空气处理系统的制作方法_3

文档序号:8384755阅读:来源:国知局
臭氧可产生“自由”浮动羟基(0H-),该羟基可攻击正在处理的在房间内的有机物(例如,还包括人类免疫系统)。而且,在一些实施方式中,在本文中由空气处理系统提供的光催化氧化能够杀灭、矿化和/或氧化小颗粒,例如,病毒和V0C,小颗粒具有甚至HEPA滤波器都不能去除的尺寸。
[0046]此外,在一些实施方式中,本公开的光催化反应室可自动清洗。例如,在一些实施方式中,杀灭和/或矿化细菌、霉菌、真菌、芽孢、真菌毒素、病毒、过敏原、其他相似的有机微生物或药剂以及氧化挥发性有机化合物(VOC)的反应副产物通常可包括二氧化碳和/或水蒸气。可通过介质释放这种反应副产物。因此,反应副产物通常可不在光催化介质上堆积。因此,在一些实施方式中,可减少和/或消除替更换催化介质的需要或频率。
[0047]在一些实施方式中,光催化介质的可包括介质衬底,所述介质衬底涂有包括光催化物质的微孔纳米颗粒薄膜。该介质衬底与光催化物质不发生反应,从而导致在每个介质衬底上形成光催化物质,作为纳米颗粒结构,而非作为仅仅封闭的填充层。根据各种实例,介质衬底可包括玻璃型材料、波拉石英玻璃、陶瓷材料、金属材料、塑料等。在这方面,通常可与应用于其中的光催化物质发生反应的材料可在使材料涂有光催化物质之前预先涂有另一种物质,所述另一种物质使这些材料与光催化物质不发生反应。而且,可设置具有各种形状和配置的介质衬底,例如,该衬底可被设置较高的表面区域,同时允许充足的气流流过光催化反应室。例如,可设置具有圆柱形、球形、管状、环形、多面体或其他合适的形状的介质衬底。
[0048]根据一个实施方式,光催化物质可包括T12,并且光源可发射波长小于大约400nm的紫外光。在进一步的实施方式中,光催化物质可包括ZnO和评03中的至少一个,并且光源可发射在可见光谱中的光。发出活化波长(activating wavelength)中的光的任何合适的光源可与本公开结合使用,包括但不限于荧光光源、白炽光源、LED光源等。可利用各种附加/替换的光催化物质,在使用具有合适波长的光照射时,这些光催化物质可生成羟基,羟基能够杀灭和/或矿化细菌、霉菌、真菌、芽孢、真菌毒素、病毒、过敏原、其他相似的有机微生物或药剂以及氧化挥发性有机化合物(VOC)。
[0049]在一些实施方式中,光催化介质可包括单个光催化物质(例如,T12, ZnO, WO3)和/或可包括光催化物质的组合。而且,在一些实施方式中,光催化介质可包括一个或多个增强物质。例如,增强物质可增大光催化反应的反应速率,这可增大可生成的和/或可用于氧化反应的羟基的数量。
[0050]如上文所一般描述的,在一些实施方式中,介质衬底可涂有包括光催化物质的微孔纳米颗粒薄膜。可在介质衬底上涂覆光催化物质,以根据任何合适的技术提供微孔纳米颗粒薄膜,例如,在Anderson等人的于1991年4月9日发行的美国专利号5,006,248、Anderson等人的于1991年7月30日发行的美国专利号5,035,784、以及Anderson等人的于1993年7月13日发行的美国专利号5,227,342中,公开了这些技术的实例,所有这些的全部公开内容都以引用的方式并入本文中。
[0051]在一个实施方式中,在涂有光催化物质的介质衬底暴露到活化光(例如,在涂有打02的介质的情况下,例如,是波长通常小于大约400nm的紫外光,或者在涂有ZnO和/或胃03的介质的情况下,是可见光)中时,在介质衬底上提供作为微孔纳米颗粒薄膜的光催化物质,可大幅增大反应位点(react1n site)的数量,这些反应位点可用于由作为一部分光催化反应产生的羟基(0H-)杀灭、矿化和/或氧化的细菌、霉菌、真菌、芽孢、真菌毒素、病毒、过敏原、其他相似的有机微生物和/或药剂以及V0C。通过大幅增大可使用的反应位点的数量并且增大发生的这种氧化反应的数量,可大幅提高用于通过杀灭、矿化和/或氧化细菌、霉菌、真菌、芽孢、真菌毒素、病毒、过敏原、其他相似的有机微生物和/或药剂以及VOC来处理空气的效率。
[0052]除了 /作为增大反应位点的数量的替代,在一些实施方式中,在介质衬底上提供作为微孔纳米颗粒薄膜的光催化物质,可在光催化物质与介质衬底之间产生比较持久和/或永久的结合。由于掺杂剂与光催化物质(例如,在一些实施方式中,这可包括在一个或多个上述美国专利中描述的技术)的产生(product1n)相结合使用的结果,所以在光催化物质与介质衬底之间可至少部分实现结合(bond,粘结),这可防止和/或减少光催化物质(例如,Ti02、Zn0、W03)迁移和聚集起来(例如,在涂覆工艺期间)。光催化物质通常可能无法从介质衬底脱层(delaminate,剥离)。在某些情况下,利用光催化氧化技术提供显著优于其他涂覆T12的滤波器和/或装置,例如,可经历脱层和可能需要替换。
[0053]在一个实施方式中,并且也参照图6到图10,光催化反应室可包括可拆除反应室盒。例如,光源和多个光催化介质的至少一部分可至少部分容纳在反应室盒内。例如,光催化反应室40可包括可拆除反应室盒50。光源52可至少部分布置在可拆除反应室盒50内。虽然光源52被示出为荧光管型光源,但是由于可适当地使用其他合适的光源配置,所以这种描述仅仅旨在用于说明目的。可拆除反应室盒50可附加提供一个或多个连接功能(connect1n feature) 54,例如,可提供可拆除反应室盒(例如,包括光源52)和与空气处理设备10相关的一个或多个电源和/或控制电路之间的电和/或机械连接。如图9中所示,至少部分光源52可至少部分由多个光催化介质56的至少一部分包围。
[0054]在一个实施方式中,可拆除反应室盒50可被配置为与壳体12可释放地耦接。例如,至少一部分可拆除反应室盒50可被收容在壳体12的壳体内部36、38内。而且,可拆除反应室盒50与壳体12可释放地耦接,例如,通过一个或多个弹簧闩锁58或者其他合适的保持功能(例如,卡扣配合、螺钉、夹具等)。在一个实施方式中,可拆除反应室盒50与壳体12可释放地耦接,有助于使用者除去和/或替换可拆除反应室盒50。例如,在一个实施方式中,期望定期(例如,一年一次、几年一次或者通过其他合适的间隔)更换一个或多个光源和光催化介质,以保持光催化反应的有用空气处理性能。可拆除反应室盒50可允许容易地更换均可包含在可拆除反应室盒50内的光催化介质和光源。
[0055]也参照图11,空气处理设备10可包括一个或多个控制系统(例如,控制系统60)。控制系统60可耦接用于控制鼓风机44和可拆除反应室盒50 (例如,在可拆除反应室盒50内包含的光源52)中的一个或多个的操作,和/或提供其他控制功能。例如,如上所述,在一些实施方式中,期望以周期性的间隔更换可拆除反应室盒。在一个实施方式中,更换周期(例如,在盒更换之间的时间)可根据各种因素而变化,例如,光源类型、使用频率以及其他因素。例如,在各种示例实施方式中,可拆除反应室盒50可具有一年更换周期、两年更换周期、五年更换周期或其他合适的更换周期。在示例实施方式中,其中更换周期可为12个月周期,控制系统60可监控使用传感器/定时器(例如,可包括与可拆除反应室盒50相关联的传感器和/或可与控制系统60和/或可拆除反应室盒50相关联的使用定时器)。在检测11个月的操作(和/或其他合适的间距)时,控制系统60可激活指示灯,警示使用者到了安排更换可拆除反应室盒(即,可包括光源和光催化介质)的时间。在更换可拆除反应室盒时,使用定时器可开始测量新的可拆除反应室盒的使用,并且可累积空气处理设备操作时的时间。
[0056]在一些实施方式中,鼓风机44能够操作在多种速度(例如,高速和低速),这可提供相对气流。在一个实施方式中,可通过控制系统60控制鼓风机44的速度。例如,控制系统60可允许空气处理设备10的使用者手动选择不同的鼓风机速度。而且,在一个实施方式中,控制系统60可提供自动鼓风机速度控制。响应于接收的用于自动鼓风机速度控制的输入(例如,通过合适的用户界面),控制系统60可将鼓风机44操作在第一鼓风机速度(例如,高鼓风机速度),直到在房间内具有期望的预设条件(例如,环境亮度级、室内的温度等)。响应于检测的预设条件,控制系统60可自动切换以将鼓风机44操作在第二鼓风机速度(例如,低鼓风机速度)。在其中预设条件可为由控制系统60测量的暗度等级(例如,亮度级)的一个实施方式中,由控制系统60提供的自动鼓风机速度控制可允许空气处理设备10在夜间时间操作在相对安静的噪声级(noise level)(例如,可由更低的鼓风机速度提供)。
[0057]通过与基于预设条件的鼓风机速度的自动控制相似的方式,控制系统60可
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