TWM628958U

TWM628958U - 滅菌消毒的等離子空氣清淨機

Info

Publication number: TWM628958U
Application number: TW110215004U
Authority: TW
Inventors: 蕭銘任
Original assignee: 蕭銘任
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2022-07-01
Also published as: CN218367338U

Abstract

本創作涉及一種滅菌消毒的等離子空氣清淨機，其包括兩個平行間隔的電極，以及至少一電介質在兩電極之間，利用一高壓電流施加在該兩電極產生等離子體以滅菌、消毒、淨化空氣，等離子體驅動的催化劑塗層經由高壓催化產生協作，催化劑塗層包括例如奈米二氧化鈦(TiO₂)經由等離子激發，等離子催化技術(PDC)，進一步降解消除空氣污染物，包括消除等離子體產生的臭氧等有毒副產物、細菌、病毒、臭味、甲醛、揮發性有機化合物VOC等，經過滅菌消毒的潔淨空氣用以淨化車內、室內空間等，可以減少臭氧排放，有益人體健康。

Description

滅菌消毒的等離子空氣清淨機

本創作涉及淨化空氣的等離子體驅動的催化劑(PDC)技術，特別指包括用於滅菌、消毒、清潔的等離子體驅動的催化劑技術的空氣淨化裝置。

光觸媒PCO缺點是會產生臭氧，當臭氧濃度變高時對人體有危害需再改進，再者，由於等離子體包含不同能量的正負離子、電子和中性粒子。對於去除氣味和揮發性有機化合物氮氧化物、硫氧化物等是有效的。然眾多研究單位對於使用等離子體消除揮發性有機化合物等仍具有一些問題存在，例如等離子包括有害化合物諸如揮發性有機化合物、一氧化碳、氮氧化物等排放物的不完全氧化，不完全氧化導致形成有毒副產物，如一氧化碳(CO)、臭氧等的氣體毒性物質的問題。同時，這樣的有毒副產物的形成需要額外的後段處理作業，造成的不良副產物又增加整個空氣淨化裝置的成本和複雜性，非吾人所樂見。

本創作提供了一種滅菌消毒的等離子空氣清淨機，去除空氣污染物並改善包括例如車內、室內或空間空氣品質的等離子體驅動的催化劑消毒和淨化裝置。該裝置包括等離子驅動的催化劑反映裝置。本新型利用的等離子技術是基於絕緣電介質層阻擋放電(DBD)等離子體，形成在由絕緣電介質層阻擋間隔開的兩個平行電極之間，阻擋放電的最重要的特性是非平衡等離子體條件，絕緣電介質層阻擋放電等離子體採用高電壓，例如包括範圍從幾個kV至數十kV，頻率範圍從幾百赫茲(Hz)到幾千赫茲(Hz)的足夠高的電壓被用於電離兩個電極之間的間隙中的介質，該介質包含許多組分，如不同能量的電子、正負離子和中性粒子。這些電離的組分能將揮發性有機化合物和其他空氣污染物深入降解成無害的產物，如CO₂和H₂O。

所述滅菌消毒的等離子空氣清淨機產生的等離子在滅菌、消毒和淨化空氣過程中，等離子體產生臭氧和其他有毒副產物，因而，將催化劑塗層結合在等離子驅動的催化劑反映裝置中以消除這些有毒的副產物；所述的催化劑塗層包括例如二氧化鈦(TiO₂)，或奈米的二氧化鈦(TiO₂)催化劑塗層或二氧化鈦催化劑摻雜其它元素，如鈦、鋅、銅、錳、鎂、金、鉬、鈷、鎳等元素，或其氧化物，或其合金，以提高其催化性能，該二氧化鈦基的催化劑可以在等離子驅動的催化劑反映裝置內被高壓催化協作，光催化層由等離子激發，臭氧和來自DBD等離子體的其它副產物可以被二氧化鈦基的催化劑消除。

本新型提供一種滅菌消毒的等離子空氣清淨機，包括：等離子驅動的催化劑反映裝置，該裝置包括：第一電極、第二電極，該第一電極和第二電極互為平行間隔地設置，用以提供一電源電壓通過該第一電極、第二電極，在其平行間隔之間所界定的等離子區域產生等離子體；

至少一第一絕緣電介質層，該第一絕緣電介質層設於該第一電極及第二電極之間且形成在該第一電極或第二電極上；

至少一第一催化劑塗層，該第一催化劑塗層塗佈在該第一絕緣電介質層；及

一下殼、一上殼，該下殼包括一第一氣孔形成在該下殼一側，及一開口形成在該下殼另一側，該上殼包括一第二氣孔，其中該等離子驅動的催化劑反映裝置結合在所述的下殼內，該上殼結合在該開口，所述的等離子區域對應在該第一氣孔及該第二氣孔；

藉此，提供一電源電壓與該第一電極和第二電極電性連接產生等離子體，用以在一污染空氣通過第一氣孔和第三氣孔，至該第一電極、第二電極之間的等離子區域接觸該等離子體以滅菌、消毒和淨化該汙染空氣，該等離子體驅動的第一催化劑塗層經由電源的高電壓催化產生協作，該第一催化劑塗層經由等離子激發，等離子催化技術(PDC)降解消除空氣污染物，包括等離子體產生的臭氧等有毒副產物、細菌、病毒、臭味、甲醛、揮發性有機化合物VOC、二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、氨等，經過滅菌消毒的潔淨空氣從該第四氣孔及第二氣孔排出至空間中。

根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機一實施例，其中等離子驅動的催化劑反映裝置更包含一等離子產生器電源裝置，該等離子產生器電源裝置包括有電源變壓裝置功能，該等離子產生器電源裝置電性連接該第一電極及第二電極，該等離子產生器電源裝置可以外接一電源變壓至所需的高電壓，用以提供電源、電壓至該第一電極、第二電極產生等離子體。

使用者可以將本創作滅菌消毒的等離子空氣清淨機，設置在例如汽車空調內循環進氣口的位置，該等離子產生器電源裝置用以連接該車輛之電源裝置，將該車輛電源裝置之電源電壓升壓至適合本創作滅菌消毒的等離子空氣清淨機使用之高電壓例如變壓為1kV至數十kV DC電流，在第一電極、第二電極，用以在該車內空調系統的污染空氣通過第一氣孔和第三氣孔，至該第一電極、第二電極之間的等離子區域接觸該等離子體以滅菌、消毒和淨化該汙染空氣，該等離子體驅動的第一催化劑塗層經高壓催化產生協作，該第一催化劑塗層經由等離子激發，等離子催化技術(PDC)降解消除空氣污染物，包括等離子體產生的臭氧等有毒副產物、細菌、病毒、臭味、甲醛、揮發性有機化合物VOC、二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、氨等，經過滅菌消毒的潔淨空氣從該第四氣孔及第二氣孔通過該車輛空調的出氣口排出至車輛的內部空間中。

根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機一實施例，其中等離子驅動的催化劑反映裝置還包括第二絕緣電介質層、第二催化劑塗層，該第二絕緣電介質層結合在第二電極，該第一絕緣電介質層結合在第一電極，而第二催化劑塗層塗佈在第二電極上。

該催化劑塗層塗覆在絕緣電介質層上，催化劑塗層能夠被等離子體有效地激發，不需設置紫外光照射來產生自由基，其能將諸如VOC的空氣污染物分解成無害產物，例如水和二氧化碳，有效地使空氣污染物的去除。由於催化劑塗層與等離子體接觸，所以自由基率在這種反應性的等離子體環境下有效產生，將等離子體產生的臭氧或其他有害副產物消除了，相對習用的等離子技術可以減少臭氧排放，提高空氣淨化功能，且結構簡單而成本較低可普及。

100:滅菌消毒的等離子空氣清淨機

10:催化劑反映裝置

11:第一電極

13:第二電極

15:等離子區域

17:放電針

21:第一絕緣電介質層

23:第二絕緣電介質層

31:第一催化劑塗層

33:第二催化劑塗層

51:下殼

511:第一氣孔

513:開口

53:上殼

531:第二氣孔

7:等離子產生器電源裝置

90:固定架

901:第一槽

903:第二槽

91:第一架體

911:第三氣孔

93:第二架體

931:第四氣孔

圖1係本創作滅菌消毒的等離子空氣清淨機的立體圖。

圖2係本創作空氣清淨機的分解圖。

圖3係本創作空氣清淨機前視圖。

圖4係本創作圖3空氣清淨機前視圖AA端面的剖視圖。

請參閱圖1至圖4所示，本創作一實施例，一種滅菌消毒的等離子空氣清淨機100，包括：等離子驅動的催化劑反映裝置10，該裝置包括：第一電極11、第二電極13，該第一電極11和第二電極13互為平行間隔地設置，用以提供一電流電壓通過該第一電極11、第二電極13，在其平行間隔之間所界定的等離子區域15產生等離子體；

至少一第一絕緣電介質層21，該第一絕緣電介質層21設於該第一電極11及第二電極13之間，且形成在該第一電極11或第二電極13上；

至少一第一催化劑塗層31，該第一催化劑塗層31塗佈在該第一絕緣電介質層21；及一下殼51、一上殼53，該下殼51包括一第一氣孔511形成在該下殼51一側，及一開口513形成在該下殼51另一側，該上殼53包括一第二氣孔531，其中該等離子驅動的催化劑反映裝置10結合在所述的下殼51內，該上殼53結合在該開口513，所述的等離子區域15對應在該第一氣孔511及該第二氣孔531；

藉此，在一空間中提供一電源電壓與該第一電極11和第二電極13電性連接產生等離子體，用以在一污染空氣通過第一氣孔511和第三氣孔911，至該第一電極11、第二電極13之間的等離子區域15接觸該等離子體滅菌消毒和淨化該汙染空氣，該等離子體驅動的第一催化劑塗層31經由電源的高壓催化產生協作，該第一催化劑塗層31經由等離子激發，等離子催化技術(PDC)降解消除空氣污染物，包括等離子體產生的臭氧等有毒副產物、細菌、病毒、臭味、甲醛、揮發性有機化合物VOC、二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、氨等，經過滅菌消毒的潔淨空氣從該第四氣孔931及第二氣孔531排出至空間中。

該催化劑塗層塗覆在絕緣電介質層上，催化劑塗層能夠被等離子體有效地激發，不需設置紫外光照射來產生自由基，其能將諸如VOC的空氣污染物分解成無害產物，例如水和二氧化碳，有效地使空氣污染物的去除。由於催化劑塗層與等離子體接觸，所以自由基在這種反應性的等離子體環境下有效產生，將等離子體產生的臭氧或其他有害副產物消除。

根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機100一實施例，其中等離子驅動的催化劑反映裝置10更包含一等離子產生器電源裝置7，該等離子產生器電源裝置7包括有電源變壓裝置功能，該等離子產生器電源裝置7電性連接該第一電極11及第二電極13，該電極材質包括金屬或非金屬的導電體，例如銅、鐵或合金等，該等離子產生器電源裝置7可以外接一電源，可將該電源變壓至本創作的滅菌消毒的等離子空氣清淨機100適用的電源電壓範圍或頻率，例如包含但不限於1kV至數十kV DC電流，用以提供電源、電壓至該第一電極11、第二電極13產生等離子體。

使用者可以將本創作滅菌消毒的等離子空氣清淨機100，設置在例如汽車空調內循環進氣口的位置，該等離子產生器電源裝置7用以連接該車輛之電源裝置，將該車輛電源裝置之電源電壓升壓至適合本創作滅菌消毒的等離子空氣清淨機100使用之高壓例如變壓為1kV至數十kV，實施例如為DC 4.7kV或3.7kV施加在第一電極11、第二電極13，用以在該車內空調系統的污染空氣通過第一氣孔511和第三氣孔911，至該第一電極11、第二電極13之間的等離子區域15接觸該等離子體滅菌、消毒和淨化該汙染空氣，該等離子體驅動的第一催化劑塗層31經由電源的高電壓催化產生協作，該第一催化劑塗層31經由等離子有效激發，等離子催化技術(PDC)降解消除空氣污染物，包括等離子體產生的臭氧等有毒副產物、細菌、病毒、臭味、甲醛、揮發性有機化合物VOC、二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、氨等，經過滅菌消毒的潔淨空氣從該第四氣孔931及第二氣孔531通過該車輛空調的出氣口排出至車輛的內部空間中。

在一些實施例中，本創作滅菌消毒的等離子空氣清淨機100，裝設使用上並無方向性限制，例如汽車空調內循環進氣口的位置，車輛污染的氣流從該等離子產生器電源裝置7的第二氣孔531、第四氣孔931，通過至該第一電極11、第二電極13之間的等離子區域15接觸該等離子體將空氣中的汙染物質滅菌、消毒，達成空氣淨化再通過第三氣孔911及第一氣孔511，向該車輛空調的出氣口排出至車輛的內部空間中，以淨化車輛內的空氣。

根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機100一實施例，其中等離子驅動的催化劑反映裝置10還包括第二絕緣電介質層23、第二催化劑塗層33，該第二絕緣電介質層23結合在第二電極13，該第一絕緣電介質層21結合在第一電極11，而第二催化劑塗層33塗佈在第二絕緣電介質層23上，在實施例圖4中，第二催化劑塗層33塗佈在第二絕緣電介質層23上並結合在該第二電極13的外側，雖不在第一電極11和第二電極13之間的區域，但第一電極11和該第二電極13之間等離子區域15產生的等離子體，可以接觸該第二催化劑塗層33，而達到該奈米二氧化鈦的催化劑可以接觸到等離子體而被激發以分解被空氣汙染物和消除臭氧等有毒副產物。

請參閱圖2至圖4所示，根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機100一實施例，其中等離子驅動的催化劑反映裝置10進一步包括一固定架90，該固定架90更包括第一架體91及第二架體93，該第一架體91在中間區域形成有第三氣孔911，及第二架體93在中間區域形成有第四氣孔931，該第一架體91結合該第二架體93形成該固定架90，其中該固定架90一側形成一第一槽901及固定架90另一側形成一第二槽903，其中第一電極11及第一絕緣電介質層21、第一催化劑塗層31結合在該第一槽901，該第二電極13及第二絕緣電介質層23、第二催化劑塗層33結合在該第二槽903，該第一電極11和該第二電極13互為平行間隔設置，且平行間隔之間為該等離子區域15。

根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機100一實施例，其中該第一電極11和第二電極13包括長方形、正方形或者“U”形的任一種(圖中未示)，所屬領域具通常知識者可以瞭解及使用該些形狀結構的電極。

根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機100一實施例，其中第一絕緣電介質層21及第二絕緣電介質層23包括玻璃、石英或陶瓷之任一種。

請參閱圖2所示，根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機100一實施例，其中第一電極11或第二電極13任一側結合有一放電針17，讓負高電壓由針尖放電的作用產生等離子體。

請參閱圖1至圖4所示，根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機100一實施例，等離子驅動的催化劑反映裝置10，該裝置包括：第一電極11、第二電極13，該第一電極11和第二電極13互為平行間隔地設置，用以提供一電流電壓通過該第一電極11、第二電極13，在其平行間隔之間所界定的等離子區域15產生等離子體；

至少一第一絕緣電介質層21，該第一絕緣電介質層21設於該第一電極11及第二電極13之間；

至少一第一催化劑塗層31，該第一催化劑塗層31塗佈在該第一絕緣電介質層21或該第一電極11或該第二電極13；及一下殼51、一上殼53，該下殼51包括一第一氣孔511形成在該下殼51一側，及一開口513形成在該下殼51另一側，該上殼53包括一第二氣孔531，其中該等離子驅動的催化劑反映裝置結合在所述的下殼51內，該上殼53結合在該開口513，所述的等離子區域15對應在該第一氣孔511及該第二氣孔531；

使用者可以將本創作滅菌消毒的等離子空氣清淨機100，設置在例如汽車空調內循環進氣口的位置，該等離子產生器電源裝置7用以連接該車輛之電源裝置，將該車輛電源裝置之電源電壓升壓至適合本創作滅菌消毒的等離子空氣清淨機100使用之高壓例如變壓為1kV至數十kV，實施例如為DC 4.7kV或3.7kV，在第一電極11、第二電極13，用以在該車內空調系統的污染空氣通過第一氣孔511和第三氣孔911，至該第一電極11、第二電極13之間的等離子區域15接觸該等離子體滅菌、消毒和淨化該汙染空氣，該等離子體驅動的第一催化劑塗層31經由電源的高電壓催化產生協作，該第一催化劑塗層31經由等離子有效激發，等離子催化技術(PDC)降解消除空氣污染物，包括等離子體產生的臭氧等有毒副產物、細菌、病毒、臭味、甲醛、揮發性有機化合物VOC、二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、氨等，經過滅菌消毒的潔淨空氣從該第四氣孔931及第二氣孔531通過該車輛空調的出氣口排出至車輛的內部空間中。

請參閱圖2至圖4所示，根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機100一實施例，其中等離子驅動的催化劑反映裝置10進一步包括一固定架90，該固定架90更包括第一架體91及第二架體93，該第一架體91在中間區域形成有第三氣孔911，及第二架體93在中間區域形成有第四氣孔931，該第一架體91結合該第二架體93形成該固定架90，其中該固定架90一側形成一第一槽901及固定架90另一側形成一第二槽903，其中第一電極11及第一絕緣電介質層21結合在該第一槽901，該第二電極13結合在該第二槽903，該第一電極11和該第二電極13互為平行間隔設置，且平行間隔之間為該等離子區域15。

根據本新型滅菌消毒的等離子空氣清淨機100一實施例，其中第一催化劑塗層31或第二催化劑塗層33包括但不限於二氧化鈦或奈米二氧化鈦或/及其氧化物或其合金的一種或多種的塗層。二氧化鈦的塗層結合在等離子驅動的催化劑反映裝置10中，該催化劑具有奈米的多介孔結構，其總有效表面積被增加。奈米二氧化鈦的催化劑可混合其它元素，例如鎂、金、鉬、鈷、鎳、鈦、鋅、鈀、銅、錳、鑭、鑰、鎢、釩、硒、鋇、鈰、錫、鐵，或其氧化物以提高其光催化性能。該催化劑可用塗覆、沉積、浸塗或凝膠法等方式結合在絕緣電介質層或其它如透氣性的基底、金屬、玻璃、陶瓷、塑膠等。該奈米二氧化鈦的催化劑位置亦可以是在電極的表面上、電極之間或在等離子驅動的催化劑反映裝置10進氣口或出氣口或其空間之間，該奈米二氧化鈦的催化劑可以接觸到等離子體而被激發以分解被空氣汙染物和消除臭氧等有毒副產物。

以上說明內容僅為本創作較佳實施例，所描述的實施例僅僅是本創作的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本創作中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本創作保護的範圍。