專利名稱：等離子體空氣消毒凈化器及其空氣消毒凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣消毒凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及等離子體空氣消毒凈化器及其空氣 消毒凈化方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的空氣消毒凈化器按空氣消毒因子類型分主要的有過(guò)濾吸附型、電子靜電吸 附型、高能離子消毒凈化型、紫外線消毒凈化型、光催化凈化和等離子體消毒凈化型等六 種；空氣消毒凈化方法是由風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)室內(nèi)空氣流經(jīng)上述空氣消毒凈化器實(shí)現(xiàn)的。過(guò)濾吸附型利用物體表面間存在的范德華力，吸附隨空氣流中的懸浮顆粒污染 物、有害氣體，實(shí)現(xiàn)凈化空氣。其缺點(diǎn)是只能濾除灰塵，不能徹底消毒；過(guò)濾阻力隨塵埃顆粒 物的增多而增大，容塵量減少，凈化效率隨之下降。如果不及時(shí)清理或更換濾網(wǎng)，會(huì)造成二 次污染。電子靜電吸附型通過(guò)電極的靜電放電，借助庫(kù)侖力的作用，將顆粒物從氣流中分 離出來(lái)，達(dá)到凈化空氣目的。它清除粉塵有效，但殺菌效果差，不能高效凈化空氣及去除甲 醛等有害氣體。高能離子消毒凈化型利用高頻電場(chǎng)加在介質(zhì)隔離的兩個(gè)電極上作沿面放電，與空 氣中的分子發(fā)生作用產(chǎn)生臭氧和其它物質(zhì)；它是利用臭氧的不穩(wěn)定特性和強(qiáng)氧化作用殺菌 消毒的。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，不宜在有易燃、易爆氣體直接接觸的場(chǎng)所，也不能集塵。臭 氧一旦泄漏，對(duì)人體呼吸道造成傷害。紫外線空氣消毒凈化型采用低氣壓汞蒸汽放電燈在高電壓作用下輻射出波長(zhǎng) 253. 7nm的紫外線殺滅細(xì)菌、病毒等微生物。紫外線屬于不可見(jiàn)光，容易泄漏，對(duì)人體眼睛、 皮膚會(huì)造成傷害；紫外線燈管工作壽命一般低于8000小時(shí)。上述缺陷的存在，這也是目前 醫(yī)院很少采用的原因之一。光催化凈化技術(shù)是光催化劑TiO2在387. 5nm波長(zhǎng)的紫外光線的照射下，TiO2介帶 上的電子被激發(fā)進(jìn)入導(dǎo)帶，產(chǎn)生相應(yīng)的空穴。當(dāng)室內(nèi)空氣流過(guò)它的表面，使空氣分子產(chǎn)生具 有強(qiáng)氧化能力的空穴，即表面羥基化，其能量相當(dāng)于15000K的高溫，可以直接殺滅細(xì)菌，分 解有機(jī)物為CO2和H2O等無(wú)毒無(wú)害無(wú)機(jī)物。其缺點(diǎn)是光催化反應(yīng)是受光照強(qiáng)度、空氣流量的 制約，TiO2自身的失活現(xiàn)象是光催化凈化效率降低的根本原因；而且光照的紫外線容易泄 漏，同樣存在對(duì)人體皮膚、眼睛的傷害問(wèn)題?，F(xiàn)有的等離子體空氣消毒凈化器一般由反應(yīng)器、高壓電源、風(fēng)機(jī)組件、控制裝置、 進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口、電源聯(lián)接器和外殼等部件組成，進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口設(shè)有空氣過(guò)濾器，等離子體 反應(yīng)器設(shè)置在氣流之中。等離子體反應(yīng)器主要是由正電極、負(fù)電極和外殼組成。正電極的 結(jié)構(gòu)有金屬絲、鋸齒狀或尖針狀幾種。等離子體空氣消毒凈化型的消毒凈化機(jī)理是等離子 體是由大量正、負(fù)帶電粒子和中性粒子組成的、并表現(xiàn)出集體電場(chǎng)作用的、電荷整體呈準(zhǔn)中 性的氣體云。等離子體對(duì)細(xì)菌細(xì)胞膜構(gòu)成嚴(yán)重?fù)舸┖推茐模辉偈撬艽蜷_(kāi)氣體分子鍵，生成 單原子分子、負(fù)氧離子、OH離子和自由氧原子、H2O2等自由基，具有極強(qiáng)的活化和氧化能力。
4它對(duì)細(xì)菌、病毒具有很強(qiáng)的殺傷力。它還能分解甲醛、苯、氡、氨氣、一氧化碳、煙氣、TVOC等 高分子有毒有機(jī)物，轉(zhuǎn)化成低分子無(wú)毒無(wú)味的無(wú)機(jī)物，如炭、水等。等離子體反應(yīng)器含靜電 場(chǎng)，能吸附小至0. Ium粒徑的顆粒物，進(jìn)一步凈化空氣。等離子體空氣消毒凈化技術(shù)的先進(jìn)性已被業(yè)內(nèi)專家學(xué)者所認(rèn)可，其殺菌消毒機(jī)理 的科學(xué)性和先進(jìn)性是無(wú)可比擬的，被國(guó)際上稱之為“二十一世紀(jì)環(huán)境科學(xué)四大技術(shù)之一”。 但是，市場(chǎng)上推廣應(yīng)用還不多見(jiàn)，進(jìn)展緩慢。過(guò)濾吸附、高壓靜電及TiO2光催化等空氣消毒 凈化器仍在各大醫(yī)院、辦公大樓、商場(chǎng)、公共娛樂(lè)場(chǎng)所被采用；臭氧、紫外線消毒凈化器雖然 有所減少，然而食品廠、制藥廠及半導(dǎo)體IC制造業(yè)大都選用FFU空氣過(guò)濾單元。它的能耗 大、有噪音，維護(hù)費(fèi)用昂貴，尚有二次污染之虞，恰恰占有極大市場(chǎng)。究其原因之一是目前等離子體空氣消毒凈化器的反應(yīng)器設(shè)計(jì)不合理構(gòu)成反應(yīng) 器放電正極選用細(xì)金屬絲所產(chǎn)生等離子體濃度雖然高，但是容易被燒斷。為此，放電正電 極大多選用不銹鋼制成鋸齒狀或尖針狀結(jié)構(gòu)。雖然鋸齒狀或尖針狀不容易被燒斷，但是它 們處于的尖端放電狀態(tài)，形成的放電流注，在暗室中可以看到正電極與負(fù)電極之間有一條 Φ0. 2mm左右的紫藍(lán)光細(xì)線-這是空氣中放電不均勻現(xiàn)象。在紫藍(lán)光線附近等離子體濃度 高，空氣中的氧氣和氮?dú)馊菀妆患せ睿沙粞跫暗趸锏炔焕蛩?；而離開(kāi)紫藍(lán)光線稍 遠(yuǎn)處的等離子體濃度低，空氣消毒凈化效果就差。這類反應(yīng)器的消毒效果受臭氧及氮氧化 物濃度的制約，這也是目前專業(yè)技術(shù)人員感到最棘手的難題。還有一個(gè)嚴(yán)重缺陷是工作不 到幾個(gè)月，鋸齒狀或尖針狀的放電尖端因?yàn)R射效應(yīng)而變鈍。由于正電極的曲率半徑越大，起 暈電壓越高，放電電流隨之減小，空氣消毒凈化效率當(dāng)然會(huì)降低。這種衰退現(xiàn)象潛移默化， 等離子體濃度降低不容易被發(fā)現(xiàn)；反應(yīng)器表面上雖然還在工作，卻形同虛設(shè)。這在醫(yī)院手術(shù) 室、重癥病房中使用就會(huì)因消毒不合格而發(fā)生細(xì)菌病毒感染事故，導(dǎo)致手術(shù)治療的失敗。例如中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮?00710038821. 4，發(fā)明名稱《拼裝積木式窄間距靜 電場(chǎng)裝置》說(shuō)明書首頁(yè)就提出“細(xì)線容易斷線的缺陷極大地影響了裝置的可靠性。”在該 發(fā)明的技術(shù)方案中提出一種拼裝積木式窄間距靜電場(chǎng)裝置，包括放電極(放電極即為正 極)、收塵極(收電極即為負(fù)極)和絕緣子，放電極與收塵極間隔平行排列，放電極兩端連接 放電極連接件，放電極的下部為鋸齒狀，放電極的上部為管狀，鋸齒狀放電極與收塵極形成 收塵區(qū)，收塵極兩端連接收電極連接件，放電極連接件和收電極連接件分別連接在絕緣子 上。再如中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮?00610024299. X，發(fā)明名稱《電離型氣體凈化裝置》 權(quán)利要求書中載明一種電離型氣體凈化裝置由若干個(gè)相同長(zhǎng)度的陰極和陽(yáng)極兩端分別固 定于絕緣板上組成，構(gòu)成矩型電場(chǎng)；這里的陽(yáng)極按行列形式排列，兩端分別垂直地固定于兩 塊絕緣板上。由于陽(yáng)極與絕緣板之間的微放電效應(yīng)，使陽(yáng)極金屬絲僅僅工作幾個(gè)月就被燒 斷。再一個(gè)原因就是目前配合等離子體反應(yīng)器的電源對(duì)于呈容性負(fù)載的等離子體反 應(yīng)器匹配不是很恰當(dāng)。試驗(yàn)表明在大氣壓下要想使反應(yīng)器作電暈放電產(chǎn)生高濃度等離子 體以提高其殺菌消毒凈化效率應(yīng)具備兩個(gè)條件。首先是外加高壓電場(chǎng)只對(duì)空氣中的電子施 加能量，在瞬間(nS級(jí))增溫、加速，獲得動(dòng)能，使質(zhì)量很小的電子溫度高達(dá)數(shù)萬(wàn)度，而其它 粒子獲得極少低能量。另一個(gè)條件是外加電場(chǎng)對(duì)電子施加能量的時(shí)間(uS級(jí))要遠(yuǎn)小于 不給電子施加能量的時(shí)間，使氣體獲得的能量能夠及時(shí)傳導(dǎo)出去，防止過(guò)渡到熱等離子體而降低效率。這就要求等離子體電源不但提供10——20KV的直流高壓電外，還必需有高的 占空比，上升速率達(dá)到至少是120nS的高頻窄脈沖電流。同時(shí)考慮到等離子體反應(yīng)器是容 性負(fù)載，正、負(fù)電極長(zhǎng)期工作又難免被意外短路，所有這些對(duì)于等離子體電源的安全性、穩(wěn) 定性要求之苛刻是可想而知的。鑒于目前半導(dǎo)體功率開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間是US級(jí)， 采用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法是很難滿足上述兩個(gè)條件的。nS級(jí)的耐高壓大功率開(kāi)關(guān)器件價(jià)格昂 貴，而且工作壽命短，設(shè)計(jì)在民用產(chǎn)品上是不切實(shí)際的。為此，市場(chǎng)上多數(shù)選用了簡(jiǎn)單、價(jià)廉的直流高壓電源。眾所周知，直流電暈放電形 成的等離子體活性空間小，僅限于電暈放電附近。當(dāng)直流電壓高于反應(yīng)器正、負(fù)電極臨界值 時(shí)氣體會(huì)被擊穿而形成火花放電，使氣體溫度升高，效率低、能耗大是顯而易見(jiàn)；還會(huì)出現(xiàn) 大量臭氧。例如采用高壓交流整流濾波的技術(shù)方案就是屬于直流高壓電源。有的廠家直接 選用壓電陶瓷變壓器，它輸出的是幾千伏的高頻交流電，必須采用倍壓整流濾波電路升壓 才能達(dá)到電暈放電要求，結(jié)果輸出的也是直流高壓電流。上述電源對(duì)于呈容性負(fù)載的等離 子體反應(yīng)器所出現(xiàn)的打火、拉弧，產(chǎn)生臭氧是必然的。被世界上許多廠家所采納用于等離子體反應(yīng)器的交直流疊加電源，是在高壓直流 電基礎(chǔ)上疊加一個(gè)高頻高壓交流電實(shí)現(xiàn)的。它比直流電源的電暈放電峰值電壓低，電壓范 圍寬，但又稍損于窄脈沖電暈放電法，所以活性粒子的數(shù)量及活性空間都介于兩者之間。它 作為等離子體反應(yīng)器的匹配電源也不是理想的?，F(xiàn)有技術(shù)中等離子體反應(yīng)器的正電極選用細(xì)金屬絲容易被燒斷的根本原因—— 微放電效應(yīng)沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，對(duì)其物理上的原因也不明確，因而也就找不出解決阻止微放電效 應(yīng)的技術(shù)方案。凡是正在實(shí)施等離子體反應(yīng)器放電正電極選用鋸齒狀或尖針狀結(jié)構(gòu)的空氣 消毒凈化器的生產(chǎn)廠家，以前多數(shù)做過(guò)金屬絲作為正電極的等離子體反應(yīng)器。就是因?yàn)椤皵?絲”才無(wú)可奈何改成尖針狀、鋸齒狀電極的靜電吸附型、等離子體空氣消毒凈化器，寧可犧 牲消毒凈化效果，以換取消毒凈化器的可靠性和工作壽命。摒棄細(xì)金屬絲正電極而選用鋸 齒狀或針尖狀放電極的技術(shù)方案是一種偏見(jiàn)。再加上高壓直流電源的不匹配，致使目前的 等離子體空氣消毒凈化器可靠性差、工作壽命短、空氣消毒凈化效率低下，它的推廣應(yīng)用受 到限制也是情理之中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足及偏見(jiàn)而提供一種可靠性好、工作 壽命長(zhǎng)、產(chǎn)生等離子體濃度高，提高空氣消毒凈化效率的等離子體空氣消毒凈化器。本發(fā)明再一個(gè)目的是為了解決上述的課題而完成的，提出一種空氣消毒凈化方 法。設(shè)計(jì)等離子體空氣消毒凈化器的關(guān)鍵是反應(yīng)器及其與之匹配的高壓脈沖電源兩 個(gè)核心部件。最佳方案試驗(yàn)表明等離子體空氣消毒凈化器的反應(yīng)器放電電極選用鋸齒狀 或針尖狀是在頂尖處作靜電放電的；而選用鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶是沿著電極的四周作 電暈放電的。在同等條件下產(chǎn)生的等離子體均勻性及強(qiáng)度是鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶顯得 優(yōu)越，本發(fā)明作為優(yōu)先。經(jīng)過(guò)調(diào)查分析目前多數(shù)技術(shù)人員為了解決等離子體反應(yīng)器正、負(fù)電極之間的絕 緣問(wèn)題，選用絕緣材料作支架直接固定等離子體反應(yīng)器金屬絲的正電極。研究表明介電常數(shù)高的絕緣材料對(duì)隔離高電位的正、負(fù)極有好處，致命弱點(diǎn)是在等離子體反應(yīng)器內(nèi)就會(huì)產(chǎn) 生微放電現(xiàn)象；其次是隨著工作時(shí)間增加，其表面隨大氣濕度、塵埃的堆積而造成的漏電、 爬弧。介電常數(shù)越高的材料，其表面微放電現(xiàn)象愈甚。為了提升消毒凈化效果，往往提高等 離子體反應(yīng)器的外加電源電壓，是正電極周圍形成的強(qiáng)電場(chǎng)，在等離子體的催化作用下導(dǎo) 致金屬絲與絕緣材料接觸區(qū)域局部產(chǎn)生微放電。這種微放電現(xiàn)象產(chǎn)生的高能電子對(duì)絕緣材 料和金屬導(dǎo)電材料分子的電離和離解起到直接作用，分解產(chǎn)物是它們的氧化物及水。這就 是等離子體反應(yīng)器的放電正電極選用細(xì)金屬絲容易被燒斷的根源所在。發(fā)明人用同一規(guī)格高壓脈沖電源，專對(duì)絲狀、鋸齒狀及針尖狀作電正電極制成的 非熱等離子體反應(yīng)器在密封室內(nèi)連續(xù)通電作對(duì)比試驗(yàn)。工作僅兩個(gè)星期，鋸齒狀及針尖狀 反應(yīng)器工作電流已明顯下降；絲狀反應(yīng)器工作六個(gè)星期出現(xiàn)斷絲。但是，所有反應(yīng)器底部都 流滿了深黑色粘液；正、負(fù)極之間的絕緣物表面均有黃黑色的爬電痕跡，此區(qū)的正電極表面 也出現(xiàn)被腐蝕的跡象。在絕緣支架與金屬絲正電極之間加了細(xì)彈簧的反應(yīng)器所發(fā)生的現(xiàn)象 也相仿，斷絲時(shí)間僅延遲了兩、三個(gè)月左右。這是因?yàn)閺椈刹辉试S太粗，否則金屬絲容易被 拉斷或彈簧不起作用。此彈簧即使是不銹鋼制成也難逃因微放電被侵蝕的厄運(yùn)。在上述等離子體反應(yīng)器老化實(shí)驗(yàn)裝置中，這種等離子體在放電極金屬、反應(yīng)器電 極支架絕緣物表面的相互作用產(chǎn)生微放電的影響，首先使小部分等離子體由于微放電造成 污染，而且減少了等離子體濃度，致使反應(yīng)器的效率降低；同時(shí)也對(duì)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)造成破 壞，縮短了使用壽命。因此，必須對(duì)這種微放電的作用機(jī)理進(jìn)行研究分析，才能提出切實(shí)可 行的技術(shù)方案。本發(fā)明的技術(shù)方案是等離子體空氣消毒凈化器包括等離子體反應(yīng)器、脈沖電源、風(fēng)機(jī)組件、控制裝置、 進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口、電源聯(lián)接器和外殼。進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口設(shè)有空氣過(guò)濾器，等離子體反應(yīng)器設(shè)置 在氣流之中。所設(shè)計(jì)的等離子體反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有若干條鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶在同一平面 內(nèi)按等距離平行排列制成的正電極，正電極置于相鄰兩個(gè)負(fù)電極中間部位；正電極的兩端 是固定在阻止微放電導(dǎo)電軌上，阻止微放電導(dǎo)電軌的兩端再與正交設(shè)置在反應(yīng)器四周的四 根正電極金屬支架固定，并作電連通；每根正電極金屬支架的上、下兩端各設(shè)一個(gè)絕緣連接 物與反應(yīng)器外殼相對(duì)應(yīng)的安裝孔固定；所述的負(fù)電極的上、下兩端是直接固定在金屬制成 的反應(yīng)器外殼上，并作電連通。設(shè)計(jì)與等離子體反應(yīng)器匹配的脈沖電源內(nèi)設(shè)有EMC濾波器、 整流電路、濾波電路、數(shù)字控制電路、脈沖發(fā)生器、脈沖變壓器依次序作電連接，脈沖變壓器 的輸出端外接等離子體反應(yīng)器；所述的脈沖發(fā)生器輸出端設(shè)有電流檢測(cè)電路，將檢測(cè)到的 脈沖發(fā)生器輸出電流信號(hào)送入數(shù)字控制電路內(nèi)的振蕩器、誤差放大器和PWM比較器，轉(zhuǎn)換 成數(shù)字控制電流后輸出至脈沖發(fā)生器的輸入端；脈沖變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的同名 端al、a2與異名端bl、b2是反向設(shè)置的；次級(jí)線圈是分段繞制成至少是兩個(gè)線包串聯(lián)而成， 每個(gè)線包的上端各設(shè)有一個(gè)高壓快恢復(fù)二極管。脈沖發(fā)生器內(nèi)設(shè)有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)管Q1，漏極 接初級(jí)線圈的同名端al，柵極通過(guò)電阻器R4與數(shù)字控制電路內(nèi)的集成電路ICl輸出端連 接，源極接電流檢測(cè)電路內(nèi)的電阻器R5。優(yōu)先地本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器技術(shù)方案二，所述的阻止微放電導(dǎo)電軌是 由鋁棒或不銹鋼條制成，若干條鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶制成的正電極的兩端固定在阻止 微放電導(dǎo)電軌上對(duì)應(yīng)位置的凹槽內(nèi)予以定位。
7
優(yōu)先地本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器技術(shù)方案三，所述的脈沖變壓器設(shè)有一個(gè) 多槽絕緣線圈骨架，次級(jí)線圈是分三段至五段繞制在多槽絕緣線圈骨架相對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)串 聯(lián)而成；所述的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的內(nèi)孔中設(shè)有鐵基超微晶鐵心作電磁耦合，鐵基超微 晶鐵> 的磁回路中設(shè)有磁氣隙。優(yōu)先地本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器技術(shù)方案四，所述的風(fēng)機(jī)組件中設(shè)有鋸齒 狀邊緣風(fēng)葉的低噪聲風(fēng)機(jī)。優(yōu)先地本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器技術(shù)方案五，所述的控制裝置設(shè)空氣質(zhì)量 傳感器和單片機(jī)控制器，空氣質(zhì)量傳感器輸出端與單片機(jī)控制器輸入端作電連接，控制裝 置輸出端與脈沖電源及風(fēng)機(jī)組件電源開(kāi)關(guān)作電連接。優(yōu)先地本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器技術(shù)方案六，所述的脈沖變壓器的輸出地 電位端接有異常狀態(tài)保護(hù)電路，異常狀態(tài)保護(hù)電路的輸出端與數(shù)字控制電路輸入端連接， 將脈沖變壓器送至等離子體反應(yīng)器的工作電流取樣、光電隔離后的信號(hào)電流送入數(shù)字控制 電路輸入端，經(jīng)數(shù)字處理后的控制電流從數(shù)字控制電路輸出端送至脈沖發(fā)生器輸入端，自 動(dòng)控制輸出脈沖寬度；脈沖變壓器初級(jí)線圈的兩端設(shè)有脈沖限幅電路，對(duì)脈沖變壓器初級(jí) 線圈兩端的輸出電壓峰值箝位。優(yōu)先地本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器技術(shù)方案七，所述的EMC濾波器設(shè)有差模 電感器LI和共模電感器L2兩者串聯(lián)，EMC濾波器輸入端及輸出端各并聯(lián)一只電容器。本發(fā)明采用上述等離子體空氣消毒凈化器的一種空氣消毒凈化方法，是使室內(nèi)空 氣流過(guò)設(shè)有阻止微放電導(dǎo)電軌反應(yīng)器及其與之匹配的脈沖電源的等離子體空氣消毒凈化 器，本發(fā)明的脈沖頻率是38KHZ，脈沖寬度5uS，脈沖上升時(shí)間80nS，脈沖幅度16KVP_P，消毒因 子是非熱等離子體；空氣消毒凈化方法包括以下四個(gè)步驟A、在室內(nèi)大氣常壓下，將室內(nèi)空氣以每秒0. 3-0. 6米的速度流經(jīng)等離子體空氣消 毒凈化器，等離子體空氣消毒凈化器的電暈放電所產(chǎn)生的非熱等離子體中的電子溫度達(dá)1 萬(wàn)度以上，細(xì)菌、病毒類污染物在這種環(huán)境下無(wú)法存活；細(xì)菌、病毒等微生物細(xì)胞受到高能 電子的非彈性碰撞，微生物顆粒在等離子體產(chǎn)生的電場(chǎng)中帶上一定數(shù)量的電荷，在微生物 顆粒表面產(chǎn)生一個(gè)靜電擊破力將細(xì)胞膜擊破，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)的流出，也能致使微生物死亡；B、等離子體所擁有的高能電子同空氣中的分子碰撞時(shí)會(huì)發(fā)生一系列基元物質(zhì)反 應(yīng)，產(chǎn)生多種活性自由基和活性氧0H、0、H2O, H2O2, O3,將多種有機(jī)高分子異味氣體分解，還 原為低分子無(wú)害的無(wú)機(jī)物質(zhì)；C、等離子體中的離子與微細(xì)顆粒物體的凝聚作用，對(duì)室內(nèi)空氣流中粒徑 0. 1——5um微細(xì)顆粒污染物進(jìn)行有效的收集；粒徑5IOum微細(xì)顆粒污染物可以由設(shè) 在等離子體空氣消毒凈化器內(nèi)的空氣過(guò)濾器去除；D、將室內(nèi)空氣流經(jīng)等離子體空氣消毒凈化器的流量按每小時(shí)計(jì)算，至少是室內(nèi)空 氣量的十倍。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器內(nèi)所設(shè)計(jì)的等離子體反應(yīng)器正電極是由若干條 鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶固定在阻止微放電導(dǎo)電軌上的，遠(yuǎn)離絕緣連接物；再是阻止微放 電導(dǎo)電軌的兩端又與正交設(shè)置在反應(yīng)器四周的四根正電極金屬支架固定，并作電連通。絕 緣連接物僅僅是一個(gè)端面與阻止微放電導(dǎo)電軌表面相接觸，所以與現(xiàn)有技術(shù)相比，其微放電效應(yīng)基本可以忽略。特別要說(shuō)明的是阻止微放電導(dǎo)電軌的截面比起鎳鉻絲或鎳鉻金屬帶 要大得多，即使存在微弱的微放電效應(yīng)，也不會(huì)影響等離子體反應(yīng)器正常工作及其使用壽 命。這樣，使每根鎳鉻絲或鎳鉻金屬帶在直流強(qiáng)電場(chǎng)中作穩(wěn)定的電暈放電，獲得高濃度等離 子體。克服了“細(xì)線容易斷線的缺陷”，糾正了“寧可犧牲消毒凈化效果，摒棄細(xì)金屬絲的正 電極而選用鋸齒狀放電極或針尖狀電離極以換取消毒凈化器的可靠性和工作壽命的技術(shù) 偏見(jiàn)?！痹偈峭饨又绷麟娫吹呢?fù)極導(dǎo)線連接等離子體反應(yīng)器外殼通地線，電磁屏蔽效果好， 符合電磁兼容要求。本發(fā)明的每根正電極金屬支架的上、下兩端各設(shè)一個(gè)絕緣連接物與外殼相對(duì)應(yīng)的 安裝孔固定，所述的負(fù)電極的上、下兩端是固定在外殼內(nèi)壁上，并作電連通。這樣，若干條鎳 鉻絲或鎳鉻金屬帶構(gòu)成的正電極、阻止微放電導(dǎo)電軌和四根正電極金屬支架與等離子體反 應(yīng)器外殼精密聯(lián)成一體，而且絕緣性能良好。由于負(fù)電極的上、下兩邊也是固定在外殼上， 它在整體安裝時(shí)確保正電極置于相鄰兩個(gè)負(fù)電極中間部位精度高，使放電均勻——這是衡 量等離子體反應(yīng)器的重要指標(biāo)；這樣設(shè)計(jì)還使等離子體反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)牢固。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的脈沖電源中的脈沖發(fā)生器輸出端設(shè)有電流檢測(cè)電路，將檢測(cè)到的 脈沖發(fā)生器輸出電流信號(hào)送入數(shù)字控制電路內(nèi)的振蕩器、誤差放大器和PWM比較器，轉(zhuǎn)換 成數(shù)字控制電流后輸出至脈沖發(fā)生器的輸入端，以自動(dòng)調(diào)整脈沖發(fā)生器的輸出脈沖寬度。 電流檢測(cè)電路與數(shù)字控制電路的默契配合，獲得高頻窄脈沖驅(qū)動(dòng)電流，使呈容性的等離子 體反應(yīng)器產(chǎn)生高濃度等離子體，工作時(shí)的放電電流穩(wěn)定。所述的脈沖變壓器的初級(jí)線圈和 次級(jí)線圈的同名端al、a2和異名端bl、b2是反向設(shè)置的，脈沖發(fā)生器與脈沖變壓器是按反 激式逆變器設(shè)置；所述的次級(jí)線圈是分段繞制成至少是兩個(gè)線包串聯(lián)而成，每個(gè)線包的上 端各設(shè)有一個(gè)高壓快恢復(fù)二極管，高壓快恢復(fù)二極管的正極接在低電位線包的末端，高壓 快恢復(fù)二極管的負(fù)極接在高電位線包的起始端。這樣設(shè)計(jì)脈沖變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線 圈的分布電容按分段繞制線包個(gè)數(shù)的指數(shù)倍率下降，極大地提高其輸出脈沖電壓的上升、 下降速率。輸出脈沖電壓比較穩(wěn)定，在呈容性的等離子體反應(yīng)器工作中不會(huì)出現(xiàn)打火之類 故障。必須說(shuō)明的是，脈沖發(fā)生器與脈沖變壓器按反激式逆變器設(shè)置，它除了完成升壓任 務(wù)，還使與之連接的等離子體反應(yīng)器與市電隔離，其外殼可以直接接地，電磁屏蔽、安全性 能好。同時(shí)獲得意想不到的有益效果是可以選用普通高反壓功率晶體管替代價(jià)格昂 貴、工作壽命短的超高速大功率開(kāi)關(guān)器件；同時(shí)，當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器意外短路，本發(fā)明的脈 沖電源即使沒(méi)有異常狀態(tài)保護(hù)電路也不會(huì)被損壞。這是因?yàn)榉醇な侥孀兤鬏敵龅拿}沖電流 是脈沖發(fā)生器在關(guān)斷時(shí)使存儲(chǔ)在脈沖變壓器初級(jí)繞組內(nèi)的磁能瞬間釋放，獲得脈沖上升時(shí) 間SOnS以下的高壓電暈放電電流；再是當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器意外短路，由于反激式逆變器的 隔離作用，即脈沖發(fā)生器關(guān)閉時(shí)脈沖變壓器的次級(jí)才導(dǎo)通輸出，因而脈沖電源的開(kāi)關(guān)半導(dǎo) 體管工作是安全的。本發(fā)明的上述各部件之間相輔相成，有機(jī)聯(lián)系，使本發(fā)明為之設(shè)計(jì)的脈沖電源實(shí) 現(xiàn)匹配呈容性的等離子體反應(yīng)器工作產(chǎn)生輸出脈沖頻率是20至IOOKHz,占空比20%時(shí)，脈 沖寬度10——2uS，脈沖上升時(shí)間70——120nS，脈沖幅度12——18KVP_P，消毒因子是高濃 度的非熱等離子體。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的脈沖電源匹配等離子體反應(yīng)器工作還有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)
9
首先是由于反應(yīng)器的正電極是絲狀或帶狀，電暈放電均勻；脈沖電源的窄脈沖電 壓高，不容易過(guò)渡到火花放電，可提供的活性粒子比直流放電法高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)；其次是在窄脈沖前沿快速上升電場(chǎng)中，等離子體反應(yīng)器內(nèi)電暈區(qū)域大，放電空間 的電子密度也增高，在反應(yīng)器內(nèi)的空間電荷效應(yīng)分布趨于均勻，因而活性空間也比交直流 疊加電源放電法大得多；再是由于上述二點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明的等離子體反應(yīng)器內(nèi)電子密度大、分布廣，反應(yīng) 器設(shè)計(jì)有較大的空間，所以制造時(shí)允許有一定的誤差，合格率高。總的說(shuō)來(lái)，本發(fā)明具有可靠性好、工作壽命長(zhǎng)、產(chǎn)生等離子體濃度高，提高空氣消 毒凈化效率。不難看出，本發(fā)明的電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，而且功能齊備，結(jié)構(gòu)精巧，成本低廉，與呈 容性的等離子體反應(yīng)器匹配良好。等離子體反應(yīng)器和脈沖電源是本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器的兩個(gè)核心部件， 脈沖電源輸出端的正極與等離子體反應(yīng)器的正電極作電連通，脈沖電源輸出端的負(fù)極與等 離子體反應(yīng)器的負(fù)電極作電連通，將等離子體反應(yīng)器設(shè)置在空氣消毒凈化器的進(jìn)風(fēng)口和風(fēng) 機(jī)之間，它外接風(fēng)機(jī)組件，在控制裝置控制下進(jìn)行空氣消毒凈化。等離子體空氣消毒凈化器 具有廣譜殺菌效果對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草桿菌、白念株菌、霉菌及支原體、乙 肝、流感等病毒均有高效的殺滅率。同時(shí)具有除塵、去血腥、去異味、降解甲醛、煙霧和TVOC 等有機(jī)廢氣的功能。本發(fā)明采用上述等離子體空氣消毒凈化器的一種空氣消毒凈化方法， 脈沖電源輸出脈沖頻率是38KHZ，脈沖寬度5uS，脈沖上升時(shí)間80nS，脈沖幅度16KVP_P，消毒 因子是非熱等離子體；對(duì)室內(nèi)空氣按四個(gè)步驟進(jìn)行消毒凈化細(xì)菌、病毒類污染物、多種有機(jī) 高分子異味氣體和微細(xì)顆粒污染物都能去除。經(jīng)實(shí)測(cè)在20m2密封房間空氣中人工噴染 的白色葡萄球菌，本發(fā)明工作30min后的平均殺滅率為99. 98% ；工作60min的殺滅率可高 達(dá)100%，甲醛降解率98. 7%，懸浮粒子數(shù)彡3500個(gè)/L(Φ彡0. 5 μ m)，空氣中留存臭氧量 彡 0. 05mg/m3。節(jié)能是顯而易見(jiàn)的本發(fā)明在IOOm3室內(nèi)達(dá)到醫(yī)院II類環(huán)境消毒標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)器消 耗功率為7-8W，而達(dá)到同樣效果的紫外線及臭氧的空氣消毒凈化器能耗至少為160W。


圖1是本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明設(shè)有鎳鉻金屬絲正電極的等離子體反應(yīng)器立體圖；圖3是本發(fā)明設(shè)有鎳鉻金屬帶正電極的等離子體反應(yīng)器立體圖；圖4是本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化示意圖；圖5是本發(fā)明的脈沖電源立體結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明的脈沖電源電原理圖；圖7是本發(fā)明的脈沖變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明的脈沖變壓器電路圖；圖9是本發(fā)明的脈沖變壓器輸出高壓放電電流波形圖。主要部件附圖標(biāo)記說(shuō)明1-等離子體反應(yīng)器2-脈沖電源3-風(fēng)機(jī)組件4-控制裝置5-進(jìn)風(fēng)口6-出風(fēng)口
7"電源聯(lián)接器8-外殼9、10-空氣過(guò)濾器
101-正電極102-負(fù)電極103-阻止微放電導(dǎo)電軌
104-正電極金屬支架105-絕緣連接物106-絕緣連接物固定栓
107-導(dǎo)電軌固定圈108-反應(yīng)器外殼109-進(jìn)風(fēng)口污染空氣
110-出風(fēng)口潔凈空氣201-EMC濾波器202-整流電路
203-濾波電路204-數(shù)字控制電路205-脈沖發(fā)生器
206-脈沖變壓器207-等離子體反應(yīng)器208-電流檢測(cè)電路
209-異常狀態(tài)保護(hù)電路210-脈沖限幅電路211-初級(jí)絕緣線圈骨架
212-多槽絕緣線圈骨架213-高壓導(dǎo)線214-初級(jí)線圈
215-次級(jí)線圈216-鐵基超微晶鐵心217-高壓快恢復(fù)二極管
218-磁氣隙
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例1 圖1是本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明設(shè)有鎳鉻金 屬絲正電極的等離子體反應(yīng)器立體圖，圖3是本發(fā)明設(shè)有鎳鉻金屬帶正電極的等離子體反 應(yīng)器立體圖。本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器包括等離子體反應(yīng)器1、脈沖電源2、風(fēng)機(jī)組 件3、控制裝置4、進(jìn)風(fēng)口 5、出風(fēng)口 6、電源聯(lián)接器7和外殼8，進(jìn)風(fēng)口 5設(shè)有空氣過(guò)濾器10， 出風(fēng)口 6設(shè)有空氣過(guò)濾器9，等離子體反應(yīng)器1設(shè)置在氣流之中。等離子體反應(yīng)器1內(nèi)設(shè)有 若干條鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶在同一平面內(nèi)按等距離平行排列制成的正電極101，正電 極101置于相鄰兩個(gè)負(fù)電極102中間部位。負(fù)電極102是鋁板或不銹鋼板制成，厚度設(shè)計(jì) 為0.8——1.5mm。正電極101和負(fù)電極102按氣流方向平行設(shè)置，風(fēng)阻小、消毒均勻。正電 極101的兩端是固定在阻止微放電導(dǎo)電軌103上對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)，阻止微放電導(dǎo)電軌103的 兩端再與正交設(shè)置在反應(yīng)器四周的四根正電極金屬支架104固定，并作電連通。每根正電 極金屬支架104的上、下兩端各設(shè)一個(gè)絕緣連接物105與反應(yīng)器外殼108相對(duì)應(yīng)的安裝孔 固定，由絕緣連接柱固定栓106把絕緣連接物105緊固在反應(yīng)器外殼108上。負(fù)電極102 的上、下兩端是直接固定在金屬制成的反應(yīng)器外殼108內(nèi)壁上，并作電連通。本發(fā)明所設(shè)計(jì) 的正電極金屬支架104外緣設(shè)有阻止微放電導(dǎo)電軌的固定圈107，等距離隔開(kāi)阻止微放電 導(dǎo)電軌103，固定圈的長(zhǎng)度按減小同極性電磁場(chǎng)相互屏蔽作用的要求設(shè)定。本發(fā)明所設(shè)置的正電極101是由若干條鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶設(shè)在同一平面 內(nèi)，并按24mm最佳值等距離排列制成一個(gè)組件，共計(jì)η組(η為30以下正整數(shù))；負(fù)電極102 是金屬板為η+1塊；正電極101與負(fù)電極102之間的最佳距離是12mm。正電極101選用的 鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶材料的牌號(hào)為Cr20Ni80的高電阻電熱合金；鎳鉻金屬絲直徑最 佳值是0. 20mm,或鎳鉻金屬帶最佳寬度是2mm，厚度是0. 10mm。本發(fā)明在進(jìn)風(fēng)口 5、出風(fēng)口 6下部設(shè)有氣密用的導(dǎo)風(fēng)板15。等離子體反應(yīng)器1、風(fēng) 機(jī)組件3固定在導(dǎo)風(fēng)板15上。導(dǎo)風(fēng)板15下部是電器箱11，安裝脈沖電源2和控制裝置4。 外殼8的上部設(shè)有固定裝置18。對(duì)照?qǐng)D5是本發(fā)明的脈沖電源立體結(jié)構(gòu)圖，圖6是本發(fā)明的脈沖電源電原理圖。圖
11中的脈沖電源2內(nèi)設(shè)有EMC濾波器201、整流電路202、濾波電路203、數(shù)字控制電路204、脈 沖發(fā)生器205、脈沖變壓器206依次序作電連接，脈沖變壓器206的正、負(fù)輸出端分別接等離 子體反應(yīng)器207對(duì)應(yīng)的正、負(fù)兩個(gè)電極。脈沖發(fā)生器205輸出端設(shè)有電流檢測(cè)電路208，將檢 測(cè)到的脈沖發(fā)生器輸出電流信號(hào)送入數(shù)字控制電路204內(nèi)的振蕩器、誤差放大器和PWM比 較器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制電流后輸出至脈沖發(fā)生器205的輸入端，以自動(dòng)調(diào)整脈沖發(fā)生器205 的輸出脈沖寬度，維持等離子體反應(yīng)器207放電穩(wěn)定性。圖7是本發(fā)明的脈沖變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是本發(fā)明的脈沖變壓器電路圖。脈 沖發(fā)生器205內(nèi)設(shè)有絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)開(kāi)關(guān)管Q1，漏極接初級(jí)線圈214的同名端al，柵極通過(guò) 電阻器R4與數(shù)字控制電路204內(nèi)的集成電路ICl輸出端連接，源極接電流檢測(cè)電路208內(nèi) 的電阻器R5。脈沖發(fā)生器205與脈沖變壓器206是按反激式逆變器設(shè)置，脈沖變壓器206 的初級(jí)線圈214和次級(jí)線圈215的同名端al、a2和異名端bl、b2是反向設(shè)置的。次級(jí)線 圈215是分段繞制成至少是兩個(gè)線包串聯(lián)而成，每個(gè)線包的上端各設(shè)有一個(gè)高壓快恢復(fù)二 極管217。高壓快恢復(fù)二極管217的正極接在低電位線包的末端，高壓快恢復(fù)二極管217的 負(fù)極接在高電位線包的起始端。高壓快恢復(fù)二極管217將次級(jí)線圈215每個(gè)線包作高頻隔 離，繞組的分布電容是按指數(shù)下降，有利于提高輸出脈沖的上升沿和下降沿的速率；還可以 降低對(duì)高壓快恢復(fù)二極管217的反向耐電壓要求，既降低成本、又增加工作可靠性，獲得意 想不到的效果。濾波電容器C3與整流電路202直流輸出端并聯(lián)。降壓電阻器Rl串聯(lián)在數(shù)字控制 電路204供電回路中，濾波電容器C4與數(shù)字控制電路204供電回路并聯(lián)。數(shù)字控制電路 204內(nèi)的振蕩器回路外接振蕩電阻器Rs和振蕩電容器Cs。整流電路202是由二極管D1、 D2、D3和D4按橋式整流電路連接。本發(fā)明非熱等離子體脈沖電源的L、N輸入端設(shè)有電源 聯(lián)接器7。脈沖變壓器206設(shè)有一個(gè)多槽絕緣線圈骨架212，次級(jí)線圈215是分三段至五段繞 制在多槽絕緣線圈骨架212相對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)串聯(lián)而成。脈沖變壓器206的輸出端設(shè)有高壓 導(dǎo)線213與等離子體反應(yīng)器207的正極連接。所述的高壓快恢復(fù)二極管217的耐電壓參數(shù) 至少是12KV，恢復(fù)時(shí)間小于SOnS ；所述的初級(jí)線圈214是繞在初級(jí)絕緣線圈骨架211內(nèi)，初 級(jí)絕緣線圈骨架211和多槽絕緣線圈骨架212的內(nèi)孔中設(shè)有鐵基超微晶鐵心216作電磁耦 合。鐵基超微晶鐵心216的磁回路中設(shè)有磁氣隙218，磁氣隙218的設(shè)置寬度是0. 15—— 0. 4mm，是根據(jù)工作頻率和輸出功率予以調(diào)整；最佳實(shí)施例工作頻率38KHz，輸出功率7W，磁 氣隙218設(shè)置寬度是0. 25mm。所述的鐵基超微晶鐵心216也可以是R2KD的鐵氧體磁心材 料制成。本發(fā)明脈沖電源工作原理當(dāng)脈沖發(fā)生器205中的開(kāi)關(guān)管Ql被PWM脈沖激勵(lì)而 導(dǎo)通時(shí)，次級(jí)高壓快恢復(fù)二極管217截止，脈沖變壓器206的次級(jí)線圈215輸出脈沖電流給 外接等離子體反應(yīng)器207供電。整流電路202直流輸出電壓施加到脈沖變壓器206初級(jí)線 圈的兩端，此時(shí)初級(jí)線圈214相當(dāng)于一個(gè)純電感，流過(guò)初級(jí)線圈214的電流線性上升，電源 能量以磁能形式存儲(chǔ)在電感中當(dāng)開(kāi)關(guān)管Ql截止時(shí)，由于電感電流不能突變，初級(jí)線圈214 兩端電壓極性反向，次級(jí)線圈215上的電壓極性顛倒使高壓快恢復(fù)二極管217導(dǎo)通，初級(jí)線 圈214儲(chǔ)存的能量傳送到次級(jí)線圈215，提供輸出脈沖電流給外接的等離子體反應(yīng)器207供 H1^ ο
本發(fā)明所述的異常狀態(tài)保護(hù)電路209內(nèi)設(shè)有光耦I(lǐng)C2，光耦I(lǐng)C2的輸入端1腳接 地，光耦I(lǐng)C2輸入端2腳與脈沖變壓器206的次級(jí)線圈異名端b2連接，光耦I(lǐng)C2輸出端3 腳接整流電路202的負(fù)輸出端，光耦I(lǐng)C2的4腳是輸出端。光耦I(lǐng)C2的2、3腳并聯(lián)高壓電 容器C7，取樣電阻R6并聯(lián)在光耦I(lǐng)C2的輸入端。流經(jīng)取樣電阻R6上是脈沖變壓器206送 至等離子體反應(yīng)器207的工作時(shí)取樣電流，由光耦I(lǐng)C2光電轉(zhuǎn)換作電隔離后，將等離子體反 應(yīng)器207的工作信號(hào)電流送至數(shù)字控制電路204內(nèi)的誤差放大器和PWM比較器。異常狀態(tài) 信號(hào)電流經(jīng)過(guò)光耦I(lǐng)C2轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，進(jìn)行光電隔離后再還原成電信號(hào)送至數(shù)字控制電路 204處理。本發(fā)明所述的電流檢測(cè)電路208內(nèi)電阻器R5既是絕緣柵雙極型晶體管Ql的發(fā)射 極電阻器，又是電流檢測(cè)電路208的電流取樣電阻器。電阻器R5上的取樣電流送入數(shù)字控 制電路204，由設(shè)在數(shù)字控制電路204內(nèi)部的振蕩器、誤差放大器和PWM比較器處理，轉(zhuǎn)換成 數(shù)字控制電流后輸出至脈沖發(fā)生器205的輸入端，自動(dòng)調(diào)整脈沖發(fā)生器205的輸出脈沖寬 度，進(jìn)一步自動(dòng)控制離子體反應(yīng)器207工作電流穩(wěn)定性能。本發(fā)明所述的脈沖限幅電路210內(nèi)設(shè)有瞬變二極管D5和快恢復(fù)二極管D6反向串 聯(lián)后與初級(jí)線圈214并聯(lián)，瞬變二極管D5的正極與整流電路202的正輸出端連接。快恢復(fù) 二極管D6的正極與絕緣柵雙極型晶體管Ql集電極連接，電容器C6與瞬變二極管D5并連。 瞬變二極管D5在脈沖限幅電路210中起重要作用，本實(shí)施例當(dāng)市電電壓為220V時(shí)，優(yōu)選 1. 5KE250A型，工作電流4. 2A，限幅電壓237-263V。圖9是本發(fā)明脈沖變壓器輸出高壓放電電流波形圖。此放電電流波形是在脈沖變 壓器206的輸出端外接等離子體反應(yīng)器207接地端的取樣電阻器上測(cè)得的。數(shù)字式示波器 顯示表明脈沖占空比為16%，脈沖寬度是3uS，脈沖上升時(shí)間為70nS。本發(fā)明脈沖變壓器 輸出高壓放電電流波形一致性好，等離子體反應(yīng)器207的電暈放電穩(wěn)定。實(shí)施例2 本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器所設(shè)置的阻止微放電導(dǎo)電軌103是由鋁棒或不 銹鋼條制成，若干條鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶制成的正電極101的兩端固定在阻止微放電 導(dǎo)電軌103上對(duì)應(yīng)位置的凹槽內(nèi)予以定位。也可以是凸梢替代凹槽，對(duì)于固定鎳鉻金屬絲 尚可，固定鎳鉻金屬帶會(huì)出現(xiàn)歪斜弊端。發(fā)明人設(shè)計(jì)過(guò)用彈簧、不銹鋼片替代阻止微放電導(dǎo) 電軌103上對(duì)應(yīng)位置的凹槽部位固定鎳鉻金屬絲、鎳鉻金屬帶，均出現(xiàn)上述缺陷；特別嚴(yán)重 的是當(dāng)風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，該技術(shù)方案由于存在彈性的不穩(wěn)定性導(dǎo)致鎳鉻金屬絲、金屬帶晃動(dòng)更甚， 正電極101工作時(shí)打火，影響等離子體反應(yīng)器放電穩(wěn)定性在所難免。實(shí)施例3 本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器所設(shè)置的脈沖變壓器206設(shè)有一個(gè)多槽絕緣線 圈骨架212，次級(jí)線圈215是分三段、四段或五段繞制在多槽絕緣線圈骨架212相對(duì)應(yīng)的凹 槽內(nèi)串聯(lián)而成。一般地說(shuō)，線圈分三段繞制的繞組分布電容是原來(lái)的九分之一左右，線圈分 五段繞制的繞組分布電容是原來(lái)的二十五分之一左右。初級(jí)線圈214和次級(jí)線圈215的 內(nèi)孔中設(shè)有鐵基超微晶鐵心216作電磁耦合，鐵基超微晶鐵心216的磁回路中設(shè)有磁氣隙 218，磁氣隙218的距離根據(jù)所需要的輸出功率調(diào)整，本實(shí)施例為0. 2-0. 5mm。鐵基超微晶鐵 心216可以用軟磁鐵氧體磁芯替代，只是軟磁鐵氧體磁芯的工作磁通密度不高、磁導(dǎo)率偏 低，繞組線圈需要增加一倍以上才能達(dá)到原來(lái)的電感量，這當(dāng)然會(huì)使脈沖變壓器206的輸
13出功率、脈沖上升速率指標(biāo)不如鐵基超微晶鐵心優(yōu)越。實(shí)施例4 本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器的風(fēng)機(jī)組件3內(nèi)設(shè)有鋸齒狀邊緣風(fēng)葉的低噪聲 風(fēng)機(jī)，鋸齒高度是8mm，齒間距離為12mm。風(fēng)機(jī)組件3由風(fēng)機(jī)固定板16被固定在外殼8上， 風(fēng)機(jī)固定板16下部用風(fēng)機(jī)固定螺釘17與導(dǎo)風(fēng)板15緊密固定。依照仿生學(xué)的觀點(diǎn)，鳥(niǎo)類翅 膀邊緣羽毛尖端呈鋸齒狀，翅膀上下波動(dòng)與高速氣流磨擦噪音是極低的。鋸齒狀邊緣風(fēng)葉 的低噪聲風(fēng)機(jī)與同樣功率、風(fēng)量的普通風(fēng)機(jī)對(duì)比，平均噪聲指標(biāo)要低3-5dB。一種普通風(fēng)機(jī) 外徑為220mm，風(fēng)管長(zhǎng)60mm，額定電壓220V/50Hz，工作電流0. 60A，風(fēng)量1200m7h時(shí)的噪聲 是59. 5dB (A)，換上鋸齒狀邊緣風(fēng)葉后實(shí)測(cè)噪聲為54. 8dB (A)。實(shí)施例5 本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器所設(shè)的控制裝置4內(nèi)設(shè)有單片機(jī)控制器，空氣質(zhì) 量傳感器裝在進(jìn)風(fēng)口 5，空氣質(zhì)量傳感器輸出端和單片機(jī)控制器輸入端作電連接。旋鈕12 是手動(dòng)電源開(kāi)關(guān)，旋鈕13是風(fēng)量大、中、小三檔轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，旋鈕14是工作時(shí)間1——4小時(shí) 控制開(kāi)關(guān)?？刂蒲b置4的輸出端與脈沖電源2、風(fēng)機(jī)組件3的電源聯(lián)接。當(dāng)室內(nèi)空氣質(zhì)量污 染超標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，空氣質(zhì)量傳感器輸出信號(hào)增大，單片機(jī)控制器與設(shè)定的閾值比較后發(fā)出信號(hào) 電流，控制裝置4開(kāi)啟脈沖電源2和風(fēng)機(jī)組件3的電源自動(dòng)空氣消毒凈化。單片機(jī)控制器 還可以設(shè)置每天自動(dòng)開(kāi)機(jī)消毒凈化程序，使本發(fā)明更具有實(shí)用性。實(shí)施例6 本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器所設(shè)的脈沖變壓器206的輸出地電位端接有異 常狀態(tài)保護(hù)電路209，異常狀態(tài)保護(hù)電路209的輸出端與數(shù)字控制電路204輸入端連接，將 脈沖變壓器206送至等離子體反應(yīng)器207的工作電流取樣、光電隔離后的信號(hào)電流送入數(shù) 字控制電路204輸入端，經(jīng)數(shù)字處理后的控制電流從數(shù)字控制電路204輸出端送至脈沖發(fā) 生器205輸入端，以自動(dòng)控制輸出脈沖寬度，穩(wěn)定脈沖發(fā)生器的工作狀態(tài)。當(dāng)呈容性的等離 子體反應(yīng)器207工作中發(fā)生過(guò)熱、過(guò)電流、過(guò)電壓或短路等異常狀態(tài)時(shí)，數(shù)字控制電路204 經(jīng)內(nèi)部設(shè)置的誤差放大器和PWM比較器，轉(zhuǎn)換成的數(shù)字控制電流關(guān)閉，輸出端無(wú)脈沖驅(qū)動(dòng) 電流，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)。所述的脈沖變壓器206初級(jí)線圈的兩端設(shè)有脈沖限幅電路210，對(duì)脈 沖變壓器206初級(jí)線圈兩端的輸出電壓峰值箝位。實(shí)施例7 本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器所設(shè)的EMC濾波器201設(shè)有差模電感器LI和共 模電感器L2兩者串聯(lián)，EMC濾波器201輸入端并聯(lián)電容器Cl，EMC濾波器201輸出端并聯(lián) 電容器C2。參見(jiàn)圖4的本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化示意圖，室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口污染空氣109從左 面流經(jīng)正電極101與負(fù)電極102的放電區(qū)域，出風(fēng)口潔凈空氣110從右面流出。室內(nèi)空氣 在風(fēng)機(jī)組件3驅(qū)動(dòng)下作多次循環(huán)消毒凈化。一種空氣消毒凈化方法，選用本發(fā)明等離子體空氣消毒凈化器的，使室內(nèi)空氣流 過(guò)設(shè)有若干條鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶的正電極及阻止微放電導(dǎo)電軌的等離子體空氣消 毒凈化器，與之匹配的脈沖電源輸出的脈沖頻率是20至IOOKHz，脈沖寬度10——2uS，脈沖 上升時(shí)間70——120nS，脈沖幅度12——16KVP_P，消毒因子是非熱等離子體。空氣消毒凈化 方法包括以下四個(gè)步驟
14
首先是在室內(nèi)大氣常壓下，將室內(nèi)空氣以每秒0. 3-0. 6米的速度流經(jīng)等離子體空 氣消毒凈化器，等離子體空氣消毒凈化器的氣體放電所產(chǎn)生的非熱等離子體中的電子溫度 達(dá)1萬(wàn)度以上，細(xì)菌、病毒類污染物在這種環(huán)境下無(wú)法存活；細(xì)菌、病毒等微生物細(xì)胞受到 高能電子的非彈性碰撞，微生物顆粒在等離子體產(chǎn)生的電場(chǎng)中帶上一定數(shù)量的電荷，在微 生物顆粒表面產(chǎn)生一個(gè)靜電擊破力將細(xì)胞膜擊破，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)的流出，也能致使微生物死 亡。其二是等離子體所擁有的高能電子同空氣中的分子碰撞時(shí)會(huì)發(fā)生一系列基元物 質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)生多種活性自由基和活性氧0H、0、H2O, H2O2, O3，將多種有機(jī)高分子異味氣體分 解，還原為低分子無(wú)害的無(wú)機(jī)物質(zhì)。其三是等離子體中的離子與微細(xì)顆粒物體的凝聚作用，對(duì)室內(nèi)空氣流中粒徑 0. 1——5um微細(xì)顆粒污染物進(jìn)行有效的收集；粒徑5IOum微細(xì)顆粒污染物可以由設(shè) 在等離子體空氣消毒凈化器內(nèi)的空氣過(guò)濾器去除；其四是將室內(nèi)空氣流經(jīng)等離子體空氣消毒凈化器的流量按每小時(shí)計(jì)算，至少是室 內(nèi)空氣量的十倍。根據(jù)上述本發(fā)明空氣消毒凈化方法，實(shí)現(xiàn)將電暈放電所產(chǎn)生的等離子體應(yīng)用于空 氣消毒凈化，不但可以殺死病毒、細(xì)菌之類微生物，分解氣態(tài)污染有機(jī)物，還可從氣流中分 離出微粒，整個(gè)凈化過(guò)程涉及預(yù)荷電集塵、催化凈化和負(fù)離子發(fā)生等作用。本發(fā)明消毒凈化過(guò)程之一預(yù)荷電集塵是利用極不均勻電場(chǎng)，形成電暈放電，產(chǎn)生 等離子體，其中包含的大量電子和正負(fù)離子在電場(chǎng)梯度的作用下，與空氣中的微粒發(fā)生非 彈性碰撞，從而附著在上面，使之成為荷電粒子。在外加電場(chǎng)力作用下，荷電粒子向集塵集 遷移，最終沉積在集塵極上。其處理過(guò)程分為三個(gè)階段①e+M(氣體分子)一IT ；②+PM(微粒)一(PMM)；③(P匪)_ — PMM (沉積在集塵極上)。靜電集塵是一個(gè)物理過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)懸浮在空氣中直徑小于100 μ m的總 懸浮顆粒(TSP)和直徑小于10 μ m的可吸入顆粒(PMltl)產(chǎn)生一定的清除效果。本發(fā)明消毒凈化過(guò)程之二 催化凈化是以高能電子與氣體分子碰撞反應(yīng)為基礎(chǔ)。 其催化凈化機(jī)理包括兩個(gè)步驟一是在產(chǎn)生等離子體的過(guò)程中，高頻放電產(chǎn)生瞬間高能量， 打開(kāi)某些有害氣體分子的化學(xué)鍵，使其分解成單質(zhì)原子或無(wú)害分子。二是等離子體中包含 大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強(qiáng)氧化性的自由基，這些活性粒子的平均能量高 于氣體分子的鍵能，它們和有害氣體分子發(fā)生頻繁的碰撞，打開(kāi)氣體分子的化學(xué)鍵，同時(shí)還 會(huì)產(chǎn)生大量的· 0H，· HO2, · 0_等自由基和氧化性極強(qiáng)的03，它們與有害氣體分子發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)生成無(wú)害產(chǎn)物?；钚宰杂苫?OH的氧化電位(2.8eV)比臭氧的氧化電位(2.07eV)還 高出35%，· OH自由基與有機(jī)物的反應(yīng)速度高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。本發(fā)明將污染空氣中的有害 物質(zhì)氧化為二氧化碳和水或礦物質(zhì)作用機(jī)理分析如下H2S+· OH — HS+H20HS+02+ · OH+ · 0- — S03+H20NH3 · OH — ΝΗ2+Η20ΝΗ+02+ · OH — N02+H20
15
CH2O+ · OH+ · (Γ — C02+2H20實(shí)測(cè)表明，污染空氣中的大部分有害物質(zhì)能在很短的間內(nèi)被氧化分解，降解率平 均在95%左右。本發(fā)明消毒凈化過(guò)程之三在產(chǎn)生等離子體的同時(shí)，也產(chǎn)生大量負(fù)離子。若將這些 負(fù)離子釋放到室內(nèi)空間，一方面能調(diào)節(jié)空氣離子平衡，另一方面還能有效地清除空氣中的 污染物。高濃度的負(fù)離子與空氣中的有毒化學(xué)物質(zhì)和病菌懸浮顆粒物相碰撞使其帶負(fù)電。 這些帶負(fù)電的顆粒物會(huì)吸引其周圍帶正電的顆粒物(包括空氣中的細(xì)菌、病菌、孢子等)， 從而積累增大。這種積聚過(guò)程一直持續(xù)到顆粒物的重量足以使它降落到地面為止。自然 環(huán)境下，地球表面負(fù)離子濃度是每立方厘米幾千個(gè)。由于環(huán)境污染，在城市中的負(fù)離子濃度 僅600個(gè)/cm3以下。本發(fā)明能保持室內(nèi)每立方厘米五千個(gè)以上的負(fù)離子濃度。人們吸入 一定量的負(fù)離子，能促進(jìn)人體生長(zhǎng)發(fā)育，改善肺功能，吸收氧氣增加20%以上；改善心肌功 能，增加心肌營(yíng)養(yǎng)；可降低血糖、膽固醇、增加血鈣，加速骨胳生長(zhǎng)；使精神振奮，改善睡眠， 增加機(jī)體免疫功能?？偟膩?lái)說(shuō)，放電作用下有機(jī)物的降解是一個(gè)復(fù)雜的等離子體化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，由于 自由基存在的時(shí)間極短，反應(yīng)速度也相當(dāng)快，要具體確定某一個(gè)反應(yīng)過(guò)程是十分困難的。雖 然目前已有大量非熱等離子體降解污染物機(jī)理的研究，但還未形成能指導(dǎo)實(shí)踐的理論體 系，因而深入研究非熱等離子體降解污染物的機(jī)理是應(yīng)用研究方向之一。本發(fā)明創(chuàng)造技術(shù)特點(diǎn)如下a)可在有人的情況下對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行動(dòng)態(tài)消毒，對(duì)人及物品無(wú)任何損害；b)廣譜地截獲空氣中各類微生物，氣霧室驗(yàn)證除菌效率達(dá)99. 99% ；c)對(duì)可吸入顆粒物的凈化效率高達(dá)95%以上；e)集消毒、除塵、去異味、除有機(jī)氣體等多種功效于一體；f)可釋放濃度高達(dá)IX IO4個(gè)/cm負(fù)離子，清新空氣，促進(jìn)人體新陳代謝；g)特制的低噪聲風(fēng)機(jī)，風(fēng)量大、效率高，具有高、中、低三檔風(fēng)速選擇。本發(fā)明使用范圍是工廠潔凈室食品廠、電子、光學(xué)、精密儀器、車間生物制藥研究 室、實(shí)驗(yàn)室及醫(yī)院手術(shù)室、隔離病房等潔凈度要求較高的場(chǎng)所；也可用于辦公大樓、會(huì)議室、 影劇院、火車、汽車、地鐵、輪船等公共場(chǎng)所的空氣消毒凈化，避免交叉感染。尤其是當(dāng)今全 球甲型Hmi流感疫情嚴(yán)重，死亡病例近萬(wàn)人，出現(xiàn)疫情的國(guó)家和地區(qū)達(dá)到了 199個(gè)之多，已 經(jīng)到達(dá)高發(fā)期，本發(fā)明的意義重大。以上所述，僅僅是參照附圖的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的等離子體反應(yīng)器作了進(jìn)一步說(shuō) 明，并非對(duì)本發(fā)明的限定。在本發(fā)明的技術(shù)理念范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按上述揭示的 等離子體反應(yīng)器內(nèi)阻止微放電技術(shù)及其脈沖電源內(nèi)容作出包括材質(zhì)在內(nèi)的各種方式簡(jiǎn)單 變形或等同替代，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。例如所述的正電極是若干條鎳鉻金屬 絲或鎳鉻金屬帶，可以改為鉬、鎢制成棱型、橢圓型、三角形作等同替代。但是鉬、鎢材料的 機(jī)械強(qiáng)度及空氣中耐氧化性能差；棱型、橢圓型、三角形的正電極加工困難。所述的阻止微 放電導(dǎo)電軌的定位凹槽可以用金屬的梢釘或加厚、加粗的金屬?gòu)椥云?、彈簧的?jiǎn)單變形替 代，但是梢釘難過(guò)定；彈性片、彈簧在工作中出現(xiàn)晃動(dòng)，放電不穩(wěn)，制造工藝復(fù)雜、成本增高。 四根正電極金屬支架可以減少至兩根甚至一根，這種結(jié)構(gòu)的電連通困難，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)出現(xiàn) 電接觸不良。再如鐵基超微晶鐵心也可以用軟磁鐵氧體磁芯替代......，上述各種方式的簡(jiǎn)單變形或等同替代僅僅是舉例。不言而喻，都屬于本發(fā)明的技術(shù)理念范圍內(nèi)的，并不會(huì)偏 離本發(fā)明的精神或者超越權(quán)利要求書定義的范圍。
權(quán)利要求
等離子體空氣消毒凈化器，包括等離子體反應(yīng)器(1)、脈沖電源(2)、風(fēng)機(jī)組件(3)、控制裝置(4)、進(jìn)風(fēng)口(5)、出風(fēng)口(6)、電源聯(lián)接器(7)和外殼(8)，進(jìn)風(fēng)口(5)設(shè)有空氣過(guò)濾器(10)，出風(fēng)口(6)設(shè)有空氣過(guò)濾器(9)，等離子體反應(yīng)器(1)設(shè)置在氣流之中，其特征在于所述的等離子體反應(yīng)器(1)內(nèi)設(shè)有若干條鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶在同一平面內(nèi)按等距離平行排列制成的正電極(101)，正電極(101)置于相鄰兩個(gè)負(fù)電極(102)中間部位；正電極(101)的兩端是固定在阻止微放電導(dǎo)電軌(103)上對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)，阻止微放電導(dǎo)電軌(103)的兩端再與正交設(shè)置在反應(yīng)器四周的四根正電極金屬支架(104)固定，并作電連通；每根正電極金屬支架(104)的上、下兩端各設(shè)一個(gè)絕緣連接物(105)與反應(yīng)器外殼(108)相對(duì)應(yīng)的安裝孔固定；所述的負(fù)電極(102)的上、下兩端是直接固定在金屬制成的反應(yīng)器外殼(108)上，并作電連通；所述的脈沖電源(2)內(nèi)設(shè)有EMC濾波器(201)、整流電路(202)、濾波電路(203)、數(shù)字控制電路(204)、脈沖發(fā)生器(205)、脈沖變壓器(206)依次序作電連接，脈沖變壓器(206)的輸出端外接等離子體反應(yīng)器(207)；所述的脈沖發(fā)生器(205)輸出端設(shè)有電流檢測(cè)電路(208)，將檢測(cè)到的脈沖發(fā)生器輸出電流信號(hào)送入設(shè)在數(shù)字控制電路(204)內(nèi)的振蕩器、誤差放大器和PWM比較器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制電流后輸出至脈沖發(fā)生器(205)的輸入端；所述的脈沖變壓器(206)的初級(jí)線圈(214)和次級(jí)線圈(215)的同名端a1、a2與異名端b1、b2是反向設(shè)置的；次級(jí)線圈(215)是分段繞制成至少是兩個(gè)線包串聯(lián)而成，每個(gè)線包的上端各設(shè)有一個(gè)高壓快恢復(fù)二極管(217)；脈沖發(fā)生器(205)內(nèi)設(shè)有絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)開(kāi)關(guān)管Q1，漏極接初級(jí)線圈(214)的同名端a1，柵極通過(guò)電阻器R4與數(shù)字控制電路(204)內(nèi)的集成電路IC1輸出端連接，源極接電流檢測(cè)電路(208)內(nèi)的電阻器R5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體空氣消毒凈化器，其特征在于所述的阻止微放電 導(dǎo)電軌(103)是由鋁棒或不銹鋼條制成，若干條鎳鉻金屬絲或鎳鉻金屬帶制成的正電極 (101)的兩端固定在阻止微放電導(dǎo)電軌(103)上對(duì)應(yīng)位置的凹槽內(nèi)予以定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體空氣消毒凈化器，其特征在于所述的脈沖變壓器(206)設(shè)有一個(gè)多槽絕緣線圈骨架(212)，次級(jí)線圈(215)是分三段至五段繞制在多槽絕緣 線圈骨架(212)相對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)串聯(lián)而成；所述的初級(jí)線圈(214)和次級(jí)線圈(215)的內(nèi) 孔中設(shè)有鐵基超微晶鐵心(216)作電磁耦合，鐵基超微晶鐵心(216)的磁回路中設(shè)有磁氣 隙(218)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體空氣消毒凈化器，其特征在于風(fēng)機(jī)組件(3)中設(shè)有 鋸齒狀邊緣風(fēng)葉的低噪聲風(fēng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體空氣消毒凈化器，其特征在于所述的控制裝置(4) 設(shè)空氣質(zhì)量傳感器和單片機(jī)控制器，空氣質(zhì)量傳感器輸出端與單片機(jī)控制器輸入端作電連 接，控制裝置(4)的輸出端與脈沖電源(2)的電源開(kāi)關(guān)及風(fēng)機(jī)組件(3)作電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體空氣消毒凈化器，其特征在于所述的脈沖變壓器 (206)的輸出地電位端接有異常狀態(tài)保護(hù)電路(209)，異常狀態(tài)保護(hù)電路(209)的輸出端與 數(shù)字控制電路(204)輸入端連接，將脈沖變壓器(206)送至等離子體反應(yīng)器(207)的工作 電流取樣、光電隔離后的信號(hào)電流送入數(shù)字控制電路(204)輸入端，經(jīng)數(shù)字處理后的控制 電流從數(shù)字控制電路(204)輸出端送至脈沖發(fā)生器(205)輸入端，自動(dòng)控制輸出脈沖寬度； 所述的脈沖變壓器(206)初級(jí)線圈的兩端設(shè)有脈沖限幅電路(210)，對(duì)脈沖變壓器(206)初級(jí)線圈兩端的輸出電壓峰值箝位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體空氣消毒凈化器，其特征在于所述的EMC濾波器 (201)設(shè)有差模電感器LI和共模電感器L2兩者串聯(lián)，EMC濾波器(201)輸入端并聯(lián)電容器 Cl，EMC濾波器(201)輸出端并聯(lián)電容器C2。
8.一種空氣消毒凈化方法，其特征在于所述的空氣消毒凈化方法是使室內(nèi)空氣流過(guò)設(shè) 有阻止微放電導(dǎo)電軌和脈沖電源的等離子體空氣消毒凈化器，脈沖頻率是38KHZ，脈沖寬度 5uS，脈沖上升時(shí)間80nS，脈沖幅度16KVP_P，消毒因子是非熱等離子體；空氣消毒凈化方法 包括以下四個(gè)步驟A、在室內(nèi)大氣常壓下，將室內(nèi)空氣以每秒0.3-0. 6米的速度流經(jīng)等離子體空氣消毒凈 化器，等離子體空氣消毒凈化器的電暈放電所產(chǎn)生的非熱等離子體中的電子溫度達(dá)1萬(wàn)度 以上，細(xì)菌、病毒類污染物在這種環(huán)境下無(wú)法存活；細(xì)菌、病毒等微生物細(xì)胞受到高能電子 的非彈性碰撞，微生物顆粒在等離子體產(chǎn)生的電場(chǎng)中帶上一定數(shù)量的電荷，在微生物顆粒 表面產(chǎn)生一個(gè)靜電擊破力將細(xì)胞膜擊破，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)的流出，也能致使微生物死亡；B、等離子體所擁有的高能電子同空氣中的分子碰撞時(shí)會(huì)發(fā)生一系列基元物質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn) 生多種活性自由基和活性氧0H、0、H2O, H2O2,03,將多種有機(jī)高分子異味氣體分解，還原為低 分子無(wú)害的無(wú)機(jī)物質(zhì)；C、等離子體中的離子與微細(xì)顆粒物體的凝聚作用，對(duì)室內(nèi)空氣流中粒徑0.1——5um 微細(xì)顆粒污染物進(jìn)行有效的收集；粒徑5—一IOum微細(xì)顆粒污染物可以由設(shè)在等離子體空 氣消毒凈化器內(nèi)的空氣過(guò)濾器去除；D、將室內(nèi)空氣流經(jīng)等離子體空氣消毒凈化器的流量按每小時(shí)計(jì)算，至少是室內(nèi)空氣量 的十倍。
全文摘要
本發(fā)明屬于空氣消毒凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及等離子體空氣消毒凈化器及其空氣消毒凈化方法。它包括等離子體反應(yīng)器、脈沖電源、風(fēng)機(jī)組件、控制裝置、電源聯(lián)接器和外殼，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有若干條鎳鉻金屬絲或金屬帶的正電極，兩端固定在阻止微放電導(dǎo)電軌上對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)；脈沖電源設(shè)有數(shù)字控制電路，內(nèi)設(shè)振蕩器、誤差放大器和PWM比較器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制電流后控制高壓脈沖寬度。本發(fā)明有效阻止反應(yīng)器的微放電現(xiàn)象，延長(zhǎng)了工作壽命，高壓脈沖電增強(qiáng)等離子體濃度，提高空氣消毒凈化效率，而且節(jié)能。它廣泛用于工廠潔凈室、醫(yī)院手術(shù)室、隔離病房等潔凈度要求高的場(chǎng)所；也可用于辦公大樓、影劇院、火車、汽車、地鐵、輪船等公共場(chǎng)所的空氣消毒凈化。
文檔編號(hào)A61L9/22GK101920031SQ20091011364
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者周云正 申請(qǐng)人:周云正