CN114314746A - 一种uvc-led紫外消毒灭菌器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种UVC‑LED紫外消毒灭菌器，包括：前置过滤器分别设有进水端和出水端，出水端与透光导流弯头的前端口连接，透光导流弯头的后端口为消毒后出口；透光导流弯头的弯曲部位为透光管壁；UVC‑LED紫外芯片封装模组连接设置在透光导流弯头弯曲部位的透光管壁处，该UVC‑LED紫外芯片封装模组的紫外光输出端与透光导流弯头弯曲部位的透光管壁对应，能对透光导流弯头内的流体进行紫外辐照消毒灭菌；电源，与UVC‑LED紫外芯片封装模组的供电端子电气连接。该紫外消毒灭菌器较传统紫外汞灯消毒器具有体积小、环保无毒、能耗低、使用寿命长的突出优势。

Description

一种UVC-LED紫外消毒灭菌器

技术领域

本发明涉及消毒处理领域，尤其涉及一种UVC-LED紫外消毒灭菌器。

背景技术

目前常用的消毒方式包括：氯气消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒和紫外消毒。其中氯气消毒由于会导致消毒副产物和致癌物质，使用逐渐减少；二氧化氯消毒虽较氯气消毒安全性较好，但制备过程和设备较为复杂，并且有一定的危险性；臭氧消毒的消毒效果好，但成本高，没有持续消毒作用。

紫外消毒是通过紫外线照射微生物，引发光化学反应，破坏微生物遗传物质的化学键并使其灭活。紫外灭菌消毒速度快，相对化学消毒更加安全。

传统紫外光通过汞灯电离激发产生，耗电量较大，寿命短，构造复杂，且会导致汞的二次污染，随着相关规定的要求，将取消汞灯的生产和进口，传统紫外消毒产品亟需代替产品。

UVC-LED是采用半导体工艺来产生UVC紫外线的发光二极管。与传统的汞灯相比具有如下有点：紫外线波长可调、使用寿命长、无汞无毒更加健康、体积小、能耗低、可快速启停。但目前采用UVC-LED的紫外消毒灭菌器，不对UVC-LED进行封装处理，UVC-LED灯珠垂直照射水流，紫外光与水流中细菌接触时间短、且紫外光散射情况严重，杀菌率不能的得有效的保证。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供了一种UVC-LED紫外消毒灭菌器，其体积小、能耗低，能方便的应用于饮用水净化器或空气净化器中，对内部流体进行高效消毒杀菌，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种UVC-LED紫外消毒灭菌器，包括：

前置过滤器、透光导流弯头、UVC-LED紫外芯片封装模组和电源；其中，

所述前置过滤器分别设有进水端和出水端，所述出水端与所述透光导流弯头的前端口连接，所述透光导流弯头的后端口为消毒后出口；

所述透光导流弯头的弯曲部位为透光管壁；

所述UVC-LED紫外芯片封装模组连接设置在所述透光导流弯头弯曲部位的透光管壁处，该UVC-LED紫外芯片封装模组的紫外光输出端与所述透光导流弯头弯曲部位的透光管壁对应，能对所述透光导流弯头内的流体进行紫外辐照消毒灭菌；

所述电源，与所述UVC-LED紫外芯片封装模组的供电端子电气连接。

与现有技术相比，本发明所提供的UVC-LED紫外消毒灭菌器，其有益效果包括：

通过采用弯曲部位为透光管壁的透光导流弯头，在透光管壁处设置UVC-LED紫外芯片封装模组，进而能在透光导流弯头内有流通流动时，由UVC-LED紫外芯片封装模组对透光导流弯头内的流体进行紫外辐照消毒灭菌，由于UVC-LED平行照射水流，解决了紫外光散射、紫外光与水流中细菌接触时间短的问题，该紫外消毒灭菌器结构相对简单，能以较小体积和能耗，达到较好的紫外消毒杀菌效果，尤其适用于饮用水净化器、空气净化消毒器中。

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光伏供电UVC-LED紫外消毒灭菌器的构成示意图；

图中：1-UVC-LED紫外芯片封装模组；2-导流弯头；3-前置过滤器；4-电源；5-透光管壁；6-UVC-LED芯片；7-电路板；8-基板；9-不锈钢封盖；10-管形机壳；11-连接管段。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，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，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：

术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。

术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。

术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。

除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

当浓度、温度、压力、尺寸或者其它参数以数值范围形式表示时，该数值范围应被理解为具体公开了该数值范围内任何上限值、下限值、优选值的配对所形成的所有范围，而不论该范围是否被明确记载；例如，如果记载了数值范围“2～8”时，那么该数值范围应被解释为包括“2～7”、“2～6”、“5～7”、“3～4和6～7”、“3～5和7”、“2和5～7”等范围。除另有说明外，本文中记载的数值范围既包括其端值也包括在该数值范围内的所有整数和分数。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。

下面对本发明所提供的UVC-LED紫外消毒灭菌器进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

如图1所示，本发明实施例提供一种UVC-LED紫外消毒灭菌器，包括：

前置过滤器、透光导流弯头、UVC-LED紫外芯片封装模组和电源；其中，

所述前置过滤器分别设有进水端和出水端，所述出水端与所述透光导流弯头的前端口连接，所述透光导流弯头的后端口为消毒后出口；

所述透光导流弯头的弯曲部位为透光管壁；

所述UVC-LED紫外芯片封装模组连接设置在所述透光导流弯头弯曲部位的透光管壁处，该UVC-LED紫外芯片封装模组的紫外光输出端与所述透光导流弯头弯曲部位的透光管壁对应，能对所述透光导流弯头内的流体进行紫外辐照消毒灭菌；

所述电源，与所述UVC-LED紫外芯片封装模组的供电端子电气连接。

上述紫外消毒灭菌器中，所述UVC-LED紫外芯片封装模组包括：

管形机壳、不锈钢封盖、基板、电路板和UVC-LED芯片；其中，

所述管形机壳的底部开口上设置所述不锈钢封盖；

所述管形机壳内设置所述基板；

所述电路板设置在所述机壳内的基板上，所述机壳的顶部开口连接于所述导流弯头弯曲部位的透光管壁处；

所述UVC-LED芯片焊接在所述电路板上，该UVC-LED芯片的紫外光输出端朝向所述机壳的顶部开口；

所述电路板上的供电端子与所述电源电气连接。

上述UVC-LED紫外芯片封装模组还包括：控制芯片，焊接在电路板上，与所述UVC-LED芯片电气连接，能通过运行的控制软件与智能手机的APP通信连接，对UVC-LED芯片的状态进行对应的控制。

上述结构的UVC-LED紫外芯片封装模组通过设置不锈钢封盖，即方便稳定放置各部件，也便于拆装内部部件，方便后续维护。

上述紫外消毒灭菌器中，所述UVC-LED芯片与所述透光管壁之间的筒体外壳内填充氮气形成UVC-LED灯珠。避免了传统采用硅胶封装而导致的透光率低、功率损失大和散热性差的问题。

优选的，所述UVC-LED芯片的波长为275到285nm，光功率为150mW。

上述紫外消毒灭菌器中，所述透光导流弯头弯曲部部位的透光管壁处于所述弯曲部位的外弧面；这种流线型透光管壁水力条件好，不容易沉积水中的杂质，能保证辐照效果；

所述透光管壁处的所述弯曲部位处设有具有连接所述UVC-LED紫外芯片封装模组的连接管段。优选的，连接管段设有内螺纹，而管形机壳设有外螺纹，能通过螺纹连接方式，方便的将UVC-LED紫外芯片封装模组连接在所述透光导流弯头弯曲部位的透光管壁处，也方便后续部件故障维修。

上述紫外消毒灭菌器中，所述电源的供电功率为6W。

上述紫外消毒灭菌器中，所述电源采用太阳能光伏电源和蓄电池电源，

或者，蓄电池电源和市电电源，

或者，市电电源。

优选采用太阳能光伏电源，能实现节能降耗。

优选的，上述紫外消毒灭菌器中，前置过滤器与透光导流弯头的进、出口均采用能与快速接头快速连接的接口。

综上可见，本发明实施例的紫外消毒灭菌器，通过采用弯曲部位为透光管壁的透光导流弯头，配合在此处设置的UVC-LED紫外芯片封装模组，能对弯头内的连通进行紫外辐照消毒杀菌，由于采用波长在200nm至280nm的UVC紫外光，相比其他波长的紫外光杀菌效果更好。该紫外消毒灭菌器能在较小体积和较低功耗下，达到较好的紫外杀菌效果。

为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的UVC-LED紫外消毒灭菌器进行详细描述。

实施例

如图1所示，本发明实施例提供一种UVC-LED紫外消毒灭菌器，具有消毒杀菌效果好、能耗低、体积小、结构简单、寿命长、无毒环保的特点，能解决现有汞灯紫外消毒的缺陷，该UVC-LED紫外消毒灭菌器包括：

电源、前置过滤器、透光导流弯头和UVC-LED紫外芯片封装模组；其中，

前置过滤器与透光导流弯头依次连接；

透光导流弯头的弯曲部位为透光管壁，UVC-LED紫外芯片封装模组连接设置于该弯曲部位的透光管壁处，该UVC-LED紫外芯片封装模组的紫外光输出端与透光管壁位置对应，能对透光管壁内流过的流体进行紫外辐照消毒杀菌；

电源，与UVC-LED紫外芯片封装模组的供电端子电气连接，为UVC-LED紫外芯片封装模组供电。优选的，电源采用太阳能光伏电源，充分利用太阳能，达到节能降耗的目的。

上述的UVC-LED紫外芯片封装模组由筒体外壳、UVC-LED芯片、PUB电路板、基板和不锈钢封盖构成。

所述的UVC-LED紫外芯片封装模组，在透光管壁与UVC-LED芯片之间的筒体外壳内填充氮气形成UVC-LED灯珠，避免了传统采用硅胶封装而导致的透光率低、功率损失大和散热性差的问题。且透光管壁为流线型，水力条件好，不容易沉积水中的杂质。

进一步的，所述的UVC-LED芯片波长为275到285nm，光功率为150mW，数量根据需要消毒的水量进行调整。

进一步的，所述的电路板上设置控制芯片、数据接口和带TYPE-C接口的电源模块，控制芯片可以根据相应手机APP设定控制UVC-LED芯片上的UVC-LED灯珠开启时间，形成UVC-LED灯珠交替开启的工作模式，并将UVC-LED灯珠工作数据传出，实现UVC-LED灯珠工作状态的监控，并在UVC-LED灯珠达到使用寿命时发出更换提示；电源模块可通过TYPE-C接口，太阳能光伏电源或其他电源，从而为UVC-LED紫外芯片封装模组供电。

进一步的，所述的透光导流弯头，通过防水内螺纹可实现与UVC-LED紫外芯片封装模组的连接。透光导流弯头通过内置螺纹与快速接头连接，快速接头连接外部出水管线；透光导流弯头通过内置螺纹和前置过滤器进行连接。采用透光导流弯头作为UVC-LED紫外芯片封装模组的基座，可实现装置的快速便捷连接，同时水力条件好，水头损失小，对水处理系统影响较小。

进一步的，通过设置前置过滤器能防止水中杂质沉积，前置过滤器通过内置螺纹与快速接头连接，快速接头连接外部进水管线，该过滤器可拆卸清理，前置过滤器也可用处理系统原有的内置过滤器替代。设置前置过滤器保护了UVC-LED芯片不受流体中悬浮物遮盖，从而提高了消毒灭菌效率。

进一步的，所述的太阳能光伏电源，采用光伏板和储能电源(即蓄电池电源)为UVC-LED紫外模组提供电源，供电功率为6W。当有其他供电方式(如便携电源)时，太阳能光伏电源可取消。可采用通用TYPE-C供电或外接太阳能光伏电源供电，电源供给方便易得，具有较高的便携性和灵活性，可在各种消毒场景中使用。

本发明的UVC-LED紫外消毒灭菌器可安装在饮用水净化器中，为家庭，单位，公共场所提供饮用水消毒服务；也可安装在分散式污水处理装置，对处理尾水进行消毒，从而使出水达到回用水水质要求。

也可安装在空气净化消毒器中，为医院病房，幼儿园、中小学教室，病患家庭以及各种易于传播细菌病毒的空间场所提供空气消毒服务；

特别的，由于其体积小、方便携带、耗能低、可利用太阳能供电的特点，还可以应用在户外旅游、救灾抢险、军事活动等场景下的饮用水消毒。

以采用在某灾后紧急供水消毒场景的应用为例。对本发明的UVC-LED紫外消毒灭菌器的使用过程进行说明，包括：

1)安装：

首先将透光导流弯头2与前置过滤器3(过滤器视进水浊度情况选择是否安装，进水浊度低于10个NTU时无需安装)通过内置螺纹连接。

进水管与前置过滤器3通过快速接头连接。

出水管与透光导流弯头2通过快速接头连接。

UVC-LED紫外芯片封装模组1与透光导流弯头2通过连接管段的内置螺纹连接。

将太阳能光伏电源的电源线接至UVC-LED紫外芯片封装模组1上的TYPE-C电源就接口上(采用通用接口，方便使用各种便携电源为UVC-LED紫外芯片封装模组供电)。

2)消毒运行：

紧急供水通过管道首先进入前置过滤器3，前置过滤器将水中含有的杂质进行过滤，防止其沉积在透光管壁5上，影响消毒效果。

通过前置过滤器3后，紧急供水进入透光导流弯头2，接受UVC-LED紫外芯片封装模组1发出的紫外光线照射。水中的致病菌和有害微生物在紫外线的照射下，遗传物质发生变性，从而杀灭水中治病细菌和有害微生物。

经过紫外照射后紧急供水通过透光导流弯头2进入出水管，向用户提供安全可靠的饮用水。

UVC-LED紫外芯片封装模组1内置的UVC-LED芯片可实现UVC-LED芯片6工作状态的检测，记录工作时长，一旦UVC-LED芯片6发生故障或使用寿命到期，可通过电路板上控制芯片运行的控制软件关联的手机APP提示用户更换UVC-LED芯片6。另外，UVC-LED紫外芯片封装模组1可以根据进水流量控制UVC-LED芯片6的开启数量，用户可在手机APP中采用推荐方案，或选择手动点亮或关闭UVC-LED芯片6。根据UVC-LED芯片6可快速关闭起动的特点，UVC-LED紫外芯片封装模组1内置的芯片可实现不同UVC-LED芯片6的交替工作模式，从而延长整个模组的工作寿命。

3)清理过滤器：

当紧急供水比较浑浊时，运行一段时间需要清理前置过滤器3，将前置过滤器3的过滤网取下，清理后再次安装。

4)更换UVC-LED紫外芯片封装模组：

当UVC-LED紫外芯片封装模组1出现故障或UVC-LED芯片6使用寿命到期后，手机APP将提示用户更换；关闭进水管进水阀门，旋开UVC-LED紫外芯片封装模组1，从透光导流弯头2中取出UVC-LED紫外芯片封装模组1，打开不锈钢封盖9，更换相应部件。

本实施例的前置过滤器、UVC-LED紫外芯片封装模组和透光导流弯头均采用不锈钢材质，保证流体不受污染。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种UVC-LED紫外消毒灭菌器，其特征在于，包括：

前置过滤器、透光导流弯头、UVC-LED紫外芯片封装模组和电源；其中，

所述前置过滤器分别设有进水端和出水端，所述出水端与所述透光导流弯头的前端口连接，所述透光导流弯头的后端口为消毒后出口；

所述透光导流弯头的弯曲部位为透光管壁；

所述UVC-LED紫外芯片封装模组连接设置在所述透光导流弯头弯曲部位的透光管壁处，该UVC-LED紫外芯片封装模组的紫外光输出端与所述透光导流弯头弯曲部位的透光管壁对应，能对所述透光导流弯头内的流体进行紫外辐照消毒灭菌；

所述电源，与所述UVC-LED紫外芯片封装模组的供电端子电气连接。

2.根据权利要求1所述的UVC-LED紫外消毒灭菌器，其特征在于，所述UVC-LED紫外芯片封装模组包括：

管形机壳、不锈钢封盖、基板、电路板和UVC-LED芯片；其中，

所述管形机壳的底部开口上设置所述不锈钢封盖；

所述管形机壳内设置所述基板；

所述电路板设置在所述机壳内的基板上，所述机壳的顶部开口连接于所述透光导流弯头弯曲部位的透光管壁处；

所述UVC-LED芯片焊接在所述电路板上，该UVC-LED芯片的紫外光输出端朝向所述机壳的顶部开口；

所述电路板上的供电端子与所述电源电气连接。

3.根据权利要求2所述的UVC-LED紫外消毒灭菌器，其特征在于，所述UVC-LED紫外芯片封装模组还包括：控制芯片，焊接在电路板上，与所述UVC-LED芯片电气连接，能与智能手机通信连接，对所述UVC-LED芯片的状态进行对应的控制。

4.根据权利要求2所述的UVC-LED紫外消毒灭菌器，其特征在于，所述UVC-LED芯片与所述透光管壁之间的筒体外壳内填充氮气形成UVC-LED灯珠。

5.根据权利要求2所述的UVC-LED紫外消毒灭菌器，其特征在于，所述UVC-LED芯片的波长为275到285nm，光功率为150mW。

6.根据权利要求1所述的UVC-LED紫外消毒灭菌器，其特征在于，所述透光导流弯头弯曲部部位的透光管壁处于所述弯曲部位的外弧面；

所述透光管壁处的所述弯曲部位处设有具有连接所述UVC-LED紫外芯片封装模组的连接管段。

7.根据权利要求1至6任一项所述的UVC-LED紫外消毒灭菌器，其特征在于，所述电源的供电功率为6W。

8.根据权利要求1至6任一项所述的UVC-LED紫外消毒灭菌器，其特征在于，所述电源采用太阳能光伏电源和蓄电池电源，

或者，蓄电池电源和市电电源，

或者，市电电源。

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