反光罩及杀菌灯的制作方法

本发明涉及杀菌技术领域，尤其涉及一种反光罩及杀菌灯。

背景技术：

紫外杀菌灯管是目前比较广泛采用的杀菌光源，其灯管径向发射的紫外杀菌功率可以照射到空间范围内，达到净化效果，然而紫外灯管中含有汞元素，对于灯管后期的回收处理造成的环境污染及用户安全问题越来越被关注，紫外灯管杀菌装置已经进入了产品生命周期的末期，到2020年将迎来全面禁止使用的禁令(参见联合国2013年《水俣公约》)，我国也在2017年批准通过了《关于汞的水俣公约》法规。

汞灯灯管存在以下几点缺点：(1)汞灯灯管存在汞元素泄露的潜在危险，对于最终用户的健康有潜在的威胁；(2)汞灯将于2020年全面禁止使用；(3)汞灯紫外线利用率不高，存在浪费。

紫外led灯作为一种新的，潜在替代汞灯灯管的紫外光源，紫外led灯通常为近似的点状光源，此类光源通常有120°以上的发散角度，近似的可以看做是一个倒置的圆锥形，所发射的紫外射线在各个角度的辐射强度通常通过led配光曲线来描述。led具有很小的体积，更加纯粹的uvc发射波段以及无需专用的整流器供电等优点，作为一种灯光替代型的紫外光源具有很大的优势。

然而，实际应用中，由于安装空间限制(主要是紫外线所照射的空间结构遮挡)，在有限空间内，uvc杀菌波段的紫外线非常容易被非镜面的结构材质所吸收，在空气中传播距离也很短，导致紫外线利用低，杀菌效果不佳。另一方面，由于安装方式的问题，uvcled较大的发射角度会导致发射的紫外线会被其两侧的结构部分所吸收，例如在空气杀菌的场合，由于空气流动的路径以及风机、滤芯的紧凑结构，不加控制的led光线空间分布造成了紫外线在狭窄的空间内部分被风叶及滤芯材料吸收，导致光线利用率低，杀菌率不理想的后果。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提出了一种反光罩及具有该反光罩的杀菌灯，可以有效地将杀菌光线进行聚拢，使得紫外辐射大多集中于所需的应用区域内，极大地提高了紫外线的利用率，不易被其他无关结构吸收过多。

本发明采取的技术方案如下：一种反光罩，包括罩体，所述罩体上设有反光腔，所述反光腔两端穿透罩体，反光腔两端分别为进光端和出光端，所述反光腔的腔体内壁为反射弧面，用于将从进光端进来的光线聚拢后从出光端射出。

进一步地，所述反光腔的内径由进光端朝出光端逐渐增大。

进一步地，所述反光腔的腔体内壁为抛物面，该抛物面由抛物线绕自身轴线旋转形成，其中ρ为焦点到抛物面与反光腔出光端的端面的交点的距离，f为焦点到抛物线坐标原点的距离，θ为被反射光线与y轴的最小夹角；出光端的开口半径为r，r＝ρsinθ。

进一步地，经过所述反光腔反射聚集之后从出光端出来的光线，与竖直中心线构成聚光角，所述聚光角为α，且0°<α≤20°。

进一步地，所述罩体为铝制品。

进一步地，所述罩体为塑料制品。

进一步地，还包括可透光的防尘盖，所述防尘盖固定在出光端。

进一步地，所述罩体外周面设有外螺纹。

进一步地，所述罩体上设有内螺纹孔。

一种杀菌灯，包括上述任意一项所述的反光罩，还包括紫外led灯珠和印刷电路板，所述印刷电路板固定在罩体的进光端，所述紫外led灯珠固定在印刷电路板上。

本发明的有益效果是：将反光罩设置在光源上，从光源射出来的光，穿透罩体上的反光腔，并在反光腔内部时经过反射弧面的不断反射，最后从罩体的出光端射出；经过反射弧面的反射后的光线被压缩聚拢形成一支相对集中的柱状光束，大大减小了紫外能量的漫射，紫外杀菌能量集中在设计的区域内，降低了紫外光线在杀菌区域外被吸收的概率，同时提高了光束内区域的杀菌效率，尤其适用于风机、滤芯等进、出风口处的流动空气的杀菌；杀菌光线大体呈柱状，与杀菌灯管的形状相似，适用于狭长杀菌环境，同时不具有管状实体，大大减小了安装空间，也便于空气流通。

附图说明

图1是本发明一实施例的反光罩的立体结构示意图；

图2是本发明一实施例的杀菌灯的全剖结构示意图；

图3是本发明形成反光腔抛物面的抛物线的各个参数示意图；

图4是本发明一实施例的杀菌灯的发光区域示意图；

图5是本发明一实施例的杀菌灯在空气净化器中的使用示意图。

图中各附图标记为：1、罩体，2、反光腔，3、进光端，4、出光端，5、防尘盖，6、固定台阶，7、紫外led灯珠，8、印刷电路板，α为聚光角，b为重点聚光区域，c为逸散光区域。

具体实施方式

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

实施例一

参见图1-2，本实施例提供一种反光罩，包括罩体1。

罩体1上设有反光腔2，反光腔2两端穿透罩体1，反光腔2的两端分别为进光端3和出光端4。反光腔2的腔体内壁为反射弧面，用于将从进光端3进来的光线聚拢后从出光端4射出。

将反光罩设置在光源上，从光源射出来的光，穿透罩体1上的反光腔2，并在反光腔2内部时经过反射弧面的不断反射，最后从罩体1的出光端4射出；经过反射弧面的反射后的光线被压缩聚拢形成一支相对集中的柱状光束，大大减小了边缘光线被吸收的概率，同时提高了光束内区域的杀菌效率，尤其适用于风机、滤芯等进、出风口处的流动空气的杀菌；杀菌光线大体呈柱状，与杀菌灯管的形状相似，适用于狭长杀菌环境，同时不具有管状实体，大大减小了安装空间，也便于空气流通。

参见图2，反光罩为反光腔2的内径由进光端朝出光端逐渐增大，即进光端3的开口小于出光端4的开口。

反光腔的腔体内壁为抛物面，该抛物面由抛物线绕自身轴线旋转形成。建立xoy正交坐标系，以抛物线的自身轴线为y轴，x轴与y轴正交，交点为坐标原点o。参见图3，其中ρ为焦点到抛物面与反光腔的出光端的端面的交点的距离，f为焦点到抛物线坐标原点的距离，θ为被反射光线与y轴的最小夹角；出光端的开口半径为r，r＝ρsinθ。

参见图4，经过反光腔2反射聚集之后从出光端4出来的光线，与竖直中心线构成聚光角α，0°<α≤20°。在本实施例中，采用的聚光角α的角度为10°，则相对应的f为3.5mm，r为4.75mm。在另一实施例中，也可采用20°的聚光角α，则相对应的f为3.425mm，r为7mm。

在本实施例中，罩体1为铝制品，故而罩体1本身对光线具有反射功能，不需要再另外对反光腔2内壁设置反光层，制作简单方便；同时，铝材料具有很强的导热性能，可以及时对光源进行散热，提高光源的使用寿命。在另一实施例中，罩体的材料还可以为塑料，在其他实施例中，对罩体的材料不做限制。

参见图2，本实施例还包括可透光的防尘盖5。防尘盖5固定在出光端4，且光线可穿透防尘盖5。在本实施例中，防尘盖5为玻璃防尘盖5，罩体1的出光端4设有固定台阶6，防尘盖5可设置在固定台阶6上，再通过粘接固定。在其他实施例中，防尘盖5还可以是塑料等其他透光材质制成的防尘盖5，防尘盖5还可以设置内螺纹，罩体1的出光端4设置外螺纹，防尘盖5与出光端4通过螺纹配合固定连接。

在另一实施例中，罩体外周面还设有外螺纹，使得反光罩可以直接通过螺纹固定在需要杀菌的部件上，而不需要再通过其他零部件固定，安装简单方便。

罩体1上设有内螺纹孔，内螺纹孔设置在进光端3，可用于供紫外led灯珠7固定使用。

实施例二

参见图1-3，本实施例提供一种杀菌灯，包括实施例一中的反光罩，还包括紫外led灯珠7和印刷电路板8。印刷电路板8上设有螺纹孔，通过使用螺钉配合印刷电路板8和罩体1上的螺纹孔，即可将印刷电路板8固定在罩体1的进光端3。紫外led灯珠7固定在印刷电路板8上。

紫外led灯珠7固定在抛物面的焦点上。

对于紫外led灯珠7所发散的光线，经过反光罩聚焦后，理论上能够实现平行光100％的输出，形成完全的柱状重点聚光区域b。然而，由于led并不是完美的点状光源，其发光部分(芯片，chip)更倾向于是一种面发光，因此，参见图4，在聚光过程中，反光罩的边界发生了逸散，有一部分紫外光线以较大的角度发射，形成了逸散光区域c。这部分的逸散光区域b的最大逸散角度即为聚光角α。

在本实施例中，设置聚光角α为10°，对应的f为3.5mm，罩体1的开口半径r为4.75mm。在其他实施例中，通过实际杀菌使用环境的需要，可通过改变f和r的数值来调整聚光角α的大小，从而使得紫外光线的使用率和杀菌效率都能得到提升。

参见图5，在针对空气净化器、空调、风机、净化滤芯等流动空气的杀菌及抑菌工作时，可将杀菌灯固定在出风口的一端，使得杀菌灯的光束与出风口的长度方向平行设置，即杀菌灯的光束与空气流动方向呈垂直设置。如此一来，杀菌灯的光束与出风口在长度方向上能够完全对应，从出风口出来的空气必然经过杀菌光束；在进过杀菌灯的杀菌光束时，由于紫外光束的聚集，重点聚光区域b对从出风口出来的空气的杀菌效率高；同时，逸散光区域c的少量光线也可以对出风口附近的壳体进行杀菌，两者配合大大提高了紫外光线的能量利用率增强了杀菌效果，使得整个空气环系统保持干净。

由于杀菌灯在使用时，安装在出风口附近的壳体上，体积小，安装方便；同时，虽然杀菌光束能够在长度方向上与出风口对应，但是光束并不是实体，从而在保证了杀菌效率的同时，实现了杀菌灯的零风阻安装。从出风口出来的流动空气几乎完全不受杀菌灯的影响，从而将杀菌灯在空气净化器中的应用对整体风路的影响降至最低。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。