CN211892784U - 一种高效车载空气净化器 - Google Patents
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Abstract
一种高效车载空气净化器，其机箱下部为中空圆锥台，中部为有竖截面的圆柱体，上部为圆柱盖。圆锥面有进气口，盖顶有出气口，圆柱竖截面自下而上依次插装有预过滤网、高效滤网、光催化增强剂槽列、TiO2光催化反应器等插件，还装有负离子发生器和涡轮风机。TiO2光催化反应器主腔室满装负载有TiO2纳米粒子的活性炭颗粒和导光体颗粒均匀混合的混合物，腔室两边构建有光源支架，支架栅栏上布设有紫外光LED贴片灯珠。工作时，污染空气先经进气口、预过滤网和高效滤网滤除0.3μm以上的颗粒污染物，再经光催化增强剂辅助下的TiO2光催化反应器分(降)解去除气态污染物，杀灭病毒和病菌。然后气流带着负氧离子群再进入车内空间，有效改善车内空气质量。
Description
技术领域
本实用新型属于空气净化技术领域，具体涉及到一种高效车载光催化空气净化器。
背景技术
乘用车内(简称车内)空气污染物有装饰材料释放的甲醛、苯系物、总挥发性有机物(TVOCS)、汽车尾气中的一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、人体代谢产物、化学品释放的半挥发性有机物(SVOCS)、香烟烟雾以及外来烟尘悬浮颗粒物等，可归纳为悬浮颗粒污染物和有害气态污染物两大类。由于车内空间狭小，空气净化器须便携式结构，常用的处理方法往往过于简单或者单一，比如多层吸附式过滤网或只设负氧离子发生器。吸附式过滤仅能暂时收集悬浮颗粒物和一些气态污染物，要根本去除各种有害气态污染物却无能为力，原本一些有效方法如二氧化钛(TiO2)纳米粒子光催化法，由于普遍应用不当，实际效果差强人意。国内外多年研究表明TiO2纳米粒子光催化的反应过程要点是：第1，波长≤387.5nm的紫外光的辐照使TiO2粒子内部产生光生空穴和光生电子；第2，这些光生空穴和光生电子在纳米粒子表面与附着表面的H2O分子和O2分子发生一系列氧化反应生成以羟基自由基(·OH)为主的氧化剂集群，与粒子表面附着的有害气态污染物分子发生氧化分解反应，将污染物分子降解为CO2和H2O，特别要注意的是这些化学反应都是在TiO2纳米粒子表面进行的。在实际应用中往往添加了有机或无机粘结剂，或者还加入大量其他材料的颗粒，使得TiO2 纳米粒子或者被粘结剂分子团包裹，或者被其他材料颗粒挤占位置和遮挡，有光辐照时得不到多少光辐照，自然光生空穴和光生电子的生成就少，也由于这种被包裹、位置挤占和遮挡，在TiO2纳米粒子表面就少有附着与集聚随气流而来的H2O、O2以及气态污染物分子，于是TiO2纳米粒子表面就少有氧化分(降)解反应发生，光催化效应就少有或者得不到发挥，结果是实际去除有害气态污染物的效果不佳。本实用新型的提出就是为了弥补这种运用中的缺欠。
本实用新型提出了一种高效车载空气净化器，在便携式的条件下能在去除悬浮颗粒污染物的同时有效去除各种有害气态污染物，杀灭致病病毒和病菌，具有经济实用的推广应用价值。
实用新型内容
本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：一种高效车载空气净化器，其特征是由环保ABS塑料制成的便携式中空机箱，其下部是圆锥台体，中部是有一竖截面的圆柱段体，上部是圆柱盖体，下部圆锥面上均匀密布的φ2.5mm圆通孔阵列构成进气口，圆柱盖球弧形顶面构建的细条栅格通孔阵列构成出气口，所述圆柱段体的竖截面上自下而上依次安装有可插拔的预过滤网插件，高效过滤网插件、光催化增强剂槽列插件和TiO2光催化反应器插件，往上还固定安装有车载负氧离子发生器和DC12V涡轮风机。圆柱盖体就罩在涡轮风机之上。
所述预过滤网是不锈钢丝网或尼龙纤维网，高效过滤网是HEPA滤网或静电驻极滤网。
所述TiO2光催化反应器插件是由环保ABS塑料制成的扁正方形腔体，其中心主腔室两相对的大面分别构建有透明石英玻璃或透明有机玻璃制成的主腔室栅格栏a和b，其栅格栏内侧分别布设有透明石英玻璃纤维网a和b，所述主腔室的另外4个内侧面布设有镜面铝片，所述主腔室外两侧分别设置有辐照光源支架a和b，该光源支架远离主腔室的一面分别构建有光源支架栅格栏a和b，各支架栅格栏面向主腔室的一面选定的栅栏交叉点上分别布设有紫外光波长365nm的LED贴片式灯珠a组和b组，串联各组贴片式灯珠的电源线沿相应的栅栏条布设，分别与相应光源支架一侧的USB电源输入插座a和b相连接。
所述TiO2光催化反应器主腔室内满装填负载有TiO2纳米粒子的活性炭颗粒和紫外光导光体颗粒按总体积比3∶1-5∶2均匀混合的混合物，构成光催化反应体。所述TiO2纳米粒子为锐钛矿型TiO2，粒径5nm；所述活性炭颗粒是由优质椰壳活性炭制成的φ3mm圆柱段或球珠；所述紫外光导光体颗粒是用透明石英玻璃(紫外光透光率100％)或透明无色有机玻璃 (紫外光透光率73％)制成的φ4mm-φ5mm圆柱段或球珠。
所述TiO2光催化反应器主腔室两面都有紫外光照射，该主腔室的栅格栏和纤维网对紫外光没有损耗或者损耗较少，加上该主腔室内导光体的导引和镜面铝片的全反射，又没有另外的杂质物质分子或颗粒的包裹、位置挤占和遮挡，该主腔室内TiO2纳米粒子接受光辐照比较均匀，吸收辐照光能充分，其光催化效应能得到充分发挥。
所述光催化增强剂槽列插件为一组有空间隔排列的矩形槽，该槽壁厚1mm，槽内宽6-8mm，槽内深20mm，相邻槽间距6-8mm，各槽内空间相通，槽开口向上，面对TiO2光催化反应器。槽内加注有光催化增强剂为双氧水浓度1-2％的水溶液或者纯净水。
所述机箱圆锥面上靠近圆柱段截面处设置有DC12V电源线引入孔，电源LED指示灯孔和USB电源输出插座。该处圆锥面下机箱底板上设置有紫外LED电源变换器，该变换器DC12V输入端接入有DC12V电源线一端、车载负氧离子发生器电源线一端和DC12V涡轮风机电源线一端。该变换器输出端在机箱内经导线连接圆锥面上USB电源输出插座的接入端子，该变换器的DC5V输出端经一限流电路连接φ3mm红色LED直插式指示灯珠，该指示灯珠帽略伸出指示灯孔。上述圆锥面上的电源输出插座在机箱外经由一条有单输入USB插头双输出SUB插头的电源线分别与上述TiO2光催化反应器光源支架上的两个USB电源输入插座相连接。
本实用新型工作时，将所述DC12V电源线接有点烟器插头端插入车内点烟器插座，锥体面上的红色电源指示灯亮，涡轮风机启动，车内污染空气经圆锥面上进风口和预过滤网先行滤除毛发、飞絮和较大粒径的悬浮颗粒物，再经高效滤网去除粒径0.3μm以上的悬浮颗粒物，后经TiO2光催化反应器氧化分解各种有机无机的气态污染物，杀灭致病病毒和病菌。光催化增强剂分子蒸(挥)发随气流进入TiO2光催化反应器增加了TiO2纳米粒子表面及其附近的H2O和O2的浓度，从而增强了TiO2光催化的强度和效应。净化后的空气流携带负氧离子发生器生成的负氧离子群经出气口进入车内空间，有效改善了车内的空气质量。
附图说明
图1是本实用新型整体外观示意图；
图2是本实用新型的TiO2光催化反应器插件结构示意图，
图3是图1中A-A剖面结构示意图；
图4是图1中B-B剖面结构示意图；
图5是图1中盖体顶面出风口结构示意图；
图中：1、圆锥台体；2、有竖截面的圆柱段体；3、圆柱盖体；4、球弧形顶面；5、紫外LED电源变换器；6、DC12V电源线引入孔；7、电源LED指示灯孔；8、USB电源输出插座；9、预过滤网插件(9-1插件架1，9-2预过滤网，9-3插件拉手1)；10、高效过滤网插件(10-1插件架2、10-2高效过滤网、10-3插件拉手2)；11、光催化增强剂槽列插件(11-1 插件槽体，11-2槽间隔空间，11-3槽内光催化增强剂溶液、11-4插件拉手3)；12、TiO2光催化反应器插件(12-1反应器主腔室、12-2a、12-2b分别为主腔室栅格栏a和b，12-3a、 12-3b分别为主腔室透明石英玻璃纤维网a和b，12-4镜面铝片，12-5a、12-5b分别为辐照光源支架a和b，12-6a、12-6b分别为光源支架栅格栏a和b，12-7a、12-7b分别为紫外光 LED贴片式灯珠a组和b组，12-8a、12-8b分别是光源支架USB电源输入插座a和b，12-9 负载有TiO2纳米粒子的活性炭颗粒，12-10紫外光导光体颗粒，12-11插件拉手4)；13、车载负氧离子发生器(13-1负氧离子发生器主机，13-2负氧离子喷头)；14、DC12V涡轮风机。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图详细说明本实用新型，但本实用新型并不局限于以下具体实施例。
实施例1
一种高效车载空气净化器，由环保ABS塑料制成的便携式中空机箱，下部是圆锥台体1，中部是有一竖截面的圆柱段体2，上部是圆柱盖体3，球弧形顶面4，下部圆锥面均匀密布的φ2.5mm通孔阵列构成进气口，圆柱盖体球弧形顶面构建的细条栅格通孔阵列构成出气口，圆柱段体2的竖截面上自下而上依次安装有可插拔的预过滤不锈钢丝网插件9，HEPA过滤网插件10，光催化增强剂槽列插件11和TiO2光催化反应器插件12，往上还固定安装有车载负氧离子发生器13和DC12V涡轮风机14，圆柱盖体3就罩在涡轮风机14之上。
TiO2光催化反应器插件12是由环保ABS塑料制成的扁正方形腔体，其中心主腔室12-1侧面宽15mm，它的两相对大面构建有由透明石英玻璃制成的两副主腔室栅格栏a和b，分别是12-2a和12-2b，其栅格栏内侧面布设有透明石英玻璃纤维网a和b分别是12-3a和12-3b，该主腔室的另外4个内侧面布设有镜面铝片12-4，所述主腔室外两侧各设置有侧面宽10mm的辐照光源支架a和b，分别是12-5a和12-5b，该光源支架远离主腔室的一面上分别构建有光源支架栅格栏a和b，分别是12-6a和12-6b，支架栅格栏面向主腔室的一面选定的栅格栏交叉点上分别布设有紫外光LED贴片式灯珠a组和b组，分别是12-7a和12-7b，其紫外光波长365nm，半强角120度。串联各组贴片式灯珠的电源线沿相应的栅栏条布设，与相应的光源支架一侧的USB电源输入插座a和b分别是12-8a和12-8b连接。所述主腔室 12-1内满装填负载有TiO2纳米粒子的活性炭颗粒12-9和紫外光导光体颗粒12-10按总体积比5∶2混合的均匀混合物，构成光催化反应体。所述负载的TiO2纳米粒子为锐钛矿型TiO2，粒径5nm；所述活性炭颗粒是由优质椰壳活性炭制成的φ3mm圆柱段或球珠；所述紫外光导光体颗粒12-10是透明的石英玻璃制成的φ4mm-φ5mm圆柱段或球珠。
光催化增强剂槽列插件11为一组有空间间隔排列的矩形槽，其槽壁厚1mm，槽内宽7mm，槽内深20mm，相邻槽间距7mm，各槽内空间相通，槽开口向上，面对TiO2光催化反应器。槽内加注有光催化增强剂双氧水浓度1-2％的水溶液。
机箱下部圆锥面上靠近圆柱段体截面处设置有DC12V电源线引入孔6，电源LED指示灯孔7和USB电源输出插座8，该处圆锥面下机箱底板上设置有紫外LED电源变换器5，该变换器DC12V输入端接入有DC12V电源线一端、车载负氧离子发生器电源线一端和DC12V涡轮风机电源线一端，该变换器输出端在机箱内经导线连接圆锥面上USB电源输出插座的接入端子，该变换器的DC5V输出端经一限流电路连接φ3mm红色LED直插式指示灯珠。该指示灯珠帽略伸出指示灯孔7。USB电源输出插座8在机箱外经由一条有单输入USB插头双输出USB插头的电源线分别与TiO2光催化反应器光源支架的两个USB电源输入插座12-8a和12-8b连接。
本实施例工作时，将DC12V电源线点烟器插头端插入车内点烟器插座，锥体面上的红色电源指示灯亮，涡轮风机启动，车内污染空气先经圆锥面上进气口和预过滤网9-2滤去毛发、飞絮及较大粒径的悬浮颗粒物，再经HEPA滤网10-2滤除0.3μm以上的悬浮颗粒物，后经TiO2光催化反应器12氧化分解各种有机无机的气态污染物，杀灭致病病毒和病菌。光催化增强剂分子蒸(挥)发随气流进入TiO2光催化反应器，增加了TiO2纳米粒子表面及其附近的H2O和O2浓度，从而增强了TiO2光催化的强度和效应。净化后的空气流携带负氧离子发生器生成的负氧离子群经出气口进入车内空间，有效改善了车内的空气质量。
实施例2
一种高效车载空气净化器，其结构与连接方式除了以下4处不同之外，其他与实施例1完全相同：
(1)高效过滤网10-2为静电驻极滤网；
(2)TiO2光催化反应器主腔室的栅格栏12-2a和12-2b由透明有机玻璃制成；
(3)TiO2光催化反应器的紫外光导光体颗粒12-10为透明有机玻璃制成的φ4mm-φ5 mm圆柱段或球珠；
(4)光催化增强剂槽内加注的光催化增强剂为纯净水。
Claims (4)
1.一种高效车载空气净化器，其特征是：由环保ABS塑料制成的便携式中空机箱，其下部是圆锥台体(1)，中部是有一竖截面的圆柱段体(2)，上部是圆柱盖体(3)，下部圆锥面上均匀密布的ф2.5mm圆通孔阵列构成进气口，圆柱盖体球弧形顶面(4)构建的有细条栅格通孔阵列构成出气口，所述圆柱段体(2)的竖截面上自下而上依次安装有可插拔的预过滤网插件(9)、高效过滤网插件(10)、光催化增强剂槽列插件(11)和TiO2光催化反应器插件(12)，往上还固定安装有车载负氧离子发生器(13)和DC12V涡轮风机(14)，圆柱盖体(3)就罩在涡轮风机(14)之上。
2.根据权利要求1所述一种高效车载空气净化器，其特征是：所述TiO2光催化反应器插件(12)是由环保ABS塑料制成的一扁正方形腔体，其中心主腔室(12-1)两相对的大面分别构建有透明石英玻璃或透明有机玻璃制成的主腔室栅格栏a(12-2a)和b(12-2b)，其栅格栏内侧分别布设有透明石英玻璃纤维网a(12-3a)和b(12-3b)，所述主腔室的另外4个内侧面布设有镜面铝片(12-4)，所述主腔室外两侧分别设置有辐照光源支架a(12-5a)和b(12-5b)，该光源支架远离主腔室的一面分别构建有光源支架栅格栏a(12-6a)和b(12-6b)，各支架栅格栏面向主腔室的一面选定的栅栏交叉点上分别布设有紫外光波长365nm的LED贴片式灯珠a组(12-7a)和b组(12-7b)，串联各组贴片式灯珠的电源线沿相应的栅栏条布设，分别与相应光源支架一侧的USB电源输入插座a(12-8a)和b(12-8b)相连接。
3.根据权利要求2所述一种高效车载空气净化器，其特征是：所述主腔室(12-1)内满装填负载有TiO2纳米粒子的活性炭颗粒(12-9)和紫外光导光体颗粒(12-10)按总体积比3∶1-5∶2均匀混合的混合物，构成光催化反应体，所述TiO2纳米粒子为锐钛矿型TiO2，粒径5nm；所述活性炭颗粒是由优质揶壳活性炭制成的ф3mm圆柱段或球珠；所述紫外光导光体颗粒(12-10)是由透明石英玻璃或透明无色有机玻璃制成的ф4mm-ф5mm圆柱段或球珠。
4.根据权利要求1所述一种高效车载空气净化器，其特征是光催化增强剂槽列插件(11)为一组有空间间隔排列的矩形槽，该矩形槽壁厚1mm，槽内宽6-8mm，槽内深20mm，相邻槽间距(11-2)为6-8mm，各槽内空间相通，槽开口向上，面对TiO2光催化反应器插件，槽内加注有光催化增强剂(11-3)为双氧水浓度1-2％的水溶液或纯净水。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US20230030935A1 (en) * | 2021-07-29 | 2023-02-02 | Oswald Hilton | Virus Elimination Assembly |
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2019
- 2019-08-02 CN CN201921302224.2U patent/CN211892784U/zh active Active
Cited By (2)
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| US20230030935A1 (en) * | 2021-07-29 | 2023-02-02 | Oswald Hilton | Virus Elimination Assembly |
| US11686484B2 (en) * | 2021-07-29 | 2023-06-27 | Oswald Hilton | Virus elimination assembly |
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