專利名稱：風扇單元的制作方法
風扇單元
本發(fā)明涉及一種風扇單元，更具體地涉及利用空氣凈化燈凈化 空氣的風扇單元。
風扇單元用于使空氣運動和循環(huán)，特別是在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中， 風扇單元一般由布置在外殼中的可旋轉的風扇主體構成，用來使空 氣經(jīng)過外殼運動到分配管道?？諝庵锌赡芎懈鞣N雜質(zhì)如臭氣、揮
發(fā)性有機化合物(voc)和生物氣溶膠，它們通常都包含有細菌、霉菌、
孢子和病毒等。因此在通過管道分配空氣之前可能需要對其進行凈化。
在現(xiàn)有技術的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，空氣凈化是在系統(tǒng)的獨立階段 中進行的，它可以在空氣經(jīng)過風扇單元之前或之后。 一般來i兌凈化 是通過使空氣流經(jīng)過濾器比如介質(zhì)過濾器，以除去灰塵和顆粒物質(zhì) 來實現(xiàn)的。此外，空氣還可以用生物殺滅或光催化方法來凈化。在 生物殺滅系統(tǒng)中，比如用具有適當波長的紫外輻射光來照射空氣，
以消滅生物雜質(zhì)。在歐洲專利申請書EP-A-1281431中介紹了一種光 催化的凈化系統(tǒng)。其中空氣是用位于風扇上游的空調(diào)裝置中的光催 化凈化組合裝置來凈化的。凈化組合裝置包括布置在過濾器上的光 催化劑和紫外線(UV)光源，用于激活光催化劑并使雜質(zhì)氧化。這種 系統(tǒng)可以提供比以前的介質(zhì)過濾器系統(tǒng)更加高效的凈化作用。不過， 為了提高凈化效率，可能需要使用兩個或兩個以上的光催化過濾器
以及相應的紫外線燈，但這會占據(jù)很大的體積，從而增加單元的總 體尺寸。
空調(diào)裝置、抽氣風扇和其它風扇單元的更加廣泛的使用要求風 扇單元更小和更加緊湊，因此，風扇單元中的組件優(yōu)選盡可能地小，而且組件的數(shù)目應保持在最低限度。
本發(fā)明的目的是要提供一種用于凈化空氣的緊湊裝置，它特別 是、但不僅僅適用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種風扇單元，包括風扇 外殼；布置在外殼內(nèi)的可旋轉的風扇主體，風扇主體具有流入口空
腔；以及至少部分地布置在流入口空腔內(nèi)的空氣凈化燈。于是在使 用時，通過流入口空腔吸入外殼中的空氣由燈發(fā)出的輻射線凈化。
所以提供了一種能夠消滅空氣中的生物氣溶膠雜質(zhì)如細菌和霉 菌的風扇單元，但又不要求風扇外殼或風扇主體的尺寸不會顯著增 大。而且，通過將燈至少部分地布置在風扇主體的流入口空腔內(nèi)， 暴露于燈所發(fā)出輻射線下的風扇單元(或安裝有風扇單元的系統(tǒng))的其 它部件大大減少。&十任何可能受輻射線損壞的塑料部件尤其有利。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，燈由紫外線(UV)光源構成。所 發(fā)出的紫外線的波長優(yōu)選在大約40納米至大約400納米的范圍內(nèi)。 更為優(yōu)選的是，紫外線光源發(fā)出UV-C光線，比如波長在大約100納 米至大約280納米范圍內(nèi)的光線，在大約250納米至大約260納米 就更好。波長處于這些范圍內(nèi)的光線對滅活或殺死細菌和霉菌特別 有效。在一更為優(yōu)選的實施例中，光線的波長為大約253.7納米。
風扇主體的流入口空腔優(yōu)選基本上與風扇主體的旋轉軸線對準 或同軸。所以流入口空腔可以是與風扇主體的旋轉軸線大致同軸地 對準的圓筒形或環(huán)形空腔。流入口空腔可以具有任何適當?shù)男螤詈?尺寸，而且空腔尺寸比如可以取決于風扇單元中風扇主體的類型和/ 或燈的大小和形狀。
如上面所介紹的那樣，空氣凈化燈可以是任何一種適合于凈化 風扇單元中空氣的燈。許多紫外線燈在本技術領域中是眾所周知的， 而且適用于本發(fā)明的風扇單元。在一優(yōu)選實施例中，燈可以是細長 形的，而且大致上沿著或平行于風扇主體的旋轉軸線來布置。這種燈尤其適用于具有圓筒形空腔的離心式風扇，例如鼓風扇。在另一 個可供選擇的優(yōu)選實施例中，燈可以大致上是環(huán)形的而且優(yōu)選與風 扇主體的旋轉軸線大致同軸地對準。這種燈尤其適用于在風扇主體 中具有環(huán)形空腔的徑向風扇。
根據(jù)本發(fā)明的風扇單元空氣凈化器可以具有很多種用途，用于 凈化流過風扇的空氣。在一更為優(yōu)選的實施例中，這種風扇單元布
置在加熱、通風和空調(diào)(HVAC)裝置中，或者安置在制冷裝置如水箱、
容器、卡車、拖車、陳列拒等內(nèi)。
優(yōu)選的是，風扇主體包括徑向風扇，而更為優(yōu)選的是，風扇主 體由鼓風扇葉輪構成。在一尤其適合于低靜壓力風扇的優(yōu)選實施例 中，鼓風扇葉輪可以由褶片過濾器構成。在此實施例中，過濾器可 以去除顆粒雜質(zhì)，以補充燈的殺菌效果，從而提供更加純凈的空氣。
然而，在具有高靜壓力的風扇中，褶片過濾器可能不夠堅固來 承受高壓，因而在另一優(yōu)選實施例中，鼓風扇葉輪可以包括多個沿 徑向延伸的葉片。葉片可以由任何適當?shù)牟牧先玟X或塑料構成，如 有必要可以對這種塑料進行適當?shù)耐扛?，以防止其在燈的輻射照?下老化。
外殼可以具有任何適當?shù)男螤睢⒊叽绾蜆嬙?，而且其大小可?視風扇單元的預計用途而定。在一優(yōu)選實施例中，比如尤其是在風 扇單元是散熱和空調(diào)裝置中的鼓風扇的情況下，外殼是渦形的外殼。
雖然空氣凈化燈的輻射線尤其是紫外線對于消滅或滅活某些細 菌和霉菌可能是有效的，但是在某些情況下，只用光線凈化空氣并 不能消滅所有需要從空氣中除去的雜質(zhì)。因此，在一優(yōu)選實施例中， 風扇單元還包括布置在風扇單元至少一部分上的光催化涂層。光催 化涂層由來自燈的光線激活并使空氣中的雜質(zhì)如臭氣、揮發(fā)性有機 化合物和生物氣溶膠氧化。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 個在廣義上為新穎性構思的方面，提供了 一
種空氣凈化器，包括由風扇外殼和布置在風扇外殼內(nèi)的可旋轉的風扇主體構成的風扇單元；布置在風扇外殼或可旋轉的風扇主體上 的光催化介質(zhì)；以及用來照射所述介質(zhì)的燈。
優(yōu)選的是，所述燈包括紫外線(UV)光源。所發(fā)出的紫外線的波 長優(yōu)選在大約40納米至大約400納米的范圍內(nèi)。更為優(yōu)選的是，紫 外線光源發(fā)出UV-C光線，比如波長在大約100納米至大約280納米 范圍內(nèi)的光線，在大約250納米至大約260納米就更好。波長在這 些范圍內(nèi)的光線對滅活或殺死細菌和霉菌特別有效，而且還能夠激 活光催化涂層。在一更為優(yōu)選的實施例中，光線的波長為大約253.7 納米。在另一個可供選擇的優(yōu)選實施例中，燈包括紫外線-A和/或紫 外線-B光源。優(yōu)選的是，燈所發(fā)出的光線的波長在大約260納米至 大約400納米的范圍內(nèi)，更為優(yōu)選的是大約320納米至大約400納 米，或是大約260納米至大約300納米，或者是在這些范圍內(nèi)的任 何適當?shù)牟ㄩL。紫外線-A/紫外線-B光線對于激活光催化介質(zhì)尤其有 效，因而可以使風扇外殼內(nèi)的空氣中的雜質(zhì)降解。
在上述低靜壓力風扇中，光催化涂層至少可以布置在褶片過濾 器上。
在上述高靜壓力風扇中，光催化涂層可以布置在多個沿徑向延 伸的葉片的其中至少一個葉片的表面上。優(yōu)選的是，涂層被涂敷在 幾乎所有葉片的兩面上?；蛘?，涂層可以只是涂敷在一部分葉片上。
如上面所介紹的那樣，風扇單元凈化空氣的效率可能與暴露于 光催化燈的光催化涂層表面積以及流經(jīng)風扇單元的空氣有關。由于 空氣至少部分是通過激活的光催化劑與空氣中雜質(zhì)之間的反應來凈 化的，因此，增大暴露于燈以及空氣的涂層表面積應當可以提高空 氣的純度。因此在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，外殼的內(nèi)表面上可 以布置有光催化涂層。
風扇單元中存在光催化涂層的區(qū)域還可以通過在外殼中形成異 型表面以提高外殼的表面積來增加。因此在布置有光催化涂層的外 殼的內(nèi)表面中可以設有凹槽(grooved)。在本技術領域中有許多已知的光催化涂層。在一優(yōu)選實施例中， 光催化涂層包括二氧化鈦Ti02。 二氧化鈦在被紫外線光源尤其是紫 外線-C光源激活時對于雜質(zhì)的氧化特別有效。
裝置中的燈可能不容易被用戶看到，所以用戶可能不太方便確 定燈是否在正常工作。因此，在一優(yōu)選實施例中可以設有用于遠程 監(jiān)視該燈工作狀態(tài)的機構。象這樣的機構可以包括光纖。光纖可以
適當?shù)剡B接到顯示機構如發(fā)光二極管(LED)。發(fā)光二極管比如可以靠 近風扇單元的開關布置，于是用戶在風扇單元接通時能夠方便地看 到燈是否在工作。為了方便起見，光纖可以連接在從開關到風扇單 元的導線上?；蛘?，遠程監(jiān)視機構可以包括光敏電阻(LDR)。光每丈電 阻是一種輸入轉換器。照射在光敏電阻表面上光線亮度的變化會導 致其電阻的變化。通常光敏電阻在有光線照射到上面時具有較低的 電阻(比如幾千歐姆)，而在光照停止時具有^^高的電阻(比如幾兆歐 姆)。如果這種光敏電阻連接至控制器的輸入端，那么，控制器就可 以在自動調(diào)溫器上產(chǎn)生警告(比如通過點亮自動調(diào)溫器上的發(fā)光二極 管)，或者通過通信總線將警告信號發(fā)送給智能建筑管理系統(tǒng)(比如將 更換壞燈的訊息發(fā)送至該系統(tǒng))。
現(xiàn)在將參考附圖來介紹本發(fā)明各實施例的上述和其它的特征， 在這些附圖中


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的風扇單元的一個實施例的側剖視圖； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的風扇單元的另一可選實施例的側剖視
圖3示出了圖1或圖2中的風扇單元的后視圖；和
圖4示出了用于圖1或圖2和圖3中的風扇單元所用的控制面板。
參考圖1,圖中示出了根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的鼓風扇單元10。
風扇單元包括外殼20,它大體上是渦形的，并具有主體22和出 風管道24。如本技術領域中已知，空氣通過外殼20—側的開口 21(在 圖3中示出)被吸入外殼20中，然后通過出風管道24從外殼20中吹 出。外殼內(nèi)安裝有可繞中心旋轉軸線32轉動的風扇主體30。為了清 楚起見，圖1中未示出安裝結構。
在圖1所示鼓風扇中，風扇主體包括具有多個褶片34的過濾器 30，因而在使用時，風扇主體30繞風扇軸線32轉動，而將空氣吸 入到風扇主體的流入口空腔36中。流入口空腔的內(nèi)部在褶片的內(nèi)端 35內(nèi)部形成，并且大體上是圓筒形的。
如本技術領域中所公知，風扇單元還包括具有兩個間隔開地布 置的細長燈泡分段42的紫外線燈40。紫外線燈40安裝成突出到流 入口空腔36中。如圖3中清楚所示，紫外線燈40的大部分長度位 于流入口空腔36內(nèi)，只有紫外線燈40的一小部分及其安裝結構和 動力單元44布置在空腔36的外面。紫外線燈40大致上平行于風扇 主體30的旋轉軸線32。紫外線燈40還布置成使得細長燈泡分段42 分別位于風扇主體30的旋轉軸線32的兩側，而且離旋轉軸線32的 距離是大致相等的。
風扇主體30還包括設置在褶片過濾器上的光催化涂層60。在此 實施例中，涂層60沉積在褶片過濾器的內(nèi)、外表面62、 64上。
在使用時，風扇主體30轉動，且紫外線燈40接通并照射光催 化涂層60,從而激活催化劑。吸入外殼20中的空氣通過流入口空腔 36到達風扇主體30的中央，然后通過出風管道24從風扇主體30和 外殼20中吹出。空氣中的雜質(zhì)首先通過入射到它們上面的紫外線的 殺滅作用來消滅，其次是通過激活光催化劑來使雜質(zhì)氧化。因此， 離開管道24的空氣基本上已經(jīng)被凈化，而不含有雜質(zhì)如生物氣溶膠、 臭味、霉菌，等等。
參考圖2,圖中示出了根據(jù)本發(fā)明第二個實施例的鼓風扇單元100。在圖2中，與圖1所示實施例中那些部件具有相同構造的部件 用相同的標號來表示。
圖2所示實施例與圖1所示實施例的不同之處在于，風扇主體300 包括多個以本技術領域中已知的傳統(tǒng)方式布置的徑向延伸葉片340。 圖1中的實施例適合于具有低靜壓力的鼓風扇10,而圖2中所示的 實施例適合于具有高靜壓力的鼓風扇100。在葉片340的兩面上涂敷 有光催化涂層600。
圖2所示實施例與圖1所示實施例的不同之處還在于，外殼200 的內(nèi)表面中包含有多個凹槽260。而且，外殼200的內(nèi)表面上也涂有 光催化涂層600。額外的光催化層為紫外線提供了較大的反應面，從 而提供了較大的空氣凈化面。
現(xiàn)在將參考圖1中所示的本發(fā)明實施例來介紹圖3。然而，應當 認識到，就圖3所作的說明也適用于圖2中所示的實施例。圖3示 出了圖1或圖2所示鼓風扇的后視圖。隱藏在風扇單元內(nèi)的部件用 虛線來表示。
風扇主體30是大致圓筒形的，具有與圓筒的軸線一致的旋轉軸 線32。風扇主體30通過傳統(tǒng)的機構31安裝在軸33上。軸33由電 動機50提供動力。該電動機安裝在用于支承外殼20和其它部件的 支架70上。
風扇單元的紫外線燈40也通過安裝結構44安裝在支架70上。 如上面所介紹的那樣，紫外線燈40突出到風扇主體30的流入口空 腔36中。
光纖電纜82的第一端83布置在風扇30的空腔36內(nèi)，而其第 二端連接至發(fā)光二極管80。發(fā)光二極管80遠離外殼20布置在便于 監(jiān)視紫外線燈狀態(tài)的位置。如圖4中所示，發(fā)光二極管80可以靠近 風扇單元的開關92布置。通過這種方式，風扇單元的操作人員就能 夠很容易地檢查紫外線燈是否在按規(guī)定工作。
雖然上述H兌明是對HVAC系統(tǒng)作出的，但是，本發(fā)明的原理可以應用于任何用于移動空氣的系統(tǒng)。這些應用可以包括飛機座艙和 火車車箱系統(tǒng)，而且還可以放置在假天棚和吸煙室中。本發(fā)明所提
供的緊湊結構在這些應用中尤為有利。
應當認識到，上述實施例中的詳細描述只是為了便于說明而給 出，不能把它們看作限制了本發(fā)明的范圍。舉例來說，光纖電纜作 為備選還可以連接至傳感器，傳感器可以位于安置有風扇單元的系 統(tǒng)的控制器，比如空調(diào)控制器中。這種控制器可以將提供給控制器 的信息轉送至智能建筑管理系統(tǒng)。在一個備選實施例中，光敏電阻 (LDR)可以用來代替光纖電纜，以檢測紫外線燈是否在按要求工作。 雖然在上面已經(jīng)詳細介紹了本發(fā)明的一些示范性實施例，但是，本 領域的專業(yè)人員應當理解，在不脫離所附權利要求所限定的本發(fā)明 范圍的情況下，可以對這些示范實施例進行許多修改。
權利要求
1. 一種用于凈化空氣的風扇單元，包括風扇外殼；布置在所述外殼內(nèi)的可旋轉的風扇主體，所述風扇主體具有流入口空腔；和至少部分地布置在所述流入口空腔內(nèi)的空氣凈化燈，于是在使用時，通過所述流入口空腔吸入所述外殼中的空氣由所述燈發(fā)出的輻射線來凈化。
2. 根據(jù)權利要求1所述的風扇單元，其特征在于，所述燈包括 紫外線燈。
3. 根據(jù)權利要求2所述的風扇單元，其特征在于，所述紫外線 燈發(fā)出的光線的波長在大約100納米至大約280納米的范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權利要求2所述的風扇單元，其特征在于，所述紫外線 燈發(fā)出的光線的波長為大約253.7納米。
5. 根據(jù)上述權利要求中任何一項所述的風扇單元，其特征在 于，所述燈是細長形的。
6. 根據(jù)權利要求5所述的風扇單元，其特征在于，所述燈大致上沿著或平行于所述風扇主體的旋轉軸線而布置。
7. 根據(jù)權利要求1至4中任何一項所述的風扇單元，其特征在 于，所述空氣凈化燈是環(huán)形的。
8. 根據(jù)上述權利要求中任何一項所述的風扇單元，其特征在 于，所述風扇主體是徑向風扇葉輪。
9. 根據(jù)權利要求1至7中任何一項所述的風扇單元，其特征在 于，所述風扇主體是鼓風扇葉輪。
10. 根據(jù)權利要求9所述的風扇單元，其特征在于，所述鼓風 扇葉輪包括褶片過濾器。
11. 根據(jù)權利要求9所述的風扇單元，其特征在于，所述鼓風扇葉輪包括多個沿徑向延伸的葉片。
12. 根據(jù)上述權利要求中任何一項所述的風扇單元，還包括布 置在所述風扇單元的至少 一部分上的光催化材料。
13. —種空氣凈化器，包括風扇單元，其包括風扇外殼和布置在所述風扇外殼內(nèi)的可旋轉 的風扇主體；布置在所述風扇外殼或可旋轉的風扇主體上的光催化介質(zhì)；和 設置成用來照射所述介質(zhì)的燈。
14. 根據(jù)權利要求13所述的空氣凈化器，其特征在于，所述燈 發(fā)出的紫外線的波長在大約260納米至大約400納米的范圍內(nèi)。
15. 根據(jù)權利要求13所述的空氣凈化器，其特征在于，所迷燈 發(fā)出的紫外線的波長在大約200納米至大約260納米的范圍內(nèi)，優(yōu) 選為253.7納米。
16. 根據(jù)權利要求12至15中任何一項所述的裝置，其特征在 于，所述介質(zhì)布置在所述風扇主體上。
17. 根據(jù)權利要求12至16中任何一項所述的裝置，其特征在 于，所述介質(zhì)布置在所述風扇外殼的內(nèi)表面上。
18. 根據(jù)權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述風扇外殼 的所迷內(nèi)表面中設有凹槽。
19. 根據(jù)權利要求12至18中任何一項所述的裝置，其特征在 于，所述光催化涂層包括二氧化鈦。
20. 根據(jù)上述權利要求中任何一項所述的裝置，還包括用來遠 程監(jiān)測所述燈以確定其工作狀態(tài)的機構。
21. 根據(jù)權利要求20所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)測機構 包括從所述單元內(nèi)延伸出來的光纖。
22. 根據(jù)權利要求20所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)測機構 包括光敏電阻。
23. 根據(jù)權利要求20、 21或22所述的裝置，還包括用于顯示所述燈的所述工作狀態(tài)的顯示機構。
24. 根據(jù)權利要求23所述的裝置，其特征在于，所述顯示^L構包括發(fā)光二極管。
25. 根據(jù)上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于， 所述外殼是渦形外殼。
26. —種用于凈化空氣的風扇單元，包括風扇外殼、布置在所 述外殼內(nèi)的可旋轉的風扇主體、以及至少部分地延伸到所述可^:轉 的風扇主體中的空氣凈化燈。
全文摘要
一種用于凈化空氣的風扇單元(10)，包括風扇外殼(20)；布置在外殼(20)內(nèi)的可旋轉的風扇主體(30)，風扇主體具有流入口空腔(36)；以及至少部分地布置在流入口空腔(36)內(nèi)的空氣凈化燈(40)，于是在使用時，通過流入口空腔(36)吸入外殼(20)中的空氣通過燈(40)發(fā)出的輻射線來凈化。
文檔編號A61L9/12GK101415448SQ200480044242
公開日2009年4月22日 申請日期2004年10月21日 優(yōu)先權日2004年10月21日
發(fā)明者O·P·若斯朗, O·昂里奧 申請人:開利公司