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CN106955543A - 一种空气净化器 - Google Patents

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CN106955543A
CN106955543A CN201710270594.1A CN201710270594A CN106955543A CN 106955543 A CN106955543 A CN 106955543A CN 201710270594 A CN201710270594 A CN 201710270594A CN 106955543 A CN106955543 A CN 106955543A
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air purifier
air
catalytic layer
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朱浙
郑益平
王翀
朱瑜辉
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Original Assignee
An Active Hangzhou Environmental Science And Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种空气净化器，包括机体，设置于机体内部的空腔，设置于机体两端且与空腔连通的进气管和出风管，设置于进气管上的第一气泵，空腔下端设置有臭氧机以及与臭氧机连通的处理水层，空腔上端设置有多孔的催化层，机体上设置有雾化喷淋装置，雾化喷淋装置包括抽液管、设置于抽液管上的第二气泵、雾化喷头，抽液管与处理水层连通，雾化喷头设置于催化层上方，雾化喷头上方设置有臭氧去除结构，出风管与臭氧去除结构之间设置有臭氧探测器。本发明长时间具有有效处理空气中的PM2.5，使空气得到良好的净化的优点。

Description

一种空气净化器
技术领域
本发明涉及空气净化领域，更具体地说，它涉及一种空气净化器。
背景技术
空气净化器能够吸附、分解或转化各种空气污染物，包括粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等，还可有效提高空气清洁度，被广泛应用于家庭、办公楼、商场、酒店等领域。
然而，随着经济的高速发展，以及各类工厂的乱排放，极易导致人们的生活环境变得恶劣，空气质量也随之变差，PM2.5(细颗粒物)超标已经成为危害人群身体健康的一大危害。
申请公布号为CN103411273A、申请公布日为2013年11月27日的中国专利公开了一种医用空气净化器，包括机壳，所述机壳的上端盖上设有进风口，机壳下端四周壁上均设置出风口，所述机壳内设置连通进风口和出风口的空气流动通道，所述初过滤网、静电集尘箱、等离子催化网、HEPA网由上而下顺次可拆卸安装于空气流动通道内，所述风机安装于空气流动通道内且位于HEPA网的空气流动下游。
现有技术可去除空气中的气味和细菌，还可通过HEPA网去除细颗粒物，但HEPA网需要定期进行更换，难以达到长期使用，且随着同一HEPA网的使用时间的延长，其净化细颗粒物的效果逐渐变差，从而导致现有技术难以长期较好地保持良好的去除细颗粒物的效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种空气净化器，长时间具有有效处理空气中的PM2.5，使空气得到良好的净化的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种空气净化器，包括机体，设置于机体内部的空腔，设置于机体两端且与空腔连通的进气管和出风管，设置于进气管上的第一气泵，所述空腔下端设置有臭氧机以及与臭氧机连通的处理水层，所述空腔上端设置有多孔的催化层，所述机体上设置有雾化喷淋装置，所述雾化喷淋装置包括抽液管、设置于抽液管上的第二气泵、雾化喷头，所述抽液管与处理水层连通，所述雾化喷头设置于催化层上方，所述雾化喷头上方设置有臭氧去除结构，所述出风管与臭氧去除结构之间设置有臭氧探测器。
通过上述技术方案，臭氧机中制备获得的臭氧通入处理水层中，形成高氧水。而含有PM2.5的空气通过第一气泵进入高氧水中，首先受到高氧水的氧化降解作用，将有毒的有机物降解，并形成氧气从处理水层中排出。当含有PM2.5的空气被不断通入处理水层中后，经一定时间后，大部分被其中的臭氧氧化降解，但也有部分空气从处理水层中向外界向空腔上端方向溢出，设置通过催化层继续向空腔上端溢出。开启第二气泵，将处理水层中的高氧水经抽液管传送至雾化喷头，将高氧水雾化后喷淋至催化层上，从而将向催化层外溢出的含有PM2.5的空气进行喷淋，从而使PM2.5沿着带孔的催化层被向下带落，回至处理水层中进行氧化降解。且当PM2.5与雾化后的高氧水一同向下流经带孔的催化层的过程中，可长期对PM2.5进行吸附、催化降解，进而达到更好的处理含有PM2.5的空气，提高空气处理的效率，使空气得到良好的净化。另一方面，雾化喷头所喷出的高氧水呈喷雾状，较易将PM2.5较为充分地带落并且沿着催化板上的孔向下流，可延长高氧水与PM2.5形成的混合物与催化板接触的时间，提高雾状高氧水带落PM2.5的效率，逐渐汇聚的高氧水与PM2.5的混合物还可减少对催化板的损伤。经处理后的空气从出风管中被逐步排出，在该过程中，多余的臭氧被臭氧去除结构去除，且臭氧探测器探测到的臭氧含量在标准范围内，不易对操作人员的身体以及外界环境造成威胁。
进一步优选为：所述催化层填充有如下重量份数的组分：
氧化铝25-36份；
氧化锌23-31份；
硅铝沸石分子筛6-8份；
沸石咪唑酯骨架材料5-7份；
所述硅铝沸石分子筛的孔径为0.6-0.8nm。
通过上述技术方案，氧化铝、氧化锌、硅铝沸石分子筛、沸石咪唑酯骨架材料均对带有超标PM2.5的空气具有良好的净化作用，可有效降低空气中PM2.5的含量。经研究(PM2.5降解、臭氧浓度试验)发现，氧化铝、氧化锌、硅铝沸石分子筛、沸石咪唑酯骨架材料相互配合，且硅铝沸石分子筛的孔径在上述范围内的，可有效提高催化层降解空气中PM2.5的能力，使PM2.5含量超标的空气得到良好的净化。
进一步优选为：所述催化层外部镀有贵金属层，所述贵金属层的厚度为0.1-0.2μm。
通过上述技术方案，贵金属对PM2.5具有优异的催化效果，当雾状的高氧水与PM2.5结合后逐渐汇聚在催化层上时，可受到贵金属层的催化作用，从而使高氧水与PM2.5形成的混合物得到进一步的降解作用，与处理水层相互配合，提高对PM2.5含量超标的空气的净化效果。
进一步优选为：所述贵金属层中包括钯、铂、钌中的至少两种。
通过上述技术方案，钯、铂、钌均为优异的催化剂。经研究(PM2.5降解、臭氧浓度试验)发现，当其中两种甚至三种贵金属相互配合使用后，可显著提高对PM2.5的降解和净化效果。
进一步优选为：臭氧去除结构为电加热管。
通过上述技术方案，通入处理水层的臭氧会有部分从其中溢出，当电加热管对溢出的臭氧进行加热至一定温度后，会使臭氧发生反应形成氧气，随着经处理后的空气一同从出风管中被排出，不易对操作人员的身体造成危害。
进一步优选为：所述臭氧去除结构为臭氧去除层，所述臭氧去除层包括二氧化锰、活性炭中的至少一种。
通过上述技术方案，二氧化锰、活性炭分别可与从处理水层中溢出的臭氧进行氧化反应或者进行吸附，从而降低溢出的臭氧含量，减少对操作人员以及环境的影响。另一方面，采用臭氧去除层可减少能耗，当其去除臭氧的能力降低时，可进行更换。
进一步优选为：所述催化层与臭氧去除层的厚度比为1∶3.6-5.1。
通过上述技术方案，催化层中填充有不同组分，在该厚度比范围内，不仅可提高对空气中PM2.5的降解效率，还可有效降低从处理水层中溢出的臭氧含量。
进一步优选为：所述臭氧机隔15-30min通入一次臭氧，每次通入臭氧的体积容量为15-18mg/m3。
通过上述技术方案，可较为有效地控制臭氧的使用量，并且不易使臭氧从处理水层中溢出而造成浪费甚至伤害到操作人员的身体健康。另一方面，还可减少臭氧在处理水层中分解的可能，有效提高对空气中的PM2.5的降解效率。
进一步优选为：所述催化层的孔径为1-2mm。
通过上述技术方案，有助于雾化后的高氧水带着弥漫在空腔内的PM2.5一同通过催化层的孔中并回落至处理水层中进行再次净化。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、可有效降解空气中的PM2.5，使空气得到良好的净化；
2、有效去除多余且从处理水层中溢出的臭氧，控制操作环境中的臭氧浓度，减少对操作人员身体以及环境的危害。
附图说明
图1是实施例1中空气净化器的结构示意图。
图中，1、机体；2、空腔；3、进气管；4、出风管；5、第一气泵；6、臭氧机；7、处理水层；8、催化层；9、雾化喷淋装置；91、抽液管；92、第二气泵；93、雾化喷头；10、臭氧去除结构；11、臭氧探测器；12、第三气泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种空气净化器，如图1所示，包括机体1以及机体1内部的空腔2，在空腔2的底端存放有处理水层7，与处理水层7分别连通设置有进气管3、臭氧机6、抽液管91，在进气管3和抽液管91上分别设置有第一气泵5和第二气泵92。在处理水层7上方的空腔2内壁上水平架设有多孔的催化层8，且在催化层8上方的空腔2内壁上水平架设有臭氧去除层，该臭氧去除层中填充有二氧化锰，且催化层8与臭氧去除层的厚度比为1∶4.5。而在空腔2内壁的顶端设置有臭氧探测器11，在机体1的上端与空腔2顶端连通设置有出风管4，该出风管4上连接有第三气泵12。
多孔的催化层8内部填充的组分及其相应的重量份数如表1所示。其中，催化层的孔径为1mm，硅铝沸石分子筛的孔径为0.6nm。且在催化层8的外部镀有厚度为0.15μm的贵金属层，该贵金属层中含有钯、铂、钌。
该臭氧机6每隔30min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为15mg/m3。
实施例2-3：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，多孔的催化层8内部填充的组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-3中催化层8内部填充的组分及其相应的重量份数
实施例4：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，臭氧去除层中填充有活性炭。
实施例5：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，臭氧去除层中填充有二氧化锰和活性炭，且二氧化锰和活性炭的重量份数比为1∶1。
实施例6：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层8与臭氧去除层的厚度比为1∶3.6。
实施例7：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层8与臭氧去除层的厚度比为1∶5.1。
实施例8：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，硅铝沸石分子筛的孔径为0.8nm。
实施例9：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，硅铝沸石分子筛的孔径为0.7nm。
实施例10：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层8的外部镀的贵金属层的厚度为0.1μm。
实施例11：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层8的外部镀的贵金属层的厚度为0.2μm。
实施例12：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，贵金属层中含有钯、铂。
实施例13：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，贵金属层中含有钯、钌。
实施例14：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，贵金属层中含有铂、钌。
实施例15：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，臭氧机6每隔20min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为17mg/m3。
实施例16：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，臭氧机6每隔15min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为18mg/m3。
实施例17：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，采用电加热管替换臭氧去除层。
实施例18：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层的孔径为1.5mm。
实施例19：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层的孔径为2mm。
对比例1：一种空气净化器，包括机壳，在机壳的上端盖上设有进风口，在机壳下端四周壁上均设置出风口，机壳内设置连通进风口和出风口的空气流动通道，其中，初过滤网、静电集尘箱、等离子催化网、HEPA网由上而下顺次可拆卸安装于空气流动通道内，风机安装于空气流动通道内且位于HEPA网的空气流动下游。
对比例2-7：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层8内部填充的组分及其相应的重量份数如表2所示。
表2对比例2-7中催化层8内部填充的组分及其相应的重量份数
对比例8：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，硅铝沸石分子筛的孔径为0.1nm。
对比例9：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，硅铝沸石分子筛的孔径为1.2nm。
对比例10：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，在催化层8外部未镀有贵金属层。
对比例11：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，在催化层8外部镀有铝合金层，该铝合金层的厚度与贵金属层的厚度相同。
对比例12：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，贵金属层的厚度为0.05μm。
对比例13：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，贵金属层的厚度为0.3μm。
对比例14：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，贵金属层全部由钯组成。
对比例15：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，贵金属层全部由铂组成。
对比例16：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，贵金属层全部由钌组成。
对比例17：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，未设臭氧去除层。
对比例18：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，臭氧去除层中填充有硅胶颗粒。
对比例19：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层8与臭氧去除层的厚度比为1∶1。
对比例20：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层8与臭氧去除层的厚度比为1∶7。
对比例21：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，臭氧机6持续不断地通入臭氧。
对比例22：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，臭氧机6每隔10min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为10mg/m3。
对比例23：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，臭氧机6每隔40min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为10mg/m3。
对比例24：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，臭氧机6每隔10min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为30mg/m3。
对比例25：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，臭氧机6每隔40min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为30mg/m3。
对比例26：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层的孔径为0.1mm。
对比例27：一种空气净化器，与实施例1的区别在于，催化层的孔径为3mm。
PM2.5降解、臭氧浓度试验
试验样品：采用实施例1-19的空气净化器为试验样1-19，采用对比例1-27的空气净化器为对照样1-27。
试验方法：1.选取内部环境相同、内部空间均为200m2、PM2.5含量均为500μg/m3、臭氧浓度为0.05mg/m3的46个房间，编号1-46，分别采用试验样1-19和对照样1-27对相应的房间进行空气净化，净化时间为12h、24h、36h、48h，再根据不同的净化时间分别对房间内的PM2.5含量进行测定，分别记录后，与初始的PM2.5含量进行分别计算，获得净化时间为12h、24h、36h、48h的试验样1-19和对照样1-27对PM2.5的降解效率，再次记录并分析；
2.在经过48h的净化时间后，对采用试验样1-19和对照样1-27的房间分别进行臭氧浓度检测，进行记录。
试验结果：试验样1-19在12h、24h、36h、48h时的降解效率、经48h净化处理后的臭氧浓度如表3所示；对照样1-27在12h、24h、36h、48h时的降解效率、经48h净化处理后的臭氧浓度如表4所示。
表3试验样1-19在12h、24h、36h、48h时的降解效率
表4对照样1-27在12h、24h、36h、48h时的降解效率
由表3和表4可知，试验样1-19具有较为持久且优异的PM2.5降解效率，即使在净化36h-48h时，仍然可保持较好的降解效率，可对PM2.5严重超标的空气进行较为有效的净化。然而，对照样1-27整体降解效率参差不齐，整体上的降解效果远低于试验样1-19的降解效率，且随着净化时间的不断增加，其降解效果逐渐变得不够明显。而经对照样18、19、21、24、25净化处理后，房间内的臭氧含量明显增加，甚至达到了污染的程度，虽然对照样19、21、24的降解效率较高，但其净化处理后的臭氧浓度过高，易危害操作人员身体健康并构成环境污染。对照样26的催化层中孔径过小，易导致带有PM2.5的高氧水较难通过其自身重力沿着通孔回落至处理水层中，影响降解效率。而对照样27中催化层中孔径过大，虽然较易使带有PM2.5的高氧水通过通孔，但也易使未经过降解处理且从处理水层中溢出并PM2.5含量超标的空气从通孔中通过，而易被第三气泵12抽出，从而造成降解效率降低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种空气净化器，包括机体(1)，设置于机体(1)内部的空腔(2)，设置于机体(1)两端且与空腔(2)连通的进气管(3)和出风管(4)，设置于进气管(3)上的第一气泵(5)，其特征在于，所述空腔(2)下端设置有臭氧机(6)以及与臭氧机(6)连通的处理水层(7)，所述空腔(2)上端设置有多孔的催化层(8)，所述机体(1)上设置有雾化喷淋装置(9)，所述雾化喷淋装置(9)包括抽液管(91)、设置于抽液管(91)上的第二气泵(92)、雾化喷头(93)，所述抽液管(91)与处理水层(7)连通，所述雾化喷头(93)设置于催化层(8)上方，所述雾化喷头(93)上方设置有臭氧去除结构(10)，所述出风管(4)与臭氧去除结构(10)之间设置有臭氧探测器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种空气净化器，其特征在于，所述催化层(8)填充有如下重量份数的组分：
氧化铝25-36份；
氧化锌23-31份；
硅铝沸石分子筛6-8份；
沸石咪唑酯骨架材料5-7份；
所述硅铝沸石分子筛的孔径为0.6-0.8nm。
3.根据权利要求2所述的一种空气净化器，其特征在于，所述催化层(8)外部镀有贵金属层，所述贵金属层的厚度为0.1-0.2μm。
4.根据权利要求3所述的一种空气净化器，其特征在于，所述贵金属层中包括钯、铂、钌中的至少两种。
5.根据权利要求1所述的一种空气净化器，其特征在于，臭氧去除结构(10)为电加热管。
6.根据权利要求1所述的一种空气净化器，其特征在于，所述臭氧去除结构(10)为臭氧去除层，所述臭氧去除层包括二氧化锰、活性炭中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种空气净化器，其特征在于，所述催化层(8)与臭氧去除层的厚度比为1∶3.6-5.1。
8.根据权利要求1所述的一种空气净化器，其特征在于，所述臭氧机(6)隔15-30min通入一次臭氧，每次通入臭氧的体积容量为15-18mg/m3。
9.根据权利要求1所述的一种空气净化器，其特征在于，所述催化层(8)的孔径为1-2mm。
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