CN110887132A - 一种光催化空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光催化空气净化装置，包括外壳、风机、桶状PM2.5滤网、光催化净化模块；外壳的侧壁设有粗滤网，桶状PM2.5滤网竖直安装于外壳内，其顶部开口与外壳密封连；光催化净化模块包括多个内壁附有光催化剂的催化剂负载筒和同轴设置于各个催化剂负载筒内的灯管，各个催化剂负载筒分别竖直安装于桶状PM2.5滤网的内腔，每个催化剂负载筒的下端连通桶状PM2.5滤网的内腔，外壳的顶部对应每个催化剂负载筒的上端分别开设有通气口A，催化剂负载筒的上端边缘连接相应的通气口A边缘；风机安装于外壳的顶部，其进风口连通全部通气口A。本发明能够大大降低空气净化过程中的风阻以降低功耗，且光源利用率高，光强均匀，气态污染物净化效率高。

Description

一种光催化空气净化装置
技术领域
本发明涉及一种空气净化装置，具体涉及一种光催化空气净化装置。
背景技术
近年来我国的空气污染问题比较严重，特别是室内空气的污染日益突出。除了固体颗粒物PM2.5，气态污染物，如甲醛、甲苯、氨等不仅产生异味，而且长期吸入会影响人们的身体健康，迫切需要对污染的空气经行净化处理，因此各式各样的空气净化装置应运而生。
传统的空气净化装置主要配置了PM2.5过滤网过滤空气中的固体颗粒物，对气态污染物没有净化的功效。部分空气净化装置配置了活性炭层以物理吸附气态污染物，在一定程度上可以降低室内气态污染物的浓度，然而会造成气流风阻增加、吸附饱和等问题，空气净化装置功耗增加，活性炭层需要经常更换。
半导体光催化氧化技术能够普适性地将气态污染物转化为无害的二氧化碳和水，成为了最理想的气态污染物净化技术，然而目前采用光催化剂净化气态污染物的空气净化装置通常将光催化剂附着于具有网孔的平板上，并采用单面光照，这种结构存在以下问题：
1、由于空气经历光催化净化气态污染物之前，经历过PM2.5颗粒的过滤，再经过网孔平板光催化，存在较大的风阻，空气净化装置功耗较高，长期使用状态下，网孔上附着尘垢，更易增大风阻，进一步增大空气净化装置功耗。
2、平板网孔附着光催化剂结合单面光照，光源利用效率不仅只有一半，而且照射到光催化剂上的光强不均匀，导致气态污染物净化效率较低。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种光催化空气净化装置，能够大大降低空气净化过程中的风阻以降低功耗，且光源利用率高，光强均匀，气态污染物净化效率高。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种光催化空气净化装置，包括外壳、风机、桶状PM2.5滤网、光催化净化模块；
所述外壳的侧壁设有粗滤网，所述桶状PM2.5滤网竖直安装于所述外壳内，其顶部开口与所述外壳密封连接，所述桶状PM2.5滤网与所述外壳之间留有供空气经过的间隙；
所述光催化净化模块包括多个内壁附有光催化剂的催化剂负载筒和同轴设置于各个所述催化剂负载筒内的灯管，各个所述催化剂负载筒分别竖直安装于所述桶状PM2.5滤网的内腔，每个所述催化剂负载筒的下端连通所述桶状PM2.5滤网的内腔，所述外壳的顶部对应每个所述催化剂负载筒的上端分别开设有通气口A，所述催化剂负载筒的上端边缘连接相应的通气口A边缘；
所述风机安装于所述外壳的顶部，其进风口连通全部所述通气口A，其出风口连通外界。
进一步地，所述外壳相对的两侧壁分别开设有通口，所述粗滤网设置两块，并分别可拆地连接于所述外壳相对的两侧壁上，并覆盖相应的所述通口。
进一步地，所述粗滤网通过螺栓与所述外壳可拆卸地连接。
进一步地，多个所述催化剂负载筒在所述桶状PM2.5滤网内腔呈蜂窝式分布。
进一步地，所述桶状PM2.5滤网为具有褶皱结构的静电纤维滤网或HEPA滤网。
进一步地，所述桶状PM2.5滤网与所述外壳顶部内壁之间设有密封圈。
进一步地，还包括托板和连接杆，所述托板上对应各个所述催化剂负载筒的下端分别开设有通气口B，所述催化剂负载筒的下端边缘连接相应的通气口B边缘，所述连接杆竖直设置于所述托板与所述外壳顶部内壁之间，其两端分别与所述托板和外壳顶部内壁固定连接；横跨所述催化剂负载筒的上端端面固定有连接片A，横跨所述催化剂负载筒的下端端面固定有连接片B，所述灯管的两端分别与所述连接片A和连接片B连接。
进一步地，所述外壳底部设有可拆卸的底部盖板，穿过所述底部盖板设有支撑螺丝，所述支撑螺丝伸入所述外壳内的一端与所述桶状PM2.5滤网的底部抵接，并顶紧所述桶状PM2.5滤网与所述外壳顶部的密封连接。
进一步地，还包括控制器和空气质量传感器，所述空气质量传感器安装于所述间隙内，所述控制器通过获取所述空气质量传感器反馈的信号控制所述风机运转以及所述灯管的开关。
进一步地，所述灯管为紫外灯管，在所述外壳顶部与所述风机之间设置有臭氧滤网。
本发明的有益效果体现在：
1、采取催化剂负载筒的直通结构，大幅度降低了气体流通的阻力，从而降低风机的功耗；
2、采用灯管与催化剂负载筒同轴设计，灯管能够对催化剂负载筒内壁提供全面均匀的光照，大幅提高光源利用率，并使催化剂负载筒内壁附着的光催化剂受强度均匀的光照，气态污染物净化效率高；
3、拧松支撑螺丝，并拆下底部盖板即可清洗或更换桶状PM2.5滤网，维护保养方便；
4、控制器通过获取空气质量传感器反馈的信号控制风机运转以及灯管的开关，本装置可根据实际污染程度自动选择开启PM2.5固体颗粒物净化和气态污染物净化；
5、利用紫外灯管提升光催化剂的催化效率，并通过臭氧滤网，消除紫外光源激发光催化剂与气态污染物反应产生的臭氧，避免二次污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例的主视剖视图；
图2为本发明实施例中光催化净化模块的仰视图；
图3为本发明实施例中外壳的俯视图；
附图中，1-外壳，2-风机，3-粗滤网，4-催化剂负载筒，5-灯管，6-间隙，7-桶状PM2.5滤网，8-通气口A，9-通气口B，10-支撑螺丝，11-底部盖板，12-空气质量传感器，13-连接杆，14-密封圈，15-臭氧滤网，16-控制器，17-托板，18-连接片A，19-连接片B。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1至图3所示，一种光催化空气净化装置，包括外壳1、风机2、桶状PM2.5滤网7、光催化净化模块；
外壳1的侧壁设有粗滤网3，桶状PM2.5滤网7竖直安装于外壳1内，其顶部开口与外壳1密封连接，桶状PM2.5滤网7与外壳1之间留有供空气经过的间隙6；
光催化净化模块包括多个内壁附有光催化剂的催化剂负载筒4和同轴设置于各个催化剂负载筒4内的灯管5，各个催化剂负载筒4分别竖直安装于桶状PM2.5滤网7的内腔，每个催化剂负载筒4的下端连通桶状PM2.5滤网7的内腔，外壳1的顶部对应每个催化剂负载筒4的上端分别开设有通气口A8，催化剂负载筒4的上端边缘连接相应的通气口A8边缘；
风机2安装于外壳1的顶部，其进风口连通全部通气口A8，其出风口连通外界。
具体的，外壳1相对的两侧壁分别开设有通口，粗滤网3设置两块，并分别可拆地连接于外壳1相对的两侧壁上，并覆盖相应的通口。便于粗滤网3脏污堵塞后拆下清洗重复利用。
具体的，粗滤网3通过螺栓与外壳1可拆卸地连接。实现粗滤网3与外壳1的可拆卸连接。其中，粗滤网3采用不锈钢网或塑料网，从而确保粗滤网3对空气中如毛发、碎屑、尘土等较粗的颗粒物的过滤效果。
具体的，多个催化剂负载筒4在桶状PM2.5滤网7内腔呈蜂窝式分布。提升光催化净化模块净化气态污染物的净化效率。
具体的，桶状PM2.5滤网7为具有褶皱结构的静电纤维滤网或HEPA滤网。提升桶状PM2.5滤网7对细微灰尘和PM2.5颗粒物的过滤效果。
具体的，桶状PM2.5滤网7与外壳1顶部内壁之间设有密封圈14。确保桶状PM2.5滤网7与外壳1顶部内壁之间的密封可靠性。
具体的，还包括托板17和连接杆13，托板17上对应各个催化剂负载筒4的下端分别开设有通气口B9，催化剂负载筒4的下端边缘连接相应的通气口B9边缘，连接杆13竖直设置于托板17与外壳1顶部内壁之间，其两端分别与托板17和外壳1顶部内壁固定连接；横跨催化剂负载筒4的上端端面固定有连接片A18，横跨催化剂负载筒4的下端端面固定有连接片B19，灯管5的两端分别与连接片A18和连接片B19连接。利用托板17和连接杆13确保各个催化剂负载筒4在桶状PM2.5滤网7内安装结构的可靠性，同时，利用连接片A18和连接片B19配合确保灯管5在相应催化剂负载筒4内的安装结构可靠性。
具体的，外壳1底部通过螺栓可拆卸地连接有底部盖板11，穿过底部盖板11设有支撑螺丝10，支撑螺丝10伸入外壳1内的一端与桶状PM2.5滤网7的底部抵接，并顶紧桶状PM2.5滤网7与外壳1顶部的密封连接。拧松支撑螺丝10，并拆下底部盖板11即可清洗或更换桶状PM2.5滤网7，维护保养方便。
具体的，还包括控制器16和空气质量传感器12，空气质量传感器12安装于间隙6内，控制器16采用PLC控制器，并安装于风机2的机壳侧壁，控制器16通过获取空气质量传感器12反馈的信号控制风机2运转以及灯管5的开关。本装置可根据实际污染程度自动选择开启PM2.5固体颗粒物净化和气态污染物净化。
具体的，灯管5为紫外灯管，在外壳1顶部与风机2之间设置有臭氧滤网15，其中，臭氧滤网15采用二氧化锰滤网。利用紫外灯管提升光催化剂的催化效率，并通过臭氧滤网15，消除紫外光源激发光催化剂与气态污染物反应产生的臭氧，避免二次污染。
工作方式：
风机2运转带动外界空气经由粗滤网3拦截空气中如毛发、碎屑、尘土等较粗的颗粒物后进入间隙6内，再经过桶状PM2.5滤网7过滤空气中的PM2.5颗粒，而后从催化剂负载筒4的下端进入催化剂负载筒4内，灯管5发光向催化剂负载筒4内壁提供全面的光照，从而促使光催化剂净化进入催化剂负载筒4内的气态污染物，最后由风机2出风口排出净化后的空气。
特别地，控制器16设置空气中PM2.5颗粒物和气态污染物超标的信号数值；
在空气质量传感器12反馈空气质量较好的情况下，控制器16控制灯管5处于关闭状态，风机2怠速运行，进行持续换气；
在空气质量传感器12反馈空气中PM2.5颗粒物超标，控制器16控制灯管5处于关闭状态，风机2进入净化模式提速，加速净化空气中的PM2.5颗粒物，智能省电。
在空气质量传感器12反馈空气中气态污染物超标，控制器16控制灯管5开启，风机2进入净化模式提速，加速净化空气中的气体污染物。
在空气质量传感器12反馈空气中PM2.5颗粒物和气态污染物均超标，控制器16控制灯管5开启，风机2进入净化模式提速，加速净化空气中的PM2.5颗粒物，并同时加速净化空气中的气态污染物。
本装置可以作为独立的空气净化器使用，也可以作为中央空调的空气净化模块使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种光催化空气净化装置，其特征在于：包括外壳(1)、风机(2)、桶状PM2.5滤网(7)、光催化净化模块；
所述外壳(1)的侧壁设有粗滤网(3)，所述桶状PM2.5滤网(7)竖直安装于所述外壳(1)内，其顶部开口与所述外壳(1)密封连接，所述桶状PM2.5滤网(6)与所述外壳(1)之间留有供空气经过的间隙(6)；
所述光催化净化模块包括多个内壁附有光催化剂的催化剂负载筒(4)和同轴设置于各个所述催化剂负载筒(4)内的灯管(5)，各个所述催化剂负载筒(4)分别竖直安装于所述桶状PM2.5滤网(7)的内腔，每个所述催化剂负载筒(4)的下端连通所述桶状PM2.5滤网(7)的内腔，所述外壳(1)的顶部对应每个所述催化剂负载筒(4)的上端分别开设有通气口A(8)，所述催化剂负载筒(4)的上端边缘连接相应的通气口A(8)边缘；
所述风机(2)安装于所述外壳(1)的顶部，其进风口连通全部所述通气口A(8)，其出风口连通外界。
2.根据权利要求1所述的一种光催化空气净化装置，其特征在于：所述外壳(1)相对的两侧壁分别开设有通口，所述粗滤网(3)设置两块，并分别可拆地连接于所述外壳(1)相对的两侧壁上，并覆盖相应的所述通口。
3.根据权利要求2所述的一种光催化空气净化装置，其特征在于：所述粗滤网(3)通过螺栓与所述外壳(1)可拆卸地连接。
4.根据权利要求1所述的一种光催化空气净化装置，其特征在于：多个所述催化剂负载筒(4)在所述桶状PM2.5滤网(7)内腔呈蜂窝式分布。
5.根据权利要求1或4所述的一种光催化空气净化装置，其特征在于：所述桶状PM2.5滤网(7)为具有褶皱结构的静电纤维滤网或HEPA滤网。
6.根据权利要求1或4所述的一种光催化空气净化装置，其特征在于：所述桶状PM2.5滤网(7)与所述外壳(1)顶部内壁之间设有密封圈(14)。
7.根据权利要求1所述的一种光催化空气净化装置，其特征在于：还包括托板(17)和连接杆(13)，所述托板(17)上对应各个所述催化剂负载筒(4)的下端分别开设有通气口B(9)，所述催化剂负载筒(4)的下端边缘连接相应的通气口B(9)边缘，所述连接杆(13)竖直设置于所述托板(17)与所述外壳(1)顶部内壁之间，其两端分别与所述托板(17)和外壳(1)顶部内壁固定连接；横跨所述催化剂负载筒(4)的上端端面固定有连接片A(18)，横跨所述催化剂负载筒(4)的下端端面固定有连接片B(19)，所述灯管(5)的两端分别与所述连接片A(18)和连接片B(19)连接。
8.根据权利要求1所述的一种光催化空气净化装置，其特征在于：所述外壳(1)底部设有可拆卸的底部盖板(11)，穿过所述底部盖板(11)设有支撑螺丝(10)，所述支撑螺丝(10)伸入所述外壳(1)内的一端与所述桶状PM2.5滤网(7)的底部抵接，并顶紧所述桶状PM2.5滤网(7)与所述外壳(1)顶部的密封连接。
9.根据权利要求1所述的一种光催化空气净化装置，其特征在于：还包括控制器(16)和空气质量传感器(12)，所述空气质量传感器(12)安装于所述间隙(6)内，所述控制器(16)通过获取所述空气质量传感器(12)反馈的信号控制所述风机(2)运转以及所述灯管(5)的开关。
10.根据权利要求1所述的一种光催化空气净化装置，其特征在于：所述灯管(5)为紫外灯管，在所述外壳(1)顶部与所述风机(2)之间设置有臭氧滤网(15)。
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