CN112984693A - 一种基于光催化的空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于光催化的空气净化装置，包括箱体，所述箱体的一端设置有进风口，所述箱体的另一端设置有出风口，所述箱体的内侧设置有光触媒发生机构，所述箱体内部至少设置有一个扇叶和至少两个的紫外灯，所述扇叶的至少一个面上涂有光催化反应的催化剂，扇叶通过扇叶支架安装，扇叶至少可分为两片扇形结构，扇叶旋转安装在调节轴上，扇叶在调节轴上的安装方式包括固定安装或者活动安装；本发明通过弥补不通过箱体内壁的空气，还能够实现内部扇叶根据通风风扇带动的气流快速响应，完成相应的调整，更好的适应过滤效率的，不仅可以使空气的净化更加的完全还有效的提高了净化的效率。

Description

一种基于光催化的空气净化装置

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种基于光催化的空气净化装置。

背景技术

随着社会的进步，环境污染已经逐渐得到社会更多的关注，而基于光触媒的空气净化技术由于工艺简单、能耗低、无毒无二次污染等优点，广泛应用于环境水污染处理、室内空气污染治理和工业废气处理等领域。

目前的光催化空气净化装置将催化剂TiO2涂在过滤网或容器内部通风管道的内壁，当符合条件的紫外光照射到催化剂表面，发生光催化氧化反应时，便会产生羟基等可以净化空气中甲醛等污染气体的物质。而光催化氧化反应发生在TiO2涂层的表面，因此只有流通在过滤网上的气体分子才能被净化，光催化效率较低，如中国专利CN111964172A公开了一种高效分解室内甲醛的净化装置，光触媒材料涂在通风管道的内壁，通过增加通风管道的长度提高甲醛分解效率，该种方法在单位空间的净化效率并不是很高。

因此，如何增加净化装置内部的光触媒的面积，并且使空气可以更多的与光触媒接触，更加充分的净化空气是本发明所需要解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于光催化的空气净化装置，以解决光触媒空气净化不彻底的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的提供了一种基于光催化的空气净化装置，包括箱体，所述箱体的一端设置有进风口，所述箱体的另一端设置有出风口，所述箱体的内侧设置有光触媒发生机构，所述箱体内部至少设置有一个扇叶和至少两个的紫外灯，所述扇叶的至少一个面上涂有光催化反应的催化剂，扇叶通过扇叶支架安装，扇叶至少可分为两片扇形结构，扇叶旋转安装在调节轴上，扇叶在调节轴上的安装方式包括固定安装或者活动安装，所述紫外灯用于集中照射扇叶的光触媒涂层表面。

作为本发明进一步的方案，所述多个扇叶呈夹角错位安装，两个紫外灯分别安装在扇叶的两边。

作为本发明进一步的方案，所述进风口和出风口均为孔状或栅状结构，进风口和出风口均通过若干卡簧卡固在箱体上，进风口的内部安装有过滤网，过滤网紧贴安装在进风口的内部，进风口一侧安装有通风风扇。

作为本发明进一步的方案，所述箱体的内部为两层结构，内撑板与箱体间隙安装，内撑板的内壁上喷涂有光触媒，内撑板为透明材料，内撑板与箱体内壁之间设置有环形阵列的紫外灯。

作为本发明进一步的方案，所述两个半扇扇叶呈夹角固定交错设置，半扇扇叶的夹角范围为1度至20度。

作为本发明进一步的方案，所述扇叶通过扇叶支架安装，扇叶支架为圆环结构，扇叶支架中通过辐条支撑，多个辐条的交点位置设置有调节轴，调节轴用于安装扇叶，扇叶在调节轴上的结构中活动安装，扇叶的中间部分通过转轴安装，扇叶可在转轴中转动，扇叶直线边的一端设置有第一凸轴，另一端设置有第二凸轴，第一凸轴与第二凸轴的中心线重合，第一凸轴与第二凸轴分别插入安装在调节轴的两侧，转轴的中心线与第一凸轴或者第二凸轴的轴线垂直。

作为本发明进一步的方案，所述调节轴的两侧边共有四条凹槽，分别是第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽，其中，第一凹槽与第三凹槽在同一水平面上，第二凹槽与第四凹槽在同一水平面上，第一凹槽与第二凹槽设置在调节轴的同一侧，第三凹槽与第四凹槽设置在调节轴的同一侧。

作为本发明进一步的方案，所述第一凹槽与第二凹槽交错平行设置，第三凹槽与第四凹槽交错平行设置。

作为本发明进一步的方案，所述半圆扇叶直线边的两端分别设置有伸出板I或伸出板II，伸出板I上安装有第一凸轴，伸出板II上安装有第二凸轴，伸出板I与伸出板II在同一个扇叶的径向上交错设置。

作为本发明进一步的方案，所述凹槽的底部为倾斜形状，凹槽的倾斜底部由调节轴的中间位置向两边由深至浅，凹槽的底部设置有弹性片，弹性片固定安装在凹槽中，弹性片的表面与辊子接触安装。

本发明提供了一种基于光催化的空气净化装置，有益效果在于：本发明通过在箱体的内部增加一个可以跟随气流转动的扇叶，在空气通过进风口进入到出风口出的过程中，不仅通过箱体内壁上的光触媒机构进行空气的净化作用，还通过扇叶的剪切空气的作用，将更多的空气与光触媒接触产生催化反应，进而弥补不通过箱体内壁的空气，从而使光触媒对空气的净化作用更加的彻底，并且还能够实现内部扇叶根据通风风扇带动的气流快速响应，完成相应的调整，更好的适应过滤效率的，不仅可以使空气的净化更加的完全还有效的提高了净化的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的整体半透明结构示意图。

图2为本发明实施例提供的扇叶整体轴向结构示意图。

图3为本发明实施例提供的图2中A区域局部放大结构示意图。

图4为本发明实施例提供的图3中B区域局部放大结构示意图。

图5为本发明实施例提供的调节轴一侧结构示意图。

图6为本发明实施例提供的调节轴另一侧结构示意图。

图中：1、箱体；2、进风口；3、过滤网；4、通风风扇；5、紫外灯I；6、紫外灯II；7、扇叶；8、出风口；9、风扇支架；10、紫外灯I支架；11、扇叶支架；12、紫外灯II支架；111、辐条；20、调节轴；21、转轴；22、凹槽；23、第一凹槽；24、第二凹槽；25、第三凹槽；26、第四凹槽；71、第一凸轴；72、第二凸轴；73、辊子；30、弹性片；7-1、上扇叶；7-2、下扇叶；7-11、伸出板I；7-22、伸出板II。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1

参见图1，本发明实施例提供的一种基于光催化的空气净化装置，包括用于过滤空气的箱体1，箱体1呈筒状结构，箱体1的形状可以是圆形、方形、梯形、椭圆形、不规则形状等多种形状，箱体1的形状不对本发明造成限制，任何一种可以穿过空气的中空结构均可以使用在本发明中，箱体1的一端为进风口2，箱体1的另一端为出风口8，空气从进风口2进入，由出风口8排出，出风口8排出的空气是过滤后的空气，箱体1的内部安装有通风风扇4和扇叶7以及用于照射扇叶7的紫外灯，通风风扇4用于抽取外部空气，扇叶7在气流的作用下转动，对净化装置中的空气进行剪切作用，使空气更多地与扇叶表面接触，从而发生光催化作用，将空气中的有害气体过滤，扇叶7两侧表面均镀有光催化反应的催化剂二氧化钛(TiO2)，或其它加速光催化氧化反应的催化剂，扇叶7两边均设置有紫外灯，紫外灯与外部电源连接，紫外灯发生的紫外光照射在二氧化钛(TiO2)产生光催化反应，在本实施例中，扇叶7的两侧均镀有光催化剂，因此，为了更好使每一面的扇叶7可以接触到光源的照射，两个紫外灯对称设置在扇叶7的两边，两个紫外灯的光源均朝向扇叶7的方向，紫外灯产生的紫外光集中投射在扇叶7上。

为了使箱体1中的空气可以很好的带动风扇7的转动，风扇7设置成两扇半圆结构，并且两个半圆风扇7错位安装，两个半圆风扇7在直径上错位安装，错位的位置在两个半圆的直线边位置，这样的错位，可以使流通的空气穿过风扇7，并且在气流的作用下可以使风扇7转动，从而对箱体1内部的空气形成剪切作用，让箱体1中的空气更多的与光触媒接触，进一步充分的净化空气。

进风口2为孔状或栅状结构，进风口2通过若干卡簧卡固在箱体1上，进风口2的内部安装有过滤网3，过滤网3紧贴安装在进风口2的内部，过滤网3用于将空气中的细小颗粒物完成过滤，避免对箱体1内部的光触媒或者扇叶7上的光触媒涂层造成损伤，通风风扇4安装在靠近进风口2一侧，通风风扇4与电机安装，电机提供通风风扇4的动力。

两个紫外灯分别为紫外灯I5和紫外灯II6，紫外灯I5与紫外灯II6的照射面相向设置，紫外灯I5通过紫外灯I支架10固定安装，紫外灯II6通过紫外灯II支架12固定安装，紫外灯I支架10与紫外灯II支架12的两端均通过可拆卸的安装方式安装在箱体1的内壁上。

箱体1的内部为两层结构，内撑板与箱体1间隙安装，内撑板的内壁上喷涂有光触媒，内撑板为透明材料，内撑板与箱体1内壁之间设置有环形阵列的紫外灯，紫外灯用于照射内撑板上的光触媒，从而起到光催化的作用。

出风口8和进风口2均为孔状结构或栅状结构，出风口8和进风口2作用是使箱体内部气压稍高于外部气压，在一定程度上可以提升参与光催化反应的空气分子数量，增加光催化效率，孔状或栅状结构的出风口通过若干卡簧卡固在箱体1一端。

扇叶7通过扇叶支架11安装在箱体1的内部，通风风扇4通过风扇支架9安装在箱体1的内部，扇叶7通过焊接或者螺钉等多种形式固定安装。

两个半圆扇叶7的夹角为10度，扇叶7在空气流动中旋转转动。

为了使安装更加的牢固，风扇支架9、紫外灯I支架10、紫外灯II支架12和扇叶支架11均穿过内撑板安装在箱体1的内壁上。

工作时，接通电源，打开通风风扇和紫外灯。空气进入进风口，通过过滤网初步净化，过滤掉颗粒灰尘等杂质。通风风扇通过风扇旋转加快空气流通进入箱内，流动的空气带动扇叶旋转，而风扇的转速由输入的电流或电压进行调节，可以产生不同风速的空气流通。同时紫外灯分别在扇叶前后对称的两个方向投射覆盖在旋转叶片上。扇叶的叶片和桶内壁表面均镀有TiO2催化剂(或为其它可以加速光催化氧化反应的催化剂)，紫外光照射到TiO2薄膜上，与吸附在扇叶表面的水分子和O2发生作用，发生光催化反应，光催化反应后的羟基-OH具有很强的化学活性，通过出风口流入箱外，利用羟基这种高活性的自由基可以氧化各种有机物，最后生成CO2和H2O等无污染的分子，从而达到无污染净化空气的效果。而扇叶的旋转，可以旋切通道中的空气，使催化剂表面产生更多的羟基-OH与空气中的污染气体充分接触，从而提高空气净化效率。

实施例2

实施例2在实施例1的基础上增加了扇叶7的自调节功能。

参见图1-图6所示，一种基于光催化的空气净化装置，包括用于过滤空气的箱体1，箱体1呈筒状结构，箱体1的形状可以是圆形、方形、梯形、椭圆形、不规则形状等多种形状，箱体1的形状不对本发明造成限制，任何一种可以穿过空气的中空结构均可以使用在本发明中，箱体1的一端为进风口2，箱体1的另一端为出风口8，空气从进风口2进入，由出风口8排出，出风口8排出的空气是过滤后的空气，箱体1的内部安装有通风风扇4和扇叶7以及用于照射扇叶7的紫外灯，通风风扇4用于抽取外部空气，扇叶7在气流的作用下转动，对净化装置中的空气进行剪切作用，使空气更多地与扇叶表面接触，从而发生光催化作用，将空气中的有害气体过滤，扇叶7两侧表面均镀有光催化反应的催化剂二氧化钛(TiO2)，或其它加速光催化氧化反应的催化剂，扇叶7两边均设置有紫外灯，紫外灯与外部电源连接，紫外灯发生的紫外光照射在二氧化钛(TiO2)产生光催化反应，在本实施例中，扇叶7的两侧均镀有光催化剂，因此，为了更好使每一面的扇叶7可以接触到光源的照射，两个紫外灯对称设置在扇叶7的两边，两个紫外灯的光源均朝向扇叶7的方向，紫外灯产生的紫外光集中投射在扇叶7上。

扇叶7通过扇叶支架11安装，扇叶7分为上扇叶7-1和下扇叶7-2，上扇叶7-1和下扇叶7-2分别以与其对应的转轴21活动安装，扇叶支架11为圆环结构，扇叶支架11中通过辐条111支撑，多个辐条111的交点位置设置有调节轴20，调节轴20用于安装扇叶7，扇叶7在调节轴20上的结构中活动安装，扇叶7的中间部分通过转轴21安装，扇叶7可在转轴21中转动，扇叶7直线边的一端设置有第一凸轴71，另一端设置有第二凸轴72，第一凸轴71与第二凸轴72的中心线重合，第一凸轴71与第二凸轴72分别插入安装在调节轴20的两侧，转轴21的中心线与第一凸轴71或者第二凸轴72的轴线垂直，这样的结构方便扇叶7的转动，从而更好的完成角度的调整，上扇叶7-1与下扇叶7-2与调节轴20的径向截面的夹角的最小值均为1度，上扇叶7-1与下扇叶7-2之间的夹角最大的幅度为20度，在不同的内部空气的流速中展开不同的角度，一方面避免较小的夹角在较大的风速的情况下产生较大的噪音，另一方面可以有效的加快空气过滤的速度，相比较与固定安装的方式，可调节的扇叶夹角具有更强的适应能力，可以将空气净化的效率与净化的穿透率均有相应的提高。

调节轴20的两侧边共有四条凹槽22，分别是第一凹槽23、第二凹槽24、第三凹槽25和第四凹槽26，其中，第一凹槽23与第三凹槽25在同一水平面上，第二凹槽24与第四凹槽26在同一水平面上，第一凹槽23与第二凹槽24设置在调节轴20的同一侧，第三凹槽25与第四凹槽26设置在调节轴20的同一侧，第一凹槽23和第三凹槽25与上扇叶7-1连接，第二凹槽24和第四凹槽26与下扇叶7-2连接，第一凹槽23和第三凹槽25与转轴21共同调节上扇叶7-1的角度，第二凹槽24和第四凹槽26与另一个转轴21共同调节下扇叶7-2的角度，第一凹槽23与第一凸轴71配合安装，第三凹槽25与第二凸轴72配合安装，凸轴与凹槽的通过不同的位置和深浅调节扇叶7的角度。

第一凹槽23与第二凹槽24交错平行设置，第三凹槽25与第四凹槽26交错平行设置。

第一凸轴71与第二凸轴72的顶端均安装有辊子73，辊子73的作用是降低阻力，使扇叶7的调节更加的灵活，对箱体1中的气流感应更加的灵敏，快速提高反应的速度。

凹槽22的底部具有连续性不同深度的底部，即凹槽22的底部为倾斜形状，凹槽22的倾斜底部由调节轴20的中间位置向两边由深至浅，这样的结构可以很好的抵消扇叶7两端的应力，在不同的流速中通过弹性片30的弹力作用对扇叶7进行位置的固定，并且在风速大于弹性力的作用下产生旋转，从而调整两个或者多个扇叶7的角度，进一步适应不同的内部空气流动。

凹槽22的底部设置有弹性片30，弹性片30固定安装在凹槽22中，弹性片30的表面与辊子73接触安装。

上扇叶7-1直线边的两端分别设置有伸出板I7-11或伸出板II7-22，伸出板I7-11上安装有第一凸轴71，伸出板II7-22上安装有第二凸轴72，伸出板I7-11与伸出板II7-22在同一个扇叶7的径向上交错设置，交错设置的结构可以很好的保持扇叶7的角度，避免在箱体1内部出现气流混乱的情况下出现两个半扇叶闭合无法打开，从而造成气流无法传动的问题。

进风口2为孔状或栅状结构，进风口2通过若干卡簧卡固在箱体1上，进风口2的内部安装有过滤网3，过滤网3紧贴安装在进风口2的内部，过滤网3用于将空气中的细小颗粒物完成过滤，避免对箱体1内部的光触媒或者扇叶7上的光触媒涂层造成损伤，通风风扇4安装在靠近进风口2一侧，通风风扇4与电机安装，电机提供通风风扇4的动力。

两个紫外灯分别为紫外灯I5和紫外灯II6，紫外灯I5与紫外灯II6的照射面相向设置，紫外灯I5通过紫外灯I支架10固定安装，紫外灯II6通过紫外灯II支架12固定安装，紫外灯I支架10与紫外灯II支架12的两端均通过可拆卸的安装方式安装在箱体1的内壁上。

箱体1的内部为两层结构，内撑板与箱体1间隙安装，内撑板的内壁上喷涂有光触媒，内撑板为透明材料，内撑板与箱体1内壁之间设置有环形阵列的紫外灯，紫外灯用于照射内撑板上的光触媒，从而起到光催化的作用。

出风口8和进风口2均为孔状结构或栅状结构，出风口8和进风口(2)作用是使箱体内部气压稍高于外部气压，在一定程度上可以提升参与光催化反应的空气分子数量，增加光催化效率，孔状或栅状结构的出风口通过若干卡簧卡固在箱体1一端。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于光催化的空气净化装置，包括箱体(1)，所述箱体(1)的一端设置有进风口(2)，所述箱体(1)的另一端设置有出风口(8)，所述箱体(1)的内侧设置有光触媒发生机构，其特征在于，所述箱体(1)内部至少设置有一个扇叶(7)和至少两个的紫外灯，所述扇叶(7)的至少一个面上涂有光催化反应的催化剂，扇叶(7)通过扇叶支架(11)安装，扇叶(7)至少可分为两片扇形结构，扇叶(7)旋转安装在调节轴(20)上，扇叶(7)在调节轴(20)上的安装方式包括固定安装或者活动安装，所述紫外灯用于集中照射扇叶(7)的光触媒涂层表面。

2.根据权利要求1所述的基于光催化的空气净化装置，其特征在于，所述多个扇叶(7)呈夹角错位安装，两个紫外灯分别安装在扇叶(7)的两边。

3.根据权利要求1所述的基于光催化的空气净化装置，其特征在于，所述进风口(2)和出风口(8)均为孔状或栅状结构，进风口(2)和出风口(8)均通过若干卡簧卡固在箱体(1)上，进风口(2)的内部安装有过滤网3，过滤网3紧贴安装在进风口(2)的内部，进风口(2)一侧安装有通风风扇(4)。

4.根据权利要求1所述的基于光催化的空气净化装置，其特征在于，所述箱体(1)的内部为两层结构，内撑板与箱体(1)间隙安装，内撑板的内壁上喷涂有光触媒，内撑板为透明材料，内撑板与箱体(1)内壁之间设置有环形阵列的紫外灯。

5.根据权利要求1所述的基于光催化的空气净化装置，其特征在于，所述两个半扇扇叶(7)呈夹角固定交错设置，半扇扇叶(7)的夹角范围为1度至20度。

6.根据权利要求1所述的基于光催化的空气净化装置，其特征在于，所述扇叶(7)通过扇叶支架(11)安装，扇叶支架(11)为圆环结构，扇叶支架(11)中通过辐条(111)支撑，多个辐条(111)的交点位置设置有调节轴(20)，调节轴(20)用于安装扇叶(7)，扇叶(7)在调节轴(20)上的结构中活动安装，扇叶(7)的中间部分通过转轴(21)安装，扇叶(7)可在转轴(21)中转动，扇叶(7)直线边的一端设置有第一凸轴(71)，另一端设置有第二凸轴(72)，第一凸轴(71)与第二凸轴(72)的中心线重合，第一凸轴(71)与第二凸轴(72)分别插入安装在调节轴(20)的两侧，转轴(21)的中心线与第一凸轴(71)或者第二凸轴(72)的轴线垂直。

7.根据权利要求6所述的基于光催化的空气净化装置，其特征在于，所述调节轴(20)的两侧边共有四条凹槽(22)，分别是第一凹槽(23)、第二凹槽(24)、第三凹槽(25)和第四凹槽(26)，其中，第一凹槽(23)与第三凹槽(25)在同一水平面上，第二凹槽(24)与第四凹槽(26)在同一水平面上，第一凹槽(23)与第二凹槽(24)设置在调节轴(20)的同一侧，第三凹槽(25)与第四凹槽(26)设置在调节轴(20)的同一侧。

8.根据权利要求7所述的基于光催化的空气净化装置，其特征在于，所述第一凹槽(23)与第二凹槽(24)交错平行设置，第三凹槽(25)与第四凹槽(26)交错平行设置。

9.根据权利要求8所述的基于光催化的空气净化装置，其特征在于，所述半圆扇叶(7)直线边的两端分别设置有伸出板I(7-11)或伸出板II(7-22)，伸出板I(7-11)上安装有第一凸轴(71)，伸出板II(7-22)上安装有第二凸轴(72)，伸出板I(7-11)与伸出板II(7-22)在同一个扇叶(7)的径向上交错设置。

10.根据权利要求9所述的基于光催化的空气净化装置，其特征在于，所述凹槽(22)的底部为倾斜形状，凹槽(22)的倾斜底部由调节轴(20)的中间位置向两边由深至浅，凹槽(22)的底部设置有弹性片(30)，弹性片(30)固定安装在凹槽(22)中，弹性片(30)的表面与辊子(73)接触安装。

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