等离子体放电装置及空气净化设备的制作方法

1.本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及等离子体放电装置及空气净化设备。


背景技术：

2.等离子体净化的原理是利用空气放电产生等离子体，等离子体中含有的大量高能粒子、活性物质等成分，能够扩散弥漫到空间中，具有杀菌消毒、分解气态污染物的作用。等离子体杀菌、分解气态污染物的效率与高能粒子、活性物质的浓度密切相关。
3.然而，现有技术中等离子体放电装置大多都是垂直穿过电极结构，气流在垂直穿过电极结构时，其与电极结构附近的高浓度区域的高能粒子和活性物质接触时间较短，由于反应是需要一定时间的，因此，存在气流与等离子体还没有充分反应就已经通过高浓度区域，造成反应效率低，净化效果不好的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种等离子体放电装置及空气净化设备，以解决现有技术中气流与等离子体接触时间短、反应不充分的问题。
5.第一方面，本发明提供了一种等离子体放电装置，该等离子体放电装置包括电极结构和蓄流壳、进风口和出风口，其中，电极结构用于产生等离子体；蓄流壳罩设在电极结构外，蓄流壳具有与电极结构形状相匹配的蓄流腔；进风口和出风口设置在蓄流壳的两端，待净化空气由进风口进入到蓄流腔内，并沿电极结构的长度方向流经电极结构后，由出风口排出；其中，进风口的截面面积小于蓄流腔的横截面积。
6.有益效果：通过设置的蓄流壳罩设在电极结构外，能够将等离子体中产生的高能粒子、活性物质等束缚在小空间内，由于密闭的蓄流腔的设置，使得高能粒子、活性物质扩散距离有限，进而使得高能粒子和活性物质平均浓度增大，从而构成高浓度的高能粒子和活性物质的蓄流腔，有利于提高反应效率。
7.此外，还将气流垂直穿过电极结构更改为沿电极结构的长度方向平行通过电极结构，蓄流壳的两端设有进风口与出风口，气流方向与电极结构的长度方向一致，由于平行位置上的每个点距离电极结构的垂直距离都相等，因此，气流可以始终与电极结构外周的高浓度区域的高能粒子、活性物质接触，并且相比于垂直通过电极结构，气流与高浓度的等离子体接触时间更长，使得空气中的污染物能够与高浓度的等离子体充分接触反应，提高反应效率及净化效果。有效的解决了现有的等离子体放电装置气流垂直通过电极结构，气流与等离子体还没有充分反应就已经通过高浓度区域，造成的反应效率低，净化效果不好的问题。
8.此外，通过控制进风口的截面面积小于蓄流腔的横截面积，使得气流在蓄流腔内产生紊流，进而来调控气流在蓄流腔内的停留时间，进一步实现蓄流，从而在风量不变的条件下，能够进一步增加污染空气与等离子体及高能粒子和活性物质的作用时间，提高等离子体放电装置杀菌消毒、分解气态污染物的效率。
9.在一种可选的实施方式中，待净化空气在蓄流腔内的流动方向与电极结构的长度方向一致。
10.有益效果：通过采用上述设计，可以使得气流中的气体污染物沿电极结构的最长方向穿过电极结构，使得气流中的污染物与蓄流腔内的等离子体的接触时间最长，有益于在小空间条件下实现达到最大的单次净化效率的目的。
11.在一种可选的实施方式中，进风口的截面面积与蓄流腔的横截面积的比值在10％～90％之间。
12.有益效果：通过缩小进风口使得进风口的截面面积与蓄流腔的横截面积的比值限定在10％～90％之间，使得进风口的尺寸以及进风口与蓄流腔的体积比值减小了，气流在进入蓄流腔后，因为紊流或者气流分散，使得气流及污染物相对停留时间变长，进而能够使得污染物与等离子体充分反应。
13.在一种可选的实施方式中，蓄流壳包括壳主体和设置在壳主体一端的进风部，进风部的内径小于壳主体的内径，进风部远离壳主体的一端敞口设置以形成进风口。
14.有益效果：通过设置的内径缩小进风部，带净化空气在由该尺寸缩小的进风部进入到尺寸更大的壳主体内后，在压差的作用下，会向整个蓄流腔扩散，形成紊流，提高气体在蓄流腔内的停留时间。
15.在一种可选的实施方式中，等离子体放电装置还包括扰流结构，扰流结构设置在蓄流腔内，适于分散进入到蓄流腔内的气流并使气流在蓄流腔内产生紊流。
16.有益效果：通过设置的扰流结构，不仅能够实现局部湍流，降低气体流速，提高反应效率外，还可以实现气流在蓄流腔整个截面上的均匀分布，有利于延长气流在蓄流腔内的停留时间。
17.在一种可选的实施方式中，扰流结构包括混合扰流片，混合扰流片固定设置在蓄流腔内，且位于靠近进风口的位置，混合扰流片上间隔设有多个紊流孔。
18.有益效果：通过设置的混合扰流片，使得气体在局部空间打弯产生紊流，使得该空间内的活性物质与气流中的污染物可以多次充分混合，而反复混合有利于化学反应的进行，进而有效的提高空气净化效率。
19.在一种可选的实施方式中，进风口和出风口在所述电极结构的长度方向上错开设置。
20.有益效果：通过将进风口和出风口采用横向错开的设计，可以实现调控气流组织流动状态、方向及停留时间，增加待净化空气在蓄流腔内的停留时间，可以使得污染气体与等离子体能够充分接触反应，进而可进一步提高污染气体与等离子体的反应效率，从而能够有效的避免相关技术中进风口和出风口采用正对设置，空气直进直出，导致待净化空气停留时间短、反应不充分的问题。
21.在一种可选的实施方式中，蓄流腔内形成有可供气流平行通过电极结构的净化通道，净化通道位于电极结构的外周侧且与电极结构的长度方向相平行。
22.有益效果：空气在流经净化通道时，能够沿与电极结构相平行的方向流经电极结构，气流方向与电极结构所在的平面平行，由于平行位置上的每个点，距离电极结构的垂直距离都相同，因此气流可以始终与同一浓度的高能粒子、活性物质接触，接触的时间与气流速度以及电极长度相关。
23.在一种可选的实施方式中，进风口的进风方向与电极结构的长度方向相平行，出风口的出风方向与进风口的进风方向呈设定夹角。
24.有益效果：通过采用上述设计，由进风口进入的空气则可直接沿着电极结构的长度方向流动，进风无需换向，出风则需换向后由出风口排出，避免直进直出，蓄流腔内高能粒子和活性物质随同空气一起流出，导致蓄流腔内的高能粒子和活性物质浓度降低的问题。
25.在一种可选的实施方式中，电极结构包括并排设置的多组电极单元，多组电极单元的排布方向与气流方向相垂直。
26.有益效果：通过上述设计，可以使得空气可流经全部电极单元，增强对空气中污染物的净化效果。
27.在一种可选的实施方式中，电极结构将蓄流腔分隔为互通的两个区域；其中，一个区域为与进风口相连通的反应区，另一个区域为与出风口相连通的补偿区；等离子体产生后，等离子体中的高能粒子和活性物质通过扩散弥漫整个蓄流腔，当反应区内的高能粒子和活性物质与空气中的污染物反应被消耗时，补偿区内的高能粒子和活性物质能够在浓度差的作用下自动进入到反应区内，以对反应区内消耗的高能粒子和活性物质进行补偿。
28.有益效果：当反应区的高能粒子、活性物质由于反应而损耗掉之后，由于补偿区未发生损耗，在整个蓄流腔内构成高浓度区和相对的低浓度区，此时的高能粒子和活性物质就会通过浓度梯度向反应区扩散，补偿反应区损耗的高能粒子和活性物质，使得反应区内始终处于高浓度的状态，进而提高反应区内的等离子体与空气污染物的反应效率。
29.在一种可选的实施方式中，电极结构为片状电极，反应区和补偿区分布在电极结构的左右两侧。
30.在一种可选的实施方式中，进风口开设在反应区的蓄流壳的底壁，出风口开设在补偿区的蓄流壳的侧壁顶部。
31.有益效果：通过气流组织分析，进风口和出风口采用上述设置后，补偿区几乎没有气流通过，而高能粒子和活性物质仍然产生，因此，当反应区的高能粒子和活性物质反应被消耗掉时，补偿区的高能粒子和活性物质浓度会高于反应区，补偿区内的高能粒子和活性物质则会自动补偿至反应区，使得反应区的高能粒子、活性物质平均浓度较高，此外通过出风口的转向设置，能够进一步锁住高能粒子、活性物质的浓度。
32.在一种可选的实施方式中，电极结构包括环状的电极主体，反应区分布在环状的电极主体的外侧，所述补偿区分布在环状的电极主体的内侧。
33.有益效果：电极结构设置为环状，蓄流壳也对应设置为环状，整个等离子体放电装置就可以适配普遍的方方正正的净化器整机结构，提高等离子体放电装置的适配性和实用性。
34.在一种可选的实施方式中，反应区和补偿区均为环形腔体结构。
35.有益效果：通过将反应区和补偿区设计为环状的，这样通过调整反应区侧壁和补偿区侧壁直径的变化调控反应区和补偿区的体积，能够实现反应区体积的最大化。在反应区内的活性物质被消耗，且气流通过反应区时也会对反应区内活性物质浓度进行一定的吹扫，补偿区能够在不增加结构复杂度的同时提高反应区的活性物质的浓度，保证细菌异味等污染物能够彻底分解。
36.在一种可选的实施方式中，蓄流壳具有与电极主体形状相匹配的环状壳主体，进风口设置在壳主体的底壁或者底部内周侧，出风口设置在壳主体的顶部内周侧。
37.有益效果：通过采用上述设计，气流在流经反应区后需通过出风口转向排出，进一步锁住存储区高能粒子、活性物质的浓度。
38.第二方面，本发明还提供了一种空气净化设备，包括上述任一实施方式的等离子体放电装置。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为现有技术中气流垂直通过单个电极阵列的结构示意图；
41.图2为现有技术中气流垂直通过多个电极阵列的结构示意图；
42.图3为本发明实施例中等离子体放电装置一种实施方式的结构示意图；
43.图4为本发明实施例中电极结构由两个电极单元构成的结构示意图；
44.图5为本发明实施例中气流平行通过由多个电极单元组成的电极阵列的结构示意图；
45.图6为图3的侧向剖视图；
46.图7为本发明实施例中在蓄流壳内设置扰流结构的一种实施方式的结构示意图；
47.图8为本发明实施例的中蓄流壳设置有进风部的一种实施方式的结构示意图；
48.图9为在图8的蓄流壳内增设扰流结构的结构示意图；
49.图10为本发明实施例中在蓄流壳内设置反应区和补偿区的一种实施方式的结构示意图；
50.图11为本发明实施例在蓄流壳内设置反应区和补偿区的另一种实施方式的结构示意图；
51.图12为图11中去掉补偿区侧壁后的结构示意图；
52.图13为相关技术中丝电极周围等离子体浓度分布的仿真图；
53.图14为相关技术中丝电极阵列周围等离子体浓度分布的仿真图。
54.附图标记说明：
55.10、电极结构；101、高浓度区域；11、电极主体；12、封挡板；
56.20、蓄流壳；201、蓄流腔；2010、净化通道；2011、反应区；2012、补偿区；202、进风口；203、出风口；21、壳主体；211、反应区侧壁；212、补偿区侧壁；213、底壁；214、顶壁；22、进风部；
57.30、混合扰流片。
具体实施方式
58.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
59.如图1所示，相关技术中气流一般都是垂直通过电极结构10，而高能粒子、活性物质的高浓度区域101一般在电极平面附近，如高能粒子、活性物质的空间分布特征分析，距离电极平面一段距离以后，高能粒子、活性物质的浓度快速降低，基本上没有杀菌消毒、分解有毒有害气体的效果了。因此，为了提高反应效果，一般都会增加这样的电极平面的数量，如图2所示。通过研究发现，增加的数量越多，提高的效果越小，且因为不能改变高浓度区域101为点状的特征，因此总体提高的效果有限。
60.等离子体产生的活性物质能够杀菌消毒，分解气态污染物。由于高能粒子、活性物质遵循浓度梯度分布，靠近电极的中心区域高能粒子、活性物质浓度高，虽然高能粒子和活性物质理论上能够向无限远传递，但远离电极的位置的浓度会快速降低，基本上起不到杀菌消毒、分解有毒有害气体的效果，因此将会导致高能粒子和活性物质的平均浓度快速降低，影响杀菌效果。而等离子体杀菌、分解气态污染物的效率与高能粒子、活性物质的浓度密切相关。
61.下面结合图1、图2、图13和图14，对相关技术中等离子体中的高能粒子、活性物质的空间分布特征进行介绍：
62.如图13所示，等离子体丝电极中心位置高能粒子、活性物质浓度高，随着距离丝电极距离的增加，高能粒子、活性物质的浓度快速降低。当周围无边界时，浓度按照高-低依次排布传递，由于高能粒子和活性物质理论上能够向无限远传递，所以由于无限扩散的存在，使得高能粒子和活性物质的浓度会整体下降，影响杀菌效果。
63.相关技术可以通过增加阵列数量来增加平均浓度，如图2、图14所示，但是由于仍然是无边界，因此平均浓度仍然会降低，且需要增加电极数量多，导致体积和能耗都会很高。此外，气流在垂直经过等离子体的分布区域时，实际上基本与超高浓度高能粒子和活性物质点状区域接触，接触时间短，由于反应是需要时间的，因此还没有充分反应就已经通过高浓度区域101，造成反应效率低。
64.下面结合图3至图12，描述本发明的实施例。
65.根据本发明的实施例，一方面，本发明提供了一种等离子体放电装置，该等离子体放电装置包括电极结构10和蓄流壳20、进风口202和出风口203。
66.具体地，电极结构10用于产生等离子体；蓄流壳20罩设在电极结构10外，蓄流壳20具有与电极结构10形状相匹配的蓄流腔201。进风口202和出风口203设置在蓄流壳20的两端，待净化空气由进风口202进入到蓄流腔201内，并沿电极结构10的长度方向流经电极结构10后，由出风口203排出。进风口202的截面面积小于蓄流腔201的横截面积。
67.上述实施方式提供的等离子体放电装置，通过设置的蓄流壳20罩设在电极结构10外，能够将等离子体中的高能粒子、活性物质等束缚在小空间内，由于密闭的蓄流腔201的设置，使得高能粒子、活性物质扩散距离有限，进而使得高能粒子和活性物质平均浓度增大，从而构成高浓度的高能粒子和活性物质的蓄流腔201，有利于提高反应效率。
68.此外，通过将气流垂直穿过电极结构10更改为沿电极结构10的长度方向平行通过电极结构10，具体地，蓄流壳20的两端设有进风口202与出风口203，气流方向与电极结构10的长度方向一致，由于平行位置上的每个点距离电极结构10的垂直距离都相等，因此，气流
可以始终与电极结构10外周的高浓度区域101的高能粒子、活性物质接触，相比于垂直通过电极结构10，接触时间更长，使得空气中的污染物能够与高浓度的高能粒子和活性物质充分接触反应，提高反应效率及净化效果。有效的解决了现有的等离子体放电装置气流垂直通过电极结构10，气流与高能粒子和活性物质还没有充分反应就已经通过高浓度区域101，造成的反应效率低，净化效果不好的问题。
69.进一步地，通过控制进风口202的截面面积小于蓄流腔201的横截面积，可以调控气流在蓄流腔201内的停留时间，实现增加气流在蓄流腔201内的停留时间，进一步实现蓄流，从而在风量不变的条件下，能够进一步增加污染空气与等离子体及高能粒子和活性物质的作用时间，提高等离子体放电装置杀菌消毒、分解气态污染物的效率。
70.需要说明的是，本实施例中，气流方向与电极结构10的长度方向相平行，或者也可以说气流方向与电极结构10所在的平面相平行。
71.在一些实施例中，待净化空气在蓄流腔201内的流动方向与电极结构10的长度方向一致，从而可以使得气流中的气体污染物沿电极结构10的最长方向穿过电极结构10，使得气流中的污染物与蓄流腔201内的高能粒子和活性物质的接触时间最长，有益于在小空间条件下实现达到最大的单次净化效率的目的。
72.具体地，进风口202和出风口203沿电极结构10的长度方向分设在蓄流腔201的两端，蓄流腔201内形成有与电极结构10的长度方向相平行的净化通道2010，从而可使得气流沿与电极结构10的长度方向相平行的方向流经电极结构10，使得气流能够沿高浓度区域101的最长方向穿过，停留较长时间。
73.在一些实施例中，进风口202的截面面积与蓄流腔201的横截面积的比值在10％～90％之间。本实施例通过缩小进风口202使得进风口202的截面面积与蓄流腔201的横截面积的比值限定在10％～90％之间，使得进风口202的尺寸以及进风口202与蓄流腔201的体积比值减小了，气流在进入蓄流腔201后，因为紊流或者气流分散，使得气流及污染物相对停留时间变长，进而能够使得污染物与高能粒子和活性物质充分反应。
74.表1-等风量下单根电极不同进出风截面积对应的单次反应率
[0075][0076]
分析上表1可知，在出风口203恒定的情况下，进风口202越小，进风口202截面面积与蓄流腔201体积比越小，分解率越高，也即空气中的污染物与高能粒子和活性物质的反应效率越高，净化效果越好。
[0077]
需要说明的是，本实施例中出风口203设置有风机，本实施例是以风机设置在出风口203的位置进行抽风为例，进行的试验测试，获得上述数据及结论。当然，在本实施例的启示下经简单的变换，将风机设置在进风口202处送风，同样可获得出风口203的相关尺寸数据及结论，均属于本发明的保护范围。
[0078]
本实施例提供的侧向蓄流的等离子体放电装置，能够更好适应等离子体的高能粒子、活性物质的物理特征，通过调节气流组织的流动，使得空气中的污染物细菌、病毒、有毒有害气体能够与高能粒子、活性物质充分接触，并且通过调控进风口202截面面积的大小，实现调整进风口202与蓄流腔201的体积比，调控污染物与高浓度高能粒子、物性物质的反应时间，进而提高反应效率。
[0079]
在一些实施例中，如图8至图10所示，蓄流壳20包括壳主体21和设置在壳主体21一端的进风部22，进风部22的内径小于壳主体21的内径，进风部22远离壳主体21的一端敞口设置以形成进风口202。蓄流腔201形成于壳主体21内，进风部22的内腔与壳主体21的内腔连通，通过设置的内径缩小进风部22，带净化空气在由该尺寸缩小的进风部22进入到尺寸更大的壳主体21内后，在压差的作用下，会向整个蓄流腔201扩散，形成紊流，提高气体在蓄流腔201内的停留时间。
[0080]
在上述实施例的一些实施方式中，如图10所示，进风部22可以为截面为圆形或者多边形的中空柱状结构。
[0081]
在其他较为优选的实施方式中，进风部22也可以为变径结构。示例性地，壳主体21为长方体，则进风部22为横截面为长方形的锥台形结构。
[0082]
具体地，在上述实施方式中，如图8和图9所示，进风部22为两端开口的变径结构，进风部22具有小口径端和大口径端，其中，小口径端形成进风口202，大口径端与壳主体21的端口周向边沿连接，进风部22的内径自小口径端向大口径端逐渐增大。通过采用上述设计形成的进风部22，变径区域内能够形成负压，从而使得空气逐步向蓄流腔201内扩散，并且还会形成紊流。
[0083]
在一些实施例中，如图7和图9所示，等离子体放电装置还包括扰流结构，扰流结构设置在蓄流腔201内，适于分散进入到蓄流腔201内的气流并使气流在蓄流腔201内产生紊流。通过设置的扰流结构，不仅能够实现局部湍流，降低气体流速，提高反应效率外，还可以实现气流在蓄流腔201整个截面上的均匀分布，有利于延长气流在蓄流腔201内的停留时间。
[0084]
在一些实施例中，扰流结构包括混合扰流片30，混合扰流片30固定设置在蓄流腔201内，且位于靠近进风口202的位置，混合扰流片30上间隔设有多个紊流孔。通过设置的混合扰流片30，使得气体在局部空间打弯产生紊流，使得该空间内的活性物质与气流中的污染物可以多次充分混合，而反复混合有利于化学反应的进行，进而有效的提高空气净化效率。
[0085]
在上述方案中，混合扰流片30可以是具有多孔结构的透风板，可以是一层或者多层。混合扰流片30也可以是具有一定厚度，然后中间具有球状或者其他形状能使局部产生紊流的结构。混合扰流片30可以就是普通的板材、陶瓷、沸石等，本实施例对混合扰流片30的材料及具体结构不作限定，只要能够实现分散气流，使气流产生紊流，延长气流在蓄流腔201内的停留时间即可。
[0086]
需要说明的是，本实施例通过增加的混合扰流片30，能够通过局部湍流的方式进一步提高反应效率，混合扰流片30可以是一片或者多片，可以放置在蓄流腔201内的任意位置，本实施例对此不作限定。
[0087]
通过设置的上述扰流结构使得气流充分接触高能粒子、活性物质，并且延长污染
物与高能粒子、活性物质的作用时间。
[0088]
在一些实施例中，如图10所示，进风口202和出风口203在电极结构10的长度方向上错开设置。本实施例通过将进风口202和出风口203采用错开的设计，可以实现调控气流组织流动状态、方向及停留时间，增加待净化空气在蓄流腔201内的停留时间，可以使得污染气体与高能粒子和活性物质能够充分接触反应，进而可进一步提高污染气体与高能粒子和活性物质的反应效率，从而能够有效的避免相关技术中进风口202和出风口203采用正对设置，空气直进直出，导致待净化空气停留时间短、反应不充分的问题。
[0089]
进一步地，如图10所示，进风口202和出风口203沿电极结构10的长度方向上设置在蓄流壳20的两端，且进风口202和出风口203自电极结构10的长度方向上错开分布。
[0090]
示例性地，进风口202设置在蓄流壳20底壁左侧部位，出风口203则设置在蓄流壳20顶壁右侧部位或者出风口203也可以设置在蓄流壳20右侧壁上。
[0091]
在一些实施例中，如图6至图9所示，蓄流腔201内形成有可供气流平行通过电极结构10的净化通道2010，净化通道2010位于电极结构10的外周侧且与电极结构10的长度方向相平行。如此，空气在流经净化通道2010时，能够沿与电极结构10相平行的方向流经电极结构10，气流方向与电极结构10所在的平面平行，由于平行位置上的每个点，距离电极结构10的垂直距离都相同，因此气流可以始终与同一浓度的高能粒子、活性物质接触，接触的时间与气流速度以及电极长度相关。
[0092]
进一步地，如图10所示，蓄流腔201内形成有出风通道，出风通道与净化通道2010呈设定夹角，通过与净化通道2010呈设定夹角设置的出风通道，空气在蓄流腔201内沿着净化通道2010流经电极结构10后，出风通道进行转向，使得空气换向后由出风口203排出，从而能够进一步锁住蓄流腔201内高能粒子、活性物质的浓度，避免蓄流腔201内高能粒子和活性物质随同空气一起流出，导致蓄流腔201内的高能粒子和活性物质浓度降低的问题。
[0093]
在一些实施例中，进风口202的进风方向与电极结构10的长度方向相平行，出风口203的出风方向与进风口202的进风方向呈设定夹角。通过采用上述设计，由进风口202进入的空气则可直接沿着电极结构10的长度方向流动，进风无需换向，出风则需换向后由出风口203排出，避免直进直出，蓄流腔201内等离子体随同空气一起流出，导致蓄流腔201内的高能粒子和活性物质浓度降低的问题。
[0094]
本实施例通过设计进风口202的位置以及进风口202与蓄流腔201体积比，调控气流流过活性物质的高浓度区域101的位置和速度，使得气流形成侧向通过电极结构10的形态，并且能够使得气流内的污染物能够与高浓度区域101的活性物质充分地接触。
[0095]
在一些较为优选的实施例中，进风口202设置在靠近电极结构10中心的位置，即进风口202的中心轴线与电极结构10的中线处于同一竖直平面上，如此设计确保进风口202处于电极结构10的中心位置，从而能够与电极结构10外周的高浓度区域101充分接触，避免进风口202设置的偏远不能很好的与电极外周的高浓度区域101接触的问题。
[0096]
本实施例通过对进风口202和出风口203的分布位置、进出风方向以及净化通道2010进行改进，使得气流能够沿高浓度区域101的最长方向穿过，进风口202的截面面积小于蓄流腔201的截面面积可以使更多气流主要从高浓度区域101穿过，且停留较长时间。本实施例通过对蓄流腔201自身结构的设计调控气流运行方式，不但有效，而且还能减少不必要的控制气流的插件，节约成本。
[0097]
本实施例通过在电极结构10外面增设了蓄流壳20，起到导流汇流的作用，使得高能粒子和活性物质汇聚在电极结构10外周的高浓度区域101，不会向外扩散，提高高能粒子和活性物质与空气中的污染物的反应效率。此外，通过缩减进风口202，使得进入到蓄流壳20内的空气产生局部紊流，使得气流充分接触高能粒子、活性物质，并且通过出风口203转向设置，进一步延长污染物与高能粒子、活性物质的作用时间。
[0098]
本技术通过对进风口202的位置、大小、进风方向以及净化通道2010的改进，可以控制气流能够沿细长的高浓度区域101平行通过电极结构10，增加气流在高浓度区域101的停留时间，进而提高空气中的污染物与等离子体的接触时间，保证污染物与活性粒子的充分接触。
[0099]
需要说明的是，污染物与高能粒子和活性物质的接触时间＝高浓度区域101的长度/气流流速。而本技术正是通过控制气流沿最长路径流经高浓度区域101，并且通过使气流产生紊流的方式来降低气流的流速，来增加污染物与高能粒子和活性物质接触时间。
[0100]
在一些实施例中，电极结构10包括并排设置的多组电极单元，多组电极单元的排布方向与气流方向相垂直。如此设计，可以使得空气可流经全部电极单元，增强对空气中污染物的净化效果。
[0101]
具体地，电极单元可以为多个呈丝阵列或者片阵列排布的电极，或者也可以为网状电极、格栅电极，本实施例对此不作限定。
[0102]
如图6和图7所示，本实施例以电极单元为丝阵列为例进行说明，丝阵列放置在密闭的蓄流腔201中，腔体上下分别设有进风口202与出风口203，气流方向与电极平面平行，由于平行位置上的每个点，距离电极结构10的垂直距离都相等，因此气流可以始终与同一浓度的高能粒子、活性物质接触，接触的时间与气流速度以及电极长度相关。同时，由于密闭蓄流腔201的存在，高能粒子、活性物质扩散距离有限，平均浓度增大，有利于提高反应效率。
[0103]
在一些较为优选的实施例中，如图10至图12所示，电极结构10将蓄流腔201分隔为互通的两个区域；其中，一个区域为与进风口202相连通的反应区2011，另一个区域为与出风口203相连通的补偿区2012；在产生等离子体后，等离子体中的高能粒子和活性物质通过扩散弥漫整个蓄流腔201，当反应区2011内的高能粒子和活性物质与空气中的污染物反应被消耗时，补偿区2012内的高能粒子和活性物质能够在浓度差的作用下自动进入到反应区2011内，以对反应区2011内消耗的等离子体进行补偿。
[0104]
在上述实施方式中，以电极结构10为中心，将蓄流腔201两部分，一部分为反应区2011，反应区2011设置有进风口202，进风口202截面足够小，保证气流在反应区2011停留足够长的时间。另外一个部分为补偿区2012，补偿区2012设置有出风口203，通过在两个区域错开设置的进风口202和出风口203，使得补偿区2012几乎没有气流进入，而高能粒子和活性物质仍然产生，因此补偿区2012内会存储有大量的高能粒子和活性物质。当反应区2011的高能粒子、活性物质由于反应而损耗掉之后，由于补偿区2012未发生损耗，在整个蓄流腔201内构成高浓度区和相对的低浓度区，此时的高能粒子和活性物质就会通过浓度梯度向反应区2011扩散，补偿反应区2011损耗的高能粒子和活性物质，使得反应区2011内始终处于高浓度的状态，进而提高反应区2011内的高能粒子和活性物质与空气污染物的反应效率。
[0105]
需要说明的是，本实施例中，反应区2011和补偿区2012的体积相当，大致都分别为蓄流腔201总体积的一半。而进风口202则小于50％蓄流腔201的截面面积，优选地，进风口202的截面面积与蓄流腔201的截面面积比值在10％～50％。
[0106]
本实施例还对补偿区2012为什么几乎没有气流通过进行解释说明，通过气流组织分析发现，由于顶部出风口203为负压区，气流主要贯通进风口202和出风口203中间的区域，即与电极结构10相平行的净化通道2010。就比如说，一个密闭房间开一扇门，对面开一扇窗，气流主要从门经过窗，由于房间还有其他空间，所以换的新鲜空气在里面能相对扩散得远一点，但是远离门和窗的墙面上，是基本上没有相对气流的，因此，补偿区2012几乎没有气流通过，而高能粒子和活性物质可在浓度差的作用下穿透电极结构10进入到反应区2011。
[0107]
在一些实施例中，参见图10所示，电极结构10为片状电极，反应区2011和补偿区2012分布在电极结构10的左右两侧。
[0108]
本实施例通过改进蓄流壳20、进风口202、出风口2023的结构构造来调控气流组织，形成存储有高密度高能粒子、活性物质的补偿区2012，该区域的高能粒子以及活性物质能够通过浓度梯度不断向反应区2011扩散补偿反应损失的高能粒子以及活性物质浓度，从而有益于在小空间条件下实现最大的单次净化效率。
[0109]
在一些具体的实施例中，进风口202开设在反应区2011的蓄流壳20的底壁213，出风口203开设在补偿区2012的蓄流壳20的侧壁顶部。通过气流组织分析，进风口202和出风口203采用上述设置后，补偿区2012几乎没有气流通过，而高能粒子和活性物质仍然产生，因此，在反应区2011的高能粒子和活性物质反应被消耗掉时，补偿区2012的高能粒子和活性物质浓度会高于反应区2011，补偿区2012内的高能粒子和活性物质则会自动补偿至反应区2011，使得反应区2011的高能粒子、活性物质平均浓度较高，此外通过出风口203的转向设置，能够进一步锁住高能粒子、活性物质的浓度。
[0110]
需要说明的是，本实施例中，进风口202不限于开设在蓄流壳20的底壁213上，也可以开设在反应区2011的蓄流壳20的侧壁底部位置，出风口203也不限于开设在蓄流壳20的侧壁，出风口203也可以开设在补偿区2012的蓄流壳20的顶壁214。
[0111]
进一步地，本实施例中，如图10至图12所示，蓄流壳20包括底壁213、顶壁214以及相对设置的反应区侧壁211和补偿区侧壁212、以及连接在反应区侧壁211和补偿区侧壁212两端的两端壁，其中，反应区侧壁211和补偿区侧壁212与电极结构10的长度方向相平行，电极结构10设置在蓄流壳20的中间位置，电极结构10的一侧与反应区侧壁211之间的空间构成反应区2011，电极结构10的另一侧与补偿区侧壁212之间的空间构成补偿区2012。出风口203开设在补偿区侧壁212顶部位置。
[0112]
在设计蓄流壳20的时候，可以根据想预留的活性物质的浓度来设计补偿区2012的大小，补偿区2012的空间越小，浓度高，但总量小；空间大，虽然存储活性物质总量大，但是活性物质浓度低，浓度梯度扩散能力差，传输过去的就少。因此，一般情况下将补偿区2012的体积设计为与反应区2011的体积相当即可。
[0113]
在另一些实施例中，如图11和图12所示，电极结构10包括环状的电极主体11，反应区2011分布在环状的电极主体11的外侧，补偿区2012分布在环状的电极主体11的内侧。
[0114]
在上述方案中，电极结构10设置为环状，蓄流壳20也对应设置为环状，整个等离子
体放电装置就可以适配普遍的方方正正的净化器整机结构，提高等离子体放电装置的适配性和实用性。
[0115]
需要说明的是，电极主体11为筒状，可由多根电极环状间隔排布形成或者也可以由多个电极片环状间隔排布形成，或者也可以由网电极、格栅电极构成，本实施例对此不作限定。
[0116]
在上述实施例一些具体的实施方式中，反应区2011和补偿区2012均为环形腔体结构。
[0117]
在上述实施方式中，通过将反应区2011和补偿区2012设计为环状的，这样通过调整反应区侧壁211和补偿区侧壁212直径的变化调控反应区2011和补偿区2012的体积，能够实现反应区2011体积的最大化。在反应区2011内的活性物质被消耗，且气流通过反应区2011时也会对反应区2011内活性物质浓度进行一定的吹扫，补偿区2012能够在不增加结构复杂度的同时提高反应区2011的活性物质的浓度，保证细菌异味等污染物能够彻底分解。
[0118]
在一些实施例中，蓄流壳20具有与电极主体11形状相匹配的环状壳主体21，进风口202设置在壳主体21的底壁213或者底部内周侧，出风口203设置在壳主体21的顶部内周侧。如此设计，气流在流经反应区2011后需通过出风口203转向排出，进一步锁住存储区高能粒子、活性物质的浓度。
[0119]
在上述实施例中，进风口202为环形开口，进风口202可以开设在壳主体21的底壁213上。或者在其他可替代的实施例中，为了方便进风口202与其他部件的对接，进风口202也可以设置在壳主体21的底部内周侧。
[0120]
本实施例以进风口202设置在壳主体21的底部内周侧为例进行详细说明。
[0121]
本实施例中，电极结构10还包括封挡板12，电极主体11固定在封挡板12上，封挡板12的外径大于壳主体21的环形底壁213的内径小于环形底壁213的外径。优选地，封挡板12为圆形板状结构。封挡板12的底面与蓄流壳20的底壁213之间具有设定间隙，该间隙构成进风口202，空气在由该间隙流到反应区2011内后，会在反应区侧壁211的作用下换向，沿着与电极主体11相平行的方向从反应区2011流出，如此设计，会使得气流在进风口202处换向产生紊流，进而增加气流在反应区2011内的停留时间，从而能够使得污染物与高能粒子和活性物质更加充分的接触反应。此外，进风口202通过采用上述设计，也方便等离子体放电装置的与空气净化设备的过滤器的出口装配连接。
[0122]
进一步地，在一些实施例中，封挡板12可以与蓄流壳20的底壁213之间可以通过支撑柱支撑固定。或者，电极主体11的上端也可以直接连接固定在蓄流壳20的顶壁214上。
[0123]
进一步地，蓄流壳20还包括设置在电极主体11内呈筒状的补偿区侧壁212，补偿区侧壁212的外径小于电极主体11的内径，补偿区侧壁212固定在封挡板12上，补偿区侧壁212与蓄流壳20的顶壁214之间具有设定间隙，该间隙构成环状的出风口203，通过预留的间隙形成的出风口203，无需在补偿区侧壁212额外开口，简化工艺。
[0124]
此外，出风口203形成于蓄流壳20的顶部内周，气流在排出时需通过出风口203转向，能够进一步锁住高能粒子、活性物质的浓度。
[0125]
进一步地，补偿区侧壁212可以为中空筒状结构或者也可以为实心的柱状结构，优选地，为了减轻重量，补偿区侧壁212采用中空筒状结构。
[0126]
本实施例蓄流壳20通过反应区2011和补偿区2012的设置，并且配合进风口202和
出风口203的特殊尺寸和位置的设计，可以使得空气污染物与高能粒子充分结合，并且形成浓度差，保证反应区2011内的空气与高能粒子和活性物质充分接触。
[0127]
在一些可替代的实施例中，可将本实施例中电极结构10所采用的丝阵列电极替换为片阵列电极、网状电极、格栅电极，也可以替换为针阵列电极、芒刺阵列电极等。
[0128]
在一些可替代的实施例中，通过将丝、长条、网格、格栅设计合适的长度、间距、数量，从而调控高能粒子、活性物质在空间中的分布浓度。活性物质浓度分布呈指数分布，通过计算可形成阵列以及叠加后的分布图，根据分布图可设置导流以及浓度扩散限位点，从而可让活性物质浓度增强，以及气流可以大部分穿过高浓度区，进而解决活性物质分布不均匀导致反应效率低，活性物质空间扩散导致损失高的问题。
[0129]
根据本发明的实施例，另一方面，提供了一种空气净化设备，包括上述任一实施方式的等离子体放电装置。
[0130]
可选地，空气净化设备包括设置在蓄流壳20的出风口203处的风机，该风机适于抽吸风，以使得风由进风口202流入蓄流壳20内，并使蓄流壳20内的风在完成净化后由出风口203排出。
[0131]
本实施例提供了一种侧向蓄流的空气净化设备，所采用的等离子体放电装置通过将气流垂直通过电极平面改为平行通过电极平面，同时通过控制蓄流壳20位于电极平面两侧的壁面结构从而将等离子体以及高能粒子、活性物质束缚在小空间内，从而构成高浓度的高能粒子和活性物质区域。因此，在风量不变的条件下，增加污染空气与等离子体及高能粒子和活性物质的作用时间，同时在不改变放电参数的条件下，显著提高高能粒子和活性物质浓度，提高杀菌消毒、分解气态污染物的效率，此外还可以节约空间。
[0132]
需要说明的是，本发明中，电极结构10产生的等离子体，而高能粒子和活性物质在等离子体中存在时间长，因此能够扩散到蓄流壳20的内部空间中，空间中起到消毒杀菌分解气态污染物作用的，大部分是存在时间长浓度均匀的高能粒子和活性物质，而本技术就是在几乎不改变等离子体密度(放电状态)的条件下，提高高能粒子和活性物质浓度。
[0133]
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

技术特征：
1.一种等离子体放电装置，其特征在于，包括：电极结构(10)，用于产生等离子体；蓄流壳(20)，罩设在所述电极结构(10)外，所述蓄流壳(20)具有与所述电极结构(10)形状相匹配的蓄流腔(201)；进风口(202)和出风口(203)，设置在所述蓄流壳(20)的两端，待净化空气由所述进风口(202)进入到所述蓄流腔(201)内，并沿所述电极结构(10)的长度方向流经所述电极结构(10)后，由所述出风口(203)排出；其中，所述进风口(202)的截面面积小于所述蓄流腔(201)的横截面积。2.根据权利要求1所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述进风口(202)的截面面积与所述蓄流腔(201)的横截面积的比值在10％～90％之间；和/或，所述蓄流壳(20)包括壳主体(21)和设置在壳主体(21)一端的进风部(22)，所述进风部(22)的内径小于壳主体(21)的内径，所述进风部(22)远离所述壳主体(21)的一端敞口设置以形成所述进风口(202)。3.根据权利要求1所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述等离子体放电装置还包括：扰流结构，设置在所述蓄流腔(201)内，适于分散进入到蓄流腔(201)内的气流并使气流在蓄流腔(201)内产生紊流。4.根据权利要求3所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述扰流结构包括：混合扰流片(30)，固定设置在所述蓄流腔(201)内，且位于靠近所述进风口(202)的位置，所述混合扰流片(30)上间隔设有多个紊流孔。5.根据权利要求1至4任一项所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述进风口(202)和所述出风口(203)在所述电极结构(10)的长度方向上错开设置。6.根据权利要求1至4任一项所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述蓄流腔(201)内形成有可供气流平行通过所述电极结构(10)的净化通道(2010)，所述净化通道(2010)位于所述电极结构(10)的外周侧且与所述电极结构(10)的长度方向相平行。7.根据权利要求1至4任一项所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述进风口(202)的进风方向与所述电极结构(10)的长度方向相平行，所述出风口(203)的出风方向与所述进风口(202)的进风方向呈设定夹角。8.根据权利要求1至4任一项所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述电极结构(10)包括并排设置的多组电极单元，多组所述电极单元的排布方向与气流方向相垂直。9.根据权利要求1至4任一项所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述电极结构(10)将所述蓄流腔(201)分隔为互通的两个区域；其中，一个区域为与所述进风口(202)相连通的反应区(2011)，另一个区域为与所述出风口(203)相连通的补偿区(2012)；等离子体中的高能粒子和活性物质通过扩散弥漫整个蓄流腔(201)，当反应区(2011)内的高能粒子和活性物质与空气中的污染物反应被消耗时，补偿区(2012)内的高能粒子和活性物质能够在浓度差的作用下自动进入到反应区(2011)内，以对反应区(2011)内消耗的高能粒子和活性物质进行补偿。10.根据权利要求9所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述电极结构(10)为片状
电极，所述反应区(2011)和补偿区(2012)分布在所述电极结构(10)的左右两侧。11.根据权利要求10所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述进风口(202)开设在反应区(2011)的蓄流壳(20)的底壁(213)，所述出风口(203)开设在补偿区(2012)的蓄流壳(20)的侧壁顶部。12.根据权利要求9所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述电极结构(10)包括环状的电极主体(11)，所述反应区(2011)分布在环状的所述电极主体(11)的外侧，所述补偿区(2012)分布在环状的所述电极主体(11)的内侧。13.根据权利要求12所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述反应区(2011)和补偿区(2012)均为环形腔体结构。14.根据权利要求13所述的等离子体放电装置，其特征在于，所述蓄流壳(20)具有与所述电极主体(11)形状相匹配的环状壳主体(21)，所述进风口(202)设置在所述壳主体(21)的底壁(213)或者底部内周侧，所述出风口(203)设置在所述壳主体(21)的顶部内周侧。15.一种空气净化设备，其特征在于，包括上述权利要求1至14中任一项所述的等离子体放电装置。

技术总结
本发明涉及空气净化技术领域，公开了等离子体放电装置及空气净化设备，等离子体放电装置包括电极结构、罩设在电极结构外的蓄流壳、设置在蓄流壳的两端的进风口和出风口，蓄流壳具有蓄流腔；待净化空气由进风口进入到蓄流腔内，并沿电极结构的长度方向流经电极结构后，由出风口排出；进风口的截面面积小于蓄流腔的横截面积。本发明通过设置的蓄流壳，能够将高能粒子和活性物质束缚在小空间内，提高高能粒子和活性物质浓度，并且通过控制气流沿电极结构的长度方向流经电极结构，使得气流与高浓度的高能粒子和活性物质接触时间更长。此外，通过缩减进风口的面积，能够进一步实现蓄流，增加污染空气与高能粒子和活性物质的作用时间。加污染空气与高能粒子和活性物质的作用时间。加污染空气与高能粒子和活性物质的作用时间。


技术研发人员：封宗瑜
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/8/31