CN104902933A

CN104902933A - 空气净化器用紫外线电离室

Info

Publication number: CN104902933A
Application number: CN201380063485.2A
Authority: CN
Inventors: M·普雷瑟; I·斯莫伦斯
Original assignee: Presser Direct LLC
Current assignee: Presser Direct LLC
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2015-09-09
Also published as: WO2014055157A1; US8455843B1

Abstract

一种用于空气净化的对所有通过其中的空气进行处理的紫外线电离装置(10)。所述装置(10)具有外壳(12)，所述外壳具有在第一端的空气入口(I)、在第二端的空气出口(E)、开口端、至少两个形成于外壳(12)内的间隔开的内部固持器(102/104)，以及形成于两个间隔开的内部固持器(102/104)之间的空间内的腔。两离子产生材料部(50)由两个间隔开的内部固持器(102/104)以间隔开的方式固定。间隔件(80/82)用于将U型紫外线灯(60)固定在腔(C)中，并为其中的紫外线灯(60)提供缓冲，且提供额外的密封使得所有通过电离装置(10)的空气都会被处理。外壳端盖(100)盖住外壳(12)的开口端并固定其中的紫外线灯(60)，使得离子产生材料部(50)完全暴露于紫外线中。

Description

空气净化器用紫外线电离室

技术领域

一般而言本发明涉及用于清洁空气的空气净化器，具体而言涉及一种用于便携式空气净化器的紫外线电离室，该紫外线电离室有助于对空气中包括生物体、尘粒、气味及挥发性有机化学品的污染物进行处理从而除去所述污染物。

背景技术

空气中存在的生物体(例如，尘螨、细菌、病毒和真菌)、尘粒、花粉、气味和挥发性有机化学品会加剧对这些生物体过敏的人的过敏症状。此外，医院和卫生保健设施中的污染面如台面、卧具、便盆和医疗器械已被确认为是感染和疾病传播的原因。美国疾病控制和预防中心(CDC)估计，美国每年约有170万例的医院相关感染，其中的99,000例导致死亡(Klevens等，2007)。室内空气也被认为是医院感染(在医院或卫生保健设施中的产生的感染)的主要因素。抗甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)，一种抗β-内酰胺类抗生素的金黄色葡萄球菌，是引起皮肤感染的一种细菌，被确认为是卫生保健相关感染(HAIs)的常见原因。CDC的监控数据显示58.4％的MRSA感染为社区发病、26.6％为医院发病、13.7％为社区相关发病，而1.3％为其它(Klevens等，2007)。

对于旨在减少环境污染和提高我们呼吸的室内空气质量的发展和评价技术的需求日益增长。因此，多种设备和方法已用于净化空气。这些包括空气过滤、使用充电板和紫外光，等等。然而，由于不能除去几乎所有的空气中的污染物，其中一些设备的功效是有效的。

因此，仍需要能在通过空气净化装置的单程空气上除去非常高的比例(如95％，优选98％或更高的)的污染物的高效的设备。

发明内容

本发明为用于便携式空气净化器的紫外线电离室，所述紫外线电离室有助于对空气中包括生物体(例如，尘螨、细菌、病毒和真菌)、尘粒、气味及挥发性有机化学品的污染物进行处理从而除去所述污染物。

在一个实施例中，本发明提供用于空气净化的紫外线电离装置，所述紫外线电离室装置包括：具有顶壁、端壁和底壁的外壳，和开放的前端、空气入口、空气出口、形成在外壳内的两个间隔开的内部固持器，以及形成于两个间隔开的内部固持器间之间的腔；两离子产生材料部，每一离子产生材料部均由所述两个间隔开的内部固持器固持；外壳端盖，盖住所述外壳的前开口并固持其中的所述两离子产生材料部；U型紫外线光源，具有两个大致平行的部分、一个连接所述两个大致平行的部分的U型部，以及具有引线的两个端部，其中所述U型紫外线光源位于所述腔中；及间隔件，将所述U型紫外线光源固定在所述腔中，并为其中的紫外线光源提供缓冲。

在另一个实施例中，本发明提供了一种用于空气净化的紫外线电离装置，所述电离装置包括：外壳，具有在第一端的空气入口、在与第一端相对的第二端的空气出口、开口端、至少两个形成于所述外壳内的间隔开的内部固持器，以及形成于所述两个间隔开的内部固持器间的腔；两离子产生材料部，每一离子产生材料部由所述两个间隔开的内部固持器以间隔开的方式固定；外壳端盖，盖住所述外壳的开口端；U型紫外线光源，具有两个大致平行的部分，一个连接所述两个大致平行的部分的U型部，以及具有引线的两个端部，其中所述U型紫外线光源位于所述腔中；及间隔件，将所述U型紫外线光源固定在所述腔中，并为其中的所述紫外线光源提供缓冲。

附图说明

图1为本发明的示例性紫外线电离室的前透视图；

图2为后透视图；

图3为以二氧化钛处理的示例性部分蜂窝材料的俯视图，所述蜂窝材料用于电离室；

图4为本发明的示例性紫外线光源的俯视图；

图5为示例性外壳端盖的俯视图；

图6为示例性电子器件外壳/外壳端盖装置的透视图；

图7为示例性电离室外壳的前透视图，其中去掉了其它组件；

图8为示例性电离室外壳的前透视图，其中保留了光源电子器件外壳/外壳端盖和蜂窝材料的下游部分，但去掉了蜂窝材料的上游部分和可选的前栅格；

图9为沿图1中的视线9-9的剖面图。

具体实施方式

首先参照图1和2，其分别示出了本发明的示例性紫外线电离室10的前和后透视图。紫外线电离室10具有外壳12，外壳12具有顶壁14、端壁16、底壁18和前栅格/安装板20。前栅格/安装板20具有网格开口22，为空气进入电离室10提供开口。前栅格/安装板20为电离室空气入口侧的“I”。为便于提起电离室10，可提供两个手指型握把24。两个手指型握把24包括从前栅格/安装板20向外弯曲的两个间隔开的矩形凸耳。前栅格/安装板20具有边缘26，该边缘为附着至空气净化系统(未示出)提供表面，并提供与该系统的气密密封，以确保所有进入空气净化系统的空气必须通过紫外线电离室10，使得所有的空气而不是一部分空气被处理。自光源电子器件外壳30的电源线28通过前栅格/安装板20中的孔32。电源连接器34在电源线28的端部。外壳12具有后缘部40、42和44，分别从顶壁14、端壁16和底壁18伸出或接近其下边缘。外壳端盖46承载可拆卸地连接至外壳12的光源电子器件外壳30。一部分蜂窝材料50位于外壳的空气出口侧“E”，并且可通过由外壳端盖46和后缘部分40、42和44所限定的出口窗52看到。

图3为采用二氧化钛处理的示例性部分蜂窝材料50的俯视图，所述蜂窝材料用于电离室。蜂窝材料可为塑性材料，具有相互连接的管状截面网格52。在一个实施例中，使用的管的直径约4mm。蜂窝材料可以具有所需的厚度，且厚度约14mm时功能良好。管52构成蜂窝材料50，具有通道穿过其中。当被安装在电离室的外壳12中时，管52的轴线将与空气流对齐并产生正负离子。有时本文中将这种材料称为离子产生材料。

这种材料提供空气流经过其中的最小干扰。如将在下面所进一步讨论的，当二氧化钛由自紫外线光源，例如紫外线灯(图4、6和8所示)，发出的高强度紫外线激发，将产生正、负离子，所述离子几乎将瞬间处理空气中的污染物，使其凝结在一起，并从空气中落下。此外，二氧化钛在蜂窝材料上的辐照将产生过氧化氢，其为功能强大的氧化剂，从而使生物体(例如，尘螨、细菌、病毒和真菌)、尘粒、花粉、气味和挥发性有机化学品失活。管的长度与管的直径的比不宜过大，使得二氧化钛涂覆的蜂窝状材料的整个表面都可以置于紫外线辐照中。尽管具有蜂窝结构的材料是材料的优选类型，如果需要，也可使用其它材料，例如具有多条涂覆有二氧化钛(或其它材料)的线的网状材料，其中二氧化钛(或其它材料)提供当以紫外线辐照时的电离效应。选择材料时重要的考虑在于空气流不能被过度地阻碍，且二氧化钛涂层适于被置于紫外线辐照下。

图4为本发明的示例性紫外线光源60的俯视图。紫外线光源60优选包括具有U型结构的紫外线灯，其具有两个平行的细长部分62和64，与U型前端66连接。细长部分62和64的端部68和70分别与用于为管中的灯丝76供电的引线72和74相适配。外壳12的顶壁14、端壁16和底壁18的轮廓得以示出。前间隔件80和后间隔件82的轮廓也得以示出。间隔件80和82可由泡沫橡胶或其它材料形成，有助于防止装置受到冲击而损坏紫外线光源60。可在前间隔件80中切出一通道84以容置紫外线光源60的U型前端66，并在后间隔件82中切出两个插槽86以悬置细长部分62和64的端部。间隔件80和82所起到的另外的目的在于阻碍通过其中的气流，迫使通过紫外线电离室10的空气暴露于来自紫外线光源60的紫外线下。可以看到，两个平行的细长部分62和64到两者之间的中线“CL”的距离R1，以及两个平行的细长部分62和64到壁14和18的距离R2同样都最小化。

图5为示例性外壳端盖46的俯视图。它包括板46和为成对的引线72和74(未示出)提供通道的两个孔90。板46也可以有孔92，目的是为了在光源电子器件外壳30上留有相匹配的凸耳(未示出)而容置该凸耳在孔中从而固定至外壳端盖46。在板46上剪切出而形成的矩形凸耳94以与形成于外壳上的槽卡合与互锁，如下所述。

图6为示例性电子器件外壳/外壳端盖装置100的透视图。示出了光源电子器件外壳30附接至示例性的外壳端盖46，光源电子器件外壳的电源线28从其中延伸出来。紫外线光源60连接至电子器件外壳/外壳端盖装置100，且在电离室10的装配期间，紫外线光源60及其所连接的电子器件外壳/外壳端盖装置100将与外壳进行卡合，如图8所示。

图7为示例性的电离室10外壳12的前透视图，其中去掉了其它组件。成对的间隔开的固持轨道102和104自顶壁14、端壁16和底壁18向内延伸。成对的固持轨道102和104中的每一固持轨道之间隔开的距离为D，与蜂窝材料的截面的厚度大致相同，使得蜂窝材料部接合在外壳12中，迫使通过紫外线电离室10的任何空气都将经过蜂窝材料部。成对的间隔开的固持轨道102和104构成固持器，或卡槽“S”，用于接收蜂窝材料部。而两对固持轨道102和104之间的间距为C，该距离限定了紫外线光源将位于其中的腔。虽然这样的固持轨道102和104示出在顶壁14、端壁16和底壁18上，由于存在意在防止在端壁16处漏气的前间隔件80(参见图4和8)，因此在端壁16上使用固持轨道是可选的。附图示出了入口端“I”和出口端“E”。边缘部分106、108和110自顶壁14、端壁16和底壁18分别伸出，并于外壳12的入口端“I”处形成。这为连接前栅格/安装板20提供了表面。前凹槽120位于边缘部分106、108和110末端周围。后凹槽122位于后边缘部分40、42和44末端周围。前和后凹槽120和122提供了开口，使得在板46上剪切形成的矩形凸耳94(参见图5)进入其中并接合。外壳12能很方便地由挤出成型材料(如，铝、塑料等)形成并具有所述轮廓。壁部分14、16和18的结构提供了外壳，在装配期间蜂窝材料部能很容易地滑入其中，且紫外线灯泡及其所连接的电子器件外壳/外壳端盖装置100与其接合。

图8为示出示例性电离室外壳12的前透视图，其中保留了光源支架/外壳端盖100(具有端盖46和光源电子器件外壳30)和下游的蜂窝材料部，但去掉了上游的蜂窝材料部和可选的前栅格。示出了边缘部分106、108和110分别自壁14、16和18伸出。也示出了紫外线光源60及间隔件80和82。

图9为所装配的紫外线电离室10(少了前栅格/安装板)沿图1中的观察线9-9的剖面图。可以看到，蜂窝材料部分50A和50B分别紧密地位于外壳12中成对的固持轨道102和104内。具有两个平行的部分62和64的U型紫外线光源60将为两蜂窝材料部提供整体均匀的紫外线辐照，并将迫使空气通过入口端“I”，先通过第一部分蜂窝材料50A，通过具有紫外线灯泡60的腔C，然后通过第二部分蜂窝材料50B，最后通过出口窗52从出口端“E”出来。外壳12紧密承载两蜂窝材料部及紫外线灯泡位置的独特结构为通过紫外线电离室10的空气提供充分的处理，单程通过即可降低空气中98％或更多的污染物。在操作中，空气一天将通过紫外线电离室10多次，因此基本上所有的空气污染物将被除去。此外，承载U型灯泡60的电子器件外壳/外壳端盖装置100提供了易装配性。

尽管已公开了本发明的优选实施例，但本领域的普通技术人员认识到某些修改仍将落在本发明的保护范围之内。因此，应理解在所附权利要求的范围内，本发明可以不同于具体描述的内容实践。

Claims

1.一种用于空气净化的紫外线电离装置，所述电离装置包括：

外壳，具有顶壁、端壁和底壁，并具有前开口、空气入口、空气出口、至少两个形成在外壳内的间隔开的内部固持器以及形成于两个间隔开的内部固持器之间的空间内的腔；

两离子产生材料部，每一离子产生材料部由两个间隔开的内部固持器固持；

外壳端盖，盖住所述外壳的前开口并固持其中的两离子产生材料部；

U型紫外线光源，具有两个大致平行的部分、一连接所述两个大致平行的部分的U型部以及具有引线的两个端部，其中所述U型紫外线光源位于所述腔中；以及

间隔件，将所述U型紫外线光源固定在所述腔中，并为其中的紫外线光源提供缓冲。

2.根据权利要求1所述的紫外线电离装置，其中两个形成于外壳内的间隔开的内部固持器中的每一个均包括一对向内伸出进入外壳内并限定轨道的平行壁，所述轨道位于所述顶壁和底壁的至少部分上。

3.根据权利要求2所述的紫外线电离装置，其中所述两离子产生材料部包括表面上具有二氧化钛的蜂窝材料，并具有适于与轨道对紧密匹配的厚度。

4.根据权利要求1所述的紫外线电离装置，还包括固定至所述外壳端盖的光源电子器件外壳。

5.根据权利要求1所述的紫外线电离装置，其中所述间隔件包括两减震材料部，第一减震材料部适于固定紫外线光源前面的U型部，而第二减震材料部适于固定U型紫外线光源的两个末端且允许引线在其中通过。

6.根据权利要求1所述的紫外线电离装置，其中所述间隔件包括位于两个间隔开的内部固持器之间的腔中的泡沫材料。

7.根据权利要求1所述的紫外线电离装置，还包括前栅格/安装板，位于所述外壳的空气入口处，且适用于安装所述电离装置。

8.一种用于空气净化的紫外线电离装置，所述电离装置包括：

外壳，具有在第一端的空气入口、在与第一端相对的第二端的空气出口、开口端、至少两个形成于外壳内的间隔开的内部固持器以及形成于两个间隔开的内部固持器之间的空间内的腔；

两离子产生材料部，每一离子产生材料部由所述两个间隔开的内部固持器中的一个以间隔开的方式固持；

外壳端盖，盖住所述外壳的开口端；

U型紫外线光源，具有两个大致平行的部分、一连接所述两个大致平行的部分的U型部以及具有引线的两个端部，其中所述U型紫外线光源位于所述腔中；和

9.根据权利要求8所述的紫外线电离装置，其中形成于外壳内的两个间隔开的内部固持器的每一个均包括一对向内伸出进入外壳内并限定轨道的平行壁，所述轨道位于所述顶壁和底壁的至少部分上，具有以大致与离子产生材料部的厚度相同的距离间隔开的两壁，使得当所述离子产生材料部与轨道接合时，迫使空气通过两离子产生材料部。

10.根据权利要求8所述的紫外线电离装置，其中所述两离子产生材料部包括表面具有二氧化钛的蜂窝材料。

11.根据权利要求8所述的紫外线电离装置，其中所述间隔件包括泡沫减震材料，第一间隔件适于固定所述紫外线光源前面的U型部，而第二间隔件适于固定所述U型紫外线光源的两个末端且允许引线在其中通过，其中所述间隔件进一步提供密封以有助于防止空气通过电离装置时绕过所述离子产生材料，并有助于将空气暴露于紫外线中。

12.根据权利要求8所述的紫外线电离装置，还包括前栅格/安装板，位于所述外壳的空气入口处，且适用于安装所述电离装置。