专利名称：隧道空气消毒净化器的制作方法
技术领域：
本发明属于空气消毒净化技术领域，具体涉及隧道空气消毒净化器。
背景技术：
目前隧道内空气污染物主要是机动车排出的废气和尘埃，包括C0、N0x和HC。近来 定海的东山隧道口有人反映“隧道内灰尘废气比较严重，特别是大型柴油机车开过废气更 多，车窗玻璃上出现白蒙蒙污染物一片，人感到压抑不舒服。”据查核，东山隧道装有单向排 风的风机2组共8台。排风机能够排出废气和灰尘，但是风机本身存在着弊端噪音大，电 耗高。其它类似问题多有发生。为此，业内人士进行研究改进，例如申请号是200810201240. 2，申请日 2008. 10. 16，发明名称为《隧道空气污染物净化装置》，公开了一种隧道空气污染物净化装 置，包括静电除尘模块、空气循环模块、三效催化模块、测控模块、至少一个净化模块和至 少一个吸附模块，其中静电除尘模块的输入端接收隧道空气，静电除尘模块的输出端分别 连接净化模块的输入端和空气循环模块的进气口，净化模块的输出端连接吸附模块的输入 端，吸附模块的输出端分别连接空气循环模块的排气口和三效催化模块的输入端，三效催 化模块的输出端和空气循环模块的排气口直接排放至大气。测控模块分别连接静电除尘模 块的输入端、三效催化模块的输出端和空气循环模块的输出端。该发明的静电除尘模块包括用高压电源驱动的静电场单元及喷淋清洗单元；净化 模块包括初级加热室和CO净化室；吸附模块包括次级加热室和CO净化室；三效催化模块 包括三效催化剂、催化加热单元。它净化CO、NOj^n HC有60%以上；但是，净化室和吸附室 要以耐高温材料制成，虽然有测控模块避免温度失控现象的发生，通过测控模块进行检测、 自动控制以及安全预警。但是那么多的加热室和加热单元，对于处理风量达36-72万M3/h 耗电之大可想而知；同时，年长月久测控模块的温度控制也不可能万无一失。还有，静电除 尘器用一星期就冲洗；大量的催化剂、活性碳每隔3-12个月必须更换。这不仅设备庞大， 占地多，能耗大、维护费用高，安装、使用也不方便。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的不足而提供一种等离子体和自由基双重降解挥发 性有机化合物、污染物，结构简单、安装方便、节能，可靠性好、工作寿命长的隧道空气消毒 净化器。为了达到上述目的，本发明所设计的隧道空气消毒净化器，包括等离子体反应器、 脉冲电源、风机组件、控制器、进风口、出风口和外壳，进风口和出风口各设有空气过滤器， 等离子体反应器和风机组件设置在气流之中，控制器的两个输出端分别与脉冲电源、风机 组件的电源控制端电连接。所述的等离子体反应器内设有正电极和负电极，正电极是由若 干条耐氧化的金属带设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计η组(η为50 以内整数)。所述的负电极是表面氧化处理的铝板制成，负电极的两面敷设纳米级TiO2，共计n+1块。根据反应器功率要求还设有若干条由铝棒或不锈钢条制成的阻止微放电导电 轨，阻止微放电导电轨上设有等距离排列的凸部，所述的正电极的两端是分别固定在相对 应导电轨上的凸部顶端，阻止微放电导电轨的两端各设置一个导电轨绝缘支架固定在所述 的反应器外壳相对应安装孔中；若干条阻止微放电导电轨用耐氧化导线作电连通。优选地所述的脉冲电源内设有EMC滤波器、整流电路、滤波电路、脉冲发生器、脉 冲变压器依次序作电连接，脉冲变压器的高压输出端正极接等离子体反应器的正电极，高 压输出端负极与等离子体反应器的负电极连通接地；所述的脉冲发生器内设有的振荡器、 误差放大器、PWM比较器及开关管，脉冲变压器与脉冲发生器内的开关管是单端反激式逆变 器设置的。优选地所述的阻止微放电导电轨的凸部是上下对称两个设为一组，每根阻止微放 电导电轨的凸部设η组，凸部顶端设置向外侧弯头；所述的正电极两端设有不锈钢连接框， 不锈钢连接框中间冲成方孔，所述的凸部顶端弯头套入不锈钢连接框方孔内；凸部是厚度 0. 3 Imm的不锈钢弹性片。优选地所述的负电极靠反应器外壳边的上、下两端各设一个凸出的负电极固定 梢，反应器外壳对应处开凹槽对接紧固。优选地所述的脉冲变压器设有一个多槽绝缘线圈骨架，次级线圈是分三段至五段 绕制在多槽绝缘线圈骨架相对应的凹槽内串联而成；每段线包的上端各设有一个高压快恢 复二极管，高压快恢复二极管的正极接在低电位线包的末端，高压快恢复二极管的负极接 在高电位线包的起始端；所述的初级线圈和次级线圈的内孔中设有磁芯作电磁耦合，磁芯 的磁回路中设有磁气隙；所述的磁芯最佳设计用铁基超微晶铁心，也可以设置铁氧体磁心。优选地所述的每组上下对称的两个凸部弯头处是按同极性屏蔽效应距离设计的， 相邻两根正电极的金属带之间距离范围是按16 26mm排列；所述的正电极与负电极之间 的放电距离设计范围是8 18mm。优选地所述的脉冲发生器内的振荡器、误差放大器和PWM比较器及开关管是制成 一个模块；也可以选用开关电源控制集成电路ICI包括开关管是合用一块单片集成电路 T0P225或T0P224制成，或是性能更好的单片五端开关电源ICl包括MC33374制成。优选地所述的正电极的镍铬金属带的牌号为Cr20Ni80的高电阻电热合金，也可 以是铁铬铝材料的牌号为0Cr27A17Mo2的高电阻电热合金；或所述的正电极是Ti3Al为基 的钛合金材料制成。本发明与现有技术相比具有以下的有益效果本发明所述的正电极是由若干条耐氧化的金属带制成，负电极是铝板制成，还设 有若干条由铝棒或不锈钢条制成的阻止微放电导电轨，正电极的两端是分别固定在相对应 的两根阻止微放电导电轨的凸部顶端，阻止微放电导电轨的两端设置导电轨绝缘支架固定 在外壳相对应安装孔中。所以与现有技术相比，其微放电效应被阻止，使每根耐氧化的金属 带在直流强电场中作稳定的电晕放电，获得高强度等离子体。本发明的金属外壳左右两边与负电极平衡部分同时兼有负电极作用，省略两片负 电极板，使等离子体反应器的整体结构更紧凑、简单。开发本发明重点关注的是正电极的 金属带在反应器中作电晕放电时，引起溅射导致电极损耗后，金属带损耗处因缺损后距离 负电极板拉远，放电电流自然减小；反之金属带损耗较少部位放电电流自动增大。这样，正电极损耗处于自我调节状态，进一步延长其工作寿命，正电极的有效工作寿命可达8-12 年，获得意想不到的效果。特别强调的是等离子体反应器负电极表面氧化处理的铝板制成，上面层面容易敷 设Ti02。氧化处理生成的Al2O3层面薄，在18KVP_Pf脉冲高压电场中不影响电晕放电。当 等离子体反应器作电晕放电时，反应区发出的蓝光含有紫外线，波长为300--400nm，光强峰 值位于357nm。而TiO2的禁带宽度是3. 2eV,对应紫外线波长阈值是387. 5nm。实验表明 TiO2作空气消毒净化时，催化光源波长最好是< 387. 5nm，反应区发出的紫外线波长峰值位 于357nm是符合这一条件的。这样一来，紫外光源就可省掉，避免了紫外线放电灯损坏、对 人体的伤害及紫外光源耗电量大的弊端。二氧化钛(TiO2)光催化净化技术是高科技前沿净化技术。光触媒是利用光源做 催化反应促进有机物分解的光半导体物质，二氧化钛在紫外光线作用下，光源的能量激发 TiO2周围的气体分子产生活性极强的自由基。这些氧化能力极强的自由基几乎可以分解绝 大部分有机物质与部分无机物质，产生具有强氧化能力的空穴，其能量相当于15000K的高 温；自由基还能破坏细菌的细胞膜，使细胞质流失，进而氧化细胞核，而杀死细菌。它可以直 接杀灭细菌和彻底分解有机物为CO2和H2O等无机无害小分子，达到杀菌，除臭，空气净化的 效果。目前常用的光触媒是氧化能力极强的超微粒子化的二氧化钛，检测中心检测结果表 明光触媒对常见的细菌的杀灭率在99%以上。本发明的光触媒二氧化钛(TiO2)光催化净化技术，是依靠等离子体反应器本身产 生紫外线的照射催化作用，避免紫外线放电灯容易损坏及耗电大的弊端；特别是弥补了它 对颗粒污染物无所作为的缺陷，却使杀灭细菌和分解有机物效果加倍。本发明提供的是设有金属带一板结构反应器的隧道空气消毒净化器，负电极板 的两面敷设纳米级TiO2,消毒因子是低温等离子体加激发TiO2所产生的自由基。等离子体 和自由基也是双重降解挥发性有机化合物、污染物，反应器内的高压静电场能吸附颗粒污 染物；结构简单、安装方便、节能，可靠性好、工作寿命长。本发明的高压脉冲电源输出端的正极与等离子体反应器的正电极作电连通，高压 电源输出端的负极与等离子体反应器的负电极(外壳)作电连通；将等离子体反应器及风 机组件设置在进风口和出风口之间。在控制器内设有时间控制程序，把隧道内被污染空气 在等离子体反应器内消毒净化。安装时把隧道空气消毒净化器的进风口或出风口顺气流与 主隧道、风道、风井、风塔对接就可以使用。等离子体反应器在外加电场的作用下作电晕放电，产生大量携能电子轰击空气中 污染物的分子，使其电离、离解和激发，引发一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污 染物转变为简单小分子的安全无机物，使有毒的有机有害物质转化成无毒无害或低毒无机 物。当高能电子同气体分子碰撞时，发生一系列基元物化过程-气体分子电离、分解、 电子态、振动态激发，从而产生各种活性自由基(0H、0、H20、H202、O3等)。本发明用这些活 性自由基对有害气体CO、SO2, NOx的氧化、分解过程反应如下
等离子体作用
H2O- Η+0Η"或 H20+e (激发)- H++0H"+e等离子体作用
O2- 0+0"0>e+H20 — 20F ( α -OF)02+0++e — O3
等离子体作用N2+02+e —巩 2N0+0 ^_ 2N02Ν02+0Η — HNO3CO+OH — C02+H C0+03 — C02+02C02+H20 — H2CO3上述化学反应的结果生成的是无毒的简单气体分子和H2CO3，其中0_是负离子被 称为空气维它命。O3少量有灭菌、降解有毒有机体作用，其它如0)2、02也属无毒气体。空气 中的固体粉尘在离子转化过程中杀灭病毒、细菌后，被吸附在带负电的等离子体反应器的 金属板表面，从而达到消毒净化、清新空气目的。根据试验报告，本发明具有广谱杀菌效果对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆 菌、白念株菌、霉菌及支原体、乙肝、流感等病毒均有高效的杀灭率。同时具有吸附可吸入 颗粒物、去异味、降解甲醛、烟雾和TVOC等有机废气的功能。报告载明，在IOOm3室内工作 30min，经检测白色、金黄色葡萄球菌的杀灭率为99. 98% ；菌落总数200cfu/m3 ；异味 去除率彡96% ；悬浮粒子数彡350个/1(Φ彡0.5 μ m)；甲醛去除率达96%以上；空气 中留存臭氧量彡0. 02mg/m3。节能是显而易见的100m3室内达到国家卫生部关于医院II类环境空气消毒标 准，本发明制成的空气消毒净化器的消耗功率为7-8W ；对于每小时处理长隧道360000M3 风量测算，等离子体反应器耗电总量不会超过2800W。本发明所产生的等离子体与二氧化钛光催化的自由基作为新型空气消毒净化因 子，它们均能高效杀灭细菌病毒，降解挥发性有机化合物及CO、NOx和HC ；尤其是等离子体 反应器内含高压脉冲静电场，还能吸附粒径小至0. 01 μ m颗粒物。可见，本发明对于所属技术领域的技术人员是非显而易见的，并能够产生预想不 到的技术效果。
图1是本发明隧道空气消毒净化器剖面结构示意图；图2是本发明的等离子体反应器半剖面的立体结构图；图3是本发明的阻止微放电导电轨结构示意图；图4是本发明的脉冲电源的电原理图；图5是本发明的脉冲变压器结构示意图；图6是本发明的脉冲变压器电路图；图7是本发明脉冲变压器输出高压放电电流波形图。主要部件附图标记说明1-等离子体反应器 2-脉冲电源3-风机组件4-控制器5-进风口6-出风口8-外壳9-空气过滤器11-中效空气过滤器
101-正电极102-负电极103-阻止微放电导电轨
105-导电轨绝缘支架108-反应器外壳109-凸部
110-不锈钢连接框111-负电极固定梢
201-EMC滤波器202-整流电路203-滤波电路
204-脉冲发生器205-脉冲变压器206-电流检测电路
211-初级绝缘线圈骨架212-多槽绝缘线圈骨架213-高压导线
214-初级线圈215-次级线圈216-磁芯
217-高压快恢复二极管218-磁气隙
具体实施例方式下面参照附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。实施例1 图1是本发明隧道空气消毒净化器剖面结构示意图；图2是本发明的等离子体反 应器半剖面的立体结构图；图3是本发明的阻止微放电导电轨结构示意图。本发明包括等 离子体反应器1、脉冲电源2、风机组件3、控制器4、进风口 5、出风口 6和外壳8，进风口 5 和出风口 6各设有空气过滤器9，等离子体反应器1和风机组件3设置在气流之中，控制器 4的两个输出端分别用导线7与脉冲电源2、风机组件3的电源控制端电连接。所述的反应 器1内设有正电极101和负电极102，正电极101是由若干条耐氧化的金属带设在同一平 面内按等距离平行排列制成一个组件，共计η组(η为50以内整数)；所述的负电极102是 表面氧化处理的铝板制成，负电极102的两面敷设纳米级TiO2，共计η+1块；根据反应器功 率要求还设有若干条由铝棒或不锈钢条制成的阻止微放电导电轨103，阻止微放电导电轨 103上设有等距离排列的凸部109，所述的正电极101的两端是分别固定在相对应导电轨上 的凸部109顶端，阻止微放电导电轨103的两端各设置一个导电轨绝缘支架105固定在所 述的反应器外壳108相对应安装孔中；若干条阻止微放电导电轨103用耐氧化导线作电连 通。风机组件3的风口与挡风板12气密安装。等离子体反应器1的进风口端可加设中效 空气过滤器11，可减轻等离子体反应器的颗粒物吸附量。若干条耐氧化的金属带的正电极101的电晕放电电场是沿着正电极101的径向 四周分布均勻。在实施中选用同体积的上述不同结构正电极的反应器，正、负电极放电距 离也相同，包括电源配置等条件，耐氧化的金属带正电极101制成的反应器所产生的等离 子体浓度是锯齿状或针尖状正电极的反应器的二倍以上，而且测定的臭氧指标只是锯齿 状或针尖状的正电极反应器的四分之一，符合国家关于《室内空气质量标准》中的臭氧量 (0. 16mg/m3 的规定。反应器外壳108可以是涂锌、镍等耐氧化层的铁板，还可用铝或不锈钢板轧制而 成。必须说明的是本发明的反应器外壳108与负电极102平行的两边还兼任负电极功能， 不但结构精巧简单，节省材料；而且整体牢固，性能稳定。本发明所述的阻止微放电导电轨103的凸部109是上下对称的两个设为一组，每 根阻止微放电导电轨103的凸部109设η组，凸部109顶端设置向外侧弯头；所述的正电极 101两端设有不锈钢连接框110，不锈钢连接框110中间冲成方孔，方孔宽度按正电极101 和凸部109的弯头设计配合。所述的凸部109顶端弯头套入不锈钢连接框110方孔内；凸部109是厚度0. 3 Imm的不锈钢弹性片。组装时，把不锈钢连接框110与正电极101两 端依照所设计长度加工好，再把两端的不锈钢连接框110套入相应的阻止微放电导电轨的 凸部109弯头，操作简便，技术指标一致性好。实施例2 图4是本发明的脉冲电源电原理图；图5是本发明的脉冲变压器结构示意图；图 6是本发明的脉冲变压器电路图。图中所示脉冲电源2内设有EMC滤波器201、整流电路 202、滤波电路203、脉冲发生器204、脉冲变压器205依次序作电连接，脉冲变压器205的高 压输出端正极接等离子体反应器1的正电极101，高压输出端负极与等离子体反应器1的负 电极102连通接地。脉冲发生器204内设有的振荡器、误差放大器、PWM比较器及开关管， 脉冲变压器205与脉冲发生器204内的开关管是单端反激式逆变器设置的。脉冲电源2与 等离子体反应器正电极101用高压导线213连接。脉冲变压器205与脉冲发生器204内的 开关管是单端反激式逆变器设置的。本发明所设计的脉冲电源中的脉冲发生器与脉冲变压器按反激式逆变器设置，获 得高频窄脉冲驱动电流，在呈容性的等离子体反应器工作中不会出现打火之类故障。必须 说明的是，脉冲发生器与脉冲变压器按反激式逆变器设置，它除了完成升压任务，还使与之 连接的等离子体反应器与市电隔离，反应器的负电极和外壳可以直接安全接地，电磁屏蔽 性能更好。同时获得意想不到的有益效果是反激式逆变器输出的脉冲电流是脉冲发生器 在关断时使存储在脉冲变压器初级绕组内的磁能瞬间释放，获得输出18KVP_P，工作频率 40KHZ，脉冲宽度4μ S，上升时间70nS的窄脉冲高压电晕放电电流；再是当等离子体反应器 意外短路，由于反激式脉冲变压器的隔离作用，即脉冲发生器关闭时脉冲变压器的次级才 导通输出，因而脉冲电源的半导体开关管工作是安全的，保护电路只作辅助用。此设计可靠 性高，开关管可以选用耐压600V的普通功率半导体管。实施例3 本发明所述的负电极102靠反应器外壳108边的上、下两端各设一个凸出的负电 极固定梢111，反应器外壳108对应处开凹槽对接紧固。负电极铝板厚度设1 2. 0mm，表 面氧化处理，工作寿命长，外观亮丽。或制成负电极102的不锈钢板厚度0. 5 1. 5mm。实 施中用焊接技术，有翘边现象出现。把负电极102弯边拧锣钉会出现装配误差，工艺上都不 如本优先实施例。所述的负电极102的两面敷设纳米级TiO2是带隙能3. 2eV的锐钛矿型 催化剂。本发明所述的正电极101是由耐氧化的高电阻电热合金镍铬金属带制成，也可以 是铁铬铝合金材料制成。正电极101的金属带宽度是0. 5 3mm，厚度是0. 05 0. 3mm,金 属带厚度是0. 05 0. 3mm的端面对准负电极102的平板面设置。厚度越薄，起晕电压越低， 产生的等离子体浓度高；但是机械强度差。设计中取0.08 0.12mm效果佳。金属带正极 放电损耗时，其放电端面表面积保持不变，有效工作寿命可达8-12年。本实施例的另一种 技术方案是所述的正电极101是由铁铬铝材料制成金属带，外形尺寸与上述方案相同，只 是成本略低，带有磁性，性能稍差。实施例4 图5中，本发明所述的脉冲变压器205设有一个多槽绝缘线圈骨架212，次级线圈215是分三段至五段绕制在多槽绝缘线圈骨架212相对应的凹槽内串联而成；每段线包的 上端各设有一个高压快恢复二极管217，高压快恢复二极管217的正极接在低电位线包的 末端，高压快恢复二极管217的负极接在高电位线包的起始端；所述的初级线圈214和次级 线圈215的内孔中设有磁芯216作电磁耦合，磁芯216的磁回路中设有磁气隙218。磁芯 216最佳设计用铁基超微晶铁心，也可以设置铁氧体磁心。脉冲变压器205的输出端设有 高压导线213与等离子体反应器1的正极连接。高压快恢复二极管217的耐电压参数至少 是12KV，恢复时间小于SOnS ；初级线圈214是绕在初级绝缘线圈骨架211内，初级绝缘线圈 骨架211和多槽绝缘线圈骨架212的内孔中设有铁基超微晶铁心216作电磁耦合。铁基超 微晶铁心216的磁回路中设有磁气隙218，磁气隙218的设置宽度是0. 15-0. 4mm，是根据 工作频率和输出功率予以调整。高压快恢复二极管217将次级线圈215每个线包作高频隔 离，绕组的分布电容是按指数下降，有利于提高输出脉冲的上升沿和下降沿的速率；还可以 降低对高压快恢复二极管217的反向耐电压要求，既降低成本、又增加工作可靠性，获得意 想不到的效果。 脉冲变压器205输出低电位端设有电流检测电路206，将检测到的脉冲变压器205 输出电流信号送入脉冲发生器204输入端，脉冲发生器204内设有的振荡器、误差放大器、 PWM比较器及开关管。振荡器、误差放大器、PWM比较器及开关管是设置在一个模块内的，也 可以集成在集成电路ICl内，ICl内的开关管D极接脉冲变压器205初级绕组al端，S极接 整流电路202负输出端，控制极C与电流检测电路206内所设的光耦电路IC2输出端4连 接。脉冲变压器205的初级线圈214和次级线圈215的同名端al、a2和异名端bl、b2是反 向设置的。脉冲变压器205与集成电路ICl内的开关管是单端反激式逆变器设置的。光耦IC2的输入端1脚接地，光耦IC2输入端2脚与脉冲变压器205的次级线圈 异名端b2连接，光耦IC2输出端3脚接整流电路202的负输出端，光耦IC2的4脚是输出 端。取样电阻R2并联在光耦IC2的输入端。流经取样电阻R2上是脉冲变压器205送至等 离子体反应器1的工作电流，由光耦IC2光电转换作电隔离后，将等离子体反应器1的工作 电流取样送至脉冲发生器204内的误差放大器和PWM比较器处理。当等离子体反应器1工 作时被损坏、老化、短路时的异常状态信号电流经过处理，PWM比较器的输出脉宽为零，开关 管被关闭，实现自动保护。同样，当等离子体反应器1的工作电流因负载大小而变化，PWM比 较器的输出脉宽也改变，控制开关管导通时间，实现自动调整脉冲电源2输出功率。本发明所述的脉冲发生器204内设有瞬变二极管D5和快恢复二极管D6反向串联 后与初级线圈214并联，瞬变二极管D5的正极与整流电路202的正输出端连接，电容器C4 与瞬变二极管D5并连。快恢复二极管D6的正极与开关管漏极连接。瞬变二极管D5吸收 脉冲发生器204关断时产生的反向超过阈值的峰值电压，起箝位作用。本实施例当市电电 压为220V时，瞬变二极管D5优选1. 5KE250A型，工作电流4. 2k,限幅电压237—263V。整 流电路202是由二极管D1、D2、D3和D4按桥式整流电路连接。滤波电容器C3与整流电路 202直流输出端并联。本发明脉冲电源2工作原理市电由整流电路202桥式整流，滤波电容器C3滤波供脉冲发生器204逆变。当脉 冲发生器204中的开关管被PWM脉冲激励而导通时，次级高压快恢复二极管217因反向而 截止；整流电路202直流输出电压施加到脉冲变压器205初级线圈的两端，此时初级线圈214相当于一个纯电感，流过初级线圈214的电流线性上升，电源能量以磁能形式存储在初 级线圈214的电感中；当开关管截止时，由于电感电流不能突变，初级线圈214两端电压极 性瞬间反向，次级线圈215上的电压极性颠倒使高压快恢复二极管217正向导通，初级线圈 214储存的能量传送到次级线圈215升压，产生高压窄脉冲电流，提供给外接的等离子体反 应器1作电晕放电。图7是本发明脉冲变压器输出高压放电电流波形图。此放电电流波形是在脉冲变 压器205的输出端外接等离子体反应器1接地端的取样电阻器上测得的。数字式示波器显 示表明脉冲占空比为16%，脉冲宽度是3uS，脉冲上升时间为70nS。本发明脉冲变压器输 出高压放电电流波形一致性好，等离子体反应器1的电晕放电稳定。实施例5 本发明所述的负电极102是表面氧化处理的铝板制成，负电极102的两面敷设纳 米级Ti02。特别强调的是等离子体反应器负电极表面氧化处理的铝板制成，上面层面是容 易敷设Ti02。氧化处理生成的Al2O3仅3-4 μ m，层面薄，在18KVP_P窄脉冲高压电场中不影 响电晕放电。当等离子体反应器作电晕放电时，反应区发出的蓝光含有紫外线，紫外光源就 可省掉，避免了紫外线放电灯损坏、对人体的伤害及紫外光源耗电量大的弊端。实施例6 本发明所述的每组上下对称的两个凸部109弯头处是按同极性屏蔽效应距离设 计的，每根正电极101的金属带之间距离范围是按16 26mm排列。正电极101与负电极 102之间的放电距离设计范围是8 18mm。正电极101与负电极102之间的距离是根据外 加高压电源的电场强度设定的。本发明最佳设计是正电极101是由若干条镍铬金属带设在同一平面内，相邻两根 正电极101最佳值按22mm等距离排列制成一个组件；正电极101与负电极102之间的最佳 放电距离是12mm。实施例7 所述的脉冲发生器204内的振荡器、误差放大器和PWM比较器及开关管是制成 一个模块；也可以选用开关电源控制集成电路ICI包括开关管是合用一块单片集成电路 T0P225或T0P224制成，或是性能更好的单片五端开关电源ICl包括MC33374制成。实施例8 本发明所述的正电极101金属带最佳宽度是2mm，厚度是0. 08mm。正电极101金属带是镍铬金属带，牌号为Cr20Ni80的高电阻电热合金，也可以是 铁铬铝材料的牌号为0Cr27A17Mo2的高电阻电热合金；它的最高使用温度是1400°C，耐氧 化。正电极101是Ti3Al为基的钛合金材料制成。钛铝化合物为基的钛合金。与一般 钛合金相比，钛铝化合物为基的Ti3Al(a2)和TiAl(Y)金属间化合物的最大优点是高温 性能好，最高使用温度分别为816°C和982°C，抗氧化能力强、抗蠕变性能好和重量轻。本发明的消毒因子是低温等离子体加激发TiO2所产生的自由基。等离子体对细菌细胞膜构成严重击穿和破坏；再是它能打开气体分子键，生成单 原子分子、负氧离子、OH离子和自由氧原子、H2O2等自由基，具有极强的活化和氧化能力。它 对细菌、病毒具有很强的杀伤力；它还能分解甲醛、苯、氡、氨气、一氧化碳、烟气、TVOC等高分子有毒有机物，转化成低分子无毒无味的无机物，如炭、水等；内部设置的等离子体反应 器含静电场，能吸附小至0. 01 μ m粒径的颗粒物，进一步净化空气。本发明再加上二氧化钛(TiO2)光催化在等离子体反应器发出的紫外光线作用下， 激发TiO2周围的气体分子产生活性极强的自由基。这些氧化能力极强的自由基几乎可以 分解绝大部分有机物质与部分无机物质，达到杀菌，除臭，空气净化加倍的效果。本发明使用范围主要是隧道、地铁、地下车库，也可用于影剧院、火车、汽车、舰船 等公共场所及家庭的空气消毒净化。以上所述，仅仅是参照附图的实施例对本发明作了进一步说明，并非对本发明的 限定。在本发明的技术理念范围内，本领域技术人员可以按上述揭示的阻止微放电技术、负 电极板涂敷二氧化钛、窄脉冲电源等内容作出包括材质在内的各种方式简单变形或等同替 代，均属于本发明技术方案的范围内。不言而喻，都属于本发明的技术理念范围内的，并不 会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书定义的范围。
权利要求
隧道空气消毒净化器，包括等离子体反应器(1)、脉冲电源(2)、风机组件(3)、控制器(4)、进风口(5)、出风口(6)和外壳(8)，进风口(5)和出风口(6)各设有空气过滤器(9)，等离子体反应器(1)和风机组件(3)设置在气流之中，控制器(4)的两个输出端分别与脉冲电源(2)、风机组件(3)的电源控制端电连接，其特征在于所述的等离子体反应器(1)内设有正电极(101)和负电极(102)，正电极(101)是由若干条耐氧化的金属带设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计n组(n为50以内整数)；所述的负电极(102)是表面氧化处理的铝板制成，负电极(102)的两面敷设纳米级TiO2，共计n+1块；根据反应器功率要求还设有若干条由铝棒或不锈钢条制成的阻止微放电导电轨(103)，阻止微放电导电轨(103)上设有等距离排列的凸部(109)，所述的正电极(101)的两端是分别固定在相对应导电轨上的凸部(109)顶端，阻止微放电导电轨(103)的两端各设置一个导电轨绝缘支架(105)固定在所述的反应器外壳(108)相对应安装孔中；若干条阻止微放电导电轨(103)用耐氧化导线作电连通。
2.根据权利要求1所述的隧道空气消毒净化器，其特征在于所述的脉冲电源(2)内 设有EMC滤波器(201)、整流电路(202)、滤波电路(203)、脉冲发生器(204)、脉冲变压器 (205)依次序作电连接，脉冲变压器(205)的高压输出端正极接等离子体反应器(1)的正电 极(101)，高压输出端负极与等离子体反应器(1)的负电极(102)连通接地；所述的脉冲发 生器(204)内设有的振荡器、误差放大器、PWM比较器及开关管，脉冲变压器(205)与脉冲 发生器(204)内的开关管是单端反激式逆变器设置的。
3.根据权利要求1所述的隧道空气消毒净化器，其特征在于所述的阻止微放电导电轨(103)的凸部(109)上下对称两个设为一组，每根阻止微放电导电轨(103)的凸部(109)设 η组，凸部(109)顶端设置向外侧弯头；正电极(101)两端设有不锈钢连接框(110)，不锈钢 连接框(110)中间冲成方孔，所述的凸部(109)顶端弯头套入不锈钢连接框(110)方孔内。
4.根据权利要求1所述的隧道空气消毒净化器，其特征在于所述的负电极(102)靠反 应器外壳(108)边的上、下两端各设一个凸出的负电极固定梢(111)，反应器外壳(108)对 应处开凹槽对接紧固。
5.根据权利要求1或2所述的隧道空气消毒净化器，其特征在于脉冲变压器(205)设 有一个多槽绝缘线圈骨架(212)，次级线圈(215)是分三段至五段绕制在多槽绝缘线圈骨 架(212)相对应的凹槽内串联而成；每段线包的上端各设有一个高压快恢复二极管(217)， 高压快恢复二极管(217)的正极接在低电位线包的末端，高压快恢复二极管(217)的负极 接在高电位线包的起始端；所述的初级线圈(214)和次级线圈(215)的内孔中设有磁芯 (216)作电磁耦合，磁芯(216)的磁回路中设有磁气隙(218)；所述的磁芯(216)最佳设计 用铁基超微晶铁心，也可以设置铁氧体磁心。
6.根据权利要求1或3所述的隧道空气消毒净化器，其特征在于每组上下对称的两个 凸部(109)弯头处是按同极性屏蔽效应距离设计的，相邻两根正电极(101)的金属带之间 距离范围是按16 26mm排列；所述的正电极(101)与负电极(102)之间的放电距离设计 范围是8 18mm。
7.根据权利要求2所述的隧道空气消毒净化器，其特征在于所述的脉冲发生器(204) 内的振荡器、误差放大器和PWM比较器及开关管是制成一个模块；也可以选用开关电源控 制集成电路ICl包括开关管是合用一块单片集成电路T0P225或T0P224制成，或是性能更好的单片五端开关电源ICl包括MC33374制成。
8.根据权利要求1所述的隧道空气消毒净化器，其特征在于正电极(101)的镍铬金属 带的牌号为Cr20Ni80的高电阻电热合金，也可以是铁铬铝材料的牌号为0Cr27A17Mo2的高 电阻电热合金；或所述的正电极(101)是Ti3Al为基的钛合金材料制成。
全文摘要
本发明属于空气消毒净化技术领域，具体涉及隧道空气消毒净化器。它包括等离子体反应器、脉冲电源、风机组件、控制器、进风口、出风口和外壳。等离子体反应器内的正电极是由若干条耐氧化的金属带设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件；负电极是表面氧化处理的铝板制成，两面敷设纳米级TiO2。还设有若干条由铝棒或不锈钢条制成的阻止微放电导电轨，正电极的两端是分别固定在相对应导电轨上的凸部顶端。本发明等离子体和自由基是双重杀菌消毒、降解污染物、吸附颗粒物。结构简单、安装方便、节能，可靠性好、工作寿命长。使用范围主要是隧道、地铁、地下车库，也可用于影剧院、火车、汽车、舰船等公共场所及家庭的空气消毒净化。
文档编号A61L101/02GK101920026SQ20091026377
公开日2010年12月22日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者周云正, 陈爱芝 申请人:周云正