卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备.pdf

本发明涉及一种卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，其壳体内由前到后依次分为转轮增湿室、等离子体净化室和光催化反应室，所述转轮增湿室内设有环形增湿转轮，底部是可以浸没所述增湿转轮底部的水槽，所述等离子体净化室内包括多个平行且等间距设置的竖向平板，所述各平板之间均匀分布有若干放电棒，所述光催化反应室内设有光催化紫外灯，所述光催化紫外灯上方和/或下方设有若干层光催化剂滤网，所述壳体外设有储水箱，所述储水箱内设有潜水泵，所述潜水泵的输出管道连接喷淋管，所述喷淋管位于所述增湿转轮的后侧上方。本发明结构相对简单，实现了对气体污染物的多重净化，可达到较高的净化效果，主要用于室内空气净化。

1.  一种卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，包括壳体，其特征是所述壳体内由前到后依次分为转轮增湿室、等离子体净化室和光催化反应室，所述转轮增湿室内设有环形增湿转轮，底部是可以浸没所述增湿转轮底部的水槽，所述等离子体净化室内包括多个平行且等间距设置的竖向平板，所述各平板之间均匀分布有若干放电棒，所述放电棒表面上带有若干均匀分布的放电刺，所述竖向平板与电源的负极连接，所述放电棒与所述电源的正极连接，所述竖向平板和所述放电棒通过绝缘支架安装在一起，所述光催化反应室内设有光催化紫外灯，所述光催化紫外灯上方和/或下方设有若干层光催化剂滤网，所述壳体的后端设有出风口，前部侧面设有进风口，所述进风口连接于所述增湿转轮中间的空间，所述壳体外设有储水箱，所述储水箱内设有潜水泵，所述潜水泵的输出管道连接喷淋管，所述喷淋管位于所述增湿转轮的后侧上方，设有朝向所述增湿转轮的若干喷嘴。

2.  如权利要求1所述的卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，其特征是所述竖向平板上设有通孔。

3.  如权利要求1、2或3所述的卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，其特征是所述放电棒采用金属棒制成，所述放电刺焊接在该金属棒的侧表面。

4.  如权利要求3所述的卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，其特征是所述放电刺为四棱锥形，或为圆锥形，或为锯齿形。

5.  如权利要求4所述的卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，其特征是所述放电棒上的放电刺分层分布，同一层的放电刺均匀分布在放电棒的同一个圆周，数量是3-6个。

6.  如权利要求5所述的卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，其特征是所述放电棒上的相邻层的放电刺的方向相互交错。

7.  如权利要求6所述的卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，其特征是所述用于将所述接地极和放电棒安装在一起的绝缘支架上设有用于连接电源输出端导线和放电棒的绝缘子。

8.  如权利要求7所述的卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，其特征是所述光催化剂滤网采用网状材料或多孔材料，其表面涂敷有纳米二氧化钛光催化剂。

9.  如权利要求8所述的卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，其特征是所述进风口的数量是一个，设置在所述增湿转轮一侧的壳体侧壁上，或者所述进风口的数量是两个，分别设置在所述增湿转轮两侧的壳体侧壁上，所述增湿转轮设有转轴，所述转轴通过转轮传动机构连接转轮电机，所述壳体后部的出风口内侧设有一个风机。

10.  如权利要求9所述的卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，其特征是所述壳体上设有控制面板，所述壳体的底部设有底座或支脚。

卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备
技术领域
本发明涉及一种卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，属环保技术领域。
背景技术
人们的一生中至少超过一半的时间是在室内度过的，由于室内空间有效，同室外的空间交换较少，室内环境本身不仅没有自然净化能力，而且由于室内装演、空调器等使用的普及以及人们的日常生活，不断地向室内空间排放着污染物质，其中主要是挥发性有机物、固体悬浮颗粒物和气溶胶等有害物质，例如甲醛、甲苯、二甲苯、苯、胺、氨气等等，造成室内空气污染，严重危害人的身体健康，其中主要的污染物包括甲醛和苯系物，因此随着人们生活水平的提高和空气污染程度的加剧，室内空气污染问题已经越来越受到人们的广泛关注。
为了改善上述环境中的空气，人们采用了许多办法来杀灭空气中的细菌和消除有害物以降低空气的污染，目前主要采用的方法有：(1)空气过滤方法，由风机、初效、中效、高效(亚高效)过滤器等组成，滤料主要是玻璃纤维、合成纤维、石棉纤维以及由这些纤维制成的滤纸或滤布，以便对空气中的尘灰进行过滤以净化空气，但是这些多孔滤材会增加空气流动的阻力，而且随着使用时间的延长，其过滤的效果会下降，如不及时进行更换，反而会加重空气的污染，甚至产生二次污染；(2)静电除尘法，通过对循环空气进行放电，使空气中的尘灰带电，然后利用集尘装置捕集带电的尘灰，达到净化空气的目的，但是这种方法不能够杀灭空气中的细菌，而且设置和使用不便；(3)紫外线杀菌方法，利用紫外线杀灭空气中的病菌，但对空气中的尘灰无能为力，不能够净化空气，且也很难设置在中央空调系统中使用；(4)等离子净化方法，通过等离子体发生器发生的强电场和气体放电，使空气中的水分子和气体分子电离，经过一系列复杂的激发、离解和电离过程，产生化学性质极其活泼的.OH、.H、.O等自由基，与空气中的污染物发生一系列复杂的氧化还原反应，其中挥发性有机物分子被分解，由此实现空气净化的目的，这些自由基对于微生物也具有强的灭活作用，在消除有机污染的同时实现了灭菌的目的，但现有的等离子体发生器或等离子体净化装置的结构都比较复杂，并且产生的等离子体的密度小，空气净化速度慢，灭菌净化效果不理想。
另外，现有室内空气净化器往往只为了消除室内空气中的污染物，而由于室内环境条件的限制，室内空气在大部分时间内往往过于干燥，特别是对于采暖季的北方地区，长时间的干燥不仅使人感到不适，而且还带来了空气中悬浮颗粒物和病菌病毒的增多，影响了人们的生活质量和健康。
发明内容
为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，这种净化装置的结构相对简单，净化效果好，可适应于室内空气等的净化和调湿。
本发明实现上述目的的技术方案是：一种卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，包括壳体，所述壳体内由前到后依次分为转轮增湿室、等离子体净化室和光催化反应室，所述转轮增湿室内设有环形增湿转轮，底部是可以浸没所述增湿转轮底部的水槽，所述等离子体净化室内包括多个平行且等间距设置的竖向平板，所述各平板之间均匀分布有若干放电棒，所述放电棒表面上带有若干均匀分布的放电刺，所述竖向平板与电源的负极连接，所述放电棒与所述电源的正极连接，所述竖向平板和所述放电棒通过绝缘支架安装在一起，所述光催化剂滤网采用网状材料或多孔材料，其表面涂敷有纳米二氧化钛光催化剂，所述壳体的后端设有出风口，前部侧面设有进风口，所述进风口连接于所述增湿转轮中间的空间，所述壳体外设有储水箱，所述储水箱内设有潜水泵，所述潜水泵的输出管道连接喷淋管，所述喷淋管位于所述增湿转轮的后侧上方，设有朝向所述增湿转轮的若干喷嘴。
由于本发明采用了竖向平板和位于平行板之间的放电棒构成放电结构，通过分别接入直流高压电的正极和负极，既电压输出端和电源地，在电压足够大时，在竖向平行板之间构成的气流通道上形成电离放电，依靠高电场将空气中的水分子和其他分子电离，形成包括等离子体在内的复杂的粒子构成；由于各竖向平板相互平行且等间距，而放电棒也是均匀分布的，因此形成的电场具有良好的均匀性，有利于保证整个电离空间均能够产生良好的电离，以免因局部击穿而破坏整体放电的现象；由于在放电棒上设置了均匀分布的放电刺，有助于在放电刺附近形成强电场，以便将空气中的水分子等电离，在较低的电压下就形成良好的电离，以避免因电压要求过高产生的在绝缘、防爬电和对空气参数等多方面的苛刻要求，有利于简化设备结构；由于放电刺均匀的分布在放电棒上，有利于各处的放电和电离，形成较高的等离子体密度，以加快净化速度，提高净化效果；由于在等离子体净化室的前面设置了转轮增湿室，降低了空气中的污染物浓度，提高了空气中的水含量，有助于改善等离子体净化室内的电离特性，提高等离子体浓度，降低等离子体净化的污染物负荷量，提高净化程度；由于进风口与增湿转轮中间的空间连通，空气自进风口进入增湿转轮中间空间后，折向向上流动，穿过增湿转轮的侧壁，在穿过增湿转轮侧壁的多孔材料时，同附着在多孔材料上的水膜发生碰撞，空气中的污染物颗粒以及可溶入水的有机物被水吸附，同时部分水气进入空气流中，由此实现了空气的增湿和初步净化；由于在增湿转轮的后上方设有了喷淋管和喷嘴，不断地向增湿转轮喷水，喷出的水同气流相接触，对气流进一步净化了气流空气，水喷到增湿转轮上后，增加了增湿转轮上的水量，有利于提高增湿转轮的净化效果，另外，这些喷淋的水还补充了水槽中的水量，超量的水可以通过溢流槽流出后进入储水箱循环使用；由于这种湿式净化方式的抗冲击能力比较强，在出现污染物浓度变化的情况下，依然可以将空气中的污染水平控制在一定的范围之内，由此保证了本净化器的可靠性，提高了适应性；由于这种增湿方式在空气干燥时进入空气流中的水气多，在空气湿润时进入空气中的水气少，甚至不再向空气中扩散水气(动态平衡)，由此实现了对空气湿度的自动调节，不会出现象现有空气加湿器那种过度增湿现象；由于在等离子体净化室上面还设置了光催化紫外灯和光催化滤网，通过光催化氧化将残余的挥发性有机气体进一步分解，使空气得到进一步的净化，有助于提高净化能力，减小设备体积和成本。
附图说明
图1是本发明的纵向(沿气流方向)剖面结构示意图；
图2是本发明采用的由竖向平行板和放电棒构成的放电结构的横向(垂直于气流方向)断面结构示意图。
具体实施方式
参见图1和图2，本发明提供了一种卧式转轮喷淋洗涤的等离子体和光催化式空气净化设备，包括壳体14，所述壳体内由前到后依次分为转轮增湿室、等离子体净化室4和光催化反应室，所述转轮增湿室内设有环形增湿转轮11，底部是可以浸没所述增湿转轮底部的水槽5，所述等离子体净化室内包括多个平行且等间距设置的竖向平板43，所述各平板之间均匀分布有若干放电棒41，所述放电棒表面上带有若干均匀分布的放电刺42，所述竖向平板与电源的负极连接，所述放电棒与所述电源的正极连接，所述竖向平板和所述放电棒通过绝缘支架47安装在一起，所述光催化反应室内设有光催化紫外灯3，所述光催化紫外灯上方和/或下方设有若干层光催化剂滤网13，所述壳体的后端设有出风口1，前部侧面设有进风口10，所述进风口连接于所述增湿转轮中间的空间，所述壳体外设有储水箱8，所述储水箱内设有潜水泵9，所述潜水泵的输出管道连接喷淋管11，所述喷淋管位于所述增湿转轮的后侧上方，设有朝向所述增湿转轮的若干喷嘴。
所述竖向平板上可以设有通孔44，以便两边的空气通过这些通孔相互流动，实现不同区域的压力均衡。
所述通孔在竖向平板上可以均匀分布，也可以不均匀分布。
所述竖向平板之间的空间45构成等离子体净化室的气流通道。
所述放电棒可以采用金属棒制成，所述放电刺焊接在该金属棒的侧表面。
所述放电刺可以为四棱锥形，或为圆锥形，或为锯齿形。
所述放电棒上的放电刺可以分层分布，同一层的放电刺均匀分布在放电棒的同一个圆周，数量可以是3-6个，由此形成对各个方向的均匀放电。
相邻层的放电刺的方向应相互交错，既在放电棒轴向投影上，任意放电刺均位于其相邻层两个放电刺的正中间。
所述用于将所述接地极和放电棒安装在一起的绝缘支架上可以设有用于连接电源输出端导线和放电棒的绝缘子46。
所述电源可以采用能够将低压直流通过高频变换的方式转换为高压直流的电源，所述电源可以安装在任意适宜的地方，一般应根据整体设备要求确定，例如可以安装在所述外壳体的外侧。
所述光催化剂滤网可以采用网状材料或多孔材料，其表面涂敷有光催化剂，例如纳米二氧化钛光催化剂。
所述进风口的数量可以是一个，设置在所述增湿转轮一侧的壳体侧壁上，也可以是两个，分别设置在所述增湿转轮两侧的壳体侧壁上。经过这些进风口进入壳体内的空气，首先进入增湿转轮中央的空间，然后以气流通道向上流动，穿过位于其上方转轮侧壁。
所述构成增湿转轮轮体的多孔材料可以采用任意适应的过滤材料，以便形成更大的比表面积，使空气流从中穿过时能够尽可能多地同水接触。
所述增湿转轮设有转轴，所述转轴通过转轮传动机构连接转轮电机，以便由转轮电机带动下转动，在转动过程中，运行到底部的部分轮体浸没在水中，使附着在其表面上的污染物进入水中，同时补充附着在其表面的水量。
所述壳体后部的出风口内侧设有一个风机2，用于形成气流。
所述潜水泵的控制电路上还可以设有自控开关，所述自控开关设有用于检测所述水槽水位的浮子或水位传感器7，所述浮子或水位传感器的状态由水槽中的水面6的高度(水位)控制，通常可以设置在所述水槽内。采用这种自控开关方式可以将喷淋变为补充水的方式，当水槽中的水位低于一定值时，使自控开关闭合，使潜水泵工作将储水箱中的水打入喷淋管，通过喷淋方式给水槽补水，当水槽内的水位高于一定值时，使自控开关断开，不再矩形喷领，水箱里的水位不再增加，由于空气不断将水气带出，经过一段时间后需要重新补水，由此自动地将水槽中的水位控制在一定范围之间。这种工作方式适于不需要持续喷淋的净化场合。可以通过设置并联开关或不同工作方式的切换开关，实现对不同工作方式的选择。
所述水槽设有流向所述储水箱的封闭式溢流口，以便将超量的水流回储水箱。
所述壳体上可以设有控制面板，以便对于各用电部分的工作状态进行控制。
所述壳体的底部可以设有底座或支脚，还可以安装有滚轮，以用于本装置的支撑或移动。