低溫等離子體室內空氣淨化器的製作方法
2023-09-18 00:47:30
專利名稱：低溫等離子體室內空氣淨化器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於空氣淨化裝置，特別涉及一種低溫等離子體室內空氣淨化器。
背景技術：
目前國內已上市的室內空氣淨化器主要有如下幾類第一類是以物理性能設計的淨化器，具有過濾、吸附處理雜質等功能，可以有效地淨化室內空氣中的懸浮物和少部分有害物質。但是，對室內空氣中的異臭異味、病原菌、病毒、微生物以及裝飾裝修造成的空氣汙染根本無法消除，同時，這些採用物理方法實施淨化的裝置，在過濾和吸附過程中慢慢地就會飽和直至失去功效。第二類是在物理性能的基礎上，增加了靜電除塵、負離子發生器、臭氧發生器等功能。這種多功能淨化器不僅可以消煙除塵，而且具有消毒、殺菌、除臭去味和去顏料色素以及消除一氧化碳等有害氣體的功能。但是仍然存在著不能分解有機汙染物的弊病。第三類是在第二類的基礎上引入了等離子體催化淨化技術來去處有害氣體。但都存在著以下的不足之處1、淨化效率有待於進一步提高；2、室內空氣淨化器的體積較大，成本高。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種不僅能夠提高淨化效率，而且體積小、成本低的低溫等離子體室內空氣淨化器。
為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是包括設置有進風口和出風口的殼體，在殼體的進風口處設置有進氣風扇，殼體內進氣風扇與出風口之間還依次設置有低溫等離子體放電電極和預荷電集塵電極，其特點是，低溫等離子體放電電極是針—板電極，設置在殼體內的高壓窄脈衝電源產生高壓脈衝加載在帶放電針的極板上，低溫等離子體放電電極的另一極板接地，其中在低溫等離子體放電電極的兩極上設置有一對永磁體；預荷電集塵電極是板—板電極由交錯的集塵板構成，隔層的集塵板電氣連接，其中一極上固定有一排放電針，設置在殼體內的預荷電集塵電源產生的電壓加載在兩極之間，在上、下兩集塵板上也分別設置有永磁體。
本實用新型的另一特點是預荷電集塵電源包括12V直流電源Vcc，直流電源Vcc與TL494的11埠相聯接，TL494的1、2、7、9、16、17埠接地，TL494的5埠經電阻R5接地，TL494的6埠經過電容C11接地，TL494的8埠和11埠之間連接有電阻R4，TL494的8埠又通過電阻R1和MOSFET的柵極連接，TL494的14埠通過電位器R6端接地，電位器R6的3埠和TL494的3埠聯接，直流電源Vcc通過二極體D11與電阻R2相聯接，電阻R2的另一端與MOSFET的源極相聯接，變壓器TRANS原邊的一端接直流電源Vcc，另一端接MOSFET的源極，MOSFET的漏極接地，變壓器TRANS副邊一端與電阻R3相聯接，另一端與設置有放電針的集塵板9、電容C6和二極體D1的陰極相聯接，電阻R3、電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10和二極體D10串聯，且在二極體D10和電容C10之間還聯接有另一集塵板9，電容C1和C2之間連接二極體D1的陽極和二極體D2的陰極，電容C2和C3之間連接二極體D3的陽極和二極體D4的陰極，電容C3和C4之間連接二極體D5的陽極和二極體D6的陰極，電容C4和C5之間連接二極體D7的陽極和二極體D8的陰極，電容C6和C7之間連接二極體D2的陽極和二極體D3的陰極，電容C7和C8之間連接二極體D4的陽極和二極體D5的陰極，電容C8和C9之間連接二極體D6的陽極和二極體D7的陰極，電容C9和C10之間連接二極體D8的陽極和二極體D9的陰極，二極體D9的陽極和二極體D10的陰極相連；高壓窄脈衝電源包括電源Vcc，電源Vcc通過電感L1和7809的1埠相聯接，7809的1埠又通過電容C3接地，7809的3埠直接接地，7809的2埠與NE555的4埠和8埠相聯接，NE555的1埠接地，NE555的5埠經過電容C2接地，NE555的2埠和6埠通過電容C1接地，NE555的7埠與電位器R1相聯接，電位器R1、R2與電阻R3串聯，電阻R3的另一端與NE555的4埠相聯接，電位器R2的3埠和NE555的8埠相連，NE555的3埠通過電阻R4和三極體Q1的基極連接，三極體Q1的集電極接地，電源Vcc通過電阻R5與電晶體Q1的射極相聯，電晶體Q1的射極通過電阻R6和MOSFET的柵極相聯，MOSFET的漏極接地，MOSFET的源極與變壓器T原邊一端相聯，變壓器T原邊的另一端通過電阻R7與電源Vcc相聯，在變壓器T原邊還並聯有電容C4，變壓器T的副邊通過二極體DIODE與低溫等離子體放電電極的一個極板相聯接；的進氣風扇的內側還設置有過濾網。
由於本實用新型在低溫等離子體放電電極間加入了永磁體，增加了電子的能量，能夠產生更多的等離子體，從而提高了去除有害氣體的效率，同時在預荷電集塵板間也加入了永磁體，從而延長了帶電粒子在集塵板間停留的時間，有效地抑制了粒子從集塵板間的逸出，提高了去除懸浮顆粒物的效率，而且通過設計的預荷電集塵電源和高壓窄脈衝電源減小了空氣淨化器的體積、降低了成本。
圖1是本實用新型的整體結構示意圖；圖2是本實用新型的預荷電集塵電源電路；圖3是本實用新型高壓窄脈衝電源電路示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的結構原理和工作原理作進一步詳細說明。
參見圖1、本實用新型包括設置有進風口和出風口的殼體8，在殼體8的進風口處設置有進氣風扇1，殼體8內進氣風扇1與出風口之間還依次設置有低溫等離子體放電電極3和預荷電集塵電極4，低溫等離子體放電電極3是針一板電極，設置在殼體8內的高壓脈衝電源產生高壓脈衝加載到放電針上，而另一極板接地，其中在低溫等離子體放電電極的兩極上設置了一對永磁體7；預荷電集塵電極4是板—板電極，電極是由交錯的集塵板9構成，隔層的集塵板9是電氣連接的，其中一極上固定有一排放電針，設置在殼體8內的預荷電集塵電源5產生的電壓加載在兩極之間，在上、下兩集塵板上也分別設置有永磁體7。
參見圖2，預荷電集塵電源5包括12V直流電源Vcc，直流電源Vcc與TL494的11埠相聯接，TL494的1、2、7、9、16、17埠接地，TL494的5埠經電阻R5接地，TL494的6埠經過電容C11接地，TL494的8埠和11埠之間連接有電阻R4，TL494的8埠又通過電阻R1和MOSFET的柵極連接，TL494的14埠通過電位器R6端接地，電位器R6的3埠和TL494的3埠聯接，直流電源Vcc通過二極體D11與電阻R2相聯接，電阻R2的另一端與MOSFET的源極相聯接，變壓器TRANS原邊的一端接直流電源Vcc，另一端接MOSFET的源極，MOSFET的漏極接地，變壓器TRANS副邊一端與電阻R3相聯接，另一端與設置有放電針9的集塵板10、電容C6和二極體D1的陰極相聯接，電阻R3、電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10和二極體D10串聯，且在二極體D10和電容C10之間還聯接有另一集塵板10，電容C1和C2之間連接二極體D1的陽極和二極體D2的陰極，電容C2和C3之間連接二極體D3的陽極和二極體D4的陰極，電容C3和C4之間連接二極體D5的陽極和二極體D6的陰極，電容C4和C5之間連接二極體D7的陽極和二極體D8的陰極，電容C6和C7之間連接二極體D2的陽極和二極體D3的陰極，電容C7和C8之間連接二極體D4的陽極和二極體D5的陰極，電容C8和C9之間連接二極體D6的陽極和二極體D7的陰極，電容C9和C10之間連接二極體D8的陽極和二極體D9的陰極，二極體D9的陽極和二極體D10的陰極相連。預荷電集塵電源5的TL494主要產生控制MOSFET關斷得到方波信號，TL494的5埠的電阻R5和6埠的電容C11以適當的值配合，使得產生的方波信號頻率為20kHZ，當TL494工作時將在14口產生5V直流電壓，經過電位器R6分壓後輸入到3埠，通過電位器R6的調節來改變TL494的3埠的輸入電壓可以改變輸出方波的佔空比，從而控制MOSFET導通、關斷時間。TL494產生的方波通過電阻R1加在MOSFET的柵極上，當方波為高電平時，MOSFET的漏極和柵極導通，12V直流電壓加在變壓器TRANS的原邊，能量儲存在變壓器原邊的線圈上，當方波為低電平的時候，MOSFET關斷，此時儲存在原邊線圈上的能量將通過電阻R2和二極體D11釋放。由單端反激原理，將在變壓器的副邊產生峰值較大的交流電壓，從理論上講，副邊的交流電壓經過後面的倍壓整流電路後，將在節點1和節點2之間產生10倍於副邊峰值電壓的直流電壓，但實際中直流電壓的值只有副邊峰值電壓的4-5倍。當方波信號的佔空比較大時，在變壓器的副邊產生的交流電壓的峰值較大，從而節點1、2之間的直流電壓越大，同理，當方波的佔空比越小時，節點1、2之間的直流電壓越小。因此可以通過調節方波的佔空比來改變節點1、2之間的直流電壓大小。
參見圖3，高壓窄脈衝電源6包括電源Vcc，電源Vcc通過電感L1和7809的1埠相聯接，7809的1埠又通過電容C3接地，7809的3埠直接接地，7809的2埠與NE555的4埠和8埠相聯接，NE555的1埠接地，NE555的5埠經過電容C2接地，NE555的2埠和6埠通過電容C1接地，NE555的7埠與電位器R1相聯接，電位器R1、R2與電阻R3串聯，電阻R3的另一端與NE555的4埠相聯接，電位器R2的3埠和NE555的8埠相連，NE555的3埠通過電阻R4和三極體Q1的基極連接，三極體Q1的集電極接地，電源Vcc通過電阻R5與電晶體Q1的射極相聯，電晶體Q1的射極通過電阻R6和MOSFET的柵極相聯，MOSFET的漏極接地，MOSFET的源極與變壓器T原邊一端相聯，變壓器T原邊的另一端通過電阻R7與電源Vcc相聯，在變壓器T原邊還並聯有電容C4，變壓器T的副邊通過二極體DIODE與低溫等離子體放電電極3的一個極板相聯接。高壓窄脈衝電源6中NE555晶片及其周邊元件組成脈衝發生部分，為了保證NE555有一個較為穩定的工作電壓，採用穩壓管7809給其供電，在NE555晶片的8腳和7腳之間串聯電阻R1、R2、R3，其中電阻R1、R2為精密的可調電位器，並在電阻R2的可調端通過電容C1接地。由NE555晶片的工作原理，在NE555的3埠產生一脈衝信號，此脈衝信號經過三極體Q1反向放大後，控制MOSFET的開通關斷。當脈衝信號的高電平信號到來時，MOSFET瞬間導通，電流流過變壓器和T原邊，產生較大的電流變化率，在MOSFET開通過程中，在變壓器原邊儲存能量，當脈衝信號轉換為低電平時，MOSFET關斷，儲存在變壓器電感中的能量通過電容釋放，但由於變壓器副邊二極體的作用，放電電壓未形成振蕩。
本實用新型的工作原理如下室內空氣在進氣風扇1的驅動下進入，一些直徑較大的氣體分子被過濾網2過濾。過濾後的氣體將進入低溫等離子體放電電極3之間，在高壓脈衝的作用下將在低溫等離子體放電電極3的放電針周圍產生大量的低溫等離子體，一方面，在產生低溫等離子體的過程中，高頻放電產生的瞬時高能量，足以打開某些有害氣體分子的化學鍵，使其分解成單質原子或無害分子；另一方面，低溫等離子體中會產生大量強氧化性的N、O、OH等自由基團，這些自由基團可以有效的去處二氧化硫、二氧化氮、甲醛等有害氣體。為了提高有害氣體的去除效率，在低溫等離子體放電電極3中引入了磁場，在電場力和磁場力的共同作用下，電子所獲得的能量遠大於沒有加入磁場的情況，由於等離子體中的自由基團主要是電子的碰撞產生，因而此時在低溫等離子體中能產生出更多的自由基團。另外，有害氣體進入低溫等離子體時將會被荷電成為荷電粒子，在電場力和磁場力的共同作用下，電荷粒子的運動軌跡為複雜的旋流軌跡，它們在等離子體內部停留的時間變長，從而延長了和自由基團接觸的時間，使得有害氣體能被充分淨化，從而提高去除效率。同時在低溫等離子體放電電極3之間一些直徑較小的懸浮顆粒物也將被荷電成為帶電粒子，這些帶電粒子經過預荷電集塵電極4的時候會被吸附到集塵板9上從而被消除。室內空氣在經過過濾網2過濾和低溫等離子體放電電極3去除有害氣體後還存在一些直徑較小的懸浮顆粒物，而當氣體經過預荷電集塵電極4的時候這些小直徑的懸浮顆粒物將被去除。在負高電壓的作用下，預荷電集塵電極4的放電針周圍將發生電暈放電，氣體分子將被分解成為電子和離子，當懸浮顆粒物經過時將會被荷電成為帶電粒子，帶電粒子進入到預荷電集塵電極4的集塵板9的時候，此時在電場力和磁場力的共同作用下將會被吸附在集塵板10上。在預荷電集塵電極4上加磁體7可以延長帶電粒子在集塵板9間停留的時間從而極大的提高去除效率。另外預荷電集塵電極4由於加載的是負高壓，將會產生大量的負離子，實現平衡空氣中正負離子濃度的目的。最後，含有豐富的負離子的純淨空氣從排氣口排出。
權利要求1.低溫等離子體室內空氣淨化器，包括設置有進風口和出風口的殼體[8]，在殼體[8]的進風口處設置有進氣風扇[1]，殼體[8]內進氣風扇[1]與出風口之間還依次設置有低溫等離子體放電電極[3]和預荷電集塵電極[4]，其特徵在於所說的低溫等離子體放電電極[3]是針-板電極，設置在殼體[8]內的高壓窄脈衝電源[6]產生高壓脈衝加載在帶放電針的極板上，低溫等離子體放電電極的另一極板接地，其中在低溫等離子體放電電極[3]的兩極上設置有一對永磁體[7]；所說的預荷電集塵電極[4]是板-板電極由交錯的集塵板[9]構成，隔層的集塵板[9]電氣連接，其中一極上固定有一排放電針，設置在殼體[8]內的預荷電集塵電源[5]產生的電壓加載在兩極之間，在上、下兩集塵板上也分別設置有永磁體[7]。
2.根據權利要求1所述的低溫等離子體室內空氣淨化器，其特徵在於所說的預荷電集塵電源[5]包括12V直流電源Vcc，直流電源Vcc與TL494的11埠相聯接，TL494的1、2、7、9、16、17埠接地，TL494的5埠經電阻R5接地，TL494的6埠經過電容C11接地，TL494的8埠和11埠之間連接有電阻R4，TL494的8埠又通過電阻R1和MOSFET的柵極連接，TL494的14埠通過電位器R6端接地，電位器R6的3埠和TL494的3埠聯接，直流電源Vcc通過二極體D11與電阻R2相聯接，電阻R2的另一端與MOSFET的源極相聯接，變壓器TRANS原邊的一端接直流電源Vcc，另一端接MOSFET的源極，MOSFET的漏極接地，變壓器TRANS副邊一端與電阻R3相聯接，另一端與設置有放電針的集塵板[10]、電容C6和二極體D1的陰極相聯接，電阻R3、電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10和二極體D10串聯，且在二極體D10和電容C10之間還聯接有另一集塵板10，電容C1和C2之間連接二極體D1的陽極和二極體D2的陰極，電容C2和C3之間連接二極體D3的陽極和二極體D4的陰極，電容C3和C4之間連接二極體D5的陽極和二極體D6的陰極，電容C4和C5之間連接二極體D7的陽極和二極體D8的陰極，電容C6和C7之間連接二極體D2的陽極和二極體D3的陰極，電容C7和C8之間連接二極體D4的陽極和二極體D5的陰極，電容C8和C9之間連接二極體D6的陽極和二極體D7的陰極，電容C9和C10之間連接二極體D8的陽極和二極體D9的陰極，二極體D9的陽極和二極體D10的陰極相連。
3.根據權利要求1所述的低溫等離子體室內空氣淨化器，其特徵在於所說的高壓窄脈衝電源[6]包括電源Vcc，電源Vcc通過電感L1和7809的1埠相聯接，7809的1埠又通過電容C3接地，7809的3埠直接接地，7809的2埠與NE555的4埠和8埠相聯接，NE555的1埠接地，NE555的5埠經過電容C2接地，NE555的2埠和6埠通過電容C1接地，NE555的7埠與電位器R1相聯接，電位器R1、R2與電阻R3串聯，電阻R3的另一端與NE555的4埠相聯接，電位器R2的3埠和NE555的8埠相連，NE555的3埠通過電阻R4和三極體Q1的基極連接，三極體Q1的集電極接地，電源Vcc通過電阻R5與電晶體Q1的射極相聯，電晶體Q1的射極通過電阻R6和MOSFET的柵極相聯，MOSFET的漏極接地，MOSFET的源極與變壓器T原邊一端相聯，變壓器T原邊的另一端通過電阻R7與電源Vcc相聯，在變壓器T原邊還並聯有電容C4，變壓器T的副邊通過二極體DIODE與低溫等離子體放電電極[3]的一個極板相聯接。
4.根據權利要求1所述的低溫等離子體室內空氣淨化器，其特徵在於所說的進氣風扇[1]的內側還設置有過濾網[2]。
專利摘要低溫等離子體室內空氣淨化器，包括設置有進風口和出風口的殼體，在殼體內設置有進氣風扇，在殼體內還設置有與低溫等離子體放電電極、預荷電集塵電極相聯接的高壓窄脈衝電源和預荷電集塵電源，空氣在進氣風扇的驅動下進入低溫等離子體放電電極之間，在高壓脈衝的作用下將在低溫等離子體放電電極周圍產生大量的低溫等離子體，這些等離子體內有大量的強氧化性的自由基團，這些自由基團能有效的去除室內空氣中像甲醛、二氧化硫、二氧化氮等有害氣體，室內空氣中的懸浮顆粒物在經過預荷電集塵電極的時候會被吸附到集塵板上從而被消除，最後，含有豐富的負離子的純淨空氣從排氣口排出。
文檔編號F24F3/16GK2667386SQ20032010966
公開日2004年12月29日 申請日期2003年10月22日 優先權日2003年10月22日
發明者榮命哲, 袁興成, 王小華, 袁志兵 申請人:西安交通大學