CN207815524U - 一种具有除臭氧功能的空气净化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气净化器领域，具体地，涉及一种具有除臭氧功能的空气净化器。本实用新型具有除臭氧功能的空气净化器，包括机壳，还包括设置在机壳内、沿风向由下至上依次设置的静电除尘模块、臭氧催化模块和光催化模块。本实用新型采用静电除尘模块+臭氧催化模块+光催化模块的全面净化结构，同时除去空气的颗粒污染物、臭氧、甲醛及挥发性有机污染物、细菌及病毒等，并且该空气净化器中的各模块不需要更换，只需要定期用水清洗，可以重复多次使用。

Description

一种具有除臭氧功能的空气净化器

技术领域

本实用新型涉及空气净化器领域，具体地，涉及一种具有除臭氧功能的空气净化器。

背景技术

空气净化器主要应用在家庭及办公环境内，过滤并除去空气中易扩散的污染物，主要包括有害的化学污染物，如甲醛、苯等；有体积的固体有害物质，如人们常说的PM2.5、悬浮颗粒物等；以及引起传染性疾病的细菌、病毒等。绝大多数空气净化器实际上只能实现单一功能，而不是复合功能，大多是去除空气中有体积的悬浮颗粒物，而不能除去空气中的有机污染物、细菌及病毒等。

目前市售的空气净化器主要是采用“过滤+吸附”的方式对空气进行净化。过滤由初效过滤、HEAP过滤、静电除尘等方式中的一种或几种组成；而吸附主要由活性炭吸附、改性的活性炭吸附或分子筛吸附等中的一种或几种组成。“过滤+吸附”的设计目的在于通过多层“过滤+吸附”结构，尽可能地除去空气中的有害物质，但是这种设计存在如下问题：1)对于过滤方式，只是除去了空气中的悬浮颗粒，对挥发性有机污染物和细菌等并无明显净化作用，并且通过静电除尘技术又产生少量的臭氧，臭氧的浓度控制不当，会引起人们的健康问题；2)使用活性炭、碳纤维、硅胶、氧化铝分子筛等为基础的吸附方式，几种吸附材料的吸附能力是有限的，在活性炭、碳纤维、硅胶、氧化铝分子筛等的吸附能力在达到饱和时，不能进一步吸收空气中的有害气体；另外活性炭、改性活性炭、硅胶、氧化铝分子筛在饱和后的处理，又会对空气造成二次污染；3)臭氧是看不见的健康杀手，其主要来源为室外的光化学烟雾，还有室内的电视机、复印机、激光印刷机、负离子发生器、电子消毒柜等在使用过程中产生的臭氧。臭氧是室内空气中最常见的一种氧化型污染物，把室内环境中的臭氧除掉也是保证室内空气质量的因素；4)虽然一些空气净化器使用了光催化降解室内空气中的甲醛及其它的有机挥发性气体，但是光催化剂仅负载于铝蜂窝、金属网、多孔陶瓷、多孔玻璃或净化器的内壁上，因为这些基体材料的比表面小，导致负载在这些材料上的光催化剂有效活性中心少，对空气中的甲醛及其它挥发性气体的降解、空气中细菌、病毒、异味的消解效率低下；同时绝大多数空气净化器中即使使用了光催化降解室内的有害气体，有些时候仅仅使用一颗或二颗紫外灯珠来激发光催化材料，不可能真正起到降解室内有机物的作用，而净化空气还应该是一个保持长期有效的过程。

室内空气污染物包括PM2.5等颗粒污染物、甲醛等有机污染物、臭氧强氧化性污染物以及细菌、病毒等四类空气污染物，同时除去这四类污染物才是真正解决室内环境问题的关键。有鉴于此，设计和制造一种能全方位解决空气质量的空气净化器势在必行。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种具有除臭氧功能的空气净化器。

具体地，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型的具有除臭氧功能的空气净化器，包括机壳1，还包括设置在机壳内、沿风向由下至上依次设置的静电除尘模块3、臭氧催化模块4和光催化模块5。

根据本实用新型所述的空气净化器，其中，所述静电除尘模块3采用PP材质，利用高压直流电场使空气中的气体分子电离。

根据本实用新型所述的空气净化器，其中，所述臭氧催化模块4内含有泡沫镍过滤网，所述泡沫镍过滤网表面涂覆有锰-钴-铁三元催化剂。

根据本实用新型所述的空气净化器，其中，所述光催化模块5包括泡沫镍基光催化材料51、紫外灯珠52及若干紫外灯电路板53；

所述泡沫镍基光催化材料51垂直于风向设置并通过边框固定，所述泡沫镍基光催化材料51上附着有纳米二氧化钛催化剂；

所述若干紫外灯电路板53平行于泡沫镍基光催化材料51均匀设置，且与泡沫镍基光催化材料51保持3～7cm的距离；每个紫外灯电路板53上设置若干紫外灯珠 52。

根据本实用新型所述的空气净化器，其中，所述紫外灯珠52为波段370～385nm 的LED紫外灯。

根据本实用新型所述的空气净化器，其中，在所述机壳1的外壁下部、静电除尘模块3的前端均匀设置若干进风口2，在机壳1的外壁上部、光催化模块5的后端设置均匀设置若干出风口7。

根据本实用新型所述的空气净化器，其中，所述空气净化器还包括控制系统位于在空气净化器顶部的盖板上，所述控制系统包括镇流器8、控制器9、空气净化器中温度传感器10、湿度传感器11、颗粒传感器12、VOCs气体传感器13、甲醛电化学传感器14以及臭氧传感器15；

镇流器8串联于控制器9，温度传感器10、湿度传感器11、颗粒传感器12、VOCs 气体传感器13、甲醛电化学传感器14以及臭氧传感器15并联于控制器9。

根据本实用新型所述的空气净化器，其中可选择的，所述臭氧催化模块4与光催化模块5位置可以互换。

本实用新型采用静电除尘模块+臭氧催化模块+光催化模块的全面净化结构，同时除去空气的颗粒污染物、臭氧、甲醛及挥发性有机污染物、细菌及病毒等，并且该空气净化器中的各模块不需要更换，只需要定期用水清洗，可以重复多次使用。

本实用新型的优点和有益效果具体如下：

第一、该空气净化器具有三层结构，就可以将空气中的大颗粒污染物、PM2.5、甲醛及挥发性有机气体除去；并且同时除去异味、杀死细菌和病毒等；此外，还可以将空气中的臭氧除去；

第二、该空气净化器空气在净化器内部流动通畅，能够提高风机的效率；

第三、该空气净化器由于方形的各种模块，使得过滤结构紧凑；

第四、该空气净化器中的不同模块均不需要更换，只需要在一定时间内进行清洗即可，方便拆卸清洗；

第五、该空气净化器是真正的空气净化器，由于使用了比表面积大的泡沫镍，使除臭氧能力和除其他各种污染物的能力强。

附图说明

图1是本实用新型的具有除臭氧功能的空气净化器的结构示意图。

图2是本实用新型的光催化模块示意图。

图3是本实用新型的控制系统示意图。

附图标记

1、外壳，2、进风口，3、静电除尘模块，4、臭氧催化模块，5、光催化模块， 6、风机，7、出风口，8、镇流器，9、控制器，10、温度传感器，11、湿度传感器，12、颗粒传感器，13、VOCs气体传感器，14、甲醛电化学传感器，15、臭氧传感器， 51、泡沫镍基光催化材料，52、紫外灯珠，53、紫外灯电路板。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细地说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的具有除臭氧功能的空气净化器，包括机壳1，包括设置在机壳内、沿风向由下至上依次设置的静电除尘模块3、臭氧催化模块4和光催化模块5。在所述机壳1的外壁下部、静电除尘模块3的前端均匀设置若干进风口2，在机壳1的外壁上部、光催化模块5的后端设置均匀设置若干出风口7。

作为优选，本实用新型采用了方形的外壳以及方形的各级过滤模块。

进风口与出风口可以为圆形、方形、菱形、六边形等。这样设计的目的在于，要有大的进风量和出风量，使空气能够在通路上更好地流动。

作为选择的，在机壳内部光催化模块5的后端与出风口7之间设置风机6。当空净化器启动时，通过风机6定向驱动空气在一定的通路上流动。

静电除尘模块3采用PP材质，利用高压直流电场使空气中的气体分子电离，产生电子和离子。电子和离子在移动过程中与PM2.5及其它尘埃碰到，然后被收集。

从空气净化器的进风口2进入到空气净化模块内，首先进入静电除尘模块3，通过静电除尘模块把空气中直径为0.3微米(头发直径的1/200)以上的微粒除去，是控制PM2.5的最有效的途径，也就把烟雾、灰尘以及细菌等污染物传播的过滤媒介消解掉；静电除尘的材质是PP，通过高压放电产生粒子，然后把空气中的霾吸附掉；静电除尘模块一般通过水进行清洗，并且清洗后不影响以后的使用，是终身不用更换的模块。

空气从静电除尘模块3进入到臭氧催化模块4，所述臭氧催化模块4内含有泡沫镍过滤网，所述泡沫镍过滤网表面涂覆有锰-钴-铁三元催化剂。

通过臭氧催化模块4可以把空气中的臭氧以及静电除尘产生的微量臭氧通过臭氧催化过滤网上的活性成分将臭氧转化成新鲜的氧气。本实用新型将锰-钴-铁的三元氧化物催化剂涂覆到泡沫镍过滤网上，使其在泡沫镍的表面上形成均匀的氧化物涂层，可以与通过的空气中的臭氧接触，将其分解成氧气。使用泡沫镍过滤网做为臭氧催化剂的载体，在于其具有较大的比表面积，并且空气通过时风阻小。大的比表面积，使其降解臭氧的效率高；风阻小，使其噪音小，能安静运转。臭氧催化过滤网，是可以长期使用的。

空气从臭氧催化模块4进入光催化模块5，通过光催化模块5可以将空气中的甲醛、挥发性有机物、异味等分解掉，同时也可将通过的病毒、细菌等杀死，避免了传染性的扩散。本实用新型中臭氧催化模块4与光催化模块5在空气净化器中的位置可以互换，而不影响使用的效果。

光催化模块5的平面示意图见图2，所述光催化模块5包括泡沫镍基光催化材料51、紫外灯珠52及若干紫外灯电路板53；所述泡沫镍基光催化材料51垂直于风向设置并通过边框固定，所述泡沫镍基光催化材料51上附着有纳米二氧化钛催化剂。所述若干紫外灯电路板53平行于泡沫镍过滤网51均匀设置，且与泡沫镍基光催化材料51保持3～7cm的距离；每个紫外灯电路板53上设置若干紫外灯珠52。所述紫外灯珠52为波段370～385nm的LED紫外灯。

本实用新型中的紫外灯电路板的长度和数量与光催化模块的尺寸有很大的关系。通常情况下，电路板上的紫外灯珠之间的距离在6～10cm之间，相邻平行电路板中心之间的距离也在6～10cm之间，因为灯珠的发散角之间的距离约为5cm。

本实用新型中光催化采用370～385nm的LED紫外灯珠，光催化剂在紫外光的照射下，激发价带上的电子(e^-)跃迁到导带，在价带上产生相应的空穴(h⁺)，生成具有极强氧化作用的超氧负离子和羟基自由基，将空气中的甲醛、挥发性有机物氧化分解成无害的CO₂和H₂O，达到净化空气中有机物的目的；同时，在紫外光的照射下，也可将空气中的细菌、病毒杀死，有效防止各种细菌、病毒、微生物滋生；此外，还具有除异味功能。光催化过滤网产生的羟基自由基能对甲醛、挥发腥性有机物、异味、细菌病毒等主动出击，而本身不发生变化，具有长期活性。

该波段370～385nm的紫外光在发生光催化反应时，不会产生臭氧；同时LED 紫外灯珠与目前光催化反应使用的汞灯相比，是不会对人体和环境造成危害的。该 LED紫外灯珠电路板分布着紫外灯珠，紫外灯珠由多种不同排列组合方式构成，达到最优化利用，使得紫外灯珠能照射到光催化过滤网每一个部分。

本实用新型采用以纳米二氧化钛光催化剂为原料，使光催化以最大比表面积均匀附着在泡沫镍过滤网上。光催化剂的性能与受光面积相关，所以光催化剂的发展方向是多孔型的，并且需要将多孔型的光催化剂负载到大比表面积的载体上，而目前大多数商用的光催化剂采用光催化活性材料负载到铝蜂窝、金属网、多孔陶瓷等载体上，由于载体的比表面积小，负载量比较少，光催化效果差；而本实用新型则是利用独有专利技术的二氧化钛技术负载到泡沫镍上，该泡沫镍光催化材料，具有较大的比表面积和较小的风阻，适合应用于空气净化器。

本实用新型的空气净化器还包括控制系统。所述控制系统在空气净化器顶部的盖板上，其控制系统如图3所示。其中，所述控制系统包括镇流器8、控制器9、空气净化器中温度传感器10、湿度传感器11、颗粒传感器12、VOCs气体传感器13、甲醛电化学传感器14以及臭氧传感器15；镇流器8串联于控制器9，温度传感器10、湿度传感器11、颗粒传感器12、VOCs气体传感器13、甲醛电化学传感器14以及臭氧传感器15并联于控制器9。

控制系统首先通过镇流器8激将交流电转化为直流电，然后传输到空气净化器的控制器9，控制器9通过其内部的设置，控制空气净化器中温度传感器10、湿度传感器11、颗粒传感器12、VOCs气体传感器13、甲醛电化学传感器14以及臭氧传感器15。

空气净化器的控制系统采用PLC单片机控制，具有按键调解参数、多路信号采集自动检测等功能。控制系统具有工作稳定、操作简单的特点。

当然，本实用新型还可以有多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型的公开做出各种相应的改变和变型，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有除臭氧功能的空气净化器，包括机壳(1)，其特征在于，所述空气净化器还包括设置在机壳内、沿风向由下至上依次设置的静电除尘模块(3)、臭氧催化模块(4)和光催化模块(5)。

2.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于，所述静电除尘模块(3)采用PP材质，利用高压直流电场使空气中的气体分子电离。

3.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于，所述臭氧催化模块(4)内含有泡沫镍过滤网，所述泡沫镍过滤网表面涂覆有锰-钴-铁三元催化剂。

4.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于，所述光催化模块(5)包括泡沫镍基光催化材料(51)、紫外灯珠(52)及若干紫外灯电路板(53)；

所述泡沫镍基光催化材料(51)垂直于风向设置并通过边框固定，所述泡沫镍基光催化材料(51)上附着有纳米二氧化钛光催化剂；

所述若干紫外灯电路板(53)平行于泡沫镍基光催化材料(51)均匀设置，且与泡沫镍基光催化材料(51)保持3～7cm的距离；每个紫外灯电路板(53)上设置若干紫外灯珠(52)。

5.根据权利要求4所述的空气净化器，其特征在于，所述紫外灯珠(52)为波段370～385nm的LED紫外灯。

6.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于，在所述机壳1的外壁下部、静电除尘模块3的前端均匀设置若干进风口(2)，在机壳(1)的外壁上部、光催化模块(5)的后端设置均匀设置若干出风口(7)。

7.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于，所述净化器还包括控制系统位于在空气净化器顶部的盖板上，所述控制系统包括镇流器(8)、控制器(9)、空气净化器中温度传感器(10)、湿度传感器(11)、颗粒传感器(12)、VOCs气体传感器(13)、甲醛电化学传感器(14)以及臭氧传感器(15)；

镇流器8串联于控制器9，温度传感器(10)、湿度传感器(11)、颗粒传感器(12)、VOCs气体传感器(13)、甲醛电化学传感器(14)以及臭氧传感器(15)并联于控制器(9)。

8.根据权利要求1-7任一所述的空气净化器，其特征在于，所述臭氧催化模块(4)与光催化模块(5)位置互换。