專利名稱：立式光催化空氣殺菌凈化裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于空氣凈化技術領域，具體涉及到立式光催化空氣殺菌凈化裝置。
背景技術：
室內空氣污染對人類健康的危害已人所共知，特別是對少年兒童和老弱病患者的影響更嚴重。科學家指出，人類在享受工業發展所帶來物質文明的同時，正面臨著隨之而來的危害。在經歷了煤煙型污染、光化學煙霧型污染后，人類已經進入室內污染時期。但是人們并沒有因為家庭裝飾裝修的負面作用而停止，由此而促使了空氣凈化產業的快速發展。
目前市場上銷售的室內空氣凈化的產品很多，向中國專利局提交的專利申請已達幾百件。這些室內空氣凈化產品和專利，其結構仍以傳統的過濾、活性炭吸附、紫外線殺菌、臭氧殺菌、靜電除塵為主。上述室內空氣凈化產品和專利普遍存在效率低、能耗高，只對空氣污染物的部分成分有作用，存在二次污染的問題。
專利號為ZL03209081、ZL0320115259、ZL02121329的中國專利，采用不同形狀和結構的光催化構件——平面網、三維網、蜂窩網等構成的光催化空氣凈化器取得了一定的凈化效果。但作為動態工作的空氣凈化器，其氣流速度較快，且室內污染物濃度較低。上述專利中污染物與光催化劑接觸幾率小、時間短，因此這些空氣凈化器的凈化效率較低。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于克服上述室內空氣凈化產品和專利的缺點，提供一種設計合理、結構簡單、凈化速度快、效率高、無二次污染、并能清新空氣的立式光催化空氣殺菌凈化裝置。
解決上述技術問題所采用的技術方案是在殼體內的下部設置內安裝有調速電機和與調速電機相聯的齒輪變速箱的動力室、紫外燈、光催化網、至少1個與齒輪變速箱相聯的光催化風輪、液位指示器、凈化液以及在凈化液中的凈化液紫外燈，在殼體內的中部設置有軸流風機以及活性炭濾網，在殼體內的上部設置有通過導線與負離子發生器電源相連接的負離子發生器，在殼體的上部設置有控制面板和出風口百葉，在殼體下部側面設置有進風口慮網、進口百葉、凈化液加液閥、以及凈化液放液閥。
本發明的光催化風輪為在轉動軸的徑向設置有6～12個可等分圓周的骨架，在每個骨架上設置有風輪光催化網，轉動軸通過聯接件與齒輪變速箱相聯。
本發明的風輪光催化網為表面鍍有銳鈦礦晶型的納米TiO2的40或50或60目不銹鋼網。
本發明的光催化網為表面鍍有銳鈦礦晶型的納米TiO2的40或50目不銹鋼網。
本發明的紫外燈和凈化液紫外燈的波長為365nm。
本發明的凈化液是由H2O2和純凈水配制成濃度為1～2％的H2O2水溶液。
本發明的液位指示器為液位標尺。
本發明采用了左光催化風輪、右光催化風輪、含有H2O2的凈化液，并在凈化液中設置凈化液紫外燈，左光催化風輪和右光催化風輪的下半部風輪光催化網浸入凈化液中，風輪光催化網在光催化凈化和過濾空氣污染物的同時，表面吸附的凈化液，對顆粒狀污染物和有害氣體分別起到強烈的粘附和吸附作用，并將捕集到空氣中的污染物迅速轉移到凈化液中，在左光催化風輪和右光催化風輪的風輪光催化網光催化降解水中污染物的同時，凈化液中的H2O2和凈化液紫外燈發出的紫外光對水中收集的污染物進行快速殺除和降解。本發明采用了紫外燈、光催化網、活性炭濾網，對穿過左光催化風輪和右光催化風輪的極少量污染物進一步進行殺除、降解和吸附。本發明還采用了負離子發生器，負離子發生器能產生空氣負離子，空氣負離子對人有生物學效應，人吸入一定量的空氣負離子對呼吸系統、循環系統、神經系統功能有不同程度的改善。本發明具有設計合理、結構簡單、凈化速度快、效率高、無二次污染、并能清新空氣等優點，可在醫院、寫字樓、會議室、教室、影劇院及家庭等場所推廣使用。
圖1本發明實施例1的結構示意圖。
圖2是圖1中左光催化風輪16的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明不限于這些實施例。
實施例1在圖1、2中，本實施例的立式光催化空氣殺菌凈化裝置是由殼體1、出風口百葉2、負離子發生器3、軸流風機4、負離子發生器電源5、進風口慮網6、進風口百葉7、右光催化風輪8、凈化液放液閥9、凈化室隔板10、動力室11、齒輪變速箱12、調速電機13、凈化液紫外燈14、凈化液15、左光催化風輪16、液位標尺17、凈化液加液閥18、紫外燈19、光催化網20、活性炭濾網21、控制面板22聯接構成。
在殼體1內的后側下部一次鑄塑成型有動力室11和凈化室隔板10，凈化室隔板10將殼體1內下部分割成左凈化室和右凈化室，在動力室10內用螺紋緊固聯接件固定安裝有調速電機13和齒輪變速箱12，調速電機13為本發明提供動力，齒輪變速箱12按常規機械設計，將調速電機13的旋轉運動經齒輪減速換向轉換成正向和反向旋轉運動由兩個輸出軸輸出。在殼體1的下部左右兩側安裝有進口百葉7、凈化液加液閥18、凈化液放液閥9，進風口百葉7內側殼體1側面安裝有進風口慮網6。在殼體1內下部左凈化室和右凈化室上方分層安裝有6個紫外燈19，紫外燈19的波長為365nm，紫外燈19接通電源后將發射出紫外光，對進入本發明內的污染空氣進行殺菌，在殼體1內下部上面兩個紫外燈19上和下各安裝有1個光催化網20，光催化網20為40目表面鍍有銳鈦礦晶型的納米TiO2的不銹鋼網，紫外燈19所發射的紫外光是光催化網20上納米TiO2的激發光，同時輻射殺除空氣中殘留的浮游病菌。在殼體1內下部左凈化室內安裝有左光催化風輪16，在右凈化室內安裝有右光催化風輪8。
本實施例的左光催化風輪16是由轉動軸16-1、骨架16-2、風輪光催化網16-3聯接構成。在轉動軸16-1的徑向用螺紋緊固聯接件均布固定安裝有8個骨架16-2，在每個骨架16-2上固定安裝有風輪光催化網16-3，骨架16-2和風輪光催化網16-3構成左光催化風輪16的風輪葉片，風輪光催化網16-3是60目表面鍍有銳鈦礦晶型的納米TiO2的不銹鋼網。轉動軸16-1通過聯接件與齒輪變速箱12左側輸出軸聯接，調速電機13旋轉經過齒輪變速箱12減速帶動左光催化風輪16順時針旋轉。右光催化風輪8與左光催化風輪16的結構完全相同，右光催化風輪8風輪葉片的彎曲方向與左光催化風輪16風輪葉片的彎曲方向相反，調速電機13旋轉經過齒輪變速箱12減速換向帶動右光催化風輪8反時針旋轉。殼體1內左光催化風輪16與右光催化風輪8的上部制作有圓弧，圓弧的弦長為相鄰兩風輪葉片外邊沿距離的1.2倍，風輪葉片的外邊沿與殼體1內之間的距離為0.5mm。紫外燈19接通電源后發射出紫外光線，給左光催化風輪16和右光催化風輪8的風輪光催化網16-3上的納米TiO2提供激發光，對進入本發明內的污染空氣進行光催化殺菌凈化。
在殼體1內的底部裝有凈化液15，本實施例的凈化液15是由H2O2和純凈水配制成濃度為1.5％的H2O2水溶液，凈化液15的液面高度應將左光催化風輪16轉動軸16-1下的風輪葉片和右光催化風輪8轉動軸下的風輪葉片浸沒，左光催化風輪16和右光催化風輪8旋轉時，使風輪光催化網16-3上吸附的污染物帶入到凈化液15中，凈化液15中的H2O2對進入凈化液15中的污染物進行殺菌和降解。在殼體1內的下部側壁左凈化室和右凈化室內固定安裝有4個凈化液紫外燈14，凈化液紫外燈14浸在凈化液15中，凈化液紫外燈14的波長為365nm，用于發射紫外光，所發射的紫外光給風輪光催化網16-3上納米TiO2提供激發光，對帶入凈化液15內的污染物進行光催化殺菌凈化。凈化液紫外燈14同時輻射殺除進入凈化液15中病菌。風輪光催化網16-3吸附的凈化液中的H2O2，能有效俘獲納米TiO2表面的光生電子，抑制光生電子與空穴的簡單復合，提高其量子效率，使本發明凈化空氣的能力顯著增強。在殼體1內的下部側壁用螺紋緊固聯接件固定安裝有液位標尺17，液位標尺17為液位指示器的一個實施例，還可采用其它液位指示器，如數字式的液位指示器，指針式的液位指示器，液位標尺17用于觀測殼體1內凈化液15的液位高度，當殼體內凈化液15的液位低時，可補加凈化液15。
在殼體1內的中部光催化網20上安裝有活性炭濾網21，活性炭濾網21上安裝有軸流風機4。活性炭濾網21用于吸附氣流中的殘留污染物。軸流風機4旋轉，使得室內的污染空氣從進風口百葉7進入經殺菌消毒凈化后流出。在殼體1內的上部安裝有負離子發生器3，負離子發生器3通過導線與安裝在殼體1夾層中的負離子發生器電源5相連接，負離子發生器3產生的空氣負離子對人體具有生物學效應，人體吸入一定量的空氣負離子對呼吸系統、循環系統、神經系統功能有不同程度的改善，臨床證明空氣負離子對防治急慢性支氣管炎、哮喘、高血壓、高血脂、冠心病、神經衰弱均有一定的療效，對健康人消除疲勞、改善睡眠質量有顯著作用。在殼體1的上部安裝有出風口百葉2和控制面板22，調整出風口百葉2的角度，可調整凈化后空氣的流出方向，控制面板22上安裝有開關、按鈕。
實施例2在本實施例中，光催化網20是40目表面鍍有銳鈦礦晶型的納米TiO2的不銹鋼網。左光催化風輪16是在轉動軸16-1的徑向用螺紋緊固聯接件均布固定安裝有6個骨架16-2，在每個骨架16-2上固定安裝有風輪光催化網16-3，骨架16-2和風輪光催化網16-3構成左光催化風輪16的風輪葉片，風輪光催化網16-3是40目表面鍍有銳鈦礦晶型的納米TiO2的不銹鋼網。右光催化風輪8與左光催化風輪16的結構完全相同，右光催化風輪8風輪葉片的彎曲方向與左光催化風輪16風輪葉片的彎曲方向相反。在殼體1內的底部裝有凈化液15，凈化液15是由H2O2和純凈水配制成濃度為1％的H2O2水溶液。其它零部件以及零部件的聯接關系與實施例1相同。
實施例3在本實施例中，光催化網20是50目表面鍍有銳鈦礦晶型的納米TiO2的不銹鋼網。左光催化風輪16是在轉動軸16-1的徑向用螺紋緊固聯接件均布固定安裝有12個骨架16-2，在每個骨架16-2上固定安裝有風輪光催化網16-3，骨架16-2和風輪光催化網16-3構成左光催化風輪16的風輪葉片，風輪光催化網16-3是50目表面鍍有銳鈦礦晶型的納米TiO2的不銹鋼網。右光催化風輪8與左光催化風輪16的結構完全相同，右光催化風輪8風輪葉片的彎曲方向與左光催化風輪16風輪葉片的彎曲方向相反。在殼體1內的底部裝有凈化液15，凈化液15是由H2O2和純凈水配制成濃度為2％的H2O2水溶液。其它零部件以及零部件的聯接關系與實施例1相同。
實施例4在本實施例中，在殼體1內下部制作有一個凈化腔，在凈化腔內安裝有一個光催化風輪，光催化風輪的結構與實施例1的左光催化風輪16完全相同。其它零部件以及零部件的聯接關系與實施例1相同。
為了驗證本發明的有益效果，申請人采用本發明實施例1制作的立式光催化空氣殺菌凈化裝置委托試驗單位進行了室內凈化試驗，各種試驗情況如下一、測試內容與依據納米光催化空氣凈化裝置，目前還無國家標準，立式光催化空氣殺菌凈化裝置的凈化效能檢測，參照GB/T18883-2002《室內空氣質量標準》、GB/T17093-1997《室內空氣中細菌總數衛生標準》，并參考GB/T18801-2002《空氣凈化器》，采用現場人工模擬污染環境，檢測其凈化率。
二、試驗環境與凈化裝置工作參數60m3空間的房間，溫度為22～28℃，相對濕度為23～24％；本發明的出風量為400m3/h，光催化風輪的轉速為3轉/分鐘，凈化液15是由H2O2和純凈水配制成濃度為1.5％的H2O2水溶液，負離子發生器3的工作電壓為7.3kv。
三、實驗儀器與設備P-5L2C型微電腦粉塵測定儀，由北京綠達賓創公司生產；4160型便攜式甲醛分析測定儀，由美國INTERSCAN公司生產；9cm普通營養瓊脂平板、恒溫箱、DLY-2型空氣離子測定儀，市售產品。
四、凈化率計算方法由于試驗測試時段較短，忽略自然衰減率，凈化率按下式計算凈化率＝(啟動前污染物濃度-運行后殘留污染物濃度)/啟動前污染物濃度×100％。
五、檢測方法與結果1、本發明對室內煙塵污染空氣凈化效果檢測檢測方法將60m3空間的房間地面、墻壁清潔后，關閉門窗靜置12小時。采用燃燒香煙法發生煙塵，撤去燃燒物，啟動循環風扇攪拌5分鐘，待煙塵分布均勻，用P-5L2C型微電腦粉塵測定儀測定室內空氣中煙塵濃度達到2.54mg/m3，將本發明置于地面中部，啟動本發明，在室內對角線上距四角1m且距地面1.5m高處和本發明上部0.5m處，設置5個測試點，每間隔20分鐘用P-5L2C型微電腦粉塵測定儀測定空氣中煙塵的濃度，計算空氣中平均煙塵濃度，并計算室內煙塵的凈化率。
測試結果測試結果見表1。
表1用本發明凈化室內煙塵檢測結果表
2、本發明對室內甲醛氣體污染空氣凈化效果檢測檢測方法將60m3空間的房間地面、墻壁清潔后，關閉門窗靜置12小時。在地面上均勻設置5個裝有甲醛溶液的敞口容器，從側面用小風量風扇對吹，產生甲醛氣體，使甲醛氣體充滿空間，去掉甲醛溶液，啟動循環風扇攪拌5分鐘，待甲醛氣體分布均勻，用4160型便攜式甲醛分析測定儀測定試驗室內空氣中甲醛濃度達到1.98mg/m3，將本發明置于地面中部，啟動本發明，在室內對角線上距四角1m且距地面1.5m高處和本發明上部0.5m處，設置5個測試點，每間隔20分鐘用4160型便攜式甲醛分析測定儀測定空氣中甲醛的濃度，計算室內空氣中甲醛氣體的平均濃度，并計算室內甲醛氣體的凈化率。
檢測結果檢測結果見表2。
表2用本發明凈化室內甲醛氣體檢測結果表
3、本發明對室內空氣中細菌殺除效果檢測檢測方法將60m3空間的房間關閉門窗靜置12小時，然后將本發明置于地面中部。在室內對角線上距四角1m且距地面1.5m高處和本發明上部0.5m處，設置5個測試點，用9cm普通營養瓊脂平板暴露5分鐘采樣，在37℃恒溫箱中培養48小時，求菌落數平均值為56個/皿。在本發明運行后每間隔20分鐘，用普通營養瓊脂平板采樣，求菌落數平均值，計算凈化率。
檢測結果檢測結果見表3。
表3用本發明對室內空氣中細菌殺除檢測結果表
4、本發明產生空氣負離子濃度檢測檢測方法將60m3空間的房間地面、墻壁清潔后，關閉門窗，然后將本發明置于房間地面一端，出風口指向房間空間中央。本發明運行60分鐘后，在出風百葉2中垂線上，從出風百葉2口開始每隔一定距離用DLY-2型空氣離子測定儀檢測負離子濃度。
檢測結果檢測結果見表4。
表4本發明產生的空氣負離子濃度檢測結果表
六、結論由檢測結果看出在60m3空間的房間內，本發明運行60分鐘，對煙塵的凈化率達到99.21％，對甲醛的凈化率達到98.48％，對細菌的殺菌率達到94.64％，在距離出風百葉2口2米處，負離子濃度達到2.12×105個/cm3。室內空氣中的污染物含量明顯小于GB/T18883-2002《室內空氣質量標準》、GB/T17093-1997《室內空氣中細菌總數衛生標準》中的限定值(可吸入顆粒≤0.15mg/m3、甲醛濃度≤0.1mg/m3、細菌總數≤45個/皿)。
權利要求
1.一種立式光催化空氣殺菌凈化裝置，其特征在于在殼體(1)內的下部設置內安裝有調速電機(13)和與調速電機(13)相聯的齒輪變速箱(12)的動力室(11)、紫外燈(19)、光催化網(20)、至少1個與齒輪變速箱(12)相聯的光催化風輪、液位指示器、凈化液(15)以及在凈化液(15)中的凈化液紫外燈(14)，在殼體(1)內的中部設置有軸流風機(4)以及活性炭濾網(21)，在殼體(1)內的上部設置有通過導線與負離子發生器電源(5)相連接的負離子發生器(3)，在殼體(1)的上部設置有控制面板(22)和出風口百葉(2)，在殼體(1)下部側面設置有進風口慮網(6)、進口百葉(7)、凈化液加液閥(18)、以及凈化液放液閥(9)。
2.按照權利要求1所述的立式光催化空氣殺菌凈化裝置，其特征在于所說的光催化風輪為在轉動軸(16-1)的徑向設置有6～12個可等分圓周的骨架(16-2)，在每個骨架(16-2)上設置有風輪光催化網(16-3)，轉動軸(16-1)通過聯接件與齒輪變速箱(12)相聯。
3.按照權利要求2所述的立式光催化空氣殺菌凈化裝置，其特征在于所說的風輪光催化網(16-3)為表面鍍有銳鈦礦晶型的納米TiO2的40或50或60目不銹鋼網。
4.按照權利要求1所述的立式光催化空氣殺菌凈化裝置，其特征在于所說的光催化網(20)為表面鍍有銳鈦礦晶型的納米TiO2的40或50目不銹鋼網。
5.按照權利要求1所述的立式光催化空氣殺菌凈化裝置，其特征在于所說的紫外燈(19)和凈化液紫外燈(14)的波長為365nm。
6.按照權利要求1所述的立式光催化空氣殺菌凈化裝置，其特征在于所說的凈化液(15)是由H2O2和純凈水配制成濃度為1～2％的H2O2水溶液。
7.按照權利要求1所述的立式光催化空氣殺菌凈化裝置，其特征在于所說的液位指示器為液位標尺(17)。
全文摘要
一種立式光催化空氣殺菌凈化裝置，在殼體內的下部設置內安裝有調速電機和與調速電機相聯的齒輪變速箱的動力室、紫外燈、光催化網、至少1個與齒輪變速箱相聯的光催化風輪、液位指示器、凈化液以及在凈化液中的凈化液紫外燈，在殼體內的中部設置有軸流風機以及活性炭濾網，在殼體內的上部設置有通過導線與負離子發生器電源相連接的負離子發生器，在殼體的上部設置有控制面板和出風口百葉，在殼體下部側面設置有進風口慮網、進口百葉、凈化液加液閥、以及凈化液放液閥。本發明具有設計合理、結構簡單、凈化速度快、效率高、無二次污染、并能清新空氣等優點，可在醫院、寫字樓、會議室、教室、影劇院及家庭等場所推廣使用。
文檔編號B01D53/78GK1768865SQ20051009621
公開日2006年5月10日 申請日期2005年10月20日 優先權日2005年10月20日
發明者張宗權 申請人:陜西師范大學