CN114517997B - 空气净化装置、控制方法及其冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空气净化装置、控制方法及冰箱，所述空气净化装置包括：光催化装置，其包括基材和形成于所述基材外表面上的光催化材料层；紫外线光源，所述紫外线光源用于朝向所述光催化材料层照射紫外线；以及转动机构，所述光催化装置和所述紫外线光源的其中之一与所述转动机构连接；以及控制单元，所述控制单元与所述转动机构连接，所述控制单元控制所述转动机构使得所述光催化装置转动或者使得所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动。

Description

空气净化装置、控制方法及其冰箱

技术领域

本发明涉及一种空气净化设备，特别是涉及一种紫外线光源照射表面具有光催化材料以使空气净化的空气净化装置、净化控制方法及其冰箱。

背景技术

现有的具有杀菌、除异味功能的冰箱往往采用紫外光加光催化技术，通过紫外光照射在光催化材料上激发光催化产生大量自由基和活氧离子，从而实现杀菌和除味功能。

但是，传统光催化材料为TiO₂，使用时具有纯度低和氧化物易脱落两个主要缺陷，原因在于，光催化TiO₂粉体在做加工成涂层时，使用的分散剂、粘合剂包裹于TiO₂粉体表面，降低其反应效率；而随着光催化反应进行，释放的强氧自由基，不仅分解污染物，也分解用作粘合剂的涂层基底，因此随着使用，光催化图层会逐渐脱落，效率进一步降低。

另外，现有的空气净化装置中，光催化材料(TiO₂)涂层附着在基材的表面，而基材被固定设置空气净化装置内，其在使用过程中，一方面，光催化材料涂层只能局部表面接受紫外光，紫外光长时间照射下，导致光催化材料从基材脱落，导致光催化材料涂层光催化反应效率明显下降；另一面，光催化材料涂层的其它位置，由于长时间没有紫外光照射导致使用效率低下和浪费等情况。

有鉴于此，需要提出一种新的空气净化装置，提高光催化材料涂层的使用效率，提高净化效果。

发明内容

本发明提出一种空气净化装置、控制方法及其冰箱用于克服现有的空气净化装置中，光催化材料的利用效率低、容易脱落的问题。

本发明一实施例中提供一种空气净化装置，所述空气净化装置包括：光催化装置，其包括基材和形成于所述基材外表面上的光催化材料层；紫外线光源，所述紫外线光源用于朝向所述光催化材料层照射紫外线；以及转动机构，所述光催化装置和所述紫外线光源的其中之一与所述转动机构连接；以及控制单元，所述控制单元与所述转动机构连接，所述控制单元控制所述转动机构使得所述光催化装置转动或者使得所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动。

作为可选的技术方案，所述转动机构为转轴，所述光催化装置可转动的连接于所述转轴；或者，所述转动机构为旋转轨道，所述紫外线光源设置于所述旋转轨道中，所述旋转轨道带动所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动；或者，所述紫外线光源沿着所述旋转轨道中滑动，并绕着所述光催化装置转动。

作为可选的技术方案，所述光催化材料层整面覆盖所述基材的外表面，所述光催化材料层为TiO₂涂层或TiO₂复合石墨烯涂层。

作为可选的技术方案，还包括壳体和风扇，所述壳体包括入风口和出风口，所述风扇靠近所述入风口设置，所述风扇转动朝向所述光催化装置提供气流，所述气流朝向所述出风口流出。

作为可选的技术方案，还包括计时单元，所述计时单元记录所述紫外线光源的开启时间，所述控制单元获取所述开启时间，并判断所述开启时间达到预设时间，所述控制单元控制所述光催化装置转动第一角度或者控制所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动第一角度。

作为可选的技术方案，还包括离子浓度检测器，所述基材为多孔基材，所述离子浓度检测器设置于所述多孔基材的内部，用于检测所述紫外线光源照射所述光催化材料层后，所述光催化材料层经光催化反应产生的负离子的实时浓度；其中，所述控制单元获取所述负离子的实时浓度，并判断所述负离子的实时浓度是否处于预设浓度范围内，当所述负离子的实时浓度小于所述预设浓度范围，所述控制单元控制所述光催化装置转动或者控制所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动。

作为可选的技术方案，转动所述光催化装置或者转动所述紫外线光源后，当所述控制单元继续判断所述离子浓度检测器检测到负离子的实时浓度再次落入所述预设浓度范围时，所述控制单元控制所述光催化装置或者所述紫外线光源停止转动。

本发明还提供一种空气净化装置的控制方法，所述控制方法包括：

S401、获取所述空气净化装置中的紫外线光源的开启时间；

S402、判断所述开启时间等于所述预设时间；以及

S403、控制所述空气净化装置中的光催化装置或者所述紫外线光源转动第一角度。

本发明又提供一种空气净化装置的控制方法，所述控制方法包括：

S501、获取所述空气净化装置中的离子浓度传感器检测的负离子的实时浓度；

S502、判断所述负离子的实时浓度是否低于所述预设浓度范围；若低于所述预设浓度范围，则执行S503；

S503、控制所述空气净化装置中的光催化装置转动或者控制所述空气净化装置中的紫外线光源绕着所述光催化装置转动；

S504、所述光催化装置或者所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动后，返回执行S501和S502；若所述S502中判断所述负离子的实时浓度重新落入所述预设浓度范围，则执行S505；

S505、控制所述光催化装置或者所述紫外线光源停止转动。

本发明还另提供一种冰箱，所述冰箱包括空气净化装置，所述空气净化装置为如上所述的空气净化装置。

与现有技术相比，本发明提供的空气净化装置、控制方法及冰箱，通过转动紫外线光源或者光催化装置，增加光催化装置的光催化材料层的受光面，提升光催化材料层的利用率，另外，通过光催化装置的多孔基材内的负离子传感器监控空气中负离子浓度以控制紫外线光源或者光催化装置的转动，可使得空气净化装置的使用体验更佳。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例中的空气净化装置的示意图。

图2为本发明另一实施例中的空气净化装置的示意图。

图3为本发明又一实施例中的空气净化装置的示意图。

图4为本发明一实施例中的空气净化装置的控制方法的流程图。

图5为本发明另一实施例中的空气净化装置的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的目的之一在于提供一种空气净化装置，其包括光催化装置、紫外线光源、转动机构和控制单元，其中，光催化装置包括多孔基材和形成于多孔基材外表面上的光催化材料层；紫外线光源用于提供紫外线并照射至光催化材料层上，激发光催化反应，使其释放出负离子以对周边空气中异味、细菌进行分解，净化空气；光催化装置和紫外线光源的其中至一与转动机构连接；控制单元与转动机构连接，控制单元控制转动机构使得光催化装置转动或者使得紫外线光源绕着所述光催化装置转动。。

通过控制单元控制转动机构带动光催化装置转动或者控制紫外线光源绕着光催化装置转动，一方面，增加了光催化装置的受光面，能够显著提升光催化装置的利用率；另一方面，由于避免了紫外线光源长时间照射光催化装置的局部外表面，因此克服了光催化装置的局部外表面上光催化材料涂层容易脱落的问题。

如图1所示，本发明一实施例中提供的空气净化装置100，其包括光催化装置10、紫外线光源30、转动机构20和控制单元(未图示)，光催化装置10包括基材11和整面覆盖在基材11的外表面上的光催化材料涂层12；光催化装置10与转动机构20的转轴21连接；控制单元通过控制转轴21转动，带动光催化装置10转动，以使光催化材料涂层12的整个表面都可以接受到紫外线光源30发出的紫外线，进行光催化反应。

在一较佳的实施方式中，空气净化装置100还包括壳体50和风扇40，壳体50包括入风口51和出风口52，风扇40设置于壳体50的内腔中，且靠近入风口51设置，光催化装置10靠近出风口52设置，风扇40转动后，气流沿着图1中箭头所示的方向朝向出风口52出流动。

本实施例中，从风扇40从入风口51吸入的空气，产生气流，气流经过光催化装置10时，其携带的细菌和有机物会被光催化装置10外部的光催化材料涂层12产生的负离子自由基吸附和分解，实现净化，净化后的空气自出风口52流出。

本实施例中，紫外线光源30和光催化装置10分别设置于壳体50的内腔中，其中，紫外线光源39设置在光催化装置10和风扇40之间，位于气流的流出路径上。

另外，当空气净化装置100设置于冰箱(未图示)，其可设置于冰箱的风道中，较佳为于风道靠近冰箱内部间室的出风口处；其也可以设置于冰箱的间室内，作为独立的空气净化系统使用。

在本发明一较佳的实施方式中，光催化材料层12例如是TiO₂涂层或TiO₂复合石墨烯涂层，基材11例如是多孔基材，多孔基材可以提供气流流通的路径，当气流流经多孔基材时，其流量和流速不会出现降低。

如图1所示，空气净化装置100还包括离子浓度检测器60，其设置于多孔基材的内部，当气流流经多孔基材时，其可检测到气流中负离子的实时浓度，负离子是指，紫外线光源30照射光催化材料层12，经光催化反应产生的负离子。

控制单元与离子浓度检测器60电连接，即，离子浓度检测器60检测的负离子的实时浓度可传送到控制单元中，控制单元判断负离子的实时浓度是否位于预设浓度区间，若负离子的实时浓度处于预设浓度区间时，则说明被紫外线光源30照射的光催化材料层12的局部表面能够持续稳定的释放出负离子以净化空气；若负离子的实时浓度低于预设浓度区间的最小值时，则说明被紫外线光源30照射的光催化材料层12的局部表面不能够释放出足够浓度的负离子以净化空气，此时，控制单元输出控制信号至转动机构20，控制转动机构20中的转轴21转动，带动光催化装置10缓慢转动，使得光催化材料层12的其他表面被紫外线光源30照射。

进一步，随着转轴21的转动，紫外线光源30得以照射光催化材料层12的其他表面，此时，继续监控流经多孔基材的负离子浓度，当负离子浓度逐渐回升，并重新落入预设浓度区间时，此时，控制单元输出停止转动的控制信号至转动机构20，转轴21停止转动，光催化装置10也停止转动。

本实施例中，光催化装置10为圆柱结构，但不以此为限。如图2所示，空气净化装置200中，光催化装置210例如为长方体结构，长方体结构的基材211的多个外表面上涂覆光催化材料层212，通过转轴21转动，带动长方体结构的基材211的不同表面与紫外线光源30相对，提高光催化材料层212的利用率、使用寿命。

需要说明的是，在本发明其他实施里中光催化装置可以是任意形状，通过转动可使得任意形状的不同表面与紫外线光源相对。

在本发明一较佳的实施方式中，空气净化装置100还可以包括计时单元(未图示)，计时单元与紫外线光源30和控制单元分别电连接，当紫外线光源30启动后，计时单元开始记录紫外线光源30的开启时间，并将开启时间传递至控制单元，当控制单元判断紫外线光源30的开启时间达到预设时间时，控制单元输出控制信号至转动机构20，控制转动机构20的转轴21带动光催化装置10转动第一角度，以使光催化装置10的光催化材料涂层12的不同区域被紫外线光源30照射到，提高光催化材料层212的利用率、使用寿命。

需要说明的是，在本发明的其他实施方式中，空气净化装置例如同时包括离子浓度传感器和计时单元，其中，转动机构带动光催化装置(或者紫外线光源绕着光催化装置转动)的转动之前，控制单元的判断步骤例如包括：判断紫外线光源的开启时间是否到达预设时间；若到达预设时间，则继续判断离子浓度传感器检测的负离子的实时浓度是否低于预设浓度范围；若低于预设浓度范围，则控制转动机构带动光催化装置转动(或者紫外线光源绕着光催化装置转动)；继续监控负离子的实时浓度是否回升至预设浓度范围内，若回升至预设浓度范围，则控制停止转动光催化装置(或者紫外线光源)。

如图3所示，本发明又一实施例中还提供空气净化装置300，其与空气净化装置100相比区别在于，空气净化装置300包括光催化装置310、紫外线光源320和旋转轨道70，光催化装置310包括光催化材料层312和基材311，基材311优选为多孔基材；紫外线光源320设置于旋转轨道70中。

本实施例中，旋转轨道70转动带动紫外线光源320绕着光催化装置310转动，使得紫外线光源320提供的光线能够均匀照射到光催化材料层312的整个表面上，但不以此为限。

在另一实施例中，紫外线光源可沿着旋转轨道滑动，紫外线光源在旋转轨道上滑动，同时围绕着光催化装置转动，使得紫外线光源提供的光线同样能够均匀照射到光催化材料的整个表面上。此时，紫外线光源装配于驱动马达上，驱动马达装配于旋转轨道上，驱动马达驱动紫外线光源在旋转轨道上滑动。

如图1、图3所示，以光催化装置为圆柱结构为例，光催化装置或者紫外线光源的转动速率的计算公式为：

2π*R/T；

其中，光催化装置的使用寿命时间为T；圆柱形光催化装置的半径为R。此时，光催化装置或者紫外线光源的可以始终以此速度均匀转动，同样的可以实现光催化材料层的利用率、使用寿命的增加，同时还能克服光催化材料层脱落的问题。

本发明的另一目的在于提供空气净化装置的控制方法。

如图4所示，在本发明一实施例中，空气净化装置的控制方法400包括：

S401、获取所述空气净化装置中的紫外线光源的开启时间；

S402、判断所述开启时间等于所述预设时间；以及

S403、控制所述空气净化装置中的光催化装置或者所述紫外线光源转动第一角度。

如图5所示，在本发明另一实施例中，空气净化装置的控制方法500包括：

S501、获取所述空气净化装置中的离子浓度传感器检测的负离子的实时浓度；以及

S502、判断所述负离子的实时浓度是否低于所述预设浓度范围；若低于所述预设浓度范围，则执行S503；

S503、控制所述空气净化装置中的光催化装置转动或者控制所述空气净化装置中的紫外线光源绕着所述光催化装置转动；

S504、所述光催化装置或者所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动后，返回执行S501和S502；若所述S502中判断所述负离子的实时浓度重新落入所述预设浓度范围，则执行S505；

S505、控制所述光催化装置或者所述紫外线光源停止转动。

最后，本发明还提供一种冰箱，冰箱中设置上述空气净化装置100、200、300的其中任一，空气净化装置100、200、300的其中任一例如安装于冰箱的风道朝向各间室送风的出风口处，又或者，安装于冰箱的各间室中。

综上，本发明提供的空气净化装置、控制方法及冰箱，通过转动紫外线光源或者光催化装置，增加光催化装置的光催化材料层的受光面，提升光催化材料层的利用率，另外，通过光催化装置的多孔基材内的负离子传感器监控空气中负离子浓度以控制紫外线光源或者光催化装置的转动，可使得空气净化装置的使用体验更佳。

当然，本发明还可有其他多种实施例，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可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 (8)

1.一种空气净化装置，其特征在于，所述空气净化装置包括：

光催化装置，其包括基材和形成于所述基材外表面上的光催化材料层；

紫外线光源，所述紫外线光源用于朝向所述光催化材料层照射紫外线；以及

转动机构，所述光催化装置和所述紫外线光源的其中之一与所述转动机构连接；以及

控制单元，所述控制单元与所述转动机构连接，所述控制单元控制所述转动机构使得所述光催化装置转动或者使得所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动;

还包括离子浓度检测器，所述基材为多孔基材，所述离子浓度检测器设置于所述多孔基材的内部，用于检测所述紫外线光源照射所述光催化材料层后，所述光催化材料层经光催化反应产生的负离子的实时浓度；其中，所述控制单元获取所述负离子的实时浓度，并判断所述负离子的实时浓度是否处于预设浓度范围内，当所述负离子的实时浓度小于所述预设浓度范围，所述控制单元控制所述光催化装置转动或者控制所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动。

2.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述转动机构为转轴，所述光催化装置可转动的连接于所述转轴；或者，所述转动机构为旋转轨道，所述紫外线光源设置于所述旋转轨道中，所述旋转轨道带动所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动；或者，所述紫外线光源沿着所述旋转轨道中滑动，并绕着所述光催化装置转动。

3.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述光催化材料层整面覆盖所述基材的外表面，所述光催化材料层为TiO₂涂层或TiO₂复合石墨烯涂层。

4.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，还包括壳体和风扇，所述壳体包括入风口和出风口，所述风扇靠近所述入风口设置，所述风扇转动朝向所述光催化装置提供气流，所述气流朝向所述出风口流出。

5.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，还包括计时单元，所述计时单元记录所述紫外线光源的开启时间，所述控制单元获取所述开启时间，并判断所述开启时间达到预设时间，所述控制单元控制所述光催化装置转动第一角度或者控制所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动第一角度。

6.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，转动所述光催化装置或者转动所述紫外线光源后，当所述控制单元继续判断所述离子浓度检测器检测到负离子的实时浓度再次落入所述预设浓度范围时，所述控制单元控制所述光催化装置或者所述紫外线光源停止转动。

7.一种空气净化装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

S401、获取所述空气净化装置中的紫外线光源的开启时间；

S402、判断所述开启时间等于预设时间；以及

S403、控制所述空气净化装置中的光催化装置或者所述紫外线光源转动第一角度；

S501、获取所述空气净化装置中的离子浓度传感器检测的负离子的实时浓度；以及

S502、判断所述负离子的实时浓度是否低于预设浓度范围；若低于所述预设浓度范围，则执行S503；

S503、控制所述空气净化装置中的光催化装置转动或者控制所述空气净化装置中的紫外线光源绕着所述光催化装置转动；

S504、所述光催化装置或者所述紫外线光源绕着所述光催化装置转动后，返回执行S501和S502；若所述S502中判断所述负离子的实时浓度重新落入所述预设浓度范围，则执行S505；

S505、控制所述光催化装置或者所述紫外线光源停止转动。

8.一种冰箱，所述冰箱包括空气净化装置，其特征在于，所述空气净化装置为如权利要求1-6中任意一项所述的空气净化装置。