一种等离子体发生梯型模块及该模块除臭消毒净化装置的制作方法

本发明涉及等离子体发生技术领域，具体涉及一种等离子体发生梯型模块及该模块除臭消毒净化装置。

背景技术

卫浴房是生活必须使用的场所，因为环境的特殊性，细菌、病毒容易滋生，且有臭味和异味，不仅对人体造成感官刺激，引起厌恶、恶心、烦躁等不愉快的感觉，而且臭气的主要成分硫化氢（h2s）和氨、以及各种病毒和细菌影响人体健康、甚至对人体产生致命性病变，为了健康和卫生，人们想尽了各种各样办法处理卫生间的臭味和异味、及杀菌消毒等，如放置樟脑丸、点燃熏香、喷洒芳香型药剂等，这些方法实际上是掩蔽法或转移法，无论是通风转移到空气中、还是芳香味浓盖过臭味，并没有从根本上处理掉臭味和异味、杀灭掉卫生间的细菌和病毒，而且，上述方法有副产物、有二次污染，无法显示它们的科学性和合理性，寻求彻底解决卫生间臭味异味、杀灭细菌病毒、净化清新卫浴空间的有效方法成为本发明的重要动因。

低温等离子体技术被国内外公认为是治理气态污染物和杀菌消毒的关键技术，该技术是一个集物理学、化学、生物学和环境科学于一体的交叉综合性技术，其显著特点是对室内污染物兼具物理作用、化学作用和生物作用，具有费用低、净化效率高、无二次污染等明显优点，等离子体技术种类较多，应用于室内常温和常压下的成熟技术为电晕放电和介质阻挡放电（dbd），净化空气又以dbd应用最广，然而传统应用上，市场现有的介质阻挡放电装置体积大、装置结构复杂，正、负极极性要求高，无法做到简单易行，寻求低温等离子体发生梯型模块小型化、模块化、简洁化成为本发明的第二个动因。

技术实现要素：

为了解决低温等离子体体积大、结构复杂、应用性不强的问题和卫浴房彻底除臭消毒、无副产物、无二次污染的问题，本发明提供了一种等离子体发生梯型模块及该模块除臭消毒净化装置，等离子体发生梯型模块芯片式、小型化、简洁化，模块化组装使用，方便、实用，满足各种二次产品开发领域的应用，该模块除臭消毒净化装置基于模块设计发明，简单、高效、环保。

本发明的技术方案是：一种等离子体发生梯型模块，其特征在于：包括绝缘体梯架、左电极、n个左放电杆、左放电杆介质阻挡层、右电极、n+1个右放电杆、右放电杆介质阻挡层，等离子体发生梯型模块整体呈梯型结构形状，绝缘体梯架设计为梯型结构架，由两根平行立柱和2n+1个横档构成，2n+1个横档平行排列，中心距为e，横档呈圆柱形状，布置在两个平行立柱中间，与平行立柱垂直和连体，平行立柱之间的净尺寸为g，横档之间留空净尺寸为a，a就成为模块dbd介质阻挡放电合理的放电间隙，所述左电极与左放电杆垂直连体、并呈电连接状态，n个左放电杆都为大小相同的轴杆形状，n个左放电杆平行排列，中心距为2e，右电极与右放电杆垂直连体、并呈电连接状态，n+1个右放电杆都为大小相同的轴杆形状，且与左放电杆尺寸形状相同，n+1个右放电杆平行排列，中心距为2e，左电极镶嵌在绝缘体梯架的左立柱内，左放电杆插伸和镶嵌进横档内，圆柱状的横档与左放电杆呈同心圆覆盖、紧密外包状态，环形覆盖外包层即为左放电杆介质阻挡层，所述左放电杆长度方向与右电极不联接，中间有绝缘层隔离，左放电杆右端离右边平行立柱之间的净尺寸为f，所述右电极和右放电杆镶嵌入绝缘体梯架右立柱和横档内的结构型式与左电极和左放电杆一样，右放电杆插伸和镶嵌进右放电杆介质阻挡层，右放电杆与左电极不连接，中间有绝缘层隔离，右电极左端离左端平行立柱之间的净尺寸为f，n个左电杆和n+1个右电杆呈啮齿状相扣合，啮扣重叠距离为b，f+b+f=g，b为介质阻挡放电的单体长度，每个单元的放电面积为a×b，全部放电面积为2n（a×b），左、右电极与高频高压电源相连，正、负极配对即可。

垂直和电连于左电极的n个放电电杆中心距为2e，垂直和电连于右电极的n+1个放电电杆中心距为2e，左、右放电杆的形状功能一样，所述放电杆截面为圆形，其截面直径为∮c，外包覆盖介质阻挡层为同心圆形，其外圆直径为∮d，[e-（∮d-∮c）]=a。

一种等离子体发生梯型模块除臭消毒净化装置，包括壳体、壳体后盖、装置控制器、高频高压电源发生器、自净化滤网、液晶显示屏、等离子体发生梯型模块、风扇、开关控制面板，所述壳体呈左面敞口的盒式长方形结构，右面为正面，正面中间位置开设窗口，窗口上面布置安装液晶显示屏，下面安装开关控制面板，壳体侧向四周开设进风风口，风口处安装自净化滤网，所述壳体后盖，通过螺栓与壳体固定，壳体和壳体后盖形成整体工作盒，离子体发生梯型模块、风扇、装置控制器及高频高压电源发生器布置安装于盒内，离壳体正面窗口向左依次布置等离子体发生梯型模块和风扇，等离子体发生梯型模块固定于壳体正面中间的内壁上，风扇为轴流式风机，正对和靠近等离子体发生梯型模块布置，风扇固定于壳体正面中间的内壁上，壳体正面中间的窗口、离子体发生梯型模块、风扇均呈沿中心线串联的平行状态，相互之间保持间隔距离，且窗口的尺寸比等离子体发生梯型模块的平面尺寸大，风扇的过风面积大于等离子体发生梯型模块的平面面积，离子体发生梯型模块工作产生的高能电子、自由基和活性基团等在风扇的作用下，从窗口喷出至卫浴房空间，高频高压电源发生器和装置控制器呈并排状竖向固定于壳体后盖的内壁上且与风扇留有风机抽风通道需要的距离空间，壳体侧向四周进气和进风，进入壳体盒内风道，在风机抽吸作用下，抽进的气和风通过风扇，往离子体发生梯型模块输送，经过离子体发生梯型模块工作面后，从壳体正面的窗口喷出。

开关控制面板可以设定运行时间参数、启动模式，装置控制器采用单片机芯片和微电子组合结构，液晶显示屏显示运行参数和空气质量参数。

进风口处的自净化滤网，涂覆光触媒。

高频高压发生器是等离子体发生梯型模块的转配电源，频率范围50hz～40khz，电压2kv～50kv，由控制器控制启闭，从而控制等离子体的发生。

介质阻挡放电法是产生等离子体较为理想的方法，本发明采用介质阻挡放电原理设计梯型模块，将复杂的、高技术要求的介质阻挡放电装置发明为梯型结构的芯片式模块，做成标准件，体积小巧，标准模块化应用，具有十分重大的技术转化和推广应用价值，该模块的发明，省去了很多技术转化应用的繁琐程序，不仅可应用于本项目卫浴房净化装置，而且可以推及各种二次产品开发领域的应用，应用本梯型模块等离子体发生梯型模块开发的除臭消毒净化装置，简单、实用、无副产物、无二次污染，净化原理跟其它技术不同，等离子体由大量电子、离子、分子、中性原子、激发态原子、光子和自由基组成，其除臭消毒净化是这样实现的：高能电子瞬时高能量作用下，打开某些有害气体和病毒微生物分子的化学键，使其直接分解为单质原子和无害分子，高能电子作用下强氧化性自由基·o、·oh、ho2·产生，有害有机物分子与强氧化性自由基发生一系列反应，最终被氧化成co2和h2o，另外，高能电子一方面可使空气悬浮颗粒荷电、有害有毒气体分解或离解、空气微生物氧化，进而达到净化空气的目的，另一方面，可使电负性高的气体分子（如氧分子、氮分子）带上电子成为负离子，如负氧离子，从而达到清新空气的目的，本发明不仅可以净化空气，同时还可以清新空气。

本发明消毒净化装置风扇抽进的气和风，是卫浴房特殊环境里的原始空气，含有各种臭味、腐浊、病毒等成分，它们通过等离子体发生梯形模块工作截面时被分解为co2和h2o，其次，从等离子体发生梯形模块工作截面喷出的尾气，里面仍有大量的高能电子、离子、分子、激发态原子，光子、自由基和负氧离子等粒子组分，这些组分继续在卫浴房空间里与有害气体发生化学反应，将有害成分分解为co2和h2o，负离子和负氧离子会将卫浴房空间的尘埃、pm2.5等颗粒物沉降，达到净化和清新空气的效果，还有，风扇对等离子体发生梯形模块具有通风和散热的作用，以维持等离子体发生梯形模块的正常工作。

附图说明

图1是本发明等离子体发生梯型模块除臭消毒净化装置总装结构示意图；

图2是等离子体发生梯型模块结构示意图；

图3是a-a剖面结构示意图；

图4是b-b剖面结构示意图；

图5是c-c剖面结构示意图；

图6是左电极和左放电杆结构示意图；

图7是右电极和右放电杆结构示意图。

图中，壳体1，壳体后盖2，装置控制器3，高频高压电源发生器4，自净化滤网5，液晶显示屏6，等离子体发生梯型模块7，风扇8，开关控制面板9，绝缘体梯架10、左电极11，左放电杆12，左放电杆介质阻挡层13，右电极14，右放电杆15，右放电杆介质阻挡层16。

具体实施方式

以下结合附图和实施例作进一步说明。

如图1一种等离子体发生梯型模块除臭消毒净化装置包括壳体1，壳体后盖2，装置控制器3，高频高压电源发生器4，自净化滤网5，液晶显示屏6，等离子体发生梯型模块7，风扇8，开关控制面板9，所述壳体1呈左面敞口的盒式长方形结构，右面为正面，正面中间位置开设窗口，窗口上面布置安装液晶显示屏6，下面安装开关控制面板9，壳体侧向四周开设进风风口，风口处安装自净化滤网5，所述壳体后盖2，通过螺栓与壳体固定，壳体和壳体后盖形成整体工作盒，等离子体发生梯型模块7、风扇8、装置控制器3及高频高压电源发生器4都布置安装于盒内，离壳体正面窗口向左依次布置等离子体发生梯型模块7和风扇8，等离子体发生梯型模块7固定于壳体1正面中间的内壁上，风扇8为轴流式风机，正对和靠近梯型模块7布置，也固定于壳体1正面中间的内壁上，壳体正面中间窗口和等离子体发生梯型模块及风扇，它们的综合特征是整体呈沿中心线串联的平行状态，相互之间保持合理的间隔距离，且正面窗口的尺寸比等离子体发生梯型模块的平面尺寸大，风扇的过风面积大于等离子体发生梯型模块的平面面积，等离子体发生梯型模块工作产生的高能电子、自由基和活性基团等在风扇的作用下，从窗口喷出至卫浴房空间，实现除臭消毒的目的，高频高压电源发生器4和装置控制器3呈并排状竖向固定于壳体后盖2的内壁上，它们离风扇有一段合理的距离空间，满足风机抽风通道的需要，这样，壳体侧向四周进气和进风，进入壳体盒内风道，在风机抽吸作用下，抽进的气和风通过轴流风机，往等离子体发生梯型模块输送，经过等离子体发生梯型模块工作面后，从壳体正面的窗口喷出，整个壳体内外各器件组合布置形成除臭消毒净化系统，这里有三层工作原理和过程，首先风机抽进的气和风，是卫浴房特殊环境里的原始空气，含有各种臭味、腐浊、病毒等成分，它们通过等离子体发生梯型模块工作截面时被分解为co2和h2o，其次，从等离子体发生梯型模块工作截面喷出的尾气，里面仍有大量的高能电子、离子、分子、激发态原子，光子、自由基和负氧离子等粒子组分，这些组分继续在卫浴房空间里与有害气体发生化学反应，将有害成分分解为co2和h2o，负离子和负氧离子会将卫浴房空间的尘埃、pm2.5等颗粒物沉降，达到净化和清新空气的效果，还有，风扇对等离子体发生梯型模块具有通风和散热的作用，以维持等离子体发生梯型模块的正常工作。

图2-图7所示等离子体发生梯型模块7，包括绝缘体梯架10、左电极11，n个左放电杆12，左放电杆介质阻挡层13，右电极14，n+1个右放电杆15，右放电杆介质阻挡层16，根据低温等离子体dbd介质阻挡放电原理，整体呈梯型结构形状，其特征是绝缘体梯架10设计为梯型结构架，由两根平行立柱和2n+1个横档构成，2n+1个横档平行排列，中心距为e，横档呈圆柱形状，布置在两个平行立柱中间，与平行立柱垂直和连体，平行立柱之间的净尺寸为g，横档之间留空净尺寸为a，a就成为模块dbd介质阻挡放电合理的放电间隙，所述左电极与左放电杆垂直连体、并呈电连接状态，n个左放电杆都为大小相同的轴杆形状，它们平行排列，中心距为2e，右电极与右放电杆垂直连体、并呈电连接状态，n+1个右放电杆都为大小相同的轴杆形状，且与左放电杆尺寸形状相同，它们平行排列，中心距为2e，左电极镶嵌在绝缘体梯架的左立柱内，左放电杆顺势插伸和镶嵌进横档内，圆柱状的横档与左放电杆呈同心圆覆盖、紧密外包状态，这个环形覆盖外包层即为左放电杆介质阻挡层13，所述左放电杆长度方向有要求，它与右电极不联接，中间有绝缘层隔离，左放电杆右端离右边平行立柱之间的净尺寸为f，所述右电极和右放电杆镶嵌入绝缘体梯架右立柱和横档内的结构型式与左电极和左放电杆是一样的，右放电杆插伸和镶嵌进右放电杆介质阻挡层16，右放电杆与左电极不连接，中间有绝缘层隔离，右电极左端离左端平行立柱之间的净尺寸为f，n个左电杆和n+1个右电杆，呈啮齿状相扣合，啮扣重叠距离为b，这里f+b+f=g，b就为介质阻挡放电的单体长度，每个单元的放电面积为a×b，全部放电面积为2n（a×b），左、右电极与高频高压电源相连，正、负极配对即可。开关控制面板9可以设定运行时间参数，启动模式，装置控制器3采用单片机芯片和微电子组合结构，实现手动、自动、遥控和手机控制的功能，液晶显示屏6显示运行参数和空气质量参数；进风口处的自净化滤网5，涂覆光触媒，具有自净化功能，长期使用可以拿出水冲洗即可，不需更换；高频高压发生器4是等离子体发生梯型模块的转配电源，频率范围50hz～40khz，电压2kv～50kv，由控制器3控制启闭，从而控制等离子体的发生。垂直和电连于左电极的n个放电电杆中心距为2e，垂直和电连于右电极的n+1个放电电杆中心距为2e，左、右放电杆的形状功能一样，放电杆截面为圆形，其截面直径为∮c，外包覆盖介质阻挡层为同心圆形，其外圆直径为∮d，这里有较为严谨的尺寸关系，[e-（∮d-∮c）]=a。