阅读说明：本技术 一种光触媒光纤灯 (Photocatalyst optical fiber lamp ) 是由 张航 戚蓉蓉 李勇 胡月姣 陈嘉文 马慧玲 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种光触媒光纤灯,包括光源、耦合器件、传输光纤和照明模块,所述的耦合器件将光源发出的光耦合到传输光纤后出射到照明模块中,所述的照明模块包括灯罩以及安装在灯罩前端的荧光片模块,灯罩的后端与传输光纤的输出端连接；所述的灯罩为内外双层结构,内层灯罩和外层灯罩之间设有错位的气体通道,内层灯罩和外层灯罩的内表面均涂覆有光触媒材料。利用本发明,可以实现高效安全且可以净化空气的室内照明,特别是适用于爆燃风险场景,发出的光一部分进入室内环境起到照明作用,另一部分被涂覆在灯罩上的光触媒吸收用来催化分解室内有害气体。(The invention discloses a photocatalyst optical fiber lamp which comprises a light source, a coupling device, a transmission optical fiber and an illumination module, wherein the coupling device couples light emitted by the light source to the transmission optical fiber and then emits the light into the illumination module; the lamp shade is of an inner-outer double-layer structure, a staggered gas channel is arranged between the inner-layer lamp shade and the outer-layer lamp shade, and photocatalyst materials are coated on the inner surfaces of the inner-layer lamp shade and the outer-layer lamp shade. The invention can realize high-efficiency, safe and air-purifying indoor illumination, is particularly suitable for deflagration risk scenes, and can emit light, wherein one part of the light enters an indoor environment to play a role in illumination, and the other part of the light is absorbed by the photocatalyst coated on the lampshade to be used for catalytically decomposing indoor harmful gases.)

一种光触媒光纤灯

技术领域

本发明属于照明及空气净化设备领域，尤其是涉及一种光触媒光纤灯。

背景技术

光触媒是一种具有光催化功能的光半导体材料的总称，它涂布于基材表面，在紫外光及可见光的作用下，产生强烈催化降解功能:能有效地降解空气中有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌；并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。

公开号为CN101865444A的中国专利文献公开了一种LED光触媒空气净化灯，主要包括灯罩、玻璃罩、分解器本体、紫外线灯、LED灯、风扇、灯底座系统，分解器本体内放置紫外线灯，分解器本体外放置玻璃罩，玻璃罩和灯罩之间设置发射紫外线的LED灯。

公开号为CN108126230A的中国专利文献公开了一种大角度气流循环的光触媒净化灯，包括灯体和灯罩，其中，所述灯罩固定于灯体前端，还包括有设在灯体前端的紫外线光源以及设在灯体尾端的风机，其中，所述灯体前端设有用于连通灯罩内腔和风机出风口的出风通道，且灯体尾端设有用于与风机进风口相通的进风通道；所述灯罩表面呈大跨度弧面结构且在其表面上开有多个均匀分布的出气孔，其中，所述灯罩内壁设有光触媒层。

目前大多数空气净化灯具是用电线传输能量，存在很多安全隐患，并不适用于水下潮湿、易腐蚀、易燃、易爆、抗电磁干扰、消防中安全等级高、及博物馆等特殊场所。

发明内容

本发明提供了一种光触媒光纤灯，实现一种高效安全且可以净化空气的室内照明，发出的光一部分进入室内环境起到照明作用，另一部分被涂覆在灯罩上的光触媒吸收用来催化分解室内有害气体，特别是适用于爆燃风险场景。

本发明的技术方案如下：

一种光触媒光纤灯，包括光源、耦合器件、传输光纤和照明模块，所述的耦合器件将光源发出的光耦合到传输光纤后出射到照明模块中，所述的照明模块包括灯罩以及安装在灯罩前端的荧光片模块，灯罩的后端与传输光纤的输出端连接；

所述的灯罩为内外双层结构，内层灯罩和外层灯罩之间设有错位的气体通道，内层灯罩和外层灯罩的内表面均涂覆有光触媒材料。

本发明用短波长激光光源或LED光源，耦合器件是用于将光源发出的光耦合到传输光纤中的装置，传输光纤是用于使光线沿着光纤的路径在内部以全反射的方式进行传送，将能量传到照明模块，实现了柔性传播。照明模块是集照明与空气净化于一体的装置；其中光纤出来的光经过荧光片模块将蓝光转换成白光用于照明用；光触媒是涂覆在灯罩上的一种具有光催化功能的半导体材料，在紫外光及可见光的作用下产生强烈的催化降解功能有效地降解空气中有毒有害气体，能有效杀灭多种细菌。灯罩上的错位气体通道，是为了使室内的空气循环，充分净化空气。

所述的灯罩可以有多种形状，例如为前端大、后端小的圆台形。传输光纤的输出端与灯罩的后端连接，传输光纤出射的具有一定立体角的光通过荧光片模块转换为白光用于照明，剩余的立体角的光与灯罩上的光触媒反应净化空气。

本发明中，灯罩的内外双层结构可以有多种形式，第一种形式为：所述内层灯罩和外层灯罩均由若干灯罩片组成，内层灯罩片和外层灯罩片间隔布置，且边缘部分重叠，内层灯罩片之间的间隙和外层灯罩片之间的间隙构成错位的气体通道。

第二种形式为：所述内层灯罩和外层灯罩均为一体结构，所述内层灯罩和外层灯罩上均匀设有互相错开布置的通孔，内层灯罩和外层灯罩上的通孔构成错位的气体通道。

上述两种形式的灯罩均可以达到透气但不透光的作用，气体通过灯罩上错位的气体通道与外部环境的空气进行流通交换。

所述荧光片模块包括连接壳、固定在连接壳后端的第一荧光片以及固定在连接壳前端的第二荧光片，所述的第一荧光片上开孔，所述连接壳的侧壁上设有透气孔。

优选地，所述的第一荧光片为圆环状结构，所述第二荧光片的面积大于第一荧光片中间的圆形开孔的圆形结构。第二荧光片比第一荧光片中间空缺部分稍大是为了防止蓝光漏出。

所述的连接壳为圆柱形，连接壳的一端与灯罩前端可拆卸固定，且连接壳前端和后端分别安装有第二荧光片和第一荧光片，两荧光片间的连接壳侧壁有透气孔。

由于在荧光片模块上增加了透气孔，配合灯罩上的气体通道，增加了气体循环的效率。照明模块工作时，空气从连接壳的透气孔或灯罩上错位的气体通道进入到灯罩里，灯罩内的空气受热升温，通过连接壳透气孔或灯罩的气体通道向外面缓慢逸出，相对温度较低的室内空气又从连接壳的透气孔流入补充，从而使室内空气形成微循环。

所述的传输光纤为石英光纤、多模光纤、能量光纤、紫外光纤或近紫外光纤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过光纤作为传输介质，光纤出射的立体光一部分射到荧光片模块转换为白光用于照明，剩余的立体角的光与灯罩上的光触媒反应净化空气；替代了电线传输能量，从而可以适用于水下潮湿、易腐蚀、易燃、易爆、抗电磁干扰、消防中安全等级高、及博物馆等特殊场所。

2、本发明将灯罩设计为内外双层结构，并在内层灯罩和外层灯罩之间设置错位的气体通道，内层灯罩和外层灯罩的内表面均涂覆有光触媒材料，在紫外或可见光的作用下，产生强烈催化降解功能，能有效地降解空气中有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌，抗菌率高达90％以上，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除臭、抗污等功能。

3、本发明的荧光片模块采用第一荧光片、第二荧光片以及连接壳的组合结构，第一荧光片为圆环状结构，连接壳的侧壁上上有透气孔，从而增加了气体的循环效率。

附图说明

图1为本发明一种光触媒光纤灯的整体结构示意图；

图2为本发明实施例第一种形式的灯罩俯视图；

图3为本发明实施例第二种形式的灯罩示意图；

图4为本发明实施例的第一荧光片示意图；

图5为本发明实施例的第二荧光片示意图；

图6为本发明实施例的连接壳示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

实施例1

如图1所示，一种光触媒光纤灯，主要包括光源1、耦合器件2、传输光纤3、灯罩4和荧光片模块。光源1可以是LED光源或者蓝色激光光源；耦合器件2是用于将光源1发出的光耦合到传输光纤2中的装置；传输光纤3是用于使光线沿着光纤的路径在内部以全反射的方式进行传送，将能量传到灯罩4内部，实现了柔性传播。灯罩4为前端大、后端小的圆台形，传输光纤3的输出端与灯罩4的后端连接，灯罩4的后端连接荧光片模块。

本发明的灯罩4为内外双层结构，内层灯罩和外层灯罩之间设有错位的气体通道，内层灯罩和外层灯罩的内表面均涂覆有光触媒材料41，从而达到灯罩透气但不透光的作用。

如图2所示，灯罩4的一种可能形式为：内层灯罩和外层灯罩均由若干灯罩片组成，内层灯罩片43和外层灯罩片42间隔布置，且边缘部分重叠，构成重叠部44，内层灯罩片43之间的间隙和外层灯罩片42之间的间隙构成错位的气体通道。

如图3所示，灯罩4的另一种可能形式为：内层灯罩和外层灯罩均为一体结构，内层灯罩和外层灯罩上均匀设有互相错开布置的通孔，分别为内层通孔46和外层通孔45，内层通孔46和外层通孔45共同构成错位的气体通道。

传输光纤3出射的光具有一定的立体角，一部分光通过荧光片模块转换为白光用于照明，剩余的立体角的光与灯罩上的光触媒反应净化空气。

如图4～6所示，本实施例中的荧光片模块由第一荧光片5、连接壳6以及第二荧光片7组成。第一荧光片5直接固定在连接壳6的后端，且第一荧光片5为圆环形结构，中间设有圆形开孔，第二荧光片7固定在连接壳6前端上，且第二荧光片7上的荧光覆盖面积大于第一荧光片5上的圆形开孔面积。连接壳6为圆柱形结构，侧壁上均匀设有透气孔61，连接壳6与灯罩4的前端可拆卸固定。

工作时，灯罩4内的空气受热升温，通过灯罩4上错位的气体通道或连接壳6的透气孔61向外流出，相对温度较低的室内空气又从连接壳6的透气孔61流入补充，从而使室内空气形成微循环。促使整个室内的空气与光触媒涂层充分接触发生氧化还原反应，将空气中的水或氧气催化成氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，氧化分解各种有机化合物和部分无机物，该结构具有杀灭细菌和分解有机污染物，及除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。光触媒在反应过程中，本身不会发生变化和损耗，在光的照射下可以持续不断地净化污染物，因此能起到长期、持续的净化作用。

假设传输光纤3的出射光立体角为Ω，其光能量空间划分为N份等光通量的圆环能量单元，任意一环带面积元

本实施例采用多模光纤，光纤的出光角大概28°，假设0～θ₁角度内的光用来照明，则光通量为

对应的剩下θ₁～14°角度内的光用来与光触媒反应，其光通量为

本实施例中的光触媒材料是以TiO₂为主要材料，通过离子掺杂、贵金属沉积、半导体复合，染料敏化、构建异质结等方法对TiO₂进行改性的光催化剂，能对可见光进行响应且极大地提高了光催化效率。

光触媒材料还可以是Ag₃PO₄异质结光催化剂，比如Ag₃PO₄-氧化物(WO₃)，Ag₃PO₄-硫化物(MoS₂),Ag₃PO_4-金属(Ag)，Ag₃PO₄-石墨烯材料等。直接用蓝光激发光触媒对空气进行净化，此时光触媒可以是Ag2MoO4/Bi2MoO6异质结光催化剂，该种催化剂对太阳光的吸收范围为小于470nm。

实施例2

本实施例中，荧光片模块为一块密封的荧光片，即荧光片模块不含透气孔，工作时，空气从灯罩4上错位的气体通道进入到灯罩4里，灯罩4内的空气受热升温，通过这些气体通道向外面缓慢逸出，相对温度较低的室内空气又灯罩4上相对在下方的气体通道流入补充，从而使室内空气形成微循环。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。