CN212029766U - 量子点纳米消毒机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种量子点纳米消毒机，包括有壳体，壳体内设有风道，壳体上在风道的两端分别设有进风口和出风口，进风口设置有过滤模块，风道内分别设置有风机、量子点光催化模块、压力检测模块和PM2.5检测模块；壳体内设置有控制模块，壳体外设置有报警模块，控制模块一方面分别与压力检测模块和PM2.5检测模块电连接，另一方面分别与风机、量子点光催化模块和报警模块电连接。本实用新型可以根据空气中的病毒、细菌的含量、风道压力大小调节风机风速及启停、量子点光催化模块启停以及需清理报警，不仅节约了能源，也延长了消毒机的使用寿命。

Description

量子点纳米消毒机

技术领域

本实用新型涉及空气净化、消毒装置领域，具体是一种量子点纳米消毒机。

背景技术

我国是世界上大气污染比较严重的国家，城市的空气污染尤其严重。粉尘、甲醛、苯、硫化物、氨、氮氧化物、TVOC严重超标，严重危害人体健康。

空气净化器是采用净化技术对空气中的污染物进行净化的常用设备。空气净化的传统处理方式是过滤、吸附和紫外灯照射等净化技术。这类净化器采用高比表面积和高孔隙率的吸附材料(如活性炭)对有害气体进行吸附，虽然能起到一定的净化作用，但由于其以吸附净化为主，没有对有害气体进行催化分解，并且吸附饱和的吸附剂再生时还会对空气产生二次污染等。而紫外灯照射只是单纯的臭氧消毒，只能在无人的情况下使用，而且空气中超标的臭氧对人体有一定的危害，它的强氧化性还会破坏室内的陈设。

研究表明，利用纳米二氧化钛进行光催化氧化的方法可以有效地降解空气中的有害气体。光催化空气净化器是一种在载体上负载光催化剂，以特定波长的光(通常为紫外光)对光催化剂进行照射，以实现对空气中的有害物质(尤其是有机物质)进行催化分解的设备，光催化空气净化器一般即可进行物理净化又可进行化学催化，对空气中的污染物具有较好的净化效果。

而传统的光催化空气净化技术普遍存在以下问题：1、UV光源强度不足甚至没有配备UV光源，导致光催化效果不佳；2、光催化纳米TiO2的材料选择不当，研究表明10nm以上粒径的纳米TiO2由于涂膜表面积较小，产生光催化效果很弱；3、关于节能，传统手法都是通过降低各耗能件的功率来达到节能效果，但这无形中也会降低净化器/消毒机的效率，从长远考虑节能效果并不显著。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种催化效果更好、更加合理的匹配技术以及智能化节能的量子点纳米消毒机。

本实用新型的技术方案如下：

一种量子点纳米消毒机，包括有壳体，其特征在于：所述的壳体内设有风道，壳体上在所述风道的两端分别设有进风口和出风口，所述的进风口设置有过滤模块，所述的风道内分别设置有风机、量子点光催化模块、压力检测模块和PM2.5检测模块；所述的壳体内设置有控制模块，壳体外设置有报警模块，所述的控制模块一方面分别与所述压力检测模块和PM2.5检测模块电连接，另一方面分别与所述风机、量子点光催化模块和报警模块电连接。

所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的过滤模块采用初效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器或高效过滤器。

所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的风机、量子点光催化模块、压力检测模块和PM2.5检测模块沿着所述风道内的空气流通方向依次设置。

所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述风机的供电回路中分别安装有第一继电器和变频器，所述的控制模块分别与所述第一继电器和变频器电连接。

所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的量子点光催化模块包括有多组并联的紫外灯和量子点光催化涂层结构，所述多组并联的紫外灯的发光面分别与所述量子点光催化涂层结构的受光面呈0-45°的夹角。

所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述多组并联的紫外灯分别采用紫外灯管、LED紫外灯珠或高压汞灯。

所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述多组并联的紫外灯的供电回路中安装有第二继电器，所述的控制模块与所述第二继电器电连接。

所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的量子点光催化涂层结构包括有载体和负载于载体表面的纳米TiO₂涂层，所述的纳米TiO₂涂层包括平均粒径小于10nm的纳米TiO₂颗粒，所述的载体采用蜂窝状网格材料制成的载体，载体的网格孔道目数为50-500目，载体的厚度为10-100mm，所述纳米TiO₂涂层的负载量为每cm²的载体上1.0～100μg的TiO₂。

所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的控制模块采用单片机或PLC。

所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的报警模块采用蜂鸣器或指示灯。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型采用PM2.5检测模块实时监测空气质量，当室内空气质量达标时，将自动停止风机和量子点光催化模块工作；当室内空气质量再次超标时，又将重新启动风机和量子点光催化模块，实现对空气进行净化、消毒；另外，本实用新型采用压力检测模块实时监测风道内的压力状态，当压力过大时，则表明高效过滤网已经集满灰尘，将会自动发出报警信号，提示需要进行清理；以上实现的智能化功能，实现了节省电能，提高了关键部件的使用寿命。

2、本实用新型量子点光催化模块所使用的紫外灯为多组并联，能够达到足够强度的紫外线照射条件，且紫外灯的发光面分别与所述量子点光催化涂层结构的受光面呈0-45°的夹角，能够保证涂覆在载体表面上的纳米TiO₂涂层充分暴露在紫外线照射下，从而能够发挥最佳的光催化效果。

3、本实用新型纳米TiO₂涂层包括平均粒径小于10nm的纳米TiO₂颗粒，其体表面积为现有技术中常用的纳米TiO₂涂层的10倍以上，能够适应更加广泛波段长度的紫外线照射，且在暗光条件下也有一定的光催化效果。

附图说明

图1为本实用新型结构原理框图。

图2为本实用新型中量子点光催化模块的结构原理图。

图3为本实用新型控制原理框图。

具体实施方式

参见附图，一种量子点纳米消毒机，包括有壳体，壳体内设有风道，壳体上在风道的两端分别设有进风口1和出风口8，进风口1设置有过滤模块2，风道内分别设置有风机3、量子点光催化模块4、压力检测模块5和PM2.5检测模块6；壳体内设置有控制模块7，壳体外设置有报警模块9，控制模块7一方面分别与压力检测模块5和PM2.5检测模块6电连接，另一方面分别与风机3、量子点光催化模块4和报警模块9电连接。

本实用新型中，过滤模块2采用初效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器或高效过滤器。

风机3、量子点光催化模块4、压力检测模块5和PM2.5检测模块6沿着风道内的空气流通方向依次设置。

风机3的供电回路中分别安装有第一继电器10和变频器11，控制模块7分别与第一继电器10和变频器11电连接。

量子点光催化模块4包括有多组并联的紫外灯4-1和量子点光催化涂层结构4-2，多组并联的紫外灯4-1的发光面分别与量子点光催化涂层结构4-2的受光面呈0-45°的夹角(γ)。

多组并联的紫外灯4-1分别采用紫外灯管、LED紫外灯珠、高压汞灯或其他10-400nm波段的紫外线光源。

多组并联的紫外灯4-1的供电回路中安装有第二继电器12，控制模块7与第二继电器12电连接。

量子点光催化涂层结构4-2包括有载体和负载于载体表面的纳米TiO₂涂层，纳米TiO₂涂层包括平均粒径小于10nm的纳米TiO₂颗粒，载体采用蜂窝状网格材料制成的载体，载体的网格孔道目数为50-500目，载体的厚度为10-100mm，纳米TiO₂涂层的负载量为每cm²的载体上1.0～100μg的TiO₂。

控制模块7采用单片机或PLC。

报警模块9采用蜂鸣器或指示灯。

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明：

本实用新型通过设置控制模块7的程序设置室内空气质量的达标值(可以是点值，也可以范围值)。本实用新型中的第一继电器10和第二继电器12均为常闭型继电器。

开启设备电源，室内空气在风机3的引导下，经进风口1处的过滤模块2过滤并截留PM2.5后进入风道内，然后流经量子点光催化模块4，量子点光催化模块4中的负载(涂覆)于载体表面的纳米TiO₂涂层在多组并联的紫外灯4-1的照射下，TiO₂会“吐出”一个电子，自身形成一个“空穴”，大量的“空穴”使得纳米TiO₂涂层的表面形成一层“纳米筛”，“吐出”的电子与空气中的氧相结合，生成氧负离子，与此同时，“纳米筛”会“抓住”空气中的水蒸气，“夺取”水中的电子，使其变成氢氧自由基，氢氧自由基会“破坏”附着于PM2.5中的病毒、细菌的组织结构，达到净化、消毒的目的。

净化、消毒后的空气经出风口8重新回流到室内，如此往复循环，最终实现对室内空气进行净化、消毒。

PM2.5检测模块6实时监测风道内的空气质量，并将监测到的数据反馈至控制模块7，当风道内的空气质量达标时，则表明室内的空气质量已经达标，控制模块7发出相应信号给第一继电器10和第二继电器12，使得第一继电器10和第二继电器12均断开，切断风机3和多组并联的紫外灯4-1的电源，自动停止风机3和量子点光催化模块4工作；当风道内的空气质量再次超标时，则表明室内空气质量已经超标，控制模块7发出相应信号给第一继电器10和第二继电器12，使得第一继电器10和第二继电器12重新闭合，风机3和多组并联的紫外灯4-1得电，重新启动风机3和量子点光催化模块4，实现对空气进行净化、消毒。压力检测模块5实时监测风道内的压力状态，并将监测到的数据反馈至控制模块7，当压力过小时，则表明过滤模块2已经集满灰尘，控制模块7向报警模块9发出信号，报警模块9产生声或光报警信号，提示需要清理过滤模块2。

在对室内空气进行净化、消毒的过程中，控制模块7会根据风道内空气中的PM2.5浓度，通过变频器11来调节风机3的转速，在保证对室内空气进行净化、消毒的前提下实现节能的目的。

本实用新型在实施时所参照依据为：

GBT18801-2015空气净化器标准规范。

GB4706.1-2005家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求。

GB4706.45-2008家用和类似用途电器的安全空气净化器的特殊要求。

GB21551.1-2008家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能通则。

GB21551.3-2010家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能空气净化器的特殊要求。

具体实施步骤如下：

1、按照室内空间及风道内各零部件的风阻情况，预选合适风量的风机，本实施例选用500m3/h、40W、24V静音直流风机，适用20-50平方米的室内空间；

2、参照风机安装尺寸设计具体风道截面大小，本实施例设计风道大小为310mm*230mm，进一步选择对应尺寸的压力检测模块；

3、设计对应尺寸的量子点光催化模块，本实施例光催化模块设计厚度为25mm，外形尺寸与风道尺寸对应，光催化模块风阻设定不高于10Pa；

4、主体框架设计：各零部件均固定在壳体内部的主体上，除部分电控元件固定在主体外部，其他部件均需固定在主体内部，采用抽拉式安装方法，在主体内部两侧安装导向固定槽，各模块能够在固定槽上自由滑动；

5、依据电控元件、主体框架、各零部件外形、安装尺寸设计壳体，壳体用0.8mm厚度的镀锌板进行钣金设计，钣金制作，各平面平整度、圆角、折弯/焊接垂直度等均做严格要求，设计产品整体外形尺寸为420*320*650mm，进风口和出风口采用密布冲孔方式实现，冲孔大小为φ5mm，冲孔数量按照所有冲孔面积之和不小于风道截面积来计算；

6、电路总成设计：各电控元件布局合理，易热元件应单独布置，电路线束走线合理，除必要连接处，其他线束应尽量布局在框架预留的线槽内部并用扎带扎紧；

7、装配：优先安装风机，其次安装主体框架内部各导槽，包括模块滑动导槽及线束固定槽等，电控元件安装、线束布置连接，壳体固定在主体外部，壳体拼接处安装间隙不得大于1mm，各模块插入对应滑动导槽，确保各模块紧固、不晃动，最后安装后盖板，制作完成。

本实用新型实施例仅为单次制作流程，不作为限制本实用新型的权利要求的限制参数，也不代表本实用新型实施例的单一性，所述实施步骤仅为一种实现本实用新型的一种途径，另外实施例中工艺步骤可适当调整或组合，所述实施例仅为方便本领域技术人员快速理解及实现本实用新型的一种方式。

以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方案进行描述，并非对本实用新型的保护范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种量子点纳米消毒机，包括有壳体，其特征在于：所述的壳体内设有风道，壳体上在所述风道的两端分别设有进风口和出风口，所述的进风口设置有过滤模块，所述的风道内分别设置有风机、量子点光催化模块、压力检测模块和PM2.5检测模块；所述的壳体内设置有控制模块，壳体外设置有报警模块，所述的控制模块一方面分别与所述压力检测模块和PM2.5检测模块电连接，另一方面分别与所述风机、量子点光催化模块和报警模块电连接。

2.根据权利要求1所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的过滤模块采用初效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器或高效过滤器。

3.根据权利要求1所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的风机、量子点光催化模块、压力检测模块和PM2.5检测模块沿着所述风道内的空气流通方向依次设置。

4.根据权利要求1所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述风机的供电回路中分别安装有第一继电器和变频器，所述的控制模块分别与所述第一继电器和变频器电连接。

5.根据权利要求1所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的量子点光催化模块包括有多组并联的紫外灯和量子点光催化涂层结构，所述多组并联的紫外灯的发光面分别与所述量子点光催化涂层结构的受光面呈0-45°的夹角。

6.根据权利要求5所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述多组并联的紫外灯分别采用紫外灯管、LED紫外灯珠或高压汞灯。

7.根据权利要求5所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述多组并联的紫外灯的供电回路中安装有第二继电器，所述的控制模块与所述第二继电器电连接。

8.根据权利要求5所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的量子点光催化涂层结构包括有载体和负载于载体表面的纳米TiO₂涂层，所述的纳米TiO₂涂层包括平均粒径小于10nm的纳米TiO₂颗粒，所述的载体采用蜂窝状网格材料制成的载体，载体的网格孔道目数为50-500目，载体的厚度为10-100mm，所述纳米TiO₂涂层的负载量为每cm²的载体上1.0～100μg的TiO₂。

9.根据权利要求1所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的控制模块采用单片机或PLC。

10.根据权利要求1所述的量子点纳米消毒机，其特征在于：所述的报警模块采用蜂鸣器或指示灯。

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