具有LED紫外线发光二极管光源的空气净化器技术领域
本发明涉及一种空气净化器，尤其涉及一种新型光触媒光源的空气净化器。
背景技术
随着经济发展和人口的高度密集，空气中的各种污染和有害成分日益增加，这种污染包括灰尘，甲醛，烟雾，细菌，病毒等。人们为了取得干净的空气，各种空气净化器应运而生。
空气净化的主要工作原理有过滤、吸附、分解等。目前，市场销售的空气净化器的过滤网的过滤孔直径大于1微米以上，能够过滤PM2.5的颗粒和细菌，但不能过滤甲醛，更不能过滤只有0.1微米的病毒。活性炭在吸附甲醛、烟雾方面比较有效，但对病毒的吸附效果仍然有限。目前，只有紫外线照射光触媒的方法能够分解甲醛、烟雾等，并且杀灭细菌、病毒。特别能杀灭空气中传播的呼吸道病毒，如感冒病毒和禽流感病毒。因此，在现有技术中，很多空气净化器中都使用了光触媒技术，以提高杀灭病毒和细菌以及分解甲醛和其它有毒气体的能力。
光触媒是一种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的总称。将它涂布于基材表面上，在紫外光线的照射作用下，光触媒能产生强烈的催化降解功能，这能有效地降解空气中的有毒有害气体、杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解掉及进行无害化处理，同时还具备除臭、抗污、净化空气等功能。因此，光触媒在世界各国得到广泛的应用。
要想使光触媒能产生强烈催化降解功能，必须要有紫外线照射。目前市场销售的空气净化器中，使用的紫外线灯都是采用石英玻璃或高硼玻璃汞灯作为照射光触媒的光源，通常主要光谱波长在185nm和254nm。如图1所示，示出了现有技术中常规的空气净化器结构。这里，以汞紫外线灯作为光触媒的照射光源的空气净化器为例，图1中在外壳1.8上布置有进风道1.1和出风口1.9，在外壳1.8内部从进风道至出风口依次布置了初始滤网1.2、风扇1.3、相对设置的纳米光触媒膜1.5和汞紫外线灯1.4、HEPA滤网1.6和活性炭滤网1.7。这种紫外线灯中，汞紫外线灯1.4照射在纳米光触媒膜1.5上，使其产生催化降解功能。
然而，在这种空气净化器中有如下缺点：1.体积大，导致空气净化器不易小型化。2.需要有高压电源激发，安全性不够好。3.使用寿命短，通常最长不超过8000小时。4.易碎，而且碎后产生汞污染。5.为了使激活光触媒效果好，通常使用紫外线照射。光触媒用的汞紫外线灯的主要光谱波长为185nm和254nm，波长越短，越易产生臭氧。尽管采用了降低臭氧措施，仍有少量的臭氧产生。
所以，目前市面上的空气净化器，尤其是需要小型体积的桌面型和车载型空气净化器，由于受到体积的限制，所以多数空气净化器只有滤网，而没有光触媒。由于这种空气净化器不能杀灭室内对人危害最大的感冒病毒，禽流感病毒等，所以急需一种体积更小、安全性更高、过滤效率更高的能够杀灭细菌的空气净化器。
为了解决上述问题，本发明提供一种使用光触媒技术的桌面型、车载型或台灯型的体积较小的空气净化器。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供了一种采用LED紫外线发光二极管作为光触媒照射光源的空气净化器。利用LED紫外线发光二极管代替现有各种空气净化器中的石英玻璃或高硼玻璃汞紫外线灯，照射并且激活光触媒。使空气净化器体积更小型化，并且，因此能够做成桌面型、车载型和台灯型的空气净化器。
本发明中的空气净化器在外壳上分别布置有进风口和出风口，并且从进风口至出风口还依次布置有初始滤网、风扇、光触媒膜、次级滤网，其中所述空气净化器还包括LED紫外线发光二极管或者LED紫外线发光二极管阵列，布置在所述风扇和次级滤网之间，与所述纳米光触媒膜相对布置，作为光触媒膜的照射光源，激活光触媒，使之具有很强的分解和杀灭细菌的功能。
其中，所述次级滤网为单独的HEPA滤网或者是具有纳米光触媒膜一体化的HEPA滤网。其中所述光触媒膜为纳米二氧化钛光触媒膜。其中，所述LED紫外线发光二极管为一个其中，所述LED紫外线发光二极管为多个，并且每个所述LED紫外线发光二极管的照射方向不同。其中所述LED紫外线发光二极管的波长为365nm到400nm之间。
其中所述LED紫外线发光二极管的驱动电压为3.2-3.8V。
其中所述的LED紫外线发光二极管的发光角度为120度。
本发明的空气净化器能够：1.大幅度减少体积，适合的空气净化器易于小型化，可做成桌面型或车用型及台灯型的空气净化器。2.工作电压不超过12V，保持绝对安全的状态进行工作。3.不会碎，更不会产生汞污染。4.使用寿命很长，可以被认为是无限。5.当选用385nm光谱的LED紫外线发光二极管作为光源时，可以做到在工作中完全不产生臭氧。
附图说明
图1为汞紫外线灯作为光触媒照射光源的空气净化器示意图，其中，1.1为进风道，1.2为初始滤网，1.3为风扇，1.4为汞紫外线灯，1.5为纳米光触媒膜，1.6为HEPA滤网，1.7为活性炭滤网，1.8表示外壳，1.9是出风口；
图2为LED紫外线发光二极管阵列作为光触媒照射光源的空气净化器示意图，其中，2.1为进风道、2.2为初级滤网、2.3为风扇、2.4为LED紫外线发光二极管、2.5为纳米光触媒膜、2.6为HEPA滤网、2.7为外壳、2.8为出风口；
图3为优选的LED紫外线发光二极管阵列作为光触媒照射光源的空气净化器示意图，其中，3.1为进风道、3.2为初级滤网、3.3为风扇、3.4为LED紫外线发光二极管、3.5为具有纳米光触媒膜的一体化的HEPA滤网、3.6为外壳、3.7为出风口。
具体实施方式
下面参照附图对本发明提供的空气净化器进行详细说明。
图2为本发明一个实施例中提供的空气净化器，在外壳2.7布置有进风道2.1和出风口2.8，在外壳2.7内部从进风道至出风口依次布置了初始滤网2.2、风扇2.3、相对设置的LED紫外线发光二极管2.4和纳米光触媒膜2.5和次级滤网2.6。这种紫外线灯中，LED紫外线发光二极管阵列2.4照射在纳米光触媒膜2.5上，使其产生催化降解功能。
作为一种优选实施方式，可以将纳米光触媒膜布置在次级滤网中，使纳米光触媒膜成为次级滤网的其中一层。次级滤网可以是多层滤网，例如，与本领域常用的HEPA滤网相同，以增强过滤效果。由于光触媒与活性炭网的功能有部分重叠，所以也可以去掉活性炭网，而仅仅使用光触媒膜和HEPA滤网。虽然图中仅仅显示了HEPA滤网作为次级滤网2.6，但是优选的，本发明中的空气净化器的次级滤网也可以还包含有活性炭滤网。
作为优选方式，本实施例中使用的LED紫外线发光二极管阵列可以使用单个发光二极管，也可以使用多个发光二极管或者由多个发光二极管组成阵列来使用。在使用多个发光二极管时，还可以组成各种形状使用，来配合各种不同外形和构造的空气净化器。
此外，在使用多个LED紫外线发光二极管组合时，每个发光二极管的照射方向可以根据具体需要，布置成相同或者不同。发光二极管可以是小功率的，也可以是大功率的。并且整个发光二极管阵列中，小功率的发光二极管的单个功率可以相同，也可以不相同。
由于使用LED发光二极管，所以本发明提供的空气净化器的工作电压比现有技术的更低，例如，12V。所以本发明的空气净化器可以在绝对安全的状态下工作。
尤其是，本实施例中的LED紫外线发光二极管可以根据实际需要选择紫外线的各种频率或各种波长。为了不产生臭氧，通常将LED紫外线发光二极管的发光波长控制在365nm到400nm之间。同时，激活效应可采用加大单位面积的光照强度来弥补。例如，作为优选实施方式，选用波长为385nm光谱的LED紫外线发光二极管，可以做到完全或几乎完全无臭氧地净化空气。
二极管阵列的二极管数量、功率根据通风量的大小而改变，光谱波长也根据需要而配置。
如上所述，出啊同的汞紫外线灯管一定要高压电源激发，这缺点无法克服。但是LED紫外线二极管只需要3.2-3.8V的直流电压就可以驱动LED发光二极管发射紫外线光。
下面表格中列出了作为实例的LED紫外线二极管的各种参数，在实际应用中可以根据需求使用其他参数。
表1
由于使用了LED紫外线发光二极管作为光源，所以与现有技术的空气净化器相比，本发明的空气净化器更容易制造，并且结构简单、体积小、可靠性高、安全性好、寿命长、节能并且尤其是不产生臭氧。
由于本发明提供的空气净化器的体积更小，可以将本发明提供的空气净化器设计成桌面型、车载型或者台灯型空气净化器，例如主要由风扇，LED紫外线发光二极管阵，纳米二氧化钛光触媒膜和HEPA过滤网构成。
可以理解的是，在不脱离以上本发明的精神的基础上，本领域技术人员还可以对本发明做出多种改进。借助本发明提供的空气净化器能够实现的小型体积，可以将上述空气净化器的外形和结构进行改变，例如，将其设计为适于在车辆上使用的小型空气净化器等。
由于紫外线照射光触媒能够使光触媒具有极强的杀灭细菌和病毒的能力，所以以紫外线作为光源的空气净化器具有明显的分解甲醛和烟雾的功效，再结合HEPA过滤网，能够进一步过滤PM2.5一类的颗粒。