滤器80的部分的面积减少，然而它到达饱和状态，其中光催化活化的效率不再 增加，即使当光催化过滤器80的每单位面积上的UV光的辐照度增加时（见参考图16的UV 辐照度相关实验，其将在随后描述）。当UV发光二极管衬底55过于靠近光催化过滤器80 时，空气不能容易的流入光催化过滤器80的中心区域（UV光主要辐照的地方），并且因此接 触光催化活化最容易发生的该区域的空气的量减少。
[0179] 另外，当光源57和光催化过滤器80的正面之间的距离太大（3cm以上）时，光催 化过滤器80的单位面积上UV光的辐照度减少以降低光催化活化的程度，且这两者之间的 空气流动是稳定的，其表现得象层流，表明接触光催化过滤器80表明的空气量减少。
[0180] 同时，当过滤器的一侧的长度（1)是4-7cm时，除臭的效果是好的。如果过滤器的 一侧的长度是4cm以下时，UV光将辐照到没有过滤器的区域，说明UV光被浪费，且如果过 滤器的一侧的长度是7cm以上时，将出现UV光照射不到的区域，说明过滤器材料和空间被 浪费。
[0181] 同时，发现当供给UV发光二极管57的电能的电压为5V以下或电流为200mA以下 时，光的发射显著减少，表明需要使用额外的UV发光二极管，且当电能的电压为15V以上或 电流为300mA以上时，即使当电能增加时，光的发射也不会继续增加。
[0182] 同时，本发明人已经发现光催化过滤器80的除臭性能的变化依赖于催化剂部分 81内形成的腔的形状、每个腔的宽度（g)、腔之间的框架的厚度（t)、催化剂部分81的一侧 的长度、催化剂部分的腔的数量（η)、催化剂部分的高度（h)、空气流的方向（向前还是反 转）、催化剂部分81的烧结温度和时间、用于光催化活化的UV发光二极管57的峰值波长和 到达催化剂部分81的正面的UV光的辐照度。
[0183] 图16是显示了作为到达催化剂过滤器80的正面的UV光的辐照度的函数的乙醛 的降解的图。
[0184] 首先，光催化剂的除臭性能的变化和到达催化剂部分81的正面的UV光的辐照度 的变化被重复检测。结果，可以看到，当光催化剂表面的单位面积的UV辐照度为14. 67mW/ cm2以下时，光催化剂的除臭率随着UV辐照度的增加而增加，但是当UV辐照度高于 14. 67mW/cm2时，除臭率不再增加。特别地，这种趋势是一致的，无论每个腔83的宽度（g)、 腔框架的厚度（t)、催化剂部分的一侧的长度、催化剂部分的腔的数量（η)、催化剂部分的 高度（h)和催化剂部分81的烧结温度和时间。
[0185] 另外，重复试验的结果表明，当光催化剂表面的单位面积的UV辐照度低于IOmW/ cm2时，光催化反应的除臭率迅速降低，可能是因为光的量不够充足，并且当光催化剂表面 的单位面积的UV辐照度高于20mW/cm 2时，用于增强UV辐照度的电能量增加，但是通过光 催化活化的除臭率没有大幅增加。
[0186] 图17是显示了作为UV波长的函数的光催化过滤器80的UV吸收率的图，和图18 是显示了不同UV波长下的乙醛的清除速度的图。
[0187] 关于光催化过滤器80的UV吸收率，其作为UV波长的函数，可以在图17中看到， 光催化过滤器80的UV吸收率在波长大约270nm时最高，且当波长增加到400nm时线性减 少。然而，可以看到使用的UV发光二极管的峰值波长，光催化效率达到最高的峰值波长为 365nm。这是因为UV发光二极管的发光效率。当UV发光二极管的峰值波长减少时，从UV 发光二极管发射的光迅速减少。因此，为了提供适合的UV辐照度，其为使用具有低峰值波 长的UV发光二极管的光催化过滤器80的表面需要的，应该使用大量的UV发光二极管。然 而，这种情况下，衬底55的尺寸的增加有限制，由于空气的流动，且成本迅速增加。鉴于这 个事实进行实验。实验的结果表明，当使用具有峰值波长为340nm以下的UV发光二极管时， 光催化过滤器80的除臭效率迅速减少。
[0188] 而且，当使用具有峰值波长为380nm以上的UV发光二极管时，光催化剂的UV吸收 率显著减少到类似于常规可见蓝色光的水平，表明该UV发光二极管的使用不是那么有意 义。
[0189] 另外，实验的结果表明具有峰值波长为360-370nm的UV发光二极管的使用可以最 大化光催化过滤器80的除臭性能。
[0190] 图19是显示了两个具有不同高度（h)的光催化过滤器80的乙醛清除速度的图， 和图20是显示了两个具有不同高度（h)的光催化过滤器80的乙酸清除速度的图。
[0191] 实验的结果表明，在光催化过滤器80具有图15所示的形状的情况下，光催化剂的 表面面积，其由于光催化过滤器的腔之间的框架的厚度（t)而增加，基本上不会影响光催 化过滤器80的除臭效率，但是光催化过滤器80的高度影响内部空气流动通路的内壁面积， 因此直接影响空气的接触面积。
[0192] 因此，可以看到，当光催化过滤器80的高度为5-10mm时，光催化过滤器80的除臭 效率为最高。另外，当高度减少到2_以下时，光催化过滤器80难以使用，因为其微弱的强 度，而且当高度为15mm以上时，仅空气阻力增加，UV光不能到达光催化过滤器80的背后部 分或它的密度变得很稀薄，且因此仅增加了成本而不能增加除臭效率。
[0193] 可以看到，当每个腔83的宽度（g)为2mm时，空气阻力不会增加，且由过滤器本身 的形状堵住了辐照到它的UV光造成的光催化过滤器80的内壁的阴影面积比率不高，表示 2mm的腔宽度是最适合于最大化光催化过滤器80的内壁的UV光辐照面积比率的。同时， 当腔宽度减少到Imm以下时，空气阻力增加，到达内壁的UV光量减少，表明除臭效率低。另 外，腔宽度为4mm以上时，由于腔83的密度低导致内壁的整体面积减少，表明除臭效率低。
[0194] 关于与上述的每个腔的宽度（g)相关的腔密度，当腔的密度低于30腔/平方英寸 或更少时，腔宽度增加到4mm以上，内壁面积减少，表明除臭效率低。当腔的密度是260腔/ 平方英寸以上时，腔宽度减少到Imm以下，空气阻力增加，且达到内壁的UV光亮减少，表明 除臭效率低。当腔密度为大约100腔/平方英寸时，空气阻力没有增加，且由过滤器本身的 形状堵住了辐照到它的UV光造成的过滤器的内壁的阴影面积比率不高，表明除臭效率最 尚。
[0195] 关于腔的框架厚度（t)的实验结果表明，当框架厚度为0. 3_以下时，TiOJl变得 太薄，且因此光催化效率减少，强度不够。当框架厚度为I. 2mm以上时，材料消耗增加但是 没有增加光催化效率。另外，当框架厚度为〇. 6mm时光催化效率最高。
[0196] 图21是显示光催化过滤器80的除臭性能的图，其通过将2gTi02烧结1小时得到 的，烧结温度不同；图22是显示光催化过滤器80的除臭性能的图，其通过将2. 5g 1102烧 结1小时得到，烧结温度不同；和图23是显示光催化过滤器80的除臭性能的图，其通过在 400°C下将2. 5g TiO2烧结不同时间得到，烧结时间不同。
[0197] 如图21-23所示的，当烧结温度为350-450°C时，除臭性能好，并且当烧结时间为 1-2小时时，光催化过滤器80的除臭性能没有问题。可以看到，当考虑温度的变化时，烧结 温度为400°C，如果烧结时间短于1小时的话烧结不够充分，且如果烧结时间太长时，光催 化过滤器80的除臭性能会减少而不是增加，因此烧结优选地进行1-2小时。
[0198] 如上所述，根据本实用新型的空气净化器是紧凑的，耗能少，且具有卓越的净化空 气能力。
[0199] 根据本实用新型的空气净化器是紧凑的，同时在灰尘收集、除臭和杀菌方面表现 了良好效果。
[0200] 根据本实用新型的空气净化器具有适合于放入杯架的形状和紧凑的尺寸，且具有 设计为提供了该外部形状的牢固的内部结构。
[0201] 根据本实用新型的空气净化器以简单方式拆卸，允许以最简单拆卸的方式分离过 滤器，便于维护和修理，且允许过滤器便于维护和修理。
[0202] 本实用新型阻挡了 UV光辐照到外部，因此减少了关于紫外光辐射的顾虑。
[0203] 本实用新型提供了用于确定一个紧凑和复杂的内部结构有效连接的位置，并且因 此本实用新型的空气净化器是很容易制造、维护、修理和使用的。
[0204] 另外，根据本实用新型的壳体结构允许外部电缆容易地替换，且防止了内部电缆 脱出或被损坏。
[0205] 虽然已经描述了不同的实施例，但是本领域技术人员应该了解所述的实施例仅是 用于示例的。因此，本实用新型的范围不应该限于所述的实施例。
【主权项】
1. 一种空气净化器，其特征在于，所述空气净化器包括： 用于光催化活化的UV发光二极管，设置在UV发光二极管衬底上；和 光催化过滤器，被设置为与UV发光二极管衬底间隔开，且面对用于光催化活化的UV发 光二极管； 其中，在光催化过滤器的面对UV发光二极管的表面上检测到的UV辐照度为10-20mW/ Cm2O2. 根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于，UV辐照度为14-15mW/cm2。3. 根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于，所述光催化过滤器的所述表面的 面积为42-72cm2，且所述用于光催化活化的UV发光二极管和光催化过滤器的所述表面之间 的距离为2-3cm。4. 根据权利要求3所述的空气净化器，其特征在于，所述光催化过滤器的所述表面的 面积为5. 32-5. 72cm2，且所述用于光催化活化的UV发光二极管和光催化过滤器的所述表面 之间的距离为2-3cm。5. 根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于，提供给所述用于光催化活化的UV 发光二极管的电能的电压为5-15V且电流为200-300mA。6. -种空气净化器，其特征在于，所述空气净化器包括： 用于光催化活化的UV发光二极管，设置在UV发光二极管衬底上；和 光催化过滤器，被设置为与UV发光二极管衬底间隔开，且面对用于光催化活化的UV发 光二极管； 其中，从所述用于光催化活化的UV发光二极管辐照的UV光的峰值波长为340-380nm。7. 根据权利要求6所述的空气净化器，其特征在于，从所述用于光催化活化的UV发光 二极管辐照的UV光的峰值波长为360-370nm。8. 根据权利要求1-7中的任一项所述的空气净化器，其特征在于，在与UV发光二极管 衬底和光催化过滤器之间的部分相关的侧面部分上设置有UV反射板。9. 根据权利要求1-7中的任一项所述的空气净化器，其特征在于，所述空气净化器进 一步包括：内部壳体，被设计为使得空气从所述UV发光二极管衬底向所述光催化过滤器流 动。10. 根据权利要求1-7中的任一项所述的空气净化器，其特征在于，在所述UV发光二 极管衬底上还设置有用于杀菌的UV发光二极管，所述用于杀菌的UV发光二极管被设计为 辐照具有杀菌波长的UV光，且UV辐照方向与从所述用于光催化活化的UV发光二极管的UV 辐照方向相同。
【专利摘要】公开了一种空气净化器，所述空气净化器包括：用于光催化活化的UV发光二极管，设置在UV发光二极管衬底上；和光催化过滤器，被设置为与UV发光二极管衬底间隔开，且面对用于光催化活化的UV发光二极管；其中，在光催化过滤器的面对UV发光二极管的表面上检测到的UV辐照度为10-20mW/cm2。所述空气净化器结构紧凑，使得其能够装配在汽车的杯架内，可以用于除臭、灰尘收集和杀菌，且便于维护和修理。
【IPC分类】F24F1/02, F24F11/02, F24F13/28
【公开号】CN204739687
【申请号】CN201520065777
【发明人】李在仙, 申相哲, 金智元
【申请人】首尔伟傲世有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年1月29日