CN213687185U - 灭菌芯体以及空气净化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种灭菌芯体以及空气净化器。灭菌芯体包括疏水透气膜、水相层、臭氧发生装置以及氧化界面层，疏水透气膜、水相层以及氧化界面层依次层叠设置，臭氧发生装置设置于水相层，氧化界面层用于对来自水相层的气体进行氧化。空气净化器包括净化箱、过滤膜、还原膜、吸风装置以及灭菌芯体；净化箱包括净化腔以及与净化腔连通的净化进口以及净化出口，过滤膜设置于净化进口处，吸风装置设置于空气净化器中以实现气体由净化进口进入所述净化腔净化后并由净化出口排出；灭菌芯体设置在净化腔内，过滤膜、疏水透气膜、水相层、氧化界面层以及还原膜依次顺序设置在过滤膜与所述吸风装置之间。该空气净化器净化效率高、产生的活性氧少。

Description

灭菌芯体以及空气净化器

技术领域

本实用新型涉及空气净化领域，特别是涉及一种灭菌芯体以及空气净化器。

背景技术

据统计，人的一生有80％以上的时间是在室内度过的，近年来，随着工业的不断发展，空气污染日趋严重，无论是家庭还是办公室，其室内的空气质量下降严重，造成疾病更易于发生和细菌更易于传播，严重的影响了人们的身体健康。随着人们对室内空气质量关注度的提升，空气净化器成为一种必不可少的电器。现有空气净化器主要由马达、风扇、空气过滤网等系统组成，其工作原理为：机器内的马达和风扇使室内空气循环流动，利用风机抽取室内被污染的空气，通过风机得到一定风压，再从疏到密通过重重滤网，将空气中固态微粒滤除，并经活性氧对空气中的细菌和病毒进行消杀后送入室内。现有的空气净化器在使用时，往往会释放过量的活性氧会损伤人体，过量的活性氧会对核酸氧化损伤，受到活性氧氧化损伤后的DNA可能会发生断裂、突变以及对热稳定性改变等，从而严重影响了遗传信息的正常转录、翻译过程。另外活性氧还对蛋白质有氧化损伤，活性氧对蛋白质的作用包括修饰氨基酸，使肽链断裂，形成蛋白质的交联聚合物，改变构像和免疫原性等5个方面。活性氧还对生物膜氧化损伤，破坏了镶嵌于膜系统上的许多酶和受体、离子通道的空间构型，使膜的完整性被破坏、膜流动性下降，膜脆性增加，细胞内外或细胞器内外物质和信息交换障碍，影响膜的功能与抗原特异性，导致广泛性损伤和病变。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种灭菌芯体以及空气净化器。所述的灭菌芯体能够实现对病原微生物高效率灭菌。所述的空气净化器能够实现对病原微生物高效率灭菌，并且能够避免释放过量的活性氧。

一种灭菌芯体，包括疏水透气膜、水相层、臭氧发生装置以及氧化界面层，所述疏水透气膜、所述水相层以及所述氧化界面层依次层叠设置，所述臭氧发生装置设置于所述水相层，所述氧化界面层通过其含有的活性氧发生物质用于对来自所述水相层的气体进行氧化。

在其中一个实施例中，所述氧化界面层为含有光触媒和/或低温等离子体的空气相层。

在其中一个实施例中，所述疏水透气膜的孔径为0.1-10μm。

一种空气净化器，包括净化箱、过滤膜、还原膜、吸风装置以及所述的灭菌芯体；

所述净化箱包括净化腔以及与所述净化腔连通的净化进口以及净化出口，所述过滤膜设置于所述净化进口处，所述吸风装置设置于所述空气净化器中以实现气体由所述净化进口进入所述净化腔净化后并由净化出口排出；所述灭菌芯体设置在所述净化腔内，所述过滤膜、所述疏水透气膜、所述水相层、所述氧化界面层以及所述还原膜依次顺序设置在所述过滤膜与所述净化出口之间。

在其中一个实施例中，所述空气净化器还包括病原微生物检测装置，所述病原微生物检测装置设置在所述过滤膜与所述疏水透气膜之间，所述病原微生物检测装置用于检测经过所述过滤膜过滤后的气体是否含有经空气传播的病原微生物。

所述经空气传播的病原微生物包括但不限于病毒、细菌、真菌、朊病毒。所述病毒选自新冠病毒、SARS病毒、流感病毒、禽流感病毒的一种或多种。所述病原微生物检测装置的检测方法采用免疫学检测方法进行检测，优选地采用胶体金法。

在其中一个实施例中，所述空气净化器还包括富集装置，所述富集装置设置在所述过滤膜与所述病原微生物检测装置之间。

在其中一个实施例中，所述富集装置呈漏斗状，所述富集装置开口较大的一侧朝向所述过滤膜，所述富集装置开口较小的一侧朝向所述病原微生物检测装置。

在其中一个实施例中，所述空气净化器还包括臭氧浓度检测装置，所述臭氧浓度检测装置设置在所述还原膜与所述净化出口之间。

在其中一个实施例中，所述空气净化器还包括警报装置，所述警报装置与所述臭氧浓度检测装置电性连接，所述警报装置设置在所述净化箱上，当所述臭氧浓度检测装置检测到的臭氧浓度大于0.1ppm时，所述警报装置警报。

在其中一个实施例中，所述警报装置包括警报灯、蜂鸣器以及振动器中的一种或几种。

本实用新型的灭菌芯体能够实现对病原微生物高效率灭菌。本实用新型的灭菌芯体设置了疏水透气膜、水相层、臭氧发生装置以及氧化界面层，其中，疏水透气膜能够阻挡颗粒直径大于颗粒物的10μm颗粒如粉尘、雾、雨水等，对于颗粒直接小于10μm的颗粒如水蒸气、常规的气体等其颗粒直径约为0.0004μm则可以通过，这样保证气体分子可以自由进出疏水透气膜，保持空气流通至水相层中。水相层中设置臭氧发生装置，使空气经过多种不同的介质灭菌，臭氧溶解于水相形成的臭氧水对各种致病微生物均有极强的灭菌作用，臭氧在水中极其不稳定，发生强烈氧化还原反应，产生极活泼、具有强烈的氧化作用的单原子氧(O)和羟基(OH)，臭氧水的氧化杀灭病原微生物的效率比臭氧气相更佳，能够达到更好的杀菌效果。本实用新型设置氧化界面层，氧化界面层中含有的活性氧自由基对空气进行氧化作用，使空气中的细菌失去活性达到杀菌作用。综上，本实用新型通过设置疏水透气膜、水相层、臭氧发生装置以及氧化界面层实现了对空气高效率的杀菌。本实用新型的灭菌芯体能够适用于各种空气净化器中，适应范围广，成本低。

本实用新型的空气净化器通过设置灭菌芯体能够实现对病原微生物高效率灭菌，并且能够避免释放过量的活性氧。

本实用新型的空气净化器通过设置病原微生物检测装置能够检测空气中经过空气传播的病原微生物如新冠病毒、流感病毒等。

本实用新型的空气净化器通过设置富集装置对空气中的病原微生物进行富集，提高病原微生物检测装置的检测效率和灵敏度。

本实用新型的空气净化器通过设置警报装置可以提高空气净化器使用的安全性，当空气净化器释放出的气体中活性氧含量超标时，警报装置警报。例如，当所述臭氧浓度检测装置检测到的臭氧浓度大于0.1ppm时，所述警报装置警报，此时空气净化器停止工作。

本实用新型的空气净化器通过设置臭氧浓度检测装置实时检测净化出口处的空气中臭氧的浓度，便于使用者获知该空气净化器净化后的空气中臭氧的实际浓度。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的空气净化器示意图。

附图标记说明

10、空气净化器；100、灭菌芯体；110、疏水透气膜；120、水相层；130、氧化界面层；200、净化箱；300、过滤膜；400、还原膜；500、吸风装置；600、病原微生物检测装置；700、臭氧浓度检测装置；800、富集装置。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“中心”、“上”、“下”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也即，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1所示，本实用新型一实施例提供了一种灭菌芯体100。

一种灭菌芯体100，包括疏水透气膜110、水相层120、臭氧发生装置以及氧化界面层130。

参见图1所示，疏水透气膜110、水相层120以及氧化界面层130依次层叠设置。臭氧发生装置设置于水相层120，氧化界面层130通过其含有的活性氧发生物质用于对来自水相层120的气体进行氧化。

在其中一个具体示例中，氧化界面层130为含有光触媒和/或低温等离子体的空气相层。其中，光触媒是以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料，当纳米级二氧化钛超微粒子接受波长为388nm以下的紫外线照射时，其内部由于吸收光能而激发产生电子空穴对，即光生载流子,然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的氧和水分，产生活性自由氢氧基(OH)和活性氧(O)，当其被污染物以及细菌吸附时，就会发生链式降解反应，起到杀菌的目的。低温等离子体净化的原理为：利用高能电子(5eV～20eV)轰击反应器中的气体，当电压到达气体的放电电压时，气体分子经过激活、分解和电离等过程产生氧化能力很强的自由基，会对污染物及细菌进行分解灭活。

在其中一个具体示例中，疏水透气膜110的孔径为0.1-10μm。如此，能实现对大于颗粒直径大于颗粒物的10μm颗粒如粉尘、雾、雨水等的阻挡。

本实用新型的灭菌芯体100能够实现对病原微生物高效率灭菌。本实用新型的灭菌芯体100设置了疏水透气膜110、水相层120、臭氧发生装置以及氧化界面层130，其中，疏水透气膜110能够阻挡颗粒直径大于颗粒物的10μm颗粒如粉尘、雾、雨水等，对于颗粒直接小于10μm的颗粒如水蒸气、常规的气体等其颗粒直径约为0.0004μm则可以通过，这样保证气体分子可以自由进出疏水透气膜110，保持空气流通至水相层120中。

本实用新型在水相层120中设置臭氧发生装置，臭氧由三个氧原子以共振结构存在，性质非常不稳定，容易产生还原反应，是一种强氧化剂及强力的消毒杀菌剂，能在短时间内大量融入水中，亦能促进溶在水中的重金属离子氧化而沉淀，分解水中的有机物。臭氧水是一种具有杀菌效果并含有丰富的氧和各种微量元素的水，能有效的杀灭水中的结核菌、大肠杆菌、淋菌、伤寒杆菌等病毒。依实验证明，臭氧通入水中后，水中重金属离子含量、生菌数、浑浊度等均有显著降低，使水质澄清，故臭氧可用来净化水质，且在常温的水中约二十分钟可分解还原为氧气，不会造成二次污染。因此，本实用新型设置的臭氧发生装置能够使空气经过多种不同的介质灭菌，臭氧溶解于水相形成的臭氧水对各种致病微生物均有极强的灭菌作用，臭氧在水中极其不稳定，发生强烈氧化还原反应，产生极活泼、具有强烈的氧化作用的单原子氧(O)和羟基(OH)，臭氧水的氧化杀灭病原微生物的效率比臭氧气相更佳，能够达到更好的杀菌效果。有研究数据表明：1m³密闭箱中产生的臭氧浓度随机器运行60～90min时，臭氧浓度超过80mg/m³，对载体上大肠杆菌杀灭率在95.42％～96.90％。而在1L水中通臭氧气体30～60min后，水中臭氧浓度即可以稳定在20mg/L左右，即可对水中载体上大肠杆菌杀灭率达到99.91％～99.98％。

本实用新型设置氧化界面层130，氧化界面层130中含有的活性氧自由基对空气进行氧化作用，使空气中的细菌失去活性达到杀菌作用。综上，本实用新型通过设置疏水透气膜110、水相层120、臭氧发生装置以及氧化界面层130实现了对空气高效率的杀菌。本实用新型的灭菌芯体100能够适用于各种空气净化器10中，适应范围广，成本低。

参见图1所示，本实用新型一实施例还提供了空气净化器10。

请参阅图1所示，一种空气净化器10，包括灭菌芯体100、净化箱200、过滤膜300、还原膜400、吸风装置500以及控制装置。

净化箱200包括净化腔以及与净化腔连通的净化进口以及净化出口。过滤膜300设置于净化进口处。吸风装置500设置于所述空气净化器内以实现气体由净化进口进入所述净化腔净化后并由净化出口排出；优选地，吸风装置500设置于净化出口处，吸风装置500工作时能够带动气体由净化进口进入净化腔，气体净化后由净化出口排出，不难理解，吸风装置500还可以设置在净化进口处。吸风装置500与控制装置电性连接。灭菌芯体100设置在净化腔内。过滤膜300、疏水透气膜110、水相层120、氧化界面层130以及还原膜400依次顺序设置在过滤膜300与吸风装置500之间。还原膜400为一次性还原性膜，一次性还原性膜，内含催化剂、触媒(如具有催化作用的特定锰金属元素)，当臭氧接触到上述催化剂或触媒后，会加速臭氧还原成氧气的过程，进而去除残留的臭氧。

本实用新型的空气净化器10通过设置灭菌芯体100能够实现对病原微生物高效率灭菌，并且能够避免释放过量的活性氧。

在其中一个具体示例中，空气净化器10还包括病原微生物检测装置600。病原微生物检测装置600与控制装置电性连接。病原微生物检测装置600设置在过滤膜300与疏水透气膜110之间，病原微生物检测装置600用于检测经过过滤膜300过滤后的气体是否含有经空气传播的病原微生物。本实用新型的空气净化器10通过设置病原微生物检测装置600能够检测经空气传播的病原微生物。经空气传播的病原微生物包括但不限于病毒、细菌、真菌、朊病毒。所述的病毒包括新冠病毒、SARS病毒、流感病毒、禽流感病毒的一种或多种。原微生物检测装置600的检测方法采用免疫学检测方法进行检测，优选地，原微生物检测装置600的检测方法采用胶体金法。

在其中一个具体示例中，空气净化器10还包括富集装置800。富集装置800设置在过滤膜300与病原微生物检测装置600之间。本实用新型的空气净化器10通过设置富集装置800对空气中的病原微生物、病毒颗粒进行富集，提高病原微生物检测装置600的检测效率和灵敏度。

在其中一个具体示例中，富集装置800呈漏斗状，富集装置800开口较大的一侧朝向过滤膜300，富集装置800开口较小的一侧朝向病原微生物检测装置600。

在其中一个具体示例中，空气净化器10还包括臭氧浓度检测装置700，臭氧浓度检测装置700与控制装置电性连接。臭氧浓度检测装置700设置在还原膜400与吸风装置500之间。本实用新型的空气净化器10通过设置臭氧浓度检测装置700实时检测净化出口处的空气中臭氧的浓度，便于使用者获知该空气净化器10净化后的空气中臭氧的实际浓度。在一实施例中，臭氧浓度检测装置700采用的检测方法采用紫外吸收法测定：利用臭氧对波长入为254nm紫外光的最大吸收值，使紫外光在臭氧气氛中衰减，再经臭氧浓度检测装置700中的光电元件、电子电路(如比较电路、数据处理、数模转换)得到检测数据并输出，当臭氧浓度超过0.1ppm时，臭氧浓度检测装置700向控制装置板发送臭氧过量的信息，此时，控制装置控制空气净化器10自动关闭。

在其中一个具体示例中，空气净化器10还包括警报装置，警报装置与控制装置电性连接。警报装置与臭氧浓度检测装置700电性连接，警报装置设置在净化箱200上，当臭氧浓度检测装置700检测到的臭氧浓度大于0.1ppm时，警报装置警报。本实用新型的空气净化器10通过设置警报装置可以提高空气净化器10使用的安全性，当空气净化器10释放出的气体中活性氧含量超标时，警报装置警报。例如，当臭氧浓度检测装置700检测到的臭氧浓度大于0.1ppm时，警报装置警报，此时空气净化器10停止工作。

在其中一个具体示例中，警报装置包括警报灯、蜂鸣器以及振动器中的一种或几种。

进一步地，在一个实施例中，空气净化器10还包括显示装置，显示装置设置在净化箱200上，显示装置与控制装置电性连接，显示装置用于显示空气净化器10工作的时间、臭氧浓度检测装置700检测的臭氧浓度、病原微生物检测装置600是否检测到病原微生物信息、吸风装置500的吸风量、警报装置的警报信息等。优选地，显示装置具有可触控显示屏。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种灭菌芯体，其特征在于，包括疏水透气膜、水相层、臭氧发生装置以及氧化界面层，所述疏水透气膜、所述水相层以及所述氧化界面层依次层叠设置，所述臭氧发生装置设置于所述水相层，所述氧化界面层通过其含有的活性氧发生物质用于对来自所述水相层的气体进行氧化。

2.根据权利要求1所述的灭菌芯体，其特征在于，所述氧化界面层为含有光触媒和/或低温等离子体的空气相层。

3.根据权利要求1或2所述的灭菌芯体，其特征在于，所述疏水透气膜的孔径为0.1-10μm。

4.一种空气净化器，其特征在于，包括净化箱、过滤膜、还原膜、吸风装置以及权利要求1-3任意一项所述的灭菌芯体；

所述净化箱包括净化腔以及与所述净化腔连通的净化进口以及净化出口，所述过滤膜设置于所述净化进口处，所述吸风装置设置于所述空气净化器中以实现气体由所述净化进口进入所述净化腔净化后并由净化出口排出；所述灭菌芯体设置在所述净化腔内，所述过滤膜、所述疏水透气膜、所述水相层、所述氧化界面层以及所述还原膜依次顺序设置在所述过滤膜与所述净化出口之间。

5.根据权利要求4所述的空气净化器，其特征在于，所述空气净化器还包括病原微生物检测装置，所述病原微生物检测装置设置在所述过滤膜与所述疏水透气膜之间，所述病原微生物检测装置用于检测经过所述过滤膜过滤后的气体是否含有经空气传播的病原微生物。

6.根据权利要求5所述的空气净化器，其特征在于，所述空气净化器还包括富集装置，所述富集装置设置在所述过滤膜与所述病原微生物检测装置之间。

7.根据权利要求6所述的空气净化器，其特征在于，所述富集装置呈漏斗状，所述富集装置开口较大的一侧朝向所述过滤膜，所述富集装置开口较小的一侧朝向所述病原微生物检测装置。

8.根据权利要求4-7任意一项所述的空气净化器，其特征在于，所述空气净化器还包括臭氧浓度检测装置，所述臭氧浓度检测装置设置在所述还原膜与所述净化出口之间。

9.根据权利要求8所述的空气净化器，其特征在于，所述空气净化器还包括警报装置，所述警报装置与所述臭氧浓度检测装置电性连接，所述警报装置设置在所述净化箱上，当所述臭氧浓度检测装置检测到的臭氧浓度大于0.1ppm时，所述警报装置警报。

10.根据权利要求9所述的空气净化器，其特征在于，所述警报装置包括警报灯、蜂鸣器以及振动器中的一种或几种。

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