專利名稱：森林態空氣凈化機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空氣凈化用的機器。
背景技術：
較多的空氣凈化機(器)均以濾網收集濾過的塵埃，再以活性炭吸附異味，放電及釋放負離子與臭氧，也有以濾網疊加熱光源紫外線光催化(光觸媒)網，藉以分解異味雜質和放電極釋放負離子與臭氧來提高空氣凈化質量，近年來也有以濾網疊加等離子凈化器， 這在空氣凈化領域有了一定進展，縱觀這些都不能取得理想的凈化效果，更何況其凈化后的空氣質量也是不盡人意的。為此，本實用新型試圖改變傳統的凈化模式，克服活性炭吸附耐用度低、運行成本高的缺陷，以及彌補熱光源紫外線催化反應速率低于空氣流速的缺陷。
發明內容本實用新型的目的在于，提供一種森林態空氣凈化機，解決現有結構存在的活性炭吸附耐用度低、運行成本高的缺陷，以及克服熱光源紫外線催化反應速率低于空氣流速的缺陷。為實現上述發明目的，本實用新型采用的技術方案是一種森林態空氣凈化機，其特征在于具有殼體，殼體上設有進風口與出風口，進風口附近的殼體內設有風機，在進風口與出風口之間的殼體內形成有空氣流道，該空氣流道內依次設有中效過濾器、等離子發生器、光催化區、碳纖維膜以及空氣凈化球。在一個較佳的技術方案中該風機是高壓離心風機，該進風口上設有進風濾網。在一個較佳的技術方案中在該空氣流道內還設有活性氧發生器，該活性氧發生器設置在該中效過濾器之前。在一個較佳的技術方案中該等離子發生器是非熱平衡低溫等離子發生器，由齒形放電極和負極順序疊設組成。在一個較佳的技術方案中在該空氣流道內還設有負離子發生器與空氣活性微粒溶膠模塊，該負離子發生器與空氣活性微粒溶膠模塊依次設置在該空氣凈化球的下游位置。在一個較佳的技術方案中該殼體內由下至上分為第一層、第二層、第三層與第四層，該風機、進風口以及進風濾網位于殼體的第一層，該活性氧發生器、中效過濾器以及非熱平衡低溫等離子發生器設置在第二層，該光催化區設置在第三層，該碳纖維膜、空氣凈化球、負離子發生器、空氣活性微粒溶膠模塊以及出風口設置在第四層。在一個較佳的技術方案中該等離子發生器是放電極為小米穗子式、負極為圓桶式鋼管的單級直流疊加脈沖高壓放電的低溫等離子發生器。在一個較佳的技術方案中在該空氣流道內還設有負離子發生器與空氣活性微粒溶膠模塊，該負離子發生器與空氣活性微粒溶膠模塊依次設置在該空氣凈化球的下游位置。在一個較佳的技術方案中在空氣凈化球與負離子發生器之間增設活性氧發生
ο在一個較佳的技術方案中該殼體分為上層與下層，該風機、進風口、防護網、中效過濾器、等離子發生器以及光催化區設置在下層，該碳纖維膜、空氣凈化球、活性氧發生器、 負離子發生器、空氣活性微粒溶膠模塊以及出風口設置在上層。本實用新型的優點在于選擇了合理的等離子電源和電極類型，從而獲得了較好的空氣凈化效果，采用了碳纖維、負離子發生器和具有自勵性強吸附分解效果好的空氣凈化球及以天然植物生物萃取的空氣活性微粒制成的溶膠模塊，使凈化后的空氣質量得以提
尚ο
圖1是一種移動式森林態空氣凈化機的內部結構示意圖。圖2是一種壁掛式森林態空氣凈化機的內部結構示意圖。圖3是一種車用森林態空氣凈化機的內部結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，是一種移動式森林態空氣凈化機的內部結構示意圖，其結構包括風機11，安裝在該空氣凈化機的殼體10內，并一般安裝在殼體10底部位置。若該空氣凈化機應用于生產車間等較為寬敞的場所，該風機11可選擇為高壓離心風機，風量為 800 1000m7h，風壓為1500 1900pa，配用電機為0. 55 0. 75KW，輸入電壓為380V ；若該空氣凈化機應用于辦公室、會議室等較為封閉的空間中，風機11的風量可選擇為500 1000m7h、風壓為200 300pa、配用電機為215 MOW、輸入電壓為220V的離心式風機。在風機11 一側的殼體10上應設置有進風口 12，并在該進風口 12處安裝一個進風濾網121，以免一些雜物進入風機11而損壞風葉等機件。在該空氣凈化機的殼體10內還設置有活性氧發生器13，該活性氧發生器13與該進風口 12相連通。該風機11抽取的空氣首先進入該活性氧發生器13，使空氣中有害異味氣體分子與活性氧接觸而被氧化，同時也有利于在下述等離子發生器15處獲得一定增強效能。在該活性氧發生器13下游設置有中效過濾器14，該中效過濾器14是由不銹鋼框架與網構成的網框，網框中間敷以PVC材料的濾布層。從該活性氧發生器13出來的氣體經過該中效過濾器14，能夠去除氣體中的塵埃。在中效過濾器14下游又設置有等離子發生器15，具體來說，是一種由齒形放電極 151和負極152順序疊設組成的非熱平衡低溫等離子發生器15。此處，該非熱平衡低溫等離子發生器15的放電電壓為10000 16000V，其放電形式為高頻、高壓脈沖電暈流光放電， 在常溫常壓下獲得低溫等離子體，該低溫等離子體內部富含電子、離子及大量的加強的0H、 O等活性自由基和激發態的分子，使某些有害的異味氣體分子鍵打開，使其直接分解成單質原子或無害分子，并在OH、O等自由基作用下，使一些揮發性有機物及微生物氧化分解成無害產物。
4[0026]上述非熱平衡低溫等離子發生器15的降解機理一般來說主要概括為以下過程1.在高能電子撞擊作用下，電場空間形成很強的電暈層和流光放電，以及強氧化性自由基，如0、0H、0H2等；2.有機污染物分子受到高能粒子碰撞被激發，分子鍵基團斷裂而形成大量的亞穩態基團和粒子；3. 0、OH、OH2等與激發態分子、破碎基團及其他自由基等發生一系列等離子體化學反應，有機分子最終被氧化分解為ω2和H2O ；4.等離子體中的大量電子與顆粒污染物發生非彈性碰撞并粘附其表面，從而使其荷電，在電場作用下，顆粒污染物被負極152 (也稱集塵極)收集。從降解機理上分析，大體發生如下反應，例如H2S+O2、0 2、。2 ιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιι^ SOg+HgONH3+02、0 — 2、02. _p. 2NHx+H20VOCs+ 02、0一2、02+ _^ C02+H20在該非熱平衡低溫等離子發生器15下游又設置有光催化區16，該光催化區16 內設有光催化器，所述的光催化器是利用光為媒體來觸發具有疏水性和光分解作用的納米半導體材料來分解被吸附的有機污染物，以及光子激發下產生的活性氧等物質，進一步去除氮氧化物和硫化物等無機污染物。本實用新型所選用的光催化技術緣于專利技術 20042009645. 4 (光觸媒除臭滅菌以及一種除臭滅菌系統)所載方案。經過上述非熱平衡低溫等離子發生器15處理后的氣體，會進入光催化區16，鑒于納米半導體材料的粒徑小，而使其表面積大大增加，此時其表面原子與總原子數之比也將隨著納米粒子尺寸的減小而大幅增加，從而出現許多中心和較大的粗糙度，由此能有效地吸附異味物質及吸附分解氣體中的有害成分。利用納米半導體材料的顆粒尺寸與相應的光波波長，傳導電子的德布羅意波長，及超導態的相干波長等特性，在納米半導體材料尺寸相當或減小時，納米顆粒將會呈現出一種新的光、電、磁效應，光吸收會顯著增加，可有效的把光能轉化為化學能，并具有良好的催化活性，來催化降解氣體中的污染物。納米光催化是利用納米半導體材料結構特性來實現清潔源，鑒于納米半導體材料的粒子是一能帶結構， 一般由低能的介帶和高能的導帶構成，在介帶和導帶之間存在禁帶，在光照條件下，其外層軌道上的電子受紫外線光的能量激發而脫離原來軌道，形成自由電子，并導致原來的電子位置成為空穴，從而使納米半導體材料形成內部自由電子組成的導帶和空穴組成介帶，經光照作用，使這些導帶上的電子和介帶上的孔穴會受激發而脫離原有的導帶與介帶，加上納米半導體材料粒子導帶與介帶的不連續性，足以使光生電子和光生孔穴對被吸附在納米半導體材料表面的物質轉移電荷孔穴，可以奪取半導體顆粒表面被吸附物質中的電子，使原來不吸收光的物質被活化和氧化，電子受體通過接受表面的電子而還原，所以受光催化作用的納米半導體材料，其脫離出來的電子和孔穴，能迅速低于空氣中水分子和氧結合成反應活性很高的OOH或OH自由基及02、03，由于它們有很強的氧化能力，可破壞有機物中的 C— C鍵，C— H鍵，C— N鍵，C 一 0鍵，H — 0鍵，N— H鍵，因而具有良好的分解有機物的能力，加上納米半導體材料只要利用微弱的紫外光照射，就能激發反應，而納米半導體材料只起催化作用，自身幾乎不消耗，對環境無二次污染，而激發的OH自由基具有402. 8MJ/mol 反應能，它高于有機物中各類化學鍵能，如C 一 0為84MJ/mol，H — 0為lllMJ/mol，因而可將各種有機物分解為無害的ω2和水，以及分解微生物賴以生存繁殖的有機營養物與細菌死后的內毒素，能有效地起到凈化、殺菌、除臭、防霉及消毒作用，對于本實用新型專利光催化區16所選用的紫外光源為一種冷光源(即無極燈)由于冷光源燈管內沒有燈絲，沒有電極損耗且不易漏氣，所以其壽命為熱陰極燈管的10倍，另外冷光源所耗功率要比熱陰極紫外線燈低4 5倍，且其波長可根據使用場合進行選定本實用新型移動式森林態空氣凈化機對應用車間場合其主要功能為降解異味而兼有一定滅菌功能，因而其紫外線光波長選擇為 365nm。而對應用于辦公室、會議室場合的移動式森林態空氣凈化機，其紫外光波長擬選擇為265nm，以適應于這一場合的滅菌與空氣凈化功能。在該光催化區16下游設有深層過濾區，該深層過濾區內依次設置有碳纖維膜17 與數個空氣凈化球18，該空氣凈化球18是由天然礦石制成，它不僅具有吸附異味功能還具有分解自勵能力，因此其使用壽命較長。本申請中所述的空氣凈化球技術，來自于申請號為 200810127088. 8的發明專利——“一種空氣凈化球及其制備方法”。氣體經光催化區16處理后，即進入該深層過濾區域，通過這一深層過濾，使氣體基本潔凈無害。在該空氣凈化機的殼體10上還設有出風口 19，該出風口 19與該深層過濾區相連通，用來將經過過濾、基本潔凈無害的空氣排放出來。為了更進一步改善凈化氣體質量，達到森林態氣體質量，在上述深層過濾區的下游還安裝了負離子發生器20，其產生的空氣負離子被喻為空氣維生素或空氣生長素，是人類提神醒腦的保健空氣。空氣負離子經過呼吸系統進入人體，通過舒張器官加快纖毛運動， 使中樞神經刺激反射，改善血液系統循環等途徑，對人體健康起促進作用，從而使人們能保持精力充沛，不僅如此空氣負離子在一定程度上還能凈化空氣和起到消毒作用，這是因為空氣負離子極易與空氣中微小污染顆粒相吸附，成為帶電的大離子，沉落在地面等處表面， 從而使空氣進一步凈化，負離子還能使細菌蛋白質表層的電性兩極顛倒，促使細菌死亡，達到消毒與滅菌的目的。另外，在上述負離子發生器20的下游還可以設置空氣活性微粒溶膠模塊21，該空氣活性微粒溶膠模塊21是由天然植物提取的空氣活性微粒和CMC(CMC是羧甲基纖維素鈉) 或海藻酸鈉制成，它將不斷散發于沁透著天然芬芳，使人心曠神怡尤似進入森林之境，大海之邊。天然空氣活性微粒是應用現代工藝結合傳統經典與工藝，從植物源中提取的，如龍腦、莰烯、葵醛、菔烯、側柏酮、倍半萜醇、香茅醛、等活性物質，空氣活性微粒溶膠模塊21，主要選擇一些安全具有滅菌、芳香醒神，能有效凈化所設定的靶標(需要處理的車間異味源) 空氣相對應的天然植物所提取的空氣活性微粒，加以合理復配而成。由于植物均具有活性成分而成。由于植物均具有一種或多種相類似的甚至完全不同的化合物，而其活性成分作用不相同，具有各自特點，諸如苦參堿、小蘗堿是一種含有負氧化氮原子的物種，可有效地分解氨，使其生成氮和水。又如半萜和二萜它是由一系列異戊二烯單位構成的鏈狀或環狀聚合體，當與硫化物(如H2S)進行分子碰撞時將生成硫酸根離子與水，還有如檸檬素類的三萜類化合物，它不僅能絡合，某些異味物質而且還可以有效地凈化空氣。龍腦可以醒腦， 改善腦波狀態，所以當凈化處理后的空氣活性微粒的化學分子碰撞，其空氣質量必定得到更佳的改善而使人心曠神怡。綜上所述，上述實施例中，該移動式森林態空氣凈化機具有殼體10，殼體10上設有進風口 12與出風口 19，進風口 12附近的殼體10內設有風機11，進風口 12上設有進風濾網121，在進風口 12與出風口 19之間的殼體10內形成有空氣流道，該空氣流道內依次設有活性氧發生器13、中效過濾器14、等離子發生器15、光催化區16、碳纖維膜17、空氣凈化球18、負離子發生器20、以及空氣活性微粒溶膠模塊21 ；并且，該殼體10內由下至上分為第一層、第二層、第三層與第四層，該風機11、進風口 12以及進風濾網121位于殼體10的第一層，該活性氧發生器13、中效過濾器14以及非熱平衡低溫等離子發生器15設置在第二層，該光催化區16設置在第三層，該碳纖維膜17、空氣凈化球18、負離子發生器20、空氣活性微粒溶膠模塊21以及出風口 19設置在第四層。再請參閱圖2所示，是本實用新型提供的另一個實施例，其是一種壁掛式森林態空氣凈化機(也可做成座式或旋轉式)，應用于居室、會議室或者公廁等區域，用來凈化空氣和改善空氣質量，其具有殼體10，殼體10上設有進風口 12與出風口 19，進風口 12附近的殼體10內設有風機11，在進風口 12與出風口 19之間的殼體10內形成有空氣流道，該空氣流道內依次設有中效過濾器14、等離子發生器15、光催化區16、碳纖維膜17、空氣凈化球 18、負離子發生器20、以及空氣活性微粒溶膠模塊21，其中該風機11選擇為一種直通徑流式的離心管道風機，風量選擇為200 500m3/h，風壓為200 300pa，配用電機功率為40 101W，輸入電壓為220V。在進風口 12處還要裝上防護網122，有利于安全和避免機組的受損。該等離子發生器15有所不同，其是放電極151為小米穗子式、負極152 (也稱集塵極)為圓桶式鋼管的單級直流疊加脈沖高壓放電的低溫等離子發生器15，其輸入電壓為 220V，放電電壓為10000 13000V，其工作機理與移動式森林態空氣凈化機類似。該光催化區16，設有數根冷光源紫外線管161，該冷光源紫外線管161的波長為 ^5nm，有利于提高殺菌效果。另外，還可以在空氣凈化球18與負離子發生器20之間增設活性氧發生器13。其中該殼體10分為上層與下層，該風機11、進風口 12、防護網122、中效過濾器 14、等離子發生器15以及光催化區16設置在下層，該碳纖維膜17、空氣凈化球18、活性氧發生器13、負離子發生器20、空氣活性微粒溶膠模塊21以及出風口 19設置在上層。雖然活性氧發生器13的設置位置有所不同，但壁掛式森林態空氣凈化機的工作原理及應用技術與移動式森林態空氣凈化機類同，在此不予贅述。再請參閱圖3所示的本實用新型提供的第三個實施例，其是應用于車內空間的車用森林態空氣凈化機，其整體結構與第二個實施例的結構基本相同，區別僅在于風機11選擇離心風機11，風量為100 150m7h，風壓為150 250pa，配用電機功率為36 80W，輸入電壓為12V ；該等離子發生器15與第二個實施例中相同，仍然是放電極151為小米穗子式，負極152 (集塵極)為圓桶型鋼管的直流疊加脈沖高壓放電的低溫等離子發生器15，但其輸入電壓為12V，放電工作電壓為5000 7000V。該等離子發生器15的處理過程大體如下1、e+M (污染氣體分子顆粒)- (M)2、M+SP (固體顆粒)_p. (SPM)3、(SPM) -^SPM (沉積在集塵極上)這一過程基本屬于靜電集塵范疇的物理過程，在這個過程中，對懸浮在空氣中直徑小于IOOym的可吸入顆粒(TSP)和直徑小于μ m的可吸入顆粒(RiilO)均有較高的清除效率，同樣對于那些低熔點、低沸點的有機物也是一個良好的安全的靜電吸附處理方式， 其基本機理是利用高壓電場所形成電暈，在電暈區里有自由電子和離子逸出，這些帶電離子就會在運動中不斷地碰撞和吸附到有害氣體分子顆粒和塵埃顆粒上，從而使他們帶上電荷，荷電后的微粒在電場力作用下，就會沉積和滑落而被負極152 (集塵極)所吸附，從而使氣體得到凈化。經等離子發生器15區域處理后的氣體，隨后將進入光催化區16，光催化所用紫外線光源為12 V，工作電壓的冷光源紫外線光波長為265nm，氣體經光催化區16域處理后即進入由碳纖維膜17與空氣凈化球18組成的深層凈化區，使氣體基本達到或優于凈化排放標準，然后氣體進入工作電壓均為12V的活性氧及碳纖維負離子發生區和空氣活性微粒溶膠膜塊區，使之處理后的氣體質量得到進一步改善，其工作原理和應用專利技術除等離子區略有差異外，其余均與壁掛式森林態空氣凈化機類同。 以上實施例僅僅是對本實用新型進行說明，而非作限制性的概括，本領域普通技術人員在本實用新型的發明構思的指導下，還可以作出很多常規結構上的修改與替換，這些修改與替換也應當被認為屬于本實用新型的保護范圍之中。
權利要求1.一種森林態空氣凈化機，其特征在于具有殼體，殼體上設有進風口與出風口，進風口附近的殼體內設有風機，在進風口與出風口之間的殼體內形成有空氣流道，該空氣流道內依次設有中效過濾器、等離子發生器、光催化區、碳纖維膜以及空氣凈化球。
2.根據權利要求1所述的森林態空氣凈化機，其特征在于該風機是高壓離心風機，該進風口上設有進風濾網。
3.根據權利要求2所述的森林態空氣凈化機，其特征在于在該空氣流道內還設有活性氧發生器，該活性氧發生器設置在該中效過濾器之前。
4.根據權利要求3所述的森林態空氣凈化機，其特征在于該等離子發生器是非熱平衡低溫等離子發生器，由齒形放電極和負極順序疊設組成。
5.根據權利要求4所述的森林態空氣凈化機，其特征在于在該空氣流道內還設有負離子發生器與空氣活性微粒溶膠模塊，該負離子發生器與空氣活性微粒溶膠模塊依次設置在該空氣凈化球的下游位置。
6.根據權利要求5所述的森林態空氣凈化機，其特征在于該殼體內由下至上分為第一層、第二層、第三層與第四層，該風機、進風口以及進風濾網位于殼體的第一層，該活性氧發生器、中效過濾器以及非熱平衡低溫等離子發生器設置在第二層，該光催化區設置在第三層，該碳纖維膜、空氣凈化球、負離子發生器、空氣活性微粒溶膠模塊以及出風口設置在第四層。
7.根據權利要求1所述的森林態空氣凈化機，其特征在于該等離子發生器是放電極為小米穗子式、負極為圓桶式鋼管的單級直流疊加脈沖高壓放電的低溫等離子發生器。
8.根據權利要求7所述的森林態空氣凈化機，其特征在于在該空氣流道內還設有負離子發生器與空氣活性微粒溶膠模塊，該負離子發生器與空氣活性微粒溶膠模塊依次設置在該空氣凈化球的下游位置。
9.根據權利要求8所述的森林態空氣凈化機，其特征在于在空氣凈化球與負離子發生器之間增設活性氧發生器。
10.根據權利要求9所述的森林態空氣凈化機，其特征在于該殼體分為上層與下層， 該風機、進風口、防護網、中效過濾器、等離子發生器以及光催化區設置在下層，該碳纖維膜、空氣凈化球、活性氧發生器、負離子發生器、空氣活性微粒溶膠模塊以及出風口設置在上層。
專利摘要本實用新型是一種森林態空氣凈化機，其具有殼體，殼體上設有進風口與出風口，進風口附近的殼體內設有風機，在進風口與出風口之間的殼體內形成有空氣流道，該空氣流道內依次設有中效過濾器、等離子發生器、光催化區、碳纖維膜以及空氣凈化球。經過本實用新型處理后的空氣異常新鮮，包含著豐富的負離子和沁透著天然的芬芳，使人心曠神怡，尤似進入森林之境，大海之邊。
文檔編號A61L9/00GK201978207SQ201120045120
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月23日 優先權日2010年8月16日
發明者傅朝春 申請人:傅朝春