CN111878916A - 一种可杀灭微生物的空气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微波无极紫外灯领域，是指一种可杀灭微生物的空气净化装置，解决了现有技术中现有技术中灯管成本高、无法均匀辐射的问题。本发明、微波发生器、无极紫外灯管，还包括均匀辐射器；所述同轴缆线径向设置有缝隙；所述无极紫外灯管为中空柱状石英管；所述同轴缆线设置于石英管中空部，所述同轴缆线连接微波发生器。本发明其中的微波无极紫外灯具有体积小和功率大的特点，使空气净化装置结构紧凑；通过将大功率的无极紫外装置设置于空气净化装置的风道内，在过滤空气中大颗粒粉尘的同时有效杀灭空气中的物生物和病菌；安全有效；本发明通过设置结构简单，辐射均一全面的无极紫外灯，杀菌效率高、生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化领域，特别是指一种可杀灭微生物的空气净化装置。
背景技术
随着空气污染的日益加剧和人们对生活品质的追求，空气净化装置已经成为家庭、办公甚至公共场所的标准配备，现有技术中空气净化普遍解决的是粉尘的吸附率和工作时长的问题；但空气中存在的不仅仅是粉尘，更存在微生物，尤其是医院或疫情期间，空气中的病毒气溶胶更是成为人们的惧怕所在，而通过现有技术中的紫外杀菌需要对房间进行密闭和较常时间处理，不能满足所有场所的应用，且铺设成本巨大，更有可能对人体造成伤害；而臭氧杀菌技术，更是不易操作，稍有不慎即会对人体造成伤害。
现有技术中微波技术可用于激发紫外光。微波发生器常用的有磁控管和固态源两种。现有的微波无极紫外灯，由于常用的波导尺寸都较大，不易携带；且目前的紫外灯的功率较小；在风量较大的情况下，使用紫外灯往往达不到杀菌的标准。
亟待出现一种可解决上述问题的新型空气净化装置。
发明内容
本发明提出的一种可杀灭微生物的空气净化装置，解决了现有技术中现有技术中空气净化装置无法杀灭微生物的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种可杀灭微生物的空气净化装置，包括风道、空气泵和过滤装置；还包括无极紫外杀菌装置，所述无极紫外杀菌装置设置于风道内；所述无极紫外杀菌装置包括微波发生器、无极紫外灯管、均匀辐射器；所述均匀辐射器为同轴缆线，其上设置有缝隙；所述无极紫外灯管为中空且具有可密封设置汞和氩气的夹层的柱状石英管；所述同轴缆线设置于石英管中空部，所述同轴缆线通过微波传输线连接微波发生器。
优选地，所述无极紫外杀菌装置设置于过滤装置之后。
进一步地，所述缝隙设置于同轴缆线的外导体上，且同轴缆线外电场分布均一。
其中，所述缝隙可以为径向设置或横向设置或斜向设置。
优选地，所述同轴缆线长度与石英管长度一致。
优选地，所述无极紫外灯管远离微波发生器一端还设置有短路面。
优选地，所述同轴缆线与无极紫外灯管两端具有密封结构。
优选地，所述同轴缆线和无极紫外灯管的长度为200mm，所述同轴缆线的开缝数为8个。
优选地，所述同轴线缆通过一微波同轴转换微波同轴转换装置连接微波发生器；所述微波同轴转换装置包括用于连接磁控管的输出天线、用于连接同轴腔的同轴接头、用于能量馈入的转换腔；
进一步地，所述同轴接头的内导体高于外导体；所述内导体为铆钉结构，所述内导体靠近输出天线部分半径超过远离输出天线部分；所述靠近输出天线部分为钉帽部；所述钉帽部为倒角结构。
本发明公开的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其中的微波无极紫外灯具有体积小和功率大的特点，使空气净化装置结构紧凑；通过将大功率的无极紫外装置设置于空气净化装置的风道内，在过滤空气中大颗粒粉尘的同时有效杀灭空气中的物生物和病菌；安全有效；本发明通过设置结构简单，辐射均一全面的无极紫外灯，杀菌效率高、生产成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明的结构示意图；
图2：无极紫外灯管的剖面示意图；
图3：无极紫外灯管的截面图；
图4：均匀辐射器的电场分布图；
图5：微波同轴转换装置结构示意图；
其中：1、无极紫外灯管；2、夹层；3、中空部；4、微波传输线；5、同轴缆线；6、开缝；7、磁控管；8、转换腔；9、内导体；10、外导体；11、钉帽部；12、空气泵；13、过滤网；14、杀菌室。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开的一种可杀灭微生物的空气净化装置，一种可杀灭微生物的空气净化装置，包括风道、空气泵12和过滤装置；还包括无极紫外杀菌装置，所述无极紫外杀菌装置设置于风道内；所述无极紫外杀菌装置包括微波发生器、无极紫外灯管1、均匀辐射器；所述均匀辐射器为同轴缆线5，其上设置有缝隙；所述无极紫外灯管1为中空且具有可密封设置汞和氩气的夹层2的柱状石英管；所述同轴缆线5设置于石英管中空部3，所述同轴缆线5通过微波传输线4连接微波发生器。
优选地，所述无极紫外杀菌装置设置于过滤装置之后。
进一步地，所述缝隙设置于同轴缆线5的外导体10上，且同轴缆线5外电场分布均一。
其中，所述缝隙可以为径向设置或横向设置或斜向设置。
优选地，所述同轴缆线5长度与石英管长度一致。
优选地，所述无极紫外灯管1远离微波发生器一端还设置有短路面。
优选地，所述同轴缆线5与无极紫外灯管1两端具有密封结构。
优选地，所述同轴缆线5和无极紫外灯管1的长度为200mm，所述同轴缆线5的开缝6数为8个。同轴辐射器内部，电流会沿着同轴线的轴向传导，沿着径向开缝6隙，切割电流，切割电流越多，从缝隙耦合的能量越大，电磁波从同轴缝隙辐射出去。利用FDTD算法，根据S11的大小，优化同轴缆线5的缝隙形式、尺寸与数量，最终实现在整个同轴缆线5的传输方向上微波能量的均一辐射。由于微波从馈口传入，离馈口越近的缝隙率先耦合微波能量，为了保证整个200m长的同轴辐射器在轴向耦合的能量也均一，离馈口越远的地方开的缝隙数量越多，
优选地，所述同轴线缆通过一微波同轴转换装置连接微波发生器；所述微波同轴转换装置包括用于连接磁控管7、用于连接同轴腔的同轴接头、用于能量馈入的转换腔8；进一步地，所述同轴接头的内导体9高于外导体10；所述内导体9为铆钉结构，所述内导体9靠近微波输出天线部分半径超过远离微波输出天线部分；所述靠近输出天线部分为钉帽部11；所述钉帽部11为倒角结构。
微波同轴转换装置通过设置可连接磁控管7和连接同轴腔的同轴接头，使之在转换腔8内进行微波能的输出，不但结构简单、小巧，方便磁控管7系统的集成，且微波输出效率高，不容易受负载的影响；通过设置钉帽部11，有效防止尖端效应。
无极紫外杀菌装置通过将磁控管7产生的微波通过微波传输线4传输至均匀辐射器上；均匀辐射器通过缝隙均匀辐射到石英管的中空部3；通过缝隙辐射的微波均匀激发夹层2中的汞和氩气产生紫外线。
在使用过程中，接通电源，空气泵12将空间内的空气泵12入风道系统，以此经过过滤装置和无极紫外杀菌装置；无极紫外杀菌装置通过微波发生器，即固态源通过连接同轴缆线5的L29头由所开的的非均匀缝隙进行电磁波辐射，同轴缆线5上的缝隙按着距离微波馈口越远开缝6越密的方式设置；具体的是利用FDTD算法，根据S11的大小，以及石英管外面的电场分布是否均一进行设置；当开缝6在无极紫外灯外均匀辐射时，达到无极紫外灯均匀点亮的目的。
如图3均匀辐射器的电场分布所示，当输入功率为500W，通过仿真馈波端口的S11，端口微波反射系数，小于-10dB；可以看出紫外灯管处的电场强度可以达到3000V/m以上，并且360度全方位电场强度均一，且整个紫外灯管各位置电场大小均一。接微波发生器的同轴缆线5设置于中空的无极紫外灯管1中空部3内，非均匀的开缝6辐射电磁波，并在石英管内形成均一分布的电场，进而全方位均匀辐射无极紫外管。
以此经过过滤装置和无极紫外杀菌装置的空气不但空气中大颗粒粉尘被除去，且空气中的微生物和病菌也被紫外线杀灭。
本发明公开的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其中的微波无极紫外灯具有体积小和功率大的特点，使空气净化装置结构紧凑；通过将大功率的无极紫外装置设置于空气净化装置的风道内，在过滤空气中大颗粒粉尘的同时有效杀灭空气中的物生物和病菌；安全有效；本发明通过设置结构简单，辐射均一全面的无极紫外灯，杀菌效率高、生产成本低。
当然，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员应该可以根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种可杀灭微生物的空气净化装置，包括风道、空气泵和过滤装置；其特征在于：还包括无极紫外杀菌装置，所述无极紫外杀菌装置设置于风道内；
所述无极紫外杀菌装置包括微波发生器、无极紫外灯管、均匀辐射器；所述均匀辐射器为同轴缆线，其上设置有缝隙；所述无极紫外灯管为中空且具有可密封设置汞和氩气的夹层的柱状石英管；所述同轴缆线设置于石英管中空部，所述同轴缆线通过微波传输线连接微波发生器。
2.根据权利要求1所述的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其特征在于：所述无极紫外杀菌装置设置于过滤装置之后。
3.根据权利要求1或2所述的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其特征在于：所述缝隙设置于同轴缆线的外导体上，且同轴缆线外电场分布均一。
4.根据权利要求3所述的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其特征在于：所述缝隙可以为径向设置或横向设置或斜向设置。
5.根据权利要求4所述的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其特征在于：所述同轴缆线长度与石英管长度一致。
6.根据权利要求5所述的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其特征在于：所述无极紫外灯管远离微波发生器一端还设置有短路面。
7.根据权利要求6所述的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其特征在于：所述同轴缆线与无极紫外灯管两端具有密封结构。
8.根据权利要求7所述的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其特征在于：所述同轴缆线和无极紫外灯管的长度为200mm，所述同轴缆线的开缝数为8个。
9.根据权利要求8所述的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其特征在于：所述同轴线缆通过一微波同轴转换微波同轴转换装置连接微波发生器；所述微波同轴转换装置包括用于连接磁控管的输出天线、用于连接同轴腔的同轴接头、用于能量馈入的转换腔。
10.根据权利要求9所述的一种可杀灭微生物的空气净化装置，其特征在于：所述同轴接头的内导体高于外导体；
所述内导体为铆钉结构，所述内导体靠近输出天线部分半径超过远离输出天线部分；
所述靠近输出天线部分为钉帽部；
所述钉帽部为倒角结构。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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