CN2568999Y

CN2568999Y - 等离子体室内空气净化器

Info

Publication number: CN2568999Y
Application number: CN 02262150
Authority: CN
Inventors: 原乃武; 荣命哲; 曾征; 阎治安
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2012-09-03

Abstract

本实用新型公开了一种等离子体室内空气净化器，包括设置有进风口和出风口的壳体，在壳体内依次设置有对流风扇、荷电区、集尘区、负离子发生区和过滤区，在过滤区的外侧还设置有与壳体内下侧的窄脉冲发生电源相联接的非平衡态等离子体发生区；集尘区由集尘板构成，集尘板间电气相连，集尘板两极分别与设置在壳体内上侧的高压电源相连接，由于本实用新型通过非平衡态等离子体发生区产生高压窄脉冲电晕放电，利用非平衡态等离子体中的高能粒子直接打开气体分子键生成一些单原子分子和固体微粒，激发出大量·OH、·HO₂、·O等自由基，这些自由基与SO₂，NO₂等有害分子反应生成H₂SO₄，HNO₃等易于处理的物质。

Description

等离子体室内空气净化器

一、技术领域

本实用新型属于空气净化装置，特别涉及一种低温非平衡态等离子体空气净化器。

二、背景技术：

现有的空气净化装置，多为单一的针对空气中可吸入颗粒物或有害分子进行空气净化。既用于改善空气中负离子浓度、清除异味或去除固体悬浮颗粒的，同时又针对空气中SOx、NOx等有害分子进行净化的装置相对较少。常用的清除有害分子的净化法有吸附法、化学反应法等，但都存在着净化不彻底、可重复性差等问题。低温等离子体空气净化技术是一种较新的净化技术，但现有的低温等离子体净化设备通常体积较大、成本较高，不适用于室内空气净化，限制了该技术的应用范围，多应用于工厂、矿山等场合。

三、发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种体积小、成本低、结构简单、功耗小的非平衡态等离子体空气净化器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括设置有进风口和出风口的壳体，在壳体的进风口处设置有对流风扇、出风口侧设置有过滤区，在壳体内对流风扇内侧设置有荷电区，过滤区内侧设置有负离子发生区，在荷电区与负离子发生区之间设置有集尘区，其特点是，过滤区的外侧还设置有与壳体内下侧的窄脉冲发生电源相联接的非平衡态等离子体发生区；集尘区由集尘板构成，集尘板间电气相连，集尘板两极可分别与设置在壳体内上侧的高压电源相连接。

本实用新型的另一特点是：窄脉冲发生电源包括电源VCC，电源VCC通过电阻R5与晶体管Q2的射极相联接，晶体管Q2的射极通过电容C4接地，晶体管Q2的射极又通过电阻R4与晶体管Q2的基极相联接，晶体管Q2的基极通过电容C3和电阻R3连接晶体管Q1的射极，晶体管Q1的射极通过电阻R2与电阻R5相联接，电阻R2又通过电阻R1和二极管D1与晶体管Q1的基极相联接，晶体管Q1的基极通过电容C1接地，同时晶体管Q1的射极也接地，晶体管Q2的射极先后通过电阻R6和电容C2连接到电阻R1和二极管D1之间，同时晶体管Q2的射极又通过电阻R7与晶体管Q3的触发极相联接，晶体管Q3的射极接地，电容C5和变压器TRANS原边与晶体管Q3发射极连接，变压器TRANS副边接负载；集尘区的上下侧分别设置有磁体；集尘板]间均匀分布有与集尘板平行的放电针；荷电区的放电电极采用放电针制成；壳体内下侧还设置有控制器和感测器，控制器与对流风扇、高压电源、窄脉冲发生电源及感测器间通过信号线相连。

由于本实用新型通过非平衡态等离子体发生区产生高压窄脉冲电晕放电，利用非平衡态等离子体中的高能粒子直接打开气体分子键生成一些单原子分子和固体微粒，激发出大量·OH、·HO2、·O等自由基，这些自由基与SO₂，NO₂等有害分子反应生成H₂SO₄，HNO₃等易于处理的物质。

四、附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是本实用新型非平衡态等离子体发生区8的电路图。

五、具体实施方式

参见图1，2，本实用新型包括设置有进风口和出风口的壳体1，在壳体1的进风口处设置有对流风扇2、出风口侧设置有过滤区6，在壳体1内对流风扇2内侧设置有荷电区3，荷电区3的放电电极采用放电针制成，过滤区6内侧设置有负离子发生区5，在荷电区3与负离子发生区5之间设置有集尘区4，集尘区4由集尘板12构成，集尘板12间电气相连，集尘板12两极分别与设置在壳体1内上侧的高压电源7相连接；在集尘区4的上下侧分别还设置有磁体10，集尘板12间均匀分布有与集尘板12平行的放电针，过滤区6的外侧还设置有与壳体1内下侧的窄脉冲发生电源9相联接的非平衡态等离子体发生区8；窄脉冲发生电源9包括电源VCC，电源VCC通过电阻R5与晶体管Q2的射极相联接，晶体管Q2的射极通过电容C4接地，晶体管Q2的射极又通过电阻R4与晶体管Q2的基极相联接，晶体管Q2的基极通过电容C3和电阻R3连接晶体管Q1的射极，晶体管Q1的射极通过电阻R2与电阻R5相联接，电阻R2又通过电阻R1和二极管D1与晶体管Q1的基极相联接，晶体管Q1的基极通过电容C1接地，同时晶体管Q1的射极也接地，晶体管Q2的射极先后通过电阻R6和电容C2连接到电阻R1和二极管D1之间，同时晶体管Q2的射极又通过电阻R7与晶体管Q3的触发极相联接，晶体管Q3的射极接地，电容C5和变压器TRANS原边与晶体管Q3发射极连接，变压器TRANS副边接负载，在壳体1内下侧还设置有控制器11和感测器13，控制器11与对流风扇2、高压电源7、窄脉冲发生电源9及感测器13间通过信号线相连。

本实用新型的工作原理如下：污染空气在对流风扇2的作用下，经壳体1的进风口进入本装置。气流流经荷电区3，在荷电区3内，负高压通过放电针在空气中发生电晕放电，将空气中的气体分子离解为电子和离子，这些电子和离子与空气中的有害粒子发生非弹性碰撞，形成荷电粒子，同时，经离解的空气形成等离子体，对空气中一些有害分子起一定的净化作用。荷电粒子随气流以一定的初速进入集尘区4，集尘区4由集尘板12构成，隔层的集尘板12电气相连，分别接在直流高压电源7的正负两极，直流高压电源7给荷电区3、集尘区4及负离子发生区5提供大约5kV的直流电压，保证它们的正常工作，从而在集尘板12间形成较强的电场，在电场力的作用下，荷电粒子被集尘板12吸附，实现净化空气的目的。同时，在集尘区4内，荷电粒子还受到磁体10所形成的磁场的作用，在电场和磁场的共同作用下，粒子成回旋运动，这种运动防止有害粒子从集尘板12间逃逸，使之更有效地被吸附，显著提高了净化效率。经净化后的空气进入负离子发生区5，负离子由针状负电极产生，利用电晕放电原理，在电极上加较高的负电压，使之在空气中放电，将空气离解为电子、负离子和正离子，由于电极电场的作用，电子和负离子向空间扩散，正离子向电极方向运动。电子与空气中的气体分子特别是电负性较强的气体分子结合形成负离子。这样通过负电极放电就产生了大量负离子，有益于人体的负离子随气流扩散到外界环境，以平衡环境中过剩的正离子，使得环境空气更为清爽怡人。过滤区6由合成纤维材料构成，用于滤除二次污染物，有效防止二次污染，进一步提高该发明的净化效率。当气流流过非平衡态等离子体发生区8时，窄脉冲发生电源9给非平衡态等离子体发生区8，提供20kV以上，脉宽极窄的脉冲电压，以利于产生非平衡态等离子体净化空气，空气中的有害分子被离解，去除。

脉冲发生电源9的工作原理如下：在电源Vcc上电瞬间，电流通过电阻R5，电阻R1，二极管D1给电容C1充电，电容C1正极端电压开始升高。在电容C1正极端电压未达到晶体管Q1基极的触发电压前，晶体管Q1发射极和集电极间断开。当电容C1正极端的电压达到晶体管Q1基极触发电压的大小时，晶体管Q1发射极和集电极间导通，在晶体管Q1导通的瞬间，电源Vcc通过电阻R5和电阻R4给电容C3充电，在充电瞬间，电容处于短路状态，晶体管Q2基极电压为零，此时晶体管Q2导通。则电源Vcc通过电阻R5、晶体管Q2和电阻R7加在晶体管Q3基极，使晶体管Q3导通，流过变压器原边线圈的电流速率和大小都随之增大。则由式(1)

U＝nL(di/dt) (1)

可知负载端电压U随之增大。当电容C3充电，晶体管Q2基极电压增大，使晶体管Q2发射极和集电极之间开断，晶体管Q3也随之开断，则在晶体管Q3开通过程中，在变压器原边电感中储存的能量在电容C5和变压器原边电感之间转换，则负载端电压随变压器原边电感内的di/dt而成振荡衰减趋势，在Q1触发导通后，C1通过Q1的基极和射极之间的漏电流放电，使Q1的基极的电压下降到触发电压一下，等待震荡电路的再次触发。其中R6和C2的大小决定了C1上充电电压的大小，即影响C1的充放电速度，因此影响整个电路的工作频率。从而形成周期性的高压窄脉冲电压，产生低温非平衡态等离子体。

本实用新型的感测器13利用电子感应鼻以感测外界空气污染状况，当外界空气中污染物浓度达到一定值，感测器13向控制器11发出信号启动净化器。

为方便用户使用，还可利用微型计算机控制本实用新型的工作。该控制单元主要实现以下智能化功能：

感测自启动一利用电子感应鼻感测污染物浓度，当污染物浓度超出一定的标准，控制单元启动净化器工作；

定时开启—用户可根据需要设定净化器运行时间，并实现运行时间的实时显示；

检测空气中各项环境指标—可根据用户需要，实现不同的环境指标(如温度、湿度及各种有害气体浓度等)检测并实时显示；

手动自动切换—用户可根据需要在手动控制和自动控制之间实现自由切换。

Claims

1、一种等离子体室内空气净化器，包括设置有进风口和出风口的壳体[1]，在壳体[1]的进风口处设置有对流风扇[2]、出风口侧设置有过滤区[6]，在壳体[1]内对流风扇[2]内侧设置有荷电区[3]，过滤区[6]内侧设置有负离子发生区[5]，在荷电区[3]与负离子发生区[5]之间设置有集尘区[4]，其特征在于：所说的过滤区[6]的外侧还设置有与壳体[1]内下侧的窄脉冲发生电源[9]相联接的非平衡态等离子体发生区[8]；所说的集尘区[4]由集尘板[12]构成，集尘板[12]间电气相连，集尘板[12]两极可分别与设置在壳体[1]内上侧的高压电源[7]相连接。

2、根据权利要求1所述的等离子体室内空气净化器，其特征在于：所说的窄脉冲发生电源[9]包括电源VCC，电源VCC通过电阻R5与晶体管Q2的射极相联接，晶体管Q2的射极通过电容C4接地，晶体管Q2的射极又通过电阻R4与晶体管Q2的基极相联接，晶体管Q2的基极通过电容C3和电阻R3连接晶体管Q1的射极，晶体管Q1的射极通过电阻R2与电阻R5相联接，电阻R2又通过电阻R1和二极管D1与晶体管Q1的基极相联接，晶体管Q1的基极通过电容C1接地，同时晶体管Q1的射极也接地，晶体管Q2的射极先后通过电阻R6和电容C2连接到电阻R1和二极管D1之间，同时晶体管Q2的射极又通过电阻R7与晶体管Q3的触发极相联接，晶体管Q3的射极接地，电容C5和变压器TRANS原边与晶体管Q3发射极连接，变压器TRANS副边接负载。

3、根据权利要求1所述的等离子体室内空气净化器，其特征在于：所说的集尘区[4]的上下侧分别设置有磁体[10]。

4、根据权利要求1所述的等离子体室内空气净化器，其特征在于：所说的集尘板[12]间均匀分布有与集尘板[12]平行的放电针。

5、根据权利要求1所述的等离子体室内空气净化器，其特征在于：所说的荷电区[3]的放电电极采用放电针制成。

6、根据权利要求1所述的等离子体室内空气净化器，其特征在于：所说的壳体[1]内下侧还设置有控制器[11]和感测器[13]，控制器[11]与对流风扇[2]、高压电源[7]、窄脉冲发生电源[9]及感测器[13]间通过信号线相连。