CN201340037Y - Led纳米光催化室内空气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种LED纳米光催化室内空气净化装置，包括进风口、箱体、抽风机、光催化担载体、激发光源、出风口，箱体自一侧顺次设置进风口、活性炭粗过滤、光源、光催化担载体、抽风机及出风口，其特征在于：所述激发光源是以LED为发光源制成的固态灯体。空气由箱体进风口进入，经由LED辐照光催化材料的降解、杀菌过程，而净化后的空气则在抽风机的作用下通过出风口排出。本实用新型采用的LED芯片作为激发光源，消除了含汞气体光源所产生的深紫外成分的人体的伤害，具有高效、节能、使用寿命长、集成密度强、光催化效率高及对人体无害的特殊效果，同时降低了该空气净化装置的制造成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空气净化装置，尤其涉及一种光催化的室内空气净化装置，属于环境净化领域。
背景技术
室内环境是指采用天然材料或人工材料围隔而成的小空间，是与外界大环境相对分隔而成的小环境，包括涉及工作、学习、娱乐、购物等各方面的办公室、学校教室、体育馆、医院、大型百货商店、候车大厅、写字楼和交通工具等相对封闭的各种场所。人的一生大约有70％～90％的时间是在室内度过的，因此，室内环境对人们的生活和工作质量以及公众的身体健康影响远远超过室外环境，因此如何杀灭室内空气中有害的有机污染物、细菌和除臭已经成为人们日益关切的问题。
自1972年Fujishma等人发现受辐射后的TiO2电极上能发生水的持续氧化还原反应以来，以TiO2为代表的半导体光催化材料引起了人们的广泛关注。通过在材料内部由吸收光激发电子，产生电子一空穴对(即光生载流子)，迅速迁移到材料表面，激活材料表面吸附氧和水分，产生活性氢氧自由基和超氧阴离子自由基，从而具有降解环境污染物和抑菌、杀菌的作用。传统光催化装置中多采用气体紫外光源，其存在的问题是体积大、能耗高、驱动电压高、光源利用率低、存在对人体有害的深紫外成分、使用寿命短，且装置不利于集成，实际应用颇多受限之处。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于：提供一种LED纳米光催化室内空气净化装置，以获得高效、紧凑、运行安全的室内空气净化。
为实现上述目的，其解决问题的技术方案是：
LED纳米光催化室内空气净化装置，包括进风口、箱体、抽风机、光催化担载体、激发光源、出风口，箱体自一侧顺次设置进风口、活性炭粗过滤、激发光源、光催化担载体、抽风机及出风口，其特征在于：所述激发光源是以LED为发光源制成的灯体。空气由箱体进风口进入，经由LED辐照光催化材料的降解、杀菌过程，而净化后的空气则在抽风机的作用下通过出风口排出。
进一步地，该室内空气净化装置的具体形状和大小，包括其构件里的激发光源数量和强度、纳米光催化材料的担载量、风阻及风机转速均根据实际应用场合和具体需求进行合理配置。
进一步地，所述激发光源为LED光源板，复数LED芯片以贴片形式通过芯片引线连接在基底上。
更进一步地，该LED芯片为由氮化物半导体发光二极管制成的发光芯片，其中心波长范围360～400nm，直流驱动电压为3～24V；且该基底由铝基片、铜薄片等制成，且对应各LED芯片贴设位置的下端设有通气孔。
进一步地，所述激发光源为LED侧发光光纤，该LED芯片通过光纤耦合器与侧发光光纤连接，增加光辐射面积。
更进一步地，该LED侧发光光纤采用包括平行排列及交织成网状的多组排列结构，从而使光源面积进一步扩大。
进一步地，该光催化担载体为高效玻纤滤纸、多孔透光陶瓷、泡沫陶瓷等形式，光催化材料担载于其上。
更进一步地，光催化材料为各种形貌晶型的纳米二氧化钛及其掺杂、复合材料。
本实用新型的设计于实际应用中，其具有的有益效果为：
采用的LED芯片作为激发光源，消除了含汞气体光源所产生的深紫外成分的人体的伤害，具有高效、节能、使用寿命长、集成密度强、光催化效率高及对人体无害的特殊效果，同时降低了该空气净化装置的制造成本。
附图说明
图1是本实用新型一优选实施例的室内空气净化装置图。
图2是本实用新型另一实施例的室内空气净化装置图。
图3是本实用新型空气净化装置对金黄色葡萄球菌进行杀菌测试前、后的抽样显微比较示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，该实施例的LED纳米光催化室内空气净化装置，包括进风口1、箱体、抽风机3、光催化担载体4、激发光源、出风口8，箱体2一侧设有进风口1，并由此开始顺次设置一活性炭粗过滤10、激发光源、光催化担载体4、抽风机3及出风口1。
其中，该激发光源为由LED侧发光光纤构成的灯体，该LED侧发光光纤为LED芯片7a通过光纤耦合器5a与侧发光光纤6a连接，增加了光辐射的面积。该LED芯片7a为由氮化物半导体发光二极管制成的发光芯片，其中心波长范围360～400nm，直流驱动电压为3～24V。
该光催化担载体4为高效玻纤滤纸，其上担载有各种形貌晶型的纳米二氧化钛及其掺杂、复合材料9。
根据实际应用场合和具体需求，LED侧发光光纤的数量和强度、纳米光催化材料的担载量、风阻及风机转速均根据实际应用场合和具体需求进行合理配置。在本例中，采用四根LED侧发光光纤平行排列的结构形式，对光催化担载体进行辐照。从而使得LED激发光源对光催化材料的辐照面积进一步增大，光催化效率大大提升。
含带病菌、有机污染物的大气被抽风机3从箱体2进风口1抽进，首先经过活性炭粗过滤10去除空气中颗粒及灰尘，然后经过高效玻纤滤纸4将细菌、有污染机物拦截，再利用LED侧发光光纤辐照担载在高效玻纤滤纸4上的光催化材料9将细菌和有污染机物彻底矿化，最后净化后的空气通过出风口8排出。
实施例二
如图2所示，该实施例的LED纳米光催化室内空气净化装置，其基本构成与实施例一大致雷同，故不再赘述，区别在于：其中的激发光源为由LED光源板构成的灯体，该LED光源板为由复数个LED芯片7b(本实施例中每一LED光源板包含14个LED芯片)通过贴片形式黏贴在基底5b上，并通过芯片引线11连接构成网状结构，且该LED光源板也可多个叠加并排配置(本实施例中采用了两块LED光源板)，增加了光辐射的强度。其中该LED芯片7b的参数属性与LED芯片7a相同，而该基底5b由铝基片、铜薄片等制成，且对应各LED芯片7b贴设位置的下端设有通气孔6b。
如图3所示，按照上述实施例的光催化净化处理过程，采用金黄色葡萄球菌13进行杀菌测试，杀菌率达99％；且甲醛12降解率可达98％以上。
由上述结构的详细介绍及测试结果可见，本实用新型LED纳米光催化室内空气净化装置，其具有体积、外形灵活多变性，可以广泛应用于许多领域及各种装置上。例如：独立的家用和车载空气净化器、作为附加装置用于中央空调系统的通风管道中或出风口，以及各种各样电器上对居室、医院、酒店、写字楼、学校、电影院等各类室内场所和密封空间及流经的污染空气进行杀菌除污。采用了LED芯片作为激发光源，消除了含汞气体光源所产生的深紫外成分的人体的伤害，具有高效、节能、使用寿命长、集成密度强、光催化效率高及对人体无害的特殊效果，同时降低了该空气净化装置的制造成本。
综上所述，本实用新型设计的结构、特点及应用效果均得到了详实的展现，但以上两实施例仅为了突出本创作实质选取，并非以此限制本专利所要求保护的范围，其还具有诸如网状排列LED侧发光光纤、基底形状及材质多样性(多孔透光陶瓷、泡沫陶瓷)等多样性的实施方式，故凡对上述实施例进行的简单修改或等效变换，能够实现本创作目的的设计方案，均应纳入本专利申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.LED纳米光催化室内空气净化装置，包括进风口、箱体、抽风机、光催化担载体、激发光源、出风口，箱体自一侧顺次设置进风口、活性炭粗过滤、激发光源、光催化担载体、抽风机及出风口，其特征在于：所述激发光源是以LED为发光源制成的固态灯体。
2.根据权利要求1所述的LED纳米光催化室内空气净化装置，其特征在于：所述激发光源为LED光源板，复数LED芯片以贴片形式通过芯片引线连接在基底上。
3.根据权利要求2所述的LED纳米光催化室内空气净化装置，其特征在于：所述LED芯片为由氮化物半导体发光二极管制成的发光芯片，其中心波长范围360～400nm，直流驱动电压为3～24V。
4.根据权利要求2所述的LED纳米光催化室内空气净化装置，其特征在于：所述基底由铝基片、铜薄片等制成，且对应各LED芯片贴设位置的下端设有通气孔。
5.根据权利要求1所述的LED纳米光催化室内空气净化装置，其特征在于：所述激发光源为LED侧发光光纤，LED芯片通过光纤耦合器与侧发光光纤连接。
6.根据权利要求5所述的LED纳米光催化室内空气净化装置，其特征在于：所述LED侧发光光纤采用包括平行排列及交织成网状的多组排列结构。
7.根据权利要求1所述的LED纳米光催化室内空气净化装置，其特征在于：所述光催化担载体为高效玻纤滤纸、多孔透光陶瓷等形式，光催化材料担载于其上。
8.根据权利要求7所述的LED纳米光催化室内空气净化装置，其特征在于：所述光催化材料为各种形貌晶型的纳米二氧化钛及其掺杂、复合材料。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SUZHOU INSTITUTE OF NANO-TECH AND NANO-BIONICS(SIN Free format text: FORMER OWNER: SUZHOU NANO TECHNIQUE + NANO BIONIC RESEARCH INST. Effective date: 20100908 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 215125 NO.398, RUOSHUI ROAD, GAOJIAO DISTRICT, DUSHUHU, INDUSTRIAL PARK, SUZHOU CITY, JIANGSU PROVINCE TO: 215123 NO.398, RUOSHUI ROAD, INDUSTRIAL PARK, SUZHOU CITY, JIANGSU PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20100908 Address after: 215123 Suzhou Industrial Park, Jiangsu, if waterway No. 398 Patentee after: Suzhou Institute of Nano-Tech and Bionics (SINANO), Chinese Academy of Sciences Address before: 215125 Jiangsu city of Suzhou province Dushu Lake Industrial Park No. 398 waterway if higher education Patentee before: Suzhou Nano Technique & Nano Bionic Research Inst. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091104 Termination date: 20141224 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |