CN208356480U - 空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种空气净化装置，其包括：筒，所述筒具有轴线；光源，所述光源沿所述筒的轴线布置；以及板组件，所述板组件位于所述筒和所述光源之间并且与所述筒固定，所述板组件包括多张板，相邻两张所述板之间形成空气经过其中的通道，每张所述板具有限定光的传播路径的表面，来自所述光源的光经由所述通道投射至所述表面以在所述表面上形成光分布。本申请具有改善的净化能力和处理效率。

Description

空气净化装置

技术领域

本申请属于空气净化领域，具体说涉及一种空气净化装置。

背景技术

在空气净化领域中，应用光催化原理将空气中的挥发性有机化合物（VolatileOrganic Compound，如甲醛、甲苯等）去除是一种行之有效且可持续和环保的方式，其通过将挥发性有机化合物降解成二氧化碳和水来实现净化空气的目的。

在应用上述原理的相关装置中，通常布置有光源和由吸附板组成的气流通道。空气从通道中流过，挥发性有机化合物被吸附到吸附板上，并通过光照被降解。装置的处理效率与空气经过通道的压降、空气与吸附板的接触面积、吸附板上的光照分布等因素都有联系。而且，这些因素之间有制约作用，比方说，如果增加了接触面积，会导致较大的压降和不理想的光照分布；或者如果加强了光在吸附板上的分布（不设置障碍物），则无法保证充分的接触面积。因此，设计者在产品开发过程中需要在这些因素中寻求平衡，以获得良好效果。

实用新型内容

本申请涉及的一个方面是提供一种空气净化装置，其包括

筒，所述筒具有轴线；

光源，所述光源沿所述筒的轴线布置；以及

板组件，所述板组件位于所述筒和所述光源之间并且由所述筒支撑，所述板组件包括多张板，相邻两张所述板之间形成空气经过其中的通道，

每张所述板具有限定光的传播路径的表面，来自所述光源的光经由所述通道投射至所述表面以在所述表面上形成光分布。

在上述空气净化装置中，所述板组件还具有关于所述轴线的截面，在所述截面上，所述板的所述表面构造成具有光投射到邻近所述筒的位置与靠近所述轴线的位置之间的均匀的光分布或者构造成具有在邻近所述筒的位置上比靠近所述轴线的位置上更强的光分布。

在上述空气净化装置中，在所述截面上，所述板的所述表面构造成所述光直射到所述筒的内表面上再经所述筒的内表面反射到所述表面上。

在上述空气净化装置中，所述板的所述表面构造成自所述筒开始朝着所述轴线的方向延伸，所述板的所述表面的延长部分经过所述轴线。

在上述空气净化装置中，所述筒的内壁上在相邻两张所述板之间设有凸起结构或凹陷结构，所述凸起结构或凹陷结构的表面作为所述筒的内表面，所述凸起结构或凹陷结构构造成将直射到其上的光反射到所述板的所述表面上。

在上述空气净化装置中，在所述筒的内表面上设置光反射涂层，该涂层将直射到所述筒的内表面的光反射到所述板的所述表面上。

在上述空气净化装置中，所述光反射涂层为铝涂层、银涂层或金涂层。

在上述空气净化装置中，在所述截面上，板的所述表面构造成弧线使得光直射到所述弧线上。

在上述空气净化装置中，所述弧线具有不恒定的曲率半径。

在上述空气净化装置中，所述筒的内壁上设置多条接收所述板于其中的槽，每一条所述槽沿所述筒的圆周方向螺旋地布置并且与所述板配合连接，使得相邻两张所述板之间的所述通道为螺旋通道，其中所述槽的螺旋角度的范围为0～720度。

本申请涉及的空气净化装置中，构成板组件的板上具有限定了通道的表面，通道限定了光的传播路径，由此板可以对光的传播产生影响，引导光合理地投射到板上。当空气经过通道时，空气中的挥发性有机化合物被吸附在板上，在光照下该挥发性有机化合物进行降解反应，分解成无害的物质。因为板具有合理的光分布，促使降解反应有效进行。

本申请通过截面定义板的形状，在任意一个截面上，光分布可以是均匀的光强度分布或者靠近筒的光强度大于靠近轴线的光强度（即侧边的径向外端的光强度比较大）。光投射包括反射和直射，板的表面构造成可以使光先直射到装置的筒的内表面上再从筒的内表面合理地反射到表面上，或者构造成可以使光直接投射到表面上的弧线。在前者情况中，可以通过在筒的内壁上增设凸起结构或凹陷结构，或者在筒的内壁表面或在凸起/凹陷结构表面涂覆紫外线反射涂层来帮助光均匀地反射到板的表面上。在后者弧线形式的情况中，可以通过调整弧线的切线与半径之间夹角的大小来使光直射到表面上。

在筒的内壁上设置螺旋向的槽用于与板固定。当板与槽配合后，板相应呈现出螺旋状，从而由板限定的通道也是螺旋通道，这有利于在通道流动的空气流更长时间地停留在通道中，并且更多地与板接触以获得较大量的吸附。

通过以下参考附图的详细说明，本申请的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本申请的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本申请，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：

图1是本申请涉及的空气净化装置的一种实施例的结构示意图；

图2是图1中空气净化装置的筒内部构造的示意图；

图3是本申请涉及的空气净化装置的板组件的一种实施例的结构示意图；

图4是本申请涉及的空气净化装置的板组件的另一种实施例的结构示意图；

图5是图3中板组件安装到筒后的横截面示意图；

图6是根据图3的实施例筒的另一种实施例的局部示意图；

图7示出了根据图5的实施例在筒的内壁施加不同紫外反射涂层后折射率变化的示意图；

图8是图4中板组件安装到筒后的横截面示意图；

图9示出了当采用图3实施例时本申请在横截面上光分布的效果图；以及

图10示出了当采用图4实施例时本申请在横截面上光分布的效果图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本申请要求保护的主题，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。

本申请涉及的空气净化装置可以独立地或作为部件用于各种需要空气净化的产品上。该装置能对进入到装置中的气体进行处理，将空气中包含的有害物质，主要是挥发性有机化合物进行吸附，通过化学作用将被吸附的物质降解成二氧化碳和水并排出装置，从而达到空气净化的目的。

图1是本申请涉及的空气净化装置的一种实施例的结构示意图。如图所示，空气净化装置包括筒1、光源（未示出）和板组件2。筒1为基本的圆柱形状，其具有轴线。光源沿轴线布置。光源可以是但非限制的为紫外灯，布置在筒1的中心位置上。板组件2由多张板21(结合图3-4)组成并且按照下文介绍的布置方式布置。板组件2与筒1固定从而由筒1支撑。

相邻两张板21之间形成空气流过其中的通道。图2示出了将图1中的板组件2从空气净化装置去除后的筒1的局部内部构造。图3-4示出了将图1中的筒1从空气净化装置去除后的板组件2的构造。由这些图可见，筒1的内表面上设置多条沿螺旋方向延伸的槽11，板21顺着槽11的延伸方向插入到槽11中，由此实现板21与筒1的固定。由于槽11在螺旋方向上延伸，因此板21插入槽11后也是呈螺旋状，所以在板与板21之间限定出了螺旋状的通道22。槽11的螺旋角度范围在0～720度之间，其中当螺旋角度为0度时，槽11为直线型，因此板21为平板。当螺旋角度为720度时，板21扭转两圈安装在筒1内。螺旋状的通道22可以增加空气与板21因此增加空气与吸附剂的接触面积，延长空气在装置中的停留时间，不产生较大的压降，以及引起空气流动中的湍流，有利于挥发性有机化合物的高效吸附。

通道22的数量与板21的数量相关，且取决于所期望的空气净化装置的产品等级。

板21由具有吸附功能的材料构成或者板21的表面上涂覆有吸附层。当空气经过时，空气与板21接触，空气中的挥发性有机化合物被吸附到了板21上。有机化合物主要由C、H元素构成，经紫外线照射后发生光解反应，被吸附在板21上的挥发性有机化合物分解成了二氧化碳和水并随空气排出装置外。

每一张板21都具有至少两个表面，它们分别布置在板的各一侧上。板的一侧表面与下一张板相对侧上的表面限定出了它们之间的通道路径。该通道22向着装置轴线位置上的光源开放，由此通道路径限定出了光的传播路径。光源发出的光可以经由通道22合理地投射到位于通道22两侧的板21的表面上，使得板21的表面具有光分布。这样，光对挥发性有机化合物的分解反应可以发生在板21的任何位置上并且同步进行。这有助于加快空气净化装置的处理效率，从而提高装置的净化能力。

光分布可以均匀地投射到板21的表面上，也可以根据设计需求进行调节。由于通道22宽度在邻近筒的区域中较大，通过其中的空气流量也较大，因此吸附量也随之较大，因此可以调节成使得板21的表面在邻近筒的位置上形成的光分布的强度大于该表面上邻近筒的中心的位置上形成的光分布的强度。光的传播路径被设置成有两种：一种是来自光源的光可以先经由通道22直射到筒的内表面上再从筒的内表面反射到板21的表面上，还有一种是光可以经由通道直射到板21的表面上，这部分的内容将在下文详细介绍。

图5是图3中板组件和筒经组装的横截面示意图。如图所示，在该截面上，光源（未示出）位于中心的轴线15位置上，由板21组成的板组件位于光源和筒1之间。在板21的径向外端设有突起部212，相应地，在筒的内表面12上设有与突起部212配合的凹入部（即上文中提到的槽11，也可参见图6中的凹入部112），板21通过该配合连接与筒1固定。相邻两张板21的相对表面限定出了空气流过的通道22。板21的表面构造成自筒1开始朝着光源延伸，其延长部分216刚好经过光源所在的轴线15，由此限定出了一个基本直的通道22。因此可想而知，在无障碍的情况下，光31经由通道22在径向方向上传播先直接投射到筒的内表面12上，再从筒的内表面12发生反射投射到通道两侧的板21的表面上（见图中光线的箭头指向）。

筒的内壁上在相邻两张板之间设置凸起结构或凹陷结构可以有利于使光更有效地反射到板的表面上，参见图6，图6示出了经放大的设置有凸起结构的筒的内表面12。在这里，凸起结构13的表面成为筒的内表面12，光先直射到凸起结构的表面上，再从凸起结构的表面反射到板的表面上。凸起结构可以是如图所示的平面或者是曲面形状，从而有助于光更有效地反射到板的表面上。当然，本领域技术人员能想得到的是在该内表面12上设置凹陷结构也能起到相同的作用。

亦或，在筒的内表面上在相邻两张板之间设置光反射涂层（图中未示出），以更有效地将光反射到板的表面上。光反射涂层可以涂覆在不设凸起结构或凹陷结构的筒的内壁上也可以涂覆在设凸起结构或凹陷结构的表面上。该光反射涂层采用具有反射紫外线性能的材料的涂层，这些材料可以是但不限于铝、银、金等。图7示出了在采用这些材料的情况下光的照射波长和反射率的关系。由图可见，相比其他涂层线条b（银）、c（金），铝涂层线条a显示出了随波长变化反射率更为稳定的性能。而且采用铝涂层不会对成本造成负担。当然，本领域技术人员可以想得到的是还可以采用其他的高反射率的金属或合金的紫外线反射涂层。

图8是图4中空气净化装置的横截面图。在该图所示实施例中，大部分的结构与图5所示实施例相同或近似，在此不再赘述。两者之间的区别在于在该截面上，如图所示，板21的表面构造成自筒1开始朝着光源方向延伸的弧线215。该弧线215构造成来自光源的光31可以直接投射到板21的表面上。该弧线215具有不恒定的曲率半径。在这种构造中，因为光31直射到板21的表面上，所以可以无需对筒的内壁进行设计。

图9和图10是应用光追踪仿真实验呈现使用上述所示的实施例而分别得到的光分布效果图。其中，光从中心位置发射。图9对应的是图3和图5中装置的效果，并且筒的内壁设置了凸起结构。图10对应的是图4和图8中装置的效果，板的表面在横截面上呈现为弧线。如这些图所示，在各自截面上，光点（图中以圆点表示）落在板的表面的沿径向的各个位置上，光分布是合理的。

虽然已详细地示出并描述了本申请的具体实施例以说明本申请的原理，但应理解的是，本申请可以其它方式实施而不脱离这样的原理。

Claims (10)

1.一种空气净化装置，其包括：

筒(1)，所述筒具有轴线(15)；

光源，所述光源沿所述筒(1)的轴线(15)布置；以及

板组件(2)，所述板组件(2)位于所述筒(1)和所述光源之间并且由所述筒(1)支撑，所述板组件(2)包括多张板(21)，相邻两张所述板(21)之间形成空气经过其中的通道(22)，其特征是：

每张所述板(21)具有限定光(31)的传播路径的表面，来自所述光源的光(31)经由所述通道(22)投射至所述表面以在所述表面上形成光分布。

2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征是：所述板组件(2)还具有关于所述轴线(15)的截面，在所述截面上，所述板(21)的所述表面构造成具有光投射到邻近所述筒(1)的位置与靠近所述轴线(15)的位置之间的均匀的光分布或者构造成具有在邻近所述筒(1)的位置上比靠近所述轴线(15)的位置上更强的光分布。

3.根据权利要求2所述的空气净化装置，其特征是：在所述截面上，所述板(21)的所述表面构造成所述光(31)直射到所述筒的内表面(12)上再经所述筒的内表面(12)反射到所述板(21)的所述表面上。

4.根据权利要求3所述的空气净化装置，其特征是：所述板(21)的所述表面构造成自所述筒(1)开始朝着所述轴线(15)的方向延伸，所述板(21)的所述表面的延长部分经过所述轴线(15)。

5.根据权利要求4所述的空气净化装置，其特征是：所述筒(1)的内壁上在相邻两张所述板(21)之间设有凸起结构或凹陷结构，所述凸起结构或凹陷结构的表面作为所述筒(1)的内表面，所述凸起结构或凹陷结构构造成将直射到其上的光(31)反射到所述板(21)的所述表面上。

6.根据权利要求3所述的空气净化装置，其特征是：在所述筒(1)的内表面(12)上设置光反射涂层，该涂层将直射到所述筒的内表面(12)的光反射到所述板(21)的所述表面上。

7.根据权利要求6所述的空气净化装置，其特征是：所述光反射涂层为铝涂层、银涂层或金涂层。

8.根据权利要求2所述的空气净化装置，其特征是：在所述截面上，板(21)的所述表面构造成弧线(215)使得光(31)直射到所述弧线(215)上。

9.根据权利要求8所述的空气净化装置，其特征是：所述弧线(215)具有不恒定的曲率半径。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的空气净化装置，其特征是：所述筒(1)的内壁上设置多条接收所述板(21)于其中的槽(11)，每一条所述槽(11)沿所述筒(1)的圆周方向螺旋地布置并且与所述板(21)配合连接，使得相邻两张所述板(21)之间的所述通道(22)为螺旋通道，其中所述槽(11)的螺旋角度的范围为0～720度。