光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用

本发明属于光催化空气净化领域，具体是光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用。

背景技术：

1、铁路空调列车是一个人流密集、相对封闭的空间，在使用过程中一般采取混合式通风方式，其中绝大部分是车内的回风，新风含量相对较少，车内长期缺少有效的换气，内部空气污染严重，尤其是列车上的厕所因其空气流通性最差，导致长期存在难闻的气味，加之封闭的列车车厢空间也会产生一氧化碳。目前，国内铁路列车上采用的空气净化措施只是传统的空气预过滤的方式，不能有效地进行空气净化；且市面上多为过滤吸附型处理产品，须定期更换耗材，且对一氧化碳的处理效果不佳。

2、为了解决上述问题，专利公开号cn106474892a公开了一种空气净化装置及通风系统及轨道列车，包括净化单元，所述净化单元两侧分别与进气口和出气口连接；所述净化单元由并排设置的多个净化模块串接而成，所述净化模块包括放电反应器，所述放电反应器的放电区域设置光催化装置，放电反应器放电产生低温等离子体与光催化协同作用，净化处理经过净化模块的污染空气。

3、上述空气净化装置及通风系统及轨道列车，通过将放电反应器与光催化装置结合进行空气净化，但气流在空气净化装置内停留的时间较短，净化作用有限，同时空气净化装置吸附的灰尘、颗粒等杂质会堆积在光催化层上减少光催化层与空气的接触面积。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中气流在空气净化装置内停留的时间较短的问题，本发明的目的是提供光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，能够通过切换气流对空气净化装置进行清净。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，包括净化组件，净化组件两端分别设有进气组件和出气组件，进气组件和出气组件均包括三通管，三通管与净化组件连通，三通管一端与车辆外表面连通，三通管一端与车辆的车厢连通，三通管内设有用于切换连通端的阀门；

3、净化组件包括设有特斯拉阀结构的净化管，净化管内设有若干与净化管内壁单向铰接的光催化板，净化管内设有用于传递光路的光纤，光纤延伸至净化管外且连通有光源。

4、采用上述方案后实现了以下有益效果：车厢内的空气能够通过进气组件进入净化组件内，净化管设有特斯拉阀结构，能够使气流在流动过程中，部分气体流入支路后产生与另一部分气流相冲的气流，产生逆止作用，使气流暂留在净化管的时间更长。净化管内壁单向铰接有若干光催化板，光催化板能够在气流通过时抬起，增加净化管内光催化材料的面积，提高催化效率。光纤用于传递光路，使光纤能够在净化管内传递，进而使光催化板在光源照射下，产生高吸附性和灭菌能力。空气经过光催化板处理后，能够吸附空气中的灰尘以及细小颗粒，并对空气中的病菌进行消杀，之后通过出气组件，返回至车厢内，进行空气循环净化。

5、进气组件和出气组件能够改变连通端，当进气组件和出气组件均切换至与车辆外表面连通时，由于车辆在行驶中的速度较快，与空气的相对速度差大，因此进气组件能够进入湍急的气流，气流同样会进入净化管进行逆止，但由于气流的冲击力更大，在特斯拉阀结构中产生的气流紊流更为剧烈，光催化板会在气流的冲击与紊乱下不断震动或摆动，使光催化板表面的沉降杂物能够在震动或摆动中掉落，进而随着气流的冲击被夹杂着通过出气组件排向外界。由于该过程需要基于车辆的高速移动，因此在车辆驶入停车站或候车时，即使进气组件和出气组件连通车辆外表面，也不会将沉降杂物排出，避免沉降杂物向停车站或候车室内的人群排放。

6、与现有技术相比，通过设置特斯拉阀结构，对进入的气体进行逆止，进而延长气体在特斯拉阀内的暂留时间，提升净化对空气的作用时间，增强净化率；通过光催化板增加净化管内的催化作用面积；通过能够切换连通端的进气组件和出气组件，使净化管能够通过外界空气的冲击作用进行清洁。

7、进一步，进气组件的三通管与车辆外表面连通处设有喇叭状进气结构。

8、有益效果：喇叭状进气结构能够对外界进入净化管内的空气进行加速，加强气体的冲击力。

9、进一步，车辆的车厢侧壁设有若干进气口，进气口分别位于车厢内座椅的一侧，进气口均连通有气管，气管位于车厢侧壁内，气管均与进气组件连通。

10、有益效果：将进气口设置在座椅的一侧，使进气口能够更靠近乘客，增强对乘客周围气体的净化能力，加强用户体验感。

11、进一步，气管内设有进气扇。

12、有益效果：车厢内较为封闭，因此空气流动率低，进入净化组件的空气量过少。进气扇能够通过转动吸入空气，使车厢内的空气能够被送入净化组件中。

13、进一步，车厢内的座椅上均设有第一压力传感器，进气口内均设有气阀。

14、有益效果：车厢内的空气污染和乘客数有关，乘客少时，进气口会在无乘客使用的座位处进风，浪费净化组件的处理资源。第一压力传感器在座椅上，能够检测座椅是否有人使用，当乘客坐在座椅上时，对应的气阀打开，使进气口仅在乘客使用座椅时进行进风，减少对非乘客使用区域的进风量，提高处理效率。

15、进一步，净化组件还包括灰尘吸附管，灰尘吸附管位于净化管与出气组件之间，净化管与出气组件均与灰尘吸附管连通，灰尘吸附管顶壁和底壁均设有带电金属板，顶壁和底壁的带电金属板所带电荷相反。

16、有益效果：光催化板虽具有较强的吸附能力，但对灰尘和细小颗粒的清除作用有限。带电金属板之间能够形成电势差，使携带电荷的灰尘和细小颗粒沿电势吸附至带电金属板上，提升对灰尘和细小颗粒的清除率。此外，灰尘吸附管位于净化管与出气组件之间，当进气组件和出气组件连通车辆外表面时，气流会先清理净化管，之后再对带电金属板进行冲洗，由于灰尘通过电荷进行吸附，因此当带电金属板断电后，对灰尘和细小颗粒的约束作用有限，气流能够轻易的带走灰尘和细小颗粒。但带电金属板难以对细菌或病毒进行有效清除，需要依托光催化板的杀菌作用。

17、进一步，灰尘吸附管的底壁内设有第二压力传感器，第二压力传感器位于底壁的带电金属板的底部。

18、有益效果：净化管内的结构复杂，不方便进行沉降杂质量的测量。灰尘吸附管内较为平整，第二压力传感器能够对带电金属板上的沉降杂质量进行检测。

19、进一步，净化管侧壁由光催化材料制成。

20、有益效果：气流同样能够接触到净化管侧壁，通过设置光催化层能够增加光催化范围。

技术特征：

1.光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，其特征在于：包括净化组件，净化组件两端分别设有进气组件和出气组件，进气组件和出气组件均包括三通管，三通管与净化组件连通，三通管一端与车辆外表面连通，三通管一端与车辆的车厢连通，三通管内设有用于切换连通端的阀门；

2.根据权利要求1所述的光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，其特征在于：进气组件的三通管与车辆外表面连通处设有喇叭状进气结构。

3.根据权利要求2所述的光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，其特征在于：车辆的车厢侧壁设有若干进气口，进气口分别位于车厢内座椅的一侧，进气口均连通有气管，气管位于车厢侧壁内，气管均与进气组件连通。

4.根据权利要求3所述的光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，其特征在于：气管内设有进气扇。

5.根据权利要求4所述的光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，其特征在于：车厢内的座椅上均设有第一压力传感器，进气口内均设有气阀。

6.根据权利要求5所述的光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，其特征在于：净化组件还包括灰尘吸附管，灰尘吸附管位于净化管与出气组件之间，净化管与出气组件均与灰尘吸附管连通，灰尘吸附管顶壁和底壁均设有带电金属板，顶壁和底壁的带电金属板所带电荷相反。

7.根据权利要求6所述的光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，其特征在于：灰尘吸附管的底壁内设有第二压力传感器，第二压力传感器位于底壁的带电金属板的底部。

8.根据权利要求7所述的光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，其特征在于：净化管侧壁由光催化材料制成。

技术总结本发明公开了光催化空气净化领域的光催化空气净化系统在轨道车辆上的应用，包括净化组件，净化组件两端分别设有进气组件和出气组件，进气组件和出气组件均包括三通管，三通管与净化组件连通，三通管一端与车辆外表面连通，三通管一端与车辆的车厢连通，三通管内设有用于切换连通端的阀门；净化组件包括设有特斯拉阀结构的净化管，净化管内设有若干与净化管内壁单向铰接的光催化板，净化管内设有用于传递光路的光纤，光纤延伸至净化管外且连通有光源。采用本发明的技术方案，能够通过切换气流对空气净化装置进行清净。技术研发人员：许建鑫受保护的技术使用者：大连交通大学技术研发日：技术公布日：2024/2/29