CN104214846A - 一种光触媒净化模块及光触媒空气净化设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光触媒净化模块及光触媒空气净化设备，该光触媒净化模块包括内设有多个滤风单元和紫外线发生器的风管管体，且紫外线发生器的导通端位于风管管体外；多个滤风单元间隔设置在风管管体内，相邻两个滤风单元之间形成风道，且其表面喷涂有纳米光触媒，并设有若干渗透通风孔，滤风单元至少部分表面倾斜设置并与风向非垂直和非平行状态，在位于倾斜设置表面朝向出风端一侧的风管管体内形成渗透慢流反应净化区。这样，即可提高渗透慢流反应净化区内OH及O2自由离子基的含量和延长反应时间来与空气中的有害物质充分反应，在保证出风量、出风速度的前提下最大化地分解有害物质、净化空气，净化效果高；且结构简单、巧妙，易于生产加工。

Description

一种光触媒净化模块及光触媒空气净化设备

【技术领域】

本发明属于光触媒空气净化技术领域，尤其涉及一种光触媒净化模块及光触媒空气净化设备。

【背景技术】

众所皆知，光触媒(Photo catalysis)是一种「利用光能，进行催化反应的触媒」，其主要是在光源照射下利用特定波长光源的能量来产生催化的作用，使周围的氧气及分子激发成极具活性的OH及O2自由离子基，这些氧化力极强的自由基几乎可分解所有对人体或环境有害的有机物质及部份无机物质。简而言之，当电子与空气中的氧分子(O2)相遇时，即生成反应性很强的超级氧分子(·O2-)；当电洞与空气中的水气(H2O)相遇时，会透过光化学反应抢夺水中氢氧基的电子，此时失去电子的氢氧基立刻变成不安定的氢氧自由基(·OH)。一旦不安定的氢氧自由基遇到外来的、附在物体表面上的有机物时，又会藉由抢夺对方电子的方式使自己趋于稳定；如此一来，有机物即被氧化，变成水和二氧化碳，消散在空气中，也因为只要利用光能就能制造氧化威力强大的氢氧自由基能力，使光触媒具有抑菌、杀菌、无毒性、脱臭、亲水性、自净性等特性，进而成为理想的环保产品。 

【发明内容】

目前，光触媒已被逐渐被公众所认知、被应用，尤其在空气净化领域，现在市场上已出现了光触媒空气净化设备，其内部设有光触媒净化模块，该模块包括有内设有滤风片和光源的风管管体，该滤风片表面喷涂有光触媒，并利用光源发射的光线使光触媒催化、使其周围的氧气及分子激发成极具活性的OH及O2自由离子基，以分解空气中的有害物质，实现空气净化。但是申请人发现：现有的这些光触媒空气净化设备的光触媒净化模块的滤风片，要么与风向一致且相互平行地设置在风管管体内，要么与风向垂直地设置在风管管体内；当滤风片与风向一致时，由于风速较快，导致风管管体内的OH及O2自由离子基含量较低和空气中有害物质与OH及O2自由离子基的反应时间极短，导致OH及O2自由离子基和空气中有害物质分解反应不充分，净化效率低、效果有效；当滤风片与气流垂直时，由于滤风片阻力大，需要考虑净化通风量的前提下，不容易设置过多层滤风片，导致有效光反应面积不够，OH及O2自由离子基和空气中有害物质分解反应时间也是急促，造成净化效果也不理想。

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种在风管管体内形成渗透慢流反应净化区，用来提高OH及O2自由离子基的含量高和加长反应时间长，可在保证出风量、出风速度的前提下最大化地分解渗透慢流反应净化区内的有害物质、净化空气，净化效果好，且结构简单、巧妙，通过滤风单元的结构与排列组合，并与紫外线发生器相互位置的设置，使每块滤风单元表面都能接受近距离的有效光照，增加极多的光触媒反应面积，易于生产加工的光触媒净化模块及光触媒空气净化设备。 

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为： 

一种光触媒净化模块，包括有风管管体，所述风管管体内设有多个滤风单元和紫外线发生器，且所述紫外线发生器的导通端位于风管管体外；所述多个滤风单元间隔设置在风管管体内，且相邻两个滤风单元之间形成风道；所述滤风单元的表面喷涂有纳米光触媒，并设有若干渗透通风孔，且滤风单元至少部分表面倾斜设置并与风管管体的入风端的风向非垂直和非平行状态，在位于滤风单元倾斜设置的表面朝向风管管体的出风端一侧的风管管体内形成渗透慢流反应净化区。

进一步地，所述风管管体为方形管体，其内至少一列间隔设置的滤风单元，所述紫外线发生器穿过滤风单元，且其部分位于渗透慢流反应净化区内。 

进一步地，所述滤风单元至少是V形体、纵向椭圆形管体、两侧侧面从前往后逐渐向中间靠拢的梯形管体和楔形管体中的一种；当滤风单元是V形体时，其张开端不朝向风管管体的入风端；当滤风单元为梯形管体或楔形管体时，其前后两端分别朝向风管管体的入风端和出风端。 

进一步地，所述光触媒净化模块的风道和渗透慢流反应净化区内还设有与风向平行的平面净化单元，所述平面净化单元；所述紫外线发生器穿过所述平面净化单元。 

进一步地，所述风管管体为圆形管体，其内设有至少一组环形阵列间隔设置的滤风单元，所述紫外线发生器位于环形阵列间隔设置的滤风单元的中间；所述滤风单元为两侧侧面从前往后逐渐向中间靠拢的梯形管体和/或楔形管体，且其朝向紫外线发生器的表面为透光面。 

进一步地，所述紫外线发生器为紫外灯，所述滤风单元为活性碳纤维网或者开设有若干渗透通风孔的玻璃体、陶瓷体。 

一种光触媒空气净化设备，包括有外壳，所述外壳的前后两端分别设有入风口和出风口；所述外壳内设有风机和本发明所述的光触媒净化模块，且所述风机位于入风口与光触媒净化模块之间。 

进一步地，所述外壳内还设有保护挡板，所述保护挡板的面积比出风口大，所述保护挡板可移开地盖住出风口。 

进一步地，所述外壳内还设有预过滤网和HEPA高效过滤网，所述预过滤网和HEPA高效过滤网依次设于入风口与风机之间。 

进一步地，本光触媒空气净化设备还包括有固定座，所述固定座左右两侧设有支撑杆，所述左右两侧支撑杆与外壳的左右两侧转动连接。 

本发明的有益效果如下： 

本发明通过上述技术方案，即可在风管管体内形成渗透慢流反应净化区，以提高OH及O2自由离子基的含量和延长反应时间来与空气中的有害物质充分反应，在保证出风量、出风速度的前提下有选择性地、着重地分解经过渗透慢流反应净化区内有害物质、净化空气，保证净化效果；而且结构简单、巧妙，易于生产加工。

另外，在外壳内还设置可移开地盖住出风口的保护挡板，即可有效防止了在非工作状态时空气中的灰尘从出风口进入设备内部或者水从出风口泼入/溅入设备内部，从而影响载体上的光触媒的工作效用，进而影响光触媒模块的使用寿命，理论上光触媒可重复无数次使用，使用寿命是无限长的，故有必要对影响其使用性能有破坏作用的外来因素进行阻断；而且设置转动连接的固定座让用户可根据使用环境和需要，转动调节光触媒空气净化设备入风口的方位，使室内空气的对流性更有针对性，改变现有固定从左到右或是从下到上不变的通风模式，可改变将污染气体吹散后再净化的状况发生，使用灵活、方便。 

【附图说明】

图1是本发明所述一种光触媒空气净化设备实施例一的结构示意图；

图2是本发明所述一种光触媒空气净化设备实施例一中第一种光触媒净化模块的横向剖视结构示意图；

图3是本发明所述一种光触媒空气净化设备实施例一中第二种光触媒净化模块的横向剖视结构示意图；

图4是本发明所述一种光触媒空气净化设备实施例一中第三种光触媒净化模块的横向剖视结构示意图；

图5是本发明所述一种光触媒空气净化设备实施例一设有固定座的结构示意图；

图6是本发明所述一种光触媒空气净化设备实施例二中光触媒净化模块的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一： 

如图1至图5中所示，本发明实施例一提供了一种光触媒空气净化设备，包括有外壳1，所述外壳1的前后两端分别设有入风口11和出风口12；所述外壳1内设有风机2和光触媒净化模块3，且风机2位于入风口11与光触媒净化模块3之间。

其中，所述光触媒净化模块3包括有风管管体31，所述风管管体31内设有多个滤风单元32和紫外线发生器33，且紫外线发生器33的导通端位于风管管体31外。所述多个滤风单元32间隔设置在风管管体31内，且相邻两个滤风单元32之间形成风道321；所述滤风单元32的表面喷涂有纳米光触媒（如纳米二氧化钛），并设有若干渗透通风孔，且滤风单元32至少部分表面倾斜设置并与风管管体31的入风端的风向非垂直和非平行状态，在位于滤风单元32倾斜设置的表面朝向出风端一侧的风管管体31内形成渗透慢流反应净化区322。具体结构可以为：所述风管管体31为方形管体，其内至少一列间隔设置的滤风单元32，所述滤风单元32为活性碳纤维网或者开设有若干渗透通风孔的玻璃体、陶瓷体，是V形体，其张开端不朝向风管管体31的入风端；所述紫外线发生器33为（LED）紫外灯，其穿过滤风单元32，且部分位于渗透慢流反应净化区322内。 

本发明实施例一所述光触媒空气净化设备工作原理为：首先，外界空气从入风口11进入设备，并经风机2从光触媒净化模块3的入风端吹入风管管体31内；与此同时，紫外线发生器33工作，其发出的紫外光使滤风单元32表面的纳米光触媒产生催化作用，使风道321和渗透慢流反应净化区322内的氧气及分子激发成极具活性的OH及O2自由离子基，发射的紫外线还可杀菌、除臭等；然后，当空气遇到滤风单元32时，部分空气从各滤风单元32之间的风道321快速通过，其内含有的甲醛等有害物质与极具活性的OH及O2自由离子基发生反应、被分解（由于风速快，反应分解时间短，且OH及O2自由离子基含量较少，因此只有少量有害物质被分解）；部分空气经滤风单元32倾斜设置的表面渗透进行入渗透慢流反应净化区322内，其含有的有害物质与渗透慢流反应净化区322内大量的OH及O2自由离子基反应、被分解（由于渗透慢流反应净化区322内的风速极慢，反应时间相对较长，得以充分反应、完全分解）；最后净化后的空气从光触媒净化模块3的出风端并经出风口12排放到外界；如此循环，实现空气净化。 

这样，通过将滤风单元32至少部分表面倾斜设置从而在风管管体31内形成渗透慢流反应净化区322，以提高OH及O2自由离子基的含量和延长反应时间来与空气中的有害物质充分反应，在保证出风量、出风速度的前提下最大化地分解有害物质、净化空气，净化效果高、有保证；而且结构简单、巧妙，易于生产加工。 

当然，本发明实施例一所述光触媒空气净化设备的滤风单元32也可以是纵向的椭圆形管体（如图3）、两侧侧面从前往后逐渐向中间靠拢的梯形管体（如图5，也可是楔形管体），或者至少是V形体、椭圆形管体、梯形管体和楔形管体中的一种（如图4）；当滤风单元32为梯形管体或楔形管体时，其前后两端分别朝向入风端和出风端。所述风管管体31的内侧侧壁表面也可喷涂有纳米光触媒，进一步提高OH及O2自由离子基的含量。 

另外，本发明实施例一所述光触媒空气净化设备的外壳1内还设有预过滤网5和HEPA（High efficiency particulate air Filter）高效过滤网6，所述预过滤网5和HEPA高效过滤网6依次设于入风口11与风机2之间，预过滤网5能对毛发等大的颗粒进行过滤，而HEPA高效过滤网6能对0.3μm以上尘埃粒子实现过滤（过滤效率达到99.7%以上）。 

作为本发明一优选方案，本发明实施例一所述光触媒空气净化设备的光触媒净化模块3的风道321和渗透慢流反应净化区322内还设有与风向平行的平面净化单元34，所述平面净化单元34也可以为活性碳纤维网或者开设有若干渗透通风孔的玻璃体、陶瓷体，其表面喷涂有纳米光触媒；所述紫外线发生器33穿过该平面净化单元34。平面载体放置是与风流方向平行的,这样，在增加很少量、很有限风阻的前提下增大纳米光触媒产生催化作用的面积，大大提高了风道321和渗透慢流反应净化区322内OH及O2自由离子的含量，以提交对空气中有害物质的分解效果，净化能力大大增强。 

作为本发明又一优选方案，本发明实施例一所述光触媒空气净化设备的外壳1内还设有保护挡板4，所述保护挡板4在净化工作状态时可移开地盖住出风口12，使风流绕过保护挡板4从出风口12流出。非工作状态时，保护挡板4紧贴出风口12，这样，即可有效防止了在非工作状态时空气中的灰尘从出风口12进入设备内部或者水从出风口12泼入/溅入设备内部，从而影响载体上的光触媒的效用，进而影响光触媒模块的使用寿命，光触媒可重复无数次使用，使用寿命是无限长的，故有必要对影响其使用性能有破坏作用的外来因素进行阻断。 

作为本发明再一优选方案，本发明实施例一所述光触媒空气净化设备还包括有固定座7，所述固定座7左右两侧设有支撑杆71，所述左右两侧支撑杆71与外壳1的左右两侧转动连接。这样，用户即可根据使用环境和需要，转动调节光触媒空气净化设备入风口的方位，使室内空气的对流性更有针对性，当有烟雾在室内上方盘旋时，转动调节使净化设备入风口在上方，吸收上方污染气体进行过滤净化；当污染气体从在地面散发，转动调节使净化设备入风口在下方，吸收下方污染气体进行过滤净化，改变现有固定从左到右或是从下到上不变的通风模式，可改变将污染气体吹散后再净化的状况发生，使用灵活、方便。 

实施例二： 

如图6中所示，本发明实施例二提供了一种光触媒空气净化设备，其结构与实施例一基本相同，包括有外壳1，所述外壳1的前后两端分别设有入风口11和出风口12；所述外壳1内设有风机2和光触媒净化模块3，且风机2位于入风口11与光触媒净化模块3之间。所述光触媒净化模块3包括有风管管体31，所述风管管体31内设有多个滤风单元32和紫外线发生器33，且紫外线发生器33的导通端位于风管管体31外。所述多个滤风单元32间隔设置在风管管体31内，且相邻两个滤风单元32之间形成风道321；所述滤风单元32的表面喷涂有纳米光触媒，并设有若干渗透通风孔。其区别仅在于：所述风管管体31为圆形管体，其内设有至少一组环形阵列间隔设置的滤风单元32，所述紫外线发生器33位于环形阵列间隔设置的滤风单元32的中间；所述滤风单元32可以为两侧侧面从前往后逐渐向中间靠拢的梯形管体和/或楔形管体，且其朝向紫外线发生器33的表面为透光面，在位于梯形管体和/或楔形管体两侧侧面外并朝向出风端一侧的风管管体31内形成渗透慢流反应净化区322。

本发明实施例二所述光触媒空气净化设备工作时，紫外线发生器33发出的紫外光直接发射至滤风单元32左右外侧表面和透过滤风单元32的透光面发射至滤风单元32的内侧表面，使纳米光触媒产生催化作用，激发出极具活性的OH及O2自由离子基，与空气中有害物质进行反应，将其分解，实现空气净化，净化效果也非常高、有保证，结构同样简单、巧妙，易于生产加工。 

当然，本发明所述光触媒空气净化设备的外壳1内多组串联对接、并联对接或串并联混合对接的光触媒净化模块3。 

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种光触媒净化模块，包括有风管管体（31），所述风管管体（31）内设有多个滤风单元（32）和紫外线发生器（33），且所述紫外线发生器（33）的导通端位于风管管体（31）外；其特征在于：所述多个滤风单元（32）间隔设置在风管管体（31）内，且相邻两个滤风单元（32）之间形成风道（321）；所述滤风单元（32）的表面喷涂有纳米光触媒，并设有若干渗透通风孔，且滤风单元（32）至少部分表面倾斜设置并与风管管体（31）的入风端的风向非垂直和非平行状态，在位于滤风单元（32）倾斜设置的表面朝向出风端一侧的风管管体（31）内形成渗透慢流反应净化区（322）。

2.根据权利要求1所述的光触媒净化模块，其特征在于：所述风管管体（31）为方形管体，其内至少一列间隔设置的滤风单元（32），所述紫外线发生器（33）穿过滤风单元（32），且其部分位于渗透慢流反应净化区（322）内。

3.根据权利要求2所述的光触媒净化模块，其特征在于：所述滤风单元（32）至少是V形体、纵向椭圆形管体、两侧侧面从前往后逐渐向中间靠拢的梯形管体和楔形管体中的一种；当滤风单元（32）是V形体时，其张开端不朝向风管管体（31）的入风端；当滤风单元（32）为梯形管体或楔形管体时，其前后两端分别朝向风管管体（31）的入风端和出风端。

4.根据权利要求3所述的光触媒净化模块，其特征在于：所述光触媒净化模块（3）的风道（321）和渗透慢流反应净化区（322）内还设有与风向平行的平面净化单元（34），所述平面净化单元（34）；所述紫外线发生器（33）穿过所述平面净化单元（34）。

5.根据权利要求1所述的光触媒净化模块，其特征在于：所述风管管体（31）为圆形管体，其内设有至少一组环形阵列间隔设置的滤风单元（32），所述紫外线发生器（33）位于环形阵列间隔设置的滤风单元（32）的中间；所述滤风单元（32）为两侧侧面从前往后逐渐向中间靠拢的梯形管体和/或楔形管体，且其朝向紫外线发生器（33）的表面为透光面。

6.根据权利要求1至5任一所述的光触媒净化模块，其特征在于：所述紫外线发生器（33）为紫外灯，所述滤风单元（32）为活性碳纤维网或者开设有若干渗透通风孔的玻璃体、陶瓷体。

7.一种光触媒空气净化设备，包括有外壳（1），所述外壳（1）的前后两端分别设有入风口（11）和出风口（12）；其特征在于：所述外壳（1）内设有风机（2）和上述权利要求1至4任一所述的光触媒净化模块（3），且所述风机（2）位于入风口（11）与光触媒净化模块（3）之间。

8.根据权利要求7所述的光触媒空气净化设备，其特征在于：所述外壳（1）内还设有保护挡板（4），所述保护挡板（4）的面积比出风口（12）大，所述保护挡板（4）可移开地盖住出风口（12）。

9.根据权利要求8所述的光触媒空气净化设备，其特征在于：所述外壳（1）内还设有预过滤网（5）和HEPA高效过滤网（6），所述预过滤网（5）和HEPA高效过滤网（6）依次设于入风口（11）与风机（2）之间。

10.根据权利要求9所述的光触媒空气净化设备，其特征在于：本光触媒空气净化设备还包括有固定座（7），所述固定座（7）左右两侧设有支撑杆（71），所述左右两侧支撑杆（71）与外壳（1）的左右两侧转动连接。