[发明专利]一种高效率产生臭氧的紫外光灯管

说明书

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。

技术领域

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

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。

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。

以上技术方案总体上存在以下问题：

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。

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。

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。

发明内容