空气净化装置的制作方法

本实用新型涉及空气净化领域，具体而言，涉及一种空气净化装置。

背景技术：

目前室内空气净化主流技术为过滤技术和静电吸附技术。

采用过滤式技术的空气净化设备大多使用HEPA过滤网，过滤技术虽然具有净化效率高的优点，但其风阻大，必须配合足够强劲的风机以驱动空气流过过滤网，因此不但增加了噪音，还增加了能耗，更需要频繁的更换过滤网，否则不仅过滤效率会降低、能耗会增加，而且还容易造成二次污染。

静电吸附技术的空气净化设备虽然风阻小，但不适合运行在风速较高的工况中，否则静电除尘装置的除尘效率会随风速增高而效率急剧下降。如果静电除尘装置运行在风速较低的工况中，一是由于高压电离空气而产生大量的臭氧；二是静电除尘装置在运行过程中时常重复出现“啪、啪”的打火声，并伴随着“闪蓝光”，用户体验差；三是静电除尘必须定期清洗，需要专用的清洁剂、热水、超声波和专业工具和操作，清洁不及时就会失去净化功能，且费时、费力，维护成本高。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种空气净化装置，以解决现有技术中的空气净化器的净化效果差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种空气净化装置，包括：壳体，壳体内形成有风道；离子发生装置，设置在壳体内，用于在风道内形成离子幕，当离子发生装置运行时，风道内的至少一段中的离子浓度达到或超过第一预设水平，且设置有空气净化装置的房间室内的离子浓度达到或超过第二预设水平，其中形成离子幕的离子包括以下任一项或多项的组合：光氢离子、光等离子和负氧离子。

进一步地，壳体包括室内出风口和室内回风口，离子发生装置设置在风道内的靠近室内出风口的位置处，离子幕形成在离子发生装置到室内出风口之间，离子发生装置产生的离子能够从室内出风口处流出以进入室内。

进一步地，空气净化装置还包括集尘板，集尘板设置在室内回风口处并位于离子发生装置的上游，用于收集从室内回风口进入风道的气流中的颗粒物。

进一步地，当离子发生装置运行时，室内的离子浓度能够达到每立方厘米3万个。

进一步地，空气净化装置还包括集尘板，集尘板设置在风道内并沿空气流动方向位于离子发生装置的下游，当离子发生装置运行时，离子发生装置和集尘板之间形成离子幕。

进一步地，集尘板包括基材和形成于基材表面的二氧化氯和/或银离子。

进一步地，离子发生装置包括紫外光源。

进一步地，离子发生装置还包括光催化介质，当紫外光源运行时，紫外光源发出的光线照射到光催化介质后，风道内的空气发生光催化反应以生成离子幕的离子。

进一步地，光催化介质包括一种或多种金属氧化物。

进一步地，空气净化装置包括多个紫外光源和多个光催化介质，多个紫外光源和多个光催化介质一一对应地均布在风道内。

进一步地，空气净化装置还包括针尖装置和离子电源装置，离子电源装置向针尖装置供电，针尖装置包括多个针尖，多个针尖在风道的横截面上形成矩阵，针尖与离子电源装置的负电位连接。

进一步地，针尖装置还包括电子引流部，由导体材料制成，电子引流部与针尖相互间隔且对应地设置，电子引流部与离子电源装置的零电位连接。

进一步地，空气净化装置还包括集尘板，集尘板设置在风道内并沿空气流动方向位于离子发生装置的下游，当离子发生装置运行时，离子发生装置和集尘板之间形成离子幕；离子发生装置包括：紫外光源；光催化介质，当紫外光源运行时，紫外光源发出的光线照射到光催化介质后，风道内的空气发生光催化反应以生成离子幕的离子；针尖装置，包括多个针尖，多个针尖在风道的横截面上形成矩阵，针尖装置设置在光催化介质和集尘板之间；离子电源装置，离子电源装置向针尖装置供电。

进一步地，离子发生装置包括紫外光源，紫外光源发出的紫外线强度I和离子幕在风道内的长度L由以下公式确定：

其中v代表风道内的风速。

本实用新型的空气净化装置通过离子发生装置在风道内形成一定浓度的离子幕，离子幕能够实施去雾霾、杀菌灭活、消毒、除异味等多种空气净化措施，一台空气净化装置能够实现现有的多种空气净化器组合才能实现的效果，因此净化效果更好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的空气净化装置的第一种实施例的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的空气净化装置的第二种实施例的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的空气净化装置的实施例的杀菌效果图；

图4示出了根据本实用新型的空气净化装置的实施例的针尖装置的结构示意图；以及

图5示出了微生物的灭活率的表格。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；20、集尘板；30、紫外光源；40、光催化介质；50、针尖装置；51、针尖；52、针尖板；53、电子引流部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本实用新型提供了一种空气净化装置，如图1和2所示，该空气净化装置包括：壳体10，壳体10内形成有风道；离子发生装置，设置在壳体10内，用于在风道内形成离子幕，当离子发生装置运行时，风道内的至少一段中的离子浓度达到或超过第一预设水平，且设置有空气净化装置的房间室内的离子浓度达到或超过第二预设水平，其中形成离子幕的离子包括以下任一项或多项的组合：光氢离子、光等离子和负氧离子。

本实用新型的空气净化装置通过离子发生装置在风道内形成一定浓度的离子幕，离子幕能够实施去雾霾、杀菌灭活、消毒、除异味等多种空气净化措施，一台空气净化装置能够实现现有的多种空气净化器组合才能实现的效果，因此净化效果更好。并且本实用新型的空气净化装置风阻小，无需设置大功率风机，因此噪音更小并且节能环保。

优选地，壳体10包括室内出风口和室内回风口，离子发生装置设置在风道内的靠近室内出风口的位置处，离子幕形成在离子发生装置到室内出风口之间，离子发生装置产生的离子能够从室内出风口处流出以进入室内。

如图1示出的实施例，离子发生装置发出的离子能够从出风口流动出风道，因此能够提高室内的离子浓度，从而使室内的颗粒物在离子的作用下聚集并沉降，并且提高室内离子浓度还可以改善室内的空气质量，提高用户体验。

优选地，当离子发生装置运行时，室内的离子浓度能够达到每立方厘米3万个，即第二预设水平为每立方厘米3万个离子。

更优选地，离子幕中的离子浓度能够达到每立方厘米1800万个，即第一预设水平为每立方厘米1800万个离子。

优选地，在图1示出的实施例中，所述空气净化装置还包括集尘板20，集尘板20设置在室内回风口处并位于离子发生装置的上游，用于收集从室内回风口进入所述风道的气流中的颗粒物。

空气从室内回风口处进入风道，再从室内出风口流出回到室内，从而完整室内空气的循环，而室内回风口处设置有集尘板20，当空气流经集尘板20时被过滤，空气中的颗粒物被集尘板20收集。

因此，在该实施例中，空气净化装置的净化方式属于主动净化结合被动净化。其中主动净化是指室内空气中的颗粒物在流动到室内的离子的作用下主动电凝并形成更大的集团，从而主动沉降；被动净化是至颗粒物在室内空气被吸入风道内后，吸附在集尘板20上或沉降在风道的内壁上。这两种净化方式相互配合，从而有效地净化室内空气，改善空气质量。

优选地，在如图2示出的实施例中，空气净化装置还包括集尘板20，集尘板20设置在风道内并沿空气流动方向位于离子发生装置的下游，当离子发生装置运行时，离子发生装置和集尘板20之间形成离子幕。

集尘板20的作用包括收集空气中的颗粒物污染物，起到过滤空气的作用。空气中的颗粒物在经过离子幕时，与带电离子作用并被电凝，体积变大，从而被集尘板20过滤。

优选地，集尘板20包括基材和形成于基材表面的二氧化氯和/或银离子。

具体地，集尘板的制造方法包括：以聚丙烯薄膜作为基材，在聚丙烯薄膜凸起和凹槽的表面上预荷电后，再喷覆二氧化氯和/或银离子等，其厚度为10-30mm。

优选地，离子发生装置包括紫外光源30。用于产生紫外线，紫外线能够光解O2产生的氧族离子“O*、O^-和O⁺”，即光等离子，并且紫外线还对微生物、病毒等具有灭活效果。

具体地，紫外光源30为广谱高强度镀膜石英紫外光灯，为单端4芯紫外光灯，其波长为100-400纳米。紫外光灯的直径可以为19mm，长度为108mm至1650mm，直径和长度以配合风道的尺寸进行选择。紫外光灯的功率为8瓦至100瓦。紫外光灯外套1mm直径特制透明四氟管。

更优选地，离子发生装置还包括光催化介质40，当紫外光源30运行时，紫外光源30发出的光线照射到光催化介质40后，风道内的空气发生光催化反应以生成离子幕的离子。

光催化反应可以生成更多种类的离子，共同进行空气净化，不同的离子在净化空气的过程中起到不同的作用，某些离子还能够与有害气体反应，以分解空气中的VOC等有害成分。

优选地，光催化介质40包括一种或多种金属氧化物。

光催化介质40可以包括二氧化钛、氧化锌以及其他金属氧化物，可以为单一的金属氧化物制成的单质，也可以是包括多种金属氧化物的组合体。

当紫外线照射到二氧化钛上时，二氧化钛即作为光催化反应的催化剂，其能够使得空气中产生羟基离子“OH*”和过氧化氢离子“H2O2”，即光氢离子。

具体地，光催化介质40为在铝基材波浪板上整体烧结光电性能极强的二氧化钛、氧化锌等多种金属氧化物。其结构为圆筒形或平板形。其中圆筒形的光催化介质40可以与紫外光源30组合成组合结构，如图2和图3所示，紫外光源30设置在圆筒形的光催化介质40的内部。

在一种优选实施例中，光催化介质40呈圆筒波浪形。波浪式孔状网筒的结构，是由厚度为1mm，孔径为6mm的12个凸峰和12凹谷的铝基材波浪板卷成直径为50mm的圆柱体，两端焊接上顶盖和底座。紫外光源30的一端插进顶盖的弹簧钢夹中，另一端套上硅胶密封环插入在底座中心孔内。

而在另一种实施例中，光催化介质40是平板波浪形。在1mm厚的铝基材波浪板上镂空6mm直径相间的孔，根据风流截面确定平板的最大边界尺寸。如果风流截面太大，可以将平板波浪形光催化介质分为若干块小单元，更利于加工和安装。

优选地，如图2和图3所示，空气净化装置包括多个紫外光源30和多个光催化介质40，多个紫外光源30和多个光催化介质40一一对应地均布在风道内。紫外光源30不仅可以垂直于气流方向，也可以平行于气流方向设置。

优选地，空气净化装置还包括针尖装置50和离子电源装置，离子电源装置向针尖装置50供电，针尖装置50包括多个针尖51，多个针尖51在风道的横截面上形成矩阵，针尖51与离子电源装置的负电位连接。

在如图4示出的实施例中，针尖装置50包括多个均匀分布的针尖板52和均匀地设置在针尖板52上的针尖51，因此多个针尖51呈矩阵分布。在图2示出的实施例中，针尖板52为PCB板。

针尖51优选为钨铜针尖。离子电源装置安装在针尖装置50旁的风道内壁上。

针尖51向空气中释放电子，电子与O2生成的负氧离子，即图2和图3中的“O^-”和“O2^-”，其不仅具备杀菌的效果，还能够使得空气清新，提高用户体验。

更优选地，针尖装置50还包括电子引流部53，由导体材料制成，电子引流部53与针尖51相互间隔且对应地设置，电子引流部53与离子电源装置的零电位连接。

在图2示出的实施例中，电子引流部53为电子引流介质。

具体地，在如图4示出的实施例中，针尖51为钨铜针尖，直径为0.8mm，长度为15mm。钨铜针尖群矩阵的结构尺寸为200mm*200mm的单元体，以拼装的形式布满风流截面。电子引流部53为0.8毫米厚、10mm宽，材质为304不锈钢板条框圈，其布置在距针尖5120mm处。

根据如图2和图3示出的实施例，在该实施例中，空气净化装置还包括集尘板20，集尘板20设置在风道内并沿空气流动方向位于离子发生装置的下游，当离子发生装置运行时，离子发生装置和集尘板20之间形成离子幕；离子发生装置包括：紫外光源30；光催化介质40，当紫外光源30运行时，紫外光源30发出的光线照射到光催化介质40后，风道内的空气发生光催化反应以生成离子幕的离子；针尖装置50，包括多个针尖51，多个针尖51在风道的横截面上形成矩阵，针尖装置50设置在光催化介质40和集尘板20之间；离子电源装置，离子电源装置向针尖装置50供电。

本实用新型的空气净化装置采用的净化方式属于主动结合被动的净化方式，其中主动净化是指室内空气中的颗粒物在流动到室内的离子的作用下主动电凝并形成更大的集团，从而主动沉降；被动净化是至颗粒物在室内空气被吸入风道内后，吸附在集尘板20上或沉降在风道的内壁上。净化技术属于光能离子幕空气净化技术，即采用离子发生装置在风道内形成包括光氢离子、光等离子和负氧离子的集合离子簇群，并且集合离子簇群还具有一定的浓度，浓度能够达到每立方厘米1800万个，形成光能离子幕，污染物在光能离子幕中被动地被集中处理、拦截。并且在光能离子幕外，飘逸的氧族离子簇群还能够继续主动地触及污染物，进行高效的空气净化。空气净化装置可独立运行，也可随空调室内机组运行，产生的离子随室内循环的空气流动到室内各个角落，整个工作过程持续重复进行，使得室内的离子浓度升高，能够达到每立方厘米3万个，进一步改善室内空气质量。由于飘逸在室内的离子能够使得颗粒物凝聚成更大的集团，因此空气净化装置还能够处理现有的空气净化装置难以处理的PM1、PM0.5甚至PM0.01等更加微小的颗粒物。

本实用新型的空气净化装置主要能够实现以下净化效果：

1、广谱去除雾霾，当小至0.01微米细颗粒物“PM2.5”和烟尘、粉尘进入光能离子幕时，其被氧族离子簇群电凝并成为较大的颗粒，之后主动沉降到地面、被集尘板吸附、或沉降在风道内，漂浮在室内的细颗粒物同样被弥散在空间中的氧族离子簇群持续电凝，主动沉降到地面或随着空气净化装置的回风被集尘板吸附，上述工作过程持续重复进行；

2、动态灭菌，本实用新型的空气净化装置具有双重杀菌机理，即离子灭菌和紫外线辐照杀菌，紫外线辐照杀菌和离子灭菌同时发生在光能离子幕里，而在光能离子幕外，物体表面和地毯缝隙中的微生物不断与弥散在空间中的氧族离子簇群发生碰撞、包裹、电击，使微生物细胞膜受到损伤，在双重杀菌机理的作用下，微生物逐渐丧失繁衍和生存能力直至消亡；

3、高效分解气态污染物和生化异味，随风逐流的室内甲醛、苯、TVOC等气态污染物和生化异味在光能离子幕内经过氧族离子簇群一次氧化分解后，经过介电集尘板时，被二氧化氯与氧族离子簇群二次氧化再次分解，使大部分含有C、H、O结构的气态污染物被逐渐降解，对于分解不彻底的二甲苯等有机污染物，则被弥散在室内空间里的氧族离子簇群继续置换重组，最终还原成CO2和H2O；

具体反应式包括：

羟基与甲醛的反应式，CH2O+2OH*+O*＝CO2+2H20；

羟基与苯的反应式，C6H6+6OH*+6O2→6CO2+6H2O；

二氧化氯与甲醛的反应式，4ClO2+5HCHO＝＝5CO2+4HCl+3H2O；

下列反应式是氧族离子簇群生成过程：

TiO2+hv→TiO2+h⁺+e^-；

H2O+h⁺→·OH+H⁺；

e^-+O2→·O2^-；

·O2^-+H⁺＝·OOH；

下列反应式是甲醛被氧化还原成二氧化碳和水的过程：

HCHO+·OH→·CHO+H2O；

·CHO+·OH→HCOOH；

以上为气态污染物和生化异味分子在本实用新型的空气净化装置内被分解的参考过程。

4、健康空气，本实用新型的空气净化装置先净化室内尘埃，杀灭空气中的微生物，分解有害气体，之后飘逸的负氧离子，营造森林浴般的室内环境，使得室内空气达到世卫组织颁布的健康空气标准。

离子灭菌的效率取决于UVGI(紫外线辐照)和钨铜针尖群矩阵的功率，以及光催化介质的效率和气流风速。UVGI辐照杀菌的效率取决于UVGI的功率、光催化介质的效率和气流风速。

优选地，离子发生装置包括紫外光源30，紫外光源30发出的紫外线强度I和离子幕在风道内的长度L由以下公式确定：

其中v代表风道内的风速。

微生物通过光能离子幕时的灭杀率S取决于微生物的抵抗力常数K(cm²/μW·S)和紫外线强度I(μW/cm²)和驻留时间t(S)三者的乘积，可由以下公式确定：

S＝e^-KIt；

其中紫外线强度I(μW/cm²)和驻留时间t(S)二者的乘积与微生物的灭活率可以参照图5的表格。

从图3可以看出，风速为1.5m/s时，天花消亡时间(t1)最快，其次是流感的消亡时间(t2)，再次是炭疽的消亡时间(t3)，因此天花病毒在光能离子幕中移动的距离最短，而炭疽病毒在光能离子幕中移动的距离最长。需要说明的是，上述消亡时间是指该微生物的灭活率达到预定标准，而并非完全灭活。

又因为在风速一定的前提下，驻留时间t(S)与光能离子幕在风道内的长度L(cm)呈正比，t＝L/v，因此就可以根据图5中给出的灭活率来计算紫外线强度I和长度L之间的关系，二者之间呈反比，即紫外线强度越强，光能离子幕在风道内的长度就可以越短，反之亦然。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。