专利名称：非热等离子体反应器的制作方法
技术领域：
本发明属于空气消毒净化技术领域，具体涉及非热等离子体反应器。
背景技术：
现有的空气消毒净化器用的非热等离子体反应器主要是由正电极、负电极和外壳 组成。正电极的结构有金属丝、锯齿状或尖针状几种。等离子体是由大量正、负带电粒子和中性粒子组成的、并表现出集体电场作用的、 电荷整体呈准中性的气体云。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. Ium粒径的颗粒物，进一步净化空气。对于室内空气都处于常温、常压状态，选用耐氧化细金属丝、锯齿状或尖针状结构 作为放电正电极，选用耐氧化金属板作为负电极，这类极不对称放电极的反应器作电晕放 电产生非热等离子体进行空气消毒净化。细金属丝电晕放电均勻，产生非热等离子体浓度 高理应是一种优先。非热等离子体空气消毒净化技术的先进性已被业内专家学者所认可，其杀菌消毒 机理的科学性和先进性是无可比拟的，被国际上称之为“二十一世纪环境科学四大技术之 一”。但是，市场上推广应用还不多见，进展缓慢。现有的过滤吸附、高压静电、臭氧、紫外线 及TiO2光催化等空气消毒净化器在杀菌消毒、分解有毒有机化合物及过滤尘埃颗粒物三方 面都各有优缺点，消毒净化空气均不完善，却仍在各大医院、办公大楼、商场、公共娱乐场所 被广泛采用；甚至食品厂、制药厂及半导体IC制造业大都选用FFU空气过滤单元。它在新 安装时空气净化效果虽然好；但能耗大、噪音高，而且维护费用昂贵，又有二次污染之虞，恰 恰占有极大市场。究其原因是目前非热等离子体反应器设计不合理构成非热等离子体反应器的放 电正电极选用细金属丝所产生等离子体浓度虽然高，但是容易被烧断；为此，放电正电极大 多选用不锈钢制成锯齿状或尖针状结构。虽然锯齿状或尖针状不容易被烧断，但是它们处 于的尖端放电形成放电流注，在暗室中可以看到正电极与负电极之间有一条Φ0. 2mm左右 的紫蓝光细线一这是空气中放电不均勻现象。在紫蓝光线附近等离子体浓度高，空气中的 氧气和氮气容易被激活，生成臭氧及氮氧化物等不利因素；而离开紫蓝光线稍远处的等离 子体浓度低，空气消毒净化效果就差。这类反应器的消毒效果受臭氧及氮氧化物浓度的制 约，这也是目前专业技术人员感到最棘手的难题。还有一个严重缺陷是工作不到几个月，锯 齿状或尖针状放电尖端因溅射效应而变钝。由于正电极的曲率半径越大，起晕电压越高，放 电电流随之减小，空气消毒净化效率当然会降低。这种衰退现象潜移默化，等离子体浓度降 低不容易被使用者发现；反应器虽然还在工作，却形同虚设。这在医院手术室、重症病房中 应用就会因消毒不合格而发生细菌病毒感染事故，导致手术治疗的失败。
例如中国发明专利申请号为200710038821. 4，发明名称《拼装积木式窄间距静 电场装置》说明书首页就提出“细线容易断线的缺陷极大地影响了装置的可靠性。”在该 发明的技术方案中提出一种拼装积木式窄间距静电场装置，包括放电极(放电极即为正 极)、收尘极(收电极即为负极)和绝缘子，放电极与收尘极间隔平行排列，放电极两端连接 放电极连接件，放电极的下部为锯齿状，放电极的上部为管状，锯齿状放电极与收尘极形成 收尘区，收尘极两端连接收电极连接件，放电极连接件和收电极连接件分别连接在绝缘子 上。又如中国发明专利申请号为200810165890. 6，发明名称《一种高效电离驱动空 气净化装置的电极及电路》公开了空气净化装置的电极为针尖状电离极的技术方案。上述两个发明都考虑到“构成非热等离子体反应器的放电正电极选用细金属丝所 产生等离子体浓度高，但是容易被烧断”的现实，才无可奈何地选用锯齿状或尖针状的正电 极做成等离子体反应器。再如中国发明专利申请号为200610024299. X，发明名称《电离型气体净化装置》 权利要求书中载明一种电离型气体净化装置由若干个相同长度的阴极和阳极两端分别固 定于绝缘板上组成，构成矩型电场；这里的阳极按行列形式排列，两端分别垂直地固定于两 块绝缘板上；阳极采用耐腐蚀韧性强的金属丝，直径为0. 05 0. 2mm,阴极采用铜质或不锈 钢的管子，直径8 30cm。上述发明的电离型气体净化装置的阳极是采用耐腐蚀韧性强的金属丝，这里的阳 极按行列形式排列，两端分别垂直地固定于两块绝缘板上。由于阳极与绝缘板之间的微放 电效应，使阳极金属丝仅仅工作几个月就会被烧断。现有技术中等离子体反应器的正电极选用细金属丝容易被烧断的根本原 因一微放电效应没有被发现，对其物理上的原因也不明确，因而也就找不出解决阻止微放 电效应的技术方案。摒弃细金属丝正电极而选用锯齿状放电极或针尖状电离极的技术方案 是一种偏见。凡是正在实施等离子体反应器放电正电极选用锯齿状或尖针状结构的空气消 毒净化器的生产厂家，以前多数做过金属丝作为正电极的等离子体反应器；而现在又被空 气消毒净化效果与臭氧及氮氧化物浓度超标这一对矛盾所困扰。也就是说，消毒试验勉强 合格，而臭氧味已经很浓了，要想符合GB/T18883-2002《室内空气质量标准》中关于空气臭 氧量彡0. 16mg/m3的规定是困难的。更有甚者，干脆连等离子体反应器也放弃掉，改成尖针状电极作静电放电的电子 静电吸附型，它只能吸附尘埃，分解有毒有机物能力更不及等离子体反应器，宁可牺牲消毒 净化效果，以换取消毒净化器的可靠性和工作寿命。
发明内容
本发明是为了解决上述的课题而完成的，更是为了解决上述现有技术的不足及偏 见而提供一种可靠性好、工作寿命长、产生等离子体浓度高，提高空气消毒净化效率的非热 等离子体反应器。设计非热等离子体反应器最佳方案试验表明锯齿状或针尖状反应器是在顶尖处 作电晕放电的；而金属丝或金属带是沿着丝、带的四周作电晕放电的，在同等条件下产生的 等离子体的均勻性及浓度是明显的优越，本发明作为优先。
为了达到上述目的，首先必须找出“等离子体反应器正电极选用细金属丝容易被 烧断的根本原因”。经过调查分析目前多数技术人员为了解决等离子体反应器正、负电极 之间的上万伏特高电压的绝缘问题，选用塑料、有机玻璃、环氧树脂等绝缘材料作支架直接 固定等离子体反应器金属丝的正、负电极；也有少数的在绝缘支架与金属丝电极之间加了 细弹簧。研究表明介电常数高的绝缘材料对隔离高电位的正、负极有好处，致命弱点是产 生微放电现象；其次是随着工作时间增加，其表面随大气湿度、尘埃的堆积造成漏电、爬弧。 介电常数越高的材料，其表面微放电现象愈不可避免。为了提升消毒净化效果，当等离子体 反应器的外加电源电压升高，其极化效应也相应增强。是正电极周围形成的强电场，在等 离子体的催化作用下导致金属丝与绝缘材料接触区域局部产生微放电。这种微放电现象产 生的高能电子对绝缘材料和金属导电材料分子的电离和离解起到直接作用，分解产物为它 们的氧化物及水。这就是等离子体反应器的放电正电极选用细金属丝容易被烧断的根源所 在。发明人选用同一规格高压脉冲电源，专对丝状、带状、锯齿状及针尖状放电正极制 成的非热等离子体反应器在密封室内同时连续通电作对比试验，日夜检测。工作仅两个星 期，锯齿状及针尖状反应器工作电流已明显下降；丝状反应器工作六个星期出现断丝；带 状相对比较稳定。但是，所有反应器底部都流满了深黑色粘液；正、负极之间的绝缘物表面 均有黄黑色的爬电痕迹，此区的不锈钢正电极表面也出现被腐蚀的迹象。在绝缘支架与金 属丝正电极之间加了细弹簧的反应器所发生的现象也相仿，细弹簧和金属丝断裂时间仅延 迟了两、三个月左右。这是因为弹簧不允许太粗，否则金属丝容易被拉断或弹簧不起作用。 此弹簧即使是不锈钢制成也难逃因微放电被腐蚀的厄运。在上述已有技术等离子体反应器老化实验装置中，这种等离子体和金属、绝缘物 表面的相互作用产生微放电的影响，首先使小部分等离子体由于微放电造成污染，而且减 少了等离子体浓度，使反应器工作效率降低；同时也对反应器的结构造成破坏，缩短了使用 寿命。因此对这种微放电机理在等离子体反应器中的作用进行研究分析，提出切实可行的 技术改进新方案是本发明创造的精髓。空气中的等离子体把金属丝(包括细弹簧)和绝缘物表面的相互作用主要是表现 在等离子体反应器中，由于电晕放电对细金属丝和绝缘物表面的活化作用而发生强烈的吸 附、热解吸、电子解吸和光解吸。同时当离子或中性粒子入射到细金属丝和绝缘物表面时，它的一部分能量传给少 数靶原子，其中有些在点阵达到热平衡之前发射出去发生的溅射。这些基本过程是同时发 生的，而且在瞬间完成。 其次是设计本发明的正电极与负电极之间的放电距离。这涉及整机的安全性和质 价比，放电距离取8 18mm，相应的脉冲电压为8 18KV，目前大多数电子元器件、部件都 能胜任。其三是设计本发明的正电极镍铬金属丝直径或镍铬金属带厚度。正电极线径越 细，起晕电压越低，等离子体浓度越高；但是兼顾机械强度及工作寿命，镍铬金属丝直径是 0. 1 0. 3mm或镍铬金属带厚度是0. 05 0. 3mm为好。最后是设计本发明的各正电极的间距。试验表明应从正电极与负电极之间的放电 距离和正电极之间电场相互屏蔽作用两方面选最佳值，本发明优选范围是16 26mm。
所有这些实验观测结果证实上述研究分析结论符合实际，为此提出本发明新设 计一阻止微放电的非热等离子体反应器可操作性的技术方案。为了达到上述目的，本发明所设计的一种非热等离子体反应器，包括正电极，负电 极和外壳，负电极的上、下两边固定在金属外壳内，外壳前端设有进风口，外壳后端设有出 风口，正电极置于相邻两个负电极中间部位，正电极和负电极按气流方向平行设置，其特征 在于所述的正电极是由若干条耐氧化金属丝或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；所述的负电极是铝板或不锈钢板制成，共计η+1块；若干条耐氧 化金属丝或金属带制成的正电极的两端是固定在阻止微放电导电轨上，阻止微放电导电轨 的两端再与正交设置在反应器四周的四根正电极金属支架固定，并作电连通；正电极金属 支架的外缘设有若干个圆筒状的阻止微放电导电轨固定圈，阻止微放电导电轨固定圈等距 离隔开相邻的阻止微放电导电轨；每根正电极金属支架的上、下两端各设一个绝缘连接柱， 绝缘连接柱设定直径大于正电极与负电极放电距离时，直接与金属外壳相对应的安装孔固 定。当绝缘连接柱设定直径小于正电极与负电极放电距离时，由绝缘连接柱固定栓把绝缘 连接柱紧固在金属外壳上。优先地本发明非热等离子体反应器所述的阻止微放电导电轨是由铝棒或不锈钢 条制成，若干条正电极的两端固定在阻止微放电导电轨的对应位置上设有凹糟，也可以设 置成凸梢或弹性不锈钢片定位固定；所述的绝缘连接柱的高度比正电极与负电极之间的放 电距离大5 8mm ；绝缘连接柱固定栓是由不锈钢制成的螺栓。优先地本发明非热等离子体反应器在于所述的制成正电极的是由耐氧化的高电 阻电热合金镍铬金属丝或镍铬金属带，也可以是铁铬铝合金材料制成；正电极的金属丝直 径是0. 1 0. 3mm,或金属带宽度是0. 5 5mm，厚度是0. 05 0. 3mm,金属带厚度是0. 05 0. 3mm的端面对准负电极的平板面设置。优先地本发明非热等离子体反应器在于所述的制成负电极的铝板厚度为0. 5 2. 0mm，表面氧化处理；或制成负电极的不锈钢板厚度为0. 3 1. 5mm。优先地本发明非热等离子体反应器在于所述的正电极是由若干条镍铬金属丝或 镍铬金属带设在同一平面内，按16 26mm范围内等距离排列制成一个组件。优先地本发明非热等离子体反应器在于所述的正电极与负电极之间的放电距离 设计范围是8 18mm。优先地本发明非热等离子体反应器在于所述的正电极是由若干条镍铬金属丝或 镍铬金属带设在同一平面内，按22mm最佳值等距离排列制成一个组件；正电极与负电极之 间的最佳放电距离是12mm。优先地本发明非热等离子体反应器在于所述的正电极的镍铬金属丝或镍铬金属 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；金属丝直径最佳值是0. 20mm，或金属带最佳宽度是2mm，厚度是0. 10mm。本发明与现有技术相比具有以下的有益效果本发明所设计的一种非热等离子体反应器正电极是由若干条镍铬金属丝或镍铬 金属带设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，所述的负电极是铝板或不锈钢板 制成。由于若干条镍铬丝或镍铬金属带构成的正电极的两端是固定在阻止微放电导电轨上 的，远离绝缘连接柱；再是阻止微放电导电轨的两端又与正交设置在反应器四周的四根正电极金属支架固定，并作电连通。结果是绝缘连接柱仅仅是一个端面通过阻止微放电导电 轨再与正电极金属支架相接触。所以与现有技术相比，其微放电效应基本可以忽略。特别 要说明的是阻止微放电导电轨的截面比起镍铬丝或镍铬金属带要大得多，即使存在微弱的 微放电效应，也不会影响等离子体反应器正常工作及其工作寿命。克服了“细线容易断线的 缺陷”，纠正了 “宁可牺牲消毒净化效果，摒弃细金属丝的正电极而选用锯齿状放电极或针 尖状电离极以换取消毒净化器的可靠性和工作寿命的技术偏见。”再是安全系数要求严格 的外接直流电源的正极高压导线可以就近连接在任何一根阻止微放电导电轨上，使所有镍 铬丝或镍铬金属带构成的正电极全部电连通；外接直流电源的负极导线连接反应器金属外 壳通地线，兼备电磁屏蔽作用，符合电磁兼容要求。本发明的正电极金属支架外缘设有阻止微放电导电轨的固定圈，固定圈的长度按 减小同极性电磁场相互屏蔽作用的要求设定。这样可以等距离隔开相邻的阻止微放电导电 轨，安装工艺简单；重要的是使若干条镍铬丝或镍铬金属带构成的正电极之间的电磁场相 互屏蔽作用降低到最低水平，使每根镍铬丝或镍铬金属带在直流强电场中作稳定的电晕放 电，获得高浓度等离子体。本发明的每根正电极金属支架的上、下两端各设一个绝缘连接柱与外壳相对应的 安装孔固定，由绝缘连接柱固定栓把绝缘连接柱紧固在外壳上；所述的负电极的上、下两端 是固定在外壳内壁上，并作电连通。这样一来，若干条镍铬丝或镍铬金属带构成的正电极、 阻止微放电导电轨和四根正电极金属支架与等离子体反应器外壳精密联成一体，而且绝缘 性能良好。由于负电极的上、下两边也是固定在外壳内，这样整体安装时确保正电极置于相 邻两个负电极中间部位，使放电均勻；还使等离子体反应器的整体结构牢固，正电极与负电 极之间距离也保证恒定。根据上述结构设计，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，获得意想不到的 效果。本发明具有可靠性好、工作寿命长、产生等离子体浓度高，提高空气消毒净化效率。本发明是等离子体空气消毒净化器核心部件，它外接直流高压电源及风机，直流 高压电源输出端的正极与等离子体反应器的正电极作电连通，直流高压电源输出端的负极 与等离子体反应器的负电极作电连通；将等离子体反应器设置在空气消毒净化器的进风口 和风机之间。等离子体空气消毒净化器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。同时具有除尘、 去血腥、去异味、降解甲醛、烟雾和TVOC等有机废气的功能。本发明配上合适的直流高压电 源及风机，在IOOm3室内工作30min，经检测白色、金黄色葡萄球菌的杀灭率为99.9% ；菌 落总数彡200cfu/m3 ；异味去除率彡96% ；悬浮粒子数彡3500个/1(Φ ^ 0. 5 μ m)；甲 醛去除率达99. 8% ；空气中留存臭氧量彡0. 05mg/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，而达到同样效果的紫外线及臭氧的能耗至少为160W。
图1是本发明实施例1的结构示意图；图2是本发明实施例1的立体图；图3是本发明实施例2的结构示意图；图4是本发明实施例2的立体图；图5是本发明正电极为金属丝的放电工作示意图；图6是本发明正电极为金属带的放电工作示意图；图7是本发明外加直流高压电源的脉冲波形图。主要部件附图标记说明I"等离子体反应器2_ J[流高压电源
101-正电极102-负电极
103-阻止微放电导电轨104-正电极金属支架
105-绝缘连接柱106-绝缘连接柱固定栓
107-导电轨固定圈108-外壳
109-进风口110-出风口
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是本发明实施例1的结构示意图，图2是本发明实施例1的立体图。本发明所 设计的一种非热等离子体反应器，包括正电极101，负电极102和外壳108，负电极102的上、 下两边直接固定在金属制成的外壳108内。外壳108前端设有进风口 109，外壳108后端设有 出风口 110，进风口和出风口均设有空气过滤器。正电极101置于相邻两个负电极102中间部 位，正电极101和负电极102按气流方向平行设置。所述的正电极101是由若干条镍铬金属 丝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100以下整数)。负电极 102是铝板或不锈钢板制成，共计η+1块。负电极102也可用铁、铜等其它金属板表面涂镍铬 替代，但是质价比不如铝板或不锈钢板。若干条镍铬金属丝的正电极101的电晕放电电场是 沿着金属丝的径向四周分布均勻；而锯齿状及针尖状的正电极在反应器中工作时仅在顶尖 处放电，放电电场极不均勻，锯齿状及针尖状的顶尖处在暗室中可以看到发光亮点就是例证。 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，镍铬金属丝的正电极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三倍以上，而且测定的臭氧指标低于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》中的空气臭氧量< 0. 16mg/m3的规定。本发明所设计的若干条镍铬丝的正电极101的两端是固定在阻止微放电导电轨 103上，阻止微放电导电轨103的两端设有圆孔，再对准与正交设置在反应器四周的四根圆 螺杆制成的正电极金属支架104穿孔而过，精密固定，并作电连通。阻止微放电导电轨103 的两端与正电极金属支架104也可以采用焊接或铆接，效果等同而工艺稍复杂。本发明所设计的正电极金属支架104外缘设有阻止微放电导电轨的固定圈107， 等距离隔开阻止微放电导电轨103，固定圈的长度按减小同极性电磁场相互屏蔽作用的要
8求设定。试验表明相邻的两条正电极距离过小(本例< 12mm时)，由于同极性电磁场相 互屏蔽作用导致电晕放电微弱；但是，距离过大(本例> 30mm时)，占用空间大，又会使等 离子体浓度下降。阻止微放电导电轨103、正电极金属支架104和导电轨固定圈107都是由 铝或不锈钢材料制成。导电轨固定圈107内孔直径大于正电极金属支架104外径0.2mm。本发明所设计的每根正电极金属支架104的上、下两端各设有一个绝缘连接柱 105与外壳108相对应的安装孔固定，由绝缘连接柱固定栓106把绝缘连接柱105紧固在 外壳108上。负电极102的上、下两端是固定在金属制成的外壳108内壁上，并作电连通。 绝缘连接柱105由塑料嵌金属件制成，并与正电极金属支架104两端的螺纹相配合。绝缘 连接柱105设定直径大于正电极与负电极放电距离时，直接与金属外壳相对应的安装孔固 定。当绝缘连接柱105设定直径小于正电极与负电极放电距离时，由绝缘连接柱固定栓106 把绝缘连接柱105紧固在金属外壳108上。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 说明的是本发明的外壳108左、右两边与负电极102平行部分还兼任负电极功能，不但结构 精巧、简单，节省材料；而且整体牢固，性能稳定。实施例2:图3是本发明实施例2的结构示意图，图4是本发明实施例2的立体图。本发明所设计的一种非热等离子体反应器，包括正电极101，负电极102和外壳 108，负电极102的上、下两边直接固定在外壳108内，外壳108前端设有进风口 109，外壳 108后端设有出风口 110，正电极101置于相邻两个负电极102中间部位，正电极101和负 电极102按气流方向平行设置。所述的正电极101是由若干条镍铬金属带设在同一平面内 按等距离平行排列构成一个组件，共计η组；所述的负电极102是铝板或不锈钢板构成，共 计η+1块，包括外壳108左右两侧板。若干条镍铬金属带构成的正电极101的两端是固定 在阻止微放电导电轨103上，阻止微放电导电轨103的两端再与正交设置在反应器四周的 四根正电极金属支架104固定，并作电连通。正电极金属支架104外缘设有阻止微放电导 电轨的固定圈107，等距离隔开阻止微放电导电轨103。每根正电极金属支架104的上、下 两端各设有一个绝缘连接柱105与外壳108相对应的安装孔固定，由绝缘连接柱固定栓6 把绝缘连接柱5紧固在外壳8上。所述的负电极102的上、下两端是固定在金属制成的外 壳108内壁上，并作电连通。正电极101的镍铬金属带的厚度与镍铬金属丝直径相仿，但是 镍铬金属带的宽度是镍铬金属丝直径的数倍。正电极在反应器中作电晕放电时，溅射所引 起的电极损耗相同的状态下，其工作寿命也将延长数倍。本实施例与金属丝的正电极不同之处在于金属带宽度是金属丝的20倍左右，电 晕放电引起溅射导致电极损耗后，金属带损耗处因缺损距离负电极远，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。这样一来，电极损耗处于自我调节状态，进一 步延长其工作寿命，获得意想不到的效果。实施例3 本发明所述的阻止微放电导电轨103是由铝棒或不锈钢条制成，若干条镍铬丝或 镍铬金属带制成的正电极101的两端固定在阻止微放电导电轨103上对应位置的凹槽内予 以定位。第二种实施方案是阻止微放电导电轨103上对应位置设定位梢，正电极101的两 端设固定圈套在定位梢上，拉紧固定。第三种实施方案是阻止微放电导电轨103上对应位置设定位弹性金属片，正电极101的两端设固定圈套在定位弹性金属片顶端，拉紧固定。绝 缘连接柱105的高度比正电极101与负电极102之间的放电距离大5 8mm ；使正电极101 不会向金属制成的外壳108的上、下两块侧板放电。绝缘连接柱固定栓106是由不锈钢制 成的螺栓。实施例4 本发明所述的制成正电极101的镍铬金属丝或镍铬金属带是高电阻电热合金； 正电极101的镍铬金属丝直径是0. 1 0. 3mm,或镍铬金属带宽度是0. 5 5mm，厚度是 0. 05 0. 3mm ；镍铬金属带厚度是0. 05 0. 3mm的端面对准负电极(102)设置，金属带放 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丝或金属带，外形尺寸与上述方案相 同，只是成本略低，性能稍差。实施例5 本发明所述的制成负电极102的铝板厚度为0. 5 2. 0mm，表面氧化处理，工作寿 命长，外观亮丽；或制成负电极102的不锈钢板厚度为0. 3 1. 5mm,结构轻巧牢固。负电 极102的上、下两端设凸部，外壳108的上、下两侧板对应处设凹槽，两者插入精密固定。也 可以是焊接、铆接法固定，只是工艺复杂，定位误差比设凹槽方案要大。实施例6:本发明所述的正电极101是由若干条镍铬金属丝或镍铬金属带设在同一平面内， 按16 26mm范围内等距离排列构成一个组件，共计η组。若干条镍铬金属丝或镍铬金属带 之间的距离是根据消除同极性电磁场相互屏蔽作用要求设置的。正电极101与负电极102 之间的距离设计范围是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。实施例7 本发明正电极101是由若干条镍铬金属丝或镍铬金属带设在同一平面内，按22mm 最佳值等距离排列制成一个组件，共计η组；正电极101与负电极102之间的最佳距离是 12mm。实施例8 正电极101的镍铬金属丝或镍铬金属带的牌号为Cr20Ni80的高电阻电热合金；镍 铬金属丝直径最佳值是0. 20mm，或镍铬金属带最佳宽度是2mm，厚度是0. IOmm0本实施例可 以选用同规格的铁铬铝材料，牌号为0Crl7A17Mo2的高电阻电热合金，类似上海三广电工 合金有限公司制造的同类产品，它的最高使用温度是1400°C，耐氧化。图5是本发明正电极为金属丝的放电工作示意图，图6是本发明正电极为金属带 的放电工作示意图，图7是本发明外加直流高压电源的脉冲波形图。本发明外接直流高压 电源2及风机，直流高压电源输出端的正极与等离子体反应器的正电极101作电连通，直流 高压电源2输出端的负极与等离子体反应器的负电极102作电连通。将等离子体反应器设 置在空气消毒净化器的进风口和风机之间，正电极101和负电极102按气流方向平行设置。 不难看出，无论是正电极101的金属丝或金属带，对于负电极102放电都要比锯齿状或针尖 状正电极的反应器均勻得多。本发明能对室内空气在动态状况下作全天候消毒净化，对人 体和电器设备无任何危害。
以上所述，仅仅是参照附图的实施例对本发明的非热等离子体反应器作了进一步 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 的等离子体反应器内阻止微放电技术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。例如所述的正电极是若干条镍铬金属丝或镍铬金 属带，可以改为钼、钨制成棱型、椭圆型、三角形作等同替代。但是钼、钨材料的机械强度及 空气中耐氧化性能差，棱型、椭圆型、三角形的正电极加工困难。所述的阻止微放电导电轨 可以用金属管或加厚、加粗的金属弹性片、弹簧的简单变形替代，但是失去了应有的弹性作 用，制造工艺变复杂、成本增高；而效果还是等同于铝棒或不锈钢条制成的阻止微放电导电 轨。四根正电极金属支架可以减少至两根甚至一根，这种结构的电连通困难，长期运行会出 现电接触不良。导电轨固定圈可以用螺帽替代，把阻止微放电导电轨固定在正电极金属支 架上，但制造过程中费工费时，而且正电极之间距离也难以控制。负电极可以是涂镍涂铬的 铜板、铁板予以替代，仍然不能避免被氧化，性能比不上铝板或不锈钢板，并且延长了生产 周期。上述各种方式的简单变形或等同替代仅仅是举例。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，更何仿技 术性能都比不上本发明的优先实施例。
权利要求
非热等离子体反应器，包括正电极(101)，负电极(102)和外壳(108)，负电极(102)的上、下两边固定在金属外壳(108)内，外壳(108)前端设有进风口(109)，外壳(108)后端设有出风口(110)，正电极(101)置于相邻两个负电极(102)中间部位，正电极(101)和负电极(102)按气流方向平行设置，其特征在于所述的正电极(101)是由若干条耐氧化的金属丝或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；所述的负电极(102)是铝板或不锈钢板制成，共计n+1块；若干条金属丝或金属带制成的正电极(101)的两端是固定在阻止微放电导电轨(103)上，阻止微放电导电轨(103)的两端再与正交设置在反应器四周的四根正电极金属支架(104)固定，并作电连通；正电极金属支架(104)的外缘设有若干个圆筒状的阻止微放电导电轨固定圈(107)，阻止微放电导电轨固定圈(107)等距离隔开相邻的阻止微放电导电轨(103)；每根正电极金属支架(104)的上、下两端各设一个绝缘连接柱(105)与外壳(108)相对应的安装孔固定。
2.根据权利要求1所述的非热等离子体反应器，其特征在于所述的阻止微放电导电 轨(103)是由铝棒或不锈钢条制成，若干条正电极(101)的两端固定在阻止微放电导电轨(103)的对应位置上设有凹糟，也可以设置成凸梢或弹性不锈钢片定位固定；所述的绝缘 连接柱(105)的高度比正电极(101)与负电极(102)之间的放电距离大5 8mm;绝缘连 接柱固定栓(106)是由不锈钢制成的螺栓。
3.根据权利要求1所述的非热等离子体反应器，其特征在于制成正电极(101)是由 耐氧化的高电阻电热合金镍铬金属丝或镍铬金属带制成，也可以是铁铬铝合金材料制成； 正电极(101)的金属丝直径是0. 1 0. 3mm,或金属带宽度是0. 5 5mm，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。
4.根据权利要求1所述的非热等离子体反应器，其特征在于制成负电极(102)的铝板 厚度为0. 5 2. 0mm，表面氧化处理；或制成负电极(102)的不锈钢板厚度为0. 3 1. 5mm。
5.根据权利要求1所述的非热等离子体反应器，其特征在于所述的正电极(101)是由 若干条镍铬金属丝或镍铬金属带设在同一平面内，按16 26mm范围内等距离排列制成一 个组件。
6.根据权利要求1所述的非热等离子体反应器，其特征在于所述的正电极(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1、5或6所述的非热等离子体反应器，其特征在于所述的正电极 (101)是由若干条镍铬金属丝或镍铬金属带设在同一平面内，按22mm最佳值等距离排列制 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。
8.根据权利要求1或3所述的非热等离子体反应器，其特征在于所述的正电极(101) 的镍铬金属丝或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；金属丝直径最佳值是0. 20mm,或金属带最佳宽 度是2mm，厚度是0. 10mm。
全文摘要
本发明属空气消毒净化技术领域，涉及非热等离子体反应器。该反应器包括正电极、负电极和外壳，正电极置于相邻两个负电极中间部位，外壳前端设有进风口，后端设有出风口；其特征在于正电极是由若干条金属丝或金属带设在同一平面内，按等距离平行排列制成一个组件；负电极是铝板或不锈钢板制成；正电极的两端固定在阻止微放电导电轨上，导电轨的两端再与正电极金属支架固定，每根正电极金属支架经绝缘连接柱与外壳固定，并作电连通。本发明有效阻止正电极的微放电现象，延长了金属丝或金属带工作寿命，增强反应器产生的等离子体浓度，而且节能。它广泛应用于非热等离子体空气消毒净化器。
文档编号A61L9/22GK101920034SQ20091026378
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 申请人:周云正