CN209270408U - 高效动态自调节空调管道用脉冲强光杀菌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效动态自调节空调管道用脉冲强光杀菌装置。本实用新型包括：物理收集过滤单元，将可拆卸过滤架设立于入风口之前；脉冲氙灯杀菌单元，包括触发器，主电路，氙灯管，储能电容；散热单元，包括热敏电阻和风扇；附着单元由机架和强力磁铁组成，输入控制单元和检测单元。本实用新型将脉冲强光技术与物理防尘技术相结合，脉冲强光杀菌技术可以除去空气中的细菌等多种微生物，而物理过滤的可拆卸网罩将粉尘颗粒过滤。氙灯采用脉冲发光机制，光电转换率较传统发光方式有很大提高，电能消耗量极大降低。

Description

高效动态自调节空调管道用脉冲强光杀菌装置

技术领域

本实用新型涉及一种针对密闭空间空气中微生物的杀菌装置，尤其涉及一种空调管道用新型高效动态脉冲强光杀菌装置，属于空气污染物控制、环境微生物治理领域。

背景技术

随着现代化工业的发展，人们越来越多的时间在室内度过，研究表明，现代人80％～90％时间在室内环境中度过，伴随着工业的发展，建筑室内装修，家具及办公器材对室内环境造成的污染愈发严重，室内环境污染潜移默化的成为了人体健康的杀手之一，去除空气中微生物已成为人们生活健康的一项基本保证。

目前，市面上较常用的的杀菌技术有静电吸附空气净化技术，臭氧空气消毒技术，负离子空气消毒技术，光催化氧化技术及紫外线空气杀菌技术。其中静电吸附技术杀菌，负离子空气消毒技术杀菌效率有限，臭氧空气杀菌技术对人体有极大危害，需在无人环境下进行，光催化氧化技术对温度湿度要求很高，限制较多。紫外线技术灯光对人体有害，穿透力弱，且杀菌前需要预热，耗时较长。

当下室内空气杀菌技术常用化学杀菌与紫外线杀菌。而空调风管方面清洁杀菌常用化学方式，但是需要对风管空调进行拆卸方能杀菌，存在杀菌步骤繁琐，化学气体对人体伤害较大且杀菌周期长的缺陷，为了使空调风管以及室内杀菌能够更加高效，彻底。脉冲强光杀菌是新型的冷杀菌技术，已有实验数据显示，大多数细菌在强光按规律间歇性闪光情况下，脉冲强光闪照可以降低霉菌的数量级和淀粉酶的活性甚至破坏DNA与RNA结构，从而能够杀菌。高压脉冲杀菌技术较传统杀菌技术有操作简单、杀菌快速、高效、节能、环保、安全无污染残留等优点。当下市场上高压脉冲杀菌模式在食品水果杀菌方面已有较为广泛的应用，而在空调管道杀菌方面尚未涉及。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决当下其它空气杀菌技术在杀菌过程中所存在的问题，为此而提供一种利用脉冲强光技术的空调管道空气杀菌装置，为现有的杀菌技术提供新思路。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种利用脉冲强光的空调管道用的高效动态节能杀菌装置，包括：物理过滤单元、脉冲杀菌单元、散热单元、附着单元、保护单元、输入控制单元和检测单元；

物理过滤单元，将可拆卸过滤架设立于入风口之前，用于阻隔风道中的尘土颗粒，是微尘过滤过程；

脉冲杀菌单元，它由触发器，主电路，氙灯管，储能电容组成，所述触发器单独接电源，触发器与稳压电阻以及储能电容串联并螺旋缠绕在氙灯管表面，主电路单独接电源，主电路与稳压电阻以及储能电容串联并连接于氙灯管阴阳两极，高压脉冲强光是通过启动触发器给灯管施加高压，将灯管电阻下降，达到工作电压，之后主电路对储能电容充电，储能电容在极短时间内放电，引起氙灯管内氙气在极短时间内大量电离，最终氙气以高强度光辐射形式将所充电能转化并释放形成脉冲强光，

散热单元，两台风扇镶嵌于机架中，两台风扇通过导线连接热敏电阻和电源，热敏电阻放于机架表面；

附着单元由机架和镶嵌在机架的四个支腿底面的强力磁铁组成，机架安装于风管内部；

保护单元为流线型氙灯保护罩，流线型氙灯保护罩覆盖于氙灯管之上；

输入控制单元包括由外壳包裹的控制台、单片机、单向可控硅及数字编程，输入控制单元位于风管外部；

检测单元包括显示屏、两组温湿计、两组风速测量仪、两组微生物收集器，显示屏位于控制室，用来检测风管内空气的流动状态及方便后期测量微生物含量，所述温湿计，风速测量仪与微生物收集器则安装于机架表面，在玻璃罩前侧的送风口与玻璃罩后侧的出风口分别安装一组。

进一步地，所述保护罩采用玻璃材料，保护罩底部采取套丝工艺与机架进行连接。

进一步地，脉冲杀菌单元中氙灯管采用多根同型号氙灯灯管，进行串联或者并联多个同型号氙灯灯管。

进一步地，所述脉冲氙灯杀菌装置中杀菌单元中主电路对储能电容充电，储能电容在极短时间内放电，将灯管内氙气以高电压击穿，导致产生电弧，电弧产生弧光放电的同时，也加热了氙本身，从而使其被电离，最终氙气以高强度光辐射形式将所充电能转化并释放形成脉冲强光，上述脉冲氙灯杀菌装置中氙灯灯管可以根据风管大小及管道中微生物含量进行数量调节，选择性串联或并联同型号的氙灯灯管。

进一步地，所述装置散热单元由主体为小型电扇的电路组成，两台风扇通过导线连接热敏电阻和电源，所述电路核心部件是一个热敏电阻，根据温度升降改变电阻，在合适温度电路通路，使所述电扇进行运作，对灯管进行降温，下降至一定温度后热敏电阻使电路断路；由此所述装置散热单元达到无人操控并节约能源的效果。

进一步地，所述输入控制单元，由一单向可控硅及单片机实现对电路与电脑数据端的链接，通过在输入端输入闪烁间隔时间，达到所述脉冲氙灯杀菌单元中氙灯管4的按输入间隔时间发光的目的。

进一步地，所述检测单元，即玻璃罩前后分别设置一个微生物采样装置，可对风管内细菌进行收集并后期进行数量检测，外加温湿计与风速测量仪，做到对风管内部情况全方位监控。

进一步地，所述装置保护单元，是用流线型氙灯保护罩，覆盖于整个装置之上，使其内部自成一体，可保护灯管不受伤害，同时又可以避免人体与电流接触，是一种安全装置，同时流线型外型对风管风速影响可降到最低。

进一步地，所述附着支架单元，由4个相同规格的特殊磁铁15附着于机架下方，可以吸附在风道内表面，达到将整个装置稳定固定的作用，同时亦可随时拆卸，便于将整个装置随时变换位置。

本实用新型采用了一种新型高压脉冲强光的新型技术用于管道内空气杀菌。高压脉冲强光是通过启动触发器给灯管施加高压，将灯管电阻下降，达到工作电压，后主电路对储能电容充电，储能电容在极短时间内放电，将灯管内氙气以高电压击穿，导致产生电弧，电弧产生弧光放电的同时，也加热了氙本身，从而使其被电离，最终氙气以高强度光辐射形式将所充电能转化并释放形成脉冲强光，通过在极短时间内多次以强光闪烁形式照射空气，起到杀菌作用。

本实用新型利用了脉冲强光技术，采用灯管为氙灯管，不需要预热过程，即开即用，相关研究表明光电转换率高达50％到60％，降低了能耗，且杀菌效果可观。而散热装置中由于热敏电阻存在也降低了能耗，提高了装置的自控能力。同时又有主电路，触发器对灯管进行脉冲刺激，可使氙灯管瞬间达到光峰值，穿透力强，杀菌效率高。脉冲杀菌单元中氙灯数量的可调性也极大程度上提升装置杀菌效率，避免了氙灯数量固定时造成能耗浪费或杀菌效率不够的现象，本实用新型亦采用PLC远程控制技术，在电脑可实现对装置的远程控制与检测，达到即开即停的目的，使操控变得简易，方便。

附图说明

图1是本实用新型的控制流程图；

图2是本实用新型的杀菌装置实物与安装系统图；

图3是本实用新型的灯座结构图(串联两根氙灯)；

图4是本实用新型的杀菌装置管道安装3D模型图；

图5是本实用新型的装置实际杀菌工作环境图。

图中：1风管；2机架；3可拆卸过滤架；4氙灯管；5温湿计；6风速测量仪；7微生物收集器；8散热风扇；9显示屏；10玻璃罩；11支架；12热敏电阻；13控制面板；14升压器收容盒；15磁铁；16缠绕电线。

具体实施方式

为了使相关技术人员更加了解本实用新型的操作，下面结合附图对本实用新型作进一步描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

见图1，图2所示，本实用新型一种新型高效动态脉冲强光杀菌装置是由物理收集过滤单元，脉冲氙灯杀菌单元，装置散热单元，附着支架单元，输入控制单元与检测单元组成。

参见图1，为本实用新型实施例中一种脉冲强光杀菌方法的实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

步骤一：整个风管1开始运作，开始送风，即将触碰装置时，风中携带的微尘颗粒会率先碰到立于装置前方10～15cm的可拆卸过滤架3，拦截空气中的微尘颗粒，仅将裹挟微生物的风输送给后面杀菌单元，这个是本实用新型的微尘过滤过程，可避免后期微尘对装置的破坏，同时防止微尘过大吸入人体后产生不适。该网罩高宽比可调，可适应于不同尺寸与形状的风管1，对于管径较小的风管1，可以进行裁剪，并固定于管中。另外，可以定期对可拆卸过滤架3 进行拆卸清洗，预防灰尘过大对氙灯灯管光源的污染遮挡问题。

步骤二：根据流程图所述，裹挟着微生物的风送到了装置前的微生物收集器7与风速测量仪6中对风的物理状态进行分析，收集下的微生物可后期回收进行测量对比。

步骤三：所述的脉冲杀菌单元是由一个控制电路，一个动力电路和一个惰性气体灯组成。所述脉冲杀菌单元包括触发器，主电路，氙灯管4，以及储能电容，高压脉冲强光是通过启动触发器给灯管施加高压，将灯管电阻下降，达到工作电压，后主电路对储能电容充电，储能电容在极短时间内放电，引起氙灯管4内氙气在极短时间内大量电离，最终氙气以高强度光辐射形式将所充电能转化并释放形成脉冲强光。通过在极短时间内多次以强光闪烁形式照射空气，起到杀菌作用。次数频繁的高强度闪光可以对微生物造成巨大伤害，降低其内部酶的活性甚至破坏其DNA和RNA结构，最终导致微生物死亡。整个单元作用完毕之后，留下的就是不含微尘与含少量微生物的新风，是本装置对风管1 中空气的杀菌净化过程。由于其处于风管1内部，所以高强度闪光不会对人体造成伤害。这种即开即停的工作模式让杀菌效率大幅度提高，同时它对电能的转换效率较高，所以它能耗很低。

步骤四：根据流程图，控制装置是借由单向可控硅与单片机实现电脑对装置的控制，通过电脑连接单片机后单向可控硅连接电路，使数字信号可以很容易的转变为电信号。由外部输入氙灯闪烁间隔次数与闪烁间隔时间，对内部装置进行远程操控，实现人机一体化。操作快捷，使用简单。通过前期检测装置对1风管1内风的物理分析，可根据检测结果对控制装置的杀菌时间与闪烁次数进行调节，两者组成良性的杀菌循环。

步骤五：根据流程图所述，散热单元，散热由两个直径为80mm的小型风扇实现，它们串联接入回路中，它们回路自成一体，具有独立电源，电路的核心为一个热敏电阻12，通过灯管的散热，将温度传递给电阻，随着温度的上升，热敏电阻的电阻下降，电路导通，风扇开始工作，灯管阴阳极温度下降，热敏电阻12电阻上升，电路关闭，风扇停止运作。是一种良性的负反馈循环。通过这种方式可以实现灯管散热的自动化控制，不需要人为检测控制。散热系统的存在极大的增大了装置的寿命，同时因为其自动化也降低了能源的损耗，减轻了人为操作的负担。

实施例2

参见图3，图4，为一种新型高效动态脉冲强光杀菌装置中存在控制装置结构图，包括：物理收集过滤；单元脉冲氙灯杀菌单元；装置散热单元；附着支架单元；装置保护单元；输入控制单元；检测单元。

物理收集过滤单元仅包括可拆卸过滤架3；

脉冲氙灯杀菌单元则包括升压器收容盒14，氙灯管4，缠绕电线16，其中升压器收容盒14中收纳了脉冲氙灯的主回路导线，稳压电阻，储能电容以及升压变压器，升压器收容盒14中收纳了脉冲氙灯的触发回路的导线，稳压电阻，储能电容以及升压变压器，两个盒子中均为繁琐的复杂电路，将电路元器件收入盒中，使装置整洁，将两只收容盒嵌入机架2下面，形成暗格，使台面简洁明了。缠绕电线16在氙灯表面螺旋缠绕，两端连接触发器中回路，可用来降低灯管电阻,可使灯管更容易达到发光条件。同时杀菌单元中氙灯管4可根据管道大小与管道中微生物含量进行数量调节，选择性进行串联或者并联多个同型号氙灯管4。(图3灯座上串联了两根同型号氙灯管，图4灯座上仅一根氙灯管)

散热单元包括散热风扇8，热敏电阻12，选择两个直径为80mm的小型风扇，将其镶嵌于机架2中，可以更加节约空间。机架2下方存在一个暗盒，用来存放风扇的独立电源，连接电线。同时将热敏电阻12放于机架2表面，由暗盒中延伸出的导线将热敏电阻12与盒中电源串联形成回路，这样的放置方式可以更加精准且快速的捕捉到灯管温度的变化，可以使散热单元到达反应迅速，自动化开关的功能。

附着单元包括4个相同的磁铁15，将4个磁铁15镶嵌于机架2下方，位于矩形机架2的四个支腿底面位置。这样放置拥有更好的平衡性，且吸附之后装置会更加稳定。

装置保护单元,该单元仅包括一个半球的玻璃罩10，选用这样的玻璃罩10 可以使氙灯灯管发出的光到玻璃罩10的距离都一样，若是选用方形玻璃罩10 在方形玻璃罩10的边缘会出现光的折射，使光线不能均匀的透过玻璃罩10达到风管1，将杀菌效率降低，同时装置上方增加玻璃罩10将会实现装置内外各成一体，做到除了光干扰以外的任何因素都无法互相影响。玻璃罩10也会对内部装置起到一定保护作用，防止灯管被外部灰尘刮擦并破坏，也防止灯管表面吸附微尘对灯管的发光效率产生影响。同时，近似流线型玻璃罩10，对风管1 内风速影响降到了最低。玻璃罩10底部用套丝机造出螺纹，同时对机架2表面做出同样直径的螺纹，将玻璃罩10与机架2以这种方式进行固定，这种做法会使玻璃罩10固定更加牢固，同时在清洗装置时候可以做到轻易拆卸。

输入控制单元则包括控制台，控制台有一个控制面板13，单片机，单向可控硅及数字编程组成，由外壳将其包裹，最终附着于风管1外部。通过控制台输入数据，用来调整时间间隔，闪烁次数，可以通过远程操作对装置实现控制，实现装置的控制操作的简便化，快捷化。

检测单元，该单元包括显示屏9，两组温湿计5，两组风速测量仪6，两组微生物收集器7，显示屏9位于控制室，用来检测风管1内空气的流动状态及方便后期测量微生物含量，温湿计5，风速测量仪6与微生物收集器7则位于装置机架2表面，于玻璃罩10前(送风口)与玻璃罩10后(出风口)各一组，用于实时检测风管1内部情况，以及风管1杀菌前后的微生物含量。若是杀菌效果不明显则可以去控制台改变灯管闪烁间隔与闪烁次数，进而改变灯管的杀菌效率。检测单元与控制单元形成反馈，使装置实现对风管1内部的即时检测，以及即时控制的功能。

本实施例其它部分与工作原理均与实施例一相同，在此不再赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的原理及特征下，还存在在此基础上进行等效变形及若干改进，这些变形与改造也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种高效动态自调节空调管道用脉冲强光杀菌装置，其特征是，包括：物理过滤单元、脉冲杀菌单元、散热单元、附着单元、保护单元、输入控制单元和检测单元；

物理过滤单元，将可拆卸过滤架设立于入风口之前，用于阻隔风道中的尘土颗粒，是微尘过滤过程；

脉冲杀菌单元，它由触发器，主电路，氙灯管，储能电容组成，所述触发器单独接电源，触发器与稳压电阻以及储能电容串联并螺旋缠绕在氙灯管表面，主电路单独接电源，主电路与稳压电阻以及储能电容串联并连接于氙灯管阴阳两极，高压脉冲强光是通过启动触发器给灯管施加高压，将灯管电阻下降，达到工作电压，之后主电路对储能电容充电，储能电容在极短时间内放电，引起氙灯管内氙气在极短时间内大量电离，最终氙气以高强度光辐射形式将所充电能转化并释放形成脉冲强光，

散热单元，两台风扇镶嵌于机架中，两台风扇通过导线连接热敏电阻和电源，热敏电阻放于机架表面；

附着单元由机架和镶嵌在机架的四个支腿底面的强力磁铁组成，机架安装于风管内部；

保护单元为流线型氙灯保护罩，流线型氙灯保护罩覆盖于氙灯管之上；

输入控制单元包括由外壳包裹的控制台、单片机、单向可控硅及数字编程，输入控制单元位于风管外部；

检测单元包括显示屏、两组温湿计、两组风速测量仪、两组微生物收集器，显示屏位于控制室，用来检测风管内空气的流动状态及方便后期测量微生物含量，所述温湿计，风速测量仪与微生物收集器则安装于机架表面，在玻璃罩前侧的送风口与玻璃罩后侧的出风口分别安装一组。

2.根据权利要求1所述的高效动态自调节空调管道用脉冲强光杀菌装置，其特征是，所述保护罩采用玻璃材料，保护罩底部采取套丝工艺与机架进行连接。

3.根据权利要求1所述的高效动态自调节空调管道用脉冲强光杀菌装置，其特征是，脉冲杀菌单元中氙灯管采用多根同型号氙灯灯管，进行串联或者并联多个同型号氙灯灯管。