CN109553157A - Uvc流体净化杀菌组件 - Google Patents
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Abstract
一种UVC流体净化杀菌组件，包括净化腔体（2）和阵列排布在该净化腔体（2）内的导光玻璃板（1）；所述各导光玻璃板（1）彼此平行地穿插在净化腔体（2）上，位于净化腔体（2）内的各导光玻璃板（1）的一面为发光面，另一面为反射面（12）；所述反射面（12）包括经图形化处理形成的粗化层（121）和镀于粗化层（121）上的铝反射层（122）；位于净化腔体外壁的各导光玻璃板之端面（13）上，安装有UVC LED灯组（14）。本发明的有益效果是：多个导光玻璃板阵列大大增加了与流体的接触面，尽可能缩短UVC在被消杀流体中的光行程从而避免UVC的光衰减。
Description
技术领域
本发明涉及用于控制光的方向的器件，尤其涉及利用UVC（短紫外线）进行对空气或液体等流体净化杀菌的组件。
背景技术
细菌中的脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和核蛋白的吸收紫外线的最强峰在 254～257nm。细菌吸收紫外线后，引起 DNA 链断裂，造成核酸和蛋白的交联破裂，杀灭核酸的生物活性，致细菌死亡。在辐射强度达到30mW/cm2时，细菌及病毒均在10s内被杀灭。快速便利，因无物理接触无二次污染的特性使得UVC在杀菌领域的应用具有极大优势并广为应用。
现有应用的UVC光源主流为低压汞灯，由于含汞和体积大，在很多应用中受限。
LED芯片技术的发展，使得环保，体积小，应用更加灵活的短波紫外(200nm-280nm)LED开始在消毒杀毒领域进入实用。但是，该波段的光穿透能力极差，无法穿透绝大部分的玻璃及有机光学材料，在空气中的衰减极大，而UVC LED光功率又很小，往往光未到达被消杀物体就已经衰减到近乎于无。
已经量产或在研中的UVC LED，其电光转换效率仍然很低(量产型<2%,在研<5%)，意味着单颗20mA点亮的UVC LED，其光功率只有区区2mW，350mA点亮的UVC LED其光功率也仅40-70mW，而且价格高昂。
现有UVC LED的杀菌应用方案，多是基于单粒封装好的LED的矩阵排列，以获得足够的杀菌面功率密度
以现有技术的UVC空气净化杀菌装置为例，如图1所示，位于净化管壁4的UVC 光源3到达A点的光行程是L,到达B点的光行程是2L，假设A点的辐射功率是Pa，在空气介质的条件下，理论上，光的辐射照度与距离的平方成反比，则B点的辐射功率Pb=Pa/22 =Pa/4, 即B点的辐射功率只有A点的1/4；同理，D点的光行程也大于A点，其辐射功率Pd<Pa；C点刚好在两颗UVC光源的盲区，辐射功率会更小。为了达到好的杀菌效果，就要增加UVC LED灯的排列密度，带来尺寸增大及成本的大幅上升。
公布号为CN103591760A公开一种有用于冰箱内的导光层架，该层架钢化玻璃为基板，基板的平面上设有导光凹凸层，基板的四周设有注塑边框支承架，照明、杀菌线型冷光源包裹在注塑边框支承架里，这种结构由于采用的钢化玻璃， 基体四周侧边为塑料，其导光效率极低，因此这种结构杀菌效果是微乎其微的，而且塑料在UVC照射下会很快劣化而失去功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种UVC流体净化杀菌组件，包括净化腔体和阵列排布在该净化腔体内的导光玻璃板；所述各导光玻璃板彼此平行地穿插在净化腔体上，位于净化腔体内的各导光玻璃板的一面为发光面，另一面为反射面；所述反射面包括经图形化处理形成的粗化层和镀于粗化层上的铝反射层；位于净化腔体外壁的各导光玻璃板之端面上，安装有UVC LED灯组。
更佳的是，所述导光玻璃板由高纯度石英玻璃制成，其SiO2含量≥99.5%。
更佳的是，所述反射层还包括覆着在铝反射层上的一层或多层保护膜；所述保护膜包括SiO2 材质。
更佳的是，所述铝反射层的厚度为20nm～3000nm。
更佳的是，所述净化腔体的内表面还有覆着有铝反射层20。
更佳的是，所述各导光玻璃板之端面，穿过位于净化腔体腔壁外的固定件被固定于净化腔体上；与端面联接UVC LED灯组还联接有散热装置。
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处又提出一种UVC流体净化杀菌组件，包括净化腔体和阵列排布于该净化腔体内的导光玻璃板组；所述导光玻璃组由两块导光玻璃板的反射面紧密面接触地叠放为一体；所述各导光玻璃组彼此平行地穿插在净化腔体上，位于净化腔体内的各导光玻璃组的上、下两面为各导光玻璃板的发光面；位于净化腔体外壁的各导光玻璃组之端面上，安装有UVC LED灯组；所述各导光玻璃板的反射面包括经图形化处理形成的粗化层和镀于粗化层上的铝反射层。
更佳的是，所述导光玻璃板由高纯度石英玻璃制成，石英玻璃的SiO2含量≥99.5%。
更佳的是，所述反射面还包括覆着在铝反射层上一层或多层保护膜；所述保护膜包括SiO2材质的保护膜。
更佳的是，所述铝反射层的厚度为20nm～3000nm。
更佳的是，所述净化腔体的内表面还设置有反射层。
同现有技术相比较，本发明的有益效果是：多个导光玻璃板阵列大大增加了与流体的接触面，尽可能缩短UVC在被消杀流体中的光行程从而避免UVC的光衰减。
附图说明
图1 是现有技术的UVC流体净化杀菌装置的UVC光路示意图；
图2是本发明优选实施例一中UVC流体净化杀菌组件结构示意图，图中箭头示意流体流入方向；
图3是优选实施例一中导光玻璃板1、UVC LED 灯组14、固定件16和散热体15的联接结构示意图；
图4是优选实施例一中导光玻璃板1的结构示意图，图中虚线示意光路；
图5是导光玻璃板1的反射面经图化处理、未镀铝反射层的局放大示意图；
图6 是导光玻璃板1的反射面经图化处理、镀铝反射层后的局部放大示意图；
图7是优选实施例二中导光玻璃组的结构示意图，图中示意光路。
具体实施方式
下面，结合各附图所示之优选实施例进一步阐述本发明。
参见图2至图5，本发明之优选实施例一是设计、生产UVC流体净化杀菌组件，用于家用或工业空调空气杀菌和集中空调管路空气杀菌，或用于水净化杀菌。所述流体净化杀菌组件包括净化腔体2和阵列排布在该净化腔体内的导光玻璃板1； 所述各导光玻璃板1采用SiO2≥99.5%的高纯度石英玻璃制成；所述各导光玻璃板1彼此平行地穿插在净化腔体2上，位于净化腔体2内的各导光玻璃板1的一面为发光面，另一面为反射面12另一面为反射面12；该反射面12包括经图形化处理形成的粗化层121，在粗化层121上还镀有铝反射层122，在铝反射层121上镀有一层或多层保护膜；位于净化腔体外壁的各导光玻璃板之端面13上，安装有UVC LED灯组14。UVC LED灯组14的发出光经反射面的反射从导光玻璃板的出面光11向外射出。
所述净化腔体2内表面还设置铝材质的反射层20来尽量避免其腔体内表面对UVC的吸收。所述各导光玻璃板通过位于净化腔体2外壳壁端面13穿过固定件16被净化腔体2上；，安装在端面13的UVC LED灯组14联接有散热装置15。使用中，可以通过调整出光面大小，导光玻璃板1阵列的疏密和LED功率来匹配待消杀流体的流量。多个导光玻璃板阵列大大增加了与流体的接触面，尽可能缩短UVC在被消杀流体中的光行程从而避免UVC的光衰减。
本例中所述导光玻璃板1的制作流程如下：
A.对所述导光基体1的反射面12的外表面进行清洁处理；
B.在清洁后的反射面12之外表面做图形化处理形成粗化层121；
C.在所述粗化层121上镀铝，形成铝反射层122。
如果铝层厚度低于1um时，在镀铝层上再镀一层或多层保护膜，可以镀一层或多层SiO2，对铝反射层122进行保护；当铝反射层122的厚度为1um以上时，铝反射层122的表面在有氧环境中会自然钝化一层Al2O3保护膜的，可以不在铝反射层122再镀保护膜。
镀铝的方法可以采用物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）,如采用物理气相沉积的磁控溅射或蒸镀等。
参图3，所述图形化处理可以是蚀刻、激光雕刻、离子刻蚀、喷砂或高温压印得到粗化层121，该粗化层121改变光路方向，使得到达出光面的光尽量避免全反射。通过图形优化，可以获得更加均匀的出光和提高出光效率。
参见图7，本发明之优选实施例二的UVC流体净化杀菌组件，与实施例一结构相似，不同在于：在净化腔体2内阵列排布着导光玻璃组6；所述导光玻璃组6由两块实施例一中导光玻璃板1的反射面12紧密面接触地叠放为一体，所述各导光玻璃组6彼此平行地穿插在净化腔体2上，位于净化腔体2内的各导光玻璃组6的上、下两面为各导光玻璃板的发光面11；所述各导光玻璃组6彼此平行地穿插在净化腔体2上，位于净化腔体外壁的各导光玻璃组之端面63上，安装有UVC LED灯组64。其他结构则是在实施例一公开技术方案的基础上的适应性修改，则里不再赘述。
上述各例中公开的UVC流体净化杀菌组件，所述导光玻璃板采用高纯度石英玻璃、蓝宝石、CaF2、BaF2或MgF2制成，是利用了光在所述高纯度SiO2玻璃等材料的高透过率，并经粗化层121改变光路方向，使得到达出光面的光尽量避免全反射，多个导光玻璃板阵列大大增加了UVC与流体的接触面，尽可能缩短UVC在被消杀流体中的光行程，从而避免UVC的光衰减。
Claims (11)
1.一种UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
包括净化腔体（2）和阵列排布在该净化腔体（2）内的导光玻璃板（1）；所述各导光玻璃板（1）彼此平行地穿插在净化腔体（2）上，位于净化腔体（2）内的各导光玻璃板（1）的一面为发光面，另一面为反射面（12）；所述反射面（12）包括经图形化处理形成的粗化层（121）和镀于粗化层（121）上的铝反射层（122）；位于净化腔体外壁的各导光玻璃板之端面（13）上，安装有UVC LED灯组（14）。
2.按照权利要求1所述的UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
所述导光玻璃板采用高纯度石英玻璃、蓝宝石、CaF2、BaF2或MgF2制成，所述石英玻璃的SiO2含量≥99.5%。
3.按照权利要求1所述的UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
所述反射层（12）还包括覆着在铝反射层（122）上的一层或多层保护膜；所述保护膜包括SiO2 材质。
4.按照权利要求1所述的UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
所述铝反射层的厚度为20nm～3000nm。
5.按照权利要求1所述的UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
所述净化腔体（2）的内表面还有覆着有反射层20。
6.按照权利要求1所述的UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
所述各导光玻璃板之端面（13），穿过位于净化腔体（2）腔壁外的固定件（16）被固定于净化腔体（2）上；与端面（13）联接UVC LED灯组（14）还联接有散热装置（15）。
7.一种UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
包括净化腔体（2）和阵列排布于该净化腔体（2）内的导光玻璃板组（6）；所述导光玻璃组（6）由两块导光玻璃板（1）的反射面12紧密面接触地叠放为一体；所述各导光玻璃组（1）彼此平行地穿插在净化腔体（2）上，位于净化腔体（2）内的各导光玻璃组（6）的上、下两面为各导光玻璃板的发光面（11）；位于净化腔体外壁的各导光玻璃组之端面（63）上，安装有UVCLED灯组（64）；所述各导光玻璃板的反射面（12）包括经图形化处理形成的粗化层（121）和镀于粗化层（121）上的铝反射层（122）。
8.按照权利要求7所述的UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
所述导光玻璃板采用高纯度石英玻璃、蓝宝石、CaF2、BaF2或MgF2制成，所述石英玻璃的SiO2含量≥99.5%。
9.按照权利要求7所述的UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
所述反射面（12）还包括覆着在铝反射层（122）上一层或多层保护膜；所述保护膜包括SiO2材质的保护膜。
10.按照权利要求7所述的UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
所述铝反射层的厚度为20nm～3000nm。
11.按照权利要求1所述的UVC流体净化杀菌组件，其特征在于：
所述净化腔体（2）的内表面还设置有反射层（20）。
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