空氣凈化器的制造方法
【專利摘要】一種空氣凈化器，其包括有進氣區(qū)及出氣區(qū)、其特征在于進氣區(qū)經過空氣過液和氧氣活化區(qū)及氣體和固液分離區(qū)和出氣區(qū)連通。所述的空氣過液和氧氣活化區(qū)其液體至少包括水、甘油或者離子液體，且在液體中添加了氧氣活化催化劑，將空氣中的氧氣，被放置在液體中的催化劑活化成為高活性氧，固體非均相催化劑優(yōu)選網狀、篩狀、環(huán)狀或者蜂窩狀，固體成型的催化劑，比表面積不低于150m2/g。它不使用任何過濾材料，包括過濾膜和吸附材料，同時，沒有使用會造成二次污染物的高壓電場、強紫外線、過氧化物、鹵素化合物等用于消毒殺菌。它不僅僅適用于有限空間的室內凈化，而且可以用于空間很大、甚至于無限空間的室外空氣凈化。
【專利說明】空氣凈化器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種空氣凈化器。
【背景技術】
[0002]空氣是人類生存的必需品，質量正常時，人類對此沒有任何感覺，一旦空氣出現問題，人類馬上就會感受到空氣的重要性。地球上人類聚集居住的地方，特別是工業(yè)區(qū)和城市地區(qū)，包括中國在內，隨著經濟的快速發(fā)展，醫(yī)學技術的進步，人類遷徙的自由化，等許多原因，導致了人口的爆炸式增長。為了維持人類大量人口的生存和發(fā)展，在當前的科學技術水平的基礎上上，化石有機物(例如石油)和煤炭的用量快速上升，導致地球表面(我們生活得周圍)氣體中的有機物顆粒、揮發(fā)性有機物(如芳烴、甲醛等)、包裹無機物(如硫酸、硝酸等)的粉塵、重金屬顆粒(如汞、鉻、鎘、鉛、鎳等)、和微生物顆粒(如病毒、病菌、真菌等)的含量大幅超標。另外，各種有毒有害氣體(如氧化氮、氧化硫等)的濃度同時不斷增加，再加上全球暖化導致的地表逆溫層的產生，經常產生霧霾，嚴重影響人類的健康。
[0003]空氣的凈化是人類對抗空氣污染的重要手段之一，雖然是被動反應，但是，在人類的科技沒有實現能夠完全避免空氣污染物產生的技術突破之前，空氣凈化將在人類的生活中還會長時間的存在，并且會被不斷的優(yōu)化改進。
[0004]空氣凈化，包含兩方面的內容。一是，去除空氣中的固體和液體等懸浮顆粒，包括各種微生物(例如病菌、病毒等)；二是去除空氣中含有的對人類身體有毒有害的氣體組分，如甲醛、苯、氧化硫、氧化氮等。雖然人類設計開發(fā)出了很多種空氣凈化器，但是，當前的空氣凈化系統都存在較大的不足。已知的空氣凈化系統，按照它們的設計和技術，主要分為第一代和第二代兩種，全部依賴過濾技術。第一代空氣凈化器比較原始，是完全使用過濾系統來完成空氣凈化的過濾式凈化器，過濾裝置包括吸附材料和過濾膜。它們的工作原理是:通過吸附材料吸附有毒有害氣體，利用過濾膜來濾除空氣中的微生物和微小顆粒(如pm2.5顆粒)。第一代空氣凈化器比較原始，有兩個關鍵的不足之處:一是需要頻繁的更換過濾和吸附材料，二是，由于過濾系統沒有高效的消毒功能，導致過濾出的病菌在過濾系統中聚集，這些聚集在一起的病菌會通過互相殘殺，只有最強大的病菌可以存活，實際上是在培養(yǎng)超級病菌，對人的健康存在重大的潛在危險。第二代空氣凈化系統，比第一代有明顯的改進。第二代空氣凈化器使用高能量電場(包括強紫外線)實現滅菌殺毒功能，或者使用無機過氧酸鹽(如高錳酸鉀、重鉻酸鈉等)來殺菌滅毒，然后通過過濾裝置濾除空氣中的固體和有毒有害氣體。個別情況下，也有設計為水洗的方法來洗脫和聚集空氣中的微生物和非微生物顆粒，然后通過高能量電場產生的紫外線(或/)和臭氧來殺滅病毒病菌，最后通過過濾裝置濾除液體中的無生命顆粒。第二代空氣凈化器的高能量電場(如靜電場、紫外線等)，它們的作用是用來活化空氣中的氧氣，使之成為高活性氧離子，這些高活性氧離子擊殺空氣中的微生物，或破壞霧霾的氣溶膠顆粒使之聚合為大顆粒。由于這些紫外線和靜電電壓常常高達近兩萬伏，在運行過程中，會導致空氣分子的大量電離，從而產生大量的自由基和臭氧。自由基和臭氧對人體健康的危害已是公認的結論。這個設計雖然較第一代空氣凈化器的設計有了改進，但是，仍然必須使用過濾裝置來去除固體顆粒，同樣沒有擺脫頻繁更換成本高的過濾材料。另外，由于第一代和第二代的空氣凈化器的設計都必須使用過濾材料，這些過濾材料會產生堵塞，因此，它們無法進行大比例放大使用，大的公共場所由于微粒的數量無數，過濾材料可能在開機幾小時后就完全堵塞，迄今為止，室外公共場所無法使用已知空氣凈化器進行空氣凈化。例如，廣場上的氣體、發(fā)電廠出廠氣體、等的凈化。當前，發(fā)電廠等使用煤炭燃燒的鍋爐，尾氣的一般凈化只是簡單的水洗，pm2.5顆粒、甲醛等有害物質，大部分被釋放到空氣中。如果采用膜過濾、或樹脂等材料吸附，價格極其高昂，處理費用甚至于超過發(fā)電的價值。
[0005]人類需要一種全新設計的空氣凈化器，即第三代空氣凈化器，它需要克服所有第一代和第二代空氣凈化器的不足，可以滿足同時去除空氣中的各種液固顆粒(包括微生物)、和空氣中對人類有毒有害的氣體。新一代的空氣凈化器，要不使用過濾材料，不使用紫外線和高壓電場以避免產生自由基或臭氧等二次污染有害物質，最好也能不使用次氯酸鈉、高錳酸鉀等會產生二次污染的殺毒劑。本實用新型人在上述三個基本要求的指導下，經過不斷的探索、對比、完成上千種設計的基礎上，成功實用新型出第三代空氣凈化器，克服了第一代和第二代空氣凈化器的不足，實現了不使用高壓電場，但是可以實現高效的殺毒滅菌；不使用過濾膜或吸附材料，但是可以滿足去除所有顆粒，同時又能始終脫除有毒有害氣體的目標。第三代空氣凈化器，由于不需要使用過濾材料來去除空氣中的顆粒，所以，這種設計既可以是小型家用裝置，又可以是大型設備、用于公共場所及工業(yè)化生產過程等大型空氣凈化的凈化器。
實用新型內容
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種全新的空氣凈化器，克服了第一代和第二代空氣凈化器的不足，實現了不使用高壓電場，就可以實現高效的殺毒滅菌。
[0007]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種空氣凈化器，其包括有進氣區(qū)及出氣區(qū)、其特征在于進氣區(qū)經過空氣過液和氧氣活化區(qū)及氣體和固液分離區(qū)和出氣區(qū)連通；
[0008]所述的空氣過液和氧氣活化區(qū)采用開口槽體或者開口箱體，槽體或者箱體的底面通過腔道和進氣區(qū)連通；
[0009]所述的氣體和固液分離區(qū)中設置了氣液固分離器，分離出氣體；
[0010]所述的氣液固分離器采用人工重力加速度裝置類氣液固分離器或者旋風分離器。
[0011]優(yōu)選，所述的空氣過液和氧氣活化區(qū)及氣體和固液分離區(qū)是從下而上地設置的。
[0012]進一步改進，所述的氣液固分離器包括網狀錐體或者臺體，及布置在網狀錐體或者臺體上方的高速旋轉器，網狀錐體或者臺體的環(huán)周底邊上連接有往上延伸的擋水環(huán)邊。
[0013]進一步改進，所述的高速旋轉器，由塑料和金屬制成，或者采用平面造型，或者采用錐臺體造型，錐臺體造型，錐臺體夾角α的度數在90度?180度之間。
[0014]再優(yōu)選，所述的高速旋轉器的錐臺體夾角α的度數在120度?180度之間。
[0015]優(yōu)選，所述的高速旋轉器轉速為300轉/分?3000轉/分之間。
[0016]優(yōu)選，所述的網狀錐體或者臺體，由塑料或金屬制成，網孔的直徑介于1-3毫米之間。[0017]進一步改進，所述的網狀錐體或者臺體在其外周下方設置了固體收集槽。
[0018]最后，所述的出氣區(qū)在氣體和固液分離區(qū)上方，并在頂面出氣口設置了氣體分布盤。
[0019]與現有技術相比，
[0020]本實用新型的空氣凈化器的第一個特點是，不需要使用過濾材料來過濾氣體，但是能夠有效去除空氣中的微小顆粒；
[0021]本實用新型的空氣凈化器的第二個特點是，不使用高壓電場和強紫外線來產生臭氧、或自由基、等高活性粒子，但是實現了空氣凈化所必須的高效殺毒滅菌；
[0022]本實用新型的第三個特點是，不使用吸附材料來吸附，但是能始終實現脫除有毒有害氣體的目標。
[0023]從而能夠實現不使用高壓電場，就可以實現高效的殺毒滅菌，不使用過濾膜或吸附材料，就可以滿足去除絕大多數顆粒，同時又能始終實現脫除有毒有害氣體的目標。
[0024]本實用新型還實現了，不使用會產生二次污染的化合物，如過氧化物、次氯酸鈉、其它鹵族元素物質，和重金屬的過氧酸鹽，如高錳酸鹽、重鉻酸鹽等，但是消毒殺菌的效果達到上述物質的相同水平。
[0025]本實用新型中揭示的全新型空氣凈化器，不使用價格昂貴的消耗性材料，例如不需要使用過濾膜來去除空氣中的顆粒，不使用吸附材料吸附空氣中的有毒有害氣體，也不使用所以會產生二次污染的化合物來消毒滅菌，同時，又不使用會產生對人體有害氣體的高壓電場或強紫外線，這種設計既可以是小型家用裝置，又可以是大型設備、用于公共場所及工業(yè)化生產過程等大型空氣凈化的凈化器，結構合理實用，使用成本低，不會帶來第一代和第二代空氣凈化器副作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1.本實用新型揭示的全新型空氣凈化器功能區(qū)域結構示意圖；
[0027]圖2.本實用新型揭示的全新型空氣凈化器組成結構示意圖；
[0028]圖3.1和圖3.2.平面高速旋轉器俯視圖和側向示意圖；
[0029]圖4.有角度的高速旋轉器側剖面示意圖；
[0030]圖5.1和圖5.2.網狀錐體側向示意圖和俯視圖；
【具體實施方式】
[0031]以下結合實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0032]如圖1-5，實用新型揭示的全新型空氣凈化器，由功能區(qū)域劃分如下:
[0033]功能區(qū)域一是進氣區(qū)1:需要凈化的空氣，經過該區(qū)域進入空氣凈化系統。進氣可以是負壓吸入方式，也可以是正壓壓入方式，通常進氣區(qū)設置在空氣凈化器的最下部空間，空氣凈化器的下部側面開有進風口 1.1;
[0034]功能區(qū)域二是空氣過液和氧氣活化區(qū)2:該區(qū)域由一個蓄液的開口槽體或者開口箱體構成，蓄液的槽體或者箱體內放置有固體的氧氣活化催化劑。氧氣活化催化劑可以制備成顆粒狀、網狀、篩狀、環(huán)狀、蜂窩狀或其它形狀，只要能讓空氣通過，液體能接觸到催化劑表面就行。催化劑由氧化錳(重量含量1-5% )、氧化鈰(重量含量1-5% )、氧化銅(重量含量1-5% )和氧化鋁(重量含量85-97% )等的納米顆粒，經過機械擠壓而制成，催化劑優(yōu)選網狀、篩狀、環(huán)狀或者蜂窩狀，固體成型的催化劑，比表面積不低于150m2/g，固體非均相催化劑，催化劑顆粒添加量不少于20g/L液體；水溶性均相催化劑，催化劑的添加量不少于5g/L液體。
[0035]蓄液的開口槽體或者開口箱體內液體可以是水、甘油或者偏堿性的離子液體，一般情況下，使用水作為選定液體?？諝庵械奈⑿☆w粒，在此處被液體包圍，破壞微小顆粒表面的電荷層，使之聚合為更大的顆粒；空氣中的氧氣，被放置在液體中的氧氣活化催化劑活化，成為高活性氧，這些高活性氧包括氧自由基(由兩個氧原子鏈接在一起)、臭氧(由3個氧原子鏈接在一起)、水合氫氧根自由基(由氧-氫-水分子構成)、以及和水、金屬、有機物等絡合在一起，結構更加復雜的高活性氧粒子，高活性氧的作用有兩個，一是殺滅空氣中的微生物，二是破壞空氣中的揮發(fā)性有機物(VOC)，使它們轉化為水溶性的物質?？諝膺^液和氧氣活化區(qū)2設置空氣凈化器的中下部位，在進氣區(qū)I的上方，使開口槽體或者開口箱體的底面通過腔道和進氣區(qū)I連通。
[0036]當然，氧氣活化催化劑可以是固體催化劑，也可以是溶解在液相中的物質。常用的催化劑包括結構如式(I)所示的蒽醌鹽:
[0037]
【權利要求】
1.一種空氣凈化器，其包括有進氣區(qū)及出氣區(qū)、其特征在于進氣區(qū)經過空氣過液和氧氣活化區(qū)及氣體和固液分離區(qū)和出氣區(qū)連通； 所述的空氣過液和氧氣活化區(qū)采用開口槽體或者開口箱體，槽體或者箱體的底面通過腔道和進氣區(qū)連通； 所述的氣體和固液分離區(qū)中設置了氣液固分離器，分離出氣體； 所述的氣液固分離器采用人工重力加速度裝置類氣液固分離器或者旋風分離器。
2.根據權利要求1所述的空氣凈化器，其特征在于所述的空氣過液和氧氣活化區(qū)及氣體和固液分離區(qū)是從下而上地設置的。
3.根據權利要求1所述的空氣凈化器，其特征在于所述的氣液固分離器包括網狀錐體或者臺體，及布置在網狀錐體或者臺體上方的高速旋轉器，網狀錐體或者臺體的環(huán)周底邊上連接有往上延伸的擋水環(huán)邊。
4.根據權利要求3所述的空氣凈化器，其特征在于所述的高速旋轉器，由塑料和金屬制成，或者采用平面造型，或者采用錐臺體造型，錐臺體造型，錐臺體夾角α的度數在90度?180度之間。
5.根據權利要求4所述的空氣凈化器，其特征在于所述的高速旋轉器的錐臺體夾角α的度數在120度?180度之間。
6.根據權利要求4所述的空氣凈化器，其特征在于所述的網狀錐體或者臺體，由塑料或金屬制成，網孔的直徑介于1-3毫米之間。
7.根據權利要求4所述的空氣凈化器，其特征在于所述的網狀錐體或者臺體在其外周下方設置了固體收集槽。
8.根據權利要求1所述的空氣凈化器，其特征在于所述的出氣區(qū)在氣體和固液分離區(qū)上方，并在頂面出氣口設置了氣體分布盤。
【文檔編號】B01D53/76GK203777863SQ201320839876
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權日:2013年12月18日
【發(fā)明者】朱作霖, 孫萌, 朱振吉, 孫善慶, 解統興, 趙家保, 王文海 申請人:寧波市雨辰環(huán)?？萍加邢薰?br>