專利名稱：飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于空氣消毒凈化技術(shù)領(lǐng)域，涉及飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器。
技術(shù)背景 乘飛機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)頭暈、頭痛、惡心、背痛和心煩等癥狀，究其原因多半是飛機(jī)內(nèi)空 氣污染造成的，專家稱之為“飛機(jī)綜合癥”。特別是飛行員在起飛或降落時(shí)，頭昏腦脹、視力 模糊、聽不到塔臺(tái)的叫喚很危險(xiǎn)。飛機(jī)內(nèi)空氣污染來自座艙內(nèi)的物質(zhì)受熱分解形成，包括發(fā) 動(dòng)機(jī)廢氣，航空燃油，潤滑油，液壓油及其電器設(shè)備熱分解產(chǎn)物，如發(fā)電機(jī)，變壓器，蓄電池， 各種電器儀表及絕緣線等；機(jī)械用液，有防凍液，冷卻踱，防爆液滅火劑，有機(jī)溶劑。另外還 有乘員及旅客人體新陳代謝的廢氣。飛機(jī)內(nèi)空氣污染主要是軍團(tuán)菌、葡萄球菌及支原體之 類細(xì)菌及其病毒；各種類型的揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCs ；以氣溶膠存在形式的塵埃粒子和放 射性粒子之類的顆粒污染物。特別強(qiáng)調(diào)的是近幾年來SARS、禽流感及各種流行性感冒病毒 大規(guī)模傳染爆發(fā)時(shí)有發(fā)生。尤其是當(dāng)前的甲型Hmi流感已經(jīng)造成全球上萬人死亡。甲型 HlNl流感的感染途徑主要是空氣，感染性病原體通常附在空氣中粒徑< 5μπι浮游微粒上， 隨空氣流動(dòng)而擴(kuò)散，被感染者因吸入這種空氣而致病?，F(xiàn)有技術(shù)中，飛機(jī)座艙空氣調(diào)節(jié)還是采用混合空氣循環(huán)的方法即在風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下， 將機(jī)內(nèi)、外空氣按預(yù)定比例混合，再作適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度調(diào)節(jié)送回飛機(jī)座艙。出風(fēng)口設(shè)在頭 部天花板，回風(fēng)口設(shè)在下部。對(duì)于高技術(shù)、高風(fēng)險(xiǎn)、高成本的飛機(jī)制造業(yè)，用計(jì)算機(jī)技術(shù)人性 化控制座艙空氣舒適度已是完美，而且也不允許隨意改變。這對(duì)于座艙內(nèi)的細(xì)菌、病毒，揮 發(fā)性有機(jī)化合物VOCs和顆粒污染物是無能為力的，最危險(xiǎn)的還是類似當(dāng)前的甲型Hmi流 感及其“飛機(jī)綜合癥”。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種能高效殺滅細(xì)菌、病毒，降解 揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCs和去除顆粒污染物，配合空調(diào)安裝、安全可靠、工作壽命長的飛機(jī)座 艙等離子體空氣凈化器。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，包括等 離子體反應(yīng)器1、脈沖電源2、進(jìn)風(fēng)口 5、出風(fēng)口 6和外殼8，進(jìn)風(fēng)口 5和出風(fēng)口 6各設(shè)有空氣 過濾器401，等離子體反應(yīng)器1設(shè)置在氣流之中，進(jìn)風(fēng)口 5與飛機(jī)座艙空調(diào)出風(fēng)口對(duì)接，其特 征在于所述的正電極101是由若干條耐氧化的金屬帶設(shè)在同一平面內(nèi)按等距離平行排列 制成一個(gè)組件，共計(jì)η組(η為50以內(nèi)整數(shù))；所述的負(fù)電極102是表面氧化處理的鋁板制 成，負(fù)電極102的兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2，共計(jì)η+1塊；根據(jù)反應(yīng)器功率要求還設(shè)有若干條由 鋁棒或不銹鋼條制成的阻止微放電導(dǎo)電軌103，阻止微放電導(dǎo)電軌103上設(shè)有等距離排列 的凸部109，所述的正電極101的兩端是分別固定在相對(duì)應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部109頂端，阻止 微放電導(dǎo)電軌103的兩端各設(shè)置一個(gè)導(dǎo)電軌絕緣支架105固定在所述的反應(yīng)器外殼108相 對(duì)應(yīng)安裝孔中；若干條阻止微放電導(dǎo)電軌103用耐氧化導(dǎo)線作電連通。[0006]優(yōu)選地所述的脈沖電源2內(nèi)設(shè)有EMC濾波器201、整流電路202、濾波電路203、脈沖發(fā)生器204、脈沖變壓器205依次序作電連接，脈沖變壓器205的高壓輸出端正極接等離 子體反應(yīng)器1的正電極101，高壓輸出端負(fù)極與等離子體反應(yīng)器1的負(fù)電極102連通接地； 所述的脈沖發(fā)生器204內(nèi)設(shè)有的振蕩器、誤差放大器、PWM比較器及開關(guān)管，脈沖變壓器205 與脈沖發(fā)生器204內(nèi)的開關(guān)管是單端反激式逆變器設(shè)置的。優(yōu)選地所述的阻止微放電導(dǎo)電軌103的凸部109是上下對(duì)稱兩個(gè)設(shè)為一組，每根 阻止微放電導(dǎo)電軌103的凸部109設(shè)η組，凸部109頂端設(shè)置向外側(cè)彎頭；所述的正電極 101兩端設(shè)有不銹鋼連接框110，不銹鋼連接框110中間沖成方孔，所述的凸部109頂端彎 頭套入不銹鋼連接框110方孔內(nèi)。優(yōu)選地所述的負(fù)電極102靠反應(yīng)器外殼108邊的上、下兩端各設(shè)一個(gè)凸出的負(fù)電 極固定梢111，反應(yīng)器外殼108對(duì)應(yīng)處開凹槽對(duì)接緊固。優(yōu)選地所述的脈沖變壓器205設(shè)有一個(gè)多槽絕緣線圈骨架212，次級(jí)線圈215是分 三段至五段繞制在多槽絕緣線圈骨架212相對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)串聯(lián)而成；次級(jí)線圈215相鄰兩 段之間各串聯(lián)一只高壓快恢復(fù)二極管217，負(fù)極接高電位線圈起始端，正極接低電位線圈尾 端；所述的初級(jí)線圈214和次級(jí)線圈215的內(nèi)孔中設(shè)有磁芯216作電磁耦合，磁芯216的磁 回路中設(shè)有磁氣隙218 ；所述的磁芯216最佳設(shè)計(jì)用鐵基超微晶鐵心，也可以設(shè)置鐵氧體磁 心。優(yōu)選地所述的每組上下對(duì)稱的兩個(gè)凸部109彎頭處是按同極性屏蔽效應(yīng)距離設(shè) 計(jì)的，相鄰兩根正電極101的金屬帶之間距離范圍是按16 26mm排列；所述的正電極101 與負(fù)電極102之間的放電距離設(shè)計(jì)范圍是8 18mm。優(yōu)選地所述的脈沖發(fā)生器204內(nèi)的振蕩器、誤差放大器和PWM比較器及開關(guān)管是 制成一個(gè)模塊；也可以選用開關(guān)電源控制集成電路ICI包括開關(guān)管是合用一塊單片集成電 路T0P225或T0P224制成，或是性能更好的單片五端開關(guān)電源ICl包括MC33374制成。優(yōu)選地所述的正電極101的鎳鉻金屬帶的牌號(hào)為Cr20Ni80的高電阻電熱合金， 也可以是鐵鉻鋁材料的牌號(hào)為0Cr27A17Mo2的高電阻電熱合金；或所述的正電極101是 Τ 3Α1為基的鈦合金材料制成。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器所產(chǎn)生的等離子體與二氧化鈦光催化的自由基作 為新型空氣消毒凈化因子，是強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。它們均能高效殺滅細(xì)菌病毒，降解揮發(fā)性有機(jī)化合 物VOCs，也可以抑制甲型Hmi流感的空氣傳播途徑。尤其是等離子體反應(yīng)器內(nèi)含高壓脈沖 靜電場，能吸附粒徑小至0. 01 μ m顆粒物。飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器內(nèi)的正電極是由若干條耐氧化的金屬帶制成，負(fù)電 極是鋁板制成，還設(shè)有若干條由鋁棒或不銹鋼條制成的阻止微放電導(dǎo)電軌，正電極的兩端 是分別固定在相對(duì)應(yīng)的兩根阻止微放電導(dǎo)電軌的凸部頂端，阻止微放電導(dǎo)電軌的兩端設(shè)置 導(dǎo)電軌絕緣支架固定在所述的外殼相對(duì)應(yīng)安裝孔中。所以與現(xiàn)有技術(shù)相比，其微放電效應(yīng) 被阻止，使每根耐氧化的金屬帶在直流強(qiáng)電場中作穩(wěn)定的電暈放電，獲得高強(qiáng)度等離子體。 再是外接直流電源的負(fù)極導(dǎo)線連接反應(yīng)器金屬外殼通地線，既安全、又兼?zhèn)潆姶牌帘巫饔茫?符合電磁兼容要求一這點(diǎn)對(duì)于飛機(jī)尤其重要。開發(fā)本實(shí)用新型重點(diǎn)關(guān)注的是正電極的金屬帶在反應(yīng)器中作電暈放電時(shí)，引起濺射導(dǎo)致電極損耗后，金屬帶損耗處因缺損后距離負(fù)電極板拉遠(yuǎn)，放電電流自然減?。环粗?金屬帶損耗較少部位放電電流自動(dòng)增大。這樣，正電極損耗處于自我調(diào)節(jié)狀態(tài)，進(jìn)一步延長 其工作壽命，獲得意想不到的效果。特別強(qiáng)調(diào)的是等離子體反應(yīng)器負(fù)電極表面氧化處理的鋁板制成，上面層面容易敷 設(shè)Ti02。氧化處理生成的Al2O3層面薄，在18KVP_Pf脈沖高壓電場中不影響電暈放電。當(dāng) 等離子體反應(yīng)器作電暈放電時(shí)，反應(yīng)區(qū)發(fā)出的藍(lán)光含有紫外線，波長為300--400nm，光強(qiáng)峰 值位于357nm。而TiO2的禁帶寬度是3. 2eV,對(duì)應(yīng)紫外線波長閾值是387. 5nm。實(shí)驗(yàn)表明 TiO2作空氣消毒凈化時(shí)，催化光源波長最好是< 387. 5nm，反應(yīng)區(qū)發(fā)出的紫外線波長峰值位 于357nm是符合這一條件的。這樣一來，紫外光源就可省掉，避免了紫外線放電燈損壞、對(duì) 人體的傷害及紫外光源耗電量大的弊端。本實(shí)用新型提供的是一種飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，進(jìn)風(fēng)口與飛機(jī)座艙空調(diào) 出風(fēng)口對(duì)接，配合現(xiàn)有飛機(jī)座艙空調(diào)安裝方便；它能高效殺滅細(xì)菌、病毒，降解揮發(fā)性有機(jī) 化合物VOCs和去除顆粒污染物，安全可靠、工作壽命長。根據(jù)試驗(yàn)報(bào)告，本實(shí)用新型具有廣譜殺菌效果對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯 草桿菌、白念株菌、霉菌及支原體、乙肝、流感等病毒均有高效的殺滅率。同時(shí)具有吸附可吸 入顆粒物、去血腥、去異味、降解甲醛、煙霧和VOCs等有機(jī)廢 氣的功能。報(bào)告載明，在IOOm3室 內(nèi)工作30min，經(jīng)檢測(cè)白色、金黃色葡萄球菌的殺滅率為99. 9% ；菌落總數(shù)200cfu/m3 ； 異味去除率彡96% ；懸浮粒子數(shù)彡350個(gè)/L(Φ彡0.5 μ m)；甲醛去除率達(dá)99. 8% ；空 氣中留存臭氧量彡0.02mg/m3。節(jié)能是顯而易見的100m3室內(nèi)達(dá)到國家衛(wèi)生部關(guān)于醫(yī)院II 類環(huán)境空氣消毒標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)用新型制成的空氣消毒凈化器的消耗功率為7-8W，而達(dá)到同樣 效果的紫外線及臭氧的能耗至少為160W?？梢姡緦?shí)用新型對(duì)于所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是非顯而易見的，并能夠產(chǎn)生預(yù) 想不到的技術(shù)效果。

圖1是實(shí)用新型明飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器器立體結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2是本實(shí)用新型的等離子體反應(yīng)器半剖面的立體結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型的阻止微放電導(dǎo)電軌結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的脈沖電源電原理圖；圖5是本實(shí)用新型的脈沖變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型的脈沖變壓器電路圖；圖7是本實(shí)用新型脈沖變壓器輸出高壓放電電流波形圖；圖8是本實(shí)用新型的電磁兼容、傳導(dǎo)干擾測(cè)試報(bào)告。主要部件附圖標(biāo)記說明1-等離子體反應(yīng)器2-脈沖電源5-進(jìn)風(fēng)口6-出風(fēng)口8-外殼401-空氣過濾器101-正電極102-負(fù)電極103-阻止微放電導(dǎo)電軌105-導(dǎo)電軌絕緣支架 108-反應(yīng)器外殼109-凸部110-不銹鋼連接框111-負(fù)電極固定梢[0035]201-EMC濾波器202-整流電路203-濾波電路204-脈沖發(fā)生器205-脈沖變壓器206-電流檢測(cè)電路 211-初級(jí)絕緣線圈骨架212-多槽絕緣線圈骨架213-高壓導(dǎo)線214-初級(jí)線圈215-次級(jí)線圈216-磁芯217-高壓快恢復(fù)二極管218-磁氣隙
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例1 圖1是本實(shí)用新型飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器器立體結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2是本實(shí) 用新型的等離子體反應(yīng)器半剖面的立體結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型的阻止微放電導(dǎo)電軌結(jié) 構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型是飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，包括等離子體反應(yīng)器1、脈沖電源 2、進(jìn)風(fēng)口 5、出風(fēng)口 6和外殼8，進(jìn)風(fēng)口 5和出風(fēng)口 6各設(shè)有空氣過濾器401，等離子體反應(yīng) 器1設(shè)置在氣流之中，進(jìn)風(fēng)口 5與飛機(jī)座艙空調(diào)出風(fēng)口對(duì)接。所述的正電極101是由若干條 耐氧化的金屬帶設(shè)在同一平面內(nèi)按等距離平行排列制成一個(gè)組件，共計(jì)η組(η為50以內(nèi) 整數(shù))；所述的負(fù)電極102是表面氧化處理的鋁板制成，負(fù)電極102的兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2, 共計(jì)η+1塊。根據(jù)反應(yīng)器功率要求還設(shè)有若干條由鋁棒或不銹鋼條制成的阻止微放電導(dǎo)電 軌103，阻止微放電導(dǎo)電軌103上設(shè)有等距離排列的凸部109，所述的正電極101的兩端是 分別固定在相對(duì)應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部109頂端，阻止微放電導(dǎo)電軌103的兩端各設(shè)置一個(gè)導(dǎo) 電軌絕緣支架105固定在所述的反應(yīng)器外殼108相對(duì)應(yīng)安裝孔中；若干條阻止微放電導(dǎo)電 軌103用耐氧化導(dǎo)線作電連通。圖4是本實(shí)用新型的脈沖電源電原理圖；圖5是本實(shí)用新型的脈沖變壓器結(jié)構(gòu)示 意圖；圖6是本實(shí)用新型的脈沖變壓器電路圖。圖中所示脈沖電源2內(nèi)設(shè)有EMC濾波器201、整流電路202、濾波電路203、脈沖 發(fā)生器204、脈沖變壓器205依次序作電連接，脈沖變壓器205的高壓輸出端正極接等離子 體反應(yīng)器1的正電極101，高壓輸出端負(fù)極與等離子體反應(yīng)器1的負(fù)電極102連通接地。脈 沖發(fā)生器204內(nèi)設(shè)有的振蕩器、誤差放大器、P麗比較器及開關(guān)管，脈沖變壓器205與脈沖 發(fā)生器204內(nèi)的開關(guān)管是單端反激式逆變器設(shè)置的。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的脈沖電源中的脈沖發(fā)生器與脈沖變壓器是按反激式逆變器 設(shè)置，獲得高頻窄脈沖驅(qū)動(dòng)電流，在呈容性的等離子體反應(yīng)器工作中不會(huì)出現(xiàn)打火之類故 障。必須說明的是，脈沖發(fā)生器與脈沖變壓器按反激式逆變器設(shè)置，它除了完成升壓任務(wù)， 還使與之連接的等離子體反應(yīng)器與市電隔離，反應(yīng)器的負(fù)電極和外殼可以直接安全接地， 電磁屏蔽性能更好。同時(shí)獲得意想不到的有益效果是反激式逆變器輸出的脈沖電流是脈沖發(fā)生器 在關(guān)斷時(shí)使存儲(chǔ)在脈沖變壓器初級(jí)繞組內(nèi)的磁能瞬間釋放，獲得輸出18KVP_P，工作頻率 40KHZ，脈沖寬度4μ S，上升時(shí)間70nS的窄脈沖高壓電暈放電電流；再是當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器 意外短路，由于反激式脈沖變壓器的隔離作用，即脈沖發(fā)生器關(guān)閉時(shí)脈沖變壓器的次級(jí)才 導(dǎo)通輸出，因而脈沖電源的半導(dǎo)體開關(guān)管工作是安全的，保護(hù)電路只作輔助用。此設(shè)計(jì)可靠性高，開關(guān)管可以選用耐壓600V的普通功率半導(dǎo)體管。必須說明的是本實(shí)用新型的反應(yīng)器外殼108與負(fù)電極102平行的兩邊還兼任負(fù)電 極功能，不但結(jié)構(gòu)精巧簡單，節(jié)省材料；而且整體牢固，性能穩(wěn)定。二氧化鈦(TiO2)光催化凈化技術(shù)是高科技前沿凈化技術(shù)。光觸媒是利用光源做 催化反應(yīng)促進(jìn)有機(jī)物分解的光半導(dǎo)體物質(zhì)，二氧化鈦在紫外光線作用下，光源的能量激發(fā) TiO2周圍的氣體分子產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基。這些氧化能力極強(qiáng)的自由基幾乎可以分解絕 大部分有機(jī)物質(zhì)與部分無機(jī)物質(zhì)，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的空穴，其能量相當(dāng)于15000K的高 溫；自由基還能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，使細(xì)胞質(zhì)流失，進(jìn)而氧化細(xì)胞核，而殺死細(xì)菌。它可以 直接殺滅細(xì)菌和徹底分解有機(jī)物為CO2和H2O等無機(jī)無害小分子，達(dá)到殺菌，除臭，空氣凈化 的效果。目前常用的光觸媒是氧化能力極強(qiáng)的超微粒子化的二氧化鈦，檢測(cè)中心檢測(cè)結(jié)果 表明光觸媒對(duì)常見的細(xì)菌的殺滅率在99%以上。 本實(shí)用新型的光觸媒二氧化鈦(TiO2)光催化凈化技術(shù)，是依靠等離子體反應(yīng)器本 身產(chǎn)生紫外線的照射催化作用，避免紫外線放電燈容易損壞及耗電大的弊端；特別是彌補(bǔ) 了它對(duì)顆粒污染物無所作為的缺陷，卻使殺滅細(xì)菌和分解有機(jī)物效果加倍。實(shí)施例2:本實(shí)用新型所述的阻止微放電導(dǎo)電軌103的凸部109是上下對(duì)稱兩個(gè)設(shè)為一組， 每根阻止微放電導(dǎo)電軌103的凸部109設(shè)η組，凸部109頂端設(shè)置向外側(cè)彎頭；所述的正 電極101兩端設(shè)有不銹鋼連接框110，不銹鋼連接框110中間沖成方孔，所述的凸部109頂 端彎頭套入不銹鋼連接框110方孔內(nèi)。凸部109是厚度0.3 Imm的不銹鋼彈性片。組裝 時(shí)，把不銹鋼連接框110與正電極101兩端依照所設(shè)計(jì)長度加工好，再把兩端的不銹鋼連接 框110套入相應(yīng)的阻止微放電導(dǎo)電軌的凸部109彎頭，操作簡便，技術(shù)指標(biāo)一致性好。實(shí)施例3 本實(shí)用新型所述的負(fù)電極102靠反應(yīng)器外殼108邊的上、下兩端各設(shè)一個(gè)凸出的 負(fù)電極固定梢111，反應(yīng)器外殼108對(duì)應(yīng)處開凹槽對(duì)接緊固。負(fù)電極鋁板厚度設(shè)1 2. Omm, 表面氧化處理，工作壽命長，外觀亮麗?；蛑瞥韶?fù)電極102的不銹鋼板厚度0. 5 1. 5mm。 實(shí)施中用焊接技術(shù)，有翹邊現(xiàn)象出現(xiàn)。把負(fù)電極102彎邊擰鑼釘會(huì)出現(xiàn)裝配誤差，工藝上都 不如本優(yōu)先實(shí)施例。所述的負(fù)電極102的兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2是帶隙能3. 2eV的銳鈦礦 型催化劑。本實(shí)用新型所述的正電極101是由耐氧化的高電阻電熱合金鎳鉻金屬帶制成，也 可以是鐵鉻鋁合金材料制成。正電極101的金屬帶寬度是0. 5 3mm，厚度是0. 05 0. 3mm, 金屬帶厚度是0. 05 0. 3mm的端面對(duì)準(zhǔn)負(fù)電極102的平板面設(shè)置。厚度越薄，起暈電壓越 低，產(chǎn)生的等離子體濃度高；但是機(jī)械強(qiáng)度差。設(shè)計(jì)中取0.08 0.12mm效果佳。金屬帶正 極放電損耗時(shí)，其放電端面表面積保持不變。本實(shí)施例的另一種技術(shù)方案是所述的正電極 101是由鐵鉻鋁材料制成金屬帶，外形尺寸與上述方案相同，只是成本略低，帶有磁性，性能 稍差。實(shí)施例4 圖5中，本實(shí)用新型所述的脈沖變壓器205設(shè)有一個(gè)多槽絕緣線圈骨架212，次級(jí) 線圈215是分三段至五段繞制在多槽絕緣線圈骨架212相對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)串聯(lián)而成；次級(jí)線 圈215相鄰兩段之間各串聯(lián)一只高壓快恢復(fù)二極管217，負(fù)極接高電位線圈起始端，正極接低電位線圈尾端；所述的初級(jí)線圈214和次級(jí)線圈215的內(nèi)孔中設(shè)有磁芯216作電磁耦合， 磁芯216的磁回路中設(shè)有磁氣隙218 ；所述的磁芯216最佳設(shè)計(jì)用鐵基超微晶鐵心，也可以 設(shè)置鐵氧體磁心。脈沖變壓器205的輸出端設(shè)有高壓導(dǎo)線213與等離子體反應(yīng)器207的正極連接。 高壓快恢復(fù)二極管217的耐電壓參數(shù)至少是12KV，恢復(fù)時(shí)間小于SOnS ；初級(jí)線圈214是繞 在初級(jí)絕緣線圈骨架211內(nèi)。磁氣隙218的設(shè)置寬度是0. 15-0. 4mm，是根據(jù)工作頻率和輸 出功率予以調(diào)整。高壓快恢復(fù)二極管217將次級(jí)線圈215每個(gè)線包作高頻隔離，繞組的分 布電容是按指數(shù)下降，有利于提高輸出脈沖的上升沿和下降沿的速率；還可以降低對(duì)高壓 快恢復(fù)二極管217的反向耐電壓要求，既降低成本、又增加工作可靠性，獲得意想不到的效果 脈沖變壓器205輸出低電位端設(shè)有電流檢測(cè)電路206，將檢測(cè)到的脈沖變壓器205 輸出電流信號(hào)送入脈沖發(fā)生器204輸入端，脈沖發(fā)生器204內(nèi)設(shè)有的振蕩器、誤差放大器、 PWM比較器及開關(guān)管。振蕩器、誤差放大器、PWM比較器及開關(guān)管是設(shè)置在一個(gè)模塊內(nèi)的，也 可以集成在集成電路ICl內(nèi)，ICl內(nèi)的開關(guān)管D極接脈沖變壓器205初級(jí)繞組al端，S極接 整流電路202負(fù)輸出端，控制極C與電流檢測(cè) 電路206內(nèi)所設(shè)的光耦電路IC2輸出端4連 接。脈沖變壓器205的初級(jí)線圈214和次級(jí)線圈215的同名端al、a2和異名端bl、b2是反 向設(shè)置的。脈沖變壓器205與集成電路ICl內(nèi)的開關(guān)管是單端反激式逆變器設(shè)置的。光耦I(lǐng)C2的輸入端1腳接地，光耦I(lǐng)C2輸入端2腳與脈沖變壓器205的次級(jí)線圈 異名端b2連接，光耦I(lǐng)C2輸出端3腳接整流電路202的負(fù)輸出端，光耦I(lǐng)C2的4腳是輸出 端。取樣電阻R2并聯(lián)在光耦I(lǐng)C2的輸入端。流經(jīng)取樣電阻R2上是脈沖變壓器205送至等 離子體反應(yīng)器1的工作電流，由光耦I(lǐng)C2光電轉(zhuǎn)換作電隔離后，將等離子體反應(yīng)器1的工作 電流取樣送至脈沖發(fā)生器204內(nèi)的誤差放大器和PWM比較器處理。當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器1工 作時(shí)被損壞、老化、短路時(shí)的異常狀態(tài)信號(hào)電流經(jīng)過處理，PWM比較器的輸出脈寬為零，開關(guān) 管被關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)。同樣，當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器1的工作電流因負(fù)載大小而變化，PWM比 較器的輸出脈寬也改變，控制開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整脈沖電源輸出功率。本實(shí)用新型所述的脈沖發(fā)生器204內(nèi)設(shè)有瞬變二極管D5和快恢復(fù)二極管D6反向 串聯(lián)后與初級(jí)線圈214并聯(lián)，瞬變二極管D5的正極與整流電路202的正輸出端連接，電容 器C6與瞬變二極管D5并連。快恢復(fù)二極管D6的正極與開關(guān)管漏極連接。瞬變二極管D5 吸收脈沖發(fā)生器204關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的反向超過閾值的峰值電壓，起箝位作用。本實(shí)施例當(dāng)市 電電壓為220V時(shí)，瞬變二極管D5優(yōu)選1. 5KE250A型，工作電流4. 2A，限幅電壓237—263V。 整流電路202是由二極管D1、D2、D3和D4按橋式整流電路連接。濾波電容器C3與整流電 路202直流輸出端并聯(lián)。本實(shí)用新型脈沖電源2工作原理市電由整流電路202橋式整流，濾波電容器C3濾波供脈沖發(fā)生器204逆變。當(dāng)脈 沖發(fā)生器204中的開關(guān)管被PWM脈沖激勵(lì)而導(dǎo)通時(shí)，次級(jí)高壓快恢復(fù)二極管217因反向而 截止；整流電路202直流輸出電壓施加到脈沖變壓器205初級(jí)線圈的兩端，此時(shí)初級(jí)線圈 214相當(dāng)于一個(gè)純電感，流過初級(jí)線圈214的電流線性上升，電源能量以磁能形式存儲(chǔ)在初 級(jí)線圈214的電感中；當(dāng)開關(guān)管截止時(shí)，由于電感電流不能突變，初級(jí)線圈214兩端電壓極 性瞬間反向，次級(jí)線圈215上的電壓極性顛倒使高壓快恢復(fù)二極管217正向?qū)?，初?jí)線圈214儲(chǔ)存的能量傳送到次級(jí)線圈215升壓，產(chǎn)生高壓窄脈沖電流，提供給外接的等離子體反應(yīng)器1作電暈放電。圖7是本實(shí)用新型脈沖變壓器輸出高壓放電電流波形圖。此放電電流波形是在脈 沖變壓器205的輸出端外接等離子體反應(yīng)器1接地端的取樣電阻器上測(cè)得的。數(shù)字式示波 器顯示表明脈沖占空比為16%，脈沖寬度是3uS，脈沖上升時(shí)間為70nS。本實(shí)用新型脈沖 變壓器輸出高壓放電電流波形一致性好，等離子體反應(yīng)器1的電暈放電穩(wěn)定。圖8是本實(shí)用新型的電磁兼容、傳導(dǎo)干擾測(cè)試報(bào)告。由于本發(fā)明非熱等離子體脈 沖電源設(shè)有EMC濾波器201，脈沖變壓器206初級(jí)線圈的兩端設(shè)有瞬變二極管D5，脈沖發(fā)生 器205與脈沖變壓器206是按反激式逆變器設(shè)置，外接的等離子體反應(yīng)器1與市電隔離，其 外殼直接接地，電磁屏蔽、安全性能好。測(cè)試報(bào)告顯示本實(shí)用新型從0. 009—30MHz頻段 范圍內(nèi)，電磁兼容指標(biāo)符合國內(nèi)外有關(guān)規(guī)定。實(shí)施例5 本實(shí)用新型所述的負(fù)電極102是表面氧化處理的鋁板制成，負(fù)電極102的兩面敷 設(shè)納米級(jí)Ti02。特別強(qiáng)調(diào)的是等離子體反應(yīng)器負(fù)電極表面氧化處理的鋁板制成，上面層面 是容易敷設(shè)Ti02。氧化處理生成的Al2O3僅3-4 μ m,層面薄，在18KVP_P窄脈沖高壓電場中 不影響電暈放電。當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器作電暈放電時(shí)，反應(yīng)區(qū)發(fā)出的藍(lán)光含有紫外線，紫外光 源就可省掉，避免了紫外線放電燈損壞、對(duì)人體的傷害及紫外光源耗電量大的弊端。實(shí)施例6 本實(shí)用新型所述的每組上下對(duì)稱的兩個(gè)凸部109彎頭處是按同極性屏蔽效應(yīng)距 離設(shè)計(jì)的，相鄰兩根正電極101的金屬帶之間距離范圍是按16 26mm排列；所述的正電極 101與負(fù)電極102之間的放電距離設(shè)計(jì)范圍是8 18mm。正電極101與負(fù)電極102之間的 距離是根據(jù)外加高壓電源的電場強(qiáng)度設(shè)定的。實(shí)施例7 所述的脈沖發(fā)生器204內(nèi)的振蕩器、誤差放大器和PWM比較器及開關(guān)管是制成 一個(gè)模塊；也可以選用開關(guān)電源控制集成電路ICI包括開關(guān)管是合用一塊單片集成電路 T0P225或T0P224制成，或是性能更好的單片五端開關(guān)電源ICl包括MC33374制成。實(shí)施例8 本實(shí)用新型所述的正電極101金屬帶最佳寬度是2mm，厚度是0. 08mm。正電極101金屬帶是鎳鉻金屬帶，牌號(hào)為Cr20Ni80的高電阻電熱合金，也可以是 鐵鉻鋁材料的牌號(hào)為0Cr27A17Mo2的高電阻電熱合金；它的最高使用溫度是1400°C，耐氧 化。所述的正電極101也可以是Ti3Al為基的鈦合金材料制成。鈦鋁化合物為基的鈦 合金。與一般鈦合金相比，鈦鋁化合物為基的Ti3Al(a2)和TiAl(Y)金屬間化合物的最 大優(yōu)點(diǎn)是高溫性能好，最高使用溫度分別為816°C和982°C，抗氧化能力強(qiáng)、抗蠕變性能好
和重量輕。本實(shí)用新型的消毒因子是低溫等離子體加激發(fā)TiO2所產(chǎn)生的自由基。以上所述，僅僅是參照附圖的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了進(jìn)一步說明，并非對(duì)本實(shí) 用新型的限定。在本實(shí)用新型的技術(shù)理念范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按上述揭示的阻止 微放電技術(shù)、負(fù)電極板涂敷二氧化鈦、窄脈沖電源等內(nèi)容作出包括材質(zhì)在內(nèi)的各種方式簡單變形或等同替代，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。不言而喻，都屬于本實(shí)用新型的技術(shù)理念范圍內(nèi)的，并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書定義的范圍。
權(quán)利要求飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，包括等離子體反應(yīng)器(1)、脈沖電源(2)、進(jìn)風(fēng)口(5)、出風(fēng)口(6)和外殼(8)，進(jìn)風(fēng)口(5)和出風(fēng)口(6)各設(shè)有空氣過濾器(401)，等離子體反應(yīng)器(1)設(shè)置在氣流之中，進(jìn)風(fēng)口(5)與飛機(jī)座艙空調(diào)出風(fēng)口對(duì)接，其特征在于所述的正電極(101)是由若干條耐氧化的金屬帶設(shè)在同一平面內(nèi)按等距離平行排列制成一個(gè)組件，共計(jì)n組(n為50以內(nèi)整數(shù))；所述的負(fù)電極(102)是表面氧化處理的鋁板制成，負(fù)電極(102)的兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2，共計(jì)n+1塊；根據(jù)反應(yīng)器功率要求還設(shè)有若干條由鋁棒或不銹鋼條制成的阻止微放電導(dǎo)電軌(103)，阻止微放電導(dǎo)電軌(103)上設(shè)有等距離排列的凸部(109)，所述的正電極(101)的兩端是分別固定在相對(duì)應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部(109)頂端，阻止微放電導(dǎo)電軌(103)的兩端各設(shè)置一個(gè)導(dǎo)電軌絕緣支架(105)固定在所述的反應(yīng)器外殼(108)相對(duì)應(yīng)安裝孔中；若干條阻止微放電導(dǎo)電軌(103)用耐氧化導(dǎo)線作電連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，其特征在于所述的脈沖電源 (2)內(nèi)設(shè)有EMC濾波器(201)、整流電路(202)、濾波電路(203)、脈沖發(fā)生器(204)、脈沖變 壓器(205)依次序作電連接，脈沖變壓器(205)的高壓輸出端正極接等離子體反應(yīng)器(1) 的正電極(101)，高壓輸出端負(fù)極與等離子體反應(yīng)器(1)的負(fù)電極(102)連通接地；所述的 脈沖發(fā)生器(204)內(nèi)設(shè)有的振蕩器、誤差放大器、PWM比較器及開關(guān)管，脈沖變壓器(205)與 脈沖發(fā)生器(204)內(nèi)的開關(guān)管是單端反激式逆變器設(shè)置的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，其特征在于所述的阻止微放 電導(dǎo)電軌(103)的凸部(109)是上下對(duì)稱兩個(gè)設(shè)為一組，每根阻止微放電導(dǎo)電軌(103)的 凸部(109)設(shè)η組，凸部(109)頂端設(shè)置向外側(cè)彎頭；所述的正電極(101)兩端設(shè)有不銹鋼 連接框(110)，不銹鋼連接框(110)中間沖成方孔，所述的凸部(109)頂端彎頭套入不銹鋼 連接框(110)方孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，其特征在于所述的負(fù)電極 (102)靠反應(yīng)器外殼(108)邊的上、下兩端各設(shè)一個(gè)凸出的負(fù)電極固定梢(111)，反應(yīng)器外 殼(108)對(duì)應(yīng)處開凹槽對(duì)接緊固。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，其特征在于所述的脈沖變壓 器(205)設(shè)有一個(gè)多槽絕緣線圈骨架(212)，次級(jí)線圈(215)是分三段至五段繞制在多槽絕 緣線圈骨架(212)相對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)串聯(lián)而成；次級(jí)線圈215相鄰兩段之間各串聯(lián)一只高壓 快恢復(fù)二極管(217)，負(fù)極接高電位線圈起始端，正極接低電位線圈尾端；所述的初級(jí)線圈 (214)和次級(jí)線圈(215)的內(nèi)孔中設(shè)有磁芯(216)作電磁耦合，磁芯(216)的磁回路中設(shè)有 磁氣隙(218)；所述的磁芯(216)最佳設(shè)計(jì)用鐵基超微晶鐵心，也可以設(shè)置鐵氧體磁心。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，其特征在于所述的每 組上下對(duì)稱的兩個(gè)凸部(109)彎頭處是按同極性屏蔽效應(yīng)距離設(shè)計(jì)的，相鄰兩根正電極 (101)的金屬帶之間距離范圍是按16 26mm排列；所述的正電極(101)與負(fù)電極(102)之 間的放電距離設(shè)計(jì)范圍是8 18mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，其特征在于所述的脈沖發(fā)生 器(204)內(nèi)的振蕩器、誤差放大器和PWM比較器及開關(guān)管是制成一個(gè)模塊；也可以選用開關(guān) 電源控制集成電路ICl包括開關(guān)管是合用一塊單片集成電路T0P225或T0P224制成，或是 性能更好的單片五端開關(guān)電源ICl包括MC33374制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器，其特征在于所述的正電極(101)的鎳鉻 金屬帶的牌號(hào)為Cr20Ni80的高電阻電熱合金，也可以是鐵鉻鋁材料的牌號(hào)為 0Cr27A17Mo2的高電阻電熱合金；或所述的正電極(101)是Ti3Al為基的鈦合金材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型屬于空氣消毒凈化技術(shù)領(lǐng)域，涉及飛機(jī)座艙等離子體空氣凈化器。包括等離子體反應(yīng)器、脈沖電源、進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口和外殼，進(jìn)風(fēng)口與飛機(jī)座艙空調(diào)出風(fēng)口對(duì)接。正電極是由若干條耐氧化的金屬帶設(shè)在同一平面內(nèi)按等距離平行排列制成一個(gè)組件；負(fù)電極是表面氧化處理的鋁板制成，兩面敷設(shè)納米級(jí)TiO2。還設(shè)有若干條由鋁棒或不銹鋼條制成的阻止微放電導(dǎo)電軌，正電極的兩端是分別固定在相對(duì)應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部頂端。它配合現(xiàn)有飛機(jī)座艙空調(diào)安裝方便；并能高效殺滅細(xì)菌、病毒，降解揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCS和去除顆粒污染物，安全可靠、工作壽命長。用途主要適合裝于飛機(jī)座艙；也可用于辦公室、會(huì)議室、火車、汽車、地鐵及家庭的空氣消毒凈化。
文檔編號(hào)B60H3/06GK201586245SQ20092021555
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者傅建瑋, 周云正, 周玨 申請(qǐng)人:周云正