CN104006458B - 一种新型高效室内空气自动净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型高效室内空气自动净化装置，属于环保空气净化技术领域。该室内空气净化装置具体包括机壳、电路板、以风机为动力源的空气导流装置、空气除尘装置、负离子发生装置、紫外线杀菌装置、光催化氧化装置、操作面板、无线遥控器，其集负离子技术、紫外线灭菌技术、光催化氧化技术、银离子灭菌技术及过滤吸附技术于一体，有效地解决了现有空气净化设备在灭菌消毒、去除悬浮颗粒、挥发性有害气体、异味和臭氧以及其它有害气体方面功能单一或去除效果欠佳、能耗大、产生二次污染、成本高及环保性能差等缺点。本发明旨在提供一种空气净化消毒效果全面、结构简单、效率高、能耗低、噪音小、维护费用省、工作寿命长久的新型高效室内空气自动净化装置，可实际应用于医疗、企事业单位、公共场所、库房、车间及家庭等各种室内环境。

Description

一种新型高效室内空气自动净化装置

技术领域

本发明涉及一种新型高效室内空气自动净化装置，属于环保空气净化技术领域。

背景技术

工业的快速发展在一定程度上对人们赖以生存的自然环境造成了负面影响，环境的污染不仅干扰了人们的正常户外活动，而且增加了呼吸道等相关疾病的感染率。当下空气污染已经成为人们的关注热点，因此如何将现有技术应用于室内空气环境质量的改善日益成为科技界重要的研究课题。室内空气污染物主要包括四大类即空气中的微生物及病毒、总挥发性有机物（TVOC，如甲醛、苯等）、悬浮颗粒物、异味和臭氧等。近年来，随着科学技术的不断发展，一些新的空气净化方法逐渐转化为产品并投入市场，比如过滤吸附、电子静电净化、生物净化、臭氧消毒、紫外线消毒、光催化氧化、冷凝和等离子体技术等。纵观这类产品，大都存在着净化单一或不彻底、产品寿命短、能耗大、噪音大、会产生二次污染、不够环保等问题。

与本发明相关的现有技术领域中有“一种室内空气净化器”（申请号：201020125372.4），公开了一种净化装置，其包括具有进风口和出风口的机体，设置于机体进风口和出风口之间的风机，进风口由外向内依次设置有风格栅、预过滤网、中高效过滤网和有效复合纳米光催化氧化组件，出风口由内向外依次设置有负离子发生器和出风格栅，因其仅开设有一个进风口和一个出风口，且初效及中高效过滤网前置于风机前侧的进风口，故当风机转速较大时，出风口风速亦会较大，将导致空气于箱体内的驻留时间及微生物接受紫外光照射和光催化氧化的时间大大缩短，在一定程度上降低了净化效果；此外，将负离子发生器置于出气口作为一种末端处理方式，其因高压放电产生的中间副产物如CO等将不能被氧化而直接进入室内空气，造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型高效室内空气自动净化装置，弥补了现有技术存在的各种缺陷，该新型高效室内空气自动净化装置可以有效的消灭空气中的微生物及病毒、氧化分解各种挥发性有机物、去除异味和吸附悬浮颗粒。

为实现以上所述目的，本发明采用以下技术方案：一种新型高效室内空气自动净化装置，其特征在于包括机壳、电路板、以风机为动力源的空气导流装置、空气除尘装置、负离子发生装置、紫外线杀菌装置、光催化氧化装置、操作面板、无线遥控器，其集负离子技术、紫外线灭菌技术、光催化氧化技术、银离子灭菌技术及过滤吸附技术于一体，有效地解决了现有空气净化设备在灭菌消毒、去除悬浮颗粒、挥发性有害气体、异味和臭氧以及其它有害气体方面功能单一或去除效果欠佳、能耗大、产生二次污染、成本高及环保性能差等缺点。

该高效室内空气自动净化装置实现室内空气的杀菌消毒和净化功能，可实际应用于对空气质量有要求的各种室内场合，其工作原理概述如下：风机于“密闭”空间内高速转动产生负压，空气经进气口进入“密闭”空间，于进气口设置的初效过滤网实现空气的预过滤，将大型悬浮颗粒拦截在外侧；进入“密闭”空间的空气在特定波长紫外线的照射下实现首次消毒，同时碳纤维毛刷端通有直流负高压，将空气电离产生大量负离子；混有负离子的空气经过光触媒表面实现再次消毒和净化，其表面附着的羟基自由基和活性氧将有机物及部分无机物予以氧化，分解为二氧化碳和水；最后，空气经银离子过滤网、活性炭过滤网与HEPA&ULPA过滤网组成的中高效一体式复合过滤网实现再次吸附过滤净化。如此，带有大量负离子的洁净空气便进入了室内环境。

所述机壳包括封板、衬板、上盖板、上盖板托条、显示屏操作板、底板和滚轮，衬板设置于机壳前后方，下方均开设有空气栅格作为空气进气口，上方均开设有空气栅格作为空气出气口；封板设置于机壳左右侧，下部均开设有空气栅格作为空气进气口；滚轮连接于底板，底板板面上亦开设有进风栅格；托条连接于衬板上方，其可以与上盖板实现扣合，上盖板板面开设有均匀栅格以作为出气口；显示屏操作板固定于装置前侧，方便操作人员的使用；机壳特点在于：机壳各部件连接后，形成一“密封”空间，有效防止了紫外线外泄对人体造成的伤害；风机下方的负压空间在四周和下部均开设有进风栅格，增大了进风面积；所有进风栅格均粘贴有初级过滤网，降低了进风阻力；出气栅格数量少于进风栅格，增大了出风阻力，延长了空气于“密封”空间内的停留时间，提高了杀菌净化效果和出风速度；封板和盖板易拆卸，方便了装置内部元器件的更换。

所述电路板通过铜柱和螺栓固定于底板，内含EMC滤波器、整流电路、滤波电路、脉冲发生器、脉冲变压器，输入220V交流电，可分别为碳纤维毛刷端提供直流负高压及为整流器、紫外线灯管和风机提供工作电压。

所述以风机为动力源的空气导流装置，导流装置位于紫外线和光催化氧化单元的下方，由风机、风机罩和风机支座组成，风机与其支座相连接后固结于底板上，风机罩镶嵌于前后衬板并将“密封”空间以风机为中心一分为二；风机高速转动而产生负压，促使空气由进气口进入“密封”空间，再有出气口排出。

所述空气除尘装置包括初效过滤网、中高效一体式复合过滤网，初效过滤网采用初阻力小、容尘量大、富有弹性的初效过滤棉，其对5μm以上的悬浮颗粒具有良好的过滤效果，初效过滤网黏贴于各进风口；中高效复合过滤网采用由银离子过滤网、活性炭过滤网及HEPA&ULPA过滤网组成的一体式复合过滤网，其不仅可以发挥良好的灭菌抗菌作用，而且对0.1μm以上的悬浮颗粒具有良好的过滤效果，在“密封”空间与出气口之间即前侧、后侧及上部各设置一块独立的中高效一体式复合过滤网；初效及中高效一体式过滤网均可轻易的进行置换。因上述中高效一体式复合过滤网具有一定使用寿命，不可循环利用，鉴于此，本装置亦可采用驻极式静电吸附过滤网，在不降低除尘效率的前提下，满足了经济环保性的要求。

所述负离子发生装置包括电路板内置的整流升压装置、导线、碳纤维毛刷、毛刷支架及支撑横板、毛刷底部支架，毛刷支架及支撑横板固定于上部“密封”空间，毛刷支架上下对称、每侧各设有并列2至5排、间距为10至80mm的窄铁片，每个窄铁片包含两个端部，每个端部均设有倒角和通孔，倒角便于碳纤维毛刷的插入，通孔便于碳纤维毛刷的锁定；毛刷底部支架设置于下部“密封”空间的底板上，其具有两个端部，每个端部固连一个与导线相连接的碳纤维毛刷；工作时，机壳作为负电极，电路板向其提高负高压，并通过碳纤维毛刷尖端产生高电晕而持续释放高浓度负离子。

所述紫外线杀菌装置包括整流器、紫外线灯管，整流器固定于毛刷支架支撑横板的外侧，一个整流器可同时为两支灯管同时供电；紫外线灯管采用两支，在中间横板的上下侧各设置一个，紫外线灯管选用波长为254nm的石英制无臭氧型热阴极辉光放电低压汞灯，石英材质灯管具有良好的紫外线透射性和保温性，微生物的脱氧核糖核酸和核蛋白对254nm波长紫外线具有良好的吸收效果，导致其因链断裂而致死或失去繁殖能力；灭菌率取决于菌种、波长及照射剂量，两支灯管可向该装置“密封”空间提供足够强度的光照，各出气口设置的中高效一体式复合过滤网增大了风阻、降低了空气流动性的同时延长了空气于“密封”空间的驻留时间，保证了微生物可以接受足够剂量的紫外线光照射。

所述光催化氧化装置包括光触媒、内衬板及固定板，光触媒采用纳米二氧化钛表面涂层或烧结的铝制框架过滤网，内衬板和固定板与机壳前后衬板相连接而固定，二者在两侧及上部形成间隔空隙，分割式光触媒镶嵌于该空隙内，内衬板的内侧为“密封”空间，内衬板的外侧分别设置有三个中高效一体式复合过滤网；机壳中封板一侧设置的紫外线灯可以照射至设置于机壳“密封”空间前后及上部的光触媒表面上，其因吸收光能而激发产生空穴-电子对，光生载流子迁移至表面并将吸附于表面的氧气及水分子激活，产生活性氧和活性自由氢氧基，因其具有强氧化性，可催化吸附于表面的有机物及部分无机物产生链式反应而降解为无污染的二氧化碳和水；同样地，各出气口设置的中高效一体式复合过滤网增大了风阻的同时延长了污染物发生催化氧化的时间，提高了净化效果。

所述操作面板设置于机壳表面，其具有良好的人机交互界面，可方便的实现电源的开关控制、风机的启停控制、紫外线灯管及负离子发生的开关控制；操作面板内部亦设置有无线遥控接收装置，可轻松的通过无线遥控器实现上述相关操作。

本公司委托广东省微生物分析检测中心对该产品进行净化性能测试，结果显示其对PM2.5悬浮颗粒、甲醛及TVOC总挥发性有害气体的净化效率分别高达99.70%、99.4%及99.2%，对微生物的杀毒净化效果，以白色葡萄球菌为测试对象，2h内净化效率高于99.90%；净化器内置的负离子发生装置、紫外线杀毒装置及催化氧化装置在发挥其功能时均会产生微量臭氧，一定浓度的臭氧有助于空气净化却对人体有害，本装置在工作时产生的臭氧浓度测试结果为0.003mg/m³，远低于我国空气质量标准（GB3095-1996）中规定的臭氧浓度为0.12mg/m³的一级标准，上述性能指标显示，我公司生产的此款产品在杀菌消毒、去除TVOC、悬浮颗粒、异味和臭氧方面性能优越。

附图说明

附图1是本发明之一种新型高效室内空气自动净化装置之正视图。该图同时还作为摘要附图。

附图2是本发明之一种新型高效室内空气自动净化装置之等轴侧视图。

附图3是本发明之一种新型高效室内空气自动净化装置之内部结构示意图。

附图4是本发明之一种新型高效室内空气自动净化装置之碳纤维毛刷支架示意图。

附图1、2中，1是上盖板，2是上盖板托条，3是显示屏操作面板，4是右侧封板，5是左侧封板，6是前衬板。附图3、4中，7是后衬板，8是底板，9是滚轮，10是电路板，11是毛刷底部支架，12是紫外线灯管支架，13是紫外线灯，14是毛刷支架横板，15是毛刷支架，16是中高效一体式复合过滤网，17是光触媒内衬板，18是光触媒，19是光触媒固定板，20是风机盖板，21是风机，22是风机支座，23是碳纤维毛刷。

具体实施方式

参照图1至图4，本发明即一种新型高效室内空气自动净化装置，包括机壳、电路板10、以风机为动力源的空气导流装置、空气除尘装置、负离子发生装置、紫外线杀菌装置、光催化氧化装置、银离子灭菌装置、操作面板3和无线遥控器。

所述机壳包括上盖板1、上盖板托条2、显示屏操作板3、右侧封板4、左侧封板5、前衬板6、后衬板7、底板8与滚轮9，封板3和4于机壳左右侧，下部均开设有栅格作为空气进气口；衬板6和7设置于机壳前后方，其下方均开设有栅格作为空气进气口，上方均开设有空气栅格作为空气出气口；滚轮9连接于底板8，底板8板面上亦开设有进风栅格；托条2连接于衬板6和7上方，其可以与上盖板1实现扣合，上盖板1板面开设有均匀栅格以作为出气口；显示屏操作板3固定于装置前侧，方便操作人员的使用。

所述电路板10通过铜柱和螺栓固定于底板8，内含EMC滤波器、整流电路、滤波电路、脉冲发生器、脉冲变压器，输入220V交流电，可分别为碳纤维毛刷23提供直流负高压及为紫外线灯管13、整流器及风机提供工作电压。

所述以风机为动力源的空气导流装置，导流装置位于紫外线和光催化氧化单元的下方，由风机罩20、风机21和风机支座22组成，风机21与其支座22相连接后固结于底板8上，风机罩20镶嵌于前后衬板6和7并将“密封”空间以风机罩20为中心一分为二，二者通过套筒相连通，套筒内设有风机21；风机21高速转动而产生负压，促使空气由进气口进入“密封”空间，再经出气口排出。

所述空气除尘装置包括初效过滤网、中高效一体式复合过滤网16，初效过滤网采用初阻力小、容尘量大、富有弹性的初效过滤棉，初效过滤网黏贴于各进风口；中高效一体式复合过滤网16采用由银离子灭菌过滤网、活性炭过滤网与HEPA&ULPA过滤网组成的一体式复合过滤网，在“密封”空间与出气口之间即前侧、后侧及上部各设置一块独立的中高效一体式复合过滤网；初效及中高效一体式过滤网16均可轻易的进行置换。因上述中高效一体式复合过滤网16具有一定使用寿命，不可循环利用，鉴于此，本装置亦可采用驻极式静电除尘过滤网，在不降低除尘效率的前提下，满足了经济环保性的要求。

所述负离子发生装置包括电路板10内置的整流升压装置、导线、碳纤维毛刷23、毛刷支架15及支撑横板14、毛刷底部支架11，毛刷支架15及支撑横板14固定于上部“密封”空间，毛刷支架15上下对称、每侧各设有并列2至5排、间距为10至80mm的窄铁片，每个窄铁片包含两个端部，每个端部均设有倒角和通孔，倒角便于碳纤维毛刷23的插入，通孔便于碳纤维毛刷23的锁定；毛刷底部支架11设置于下部“密封”空间的底板上，其具有两个端部，每个端部固连一个与导线相连接的碳纤维毛刷23。

所述紫外线杀菌装置包括整流器、紫外线灯管13，整流器固定于毛刷支架支撑横板14的外侧，一个整流器可同时为两支灯管同时供电；紫外线灯管13采用两支，在中间横板14的上下侧各设置一个。

所述光催化氧化装置包括内衬板17、光触媒18及固定板19，光触媒18采用纳米二氧化钛表面涂层或烧结的铝制框架过滤网，内衬板17和固定板19与机壳前后衬板6与7相连接而固定，二者在两侧及上部形成间隔空隙，分割式光触媒18镶嵌于该空隙内，内衬板17的内侧为“密封”空间，固定板19的外侧分别设置有三个中高效一体式复合过滤网16；机壳中封板一侧设置的紫外线灯13可以照射至设置于机壳“密封”空间前后及上部的光触媒18表面上，因催化产生氧化反应而实现有机物及部分无机物的降解。

所述操作面板3设置于机壳表面，其具有良好的人机交互界面，可方便的实现电源的开关控制、风机的启停控制、紫外线灯管13及负离子发生的开关控制；操作面板3内部亦设置有无线遥控接收装置，可轻松的通过无线遥控器实现上述相关操作。

Claims (7)

1.一种新型高效室内空气自动净化装置，其特征在于包括机壳、以风机为动力源的空气导流装置、空气除尘装置、负离子发生装置、紫外线杀菌装置、光催化氧化装置、操作面板及无线遥控装置，其集负离子技术、紫外线灭菌技术、光催化氧化技术和过滤吸附技术于一体，将空气实现由预过滤、负离子净化、紫外线杀菌、光触媒催化氧化及复合网过滤的五层过滤环境；所述机壳由左右封板、前后衬板、托条、上盖板、底板及滚轮组成，将上述元件进行组装便形成一密封空间；所述封板下部开设有进风栅格及衬板的上、下相应位置均开设有出风栅格和进风栅格，底板和上盖板的表面分别开设有进风栅格和出风栅格，如此密封空间具有前、后、左、右和底部具有四个进风渠道，及前、后和上部三个出风口，且进风栅格表面积略大于出风栅格表面积；所述负离子发生装置采用内含整流升压装置的电路板提供直流负高压，密封空间的下部支架设置有两个碳纤维毛刷，上部的毛刷支架上下对称、每侧各设有并列2至5排、间距为10至80mm的窄铁片，每个窄铁片包含两个端部，每个端部设有倒角和通孔，倒角便于碳纤维毛刷的插入，通孔便于碳纤维毛刷的锁定；工作时，机壳为负极，通过碳纤维毛刷尖端实现高电晕而产生高浓度负离子。

2.根据权利要求1所述的一种新型高效室内空气自动净化装置，其特征在于所述每个进风栅格均黏贴有初效过滤网以实现预过滤，初效过滤网采用初效过滤棉；所述每个出风栅格的内侧均设置有中高效复合过滤网，其采用由银离子过滤网、活性炭过滤网与HEPA&ULPA高效过滤网组成的一体式复合过滤网。

3.根据权利要求2所述的一种新型高效室内空气自动净化装置，其特征在于所述中高效过滤网定制如驻极式静电除尘过滤网及其它可循环使用的环保型中高效过滤材料，且初效过滤网及中高效过滤网方便进行置换。

4.根据权利要求1所述的一种新型高效室内空气自动净化装置，其特征在于所述以风机为动力源的空气导流装置选用离心式风机、轴流式风机及混流式风机，风机固定于支座上，支座连接于底板上；风机罩将密封空间一分为二，中间套筒将上下连通，风机位于套筒内。

5.根据权利要求1所述的一种新型高效室内空气自动净化装置，其特征在于所述紫外线杀菌装置采用一个整流器同时向两支紫外线灯管供电，紫外线灯管设置于密封空间内靠近封板侧，以中间横板为中心对称布置，紫外线灯管选用微生物脱氧核糖核酸和核蛋白易吸收的波长为254nm的石英制无臭氧型热阴极辉光放电低压汞灯，紫外线光辐射整个密封空间。

6.根据权利要求1所述的一种新型高效室内空气自动净化装置，其特征在于所述光催化氧化装置中的固定板、光触媒滤网及内衬板依次布置于密封空间上方出气方向上，三块分割式光触媒滤网依次镶嵌于内衬板与固定板之间的空隙内，光触媒滤网选用将纳米级二氧化钛材料均匀覆盖于微米级特种活性碳表面并与长纤维纸浆混合加工而成的蜂窝式纸基光触媒空气过滤网。

7.根据权利要求1所述的一种新型高效室内空气自动净化装置，其特征在于所述操作面板设置于机壳表面，其具有良好的人机交互界面，与无线遥控装置一起轻易实现对电源、负离子及紫外线灯开关的控制。