專利名稱：設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣消毒凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在廚房的抽油煙機(jī)長期停留在只排放不凈化的局面，油煙污染嚴(yán)重。抽油煙機(jī) 無法及時清洗大量積聚的油垢，致使排煙不暢。多數(shù)抽油煙機(jī)使用半年后，需要清洗，但拆 洗維護(hù)工作量大，有些核心部件被油垢粘附不易清洗，導(dǎo)致“噪音刺耳、越排越污”。醫(yī)學(xué)研 究證明，烹飪一頓菜飯產(chǎn)生的油煙對健康的危害相當(dāng)于吸兩包香煙。油煙對人體健康造成 的危害是導(dǎo)致肺癌，全球每年因此大量人員死亡。高溫炸炒的烹飪，使油煙引起的發(fā)病率更 高。引人注目的是政府及有關(guān)部門已對城市的餐飲油煙、機(jī)動車尾氣、揚(yáng)塵和惡臭氣體四大 類主要空氣污染源的嚴(yán)厲查處。為此，一些科技人員研究開發(fā)各種不同類型的凈化油煙機(jī)，如過濾型、靜電型、臭 氧型、紫外線型的。過濾型利用物體表面間存在的范德華力，吸附隨空氣流中的懸浮油煙顆粒污染 物。其缺點是過濾阻力隨油煙顆粒物的增多而增大，凈化效率隨之下降直到堵塞為止。靜電型凈化油煙機(jī)通過電極的靜電放電，借助庫侖力的作用，將油煙顆粒物從氣 流中分離出來，達(dá)到凈化目的。它吸附油煙有效，但油污積存在電極板上，更不能凈化其它 有害氣體，凈化效果差。臭氧型凈化油煙機(jī)是利用臭氧的不穩(wěn)定特性和強(qiáng)氧化作用殺菌消毒的。臭氧是一 種強(qiáng)氧化劑，降解油煙有效。但是不宜在有易燃、易爆氣體直接接觸的場所。臭氧一旦泄漏， 對人體呼吸道造成傷害。紫外線凈化油煙機(jī)采用低氣壓汞蒸汽放電燈在高電壓作用下輻射出波長253. 7nm 的紫外線降解油煙。紫外線屬于不可見光，容易泄漏，對人體眼睛、皮膚會造成傷害；紫外線 燈管及鎮(zhèn)流器的工作壽命一般低于8000小時。上述各種不同類型的凈化油煙機(jī)單一使用效果不佳，所以選兩種或三種合而為 一，以彌補(bǔ)其不足，但是效果也不理想。例如，中國專利公報于2008年10月1日公開了 一項發(fā)明，申請?zhí)枮?200810037598. 6，發(fā)明名稱《零排放油煙凈化裝置》，提供一種包括凈化裝置載體、過濾板， 其特征在于，還包括除塵電極、紫外線空氣凈化裝置；所述凈化裝置載體為管狀，兩端分別 設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口 ；所述凈化裝置載體內(nèi)部自進(jìn)氣口 一端至排氣口 一端，依次裝有過濾 板、透氣的除塵電極和紫外線空氣凈化裝置。該發(fā)明是過濾板、除塵電極、紫外線空氣凈化裝置三者合成一體，凈化效果是全 面。但是靜電設(shè)備加紫外線燈管及鎮(zhèn)流器，結(jié)構(gòu)之復(fù)雜、故障及維修保養(yǎng)難可想而知。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供能殺滅細(xì)菌、病毒，降解油煙、有機(jī)化合
4物，去除顆粒污染物，產(chǎn)生等離子體濃度高，無二次污染；而且結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能、可靠性好、工 作壽命長的設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)，包括從進(jìn)氣 口到排氣口依次裝有擋油板、等離子體反應(yīng)器和風(fēng)機(jī)，擋油板底部裝有漏油管并連通，全部 安裝在殼體內(nèi)；殼體下部設(shè)有集油罐，與漏油管出口對接，可拆卸；脈沖電源的高壓輸出端 與等離子體反應(yīng)器作電連接，等離子體反應(yīng)器設(shè)置在油煙隔板組成的氣流風(fēng)道中；其特征在于所述的等離子體反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有正電極和負(fù)電極，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組件，共計η組(η為50以內(nèi)整 數(shù))；所述的負(fù)電極是鋁板或不銹鋼板制成，共計η+1塊，正電極設(shè)置在相鄰兩塊負(fù)電極中 間部位；等離子體反應(yīng)器內(nèi)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，所 述的金屬帶的正電極兩端是分別固定在阻止微放電導(dǎo)電軌上相對應(yīng)位置上的；阻止微放電 導(dǎo)電軌的兩端各設(shè)置一個絕緣連接物，并固定在反應(yīng)器外殼相對應(yīng)的安裝孔中；若干條阻 止微放電導(dǎo)電軌用耐氧化導(dǎo)線作電連通。優(yōu)選地，所述的阻止微放電導(dǎo)電軌上設(shè)有等距離排列的凸部，正電極的兩端是分 別固定在相對應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部的頂端；阻止微放電導(dǎo)電軌的凸部上下對稱兩個設(shè)為一 組，每根阻止微放電導(dǎo)電軌的凸部設(shè)η組，凸部的頂端設(shè)置向外側(cè)彎頭；正電極兩端設(shè)有不 銹鋼連接框，不銹鋼連接框中間沖成方孔，凸部頂端彎頭套入不銹鋼連接框方孔內(nèi)；負(fù)電極 靠反應(yīng)器外殼邊的上、下兩端各設(shè)一個凸出的負(fù)電極固定梢，反應(yīng)器外殼對應(yīng)處開凹槽對 接緊固。優(yōu)選地，所述的阻止微放電導(dǎo)電軌上設(shè)有等距離排列的凹部，凹部設(shè)η組，正電極 金屬帶的兩端是分別固定在相對應(yīng)阻止微放電導(dǎo)電軌的凹部；阻止微放電導(dǎo)電軌的兩端 再與正交設(shè)置在反應(yīng)器四周的四根正電極金屬支架固定，并作電連通；正電極金屬支架的 外緣設(shè)有若干個圓筒狀的阻止微放電導(dǎo)電軌固定圈，阻止微放電導(dǎo)電軌固定圈等距離隔開 相鄰的阻止微放電導(dǎo)電軌；每根正電極金屬支架的上、下兩端各設(shè)一個絕緣連接物與反應(yīng) 器外殼相對應(yīng)的安裝孔固定，再設(shè)絕緣連接物固定栓把絕緣連接物緊固在金屬反應(yīng)器外殼 上。優(yōu)選地，所述的負(fù)電極表面是氧化處理的鋁板制成，負(fù)電極的兩面敷設(shè)納米級 Ti02。優(yōu)選地，所述的脈沖電源內(nèi)設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)管Ql和脈沖升壓變壓器，半導(dǎo)體 開關(guān)管Ql和脈沖升壓變壓器是按單端反激式逆變電路設(shè)置的；所述的半導(dǎo)體開關(guān)管Ql的 漏極D與脈沖升壓變壓器的初級線圈同名端al連接，開關(guān)管Ql的源極S經(jīng)限流電阻器Rl 與輸入直流電源DC負(fù)極連接，初級線圈異名端bl連接輸入直流電源DC正極；初級線圈和 次級線圈的同名端al、a2和異名端bl、b2是反向設(shè)置的。優(yōu)選地，所述的脈沖升壓變壓器設(shè)有一個多槽絕緣線圈骨架，次級線圈是分三段、 五段至七段繞制在多槽絕緣線圈骨架相對應(yīng)的凹槽內(nèi)串聯(lián)而成；每個線包的上端各設(shè)有一 個高壓快恢復(fù)二極管，高壓快恢復(fù)二極管的正極接在低電位線包的末端，高壓快恢復(fù)二極 管的負(fù)極接在高電位線包的起始端；所述的初級線圈和次級線圈的內(nèi)孔中設(shè)有磁芯作電磁 耦合，磁芯的磁回路中設(shè)有磁氣隙；所述的磁芯最佳設(shè)計用鐵基超微晶鐵心，也可以設(shè)置鐵 氧體磁心。
優(yōu)選地，在于所述的制成正電極是由耐氧化的鎳鉻金屬帶制成，也可以是鐵鉻鋁 合金材料制成；金屬帶寬度是1——2mm,厚度是0. 05mm——0. 20mm。優(yōu)選地，在于所述的脈沖電源內(nèi)設(shè)有電源開關(guān)與市電作電連接，風(fēng)速調(diào)節(jié)開關(guān)的 輸出端與風(fēng)機(jī)電連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果本發(fā)明擋油板底部裝有漏油管并連通，下部設(shè)有集油罐，與漏油管出口對接，可拆 卸。將大部分油污撞擊在擋油板上，順著漏油管流進(jìn)集油罐，及時拆卸清潔，減輕等離子體 反應(yīng)器負(fù)擔(dān)。尤其是等離子體反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有正電極是由耐氧化的金屬帶；負(fù)電極是鋁板或不銹 鋼板制成，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 別固定在阻止微放電導(dǎo)電軌上相對應(yīng)位置上的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，等離子體反應(yīng)器內(nèi)微放 電效應(yīng)被阻止微放電導(dǎo)電軌阻止，使每根正電極在脈沖電源強(qiáng)電場中作穩(wěn)定的電暈放電， 獲得高強(qiáng)度等離子體。與放電極是鋸齒狀或尖針狀的處于尖端放電狀態(tài)相比，金屬帶的正 電極是沿著帶狀四周均勻放電，獲得等離子體強(qiáng)度是鋸齒狀或尖針狀的2——4倍，能高效 殺滅細(xì)菌、病毒，又能降解油污物和廢器，消除異味；等離子體反應(yīng)器內(nèi)的高壓靜電場能吸 附粒徑小至0. 01 μ m顆粒狀的氣溶膠。經(jīng)實測在20m3密封房間空氣中人工噴染的白色葡萄球菌，一臺額定功率為7W的 本發(fā)明工作30min后的殺滅率為99. 98%以上，工作60min的殺滅率可高達(dá)100%。本發(fā)明 油霧降解率95%以上，轉(zhuǎn)換成碳、水等無毒無害的無機(jī)物，無二次污染，實現(xiàn)零排放。懸浮粒 子數(shù)彡3500個/L (Φ彡0. 5 μ m)，空氣中留存臭氧量彡0. 02mg/m3。本發(fā)明產(chǎn)生等離子體濃度高，既能高效殺滅細(xì)菌、病毒，降解油霧廢氣、有機(jī)化合 物，消除異味，去除顆粒狀污染物；而且節(jié)能，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、工作壽命長，實現(xiàn)零排 放。本發(fā)明重點關(guān)注的是正電極的金屬帶在反應(yīng)器中作電暈放電時，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??；反之金屬帶損 耗較少部位放電電流自動增大。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，正電極的有效工作壽命可達(dá)8——12年，獲得意想不到的效果。本發(fā)明的又一個研究課題是發(fā)現(xiàn)等離子體反應(yīng)器內(nèi)的“微放電現(xiàn)象”及提出阻止 微放電的導(dǎo)電軌技術(shù)方案。等離子體用于空氣消毒凈化設(shè)備是近十幾年事，以前的等離子體反應(yīng)器正電極選 用電暈放電優(yōu)良的細(xì)金屬絲，但是近幾年被鋸齒狀或尖針狀結(jié)構(gòu)所取代。究其原因是細(xì)金 屬絲作電暈放電容易斷，凡是正在實施等離子體反應(yīng)器放電正電極選用鋸齒狀或尖針狀結(jié) 構(gòu)的空氣消毒凈化器的生產(chǎn)廠家，以前多數(shù)做過金屬絲作為正電極的等離子體反應(yīng)器。就 是因為“斷絲”才無可奈何改成尖針狀、鋸齒狀電極的。中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?00710038821. 4，發(fā)明名稱《拼裝積木式窄間距靜電場裝 置》說明書首頁就提出“細(xì)線容易斷線的缺陷極大地影響了裝置的可靠性?！痹谠摪l(fā)明的技 術(shù)方案中提出一種拼裝積木式窄間距靜電場裝置，包括放電極(放電極即為正極)、收塵 極(收電極即為負(fù)極)和絕緣子，放電極與收塵極間隔平行排列，放電極兩端連接放電極連 接件，放電極的下部為鋸齒狀，放電極的上部為管狀，鋸齒狀放電極與收塵極形成收塵區(qū)，收塵極兩端連接收電極連接件，放電極連接件和收電極連接件分別連接在絕緣子上。上述發(fā)明創(chuàng)造的“放電極的下部為鋸齒狀”是不得已而為之。寧可犧牲消毒凈化 效果，以換取消毒凈化器的工作壽命的技術(shù)方案是一種偏見。經(jīng)過調(diào)查分析多數(shù)技術(shù)人員為了解決等離子體反應(yīng)器正、負(fù)電極之間的絕緣問 題，選用絕緣材料作支架直接固定等離子體反應(yīng)器金屬絲的正電極。研究表明介電常數(shù)高 的絕緣材料對隔離高電位的正、負(fù)極是有好處，致命弱點是在等離子體反應(yīng)器內(nèi)就會產(chǎn)生 “微放電現(xiàn)象”。介電常數(shù)越高的材料，其表面微放電現(xiàn)象愈甚。為了提升消毒凈化效果，往 往提高等離子體反應(yīng)器的外加電源電壓，是正電極周圍形成的強(qiáng)電場，在等離子體的催化 作用下導(dǎo)致金屬絲與絕緣材料接觸區(qū)域局部產(chǎn)生微放電。這種微放電現(xiàn)象產(chǎn)生的高能電子 對絕緣材料和金屬導(dǎo)電材料分子的電離和離解起到直接作用，分解產(chǎn)物是它們的氧化物及 水。這就是等離子體反應(yīng)器的放電正電極選用細(xì)金屬絲容易被燒斷的根源所在?，F(xiàn)有技術(shù) 中等離子體反應(yīng)器的正電極選用細(xì)金屬絲容易被燒斷的根本原因——微放電效應(yīng)沒有被 發(fā)現(xiàn)，對其物理上的原因也不明確，因而也就找不出解決阻止微放電效應(yīng)的技術(shù)方案。本發(fā) 明的“等離子體反應(yīng)器內(nèi)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，所述 的正電極的兩端是分別固定在阻止微放電導(dǎo)電軌上相對應(yīng)位置上的”，就是根據(jù)這一等離 子體反應(yīng)器內(nèi)“微放電效應(yīng)”作出的。由此可見，本發(fā)明對于所屬技術(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是本發(fā)明設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的等離子體反應(yīng)器半剖面的立體結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖2的阻止微放電導(dǎo)電軌結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的等離子體反應(yīng)器另一實施例的立體結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明的脈沖電源電原理圖；圖6是本發(fā)明的脈沖升壓變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明的脈沖升壓變壓器電路圖；圖8是本發(fā)明脈沖升壓變壓器輸出高壓放電電流波形圖。主要部件附圖標(biāo)記說明I"等離子體反應(yīng)器2_脈沖電源3-風(fēng)機(jī)
4_擋油板5-進(jìn)氣口6-排氣口
7_漏油管8-殼體9_集油罐
10-油煙隔板11-電源開關(guān)12-風(fēng)速調(diào)節(jié)開關(guān)
101-正電極102-負(fù)電極103-阻止微放電導(dǎo)電軌
104-正電極金屬支架105-絕緣連接物106-絕緣連接物固定栓
107-導(dǎo)電軌固定圈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212-多槽絕緣線圈骨架
214-初級線圈215-次級線圈216-脈沖升壓變壓器
217-高壓快恢復(fù)二極管218-磁氣隙
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的實施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實施例1 圖1是本發(fā)明設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的等離子 體反應(yīng)器半剖面的立體結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖2的阻止微放電導(dǎo)電軌結(jié)構(gòu)示意圖。如圖，設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)，包括從進(jìn)氣口 5到排氣口 6依次裝有擋油板 4、等離子體反應(yīng)器1和風(fēng)機(jī)3。擋油板4底部裝有漏油管7并連通，全部安裝在殼體8內(nèi)； 殼體8下部設(shè)有集油罐9，與漏油管7出口對接，可拆卸。脈沖電源2的高壓輸出端與等離 子體反應(yīng)器1作電連接，等離子體反應(yīng)器1設(shè)置在油煙隔板10組成的氣流風(fēng)道中。所述的 等離子體反應(yīng)器1內(nèi)設(shè)有正電極101和負(fù)電極102，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組件，共計η組(η為50以內(nèi)整數(shù))；所述的負(fù) 電極102是鋁板或不銹鋼板制成，共計η+1塊，正電極101設(shè)置在相鄰兩塊負(fù)電極102中間 部位。等離子體反應(yīng)器內(nèi)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，所 述的金屬帶的正電極101兩端是分別固定在阻止微放電導(dǎo)電軌上相對應(yīng)位置上的。阻止微 放電導(dǎo)電軌103的兩端各設(shè)置一個絕緣連接物105，并固定在反應(yīng)器外殼108相對應(yīng)的安裝 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。若干條耐氧化的金屬帶的正電極101的電暈放電電場是沿著正電極101的徑向 四周分布均勻。在實施中選用同體積的上述不同結(jié)構(gòu)正電極的反應(yīng)器，正、負(fù)電極放電距 離也相同，包括電源配置等條件，耐氧化的金屬帶正電極101制成的反應(yīng)器所產(chǎn)生的等離 子體濃度是鋸齒狀或針尖狀正電極的反應(yīng)器的二倍以上，而且測定的臭氧指標(biāo)只是鋸齒 狀或針尖狀的正電極反應(yīng)器的四分之一，符合國家關(guān)于《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的臭氧量 (0. 16mg/m3 的規(guī)定。必須說明的是本發(fā)明的反應(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。事實上近四、五年來市場上關(guān)于絲狀結(jié)構(gòu)的放電陽極構(gòu)成的等離子體空氣消毒凈 化裝置已經(jīng)銷聲匿跡，原因是作放電陽極的金屬絲容易斷，工作壽命僅4——6個月。放電 陽極呈齒狀結(jié)構(gòu)或針尖狀的雖不容易被燒斷，但是它們處于的尖端放電形成放電流注，在 暗室中可以看到正電極與負(fù)電極之間有一條Φ0. 2mm左右的紫藍(lán)光細(xì)線——這是空氣中放 電不均勻現(xiàn)象。在紫藍(lán)光線附近等離子體濃度高，空氣中的氧氣和氮?dú)馊菀妆患せ?，生成?氧及氮氧化物等不利因素；而離開紫藍(lán)光線稍遠(yuǎn)處的等離子體濃度低，空氣消毒凈化效果 就差。這類反應(yīng)器的消毒效果受臭氧及氮氧化物濃度的制約，這也是目前專業(yè)技術(shù)人員感 到最棘手的難題。還有一個嚴(yán)重缺陷是工作不到幾個月，鋸齒狀或尖針狀放電尖端因濺射 效應(yīng)而變鈍。由于正電極的曲率半徑越大，起暈電壓越高，放電電流隨之減小，空氣消毒凈 化效率當(dāng)然會降低。這種衰退現(xiàn)象潛移默化，等離子體濃度降低不容易被使用者發(fā)現(xiàn)。反 應(yīng)器雖然還在工作，卻形同虛設(shè)，這種“空城計”擺設(shè)后患無窮。前幾年這方面的論文、專利比較多，但是近四、五年市場上逐漸被鋸齒狀放電極的 靜電型空氣凈化器占據(jù)上峰。據(jù)調(diào)查分析，主要原因就在于此。實施例2
參見圖2、圖3，本發(fā)明的阻止微放電導(dǎo)電軌103上設(shè)有等距離排列的凸部109，正 電極101的兩端是分別固定在相對應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部109頂端；阻止微放電導(dǎo)電軌103的 凸部109上下對稱兩個設(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。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)。負(fù)電極102靠反應(yīng)器外殼 108邊的上、下兩端各設(shè)一個凸出的負(fù)電極固定梢111，反應(yīng)器外殼108對應(yīng)處開凹槽對接 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 彎邊擰鑼釘會出現(xiàn)裝配誤差，工藝上都不如本優(yōu)先實施例。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，把不銹 鋼連接框110與正電極101兩端依照所設(shè)計長度加工好，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。本發(fā)明所述的每組上下對稱的兩個凸部109彎頭處是按同極性屏蔽效應(yīng)距離設(shè) 計的，每根正電極101的金屬帶之間距離范圍是按10 30mm排列。正電極101與負(fù)電極 102之間的放電距離設(shè)計范圍是6 20mm。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。實施例3 圖4是本發(fā)明的等離子體反應(yīng)器另一實施例的立體結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，所述的阻 止微放電導(dǎo)電軌103上設(shè)有等距離排列的凹部，凹部設(shè)η組，正電極101的兩端是分別固定 在相對應(yīng)阻止微放電導(dǎo)電軌103的凹部；阻止微放電導(dǎo)電軌103的兩端再與正交設(shè)置在反 應(yīng)器四周的四根正電極金屬支架104固定，并作電連通；正電極金屬支架104的外緣設(shè)有 若干個圓筒狀的阻止微放電導(dǎo)電軌固定圈107，阻止微放電導(dǎo)電軌固定圈107等距離隔開 相鄰的阻止微放電導(dǎo)電軌103 ；每根正電極金屬支架104的上、下兩端各設(shè)一個絕緣連接物 105與外殼108相對應(yīng)的安裝孔固定。再設(shè)絕緣連接物固定栓106把絕緣連接物105緊固 在金屬反應(yīng)器外殼108上。凹槽的寬度和深度與正電極101的金屬帶相配合。優(yōu)點是定位精確，金屬帶在空 氣流中不易晃動，加工工藝比阻止微放電導(dǎo)電軌103上設(shè)凸部109簡單；缺點是無彈性，工 作時間久，正電極101的金屬帶會松弛。導(dǎo)電軌固定圈107的長度按減小同極性電磁場相互屏蔽作用的要求設(shè)定。試驗表 明相鄰的兩條正電極距離過小(本例< 12mm時)，由于同極性電磁場相互屏蔽作用導(dǎo)致 電暈放電微弱；但是，距離過大(本例> 30mm時)，占用空間大，又會使等離子體濃度下降。 阻止微放電導(dǎo)電軌103、正電極金屬支架104和導(dǎo)電軌固定圈107都是由鋁或不銹鋼材料制 成。導(dǎo)電軌固定圈107內(nèi)孔直徑大于正電極金屬支架104外徑0. 1——0.2mm，便于安裝。負(fù)電極102的上、下兩端是固定在金屬制成的反應(yīng)器外殼108內(nèi)壁上，并作電連 通。絕緣連接物105由塑料內(nèi)嵌金屬件制成，并與正電極金屬支架104兩端的螺紋相配合。 絕緣連接物105設(shè)定直徑大于正電極與負(fù)電極放電距離時，正電極金屬支架104直接與金 屬外殼相對應(yīng)的安裝孔固定，不設(shè)絕緣連接物固定栓106。當(dāng)絕緣連接物105設(shè)定直徑小于 正電極與負(fù)電極放電距離時，由絕緣連接柱固定栓106把絕緣連接物105緊固在金屬反應(yīng)
9器外殼108上。等離子體反應(yīng)器整體精巧、牢固。實施例4 所述的負(fù)電極102表面是氧化處理的鋁板制成，負(fù)電極102的兩面敷設(shè)納米級 Ti02。利用等離子體反應(yīng)器自身發(fā)出的紫外線激發(fā)Ti02，消毒因子是低溫等離子體加激發(fā) Ti02所產(chǎn)生的自由基。等離子體和自由基是雙重高效殺滅細(xì)菌病毒，降解有機(jī)化合物、油氣 污染物。所述的納米級Ti02是帶隙能3. 2eV的銳鈦礦型催化劑，帶隙能值高。特別強(qiáng)調(diào)的是等離子體反應(yīng)器負(fù)電極102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A1203層面薄，在18KVP_Pf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，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Ti02的禁帶寬度是3. 2eV，對應(yīng)紫外線波長閾值是387. 5nm。實驗表 明Ti02作空氣消毒凈化時，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。二氧化鈦(Ti02)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) Ti02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C02和H20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，檢測中心檢測結(jié)果表 明光觸媒對常見的細(xì)菌的殺滅率在99%以上，油污降解率95%以上。本發(fā)明的光觸媒二氧化鈦(Ti02)光催化凈化，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。這樣一來，紫外光源和鎮(zhèn)流器就可省掉，避免了紫外線放電燈損壞、 對人體的傷害及紫外光源耗電量大的弊端。獲得意想不到的效果。實施例5 圖5是本發(fā)明的脈沖電源電原理圖；圖6是本發(fā)明的脈沖升壓變壓器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明的脈沖升壓變壓器電路圖。圖中所示所述的脈沖電源2內(nèi)設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)管Q1和脈沖升壓變壓器 216，本發(fā)明的半導(dǎo)體開關(guān)管Q1和脈沖升壓變壓器是按單端反激式逆變電路設(shè)置的，逆變 輸出的窄脈沖電流上升速率高，產(chǎn)生的臭氧和氮氧化物< 0. 02mg/m3。半導(dǎo)體開關(guān)管Q1的漏極D與脈沖升壓變壓器216的初級線圈214同名端al連 接，開關(guān)管Q1的源極S經(jīng)限流電阻器R1與輸入直流電源DC負(fù)極連接，初級線圈214異名 端bl連接輸入直流電源DC正極；初級線圈214和次級線圈215的同名端al、a2和異名端 bl、b2是反向設(shè)置的。脈沖升壓變壓器216設(shè)有一個多槽絕緣線圈骨架212，次級線圈215 是分三段、五段至七段繞制在多槽絕緣線圈骨架212相對應(yīng)的凹槽內(nèi)串聯(lián)而成。每個線包 的上端各設(shè)有一個高壓快恢復(fù)二極管217，高壓快恢復(fù)二極管217的正極接在低電位線包 的末端，高壓快恢復(fù)二極管217的負(fù)極接在高電位線包的起始端。脈沖電源2高壓輸出端 OUT與等離子體反應(yīng)器正電極101用高壓導(dǎo)線213連接。脈沖電源2負(fù)輸出端與等離子體 反應(yīng)器外殼連通，共同接地GND。
本發(fā)明所設(shè)計按單端反激式逆變電路設(shè)置，獲得高頻窄脈沖驅(qū)動電流，在呈容性 的等離子體反應(yīng)器工作中不會出現(xiàn)打火之類故障。必須說明的是，反激式逆變器除了完成 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)電極和外殼直接安全 接地，電磁屏蔽性能更好。本發(fā)明設(shè)計的脈沖電源的輸出高壓脈沖上升時間短。經(jīng)研究，在室內(nèi)環(huán)境中為使 呈容性的等離子體反應(yīng)器產(chǎn)生多的高能電子，激發(fā)氣體分子進(jìn)行電離或離解，產(chǎn)生強(qiáng)氧化 性的自由基，最好采用窄脈沖(脈寬幾PS、上升時間為幾十至幾百nS)放電電流。在極短 的時間內(nèi)，電子被加速成為高能電子，而其它質(zhì)子較大的離子由于慣性作用，在脈沖瞬間來 不及被電子加速而基本保持靜止?？諝庵械牡?dú)夂脱鯕獠粫患せ睿a(chǎn)生的臭氧和氮氧化 物< 0. 02mg/m3,實測結(jié)果驗證上述設(shè)計。同時獲得有益效果是反激式逆變器輸出的脈沖電流是Q1在關(guān)斷時使存儲在脈 沖升壓變壓器初級繞組內(nèi)的磁能瞬間釋放，獲得18KVP_P，工作頻率40KHZ，脈沖寬度4 i! S，上 升時間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)閉時脈沖變壓器的次級才導(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。實施例6 本發(fā)明設(shè)計的初級線圈214和次級線圈215的內(nèi)孔中設(shè)有磁芯作電磁耦合，磁芯 的磁回路中設(shè)有磁氣隙218 ；所述的磁芯最佳設(shè)計用鐵基超微晶鐵心，也可以設(shè)置鐵氧體 磁心。鐵氧體的電感系數(shù)低，線圈繞組要增加，損耗當(dāng)然也大。初級線圈214是繞在初級絕 緣線圈骨架211內(nèi)，初級絕緣線圈骨架211和多槽絕緣線圈骨架212的內(nèi)孔中設(shè)有鐵基超 微晶鐵心作電磁耦合。鐵基超微晶鐵心的磁回路中設(shè)有磁氣隙218，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將次級線 圈215每個線包作高頻隔離，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。高壓快恢復(fù)二極管217的耐電壓參數(shù)至少是12KV，恢復(fù)時間小于80nS。實施例7 本發(fā)明設(shè)計的開關(guān)管Q1的G極設(shè)有驅(qū)動電路IC，驅(qū)動電路IC內(nèi)設(shè)有振蕩器ZTC、 誤差放大器WCF和比較器PWM，驅(qū)動電路IC是制成一個模塊；也可以選用開關(guān)電源控制集 成電路UC3842類替代。另一種技術(shù)方案是選用開關(guān)電源控制集成電路IC1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IC1包括MC33374制 成。本發(fā)明所述的脈沖升壓變壓器216初級線圈設(shè)有瞬變二極管D1和快恢復(fù)二極管 D2，反向串聯(lián)后與初級線圈214并聯(lián)，瞬變二極管D1的正極與電源正輸出端DC連接，電容 器C1與瞬變二極管D1并連?？旎謴?fù)二極管D2的正極與開關(guān)管Q1漏極連接。瞬變二極管 D1吸收Q1關(guān)斷時產(chǎn)生的反向超過閾值的峰值電壓，起箝位作用。本實施例當(dāng)市電電壓為 220V時，瞬變二極管D1優(yōu)選1. 5KE250A型，工作電流4. 2A，限幅電壓237——263V。
本發(fā)明脈沖電源2工作原理市電由整流電路橋式整流，濾波電容器濾波得到直流電源DC。當(dāng)開關(guān)管Q1被PWM 脈沖激勵而導(dǎo)通時，直流電源DC施加到脈沖升壓變壓器216初級線圈的兩端，此時初級線 圈相當(dāng)于一個純電感，流過初級線圈的電流線性上升，電源能量以磁能形式存儲在初級線 圈的電感中；脈沖升壓變壓器216次級高壓快恢復(fù)二極管217因反向而截止。當(dāng)開關(guān)管Q1 截止時，由于電感電流不能突變，初級線圈兩端電壓極性瞬間反向，次級線圈215上的電壓 極性顛倒使高壓快恢復(fù)二極管217正向?qū)?，初級線圈儲存的能量瞬間釋放，傳送到次級 線圈215升壓，產(chǎn)生高壓窄脈沖電流，供給外接的等離子體反應(yīng)器作電暈放電。流經(jīng)等離子體反應(yīng)器的工作電流取樣送至驅(qū)動電路IC內(nèi)的誤差放大器WCF和比 較器PWM處理。當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器工作時被損壞、老化、短路時的異常狀態(tài)信號電流經(jīng)過處 理，比較器PWM的輸出脈寬為零，開關(guān)管Q1被關(guān)閉，實現(xiàn)自動保護(hù)。同樣，當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng) 器的工作電流因負(fù)載大小而變化，比較器PWM的輸出脈寬也隨之改變，控制開關(guān)管Q1導(dǎo)通 時間，實現(xiàn)自動調(diào)整脈沖電源2輸出功率，使等離子體反應(yīng)器作穩(wěn)定的電暈放電。圖8是本發(fā)明脈沖升壓變壓器216輸出高壓放電電流波形圖。此放電電流波形是 在脈沖升壓變壓器216的輸出端外接等離子體反應(yīng)器接地端的取樣電阻器上測得的。數(shù)字 式示波器顯示表明脈沖占空比為16%，脈沖寬度是3uS，脈沖上升時間為70nS。本發(fā)明脈 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)器的電暈放電穩(wěn)定。實施例8 本發(fā)明制成正電極101是由耐氧化的高電阻電熱合金制成，也可以是鐵鉻鋁合 金材料制成；正電極101的鎳鉻金屬帶的牌號為Cr20Ni80的高電阻電熱合金，也可以是 鐵鉻鋁材料的牌號為0Cr27A17Mo2的高電阻電熱合金；金屬帶寬度是1——2mm,厚度是 0. 05mm-0. 20mmo實施例9 本發(fā)明的脈沖電源2內(nèi)設(shè)有電源開關(guān)11與市電作電連接，風(fēng)速調(diào)節(jié)開關(guān)12的輸 出端與風(fēng)機(jī)3電連接，根據(jù)烹飪產(chǎn)生的油煙量調(diào)節(jié)風(fēng)速，有利節(jié)能。本發(fā)明是專為廚房烹飪配套設(shè)計，作零排放。以上所述，僅僅是參照附圖的實施例對本發(fā)明作了進(jìn)一步說明，并非對本發(fā)明的 限定。在本發(fā)明的關(guān)于耐氧化金屬帶的正電極電暈放電、阻止微放電導(dǎo)電軌、等離子體反應(yīng) 器自身紫外線激發(fā)Ti02作零排放等的技術(shù)理念范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按上述揭示的 內(nèi)容作出各種方式簡單變形或等同替代，依照權(quán)利要求書或等同替代物界定，均屬于本發(fā) 明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)，包括從進(jìn)氣口(5)到排氣口(6)依次裝有擋油板(4)、等離子體反應(yīng)器(1)和風(fēng)機(jī)(3)，擋油板(4)底部裝有漏油管(7)并連通，全部安裝在殼體(8)內(nèi)；殼體(8)下部設(shè)有集油罐(9)，與漏油管(7)出口對接，可拆卸；脈沖電源(2)的高壓輸出端與等離子體反應(yīng)器(1)作電連接，等離子體反應(yīng)器(1)設(shè)置在油煙隔板(10)組成的氣流風(fēng)道中；其特征在于所述的等離子體反應(yīng)器(1)內(nèi)設(shè)有正電極(101)和負(fù)電極(102)，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組件，共計n組(n為50以內(nèi)整數(shù))；所述的負(fù)電極(102)是鋁板或不銹鋼板制成，共計n+1塊，正電極(101)設(shè)置在相鄰兩塊負(fù)電極(102)中間部位；等離子體反應(yīng)器內(nèi)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)，所述的金屬帶的正電極(101)兩端是分別固定在阻止微放電導(dǎo)電軌上相對應(yīng)位置上的；阻止微放電導(dǎo)電軌(103)的兩端各設(shè)置一個絕緣連接物(105)，并固定在反應(yīng)器外殼(108)相對應(yīng)的安裝孔中；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所述的設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)，其特征在于所述的阻止微放 電導(dǎo)電軌(103)上設(shè)有等距離排列的凸部(109)，正電極(101)的兩端是分別固定在相對 應(yīng)導(dǎo)電軌上的凸部(109)的頂端；阻止微放電導(dǎo)電軌(103)的凸部(109)上下對稱兩個設(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)的頂端設(shè)置向外側(cè) 彎頭；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，凸 部(109)頂端彎頭套入不銹鋼連接框(110)方孔內(nèi)；負(fù)電極(102)靠反應(yīng)器外殼(108)邊 的上、下兩端各設(shè)一個凸出的負(fù)電極固定梢(111)，反應(yīng)器外殼(108)對應(yīng)處開凹槽對接緊 固。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)，其特征在于所述的阻止微放 電導(dǎo)電軌(103)上設(shè)有等距離排列的凹部，凹部設(shè)η組，正電極(101)金屬帶的兩端是分別 固定在相對應(yīng)阻止微放電導(dǎo)電軌(103)的凹部；阻止微放電導(dǎo)電軌(103)的兩端再與正交 設(shè)置在反應(yīng)器四周的四根正電極金屬支架(104)固定，并作電連通；正電極金屬支架(104) 的外緣設(shè)有若干個圓筒狀的阻止微放電導(dǎo)電軌固定圈(107)，阻止微放電導(dǎo)電軌固定圈 (107)等距離隔開相鄰的阻止微放電導(dǎo)電軌(103)；每根正電極金屬支架(104)的上、下兩 端各設(shè)一個絕緣連接物(105)與反應(yīng)器外殼(108)相對應(yīng)的安裝孔固定，再設(shè)絕緣連接物 固定栓(106)把絕緣連接物(105)緊固在金屬反應(yīng)器外殼(108)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)，其特征在于所述的負(fù)電極(102)表面是氧化處理的鋁板制成，負(fù)電極(102)的兩面敷設(shè)納米級Ti02。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)，其特征在于所述的脈沖電源 (2)內(nèi)設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)管Ql和脈沖升壓變壓器(216)，半導(dǎo)體開關(guān)管Ql和脈沖升壓變 壓器(216)是按單端反激式逆變電路設(shè)置的；所述的半導(dǎo)體開關(guān)管Ql的漏極D與脈沖升壓 變壓器(216)的初級線圈(214)同名端al連接，開關(guān)管Ql的源極S經(jīng)限流電阻器Rl與輸 入直流電源DC負(fù)極連接，初級線圈(214)異名端bl連接輸入直流電源DC正極；初級線圈 (214)和次級線圈(215)的同名端al、a2和異名端bl、b2是反向設(shè)置的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)，其特征在于所述的脈沖升壓 變壓器(216)設(shè)有一個多槽絕緣線圈骨架(212)，次級線圈(215)是分三段、五段至七段繞制在多槽絕緣線圈骨架(212)相對應(yīng)的凹槽內(nèi)串聯(lián)而成；每個線包的上端各設(shè)有一個高壓 快恢復(fù)二極管(217)，高壓快恢復(fù)二極管(217)的正極接在低電位線包的末端，高壓快恢復(fù) 二極管(217)的負(fù)極接在高電位線包的起始端；所述的初級線圈(214)和次級線圈(215) 的內(nèi)孔中設(shè)有磁芯作電磁耦合，磁芯的磁回路中設(shè)有磁氣隙(218)；所述的磁芯最佳設(shè)計 用鐵基超微晶鐵心，也可以設(shè)置鐵氧體磁心。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)，其特征在于所述的制 成正電極(101)是由耐氧化的鎳鉻金屬帶制成，也可以是鐵鉻鋁合金材料制成；金屬帶寬 度是 1-2mm,厚度是 0. 05mm-0. 20mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)，其特征在于所述的脈沖電源 (2)內(nèi)設(shè)有電源開關(guān)(11)與市電作電連接，風(fēng)速調(diào)節(jié)開關(guān)(12)的輸出端與風(fēng)機(jī)(3)電連 接。
全文摘要
本發(fā)明屬于空氣消毒凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)。它包括進(jìn)氣口、排氣口、擋油板、等離子體反應(yīng)器、脈沖電源和風(fēng)機(jī)。等離子體反應(yīng)器內(nèi)正電極是由耐氧化的金屬帶制成，負(fù)電極是鋁板或不銹鋼板制成；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，正電極兩端固定在阻止微放電導(dǎo)電軌上。負(fù)電極的兩面敷設(shè)納米級TiO2，等離子體加TiO2雙重作用，效率顯著。能高效殺滅細(xì)菌、病毒，降解油煙、有機(jī)化合物，去除顆粒污染物，產(chǎn)生等離子體濃度高，無二次污染；而且結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能、可靠性好、工作壽命長的設(shè)有等離子體凈化的抽油煙機(jī)。本發(fā)明是專為廚房烹飪配套設(shè)計，實現(xiàn)零排放。
文檔編號H01F19/08GK101922750SQ20091011364
公開日2010年12月22日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者周云正, 陳愛芝 申請人:周云正