一种高效率产生臭氧的紫外光灯管的制作方法

1.本公开紫外光灯管技术领域，具体涉及一高效率分解空气产生臭氧的紫外光灯管。主要是在灯管处高效率产生臭氧，将产生的高浓度臭氧散布到空间内进行消毒杀菌。


背景技术：

2.臭氧，分子式o3，是氧气(o2)的同素异形体。常温下臭氧呈淡蓝色，鱼腥味气体。臭氧是由一个氧分子携带一个氧原子[o]组成，是一种暂存的状态，不稳定且具有很强的氧化性。所以臭氧易分解，不稳定参比状态下臭氧的半衰期为22～25分钟，一个小时的衰退率为61％，在1％的臭氧水溶液中半衰期为16分钟，且温度越高，湿度越大，半衰期越短。根据国际卫生组织对灭菌功效的归纳、比较，对大肠杆菌的杀灭效果由高到低依次为：臭氧》次氯酸》二氧化氯》银离子》次氯酸根》高铁酸盐》氯胺，而且臭氧能自行分解成氧气，不会对环境造成二次污染。
[0003]
现有产生臭氧的技术方案中电晕放电法最为常用，它利用一定频率的高压产生电晕电场，使电场中氧分子发生电化学反应，产生臭氧。这种方案的缺点是产生的电场并非均匀，与电源电压波形、电极形状/分布以及环境条件相关，电磁场频谱高侧存在一部分成分其能量足以破坏氮分子键产生游离的氮原子进而在空气中形成氮氧化合物，包括n2o、no、no2、n2o3、n2o4以及n2o5等，简称nox，危害人体健康，造成环境污染。nox通过呼吸进入人体肺的深部,可引起支气管炎或肺气肿。nox还能和大气中其他污染物发生光化学反应形成光化学烟雾污染。二氧化氮在大气中经氧化转变成硝酸,是造成酸雨的原因之一。二氧化氮还可使平流层中臭氧减少,从而使到达地球的紫外线辐射量增加。有的方案提出在纯氧环境下电离氧气产生臭氧，虽然不会产生氮化物，但成本显著提高，经济可行性成为难题。公开号为cn103407968b的专利也提出了一种紫外光解臭氧发生器方案，主要由壳体、进气管、出气管以及位于壳体内的臭氧激发设备组成。通过在壳体内设置围绕臭氧激发设备的螺旋形气道，使进入壳体内的气体必须沿气道向出气管移动，增加了气体接受臭氧激发设备照射的时间，从而使臭氧的浓度加大。虽然采用了紫外光的方式不产生氮化物，但是采用螺旋式的气道，产生的臭氧因为其不稳定性会在过长的气道中分解，并且结构复杂，加工难度提高，采用不透光的外壳不便于日常使用和后期维护。公开号cn108100999a的专利也提出了一种臭氧发生器方案，通过在壳内设置上下堵块增长壳内的气流流过的长度，并且通过串联多个臭氧发生装置，增强臭氧的浓度，结构复杂，且需要用到多个发生器，成本提高。此外，有的技术方案提出在臭氧发生器中加入了催化单元，其作用是在局部加强臭氧的氧化能力，实际上是加剧了臭氧的消耗而不是发生。
[0004]
以上技术方案总体上存在以下问题：
[0005]
1、不稳定、有害的副产物。在高压电晕电场作用下，副产物是空气中氮气被分解产生有害气体；若使用纯氧作为气源，则会显著提高使用成本。
[0006]
2、结构复杂，效率低。现有光解空气方案虽然使用了紫外灯，但是在采用空气作为气源的前提下，通过增加结构复杂度提高有效气道长度和接触面积的同时，臭氧本身不稳
定，会在过长的气道中自分解，综合得到的效果就是成本高、效率低，且结构过于复杂。
[0007]
3、在臭氧发生方案中，加入催化剂的目的应该是在局部增强臭氧的产生效率，进入扩散到空间实现弥散式消毒，而不是在局部增强臭氧的氧化效率，消耗臭氧。


技术实现要素：

[0008]
鉴于现有技术方案中的上述缺陷或不足，本技术旨在提出一种高效率产生臭氧的紫外光灯管。
[0009]
包括产生紫外线的发光单元和设置在发光单元外侧的灯管外壳，所述灯管外壳外配合设置有用于提高紫外线向外照射分解空气时发生臭氧效率的催化部件。
[0010]
根据本技术实施例提供的技术方案，所述催化部件呈网状分布设置。
[0011]
根据本技术实施例提供的技术方案，所述灯管外壳的两端以可拆卸方式连接有安装块。
[0012]
根据本技术实施例提供的技术方案，两组安装块之间活动连接有接地金属部件。
[0013]
根据本技术实施例提供的技术方案，所述催化部件为设置在灯管外壳外壁的催化剂层。
[0014]
根据本技术实施例提供的技术方案，所述催化剂层呈网格状分布在灯管外壳外壁上并且突出于灯管外壳外壁的表面。
[0015]
根据本技术实施例提供的技术方案，所述催化部件包括紧贴设置在灯管外壳外壁的网格状安装件，所述网格状安装件上设置催化剂层，且网格状安装件以可拆卸方式设置在两组安装块之间。
[0016]
根据本技术实施例提供的技术方案，所述催化部件包括与灯管外壳外壁间距设置的网格状安装件，所述网格状安装件上设置催化剂层，且网格状安装件以可拆卸方式设置在两组安装块之间。
[0017]
根据本技术实施例提供的技术方案，所述接地金属部件呈网状结构设置。
[0018]
根据本技术实施例提供的技术方案，所述催化部件包括设置在接地金属部件上的催化剂层。
[0019]
综上所述，本技术公开了一种高效率产生臭氧的紫外光灯管。
[0020]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0021]
1、本技术旨在提高臭氧产生的效率，将产生的臭氧扩散到空间中进行消毒，而不是在内部或局部催化臭氧化学反应，消耗臭氧；
[0022]
2、本技术提出催化剂镀在整个灯管表面会降低灯管的紫外光透过效率，降低臭氧的产量，本技术将催化剂镀在网格突出的边缘上，不会影响紫外光的透过效率；
[0023]
3、本技术网格状安装件和在网格状安装件上附着催化剂的工艺成熟，成本可控，质量可靠，而且网格状安装件结构可以随时更换；
[0024]
4、本技术与现有技术采用特殊气道结构相比，本提案所述紫外光灯管不需要设计复杂的结构来增加气道，结构简单但效率很高；
[0025]
5、本技术与现有技术采用特殊气道结构相比，本提案所述紫外灯管通过在灯体表面增加催化剂的方式，大大提高了臭氧产生的效率；
[0026]
6、本技术在基体外壁设置有催化部件，且催化部件中设置接地金属部件，接地金
属部件具有以下好处：1、静电屏蔽：防止电磁干扰；2、交变电场屏蔽：因为灯管的供电系统属于交流电，为减少交变电场对敏感电路的耦合干扰电压，增加金属屏蔽体接地，能极大的减小交变电场的干扰；3、吸收空气中游离的静电荷，使灯管单元周围保持电中性。
附图说明
[0027]
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0028]
图1是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管的催化部件第一实施例示意图；
[0029]
图2是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管图1的a-a’截面剖视图；
[0030]
图3是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管的实施例一增加金属部件后的截面剖视图；
[0031]
图4是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管的催化部件第二实施例示意图；
[0032]
图5是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管图4的a-a’截面剖视图；
[0033]
图6是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管的实施例二增加金属部件后的截面剖视图；
[0034]
图7是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管的催化部件第三实施例示意图；
[0035]
图8是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管图7的a-a’截面剖视图；
[0036]
图9是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管的实施例三增加金属部件后的截面剖视图；
[0037]
图10是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管的催化部件第四实施例示意图；
[0038]
图11是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管图10的a-a’截面剖视图；
[0039]
图12是本技术一种高效率产生臭氧的紫外光灯管的立体示意图。
具体实施方式
[0040]
下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
[0041]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0042]
如图1-12所示，本发明一种高效率产生臭氧的紫外光灯管包括产生紫外线的发光单元1和设置在发光单元1外侧具有催化作用的灯管外壳2。发光单元1包括电极，灯管填充气体以及石英管体，紫外灯辐射的真空紫外线能够将空气中的o2化学键打断，使o2成为单氧，发生光化学反应产生臭氧。波长小于240nm的紫外光照射会使臭氧分解成氧气，波长小于125.3nm的紫外光会破坏空气中氮气分子化学键，发生化学反应产生氮氧化物。填充不同的气体产生不同波段的光，本发明中优先采用185nm波长的紫外光。
[0043]
如图12所示，灯管外壳2的上下端面以可拆卸方式连接有安装块3，安装块3的外周边缘突出于灯管外壳2的边缘形成连接部，用于支撑催化部件5，安装块3优选采用圆柱形，使得灯管外壳2竖截面呈i形，安装块3也可采用其他形式，只要能方便对接地金属部件4和网格状安装件52进行支撑和连接均可，安装块3是可以拆卸套在灯管外壳2的上下端，其具
体可以采用在灯管外壳2的上下端凸出形成带有外螺纹的连接柱，安装块3上设置内螺纹孔来实现拆卸连接；灯管外壳2优先采用石英材料制成，以便实现在其表面生长或镀上催化剂，达到大幅度的增加臭氧的转化效率的作用；同时为了装设安装块3后不阻碍空气流通，其安装块3上阵列设置多组流通口，使得气体通过，方便与催化部件5发生催化反应。
[0044]
灯管外壳2外配合设置有用于紫外线向外照射空气时来增加臭氧产生的呈网状分布设置的催化部件5。
[0045]
本提案旨在提高臭氧产生的效率，将产生的臭氧分散的空间中进行消毒，而不是在局部催化、分解臭氧。
[0046]
下文提供上述催化部件5的四种实施例；
[0047]
如图2所示的第一实施例中的催化部件5包括设置在基体1中灯管外壳2外壁的催化剂层51，催化剂层51呈网格状分布在灯管外壳2外壁上并且突出灯管外壳2外壁的表面，增大与紫外光的接触面积。该催化剂层51为在灯管外壳2外壁表面生长或镀上的催化剂，能够大幅度的增加臭氧的转化效率；
[0048]
催化剂是增加臭氧的产生，而不是消耗臭氧，若是直接将催化剂镀在灯管上会影响紫外线的透过率，所以我们先在灯管的表面镀上催化剂，呈网格分布，这样既能不影响紫外光的透过率又能够增加臭氧产生的效率。
[0049]
进一步地，如图1和图3所示在实施例一的基础上还可以在催化剂层51外侧设置接地金属部件4，接地金属部件4为围绕一圈的接地金属网，其可采用本领域中应用广泛的卡合结构或螺钉结构等将接地金属部件4安装在两组安装块3的连接部之间，实现可拆卸固定连接，以便接地金属部件4的拆卸更换；
[0050]
如图5所示的第二实施例中的催化部件5包括紧贴设置在灯管外壳2外壁的网格状安装件52和设置在网格状安装件52外壁的催化剂层51。该网格状安装件52可以是任意的网状结构，可以为金属编织而成的，也可为其他材料编织物而形成的，该网格状安装件52围绕成一圈，具体设置于两组安装块3的连接部之间，并且可采用本领域中应用广泛的卡合结构或螺钉结构等实现可拆卸固定连接，以便网格状安装件52的拆卸更换，同时该网格状安装件52的内壁紧贴灯管外壳2外壁。
[0051]
进一步地，如图4和图6所示，在实施例二的基础上还可以在催化剂层51外设置接地金属部件4，接地金属部件4为围绕一圈的接地金属网，其可采用本领域中应用广泛的卡合结构或螺钉结构等将接地金属部件4安装在两组安装块3的连接部之间，实现可拆卸固定连接，以便接地金属部件4的拆卸更换。
[0052]
如图8所示的第三实施例中的催化部件5包括与灯管外壳2外壁间距设置的网格状安装件52，网格状安装件52上设置催化剂层51，网格状安装件52与灯管外壳2的外壁保持一定的距离，这样就不会遮挡住紫外线，并且增加空气、紫外光、催化剂表面之间的接触面积，使得紫外线充分照射氧气，该网格状安装件52围绕成一圈，具体设置于两组安装块3的连接部之间，并且可采用本领域中应用广泛的卡合结构或螺钉结构等实现可拆卸固定连接，以便网格状安装件52的拆卸更换。
[0053]
进一步地，如图7和图9所示，在实施例三的基础上还可以在在网格状安装件52外设置接地金属部件4，接地金属部件4为围绕一圈的接地金属网，其可采用本领域中应用广泛的卡合结构或螺钉结构等将接地金属部件4安装在两组安装块3的连接部之间，实现可拆
卸固定连接，以便接地金属部件4的拆卸更换。
[0054]
如图10和图11所示的第四实施例的催化部件5包括设置在接地金属部件4上的催化剂层51，其接地金属部件4为围绕一圈的接地金属网，其接地金属部件4与催化剂层51一体的结合既实现了接地的作用，又能催化产生更多的臭氧，还减少了材料的使用，其可采用本领域中应用广泛的卡合结构或螺钉结构等将接地金属部件4安装在两组安装块3的连接部之间，实现可拆卸固定连接，以便接地金属部件4的拆卸更换；
[0055]
接地金属部件4的好处1：静电屏蔽：防止电磁干扰；2：交变电场屏蔽：因为灯管的供电系统属于交流电，为减少交变电场对敏感电路的耦合干扰电压，增加金属屏蔽体接地，能极大的减小交变电场的干扰。
[0056]
本技术中的催化剂层51可采用氧化铝氧化硅等氧化物，当然也不限于该种材料，在此不另做详述。
[0057]
综上，本技术中的催化部件是在灯体外侧经紫外线照射空气，空气在灯外流通与催化部件接触从而产生臭氧。在第一实施例中，催化部件5是设置在灯管外壳2外壁呈网格状分布的催化剂层51，在第二实施例中，催化部件5是表面镀有催化剂层51且紧贴灯管外壳2外壁设置的网格状安装件52，在第三实施例中，催化部件5是是表面镀有催化剂层51且与灯管外壳2外壁间距设置的网格状安装件52，在第四实施例中，催化部件5是镀在灯管外壳2外接地金属部件4上的催化剂层51。催化部件5使得空气在灯外流通配合着产生紫外线的发光单元产生臭氧，将产生的臭氧分散的空间中进行消毒。
[0058]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种高效率产生臭氧的紫外光灯管，包括，产生紫外线的发光单元(1)和设置在发光单元(1)外侧的灯管外壳(2)，其特征在于：所述灯管外壳(2)外配合设置有用于提高紫外线向外照射分解空气时发生臭氧效率的催化部件(5)。2.根据权利要求1所述的一种高效率产生臭氧的紫外光灯管，其特征在于：所述催化部件(5)呈网状分布设置。3.根据权利要求2所述的一种高效率产生臭氧的紫外光灯管，其特征在于：所述灯管外壳(2)的两端以可拆卸方式连接有安装块(3)。4.根据权利要求3所述的一种高效率产生臭氧的紫外光灯管，其特征在于：两组安装块(3)之间活动连接有接地金属部件(4)。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种高效率产生臭氧的紫外光灯管，其特征在于：所述催化部件(5)为设置在灯管外壳(2)外壁的催化剂层(51)。6.根据权利要求5所述的一种高效率产生臭氧的紫外光灯管，其特征在于：所述催化剂层(51)呈网格状分布在灯管外壳(2)外壁上并且突出于灯管外壳(2)外壁的表面。7.根据权利要求2或3所述的一种高效率产生臭氧的紫外光灯管，其特征在于：所述催化部件(5)包括紧贴设置在灯管外壳(2)外壁的网格状安装件(52)，所述网格状安装件(52)上设置催化剂层(51)，且网格状安装件(52)以可拆卸方式设置在两组安装块(3)之间。8.根据权利要求2或3所述的一种高效率产生臭氧的紫外光灯管，其特征在于：所述催化部件(5)包括与灯管外壳(2)外壁间距设置的网格状安装件(52)，所述网格状安装件(52)上设置催化剂层(51)，且网格状安装件(52)以可拆卸方式设置在两组安装块(3)之间。9.根据权利要求3所述的一种高效率产生臭氧的紫外光灯管，其特征在于：所述接地金属部件(4)呈网状结构设置。10.根据权利要求9所述的一种高效率产生臭氧的紫外光灯管，其特征在于：所述催化部件(5)包括设置在接地金属部件(4)上的催化剂层(51)。

技术总结
本申请提出一种高效率分解空气产生臭氧的紫外光灯管，主要构件称为基体，所述基体包括产生紫外线的发光单元和设置在发光单元外侧具有催化作用的灯管外壳，所述基体上配合设置用于增加臭氧产生的催化部件。本申请旨在提高臭氧产生的效率，将产生的臭氧扩散到空间中对环境中物体表面进行消毒，而不是在局部催化臭氧发生化学反应，加快臭氧消耗。本申请提出催化剂镀在整个灯管表面会降低灯管的紫外光透过效率，降低臭氧的产量，本申请将催化剂镀在网格突出的边缘上，不会影响紫外光的透过效率。率。率。


技术研发人员：刘建宏 张琦 陈柱 范一柱 徐严照
受保护的技术使用者：安徽迪顺科技有限公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/5/25