专利名称：一种多功能led紫外空气消毒方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及紫外消毒的技术领域，尤其是指一种多功能LED紫外空气消毒方法及其装置。
背景技术：
传统的低压汞放电紫外线灯(下简称传统的紫外线灯)在杀菌消毒领域的应用越来越广泛，其原理是利用汞原子受激辐射产生253. 7nm紫外光，紫外线会穿透微生物的细胞膜、细胞核，破坏核酸(DNA或RNA)的分子键，使其失去复制能力或失去活性，细胞不能复制，微生物不久就会死亡。传统的紫外线灯内的汞原子浓度或汞蒸气压直接影响紫外辐射效率，保持灯内的汞蒸气压稳定成了紫外线灯杀菌消毒效果的重要保证，这就要求灯管工作时有恰当的温度并保持稳定，在低温或环境温度变化较大的场所，传统的紫外线灯存在低温启动、功率自动调节控制困难的问题，有一定的局限性，应用受到限制。紫外线要达到杀菌消毒的目的，必须使细菌、病毒获得足够的紫外辐射剂量。紫外辐射剂量为紫外辐射照度与紫外辐射时间的乘积，单位为mj/cm 2 (mff · s/ cm 2)。目前市场上的空气消毒产品常常采用流动空气，快速流经紫外线灯的方法，辐射时间太短、辐射照度不足，紫外辐射剂量远达不到消毒杀菌的要求。为了保证紫外辐射剂量，有时需要延长消毒通道，弯曲、折叠的管道有利减少消毒装置体积，如对流量大、流速快的空气杀菌消毒时，管道必须足够的长，传统的紫外线灯为玻璃制品，使用不便，采用多支串联时需要多个整流器，连接也有局限性。LED结构中无玻璃等易碎物质，其耐冲击和防震动的性能也大大提高；LED的启动非常迅速，在纳米级的时间内即可达到正常紫外辐射输出，大大提高了启动速度；通过控制线路的设计还可灵活实现LED紫外消毒装置的智能控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多功能LED紫外空气消毒方法及其装置。本发明所提供的紫外空气消毒方法是采用集成高功率密度的紫外LED光带， 提高空间紫外辐射照度至5-60mW/cm2，LED光带置于空气消毒管道中，提高空气紫外辐照时间至0. 2-2s,使流经管道的空气紫外辐射剂量大于6mJ/cm2 (mff-s/cm2), 一次性杀灭细菌、 病毒、去除异味；同时实现低温启动和功率自动调节控制，适用于低温或环境温度变化较大的场所的一种高效、快速、体积小的多功能空气消毒方式。根据本发明LED紫外空气消毒方法，其装置包括有空气循环管道、紫外LED光带、 空气过滤器、轴流风机，空气过滤器和轴流风机依次安装在空气循环管道的进口处或分别安装在空气循环管道的的进口处和出口处。其中，所述的紫外LED光带采用集成高功率密度的紫外LED光源，同时LED光带为柔性连接，能弯曲，置于长而弯曲的空气循环管道内，并与空气循环管道的形状相匹配。紫外LED光源排布在柔性印刷线路上组成紫外LED光带，紫外LED光带置于具有空气循环流动能力的管道中。管道连接有空气过滤器、轴流风机，当空气或其它气体流经空气过滤器时，固体颗粒被吸附，细小的细菌、病毒经过紫外LED光带被紫外光照射。当紫外 LED光带产生的紫外辐射照度大于20mW/cm2，且流经紫外LED光带时间足够长0. 5s，流经管道的空气紫外辐射剂量大于6mJ/cm2 (mff ^/cm2),大部分细菌、病毒被一次性杀灭。孢子类真菌及特殊细菌、病毒需要提高紫外辐射剂量，如大于30mJ/cm2，才能一次性彻底杀灭。流经紫外LED光带的有机物也可以被降解，起到消除异味的作用。所述的紫外LED光源是集成高功率密度的紫外LED光源，包括无机半导体LED紫外光源和有机OLED紫外光源，其发出的紫外线波长在215-275nm之间，波长215-230nm、 250-275nm的紫外线对细菌、病毒杀灭效果较好。所述的集成高功率密度的紫外LED光源单个功率为0. 5W-15W。根据实际空间、装置大小、综合成本需要选择单个紫外LED光源功率，选择大功率LED有利提高单位面积的紫外辐射照度，缩短管道长度。所述的紫外LED光带由柔性印刷线路及阵列排布在该柔性印刷线路正反两面的紫外LED光源组成，正反两面排布有助于保证管道内紫外辐射照度均勻。所述的紫外LED光带为整条光带或用引线连接的分段光带。紫外LED光带折弯成圆柱体、长方体等各种形状，LED的连接比传统的紫外线灯的连接要简便得多，方便放置于长而弯曲的管道。所述的空气循环管道采用弯曲结构形状。所述的弯曲结构形状为M形、N形、螺旋形、圆形或多边形中的任意一种或几种的组合。所述的空气循环管道的内壁涂覆有能反射紫外光的反射层。反射层为抛光的铝层、抛光的钼层、氧化镁涂层，其反射率超过70%，辐射到管道内壁的紫外光被反射层反射， 有助于提高管道内的紫外辐射照度及均勻性，提高杀菌效果。所述的空气循环管道的内壁涂覆有光触媒材料涂层。光触媒材料是纳米二氧化钛、氧化锌。在紫外光的作用下，纳米二氧化钛与空气中的氧和水作用产生氢氧自由基，氢氧自由基具有杀菌、降解有机物的功能，吸附到管道内壁的有机物被分解或降解，起到进一步消除异味的作用。所述的空气过滤器采用活性炭过滤器，也可以采用其它类型过滤器；
所述的空气循环管道的外表面安装有红光LED，其发出的光波波长在624-636nm之间。 红光有利促进蔬菜等植物的光合作用，起到保鲜的效果。如在储藏蔬菜的冷藏库中使用外面加装红光LED的多功能LED紫外空气消毒装置既能起到冷藏库空气消毒作用，又能使蔬菜保鲜。所述的轴流风机与空气循环管道的连接采用螺纹式或卡扣式连接。本发明在采用了上述方案后，其最大优点在于采用集成高功率密度的紫外LED光带，提高空间紫外辐射照度，LED光带能弯曲置于长而弯曲的空气消毒管道中，提高空气紫外辐照时间，提高了流经管道的空气紫外辐射剂量，一次性杀灭细菌、病毒、去除异味；适用于低温或环境温度变化较大的场所，实现低温快速启动、功率自动调节控制，使用更安全可靠。可以应用在冷藏室、医院、家庭、飞机、商场、养殖场等室内空气消毒杀菌，由于紫外线集中在管道内，人和动物在场时也可正常工作，无伤害。增加一些其它装置，如负离子发生器，起到清新空气的作用。增加臭氧发生器，可对一些场所彻底消毒，如鞋柜、衣柜、酒柜，也适用于医院人不在室内时的彻底消毒。
图1为本发明的消毒装置的结构示意图的主视图。图2为本发明的消毒装置的结构示意图的左视图。图3为本发明的消毒装置的结构示意图的俯视图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。根据附图1至附图3所示，本实施所述的多功能LED紫外空气消毒装置包括有空气循环管道1、紫外LED光带2、空气过滤器5、轴流风机6、红光LED7，其中，所述的紫外LED 光带2置于空气循环管道1内，并与空气循环管道1的形状相匹配，同时在空气循环管道1 的外表面对应安装有红光LED7，而且本实施例的空气过滤器5和轴流风机6依次安装在空气循环管道1的进口处。所述的紫外LED光带2由柔性印刷线路4及阵列排布在该柔性印刷线路4正反两面的紫外LED光源3组成，这样有助于保证空气循环管道1内的紫外辐射照度均勻，本实施例的紫外LED光带2可以是能折弯的圆柱体或长方体，其可以是整条光带或用引线连接的分段光带。由于LED的连接比传统的紫外线灯的连接要简便得多，所以方便放置于长而弯曲的管道内。还有本发明所述的紫外LED光源3是采用固体发光原理制成的集成高功率密度的紫外LED光源，其发出的紫外线波长在215-275nm之间，这样对细菌、病毒杀灭效果较好，而且本发明采用集成高功率密度的紫外LED光源3，有利提高单位面积的紫外辐射照度，缩短管道长度，根据实际空间、装置大小、综合成本需要可以选择单个集成高功率密度的紫外LED光源3功率为0. 5W-15W，紫外LED光源可以是无机半导体LED紫外光源，也可以是有机OLED紫外光源。本发明的空气循环管道1的内壁可以涂覆有能反射紫外光的反射层，如抛光的铝层、氧化镁涂层，其反射率超过70%，辐射到空气循环管道1内壁的紫外光被反射层反射，有助于提高空气循环管道1内的紫外辐射照度及均勻性，提高杀菌效果。本发明的空气循环管道1的内壁还可以涂覆有光触媒材料涂层，如纳米二氧化钛。纳米二氧化钛是一种光触媒材料，在紫外光的作用下，纳米二氧化钛与空气中的氧和水作用产生氢氧自由基，氢氧自由基具有杀菌、降解有机物的功能，吸附到管道内壁的有机物被分解或降解，起到进一步消除异味的作用。本发明在空气循环管道1的外表面安装的红光LED7，其发出的红光有利促进蔬菜等植物的光合作用，起到保鲜的效果。红光LED7采用焊锡固定式或插座模块化安装，其发出的光波波长在624-636nm之间。如在储藏蔬菜的冷藏库中使用外面加装红光LED7的多功能LED紫外空气消毒装置既能起到冷藏库空气消毒作用，又能使蔬菜保鲜。本发明的空气过滤器5可以采用活性炭过滤器，也可以采用其它类型的过滤器； 本发明的轴流风机6与空气循环管道1的连接采用螺纹式或卡扣式连接，这样方便拆装维护；而且本发明的空气过滤器5和轴流风机6除了附图1所示的安装方式外还可以分别安装在空气循环管道1的的进口处和出口处；还有本发明的空气循环管道1采用弯曲结构形状，是用来增加紫外消毒的时间，以达到用来进行空气消毒的足够的紫外辐射剂量，其形状可以是M形，N形，螺旋形，圆形，多边形中的任意一种或几种的组合。工作时，首先要使本发明的空气循环管道1的空气紫外辐射剂量要大于6mJ/ cm 2 (mff - s/ cm 2)，而对于孢子类真菌及特殊细菌、病毒则需要提高紫外辐射剂量，然后才使空气或其它气体由小型轴流风机6引流经过空气过滤器5，使得固体颗粒被吸附，而细小的细菌、病毒继续流动经过紫外LED光带2的紫外线照射区域被紫外光照射，紫外线会穿透微生物的细胞膜、细胞核，破坏核酸(DNA或RNA)的分子键，使其失去复制能力或失去活性，由于细胞不能复制，因此微生物不久就会死亡，从而达到一次性杀灭细菌、病毒，去除异味的效^ ο总之，本发明采用紫外LED光源3进行空气消毒，使用安全可靠，低温工作性能优良，采用管道式气体循环工作方式使空间内的气体进行充分的消毒、去除异味。可以应用在冰箱、冷藏室等等场合进行消毒，通过增加或减少一些装置，如加装臭氧发生装置，去除红光LED光源等，也可应用于鞋柜，衣柜及其他空气消毒场合，值得推广。以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种多功能LED紫外空气消毒方法，其特征在于采用集成高功率密度的紫外LED 光带，提高空间紫外辐射照度至5-60mW/cm2，LED光带置于空气消毒管道中，提高空气紫外辐照时间至0. 2-2s,使流经管道的空气紫外辐射剂量大于6mJ/cm2，一次性杀灭细菌、病毒、 去除异味。
2.一种多功能LED紫外空气消毒装置，其特征在于它包括有空气循环管道(1)、紫外 LED光带(2)、空气过滤器(5)、轴流风机(6)，其中，所述的紫外LED光带(2)置于空气循环管道(1)内，并与空气循环管道(1)的形状相匹配，且空气过滤器(5)和轴流风机(6)依次安装在空气循环管道(1)的进口处或分别安装在空气循环管道(1)的的进口处和出口处。
3.根据权利要求2所述的一种多功能LED紫外空气消毒装置，其特征在于所述的紫外LED光带(2)由柔性印刷线路(4)及阵列排布在该柔性印刷线路(4)正反两面的紫外LED 光源(3)组成，紫外LED光带(2)为整条光带或用引线连接的分段光带。
4.根据权利要求3所述的一种多功能LED紫外空气消毒装置，其特征在于所述的紫外LED光源(3)是集成高功率密度的紫外LED光源，单个功率为0. 5W-15W。
5.根据权利要求4所述的一种多功能LED紫外空气消毒装置，其特征在于所述的紫外LED光源包括无机半导体LED紫外光源和有机OLED紫外光源，其发出的紫外线波长在 215-275nm 之间。
6.根据权利要求2所述的一种多功能LED紫外空气消毒装置，其特征在于所述的空气循环管道(1)的内壁涂覆有能反射紫外光的反射层。
7.根据权利要求2所述的一种多功能LED紫外空气消毒装置，其特征在于所述的空气循环管道(1)的内壁涂覆有光触媒材料涂层。
8.根据权利要求2所述的一种多功能LED紫外空气消毒装置，其特征在于在所述的空气循环管道(1)的外表面安装有红光LED (7)，其发出的光波波长在624-636nm之间。
9.根据权利要求2所述的一种多功能LED紫外空气消毒装置，其特征在于所述的空气循环管道(1)采用弯曲结构形状。
10.根据权利要求9所述的一种多功能LED紫外空气消毒装置，其特征在于所述的弯曲结构形状为M形、N形、螺旋形、圆形或多边形中的任意一种或几种的组合。
全文摘要
本发明提供一种多功能LED紫外空气消毒方法及其装置，其方法是采用集成高功率密度的紫外LED光带，提高空间紫外辐射照度至5-60mW/cm2，LED光带置于空气消毒管道中，提高空气紫外辐照时间至0.2-2s，使流经管道的空气紫外辐射剂量大于6mJ/cm2(mW·s/cm2)，一次性杀灭细菌、病毒、去除异味；是一种高效、快速、体积小的多功能空气消毒方式，同时实现低温启动和功率自动调节控制，适用于低温或环境温度变化较大的场所使用更安全可靠。
文档编号A61L2/10GK102327637SQ20111024570
公开日2012年1月25日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者何志明 申请人:佛山柯维光电股份有限公司