CN211753938U

CN211753938U - 一种光触媒空气净化反应器

Info

Publication number: CN211753938U
Application number: CN201922382668.8U
Authority: CN
Inventors: 李新海
Original assignee: Jiangsu Gsa Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Gsa Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2029-12-26

Abstract

本实用新型属于空气污染防治技术领域，具体公开了一种光触媒空气净化反应器，包括基座、壳体、上盖、光源、送风装置和光触媒层；壳体为上下开口的圆柱形筒体，并竖直固定于基座上；光触媒层负载于壳体的内壁上；光源竖直设于壳体的中央，并与基座固定；上盖盖合在壳体上，上盖上还设有一组出风口；基座、壳体和上盖共同围合形成的空间为净化腔；基座内设有空腔，空腔内设有送风装置，基座上部设有一组将净化腔与空腔联通的送风孔，基座下部设有一组将空腔与外部联通的进风口；送风装置能够驱动空气从进风口流入空腔，再从送风孔流入净化腔，再从出风口流出。本实用新型能够充分利用光能并充分发挥光触媒的净化效率，实现优异的空气净化效果。

Description

一种光触媒空气净化反应器

技术领域

本实用新型属于空气污染防治技术领域，更具体地说，涉及一种光触媒空气净化反应器。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对室内环境和空气的要求也越来越高。与此同时，空气染问题却越来越严重，甚至有些时候，想要畅快地大口呼吸清洁安全的空气也是一种奢求。

为此，人们设计了种类繁多的光触媒，并尝试利用光能对空气进行净化。光触媒本质上就是光催化剂，能够在光照条件下产生活性物种或活性位，分解或催化分解各种污染物。光触媒能够处理的空气污染物主要为挥发性有机污染物。基于光触媒成分的不同，其对光的响应也不同。以锐钛矿型二氧化钛为例，激发其响应的波长范围主要在紫外光区；目前研究较多的为具有可见光响应的光触媒材料，如Bi₂WO₆、BiVO₄、Au@TiO₂和Pd@C₃N₄等等。

目前，相较于在材料上的大量研究，人们对光触媒空气净化装置的研究还相对欠缺。光触媒净化空气是光触媒、光子、污染物分子三者共同反应的结果，因此，光能在光触媒材料上的分布、污染物分子在光触媒材料上的分布和停留时间，都会对最终的净化效果产生重要影响。然而，目前针对光触媒空气净化反应器的结构进行优化，使之充分发挥光触媒的催化效率的设计还比较欠缺。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种光触媒空气净化反应器。该光触媒空气净化反应器，能够充分利用光能并充分发挥光触媒的净化效率，能够使单位面积的光触媒所吸收的光能基本一致，能够使单位面积的光触媒所处理的空气通量保持一致，能够促进污染物分子在空气和光触媒之间充分传质，实现优异的空气净化效果。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：一种光触媒空气净化反应器，包括基座、壳体、上盖、光源、送风装置和光触媒层；壳体为上下开口的圆柱形筒体，并竖直固定于基座上；光触媒层负载于壳体的内壁上；光源竖直设于壳体的中央，并与基座固定；上盖盖合在壳体上，上盖上还设有一组出风口；基座、壳体和上盖共同围合形成的空间为净化腔；基座内设有空腔，空腔内设有送风装置，基座上部设有一组将净化腔与空腔联通的送风孔，基座下部设有一组将空腔与外部联通的进风口；送风装置能够驱动空气从进风口流入空腔，再从送风孔流入净化腔，再从出风口流出。使用时，空气在送风装置的驱动下进入净化腔，空气中有害的污染物在光触媒层表面发生分解，得到净化的空气最后从上盖上的出风口流出。由于光源竖直设于壳体的中央，光触媒层表面的每一点到光源的最短距离均相等，单位面积的光触媒层所接收的光能基本一致，且持续稳定，因此光能的利用效率高，净化性能稳定持续。另外，除了送风装置内存在活动结构外，其余各零部件均固定设置，并让空气在装置内流动，这种设计简化了结构，节省了能源，而且还提高了传质效率。

进一步地，上述的光触媒空气净化反应器，基座的顶部有呈圆柱形状的凸部，一组送风孔沿基座的中心轴呈环形阵列分布，送风孔的出风口位于凸部的侧壁上，送风孔的出口方向与凸部侧壁的夹角小于90°。由于水平截面上送风孔的出口方向与凸部侧壁的切线方向均不垂直，且统一呈一定的夹角，因此，空气从送风孔流出后会呈螺旋运动，而不是直接向上方运动。空气螺旋向上运动后，对光触媒层表面的压力更大，空气质点的流速更快，更容易在光触媒表面形成湍流，能够显著提升传质效率。考虑到科里奥利力的存在，在北半球，送风孔的出口方向从上向下看优选为逆时针方向。

优选地，上述的光触媒空气净化反应器，送风孔的出口高于送风孔的入口，使气流更加顺畅。

进一步地，上述的光触媒空气净化反应器，还包括灯罩和灯盖；灯罩使用透光材料制成，优选石英。灯罩的形状为直径小于壳体的上下开口的圆柱形筒体，灯罩设于光源和壳体之间，灯罩与壳体的中心轴重合，灯罩与基座固定；灯罩上部盖合有灯盖。设置灯罩以后，空气在光触媒表面的环流层更薄，流速更快，传质效率更高，空气环流的内层和外层之间的物质交换更加充分，净化效果更佳。在风阻可以接受的情况下，可以尽量增大灯罩的直径以缩小灯罩和光触媒层之间的距离，从而提高净化效果。灯罩外径和光触媒层内径之比可优选为80-99:100。

进一步地，上述的光触媒空气净化反应器，灯罩由石英材质制成；灯盖底部设有反光面；反光面呈倒圆锥形状。设置倒圆锥反光面可以将向上照射的光反射到光触媒层上，提高光能的利用率。

光催化反应有其自身独特的特点，是表面反应而不是体相反应。光催化反应同时受到光能传递和物质传递的双重限制，任何一方面出现短板均会导致净化效果的显著下降。因此，本实用新型提供的光触媒空气净化反应器，针对上述两方面的因素进行了专门的结构优化设计和权衡，使光能得以充分利用，使传质效率显著提升。

进一步地，上述的光触媒空气净化反应器，上盖上还固定有一层均风罩，均风罩由透风的多孔材料制成，均风罩盖住出风口。设置均风罩可以使空气流出时更加温和。

进一步地，上述的光触媒空气净化反应器，基座侧壁上还套设有一层除尘过滤网，除尘过滤网盖住进风口。除尘过滤网可防止空气中的灰尘等颗粒物与光触媒层接触，防止光触媒层因灰尘覆盖住而影响净化效果。

进一步地，上述的光触媒空气净化反应器，基座侧壁上还套设有一层活性炭过滤网和一层除尘过滤网，活性炭过滤网盖住进风口，除尘过滤网盖在活性炭过滤网外。活性炭过滤网可以吸附一定的挥发性有机污染，发挥一定的辅助净化效果。

进一步地，上述的光触媒空气净化反应器，光源为汞灯管、氙灯管或荧光灯管。不同光源的波长范围不同，根据所使用的光触媒的吸收波长的范围进行合理选择。例如光触媒层中的主要活性成分为二氧化钛，则光源优选为汞灯管。

优选地，上述的光触媒空气净化反应器，送风装置为风扇。

有益效果：综上可见，与现有技术相比，本实用新型所述的光触媒空气净化反应器，能够充分利用光能并充分发挥光触媒的净化效率，能够使单位面积的光触媒所吸收的光能基本一致，能够使单位面积的光触媒所处理的空气通量保持一致，能够促进污染物分子在空气和光触媒之间充分传质，实现优异的空气净化效果。

附图说明

图1为实施例1和2的结构示意图；

图2为本实用新型基座的结构示意图；

图3为图2中A-A面的剖面图；

图4为实施例3的结构示意图；

图5为实施例4的结构示意图。

图中，1基座、2壳体、3上盖、4光源、5送风装置、6光触媒层、7净化腔、8灯罩、9灯盖、11空腔、12送风孔、13进风口、14凸部、15活性炭过滤网、16除尘过滤网、31出风口、32均风罩、91反光面。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，进一步阐述本实用新型。

实施例1

一种光触媒空气净化反应器，如图1所示，包括基座1、壳体2、上盖3、光源4、送风装置5和光触媒层6；所述壳体2为上下开口的圆柱形筒体，并竖直固定于所述基座1上；所述光触媒层6负载于所述壳体2的内壁上；所述光源4竖直设于所述壳体2的中央，并与所述基座1固定；所述上盖3盖合在所述壳体2上，所述上盖3上还设有一组出风口31；所述基座1、所述壳体2和所述上盖3共同围合形成的空间为净化腔7；所述基座1内设有空腔11，所述空腔11内设有送风装置5，所述基座1上部设有一组将所述净化腔7与所述空腔11联通的送风孔12，所述基座1下部设有一组将所述空腔11与外部联通的进风口13；所述送风装置5能够驱动空气从所述进风口13流入所述空腔11，再从所述送风孔12流入所述净化腔7，再从所述出风口31流出。

实施例2

一种光触媒空气净化反应器，如图1至3，包括基座1、壳体2、上盖3、光源4、送风装置5和光触媒层6；所述壳体2为上下开口的圆柱形筒体，并竖直固定于所述基座1上；所述光触媒层6负载于所述壳体2的内壁上；所述光源4为汞灯管，所述光源4竖直设于所述壳体2的中央，并与所述基座1固定；所述上盖3盖合在所述壳体2上，所述上盖3上还设有一组出风口31；所述基座1、所述壳体2和所述上盖3共同围合形成的空间为净化腔7；所述基座1内设有空腔11，所述空腔11内设有送风装置5，所述基座1上部设有一组将所述净化腔7与所述空腔11联通的送风孔12，所述基座1下部设有一组将所述空腔11与外部联通的进风口13；所述送风装置5能够驱动空气从所述进风口13流入所述空腔11，再从所述送风孔12流入所述净化腔7，再从所述出风口31流出。

本实施例中，所述基座1的顶部有呈圆柱形状的凸部14，一组所述送风孔12沿基座的中心轴呈环形阵列分布，所述送风孔12的出风口位于所述凸部14的侧壁上，所述送风孔12的出口方向与所述凸部14侧壁的夹角为45°，送风孔12的出口方向从上向下看为逆时针方向。

本实施例中，所述送风孔12的出口高于所述送风孔12的入口。

实施例3

一种光触媒空气净化反应器，如图2、3和4所示，包括基座1、壳体2、上盖3、光源4、送风装置5和光触媒层6；所述壳体2为上下开口的圆柱形筒体，并竖直固定于所述基座1上；所述光触媒层6负载于所述壳体2的内壁上；所述光源4竖直设于所述壳体2的中央，并与所述基座1固定；所述上盖3盖合在所述壳体2上，所述上盖3上还设有一组出风口31；所述基座1、所述壳体2和所述上盖3共同围合形成的空间为净化腔7；所述基座1内设有空腔11，所述空腔11内设有送风装置5，所述基座1上部设有一组将所述净化腔7与所述空腔11联通的送风孔12，所述基座1下部设有一组将所述空腔11与外部联通的进风口13；所述送风装置5能够驱动空气从所述进风口13流入所述空腔11，再从所述送风孔12流入所述净化腔7，再从所述出风口31流出。

本实施例中，所述基座1的顶部有呈圆柱形状的凸部14，一组所述送风孔12沿基座的中心轴呈环形阵列分布，所述送风孔12的出风口位于所述凸部14的侧壁上，所述送风孔12的出口方向与所述凸部14侧壁的夹角小于90°。

本实施例中，所述送风孔12的出口高于所述送风孔12的入口。

本实施例中，还包括灯罩8和灯盖9；所述灯罩8使用透光材料制成，其形状为直径小于所述壳体2的上下开口的圆柱形筒体，所述灯罩8设于所述光源4和所述壳体2之间，所述灯罩8与所述壳体2的中心轴重合，所述灯罩8与所述基座1固定；所述灯罩8上部盖合有所述灯盖9。

本实施例中，所述灯罩8由石英材质制成；所述灯盖9底部设有反光面91；所述反光面91呈倒圆锥形状。

本实施例中，所述上盖3上还固定有一层均风罩32，所述均风罩32由透风的多孔材料制成，所述均风罩32盖住所述出风口31。

实施例4

一种光触媒空气净化反应器，如图2、3和5所示，包括基座1、壳体2、上盖3、光源4、送风装置5和光触媒层6；所述壳体2为上下开口的圆柱形筒体，并竖直固定于所述基座1上；所述光触媒层6负载于所述壳体2的内壁上；所述光源4竖直设于所述壳体2的中央，并与所述基座1固定；所述上盖3盖合在所述壳体2上，所述上盖3上还设有一组出风口31；所述基座1、所述壳体2和所述上盖3共同围合形成的空间为净化腔7；所述基座1内设有空腔11，所述空腔11内设有送风装置5，所述基座1上部设有一组将所述净化腔7与所述空腔11联通的送风孔12，所述基座1下部设有一组将所述空腔11与外部联通的进风口13；所述送风装置5能够驱动空气从所述进风口13流入所述空腔11，再从所述送风孔12流入所述净化腔7，再从所述出风口31流出。

本实施例中，所述送风孔12的出口高于所述送风孔12的入口。

本实施例中，所述基座1侧壁上还套设有一层除尘过滤网16，所述除尘过滤网16盖住所述进风口13。

本实施例中，所述基座1侧壁上还套设有一层活性炭过滤网15和一层除尘过滤网16，所述活性炭过滤网15盖住所述进风口13，所述除尘过滤网16盖在所述活性炭过滤网15外。

本实施例中，所述光源4为汞灯管、氙灯管或荧光灯管。

本实施例中，所述送风装置5为风扇。

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原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种光触媒空气净化反应器，其特征在于：包括基座（1）、壳体（2）、上盖（3）、光源（4）、送风装置（5）和光触媒层（6）；所述壳体（2）为上下开口的圆柱形筒体，并竖直固定于所述基座（1）上；所述光触媒层（6）负载于所述壳体（2）的内壁上；所述光源（4）竖直设于所述壳体（2）的中央，并与所述基座（1）固定；所述上盖（3）盖合在所述壳体（2）上，所述上盖（3）上还设有一组出风口（31）；所述基座（1）、所述壳体（2）和所述上盖（3）共同围合形成的空间为净化腔（7）；所述基座（1）内设有空腔（11），所述空腔（11）内设有送风装置（5），所述基座（1）上部设有一组将所述净化腔（7）与所述空腔（11）联通的送风孔（12），所述基座（1）下部设有一组将所述空腔（11）与外部联通的进风口（13）；所述送风装置（5）能够驱动空气从所述进风口（13）流入所述空腔（11），再从所述送风孔（12）流入所述净化腔（7），再从所述出风口（31）流出。

2.根据权利要求1所述的光触媒空气净化反应器，其特征在于：所述基座（1）的顶部有呈圆柱形状的凸部（14），一组所述送风孔（12）沿基座的中心轴呈环形阵列分布，所述送风孔（12）的出风口位于所述凸部（14）的侧壁上，所述送风孔（12）的出口方向与所述凸部（14）侧壁的夹角小于90°。

3.根据权利要求2所述的光触媒空气净化反应器，其特征在于：所述送风孔（12）的出口高于所述送风孔（12）的入口。

4.根据权利要求1-3任一项所述的光触媒空气净化反应器，其特征在于：还包括灯罩（8）和灯盖（9）；所述灯罩（8）使用透光材料制成，其形状为直径小于所述壳体（2）的上下开口的圆柱形筒体，所述灯罩（8）设于所述光源（4）和所述壳体（2）之间，所述灯罩（8）与所述壳体（2）的中心轴重合，所述灯罩（8）与所述基座（1）固定；所述灯罩（8）上部盖合有所述灯盖（9）。

5.根据权利要求4所述的光触媒空气净化反应器，其特征在于：所述灯罩（8）由石英材质制成；所述灯盖（9）底部设有反光面（91）；所述反光面（91）呈倒圆锥形状。

6.根据权利要求4所述的光触媒空气净化反应器，其特征在于：所述上盖（3）上还固定有一层均风罩（32），所述均风罩（32）由透风的多孔材料制成，所述均风罩（32）盖住所述出风口（31）。

7.根据权利要求4所述的光触媒空气净化反应器，其特征在于：所述基座（1）侧壁上还套设有一层除尘过滤网（16），所述除尘过滤网（16）盖住所述进风口（13）。

8.根据权利要求4所述的光触媒空气净化反应器，其特征在于：所述基座（1）侧壁上还套设有一层活性炭过滤网（15）和一层除尘过滤网（16），所述活性炭过滤网（15）盖住所述进风口（13），所述除尘过滤网（16）盖在所述活性炭过滤网（15）外。

9.根据权利要求4所述的光触媒空气净化反应器，其特征在于：所述光源（4）为汞灯管、氙灯管或荧光灯管。

10.根据权利要求4所述的光触媒空气净化反应器，其特征在于：所述送风装置（5）为风扇。