CN214065204U

CN214065204U - 光催化单元以及空气净化装置

Info

Publication number: CN214065204U
Application number: CN202022395570.9U
Authority: CN
Inventors: 赵杰; 张皓; 孙鹏; 骆道亨; 汪琦
Original assignee: Guangdong Yuenengjing Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Zhongke Yuenengjing Shandong New Material Co ltd
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2021-08-27
Anticipated expiration: 2030-10-23

Abstract

本实用新型公开了一种光催化单元，包括：光催化板，其为负载有光催化活性组分的泡沫陶瓷板；多个紫外LED光源，其为UVA波段LED光源且均匀分布在格栅灯板的栅条上，该格栅灯板与光催化板平行设置且间隔一段距离，用于照射光催化板；上、下盖体，其为圆盘形，泡沫陶瓷板和格栅灯板固定在该上、下盖体围合而成的框架内。本实用新型还公开了一种应用该光催化单元的空气净化装置。本实用新型的单元和装置可有效去除室内空间产生的挥发性的有机物，同时具有杀毒灭菌的功效。

Description

光催化单元以及空气净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种空气净化设备，特别涉及一种光催化单元以及应用该光催化单元过滤空气的循环空气净化装置。

背景技术

室内空气中挥发性有机化合物(VOCs)浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期生活或工作在VOCs污染的室内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等；苯和二甲苯还可能损害系统，以至引发白血病。然而，现有的室内VOCs污染一般是通过通风换气的方式排出，并且仅在空气外排末端做处理和检测，缺少室内环境检测和处理手段，另外，室内环境有毒有害微生物、细菌、病毒污染也缺少有效的空气净化解决方案。现有的空气净化，主要采用紫外光杀消，效率较低，且紫外光发生器以汞灯为主，安全隐患大。

近些年，光催化净化技术由于其反应条件温和具有良好的稳定性、净化效果彻底等优点，而成为一种具有良好的应用前景的环境污染治理技术。二氧化钛(TiO₂)具有良好的抗光腐蚀性和催化活性，而且性能稳定、价廉易得、无毒无害，是目前公认的最佳光催化剂。

二氧化钛光催化剂通常以粉末形状使用，在实际应用中需要将二氧化钛固定在载体上，可以克服悬浮相二氧化钛光催化剂的缺点。目前，载体材料主要包括玻璃类载体如玻璃片、玻璃纤维网等，陶瓷类载体如氧化铝陶瓷片、蜂窝状陶瓷柱、泡沫陶瓷等，金属类载体如钛片、不锈钢板、泡沫镍等。通常的负载方法是钛胶负载法或者是将氧化钛晶粒加入粘合剂负载法，然后经高温烧结，制负载型光催化剂。

为了改善室内空气质量，亟需一种高效的针对有机废气的净化设施，且能消杀有害细菌和病毒，特别是具有利用光催化净化原理制造的空气净化单元以及应用该单元的空气净化装置。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光催化单元以及应用该光催化单元的循环式的空气净化装置，可有效去除室内空间产生的挥发性的有机物，同时具有杀毒灭菌的功效；光催化单元的固定方式使得其整体性更强，且紧凑牢固。

为实现上述目的，本实用新型提供一种光催化单元，包括：光催化板，其为负载有光催化活性组分的泡沫陶瓷板；多个紫外LED光源，其为UVA波段LED光源且均匀分布在格栅灯板的栅条上，该格栅灯板与光催化板平行设置且间隔一段距离，用于照射光催化板；上、下盖体，其为圆盘形，泡沫陶瓷板和格栅灯板固定在该上、下盖体围合而成的框架内。

进一步，上述技术方案中，下盖体内壁设有阶梯结构，泡沫陶瓷板搭接在阶梯结构上。

进一步，上述技术方案中，格栅灯板可以设置在所述下盖体的底部边沿上。

进一步，上述技术方案中，格栅灯板与泡沫陶瓷板的间隔距离可以为15mm。

进一步，上述技术方案中，上、下盖体通过螺丝紧固后，位于上盖体背面的支撑柱抵接在泡沫陶瓷板的顶面上。支撑柱设置可以为四个且与上盖体一体成型，四个支撑柱可沿上盖体的周向均匀间隔布置。

进一步，上述技术方案中，泡沫陶瓷板的开孔率为70％～90％，孔密度为8～60ppi。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种空气净化装置，包括前述任意一项的光催化单元，光催化单元安装在该空气净化装置的壳体中。

进一步，上述技术方案中，空气净化装置的壳体可以为圆筒状结构，进风口设于壳体侧壁，出风口设于壳体顶部。

进一步，上述技术方案中，光催化单元设置在壳体中部且位于气流驱动单元的正下方；光催化单元通过脚柱的上端与气流驱动单元的支架固定连接，脚柱的下部通过限位部卡接在下盖体外沿的缺口部位，且脚柱的下端与壳体的底座固定连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1)光催化单元的上、下盖体组成的框架结构结构设计使得光催化单元的泡沫陶瓷板与格栅灯板形成一个整体，该整体再与本实用新型的空气净化装置的壳体紧固连接，既紧凑又牢固；

2)光催化单元上盖体的支撑柱设计可以最大限度地提高泡沫陶瓷板边沿处的使用面积；

3)空气净化装置采用侧壁进风、顶部出风的方式，且光催化单元与进风方向垂直，过滤效果更佳；

4)本实用新型中的光催化单元可对室内的有机废气进行高效的循环净化处理，同时可有效杀消有害细菌和病毒。

上述说明仅为本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本实用新型的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型空气净化装置的分解示意图。

图2是本实用新型空气净化装置的内部结构示意图(示出气流方向)。

图3是本实用新型光催化单元的上、下盖体的分解示意图。

图4是光催化单元的剖视示意图。

图5是本实用新型中光催化单元与斜流风机支架的安装示意图。

主要附图标记说明：

1-空气净化装置，10-光催化单元，101-上盖体，1011-固定孔位，1012-支撑柱，102-下盖体，1021-缺口部，1022-出线槽，103-螺丝，104-螺帽，11-进风口，12-出风口，13-脚柱，131-限位部，14-HEPA过滤器，15-泡沫陶瓷板，16-格栅灯板，161-紫外LED光源，17-斜流风机，171-风机支架。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。

在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在所述元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。

在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。

如图1所示，本实用新型的空气净化装置1主要用于室内的空气净化，在室内产生循环气流。空气净化装置1为一圆筒状的壳体结构。进一步地，进风口处设有格栅，从进风口进入的气流依次经过本实用新型的圆筒状的HEPA过滤器以及圆盘状的光催化单元，通过气流后端的气流驱动单元实现室内场所的空气循环。

进一步如图1所示，该空气净化装置1包括：气流驱动单元和光催化单元10，其中气流驱动单元位于空气净化装置1的气流末端，用于为室内循环气流提供动力；光催化单元10安装在空气净化装置的壳体1中并与气流驱动单元平行设置，图中的实施例中，气流驱动单元位于光催化单元10的正上方且与其平行。壳体的进风方向与出风方向垂直(参考图2)，如图所示，图2采用侧壁进风、顶部出风。优选而非限制性地，气流驱动单元采用斜流风机17。进一步如图1、2所示，空气净化装置1的进风口11设于壳体侧壁，出风口12设于壳体顶部。由于光催化单元10为水平设置，因此如图2所示，进入光催化单元10的气流为垂直进风。

进一步如图1、2所示，HEPA过滤器14设置在光催化单元10的气流前端，该HEPA过滤器14为圆筒形，紧贴壳体的格栅式进风口11的内侧设置。圆筒形的HEPA过滤器和壳体下部的内壁相适配，不仅过滤效果更好，而且使得本实用新型的空气净化装置整体更为紧凑。

进一步如图3-5所示，光催化单元10整体呈圆盘形，具体包括：光催化板和多个紫外LED光源161。光催化板为负载有光催化活性组分的泡沫陶瓷板15。紫外LED光源161为UVA波段LED光源且均匀分布在格栅灯板16的栅条上，该格栅灯板16与光催化板平行设置且间隔一段距离，用于照射光催化板。优选而非限制性地，格栅灯板16与光催化板的间隔距离为15mm，以能充分照射为宜。

进一步地，泡沫陶瓷板15为圆形，其直径为135mm，厚度为10mm。泡沫陶瓷板15的开孔率为70％～90％，孔密度为8～60ppi。优选而非限制性地，光催化泡沫陶瓷板15采用泡沫氧化铝基载体为开孔泡沫结构，光催化剂为泡沫氧化铝基载体负载TiO₂光催化剂。光催化剂中，TiO₂晶粒呈嵌入式分散在光催化剂外表面上，光催化剂的外表面上的TiO₂晶粒中，粒径为5～50μm的TiO₂晶粒占70％以上。

在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，紫外LED光源优选为点光源。更加优选地，紫外LED光源的波长为365nm。采用UVA波段的紫外LED光源可以提高光电效率，减少能量损失。紫外LED光源发出的紫外光的波长为280～390nm，可以为单一波长，也可以为混合波长。

进一步如图4、5所示，圆盘形的光催化单元10由上盖体101、下盖体102围合而成，上、下盖体通过螺丝103和螺帽104紧固，上盖体101圆周方向均匀设置四个固定孔位1011，通过该固定孔位1011可将组装好的光催化单元10与风机支架171固定在一起。下盖体102侧壁具有阶梯结构，格栅灯板16安装在下盖体102的底部边沿上，泡沫陶瓷板15搭接在下盖体102的上部的阶梯结构上。进一步如图4所示，光催化单元组装后，即格栅灯板16固定在下盖体102的底部，泡沫陶瓷板15搭接在下盖体102的上部的阶梯结构上，且上、下盖体通过螺丝紧固后，位于上盖体101背面的支撑柱1012恰好抵接在泡沫陶瓷板15的顶面上，使得泡沫陶瓷板15顶面与上盖体间隔一段距离，这样上盖体边沿处泡沫陶瓷板15也能被充分利用，可最大限度内地增加泡沫陶瓷板15的使用面积。优选而非限制性地，该支撑柱1012可以设置为四个且与上盖体101一体成型，四个支撑柱1012沿上盖体101的周向均匀间隔布置。

进一步如图5所示，光催化单元10组装后的整体通过脚柱13固定在本实用新型空气净化装置1的壳体中。具体地，脚柱13的上端与斜流风机17的风机支架171固定连接，即利用光催化单元上盖体101上的固定孔位1011通过脚柱13的上端将光催化单元10与风机支架171固定在一起。脚柱的下部设有限位部131，该限位部131与光催化单元10的下盖体102上的缺口部1021对位，实现脚柱13对下盖体102的夹持，通过限位部131卡接在下盖体102外沿的缺口部1021，对位后脚柱13的下端与壳体的底座固定连接。至此，整个光催化单元10与空气净化装置1的壳体完成了紧固连接。

优选地，格栅灯板16的安装部位设有出线槽1022，以便格栅灯板16上的紫外LED光源的供电线可以从下盖体102中穿出。

进一步如图2所示，在斜流风机17的驱动作用下，圆弧形的格栅式进风口11处于负压吸风状态，室内环境下的可能含有有机废气或携带有害细菌或病毒的空气被吸入进风口11，这些气态的有机污染物包括但不限于：苯、甲苯、二甲苯等；醛酮类、酯类以及醇类气体等。气流从进风口11处的进气格栅进入圆筒状的HEPA过滤器14，该HEPA过滤器14对于0.1微米和0.3微米的有效率可达到99.7％，对直径为0.3微米以上的微粒去除效率可达到99.97％以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介，经过此过滤，粉尘以及PM2.5等物理颗粒物被有效过滤。经HEPA过滤器14过滤后，气流垂直向上通过LED光源照射下的泡沫陶瓷板15，图2中左右两股气流经光催化板的过滤净化后进入斜流风机17，最后从出风口12重新回到室内环境，实现空气的循环过滤。

本实用新型的光催化单元的上下盖体结构设计使得光催化单元的泡沫陶瓷板与格栅灯板形成一个整体，该整体再与空气净化装置的壳体紧固连接，既紧凑又牢固。光催化单元上盖体的支撑柱设计可以最大限度地提高泡沫陶瓷板边沿处的使用面积。本实用新型应用该光催化单元的空气净化装置采用侧壁进风、顶部出风的方式，且光催化单元与进风方向垂直，过滤效果更佳。光催化单元与斜流风机平行设置可有效节省壳体内部空间。本实用新型中的光催化单元可对室内的有机废气进行高效的循环净化处理，同时可有效杀消有害细菌和病毒。本实用新型可分解有机物功能的空气净化装置具有良好的光催化降解性能，具有良好的应用前景。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种光催化单元，其特征在于，包括：

光催化板，其为负载有光催化活性组分的泡沫陶瓷板；

多个紫外LED光源，其为UVA波段LED光源且均匀分布在格栅灯板的栅条上，该格栅灯板与所述光催化板平行设置且间隔一段距离，用于照射所述光催化板；

上盖体和下盖体，其为圆盘形，所述泡沫陶瓷板和格栅灯板固定在该上盖体和下盖体围合而成的框架内。

2.根据权利要求1所述的光催化单元，其特征在于，所述下盖体内壁设有阶梯结构，所述泡沫陶瓷板搭接在所述阶梯结构上。

3.根据权利要求2所述的光催化单元，其特征在于，所述格栅灯板设置在所述下盖体的底部边沿上。

4.根据权利要求3所述的光催化单元，其特征在于，所述格栅灯板与泡沫陶瓷板的间隔距离为15mm。

5.根据权利要求4所述的光催化单元，其特征在于，所述上盖体和下盖体通过螺丝紧固后，位于所述上盖体背面的支撑柱抵接在所述泡沫陶瓷板的顶面上。

6.根据权利要求5所述的光催化单元，其特征在于，所述支撑柱设置为四个且与所述上盖体一体成型，所述四个支撑柱沿所述上盖体的周向均匀间隔布置。

7.根据权利要求1所述的光催化单元，其特征在于，所述泡沫陶瓷板的开孔率为70％～90％，孔密度为8～60ppi。

8.一种空气净化装置，其特征在于，包括如权利要求1至7中任意一项所述的光催化单元，所述光催化单元安装在该空气净化装置的壳体中。

9.根据权利要求8所述的空气净化装置，其特征在于，所述空气净化装置的壳体为圆筒状结构，进风口设于所述壳体侧壁，出风口设于所述壳体顶部。

10.根据权利要求9所述的空气净化装置，其特征在于，所述光催化单元设置在所述壳体中部且位于气流驱动单元的正下方；所述光催化单元通过脚柱的上端与所述气流驱动单元的支架固定连接，脚柱的下部通过限位部卡接在下盖体外沿的缺口部位，且脚柱的下端与所述壳体的底座固定连接。