CN109282377B - 空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气净化装置，该空气净化装置带有壳体，该壳体具有用于输送空气流的至少一个入口和用于导出经由所述入口输送的空气流的至少一个出口。在壳体中布置着至少一个空气净化单元和至少一个照明单元，其中，所述至少一个照明单元与所述至少一个空气净化单元彼此对置地布置在壳体中。所述至少一个空气净化单元具有至少一个有光催化效果的区域和自净化功能。

Description

空气净化装置
技术领域
本发明用于净化空气、特别是用于净化机动车内部空间中的空气。
背景技术
由现有技术已知各种用于在机动车中净化空气的装置。这些装置大多被构造和布置成，使得空气被连续地从车辆内部空间吸出、引导经过过滤器以及然后又输送给车辆内部空间。
因此由DE102014012870A1已知一种空气净化器。该空气净化器使用紫外线来净化空气。该空气净化器具有带壳体入口和壳体出口的壳体、与在壳体内部与空气入口邻接布置的鼓风机、紫外线发光二极管单元和过滤单元。该过滤单元在壳体的内部在所述鼓风机上方沿着空气的流动路径布置。此外还存在一种流动装置，该流动装置在壳体中布置在鼓风机和过滤单元之间。在此，流动控制装置沿着在鼓风机的出口和过滤单元之间的空气的流动路径控制空气流。为了净化空气，在此使用有光催化效果的紫外线发光二极管。
由DE202007019288U1公开了一种在使用臭氧和多孔的陶瓷催化器的情况下用于净化空气的系统。该系统具有壳体、至少一个入口和出口、至少一个光子源、陶瓷芯和流体流发生装置，其中，光子源布置在陶瓷芯的上游。
由EP0707989A1已知一种用于净化空气的装置。净化以如下方式进行，即，外部空气通过壳体和布置在该壳体中的鼓风机吸入、在多个净化级中净化以及然后输送给车辆的内部空间。鼓风机或该鼓风机的驱动器通过布置在车辆处且用作能源的太阳能电池供电。
由EP2181720A1已知一种用于光催化地净化空气流的装置。该装置包括带有至少一个入口和出口的壳体、至少一个光源和至少一个支架。该支架包括光催化剂，其中，光源照明所述支架的至少一个表面，以便激活光催化剂。有待净化的空气流从入口经过光催化剂导向出口。支架由抑菌霉且抑细菌的牢固的金属连接部构成。在壳体中的空气流通过循环装置被沿着支架引导。
由US5919422A已知一种用于机动车的空气净化装置。该空气净化装置由壳体构成，在该壳体内可以发生光催化过程，借助该光催化过程来净化所输送的空气。
在前述现有技术中缺点在于，净化作用以及特别是有害颗粒或气味颗粒从有待净化的空气的清除不够充分，并且在没有保养介入的较长时间段内无法实现。这一方面由于大多使用机械式过滤器造成，机械式过滤器在相对较短的时间后就已经吸收了大量的颗粒，因而必须更换机械式过滤器，以便维持最初的清洁功效。在使用有活性炭和光催化区域的过滤器时，必须在较长的使用时间段之后更换这些过滤器，因为过滤器一方面用活性炭吸湿并且由此失去它们的净化效果(因为过滤器饱和了)，另一方面，光催化区域发生堵塞以及由此失去了它们的效力。若不进行定期更换，那么这种过滤器比起其净化空气更多地起到污染空气的作用。大多数空调设备的用户可能都公知，变脏的过滤器极大地造成了机动车内的气味污染。
缺点还在于，过滤器的更换伴随着较高的成本，因为大多仅可在专业车间内进行这种更换。
此外应考虑到的是，特别是新车辆在特定的时间段内排出挥发性有机化合物(VOC)和其它有损健康的物质。为了尽可能即刻且无负担地为车辆的乘客清除这些物质，至今都未由现有技术公知任何系统。虽然在现有技术中存在如本文开头所说明那样的过滤系统，所述过滤系统也能过滤出这些化合物，但这些化合物保留在车辆内的时间段较长。
发明内容
因此本发明的任务是，消除现有技术的缺点以及说明一种空气净化装置，该空气净化装置有针对性地减少了在车辆内部空间的空气中的挥发性有机物和有害健康的物质以及其它的空气污物，也额外避免和清除了令人不适的气味，并且具有自净化功能。
该任务通过一种带有本发明说明的技术特征的空气净化装置解决。有利的扩展设计在进一步的说明和特别是借助具体的实施例的说明中给出。
本发明涉及一种空气净化装置，该空气净化装置带有壳体，该壳体具有用于输送空气流的至少一个入口和用于导出经由所述入口输送的空气流的至少一个出口。在壳体中布置着至少一个空气净化单元和至少一个照明单元。所述至少一个空气净化单元基本上采用壳体的横截面的形状。所述横截面有利地几乎填满地布置在壳体中。在所述壳体中，所述至少一个照明单元与所述至少一个空气净化单元对置布置。所述至少一个空气净化单元设计成透气的并且在面朝所述照明单元的一侧上具有至少一个有光催化效果的表面区域或面区域。此外，所述至少一个空气净化单元具有至少一个混入或掺入活性炭的区域，该区域至少部分被无纺布(Vlies)包围，其中，在所述至少一个空气净化单元的面朝所述照明单元的一侧上，在无纺布中或无纺布上存在至少一个有光催化效果的表面区域，并且空气流在壳体中至少部分环流或穿流所述至少一个有光催化效果的表面区域或面区域以及掺入了活性炭的面区域。所述至少一个空气净化单元的所述至少一个有光催化效果的表面区域或面区域能被所述至少一个照明单元用光照射。用于输送空气流的所述至少一个入口和用于导出经由所述入口输送的空气流的所述至少一个出口能借助各一个封闭罩封闭。也可以用薄膜取代所述封闭罩。在两个封闭罩的闭合的状态下，在壳体中隔出一个空间容积区域。风扇在壳体中布置在所述隔出的空间容积区域中，该风扇在壳体的所述空间容积区域中产生了空气流，其中，所产生的空气流穿流混入了活性炭的区域，并且所述至少一个照明单元加热壳体的所述隔出的空间容积区域以及因此加热空气流和混入了活性炭的区域，因此实现了混入了活性炭的区域和/或无纺布和/或有光催化效果的表面区域的自净化。
通过用激活的照明单元来加热壳体的经由封闭罩限定边界的所述空间容积区域，使在活性炭中吸纳(binden)的水变成气体逸出。由此在温度保持不变的情况下产生了更高的相对空气湿度。仪器中的温度被提高成，相对空气湿度低于最初的相对空气湿度。由此降低的相对空气湿度有助于改善自净化范畴内的光催化净化效果。同时通过温度提高、UV照射和经由风扇产生的空气流来加热空气流和整个空气净化单元。由此实现了有害物质从空气净化单元的解吸和活性炭的干燥。解吸的气体借助光催化单元加以净化。在一个可预先定义的时间段之后，所述封闭罩被打开并且净化好的物质逸出。所述空气净化装置结束自净化过程。
在本发明的一种有利的备选的设计方案中规定，带有解吸的物质的空气能经由旁路被导出到车辆内部空间的外部。
在一种有利的设计方案中，在背对所述照明单元的一侧上存在至少一个掺入或混入了活性炭的面区域。在壳体中的空气流然后至少部分环流所述至少一个有光催化效果的表面区域并且穿流所述掺入了活性炭的面区域。
在本发明的另一种有利的设计方案中规定，将活性炭掺入或混入无纺布。此外，在无纺布中和/或在用活性炭填充的面区域中布置加热丝，所述加热丝在自净化时被激活以及因此加速了加热并且可以在自净化时达到更高的温度。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述至少一个有光催化效果的表面区域至少部分用金属氧化物或混合氧化物涂层，或者掺入或混入金属氧化物或混合氧化物，以及额外集成了加热丝，所述加热丝在自净化时有助于快速加热和/或，金属氧化物是由过渡金属构成的氧化物。
简称为MOX或MOx的混合氧化物，指的是由多种氧化物组成的一种物质。存在多种混合氧化物。金属氧化物则指的是金属和氧之间的一种化合物。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述金属氧化物是一种由过渡金属构成的氧化物。
原子序数为21至30、39至48、57至80和89至112的化学元素被称为过渡元素。因为这些元素全部是金属，所以这些元素也被称为过渡金属。概念“过渡金属”以这些元素在元素周期表中的位置为基础而设立，因为在那里，通过在d原子轨道中的电子沿每一个周期依次增加来表明所述“过渡”。过渡元素由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义为是具有不完整的d亚层或者形成了有不完整的d亚层的离子的元素。
金属氧化物或混合氧化物由CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3、LiNbO3和/或Nb2O5构成。
在光化学催化剂中，如在当前情况下，可以使用形式为混合氧化物的各种过渡金属氧化物。这些带有过渡金属的氧化物的催化剂是有效的并且实现了挥发性有机化合物的完全的和/或选择性的氧化。
挥发性有机化合物借助催化剂基于贵金属的催化氧化，局部有损它们的结构和它们的结构性能。Pt粒径(Pt＝铂)对各种碳氢化合物的催化氧化的影响表明，较大的Pt微粒通常比较小的Pt微粒更为活性。通过各种因素诸如载体的类型(氧化铝或二氧化硅)、载体的多孔性和酸碱性对Pt催化剂的催化有效性影响较小。将Co3O4、CeO2、La3+/Bi3+这样的促进剂加到CeO2-ZrO2中导致，基于氧化铝的带有Pt和Pd(钯)的催化剂的活性和热稳定性被提高并且挥发性有机化合物减少。
贵金属催化剂，如Pt和Pd(钯)，在低温时在挥发性有机化合物的完全氧化中表现出了良好的效果。这种用于催化挥发性有机化合物的催化剂的应用在使用在车辆内部空间中时，基于高成本和因可能形成氯化物和氯化物衍生物在技术上引发中毒的风险而受到限制。氧化铈则基于它的富氧的能力而极为活性。挥发性有机化合物氧化成CeO2基于氧化还原作用。用其它金属氧化物修正CeO2，例如通过在晶格(混合的Ce-Zr氧化物)中用Zr4+离子部分置换Ce4+离子，可以改进催化剂的氧容量和耐热性并且在低温下提高催化活性。锰基催化剂的优点在于它们对所有氧化反应的高度的活性以及随之产生的低成本和低毒性。也可以使用带有钙钛矿(Perowskit)结构的催化剂。
也由普通分子式为ABO3的钙钛矿结构达到极为良好的催化性能。在该分子式中，A是稀土元素，B是过渡金属。
在本发明的一种能特别良好地实现的设计方案中，所述至少一个有光催化效果的表面区域至少部分用二氧化钛(TiO2)涂层，或者掺入或混入二氧化钛离子(TiO2离子)。但也可以使用前述化合物中每一种其它有光催化效果的化合物。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述有光催化效果的表面区域被布置成，使所述有光催化效果的表面区域向下朝着壳体(2)的底部的方向倾斜。因此所述有光催化效果的表面区域不会堵塞，因为灰尘等从该区域掉落。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述至少一个空气净化单元布置或紧固在壳体的其中一个内壁处。通过所述至少一个空气净化单元在壳体的其中一个内壁处的布置或紧固可以实现良好的固定，同时可以使壳体内的空气流这样转向，使得该空气流优化地与所述至少一个空气净化单元配合作用。在布置在壳体的中央时，所述至少一个空气净化单元可以直接被流入壳体的空气流包围并且达到了良好的净化功效。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述至少一个照明单元在壳体中布置在所述至少一个有光催化效果的表面区域和空气出口之间，以及其中，仅壳体的内壁在所述至少一个空气净化单元和所述至少一个照明单元之间的区域中用一种反射光的材料、特别是反射UV光的材料涂层。
所述照明单元是必需的，因为仅通过射中所述至少一个空气净化单元或该空气净化单元的有光催化效果的表面区域的光线、优选UV光，就开始了光催化净化过程。因此通过所述至少一个照明单元相对所述至少一个空气净化单元的所述布置实现了良好的照明以及因此实现了UV光的输送。通过额外引入反射UV光的材料使UV照明得到加强。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述至少一个照明单元由至少一个发出UV光的发光二极管构成。视光催化剂的掺杂而定，也可以用可见光实现激活。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，在所述至少一个照明单元之前布置透镜，透镜将由所述至少一个照明单元发出的光聚焦到所述至少一个空气净化单元或者在所述至少一个照明单元后和/或所述至少一个照明单元旁布置光反射器或反射光的区域，所述光反射器或反射光的区域朝所述至少一个空气净化单元的方向反射由所述至少一个照明单元发出的光。通过布置透镜达到了所发出的光到所述至少一个空气净化单元上的特别良好的聚焦。通过布置光反射器或反射光的区域达到了，没有直接对准所述至少一个空气净化单元的光，仍至少部分被导向空气净化单元。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，壳体的内壁被涂白漆或者用反射光的材料涂层。由此达到了，由所述至少一个照明单元发出的光不被壳体吸收，而是被反射并且因此额外被导引到所述至少一个空气净化单元或者被朝着所述至少一个空气净化单元的方向导引。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，在壳体中布置着空气导向元件，该空气导向元件扩散地在壳体中偏转空气流，因而空气流几乎均匀地射中所述至少一个空气净化单元的无纺布的整个表面并且穿流该表面，或者空气流大部分对准了所述至少一个有光催化效果的表面区域并且环流或穿流该表面区域。此外，由此还产生了空气的期望的涡流。因此达到了特别高的净化效率。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述至少一个空气净化单元由塑料制或金属制的框架构成，该框架被无纺布至少在一侧上包围并且在无纺布后方存在用于颗粒物质的容纳区域，其中，该容纳区域用活性炭填充，或者用一种由活性炭和/或用二氧化钛(TiO2)或CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3和/或Nb2O5的金属氧化物或混合氧化物涂层的或掺入了二氧化钛离子(TiO2离子)和/或CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3和/或Nb2O5的金属氧化物离子或混合氧化物离子的颗粒物质构成的混合物填充。
因此可以通过在光射中二氧化钛或前述材料中的其中一种时被触发的光催化过程也净化了活性炭区域，因而过滤器在较长时间内都达到其完全的净化效率。此外，由此可以移除或清除附着在无纺布上的污物。
在本发明的一种有利的设计方案中规定：至少局部将丝线或纤维加工到或引入到无纺布中，所述丝线或纤维掺杂有二氧化钛离子(TiO2离子)或CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3和/或Nb2O5的金属氧化物离子或混合氧化物离子，所述丝线或纤维构成所述至少一个有光催化效果的表面区域(53)；或者无纺布(51)的区域(53)掺杂有二氧化钛离子(TiO2离子)或CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3和/或Nb2O5的金属氧化物离子或混合氧化物离子。通过在光射中二氧化钛或前述材料中的其中一种时被激活的光催化过程，不仅净化了流过的空气，而且同时也清理了活性炭区域和附着在无纺布上的污物，因而过滤器在更长时间内达到了其完全的净化效率。
在本发明的一种设计方案中规定，所述至少一个空气净化单元的带有无纺布的表面至少在具有所述至少一个有光催化效果的表面区域的一侧上被设计成波浪形，或者具有锥形的、褶皱形的、圆柱形的、截锥形的、平截头棱锥形的、球形的或半球形的几何形状。通过这种造型可以扩大所述至少一个空气净化单元的对空气净化有效的表面。表面的具体的形状设计仅导致空气阻力的微小的提高，所述空气阻力反作用于在壳体中的空气流。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述至少一个照明单元的光强度是可控的，并且在自净化时以最大的强度驱控所述至少一个照明单元。
可以额外存在空气质量测量传感器，该空气质量测量传感器布置在进气通道中或排气通道上并且确定空气质量，控制单元借助由该空气质量测量传感器确定的空气质量来控制所述至少一个照明单元的光强度。因此一方面可以按需控制电功率消耗，同时可以避免所述至少一个照明单元即使在不需要时也连续地以最大的电负载运行。这同时也能延长所述至少一个照明单元的使用寿命。
可以由控制单元这样来控制所述至少一个照明单元的光强度，即，该控制单元根据布置在进气通道或排气通道之前的风扇的转速来控制所述至少一个照明单元的光强度。因此一方面可以按需控制电功率消耗，同时可以避免所述至少一个照明单元即使在不需要时也连续地以最大的电负载运行。根据穿流壳体的空气量来控制所述至少一个照明单元的强度，因此实现了一种按需的驱控。此外这又延长了所述至少一个照明单元的使用寿命，因为其没有始终以最大的负载运行。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，设有第一封闭罩，该第一封闭罩布置在空气出口中并且具有水平布置在该第一封闭罩上的板，该板在板和第一封闭罩之间的过渡区域中具有缺口，其中，该板在封闭空气出口的状态下在风扇的上方延伸经过以及因此在壳体中定向地导引空气流。
由于所述板在风扇上方延伸经过且优选布置在壳体的整个宽度上，所以由风扇产生了空气流。所述风扇抽吸在空间容积区域内的空气，将空气在所述板下方压向所述第一封闭罩。空气流通过在所述板中的缺口向上并且朝着所述空气净化单元的方向流董以及穿流该空气净化单元。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，设有旁路，该旁路布置在空气出口中或空气出口上，并且空气被从所述壳体导出车辆的内部空间。由此可以将空气从所述空间容积区域直接向外排出。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，在所述壳体中设有用于容纳水和/或冷凝水的贮存器。该贮存器用于容纳冷凝水。因为在自净化时空气湿度提高确保了更好的净化过程，所以在贮存器中也能贮藏水。所述贮存器被有利地布置在所述有光催化效果的表面区域下方，因而从该表面区域落下的有害物质、如灰尘颗粒，掉入到所述贮存器中并且在那里被水吸纳。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述贮存器能用盖罩或盖封闭。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述贮存器能经由排出管路朝车辆的内部空间的外部排空或者能从车辆的内部空间的外部填充。通过所述排出管路可以更换所述贮存器中的水。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，所述盖罩或盖是第二封闭罩的一部分。
附图说明
接下来借助按照附图的具体的实施例说明按本发明的空气净化装置。接下来借助具体的实施例的说明并不会将本发明局限于这些具体的实施例。
附图中：
图1示出了按本发明的空气净化装置的示意性的结构；
图2示出了空气净化装置的透视图；以及
图3示出了带有其它相关的组件的按本发明的空气净化装置的视图。
具体实施方式
附图中，相同的部分和/或部件用相同的附图标记标注。这些部分和/或部件基本上彼此对应，只要不作另行说明。
图1示出了示意性的空气净化装置1的剖视图。空气净化装置1具有壳体2。壳体2的形状可以具有圆形、椭圆形、六边形、n边形或优选矩形的横截面。
壳体2的横截面以矩形形状的设计方案被证实特别有利。壳体2是方体形的。
壳体2优选由塑料制成；在一种特殊的设计方案中是选定的塑料ABS。
壳体2在两个对置的端部处具有形式为进气通道3的入口和形式为用于经由进气通道3输送给壳体2的空气的排气通道4的出口。
有待净化的空气经由进气通道3在空气净化装置的壳体2中输送给该空气净化装置1；在空气净化装置1中净化的空气又通过排气通道4从壳体2导出。
在壳体2中形成了空气流9。空气流9从进气通道3到排气通道4地穿过壳体2。在壳体2中对该空气流进行调整。
在壳体2中布置着空气净化单元5。但也可以在壳体2中布置其它的空气净化单元。
空气净化单元5布置在壳体2的其中一个内壁上且能与该内壁形锁合或力锁合地连接。为此设夹持器或保持器，它们将空气净化单元5紧固在壳体2的内壁上。
沿气体流动方向观察，在空气净化单元5后方布置着一个照明单元6。也可以在壳体2中布置多个照明单元6。
照明单元6几乎居中地布置在壳体2中或者布置在壳体2的内壁上，使得由该照明单元6发出的光几乎完全对准空气净化单元5发出。优选在照明单元6后方布置着一个将射中的光线反射回去的反射器单元。
在本发明的一种有利的设计方案中，在照明单元6前布置透镜，透镜将照明单元6的光聚焦到空气净化单元5。
在本发明的另一种设计方案中，将棱镜或反射镜布置在照明单元6上，它们防止照明单元6发出的光线不射中空气净化单元5。
在本发明的另一种有利的设计方案中，壳体2的内部在空气净化单元5和照明单元6之间被涂白漆或者配设有一个反射光的表面涂层。
空气净化单元5具有至少一个有光催化效果的区域53。在按图1的设计方案中，在空气净化单元5处存在两个这样的区域53。
有光催化效果的区域53在按图1的具体的设计方案中由二氧化钛TiO2构成，或者掺杂或掺入或混杂了氧化钛离子(TiO2离子)。但也可以使用不同于TiO2的光催化活性的材料，特别是已经提到的材料，特别是来自CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3、LiNbO3和/或Nb2O5的金属氧化物或混合氧化物。但也可以使用其它有光催化效果的物质和/或化合物。前述例举并不是封闭式的。
空气净化单元5由框架和无纺布51构成，所述无纺布至少部分包紧该框架并且毗邻一个其内布置着活性炭或者掺入了活性炭的内室。这个混入或掺入了或者可掺入活性炭的区域用附图标记52标注。
照明装置6与有光催化效果的区域53配合作用。照明单元6发出UV光或有能预调整的或经预调整的波长的可见光。有照明装置6的UV光或可见光的相应的波长的光子在射中相应的有光催化效果的区域53时触发在氧化钛或其它前述材料中的光化学反应，所述光化学反应导致，空气中的气味物质颗粒和/或有害颗粒被转化或破坏。射中有光催化效果的区域53上的气味物质颗粒和/或有害颗粒通过光化学过程被破坏或转化，所输送的空气因此得到净化。
照明装置6优选涉及至少一个发光二极管，优选UV发光二极管。UV指的是紫外线。
在本发明的一种有利的设计方案中布置着多个UV发光二极管并且形成了所述照明装置6。发光二极管彼此排成一行、彼此等距布置。然后可以将多列UV发光二极管平行并排地并且彼此间隔相同间距地布置。
照明装置6通过未在图1中示出的控制单元驱控。
在壳体2中布置着空气导向元件8。所述空气导向元件用于，将壳体2中的空气流9转到空气净化单元5和有光催化效果的区域53上，从而使绝大部分带有有害颗粒和/或有害物质颗粒的空气流9到达有光催化效果的区域53，以便在那里光催化地反应。为了达到对空气净化单元5的有光催化效果的区域53的尽可能良好的空气环流，并且同时不会妨碍照明单元6到空气净化单元5上的光输出，将空气导向元件8布置在照明单元6的前后。在一种有利的设计方案中，空气导向元件8配设有反射UV光的涂层。
通过空气净化单元5和它的有光催化效果的区域53，在由照明单元6射出的UV光射中时相应地净化穿流壳体2的空气。
空气净化单元5具有框架，该框架被无纺布51包紧并且因此限定了内室52的边界。在内室52中装入了活性炭或活性炭制成的颗粒物质和/或由活性炭和由掺杂或掺入了氧化钛的颗粒物质构成的混合物。也可以使用已经在前面提到的材料，如来自CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3、LiNbO3和/或Nb2O5的金属氧化物或混合氧化物。
使用铁颗粒或塑料颗粒作为用于氧化钛离子或前述材料的颗粒的载体。
在空气净化单元5的配设给照明单元6或者面朝照明单元6的一侧上，布置在那里的无纺布51配备了有光催化效果的表面区域53。
光催化的和有光催化效果的表面区域53掺入或混入了氧化钛离子。通过UV光或光射中所述区域53开始光催化的过程。随空气流9经过的有害物质被相应地减少、分解或溶解。
有光催化效果的表面区域53始终沿着空气流动方向布置在有活性炭的区域52后方。因此防止了所述有光催化效果的表面区域53随着时间发生堵塞而变得没有活性。
无纺布51至少部分为了构造有光催化效果的表面区域53而掺杂或掺入了氧化钛离子或前述材料中的其中一种，或者在此处将掺杂或掺入了氧化钛离子或者前述材料中的其中一种或这些材料的材料混合物的丝线或纤维引入、织入无纺布51，或者与该无纺布连接。备选也可以通过用包含或溶解了氧化钛离子或者前述材料中的其中一种或这些材料的材料混合物的液体来浸湿或者喷洒或润湿无纺布51，实现了用氧化钛离子或者前述材料中的其中一种或这些材料的材料混合物的掺杂或者实现了有光催化效果的区域53的形成。
无纺布51被设计成同时用作过滤器。HEPA过滤器的结构在此可以完全用作无纺布51的原型，从而额外实现了随空气流9吸入的粗颗粒的净化作用。在此有利的是，无纺布51在两侧布置在空气清洁单元5上，因而进入的空气流9已经通过无纺布51被预净化且粗颗粒被从空气流9中滤出。因此也避免了有光催化效果的区域53受到污染。
此外还有利地将无纺布51的表面以及因此有光催化效果的区域53设计成大面积的。因此被证实有利的是，通过折叠或变形、例如通过波浪形的构造来扩大表面。此外所述表面也能设计有锥形的、褶皱形的、圆柱形的、截锥形的、平截头棱锥形的、球形的或半球形的几何形状。
本发明的另一个优点在于，通过有光催化效果的区域53不仅净化了空气，而且也附带净化了毗邻的区域。因此同时也实现了对整个无纺布51以及对布置在无纺布后方的带有活性炭52的区域的净化作用。
特别有利的是，如已经阐述的那样，氧化钛或二氧化钛离子或前述材料中的其中一种或这些材料的材料混合物也以颗粒的形式或其它形式直接混入活性炭区域52。由此在氧化钛离子或前述材料或这些材料的材料混合物经由光催化过程被激活时，也相应地净化了活性炭本身。
规定空气净化装置1具有自净化过程。壳体2为此在进气侧和排气侧上分别被封闭罩14封闭。在本发明的一种有利的设计方案中，使用薄膜来取代罩。
因此在壳体2中产生了一个隔出的空间容积区域。该区域现在通过用最大允许的规定能量运行的照明单元6加热。此外在所述隔出的空间容积区域中还布置着风扇，该风扇在所述隔出的空间容积区域中产生空气流。通过加热激活了活性炭的自净化效果。通过空气流则加剧了这一过程。
通过用激活的照明单元6加热壳体2的经由封闭罩14、15限定出的空间容积区域，可以使吸纳在活性炭中的水变成气体逸出。由此产生的更高的空气湿度有助于改进自净化范畴内的净化作用。同时，通过温度上升、UV照射和经由风扇10产生的空气流，使空气流和所有其它的部件以及区域51、52、53都被加热。由此使有害物质从部件和区域51、52、53解吸并且活性炭被干燥。在一个可预先定义的时间段之后，封闭罩14、15被打开，经解吸的物质逸出。空气净化装置结束自净化过程。就此而言规定，带有经解吸的物质的空气能通过旁路18导出到车辆的内部空间的外部。
封闭罩15布置在空气出口4中。在封闭罩15处存在一块水平布置的板16，该板与封闭罩15成直角地从该封闭罩伸出。在板16和封闭罩15之间的过渡区域中存在一个缺口17。在封闭罩15封闭空气出口4的状态中，板16在风扇10上方延伸经过。形成了一条空气通道，该空气通道由壳体2中在板16上方的区域、缺口17和板16下方的区域形成，该空气通道通过风扇10产生。板16优选在壳体2的整个宽度上布置。风扇10抽吸在壳体2的封闭的空间容积区域中的空气，将所述空气在板16下方压向封闭罩15并穿过缺口17。所述空气然后在板16上方朝向空气净化单元5的方向流动。
设有旁路18，该旁路连接在进气通道3中或进气通道3上。但所述旁路备选也可以布置在排气通道4中或排气通道4上。空气可以通过所述旁路18在自净化过程之后从隔出的空间容积区域向外导出到车辆的内部空间的外部。
在壳体2中设置着用于容纳水和/或冷凝水的贮存器7。该贮存器7用于容纳冷凝水。因为在自净化时更高的空气湿度保证了更好的净化过程，所以在自净化过程时用于提高空气湿度的水也可以贮藏在贮存器7中。
贮存器7能用盖罩19封闭。所述盖罩19在一种有利的设计方案中是封闭罩14的一部分。
设置一条从贮存器7出来的排出管路20。通过该排出管路20可以向车辆内部空间的外部排空所述贮存器。但贮存器7也可以从车辆内部空间的外部经由所述排出管路20被填充；可以通过所述排出管路20更换贮存器7中的水。
在图2中示出了空气净化装置1的壳体2的透视图。该壳体2由多个可以组装成该壳体2的零部件构成。该壳体2设计成方体形且朝着一侧具有一个缩窄部，所述缩窄部转变成了进气通道3。在壳体3的与进气通道3对置的一侧上设有另一个相应的缩窄部，该缩窄部转形成了排气通道4。有待清洁的空气被从机动车内部空间取出，尤其从该机动车内部空间吸出，并且通过进气通道3输送给壳体2以及因此输送给空气净化装置1。然后在壳体2中与在图1中说明类似地对空气进行净化，以及已净化的空气然后通过排气通道4导出并且然后再次输送给车辆内部空间。
此外，在壳体上存在牢固地与该壳体2连接的容纳部11。这些容纳部11用于，能将空气净化装置1在机动车中固定到规定的位置上。为此设夹紧装置或拧紧装置。
在图3中示出了带有壳体2的空气净化装置1。在进气通道3处布置着空气输送通道12，在该空气输送通道的输入端处布置着风扇21，所述风扇从车辆内部空间抽吸空气并且将空气通过空气输送通道12以及经由进气通道3吹入空气净化装置1的壳体2中。空气输送通道12被套装到进气通道3的缩窄部上并且形锁合地与该进气通道连接。
在本发明的一种特别的设计方案中，空气输送通道12能借助卡锁装置与进气通道3或壳体2连接。在空气出口4的一侧上布置着空气引导通道13，该空气引导通道接纳、引导从空气出口4流出的空气以及将所述空气相应地再次输送给机动车的内部空间(从该内部空间借助风扇21被吸出)。
在本发明的另一种有利的设计方案中规定，在空气引导通道12中布置着至少另一个空气过滤单元，如HEPA过滤器或另一个空气过滤器。
壳体2具有壳体底部和壳体盖，它们共同形成了壳体2。在壳体底部处布置着容纳部11。无论是壳体底部还是壳体盖，都在侧向外侧具有多个凹处，在壳体侧向部分处的对应的凸出部卡入所述凹处以及因此将壳体底部和壳体盖经由壳体侧向部分连接起来。
所述空气净化单元5布置在壳体盖的内侧上和壳体底部的内侧上或者紧固在那里。该空气净化单元5形锁合和/或力锁合地与壳体底部或壳体盖连接。这种连接例如通过夹紧、粘接或拧紧实现。
照明单元6涉及一个或多个发射紫外线的发光二极管，紫外线优选与二氧化钛和二氧化钛的可由此产生的光催化作用配合作用，并且紫外线还具有在250和400纳米之间的波长，优选在367纳米附近范围内的波长。在使用掺杂的TiO2时，可以使用在400至500纳米范围内、优选有455纳米的波长的可见光。
附图标记列表
1 空气净化装置
2 壳体
3 进气通道
4 排气通道
5 空气净化单元
51 无纺布
52 混入活性炭的区域
53 有光催化效果的表面区域
6 照明单元
7 贮存器
8 空气导向元件
9 空气流
10、21 风扇
11 容纳部
12 空气输送通道
13 空气引导通道
14、15 封闭罩
16 板
17 缺口
18 旁路
19 盖罩
20 排出管路

Claims (21)

1.空气净化装置，该空气净化装置包括壳体(2)，该壳体具有用于输送空气流(9)的至少一个入口(3)和用于导出经由该入口(3)输送的空气流(9)的至少一个出口(4)，其中，在壳体(2)中布置着至少一个空气净化单元(5)和至少一个照明单元(6)，其中，所述至少一个空气净化单元(5)采用壳体(2)的横截面的形状，在壳体(2)中，所述至少一个照明单元(6)与所述至少一个空气净化单元(5)对置地布置，所述至少一个空气净化单元(5)设计成透气的并且具有至少一个混入了活性炭的区域(52)，该区域至少部分被无纺布(51)包围，其中，在所述至少一个空气净化单元(5)的面朝所述照明单元(6)的一侧上，在无纺布(51)中或无纺布上存在至少一个有光催化效果的表面区域(53)，空气流(9)在壳体(2)中至少部分环流或穿流所述至少一个有光催化效果的表面区域(53)和混入了活性炭的面区域(52)，其中，所述至少一个空气净化单元(5)的所述至少一个有光催化效果的表面区域(53)能被所述至少一个照明单元(6)用光照射，其特征在于，用于输送空气流(9)的所述至少一个入口(3)和用于导出经由所述入口(3)输送的空气流(9)的所述至少一个出口(4)能分别借助第一封闭罩(14)和第二封闭罩(15)封闭，并且在第一封闭罩(14)和第二封闭罩(15)的闭合的状态下在壳体(2)中限定出一个隔出的空间容积区域，风扇(10)在壳体(2)中布置在所述隔出的空间容积区域中，该风扇在壳体(2)的所述隔出的空间容积区域中产生了空气流，其中，所产生的空气流穿流所述混入了活性炭的区域(52)，并且所述至少一个照明单元(6)加热壳体(2)的所述隔出的空间容积区域以及因此加热空气流和混入了活性炭的区域(52)，并且因此实现了混入了活性炭的区域(52)和/或无纺布(51)和/或所述有光催化效果的表面区域(53)的自净化。
2.按照权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述至少一个有光催化效果的表面区域(53)至少部分用金属氧化物或混合氧化物涂层，或者掺入或混入金属氧化物或混合氧化物，以及额外集成了加热丝，所述加热丝在自净化时有助于快速加热和/或所述金属氧化物是由过渡金属构成的氧化物。
3.按照权利要求2所述的空气净化装置，其特征在于，金属氧化物或混合氧化物由CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3和/或Nb2O5构成。
4.按照权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述有光催化效果的表面区域(53)布置成，使该有光催化效果的表面区域向下朝着所述壳体(2)的底部的方向倾斜。
5.按照权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述至少一个空气净化单元(5)能紧固在所述壳体(2)的其中一个内壁上。
6.按照权利要求1至5中的任一项所述的空气净化装置，其特征在于，所述至少一个照明单元(6)在所述壳体(2)中布置在所述至少一个有光催化效果的表面区域(53)和所述空气出口(4)之间，以及其中，仅所述壳体(2)的内壁在所述至少一个空气净化单元(5)和所述至少一个照明单元(6)之间的区域中用反射光的材料涂层。
7.按照权利要求1至5中的任一项所述的空气净化装置，其特征在于，在所述至少一个照明单元(6)之前布置透镜，所述透镜将由所述至少一个照明单元(6)发出的光聚焦到所述至少一个空气净化单元(5)上，或者在所述至少一个照明单元(6)后和/或在所述至少一个照明单元旁布置光反射器或反射光的区域，所述光反射器或反射光的区域朝所述至少一个空气净化单元(5)的方向反射由所述至少一个照明单元(6)发出的光。
8.按照权利要求6所述的空气净化装置，其特征在于，所述反射光的材料是白漆或者是反射紫外光的材料。
9.按照权利要求1至5中的任一项所述的空气净化装置，其特征在于，在所述壳体(2)中布置着空气导向元件(8)，该空气导向元件扩散地在所述壳体(2)中偏转所述空气流(9)，因而所述空气流(9)几乎均匀地射中所述至少一个空气净化单元(5)的所述无纺布(51)的整个表面并且穿流该表面，或者所述空气流(9)大部分对准了所述至少一个有光催化效果的表面区域(53)并且环流或穿流该表面区域。
10.按照权利要求1至5中的任一项所述的空气净化装置，其特征在于，所述至少一个空气净化单元(5)由塑料制或金属制的框架构成，该框架被所述无纺布(51)至少在一侧上包围并且在所述无纺布(51)后方存在用于颗粒物质的容纳区域，其中，该容纳区域用活性炭填充，或者用一种由活性炭和用CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3或Nb2O5的金属氧化物或用CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3和/或Nb2O5的混合氧化物涂层的或掺入了CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3或Nb2O5的金属氧化物离子或掺入了CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3和/或Nb2O5的混合氧化物离子的颗粒物质构成的混合物填充。
11.按照权利要求1至5中的任一项所述的空气净化装置，其特征在于，至少局部将丝线或纤维加工到或引入到所述无纺布(51)中，所述丝线或纤维掺杂有CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3或Nb2O5的金属氧化物离子或掺杂有CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3和/或Nb2O5的混合氧化物离子，所述丝线或纤维构成所述至少一个有光催化效果的表面区域(53)，或者所述无纺布(51)的表面区域(53)掺杂有CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3或Nb2O5的金属氧化物离子或掺杂有CuO、Co3O4、CoOx、NiO、MnOx、MnO2、MoO3、ZnO、Fe2O3、WO3、CeO2、TiO2、Al2O3、V2O3、ZrO2、HfO2、Dy2O3、Cr2O3和/或Nb2O5的混合氧化物离子。
12.按照权利要求1至5中的任一项所述的空气净化装置，其特征在于，所述至少一个空气净化单元(5)的带有所述无纺布(51)的表面至少在具有所述至少一个有光催化效果的表面区域(53)的一侧上被设计成波浪形，或者具有锥形的、褶皱形的、圆柱形的、球形的或半球形的几何形状。
13.按照权利要求1至5中的任一项所述的空气净化装置，其特征在于，所述至少一个照明单元(6)的光强度是可控的，并且在自净化时以最大的强度驱控所述至少一个照明单元(6)。
14.按照权利要求1至5中的任一项所述的空气净化装置，其特征在于，设有第一封闭罩(15)，该第一封闭罩布置在所述空气出口(4)中，该第一封闭罩具有水平布置的板(16)，该板在板(16)和第一封闭罩(15)之间的过渡区域中具有缺口(17)，其中，该板(16)在封闭所述空气出口(4)的状态下在所述风扇(10)上方延伸以及因此在所述壳体(2)中定向地导引空气流。
15.按照权利要求1至5中的任一项所述的空气净化装置，其特征在于，设有旁路(18)，该旁路布置在所述空气出口(4)中或所述空气出口(4)上，并且空气被从所述壳体(2)导出车辆的内部空间。
16.按照权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，在所述壳体(2)中设置用于容纳水的贮存器(7)。
17.按照权利要求16所述的空气净化装置，其特征在于，该贮存器(7)能用盖罩(19)或盖封闭。
18.按照权利要求16或17所述的空气净化装置，其特征在于，所述贮存器(7)能经由排出管路(20)朝车辆的内部空间的外部排空或者能从车辆的内部空间的外部进行填充。
19.按照权利要求17所述的空气净化装置，其特征在于，所述盖罩(19)或所述盖是第二封闭罩(14)的一部分。
20.按照权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，在所述壳体(2)中设置用于容纳冷凝水的贮存器(7)。
21.按照权利要求1至5中的任一项所述的空气净化装置，其特征在于，所述至少一个空气净化单元(5)的带有所述无纺布(51)的表面至少在具有所述至少一个有光催化效果的表面区域(53)的一侧上具有截锥形的或平截头棱锥形的几何形状。
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