一种制备水合空气负离子的装置和方法及应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水合空气负离子的制备装置和方法及应用。该制备装置包括气压平衡仓、以及分别与所述气压平衡仓连通的供气模块和供水模块，所述气压平衡仓内部设置有光激催化模块，所述气压平衡仓用于供气模块提供的气流与供水模块提供的液流发生反应，产生超细液滴，所述光激催化模块用于将所述超细液滴转变为水合空气负离子。该装置结构简单、成本低廉，且使用寿命长。采用该装置制备水合空气负离子，具有无臭氧释放、产率稳定高、传播距离远、能耗低等优点。

A device and method for preparation of hydrated air anion and its application

【技术实现步骤摘要】
一种制备水合空气负离子的装置和方法及应用
本专利技术涉及一种制备水合空气负离子的装置和方法及应用。
技术介绍
空气负离子作为一种重要的空气组成成分，由于其独特的功效近年来引起人们的广泛关注。研究证明，空气负离子在健康维持、临床理疗、空气净化、有机物降解等方面具有显著效果。当人们处于瀑布周围、林森深处时，通常会感到神清气爽、精神放松，皆因环境中富含高浓度空气负离子。瀑布垂降、大雨滂沱、电闪雷鸣、湖波荡漾等自然现象，均能引起空气负离子的自然产生。与传统的电晕放电法制备空气负离子不同，利用水气两相摩擦碰撞制备的空气负离子具有诸多优势与利用价值。现代科技借助于新型水-气碰撞技术实现了微型瀑布模拟，将“人工瀑布”搬进了千家万户。虽然水气法制备的空气负离子没有臭氧副产物、绿色环保等优点，但是目前市面上利用该法制备水合空气负离子的商品化空气净化设备，存在能耗高、产率不稳定、设备占地面积大等不足之处，且商用水合空气负离子发生装置的使用寿命亟待改善。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术问题，提供一种新的水合空气负离子的制备装置，装置结构简单、成本低廉、环境友好、可重复多次使用。采用该装置制备水合空气负离子，具有无臭氧释放、产率稳定高、传播距离远、能耗低、使用寿命时间长等优点。本专利技术要解决的技术问题之二是提供由所述的装置产生水合空气负离子的方法。本专利技术要解决的技术问题之三是提供所述装置和/或所述方法在空气净化中的应用。本专利技术第一方面提供了一种水合空气负离子的制备装置，包括气压平衡仓、以及分别与所述气压平衡仓连通的供气模块和供水模块，所述气压平衡仓内部设置有光激催化模块，所述气压平衡仓用于供气模块提供的气流与供水模块提供的液流发生反应，产生超细液滴，所述光激催化模块用于将所述超细液滴转变为水合空气负离子。在本专利技术中，术语“水合空气负离子”是从“hydratednegativeairions”一词翻译而来，是指用水作为离子来源制备的空气负离子，文献中也有“water-generatednegativeairions”，是指通过LenardEffect或其他物理效应，使水滴电荷极性发生变化时生成被水分子团簇包裹的带不同电荷的离子。参考文献：YamadaR,YanomaS,AkaikeM,etal.Water-generatednegativeairionsactivateNKcellandinhibitcarcinogenesisinmice[J].CancerLetters,2006,239(2):0-197.以及H.Iwama,Negativeairionscreatedbywatershearingimproveerythrocytedeformityandaerobicmetabolism,IndoorAir14(2004)293–297.根据本专利技术所述的装置的一些优选实施方式，所述制备装置还包括设置在气压平衡仓内部的雾气消解模块，用于吸收所述气流与所述液流生成的大液滴。雾气消解模块可以有效吸收高速气流与液流生成的大液滴，从而在保持高产率的前提下，没有肉眼可见的水气生成。一般来说，本领域技术人员知晓超细液滴和大液滴的定义和范围，例如超细液滴是10微米以下，大液滴是粒径大于10微米。对于肉眼不可见但是能引起电荷再分配的微小液滴称为超细液滴。在荷电再分配的过程中，因为极性分布不均，而带有正电荷的液滴部分，同时也包含由于气流切割均匀逸散出来的尺寸比较大的水滴称为大液滴。在本专利技术的一些具体实施方式中，超细液滴的粒径可以为0.0001微米、0.001微米、0.003微米、0.03微米、0.1微米、1微米、3微米、5微米、7微米、9微米、9.9微米，等。在本专利技术的一些具体实施方式中，大液滴的粒径可以为10微米、50微米、100微米、500微米、1000微米、5000微米、10000微米，等。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述雾气消解模块为海绵，优选为硬质吸水海绵。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述气压平衡仓设置有气压平衡口和水合负离子排出口，其中，所述气压平衡口用于调控水合空气负离子的传输距离；所述水合负离子排出口用于排出水合空气负离子。优选地，所述气压平衡口的口径可调。在本专利技术中，气压平衡仓利用分压原理实现了气流的聚拢而不分散效果，从而实现水合空气负离子的远距离传输。通过调节气压平衡口的口径的大小，可以调控水合空气负离子的流速，并且实现水合空气负离子的直线远距离传输。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述气压平衡口和水合负离子排出口各自独立地设置在气压平衡仓的侧壁。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述气压平衡仓为圆台状容器。圆台状的设计可以使平衡仓内的气体自然地改变传动方向，使气流贴合平衡仓内壁向出风口聚集，有利于提高水合空气负离子的集中度，使喷出的水合空气负离子可以保持长时间不分散，从而有利于延长负离子的存活时间。在本专利技术中，所述气压平衡仓的材质具有较宽的选择范围，例如可以为亚克力等价格低廉的材质。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述供气模块包括相互连通的供气泵和进气管，供气泵提供的气流通过进气管进入气压平衡仓。优选地，供气泵和进气管的口径可调。在本专利技术中，可以通过调节供气泵的功率、进气管的内径、针头的孔径进而调节气流速度及流量。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述进气管尾端密封连接针头。所述针头的孔径可以根据实际需要进行调整，例如针头的孔径可以为0.1mm-0.3mm。根据本专利技术所述的装置的一些优选的实施方式，所述进气管的材质为PVC软胶管。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述供气泵为空气泵。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述供水模块包括敞口容器、进水管和出水管；所述敞口容器用于盛放液体；所述进水管用于将敞口容器内的液体输送至气压平衡仓；所述出水管用于将气压平衡仓内的大液滴循环回敞口容器内。在本专利技术中，通过将供水模块设置为敞口容器，由于高速气流带动使出水口产生局部负压效应，无需外加动力系统，即可实现水循环，从而减少了部分能耗。另外，在本专利技术中，对于敞口容器内盛放的液体水质没有额定标准，普通去离子水即可实现水合空气负离子制备，可大幅度降低装置成本。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，在所述进水管于气压平衡仓内的端部设置有管接头，优选地，所述管接头为橡胶材质。该管接头具有可以经受长时间水气冲击而不发生形变，有助于节约生产成本。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，进气管的出气孔的孔径可调。在本专利技术中，可以根据实际需要调控进气管的出气孔径的大小，从而生成不同粒径的液滴。根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，于气压平衡仓内，出水管端点与进气管端点呈90°顶角排布。在本专利技术中，“呈90°顶角排布”是指出气管的末端与出水管的顶端呈90度角对接，使从出气管出来的气流保持平切出水管口外部空间的状态，这种对接方式有助于提高气流功效，使在相对低速状态下即可在出水管口周围呈局部低压态势。...

【技术保护点】
1.一种水合空气负离子的制备装置，包括气压平衡仓、以及分别与所述气压平衡仓连通的供气模块和供水模块，所述气压平衡仓内部设置有光激催化模块，所述气压平衡仓用于供气模块提供的气流与供水模块提供的液流发生反应，产生超细液滴，所述光激催化模块用于将所述超细液滴转变为水合空气负离子。/n

【技术特征摘要】
1.一种水合空气负离子的制备装置，包括气压平衡仓、以及分别与所述气压平衡仓连通的供气模块和供水模块，所述气压平衡仓内部设置有光激催化模块，所述气压平衡仓用于供气模块提供的气流与供水模块提供的液流发生反应，产生超细液滴，所述光激催化模块用于将所述超细液滴转变为水合空气负离子。


2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括设置在气压平衡仓内部的雾气消解模块，用于吸收所述气流与所述液流生成的大液滴；
优选地，所述雾气消解模块为海绵。


3.根据权利要求1或2所述的制备装置，其特征在于，所述气压平衡仓设置有气压平衡口和水合负离子排出口，其中，
所述气压平衡口用于调控水合空气负离子的传输距离；
所述水合负离子排出口用于排出水合空气负离子；
优选地，所述气压平衡口和水合负离子排出口各自独立地设置在气压平衡仓的侧壁；
优选地，所述气压平衡仓为圆台状容器。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备装置，其特征在于，所述供气模块包括相互连通的供气泵和进气管，供气泵提供的气流通过进气管进入气压平衡仓；
优选地，所述供气泵为...

【专利技术属性】
技术研发人员：林金明，张超英，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11