离子体发生器能够正常工作和易于激发产生高能活性粒子。

在一些示例性的实施例中，如图1-图4所示，放电电极1包括电极基体11和放电部12，放电部12设置于电极基体11并朝向对电极2。

具体地，设置放电电极1包括电极基体11和放电部12，并且放电部12朝向对电极2设置，以便非热等离子体发生器通电后能够在放电电极1的放电部12和对电极2之间产生放电现象，使得产生的高能活性粒子能够与催化剂协同作用进行空气净化。

在一些示例性的实施例中，如图3所示，对电极2和放电电极1一一对应设置，且放电电极1和对应的对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影至少部分重合，放电部12设置于电极基体11的靠近绝缘蜂窝结构3一侧。

对电极2和放电电极1一一对应设置，且对应的放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影至少部分重合，因此，设置于电极基体11的靠近绝缘蜂窝结构3一侧的放电部12可朝向对电极2，以便在放电部12和对电极2之间产生放电现象。

在另一些示例性的实施例中，如图4所示，放电电极1设有多个，放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影错位设置，相邻两个放电电极1之间设有对电极2，放电部12设置于电极基体11的靠近绝缘蜂窝结构3一侧。

放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影错位设置，且放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧和出风侧交替并且交错排布，使得设置于电极基体11的靠近绝缘蜂窝结构3一侧的放电部12可朝向对电极2所在的一侧，以便在放电部12和对电极2之间产生放电现象。

在又一些示例性的实施例中，如图1-图2所示，对电极2设有多个，放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影错位设置，相邻两个对电极2之间设有放电电极1，电极基体11的两侧均设有放电部12，两侧的放电部12分别朝向相邻两个对电极2的所在侧。

放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影错位设置，且放电电极1和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧和出风侧交替并且交错排布，使得设置于放电电极1的电极基体11两侧的放电部12可分别朝向与该放电电极1相邻的两个对电极2的所在侧，以便在放电电极1每一侧的放电部12和该放电部12朝向的对电极2之间均产生放电现象。

图1-图4示出了多种对电极2、放电电极1和绝缘蜂窝结构3之间的位置分布关系，能够扩展空气净化模块中对电极2和放电电极1的位置结构分布方式，使得本申请实施例的空气净化模块的结构类型更加多样化。多种结构类型的空气净化模块也可以拼接组合在一起，使得本申请的空气净化模块的实际应用更加灵活可调。

由于放电电极1和对电极2两者在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或出风侧的端面321上的投影距离S对非热等离子体发生器的正常工作有影响，因此，如图1和图2所示，将对电极2设置成多个，电极基体11的两侧均设有放电部12，两侧的放电部12分别朝向相邻两个对电极2的所在侧，这样两侧的放电部12能够分别与相邻两个对电极2进行有效放电产生等离子体，该结构设置使得本申请的空气净化模块能够产生较多高能活性粒子，净化空气和除异味的效果更好。

在一些示例性的实施例中，如图1至图4所示，电极基体11和对电极2均呈条状或棒状(如：电极基体11和对电极2的截面可呈圆形或矩形等)，且电极基体11和对电极2的长度方向平行。

其中，如图1-图2所示，放电部12呈锯齿状，并包括沿电极基体11的长度方向依次设置的多个锯齿121，对电极2的外表面的曲率半径大于锯齿121的尖端的曲率半径。电极基体11的两侧可均设有锯齿状放电部12，或者，可仅在电极基体11的一侧设有锯齿状放电部12。

或者，如图3-图4所示，放电部12包括沿电极基体11的长度方向依次设置的多个放电丝122，对电极2的外表面的曲率半径大于放电丝122的外表面的曲率半径。其中，放电丝122的截面可呈圆形或其他形状。

具体地，将电极基体11和对电极2的长度方向平行设置，设置于电极基体11上的多个锯齿121或多个放电丝122可沿着电极基体11的延伸方向设置，使得多个锯齿121或多个放电丝122均朝向对电极2，以便提高放电电极1和对电极2之间的放电效率，进而增加空气的电离效率和产生的高能活性粒子的浓度，并且产生的高能活性粒子的空间分布更加均匀，以便更好地净化空气和去除异味。设置锯齿121的尖端或者放电丝122的外表面的曲率半径小于对电极2的外表面的曲率半径，二者之间的曲率半径的差距越大，激发放电所需的高压越低，同等电压下的放电更加剧烈。

可以理解的是，放电部12不局限于锯齿121和放电丝122，也可以设置成其它具有外形为小曲率半径的结构。

在还一些示例性的实施例中，如图5所示，放电电极1包括电极丝13，对电极2呈条状或棒状(如：对电极2的截面可呈圆形或矩形等)，且对电极2的外表面的曲率半径大于电极丝13的外表面的曲率半径。其中，电极丝13的截面可呈圆形或其他形状。

具体地，将放电电极1设置成电极丝13，电极丝13的外表面具有较小的曲率半径，而对电极2设置成条状或棒状，并且对电极2的外表面具有较大的曲率半径，这样对电极2的外表面的曲率半径远大于放电电极1的电极丝13的外表面的曲率半径，放电电极1的电极丝13的外表面的曲率半径较小，激发放电电极1放电所需的高压较低，更容易产生较多高能活性粒子。因此，该设置有利于非热等离子体发生器被激发而放电，产生较多高能活性粒子。并且，电极丝13的空间占用较小，流动阻力小，也有利于空气的流通。

在一些示例性的实施例中，如图5所示，电极丝13和对电极2的长度方向平行。其中：电极丝13和对电极2可一一对应设置，且电极丝13和的对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影至少部分重合；或者，如图5所示，电极丝13设有多个，电极丝13和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影错位设置，相邻两个电极丝13之间设有对电极2；或者，对电极2设有多个，电极丝13和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影错位设置，相邻两个对电极2之间设有电极丝13。

具体地，将电极丝13和对电极2的长度方向平行设置，以便非热等离子体发生器具有良好的放电效果，产生较多高能活性粒子。将电极丝13和对电极2一一对应设置，或者电极丝13和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影错位设置，并使电极丝13和对电极2在绝缘蜂窝结构3的进风侧和出风侧交替并交错排布，以便扩展放电电极1和对电极2两者在绝缘蜂窝结构3的两侧的位置分布情况，使得本申请的空气净化模块的结构设置更加灵活可调。

在一些示例性的实施例中，放电电极1和对电极2的材料为金属，且表面设有修饰材料。

具体地，在放电电极1和对电极2的金属材料表面设置修饰材料，以便提高放电电极1和对电极2的导电性，提高本申请的非热等离子体发生器的放电效率。

在一些示例性的实施例中，放电电极1和对电极2所采用的金属包括不锈钢、铜、钛、钨、镍中的任一种或多种，修饰材料包括贵金属、碳纳米管、石墨烯中的任一种或多种。其中，贵金属包括银、铂、钯、钌、铑、金中的任一种或多种。

具体地，可根据空气净化模块所需净化的污染物的具体类型、空气净化模块的工作参数、模块本身造价等，选择相应的金属和修饰材料。

在一些示例性的实施例中，绝缘蜂窝结构3负载的催化剂包括以下中的任一种或多种：水滑石；过渡金属和/或贵金属修饰后的分子筛；过渡金属和/或贵金属修饰后的氧化铝。其中，过渡金属包括锰、铈、铁、铜、镍、镧中的任一种或多种，贵金属包括银、铂、钯、钌、铑、金中的任一种或多种。可根据空气净化模块的工作参数，选择设置相应的过滤金属和/或贵金属。

具体地，水滑石可以作为碱性催化剂、氧化还原催化剂以及催化剂载体，水滑石还具有离子交换和吸附作用，因此，可以选择水滑石作为催化剂。由于过渡金属和/或贵金属能够与有机化合物进行催化、交叉偶联反应，因此将绝缘蜂窝结构的催化剂设置成过渡金属和/或贵金属修饰后的分子筛、过渡金属和/或贵金属修饰后的氧化铝，能够提高本申请的空气净化模块的降解分解VOCs和去除异味的功效。

可根据空气净化模块所需净化的污染物的具体类型、空气净化模块的工作参数、非热等离子体发生器产生的副产物的类型、以及空气净化模块本身造价等，选择相应的催化剂。

值得注意的是，负载有催化剂的绝缘蜂窝结构的介电常数和导电性发生了变化，需要相应地调整为非热等离子体发生器供电的电源参数去适配。

在一些示例性的实施例中，绝缘蜂窝结构3可为陶瓷蜂窝结构、玻璃纤维蜂窝结构、氧化铝蜂窝结构、玻璃钢蜂窝结构或满足预设防火等级要求的聚合物蜂窝结构。

具体地，由于放电电极1和对电极2之间进行激发放电，因此选择聚合物蜂窝结构时，需要满足预设防火等级要求，如聚合物蜂窝结构的防火等级可达到5VA级，材质可为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物)塑料或ABS/PVC(聚氯乙烯)混合材料或者其他塑料。由于不同材料的绝缘蜂窝结构3具有不同的介电常数，因此需要相应地调整为非热等离子体发生器供电的电源参数去适配。

在一些示例性的实施例中，对电极2设置成接地，放电电极1的电压设置为4.5kV至12kV或者为-4.5kV至-12kV。

具体地，由于放电电极1、对电极2、绝缘蜂窝结构3以及绝缘蜂窝结构3上负载的催化剂的具体材料选型不同，并且放电电极1和对电极2二者与绝缘蜂窝结构3之间的距离间隙不同，这些都会影响为非热等离子体发生器供电的电源参数设置。并且，放电电极1和对电极2之间施加的电源电压太低，难以激发放电；施加的电源电压太高，容易引起危险。因此将对电极2设置成接地，并将供给至放电电极1的电压设置成在4.5kV至12kV之间或者在-4.5kV至-12kV之间，以便适应不同类型的空气净化模块。此外，由于对电极2设于绝缘蜂窝结构3的出风侧，有可能外露，因此，将对电极2设置成接地，可避免发生触电危险。

在一些示例性的实施例中，空气净化模块还包括壳体，壳体设有进风口和出风口，绝缘蜂窝结构3和非热等离子体发生器设置于壳体内。

具体地，将绝缘蜂窝结构3和非热等离子体发生器设置在壳体内，以便在壳体内形成充斥有高能活性粒子的腔室空间，用于降解分解从壳体的进风口流入该腔室空间的空气中的挥发性有机化合物和去除异味，然后洁净空气从壳体的出风口流出，并且高能活性粒子可随空气自壳体的出风口流出，以对壳体外的空间进行空气净化。此外，壳体对绝缘蜂窝结构3和非热等离子体发生器还具有保护支撑的作用。

本申请实施例提供了一种空气净化装置，该空气净化装置包括机体和上述任一实施例中所述的空气净化模块，机体具有风道，空气净化模块安装于风道内。

具体地，本申请实施例提供的空气净化装置包括上述任一实施例中所述的空气净化模块，因此，具有上述任一实施例中所述的空气净化模块的结构特征和优点，在此不赘述。

本申请实施例提供的空气净化装置可以是空调器、消毒机或空气净化器等用于降解分解挥发性有机物和去除异味的电器。空气净化模块可靠近该空气净化装置的风道的进风端或者出风端，或者设置于风道的中部，使得风道内的风流经空气净化模块时的过风方向为：从放电电极1途径绝缘蜂窝结构3到达对电极2。将对电极2接地，将放电电极1施加高压电，在放电电极1周围产生电晕。高压放电后，在放电电极1和对电极2之间的区域周围产生等离子体(高能活性粒子)与一些次生活性粒子，这些活性粒子在绝缘蜂窝结构3所负载的催化剂的协同作用下，将流过绝缘蜂窝结构3空间的异味分子催化分解成无害的二氧化碳和水，从而实现对流经该空气净化装置的空气的净化作用、实现对空气净化装置所在空间(如室内)的空气的净化作用。

在一些示例性的实施例中，空气净化装置还包括设置于风道内的送风模块，送风模块设置成工作时产生的气流流经空气净化模块时的风速为0.5m/s-3m/s。

具体地，经过空气净化模块的壳体内的腔室空间的风速越大，污染物停留时间越短，空气中的挥发性有机物等污染物越不易被分解净化；风速越小，不满足空调器的制冷/制热要求，而且存在循环次数少和延长净化时间的问题。因此，风速选取0.5m/s-3m/s为宜，可兼顾净化效果和所需的净化时长。

在一些示例性的实施例中，空气净化模块设置有多个，多个空气净化模块的绝缘蜂窝结构3负载的催化剂可设置成相同或不同，且多个空气净化模块沿风道的通风方向依次间隔设置，或者多个空气净化模块配合以覆盖风道的通风截面。

具体地，由于催化剂一般都具有一定的特异性，为了进一步提升空气净化装置的广谱性，可以将不同的催化剂分别负载在不同空气净化模块的绝缘蜂窝结构3上。具体为，多个空气净化模块中，每个空气净化模块的绝缘蜂窝结构3分别负载一种催化剂，多个空气净化模块的绝缘蜂窝结构3负载的催化剂彼此不相同，然后将多个空气净化模块配合安装在一起，以形成一个包含多个空气净化模块的空气净化组件。

空气净化组件的各个空气净化模块的具体排列方式可以是：各个空气净化模块沿着风道的通风方向依次间隔设置，这样风道内的空气可依次流经多个空气净化模块，以便利用不同的空气净化模块实现对不同的污染物成分和产生的副产物进行去除；或者，各个空气净化模块设置在风道的一个通风截面上，使得多个空气净化模块可配合以覆盖风道的通风截面，这样风道内的空气可分成多个部分并流经不同的空气净化模块，这样多个空气净化模块可配合实现对空气中的不同的污染物成分和产生的副产物的去除，且多个空气净化模块造成的风阻较小。

将不同的催化剂分别负载在不同空气净化模块的绝缘蜂窝结构3上，该设置提高了绝缘蜂窝结构3的催化广谱性，进一步降低了空气净化装置的二次污染。当然，也可以在不同空气净化模块的绝缘蜂窝结构3上辅助相同的催化剂。

采用本申请实施例的空气净化装置进行空气净化实验，实验结果如下。

本申请实施例的空气净化装置可为空调器，将空气净化模块置于空调器的室内机的风道的进风端处，空气净化模块的外形尺寸为170mm*170mm*15mm；放电电极1的放电部12为锯齿状并包括沿着电极基体11的长度方向分布的多个锯齿121，电极基体11的长度为170mm，锯齿121的高度(垂直于电极基体11的长度方向的尺寸)为8mm，电极基体11和放电部12的厚度均为0.6mm，且材质为钛；对电极2与电极基体11具有相同长度，对电极2为10mm宽、2mm厚的不锈钢电极；对电极2和放电电极1交替设置，且共设置有4个，其中对电极2和放电电极1各设置两个，放电电极1与相邻的对电极2二者在绝缘蜂窝结构3的进风侧的端面311或者出风侧的端面321上的投影之间的投影间距S设置为5mm。绝缘蜂窝结构3为陶瓷蜂窝结构，上面涂覆有含Mn和Ni的水滑石催化剂材料；对放电电极1和对电极2之间施加8kV电压，输入功率为10W，该空调器的送风模块产生的气流流经空气净化模块时的风速设为1.5m/s。测试实验在30m³国标仓中进行，选取的异味种类为甲硫醚，实测60min后甲硫醚的浓度降为0。由此可看出，本申请实施例的空气净化装置具有良好的空气净化效果。

影响空气净化模块的净化效率的几个关键因素有：电极(放电电极和对电极)的形状、电极与绝缘蜂窝结构之间的间隙(如H)、放电电极与对电极之间的距离L、绝缘蜂窝结构的材料、绝缘蜂窝结构负载的催化剂的种类、经过空气净化模块的风速、施加至放电电极的电压高低等。本申请实施例对上述几个方面的因素进行限定，使得空气净化模块具有良好的空气净化效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (19)

1.一种空气净化模块，其特征在于，包括：

绝缘蜂窝结构，负载有催化剂；和

非热等离子体发生器，包括放电电极和对电极，所述放电电极设于所述绝缘蜂窝结构的进风侧，所述对电极设于所述绝缘蜂窝结构的出风侧，且所述放电电极与所述绝缘蜂窝结构的进风侧的端面之间的间隙H为0-0.5mm；

所述催化剂设置成能与所述非热等离子体发生器电离产生的活性粒子协同作用以进行空气净化。

2.根据权利要求1所述的空气净化模块，其特征在于，所述放电电极与所述绝缘蜂窝结构的进风侧的端面紧贴，所述对电极与所述绝缘蜂窝结构的出风侧的端面紧贴。

3.根据权利要求1所述的空气净化模块，其特征在于，所述放电电极和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影至少部分重合或者错位设置。

4.根据权利要求3所述的空气净化模块，其特征在于，所述放电电极和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影之间的间距S不大于5mm，所述放电电极和所述对电极之间的间距L为10mm-25mm。

5.根据权利要求1所述的空气净化模块，其特征在于，所述放电电极包括电极基体和放电部，所述放电部设置于所述电极基体并朝向所述对电极。

6.根据权利要求5所述的空气净化模块，其特征在于，所述对电极和所述放电电极一一对应设置，且所述放电电极和对应的所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影至少部分重合，所述放电部设置于所述电极基体的靠近所述绝缘蜂窝结构一侧；或者

所述放电电极设有多个，所述放电电极和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影错位设置，相邻两个所述放电电极之间设有所述对电极，所述放电部设置于所述电极基体的靠近所述绝缘蜂窝结构一侧；或者

所述对电极设有多个，所述放电电极和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影错位设置，相邻两个所述对电极之间设有所述放电电极，所述电极基体的两侧均设有所述放电部，两侧的所述放电部分别朝向相邻两个所述对电极的所在侧。

7.根据权利要求5所述的空气净化模块，其特征在于，所述电极基体和所述对电极均呈条状，且所述电极基体和所述对电极的长度方向平行；

所述放电部呈锯齿状，并包括沿所述电极基体的长度方向依次设置的多个锯齿，所述对电极的外表面的曲率半径大于所述锯齿的尖端的曲率半径；或者，所述放电部包括沿所述电极基体的长度方向依次设置的多个放电丝，所述对电极的外表面的曲率半径大于所述放电丝的外表面的曲率半径。

8.根据权利要求1所述的空气净化模块，其特征在于，所述放电电极包括电极丝，所述对电极呈条状，且所述对电极的外表面的曲率半径大于所述电极丝的外表面的曲率半径。

9.根据权利要求8所述的空气净化模块，其特征在于，所述电极丝和所述对电极的长度方向平行；其中：

所述电极丝和所述对电极一一对应设置，且所述电极丝和对应的所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影至少部分重合；或者，所述电极丝设有多个，所述电极丝和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影错位设置，相邻两个所述电极丝之间设有所述对电极；或者，所述对电极设有多个，所述电极丝和所述对电极在所述绝缘蜂窝结构的进风侧或者出风侧的端面上的投影错位设置，相邻两个所述对电极之间设有所述电极丝。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的空气净化模块，其特征在于，所述放电电极和所述对电极的材料为金属，且表面设有修饰材料。

11.根据权利要求10所述的空气净化模块，其特征在于，所述放电电极和所述对电极所采用的金属包括不锈钢、铜、钛、钨、镍中的任一种或多种；

所述修饰材料包括贵金属、碳纳米管、石墨烯中的任一种或多种。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的空气净化模块，其特征在于，所述催化剂包括水滑石、过渡金属和/或贵金属修饰后的分子筛、过渡金属和/或贵金属修饰后的氧化铝中的任一种或多种。

13.根据权利要求12所述的空气净化模块，其特征在于，所述过渡金属包括锰、铈、铁、铜、镍、镧中的任一种或多种，所述贵金属包括银、铂、钯、钌、铑、金中的任一种或多种。

14.根据权利要求1至9中任一项所述的空气净化模块，其特征在于，所述绝缘蜂窝结构为陶瓷蜂窝结构、玻璃纤维蜂窝结构、氧化铝蜂窝结构、玻璃钢蜂窝结构或满足预设防火等级要求的聚合物蜂窝结构。

15.根据权利要求1至9中任一项所述的空气净化模块，其特征在于，所述对电极设置成接地，所述放电电极的电压设置为4.5kV至12kV或者为-4.5kV至-12kV。

16.根据权利要求1至9中任一项所述的空气净化模块，其特征在于，还包括壳体，所述壳体设有进风口和出风口，所述绝缘蜂窝结构和所述非热等离子体发生器设置于所述壳体内。

17.一种空气净化装置，其特征在于，包括：机体和权利要求1至16中任一项所述的空气净化模块，所述机体具有风道，所述空气净化模块安装于所述风道内。

18.根据权利要求17所述的空气净化装置，其特征在于，还包括设置于所述风道内的送风模块，所述送风模块设置成工作时产生的气流流经所述空气净化模块时的风速为0.5m/s-3m/s。

19.根据权利要求17或18所述的空气净化装置，其特征在于，所述空气净化模块设置有多个，多个所述空气净化模块的绝缘蜂窝结构负载的催化剂相同或不同，且多个所述空气净化模块沿所述风道的通风方向依次间隔设置，或者多个所述空气净化模块配合以覆盖所述风道的通风截面。