一种用于清洁流体，特别是空气的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于清洁流体特别是空气的设备，包括流体的贯通通道、辐射源装置和光催化装置，其中所述辐射源装置发射电磁辐射，其中为了产生光催化反应，可以将所述光催化装置暴露于至少部分所述电磁辐射，其中提供传感器装置以检测所述电磁辐射的辐射参数的至少一种变化，其中控制装置通过信号连接到所述传感器装置，并且在所述辐射参数与设定点/阈值或设定点/阈值范围偏离的情况下，可以通过控制装置调整所述辐射源装置的至少一个控制参数。数。数。

【技术实现步骤摘要】
一种用于清洁流体，特别是空气的设备


[0001]本专利技术涉及一种用于清洁流体，特别是空气的设备，包括流体的贯通通道、辐射源装置和光催化装置，所述辐射源装置发射电磁辐射，所述光催化装置可以暴露于至少部分所述电磁辐射以产生光催化反应。

技术介绍

[0002]这种流体有利地是气体、液体、固体和微生物的混合物。特别地这种流体是空气。空气中存在的微生物，如病毒、细菌、酵母菌和霉菌，会危害人类健康、污染原材料和破坏食物。因此，提供一种能够清洁流体，特别是空气，并去除所述微生物，例如病毒、细菌、酵母菌和霉菌的设备是有利的。此外，空气中可能含有会留下难闻气味的气体、液体和固体。例如，这可能发生在洗碗机和冰箱等家用电器中。
[0003]空气的相应净化可以通过光催化装置进行，光催化装置暴露于电磁辐射以产生光催化反应。放射源装置通常具有有限的使用寿命。此外，对大多数辐射源的而言，有效性或(功率强度)输出随着操作时间的增加而降低。因此，经常需要更换用于清洁流体的设备或仅更换辐射源装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题在于提供一种用于清洁流体、特别是空气的设备，其克服了前述提到的缺点。此外，本专利技术所解决的问题是提供一种用于控制清洁流体特别是空气的设备的方法，该方法克服了前述提到的缺点。最后，本专利技术所解决的问题是提供一种家用电器，该家用电器包括用于清洁流体特别是空气的设备，其克服了前述提到的缺点。
[0005]本专利技术解决的问题由权利要求1、12和13的主题解决。从属权利要求包括优选实施例。
[0006]根据本专利技术，提供了一种用于清洁流体，特别是空气的设备，包括流体的贯通通道、辐射源装置和光催化装置，辐射源装置发射电磁辐射，光催化装置可以暴露于至少部分所述电磁辐射以产生光催化反应，该设备设有传感器装置以检测所述电磁辐射的辐射参数的至少一个变化，控制装置通过信号与所述传感器装置连接，在所述辐射参数偏离设定点/阈值或设定点/阈值范围的情况下，可以通过所述控制装置调整所述辐射源装置的至少一个控制参数。
[0007]所述控制装置有利地将从传感器装置接收的数据与设定点/阈值或设定点/阈值范围进行比较。在偏离设定点/阈值或设定点/阈值范围或低于或超过所述值或范围的情况下，控制装置相应地控制辐射源装置以调整相应的控制参数。也可以设想检测多个辐射参数的变化。
[0008]根据优选实施例，所述光催化装置包括至少一种光催化材料。所述光催化装置优选包括光催化表面，该光催化表面包括至少一种光催化材料。光催化材料优选集成在光催化表面中。优选地，至少光催化表面至少部分地由至少一种光催化材料组成。所述光催化装
置的光催化表面有利地包括由光催化材料制成的部分。优选地，至少光催化装置的光催化表面完全由光催化材料组成。所述光催化表面优选地暴露于来自辐射源装置的电磁辐射。
[0009]所述光催化装置的光催化材料优选为半导体。半导体通常由所谓的能带模型描述并且包括导带和价带，它们通过所谓的带隙在能量上彼此分离。带隙的大小随相应的单个半导体材料而变化。根据费米分布，价带和导带被电子占据。因此，在绝对零时，价带被占据而导带未被占据。如果光子的能量大于或等于带隙的能量差，则该入射光子可以产生电子
‑
空穴对。由于导带中的移动电子，化学或光催化反应有利地以空气或流体粒子的还原的形式在光催化材料中发生。这种粒子可以优选是分子、离子或原子。这种还原已经可以改变某些成分的化学性质，使它们不再产生令人不快的气味，或者可以更容易地去除，例如通过洗除。此外，化学或光催化反应会产生自由基。自由基是具有不成对电子的分子、离子或原子，具有高度反应性。这些自由基可以有利地与空气中不需要的微生物和气体分别发生反应并杀死它们，将它们转化为其他气体。因此，空气中会引起难闻气味的不需要的微生物和不需要的气体被清除。
[0010]根据优选实施例，所述光催化材料是氧化钛(IV)、二氧化钛、TiO2。所述辐射源装置优选地发射波长小于400nm的电磁辐射。辐射源装置有利地发射UV辐射。优选以UV辐射的形式发射的电磁辐射，撞击光催化装置或光催化表面并引起上述光催化反应。在有利地使用二氧化钛的情况下，用UV辐射照射时产生电子
‑
空穴对和发生所述化学或光催化反应。通过UV辐射辐照，二氧化钛可以通过还原空气中的氧气并将杂质氧化(矿化)成环境友好的最终产品，从而优选地去除空气和水中的天然和人工杂质。此外，由于吸收UV辐射，二氧化钛的表面可以有利地变得超亲水。所述辐射源装置有利地发射波长在380nm至315nm范围内的电磁辐射。这种辐射也称为所谓的UV
‑
A辐射。然而，也可以设想使用UV
‑
B辐射(315nm
‑
280nm)和UV
‑
C辐射(280nm
‑
100nm)。在有利地使用UV
‑
C辐射的情况下，这种辐射已经对流体产生了相应的影响。特别是短波UV辐射具有很强的杀菌作用。所述短波UV辐射被微生物的DNA吸收并在那破坏其结构。活细胞以这种方式被灭活。然而，UV
‑
C辐射的辐射源相对昂贵。
[0011]根据另一有利实施例，所述辐射源装置包括至少一个辐射源。至少一个辐射源优选地是发光二极管LED。至少一个辐射源优选地是UV LED。
[0012]根据另一个有利的实施例，用于清洁流体的设备的效率(η
tot
)是包括光学或几何效率(η
opt
)辐射源装置的效率(η
Rs
)和光催化装置效率(η
Pc
)的乘积：η
tot
＝η
Rs
(t)
·
η
opt
·
η
Pc
[0013]所述光学或几何效率描述了撞击光催化表面并因此可以引起光催化反应的发射的电磁辐射的比例。光催化装置的效率(η
Pc
)描述了影响光催化表面对电磁辐射吸收的材料相关条件。例如，一部分电磁辐射在光催化表面上被反射。因此，这部分不被吸收并且不会有助于光催化反应的形成。
[0014]辐射源装置的效率(η
Rs
)包括辐射源发射的辐射功率或辐射通量。在大多数辐射源的情况下，特别是在优选的UV LED的情况下，辐射功率随着运行时间的增加而降低。UV LED的使用寿命优选地是辐射功率下降到大约初始值的50％的时间。其老化优选是近似线性的。该使用寿命取决于相关的半导体材料和工作条件，例如温度和工作电流。通常，LED的老化主要是由于热影响导致晶体缺陷的扩大。因此，所述辐射源装置的效率(η
Rs
(t))与时间有关。因此，所述辐射参数优选地是辐射源装置的辐射功率。辐射源装置的总辐射功率(P
Tot
)
是辐射源数量(N)与单个辐射源的辐射功率(P
N
)的乘积：P
Tot
＝N
·...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于清洁流体，特别是空气的设备(1)，包括流体的贯通通道(2)、辐射源装置(3)和光催化装置(4)，所述辐射源装置(3)发射电磁辐射(5)，所述光催化装置(4)可以暴露于至少部分所述电磁辐射(5)以产生光催化反应，其特征在于，设有传感器装置(6)以检测所述电磁辐射(5)的辐射参数的至少一个变化，控制装置(7)通过信号连接到所述传感器装置(6)，在所述辐射参数偏离设定点/阈值或设定点/阈值范围(11)的情况下，可以通过所述控制装置(7)调整所述辐射源装置(3)的至少一个控制参数。2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述光催化装置(4)包括光催化表面(4a)，所述光催化表面(4a)包括至少一种光催化材料，所述光催化材料为半导体，所述光催化材料为氧化钛(IV)，TiO2；所述辐射源装置(3)发射波长小于400nm的电磁辐射(5)，所述辐射源装置(3)发射波长范围为380nm至315nm的电磁辐射。3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，所述辐射源装置(3)包括至少一个辐射源(8)，所述至少一个辐射源(8)是发光二极管(LED)，所述用于清洁流体的设备(1)的效率(η
tot
)是包括光学或几何效率(η
opt
)、辐射源装置(3)的效率(η
Rs
)和光催化装置(4)的效率(η
Pc
)的乘积；所述辐射源装置(3)可以发射具有最佳辐射参数的电磁辐射(5)，通过运行第一数量(N1)的辐射源(8)发射所述最佳辐射参数，所述第一数量(N1)的辐射源(8)在最大工作电流(I
max
)下运行。4.根据权利要求3所述的设备(1)，其特征在于，所述辐射源装置(3)包括总数(N
tot
)的辐射源(8)，所述辐射源装置(3)中的辐射源(8)的总数(N
tot
)大于或等于2，所述辐射源装置(3)中辐射源(8)的总数(N
tot
)大于所述第一数量(N1)。5.根据权利要求3至4中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述至少一个控制参数是工作电流(I
O
)，至少在第一运行状态下，所述工作电流(I
O
)小于所述最大工作电流(I
max
)；所述辐射源(8)的运行数量(N
O
)对应于辐射源(8)的总数(N
tot
)，在辐射参数以低于阈值(11)的形式偏离设定值范围的情况下，可以通过控制装置(7)增加运行的辐射源(8)的工作电流(I
O
)。6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备(1)，其特征在于，至少一个控制参数是辐射源(8)的运行数量(N
O
)，至少在第一运行状态下，所述辐射源(8)的运行数量(N
O
)小于辐射源(8)的总数(N
tot
)，在辐射参数以低于阈值(11)的形式偏离设定值范围的情况下，可以通过控制装置(7)增加所述辐射源(8)的运行数量(N
O
)。7.根据权利要求3至6中任一项所述的设备(1)，其特征在于，以辐射源(8)的运行数量(N
O
)和工作电流(I
O
)的形式提供两个控制参数，至少在第一运行状态下，所述辐射源(8)的运行数量(N
O
)小于辐射源(8)的总数(N
tot
)，至少在第一运行状态下，所述工作电流(I
O
)小于最大工作电流(I
ma...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼弗雷迪，
申请(专利权)人：emz汉拿两合有限公司，
类型：发明
国别省市：