非热等离子体空气净化消毒反应器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及非热等离子体空气净化反应器，包括外壳和正、负电极，外接风机和电源，正电极设置于两个相邻负电极板之间且绝缘连接，同时设进风口和出风口，正、负电极的间距不小于发电距离的2倍，正电极通过正电极连接件固定在绝缘件上，绝缘件包括绝缘环；正电极包括固定于正电极连接件上的n组金属带组，每个金属带组设置于两个相邻负电极板之间，金属带组由耐氧化金属丝或金属带设在同一平面内等间距排列组成；反应器外壳通过负电极连接片固定n+1排沿反应器的通风方向平行设置的负电极板构成负极，负电极板可拆卸地安装于所述的负电极连接片上，负电极连接片上设有镶嵌绝缘件的通孔，绝缘环镶嵌在该通孔处。本发明大大提高了净化效果。
【专利说明】非热等离子体空气净化消毒反应器
【技术领域】
[0001]本发明属于空气净化消毒【技术领域】，具体涉及非热等离子体空气净化反应器。
【背景技术】
[0002]现有的空气净化消毒器所用的非热等离子体反应器主要是由正电极、负电极和反应器外壳组成。正电极有的用金属细丝或金属细带、有的用不锈钢皮做成锯齿状或尖针状几种。
[0003]非热等离子体空气净化消毒的优越性也已被业内外越来越多的人士所认可，但目前上市运用仍不够广泛，研究证实其原因是目前非热等离子体反应器设计不合理、不科学: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，但由于它们放电只是在尖端处电晕放电，会形成放电电流注，放电不均匀，在暗室中可以看到正电极与负电极之间有一条直径0.2_左右的紫蓝光光束，这是空气中放电不均匀现象。在紫蓝光束周围等离子体浓度高，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的物质；而离开紫蓝光束稍远处的等离子体浓度就很低，空气净化消毒效果就差。这类反应器由于产生高浓度的臭氧及氮氧化物而消毒效果受到限制，这也是目前专业技术比较难以解决的技术问题。其次是锯齿状或尖针状放电尖端处慢慢变钝，工作不到几个月净化效果大大降低，这是由于正电极的放电尖端处的变钝而曲率半径变大，起晕电压变高，放电电流随之减小，空气消毒净化效率当然会降低。这种衰退现象导致等离子体浓度降低是不容易被使用者发现的，所以这种净化器会给使用者造成一定的麻烦或损失。
[0004] 申请人:经过长期反复试验和调查发现:现在市场上等离子体反应器正、负电极之间的上万伏左右高电压的绝缘材料一般选用塑料、有机玻璃、环氧树脂等。理想的绝缘体是不导电的，但实际上绝缘体总是有一定的、很弱的导电能力。绝缘体有阻止电流通过的特性，但若加上高电压时，会有少许的漏电流至绝缘体的内部或表面，当电压超过绝缘材料的耐压值时，就会击穿绝缘材料，在材料表面形成导电碳化膜，这样就丧失了绝缘功能，且这些绝缘材料作为支架直接用来固定等离子体反应器金属丝的正、负电极。
[0005]反应器制作的难点是:这些绝缘材料耐压强度都不高，然而工作时，所受电压都要在6千伏以上，有的接近2万伏的电压，而且每根正电极都是直接与这些绝缘材料连接的，金属丝又非常的细，金属丝越细起晕电压越低，就越容易形成电晕放电，其次是随着工作时间增加，这些绝缘材料的表面随空气湿度变化、尘埃的堆积造成漏电、爬弧，由于诸多的不利因素，所以在细金属丝与绝缘材料接点处很容易形成电晕放电，电流柱产生，电晕放电产生的高能电子对绝缘材料和金属导电材料分子的电离、离解和熔解起直接作用，其反应过程复杂，反应产物为金属的氧化物等，时间稍长些金属丝就会断。这就是以往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。
[0006]在同样的高压脉冲电源下，对锯齿状及针尖状，金属丝、金属带的正极制成同样规格的等离子体反应器，所用的绝缘材料是塑料，且金属丝、金属带直接固定在绝缘材料上面，让其工作，做平行试验，连续每日观察检测。发现工作仅20天左右，锯齿状及针尖状反应器工作电流已明显下降；尖端慢慢变钝，所产生的等离体浓度下降，这就是锯齿状及针尖状正电极的尖端这个固定点由于电晕放电而尖端最尖的部分慢慢被烧掉而变钝不尖的结果，金属丝反应器工作60天左右就出现断丝；金属丝烧断处都是在金属丝正电极与绝缘材料接触处，这就是因为该接触处用来把金属丝固定在绝缘材料上的点产生电晕放电使金属丝被烧断，而金属带由于有3毫米左右的宽度而没有断，但与绝缘材料接触处的金属带明显变窄了。所有反应器正电极放电方向附近都有了深遏色略带油腻壮的物质；金属丝、金属带正电极与绝缘材料接触点及其附近表面也均有黄遏色的物质，这是由于金属丝或金属带在那接点处电晕放电，而产生的黄遏色物质的导电碳化膜，在与绝缘材料接触处的不锈钢金属丝、金属带正电极有明显腐蚀的迹象。时间再长一点就被烧断。
[0007]上述等离子体反应器试验表明，这类反应器由于绝缘材料耐压值不高，随着反应器工作时间的延长，绝缘材料表面有聚集着灰尘，水分等杂物，又是正电极金属丝、金属带直接固定连接在绝缘材料上，在接壤处很容易产生电晕放电，产生电流柱，绝缘材料表面被击穿而形成的导电碳化膜。使有效工作区的功率下降，而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。
[0008]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，收尘极两端连接收尘极连接件，放电极连接件和收电极连接件分别连接在绝缘材料上。
[0009]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。
[0010]上述两个发明都考虑到“构成低温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。
[0011]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。
[0012]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。由于阳极与绝缘板接触处的电晕放电，和其绝缘板表面的杂质而导电使其被击穿，使阳极金属丝仅仅工作几个月就会被烧断。
[0013]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是没有用好正电极二端连接的绝缘材料、和细金属丝直接与绝缘板连接。由于细金属丝直接与绝缘板连接，由于绝缘材料的绝缘性能不好，在高电压的情况下绝缘材料绝缘性能下降而微导电，因而在连接处的那一点优先形成电晕放电(因这个连接处正电极与形成的负电极距离最近)，慢慢地这个点就被熔化变细而最终断裂。所以用细金属丝容易被烧断的根本原因就是连接正电极的绝缘材料绝缘性能不好，细金属丝直接与绝缘板连接，在细金属丝与绝缘板连接处产生电晕放电。反应器使用过程中，这些绝缘材料表面会有杂质的存在，在一定的高电压下绝缘性能下降了，产生电晕放电了，因而好多厂家没找到原因而放弃细金属丝作正电极，选用锯齿状正电极或针尖状正电极。锯齿状正电极或针尖状正电极的尖端使用后会慢慢变钝，正电极放电处的曲率半径就变越大，起晕电压变越高，放电电流随之变越小，空气净化消毒效率当然会降越低，还会造成臭氧超标准等问题。
[0014]还有些企业就放弃掉等离子体反应器，把针尖状正电极作成静电放电的电子静电吸附型净化装置，它只能吸附尘埃，细菌、病毒。几乎不能分解有毒有害的有机化合物。
[0015]目前市场上空气净化器一般都是通过滤层过滤，活性碳吸附来净化空气，其滤芯要经常换，一、二个月就要换，如不及时更换，会造成二次污染。少数的用高压静电来杀菌消毒，可人和机器共存，它是以物理的变化方式处理污染空气，将空气中的污染物转移到机器内的核心材料上(核心材料即是过滤层和活性碳)，还会造成二次污染。用臭氧、270纳米以下的紫外线只是杀灭细菌病毒，不能分解去除甲醛等有机化物，且人和机器是不能共存的。单一用T12光催化来净化空气几乎没有效果。但这类净化器却被广泛使用着。
【发明内容】
[0016]本发明目的在于:提供一种非热等离子体空气净化消毒反应器，性能可靠、工作寿命长。
[0017]本发明目的通过下述技术方案实现:一种非热等离子体空气净化消毒反应器，包括反应器的外壳和由金属丝或金属带构成的正电极、负电极板构成的负电极，外接风机和产生7?8千伏直流脉冲电源电压的电源，正电极设置于两个相邻负电极板之间且绝缘连接，前端设有进风口，后端设有出风口，正、负电极的间距不小于发电距离的2倍，其中，
所述的正电极通过正电极连接件固定在绝缘件上，所述的绝缘件包括绝缘环；
所述正电极包括固定于正电极连接件上的η组金属带组，每个金属带组设置于两个相邻负电极板之间，所述的金属带组由不少于二条的耐氧化金属丝或金属带设在同一平面内等间距排列组成，η为自然数；
所述反应器外壳通过前、后、上、下对称设置的负电极连接片固定η+1排沿反应器的通风方向平行设置的负电极板构成负极，所述负电极板可拆卸地安装于所述的负电极连接片上，所述的负电极连接片上设有镶嵌绝缘件的通孔，所述的绝缘环镶嵌在该通孔处。
[0018]本发明的正电极不与绝缘件直接接触，避免了正电极与绝缘体连接处易产生电晕放电，产生电流柱，绝缘材料表面被击穿而形成的导电碳化膜等现象。从而延长了反应器的使用寿命。直流脉冲电源电压可以变化，一般为6-20KV，随着电压的变化，放电距离也随之相应变化。
[0019]在上述方案基础上，本发明提供了一种具体的正电极连接件，所述正电极连接件至少包括相互垂直设置的正电极连接件A和带连接孔的正电极连接件B，所述正电极连接件A由不锈钢螺杆和套嵌于所述不锈钢螺杆外的多段等长金属固定圈组成，该正电极连接件A穿过正电极连接件B的连接孔至二端的负电极连接片的镶嵌绝缘环的通孔处与绝缘环固定；多个正电极连接件B嵌于金属固定圈之间的间隙中，使相邻的正电极连接件B沿通风方向等距离隔开，金属带组固定在正电极连接件B上。所述的不锈钢螺杆直径可以为5mm左右，通过所述铝管固定圈等距离隔开相邻的正电极连接件B。
[0020]在上述方案基础上，所述绝缘环为氧化铝陶瓷绝缘环，该绝缘环里端设有与正电极连接件A连接的螺丝孔，外端通过橡胶绝缘垫片向内封堵，不锈钢螺杆的端头紧固在该螺丝孔内，使至少一段金属固定圈的端头与绝缘环的里端抵顶。本发明所述正电极的连接件A两端通过耐高压绝缘材料连接于所述负电极连接片上；所述耐高压绝缘材料是由氧化铝陶瓷绝缘环和硬橡胶绝缘垫片制成，镶嵌于所述负电极连接片的用于镶嵌绝缘环的通孔上。陶瓷绝缘环可以是99%氧化铝陶瓷绝缘环。
[0021]由于金属带组通过正电极连接件B与正电极连接件A电联,正电极连接件A的螺丝杆与绝缘环固定，这种结构可防止正电极与绝缘材料接触处的电晕放电，同时，优选的绝缘材料也进一步保证绝缘环耐击穿性能，提高金属带组的使用寿命。
[0022]在上述方案基础上，所述正电极连接件B是由η个不锈钢弹簧片和二块厚度
0.5?2.0mm招板,或厚度为0.3?1.5mm不锈钢板通过冲压后拼装而成的组合件,金属带或金属丝的两端与呈上、下对应设置的不锈钢弹片连接形成正电极组网。不锈钢弹簧片的数量与金属带组的数量相同。所述正电极金属带组的两端与。
[0023]在上述方案基础上,所述的金属固定圈为招管固定圈且管壁厚度不小于1.5mm,套在所述的不锈钢螺杆外。
[0024]在上述方案基础上，所述的外壳由分别连接前上、后上负电极连接片的顶盖和分别连接前下、后下负电极连接片的底框构成，正电极连接件与顶盖和底框的距离比正、负电极之间的放电距离长5?8mm，其中，所述正电极金属带组与负电极板之间的放电距离选在8?18mm,优选放电距离为10mm。安装方法如:所述的正电极连接件A和正电极连接件B的安装位置距离负电极板要达到20mm以上，且该安装位置比正电极金属带组与负电极板之间的放电距离大5mm以上。由于空气的耐压强度是3-4仟伏/mm，提供反应器工作的电源电压设定为7-8仟伏，电源电压变了放电距离也相应变化。
[0025]在上述方案基础上，所述正电极金属带组是由耐氧化的高电阻电热合金镍锌白铜金属丝或镍锌白铜金属材料制成，如牌号为CuNil5Zn21，也可以由镍铬合金材料制成高电阻电热合金，每组正电极金属带组由不少于二条的耐氧化金属丝或金属带设在同一平面内按16?26mm间距排列组成，优选22mm,其中，所述金属丝直径为0.1?0.3mm,优选0.2mm ；所述金属带的宽度为0.5?3mm,厚度为0.05?0.2mm,优选的宽度为2mm,厚度是0.1Omm,所述金属带的端面垂直于负电极板的平板面设置。
[0026]在上述方案基础上，所述的负电极连接片内侧设有等间距凹槽，凹槽内嵌固矩形负电极板的四个顶角。
[0027]在上述方案基础上，所述负电极板是由铝板或不锈钢板制成。具体地说，如果所述负电极板为招板，厚度为0.5?2.0mm,表面氧化处理；如果所述负电极板为不锈钢板，其厚度为0.3?1.5mm。
[0028]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
(I)本发明所设计的非热等离子体空气净化消毒反应器的正电极金属带组是由多数条镍锌白铜金属丝或镍锌白铜金属带设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，空气经过反应器时就得到了同一平面内多数条金属丝或金属带产生的等离子连续的净化处理，而不是一条的净化处理，所以大大提高了净化效果。
[0029](2)由于多数条镍锌白铜丝或镍锌白铜金属带构成的正电极的两端是固定在正电极连接件B的不锈钢弹片上，正电极连接件A与正电极连接件B垂直连接形成整个正电极组网。正电极连接件A两端通过耐高电压陶瓷绝缘环固定在负电极连接片上，多数块负电极板的两端四个角处分别镶嵌固定在四块负电极连接片的凹槽上，所以反应器的整个正极和整个负极全部都固定在同一块负电极连接片上，负电极连接片固定在外壳上，可以说作为外壳的一部分，使反应器作为一个核心部件非常方便灵活地安装于不同形状、不同大小、不同处理技术的净化器内。
[0030](3)正电极连接件B与正交设置的正电极连接件A连接，而只有正电极连接件A通过绝缘件与负电极连接片连接，在反应器一端正电极连接件A只有二根，也就是说整个反应器的正极只有四个端处与负电极连接，大大减少了正、负极的连接点，也就是大大减少了可能发生的电晕放电点。
[0031](4)正电极连接件B和正电极连接件A截面比镍锌白铜丝或镍锌白铜金属带要大几十倍，所以正、负极接触处即使绝缘件绝缘效果不理想也不会产生电晕放电。
[0032](5)再有选用的绝缘件是耐压值很高的99%氧化铝陶瓷和硬橡胶，它们的耐压值分别是8-25千伏/mm和20-38千伏/mm，比空气的耐压值3_4千伏/mm高得多的多，陶瓷绝缘环壁厚是2.2mm,正电极连接件A与陶瓷绝缘环连接后离外壳的最小距离是6mm,正极与负极的放电距离是10mm，所以7-8千伏工作电压绝不会造成正电极连接A与绝缘件连接处的电晕放电。也不会与外壳产生任何放电现象。
[0033](6)制成正电极金属带组的金属细丝或金属细带是通过截面比其大几十倍正电极连接件B和正电极连接件A连接,再由正电极连接件A与陶瓷绝缘环连接，由于正电极连接件A截面比金属细丝或金属细带大几十倍，其起晕电压也比金属细丝或金属细带的起晕电压高好多倍，所以进一步保证了正电极连接件A与陶瓷绝缘环连接处不会发生电晕放电。
[0034](7)负电极板的平行设置形成了可通风区域，该通风区域离陶瓷绝缘环有较大的距离(从垂直距离来说，陶瓷绝缘环距离通风区域的距离要大于负电极板至正电极连接件A和正电极连接件B的安装位置)，减少了空气流过带来的水和灰尘等而聚集沾污陶瓷绝缘环上，也就是减少了正电极连接件A与陶瓷绝环接触处的电晕放电可能性。
[0035](8)本发明的正电极连接件A由直径5mm的不锈钢螺丝，加上内径大于5mm的铝金属固定圈组成，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正电极连接件B，安装工艺简单；重要的是使多数条镍锌白铜丝或镍锌白铜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，使每根镍锌白铜丝或镍锌白铜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。
[0036](9)由于正电极连接件A和负电极板都是固定在负电极连接片上，这样整体安装时确保正电极金属带组置于相邻两个负电极板中间部位，使放电均匀；还使等离子体反应器的整体结构牢固，整个正电极金属带组的金属丝或金属带与负电极板之间的放电距离确保恒定一样，确保每组正电极金属带组，乃至每根正电极金属丝或金属带工作时都能产生均匀的高浓度等离子体。
[0037]( 10)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，负电极连接片同时也兼有外壳的作用，使等离子体反应器的整体结构更紧凑，简单，获得了非常好的效果。
[0038](11)本发明外接直流高压脉冲电源，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，通过风机鼓风加强风流经反应器以达到理想的空器消毒净化效果。本发明具有广谱杀菌效果:对葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、白念株菌、霉菌及支原体、乙肝、流感等病毒均有闻效的灭杀率。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。
[0039](12)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正电极连接件A上，使所有镍锌白铜丝或镍锌白铜金属带构成的正电极全部电连通；夕卜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。
[0040]本发明精密联成一体，就成为一个合理的等离子体反应器，而且具有优异的绝缘性能；具有可靠性好、工作寿命长、产生等离子体浓度高，极大地提高了空气消毒净化的效率。
[0041]本发明克服了“细丝容易断线的技术难题”，终结了“宁可牺牲消毒净化效果，放弃细金属丝的正电极而选用锯齿状放电极或针尖状放电极以换取消毒净化器的可靠性和工作寿命的技术选择”。
[0042]本发明配上合适的直流高压电源及风机，在10m3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:< 200cfu/m3 ;异味去除率:> 96% ;悬浮粒子数3500个/!(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。
[0043]综上,本发明杜绝了正电极与正电极链接件连接处的电晕放电，杜绝了正电极连接件与绝缘材料接触处的电晕放电。避免了金属细丝或金属细带正电极与绝缘材料的直接接触，彻底避免了正电极金属细丝或金属细带由于与绝缘材料直接接触，在接触处产生电晕放电导致正电极金属丝被烧断而缩短工作寿命。大大提高了反应器产生的等离子体浓度，也就大大提高了消毒净化空气的效率，可靠性好，工作寿命长，而且节能环保，没有二次污染，是空气净化消毒的首选。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1是本发明等离子体反应器结构示意图；
图2是本发明等离子体反应器立体图；
图3是本发明负电极平行设置在后上、后下负电极连接板上的结构示意图；
图4是本发明正电极连接件B结构示意图；
图5是本发明正电极连接件A结构示意图；
图6是本发明陶瓷绝缘环和硬橡胶垫片结构示意图；
图7是本发明正电极为金属丝或金属丝的放电工作示意图； 图8是本发明外加直流高压电源的脉冲波形图。
[0045]附图中标记说明:
1-正电极金属带组； 2-负电极板；
3——正电极连接件A;
31—不锈钢螺杆螺丝；
32——招管固定圈；33——与正电极连接件B的连接处；
4——正电极连接件B;
41—连接孔；42—不锈钢弹片；
5——负电极连接片
501、502、503、504——前上、前下、后上、后下负电极连接片；
51——螺丝孔；
53——绝缘环；531——螺丝孔；
52,54——第一、第二镶嵌绝缘环的通孔；
55-硬橡胶绝缘垫片；56-用于固定负电极板的凹槽；
6-反应器外壳:61、62-顶盖、底框；
7——进风口；
8——出风口；
9—直流脉冲电源。
【具体实施方式】
[0046]下面请参阅说明书附图，对本发明进一步描述。
[0047]如图1是本发明的结构示意图、图2是本发明的立体图、图3是本发明负电极平行设置在后上、后下负电极连接板上的结构示意图所示，一种非热等离子体空气净化消毒反应器，包括反应器的外壳6和由金属丝或金属带构成的正电极、负电极板构成的负电极，夕卜接风机和产生7?8千伏直流脉冲电源电压的电源9，正电极设置于两个相邻负电极板2之间且绝缘连接，前端设有进风口 7，后端设有出风口 8，正、负电极的间距不小于发电距离的2倍，其中，
所述的正电极通过正电极连接件固定在绝缘件上，所述的绝缘件包括绝缘环53 ；所述正电极包括固定于正电极连接件上的η组金属带组1，每个金属带组I设置于两个相邻负电极板2之间，金属带组I由不少于二条的耐氧化金属丝或金属带设在同一平面内等间距排列组成，η为自然数；
所述反应器外壳6为上下顶盖61和底框62、通过对称设置的前上、前下、后上、后下负电极连接片501、502、503、504 (共同形成负电极连接片5)固定η+1排沿反应器的通风方向平行设置的负电极板2构成负极，所述负电极连接片5由铝板冲压制成，可以为氧化铝板。如图3所示，η+1排负电极板2可拆卸地安装于所述的后上、后下负电极连接片503、504上，如后上负电极连接片503上设有二个镶嵌绝缘件的通孔，为第一、第二镶嵌绝缘环的通孔52、54，每个通孔内均镶嵌所述的绝缘环53。
[0048]所述前上、前下、后上、后下负电极连接片501、502、503、504通过位于其四个顶点的螺丝孔51与反应器外壳6螺接。
[0049]所述正电极连接件至少包括相互垂直设置的正电极连接件A3和带连接孔41的正电极连接件B4，所述正电极连接件A3由不锈钢螺杆31和套嵌于所述不锈钢螺杆31外的多段等长金属固定圈32组成，该正电极连接件A3穿过正电极连接件B4的连接孔41至前、后二端的负电极连接片的镶嵌绝缘环的通孔处与绝缘环53固定；多个正电极连接件B4嵌于金属固定圈32之间的间隙33中，使相邻的正电极连接件B4沿通风方向等距离隔开，金属带组I固定在正电极连接件B4上。本实施例有三个平行设置的正电极连接件B。
[0050]所述绝缘环53为氧化铝陶瓷绝缘环，该绝缘环53里端设有与正电极连接件A3连接的螺丝孔531，外端通过橡胶绝缘垫片55向内封堵，不锈钢螺杆31的端头紧固在该螺丝孔531内，至少一段金属固定圈32的端头与绝缘环53的里端抵顶(如图6所示)。
[0051]如图4所示，所述正电极连接件B4是由不锈钢弹簧片42和二块厚度0.5?2.0mm铝板，或厚度为0.3?1.5_不锈钢板通过冲压后拼装而成的组合件，所述金属带或金属丝的两端与呈上、下对应设置的不锈钢弹片连接形成正电极组网。
[0052]如图5所示，所述的金属固定圈32为铝管固定圈且管壁厚度不小于1.5mm。
[0053]具体来说，所述正电极连接件至少包括正电极连接件A3和正电极连接件B4 ;所述正电极连接件A3为由直径5mm的不锈钢螺杆螺丝31和套嵌于所述不锈钢螺杆螺丝31外且管壁不小于1.5mm的铝管固定圈32组成；所述正电极连接件B4嵌于所述铝管固定圈32之间的间隙中，即图5中的与正电极连接件B的连接处33，所述铝管固定圈32等距离隔开相邻的所述的正电极连接件B4 ;所述正电极连接件B4为由不锈钢弹片42和1.5mm铝板通过冲压后拼装而成的组合件；在所述正电极连接件B4上设有与所述正电极连接件A3连接的连接孔41 ;在所述正电极连接件B4上设有不锈钢弹片42 ;所述正电极金属带组I的两端与呈上、下对应设置的不锈钢弹片42连接形成正电极组。
[0054]所述正电极连接件B4中使用的不锈钢弹片42为硬弹片即可，不限于不锈钢材质。如图5所示，本发明所设计的正电极连接件A3上的铝管固定圈32，等距离隔开正电极连接件B4，固定圈32的长度按减小同极性电磁场相互屏蔽作用的要求设定。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。
[0055]正电极连接件B4、正电极连接件A3和固定圈32都是由铝或不锈钢材料制成。固定圈32内孔直径大于正电极连接件A3的外径0.2mm。
[0056]在本实施例中，所述的外壳6由分别连接前上、后上负电极连接片的顶盖和分别连接前下、后下负电极连接片的底框构成，正电极连接件与顶盖和底框的距离比正、负电极之间的放电距离长5?8mm，其中，所述正电极金属带组与负电极板之间的放电距离选在8 ?18mm0
[0057]所述正电极金属带组I是由耐氧化的高电阻电热合金镍锌白铜金属丝或镍铬合金材料制成，每组正电极金属带组I由不少于二条的耐氧化金属丝或金属带设在同一平面内按16?26mm间距排列组成,其中，所述金属丝直径为0.1?0.3mm ;所述金属带的宽度为0.5?3mm,厚度为0.05?0.2mm,所述金属带的端面垂直于负电极板2的平板面设置。
[0058]所述的负电极连接片5内侧设有等间距凹槽56，凹槽56内嵌固矩形负电极板2的四个顶角。
[0059]所述的正电极金属带组I,每个所述正电极金属带组I由至少二条耐氧化金属丝或金属带设在同一平面内按16?26mm等距离平行排列组成，优选按22mm等距离平行排列组成。
[0060]在上述方案基础上，所述正电极金属带组I是由耐氧化的高电阻电热合金镍锌白铜金属丝或镍锌白铜金属带制成(牌号为CuNil5Zn21)，也可以由镍铬合金材料制成高电阻电热合金。具体地说，如果所述正电极金属带组I为金属丝，其直径为0.1?0.3mm，最佳值为0.2mm ;如果所述正电极金属带组I为金属带，其宽度为0.5?3mm,厚度为00.05?
0.2_，所述金属带的端面垂直于负电极板2的平板面设置，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10年左右。所述金属带优选的宽度为2_，厚度是0.10mnin
[0061]所述正电极金属带组I固定于所述正电极连接件B4上，所述正电极组连接件B4的连接孔41连接与其垂直设置的所述正电极组连接件A3，并作电连通；所述正电极的连接件A3两端通过耐高压绝缘材料连接于所述负电极连接片5上。
[0062]正电极金属带组I的镍锌白铜金属丝或镍锌白铜金属带的厚度与镍锌白铜金属丝直径相仿，但是镍锌白铜金属带的宽度是镍锌白铜金属丝直径的数倍。金属带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。
[0063]与金属丝的正电极不同之处在于金属带宽度是金属丝的二十倍左右，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。如此，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。
[0064]所述负电极板2为铝板，厚度为0.5?2.0mm,工作寿命长，外观亮丽；如果所述负电极板2为不锈钢板，其厚度为0.3?1.5mm，结构轻巧牢固。若将本发明安装完成，所述负电极板2也是个组件，多数块间隔距离相等且平行放置。负电极板2的上、下两端四个角镶嵌于负电极连接片5的用于固定负电极的凹槽56上。
[0065]本发明中的负电极板2虽然也可用其它金属板表面涂镍铬替代，但是性价比不如铝板或不锈钢板。多数条镍锌白铜金属丝的正电极的电晕放电电场是沿着金属丝的径向向四周均匀分布；镍锌白铜金属带的正电极的电晕放电电场是沿着金属带两侧边缘径向向四周均匀分布；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，放电电场极不均匀，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。在本实施例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相同，镍锌白铜金属丝或镍锌白铜金属带作正电极金属带组I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五分之一，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。
[0066]本发明按下列安装参数进行安装:
第一，所述的正电极连接件A和正电极连接件B的安装位置距离负电极板要达到20mm以上，且比正电极金属带组与负电极板之间的放电距离大5mm以上。
[0067]第二,所述的正电极连接件A和正电极连接件B须远离外壳15mm以上。
[0068]第三，用非热等离子体反应器来净化室内空气，因空气中有氧化能力极强的臭氧等会与一些金属反应，所以必须选用耐氧化的金属细丝或金属细带、耐氧化的锯齿状或尖针状金属作正电极材料，必须选用耐氧化金属板作为负电极。这类非热等离子体反应器，细金属丝和金属细带电晕放电均匀，产生的电磁场密度高，产生非热等离子体浓度就高。
[0069]本发明结构设计需要遵循以下原则:
第一要选好用好绝缘材料；
第二是减少正电极与绝缘材料的直接接触；
第三是杜绝细金属丝或细金属带直接与绝缘材料的接触；
第四是选用耐压值高的绝缘材料，其击穿电压必须大大高于发应器的工作电压；
第五是需要合理空气流向，使进出的空气不经过正电极与绝缘材料接触处，减少或避免灰尘等杂物聚集该处；
第六是控制正电极与负电极之间的放电距离。距离太近会放电，产生电流柱，距离关系到整机的安全性和功效，根据空气耐压强度和反应器工作电压，如果脉冲电压为6?20KV，则放电距离一般为6?20mm，目前大多数电子元器件、部件都能胜任。
[0070]第七是本发明中正电极镍锌白铜金属丝直径或镍锌白铜金属带厚度与宽度。正电极金属丝直径越细，金属带越薄起晕电压越低，等离子体浓度越高；但是要兼顾机械强度及工作寿命，镍锌白铜金属丝直径是0.1?0.3_或镍锌白铜金属带厚度是0.05?0.2_为好。
[0071]第八是设计本发明各正电极间的间距。根据正电极与负电极之间的放电距离来确定，一般是放电距离的二倍以上，如果放电距离是10mm，则正电极与正电极间的距离应大于 20mm。
[0072]图7是本发明正电极为金属丝或金属带的放电工作示意图，图8是本发明外加直流高压电源的脉冲波形图。
[0073]本发明外接直流高压电源9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金属带组I作电连通，直流高压电源9输出端的负极与等离子体反应器的负电极板2作电连通。直流高压脉冲电源为7至8千伏。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，正电极金属带组I和负电极板2按气流方向平行设置。不难看出，无论是正电极金属带组I的金属丝或金属带，对于负电极板2放电都要比锯齿状或针尖状正电极的反应器均匀得多。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。
[0074]本发明的杀菌原理:采用双极等离子体静电场对带负电细菌分解与击破，将尘埃极化并吸附，再组合药物浸溃型活性炭、静电网、光触媒催化装置等组件进行二次杀菌过滤，经过处理的洁净空气大量快速循环流动，使受控环境保持在“无菌无尘室”标准。
[0075]本发明的杀菌效果:杀菌快速彻底，对空气中自然菌杀菌率30分钟达到100%，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌40分钟内达到99%以上。开机45分钟空气沉降菌(15 CFU/皿？?30MIN、空气中浮游菌< 800个/m³ ;空气洁净度达到30万等级(IS09级标准)以上，最高可达到百级。
[0076]另外，还能分解甲醛、甲苯、氡、氨气、一氧化氮、烟气、二恶英、TVOC等有毒有害的有机化合物质，分解后经重新组合成水、二氧碳、氧气等无毒无害的无机物质。等离子体反应器内的高能电磁场，能吸附击毁除去不同um粒径的颗粒物，除去PM2.5，具有非常好的净化效果。
【权利要求】
1.一种非热等离子体空气净化消毒反应器，包括反应器的外壳(6)和由金属丝或金属带构成的正电极、负电极板构成的负电极，外接风机和产生7?8千伏直流脉冲电源电压的电源(9)，正电极设置于两个相邻负电极板(2)之间且绝缘连接，前端设有进风口(7)，后端设有出风口(8)，其特征在于，正、负电极的间距不小于发电距离的2倍，其中， 所述的正电极通过正电极连接件固定在绝缘件上，所述的绝缘件包括绝缘环(53)； 所述正电极包括固定于正电极连接件上的η组金属带组(I )，每个金属带组(I)设置于两个相邻负电极板(2)之间，金属带组(I)由不少于二条的耐氧化金属丝或金属带设在同一平面内等间距排列组成，η为自然数； 所述反应器外壳(6)通过前、后、上、下对称设置的负电极连接片(5)固定η+1排沿反应器的通风方向平行设置的负电极板(2)构成负极，所述负电极板(2)可拆卸地安装于所述的负电极连接片(5)上，所述的负电极连接片(5)上设有镶嵌绝缘件的通孔，所述的绝缘环(53)镶嵌在该通孔处。
2.根据权利要求1所述的非热等离子体空气净化消毒反应器，其特征在于，所述正电极连接件至少包括相互垂直设置的正电极连接件A (3)和带连接孔(41)的正电极连接件B(4)，所述正电极连接件A (3)由不锈钢螺杆(31)和套嵌于所述不锈钢螺杆(31)外的多段等长金属固定圈(32)组成，该正电极连接件A (3)穿过正电极连接件B (4)的连接孔(41)至二端的负电极连接片的镶嵌绝缘环的通孔处与绝缘环(53)固定；多个正电极连接件B (4)嵌于金属固定圈(32)之间的间隙(33)中，使相邻的正电极连接件B (4)沿通风方向等距离隔开，金属带组(I)固定在正电极连接件B (4)上。
3.根据权利要求2所述的非热等离子体空气净化消毒反应器，其特征在于，所述绝缘环(53)为氧化铝陶瓷绝缘环，该绝缘环(53)里端设有与正电极连接件A (3)连接的螺丝孔(531)，外端通过橡胶绝缘垫片(55)向内封堵，不锈钢螺杆(31)的端头紧固在该螺丝孔(531)内，至少一段金属固定圈(32)的端头与绝缘环(53)的里端抵顶。
4.根据权利要求2所述的非热等离子体空气净化消毒反应器，其特征在于，所述正电极连接件B (4)是由不锈钢弹簧片(42)和二块厚度0.5?2.0mm铝板，或厚度为0.3?1.5mm不锈钢板通过冲压后拼装而成的组合件，所述金属带或金属丝的两端与呈上、下对应设置的不锈钢弹片连接形成正电极组网。
5.根据权利要求1或2所述的非热等离子体空气净化消毒反应器，其特征在于， 所述的金属固定圈(32)为招管固定圈且管壁厚度不小于1.5mm。
6.根据权利要求1或2所述的非热等离子体空气净化消毒反应器，其特征在于，所述的外壳(6)由分别连接前上、后上负电极连接片的顶盖和分别连接前下、后下负电极连接片的底框构成，正电极连接件与顶盖和底框的距离比正、负电极之间的放电距离长5?8mm，其中，所述正电极金属带组与负电极板之间的放电距离选在8?18mm。
7.根据权利要求1所述的非热等离子体空气净化消毒反应器，其特征在于，所述正电极金属带组(I)是由耐氧化的高电阻电热合金镍锌白铜金属丝或镍铬合金材料制成，每组正电极金属带组(I)由不少于二条的耐氧化金属丝或金属带设在同一平面内按16?26mm间距排列组成，其中，所述金属丝直径为0.1?0.3mm ;所述金属带的宽度为0.5?3mm，厚度为0.05?0.2mm,所述金属带的端面垂直于负电极板(2)的平板面设置。
8.根据权利要求1或2所述的非热等离子体空气净化消毒反应器，其特征在于，所述的负电极连接片(5)内侧设有等间距凹槽(56)，凹槽(56)内嵌固矩形负电极板(2)的四个顶角。
9.根据权利要求1或2所述的非热等离子体空气净化消毒反应器，其特征在于，所述的正电极金属带组(I)，每个所述正电极金属带组(I)由至少二条耐氧化金属丝或金属带设在同一平面内按16?26mm等距离平行排列组成。
10.根据权利要求1所述的非热等离子体空气净化消毒反应器，其特征在于，所述负电极板是由招板或不锈钢板制成，为招板时，厚度为0.5?2.0mm,表面氧化处理为不锈钢板，其厚度为0.3?1.5mm。
【文档编号】A61L9/22GK104127907SQ201410383495
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】吴志梯, 陈军 申请人:上海侃亿诺纺织品有限公司