УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ВОЗДУХА, ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СВЕТИЛЬНИК Российский патент 2018 года по МПК F21K99/00 A61L9/20 F21Y101/00 F21Y113/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к устройству очистки воздуха. Изобретение дополнительно относится к осветительным устройствам, содержащим устройство очистки воздуха, и к светильникам, содержащим осветительное устройство.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Опубликованная патентная заявка WO2014/097089, которая включена сюда посредством ссылки, раскрывает осветительный блок и светильник для освещения и для очистки воздуха. Осветительный блок содержит фотокаталитический объем, через который при использовании течет воздух. Фотокаталитический объем содержит фотокаталитический материал, который способен быть катализатором в фотохимических реакциях между газами в воздушном потоке под действием света, падающего на материал. Осветительный блок, по меньшей мере, включает в себя твердотельный излучатель света, который излучает свет в направлении фотокаталитического объема и излучаемый свет, по меньшей мере, содержит свет, который способствует фотохимическим реакциям между газами в воздушном потоке.

Фотокаталитический объем осветительного блока в цитируемом документе включает в себя открытые пространства, такие как поры или отверстия, через которые может течь воздушный поток от одной стороны фотокаталитического объема к другой стороне фотокаталитического объема. Во многих случаях типичного использования может оказаться, что внутри этих открытых пространств, или на окнах входа открытых пространств, начинают расти колонии бактерий, поскольку такие бактерии заносятся из окружающей среды на поверхности фотокаталитического объема воздушным потоком, поскольку в осветительном блоке для размножения таких бактерий довольно часто наличествуют относительно хорошие климатические условия. При относительно влажных и/или теплых климатических условиях, вода может конденсироваться на осветительном блоке и затем вода и относительно высокая температура обеспечивают очень хорошие климатические условия для роста бактерий. Если образуется слишком много колоний бактерий, эффективная очистка воздуха более невозможна, потому что фотокаталитический объем может стать менее проницаемым для воздуха, и бактерии или остатки бактерий могут привнести нежелательные соединения (в газовой фазе) в воздух, который проходит через фотокаталитический объем. Кроме того, большое количество колоний бактерий может создать риск для здоровья, потому что газы, выделяемые бактериями или остатками, могут быть ядовитыми и/или больше бактерий может присутствовать в потоке воздуха, который выходит из осветительного блока цитируемой патентной заявки, чем присутствует в потоке, который поступает в осветительный блок.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача изобретения состоит в предоставлении устройства для очистки воздуха, которое является более безопасным, чем известные устройства для очистки воздуха.

В первом аспекте изобретение относится к устройству очистки воздуха. Во втором аспекте изобретение относится к осветительному устройству. В третьем аспекте изобретение относится к светильнику. Предпочтительные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Устройство очистки воздуха для очистки воздуха в соответствии с одним из аспектов изобретения содержит впуск воздуха, выпуск воздуха, фотокаталитический объем, первый твердотельный излучатель света и второй твердотельный излучатель света. Впуск воздуха предназначен для приема воздушного потока. Фотокаталитический объем содержит фотокаталитический материал и выполнен с возможностью позволить воздуху проходить через фотокаталитический объем таким образом, что, по меньшей мере, часть воздуха, протекающего через фотокаталитический объем, контактирует с фотокаталитическим материалом. Фотокаталитический объем расположен между впуском воздуха и выпуском воздуха с тем, чтобы гарантировать, что, при использовании, по меньшей мере, часть воздушного потока, принятого впуском воздуха, проходила через фотокаталитический объем. Фотокаталитический материал под действием УФ-излучения способен быть катализатором в фотохимических реакциях между газами в воздухе, проходящем через фотокаталитический объем. Первый твердотельный излучатель света выполнен с возможностью излучения УФ света и выполнен с возможностью излучения УФ света в направлении фотокаталитического объема для активации фотокаталитического материала с тем, чтобы действовать в качестве катализатора в фотохимических реакциях между газами в воздухе, проходящем через фотокаталитический объем. Второй твердотельный излучатель света выполнен с возможностью излучения темно-синего света в спектре светового излучения, имеющего пиковую длину волны в диапазоне от 400 нанометров до 450 нанометров. Второй твердотельный излучатель света выполнен с возможностью излучения темно-синего света в направлении фотокаталитического объема.

Устройство очистки воздуха при использовании работает в качестве очистителя воздуха, поскольку воздух течет вдоль фотокаталитического материала, который активируется УФ-излучением, падающим на фотокаталитический материал и, таким образом, опасные или нежелательные газы в воздушном потоке могут вступать в реакцию в сторону менее вредных или менее нежелательных газов. Фотокаталитический объем также воспринимает глубокий синий свет. Глубокий синий свет действует как свет, который дезинфицирует фотокаталитический объем. Бактерии погибают от этого света. Таким образом, большинство бактерий не будет оседать в фотокаталитическом объеме и не сможет перерасти в большие колонии. Тем самым предотвращается превращение фотокаталитического объема в менее эффективный, из-за того, что воздушные каналы фотокаталитического объема (через которые, при использовании, воздух проходит через фотокаталитический объем) блокируются или запечатываются колониями бактерий. Кроме того, снижается риск выпуска опасных газов (вырабатываемых бактериями или выходящих из остатков бактерий) через выпуск воздуха устройства очистки воздуха. Тем самым получается более безопасное устройство очистки воздуха.

Специалисту, который работает в области очистителей воздуха, которые используют фотокаталитические объемы, через которые должен течь (при использовании) воздух, не известно о благоприятных эффектах темно-синего света. Для него не очевидно включение в состав дополнительного твердотельного излучателя света, потому что, кажется, что он слишком сильно повлияет на энергетическую эффективность устройства очистки воздуха. В своей области он знает только о препятствовании бактериям путем нагревания воздуха до относительно высокой температуры, таким образом, термически убивая бактерии, или он осведомлен о решении, в котором фотокаталитический объем должен заменяться или очищаться на регулярной основе.

Спектр светового излучения темно-синего света имеет пиковую длину волны в диапазоне от 400 до 450 нм. Необязательно, пиковая длина волны находится в диапазоне от 405 до 445 Нм. Необязательно, ширина спектра светового излучения темно-синего света меньше чем 75 нм, если ширину измеряют как значение полной ширины на полувысоте. Необязательно, ширина спектра светового излучения темно-синего света меньше чем 50 нм, если ширину измеряют как значение полной ширины на полувысоте.

Темно-синий свет и ультрафиолетовый свет излучаются в направлении фотокаталитического объема. Таким образом, свет падает, по меньшей мере, на поверхности фотокаталитического объема, которые видны снаружи. Фотокаталитический объем расположен так, чтобы позволить потоку воздуха протекать через фотокаталитический объем, что означает, что имеются, по меньшей мере, отверстия или воздушные каналы. Темно-синий свет и ультрафиолетовый свет также могут быть направлены во внутреннюю часть фотокаталитическогой объема через такие отверстия или воздушные каналы.

Устройство очистки воздуха дополнительно содержит контроллер для управления состояниями «включено» и «выключено» второго твердотельного излучателя света. Контроллер также может быть выполнен с возможностью управления другими компонентами устройства очистки воздуха, таким как, например, первый твердотельный излучатель света. Это дает возможность управлять первым твердотельным излучателем света таким образом, чтобы фотокаталитический объем хорошо дезинфицировался, наряду с тем, что предотвращается чрезмерное потребление энергии. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью управления вторым твердотельным излучателем света в течение периодических интервалов времени для определенного периода времени в режиме «включено».

Контроллер выполнен с возможностью поддержания второго твердотельного излучателя света также во включенном состоянии, в то время как первый твердотельный излучатель света не излучает свет. Таким образом, когда устройство очистки воздуха не очищает воздух (и должно быть выключено), фотокаталитический объем все еще дезинфицируется темно-синим светом, обеспечивая тем самым то, что устройство очистки воздуха является относительно безопасным.

Часто, когда воздушный поток подается в устройства, которые обрабатывают воздух, и которые не используются в течение относительно большого периода времени, можно почувствовать специфические запахи, которые являются результатом, например, продуктами обмена веществ бактерий, растущих в устройстве. Это можно также применить к фотокаталитическому объему. Это позволяет дезинфицировать фотокаталитический объем, хотя, кажется, что устройство очистки воздуха выключено. Тем самым предотвращается также то, что после относительно длительного периода времени бездействия, плохой запах можно почувствовать, когда устройство очистки воздуха настраивается на эксплуатацию. Когда первый твердотельный излучатель света не излучает свет и, таким образом, находится в режиме «выключено», может оказаться, что контроллер поддерживает второй твердотельный излучатель света непрерывно в режиме «включено», или только в течение ограниченного периода времени в режиме «включено», или в течение периодических интервалов времени для определенного периода времени в режиме «включено».

Как уже обсуждалось выше, дезинфицирование фотокаталитического объема может быть сделано при относительно низких уровнях мощности, предотвращая тем самым то, что устройство очистки воздуха потребляет слишком много энергии, когда оно не находится в режиме очистки воздуха. Представляется логичным, что второй твердотельный излучатель света находится в режиме «включено», в то время как первый твердотельный излучатель света находится в включенном состоянии, однако, контроллер также может быть выполнен с возможностью поддержания второго твердотельного излучателя света в течение периодов времени в режиме «выключено», в то время как первый твердотельный излучатель света излучает свет с тем, чтобы сэкономить энергию при сохранении эффективной дезинфекции фотокаталитического объема.

Предпочтительно, «по меньшей мере, период времени» включает в себя одно из следующего: почти весь период времени, когда первый твердотельный излучатель света не излучает свет, ограниченный период времени периода времени, когда первый твердотельный излучатель света не излучает свет, периоды времени через регулярные или нерегулярные интервалы времени в течение периода времени, когда первый твердотельный излучатель света не излучает свет.

Предпочтительно, интенсивность света второго твердотельного излучателя света выбирается так, чтобы получить плотность световой энергии темно-синего света в диапазоне от 10 до 30 мВт·ч/см2 на фотокаталитический объем. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что относительно небольшое количество темно-синего света должно падать на фотокаталитический объем, чтобы получить эффект дезинфицирования фотокаталитического объема. Таким образом, возможный невыгодный эффект дополнительного источника света, а именно снижение энергетической эффективности устройства очистки воздуха, преодолевается, хотя устройство очистки воздуха остается безопасным и устройство очистки воздуха остается эффективным.

Следует отметить, что фотокаталитический объем может иметь четко определенные внешние поверхности, но может иметь, в других вариантах осуществления, не четко определенную внешнюю поверхность, так как ее структура основана, например, на нетканых волокнах. По меньшей мере, она может определить оболочку вокруг фотокаталитического объема, и оболочка имеет определенные (фактические) поверхности. Темно-синий свет падает на участок такой (фактической) поверхности и, в соответствии с этим вариантом осуществления, плотность световой энергии темно-синего света находится в пределах от 10 до 30 мВт·ч/см2 на участке (фактических) плоскостей оболочки, на которую падает темно-синий свет. Раз эта интенсивность света низкая, то по этой причине и первый твердотельный излучатель света может быть твердотельным излучателем света, который не потребляет много энергии.

Предпочтительно, пиковая длина волны спектра светового излучения темно-синего света находится в диапазоне от 415 до 435 нанометров. Известно, что темно-синий свет, имеющий такую пиковую длину волны, эффективен для дезинфекции фотокаталитического объема.

Предпочтительно, ультрафиолетовый свет, испускаемый первым твердотельным излучателем света, имеет пиковую длину волны в диапазоне от 300 нанометров до 400 нанометров.

Предпочтительно, фотокаталитический объем содержит удлиненные структуры и фотокаталитический материал предоставляется, по меньшей мере, на части поверхностей удлиненных структур. Вытянутые структуры имеют относительно большую поверхность и, таким образом, много воздуха, который должен быть очищен, может быть доставлено для контакта с фотокаталитическим материалом, представленным на относительно большой поверхности.

Предпочтительно, удлиненные структуры представляют собой волокна и, необязательно, фотокаталитический объем представляет собой тканый или нетканый материал, изготовленный из волокон. Такие варианты осуществления фотокаталитических объемов могут быть компактными фильтрами, которые могут быть легко включены в состав устройства очистки воздуха.

Предпочтительно, устройство очистки воздуха дополнительно содержит генератор воздушного потока для генерирования воздушного потока, который принимается впуском воздуха. Генератор воздушного потока, например вентилятор, воздуходувка, нагнетательный вентилятор и т.д. Следует отметить, что изобретение не ограничивается устройствами очистки воздуха, которые включает в себя генератор воздушного потока, так как устройство очистки воздуха также может быть соединено с другой системой, которая уже генерирует воздушный поток для приема воздушного потока. Такой другой системой является, например, система кондиционирования воздуха или освежения воздуха здания. Необязательно, рассмотренный выше контроллер также управляет генератором воздушного потока. Например, контроллер может включать и выключать генератор воздушного потока. Или, если генератор воздушного потока может генерировать воздушный поток регулируемого объема, контроллер может управлять количеством воздуха за единицу времени, приводимого в движение генератором воздушного потока.

Предпочтительно, второй твердотельный излучатель света выполнен с возможностью испускания темно-синего света в направлении других компонентов устройства очистки воздуха. Например, темно-синий свет испускается в направлении части внутренней поверхности корпуса устройства очистки воздуха, или в направлении участка впуска воздуха или выпуска воздуха. Вследствие этого больше поверхностей устройства очистки воздуха дезинфицируются. Несколько элементов, на которые падает темно-синий свет, могут быть частично отражающими, так что темно-синий свет отражается в направлении большего количества мест, подлежащих дезинфекции. Второй твердотельный излучатель света также может иметь оптические элементы, такие как, например, отражатель для отражения части света в направлении фотокаталитического объема и/или других компонентов устройства очистки воздуха. Предпочтительно, фотокаталитический объем частично пропускает свет, по меньшей мере, для темно-синего света. Это означает, что, например, воздушные каналы в фотокаталитическом объеме также позволяют частично направлять темно-синий свет через фотокаталитический объем таким образом, что компоненты, расположенные на другой стороне фотокаталитического объема, получают часть темно-синего света. Воздушные каналы в фотокаталитическом объеме содержат, например, частично светоотражающие стенки, которые также способствуют направлению света через воздушные каналы.

В соответствии с другим аспектом изобретения, предлагается осветительное устройство, которое содержит источник света и устройство очистки воздуха в соответствии с рассмотренными выше вариантами осуществления. Объединение источника света и устройства очистки воздуха может дать преимущества в отношении получения относительно компактного устройства, которое может быть легко установлено в светильниках или осветительных приборах в зданиях. Кроме того, питание, подводимое к источнику света, можно использовать для того, чтобы подать питание устройству очистки воздуха.

Предпочтительно, осветительное устройство содержит люминесцентный материал. Люминесцентный материал выполнен с возможностью преобразования УФ-излучения в сторону видимого света и выполнен с возможностью приема части УФ-излучения, излучаемого первым твердотельным излучателем света устройства очистки воздуха. Осветительное устройство дополнительно содержит окно выхода света для излучения, по меньшей мере, части видимого света в направлении окружающей осветительное устройство среды. В этом варианте осуществления часть УФ-излучения, генерируемого первым твердотельным излучателем света, также падает на люминесцентный материал и преобразуется в сторону видимого света. Тем самым люминесцентный материал и первый твердотельный излучатель света устройства очистки воздуха вместе образуют источник света осветительного устройства. В этом варианте осуществления не должны быть предусмотрены никакие дополнительные источники света и свет, который генерируется первым твердотельным излучателем света, используется более эффективно. Например, если значительная часть генерируемого УФ-излучения не может эффективно способствовать очистке воздуха с помощью фотокаталитического материала, тогда этот вариант осуществления эффективен, в частности, в отношении потребления энергии, так как УФ-излучение не расходуется впустую. Кроме того, может быть, что фотокаталитический объем частично образован прозрачными или полупрозрачными материалами с тем, чтобы получить частичное направление темно-синего света через фотокаталитический объем.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предлагается светильник, который включает в себя осветительное устройство в соответствии с одним из рассмотренных выше вариантов осуществления осветительного устройства.

Осветительное устройство и светильник в соответствии с аспектами изобретения также обеспечивает те же преимущества, что и устройство очистки воздуха в соответствии с одним из аспектов изобретения и имеет аналогичные варианты осуществления с аналогичными эффектами, как и соответствующие варианты осуществления системы очистки воздуха.

Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны и пояснены со ссылкой на описанные ниже варианты осуществления.

Специалистам в данной области следует иметь в виду, что два или более из вышеупомянутых вариантов, реализации и/или аспектов изобретения могут быть объединены тем или иным способом, представляющимся полезным.

На основании настоящего описания специалистом в данной области техники могут быть реализованы модификации и изменения устройства очистки воздуха, осветительного устройства и светильника, которые соответствуют описанным модификациям и вариантам системы очистки воздуха.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

На Фиг. 1а схематически показан вид в поперечном разрезе варианта осуществления устройства очистки воздуха,

на Фиг. 1b схематически показаны варианты осуществления спектров светового излучения первого твердотельного излучателя света и второго твердотельного излучателя света,

на Фиг. 2 схематически показана в разобранном виде часть другого варианта осуществления устройства очистки воздуха,

на Фиг. 3a схематически показан в разобранном виде вариант осуществления фотокаталитического объема,

на Фиг. 3b схематически показан вид в поперечном разрезе другого варианта осуществления фотокаталитического объема,

на Фиг. 4a схематически показано трехмерное изображение осветительного устройства,

На Фиг. 4b и 4c схематически показаны виды в поперечном разрезе по линии IV-IV' возможных вариантов осуществления осветительного устройства, показанного на Фиг. 4а, и

На Фиг. 5 схематически показана внутренняя область пространства здания, которая включает в себя два различных варианта осуществления светильника.

Следует отметить, что элементы, обозначенные одинаковыми ссылочными позициями на разных Фигурах, имеют одинаковые структурные особенности и одинаковые функции или являются одинаковыми сигналами. Где были объяснены функция и/или структура такого элемента, нет никакой необходимости его повторного объяснения в подробном описании.

Фигуры являются чисто схематическими и вычерчены не в масштабе. Некоторые размеры сильно преувеличены, прежде всего, для ясности.

Подробное описание

На Фиг. 1а схематически показан вид в поперечном разрезе варианта осуществления устройства 100 очистки воздуха. Устройство 100 очистки воздуха, содержащее корпус 130, который имеет впуск 132 воздуха для приема (входа) воздушного потока 140, выпуск 134 воздуха для предоставления (выхода) воздушного потока 142 и объем 150 очистки воздуха, чья оболочка 152 схематически показана штриховой линией.

Фотокаталитический объем 150 расположен между впуском 132 воздуха и выпуском 134 воздуха. Фотокаталитический объем 150 выполнен с возможностью позволить воздуху проходить через фотокаталитический объем 150. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1a почти весь (входящий) воздушный поток 140 должен пройти через фотокаталитический объем 150. Это означает, что фотокаталитический объем 150 имеет, по меньшей мере, воздушные каналы (явно не показаны), через которые может течь воздух. Фотокаталитический объем 150 содержит фотокаталитический материал, который предоставляется, по меньшей мере, на части поверхности фотокаталитического объема 150, вдоль которой, при использовании, течет воздух. Таким образом, в практических вариантах осуществления, по меньшей мере, часть поверхностей, которые обращены к воздушным каналам, содержит фотокаталитический материал. Фотокаталитический материал под действием УФ-излучения способен быть катализатором в фотохимических реакциях между газами в воздухе, который течет, при использовании, через фотокаталитический объем 150. В конкретном варианте осуществления, показанном на Фиг. 1a, фотокаталитический объем содержит волокна 154, которые вместе, в нетканой конфигурации, образуют фотокаталитический объем 150. Между волокнами 154 все еще есть открытые пространства, которые делают возможным воздушный поток через фотокаталитический объем 150. Части поверхностей волокон 154 покрыты фотокаталитическим материалом.

Устройство 100 очистки воздуха также содержит первый твердотельный излучатель 102 света и второй твердотельный излучатель 122 света. Первый твердотельный излучатель 102 света выполнен с возможностью излучения UV (ультрафиолетового) света 104. Световой пучок, который излучается первым твердотельным излучателем света, и место, в котором расположен твердотельный излучатель 102 света внутри устройства 100 очистки воздуха, выбирают таким образом, что УФ-свет 104 направляется в направлении фотокаталитического объема 150 для того, чтобы позволить УФ-свету 104 активировать фотокаталитический материал фотокаталитического объема 150. Таким образом, когда первый твердотельный излучатель 102 света излучает ультрафиолетовый свет 104 и впуск 132 воздуха принимает (входящий) воздушный поток 140, устройство 100 очистки воздуха удаляет, по меньшей мере, часть издающих запах или опасных газов из воздушного потока 140 и предоставляет через выпуск 134 воздуха (выходящий) воздушный поток 142, который чище, чем (входящий) воздушный поток 140. Варианты осуществления устройства 100 очистки воздуха не ограничиваются вариантом осуществления с одним первым твердотельным излучателем света. В одном из вариантов осуществления, устройство очистки воздуха содержит множество твердотельных излучателей света, излучающих УФ свет 104 в фотокаталитический объем. Такое множество твердотельных излучателей света, испускающих УФ-свет 104, может быть расположено в одно- или двухмерном массиве, или может быть расположено в конкретной 3d конфигурации для того, чтобы получить наилучшее освещение фотокаталитического объема 150.

Второй твердотельный излучатель 122 света излучает темно-синий свет 124 по направлению к фотокаталитическому объему 150 для дезинфекции фотокаталитического объема 150. Темно-синий свет 124 имеет определенный спектр светового излучения, у которого имеет пиковая длина волны находится в диапазоне от 400 нанометров до 450 нанометров. Темно-синий свет 124 с длинами волн в этом диапазоне эффективно поражает и/или инактивирует бактерии и, тем самым, предотвращает возможность роста колонии бактерий в фотокаталитическом объеме 150. В другом варианте осуществления пиковая длина волны находится в диапазоне от 405 нанометров до 445 нанометров. В дополнительном варианте осуществления пиковая длина волны находится в диапазоне от 415 до 435 нанометров. Темно-синий свет 124 падает на фотокаталитический объем 150 на часть конкретной поверхности или стороны фотокаталитического объема 150. Эта поверхность или сторона не всегда (например, из-за нетканой структуры волокон 154) является четко определенной поверхностью, но в этом документе мы предполагаем, что, когда фактическая оболочка 152 очерчивает фотокаталитический объем 150, фактическая оболочка 152 определяет (фактические) поверхности 154 фотокаталитического объема 150. Таким образом, темно-синий свет 124 падает на часть (фактической) поверхности 154 фотокаталитического объемом 150 и, в варианте осуществления, плотность световой энергии темно-синего света 124, который падает на этот участок, находится в диапазоне от 10 до 30 милливатт в час на квадратный сантиметр (мВт · ч/см2). Этот плотность световой энергии определяется на (фактической) поверхности(ях) фотокаталитического объема 150, где темно-синий свет 124 падает на фотокаталитический объем 150. Необязательно, плотность световой энергии темно-синего света 124, измеренная на (фактических) поверхностях поверхности(ях) фотокаталитического объема 150, находится в диапазоне от 15 до 25 мВт · ч/см2. Плотность световой энергии темно-синего света 124 на (фактической) поверхности (поверхностях) 154 фотокаталитического объема 150 зависит от количества света, излучаемого вторым твердотельным излучателем 122 света, ширины светового пучка, излучаемого вторым твердотельным излучателем 122 света, расстояния между фотокаталитическим объемом 150 и вторым твердотельным излучателем 122 света, и других дополнительных оптических эффектов, возникающих на световом пути передачи темно-синего света 124 (таких как, например, отражения темно-синего света 124 стенками корпуса 130). В практических вариантах осуществления, количество энергии, которая должна излучаться твердотельным излучателем 122 света, может быть относительно низким, например, ниже, чем 0,5 Вт. Следует отметить, что, в одном из вариантов осуществления, устройство 100 очистки воздуха, включает в себя множество вторых твердотельных излучателей света 122, испускающих темно-синий свет 124 по направлению к фотокаталитическому объему. Такое множество вторых твердотельных излучателей света 122 может быть расположено, например, вместе с множеством первых твердотельных излучателей 102 света в одно- или двухмерном массиве, или может быть расположено в конкретной 3d конфигурации, которая делает возможной хорошее освещение фотокаталитического объема 150.

Предпочтительно, устройство 100 очистки воздуха содержит контроллер 110. Контроллер 110 соединен с первым твердотельным излучателем 102 света и/или вторым твердотельным излучателем 122 света и предоставляет дополнительные управляющие сигналы 112, 114 соответствующим твердотельным излучателям 102, 122 света с тем, чтобы управлять их включением и выключением. Контроллер 110 может управлять операцией очистки воздуха устройством очистки 100 воздуха, поддерживая, например, первый твердотельный излучатель 102 света во включенном и выключенном состоянии. Устройство 100 очистки воздуха может также включать в себя генератор воздушного потока, такой как воздуходувка или вентилятор, и контроллер 110 может быть выполнен с возможностью также управления работой генератора воздушного потока. Контроллер 110 также может быть выполнен с возможностью поддержания второго твердотельного излучателя света 122 во включенном или выключенном состоянии для того, чтобы получить эффективную дезинфекцию фотокаталитического объема 150. В качестве примера, контроллер 110 управляет вторым твердотельным излучателем 122 света в течение периодических интервалов времени во включенном состоянии в течение определенного периода времени для того, чтобы получить достаточную дезинфекцию фотокаталитического объема 150. В качестве примера, контроллер 110 поддерживает второй твердотельный излучатель 122 света во включенном состоянии, в то время как первый твердотельный излучатель 122 света также поддерживается во включенном состоянии. В предпочтительном дополнительном примере, контроллер 110 поддерживает второй твердотельный излучатель 122 света также во включенном состоянии, в то время как первый твердотельный излучатель света 122 находится в выключенном состоянии с тем, чтобы продолжить дезинфекцию фотокаталитического объема в то время как устройство 100 очистки воздуха активно не очищает воздушный поток 140. Управляющие сигналы 112, 114 могут быть маломощными сигналами для управления приводной схемой, которая приводит в действие соответствующие твердотельные излучатели 102, 122 света. Управляющие сигналы 112, 114 могут также быть пусковыми сигналами твердотельных излучателей 102, 122 света, если контроллер 110 выполнен с возможностью генерации таких сигналов высокой мощности.

На Фиг. 1b схематически показаны варианты осуществления спектров 172, 174 светового излучения первого твердотельного излучателя 102 света и второго твердотельного излучателя 122 света соответственно. Ось х графика 170 представляет длину λ волны излучаемого света, а ось y представляет (нормированную) интенсивность I излучаемого света. Спектр 172 светового излучения является примером спектра светового излучения первого твердотельного излучателя 102 света. Спектр 172 светового излучения представляет собой ультрафиолетовый свет, и, таким образом, его пиковая длина λpeak1 волны, по меньшей мере, меньше чем 400 нанометров. Необязательно, почти все длины волн спектра 172 светового излучения меньше 400 нанометров. Необязательно, пиковая длина λpeak1 волны спектра 172 светового излучения находится в диапазоне от 300 нанометров до 400 нанометров. Необязательно, почти все длины волн спектра 172 светового излучения находятся в диапазоне от 300 нанометров до 400 нанометров. Спектр 174 светового излучения является примером спектра светового излучения второго твердотельного излучателя 122 света и представляет собой темно-синий свет. Пиковая длина λpeak2 волны спектра 174 светового излучения находится между 400 и 450 нанометрами, необязательно, между 405 и 445 нанометрами, и необязательно, между 415 и 435 нанометрами. В одном из вариантов осуществления, ширина WFWHM спектра 174 светового излучения, если удостоверяется как значение полной ширины на полувысоте, составляет меньше чем 75 нанометров, необязательно, меньше 50 нанометров, или необязательно меньше 35 нанометров.

Предпочтительно, темно-синий свет 124, излучаемый вторым твердотельным излучателем света 122 не только падает на фотокаталитический объемом 150, но падает также на другие компоненты устройства 100 очистки воздуха. Например, темно-синий свет 122 может падать на части (внутренних) стенок корпуса 130 для дезинфекции стенок и предотвращения роста колоний бактерий на стенках. Впуск 132 воздуха может содержать, например, фильтр впуска воздуха и темно-синий свет 122 может также падать на фильтр впуска воздуха для предотвращения начала роста бактерий в воздушных каналах этого фильтра впуска воздуха. Необязательно, фотокаталитический объем 150 является частично прозрачным для темно-синего света 122. Это означает, что часть темно-синего света 122, который попадает на (фактическую) поверхность 154 фотокаталитического объема 150, выходит из фотокаталитического объема 150 через другую поверхность, например противоположную поверхность. Когда темно-синий свет 122 частично проходит через фотокаталитический объем 150, воздушные каналы внутри фотокаталитического объема 150 также хорошо дезинфицируются и компоненты на другой стороне фотокаталитического объема 150 также могут дезинфицироваться.

Специалисты в области очистителей воздуха знают подходящие фотокаталитические материалы, которые принимают участие в реакциях между газами в воздушном потоке под действием УФ-излучения. Эти материалы являются катализаторами, которые ускоряют фотохимическую реакцию. В контексте очистки воздуха и, таким образом, в контексте данного изобретения, они принимают участие, под воздействием света определенных длин волн, в реакциях между газами в воздушном потоке таким образом, что опасные или нежелательные газы в воздушном потоке устраняются. Фотокаталитические материалы работают как хороший катализатор только, когда они принимают свет определенных длин волн. В контексте изобретения эти конкретные длины волн находятся в УФ спектральном диапазоне. Хорошо известные примеры фотокаталитических материалов, которые можно использовать для очистки воздуха, это: TiO2, SrTiO3, Na2Ti6O13, BaTi4O3, K2La2Ti3O10, ZrO2, K4Nb6O17, Sr2Nb2O7, K3Ta3Si2O13, LiTaO3, NaTaO3, KTaO3, BaTa2O6, CaTa2O6, RbNdTa2O7, SrTa2O6, Sr2Ta2O7, RbNbWO6, RbTaWO6, CsNbWO6, CsTaWO6, ZnGa2O4, LiInO2, NaInO2, CaIn2O4, SrIn2O4, Zn2GeO4, Sr2SnO4, NaSbO3, CaSb2O6, Ca2Sb2O7, Sr2Sb2O7, LaTiO2N, CaNbO2N, TaON, Ta3N5, CaTaO2N, SrTaO2N, BaTaO2N, LaTaO2N, TiONx, Ti1-xTaxO2-xNx, LaTaON2, TiO2-2xNxFx, TiO2 легированные ионами переходных металлов для того, чтобы вызвать поглощение в видимой части спектра, такими как Fe или Co, TiO2 в квазидвумерной структуре с уменьшенной шириной запрещенной зоны (смотри, например, Nature Chemistry, том 3, выпуск 4, стр. 296 -300 (2011)). Альтернативно, можно использовать материалы, которые при облучении светом генерируют реактивный 1O2, в свою очередь, реактивный 1O2 дает фактическую реакцию очистки. Такие материалы включают в себя, например: индоцианиновый зеленый, фталоцианин, метиленовую синь, сульфородамин 101, бенгальский розовый, тетрафенилпорфирин, бактериальный хлорофилл a, кумарин 6, кумарин 343, кумарин 314, кумарин 30, DCV-5Т (бис(2,2-дициаоновинил)-квинкотиофена).

TiO2 является предпочтительным фотокаталитическим материалом, если он принимает ультрафиолетовое (УФ) излучение. TiO2 также может содержать C или N в своей кристаллической структуре так, что получается TiO(2-х):Сх или TiO(2-y): Ny. Эти полученные из чистого TiO2 материалы также чувствительны к УФ-излучению.

Примерами твердотельных излучателей света являются светодиоды (СИД), органический светодиод(ы) ОСИД или, например, лазерные диоды.

На Фиг. 2 схематически показана в разобранном виде часть другого варианта осуществления части устройства 200 очистки воздуха. На Фиг. 2 корпус устройства 200 очистки воздуха не показан, но корпус содержит элементы, показанные на Фиг. 2, и содержит впуск воздуха и выпуск воздуха. Вариант осуществления, представленный на Фиг. 2, показывает фотокаталитический объем 150, который приблизительно равен фотокаталитическому объему 150, показанному на Фиг. 1. Устройств 200 очистки воздуха имеет, вместо одного первого твердотельного излучателя света и второго твердотельного излучателя света, двухмерный массив 206 твердотельных излучателей 202, 222 света. Двухмерный массив 206 имеет множество первых твердотельных излучателей 202 света (не заштрихованы) и два вторых твердотельных излучателей 222 света (заштрихованы). Первые твердотельные излучатели 202 света выполнены с возможностью излучения УФ света в направлении фотокаталитического объема 150 и вторые твердотельные излучатели 222 света выполнены с возможностью излучения темно-синего света в направлении фотокаталитического объема 150. Варианты реализации УФ-излучения и темно-синего света обсуждаются в контексте Фиг. 1a и Фиг. 1b. Твердотельные излучатели 202, 222 света массива 206 соединены друг с другом с помощью линий питания. Необязательно, массив 206 также включает в себя приводные схемы и/или электрические соединения, которые передают сигналы 212, 214 управления, указывающие, должны ли излучать свет первые твердотельные излучатели 202 света и/или вторые твердотельные излучатели 222 света. Такой сигнал управления 212, 214 может быть сгенерирован контроллером 210, который сгенерировал такие сигналы в соответствии с обсуждаемыми вариантами осуществления в контексте Фиг. 1a. Вариант осуществления блока 200 очистки воздуха также содержит вентилятор 280, который генерирует, при использовании, (входящий) воздушный поток 140, который направляется к фотокаталитическому объему 150. Массив 206 твердотельных излучателей 202, 222 света может быть расположен между вентилятором 280 и фотокаталитическим объемом 150 таким образом, что твердотельные излучатели 202, 222 света охлаждаются генерируемым воздушным потоком 140. Вентилятор 280 выполнен с возможностью всасывать воздух снаружи корпуса устройства очистки воздуха через впуск воздуха. Необязательно, контроллер 210 также выполнен с возможностью генерации сигнала 216 управления для управления состояниями «включено» и «выключено» вентилятора 280. Сигнал 216 управления может быть предоставлен на приводную схему вентилятора 280, или контроллер 210 может быть выполнен с возможностью генерировать сигнал мощности для непосредственного приведения в действие вентилятора 280. Контроллер, например, поддерживает множество первых твердотельных излучателей 202 света и вентилятор 280 во включенном состоянии в тот же момент времени.

Следует отметить, что варианты осуществления устройства 200 очистки воздуха не обязательно включают в себя вентилятор 280 или другое средство генерации (входящего) воздушного потока 140. В других вариантах осуществления впуск воздуха устройства очистки воздуха соединен, например, с выпуском воздуха системы освежения воздуха или кондиционирования воздуха здания для приема воздушного потока. В дополнительных вариантах осуществления выпуск воздуха устройства очистки воздуха может быть соединен с впуском воздуха системы освежения воздуха или кондиционирования воздуха, например, таким образом, создается воздушный поток через устройство очистки воздуха, и, таким образом, впуск воздуха принимает воздушный поток.

На Фиг. 3a схематически показан в разобранном виде вариант осуществления фотокаталитического объема 300. На Фиг. 3b схематически показан вид в поперечном разрезе другого варианта осуществления фотокаталитического объема 350. Фотокаталитические объемы 300, 350 содержат удлиненные структуры, на которых, по меньшей мере, на части их поверхности предоставляется фотокаталитический материал.

На Фиг. 3a представлен трехмерный вид фотокаталитического объема 300, который формируется с помощью структуры из трех слоев 302, 304, 306 тканых проволочных сеток или волокон 308, таких как стеклянные или кварцевые волокна, или нанопровода из оксида алюминия или алюминия. Фотокаталитический материал предоставляется на проводах или волокнах 308. На Фиг. 3a три слоя 302, 304, 306 не нарисованы непосредственно друг на друге, но в практических вариантах осуществления, слои тканых удлиненные элементов укладываются друг на друга.

Фиг. 3b представляет собой вид в поперечном разрезе другого варианта осуществления фотокаталитического объема 350. Фотокаталитический объем 350 содержит несколько тонких стержней 354, которые вступают в контакт друг с другом в структуре подобной массиву. Стержни 354, например, приклеены или припаяны друг к другу в осевом направлении. В промежутках между стержнями 354 имеются открытые пространства 352, которые проходит в осевом направлении (стержней 354) с одной стороны фотокаталитического объема 350 к противоположной стороне фотокаталитического объема 350. Поверхности стержней 354, которые обращены к открытым пространствам 352 покрыты слоем фотокаталитического материала.

В альтернативных вариантах осуществления фотокаталитического объема 350, заштрихованные круги 354 на Фиг. 3b образуют полые каналы от одной стороны фотокаталитического объема 350 к противоположной стороне фотокаталитического объема 350, и поверхности, обращенные к полым каналам, покрывают фотокаталитическим материалом. «Белые» участки, обозначенные как 352, могут быть твердым материалом. Таким образом, фотокаталитический материал 350 может быть образован прутьями 352 и открытыми пространствами 354 между прутьями 352.

В альтернативном варианте осуществления фотокаталитического объема 350, нарисованные затененные круги 354 являются видами в поперечном сечении тонких трубок, которые соприкасаются друг с другом в осевом направлении. Также как трубки, пространства 352 между трубками образуют проход для воздуха и все поверхности трубок могут быть покрыты фотокаталитическим материалом.

На Фиг. 4a схематически показано трехмерное изображение осветительного устройства 400. Осветительное устройство 400 содержит световую трубку 406, которая, по меньшей мере, частично является прозрачной, так что образуется окно 410 выхода света. На первом конце световой трубки предусмотрен блок 404 создания воздушного потока, который содержит отверстия 432, через которые воздух втягивается в световую трубку 406. На втором конце световой трубки, который находится напротив первого конца, очищенный воздух 442 выходит из воздушной трубки через отверстия. Таким образом, впуск воздуха формируется отверстиями 432 и блоком 404 создания воздушного потока, а выпуск воздуха формируется отверстиями (не показаны) на втором конце. Световая трубка 406 может быть изготовлена, например, из стекла или синтетического материала. По меньшей мере, часть световой трубки 406 пропускает свет и имеет функцию окна 410 выхода света. Окно 410 выхода света может быть прозрачным или полупрозрачным и, по меньшей мере, способно пропускать свет, который виден невооруженным глазом человека.

На Фиг. 4b и 4c схематически показаны виды в поперечном разрезе по линии IV-IV' возможных вариантов осуществления осветительного устройства, показанного на Фиг. 4а, и на Фиг. 4b представлен первый вариант осуществления с фотокаталитическим объемом 434 в светоотражающей компоновке, и на Фиг. 4с представлен второй вариант осуществления с фотокаталитическим объемом 464 в компоновке, пропускающей свет.

Вид 430 в поперечном разрезе, представленный на Фиг. 4b, показывает, что внутри световой трубки 406 предусмотрены TLED полосы 438/436, два фотокаталитических объема 434 и люминесцентный элемент 432. Все элементы внутри световой трубки 406 имеют вытянутую форму и проходят внутри световой трубки 406 в осевом направлении. TLED полоса 438/436 содержит удлиненную поддерживающую полосу 438 (которая может быть печатной платой), на которой предоставляется множество светодиодов 436, которые излучают свет в направлении TLED полосы 438/436. На TLED полосе предоставляются два типа светодиодов: светодиоды, которые излучают УФ-свет, и светодиоды, которые излучают темно-синий свет. Варианты осуществления УФ света и темно-синего света уже обсуждались ранее в контексте примера, показанного на Фиг. 1a. СИД 436 могут иметь Ламбертовское угловое распределение светового излучения и, следовательно, сколько-нибудь света также излучается в боковом направлении в сторону фотокаталитических объемов 434. Фотокаталитические объемы 434, например, изготовляются из волокон, которые содержат на своей поверхности фотокаталитический материал. Фотокаталитические объемы 434 выполнены таким образом, что они, по меньшей мере, частично отражают свет, который падает на волокна, которые покрыты фотокаталитическим материалом. Например, когда плотность волокон фотокаталитического объема 434 относительно велика и, например, TiO2 предоставляется в качестве фотокаталитического материала, то TiO2 отражает и рассеивает свет и, таким образом, часть света, который отражается обратно в световую трубку, также излучается в направлении люминесцентного элемента 432. Люминесцентный элемент 432 содержит, по меньшей мере, слой люминесцентного материала, который преобразует УФ излучение в видимый свет. Излучение света осветительного устройства 400 содержит видимый свет. Предпочтительно световая трубка 406 фильтрует свет, который излучается в окружающую среду таким образом, что УФ-излучение не направляется в окружающую среду.

Вид 460 в поперечном разрезе, показанный на Фиг. 4с, представляет осветительный блок, который аналогичен осветительному блоку 430, показанному на Фиг. 4b, и который также содержит элементы, которые рассматривались в связи с осветительным устройством 400, показанном на Фиг. 4а. Однако, осветительное устройство, показанное на Фиг. 4с, содержит другой люминесцентный элемент 462 и другой фотокаталитический объем 464. Фотокаталитический объем 464 расположен между TLED полосой 438/436 и люминесцентным элементом 462. Фотокаталитический объем 464 может быть ткаными или неткаными удлиненными элементами, изготовленными из очень тонких проводов, или изготовленными из волокон, которые содержат фотокаталитический материал на своей поверхности. Плотность фотокаталитического объема 464 выбирают таким образом, что свет, который входит в фотокаталитический объем 464 на первой стороне (по меньшей мере, частично), направляется через фотокаталитический объем 464 на вторую сторону фотокаталитического объема 464. Направление через фотокаталитический объем 464 также могут включать в себя отражение и рассеяние света. Таким образом, свет, который падает на люминесцентный элемент 462, по меньшей мере, частично направляется через фотокаталитический объем 464. Люминесцентный элемент 462 содержит, по меньшей мере, слой люминесцентного материала, который преобразует УФ в видимый свет.

Варианты осуществления осветительного устройства 400, показанные на Фиг. 4а, 4b, 4с могут быть выполнены с возможностью использования в традиционном светильнике, который подходит для традиционных газоразрядных трубок. Таким образом, осветительное устройство 400 может иметь на обоих концах два контакта для подключения к сети электропитания и осветительное устройство 400 может включать в себя дополнительную электрическую схему для преобразования мощности, которая принимается через этих два контакта, в мощность, которая пригодна для использования с СИД 436.

Специалисту в области освещения известны люминесцентные материалы, которые подходят для преобразования УФ-излучения в видимый свет. Например, такие люминесцентные материалы широко используются в люминесцентных трубках. Вариантами подходящих люминесцентных материалов могут быть, но не ограничиваются этим, органические люминофоры, неорганические люминофоры, квантовые точки, квантовые стержни.

На Фиг. 5 схематически показана внутреннее пространство комнаты 500, содержащее два светильника 504, 506. На потолке 502 комнаты 500 предусмотрен светильник 504, который содержит осветительные устройства в соответствии с одним из аспектов изобретения. Например, осветительные устройства 400 в соответствии с вариантами осуществления, показанными на Фиг. 4а, 4b или 4с, представляются в светильнике 504. На стене 508 комнаты 500 предусмотрен настенный светильник, который содержит осветительное устройство в соответствии с одним из аспектов изобретения. Светильники 504, 506 обеспечивают, кроме освещения комнаты 500, также полезный эффект очистки воздуха.

Подводя итог вышесказанному, данный документ предлагает устройство очистки воздуха, предлагаются осветительное устройство и светильник. Устройство очистки воздуха содержит впуск воздуха, выпуск воздуха, фотокаталитический объем, первый твердотельный излучатель света и второй твердотельный излучатель света. Впуск воздуха принимает воздушный поток. Фотокаталитический объем содержит фотокаталитический материал, и воздушный поток проходит через фотокаталитический объем с тем, чтобы некоторое количество воздуха проконтактировало с фотокаталитическим материалом. Фотокаталитический объем находится между впуском воздуха и выпуском воздуха. Фотокаталитический материал под действием УФ-излучения является катализатором в фотохимических реакциях между газами в воздухе. Первый твердотельный излучатель света излучает УФ свет в направлении фотокаталитического объема. Второй твердотельный излучатель света излучает темно-синий свет в направлении фотокаталитического объема. Темно-синий свет имеет пиковую длину волны между 400 нанометрами и 450 нанометрами.

Примеры устройства очистки воздуха, осветительного устройства и светильника определены в следующих пронумерованных пунктах:

1. Устройство (100, 200) очистки воздуха для очистки воздуха, причем устройство (100, 200) очистки воздуха, содержащее

- впуск (132) воздуха для приема воздушного потока (140),

- выпуск (134) воздуха,

- фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464), содержащий фотокаталитический материал, причем фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464) выполнен с возможностью позволить воздуху проходить через фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464) таким образом, что, по меньшей мере, часть воздуха, протекающего через фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464) контактирует с фотокаталитическим материалом, фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464) расположен между впуском (132) воздуха и выпуском (134) воздуха с тем, чтобы гарантировать, что, при использовании, по меньшей мере, часть воздушного потока (140), принятого впуском (132) воздуха, проходила через фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464), причем фотокаталитический материал под действием УФ-излучения (104) способен быть катализатором в фотохимических реакциях между газами в воздухе, проходящем через фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464),

- первый твердотельный излучатель (102, 202) света, выполненный с возможностью излучения УФ света (104) и излучения УФ света (104) в направлении фотокаталитического объема (150, 300, 350, 434, 464) для активации фотокаталитического материала с тем, чтобы действовать в качестве катализатора,

- второй твердотельный излучатель (122, 222) света, выполненный с возможностью излучения темно-синего света (124) в спектре (174) светового излучения, имеющего пиковую длину волны (λpeak2) в диапазоне от 400 нанометров до 450 нанометров, причем второй твердотельный излучатель (122, 222) света выполнен с возможностью излучения темно-синего света (124) в направлении фотокаталитического объема.

2. Устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с пунктом 1, в котором интенсивность света второго твердотельного излучателя (122, 222) света выбирается так, чтобы получить плотность световой энергии темно-синего света в диапазоне от 10 до 30 мВт·ч/см2 на фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464).

3. Устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с любым из предыдущих пунктов, в котором пиковая длина (λpeak2) волны спектра светового излучения темно-синего света (124) находится в диапазоне от 415 до 435 нанометров.

4. Устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с любым из предыдущих пунктов дополнительно содержащее контроллер (110) для управления состояниями «включено» и «выключено» второго твердотельного излучателя (122, 222) света.

5. Устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с пунктом 4, в котором контроллер (110) выполнен с возможностью поддержания второго твердотельного излучателя (122, 222) света также во включенном состоянии, в то время как первый твердотельный излучатель (102, 202) света не излучает свет.

6. Устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с любым из предыдущих пунктов, в котором УФ свет (104), испускаемый первым твердотельным излучателем (102, 202) света, имеет пиковую длину волны в диапазоне от 300 нанометров до 400 нанометров.

7. Устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с любым из предыдущих пунктов, в котором фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464) содержит удлиненные структуры (154, 308, 354) и фотокаталитический материал предоставляется, по меньшей мере, на части поверхностей удлиненных структур (154, 308, 354).

8. Устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с пунктом 7, в котором удлиненные структуры (154, 308, 354) представляют собой волокна (154, 308) и, необязательно, фотокаталитический объем представляет собой тканый или нетканый материал, изготовленный из волокон (154, 308).

9. Устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с любым из предыдущих пунктов дополнительно содержащее генератор (280) воздушного потока для генерирования воздушного потока (140), который принимается впуском (132) воздуха.

10. Устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с любым из предыдущих пунктов, в котором второй твердотельный излучатель (122, 222) света выполнен с возможностью испускания темно-синего света (124) в направлении других компонентов устройства (100, 200) очистки воздуха, как, например, в направлении части внутренней поверхности корпуса (130) устройства (100, 200) очистки воздуха.

11. Осветительное устройство (400, 430, 460), содержащее источник (436) света и устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с любым из предыдущих пунктов.

12. Осветительное устройство (400, 430, 460) в соответствии с пунктом 11 дополнительно содержащее люминесцентный материал (432, 462), который выполнен с возможностью преобразования УФ-излучения (104) в сторону видимого света, причем люминесцентный материал (432, 462) выполнен с возможностью приема части УФ-излучения (104), излучаемого первым твердотельным излучателем (102, 202) света устройства (100, 200) очистки воздуха, причем осветительное устройство (400, 430, 460) дополнительно содержащее окно (410) выхода света для излучения, по меньшей мере, части видимого света в направлении окружающей осветительное устройство (400, 430, 460) среды.

13. Светильник (504, 506) содержащий осветительное устройство (400, 430, 460) в соответствии с пунктом 11.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут разрабатывать многие альтернативные варианты осуществления, не отходя от объема прилагаемой формулы изобретения.

В формуле изобретения любые ссылочные позиции, размещенные в скобках, не следует толковать как ограничивающее требование. Использование глагола «содержать» и его спряжений не исключает наличия элементов или этапов, отличных от тех, что указаны в пункте формулы изобретения. Использование единственного числа элемента не исключает присутствия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано с помощью аппаратного обеспечения, содержащего несколько отдельных элементов, и контроллер может быть реализован с помощью запрограммированного соответствующим образом компьютера или процессора. В пункте формулы изобретения об устройстве, в котором перечислено несколько средств, несколько из этих средств могут быть осуществлены посредством одного и того же элемента аппаратного обеспечения. Сам факт того, что определенные меры перечислены во взаимно отличных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих мер нельзя использовать с пользой.

Изобретение относится к устройствам очистки воздуха и к области светотехники. Техническим результатом является повышение безопасности. Устройство очистки воздуха содержит впуск 132 воздуха, выпуск 134 воздуха, фотокаталитический объем 150, первый твердотельный излучатель 102 света и второй твердотельный излучатель 122 света. Впуск воздуха принимает воздушный поток 140. Фотокаталитический объем содержит фотокаталитический материал, и воздушный поток проходит через фотокаталитический объем, с тем чтобы некоторое количество воздуха проконтактировало с фотокаталитическим материалом. Фотокаталитический объем находится между впуском воздуха и выпуском воздуха. Фотокаталитический материал под действием УФ-излучения является катализатором в фотохимических реакциях между газами в воздухе. Первый твердотельный излучатель света излучает УФ-свет в направлении фотокаталитического объема. Второй твердотельный излучатель света излучает темно-синий свет в направлении фотокаталитического объема. Темно-синий свет имеет пиковую длину волны между 400 и 450 нм. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство (100, 200) очистки воздуха, содержащее

впуск (132) воздуха для приема воздушного потока (140),

выпуск (134) воздуха,

фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464), содержащий фотокаталитический материал, причем фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464) выполнен с возможностью позволить воздуху проходить через фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464) таким образом, что по меньшей мере часть воздуха, протекающего через фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464), контактирует с фотокаталитическим материалом, фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464) расположен между впуском (132) воздуха и выпуском (134) воздуха, с тем чтобы гарантировать, что при использовании по меньшей мере часть воздушного потока (140), принятого впуском (132) воздуха, проходит через фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464), причем фотокаталитический материал под действием УФ-излучения (104) способен быть катализатором в фотохимических реакциях между газами в воздухе, проходящем через фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464),

первый твердотельный излучатель (102, 202) света, выполненный с возможностью излучения УФ-света (104) и излучения УФ-света (104) в направлении фотокаталитического объема (150, 300, 350, 434, 464) для активации фотокаталитического материала, с тем чтобы действовать в качестве катализатора,

второй твердотельный излучатель (122, 222) света, выполненный с возможностью излучения темно-синего света (124) в спектре (174) светового излучения, имеющего пиковую длину волны (λpeak2)в диапазоне от 400 до 450 нм, причем второй твердотельный излучатель (122, 222) света выполнен с возможностью излучения темно-синего света(124) в направлении фотокаталитического объема,

контроллер (110) для управления состояниями «включено» и «выключено» второго твердотельного излучателя (122, 222) света, причем контроллер (110) выполнен с возможностью поддержания второго твердотельного излучателя (122, 222) света также во включенном состоянии по меньшей мере в течение периода времени, пока первый твердотельный излучатель (102, 202) света не излучает свет.

2. Устройство (100, 200) очистки воздуха по п. 1, в котором по меньшей мере период времени включает в себя одно из следующего: почти весь период времени, когда первый твердотельный излучатель света не излучает свет, ограниченный период времени периода времени, когда первый твердотельный излучатель света не излучает свет, периоды времени через регулярные или нерегулярные интервалы времени в течение периода времени, когда первый твердотельный излучатель света не излучает свет.

3. Устройство (100, 200) очистки воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором интенсивность света второго твердотельного излучателя (122, 222) света выбрана так, чтобы получить плотность световой энергии темно-синего света в диапазоне от 10 до 30 мВт·ч/см² на фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464).

4. Устройство (100, 200) очистки воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором пиковая длина (λpeak2) волны спектра светового излучения темно-синего света (124) находится в диапазоне от 415 до 435 нм.

5. Устройство (100, 200) очистки воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором УФ-свет (104), испускаемый первым твердотельным излучателем (102, 202) света, имеет пиковую длину волны в диапазоне от 300 нанометров до 400 нанометров.

6. Устройство (100, 200) очистки воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором фотокаталитический объем (150, 300, 350, 434, 464) содержит удлиненные структуры (154, 308, 354) и фотокаталитический материал предоставляется по меньшей мере на части поверхностей удлиненных структур (154, 308, 354).

7. Устройство (100, 200) очистки воздуха по п. 6, в котором удлиненные структуры (154, 308, 354) представляют собой волокна (154, 308) и, предпочтительно, фотокаталитический объем представляет собой тканый или нетканый материал, изготовленный из волокон (154, 308).

8. Устройство (100, 200) очистки воздуха по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее генератор (280) воздушного потока для генерирования воздушного потока (140), который принимается впуском (132) воздуха.

9. Устройство (100, 200) очистки воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором второй твердотельный излучатель (122, 222) света выполнен с возможностью испускания темно-синего света (124) в направлении других компонентов устройства (100, 200) очистки воздуха, как, например, в направлении части внутренней поверхности корпуса (130) устройства (100, 200) очистки воздуха.

10. Осветительное устройство (400, 430, 460), содержащее источник (436) света и устройство (100, 200) очистки воздуха в соответствии с любым из предыдущих пунктов.

11. Осветительное устройство (400, 430, 460) по п. 10, дополнительно содержащее люминесцентный материал (432, 462), который выполнен с возможностью преобразования УФ-излучения (104) в сторону видимого света, причем люминесцентный материал (432, 462) выполнен с возможностью приема части УФ-излучения (104), излучаемого первым твердотельным излучателем (102, 202) света устройства (100, 200) очистки воздуха, причем осветительное устройство (400, 430, 460) дополнительно содержащее окно (410) выхода света для излучения по меньшей мере части видимого света в направлении окружающей осветительное устройство (400, 430, 460) среды.

12. Светильник (504, 506), содержащий осветительное устройство (400, 430, 460) в соответствии с любым из пп. 10 или 11.