CN218820873U - 一种光催化空气净化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气净化领域，具体提供了一种光催化空气净化器，该空气净化器包括：外壳、进风口、出风口、风扇、光触媒层、紫外灯、盖板。外壳的上端设置有出风口，外壳的下端设置有进风口，外壳内部由上到下固定设置有紫外灯、光触媒层、风扇。外壳的外壁上设置有盖板，盖板为长条状，外壳外壁上与盖板对应位置处设置有凹槽，盖板设置于凹槽的开口处，凹槽与盖板之间形成空腔，凹槽的底部设置有小孔，紫外灯和风扇通过导线与电源、开关连接，导线穿过孔设置于空腔内。用于连接紫外灯和风扇等的导线会使得空气净化器的净化效率降低，本实用新型通过将导线设置在光催化空气净化器的外侧，使得导线对光催化过程不产生影响，从而提升空气净化效率。

Description

一种光催化空气净化器

技术领域

本实用新型涉及空气净化领域，具体涉及一种光催化空气净化器。

背景技术

空气净化器可用于净化空气，去除空气中的污染物，例如，粉尘、甲醛、苯等等。光催化空气净化器是利用光催化反应将空气中的甲醛等有机气体污染物转化为无毒的二氧化碳和水的装置。

在风扇或抽气装置的作用下，待净化空气由进风口进入净化系统，经过活性炭滤网等将颗粒污染物过滤，进行初步净化。初步净化后的空气在光触媒颗粒附近，紫外光照射在光触媒颗粒表面，光触媒颗粒、光场、空气、有机污染物产生光催化反应。通过光催化反应将有毒的甲醛等有机气体污染物转化为无毒的二氧化碳和水，进化后的空气由出风口排出。具体地，光催化反应的过程是：光照射在光触媒颗粒上，在光触媒颗粒中产生光生电子和光生空穴，光生电子和光生空穴与空气中的氧气和水分子发生氧化还原反应生成氧负离子和羟基自由基团，强活性的氧负离子和羟基自由基团与空气中的甲醛等有机气体污染物反应生成二氧化碳和水达到净化的效果。空气净化效率是衡量空气净化器性能的重要参数。

常规的提升光催化空气净化器净化效率的方法有：通过改进紫外灯的位置、强度等使光场与光触媒颗粒之间的相互作用更强；通过改变空气的流动路径使得空气与光触媒颗粒之间的相互作用更加充分；对光触媒颗粒的形状、结构、组分进行改进，使得光触媒颗粒内产生更多的光生电子和光生空穴，增强光催化反应的强度。然而，忽略了工作时设置于空气净化内用于连接风扇、紫外灯、开关等部件的导线对光催化效率的影响。具体地，一方面，一般为了方便维修或更换，导线的长度会略长于所需要的长度，同时，为了尽可能减小导线的长度，在不影响正常工作的情况下连接部件之间的导线会直接连接于两目标部件之间，这样会使得装置内部的风阻增大，从而，使得出风口的空气流速变小，降低空气净化效率。另一方面，导线会散射一部分紫外光，使得紫外光强度减弱，导致紫外光不能充分地照射在光触媒颗粒上。再一方面，由于焦耳定律，导线产热使得导线附近局部温度略高于周围，这使得空气中水分子含量降低，然而水分子是光催化反应中需要的反应物，水分子含量的降低会导致光催化反应强度降低，光催化反应强度的降低使得空气净化效率降低。

综上所述，现有的光催化空气净化器将导线设置于空气净化器内部，这导致光催化空气净化器的净化效率较低。

实用新型内容

为解决以上问题，本实用新型提供了一种光催化空气净化器。本实用新型解决问题的思路与常规方式不同：常规提升光催化空气净化器净化效率的思路是，通过改进紫外灯的位置、紫外灯的强度、空气的流动路径、光触媒颗粒的形状、结构、成分等提升光催化反应的强度，从而提升空气净化效率。一般来讲，空气净化器中导线的作用是将风扇、紫外灯、开关等部件连接形成电回路。难以想到用于导电的导线用对空气净化器的净化效率有影响，导线作为使用时必不可少的部件，设计产品时通常被忽视，因此，本实用新型通过将导线设置在空气净化器外壳外侧，使得导线对光催化过程不产生影响，从而提升空气净化器的效率。本实用新型的技术方案虽然简单，但是发现导线会使得空气净化器的净化效率降低是不容易的。

本实用新型公开了一种光催化空气净化器，包括外壳、进风口、出风口、风扇、光触媒层、紫外灯、盖板。外壳的材料为硬质塑料或硬质合金。形状为柱体。外壳的下端设置有进风口，用于使待净化空气进入，外壳的上端设置有出风口，用于使净化后的空气排出。外壳内部由上到下固定设置有紫外灯、光触媒层、风扇。紫外灯为LED紫外灯，固定设置在内壁上；光触媒层为设置有光触媒颗粒的多孔材料层，光触媒颗粒可以为二氧化钛颗粒，多孔材料可以为泡沫镍、多孔硅、多孔玻璃等。外壳的厚度大于0.2cm，外壳的外壁上设置有盖板，盖板为长条状。盖板沿竖直方向设置，盖板的宽度为1.0-1.5cm，盖板的高度与外壳的高度相同。外壳外壁上与盖板对应位置处设置有凹槽，盖板设置于凹槽的开口处，凹槽与盖板之间形成空腔盖板可以固定设置于外壳外壁上，也可以通过插接凹槽可拆卸固定设置于外壳外壁上；凹槽底部与盖板内侧面之间的距离大于0.5cm，也就是空腔的厚度大于0.5cm。凹槽的底部设置有小孔，小孔的形状为圆形，小孔的尺寸为0.5-0.8cm。紫外灯和风扇通过导线与电源、开关连接，导线穿过孔设置于空腔内。

进一步地，盖板的外侧面与外壳的外侧面处于同一圆柱面上。光触媒层和风扇之间还可以设置活性炭层。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种光催化空气净化器，本实用新型通过将导线设置在光催化空气净化器的外侧，使得导线对光催化过程不产生影响，从而提升空气净化效率。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是一种光催化空气净化器的示意图。

图2是光催化空气净化器中盖板的示意图。

图3是光催化空气净化器中外壳和盖板的截面示意图。

图中：1、外壳；2、风口；3、光触媒层；4、紫外灯；5、盖板；6、风扇；7、小孔。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

本实用新型提供了一种光催化空气净化器，如图1所示，包括外壳1、风口2、风扇6、光触媒层3、紫外灯4、盖板5，风口2包括进风口和出风口。外壳1的材料为硬质塑料或硬质合金。形状为柱体。外壳的下端设置有进风口，用于使待净化空气进入，外壳的上端设置有出风口，用于使净化后的空气排出。进风口设置于外壳下端的侧壁上，出风口设置于外壳上端的侧壁上或顶壁上。外壳1内部由上到下固定设置有紫外灯4、光触媒层3、风扇6。紫外灯4为LED紫外灯，固定设置在外壳1的侧壁或顶壁上。具体地，设置在侧壁时，可以直接固定设置在侧壁，通过凹槽固定和粘合连接固定均可实现；也可以通过支架设置，支架与外壳1侧壁固定，紫外灯4设置于支架上，支架可以是网状结构的金属丝，也可以是三叉形支架等能够起支撑作用的同时使气体通过即可，以方便净化后的气体排出。

光触媒层3与外壳1侧壁之间可以是通过凹槽固定设置，也可以是粘合固定设置。光触媒层3为设置有光触媒颗粒的多孔材料层，多孔材料使得空气能够与光触媒颗粒接触，在光场照射下产生光催化反应，光触媒颗粒通过旋涂、喷涂、沉积工艺制备在多孔材料层表面及孔状结构中。光触媒颗粒可以为二氧化钛颗粒，多孔材料可以为泡沫镍、多孔硅、多孔玻璃等，优选为多孔玻璃，这样光场能够照射在整块多孔玻璃上，使得多孔玻璃上的光触媒颗粒与光场充分相互作用，从而增强光催化反应的强度，使得光催化效率提升。风扇6固定设置于外壳1底面内壁中间位置，用于使待净化空气由进气口流入。在外壳1的内壁上均设置光触媒颗粒，通过喷涂实现，这样能够设置更多的光触媒颗粒，在光照作用下，与空气中的有机污染物产生光催化反应，从而提升净化效率。光触媒层3和紫外灯4所在平面可以平行，也可以不平行，优选地，光触媒层3和紫外灯4所在平面平行，且均平行于外壳1的底面，这样光场垂直照射在光触媒层3，使得光触媒层3中的光触媒颗粒被光场充分照射到，从而充分进行光催化反应，提升空气净化效率。

外壳1的厚度大于0.2cm，外壳1的外壁上设置有盖板5，盖板5为长条状，截面形状为圆弧状，如图2所示。盖板5沿竖直方向设置，盖板5的宽度为1.0-1.5cm，盖板5的高度与外壳的高度相同。外壳1外壁上与盖板对应位置处设置有凹槽，盖板5设置于凹槽的开口处，凹槽与盖板5之间形成空腔，用于设置导线。同时，如图3所示，外壳1与盖板5对应处的内壁处凸起，这样外壳1的内壁面积增大，能够在其内壁上设置更多的光触媒颗粒，提高总的光催化反应强度，提升净化效率。盖板5可以固定设置于外壳1外壁上，也可以通过插接凹槽可拆卸固定设置于外壳外壁上，如图3所示。凹槽底部与盖板5内侧面之间的距离大于0.5cm，也就是空腔的厚度大于0.5cm，这样尺寸大于导线的直径，方便导线设置。盖板5上还设置有散热孔，散热孔的尺寸小于0.3cm，数量大于3个，使得导线产生的热量及时散去。

凹槽部设置有小孔7，小孔7的形状为圆形，小孔的尺寸为0.5-0.8cm，尺寸略大于导线的直径。具体地，紫外灯4和风扇6对应高度处分别设置一个小孔7，这样可以将连接紫外灯4和风扇6两电极端的导线由小孔7引出，在空腔内形成电回路，这样，紫外灯4和风扇6之间的导线不会在空气净化器内部，从而不会对光催化反应产生影响。具体地，这样减小了风阻，使得出气口的空气流速变大，提升空气净化效率；还不会散射紫外光，从而使得紫外光在光触媒处的光场强度较强，提升光催化反应的强度；其产生的热量不会对空气净化器内部的空气产生影响，且产生的热量还通过盖板5上的散热孔排出，使得导线周围没有热量聚集。另外，将导线设置在外侧还方便维修和检查。

紫外灯4和风扇6通过导线与电源、开关连接，导线穿过孔7设置于空腔内。开关设置于盖板5靠近出风口一端。电源可以使用内置于蓄电池电池设置于盖板5和外壳1之间的空腔内，具体地，固定在外壳内壁上，这样距离空气净化器的中轴线更近，使得空气净化器整体更稳定；也可以使用外接电源，外接电源时空气净化器的接电口设置于空腔靠近进风口一端。紫外灯4和风扇6之间可以串联，也可以并联，优选地，二者之间并联，这样，紫外灯4和风扇6之间不需要直接连接导线，方便导线设置连接。

优选地，如图3所示，盖板5的外侧面与外壳1的外侧面处于同一圆柱面上，这样外观与不设置盖板5相差无几，且方便运输。更优选地，光触媒层3和风扇6之间还可以设置活性炭层，活性炭层可以为活性炭滤棉，能够过滤掉空气中的粉尘等污染物，使得光催化反应时的空气中不含粉尘污染物，避免了对光触媒层3的污染，延长空气净化器的使用寿命。

应用时，打开开关，使电源、紫外灯4、风扇6形成电回路。紫外灯4发出紫外光，照射在光触媒层3上，在风扇6的作用下，待净化空气由进风口进入，经过活性炭层去除粉尘等颗粒污染物，再与光触媒层3相互作用，产生光催化反应，对空气中的有机污染物进行去除，通过光催化反应，将有机污染物转化为二氧化碳和水，实现净化空气的目的，净化后由出风口排出。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种光催化空气净化器，其特征在于，包括外壳、进风口、出风口、风扇、光触媒层、紫外灯、盖板，所述外壳的上端设置有所述出风口，所述外壳的下端设置有所述进风口，所述外壳内部由上到下固定设置有所述紫外灯、所述光触媒层、所述风扇，所述外壳的外壁上设置有所述盖板，所述盖板为长条状，所述盖板沿竖直方向设置，所述外壳外壁上与所述盖板对应位置处设置有凹槽，所述盖板设置于所述凹槽的开口处，所述凹槽与所述盖板之间形成空腔，所述凹槽的底部设置有小孔，所述紫外灯和所述风扇通过导线与电源、开关连接，导线穿过所述小孔设置于所述空腔内。

2.如权利要求1所述的光催化空气净化器，其特征在于：所述盖板的宽度为1.0-1.5cm，所述盖板的高度与所述外壳的高度相同。

3.如权利要求2所述的光催化空气净化器，其特征在于：所述凹槽底部与所述盖板内侧面之间的距离大于0.5cm。

4.如权利要求3所述的光催化空气净化器，其特征在于：所述小孔的尺寸为0.5-0.8cm，所述外壳的厚度大于0.2cm。

5.如权利要求1-4任一项所述的光催化空气净化器，其特征在于：所述盖板固定设置于所述外壳外壁上或通过插接凹槽可拆卸固定设置于所述外壳外壁上。

6.如权利要求1-4任一项所述的光催化空气净化器，其特征在于：所述盖板的外侧面与所述外壳的外侧面处于同一圆柱面上。

7.如权利要求1-4任一项所述的光催化空气净化器，其特征在于：所述光触媒层固定设置于所述外壳的内壁上，所述光触媒层为设置有光触媒颗粒的多孔材料层。

8.如权利要求7所述的光催化空气净化器，其特征在于：所述光触媒颗粒的材料为二氧化钛。

9.如权利要求1所述的光催化空气净化器，其特征在于：所述光触媒层和所述风扇之间设置有活性炭层。

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