TWI748520B

TWI748520B - 臭氧產生裝置

Info

Publication number: TWI748520B
Application number: TW109120265A
Authority: TW
Inventors: 蔡綸
Original assignee: 尚閎科技有限公司
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2021-12-01
Also published as: TW202200221A

Abstract

本發明係為一種臭氧產生裝置，其係包含一殼體，該殼體兩側分別設有一入氣口及一出氣口，該殼體有一腔室，該腔室內設置一UV燈管，該UV燈管周圍環設複數個第一分隔片及複數個第二分隔片，該些個第一分隔片及該些個第二分隔片係間隔設置，該些個第一分隔片及該些個第二分隔片上分別塗佈有一光觸媒材料，其中，每一該些個第一分隔片之一第一長度大於每一該些個第二分隔片之一第二長度，當一氣體由該入氣口進入該殼體時，流經該些個塗佈有該光觸媒材料之該些個第一分隔片、該些個第二分隔片及該UV燈管，經該UV燈管照射後產生一臭氧，再經由該出氣口排出。

Description

臭氧產生裝置

本發明係關於一種氣體產生裝置，特別是一種臭氧產生裝置。

自1801年紫外線被發現以來，經過二百年的研究、發展、實驗，紫外線已被廣泛普遍的運用，且証實紫外線具有極良好的消毒殺菌作用，紫外線消毒燈已被廣泛的運用於醫用，是傳染性病毒消毒殺菌的最好方法。

一般而言，紫外線光分為長波(UV-A)、中波(UV-B)、短波(UV-C)三個波長，其波長分別為UVA（320-400nm）、UVB（280-320nm）以及UVC（200-280nm）三種，詳細分類如下：

UVA：波長較長，波長介於320-400nm，可穿透雲層、玻璃進入室內及車內，UVA可穿透至皮膚真皮層，會使人被曬黑，其中，UVA可再被細分為UVA-2（320-340nm）與UVA-1（340-400nm）。

UVB：波長居中，波長介於280-320nm，會被臭氧層所吸收，會引起曬傷及皮膚紅、腫、熱及痛，嚴重者還會起水泡或脫皮。

UVC：波長介於100-280nm，但由於在200奈米以下的波長為真空紫外線波長，故可被空氣吸收，因此，UVC可穿越大氣層的波長介於200-280nm，UVC波長越短、越危險，但又由於可被臭氧層所阻隔，只有少量會到達地球表面。

而上述之UVC波長又可細分為：

250nm至270nm內之紫外線：具有破壞單細菌、病毒、霉菌、酵母菌的效用。

小於200nm的波長：會使空氣中的氧氣產生臭氧，臭氧在與有機化合物接觸時，會迅速的分解並使有機物氧化。

目前臭氧已被廣泛的運用在空氣潔淨裝置或殺菌設備之中，人工臭氧的生成可以大致分為高壓放電產生以及紫外光產生。在對民生使用的方面來論，由於是使用大氣作為臭氧產出的原料，因此高壓放電產生臭氧的方式並不適用，這是因為高壓放電系統除了可以讓大氣中的氧氣產生臭氧之外，同時亦會使空氣中的氮氣產生氮氧化物，對人體會產生直接性的危害。

因此紫外光是目前最常使用用來產生臭氧達到殺菌作用之臭氧生產裝置，但是臭氧的半衰期於常溫下約為40分鐘，且在通風相對不好的環境中，臭氧濃度容易形成局部累積，造成局部空間臭氧濃度高且令人產生不適。

為此，如何製作出透過紫外光將氣體轉換為臭氧，且去除臭氧濃度累積後產生的不適感之殺菌裝置，為本領域技術人員所欲解決的問題。

本發明之一目的，在於提供一種臭氧產生裝置，其係透過光觸媒將大部分的臭氧轉換成更高級別的氧化物質(例如：氫氧自由基、氧負離子、氧自由基或與空氣中的水氣分子反應成過氧化氫(H ₂O ₂))，並提升臭氧產生裝置之殺菌效能。

針對上述之目的，本發明提供一種臭氧產生裝置，其包含：一殼體，該殼體之兩側分別設置有一入氣口及一出氣口，該殼體內設置一腔室，該腔室內設置一UV燈管，該UV燈管周圍環設複數個第一分隔片及複數個第二分隔片，該些個第一分隔片及該些個第二分隔片係間隔設置，該些個第一分隔片及該些個第二分隔片上分別塗佈一光觸媒材料，其中，每一該些個第一分隔片之一第一長度大於每一該些個第二分隔片之一第二長度，當一氣體由該入氣口進入該殼體，流經該些個塗佈有光觸媒材料之第一分隔片、該些個第二分隔片及該UV燈管，經該UV燈管照射後產生一臭氧，經由該出氣口排出。

本發明提供一實施例，其中該光觸媒材料係選自於氧化鋅、二氧化鈦、二氧化錫、硫化鎘、氧化鋯、四氧化三鐵、氧化鎳或三氧化鎢之其中之一或其上述任意組合之一。

本發明提供一實施例，其中該些個第一分隔片具有及該些個第二分隔片具有一第一高度。

本發明提供一實施例，其中該UV燈管具有一第二高度。

本發明提供一實施例，其中該第一高度大於該第二高度。

本發明提供一實施例，其中該UV燈管波長係為200nm以下。

本發明提供一實施例，其中該UV燈管係設置於一燈座上。

本發明提供一實施例，其中該燈座係嵌設於該殼體之一側。

本發明提供一實施例，其中每一該些個第一分隔片與每一該些個第二分隔片間間隔一間距。

為使　貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

習知目前最常使用用來產生臭氧達到殺菌作用之臭氧生產裝置，但是臭氧的半衰期於常溫下約為40分鐘，且在通風相對不好的環境中，臭氧濃度容易形成局部累積，造成局部空間臭氧濃度高且令人產生不適。

本發明提供一種臭氧產生裝置，其係透過光觸媒將大部分的臭氧轉換成更高級別的氧化物質(例如：氫氧自由基、氧負離子、氧自由基或與空氣中的水氣分子反應成過氧化氫(H ₂O ₂))，並提升臭氧產生裝置之殺菌效能。

在下文中，將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。

首先，請參閱第1圖，其為本發明之一實施例之裝置示意圖，如圖所示，本發明之臭氧產生裝置包含一殼體20，該殼體20的兩側分別設有一入氣口10及一出氣口30。

接續上述，請一併參閱第2圖，係為本發明之一實施例之裝置剖視示意圖(為第1圖中之A-A剖視圖)，以及第3圖，其為本發明之一實施例之裝置俯視示意圖，如圖所示，該殼體20內有一腔室22，該腔室22內設置一UV燈管24，於該UV燈管24周圍環設複數個第一分隔片26及複數個第二分隔片28，該些個第一分隔片26及該些個第二分隔片28係間隔設置，該些個第一分隔片26及該些個第二分隔片28上分別塗佈一光觸媒材料21，每一該些個第一分隔片26之一第一長度L1大於每一該些個第二分隔片28之一第二長度L2。

接續上述，本發明之臭氧產生裝置內之每一該些個第一分隔片26與每一該些個第二分隔片28間隔一間距P設置，該間距P介於0.1至10公分之間。

其中，該UV燈管24係設置於一燈座90上，該燈座90係嵌設於該殼體20之一側，本實施例係將該燈座90嵌設於該殼體20之一端且位於該出氣口30之一側，但不以此為限制，該燈座90係連接一電源供應裝置(係為習知電源裝置，故未圖示)，該電源供應裝置係可為鋰電池充電模組或直流電源供應元件，但不以上述為限制。

進一步，上述之該光觸媒材料21係選自於氧化鋅、二氧化鈦、二氧化錫、硫化鎘、氧化鋯、四氧化三鐵、氧化鎳或三氧化鎢之其中之一或其上述任意組合之一。

另外，上述該UV燈管24波長係為包含有200nm以下波長，進一步本發明揭示每一該些個第一分隔片26及每一該些個第二分隔片28具有一第一高度H1，且該UV燈管24具有一第二高度H2，該第一高度H1大於該第二高度H2。

接著，請參考第4圖，其為本發明之一實施例之氣體流向示意圖，如圖所示，本發明之臭氧產生裝置係當一氣體(第4圖中實心箭頭)由該入氣口10進入該殼體20，流經該殼體20內該些個第一分隔片26、該些個第二分隔片28及該UV燈管24，經由該出氣口30排出(第4圖中空心箭頭)，透過該UV燈管24照射於該光觸媒材料21以產生一臭氧23，整個該腔室22形成一個氣體通道，可以有效增加該UV燈管24所放出之紫外光與該光觸媒材料21的反應面積，增加本發明之臭氧產生裝置之殺菌效果。

其中，該些個第一分隔片26以該第一長度L1及該些個第二分隔片28以該第二長度L2，並以輻射狀環繞該UV燈管24，透過上述之結構，使該氣體流經本發明之臭氧產生裝置時，可接觸更多該些個第一分隔片26及該些個第二分隔片28的表面積，使該氣體與該UV燈管24產生之紫外光、臭氧以及該光觸媒材料21反應後，產生達到最佳之臭氧轉換效能。

而本發明之臭氧產生裝置可製作為固定高度之模組，透過模組化的方式，串聯搭配各種不同長度的該UV燈管24，例如：當臭氧產生裝置之高度為60公分，而該UV燈管24係為100公分時，可將兩個臭氧產生裝置串接使用。

另外，本發明之臭氧產生裝置亦可搭配不同功率之該UV燈管24，做成不同直徑尺寸之臭氧產生裝置，例如：8W之該UV燈管24，使用10公分之臭氧產生裝置。

而本發明之臭氧產生裝置係可於該入氣口10或該出氣口30之外側設置一導流裝置(未圖示)，該導流裝置係為風扇或引導該氣體進入本發明之臭氧產生裝置之裝置，透過該導流裝置，可使該氣體有效地進入本發明之臭氧產生裝置。

為使更了解本發明之臭氧產生裝置之結構，在此列舉一範例，將一個可以發出200 nm波長以下之3W的紫外線燈(該UV燈管24)放置於本發明之臭氧產生裝置之該殼體20之該腔室22內，該腔室22內之塗佈有該光觸媒材料21之該些個第一分隔片26及該些個第二分隔片28之該間距P為1公分，且該些個第一分隔片26之及該些個第二分隔片28之該第一高度係為該UV燈管24之兩倍，藉由該UV燈管24所產生的紫外光透過該些個第一分隔片26及該些個第二分隔片28之間隙輻射，當該氣體通過此臭氧產生裝置時，紫外光將該氣體內之氧氣反應成該臭氧23，而該臭氧23在接觸每一該些個第一分隔片26及每一該些個第二分隔片28上之該光觸媒材料21時，可進行分解，並且迅速與該氣體中的水氣與氧氣反應成過氧化氫、氫氧自由基等高級氧化劑，這些高級氧化劑可以迅速捕捉病毒、細菌以及有機揮發性氣體並將其破壞，達到殺菌並產生乾淨之該氣體。

以上所述之實施例說明，本發明之臭氧產生裝置係透過光觸媒將大部分的臭氧轉換成更高級別的氧化物質，並提升臭氧產生裝置之殺菌效能。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10:入氣口 20:殼體 21:光觸媒材料 22:腔室 23:臭氧 24:UV燈管 26:第一分隔片 28:第二分隔片 30:出氣口 90:燈座 L1:第一長度 L2:第二長度 H1:第一高度 H2:第二高度 P:間距

第1圖：其為本發明之一實施例之裝置示意圖；第2圖：其為本發明之一實施例之裝置剖視示意圖；第3圖：其為本發明之一實施例之裝置俯視示意圖；以及第4圖：其為本發明之一實施例之氣體流向示意圖。

10:入氣口

20:殼體

22:腔室

24:UV燈管

26:第一分隔片

28:第二分隔片

30:出氣口

P:間距

Claims

一種臭氧產生裝置，其包含：一殼體，該殼體之兩側分別設置有一入氣口及一出氣口，該殼體內有一腔室，該腔室內設置一UV燈管，該UV燈管周圍環設複數個第一分隔片及複數個第二分隔片，該些個第一分隔片及該些個第二分隔片係間隔設置，該些個第一分隔片及該些個第二分隔片上分別塗佈有一光觸媒材料，其中，每一該些個第一分隔片之一第一長度大於每一該些個第二分隔片之一第二長度，當一氣體由該入氣口進入該殼體時，流經該些個塗佈有該光觸媒材料之該些個第一分隔片、該些個第二分隔片及該UV燈管，經該UV燈管照射後產生一臭氧，再經由該出氣口排出，其中，該些個第一分隔片具有及該些個第二分隔片具有一第一高度，該UV燈管具有一第二高度，該第一高度大於該第二高度。
如請求項1所述之臭氧產生裝置，其中該光觸媒材料係選自於氧化鋅、二氧化鈦、二氧化錫、硫化鎘、氧化鋯、四氧化三鐵、氧化鎳或三氧化鎢之其中之一或其上述任意組合之一。
如請求項1所述之臭氧產生裝置，其中該UV燈管波長係為200nm以下。
如請求項1所述之臭氧產生裝置，其中該UV燈管係設置於一燈座上。
如請求項4所述之臭氧產生裝置，其中該燈座係嵌設於該殼體之一側。
如請求項1所述之臭氧產生裝置，其中每一該些個第一分隔片與每一該些個第二分隔片間間隔一間距。