空气消毒装置的制作方法
1.本发明是有关一种空气消毒装置，特别是一种可大幅提升过滤及消毒效率的空气消毒装置，而能有效地消灭环境空气的病毒、细菌。
背景技术：
2.空气中悬浮的各式物质，各自有不同粒径，如：灰尘约为500微米以下，细菌约0.5-5微米，病毒约为10-300纳米。许多悬浮物质肉眼难见，且部分悬浮物质(如：细菌、病毒)对人体有害。因此，如何灭除空气中的有害物质，以保持清净的环境及维护人体健康，已为大众所关注的议题。
3.常见的净化空气方式，是在环境中摆设空气清净装置过滤空气。在净化空气过程中，空气通过空气清净装置的滤网，以过滤掉空气中的有害物质，而产生较干净的空气。一般滤网可过滤掉粒径较大的灰尘及其他污染物，但细菌、病毒等较小粒径物质仍会穿过此类滤网。为能更有效地净化空气，可选用高效空气微粒滤网(high-efficiency particulate air filter,hepa filter)，但此种高效滤网仍需定期或依据污染状况适时更换才可达到有效过滤效果，若未适时更换滤网将容易成为细菌或病毒滋生的温床，造成二次污染而无法达到净化空气的效果。
4.除了过滤的方式外，也可以使用高温、化学品、放射线、高压等程序来达到杀菌或消毒的效果。消毒的原理是经由物理或化学方法，让细菌或病毒的病原体的组成成份发生不可逆的变化，而达成消毒灭菌的功能。例如：使用加热的方式使病原体之蛋白质凝固变性或脂质溶解，而造成病原体丧失活性。或者，也可采用紫外线照射病原体，破坏其物质结构，使其无法继续增生。
5.若空气清净装置要将整个房间内全部空气都加热到可以消毒的温度，需要耗用较多能源，所以实务上不但不方便，甚至不可行。因此，有些空气清净装置采用由陶瓷材料形成的细长构件，细长构件具有多个狭窄平行的通道，并将电热丝穿设延伸于通道中。因此，当空气从通道流过时，电热丝可对通道内的空气加热而对进行消毒。然而，此类空气清净装置仅靠小通道中的热对流消毒，能处理的空气量与消毒效能极为有限。若要加大处理空气量，则必须加大电热功率，才能使空气可以加热到所需的消毒温度，而造成空气清净装置的运作非常耗能。
6.此外，此类空气清净装置若采用大功率加热消毒的方式，净化后的空气的温度明显高于环境温度，容易改变环境的温度与湿度，而造成使用者的不适感。
技术实现要素：
7.有鉴于上述问题，本发明的目的在于提出一种耗能较低、消毒强度提高、处理风量大且体积轻巧的空气消毒装置，以改善上述的各项缺点。
8.为达上述目的，本发明的空气消毒装置包含有一外壳，具有一进风口及一出风口；一风机，设置于该外壳内，带动一气流自该进风口流向该出风口；一，呈厚度均匀的一
轮状体，该设置于该气流路径上，且该具有贯通该轮状体的多个孔洞供该气流通过，并且该的一外表面具有多个微孔隙结构；一第一消毒模块，位于该进风口与该之间，并设置于邻近该的一入风面，该第一消毒模块包含：一遮罩，该遮罩邻近该的一第一侧具有一开口，远离该的一第二侧具有一通气口，该开口及该通气口之间具有一第一空间；一第一反射板，设置于该第一空间内，并与该通气口间隔地配置，使通气口经由该第一反射板到达该第一空间的路径形成一非直线的通道；以及一消毒元件，设置于该第一空间中，并位于该开口与该第一反射板之间；以及一驱动机构，驱动该相对于该第一消毒模块转动；其中，当该风机经由该进风口将一外部空气吸引入该外壳后，该外部空气的一第一部分空气通过该第一消毒模块的该通道而进入该第一空间；并且该第一部份空气经由该消毒元件后，通过该的该些孔洞，并且掠过该些微孔隙结构，而从该出风口排至该外壳外部；该外部空气的一第二部分空气通过未被该第一消毒模块所遮蔽的该的该些孔洞，并且掠过该些微孔隙结构，而从该出风口排至该外壳外部。
9.因此，本发明的空气消毒装置不但能够提升消毒灭菌功能，还能提升能源使用效率，并且不会大幅改变环境的温度及湿度，而能增加使用者的舒适感。
附图说明
10.图1为本发明的空气消毒装置的实施例的外观立体图。
11.图2为图1中空气消毒装置移除部分外壳的立体图。
12.图3为图1中空气消毒装置另一视角的剖面示意图。
13.图4为本发明的空气消毒装置的部分零件的分解图。
14.图5为空气消毒装置的剖面及其局部放大示意图。
15.图6为本发明的消毒模块的实施例的正面视图。
16.图7为图6中消毒模块沿c-c切线的剖面示意图。
17.图8为图1中空气消毒装置内的空气流动示意图。
18.图9为本发明另一实施例的空气消毒装置的空气流动示意图。
19.图10为本发明另一实施例的空气消毒装置的空气流动示意图。
20.其中，附图标记：
21.1：空气消毒装置
22.20：外壳
23.201：进风口
24.202：出风口
25.203：上壳体
26.204：下壳体
27.205：侧壳体
28.30、30c：消毒模块
29.31、31c：遮罩
30.31a：第一罩体
31.31b：第二罩体
32.311：第一空间
33.312：通气口
34.313：开口
35.32、32a、32c：反射板
36.311a：通道
37.33、33c：消毒元件
38.40：转盘组
39.41：
40.411a：入风面
41.411b：出风面
42.412：孔洞
43.413：微孔隙结构
44.42：驱动机构
45.421：动力件
46.422：输出轴
47.50：风机
48.51：吸风口
49.52：排风口
50.a：第一部分空气
51.b：第二部分空气
52.r：热辐射
53.f：气流
具体实施方式
54.为能更清楚地说明本发明，将以实施例配合图式详细说明如后。请参阅图1至图4，其分别为本发明一实施例的空气消毒装置1的立体图及剖面视图。空气消毒装置1包含有一外壳20、一消毒模块30、一转盘组40及一风机50。
55.本实施例的外壳20由一个上壳体203、一个下壳体204、及围设在上壳体203及下壳体204之间的侧壳体205所组成。在本实施例中，在侧壳体205设置有进风口201，上壳体203设置有出风口202。在其他实施例中，进风口201及出风口202的位置也可以依据不同设计考虑而分别设置在外壳20的合适位置。例如：进风口201及出风口202也可以分别设置于侧壳体205的不同侧。
56.消毒模块30、转盘组40及风机50设置在外壳20内。在本实施例中，转盘组40位在风机50与进风口201之间，且消毒模块30位在进风口201与转盘组40之间。风机50包括一吸风口51、一排风口52与一扇叶53，风机50的进风口51对应于转盘组40，风机50的排风口52则对应于外壳20的出风口202。借由将外部空气自外壳20的进风口201吸入外壳20内，在空气通过消毒模块30与转盘组40消毒灭菌之后，经由风机50将净化后的空气由外壳20的出风口202排至空气消毒装置1之外。风机50的机构配置与作动原理属现有技术，也可以采用轴流扇等方式实施。在其他实施例中，也可将风机50配置在进风口201与转盘组40之间等方式实施。为使图式简洁而便于说明，风机50的其他元件并未绘示于图式中。
57.再请一并参阅图3至图5，转盘组40包含41及驱动机构42。在本实施例中，41为大致呈厚度均匀的轮状体，具有第一轮面及第二轮面(分别称为入风面411a及出风面411b)。41的两个轮面间包含有多个孔洞412，且该些孔洞412贯通该轮状体的两侧轮面，使空气能够由入风面411a经过该些孔洞412，而由41的出风面411b排出。41的外表面具有微孔隙结构413。此处披露的41的外表面，是指41可接触空气的表面。外表面可以包含孔洞412的壁面、及41的入风面411a和出风面411b的至少其中之一，而微孔隙结构413则形成于外表面上。流经微孔隙结构413的空气中所含的细小微尘、细菌或病毒，因受凡得瓦力及静电力等作用，会被吸附到微孔隙结构413上，而能捕捉有害的悬浮污染物。本实施例中，41采用耐热纤维骨架的结构以形成孔洞412，耐热纤维骨架上采用沸石、分子筛等材料以在外表面形成微孔隙结构413，并且可以依据不同的设计考虑，而采用合适结构与尺寸的微孔隙结构413。例如：采用2纳米以下的孔隙(pore)或者50纳米以下的孔隙等合适的尺寸。例如：图5显示孔洞412壁面的部份微孔隙结构413的一实施例的放大图。当风机50进行吸风时，气流f会由41的入风面411a通过41的孔洞412，再由41的出风面411b流出。在本实施例中，驱动机构42具有动力件421及输出轴422，输出轴422设有齿轮，对应地啮合于41盘缘的齿轮，动力件421驱转输出轴422的齿轮时，41将被带动而对应地转动，而41的转速，则取决于动力件421驱转输出轴422的齿轮的转速。
58.具备孔洞412及微孔隙结构413的41发挥了将流过41的空气中的细菌、病毒加以吸附、留滞的捕集作用。借由使用驱动机构42转动41，而能将41的各个区域通过消毒模块30，而借由消毒模块30将吸附在41上的细菌、病毒加以消灭。如图5所示，依据显示41两侧气流f的流动方向，41的两侧轮面分别为入风面411a及出风面411b，通常入风面411a对细菌、病毒的补集量将会较多，因此可以将消毒模块30设置于邻近41的入风面411a。
59.再请一并参看图3至图7，消毒模块30设置在41的一侧，在本实施例中消毒模块30设于邻近入风面411a的一侧。消毒模块30包含一遮罩31、一反射板32及一消毒元件33。在本实施例中，遮罩31由第一罩体31a和第二罩体31b所组成，在其他实施例中，遮罩31也可以采用一体成型或多个元件组合的方式实施。在本实施例中，遮罩31被设置为邻近但不接触41的轮面，而能避免影响41的转动，并且避免空气经由遮罩31及41之间的空隙、未通过41即流出。遮罩31邻近41的一第一侧(即第一罩体31a上)设有一开口313，远离41的一第二侧(即第二罩体31b上)设有一通气口312，遮罩31的开口313及通气口312之间具有一第一空间311。反射板32及消毒元件33被设置于第一空间311中，且消毒元件33位在反射板32和41之间。反射板32设置为遮蔽通气口312但未完全与遮罩31贴合，使空气经由通气口312、遮罩31的周壁及第一反射板32到达第一空间311的路径形成一非直线的通道311a。当风机50吸风时，此通道311a供部分空气通过，空气经过消毒元件33消毒后，通过41并进入风机50，再从出风口202排出至空气消毒装置1外。
60.以加热或紫外线进行消灭细菌或病毒的效能因素，主要包含强度(温度或光强度)及消毒作用(加热、照射)时间。例如：新型冠状病毒covid-19在56℃下持续30分钟可消灭其活性，使病毒失去感染力；但若是使用加热到200℃的过滤器进行净化，则可在约0.01秒的时间消灭气流中99.8％的covid-19病毒。此外，每当温度提升10℃，则消毒所需时间约可缩
减10倍。一般而言，家用空调装置的风机推动气流的流速约1.5～6米/秒，所以若空气直接穿越消毒元件，其可消毒作用的时间相当短暂。例如：当空气的流速为2米/秒，而消毒作用路径为0.02米时，则气流通过消毒作用路径的时间只有0.01秒，此短时间内要有效达成热消毒作用则需约200℃以上温度。
61.因此，消毒模块30及转盘组40可依据消毒能量及其消毒所需时间而对应地调整设计。举例而言，假设消毒模块30的消毒元件33的消毒作用范围对应于41的弧形角度是30度，那么41(圆周旋转角360度)的某一盘面部位旋转通过消毒模块30的消毒作用时间即为41转动周期的12分之1。例如：当41转一圈为120秒，那么消毒模块30的消毒作用时间即为10秒。此消毒作用时间可依需要设计延长，则相对可降低热消毒组件或光消毒组件33的耗能功率，达到省电效果。
62.如图8实施例中，消毒元件33以电热元件的方式实施，并且以锯齿状的符号表示。消毒元件33所产生的热辐射以箭号及r表示，并可视需求(例如：欲消灭的病毒或细菌种类)设计适当的加热功率或温度。反射板32遮挡于通气口312及消毒元件33之间，反射板32可以反射消毒元件33所产生的热辐射r，使热辐射r不会由通气口312直接散逸，而较能集中于开口313对41进行消毒。因而，反射板32可有效阻挡消毒元件33的热能外散。且反射板32与遮罩31所形成的通道311a呈弯折状，使第一空间311的空气不易通过通道311a回流，也能减少热能的散失。由此可知，遮罩31与反射板32的配合，可以集中热辐射r，维持其消毒作用于41上的温度，减少热能的散逸，既可有效节省能源并且能够提升消毒的效果。
63.空气消毒装置1的运作请一并参阅图3及图8，使用此空气消毒装置1时，风机50运转将外部空气通过进风口201引入外壳20内，同时41也被驱动机构42驱动以适当的速度转动。为方便说明，在此定义被引入的外部空气分成第一部分空气a和第二部分空气b，第一部分空气a会通过消毒模块30才通过41，第二部分空气b则未通过消毒模块30而通过41。第一部分空气a从遮罩31的通气口312经过通道311a后进入遮罩31的第一空间311，第一部分空气a会受消毒元件33及反射板32的作用而被加热消毒，此为第一道消毒过程，被加热消毒后的第一部分空气a再通过41的孔洞412，掠过孔洞412上的微孔隙结构413而被捕集细菌、病毒，且被捕集在微孔隙结构413上的细菌、病毒，仍会经由消毒元件33对41进行消毒灭菌作用而被灭活，此为第二道消毒过程，完成两道空气消毒过程后的第一部分空气a，成为消毒灭菌后的干净空气，再由风机50将消毒灭菌后的第一部分空气a从出风口202排出到装置1外。此外，第二部分空气b进入外壳20后，直接通过41的孔洞412，由微孔隙结构413吸附第二部分空气b中的细菌、病毒，达到捕集、过滤的效果，使第二部分空气b经过41排出时已是干净空气，再由风机50从出风口202排出到装置1外。此外，第二部分空气b所通过的部分41，虽然此时未被消毒元件33所遮蔽而消毒，但随41的转动，41的各个区域皆会轮流通过消毒组件33，而达到消毒的效果。
64.在上述实施中，41呈圆形，消毒模块30的遮罩31所遮蔽的范围大致呈扇形，且此消毒模块30的遮罩31覆盖了所对应的41的由圆心附近至圆周的扇形区域(或类似扇形的区域)，此遮罩31的圆心角可设置为介于20度到110度，覆盖41的入风面411a的面积可设置为5～30％。当41被驱动机构42所驱动以适当的速度转动时，41上的不同区域会依序地通过消毒模块30，使41的微孔隙结构413上所吸附的细菌和病毒经历适当的消毒作用时间后而被消灭。
65.由于加热消毒程序是在消毒模块30内处理，借由消毒模块30的反射板32所构成的非直线空气通道311a及反射效应，并且将41以适当的速度转动，设置适当的消毒作用时间，消毒元件33的所消耗的能量或功率可以有效降低，并且大幅提升消毒灭菌效率。此外，41的入风面411a被消毒模块30遮蔽的面积，远小于41的入风面411a未被遮蔽的面积，因此通过消毒模块30的第一部分空气a，与未通过消毒模块30的第二部分空气b相比相对较少。换言之，经过消毒模块30加热的第一部分空气a占被排出外壳20外的空气较少比例。因此，可借由设置风机50的吸排风流速、41的转动速度、及/或消毒模块30的功率、面积及空气流速等参数，而能将空气消毒装置1的进风口201所吸入的空气与出风口202所排出的空气的温度差值设置为10℃以下。因此，出风口202所排出的空气相对于环境的温度及湿度差异不大，而不会造成使用者的不适。
66.上述实施中，消毒模块30的配置以一个遮罩31，搭配被罩设于其内的反射板32和消毒元件33所构成，并设置在41入风面411a的一侧，但其设置不以此为限。请参阅图9，其揭示本发明的空气消毒装置1的另一实施例。在本实施例中，除了前述的第一消毒模块30，空气消毒装置1还包含有一第二反射板32a，设置在41的出风面411b侧。当外部空气进入此装置1后，第一部分空气a先通过消毒模块30后再通过41，第一部分空气a通过41后会遇到设置在41出风面411b侧的反射板32a，而能使部分热辐射能量反射回至邻近的41。如此配置可以使消毒组件33所产生的热辐射能量穿过41后，再借由此反射板32a反射回41，更加减少耗能而提升能源效率，并能更为有效率地消灭41上的细菌及病毒。
67.请参阅图10，为本发明的空气消毒装置1的另一实施例。在本实施例中，除了前述的第一消毒模块30，空气消毒装置1在靠近41的出风面411b侧设置一第二消毒模块30c，消毒模块30c包含遮罩31c、反射板32c及消毒元件33c。在本实施例中，在空气消毒装置1运行时，当外部空气进入此装置1后，第一部分空气a从41入风面411a一侧的第一消毒模块30流入，通过41后，会遇到第二消毒模块30c对此第一部分空气a再次热或光辐射消毒，借由两组消毒模块30及30c对41二侧进行消毒，除效率更高之外，也能确保41的净化消毒得更为彻底。
68.上述消毒元件，不以电热元件为限，除了以热辐射进行灭菌消毒之外，还可以为其它消毒方式，如采用加热、紫外光、红外线等元件的其中之一或其组合。此外，外壳的形状不以四角柱体为限，可视需求而采用不同形状的壳体。进风口与出风口的数量也不以一组为限，且可分别设置在外壳的不同位置，使空气能通过过滤消毒，并确保空气的流动顺畅。
69.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
技术特征：
1.一种空气消毒装置(1)，其特征在于，包含有：一外壳(20)，具有一进风口(201)及一出风口(202)；一风机(50)，设置于该外壳(20)内，带动一气流(f)自该进风口(201)流向该出风口(202)；一(41)，呈厚度均匀的一轮状体，该(41)设置于该气流(f)路径上，且该(41)具有贯通该轮状体的多个孔洞(412)供该气流(f)通过，并且该(41)的一外表面具有多个微孔隙结构(413)；一第一消毒模块(30)，位于该进风口(201)与该(41)之间，并设置于邻近该(41)的一入风面(411a)，该第一消毒模块(30)包含：一遮罩(31)，该遮罩邻近该(41)的一第一侧(31a)具有一开口(313)，远离该(41)的一第二侧(31b)具有一通气口(312)，该开口(313)及该通气口(312)之间具有一第一空间(311)；一第一反射板(32)，设置于该第一空间(311)内，并与该通气口(312)间隔地配置，使通气口(312)经由该第一反射板(32)到达该第一空间(311)的路径形成一非直线的通道(311a)；以及一消毒元件(33)，设置于该第一空间(311)中，并位于该开口(313)与该第一反射板(32)之间；以及一驱动机构(42)，驱动该(41)相对于该第一消毒模块(30)转动；其中，当该风机(50)经由该进风口(201)将一外部空气吸引入该外壳(20)后，该外部空气的一第一部分空气(a)通过该第一消毒模块的该通道(311a)而进入该第一空间(311)；并且该第一部分空气(a)经由该消毒元件(33)后，通过该(41)的该些孔洞(412)，并且掠过该些微孔隙结构(413)，而从该出风口(202)排至该外壳(20)外部；该外部空气的一第二部分空气(b)通过未被该第一消毒模块(30)所遮蔽的该(41)的该些孔洞(412)，并且掠过该些微孔隙结构(413)，而从该出风口(202)排至该外壳(20)外部。2.如权利要求1所述的空气消毒装置，其中该遮罩(31)大致呈扇形，该(41)呈圆形，该遮罩(31)至少覆盖该(41)的圆心到部分圆周之间的盘面区域。3.如权利要求1所述的空气消毒装置，更包含一第二消毒模块(30c)，设置于该(41)与该出风口(202)之间，且位于该(41)远离该进风口(201)的一出风面(411b)。4.如权利要求1所述的空气消毒装置，更包含一第二反射板(32a)，设置于该(41)与该出风口(202)之间，且位于该(41)远离该进风口(201)的一出风面(411b)。5.如权利要求1所述的空气消毒装置，其中该出风口(202)排出的空气与该进风口(201)吸入的空气的一温度差小于或等于10℃。6.如权利要求1所述的空气消毒装置，其中该遮罩(31)覆盖该(41)的该入风面(411a)的面积为5％到30％。7.如权利要求1所述的空气消毒装置，其中该消毒元件(33)包含电热组件、红外线产生器、紫外线产生器的至少其中之一。8.如权利要求1所述的空气消毒装置，其中该风机(50)设置于该进风口(201)及该(41)之间。9.如权利要求1所述的空气消毒装置，其中该风机(50)设置于该(41)及该出风口
(202)之间。
技术总结
一种空气消毒装置，包含有外壳、多孔状微孔隙的、风机及消毒模块。外壳设有进风口与出风口，设于外壳内的风机可将外部空气自进风口引入，外部空气经过与消毒模块过滤、消毒后，将干净的空气从出风口排出。设于旁的消毒模块，除可消毒流经消毒模块的空气外，还可借由与消毒模块之间的相对转动，对进行消毒，以消灭附着于上的细菌、病毒，使维持过滤及消毒的性能，而能提升空气消毒装置的消毒效率。空气消毒装置的消毒效率。空气消毒装置的消毒效率。
