专利名称：设有等离子体净化的抽油烟机的制作方法
技术领域：
本发明属于空气消毒净化技术领域，具体涉及设有等离子体净化的抽油烟机。
背景技术：
现在厨房的抽油烟机长期停留在只排放不净化的局面，油烟污染严重。抽油烟机 无法及时清洗大量积聚的油垢，致使排烟不畅。多数抽油烟机使用半年后，需要清洗，但拆 洗维护工作量大，有些核心部件被油垢粘附不易清洗，导致“噪音刺耳、越排越污”。医学研 究证明，烹饪一顿菜饭产生的油烟对健康的危害相当于吸两包香烟。油烟对人体健康造成 的危害是导致肺癌，全球每年因此大量人员死亡。高温炸炒的烹饪，使油烟引起的发病率更 高。引人注目的是政府及有关部门已对城市的餐饮油烟、机动车尾气、扬尘和恶臭气体四大 类主要空气污染源的严厉查处。为此，一些科技人员研究开发各种不同类型的净化油烟机，如过滤型、静电型、臭 氧型、紫外线型的。过滤型利用物体表面间存在的范德华力，吸附随空气流中的悬浮油烟颗粒污染 物。其缺点是过滤阻力随油烟颗粒物的增多而增大，净化效率随之下降直到堵塞为止。静电型净化油烟机通过电极的静电放电，借助库仑力的作用，将油烟颗粒物从气 流中分离出来，达到净化目的。它吸附油烟有效，但油污积存在电极板上，更不能净化其它 有害气体，净化效果差。臭氧型净化油烟机是利用臭氧的不稳定特性和强氧化作用杀菌消毒的。臭氧是一 种强氧化剂，降解油烟有效。但是不宜在有易燃、易爆气体直接接触的场所。臭氧一旦泄漏， 对人体呼吸道造成伤害。紫外线净化油烟机采用低气压汞蒸汽放电灯在高电压作用下辐射出波长253. 7nm 的紫外线降解油烟。紫外线属于不可见光，容易泄漏，对人体眼睛、皮肤会造成伤害；紫外线 灯管及镇流器的工作寿命一般低于8000小时。上述各种不同类型的净化油烟机单一使用效果不佳，所以选两种或三种合而为 一，以弥补其不足，但是效果也不理想。例如，中国专利公报于2008年10月1日公开了 一项发明，申请号为 200810037598. 6，发明名称《零排放油烟净化装置》，提供一种包括净化装置载体、过滤板， 其特征在于，还包括除尘电极、紫外线空气净化装置；所述净化装置载体为管状，两端分别 设有进气口和排气口 ；所述净化装置载体内部自进气口 一端至排气口 一端，依次装有过滤 板、透气的除尘电极和紫外线空气净化装置。该发明是过滤板、除尘电极、紫外线空气净化装置三者合成一体，净化效果是全 面。但是静电设备加紫外线灯管及镇流器，结构之复杂、故障及维修保养难可想而知。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的不足，提供能杀灭细菌、病毒，降解油烟、有机化合
4物，去除颗粒污染物，产生等离子体浓度高，无二次污染；而且结构简单、节能、可靠性好、工 作寿命长的设有等离子体净化的抽油烟机。为了达到上述目的，本发明所设计的设有等离子体净化的抽油烟机，包括从进气 口到排气口依次装有挡油板、等离子体反应器和风机，挡油板底部装有漏油管并连通，全部 安装在壳体内；壳体下部设有集油罐，与漏油管出口对接，可拆卸；脉冲电源的高压输出端 与等离子体反应器作电连接，等离子体反应器设置在油烟隔板组成的气流风道中；其特征在于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)；所述的负电极是铝板或不锈钢板制成，共计η+1块，正电极设置在相邻两块负电极中 间部位；等离子体反应器内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，所 述的金属带的正电极两端是分别固定在阻止微放电导电轨上相对应位置上的；阻止微放电 导电轨的两端各设置一个绝缘连接物，并固定在反应器外壳相对应的安装孔中；若干条阻 止微放电导电轨用耐氧化导线作电连通。优选地，所述的阻止微放电导电轨上设有等距离排列的凸部，正电极的两端是分 别固定在相对应导电轨上的凸部的顶端；阻止微放电导电轨的凸部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，凸部的顶端设置向外侧弯头；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，凸部顶端弯头套入不锈钢连接框方孔内；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，所述的阻止微放电导电轨上设有等距离排列的凹部，凹部设η组，正电极 金属带的两端是分别固定在相对应阻止微放电导电轨的凹部；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物与反应 器外壳相对应的安装孔固定，再设绝缘连接物固定栓把绝缘连接物紧固在金属反应器外壳 上。优选地，所述的负电极表面是氧化处理的铝板制成，负电极的两面敷设纳米级 Ti02。优选地，所述的脉冲电源内设有一个半导体开关管Ql和脉冲升压变压器，半导体 开关管Ql和脉冲升压变压器是按单端反激式逆变电路设置的；所述的半导体开关管Ql的 漏极D与脉冲升压变压器的初级线圈同名端al连接，开关管Ql的源极S经限流电阻器Rl 与输入直流电源DC负极连接，初级线圈异名端bl连接输入直流电源DC正极；初级线圈和 次级线圈的同名端al、a2和异名端bl、b2是反向设置的。优选地，所述的脉冲升压变压器设有一个多槽绝缘线圈骨架，次级线圈是分三段、 五段至七段绕制在多槽绝缘线圈骨架相对应的凹槽内串联而成；每个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，在于所述的制成正电极是由耐氧化的镍铬金属带制成，也可以是铁铬铝 合金材料制成；金属带宽度是1——2mm,厚度是0. 05mm——0. 20mm。优选地，在于所述的脉冲电源内设有电源开关与市电作电连接，风速调节开关的 输出端与风机电连接。本发明与现有技术相比具有以下的有益效果本发明挡油板底部装有漏油管并连通，下部设有集油罐，与漏油管出口对接，可拆 卸。将大部分油污撞击在挡油板上，顺着漏油管流进集油罐，及时拆卸清洁，减轻等离子体 反应器负担。尤其是等离子体反应器内设有正电极是由耐氧化的金属带；负电极是铝板或不锈 钢板制成，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 别固定在阻止微放电导电轨上相对应位置上的。与现有技术相比，等离子体反应器内微放 电效应被阻止微放电导电轨阻止，使每根正电极在脉冲电源强电场中作稳定的电晕放电， 获得高强度等离子体。与放电极是锯齿状或尖针状的处于尖端放电状态相比，金属带的正 电极是沿着带状四周均勻放电，获得等离子体强度是锯齿状或尖针状的2——4倍，能高效 杀灭细菌、病毒，又能降解油污物和废器，消除异味；等离子体反应器内的高压静电场能吸 附粒径小至0. 01 μ m颗粒状的气溶胶。经实测在20m3密封房间空气中人工喷染的白色葡萄球菌，一台额定功率为7W的 本发明工作30min后的杀灭率为99. 98%以上，工作60min的杀灭率可高达100%。本发明 油雾降解率95%以上，转换成碳、水等无毒无害的无机物，无二次污染，实现零排放。悬浮粒 子数彡3500个/L (Φ彡0. 5 μ m)，空气中留存臭氧量彡0. 02mg/m3。本发明产生等离子体浓度高，既能高效杀灭细菌、病毒，降解油雾废气、有机化合 物，消除异味，去除颗粒状污染物；而且节能，结构简单、可靠性好、工作寿命长，实现零排 放。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。本发明的又一个研究课题是发现等离子体反应器内的“微放电现象”及提出阻止 微放电的导电轨技术方案。等离子体用于空气消毒净化设备是近十几年事，以前的等离子体反应器正电极选 用电晕放电优良的细金属丝，但是近几年被锯齿状或尖针状结构所取代。究其原因是细金 属丝作电晕放电容易断，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。就 是因为“断丝”才无可奈何改成尖针状、锯齿状电极的。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。上述发明创造的“放电极的下部为锯齿状”是不得已而为之。宁可牺牲消毒净化 效果，以换取消毒净化器的工作寿命的技术方案是一种偏见。经过调查分析多数技术人员为了解决等离子体反应器正、负电极之间的绝缘问 题，选用绝缘材料作支架直接固定等离子体反应器金属丝的正电极。研究表明介电常数高 的绝缘材料对隔离高电位的正、负极是有好处，致命弱点是在等离子体反应器内就会产生 “微放电现象”。介电常数越高的材料，其表面微放电现象愈甚。为了提升消毒净化效果，往 往提高等离子体反应器的外加电源电压，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，分解产物是它们的氧化物及 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。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——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。本发 明的“等离子体反应器内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，所述 的正电极的两端是分别固定在阻止微放电导电轨上相对应位置上的”，就是根据这一等离 子体反应器内“微放电效应”作出的。由此可见，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是本发明设有等离子体净化的抽油烟机结构示意图；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是图2的阻止微放电导电轨结构示意图；图4是本发明的等离子体反应器另一实施例的立体结构图；图5是本发明的脉冲电源电原理图；图6是本发明的脉冲升压变压器结构示意图；图7是本发明的脉冲升压变压器电路图；图8是本发明脉冲升压变压器输出高压放电电流波形图。主要部件附图标记说明I"等离子体反应器2_脉冲电源3-风机
4_挡油板5-进气口6-排气口
7_漏油管8-壳体9_集油罐
10-油烟隔板11-电源开关12-风速调节开关
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-绝缘连接物106-绝缘连接物固定栓
107-导电轨固定圈108-反应器外壳109-凸部
110-不锈钢连接框111-负电极固定梢212-多槽绝缘线圈骨架
214-初级线圈215-次级线圈216-脉冲升压变压器
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是本发明设有等离子体净化的抽油烟机结构示意图；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是图2的阻止微放电导电轨结构示意图。如图，设有等离子体净化的抽油烟机，包括从进气口 5到排气口 6依次装有挡油板 4、等离子体反应器1和风机3。挡油板4底部装有漏油管7并连通，全部安装在壳体8内； 壳体8下部设有集油罐9，与漏油管7出口对接，可拆卸。脉冲电源2的高压输出端与等离 子体反应器1作电连接，等离子体反应器1设置在油烟隔板10组成的气流风道中。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η组(η为50以内整数)；所述的负 电极102是铝板或不锈钢板制成，共计η+1块，正电极101设置在相邻两块负电极102中间 部位。等离子体反应器内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，所 述的金属带的正电极101两端是分别固定在阻止微放电导电轨上相对应位置上的。阻止微 放电导电轨103的两端各设置一个绝缘连接物105，并固定在反应器外壳108相对应的安装 孔中；若干条阻止微放电导电轨103用耐氧化导线作电连通。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。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。事实上近四、五年来市场上关于丝状结构的放电阳极构成的等离子体空气消毒净 化装置已经销声匿迹，原因是作放电阳极的金属丝容易断，工作寿命仅4——6个月。放电 阳极呈齿状结构或针尖状的虽不容易被烧断，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——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，这种“空城计”摆设后患无穷。前几年这方面的论文、专利比较多，但是近四、五年市场上逐渐被锯齿状放电极的 静电型空气净化器占据上峰。据调查分析，主要原因就在于此。实施例2
参见图2、图3，本发明的阻止微放电导电轨103上设有等距离排列的凸部109，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 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。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. Omm,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。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10 30mm排列。正电极101与负电极 102之间的放电距离设计范围是6 20mm。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3 图4是本发明的等离子体反应器另一实施例的立体结构图。如图所示，所述的阻 止微放电导电轨103上设有等距离排列的凹部，凹部设η组，正电极101的两端是分别固定 在相对应阻止微放电导电轨103的凹部；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物 105与外壳108相对应的安装孔固定。再设绝缘连接物固定栓106把绝缘连接物105紧固 在金属反应器外壳108上。凹槽的宽度和深度与正电极101的金属带相配合。优点是定位精确，金属带在空 气流中不易晃动，加工工艺比阻止微放电导电轨103上设凸部109简单；缺点是无弹性，工 作时间久，正电极101的金属带会松弛。导电轨固定圈107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。 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. 1——0.2mm，便于安装。负电极102的上、下两端是固定在金属制成的反应器外壳108内壁上，并作电连 通。绝缘连接物105由塑料内嵌金属件制成，并与正电极金属支架104两端的螺纹相配合。 绝缘连接物105设定直径大于正电极与负电极放电距离时，正电极金属支架104直接与金 属外壳相对应的安装孔固定，不设绝缘连接物固定栓106。当绝缘连接物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把绝缘连接物105紧固在金属反应
9器外壳108上。等离子体反应器整体精巧、牢固。实施例4 所述的负电极102表面是氧化处理的铝板制成，负电极102的两面敷设纳米级 Ti02。利用等离子体反应器自身发出的紫外线激发Ti02，消毒因子是低温等离子体加激发 Ti02所产生的自由基。等离子体和自由基是双重高效杀灭细菌病毒，降解有机化合物、油气 污染物。所述的纳米级Ti02是带隙能3. 2eV的锐钛矿型催化剂，带隙能值高。特别强调的是等离子体反应器负电极102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A1203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Ti02的禁带宽度是3. 2eV，对应紫外线波长阈值是387. 5nm。实验表 明Ti02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。二氧化钛(Ti02)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 Ti02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C02和H20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，油污降解率95%以上。本发明的光触媒二氧化钛(Ti02)光催化净化，是依靠等离子体反应器本身产生紫 外线的照射催化作用。这样一来，紫外光源和镇流器就可省掉，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。获得意想不到的效果。实施例5 图5是本发明的脉冲电源电原理图；图6是本发明的脉冲升压变压器结构示意图； 图7是本发明的脉冲升压变压器电路图。图中所示所述的脉冲电源2内设有一个半导体开关管Q1和脉冲升压变压器 216，本发明的半导体开关管Q1和脉冲升压变压器是按单端反激式逆变电路设置的，逆变 输出的窄脉冲电流上升速率高，产生的臭氧和氮氧化物< 0. 02mg/m3。半导体开关管Q1的漏极D与脉冲升压变压器216的初级线圈214同名端al连 接，开关管Q1的源极S经限流电阻器R1与输入直流电源DC负极连接，初级线圈214异名 端bl连接输入直流电源DC正极；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。脉冲升压变压器216设有一个多槽绝缘线圈骨架212，次级线圈215 是分三段、五段至七段绕制在多槽绝缘线圈骨架212相对应的凹槽内串联而成。每个线包 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。脉冲电源2高压输出端 OUT与等离子体反应器正电极101用高压导线213连接。脉冲电源2负输出端与等离子体 反应器外壳连通，共同接地GND。
本发明所设计按单端反激式逆变电路设置，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，反激式逆变器除了完成 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直接安全 接地，电磁屏蔽性能更好。本发明设计的脉冲电源的输出高压脉冲上升时间短。经研究，在室内环境中为使 呈容性的等离子体反应器产生多的高能电子，激发气体分子进行电离或离解，产生强氧化 性的自由基，最好采用窄脉冲(脉宽几PS、上升时间为几十至几百nS)放电电流。在极短 的时间内，电子被加速成为高能电子，而其它质子较大的离子由于惯性作用，在脉冲瞬间来 不及被电子加速而基本保持静止。空气中的氮气和氧气不会被激活，产生的臭氧和氮氧化 物< 0. 02mg/m3,实测结果验证上述设计。同时获得有益效果是反激式逆变器输出的脉冲电流是Q1在关断时使存储在脉 冲升压变压器初级绕组内的磁能瞬间释放，获得18KVP_P，工作频率40KHZ，脉冲宽度4 i! 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6 本发明设计的初级线圈214和次级线圈215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218 ；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。铁氧体的电感系数低，线圈绕组要增加，损耗当然也大。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 微晶铁心作电磁耦合。铁基超微晶铁心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。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80nS。实施例7 本发明设计的开关管Q1的G极设有驱动电路IC，驱动电路IC内设有振荡器ZTC、 误差放大器WCF和比较器PWM，驱动电路IC是制成一个模块；也可以选用开关电源控制集 成电路UC3842类替代。另一种技术方案是选用开关电源控制集成电路IC1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IC1包括MC33374制 成。本发明所述的脉冲升压变压器216初级线圈设有瞬变二极管D1和快恢复二极管 D2，反向串联后与初级线圈214并联，瞬变二极管D1的正极与电源正输出端DC连接，电容 器C1与瞬变二极管D1并连。快恢复二极管D2的正极与开关管Q1漏极连接。瞬变二极管 D1吸收Q1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D1优选1. 5KE250A型，工作电流4. 2A，限幅电压237——263V。
本发明脉冲电源2工作原理市电由整流电路桥式整流，滤波电容器滤波得到直流电源DC。当开关管Q1被PWM 脉冲激励而导通时，直流电源DC施加到脉冲升压变压器216初级线圈的两端，此时初级线 圈相当于一个纯电感，流过初级线圈的电流线性上升，电源能量以磁能形式存储在初级线 圈的电感中；脉冲升压变压器216次级高压快恢复二极管217因反向而截止。当开关管Q1 截止时，由于电感电流不能突变，初级线圈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，初级线圈储存的能量瞬间释放，传送到次级 线圈215升压，产生高压窄脉冲电流，供给外接的等离子体反应器作电晕放电。流经等离子体反应器的工作电流取样送至驱动电路IC内的误差放大器WCF和比 较器PWM处理。当等离子体反应器工作时被损坏、老化、短路时的异常状态信号电流经过处 理，比较器PWM的输出脉宽为零，开关管Q1被关闭，实现自动保护。同样，当等离子体反应 器的工作电流因负载大小而变化，比较器PWM的输出脉宽也随之改变，控制开关管Q1导通 时间，实现自动调整脉冲电源2输出功率，使等离子体反应器作稳定的电晕放电。图8是本发明脉冲升压变压器216输出高压放电电流波形图。此放电电流波形是 在脉冲升压变压器216的输出端外接等离子体反应器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，等离子体反应器的电晕放电稳定。实施例8 本发明制成正电极101是由耐氧化的高电阻电热合金制成，也可以是铁铬铝合 金材料制成；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；金属带宽度是1——2mm,厚度是 0. 05mm-0. 20mmo实施例9 本发明的脉冲电源2内设有电源开关11与市电作电连接，风速调节开关12的输 出端与风机3电连接，根据烹饪产生的油烟量调节风速，有利节能。本发明是专为厨房烹饪配套设计，作零排放。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。在本发明的关于耐氧化金属带的正电极电晕放电、阻止微放电导电轨、等离子体反应 器自身紫外线激发Ti02作零排放等的技术理念范围内，本领域技术人员可以按上述揭示的 内容作出各种方式简单变形或等同替代，依照权利要求书或等同替代物界定，均属于本发 明技术方案的范围内。
权利要求
设有等离子体净化的抽油烟机，包括从进气口(5)到排气口(6)依次装有挡油板(4)、等离子体反应器(1)和风机(3)，挡油板(4)底部装有漏油管(7)并连通，全部安装在壳体(8)内；壳体(8)下部设有集油罐(9)，与漏油管(7)出口对接，可拆卸；脉冲电源(2)的高压输出端与等离子体反应器(1)作电连接，等离子体反应器(1)设置在油烟隔板(10)组成的气流风道中；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)是铝板或不锈钢板制成，共计n+1块，正电极(101)设置在相邻两块负电极(102)中间部位；等离子体反应器内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)，所述的金属带的正电极(101)两端是分别固定在阻止微放电导电轨上相对应位置上的；阻止微放电导电轨(103)的两端各设置一个绝缘连接物(105)，并固定在反应器外壳(108)相对应的安装孔中；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所述的设有等离子体净化的抽油烟机，其特征在于所述的阻止微放 电导电轨(103)上设有等距离排列的凸部(109)，正电极(101)的两端是分别固定在相对 应导电轨上的凸部(109)的顶端；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)的顶端设置向外侧 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，凸 部(109)顶端弯头套入不锈钢连接框(110)方孔内；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。
3.根据权利要求1所述的设有等离子体净化的抽油烟机，其特征在于所述的阻止微放 电导电轨(103)上设有等距离排列的凹部，凹部设η组，正电极(101)金属带的两端是分别 固定在相对应阻止微放电导电轨(103)的凹部；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物(105)与反应器外壳(108)相对应的安装孔固定，再设绝缘连接物 固定栓(106)把绝缘连接物(105)紧固在金属反应器外壳(108)上。
4.根据权利要求1所述的设有等离子体净化的抽油烟机，其特征在于所述的负电极(102)表面是氧化处理的铝板制成，负电极(102)的两面敷设纳米级Ti02。
5.根据权利要求1所述的设有等离子体净化的抽油烟机，其特征在于所述的脉冲电源 (2)内设有一个半导体开关管Ql和脉冲升压变压器(216)，半导体开关管Ql和脉冲升压变 压器(216)是按单端反激式逆变电路设置的；所述的半导体开关管Ql的漏极D与脉冲升压 变压器(216)的初级线圈(214)同名端al连接，开关管Ql的源极S经限流电阻器Rl与输 入直流电源DC负极连接，初级线圈(214)异名端bl连接输入直流电源DC正极；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。
6.根据权利要求5所述的设有等离子体净化的抽油烟机，其特征在于所述的脉冲升压 变压器(216)设有一个多槽绝缘线圈骨架(212)，次级线圈(215)是分三段、五段至七段绕制在多槽绝缘线圈骨架(212)相对应的凹槽内串联而成；每个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) 的内孔中设有磁芯作电磁耦合，磁芯的磁回路中设有磁气隙(218)；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。
7.根据权利要求1、2或3所述的设有等离子体净化的抽油烟机，其特征在于所述的制 成正电极(101)是由耐氧化的镍铬金属带制成，也可以是铁铬铝合金材料制成；金属带宽 度是 1-2mm,厚度是 0. 05mm-0. 20mm。
8.根据权利要求1所述的设有等离子体净化的抽油烟机，其特征在于所述的脉冲电源 (2)内设有电源开关(11)与市电作电连接，风速调节开关(12)的输出端与风机(3)电连 接。
全文摘要
本发明属于空气消毒净化技术领域，具体涉及设有等离子体净化的抽油烟机。它包括进气口、排气口、挡油板、等离子体反应器、脉冲电源和风机。等离子体反应器内正电极是由耐氧化的金属带制成，负电极是铝板或不锈钢板制成；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，正电极两端固定在阻止微放电导电轨上。负电极的两面敷设纳米级TiO2，等离子体加TiO2双重作用，效率显著。能高效杀灭细菌、病毒，降解油烟、有机化合物，去除颗粒污染物，产生等离子体浓度高，无二次污染；而且结构简单、节能、可靠性好、工作寿命长的设有等离子体净化的抽油烟机。本发明是专为厨房烹饪配套设计，实现零排放。
文档编号H01F19/08GK101922750SQ20091011364
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