專利名稱：設(shè)有金屬帶——板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣消毒凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及設(shè)有金屬帶--板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈
ο
背景技術(shù)：
隨著文明的進(jìn)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類賴以生存的地球大氣層污染被加劇，城市空氣 污染在惡化，尤其是室內(nèi)空氣污染更甚。據(jù)室內(nèi)環(huán)境專家的調(diào)查報(bào)告人們平均90%時(shí)間 生活在室內(nèi)，其中至少65%的時(shí)間在家里渡過。它嚴(yán)重威脅著國(guó)人的健康。尤其是兒童、 孕婦和老人受室內(nèi)空氣污染毒害最深；特別是兒童，因?yàn)槠浜粑堪大w重比例高于成人的 50 %，最容易誘發(fā)兒童呼吸道感染及血液性疾病，免疫力降低?？諝馕廴局饕擒妶F(tuán)菌、葡萄球菌及支原體之類細(xì)菌及其病毒；各種類型的揮 發(fā)性有機(jī)化合物VOCs ；以氣溶膠存在形式的塵埃粒子和放射性粒子之類的顆粒污染物。特 別強(qiáng)調(diào)的是近幾年來(lái)SARS、禽流感及各種流行性感冒病毒大規(guī)模傳染爆發(fā)時(shí)有發(fā)生。尤其 是當(dāng)前的甲型Hmi流感已經(jīng)造成全球上萬(wàn)人死亡。甲型Hmi流感的感染途徑主要是空氣， 感染性病原體通常附在空氣中粒徑< 5 μ m浮游微粒上，隨空氣流動(dòng)而擴(kuò)散，被感染者因吸 入這種空氣而致病。為此，市場(chǎng)推出的有過濾吸附型、電子靜電吸附型、臭氧消毒型、紫外線 消毒型、光催化空氣消毒凈化等幾種以應(yīng)對(duì)。過濾吸附型是目前極大多數(shù)潔凈室選用的空氣消毒凈化單元，常見的有高效空氣 過濾器、FFU。它利用物體表面間存在的范德華力，吸附空氣中的懸浮顆粒污染物凈化空氣。 它只能濾除灰塵，不能徹底消毒；過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，會(huì)造成二次污染；它的空氣阻力大、能耗也大；驅(qū) 動(dòng)風(fēng)機(jī)噪音當(dāng)然也大。電子靜電吸附型通過電極的靜電放電，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，也不能去除甲醛 等有害氣體。臭氧消毒型是利用臭氧的不穩(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。紫外線消毒型采用波長(zhǎng)253. 7nm的紫外線殺滅細(xì)菌、病毒等微生物。它清 除粉塵無(wú)效；紫外線屬于不可見光，容易泄漏，對(duì)人體眼睛、皮膚會(huì)造成傷害。光催化凈化是 光催化劑TiO2在387. 5nm波長(zhǎng)的紫外光線的照射下，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，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；它需要另設(shè)紫外線燈及鎮(zhèn)流器，能耗大，工作壽命短。而且光照的紫外線容 易泄漏，同樣存在對(duì)人體皮膚、眼睛的傷害問題。鑒于上述潔凈室的凈化單元單個(gè)凈化的局限性，所以有的選用兩個(gè)或兩個(gè)以上單 元組合而成，以彌補(bǔ)其不足。這就使空氣消毒凈化單元結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積增大、造價(jià)高，使用也 不方便。相比較而言，等離子體空氣消毒凈化器單個(gè)凈化就不存在此類局限性；然而，幾年 前有些廠家躍躍欲試，現(xiàn)在大都被靜電吸附型取代。
經(jīng)過調(diào)查分析目前多數(shù)廠家用于空氣消毒的等離子體反應(yīng)器放電正極不敢再用 金屬絲，是因?yàn)橥ぷ鞑坏饺?、四個(gè)月就斷絲，無(wú)可奈何改用鋸齒狀及針尖狀放電正極， 被迫接受產(chǎn)生的等離子體濃度低，所產(chǎn)生的臭氧、氮氧化物等副作用也多的事實(shí)，所以它只 能用于電子靜電吸附型是可想而知的。現(xiàn)有的空氣消毒凈化器用的非熱等離子體反應(yīng)器是由正電極、負(fù)電極板、絕緣支 架和外殼組成。正電極的結(jié)構(gòu)主要有金屬絲、鋸齒狀或尖針狀幾種。對(duì)于室內(nèi)空氣都處于常溫、常壓狀態(tài)下，選用耐氧化細(xì)金屬絲、鋸齒狀或尖針狀結(jié) 構(gòu)作為放電正電極，選用耐氧化金屬板作為負(fù)電極，這類極不對(duì)稱放電極的反應(yīng)器作電暈 放電產(chǎn)生非熱等離子體進(jìn)行空氣消毒凈化時(shí)，細(xì)金屬絲電暈放電均勻，產(chǎn)生非熱等離子體 濃度高，理應(yīng)是一種優(yōu)先。但是，細(xì)金屬絲結(jié)構(gòu)作為放電正電極的等離子體反應(yīng)器進(jìn)行空氣 消毒凈化，市場(chǎng)上以前出現(xiàn)過，現(xiàn)在的近三年卻是銷聲匿跡，被鋸齒狀或尖針狀結(jié)構(gòu)作為放 電正電極的反應(yīng)器所取代?，F(xiàn)有的過濾吸附、高壓靜電、臭氧、紫外線及TiO2光催化等空氣 消毒凈化器在殺菌消毒、分解有毒有機(jī)化合物及過濾可吸入顆粒物三方面都各有優(yōu)缺點(diǎn)， 消毒凈化空氣均不完善，卻仍在各大醫(yī)院、辦公大樓、商場(chǎng)、公共娛樂場(chǎng)所被廣泛采用。究其原因是目前非熱等離子體反應(yīng)器設(shè)計(jì)不合理構(gòu)成非熱等離子體反應(yīng)器的放 電正電極選用細(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 于的尖端放電形成放電流注，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)線一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 低不容易被使用者發(fā)現(xiàn)。反應(yīng)器雖然還在工作，卻形同虛設(shè)。這在醫(yī)院手術(shù)室、重癥病房中 應(yīng)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?！痹谠?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)，收塵極兩端連接收塵極連接件，放電極連接件和收塵極連接件分別連接在絕緣子 上。該技術(shù)方案中的靜電場(chǎng)裝置工作壽命雖然長(zhǎng)，由于鋸齒狀放電極是導(dǎo)致放電不均 勻，放電尖端周圍空氣中的氧氣被激活產(chǎn)生臭氧在所難免；再是尖刺放電的“衰退現(xiàn)象”終 生存在。就是因?yàn)椤皵嘟z”才無(wú)可奈何改成尖針狀、鋸齒狀電極的靜電吸附型空氣凈化器。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；陽(yáng)極采用耐腐蝕韌性強(qiáng)的金屬絲，直徑為0. 05 0. 2mm,陰極采用銅質(zhì)或不銹 鋼的管子，直徑8 30cm。上述發(fā)明的電離型氣體凈化裝置的陽(yáng)極是采用耐腐蝕韌性強(qiáng)的金屬絲，所產(chǎn)生的 等離子體濃度高；但是陽(yáng)極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 存在的微放電效應(yīng)，使陽(yáng)極金屬絲僅僅工作幾個(gè)月就被燒斷，事實(shí)上此方案沒有實(shí)用價(jià)值?，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 因一微放電效應(yīng)沒有被發(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)做過金屬絲作為正電極的等離子體反應(yīng)器；而現(xiàn)在 又被空氣消毒凈化效果與臭氧及氮氧化物濃度超標(biāo)這一對(duì)矛盾所困擾。也就是說(shuō)，消毒試 驗(yàn)勉強(qiáng)合格，而臭氧味已經(jīng)很濃了，要想符合GB/T18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于 空氣臭氧量彡0. 16mg/m3的規(guī)定是困難的。更有甚者，干脆連等離子體反應(yīng)器也摒棄掉，改成尖針狀、鋸齒狀電極作電子靜電 吸附型凈化器，它只能吸附塵埃，分解有毒有機(jī)物能力是不及等離子體反應(yīng)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 或針尖狀放電極作反應(yīng)器的方案是一種技術(shù)偏見。為此推出了光催化和靜電集塵相結(jié)合技術(shù)方案。例如申請(qǐng)日2008. 4. 22，申請(qǐng)?zhí)?為200810060790. 7，發(fā)明名稱《一種長(zhǎng)效凈化室內(nèi)空氣復(fù)合污染的裝置》的獨(dú)立權(quán)項(xiàng)是 這樣描述的一種長(zhǎng)效凈化室內(nèi)空氣復(fù)合污染的裝置，包括外殼，其特征在于所述的外殼 內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)、高壓靜電放電極、高壓電源、集塵板、灰塵收集器、直流電源、紫外光源、光催化 板、免再生活性炭纖維層；外殼前部下端設(shè)有進(jìn)氣口，后部下端設(shè)有出氣口，殼體內(nèi)靠近出 氣口設(shè)置風(fēng)機(jī)；殼體內(nèi)靠近進(jìn)氣口設(shè)有高壓靜電放電極，與高壓靜電放電極平行設(shè)有一集 塵板；集塵板后設(shè)置若干組光催化板，相鄰的光催化板一端交替與外殼的上下板固定，另一 端留有空隙；光催化板間設(shè)有紫外線；殼體后部風(fēng)機(jī)前設(shè)有免再生活性炭纖維層；裝置底 部依次設(shè)灰塵收集器、直流電源、高壓電源，其中灰塵收集器置于集塵板下方中間，直流電 源正極與光催化板相連，高壓電源負(fù)極與高壓靜電放電極相連。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是光催化和靜電集塵互補(bǔ)，但設(shè)置了紫外光源，紫外線放電燈容易 損壞，紫外線對(duì)人體的傷害是顯而易見的。紫外光源耗電也不小，一個(gè)60m3的室內(nèi)符合國(guó) 家衛(wèi)生部關(guān)于公共場(chǎng)所空氣凈化標(biāo)準(zhǔn)，功率至少需要160W。再說(shuō)靜電集塵的滅菌和分解有 機(jī)物效果不及等離子體空氣凈化器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決等離子體與二氧化鈦光催化技術(shù)作為新型空氣消毒凈化的課 題而完成的，更是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足及偏見而提供一種電暈放電均勻、產(chǎn)生等離子 體和自由基強(qiáng)度高，能高效殺滅細(xì)菌、病毒，降解揮發(fā)性有機(jī)化合物、可靠性好、工作壽命長(zhǎng) 的設(shè)有金屬帶一板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器。試驗(yàn)表明鋸齒狀或針尖狀正電極反應(yīng)器是在頂尖處作電暈放電的；而金屬帶是 沿著帶的四周作電暈放電的。在同等條件下產(chǎn)生的等離子體的均勻性及濃度是明顯的比鋸 齒狀或針尖狀的優(yōu)越。
要想實(shí)現(xiàn)上述目的，關(guān)鍵要找出“等離子體反應(yīng)器正電極選用細(xì)金屬絲容易被燒 斷的根本原因”。經(jīng)過調(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 間上萬(wàn)伏特高電壓的絕緣問題，選用塑料、有機(jī)玻璃、環(huán)氧樹脂等絕緣材料作支架固定。也 有少數(shù)的在絕緣支架與金屬絲電極之間加了細(xì)彈簧。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)是產(chǎn)生微放電現(xiàn)象。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)致正電極金屬絲與絕緣材料接觸區(qū)域局部產(chǎn)生微放電。介電常 數(shù)越高的材料，其表面微放電現(xiàn)象愈不可避免。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)物為它們的氧化物及水一這 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。細(xì)金屬絲結(jié)構(gòu)作 為放電正電極的等離子體反應(yīng)器，近三年來(lái)卻是銷聲匿跡是不難理解的。發(fā)明人選用同一規(guī)格高壓脈沖電源，專對(duì)絲狀、帶狀、鋸齒狀及針尖狀放電正極制 成的等離子體反應(yīng)器在密封室內(nèi)同時(shí)連續(xù)通電作對(duì)比試驗(yàn)，日夜檢測(cè)。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；帶狀相對(duì) 比較穩(wěn)定。但是，所有反應(yīng)器底部都流滿了深黑色粘液。正、負(fù)電極之間的絕緣物表面均有 黃黑色的爬電痕跡，此區(qū)的不銹鋼正電極表面也出現(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，細(xì)彈簧的比金屬絲斷裂時(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電蝕的厄運(yùn)。在上述老化實(shí)驗(yàn)中，這種等離子體與金屬、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，減少了等離子體濃度，使反應(yīng)器工作效 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。研究這種微放電機(jī)理在等離子 體反應(yīng)器中的作用，提出切實(shí)可行的技術(shù)改進(jìn)新方案是本發(fā)明創(chuàng)造的精髓。再一個(gè)是高壓電源對(duì)于呈容性負(fù)載的等離子體反應(yīng)器匹配問題。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)一萬(wàn)度以上，而其它粒子獲得極低能量。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，上升時(shí)間達(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)器一般相當(dāng)于幾百至上千uuF的電容量，正、負(fù) 電極長(zhǎng)期工作又難免被意外短路一所有這些對(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)方法例如半橋逆變、多諧振蕩、間歇振蕩或倍壓整流是很難滿足上述兩個(gè)條件的。nS 級(jí)的耐高壓大功率開關(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。上述兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)正是業(yè)內(nèi)人士最為關(guān)注的，集中研究的焦點(diǎn)；也是等離子體空氣 消毒凈化器開發(fā)的技術(shù)瓶頸口。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的設(shè)有金屬帶一板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，包括 等離子體反應(yīng)器、脈沖電源、風(fēng)機(jī)組件、控制器、進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口和外殼，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口各 設(shè)有空氣過濾器，等離子體反應(yīng)器和風(fēng)機(jī)組件設(shè)置在氣流之中，控制器的兩個(gè)輸出端分別與脈沖電源、風(fēng)機(jī)組件的電源控制端電連接。所述的等離子體反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有正電極和負(fù)電 極，正電極是由若干條耐氧化的金屬帶設(shè)在同一平面內(nèi)按等距離平行排列制成一個(gè)組件， 共計(jì)η組(η為50以內(nèi)整數(shù))；負(fù)電極是表面氧化處理的鋁板制成，兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2, 共計(jì)η+1塊。根據(jù)反應(yīng)器功率要求還設(shè)有若干條由鋁棒或不銹鋼條制成的阻止微放電導(dǎo)電 軌，阻止微放電導(dǎo)電軌上設(shè)有等距離排列的凸部，所述的正電極的兩端是分別固定在相對(duì) 應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部頂端。阻止微放電導(dǎo)電軌的兩端各設(shè)置一個(gè)導(dǎo)電軌絕緣支架固定在所述 的外殼相對(duì)應(yīng)安裝孔中；若干條阻止微放電導(dǎo)電軌用耐氧化導(dǎo)線作電連通。所述的脈沖電源內(nèi)設(shè)有EMC濾波器、整流電路、濾波電路、脈沖發(fā)生器、脈沖變壓 器依次序作電連接，脈沖變壓器的高壓輸出端正極接等離子體反應(yīng)器的正電極，高壓輸出 端負(fù)極與等離子體反應(yīng)器的負(fù)電極連通接地。所述的脈沖發(fā)生器內(nèi)設(shè)有的振蕩器、誤差放 大器、PWM比較器及開關(guān)管，脈沖變壓器與脈沖發(fā)生器內(nèi)的開關(guān)管是單端反激式逆變器設(shè)置 的。優(yōu)先地所述的阻止微放電導(dǎo)電軌的凸部是上下對(duì)稱兩個(gè)設(shè)為一組，每根阻止微放 電導(dǎo)電軌的凸部設(shè)η組，凸部頂端設(shè)置向外側(cè)彎頭；正電極兩端設(shè)有不銹鋼連接框，不銹鋼 連接框中間沖成方孔，所述的凸部頂端彎頭套入不銹鋼連接框方孔內(nèi)；凸部是厚度0.3 Imm的不銹鋼彈性片。優(yōu)先地所述的負(fù)電極靠外殼邊的上、下兩端各設(shè)一個(gè)凸出的負(fù)電極固定梢，外殼 對(duì)應(yīng)處開凹槽對(duì)接緊固；負(fù)電極的兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2是帶隙能3. 2eV的銳鈦礦型催化 劑。優(yōu)先地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。初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的內(nèi)孔中設(shè)有磁 芯作電磁耦合，磁芯的磁回路中設(shè)有磁氣隙；所述的磁芯最佳設(shè)計(jì)用鐵基超微晶鐵心，也可 以設(shè)置鐵氧體磁心。優(yōu)先地所述的每組上下對(duì)稱的兩個(gè)凸部彎頭處是按同極性屏蔽效應(yīng)距離設(shè)計(jì)的， 相鄰兩根正電極的金屬帶之間距離范圍是按16 26mm排列；所述的正電極與負(fù)電極之間 的放電距離設(shè)計(jì)范圍是8 18mm。優(yōu)先地所述的正電極是由若干條鎳鉻金屬帶設(shè)在同一平面內(nèi)，相鄰兩根正電極最 佳值按22mm等距離排列制成一個(gè)組件；正電極與負(fù)電極之間的最佳放電距離是12mm。優(yōu)先地所述的脈沖發(fā)生器內(nèi)的振蕩器、誤差放大器和PWM比較器及開關(guān)管是制成 一個(gè)模塊；也可以選用開關(guān)電源控制集成電路ICI包括開關(guān)管是合用一塊單片集成電路 T0P225或T0P224制成，或是性能更好的單片五端開關(guān)電源ICl包括MC33374制成。優(yōu)先地所述的正電極的鎳鉻金屬帶的牌號(hào)為Cr20Ni80的高電阻電熱合金，也可 以是鐵鉻鋁材料的牌號(hào)為0Cr27A17Mo2的高電阻電熱合金；或所述的正電極是Ti3Al為基 的鈦合金材料制成。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果一種設(shè)有金屬帶一板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，它所產(chǎn)生的等離子體與二氧化鈦光 催化的自由基作為新型空氣消毒凈化因子，是強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的新課題，它們均能高效殺滅細(xì)菌， 降解揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCs，也可以抑制甲型Hmi流感的空氣傳播途徑。尤其是等離子體 空氣消毒凈化器內(nèi)含高壓脈沖靜電場(chǎng)，還能吸附粒徑小至O. 01 μ m顆粒物。
一種設(shè)有金屬帶一板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，所述的正電極是由若干條耐氧化的 金屬帶制成，負(fù)電極是鋁板制成，還設(shè)有若干條由鋁棒或不銹鋼條制成的阻止微放電導(dǎo)電 軌，正電極的兩端是分別固定在相對(duì)應(yīng)的兩根阻止微放電導(dǎo)電軌的凸部頂端，阻止微放電 導(dǎo)電軌的兩端設(shè)置導(dǎo)電軌絕緣支架固定在所述的外殼相對(duì)應(yīng)安裝孔中。所以與現(xiàn)有技術(shù)相 比，其微放電效應(yīng)被阻止，使每根耐氧化的金屬帶在直流強(qiáng)電場(chǎng)中作穩(wěn)定的電暈放電，獲得 高強(qiáng)度等離子體?？朔?“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或針尖狀放電極以換取消毒凈化器的可靠性和工作壽命的 技術(shù)偏見?！痹偈峭饨又绷麟娫吹呢?fù)極導(dǎo)線連接反應(yīng)器金屬外殼通地線，既安全、又兼?zhèn)潆?磁屏蔽作用，符合電磁兼容要求。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本發(fā)明的金屬外殼左右兩邊與負(fù)電極平衡部分同時(shí)兼有負(fù)電 極作用，省略兩片負(fù)電極板，使等離子體反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)更緊湊，簡(jiǎn)單。開發(fā)本發(fā)明重點(diǎn) 關(guān)注的是正電極的金屬帶在反應(yīng)器中作電暈放電時(shí)，引起濺射導(dǎo)致電極損耗后，金屬帶損 耗處因缺損后距離負(fù)電極板拉遠(yuǎn)，放電電流自然減??；反之金屬帶損耗較少部位放電電流 自動(dòng)增大。這樣，正電極損耗處于自我調(diào)節(jié)狀態(tài)，進(jìn)一步延長(zhǎng)其工作壽命，獲得意想不到的 效果。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的脈沖電源中的脈沖發(fā)生器與脈沖變壓器是按反激式逆變器設(shè)置， 獲得高頻窄脈沖驅(qū)動(dòng)電流，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，反應(yīng)器的負(fù)電極和外殼可以直接安全接地，電磁屏 蔽性能更好。同時(shí)獲得意想不到的有益效果是反激式逆變器輸出的脈沖電流是脈沖發(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，獲得輸出18KVP_P，工作頻率 40KHZ，脈沖寬度4μ S，上升時(shí)間70nS的窄脈沖高壓電暈放電電流；再是當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器 意外短路，由于反激式脈沖變壓器的隔離作用，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，因而脈沖電源的半導(dǎo)體開關(guān)管工作是安全的，保護(hù)電路只作輔助用。此設(shè)計(jì)可靠 性高，開關(guān)管可以選用耐壓600V的普通功率半導(dǎo)體管。特別強(qiáng)調(diào)的是等離子體反應(yīng)器負(fù)電極表面氧化處理的鋁板制成，上面層面容易敷 設(shè)Ti02。氧化處理生成的Al2O3層面薄，在18KVP_Pf脈沖高壓電場(chǎng)中不影響電暈放電。當(dāng) 等離子體反應(yīng)器作電暈放電時(shí)，反應(yīng)區(qū)發(fā)出的藍(lán)光含有紫外線，波長(zhǎng)為300--400nm，光強(qiáng)峰 值位于357nm。而TiO2的禁帶寬度是3. 2eV,對(duì)應(yīng)紫外線波長(zhǎng)閾值是387. 5nm。實(shí)驗(yàn)表明 TiO2作空氣消毒凈化時(shí)，催化光源波長(zhǎng)最好是< 387. 5nm，反應(yīng)區(qū)發(fā)出的紫外線波長(zhǎng)峰值位 于357nm是符合這一條件的。這樣一來(lái)，紫外光源就可省掉，避免了紫外線放電燈損壞、對(duì) 人體的傷害及紫外光源耗電量大的弊端。本發(fā)明的消毒因子是低溫等離子體加激發(fā)TiO2所產(chǎn)生的自由基。本發(fā)明提供的是一種窄脈沖高壓電場(chǎng)配合容性負(fù)載的設(shè)有金屬帶一板結(jié)構(gòu)反應(yīng) 器的凈化器，電暈放電均勻、產(chǎn)生等離子體和自由基強(qiáng)度高，可靠性好、工作壽命長(zhǎng)、整體結(jié) 構(gòu)牢固，而且絕緣性能良好，安裝工藝簡(jiǎn)單。完成了上述的課題，也解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足 及偏見。本發(fā)明的高壓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，高壓電源輸出端的負(fù)極與等離子體反應(yīng)器的負(fù)電極(外殼)作電連通；將等離子體反應(yīng)器及風(fēng) 機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間。在控制器內(nèi)設(shè)有時(shí)間控制程序，把室內(nèi)空氣在等離子 體反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)8-10次就可以達(dá)到空氣消毒凈化目的。根據(jù)試驗(yàn)報(bào)告，本發(fā)明具有廣譜 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)具有吸附可吸入顆粒物、去血腥、去異味、降解甲醛、煙霧和 TVOC等有機(jī)廢氣的功能。報(bào)告載明，在IOOm3室內(nèi)工作30min，經(jīng)檢測(cè)白色、金黃色葡萄球 菌的殺滅率為99. 9% ；菌落總數(shù)200cfu/m3 ；異味去除率彡96% ；懸浮粒子數(shù)350 個(gè)/1(Φ ^ 0. 5 μ m)；甲醛去除率達(dá)99.8% ；空氣中留存臭氧量彡0.02mg/m3。節(jié)能是顯而 易見的100m3室內(nèi)達(dá)到國(guó)家衛(wèi)生部關(guān)于醫(yī)院II類環(huán)境空氣消毒標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明制成的空氣 消毒凈化器的消耗功率為7-8W，而達(dá)到同樣效果的紫外線及臭氧的能耗至少為160W。
可見，本發(fā)明對(duì)于所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是非顯而易見的，并能夠產(chǎn)生預(yù)想不 到的技術(shù)效果。


圖1是本發(fā)明設(shè)有金屬帶一板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器立體結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明的等離子體反應(yīng)器半剖面的立體結(jié)構(gòu)圖3是本發(fā)明的阻止微放電導(dǎo)電軌結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明的脈沖電源電原理圖5是本發(fā)明的脈沖變壓器結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明的脈沖變壓器電路圖7是本發(fā)明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-控制器5-進(jìn)風(fēng)口6-出風(fēng)口
8-外殼9-空氣過濾器
101-正電極102-負(fù)電極103-阻止微放電導(dǎo)電軌
105-導(dǎo)電軌絕緣支架108-反應(yīng)器外殼109-凸部
110-不銹鋼連接框111-負(fù)電極固定梢
201-EMC濾波器202-整流電路203-濾波電路
204-脈沖發(fā)生器205-脈沖變壓器206-電流檢測(cè)電路
211-初級(jí)絕緣線圈骨架212-多槽絕緣線圈骨213-高壓導(dǎo)線
214-初級(jí)線圈215-次級(jí)線圈216-磁芯
217-高壓快恢復(fù)二極管218-磁氣隙219-電源連接器
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)明設(shè)有金屬帶一板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器立體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的 等離子體反應(yīng)器半剖面的立體結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的阻止微放電導(dǎo)電軌結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明是設(shè)有金屬帶一板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，包括等離子體反應(yīng)器1、脈沖電源2、風(fēng)機(jī)組 件3、控制器4、進(jìn)風(fēng)口 5、出風(fēng)口 6和外殼8，進(jìn)風(fēng)口 5和出風(fēng)口 6各設(shè)有空氣過濾器9，等離 子體反應(yīng)器1和風(fēng)機(jī)組件3設(shè)置在氣流之中，風(fēng)機(jī)組件3的風(fēng)口與擋風(fēng)板303氣密安裝?？?制器4的兩個(gè)輸出端分別與脈沖電源2、風(fēng)機(jī)組件3的電源控制端電連接。正電極101是由 若干條耐氧化的金屬帶設(shè)在同一平面內(nèi)按等距離平行排列制成一個(gè)組件，共計(jì)η組(η為50 以內(nèi)整數(shù))。負(fù)電極102是表面氧化處理的鋁板制成，負(fù)電極102的兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2, 共計(jì)η+1塊。根據(jù)反應(yīng)器功率要求還設(shè)有若干條由鋁棒或不銹鋼條制成的阻止微放電導(dǎo)電 軌103，阻止微放電導(dǎo)電軌103上設(shè)有等距離排列的凸部109。正電極101的兩端是分別固 定在相對(duì)應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部109頂端，阻止微放電導(dǎo)電軌103的兩端各設(shè)置一個(gè)導(dǎo)電軌絕 緣支架105固定在所述的反應(yīng)器外殼108相對(duì)應(yīng)安裝孔中。若干條阻止微放電導(dǎo)電軌103 用耐氧化導(dǎo)線作電連通。圖4是本發(fā)明的脈沖電源電原理圖；圖5是本發(fā)明的脈沖變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；圖6 是本發(fā)明的脈沖變壓器電路圖。圖中所示脈沖電源2內(nèi)設(shè)有EMC濾波器201、整流電路202、濾波電路203、脈沖 發(fā)生器204、脈沖變壓器205依次序作電連接，脈沖變壓器205的高壓輸出端正極接等離子 體反應(yīng)器1的正電極101，高壓輸出端負(fù)極與等離子體反應(yīng)器1的負(fù)電極102連通接地。脈 沖發(fā)生器204內(nèi)設(shè)有的振蕩器、誤差放大器、PWM比較器及開關(guān)管，脈沖變壓器205與脈沖 發(fā)生器204內(nèi)的開關(guān)管是單端反激式逆變器設(shè)置的。當(dāng)用于轎車內(nèi)的等離子體空氣消毒凈 化器，正電極101設(shè)1-2組滿足凈化要求；用于醫(yī)院手術(shù)室的一般設(shè)計(jì)20-30組符合消毒 凈化規(guī)范；對(duì)于半導(dǎo)體IC潔凈室要求高的設(shè)40-50組；再大安裝就困難，可以用多個(gè)反應(yīng) 器拼裝。負(fù)電極102也可用鐵、銅等其它金屬板表面涂鎳、鉻或不銹鋼板替代，但是質(zhì)價(jià)比 不如鋁板。若干條耐氧化的金屬帶的正電極101的電暈放電電場(chǎng)是沿著正電極101的徑 向四周分布均勻。在實(shí)施中選用同體積的上述不同結(jié)構(gòu)正電極的反應(yīng)器，正、負(fù)電極放電 距離也相同，包括電源配置等條件，耐氧化的金屬帶正電極101制成的反應(yīng)器所產(chǎn)生的等 離子體濃度是鋸齒狀或針尖狀正電極的反應(yīng)器的二倍以上，而且測(cè)定的臭氧指標(biāo)只是鋸齒 狀或針尖狀的正電極反應(yīng)器的四分之一，符合國(guó)家關(guān)于《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的臭氧量 (0. 16mg/m3 的規(guī)定。反應(yīng)器外殼108可以是涂鋅、鎳等耐氧化層的鐵板，還可用鋁或不銹鋼板軋制而 成。必須說(shuō)明的是本發(fā)明的反應(yīng)器外殼108與負(fù)電極102平行的兩邊還兼任負(fù)電極功能， 不但結(jié)構(gòu)精巧簡(jiǎn)單，節(jié)省材料；而且整體牢固，性能穩(wěn)定。二氧化鈦(TiO2)光催化凈化技術(shù)是高科技前沿凈化技術(shù)。光觸媒是利用光源做 催化反應(yīng)促進(jìn)有機(jī)物分解的光半導(dǎo)體物質(zhì)，二氧化鈦在紫外光線作用下，光源的能量激發(fā) TiO2周圍的氣體分子產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基。這些氧化能力極強(qiáng)的自由基幾乎可以分解絕 大部分有機(jī)物質(zhì)與部分無(wú)機(jī)物質(zhì)，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的空穴，其能量相當(dāng)于15000K的高 溫；自由基還能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，使細(xì)胞質(zhì)流失，進(jìn)而氧化細(xì)胞核，而殺死細(xì)菌。它可以直 接殺滅細(xì)菌和徹底分解有機(jī)物為CO2和H2O等無(wú)機(jī)無(wú)害小分子，達(dá)到殺菌，除臭，空氣凈化的 效果。目前常用的光觸媒是氧化能力極強(qiáng)的超微粒子化的二氧化鈦，檢測(cè)中心檢測(cè)結(jié)果表 明光觸媒對(duì)常見的細(xì)菌的殺滅率在99%以上。
本發(fā)明的光觸媒二氧化鈦(TiO2)光催化凈化技術(shù)，是依靠等離子體反應(yīng)器本身產(chǎn) 生紫外線的照射催化作用，避免紫外線放電燈容易損壞及耗電大的弊端；特別是彌補(bǔ)了它 對(duì)顆粒污染物無(wú)所作為的缺陷，卻使殺滅細(xì)菌和分解有機(jī)物效果加倍。實(shí)施例2 本發(fā)明所述的阻止微放電導(dǎo)電軌103的凸部109是上下對(duì)稱的兩個(gè)設(shè)為一組，每 根阻止微放電導(dǎo)電軌103的凸部109設(shè)η組，凸部109頂端設(shè)置向外側(cè)彎頭；所述的正電極 101兩端設(shè)有不銹鋼連接框110，不銹鋼連接框110中間沖成方孔，方孔寬度按正電極101 和凸部109的彎頭設(shè)計(jì)配合。所述的凸部109頂端彎頭套入不銹鋼連接框110方孔內(nèi)；凸 部109是厚度0. 3 Imm的不銹鋼彈性片。組裝時(shí)，把不銹鋼連接框110與正電極101兩 端依照所設(shè)計(jì)長(zhǎng)度加工好，再把兩端的不銹鋼連接框110套入相應(yīng)的阻止微放電導(dǎo)電軌的 凸部109彎頭，操作簡(jiǎn)便，技術(shù)指標(biāo)一致性好。實(shí)施例3 本發(fā)明所述的負(fù)電極102靠反應(yīng)器外殼108邊的上、下兩端各設(shè)一個(gè)凸出的負(fù)電 極固定梢111，反應(yīng)器外殼108對(duì)應(yīng)處開凹槽對(duì)接緊固。負(fù)電極鋁板厚度設(shè)1 2. 0mm，表 面氧化處理，工作壽命長(zhǎng)，外觀亮麗?；蛑瞥韶?fù)電極102的不銹鋼板厚度0. 5 1. 5mm。實(shí) 施中用焊接技術(shù)，有翹邊現(xiàn)象出現(xiàn)。把負(fù)電極102彎邊擰鑼釘會(huì)出現(xiàn)裝配誤差，工藝上都不 如本優(yōu)先實(shí)施例。所述的負(fù)電極102的兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2是帶隙能3. 2eV的銳鈦礦型 催化劑。本發(fā)明所述的正電極101是由耐氧化的高電阻電熱合金鎳鉻金屬帶制成，也可以 是鐵鉻鋁合金材料制成。正電極101的金屬帶寬度是0. 5 3mm，厚度是0. 05 0. 3mm,金 屬帶厚度是0. 05 0. 3mm的端面對(duì)準(zhǔn)負(fù)電極102的平板面設(shè)置。厚度越薄，起暈電壓越低， 產(chǎn)生的等離子體濃度高；但是機(jī)械強(qiáng)度差。設(shè)計(jì)中取0.08 0.12mm效果佳。金屬帶正極 放電損耗時(shí)，其放電端面表面積保持不變，有效工作壽命可達(dá)8-12年。本實(shí)施例的另一種 技術(shù)方案是所述的正電極101是由鐵鉻鋁材料制成金屬帶，外形尺寸與上述方案相同，只 是成本略低，帶有磁性，性能稍差。實(shí)施例4 圖5中，本發(fā)明所述的脈沖變壓器205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)有磁芯216作電磁耦合，磁芯216的磁回路中設(shè)有磁 氣隙218 ；所述的磁芯216最佳設(shè)計(jì)用鐵基超微晶鐵心，也可以設(shè)置鐵氧體磁心。脈沖變壓器205輸出低電位端設(shè)有電流檢測(cè)電路206，將檢測(cè)到的脈沖變壓器205 輸出電流信號(hào)送入脈沖發(fā)生器204輸入端，脈沖發(fā)生器204內(nèi)設(shè)有的振蕩器、誤差放大器、 PWM比較器及開關(guān)管。振蕩器、誤差放大器、PWM比較器及開關(guān)管是設(shè)置在一個(gè)模塊內(nèi)的，也 可以集成在集成電路ICl內(nèi)，ICl內(nèi)的開關(guān)管D極接脈沖變壓器205初級(jí)繞組al端，S極接 整流電路202負(fù)輸出端，控制極C與電流檢測(cè)電路206內(nèi)所設(shè)的光耦電路IC2輸出端4連 接。脈沖變壓器205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。脈沖變壓器205與集成電路ICl內(nèi)的開關(guān)管是單端反激式逆變器設(shè)置的。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205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。取樣電阻R2并聯(lián)在光耦I(lǐng)C2的輸入端。流經(jīng)取樣電阻R2上是脈沖變壓器205送至等 離子體反應(yīng)器1的工作電流，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1的工作 電流取樣送至脈沖發(fā)生器204內(nèi)的誤差放大器和PWM比較器處理。當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器1工 作時(shí)被損壞、老化、短路時(shí)的異常狀態(tài)信號(hào)電流經(jīng)過處理，PWM比較器的輸出脈寬為零，開關(guān) 管被關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)。同樣，當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器1的工作電流因負(fù)載大小而變化，PWM比 較器的輸出脈寬也改變，控制開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整脈沖電源輸出功率。本發(fā)明所述的脈沖發(fā)生器204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，電容器C6 與瞬變二極管D5并連。快恢復(fù)二極管D6的正極與開關(guān)管漏極連接。瞬變二極管D5吸收 脈沖發(fā)生器204關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的反向超過閾值的峰值電壓，起箝位作用。本實(shí)施例當(dāng)市電電 壓為220V時(shí)，瞬變二極管D5優(yōu)選1. 5KE250A型，工作電流4. 2A，限幅電壓237—263V。整 流電路202是由二極管D1、D2、D3和D4按橋式整流電路連接。濾波電容器C3與整流電路 202直流輸出端并聯(lián)。本發(fā)明脈沖電源2工作原理市電由整流電路202橋式整流，濾波電容器C3濾波供脈沖發(fā)生器204逆變。當(dāng)脈 沖發(fā)生器204中的開關(guān)管被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因反向而 截止；整流電路202直流輸出電壓施加到脈沖變壓器205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)在初 級(jí)線圈214的電感中；當(dāng)開關(guān)管截止時(shí)，由于電感電流不能突變，初級(jí)線圈214兩端電壓極 性瞬間反向，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正向?qū)?，初?jí)線圈 214儲(chǔ)存的能量傳送到次級(jí)線圈215升壓，產(chǎn)生高壓窄脈沖電流，提供給外接的等離子體反 應(yīng)器1作電暈放電。脈沖變壓器205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。 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 ；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。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。圖7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205的輸出端外接等離子體反應(yīng)器1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1的電暈放電穩(wěn)定。實(shí)施例5 本發(fā)明所述的負(fù)電極102是表面氧化處理的鋁板制成，負(fù)電極102的兩面敷設(shè)納 米級(jí)Ti02。特別強(qiáng)調(diào)的是等離子體反應(yīng)器負(fù)電極表面氧化處理的鋁板制成，上面層面是容 易敷設(shè)Ti02。氧化處理生成的Al2O3僅3-4 μ m，層面薄，在18KVP_P窄脈沖高壓電場(chǎng)中不影 響電暈放電。當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器作電暈放電時(shí)，反應(yīng)區(qū)發(fā)出的藍(lán)光含有紫外線，紫外光源就可省掉，避免了紫外線放電燈損壞、對(duì)人體的傷害及紫外光源耗電量大的弊端。實(shí)施例6 本發(fā)明所述的每組上下對(duì)稱的兩個(gè)凸部109彎頭處是按同極性屏蔽效應(yīng)距離設(shè) 計(jì)的，每根正電極101的金屬帶之間距離范圍是按16 26mm排列。優(yōu)先地所述的正電極 101與負(fù)電極102之間的放電距離設(shè)計(jì)范圍是8 18mm。正電極101與負(fù)電極102之間的 距離是根據(jù)外加高壓電源的電場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)定的。實(shí)施例7:本發(fā)明所述的正電極101是由若干條鎳鉻金屬帶設(shè)在同一平面內(nèi)，相鄰兩根正電 極101最佳值按22mm等距離排列制成一個(gè)組件；正電極101與負(fù)電極102之間的最佳放電 距離是12mm。實(shí)施例8 所述的脈沖發(fā)生器204內(nèi)的振蕩器、誤差放大器和PWM比較器及開關(guān)管是制成 一個(gè)模塊；也可以選用開關(guān)電源控制集成電路ICI包括開關(guān)管是合用一塊單片集成電路 T0P225或T0P224制成，或是性能更好的單片五端開關(guān)電源ICl包括MC33374制成。實(shí)施例9 本發(fā)明所述的正電極101金屬帶最佳寬度是2mm，厚度是0. 08mm。正電極101金屬帶是鎳鉻金屬帶，牌號(hào)為Cr20Ni80的高電阻電熱合金，也可以是 鐵鉻鋁材料的牌號(hào)為0Cr27A17Mo2的高電阻電熱合金；它的最高使用溫度是1400°C，耐氧 化。所述的正電極101是Ti3Al為基的鈦合金材料制成。鈦鋁化合物為基的鈦合金。 與一般鈦合金相比，鈦鋁化合物為基的Ti3Al( α 2)和TiAl(Y)金屬間化合物的最大優(yōu)點(diǎn) 是高溫性能好，最高使用溫度分別為816°C和982°C，抗氧化能力強(qiáng)、抗蠕變性能好和重量 輕。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?；再是它能打開 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。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。內(nèi)部 設(shè)置的等離子體反應(yīng)器含靜電場(chǎng)，能吸附小至0.01 μ m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 ”。本發(fā)明再加 上二氧化鈦(TiO2)光催化在等離子體反應(yīng)器發(fā)出的紫外光線作用下，光源的能量激發(fā)TiO2 周圍的氣體分子產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基。這些氧化能力極強(qiáng)的自由基幾乎可以分解絕大部 分有機(jī)物質(zhì)與部分無(wú)機(jī)物質(zhì)，達(dá)到殺菌，除臭，空氣凈化加倍的效果。本發(fā)明使用范圍是工廠潔凈室、醫(yī)院手術(shù)室、隔離病房、辦公樓、會(huì)議室、影劇院、 火車、汽車、地鐵、艦船等公共場(chǎng)所及其家庭的空氣消毒凈化。
權(quán)利要求
設(shè)有金屬帶——板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，包括等離子體反應(yīng)器(1)、脈沖電源(2)、風(fēng)機(jī)組件(3)、控制器(4)、進(jìn)風(fēng)口(5)、出風(fēng)口(6)和外殼(8)，進(jìn)風(fēng)口(5)和出風(fēng)口(6)各設(shè)有空氣過濾器(9)，等離子體反應(yīng)器(1)和風(fēng)機(jī)組件(3)設(shè)置在氣流之中，控制器(4)的兩個(gè)輸出端分別與脈沖電源(2)、風(fēng)機(jī)組件(3)的電源控制端電連接，其特征在于所述的等離子體反應(yīng)器(1)內(nèi)設(shè)有正電極(101)和負(fù)電極(102)；正電極(101)是由若干條耐氧化的金屬帶設(shè)在同一平面內(nèi)按等距離平行排列制成一個(gè)組件，共計(jì)n組(n為50以內(nèi)整數(shù))；所述的負(fù)電極(102)是表面氧化處理的鋁板制成，負(fù)電極(102)的兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2，共計(jì)n+1塊；根據(jù)反應(yīng)器功率要求還設(shè)有若干條由鋁棒或不銹鋼條制成的阻止微放電導(dǎo)電軌(103)，阻止微放電導(dǎo)電軌(103)上設(shè)有等距離排列的凸部(109)，所述的正電極(101)的兩端是分別固定在相對(duì)應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部(109)頂端，阻止微放電導(dǎo)電軌(103)的兩端各設(shè)置一個(gè)導(dǎo)電軌絕緣支架(105)固定在所述的反應(yīng)器外殼(108)相對(duì)應(yīng)安裝孔中；若干條阻止微放電導(dǎo)電軌(103)用耐氧化導(dǎo)線作電連通；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)、脈沖發(fā)生器(204)、脈沖變壓器(205)依次序作電連接，脈沖變壓器(205)的高壓輸出端正極接等離子體反應(yīng)器(1)的正電極(101)，高壓輸出端負(fù)極與等離子體反應(yīng)器(1)的負(fù)電極(102)連通接地；所述的脈沖發(fā)生器(204)內(nèi)設(shè)有的振蕩器、誤差放大器、PWM比較器及開關(guān)管，脈沖變壓器(205)與脈沖發(fā)生器(204)內(nèi)的開關(guān)管是單端反激式逆變器設(shè)置的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有金屬帶——板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，其特征在于所述的 阻止微放電導(dǎo)電軌(103)的凸部(109)是上下對(duì)稱兩個(gè)設(shè)為一組，每根阻止微放電導(dǎo)電軌 (103)的凸部(109)設(shè)η組，凸部(109)頂端設(shè)置向外側(cè)彎頭；所述的正電極(101)兩端設(shè) 有不銹鋼連接框(110)，不銹鋼連接框(110)中間沖成方孔，所述的凸部(109)頂端彎頭套 入不銹鋼連接框(110)方孔內(nèi)；凸部(109)是厚度0. 3 Imm的不銹鋼彈性片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有金屬帶——板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，其特征在于所述的 負(fù)電極(102)靠反應(yīng)器外殼(108)邊的上、下兩端各設(shè)一個(gè)凸出的負(fù)電極固定梢(111)，反 應(yīng)器外殼(108)對(duì)應(yīng)處開凹槽對(duì)接緊固。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有金屬帶——板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，其特征在于所述的 脈沖變壓器(205)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)有磁芯(216)作電磁耦合，磁芯(216)的磁回路中設(shè)有磁氣隙(218)；所 述的磁芯(216)最佳設(shè)計(jì)用鐵基超微晶鐵心，也可以設(shè)置鐵氧體磁心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)有金屬帶——板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，其特征在于 每組上下對(duì)稱的兩個(gè)凸部(109)彎頭處是按同極性屏蔽效應(yīng)距離設(shè)計(jì)的，相鄰兩根正電極 (101)的金屬帶之間距離范圍是按16 26mm排列；所述的正電極(101)與負(fù)電極(102)之 間的放電距離設(shè)計(jì)范圍是8 18mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的設(shè)有金屬帶——板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，其特征在于所 述的正電極(101)是由若干條鎳鉻金屬帶設(shè)在同一平面內(nèi)，相鄰兩根正電極(101)最佳值 按22mm等距離排列制成一個(gè)組件；正電極(101)與負(fù)電極(102)之間的最佳放電距離是 12mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有金屬帶——板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，其特征在于所述的脈沖發(fā)生器(204)內(nèi)的振蕩器、誤差放大器和PWM比較器及開關(guān)管是制成一個(gè)模塊；也可以 選用開關(guān)電源控制集成電路ICl包括開關(guān)管是合用一塊單片集成電路T0P225或T0P224制 成，或是性能更好的單片五端開關(guān)電源ICl包括MC33374制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有金屬帶——板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器，其特征在于正電極 (101)的鎳鉻金屬帶的牌號(hào)為Cr20Ni80的高電阻電熱合金，也可以是鐵鉻鋁材料的牌號(hào)為 0Cr27A17Mo2的高電阻電熱合金；或所述的正電極(101)是Ti3Al為基的鈦合金材料制成。
全文摘要
本發(fā)明屬于空氣消毒凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及設(shè)有金屬帶——板結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的凈化器。包括等離子體反應(yīng)器、脈沖電源、風(fēng)機(jī)組件、控制器、進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口和外殼。反應(yīng)器正電極是由若干條耐氧化的金屬帶制成，負(fù)電極是表面氧化處理的鋁板，兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2，正電極的兩端是分別固定在相對(duì)應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部頂端。脈沖發(fā)生器內(nèi)設(shè)有的振蕩器、誤差放大器、PWM比較器及開關(guān)管，開關(guān)管是單端反激式逆變器設(shè)置的。本發(fā)明電暈放電均勻、產(chǎn)生等離子體和自由基強(qiáng)度高，可靠性好、工作壽命長(zhǎng)。解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足及偏見。用途工廠潔凈室、醫(yī)院手術(shù)室、辦公大樓、會(huì)議室、影劇院、火車、汽車、地鐵、艦船等公共場(chǎng)所及家庭的空氣消毒凈化。
文檔編號(hào)B01D53/86GK101920036SQ20091026378
公開日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, 周瑾 申請(qǐng)人:周云正