CN2667386Y

CN2667386Y - 低温等离子体室内空气净化器

Info

Publication number: CN2667386Y
Application number: CN 200320109667
Authority: CN
Inventors: 荣命哲; 袁兴成; 王小华; 袁志兵
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2004-12-29
Anticipated expiration: 2013-10-22

Abstract

低温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，在壳体内设置有进气风扇，在壳体内还设置有与低温等离子体放电电极、预荷电集尘电极相联接的高压窄脉冲电源和预荷电集尘电源，空气在进气风扇的驱动下进入低温等离子体放电电极之间，在高压脉冲的作用下将在低温等离子体放电电极周围产生大量的低温等离子体，这些等离子体内有大量的强氧化性的自由基团，这些自由基团能有效的去除室内空气中像甲醛、二氧化硫、二氧化氮等有害气体，室内空气中的悬浮颗粒物在经过预荷电集尘电极的时候会被吸附到集尘板上从而被消除，最后，含有丰富的负离子的纯净空气从排气口排出。

Description

低温等离子体室内空气净化器

技术领域

本实用新型属于空气净化装置，特别涉及一种低温等离子体室内空气净化器。

背景技术

目前国内已上市的室内空气净化器主要有如下几类：第一类是以物理性能设计的净化器，具有过滤、吸附处理杂质等功能，可以有效地净化室内空气中的悬浮物和少部分有害物质。但是，对室内空气中的异臭异味、病原菌、病毒、微生物以及装饰装修造成的空气污染根本无法消除，同时，这些采用物理方法实施净化的装置，在过滤和吸附过程中慢慢地就会饱和直至失去功效。第二类是在物理性能的基础上，增加了静电除尘、负离子发生器、臭氧发生器等功能。这种多功能净化器不仅可以消烟除尘，而且具有消毒、杀菌、除臭去味和去颜料色素以及消除一氧化碳等有害气体的功能。但是仍然存在着不能分解有机污染物的弊病。第三类是在第二类的基础上引入了等离子体催化净化技术来去处有害气体。但都存在着以下的不足之处：1、净化效率有待于进一步提高；2、室内空气净化器的体积较大，成本高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种不仅能够提高净化效率，而且体积小、成本低的低温等离子体室内空气净化器。

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进气风扇，壳体内进气风扇与出风口之间还依次设置有低温等离子体放电电极和预荷电集尘电极，其特点是，低温等离子体放电电极是针—板电极，设置在壳体内的高压窄脉冲电源产生高压脉冲加载在带放电针的极板上，低温等离子体放电电极的另一极板接地，其中在低温等离子体放电电极的两极上设置有一对永磁体；预荷电集尘电极是板—板电极由交错的集尘板构成，隔层的集尘板电气连接，其中一极上固定有一排放电针，设置在壳体内的预荷电集尘电源产生的电压加载在两极之间，在上、下两集尘板上也分别设置有永磁体。

本实用新型的另一特点是：预荷电集尘电源包括12V直流电源Vcc，直流电源Vcc与TL494的11端口相联接，TL494的1、2、7、9、16、17端口接地，TL494的5端口经电阻R5接地，TL494的6端口经过电容C11接地，TL494的8端口和11端口之间连接有电阻R4，TL494的8端口又通过电阻R1和MOSFET的栅极连接，TL494的14端口通过电位器R6端接地，电位器R6的3端口和TL494的3端口联接，直流电源Vcc通过二极管D11与电阻R2相联接，电阻R2的另一端与MOSFET的源极相联接，变压器TRANS原边的一端接直流电源Vcc，另一端接MOSFET的源极，MOSFET的漏极接地，变压器TRANS副边一端与电阻R3相联接，另一端与设置有放电针的集尘板9、电容C6和二极管D1的阴极相联接，电阻R3、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10和二极管D10串联，且在二极管D10和电容C10之间还联接有另一集尘板9，电容C1和C2之间连接二极管D1的阳极和二极管D2的阴极，电容C2和C3之间连接二极管D3的阳极和二极管D4的阴极，电容C3和C4之间连接二极管D5的阳极和二极管D6的阴极，电容C4和C5之间连接二极管D7的阳极和二极管D8的阴极，电容C6和C7之间连接二极管D2的阳极和二极管D3的阴极，电容C7和C8之间连接二极管D4的阳极和二极管D5的阴极，电容C8和C9之间连接二极管D6的阳极和二极管D7的阴极，电容C9和C10之间连接二极管D8的阳极和二极管D9的阴极，二极管D9的阳极和二极管D10的阴极相连；高压窄脉冲电源包括电源Vcc，电源Vcc通过电感L1和7809的1端口相联接，7809的1端口又通过电容C3接地，7809的3端口直接接地，7809的2端口与NE555的4端口和8端口相联接，NE555的1端口接地，NE555的5端口经过电容C2接地，NE555的2端口和6端口通过电容C1接地，NE555的7端口与电位器R1相联接，电位器R1、R2与电阻R3串联，电阻R3的另一端与NE555的4端口相联接，电位器R2的3端口和NE555的8端口相连，NE555的3端口通过电阻R4和三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极接地，电源Vcc通过电阻R5与晶体管Q1的射极相联，晶体管Q1的射极通过电阻R6和MOSFET的栅极相联，MOSFET的漏极接地，MOSFET的源极与变压器T原边一端相联，变压器T原边的另一端通过电阻R7与电源Vcc相联，在变压器T原边还并联有电容C4，变压器T的副边通过二极管DIODE与低温等离子体放电电极的一个极板相联接；的进气风扇的内侧还设置有过滤网。

由于本实用新型在低温等离子体放电电极间加入了永磁体，增加了电子的能量，能够产生更多的等离子体，从而提高了去除有害气体的效率，同时在预荷电集尘板间也加入了永磁体，从而延长了带电粒子在集尘板间停留的时间，有效地抑制了粒子从集尘板间的逸出，提高了去除悬浮颗粒物的效率，而且通过设计的预荷电集尘电源和高压窄脉冲电源减小了空气净化器的体积、降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的预荷电集尘电源电路；

图3是本实用新型高压窄脉冲电源电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1、本实用新型包括设置有进风口和出风口的壳体8，在壳体8的进风口处设置有进气风扇1，壳体8内进气风扇1与出风口之间还依次设置有低温等离子体放电电极3和预荷电集尘电极4，低温等离子体放电电极3是针一板电极，设置在壳体8内的高压脉冲电源产生高压脉冲加载到放电针上，而另一极板接地，其中在低温等离子体放电电极的两极上设置了一对永磁体7；预荷电集尘电极4是板—板电极，电极是由交错的集尘板9构成，隔层的集尘板9是电气连接的，其中一极上固定有一排放电针，设置在壳体8内的预荷电集尘电源5产生的电压加载在两极之间，在上、下两集尘板上也分别设置有永磁体7。

参见图2，预荷电集尘电源5包括12V直流电源Vcc，直流电源Vcc与TL494的11端口相联接，TL494的1、2、7、9、16、17端口接地，TL494的5端口经电阻R5接地，TL494的6端口经过电容C11接地，TL494的8端口和11端口之间连接有电阻R4，TL494的8端口又通过电阻R1和MOSFET的栅极连接，TL494的14端口通过电位器R6端接地，电位器R6的3端口和TL494的3端口联接，直流电源Vcc通过二极管D11与电阻R2相联接，电阻R2的另一端与MOSFET的源极相联接，变压器TRANS原边的一端接直流电源Vcc，另一端接MOSFET的源极，MOSFET的漏极接地，变压器TRANS副边一端与电阻R3相联接，另一端与设置有放电针9的集尘板10、电容C6和二极管D1的阴极相联接，电阻R3、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10和二极管D10串联，且在二极管D10和电容C10之间还联接有另一集尘板10，电容C1和C2之间连接二极管D1的阳极和二极管D2的阴极，电容C2和C3之间连接二极管D3的阳极和二极管D4的阴极，电容C3和C4之间连接二极管D5的阳极和二极管D6的阴极，电容C4和C5之间连接二极管D7的阳极和二极管D8的阴极，电容C6和C7之间连接二极管D2的阳极和二极管D3的阴极，电容C7和C8之间连接二极管D4的阳极和二极管D5的阴极，电容C8和C9之间连接二极管D6的阳极和二极管D7的阴极，电容C9和C10之间连接二极管D8的阳极和二极管D9的阴极，二极管D9的阳极和二极管D10的阴极相连。预荷电集尘电源5的TL494主要产生控制MOSFET关断得到方波信号，TL494的5端口的电阻R5和6端口的电容C11以适当的值配合，使得产生的方波信号频率为20kHZ，当TL494工作时将在14口产生5V直流电压，经过电位器R6分压后输入到3端口，通过电位器R6的调节来改变TL494的3端口的输入电压可以改变输出方波的占空比，从而控制MOSFET导通、关断时间。TL494产生的方波通过电阻R1加在MOSFET的栅极上，当方波为高电平时，MOSFET的漏极和栅极导通，12V直流电压加在变压器TRANS的原边，能量储存在变压器原边的线圈上，当方波为低电平的时候，MOSFET关断，此时储存在原边线圈上的能量将通过电阻R2和二极管D11释放。由单端反激原理，将在变压器的副边产生峰值较大的交流电压，从理论上讲，副边的交流电压经过后面的倍压整流电路后，将在节点1和节点2之间产生10倍于副边峰值电压的直流电压，但实际中直流电压的值只有副边峰值电压的4-5倍。当方波信号的占空比较大时，在变压器的副边产生的交流电压的峰值较大，从而节点1、2之间的直流电压越大，同理，当方波的占空比越小时，节点1、2之间的直流电压越小。因此可以通过调节方波的占空比来改变节点1、2之间的直流电压大小。

参见图3，高压窄脉冲电源6包括电源Vcc，电源Vcc通过电感L1和7809的1端口相联接，7809的1端口又通过电容C3接地，7809的3端口直接接地，7809的2端口与NE555的4端口和8端口相联接，NE555的1端口接地，NE555的5端口经过电容C2接地，NE555的2端口和6端口通过电容C1接地，NE555的7端口与电位器R1相联接，电位器R1、R2与电阻R3串联，电阻R3的另一端与NE555的4端口相联接，电位器R2的3端口和NE555的8端口相连，NE555的3端口通过电阻R4和三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极接地，电源Vcc通过电阻R5与晶体管Q1的射极相联，晶体管Q1的射极通过电阻R6和MOSFET的栅极相联，MOSFET的漏极接地，MOSFET的源极与变压器T原边一端相联，变压器T原边的另一端通过电阻R7与电源Vcc相联，在变压器T原边还并联有电容C4，变压器T的副边通过二极管DIODE与低温等离子体放电电极3的一个极板相联接。高压窄脉冲电源6中NE555芯片及其周边元件组成脉冲发生部分，为了保证NE555有一个较为稳定的工作电压，采用稳压管7809给其供电，在NE555芯片的8脚和7脚之间串联电阻R1、R2、R3，其中电阻R1、R2为精密的可调电位器，并在电阻R2的可调端通过电容C1接地。由NE555芯片的工作原理，在NE555的3端口产生一脉冲信号，此脉冲信号经过三极管Q1反向放大后，控制MOSFET的开通关断。当脉冲信号的高电平信号到来时，MOSFET瞬间导通，电流流过变压器和T原边，产生较大的电流变化率，在MOSFET开通过程中，在变压器原边储存能量，当脉冲信号转换为低电平时，MOSFET关断，储存在变压器电感中的能量通过电容释放，但由于变压器副边二极管的作用，放电电压未形成振荡。

本实用新型的工作原理如下：室内空气在进气风扇1的驱动下进入，一些直径较大的气体分子被过滤网2过滤。过滤后的气体将进入低温等离子体放电电极3之间，在高压脉冲的作用下将在低温等离子体放电电极3的放电针周围产生大量的低温等离子体，一方面，在产生低温等离子体的过程中，高频放电产生的瞬时高能量，足以打开某些有害气体分子的化学键，使其分解成单质原子或无害分子；另一方面，低温等离子体中会产生大量强氧化性的N、O、OH等自由基团，这些自由基团可以有效的去处二氧化硫、二氧化氮、甲醛等有害气体。为了提高有害气体的去除效率，在低温等离子体放电电极3中引入了磁场，在电场力和磁场力的共同作用下，电子所获得的能量远大于没有加入磁场的情况，由于等离子体中的自由基团主要是电子的碰撞产生，因而此时在低温等离子体中能产生出更多的自由基团。另外，有害气体进入低温等离子体时将会被荷电成为荷电粒子，在电场力和磁场力的共同作用下，电荷粒子的运动轨迹为复杂的旋流轨迹，它们在等离子体内部停留的时间变长，从而延长了和自由基团接触的时间，使得有害气体能被充分净化，从而提高去除效率。同时在低温等离子体放电电极3之间一些直径较小的悬浮颗粒物也将被荷电成为带电粒子，这些带电粒子经过预荷电集尘电极4的时候会被吸附到集尘板9上从而被消除。室内空气在经过过滤网2过滤和低温等离子体放电电极3去除有害气体后还存在一些直径较小的悬浮颗粒物，而当气体经过预荷电集尘电极4的时候这些小直径的悬浮颗粒物将被去除。在负高电压的作用下，预荷电集尘电极4的放电针周围将发生电晕放电，气体分子将被分解成为电子和离子，当悬浮颗粒物经过时将会被荷电成为带电粒子，带电粒子进入到预荷电集尘电极4的集尘板9的时候，此时在电场力和磁场力的共同作用下将会被吸附在集尘板10上。在预荷电集尘电极4上加磁体7可以延长带电粒子在集尘板9间停留的时间从而极大的提高去除效率。另外预荷电集尘电极4由于加载的是负高压，将会产生大量的负离子，实现平衡空气中正负离子浓度的目的。最后，含有丰富的负离子的纯净空气从排气口排出。

Claims

1、低温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[8]，在壳体[8]的进风口处设置有进气风扇[1]，壳体[8]内进气风扇[1]与出风口之间还依次设置有低温等离子体放电电极[3]和预荷电集尘电极[4]，其特征在于：所说的低温等离子体放电电极[3]是针-板电极，设置在壳体[8]内的高压窄脉冲电源[6]产生高压脉冲加载在带放电针的极板上，低温等离子体放电电极的另一极板接地，其中在低温等离子体放电电极[3]的两极上设置有一对永磁体[7]；所说的预荷电集尘电极[4]是板-板电极由交错的集尘板[9]构成，隔层的集尘板[9]电气连接，其中一极上固定有一排放电针，设置在壳体[8]内的预荷电集尘电源[5]产生的电压加载在两极之间，在上、下两集尘板上也分别设置有永磁体[7]。

2、根据权利要求1所述的低温等离子体室内空气净化器，其特征在于：所说的预荷电集尘电源[5]包括12V直流电源Vcc，直流电源Vcc与TL494的11端口相联接，TL494的1、2、7、9、16、17端口接地，TL494的5端口经电阻R5接地，TL494的6端口经过电容C11接地，TL494的8端口和11端口之间连接有电阻R4，TL494的8端口又通过电阻R1和MOSFET的栅极连接，TL494的14端口通过电位器R6端接地，电位器R6的3端口和TL494的3端口联接，直流电源Vcc通过二极管D11与电阻R2相联接，电阻R2的另一端与MOSFET的源极相联接，变压器TRANS原边的一端接直流电源Vcc，另一端接MOSFET的源极，MOSFET的漏极接地，变压器TRANS副边一端与电阻R3相联接，另一端与设置有放电针的集尘板[10]、电容C6和二极管D1的阴极相联接，电阻R3、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10和二极管D10串联，且在二极管D10和电容C10之间还联接有另一集尘板10，电容C1和C2之间连接二极管D1的阳极和二极管D2的阴极，电容C2和C3之间连接二极管D3的阳极和二极管D4的阴极，电容C3和C4之间连接二极管D5的阳极和二极管D6的阴极，电容C4和C5之间连接二极管D7的阳极和二极管D8的阴极，电容C6和C7之间连接二极管D2的阳极和二极管D3的阴极，电容C7和C8之间连接二极管D4的阳极和二极管D5的阴极，电容C8和C9之间连接二极管D6的阳极和二极管D7的阴极，电容C9和C10之间连接二极管D8的阳极和二极管D9的阴极，二极管D9的阳极和二极管D10的阴极相连。

3、根据权利要求1所述的低温等离子体室内空气净化器，其特征在于：所说的高压窄脉冲电源[6]包括电源Vcc，电源Vcc通过电感L1和7809的1端口相联接，7809的1端口又通过电容C3接地，7809的3端口直接接地，7809的2端口与NE555的4端口和8端口相联接，NE555的1端口接地，NE555的5端口经过电容C2接地，NE555的2端口和6端口通过电容C1接地，NE555的7端口与电位器R1相联接，电位器R1、R2与电阻R3串联，电阻R3的另一端与NE555的4端口相联接，电位器R2的3端口和NE555的8端口相连，NE555的3端口通过电阻R4和三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极接地，电源Vcc通过电阻R5与晶体管Q1的射极相联，晶体管Q1的射极通过电阻R6和MOSFET的栅极相联，MOSFET的漏极接地，MOSFET的源极与变压器T原边一端相联，变压器T原边的另一端通过电阻R7与电源Vcc相联，在变压器T原边还并联有电容C4，变压器T的副边通过二极管DIODE与低温等离子体放电电极[3]的一个极板相联接。

4、根据权利要求1所述的低温等离子体室内空气净化器，其特征在于：所说的进气风扇[1]的内侧还设置有过滤网[2]。