CN112113289A - 针对流道截面及气流优化的光触媒网结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空气消毒机领域，特别涉及一种针对流道截面及气流优化的光触媒网结构，光触媒消毒罩，包括圆台状的外锥套及其内同轴设置的圆锥形的内锥帽，外锥套和内锥帽的尖端朝向相反，外锥套的小端与内锥帽的大端对齐、并连接或一体设置在一起，内锥帽的尖端位于外锥套的大端位置处；还包括涂覆在外锥套的内锥面和/或外锥面、和/或内锥帽的内锥面和/或外锥面上的光触媒层，空气通过外锥套和内锥帽之后，会被整流，整流后的空气绕过灯管以及一些内部元件，平稳通过空气流道，不仅噪音减小，而且配合紫外线光的照射，能稳定的对空气进行消毒，其次，外锥套和内锥帽特殊的结构扩大了光触媒层的面积，提高了空气消毒机处理空气的效率。

Description

针对流道截面及气流优化的光触媒网结构
技术领域
本发明涉及空气消毒机领域，特别涉及一种针对流道截面及气流优化的光触媒网结构。
背景技术
空气消毒机是一种以物理手段主动杀灭空气中细菌和病毒的空气处理设备，其多采用紫外线照射光触媒的方式来激活光触媒的活性从而的达到消毒杀菌的目的，如何设计光触媒材料的形状以及光触媒和紫外线光源的相对安装位置是空气消毒机提高消毒效率的关键所在。
现有的空气消毒机设计方案中，如图1-3所示，光触媒材料多加工成具有片状光触媒罩100或波浪状光触媒罩101，然后用一根或多根灯管11从光触媒罩的一侧照亮，以激发光触媒的活性，但这种片状或波浪状的光触媒罩能够有效作用于空气的面积有限，并且伴随着光触媒罩一般平行于空气流道截面设置的现状和紫外线消毒效果随着距离的平方衰减的这种现象，灯管需要在均匀照射和小风阻两种布置方式下取舍，一直以来总是达不到一个高效的平衡，而且圆形的片状光触媒罩100和平行于光触媒罩设置的灯管11使得这种紫外线照射并非完全均匀，边缘处距离光源较远无法充分激活光触媒，达不到最佳的消毒效果，而波浪状光触媒罩101在平行于光触媒罩设置的灯管11的照射下会有重叠，同样无法充分激活光触媒；空气通道入风口可以设在空气通道一端的侧面，也可以平行于通道设置，特别是空气从空气流道侧面入口通过时，现有的光触媒罩102无法实现导流，这使得靠近空气流道内壁的空气流速快，而中央的空气流速慢，空气通过光触媒罩102后得不到改善，空气消毒机内部的空气会变得紊乱，在必要时，有的设备会选择性的于光触媒罩102与入风口之间加设空气整流装置，用以让空气平稳通过光触媒罩102，但灯管11平行于光触媒罩102放置的方式以及一些其他装置在壳体内部的空气流道内会对空气的流通产生阻碍，这样一来，气流会在空气流道内部会变得紊乱，前面设置的整流装置就失去了作用，不仅噪声大，其消毒效果也打了折扣，对空气的处理也很不稳定，因此，有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种针对流道截面及气流优化的光触媒网结构，具体而言通过以下技术方案实现：
针对流道截面及气流优化的光触媒网结构，包括直筒状的壳体，壳体内依次安装有光触媒消毒罩、UV光源、离子发生器和轴流风机，光触媒消毒罩由镍基金属海绵制成，光触媒消毒罩包括圆台状的外锥套及其内同轴设置的圆锥形的内锥帽，外锥套和内锥帽的尖端朝向相反，外锥套的小端与内锥帽的大端对齐、并连接或一体设置在一起，内锥帽的尖端位于外锥套的大端位置处；
还包括涂覆在外锥套的内锥面和/或外锥面、和/或内锥帽的内锥面和/或外锥面上的光触媒层。
进一步地，内锥帽的尖端从外锥套的大端伸出。
进一步地，内锥帽的锥度不小于外锥套的锥度。
进一步地，内锥帽的大端和外锥套的小端之间连接或一体设置有环形的过渡部，过渡部远离内锥帽尖端的一端环端面为与内锥帽轴线垂直的环形平面、另一端环端面为圆弧形的环形面。
进一步地，外锥套的大端连接或一体设置有向锥套外翻出的弧形翻边，弧形翻边围成喇叭形开口。
进一步地，外锥套和内锥帽的壁厚等厚。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种针对流道截面及气流优化的光触媒网结构，通过外锥套和内锥帽的配合，在有限的空气流道截面上设置更多的光触媒材料，增大了光触媒的作用面积，提高了消毒的效率，同时这种光触媒消毒罩能可以对空气进行整流，并且这种结构能对内锥帽轴线方向进行分压，减小灯管的对空气的阻力，既保证了紫外线对空气消毒的稳定性和均匀性，又能减小空气乱流的形成，还降低了噪音。本发明的其他有益效果将结合下文具体实施例进行进一步的说明。
附图说明
图1为现有技术中片状光触媒罩与灯管配合示意图；
图2为现有技术中波浪状光触媒罩与灯管配合示意图；
图3为现有技术中光触媒罩工作时空气流动示意图；
图4为本发明结构示意图；
图5为本发明工作时空气流动示意图。
图中：1、弧形翻边；2、外锥套；3、内锥帽；4、过渡部；5、壳体；6、UV光源；7、支撑杆；8、轴流风机；9、离子发生器；100、片状光触媒罩；101、波浪状光触媒罩；102、光触媒罩；11、灯管。
具体实施方式
请参阅图4-5所示，本发明提供以下技术方案：本发明所述的一种空气消毒机，包括直筒状的壳体5，靠近壳体5一端端部的内侧壁上通过支撑杆7连接有棒状的UV光源6和离子发生器9，UV光源6一端与支撑杆7固定连接，另一端沿直筒状壳体5的轴线向壳体5另一端延伸设置，离子发生器9一端与支撑杆7固定连接，另一端连接有轴流风机8，轴流风机8位于壳体5一端的端口处，用于从外界吸入空气，引导其从壳体5内部的空气流道一端通过，再由空气流道另一端流出，壳体5另一端设置有光触媒消毒罩，光触媒消毒罩、UV光源6、离子发生器9和轴流风机8同轴设置，且其轴线均与壳体5轴线重合。
本实施例提供的光触媒消毒罩，包括圆台状的外锥套2及其内同轴设置的圆锥形的内锥帽3，外锥套2小外径的一端为尖端，其朝向UV光源6，UV光源6一端穿过内锥帽3的大端、并伸至靠近内锥帽3的内锥尖端的位置处，外锥套2和内锥帽3的尖端朝向相反，内锥帽3的尖端位于外锥套2的大端(即大外径的一端)位置处，且内锥帽3的尖端从外锥套2的大端伸出，而起到更好的导流效果,且该结构可以充分利用内锥帽内部的UV光源，使其均匀照射内外锥，而内锥帽伸出外锥套的部分可以补偿UV光源靠近内锥帽尖端处的灯罩长度，使内外锥均被UV光源以最小距离照亮；外锥套2的小端(即小外径的一端)与内锥帽3的大端对齐、并通过过渡部4连接在一起(也可以一体成型)，过渡部4整体呈环形，过渡部4远离内锥帽3尖端的一端环端面为与内锥帽3轴线垂直的环形平面、另一端环端面为圆弧形的环形面，过渡自然利于空气通过，并能减小噪音。
外锥套2的大端连接设置(也可以一体成型)有向锥套外翻出的弧形翻边1，弧形翻边1围成喇叭形开口，其目的同样在于为空气导流，弧形的过渡区会更好的引导空气通过并减小紊流的形成。
外锥套2和内锥帽3的壁厚等厚设置，其目的在于保证消毒时空气能每个部位产生的消毒效果近似，剔骨熬空气消毒机工作的稳定性，同时可以实现空气通过时受到的阻力一致，可以达到稳流的目的，保证整流的效果。
具体的，圆锥部2的锥度大于圆台部1的锥度。由于圆锥部2的内部需要容纳UV光源，过小的锥度会增加圆锥部尖端不能被UV光源照亮的长度。
具体的，整个光触媒消毒罩均由镍基金属海绵制成，整个光触媒消毒罩表面均附着纳米二氧化钛，此材料在UV光源6发出的紫外线的照射下，会被激活活性，与空气反应，进行杀毒，其配合UV光源6实现对空气消毒，壳体5、UV光源6、外锥套2及内锥帽3的轴线均重合，内锥帽3可以通过导流和分压、在其内部形成相对低压区，以减少位于内锥帽3中心轴线上UV光源6对气流的阻挡，加快空气流过灯管。镍基海绵为多微孔结构，纳米二氧化钛涂附在镍基海绵的所有表面上，包括外表面及微孔内表面。空气流穿过镍基海绵内部微孔，与纳米二氧化钛相互作用。该结构可以最大程度地增加同体积下纳米二氧化钛与空气的作用面积。基于镍基海绵、铝基海绵或者树脂海绵的纳米二氧化钛涂附工艺、以及上述结构的光触媒材料属于行业内典型工艺，不包括在本专利的申请范围内。
工作原理：本发明提供的针对流道截面及气流优化的光触媒网结构无需再额外设置整流装置，空气沿空气流道端部的入风口平行于流道进入或是从空气流道侧壁上的入风口垂直流道进入后通过光触媒消毒罩时，气流会在外锥套2和内锥帽3的共同整流下，从UV光源6周围的光触媒消毒罩中平稳通过，UV光源6布置在壳体5轴线上，UV光源6的截面相对于壳体5截面占比较小，同时，UV光源6的端部靠近内锥帽3顶部，气流在光触媒消毒罩的整流作用下，空气通过空气流道会很轻松的绕过UV光源6，因此UV光源6并不会对空气流造成较大的阻碍，流畅的空气流动会带来较小的噪音，同时空气流过时会被UV光源6发出的紫外线照射以及和激活的光触媒消毒罩充分反应，消完毒的空气会沿着空气流道平稳的通过离子发生器9和轴流风机8，到达出风口；空气流平稳通过的过程配合紫外线的照射，可以对空气均匀的消毒，保证空气消毒机输出的空气的稳定性；同时，通过反复试验，调整光触媒基材的厚度，可以保证消毒罩外层外锥套2结构被中心内锥帽3的孔状缝隙中透射出的紫外线激活，能充分激发整个消毒罩的功能，这种沿壳体5轴线方向设置的UV光源6结构有着更大的感光面积，这就意味着有更多的光触媒发挥作用，消毒效果将大幅提升，本发明中UV光源6的位置配合光触媒消毒罩的特殊结构可以实现整流，省去了整流装置的设置优化了结构，提高了消毒机处理空气时的稳定性，更大的光触媒作用面积提高了消毒的效率，同时有着较小的风阻以及较小的噪音。
1、由镍基海绵构成的锥罩本身具备透气性。空气不仅流过锥罩表面，还从锥罩一侧直接穿过锥罩材料(镍基海绵)到达另一侧。
2、虽然镍基海面具有透气性，但也在一定程度上阻挡气流通过，即锥罩两侧存在压差，这也是该整流外形的意义所在
3、镍基海绵为具有一定厚度和大量微孔的材料。其表面(包括微孔内表面)上均涂附有纳米二氧化钛。气流穿过镍基海绵时，与被UV激发的纳米二氧化钛相互作用。
4、真正起到“光触媒”效果的是镍基海绵上涂附的纳米二氧化钛。但是由于商业应用时加工对象是涂附了纳米二氧化钛的镍基海绵，因此一般称涂附了纳米二氧化钛的镍基海绵为“光触媒”。除了镍基海绵外，还存在铝基海面、树脂海绵为基材，涂附纳米二氧化钛的“光触媒”材料。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.针对流道截面及气流优化的光触媒网结构，包括直筒状的壳体，壳体内依次安装有光触媒消毒罩、UV光源、离子发生器和轴流风机，其特征在于，光触媒消毒罩由镍基金属海绵制成，光触媒消毒罩包括圆台状的外锥套及其内同轴设置的圆锥形的内锥帽，外锥套和内锥帽的尖端朝向相反，外锥套的小端与内锥帽的大端对齐、并连接或一体设置在一起，内锥帽的尖端位于外锥套的大端位置处；
还包括涂覆在外锥套的内锥面和/或外锥面、和/或内锥帽的内锥面和/或外锥面上的光触媒层。
2.根据权利要求1所述的针对流道截面及气流优化的光触媒网结构，其特征在于，内锥帽的尖端从外锥套的大端伸出。
3.根据权利要求1或2所述的针对流道截面及气流优化的光触媒网结构，其特征在于，内锥帽的锥度不小于外锥套的锥度。
4.根据权利要求1或2所述的针对流道截面及气流优化的光触媒网结构，其特征在于，内锥帽的大端和外锥套的小端之间连接或一体设置有环形的过渡部，过渡部远离内锥帽尖端的一端环端面为与内锥帽轴线垂直的环形平面、另一端环端面为圆弧形的环形面。
5.根据权利要求1或2所述的针对流道截面及气流优化的光触媒网结构，其特征在于，外锥套的大端连接或一体设置有向锥套外翻出的弧形翻边，弧形翻边围成喇叭形开口。
6.根据权利要求1或2所述的针对流道截面及气流优化的光触媒网结构，其特征在于，外锥套和内锥帽的壁厚等厚。
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