CN104107634A - 高效室内空气净化器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效室内空气净化器，包括壳体，壳体内腔的四周设有双层侧壁，内层周壁的高度低于外层周壁的高度；外层周壁的下端设有出风口；壳体内腔的底部中心处设有抽风扇，并且在壳体内腔底部围绕抽风扇的四周均匀设有若干直立光触媒石英玻璃片；壳体内腔底部四周固定安装有能发出紫外光的LED灯；本发明结构简单，设计合理，在光触媒原理基础上，再加上紫外LED的封装技术，设计制造出省电无噪音，紫外光不外泄危害人体，具有甲醛、苯等有害气体去除效率数倍的携带型空气净化器；可用于居家客厅、卧室、浴室、办公室、汽车，也可大量用于食物展示柜、医院、学校、商店、商场等公共场所，有效抑制细菌病毒及霉菌。
Description
技术领域
本发明属于空气净化装置技术领域，具体涉及的是一种高效室内空气净化器。
背景技术
空气中的污染物大致分为三类：粒子、灰尘，有害气体、臭氧、细菌，及霉菌病毒等；由于户外空气受到燃煤、汽车废气影响，造成雾霾(PM2.5)危害，这也使得人们在室内时，都尽量关闭门窗，防止外部不好的空气流入；汽车关闭窗口，阻绝车外废气侵入；但是这也造成人们长时间待在空气不流动的室内；并且由于装修及家具会长期释出苯、氨等有害气体，所以密闭的室内空气污染反而超过户外，对人体的健康产生影响，甚至致癌。
为此，市场上出现各种各样的家庭空气净化器，现有的市售空气净化器，琳琅满目，但几乎都是以滤网或负离子技术来过滤空气；基本上滤网技术主要是滤粉尘及粒子，室内较少；但对于甲醛、苯等有害气体则无法过滤，多数产品顶多附加活性炭材料用来吸附这些气体；但是这些活性炭在吸附饱和后，即失去功效；另外负离子技术是用高压电极约四千伏(4KV)以上，撞击空气产生电负电荷离子，用来吸附空气中的粒子及分解有害气体；但其负离子产生过程，也释出不少的臭氧，在密闭的室内很快就累积过量的臭氧；臭氧会严重危害人体健康，国家卫生部规定臭氧的安全浓度为0.1PPM，超过会使人出现中毒现象；所以一种有效且节能的室内空间净化器，是现在市场上强烈的需求产品。虽然，紫外光加光触媒技术早已使用于空气净化，但是市场上的产品，几乎只是涂上光触媒或喷上光触媒，就宣称可以净化空气，没有相应的紫外光或只有一般的可见光，是无法有效的启动净化物理机制；有的用传统的紫外灯管，则容易产生臭氧，甚至释出危害人体的C类紫外光；当然只是把紫外LED和光触媒放在一起，而未能设计整合相关外在条件，如空气流速、湿度计光的波、照度、角度及反应面积，其空气净化效果微乎其微，所以长久以来光触媒用于空气净化的技术效果一直未能突破。
发明内容
本发明克服现有技术缺点，所要解决的技术问题在于提供一种高效室内空气净化器，它能进行高效的光触媒反应，紫外光不外泄危害人体，具有甲醛、苯等有害气体的数倍去除效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高效室内空气净化器，包括壳体，壳体设有密封盖，壳体内腔的四周设有由外层周壁和内层周壁构成的双层侧壁，外层周壁与内层周壁之间形成一流通空隙，并且四周双层侧壁之间的型腔贯通，所述内层周壁的高度低于外层周壁的高度；外层周壁的下部设有出风口；
壳体内腔的底部中心处设有抽风扇，并且在壳体内腔底部围绕抽风扇的四周呈放射状地均匀设有若干直立的光触媒石英玻璃片组，直立光触媒石英玻璃片组由若干等间距的平行直立的光触媒石英玻璃片构成，光触媒石英玻璃片的表面具有光触媒涂层，相邻两光触媒石英玻璃片组之间留有间隔并且与壳体形成围合空间；
所述壳体内腔底部四周固定安装有能发出紫外光的LED灯，并且该LED灯设在所述围合空间内。
进一步地，为获得优良的催化降解功能，所述光触媒石英玻璃片上涂覆的是光触媒纳米TiO2涂层。
进一步地，所述壳体的内侧周壁材料为金属材料，并且壳体内腔的内壁上设有凸凹表面。内部表面采用凹凸不平的金属表面以增加光的散射，让紫外光可以充满整个净化器内部，可以充分撞击光触媒涂层。
进一步地，为充分高效地实现光触媒反应且方便组装，所述壳体的上端设有密封上盖，密封上盖内表面设有光触媒纳米TiO2涂层。
进一步地，所述壳体为盒状体，所述光触媒石英玻璃片组之间呈90度夹角地布置在所述抽风扇周围。这样的布置，使得LED灯的紫外光能以更佳的角度和距离照向光触媒石英玻璃片，获得优良的光触媒反应。
本发明还提供了一种高效室内空气净化器，包括壳体，壳体设有密封盖，壳体内腔的四周设有由外层周壁和内层周壁构成的双层侧壁，外层周壁与内层周壁之间形成一流通空隙，并且四周双层侧壁之间的型腔贯通，所述内层周壁的高度低于外层周壁的高度；外层周壁的下部设有出风口；
壳体内腔的底部中心处设有抽风扇，并且在壳体内腔底部围绕抽风扇的四周呈放射状地均匀设有若干直立的光触媒反光片组，光触媒反光片组由若干等间距的平行直立的光触媒反光片构成，光触媒反光片上涂覆有光触媒涂层，相邻两光触媒反光片组之间留有间隔并且与壳体形成围合空间；
所述壳体内腔底部四周固定安装有能发出紫外光的LED灯，并且该LED灯设在所述围合空间内。
进一步地，为获得优良的催化降解功能，所述光触媒反光片组内各光触媒反光片之间的间距为1.5cm-2.5cm，两光触媒反光片上涂覆的是光触媒纳米TiO2涂层。
进一步地，所述壳体的内层周壁材料为金属材料，并且壳体内腔的内壁上设有凸凹表面，所述壳体的上端设有密封上盖，密封上盖内表面设有光触媒纳米TiO2涂层。内部表面采用凹凸不平的金属表面以增加光的散射，让紫外光可以充满整个净化器内部，可以充分撞击光触媒涂层。
进一步地，为充分高效地实现光触媒反应，所述壳体为盒状体，所述光触媒反光片组之间呈90度夹角地布置在所述抽风扇周围，使得LED灯的紫外光能以更佳的角度和距离照向光触媒反光片，获得优良的光触媒反应。
本发明的有益效果体现在于：与现有技术相比，本发明采用双层壳体，在外层周壁与内层周壁之间形成一流通空隙，该流通空隙可以保证壳体内的空气长时间的滞留，从而进行充分的催化降解、除臭净化反应；在抽风扇的四周设置若干直立光触媒石英玻璃片组，而直立光触媒石英玻璃片组与壳体之间的围合空间内设置紫外光LED灯，结构简单，设计合理，在光触媒原理基础上，再加上紫外LED的封装技术，设计制造出省电无噪音的高效空气净化器；利用石英玻璃片做光触媒载体及紫外光轻薄短小的特性，在极小的空间内创造出1000倍光触媒分解甲醛有效面积的效果；本发明将LED紫外光光源与光触媒涂层的距离缩小，且在净化器内部表面采用凹凸不平的金属表面以增加光的散射，让紫外光可以充满整个净化器内部，从而充分撞击光触媒涂层，紫外光不外泄危害人体，具有甲醛、苯等有害气体的数倍去除效率，可用于居家客厅、卧室、浴室、办公室、汽车，也可大量用于食物展示柜、医院、学校、商店、商场等公共场所，有效抑制细菌病毒及霉菌。
本发明提供的另一个技术方案是采用光触媒反光片构成的光触媒反光片组来代替光触媒石英玻璃片组，无光的透射性但具有反射性，能将紫外光与壳体的内壁之间进行散射，效果略有不同，对于此种光触媒反光片组，其光触媒反光片之间的距离控制在2厘米左右为宜。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细的说明。
图1为本发明结构俯视图。
图2为图1中A-A处剖面示意图。
图3为本发明的反应原理图。
图4为本发明实施例1的光照原理图。
其中图4中的箭头方向为光照方向。
下列是图中各标识的具体名称：1壳体、2抽风扇、3光触媒石英玻璃片、4 LED灯、101出风口、102外层周壁、103内层周壁、104流通空隙、105围合空间。
具体实施方式
实施例1：如图1和图2所示，高效室内空气净化器，是由一壳体1组成，该壳体1形状可以为圆形、方形或其他不规则形状，本实施例中壳体1的形状为矩形盒状体；壳体1的上端设有密封上盖(图中未示出)，壳体1内腔的四周设有双层侧壁，因此壳体1的腔壁形成有外层周壁102和内层周壁103，外层周壁102与内层周壁103之间形成一流通空隙104，该流通空隙104可以保证壳体1内的空气长时间的滞留，并且内层周壁103的高度低于外层周壁102的高度，错位不同高度的设置可以有效保证内层周壁103内的空气顺利流入到流入空隙104内，该流通空隙104可以保证壳体1内的空气长时间的滞留，从而进行充分的催化降解、除臭净化反应；外层周壁102的下部设有出风口101。
壳体1内腔的底部中心处设有抽风扇2，并且在壳体1内腔底部围绕抽风扇2的四周呈放射状地均匀设有若干直立的光触媒石英玻璃片组，光触媒石英玻璃片组由若干等间距的平行直立的光触媒石英玻璃片3构成，各直立光触媒石英玻璃片3之间留有一定的空隙，形成空气的流动。光触媒石英玻璃片3上涂覆有光触媒涂层，在本实施例中，优选的光触媒涂层是纳米TiO2涂层，以获得优良的催化降解功能。相邻两光触媒石英玻璃片组之间留有间隔并且与壳体1形成围合空间105，本实施例中，优选的壳体1为矩形盒状体，所述光触媒石英玻璃片组之间呈90度夹角地布置在所述抽风扇2周围，在壳体1的四个角部，相邻两光触媒石英玻璃片组与壳体1形成矩形的围合空间105，在该围合空间105内的壳体1内腔底部固定安装有能发出紫外光的LED灯4。这样的布置，使得LED灯4的紫外光能以更佳的角度和距离照向光触媒石英玻璃片3，获得优良的光触媒反应。
所述壳体1的内侧周壁材料为金属材料，并且壳体1内腔的内壁上设有凸凹表面，内部表面采用凹凸不平的金属表面以增加光的散射，让紫外光可以充满整个净化器内部，可以充分撞击光触媒涂层。为充分高效地实现光触媒反应，所述密封上盖内表面也设有光触媒纳米TiO2涂层。
上述光触媒净化的原理是利用波长大于380nm的紫外光，照射在光触媒TiO2涂层上，然后与空气中的氧(O2)及水(H2O)产生反应，在表面生成OH-及O-离子，这些离子具有氧化还原功能，可以清除甲醛等有害气体，如图3所示。本实施例的此项反应通过光触媒石英玻璃片3产生，所以如何增加光触媒面积及让紫外光有效照在其表面是影响光触媒甲醛净化器的重要因素；一般空气光触媒净化器，皆未从此重要参数去设计开发有效的产品，所以对于室内除甲醛等有害气体，效果不佳，甚至无效，且耗电耗能。
本发明是利用石英玻璃对紫外光穿透95％以上，且光触媒涂在石英玻璃上，透明可穿透， 所以利用石英玻璃做光触媒载体及紫外光轻薄短小的特性，在极小的空间(例如20×20×10立方公分)，创造出1000倍光触媒分解甲醛有效面积的效果；因此在石英玻璃薄片两表面分别涂上透明光触媒，这时其效果等同于2倍的石英片光触媒面积效果，因为紫外光可以穿透而不损失，如果我们以间隔方式摆上十片，则面积增加了二十倍，如图4所示。
光触媒有效反应另一个重要因素是有效紫外光照在光触媒涂层的强度；光线照在物体表面的强度除了输入功率和光源输出强度是重要因素外，光源和被照物体表面的距离及光线和被照物表面入射角度更是影响光触媒反应有效与否的重要因素；光到达物体表面的强度和光源与物体距离的平方成反比，所以将LED光源与光触媒涂层的距离缩小是我们的重点，且在净化器内部表面采用凹凸不平的金属表面以增加光的散射，让紫外光可以充满整个净化器内部，可以充分撞击光触媒涂层；一般光线照在物体表面的有效强度是以下面的物理量来计算的I(θ)＝I0·COSθ，用高散射金属表面的目的，就是让所有的光线都能满足角度θ趋于零，达到I(θ)＝I0·COSθ≈I0，达到最大有效光强度。
本发明的工作原理是：外界空气由抽风扇2通过进风口抽入到壳体1内，壳体1内的空气分别流入到各个光触媒石英玻璃片3之间，同时LED灯4照射在光触媒石英玻璃片的正反上，照射在光触媒TiO2涂层上，然后与空气中的氧(O2)及水(H2O)产生反应，在表面生成OH-及O-离子，这些离子具有氧化还原功能，这些反应后的离子随空气从壳体1上的出风口101内流出去，流出来的离子空气可以清除甲醛等有害气体。
实施例2：本实施例所包括的部件结构以及各部件之间的位置关系与实施例1基本相同，所不同的是由光触媒反光片构成的光触媒反光片组来代替光触媒石英玻璃片组，光触媒反光片不具有光的透射性但具有反射性，能将紫外光与壳体的内壁之间进行散射，净化效果差于实施例1，光触媒反光片组的各光触媒反光片之间的间距在2厘米左右。
本发明结构设计合理，简单，外形美观，实用功能强，可适合普通家庭、办公场所、公共场所使用。
Claims (10)
1.一种高效室内空气净化器，包括壳体，壳体设有密封盖，其特征在于：壳体内腔的四周设有由外层周壁和内层周壁构成的双层侧壁，外层周壁与内层周壁之间形成一流通空隙，并且四周双层侧壁之间的型腔贯通，所述内层周壁的高度低于外层周壁的高度；外层周壁的下部设有出风口；
壳体内腔的底部中心处设有抽风扇，并且在壳体内腔底部围绕抽风扇的四周呈放射状地均匀设有若干直立的光触媒石英玻璃片组，光触媒石英玻璃片组由若干等间距的平行直立的光触媒石英玻璃片构成，光触媒石英玻璃片的表面具有光触媒涂层，相邻两光触媒石英玻璃片组之间留有间隔并且与壳体形成围合空间；
所述壳体内腔底部四周固定安装有能发出紫外光的LED灯，并且该LED灯设在所述围合空间内。
2.根据权利要求1所述的高效室内空气净化器，其特征在于：所述光触媒石英玻璃片上涂覆的是光触媒纳米TiO2涂层。
3.根据权利要求1所述的高效室内空气净化器，其特征在于：所述壳体的内层周壁材料为金属材料，并且壳体内腔的内壁上设有凸凹表面。
4.根据权利要求1所述的高效室内空气净化器，其特征在于：所述壳体的上端设有密封上盖，所述密封上盖内表面设有光触媒纳米TiO2涂层。
5.根据权利要求1所述的高效室内空气净化器，其特征在于：所述壳体为盒状体，所述光触媒石英玻璃片组之间呈90度夹角地布置在所述抽风扇周围。
6.根据权利要求2所述的高效室内空气净化器，其特征在于：所述光触媒石英玻璃片的高度低于内层周壁的高度，在光触媒石英玻璃片的两透光平面上涂覆光触媒纳米TiO2涂层。
7.一种高效室内空气净化器，包括壳体，壳体设有密封盖，其特征在于：壳体内腔的四周设有由外层周壁和内层周壁构成的双层侧壁，外层周壁与内层周壁之间形成一流通空隙，并且四周双层侧壁之间的型腔贯通，所述内层周壁的高度低于外层周壁的高度；外层周壁的下部设有出风口；
壳体内腔的底部中心处设有抽风扇，并且在壳体内腔底部围绕抽风扇的四周呈放射状地均匀设有若干直立的光触媒反光片组，光触媒反光片组由若干等间距的平行直立的光触媒反光片构成，光触媒反光片上涂覆有光触媒涂层，相邻两光触媒反光片组之间留有间隔并且与壳体形成围合空间；
所述壳体内腔底部四周固定安装有能发出紫外光的LED灯，并且该LED灯设在所述围合空间内。
8.根据权利要求7所述的高效室内空气净化器，其特征在于：所述光触媒反光片组内各光触媒反光片之间的间距为1.5cm-2.5cm，光触媒石英玻璃片上涂覆的是光触媒纳米TiO2涂层。
9.根据权利要求7所述的高效室内空气净化器，其特征在于：所述壳体的内层周壁材料为金属材料，并且壳体内腔的内壁上设有凸凹表面，所述壳体的上端设有密封上盖，密封上盖内表面设有光触媒纳米TiO2涂层。
10.根据权利要求7所述的高效室内空气净化器，其特征在于：所述壳体为盒状体，所述光触媒反光片组之间呈90度夹角地布置在所述抽风扇周围。
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2014
- 2014-07-28 CN CN201410362637.5A patent/CN104107634B/zh active Active
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