靶向擊斷低溫等離子空氣凈化方法及其裝置的制作方法

專利名稱：靶向擊斷低溫等離子空氣凈化方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及對空氣消毒和凈化的方法及其裝置，尤其是靶向擊斷低溫等 離子空氣凈化方法。
背景技術：
隨著人們生活水平的不斷提高，改善家庭、賓館、醫院及辦公室等公共 場所的空氣質量，尤其是對空調房間的空氣進行凈化是所屬領域技術人員長 期探索的問題。室內空氣凈化的方式不單是要更換新鮮空氣，更要對空氣的病毒、細菌等進行殺滅和去除有害氣體。如中國專利號為03221917.2，發明 創造名稱為"室內空氣消毒滅菌凈化裝置"和中國專利號為200610095118. 2， 發明創造名稱為"風口式空氣消毒凈化器"等通過紫外線燈、藥液、消毒劑 填料和吸附層等對空氣進行消毒凈化的方法及裝置。但是目前的技術，包括靜電吸附、微波消毒滅菌和等離子凈化等技術，還存在明顯的不足通常的靜電吸附凈化裝置是由放電絲和負極板組成或相向的正負極板組 成的。試驗報道，靜電吸附裝置能夠捕捉直徑為0.01um的顆粒物。但吸附 的塵埃和微生物并沒有被永久固定在吸附裝置上，當吸附條件發生變化(如 通過靜電吸附裝置的風速提高或電壓不穩定)被吸附的塵埃和微生物會重新 回到空氣中；更重要的是靜電吸附技術對空氣中的微生物只是吸附而不是殺 滅，吸附了大量微生物的極板成了污染源，容易造成二次污染。微波消毒滅菌是使微生物體內的蛋白質、核酸成分等極性物質，在微波 場下高速旋轉、振動， 一方面使微生物體內的蛋白質加熱凝固而死亡，另一 方面也可以使蛋白質、核酸變性而死亡。用2800MHz，脈寬lus，重復頻率 2000Hz，功率2KW的微波，照射放在培養基中的枯草菌、大腸桿菌、曲霉菌， 照射90秒可以殺滅相關微生物。若需要對懸浮在空氣中的微生物照射90秒， 在空氣消毒凈化裝置中，由于空氣的流通，需要較長的通風照射通道，以較 低的空氣流通風速O. lm/S計算，照射90秒，需要9M長的照射通道，在實際運用中受到限制。常用的臭氧凈化技術是利用電極陡脈沖的作用，使電子在極短的時間內 突然加速獲得動能，而氣體中其它原子、分子及各種粒子很難獲得加速，只 能保持其低能量狀態而電離氧氣生成臭氧。臭氧作為一種強效的殺菌劑，破 壞分子細胞壁使細菌、病毒和真菌等微生物失活。但臭氧屬于有害氣體，濃度為6.25X10 —6 mol/L(0.3mg/m3 )時，對眼、鼻、喉有剌激的感覺；濃度 (6.25-62. 5) X 10 -5 mol/L(3 30mg/m3 )時，出現頭疼及呼吸器官局部麻 痹等癥；臭氧濃度為3.125X10 —4 1.25X10—3 mol/L(15 60mg/m 3 )時，則對人體有危害。臭氧具有很強的氧化性，除了金和鉑外，臭氧 化空氣幾乎對所有的金屬都有腐蝕作用。臭氧對非金屬材料也有了強烈的腐 蝕作用，即使在別處使用得相當穩定的聚氯乙烯塑料濾板等，在臭氧加注設 備中使用不久便見疏松、開裂和穿孔。由于臭氧屬有害氣體，使用受到限制。 等離子凈化技術是利用相向的固定電極間產生電暈放電，電介質屏蔽放 電或輝光放電產生低溫等離子體。等離子體的電子獲取了能量，成為高能量 電子，當這種高能量電子與空氣中其他的原子或分子碰撞時，如果電子的能 量比分子、原子的激發能大，就產生激發分子，激發原子、自由基、離子和 各種能量的輻射線，這些不穩定的粒子和輻射線通過不同的方式將能量轉移 到空氣中的塵埃和微生物上，產生種種化學和物理反應，使微生物失活。為 獲得理想的消毒凈化效果，現在的等離子凈化設備在空氣凈化通道進行持續 的放電，以保持空氣凈化通道是高密度等離子團，由于高密度等離子團中高 能量電子游離和碰撞的其他粒子的不可控性，不可避免的形成大量的臭氧。 由于臭氧屬有害氣體，使用受到限制。發明內容針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種能有效殺滅空 氣中微生物和去除空氣中有害氣體的靶向擊斷低溫等離子空氣凈化方法。本發明的另一目的是提供實現所述方法的靶向擊斷低溫等離子空氣凈化 裝置，并不會產生二次污染、使用基本不受限制。本發明的目的是這樣實現的靶向擊斷低溫等離子空氣凈化方法，其特征在于包括如下步驟A、將含微生物和有害氣體的空氣引入到具有微波和低 溫等離子體環境區域中；B、用一個或多個微波場對空氣流中所述微生物和有害氣體分子中的C-C 鍵、C-H鍵和N-H鍵分別或同時共振；c、用低溫等離子體發生器產生的高能粒子撞擊空氣流中的微生物和有害 氣體，使所述微生物和有害氣體分子中發生共振的C-C鍵、C-H鍵和N-H斷裂。實現上述方法的空氣凈化裝置，包括設有進氣口和出氣口的電介質腔體， 其特征在于所述腔體內設有微波發生器和低溫等離子體發生器；腔體的內壁 還設有微波屏蔽網；所述低溫等離子體發生器為線一板式脈沖電暈放電低溫 等離子體發生器，由絕緣子、電暈線和銅板組成；電暈線在腔體內并排排列 數根，電暈線通過絕緣子與腔體固定，電暈線的放電極接直流高壓脈沖電源 的負極，銅板為兩塊分別接直流高壓脈沖電源的正極和接地。所述腔體為陶瓷，微波屏蔽網為100目的不銹鋼網；所述微波發生器由 20W/ 8550兆赫、20W/ 12500兆赫和/或20W/ 13040兆赫組成。相比現有技術，本發明具有如下優點1、 本發明通過對空氣流的特定分子，用微波場對其微生物和有害氣體的 C-C鍵、C-H鍵、N-H鍵共振并降低裂解鍵能，再通過低溫等離子體發生器產 生的高能粒子將這些分子犍斷裂，從而有效殺滅微生物和裂解有害氣體，不 會產生二次污染；2、 解決了微波殺滅流動空氣中微生物需要較長時間的問題；3、 由于空氣中需要裂解的分子鍵鍵能已經降低，裂解分子鍵的高能粒子 所需能量較低，產生高能粒子的低溫等離子體發生器所需電壓也相應降低， 避免了由于電壓過高而產生大量臭氧，具有結構新穎，無副作用的特點，使 用基本不受限制；4、 本發明的裝置結構簡單、成本較低；5、 本發明的裝置既可單獨使用，也可配合常規空調器如車用空調、中央 空調或家用柜窗式空調等通風換氣設備一起使用，可完全凈化流動的空氣。


圖1是本發明具體實施方式
的結構示意圖；圖2是圖1的A — A剖視圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。 一種靶向擊斷低溫等離子空氣凈化方法，包括如下步驟A、將含微生物 和有害氣體的空氣引入到具有微波和低溫等離子體環境區域中；B、 用一個或多個特定頻率的微波場對空氣流中所述微生物和有害氣體分子中的C-C鍵、C-H鍵和N-H鍵分別或同時共振；C、 用低溫等離子體發生器產生的高能粒子撞擊空氣流中的微生物和有害 氣體，使所述微生物和有害氣體分子中發生共振的C-C鍵、C-H鍵、N-H斷裂。如圖l、 2所示，實現上述方法的革E向擊斷低溫等離子空氣凈化裝置，包 括設有進氣口 1和出氣口 7的腔體3，在腔體3內設有微波發生器4和低溫等 離子體發生器；腔體3的內壁還設有微波屏蔽網2，腔體3為電介質層。所述 低溫等離子體發生器為線一板式脈沖電暈放電低溫等離子體發生器，由絕緣 子5、電暈線6和銅板8組成；電暈線6在腔體3內并排排列數根，電暈線6 的通過絕緣子5與腔體3固定，電暈線6的放電極接直流高壓脈沖電源(8KV) 的負極，銅板8為兩塊分別接直流高壓脈沖電源的正極和接地。另外，在腔 體外還可設置殼體(圖中省略)。所述腔體3 (電介質層)為厚度10mm的陶瓷，微波屏蔽網2為100目的 不銹鋼網，凈化腔室9尺寸為500mm * 240mm * 240mm。微波發生器4由20W/ 8550兆赫、20W/ 12500兆赫、20W/ 13040兆赫殼體三個功率和頻率的微波發 生器組成。電暈線6為直徑0.7mm的鎳鐵線，在腔體內由六根并排排列組成， 接50W/8KV直流高壓脈沖電源負極，銅板8為兩塊尺寸480咖* 220mm * 2咖 純銅板，接50W/8KV直流高壓脈沖電源正極并接地。空氣流按500ml/min的 氣體流量從進氣口引入凈化腔體。經測試，進氣口 645cfu/m'i的金黃葡萄球菌 在出氣口被殺滅到121 cfu/m3;進氣口濃度420mg/ii^的苯在出氣口被裂解到 132 mg/m3。本發明裝置用于殺滅空氣中的微生物和裂解空氣中有害氣體，其 凈化腔體(室)與進氣口和出氣口保持流體相通。將含微生物和有害氣體的空氣流引入到本裝置的腔體中，用一個或多個特定頻率的微波場使空氣流中微生物和有害氣體分子中的C-C鍵、C-H鍵、N-H鍵分別或同時共振，降低C-C 鍵、C-H鍵、N-H鍵裂解的鍵能；用低溫等離子體發生器產生的高能粒子撞擊 所述空氣流中所述微生物和有害氣體，使微生物和有害氣體分子中發生共振 的C-C鍵、C-H鍵、N-H斷裂，最終殺滅空氣中的微生物和裂解空氣中有害氣 體。本發明中微波發生器其生成的微波場能使空氣流中微生物和有害氣體中 的C-C鍵、C-H鍵、N-H鍵發生共振，降低它們的裂解的鍵能，這樣就降低了 微波使用的功率和微波作用時間。根據待處理空氣質量的不同，可調整微波場的頻率；低溫等離子體發生 器還可為板一板式或針一板式脈沖電暈放電低溫等離子體發生器，也可達到 預期效果。由于凈化腔體包括電介質層，并有由微波屏蔽板(網)形成一個微波密 封空間，使凈化腔室的殼體具有絕緣和防電磁、微波泄漏的功能。
權利要求
1. 靶向擊斷低溫等離子空氣凈化方法，其特征在于包括以下步驟A、將含微生物和有害氣體的空氣引入到具有微波和低溫等離子體環境區域中；B、用一個或多個微波場對空氣流中微生物和有害氣體分子中的C-C鍵、C-H鍵和N-H鍵分別或同時共振；C、用低溫等離子體發生器產生的高能粒子撞擊空氣流中的微生物和有害氣體，使所述微生物和有害氣體分子中發生共振的C-C鍵、C-H鍵、N-H斷裂。
2、 實現權利要求l所述方法的靶向擊斷低溫等離子空氣凈化裝置，包括 設有進氣口 (1)和出氣口 (7)的電介質腔體(3)，其特征在于所述腔體(3) 內設有微波發生器(4)和低溫等離子體發生器；腔體(3)的內壁還設有微 波屏蔽網(2);所述低溫等離子體發生器為線一板式脈沖電暈放電低溫等離 子體發生器，由絕緣子(5)、電暈線(6)和銅板(8)組成；電暈線(6)在 腔體(3)內并排排列數根，電暈線(6)通過絕緣子(5)與腔體(3)固定， 電暈線(6)的放電極接直流高壓脈沖電源的負極，銅板(8)為兩塊分別接 直流高壓脈沖電源的正極和接地。
3、 根據權利要求2所述的靶向擊斷低溫等離子空氣凈化裝置，其特征在 于所述腔體(3)為陶瓷，微波屏蔽網(2)為100目的不銹鋼網。
4、 根據權利要求2所述的靶向擊斷低溫等離子空氣凈化裝置，其特征在 于所述微波發生器(4)由20W/ 8550兆赫、20W/ 12500兆赫和/或20W/ 13040 兆赫組成。
全文摘要
本發明公開一種靶向擊斷低溫等離子空氣凈化方法，通過微波使空氣中的微生物和有害氣體分子中的C-C鍵、C-H鍵和N-H鍵分別或同時共振，再通過低溫等離子體發生器產生的高能粒子將這些分子鍵斷裂。其裝置包括設有進氣口和出氣口的電介質腔體，所述腔體內設有微波發生器和低溫等離子體發生器；腔體的內壁還設有微波屏蔽網；所述低溫等離子體發生器由絕緣子、電暈線和銅板組成；電暈線在腔體內并排排列數根，電暈線通過絕緣子與腔體固定，電暈線的放電極接直流高壓脈沖電源的負極，銅板為兩塊分別接直流高壓脈沖電源的正極和接地。本裝置可有效殺滅微生物和裂解有害氣體，解決微波殺滅流動空氣中微生物需要較長時間的問題；具有結構新穎、簡單，成本較低的特點。
文檔編號A61L9/18GK101269230SQ20081006964
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月8日 優先權日2008年5月8日
發明者姚華英 申請人:姚華英