CN110237703A - 一种智能化甲醛消除器 - Google Patents

Abstract

本申请属于智能家居设备技术领域，具体涉及一种可消除室内污染气体甲醛的智能化甲醛消除器产品专利。其结构分为：进气吸附部、催化分解部、吸气出气部；进气吸附部为至少底板设计为格栅的腔体结构，腔体内部填充有甲醛吸附物料;催化分解部为一密封式腔体结构；腔体中部为催化灯，同时腔体内设有若干由光催化材料所制备的薄网状光催化层；吸气出气部顶板中部固定有抽气风扇，抽气风扇连接有控制开关，同时控制开关连接有用于检测甲醛浓度的甲醛检测器。本申请通过对甲醛消除方式的进一步改良和多种消除方式的配合使用，同时配合自动化检测、自动化设备开启方式的结合，可较好的实现智能化、长期化清除甲醛危害的目的。

Description

一种智能化甲醛消除器

技术领域

本申请属于智能家居设备技术领域，具体涉及一种可消除室内污染气体甲醛的智能化甲醛消除器产品专利。

背景技术

随着人们生活水平的提高和健康安全问题的重视，日常家居生活环境中的有毒污染物问题日益引起人们的重视，其中又以甲醛的污染最为典型。统计表明，日常家居生活过程中的甲醛污染主要来源于室内装修或新家具购置等因素所产生。为解决此污染，现有通常处理方式是通过加强空气流通利用空气的自然流动和循环来带走所释放的甲醛，或者利用活性炭等多孔物质来吸附甲醛。但由于家居装修或新家具中甲醛释放周期通常较长，一般在一至数年不等，因此使得现有除甲醛方法的应用效果较为有限。

现有技术中，也有部分针对消除家居甲醛污染的设备，其主要技术原理通常是利用光催化技术来降解家居环境中的甲醛污染，短期内现有设备可以表现出较好降低甲醛污染效果，但由于家居环境中甲醛释放周期较长的原因，因而使得现有消除家居环境中甲醛设备的长期应用效果存在一定局限，因而极有必要开发设计新的去除甲醛的装置设备。

发明内容

本申请目的在于提供一种智能化甲醛消除器，该设备可以较为长期的维持家居环境中的甲醛处于安全浓度以下，从而改善家居环境和提高生活质量。

本申请所采取的技术方案详述如下。

一种智能化甲醛消除器，用于吸附、催化分解家居环境内的甲醛污染物气体，按照气体从上至下的流通方式，其结构分为：进气吸附部、催化分解部、吸气出气部；

实际制备中，进气吸附部、催化分解部、吸气出气部可采用可拆卸组合方式设计（从而便于部件维修或更换），也可采用一体化结构设计；

所述进气吸附部，为至少底板设计为格栅（用于气体通过）的腔体结构，腔体内部填充有甲醛吸附物料（如活性炭），同时腔体上方敞口设置、或设置为可开合的格栅板、或设置为带有进气口的可开合板（可开合设置主要为便于吸附物料的更换）；

所述催化分解部，为一密封式腔体结构，其顶板与进气吸附部共用或单独设计为具有进气网孔的顶板，其底板为带有出气网孔的平板，腔体内壁应当光滑设置，从而避免气体在催化分解部内部的滞留；

腔体中部为催化灯（具体例如为光催化UV蓝光灯），用于发出光催化降解用光谱；同时腔体内还设有若干光催化材料所制备而成的薄网状的光催化层（具体例如采用Au纳米棒-TiO₂/多孔材料、Au纳米棒-ZnO/多孔材料、TiO₂-ZnO/多孔材料、ZnO-Cu纳米复合材料、ZnO-Ag纳米复合材料等催化性能良好的复合光催化材料制备而成），催化层可由支撑柱支撑、并沿支撑柱从上至下均匀或非均匀交叉布设（也可将催化层直接固定于腔体内壁上），以便于充分催化分解甲醛；

所述吸气出气部，为一底部敞口或底部虽然密封但设有出气口（具体例如设计为百叶窗式出气口）的腔体结构（优选选择单独设有出气口设计，主要为保护抽气风扇同时也避免抽气风扇对使用人员可能造成的损伤），其顶板可与催化分解部的底板共用，或单独设计为带有进气网孔的平板，顶板中部固定有抽气风扇（扇叶位于腔体内部，风扇运转时可对催化分解部内部形成负压，从而使空气从上部流动进入催化分解部内部），

所述抽气风扇，连接有控制开关（具体设计为电信号触发接触控制器），由控制开关控制抽气风扇的开启或者关闭；同时控制开关连接有用于检测家居环境中甲醛浓度的甲醛检测器（具体例如采用泵吸式气体测定仪）；甲醛检测器的探头通过对家居环境中甲醛浓度检测，进而通过浓度阈值设定情况来决定是否发出电讯号并进而决定是否启动控制开关。

总体而言，本申请所提供的智能化甲醛消除器，在具体运行过程中，通过实时监测家居环境中甲醛浓度变化情况可以自动化运行设备，从而发挥持续发挥消除环境中甲醛危害的功能。另一方面，实际甲醛清除过程中，通过常规吸附与光催化降解方式的配套使用，可较为彻底的消除甲醛危害，从而达到根本性消除甲醛危害的目的。总之，本申请所提供的智能化甲醛消除器，通过对甲醛消除方式的进一步改良和多种消除方式的配合使用，同时配合自动化检测、自动化设备开启方式的结合，可较好的实现智能化、长期化清除甲醛危害的目的，从而确保家居环境的健康，进而改善家居生活质量。

附图说明

图1为本发明所提供的智能甲醛清除器结构示意图；

其中，1、进气口，2、进气吸附部，3、催化层，4、支撑柱，5、催化灯，6、抽气风扇，7、出气口，8、控制开关，9、甲醛检测器，10、催化分解部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的解释说明。

实施例

如图1所示，本申请所提供的智能化甲醛消除器，按照气体从上至下（箭头方向表示进气方向）的流通方式，其结构分为：进气吸附部2、催化分解部10、吸气出气部7。在实际生产制备时，各结构部分由于功能间具有一定独立性，因此可分别制造各部件，然后采用可拆卸组合方式进行连接组合（具体例如采用螺钉、卡扣等方式进行组合连接），这种设计的优点在于便于相关部件的维修或更换；也可采用一体化制造方式，从而保证结构的稳固性。

所述进气吸附部2，主要是对进入气体进行初步预处理，即，利用甲醛吸附物料（如活性炭）预先对家居环境空气中的甲醛进行吸附稳定，从而便于后续彻底的催化分解；因此，实际设计中，进气吸附部为一腔体结构（腔体内部填充有甲醛吸附物料），形状可设计为圆形或者方形等形状，但至少腔体底板为格栅式设计，从而便于气体向下流通运动；而腔体边缘采用不透气平板或透气式板材均可（只需确保吸附材料不会撒漏即可），腔体顶面敞口设置、或设置为可开合的格栅板、或设置为带有进气口的可开合板（可开合设置主要为便于吸附物料的更换）均可；图1中所示为带有单独进气口1的腔体式结构设计。

所述催化分解部10，为一密封式腔体结构，形状可设计“灯笼形”、圆柱形、长方体形等形状；其顶板与进气吸附部2共用（对应需要采用一体化设计制造）或单独设计带为具有进气网孔的顶板（可拆卸的组合式独立设计），其底板为带有出气网孔的平板，腔体内壁应当光滑（具体例如采用高反光度弧形镜面）设置，从而避免气体在催化分解部内部的滞留。

腔体中部为催化灯5（具体例如为光催化UV蓝光灯，具体例如采用旭普瑞2.8KW或4.8KW规格的UV蓝光灯），用于发出光催化降解甲醛时所需光谱；

同时腔体内还设有若干催化层3（具体例如采用Au纳米棒-TiO₂/多孔材料、Au纳米棒-ZnO/多孔材料、TiO₂-ZnO/多孔材料、ZnO-Cu纳米复合材料、ZnO-Ag纳米复合材料等催化性能良好的复合光催化材料所制备而成的薄网状的光催化层），催化层3可由支撑柱4支撑、并沿支撑柱4从上至下均匀或非均匀交叉布设（具体设计中，也可省略支撑柱4而将催化层3直接固定于腔体内壁上）。

需要说明的是，初步应用实验中，在甲醛的初始浓度为10ppm，光照时间为1小时的条件下：Au纳米棒-TiO₂/多孔材料作为光催化剂对甲醛的降解率为57.5%，Au纳米棒-ZnO/多孔材料的降解率为35.6%，TiO₂-ZnO/多孔材料的降解率为26.3%，ZnO-Cu纳米复合材料的光催化降解率为35%，ZnO-Ag纳米复合材料的光催化降解率为43.8%。不同材料对于甲醛降解效果表现出一定差异。

分析认为，不同光催化剂对甲醛降解的差异性主要是由如下三个方面原因造成的：（1）不同金属的活性和光响应范围不同，Au纳米棒具有很好的SPR效应，有利于光激发产生电子空穴，提高降解效率；（2）多孔材料增大甲醛与光催化剂的接触面积；（3）金属掺杂提高了半导体材料的光响应范围。基于这些原因，Au纳米棒-TiO₂/多孔材料显然是较优的选择。

所述吸气出气部，为一底部敞口或底部虽然密封但设有出气口7（具体例如设计为百叶窗式出气口）的腔体结构，其顶板可与催化分解部10的底板共用（对应一体化结构设计），或单独设计为带有进气网孔的平板（对应可拆卸的组合式结构设计），顶板中部固定有抽气风扇6（扇叶位于腔体内部，风扇运转时可对催化分解部10内部形成负压，从而使空气从上部流动进入催化分解部内部）。

所述抽气风扇6，连接有控制开关8（具体设计为电信号触发接触控制器，具体例如采用：粤豫电子的YYC-6型控制器），由控制开关8控制抽气风扇6的开启或者关闭；同时控制开关8连接有用于检测家居环境中甲醛浓度的甲醛检测器9（具体例如采用泵吸式气体测定仪，具体例如采用HG-6600型气体检测仪）；甲醛检测器9的探头通过对家居环境中甲醛浓度检测，进而通过浓度阈值设定情况来决定是否发出电讯号并进而是否启动控制开关8。

具体运行过程中，首先甲醛检测器9通过对环境中甲醛浓度检测，当检测浓度超过预先设计阈值（一般设计为0.1 ppm）时，通过发出电讯号进而通过控制开关8开启抽气风扇6；在抽气风扇6运转下，催化分解部10的腔体内形成负压，进而带动空气从顶部持续进入催化分解部10内；空气进入催化分解部前，首先在进气吸附部2被预处理，通过进气吸附部2内填充物料的初步吸附处理，一方面可降低催化分解部10内催化降解甲醛压力，另一方面也对空气中的灰尘等固体颗粒污染物进行吸附，延长催化分解部相关设备的使用寿命，同时也可减少设备的频繁快速开启。在催化分解部10内部，污染物甲醛一方面在光催化作用下被分解，另一方面在多孔复合材料作用下被分解，而多层催化层结构设计，可使甲醛气体分子更有效的接触催化材料，从而确保催化降解效果。

当智能化甲醛消除器运行一定时间后，当甲醛检测器9检测对环境中甲醛浓度检测结果低于设定值时，此时不再发出电讯号，即不再启动控制开关8，此时抽气风扇即自动关闭（优选设计中，催化灯可延迟关闭，从而对进气吸附部所吸附甲醛进一步进行催化分解），从而降低能源效果。

总体上，由于现有家庭装修或所购置家具的甲醛存在释放速度慢、释放周期长等问题，常规设备中无法较为有效克服这一技术问题。本申请所提供的智能化甲醛消除器，其主要技术优点在于可以实时监测空间环境内甲醛浓度变化情况，进而自动化启动或者关闭甲醛消除器，从而可有效控制家居环境中甲醛浓度维持在安全浓度范围之内，进而改善家居生活质量。

Claims (9)

1.一种智能化甲醛消除器，其特征在于，按照气体从上至下的流通方式，其结构分为：进气吸附部、催化分解部、吸气出气部；

所述进气吸附部，为至少底板设计为格栅的腔体结构，腔体内部填充有甲醛吸附物料;腔体上方敞口设置、或设置为可开合的格栅板、或设置为带有进气口的可开合板；

所述催化分解部，为一密封式腔体结构，其顶板与进气吸附部共用或单独设计为具有进气网孔的顶板，其底板为带有出气网孔的平板，腔体内壁光滑设置；

腔体中部为催化灯；同时腔体内设有若干由光催化材料所制备的薄网状光催化层；

所述吸气出气部，为一底部敞口或底部虽然密封但设有出气口的腔体结构，其顶板与催化分解部的底板共用，或单独设计为带有进气网孔的平板；顶板中部固定有抽气风扇，

所述抽气风扇，连接有控制开关，由控制开关控制抽气风扇的开启或者关闭；同时控制开关连接有用于检测甲醛浓度的甲醛检测器；甲醛检测器的探头通过对环境中甲醛浓度检测，进而通过浓度阈值设定情况来决定是否发出讯号并进而决定是否启动控制开关；

所述催化灯为光催化UV蓝光灯；

所述光催化材料为Au纳米棒-TiO₂/多孔材料、Au纳米棒-ZnO/多孔材料、TiO₂-ZnO/多孔材料、ZnO-Cu纳米复合材料或ZnO-Ag纳米复合材料中一种或几种任意比例混合物。

2.如权利要求1所述智能化甲醛消除器，其特征在于，所述光催化UV蓝光灯采用旭普瑞2.8KW或4.8KW规格的UV蓝光灯。

3.如权利要求1所述智能化甲醛消除器，其特征在于，催化层由支撑柱支撑、并沿支撑柱从上至下均匀或非均匀交叉布设；或者催化层直接固定于催化分解部腔体内壁上。

4.如权利要求1所述智能化甲醛消除器，其特征在于，吸气出气部的出气口为百叶窗式出气口。

5.如权利要求1所述智能化甲醛消除器，其特征在于，控制开关为电信号触发接触控制器。

6.如权利要求6所述智能化甲醛消除器，其特征在于，所述电信号触发接触控制器为粤豫电子的YYC-6型控制器。

7.如权利要求1所述智能化甲醛消除器，其特征在于，甲醛检测器具体采用泵吸式气体测定仪。

8.如权利要求1所述智能化甲醛消除器，其特征在于，甲醛吸附物料为活性炭。

9.权利要求1~8任一项所述智能化甲醛消除器在甲醛消除中的应用，其特征在于，用于家居环境中甲醛消除。