УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
FLUID PROCESSING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Варианты осуществления настоящего изобретения касаются устройства для обработки текучей среды и, в частности, устройства для обработки текучей среды, применяемого в кондиционерах воздуха.
[Уровень техники]
[002] Кондиционер воздуха является устройством для циркуляции воздуха в помещении. Кондиционеры воздуха могут обеспечивать кондиционирование воздуха в комнатном пространстве путем нагрева или охлаждения воздуха в данном пространстве. Кроме кондиционирования воздуха кондиционеры воздуха могут обеспечивать очистку воздуха в помещении. То есть, кондиционеры воздуха могут применяться, чтобы удалять примеси в воздухе помещения, такие как мелкая пыль, химические соединения из обоев или полового покрытия и сигаретный дым.
[003] Однако обычные кондиционеры воздуха способны только отфильтровывать воздушные примеси, используя фильтр. Таким образом, в обычных кондиционерах воздуха воздушные примеси остаются на фильтре без полного удаления. Этот тип очистки воздуха имеет очевидные ограничения. Один пример состоит в том, что обычный кондиционер воздуха, который не удаляет воздушные примеси на месте, может не работать надлежащим образом, если фильтр не заменить в конце его срока службы. Кроме того, воздушные примеси, остающиеся в кондиционере воздуха, вероятно попадают обратно в воздух во время такой работы, как замена фильтра. Соответственно, существует потребность в кондиционере воздуха, способном удалять воздушные примеси на месте.
[004] Кроме того, высотные здания и торговые центры с большими помещениями увеличивают потребность в крупномасштабных кондиционерах воздуха. Следовательно, существует также потребность в крупномасштабном кондиционере воздуха, пригодном для использования в больших зданиях.
[Описание]
[Техническая проблема]
[005] Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают устройство для очистки текучей среды, которое может удалять воздушные примеси на месте.
[006] Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают устройство для очистки текучей среды, которое может быть использовано в больших кондиционерах воздуха.
[Техническое решение]
[007] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения устройство для очистки текучей среды включает в себя: фотокаталитический фильтр для дезодорирования и стерилизации текучей среды; раму, удерживающую данный фотокаталитический фильтр; и блок источника света, присоединенный в данной раме, где данный блок источника света включает в себя: опорный элемент источника света; и светоизлучающий диод, расположенный на опорном элементе источника света так, чтобы излучать свет на фотокаталитический фильтр, где данная рама присоединена к данному опорному элементу источника света так, чтобы отделять фотокаталитический фильтр от светоизлучающего диода.
[008] Согласно одному варианту осуществления данный фотокаталитический фильтр может включать в себя множество фотокаталитических фильтров.
[009] Согласно одному варианту осуществления данное множество фотокаталитических фильтров может быть расположено в одной плоскости.
[0010] Согласно одному варианту осуществления данная рама может включать в себя ребро, расположенное между множеством фотокаталитических фильтров.
[0011] Согласно одному варианту осуществления расстояние между множеством фотокаталитических фильтров может быть таким же, как ширина ребра.
[0012] Согласно одному варианту осуществления данный светоизлучающий диод может иметь угол распределения луча 120 градусов или меньше.
[0013] Согласно одному варианту осуществления отношение (D/L) диаметра D фотокаталитического фильтра к расстоянию L между фотокаталитическим фильтром и светоизлучающим диодом может быть в интервале от 3,46 до 3,50.
[0014] Согласно одному варианту осуществления данная рама может включать в себя первую раму и вторую раму, и фотокаталитический фильтр может быть расположен между первой рамой и второй рамой.
[0015] Согласно одному варианту осуществления данный фотокаталитический фильтр может включать в себя множество фотокаталитических фильтров, и первая рама и вторая рама могут включать в себя первое ребро и второе ребро соответственно, где первое ребро и второе ребро расположены каждый между множеством фотокаталитических фильтров.
[0016] Согласно одному варианту осуществления данный опорный элемент источника света может включать в себя множество опорных элементов источника света, и блок источника света может дополнительно включать в себя вспомогательный элемент, присоединенный к множеству опорных элементов источника света.
[0017] Согласно одному варианту осуществления данный вспомогательный элемент может включать в себя металл, чтобы рассеивать тепло, генерируемое от светоизлучающего диода и опорных элементов источника света.
[0018] Согласно одному варианту осуществления данный блок источника света может включать в себя множество светоизлучающих диодов, расположенных на опорном элементе источника света.
[0019] Согласно одному варианту осуществления данная рама может дополнительно включать в себя соединительный элемент, присоединяющий раму к опорному элементу источника света, где данный соединительный элемент используется, чтобы регулировать расстояние между рамой и опорным элементом источника света.
[0020] Согласно одному варианту осуществления данный светоизлучающий диод может включать в себя множество светоизлучающих диодов, отделенных друг от друга фотокаталитическим фильтром, расположенным между ними.
[0021] Согласно одному варианту осуществления данный фотокаталитический фильтр может включать в себя: множество спеченных шариков, имеющих поверхность, покрытую фотокаталитическим материалом; и поры, расположенные между данными шариками.
[0022] Согласно одному варианту осуществления данный шарик может включать в себя, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы из оксида алюминия (Аl2О3), оксида кремния (SiО2), оксида циркония (ZrО2), нитрида кремния (Si3N4), карбида кремния (SiС) и их комбинаций.
[0023] Согласно одному варианту осуществления данный фотокаталитический материал может включать в себя одно соединение, выбранное из группы из диоксида титана (ТiО2), оксида циркония (ZrО2), оксида цинка (ZnО), оксида вольфрама (WО3) и оксида олова (SnО2).
[0024] Согласно одному варианту осуществления данный светоизлучающий диод может излучать свет, имеющий длину волны в полосе УФ длин волн.
[0025] Согласно одному варианту осуществления данное устройство для очистки текучей среды может дополнительно включать в себя: вентилятор, направляющий текучую среду к фотокаталитическому фильтру.
[0026] Согласно одному варианту осуществления данные фотокаталитический фильтр и блок источника света могут включать в себя множество фотокаталитических фильтров и множество блоков источника света, где множество фотокаталитических фильтров и множество блоков источника света попеременно расположены последовательно.
[0027] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения данное устройство для очистки текучей среды может удалять воздушные примеси из источника.
[0028] Кроме того, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения данное устройство для очистки текучей среды может обеспечивать стерилизацию комнатного воздуха и может также стерилизовать и очищать его внутреннее пространство при работе.
[0029] Кроме того, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения данное устройство для очистки текучей среды имеет улучшенную эффективность очистки.
[0030] Кроме того, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения данное устройство для очистки текучей среды может быть использовано в больших кондиционерах воздуха.
[Краткое описание чертежей]
[0031] Фиг.1 представляет собой вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0032] Фиг.2 представляет собой покомпонентный вид в перспективе устройства для очистки текучей среды на фиг.1
[0033] Фиг.3 представляет собой вид в разрезе устройства для очистки текучей среды, взятом вдоль линии I-I на фиг.1
[0034] Фиг.4А представляет собой покомпонентный вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления, а фиг.4В представляет собой вид в разрезе устройства для очистки текучей среды на фиг.4А.
[0035] Фиг.5А представляет собой вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления.
[0036] Фиг.5В представляет собой покомпонентный вид в перспективе устройства для очистки текучей среды с фиг.5А.
[0037] Фиг.5С представляет собой вид в разрезе устройства для очистки текучей среды, взятом вдоль линии II-II´ на фиг.5А
[0038] Фиг.6 представляет собой покомпонентный вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления.
[0039] Фиг.7А и 7В представляют собой виды в разрезе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления.
[0040] Фиг.8А представляет собой вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления, а фиг.8В представляет собой покомпонентный вид в перспективе устройства для очистки текучей среды на фиг.8А.
[0041] Фиг.8С представляет собой вид в разрезе устройства для очистки текучей среды, взятом вдоль линии III-III´ на фиг.8А.
[0042] Фиг.9 и фиг.10 представляют собой виды в разрезе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления.
[0043] Фиг.11 представляет собой вид в перспективе фотокаталитического фильтра согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0044] Фиг.12 представляет собой вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0045] Фиг.13 и фиг.14 представляют собой графики, показывающие выполнение очистки устройством для очистки текучей среды в зависимости от расстояния между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром.
[Вариант осуществления изобретения]
[0046] Настоящее изобретение может быть реализовано различными способами, и определенные варианты осуществления будут описаны подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается последующими вариантами осуществления и включает в себя все модификации, вариации, изменения и эквиваленты, попадающие в пределы сущности и объема настоящего изобретения.
[0047] Аналогичные компоненты будут обозначаться одинаковыми численными обозначениями по всему описанию. Следует заметить, что чертежи могут быть преувеличены в толщине линий или размере компонентов только для удобства описания и ясности. Будет понятно, что, хотя термины "первый", "второй", "А", "В" и подробные могут применяться здесь для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев и/или секций, эти элементы, компоненты, области, слои и/или секции не должны ограничиваться этими терминами. Эти термины используются только, чтобы различать один элемент, компонент, область, слой или секцию от другого элемента, компонента, области, слоя или секции. Таким образом, "первый" элемент или компонент, обсуждаемый ниже, может также обозначаться "вторым" элементом или компонентом, и наоборот, без отклонения от объема настоящего изобретения. Применяемые здесь формы единственного числа "а", "an" и "the" предназначены включать в себя также формы множественного числа, если контекст ясно не указывает иное.
[0048] Будет понятно, что термины "включает в себя", "содержит", "включающий" и/или "содержащий" при использовании в данном описании показывают присутствие указанных признаков, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не препятствуют присутствию или добавлению одного или нескольких других признаков, этапов, операций, элементов, компонентов и/или групп. Кроме того, когда некоторый слой, пленка, область или панель упоминается как находящийся "на" другом слое, пленке, области или панели, он может находиться непосредственно на другом слое, пленке, области или панели, или могут присутствовать промежуточные слои, пленки, области или панели. Кроме того, когда некоторый слой, пленка, область или панель упоминается как "сформированный на" другом слое, пленке, области или панели, он может быть сформирован на верхней, нижней или боковой поверхности другого слоя, пленки, области или панели. Кроме того, когда некоторый слой, пленка, область или панель упоминается как находящийся "под" другим слоем, пленкой, областью или панелью, он может находиться непосредственно под другим слоем, пленкой, областью или панелью, или могут присутствовать промежуточные слои, пленки, области или панели.
[0049] Далее будут подробно описаны типичные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи.
[0050] Фиг.1 представляет собой вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0051] Устройство для очистки текучей среды согласно этому варианту осуществления включает в себя источник света и фотокаталитический фильтр, расположенный так, чтобы максимизировать эффективность очистки. Кроме того, устройство для очистки текучей среды согласно этому варианту осуществления может удалять примеси на месте.
[0052] На фиг.1 устройство для очистки текучей среды включает в себя фотокаталитический фильтр 100, раму 200 и блок источника света 300.
[0053] Фотокаталитический фильтр 100 очищает текучую среду, проходящую через фотокаталитический фильтр 100, например, воздух. Соответственно, примеси, содержащиеся в воздухе, могут удаляться с помощью фотокаталитического фильтра 100. Более конкретно, фотокаталитический фильтр 100 может физически и химически очищать воздух.
[0054] Во-первых, для физической очистки, примеси в воздухе могут удаляться путем адсорбции на фотокаталитическом фильтре 100. Для этого фотокаталитический фильтр 100 может включать в себя множество пор.
[0055] Затем, для химической очистки, фотокаталитический фильтр 100 может разлагать и стерилизовать примеси. Фотокаталитический фильтр 100 имеет поверхность, покрытую фотокатализатором, который может активироваться при освещении светом. Когда фотокатализатор активируется, протекает фотокаталитическая реакция, вызывающая разложение и стерилизацию примесей.
[0056] Здесь фотокаталитической реакцией может называться реакция, в которой супероксид-анионы (О2-) и/или гидроксильные радикалы (ОН∙) получаются из воды и кислорода в воздухе. Полученные супероксид-анионы (О2∙) и/или гидроксильные радикалы (ОН∙) могут разлагать и стерилизовать органические примеси и неорганические примеси и могут разлагать микроорганизмы, такие как вирусы или бактерии.
[0057] Более конкретно, органические примеси могут разлагаться на воду и диоксид углерода путем реакции с супероксид-анионами (О2-) и/или гидроксильными радикалами (ОН∙). Кроме того, неорганические примеси могут разлагаться в оксид, такой как оксид азота. Кроме того, микроорганизмы, такие как бактерии, могут убиваться путем реакции с супероксид-анионами (О2-) и/или гидроксильными радикалами (ОН∙). Более конкретно, супероксид-анионы (О2∙) и/или гидроксильные радикалы (ОН∙) могут убивать микроорганизмы, такие как бактерии, путем реакции с их ДНК и клеточной мембраной.
[0058] При химической очистке, описанной выше, примеси могут удаляться на месте. Типичные фильтры обеспечивают только физическую фильтрацию и, таким образом, терпят неудачу в удалении примесей на месте. В частности, бактерии только временно дезактивируются и не погибают со временем, когда адсорбируются на таком типичном фильтре. То есть, физическая адсорбция бактерий на фильтре является только временной мерой, так как бактерии могут реактивироваться в любой момент при контакте с живым существом. Устройство для очистки текучей среды согласно этому варианту осуществления может удалять бактерии на месте, убивая бактерии.
[0059] Фотокаталитический фильтр 100 удерживается рамой 200. Соответственно, рама 200 может предохранять фотокаталитический фильтр 100 от выпадения или движения, когда такое движение не требуется или нежелательно. Более конкретно, рама 200 предохраняет фотокаталитический фильтр 100 от повреждения непреднамеренным движением из-за текучей среды и подобного, проходящего через фотокаталитический фильтр 100. Кроме того, рама 200 защищает фотокаталитический фильтр 100 от внешнего удара.
[0060] В некоторых вариантах осуществления рама 200 может включать в себя первую раму 210 и вторую раму 220.
[0061] Фотокаталитический фильтр 100 может располагаться между первой рамой 210 и второй рамой 220. Фотокаталитический фильтр 100, расположенный между первой рамой 210 и второй рамой 220, может предохраняться и защищаться путем крепления первой рамы 210 ко второй раме 220.
[0062] Соответственно, первая рама 210 и вторая рама 220 могут отвечать по форме друг другу. Первая рама 210 и вторая рама 220 могут иметь любые подходящие формы без ограничений. Однако, чтобы эффективно удерживать фотокаталитический фильтр 100, каждая из первой рамы 210 и второй рамы 220 может иметь форму, соответствующую фотокаталитическому фильтру 100. Например, когда фотокаталитический фильтр 100 имеет кубовидную форму, как показано на чертежах, каждая из первой рамы 210 и второй рамы 220 может иметь форму, соответствующую сторонам данной кубовидной формы. Однако будет понятно, что возможны другие исполнения, и первая рама 210 и вторая рама 220 могут иметь разные другие формы.
[0063] Каждая из первой рамы 210 и второй рамы 220 имеет отверстие на своей передней стороне. Фотокаталитический фильтр 100 может быть доступен через данные отверстия первой рамы 210 и второй рамы 220. Соответственно, текучая среда течет из устройства для очистки текучей среды через отверстия первой рамы 210 и второй рамы 220, и фотокаталитический фильтр 100 расположен в данных отверстиях.
[0064] Чтобы предотвратить уход текучей среды из устройства для очистки текучей среды без прохода через фотокаталитический фильтр 100, фотокаталитический фильтр 100 может быть тесно установлен в первую раму 210 и вторую раму 220.
[0065] Рама 200 присоединена к блоку источника света 300. Блок источника света 300 расположен в устройстве для очистки текучей среды путем присоединения к раме 200. Блок источника света 300 включает в себя светоизлучающий диод 310 и опорный элемент источника света 320.
[0066] Светоизлучающий диод 310 расположен на опорном элементе источника света 320 так, чтобы излучать свет в направлении фотокаталитического фильтра 100. Фотокаталитический фильтр 100 активируется светом, излучаемым из светоизлучающего диода 310.
[0067] Соответственно, светоизлучающий диод 310 излучает свет, имеющий длину волны, которая может активировать фотокаталитический фильтр 100. Длина волны света, излучаемого из светоизлучающего диода 310, может варьировать в зависимости от типа фотокаталитического фильтра 100. Например, когда фотокаталитический фильтр 100 включает в себя фотокатализатор из оксида титана (ТiО2), свет, излучаемый из светоизлучающего диода 310, может включать в себя УФ свет.
[0068] Опорный элемент источника света 320 поддерживает светоизлучающий диод 310. Светоизлучающий диод 310 крепится к опорному элементу источника света 320 таким образом, что максимизируется область, на которой фотокаталитический фильтр 100 освещается его светом.
[0069] Опорный элемент источника света 320 может включать в себя соединение (не показано), электрически присоединенное к светоизлучающему диоду 310. Данное соединение может присоединять светоизлучающий диод 310 к источнику питания или контроллеру. Данное соединение может быть расположено внутри опорного элемента источника света 320 так, чтобы не повреждаться текучей средой, проходящей через устройство для очистки текучей среды.
[0070] Опорный элемент источника света 320 присоединен к раме 200. Более конкретно, опорный элемент источника света 320 может быть присоединен к раме 200 так, чтобы отделять фотокаталитический фильтр 100 от светоизлучающего диода 310. То есть, опорный элемент источника света 320 может быть присоединен к раме 200 так, что светоизлучающий диод 310 отделяется от фотокаталитического фильтра 100 на оптимальное расстояние. Более конкретно, путем соединения между опорным элементом источника света 320 и рамой 200 светоизлучающий диод 310 может быть расположен так, чтобы максимизировать область, на которой светоизлучающий фильтр 100 освещается его светом, обеспечивая достаточное облучение, чтобы активировать светоизлучающий фильтр 100.
[0071] Теперь описание конфигурации каждого вышеописанного компонента будет дано более подробно.
[0072] Фиг.2 представляет собой покомпонентный вид в перспективе устройства для очистки текучей среды с фиг.1.
[0073] На фиг.2 рама 200 включает в себя первую раму 210 и вторую раму 220, прикрепленные друг к другу, а фотокаталитический фильтр 100 расположен между первой рамой 210 и второй рамой 220.
[0074] Первая рама 210 и вторая рама 220 имеют первый край 211 и второй край 221 соответственно. Первый край 211 и второй край 221 выступают внутрь отверстий первой рамы 210 и второй рамы 220 соответственно. Соответственно, первый край 211 и второй край 221 служат для того, чтобы предохранять фотокаталитический фильтр 100 от выхода из рамы в направлении, в котором течет текучая среда.
[0075] Области первой рамы 210 и второй рамы 220, которые не формируют первый край 211 и второй край 221, могут включать в себя отверстия соответственно. Например, область первой рамы 210, которая не формирует первый край 211, может быть задана как первое отверстие 211h.
[0076] В некоторых вариантах осуществления первое отверстие 211h имеет меньший размер, чем фотокаталитический фильтр 100. Соответственно, фотокаталитический фильтр 100, присоединенный к раме 200, может предохраняться от выхода из первого отверстия 211h. Однако первое отверстие 211h может быть такого размера, что не оно не мешает течению текучей среды через фотокаталитический фильтр 100.
[0077] В некоторых вариантах осуществления устройство для очистки текучей среды дополнительно включает в себя вспомогательный фильтр, вставленный между первой рамой 210 и фотокаталитическим фильтром 100, хотя это не показано на чертежах. Вспомогательный фильтр может включать в себя предварительный фильтр, НЕРА фильтр, промежуточный фильтр, ULРА фильтр, фильтр с активированным углем и подобное.
[0078] Первая рама 210 и вторая рама 220 могут включать в себя крепежную часть второй рамы 232 и крепежную часть первой рамы 231 соответственно. Крепежные части первой и второй рамы 231, 232 могут соответствовать по форме друг другу, чтобы легко соединяться друг с другом. Путем соединения между крепежными частями первой и второй рам 231, 231, первая рама 210 и вторая рама 220 могут надежно соединяться друг с другом. Соединение между крепежными частями первой и второй рам 231, 231 может устанавливаться посредством любого подходящего способа крепления без ограничения. Например, соединение между крепежными частями первой и второй рам 231, 231 может устанавливаться посредством встречных клемм, как показано на фиг.2, или может устанавливаться с помощью различных других способов соединения, таких как скользящее соединение или винтовое соединение.
[0079] Крепежные части первой и второй рамы 231, 232 могут разъемным образом соединяться друг с другом. Соответственно, при замене светоизлучающего диода 310 или фотокаталитического фильтра 100 крепежные части первой и второй рамы 231, 232 могут отделяться друг от друга перед выполнением замены.
[0080] Крепежные части первой и второй рамы 231, 232 могут включать в себя множество крепежных частей первой рамы 231 и множество крепежных частей второй рамы 232 соответственно. Более конкретно, крепежные части первой и второй рамы 231, 232 могут включать в себя множество крепежных частей первой рамы 231 и множество крепежных частей второй рамы 232, расположенных вдоль внешних поверхностей первой рамы 210 и второй рамы 220 соответственно. Таким образом, первая рама 210 и вторая рама 220 могут присоединяться друг к другу очень устойчивым образом.
[0081] Блок источника света 220 может присоединяться к раме 200 с помощью соединительного элемента 240. Более конкретно, вторая рама 220 может присоединяться к опорному элементу источника света 320 посредством соединительного элемента 240. Здесь соединительный элемент 240 может применять любой подходящий способ соединения, такой как винтовое соединение, как показано на фиг.2, соединение клеммами, скользящее соединение или хомутное соединение.
[0082] В винтовом соединении, показанном на фиг.2, соединительный элемент 240 может быть организован так, чтобы проходить и через выступ, сформированный на второй раме 220, и через опорный элемент источника света 320. Здесь выступ может быть сформирован на второй раме 220 так, что светоизлучающий диод 310, расположенный на опорном элементе источника света 320, отделяется от фотокаталитического фильтра 100 на оптимальное расстояние. Соответственно, второй край 221, граничащий с фотокаталитическим фильтром 100, может быть отделен от данного выступа.
[0083] Светоизлучающий диод 310 может располагаться так, чтобы смотреть на фотокаталитический фильтр 100. То есть, светоизлучающий диод 310 может быть расположен на поверхности опорного элемента источника света 320, которая обращена к фотокаталитическому фильтру 100.
[0084] Кроме того, устройство для очистки текучей среды может дополнительно включать в себя отражающий элемент, расположенный на поверхности опорного элемента источника света 320, на которой расположен светоизлучающий диод 310. Отражающий элемент отражает свет, излучаемый из светоизлучающего диода 310, в направлении фотокаталитического фильтра 100. Таким образом, излучение, доставляемое к фотокаталитическому фильтру 100, может быть увеличено.
[0085] Фиг.3 представляет собой вид в разрезе устройства для очистки текучей среды, сделанном вдоль линии I-I на фиг.1.
[0086] На фиг.3 с фотокаталитическим фильтром 100 первая рама 210, вторая рама 220 и блок источника света 300 соединены друг с другом, светоизлучающий диод 310 отделен от фотокаталитического фильтра 100 на оптимальное расстояние L.
[0087] Здесь оптимальное расстояние L представляет собой расстояние между светоизлучающим диодом 310 и фотокаталитическим фильтром 100, которое может максимизировать и излучение, подаваемое к фотокаталитическому фильтру 100, и площадь, на которой фотокаталитический фильтр 100 освещается. Здесь излучение, подаваемое к фотокаталитическому фильтру 100, может быть больше или равно минимальному излучению для активации фотокаталитического фильтра 100.
[0088] Когда светоизлучающий диод 310 отделен от фотокаталитического фильтра 100 на оптимальное расстояние L, фотокаталитический фильтр 100 может освещаться на такой большой площади, как область освещения А. Здесь диаметр области освещения А может быть по существу таким же, как диаметр D фотокаталитического фильтра. Соответственно, фотокаталитический фильтр 100 может освещаться по существу по всей его площади.
[0089] Отношение (D/L) диаметра D фотокаталитического фильтра к оптимальному расстоянию L может быть в интервале от приблизительно 3,46 до приблизительно 3,50. Внутри этого интервала достаточное облучение, чтобы активировать фотокаталитический фильтр 100, может подаваться на, по существу, всей площади фотокаталитического фильтра 100.
[0090] Светоизлучающий диод 310 может иметь угол луча распространения 120 градусов или меньше. Внутри этого интервала угла луча распространения может подаваться достаточное облучение, чтобы активировать фотокаталитический фильтр 100, к насколько возможно большей площади фотокаталитического фильтра.
[0091] В некоторых вариантах осуществления рама 200 может присоединяться к опорному элементу источника света 320 так, чтобы отделять фотокаталитический фильтр 100 от светоизлучающего диода 310 на оптимальное расстояние L. Присоединение рамы 200 к опорному элементу источника света 320 таким образом может обеспечивать структурную устойчивость, позволяя поддерживать оптимальное расстояние L между фотокаталитическим фильтром 100 и светоизлучающим диодом 310. Соответственно, устройство для очистки текучей среды может иметь улучшенную эффективность очистки текучей среды.
[0092] Второй край 221 может быть оптически прозрачным. Соответственно, свет, излучаемый из светоизлучающего диода 310, может достигать фотокаталитического фильтра 100 без блокировки вторым краем 221. Здесь выражение "оптически прозрачный" включает в себя не только "способный пропускать свет в каждой полосе длин волн", но также "способный пропускать свет в конкретной полосе длин волн".
[0093] В указанном варианте осуществления блок источника света 300 описан как включающий в себя один светоизлучающий диод 310. Однако будет понятно, что возможны другие исполнения и блок источника света 300 может включать в себя множество светоизлучающих диодов 310. Данный вариант осуществления настоящего изобретения будет теперь описан с использованием примера, в котором блок источника света 300 включает в себя множество светоизлучающих диодов 310.
[0094] Фиг.4А представляет собой покомпонентный вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления, а фиг.4В представляет собой вид в разрезе устройства для очистки текучей среды на фиг.4А.
[0095] На фиг.4А и фиг.4В устройство для очистки текучей среды согласно этому варианту осуществления включает в себя светоизлучающие диоды от первого до третьего 311, 312, 313.
[0096] Здесь первый светоизлучающий диод 311 облучает фотокаталитический фильтр на такой большой площади, как первая область облучения А1, а второй светоизлучающий диод 312 облучает фотокаталитический фильтр на такой большой площади, как вторая область облучения А2. Третий светоизлучающий диод 313 облучает фотокаталитический фильтр на такой большой площади, как третья область облучения А3.
[0097] Светоизлучающие диоды от первого до третьего 311, 312, 313 могут быть расположены так, чтобы избегать перекрывания областей облучения от первой до третьей А1, А2, А3. Однако будет понятно, что возможны другие исполнения и области облучения от первой до третьей А1, А2, А3 могут частично перекрывать друг друга. Светоизлучающие диоды от первого до третьего 311, 312, 313 могут быть вручную расположены так, чтобы позволять освещаться всей площади фотокаталитического фильтра 100, минимизируя перекрывание областей облучения от первой до третьей А1, А2, А3.
[0098] Сумма диаметров областей облучения от первой до третьей А1, А2, А3 может быть больше или равна диаметру D фотокаталитического фильтра. Соответственно, достаточное облучение, чтобы активировать фотокаталитический фильтр 100, может подаваться на всей площади фотокаталитического фильтра 100.
[0099] Когда блок источника света включает в себя первый светоизлучающий диод 311, второй светоизлучающий диод 312 и третий светоизлучающий диод 313, как показано на фиг.4А и 4В, оптимальное расстояние L может быть относительно коротким. Более конкретно, когда блок источника света включает в себя множество светоизлучающих диодов, оптимальное расстояние L может быть короче, чем когда блок источника света включает в себя один светоизлучающий диод.
[00100] Излучение, подаваемое на фотокаталитический фильтр 100, может увеличиваться с уменьшением расстояния между фотокаталитическим фильтром 100 и светоизлучающими диодами от первого до третьего 311, 312, 313. Соответственно, свет, имеющий энергию, большую или равную минимальной энергии активации, требуемой для активации фотокаталитического фильтра 100, может легче подаваться на фотокаталитический фильтр 100. Кроме того, когда свет, излучаемый из светоизлучающих диодов от первого до третьего 311, 312, 313, включает в себя УФ свет, устройство для очистки текучей среды может иметь улучшенное выполнение стерилизации.
[00101] На фиг.4А и 4В светоизлучающие диоды от первого до третьего 311, 312, 313 показаны расположенными бок о бок на одной линии. Однако будет понятно, что возможно другое исполнение и светоизлучающие диоды от первого до третьего 311, 312, 313 могут быть расположены разными другими способами в зависимости от формы фотокаталитического фильтра 100 и характеристик светоизлучающего диода.
[00102] Кроме того, так как светоизлучающий диод 310 сменным образом расположен на опорном элементе источника света 320, светоизлучающий диод 310 может вручную отсоединяться от опорного элемента источника света 320 и повторно прикрепляться в желаемом месте по необходимости. Соответственно, когда определенный светоизлучающий диод 310 имеет некоторую проблему, пользователь может легко заменять только проблемный светоизлучающий диод 310 без необходимости заменять весь блок источника света 300.
[00103] Выше было описано устройство для очистки текучей среды, включающее в себя один фотокаталитический фильтр 100 и множество светоизлучающих диодов 311, 312, 313. Однако будет понятно, что возможны другие исполнения и устройство для очистки текучей среды согласно настоящему изобретению может также включать в себя множество фотокаталитических фильтров 100. Далее настоящее изобретение будет описано с использованием примера, в котором обеспечивается множество фотокаталитических фильтров 100.
[00104] Фиг.5А представляет собой вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, а фиг.5В представляет собой покомпонентный вид в перспективе устройства для очистки текучей среды на фиг.5А. Фиг.5С представляет собой вид в разрезе данного устройства для очистки текучей среды, сделанного вдоль линии II-II´ на фиг.5А.
[00105] На фиг.5А-5С устройство для очистки текучей среды согласно этому варианту осуществления включает в себя фотокаталитические фильтры от первого до третьего 101, 102, 103, расположенные бок о бок в ряд. Кроме того, каждый из фотокаталитических фильтров от первого до третьего 101, 102, 103 может включать в себя множество фотокаталитических фильтров, расположенных в колонку. Соответственно, фотокаталитические фильтры от первого до третьего 101, 102, 103 могут быть расположены в матрице в одной плоскости. Однако будет понятно, что это расположение дается только в качестве примера и фотокаталитические фильтры от первого до третьего 101, 102, 103 могут быть расположены в разных других формах в зависимости от их форм.
[00106] Рама 200 может включать в себя ребро, поддерживающее фотокаталитические фильтры от первого до третьего 101, 102, 103. Более конкретно, первая рама 210 и вторая рама 220 могут включать в себя первое ребро 211а, 211b и второе ребро 221а, 221b соответственно, где первое ребро 211а, 211b и второе ребро 221а, 221b расположены между фотокаталитическими фильтрами от первого до третьего 101, 102, 103. Первое ребро 211а, 211b может составлять одно целое с первым краем, сформированным на одной стороне первой рамы 210, как показано на фиг.5В. Второе ребро 221а, 221b может составлять одно целое со вторым краем, сформированным на одной стороне второй рамы 220, как показано на фиг.5В.
[00107] Первое ребро 211а, 211b может быть разделен на первое продольное ребро 211а и первое поперечное ребро 211b согласно направлению, в котором распространяется ребро. Аналогично, второе ребро 221а, 221b может быть разделено на второе продольное ребро 221а и второе поперечное ребро 221b согласно направлению, в котором распространяется ребро. Здесь первый и второй продольные ребра 211а, 221а не обязательно пересекают соответственно первый и второй поперечные ребра 211b, 221b под прямыми углами. Первый и второй продольные ребра 211а, 221а могут пересекать первый и второй поперечные ребра 211b, 221b под острыми углами или тупыми углами соответственно в зависимости от форм фотокаталитических фильтров от первого до третьего 101, 102, 103.
[00108] Ширины первого и второго продольных ребер 211а, 221а и первого и второго поперечных ребер 221а, 221b могут быть такими же, как расстояние между соседними фотокаталитическими фильтрами 101, 102, 103. Соответственно, фотокаталитические фильтры от первого до третьего 101, 102, 103 могут быть присоединены к первой раме 210 и второй раме по существу без зазоров между ними. Таким образом, структурная устойчивость может обеспечиваться, даже когда устройство для очистки текучей среды включает в себя множество фотокаталитических фильтров 101, 102, 103.
[00109] Кроме того, первое ребро 211а, 211b может иметь выступ на его верхнем конце, а второе ребро 221а, 221b может иметь выступ на его нижнем конце. Данные выступы служат, чтобы предотвращать фотокаталитические фильтры от первого до третьего 101, 102, 103 от выхода из рамы в направлении, в котором течет текучая среда.
[00110] Первое ребро 211а, 211b и второе ребро 221а, 221b могут быть оптически прозрачными, чтобы не блокировать свет, излучаемый из светоизлучающего диода. Здесь выражение "оптически прозрачный" включает в себя не только "способный пропускать свет в каждой полосе длин волн", но также "способный пропускать свет в конкретной полосе длин волн".
[00111] Вторая рама 220 может дополнительно включать в себя соединительную часть вспомогательного элемента 250 и усиливающий элемент 260. Соединительная часть вспомогательного элемента 250 может присоединяться к вспомогательному элементу блока источника света. Соединительная часть вспомогательного элемента 250 будет дополнительно описана ниже.
[00112] Усиливающий элемент 260 служит, чтобы улучшать структурную устойчивость второй рамы 220. Когда вторая рама 220 увеличивается в размере из-за увеличения числа фотокаталитических фильтров, обеспеченных в устройстве для очистки текучей среды, структурная жесткость второй рамы 220 может быть улучшена путем обеспечения усиливающего элемента 260 на второй раме 220.
[00113] Блок источника света может включать в себя опорные элементы источника света от первого до седьмого 320а-320g. Опорные элементы источника света от первого до седьмого 320а-320g могут быть расположены на одинаковом интервале, или расстояние между одними соседними опорными элементами источника света от первого до седьмого может отличаться от расстояния между другими соседними элементами. Например, опорные элементы источника света от первого до седьмого 320а-320g могут быть сгруппированы в пары или в тройки. В этом случае расстояние между первым опорным элементом источника света 320а и вторым опорным элементом источника света 320b может быть короче, чем расстояние между вторым опорным элементом источника света 320b и третьим опорным элементом источника света 320с.
[00114] Опорные элементы источника света от первого до седьмого 320а-320g могут быть расположены так, чтобы позволять достаточное облучение для активации фотокализатора, подаваемое к насколько можно большей площади каждого из фотокаталитических фильтров от первого до третьего 101, 102, 103.
[00115] Каждый из опорных элементов источника света от первого до седьмого 320а-320g может включать в себя множество светоизлучающих диодов. Например, четвертый опорный элемент источника света 320d может включать в себя светоизлучающие диоды от первого до пятого 311-315.
[00116] Светоизлучающие диоды от первого до пятого 311-315 отделены друг от друга. Здесь светоизлучающие диоды от первого до пятого 311-315 могут быть расположены с одинаковыми или разными интервалами. Например, среди светоизлучающих диодов, показанных на чертежах, первый светоизлучающий диод 311 и второй светоизлучающий диод 312 могут быть расположены относительно близко друг к другу, чтобы соответствовать первому фотокаталитическому фильтру 101. Соответственно, расстояние между вторым светоизлучающим диодом 312 и третьим светоизлучающим диодом 313 может быть относительно большим.
[00117] Светоизлучающие диоды от первого до пятого 311-315 могут быть расположены так, чтобы позволять достаточное облучение для активации фотокализатора, подаваемое к насколько можно большей площади каждого из фотокаталитических фильтров от первого до третьего 101, 102, 103.
[00118] В других вариантах осуществления опорные элементы источника света от первого до седьмого 320а-320g не обязательно обеспечиваются одинаковым числом светоизлучающих диодов. Например, четвертый опорный элемент источника света 320d может обеспечиваться пятью светоизлучающими диодами, тогда как третий опорный элемент источника света 320с может обеспечиваться только тремя светоизлучающими диодами.
[00119] Кроме того, светоизлучающие диоды, обеспеченные на опорных элементах источника света от первого до седьмого 320а-320g, не обязательно расположены в матрице. Например, множество светоизлучающих диодов также может быть расположено в форме зигзага.
[00120] Опорные элементы источника света от первого до седьмого 320а-320g и светоизлучающие диоды от первого до пятого 311-315 могут быть расположены в различных формах в зависимости от расположения фотокаталитических фильтров от первого до третьего 101, 102, 103.
[00121] Кроме того, опорные элементы источника света от первого до седьмого 320а-320g и светоизлучающие диоды от первого до пятого 311-315 могут быть расположены так, чтобы не закрываться первым ребром 211а, 211b и вторым ребром 221а, 221b. Например, в виде сверху, опорные элементы источника света от первого до седьмого 320а-320g могут быть расположены попеременно с первым поперечным ребром 211b и вторым поперечным ребром 221b так, чтобы не перекрывать первое поперечное ребро 211b и второе поперечное ребро 221b.
[00122] Каждый из опорных элементов источника света от первого до седьмого 320а-320g может включать в себя соединитель 318, расположенный на одной его стороне. Например, четвертый опорный элемент источника света 320d может включать в себя соединитель 318, расположенный на самой правой его стороне. Соединитель 318 может электрически присоединяться к светоизлучающим диодам от первого до пятого 311-315 через некоторое соединение. Данное соединение может располагаться внутри четвертого опорного элемента источника света 320d. Кроме того, соединитель может служить в качестве плацдарма, присоединяющего светоизлучающие диоды от первого до пятого 311-315 к внешнему источнику энергии или контроллеру.
[00123] В некоторых вариантах осуществления устройство для очистки текучей среды может включать в себя множество фотокаталитических фильтров. Так как множество фотокаталитических фильтров поддерживается первой рамой 210 и второй рамой 220, включающими ребра, устройство для очистки текучей среды может иметь структурную устойчивость. Кроме того, чтобы активировать множество фотокаталитических фильтров, блок источника света может включать в себя множество опорных элементов источника света и множество светоизлучающих диодов. Таким образом, могут быть активированы все фотокаталитические фильтры, включенные в устройство для очистки текучей среды.
[00124] Как описано выше, согласно этим вариантам осуществления настоящего изобретения устройство для очистки текучей среды может быть структурно устойчивым и высокоэффективным в очистке текучей среды, даже когда включает в себя множество фотокаталитических фильтров. Таким образом, устройство для очистки текучей среды согласно данным вариантам осуществления настоящего изобретения может применяться в крупномасштабных кондиционерах воздуха. Более конкретно, так как величина очистки текучей среды в единицу времени может увеличиваться путем расположения множества фотокаталитических фильтров в одной плоскости, устройство для очистки текучей среды согласно данным вариантам осуществления может применяться в крупномасштабных кондиционерах воздуха, требующих высокой скорости очистки текучей среды.
[00125] Керамический фотокаталитический фильтр может масштабироваться только до определенной степени. Это происходит потому, что большой фотокаталитический фильтр вероятно подвергается деформации во время его изготовления. Кроме того, увеличение толщины фотокаталитического фильтра, чтобы предотвратить деформацию фотокаталитического фильтра, может вызывать избыточно низкую величину потока текучей среды через фотокаталитический фильтр. Следовательно, могут быть ограничения в масштабировании фотокаталитического фильтра свыше определенной степени. Согласно описанным здесь вариантам осуществления, так как множество фотокаталитических фильтров может располагаться в одной плоскости, величина очистки текучей среды в единицу времени может увеличиваться без использования большого фотокаталитического фильтра.
[00126] Фиг.6 представляет собой покомпонентный вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно еще одному варианту осуществления.
[00127] На фиг.6 множество фотокаталитических фильтров 100 обеспечивается как в вышеописанном варианте осуществления. Однако каждый из фотокаталитических фильтров 100 имеет прямоугольную форму, вытянутую в одном направлении.
[00128] Кроме того, первая рама 210 и вторая рама 220 могут соответствовать по форме данным фотокаталитическим фильтрам 100. Более конкретно, первое ребро 211а первой рамы 210 и второе ребро 221 а второй рамы 220 могут быть организованы так, чтобы окружать каждый из прямоугольных фотокаталитических фильтров 100. В этом случае, каждый из первого ребра 211а и второго ребра 221а может включать в себя только поперечное ребро без ребра, пересекающего данное поперечное ребро.
[00129] В вышеописанных вариантах осуществления светоизлучающие диоды расположены так, чтобы освещать одну поверхность фотокаталитического фильтра. Однако будет понятно, что возможны другие исполнения и светоизлучающие диоды могут быть расположены различными другими способами по необходимости. Например, светоизлучающие диоды могут быть расположены так, чтобы освещать обе поверхности фотокаталитического фильтра.
[00130] Фиг.7А и 7В представляют собой виды в разрезе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[00131] На фиг.7А блок источника света включает в себя опорный элемент верхнего источника света 321 и опорный элемент нижнего источника света 322. Опорный элемент верхнего источника света 321 включает в себя светоизлучающие диоды от первого до пятого 311-315, а опорный элемент нижнего источника света 322 включает в себя светоизлучающие диоды от шестого до десятого 311´-315´. Светоизлучающие диоды от первого до пятого 311-315 могут быть расположены навстречу светоизлучающим диодам от шестого до десятого 311´-315´ соответственно. Однако будет понятно, что возможны другие исполнения и светоизлучающие диоды могут быть расположены разными другими способами.
[00132] На фиг.7В опорный элемент верхнего источника света 321 включает в себя первый, третий и пятый светоизлучающие диоды 311, 313, 315, а опорный элемент нижнего источника света 322 включает в себя второй и четвертый светоизлучающие диоды 312, 314. Первый, третий и пятый светоизлучающие диоды 311, 313, 315, и второй и четвертый светоизлучающие диоды 312, 314 попеременно расположены так, чтобы не перекрывать один другого в виде сверху.
[00133] Когда блок источника света включает в себя опорный элемент верхнего источника света 321 и опорный элемент нижнего источника света 322, как показано на фиг.7А и фиг.7В, могут освещаться обе поверхности фотокаталитического фильтра 100. Соответственно, фотокаталитический фильтр 100 может освещаться на большей площади. В результате, большее количество фотокатализатора может активироваться, позволяя улучшение мощности очистки текучей среды в единицу времени.
[00134] Фиг.8А представляет собой вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, а фиг.8b представляет собой покомпонентный вид в перспективе устройства для очистки текучей среды на фиг.8а. Фиг.8С представляет собой вид в разрезе устройства для очистки текучей среды, взятом вдоль линии III-III´ на фиг.8а.
[00135] На фиг.8А-8С блок источника света дополнительно включает в себя вспомогательный элемент 330, присоединенный к множеству опорных элементов источника света 320.
[00136] Вспомогательный элемент 330 может присоединяться и к множеству опорных элементов 320, и ко второй раме 220. Более конкретно, вспомогательный элемент 330 может присоединяться ко второй раме 220 посредством соединительной части вспомогательного элемента 250, обеспеченной ко второй раме 220. Соединительная часть вспомогательного элемента 250 может использовать любой подходящий способ соединения без ограничения.
[00137] Когда вспомогательный элемент 330 присоединяется ко второй раме 220 посредством соединительной части вспомогательного элемента 250, соединительный элемент, присоединяющий вторую раму 220 к опорному элементу источника света 320, может быть опущен. Более конкретно, опорный элемент источника света 320 может быть расположен в устройстве для очистки текучей среды путем присоединения опорного элемента источника света 320 к вспомогательному элементу 330 и путем присоединения вспомогательного элемента 330 ко второй раме 220.
[00138] Соединение между опорным элементом источника света 320 и вспомогательным элементом 330 может выполняться с помощью любого подходящего способа соединения без ограничения. Например, соединение между опорным элементом источника света 320 и вспомогательным элементом 330 может выполняться с помощью клея. Альтернативно, соединение между опорным элементом источника света 320 и вспомогательным элементом 330 может выполняться путем винтового соединения, соединения клеммами или подобного.
[00139] Опорный элемент источника света 320 может съемным образом присоединяться к вспомогательному элементу 330. Соответственно, когда происходит проблема в определенном опорном элементе источника света 320, можно заменить только проблемный опорный элемент источника света 320.
[00140] Структурная устойчивость устройства для очистки текучей среды может быть улучшена путем обеспечения множества опорных элементов источника света 320 для устройства для очистки текучей среды посредством вспомогательного элемента 330. Если опорные элементы источника света 320 индивидуально присоединяются ко второй раме 220, число соединительных элементов и выступов для присоединения опорных элементов источника света 320 ко второй раме 220 увеличивается экспоненциально с увеличением числа опорных элементов источника света 320. Увеличенное число выступов второй рамы 220 может вызывать ухудшение жесткости второй рамы 220.
[00141] Согласно этому варианту осуществления, так как множество опорных элементов источника света 320 расположено на одном вспомогательном элементе 330, который, в свою очередь, присоединен ко второй раме 220, можно предотвращать ухудшение жесткости второй рамы 220, даже когда число опорных элементов источника света 320 увеличено.
[00142] Таким образом, согласно этому варианту осуществления большое число опорных элементов источника света 320 и светоизлучающих диодов 310 может быть расположено в устройстве для очистки текучей среды, позволяя легкое масштабирование устройства для очистки текучей среды.
[00143] Кроме того, когда вспомогательный элемент 330 включает в себя металл, вспомогательный элемент 330 имеет высокую теплопроводность и, таким образом, может рассеивать тепло, генерируемое из светоизлучающих диодов 310 и опорных элементов источника света 320.
[00144] Фиг.9 и фиг.10 представляют собой виды в разрезе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления.
[00145] На фиг.9 вторая рама 220 присоединяется к опорному элементу источника света 320 через соединительный элемент 240. Соединительный элемент 240 может присоединять вторую раму 220 к опорному элементу источника света 320 путем винтового соединения.
[00146] Кроме того, пользователь может регулировать расстояние между светоизлучающим диодом 310 и фотокаталитическим фильтром 100 путем манипуляции соединительным элементом 240.
[00147] На фиг.10 устройство для очистки текучей среды может дополнительно включать в себя отражающий элемент 270, сформированный на внутренней стенке первой рамы 210 и второй рамы 220. Отражающий элемент 270 отражает свет, излучаемый из светоизлучающего диода 310, к фотокаталитическому фильтру 100. Соответственно, излучение, поступающее на фотокаталитический фильтр 100, может быть увеличено, позволяя увеличивать фотокаталитическую активность.
[00148] Фиг.11 представляет собой вид в перспективе фотокаталитического фильтра согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[00149] В этом варианте осуществления фотокаталитический фильтр 100 может иметь кубовидную форму, имеющую относительно широкие верхнюю и нижнюю поверхности.
[00150] Фотокаталитический фильтр 100 может быть организован так, чтобы максимизировать площадь контакта между фотокаталитическим фильтром 100 и воздухом. Например, фотокаталитический фильтр 100 согласно этому варианту осуществления может быть обеспечен в форме решетки, имеющей ячейки, обеспеченные множеством вертикальных отверстий 110, образованных сквозь фотокаталитический фильтр 100 соответственно. Однако будет понятно, что возможны другие исполнения и фотокаталитический фильтр 100 может быть обеспечен в любой другой форме, которая может увеличивать площадь контакта между фотокаталитическим фильтром 100 и воздухом.
[00151] Например, фотокаталитический фильтр 100 может иметь множество пор, образованных в нем, вместо вертикальных отверстий 110, образованных сквозь него. Фотокаталитический фильтр 100 может включать в себя спеченные шарики, покрытые фотокаталитическим материалом. Поры находятся между шариками, максимизируя площадь контакта между фотокаталитическим фильтром 100 и воздухом.
[00152] Фотокаталитический фильтр 100 включает в себя фотокатализатор, который может очищать воздух путем реакции со светом, излучаемым из блока источника света. Детали реакции фотокатализатора описаны выше.
[00153] Фотокаталитический материал может включать в себя, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы из диоксида титана (ТiО2), оксида циркония (ZrО2), оксида цинка (ZnО), оксида вольфрама (WО3) и оксида олова (SnО2). Так как дырки и электроны, генерируемые на поверхности фотокатализатора, рекомбинируют с очень высокой скоростью, применение фотокатализатора в фотохимической реакции может быть ограничено. Соответственно, в вариантах осуществления настоящего изобретения металл, такой как Рt, Ni, Mn, Ag, W, Cr, Mo или Zn, или его оксид может добавляться к фотокатализатору, чтобы замедлять рекомбинацию электрон-дырочных пар. Замедление рекомбинации электрон-дырочных пар может увеличивать возможность контакта с целевым материалом, окисляемым и/или разлагаемым, позволяя увеличивать реакционную способность. Кроме того, добавление оксида позволяет подстраивать энергию запрещенной зоны фотокатализатора, улучшая производительность фотокатализатора. Фотокаталитическая реакция, описанная выше, может позволять стерилизацию, очистку и дезодорирование воздуха. В частности, в отношении стерилизации, фотокаталитическая реакция обеспечивает стерилизацию или антибактериальную активность путем разрушения энзимов в клетках бактерий и энзимов, действующих на респираторную систему, и, таким образом, может предотвращать рост бактерий или грибков, разрушая выделяемые ими токсины.
[00154] В некоторых вариантах осуществления оксид титана (ТiО2) может применяться в качестве фотокатализатора. Принимая УФ свет, оксид титана генерирует пероксидные радикалы, которые могут разлагать органические вещества на воду и диоксид углерода, которые безвредны. В частности, наночастицы оксида титана могут генерировать большое количество пероксидных радикалов даже при относительно слабом УФ облучении. Таким образом, оксид титана имеет хорошую способность разлагать органические вещества, имеет высокую долговечность и стабильность даже при изменении окружающей среды и обеспечивает полупостоянные эффекты. Кроме того, большое количество пероксидных радикалов, генерируемых оксидом титана, может удалять или дезодорировать различные вещества, такие как бактерии, в добавление к органическим веществам.
[00155] В других вариантах осуществления фотокатализатор пригоден полупостоянно и обеспечивает полупостоянные эффекты, пока фотокатализатор освещается надлежащим образом, так как фотокатализатор действует именно как катализатор и сам фотокатализатор не изменяется.
[00156] Подложка или шарики, которые покрыты фотокаталитическим материалом, могут включать в себя материал, выбранный из группы из оксида алюминия (Аl2О3), оксида кремния (SiО2), оксида циркония (ZrО2), нитрида кремния (Si3N4), карбида кремния (SiС) и их комбинаций.
[00157] Кроме того, фотокаталитический фильтр 100 может дополнительно включать в себя адсорбент для физической адсорбции на его поверхности. Адсорбент может быть пористым материалом, таким как цеолит. Так как адсорбент используется вместе с фотокаталитическим материалом, примеси, пристающие к адсорбенту, могут также удаляться фотокаталитическим материалом. Соответственно, даже когда фотокаталитический фильтр 100 используется в течение длительного времени, адсорбент может избегать существенного ухудшения.
[00158] Фиг.12 представляет собой вид в перспективе устройства для очистки текучей среды согласно другому варианту осуществления.
[00159] На фиг.12 устройство для очистки текучей среды дополнительно включает в себя вентилятор 400. Вентилятор 400 может выгодно применяться, в частности, когда текучая среда, очищаемая устройством для очистки текучей среды, имеет газовую фазу. Вентилятор 400 служит, чтобы ускорять течение текучей среды, увеличивая объем текучей среды, протекающей в устройство для очистки текучей среды в единицу времени. В результате, объем текучей среды, очищаемой устройством для очистки текучей среды, в единицу времени может быть увеличен.
[00160] Хотя вентилятор 400 показан, как имеющий один блок источника света 300 и один фотокаталитический фильтр 100, расположенный перед вентилятором 400, как показано на фиг.12, будет понятно, что возможны другие исполнения и, альтернативно, устройство для очистки текучей среды может включать в себя множество блоков источника света 300 и множество фотокаталитических фильтров 100, где блоки источника света 300 и фотокаталитические фильтры 100 могут быть расположены один за другим впереди вентилятора 400. Таким образом, можно предотвращать снижение степени очистки текучей среды с помощью устройства для очистки текучей среды, даже когда объем текучей среды, текущей в устройство для очистки текучей среды в единицу времени, увеличивается.
[00161] Фиг.13 и фиг.14 представляют собой графики, показывающие выполнение очистки устройством для очистки текучей среды согласно вышеописанным вариантам осуществления в зависимости от расстояния между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром.
[00162] Экспериментальные данные, показанные на фиг.13 и фиг.14, были получены с использованием одного фотокаталитического фильтра и одного светоизлучающего диода согласно вышеописанным вариантам осуществления. Более конкретно, фотокаталитический фильтр имел размер 33 мм×33 мм×10 мм (длина×ширина×толщина), а светоизлучающий диод излучал свет, имеющий длину волны приблизительно 365 нм, при токе 300 мА. Вентилятор был помещен сзади светоизлучающего диода, чтобы направлять текучую среду в фотокаталитический фильтр. Вентилятор был установлен так, чтобы направлять текучую среду в фотокаталитический фильтр со скоростью 0,12 м3/мин при возбуждающем напряжении 12 В.
[00163] Фиг.13 и фиг.14 показывают данные о том, как много газообразного ацетальдегида (10 ч/млн) может очищаться в течение 180 минут, когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром устанавливали 10 мм, 20 мм, 30 мм и 40 мм.
[00164] Экспериментальные результаты показывают, что приблизительно 32,1% ацетальдегида могло удаляться приблизительно за 3 часа, когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром устанавливали 10 мм, и приблизительно 35,3% ацетальдегида могло удаляться приблизительно за 3 часа, когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром устанавливали 20 мм. Кроме того, приблизительно 30,5% ацетальдегида могло удаляться приблизительно за 3 часа, когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром устанавливали 30 мм, и приблизительно 28,0% ацетальдегида могло удаляться приблизительно за 3 часа, когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром устанавливали 40 мм.
[00165] Считается, что эти экспериментальные результаты наблюдаются вследствие того факта, что достаточное облучение, чтобы активировать фотокаталитический фильтр, может подаваться на максимальную площадь облучения фотокаталитического фильтра, когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром составляет 20 мм. Облучение и область освещения, зависящие от расстояния между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром, показаны в таблице 1.
ТАБЛИЦА 1
Расстояние
Диаметр области освещения
Площадь области освещения
Облучение
9,42 см2
21,72 мВт/см2
37,68 см2
20,23 мВт/см2
84,78 см2
15,52 мВт/см2
150,71 см2
11,81 мВт/см2
[00166] Как показано в таблице 1, когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром устанавливали приблизительно 20 мм, можно быть обеспечить достаточное облучение (приблизительно 20,23 мВт/см2), чтобы активировать фотокаталитический фильтр. Когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром устанавливали приблизительно 10 мм, облучение, подаваемое на фотокаталитический фильтр, было больше, чем когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром устанавливали приблизительно 20 мм, но область освещения снижалась до 1/4 от той, когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром устанавливали приблизительно 20 мм. Следовательно, достаточное облучение, чтобы активировать фотокаталитический фильтр, может подаваться на максимальной площади освещения фотокаталитического фильтра, когда расстояние между светоизлучающим диодом и фотокаталитическим фильтром составляет приблизительно 20 мм, как показано на фиг.13 и фиг.14, на основании различий в эффективности удаления альдегида.