一種離子發生器的制作方法

本發明涉及一種離子發生器，該發生器可用于滅菌、凈化空氣、凈化水、促進燃燒等。

背景技術：

等離子群在凈化空氣、滅菌方面效果好，得到了實際應用。所謂等離子群，是指由數量相近或相等的正離子和負離子組成的離子群體。現有技術是利用一組加載高電壓的電極使空氣電離來獲得等離子群。用此方法在獲得等離子群的同時還會產生臭氧，使得它在家用空氣凈化器等領域的應用受到限制。因此，開發新的離子發生技術，在產生等離子群時不產生臭氧，具有實用價值。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是，提供一種離子發生器，該發生器在產生等離子群的同時，不產生臭氧。

為了解決上述問題，本發明提供一種離子發生器，其特征在于，所述離子發生器由磁場生成器1和與該磁場生成器1生成的磁場2相交的二氧化鈦器件3組成，所述磁場2具備適用的強度和方向，足以使所述二氧化鈦器件3周圍的離子快速離開所述二氧化鈦器件3，所述二氧化鈦器件3由納米二氧化鈦及對其起固定支撐作用的構架組成，所述構架表面分布著所述納米二氧化鈦。

所述構架為不銹鋼絲網或鈦金屬絲網或泡沫鎳網或泡沫鐵鎳網或泡沫鈦金屬網或不銹鋼絲網、鈦金屬絲網、泡沫鎳網、泡沫鐵鎳網、泡沫鈦金屬網的任意組合。

所述磁場生成器1為永磁體，所述二氧化鈦器件3為納米二氧化鈦泡沫鎳網，所述永磁體貼附或壓嵌在所述納米二氧化鈦泡沫鎳網上。

所述納米二氧化鈦泡沫鎳網為雙層結構，層之間留有間隙，所述永磁體夾在所述納米二氧化鈦泡沫鎳網之間或壓嵌在所述納米二氧化鈦泡沫鎳網上。

本發明的有益效果如下：

本發明利用二氧化鈦具有化學反應強、對氧氣敏感、易于還原的特性，以及帶電粒子在磁場力作用下產生運動的特性，通過將磁場與二氧化鈦的有效結合來產生包含氧負離子和正離子的離子群。在常溫常壓下，當二氧化鈦分子與氧分子接觸時，便發生快速的氧化還原反應，電子從二氧化鈦分子上轉移到氧分子上，使氧分子離子化，形成氧負離子，同時，二氧化鈦分子失去電子后的空穴從外部空氣中包括水分子在內的電子供體獲取電子，使二氧化鈦分子得到復原，失去電子后的電子供體形成正離子。反應結果所形成的氧負離子和正離子在磁場的作用下快速離開二氧化鈦分子，使反應不斷重復快速進行，源源不斷地產生包含氧負離子和正離子的離子群。由上述可知，在產生離子群的過程中，不存在空氣電離現象，不會產生臭氧，從而克服了現有技術的缺陷。所產生的離子群不但可殺滅細菌，氧負離子還可去除空氣中的有機氣體化合物，因而可以用于凈化空氣中包括細菌和有機氣體的多種污染物。可見，本發明具有技術先進性和實用性強。

本發明取材容易，結構簡單，經濟性好。生成磁場的方式有電磁和采用永磁材料等，納米二氧化鈦在空氣凈化領域已有廣泛應用，取材容易、經濟。用永磁材料生成磁場，便可組成無源離子發生器，使離子發生器的結構更加簡單，這種離子發生器還可不用采取防水措施，直接置于水中，對水進行凈化。

本發明已經過驗證，性能穩定，效果優良，可單獨作為離子發生器使用，或作為一個部件，應用于空氣凈化裝置、除菌裝置、凈水裝置、促進燃燒裝置等，適用范圍廣，能夠產生明顯的經濟效益和社會效益。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明：

圖1是本發明實施例1的離子發生器的基本構造示意圖。

圖2是本發明實施例2的離子發生器應用于凈化空氣的結構示意圖之一。

圖3是本發明實施例2的離子發生器應用于凈化空氣的結構示意圖之二。

圖4是本發明實施例3的離子發生器應用于凈化空氣的結構示意圖之一。

圖5是本發明實施例3的離子發生器應用于凈化空氣的結構示意圖之二。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，本發明的離子發生器的基本構造有兩部分，即磁場生成器1和二氧化鈦器件3。所述磁場生成器1生成的磁場2(圖中以帶箭頭的曲線表示，僅畫出部分磁場，箭頭表示磁場的方向)和所述二氧化鈦器件3相交。所述磁場2具備適用的強度和方向，足以使所述二氧化鈦器件3周圍的離子快速離開所述二氧化鈦器件3，所述磁場生成器1可以是由電子元器件構成的電磁鐵或者由永磁材料制成的永磁體。電磁鐵具有可調控、制作靈活的優點，而采用永磁體則可使離子發生器的結構簡潔緊湊且不消耗電。所述二氧化鈦器件3由納米二氧化鈦和用來固定支撐所述納米二氧化鈦的構架組成，所述構架的表面分布著所述納米二氧化鈦。采用納米二氧化鈦的目的是為了大幅度增加二氧化鈦與外界空氣的接觸面積以及利用納米材料具有強吸附能力的特性。構架的形式可以多種多樣，形狀可以是規則或不規則的，板狀、網狀或者泡沫網狀的等等，用來充當構架的實用性強的材料有金屬絲網、泡沫金屬網，可優選不銹鋼絲網、鈦金屬絲網、泡沫鎳網、泡沫鐵鎳網、泡沫鈦金屬網，當然，可以將這些材料任意組合起來使用，即可將同種、兩種或兩種以上的材料組合起來充當所述二氧化鈦器件3的構架。由于二氧化鈦具有化學反應強、對氧氣敏感、易于還原的特性，在所述二氧化鈦器件3與外界空氣接觸的界面上，空氣中的氧分子與二氧化鈦分子發生快速氧化還原反應，二氧化鈦分子上的電子轉移到氧分子上，使氧分子離子化，形成氧負離子，同時，二氧化鈦分子失去電子后的空穴從外界空氣中包括水分子在內的電子供體獲取電子，使二氧化鈦分子恢復到原來狀態，而失去電子后的電子供體則形成正離子，這就是本發明的離子發生器生成離子的機理，每次反應可生成一個氧負離子和一個正離子。由此可見，本發明的離子發生器生成的離子形成等離子群。在沒有外力干預的情況下，上述反應所生成的氧負離子和正離子將在二氧化鈦器件3周圍積聚，并不斷復合成為中性分子，而且形成屏蔽層，抑制反應快速進行。由于所述磁場2的存在，反應所生成的氧負離子和正離子在磁場力(洛侖茲力)作用下朝不同方向運動，大大降低其復合的幾率，并且不斷地向外擴散遠離二氧化鈦器件3的周圍，從而形成能滿足使用要求的高濃度離子群。由上述可知，本離子發生器在生成氧負離子和正離子的過程中不涉及高電壓，不存在空氣電離現象，不會產生臭氧，與現有技術相比，具有明顯的技術先進性。

實施例2

如圖2、圖3所示是本發明的離子發生器應用于凈化空氣的結構示意圖。為方便描述，以剖面圖表示。磁場生成器1選用規則形狀的永磁體，其形狀可為方形、圓形、多邊形等，以便于安裝，永磁體材料常見的有合金永磁材料、鐵氧體永磁材料，常用的永磁體有釹鐵硼、橡膠磁等等。二氧化鈦器件3選用表面覆蓋納米二氧化鈦的泡沫鎳網，即納米二氧化鈦泡沫鎳網。所述永磁體貼附在所述納米二氧化鈦泡沫鎳網上，如圖2所示，或者是，所述永磁體壓嵌在所述納米二氧化鈦泡沫鎳網上，如圖3所示，以便使所述永磁體生成的磁場2穿過所述二氧化鈦器件3(納米二氧化鈦泡沫鎳網)，實現所述磁場2與所述二氧化鈦器件3相交。由于永磁體磁性強，實踐表明，如圖2、圖3配置永磁體，永磁體生成的磁場的強度及方向能滿足使用要求。選擇泡沫鎳網作為所述二氧化鈦器件3的構架，是因為泡沫鎳網的比表面積大，加工性能好。同時由于納米材料具有強吸附能力的特性，納米二氧化鈦泡沫鎳網能夠充分發揮二氧化鈦的特性，大幅度提高氧負離子和正離子的生成量。所述納米二氧化鈦泡沫鎳網可以是方形、圓形、圓筒形、波浪形等。在進行應用設計時，可根據設計要求對泡沫鎳網的孔徑、厚度、大小，納米二氧化鈦的粒徑、分布密度，永磁體的材料、形狀、大小，永磁體和納米二氧化鈦泡沫鎳網的結合方式及離子發生器在設備(如空氣凈化器)中的安裝固定方式等作合理選擇，可通過試驗的方式加以確定。在需要大量氧負離子和正離子的場合，可通過加大納米二氧化鈦泡沫鎳網的面積、厚度以及增加永磁體的數量來實現。多個永磁體可均勻或不均勻地分布在納米二氧化鈦泡沫鎳網上，永磁體的分布方式將影響整體磁場的形態，具體設置可依據實際需要而定。所謂磁場的形態，是指磁場有效作用空間所呈現的形狀。對于一個固定的磁場，其有效作用空間內的每一點，均有確定的磁場方向。

實施例3

如圖4、圖5所示是本發明的離子發生器應用于凈化空氣的結構示意圖。磁場生成器1采用永磁體，所述永磁體可以是強磁釹鐵硼、橡膠磁等，二氧化鈦器件3為雙層結構的納米二氧化鈦泡沫鎳網，層之間留有間隙，所述雙層結構由兩塊所述納米二氧化鈦泡沫鎳網組成(如圖4所示)或由一塊所述納米二氧化鈦泡沫鎳網彎折而成(如圖5所示)，所述永磁體壓嵌在所述納米二氧化鈦泡沫鎳網上(如圖4所示)或夾在所述納米二氧化鈦泡沫鎳網之間(如圖5所示)，其生成的磁場2與所述二氧化鈦器件3相交。圖5示出永磁體多于一個的情形，多個永磁體可根據設計要求以某種方式進行分布。采用上述雙層結構的好處是當需要氣流穿過二氧化鈦泡沫鎳網時，能有效減小氣流阻力。當然，依此方式還可擴展出多層結構。實踐表明，由于氧負離子和正離子與空氣中的細菌和氣體污染物會起快速作用，現有市售的離子測量儀不能準確測量本發明的離子發生器的離子生成量。在一個密閉的足夠大的房間內使用本發明的離子發生器，由于房間內存在自然菌、有機氣體等污染物，離子發生器生成的正離子將會消耗在滅殺自然菌上，氧負離子則消耗在滅殺自然菌和去除有機氣體污染物上，氧負離子的消耗量大于正離子的消耗量，經過一段時間后，房間內的污染物變得非常稀少時，氧負離子的濃度將趨于與正離子的濃度相等。用市售的離子測量儀測到的離子量，是氧負離子、正離子經消耗后剩下的量，因此稱之為凈余離子量，凈余氧負離子量和凈余正離子量的總和稱為凈余離子群。參照圖5，下面是一個測試實例：二氧化鈦器件3由深圳生產的規格為110ppi×1.6mm、尺寸為280mm×80mm的納米二氧化鈦泡沫鎳網沿著長度方向對折而成，磁場生成器1采用兩塊直徑25mm、厚度5mm的強磁釹鐵硼磁鐵，把這兩塊磁鐵夾在泡沫鎳網之間靠近兩端邊緣處，每端一塊，然后用9733型鼓風機作為循環風機，用鋁合金作外殼，組成一個小型空氣凈化器。將該空氣凈化器放在面積為10平方米的密閉房間內進行試驗，并用AIC-894型離子檢測儀進行檢測，在負離子濃度與正離子濃度接近相等時，實測得到的結果是凈余離子群不低于7500ions/cm³。

本發明揭示了一種全新的離子發生技術，從實施例可以看出，本發明的離子發生器并非磁鐵和二氧化鈦器件的簡單堆砌，其中涉及到前沿的納米材料應用技術以及磁場的設置和調整技術等，從應用實踐過程中得知，如何配置高效的磁場或設置磁場的形態，使氧負離子和正離子的分離度達到最佳以便使氧負離子和正離子的生成量最大化將是本技術的核心內容。與現有技術不同的是，本發明的離子發生器生成的離子是單分子級的，而現有技術產生的離子多以絡合物的形式存在，因而就凈化空氣中的有機化合物而言，本技術的優勢是顯而易見的。在人體保健方面，單分子級的氧負離子容易被人體吸收，低濃度氧負離子便可起作用，從而可避開高濃度負離子會引起人體不適的問題。