CN110799792A - 流体处理装置 - Google Patents

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郑鹤
金智元
申相哲
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Abstract

根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其包括：光催化剂过滤器，对流体进行脱臭并杀菌；框架，固定所述光催化剂过滤器；以及光源部，与所述框架结合，所述光源部包括：光源支承部件；以及发光二极管，提供于所述光源支承部件上而向所述光催化剂过滤器上射出光，所述框架和所述光源支承部件以使所述光催化剂过滤器和所述发光二极管间隔的形式结合。

Description

流体处理装置
技术领域
本发明涉及一种流体处理装置，详细地涉及一种使用于空调机的流体处理装置。
背景技术
空调机是用于使室内的空气循环的装置。空调机通过加热或冷却室内的空气而能够执行冷暖气功能等。除了冷暖气功能之外，空调机还可以用于净化室内空气。空调机可以用于去除从微尘、壁纸或地板等排出的化学物质、香烟烟雾等室内空气污染物质。
但是，目前使用的空调机止步于利用过滤器过滤空气污染物质。因此，若利用目前使用的空调机，则空气污染物质不能完全去除，持续残留于过滤器。这种形式的空气净化的局限显而易见。作为一个例子，由于空调机不是去除空气污染物质的机器，因此若不更换寿命已尽的过滤器，则空调机无法执行自身功能。另外，存在残留于空调机的空气污染物质在过滤器更换等作业中再次扩散至空气中的担忧。因此，能够从根本上去除空气污染物质的空调机的必要性大。
另外，随着高层建筑、室内大型商场等的增加，对于空调机大型化的必要性也随之出现。因此，对于适用于大型建筑物的大型化的空调机的必要性也很大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够从根本上去除空气污染物质的流体处理装置。
另外，本发明的目的在于提供一种能够应用于大型化的空调机的流体处理装置。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其包括：光催化剂过滤器，对流体进行脱臭并杀菌；框架，固定所述光催化剂过滤器；以及光源部，与所述框架结合，所述光源部包括：光源支承部件；以及发光二极管，提供于所述光源支承部件上而向所述光催化剂过滤器上射出光，所述框架和所述光源支承部件以使所述光催化剂过滤器和所述发光二极管间隔的形式结合。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述光催化剂过滤器提供多个。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，多个所述光催化剂过滤器提供于同一平面上。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述框架包括提供于多个所述光催化剂过滤器之间的格栅。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，多个所述光催化剂过滤器间的距离与所述格栅的宽度相同。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述发光二极管的指向角的大小为120度以下。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，关于所述光催化剂过滤器和所述发光二极管间的距离L与所述光催化剂过滤器的直径D，D/L为3.46至3.50。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述框架包括第一框架和第二框架，所述第一框架和所述第二框架之间提供所述光催化剂过滤器。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述光催化剂过滤器提供多个，所述流体处理装置包括提供于所述第一框架的第一格栅和提供于所述第二框架的第二格栅，所述第一格栅和所述第二格栅分别提供于多个所述光催化剂过滤器之间。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述光源支承部件提供多个，所述光源部还包括与多个所述光源支承部件结合的辅助部件。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述辅助部件包含金属，从而去除从所述发光二极管和所述光源支承部件产生的热量。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述光源部包括在一个所述光源支承部件上提供的多个所述发光二极管。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述框架还包括连接所述框架和所述光源支承部件的结合部件，利用所述结合部件而调节所述框架和所述光源支承部件间的距离。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述发光二极管提供多个，多个所述发光二极管提供为将所述光催化剂过滤器置于中间而间隔。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述光催化剂过滤器包括：在表面涂覆光催化剂物质并烧结的多个珠子；以及布置于所述珠子之间的孔。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述珠子包括选自氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)及它们的组合的至少一种。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述光催化剂物质选自二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化锌(ZnO)、氧化钨(WO3)、氧化锌(ZnO)和氧化锡(SnO2)中的至少一种。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述发光二极管射出包括紫外线波段的光。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述流体处理装置还包括向所述光催化剂过滤器方向输送流体的送风装置。
根据本发明的一实施例，提供一种流体处理装置，其中，所述光催化剂过滤器和所述光源部分别提供多个，所述交替地串联布置。
根据本发明的一实施例，提供一种能够从根本上去除空气污染物质的流体处理装置。
另外，根据本发明的一实施例，提供一种能够杀菌的流体处理装置，能够在流体处理装置运转状态下杀菌、净化流体处理装置内部。
另外，根据本发明的一实施例，可以提升流体处理装置的净化效率。
根据本发明的一实施例，可以将流体处理装置应用于大型化的空调机。
附图说明
图1是示出本发明的一实施例的流体处理装置的立体图。
图2是图1的流体处理装置的分解立体图。
图3是图1的流体处理装置的Ⅰ-Ⅰ'截面图。
图4a是本发明的一实施例的流体处理装置的分解立体图，图4b是图4a的流体处理装置的截面图。
图5a是本发明的一实施例的流体处理装置的立体图，图5b是图5a的流体处理装置的分解立体图。图5c是图5a的流体处理装置的Ⅱ-Ⅱ'截面图。
图6是本发明的一实施例的流体处理装置的分解立体图。
图7a和图7b是本发明的一实施例的流体处理装置的截面图。
图8a是本发明的一实施例的流体处理装置的立体图，图8b是图8a的流体处理装置的分解立体图。图8c是图8a的流体处理装置的Ⅲ-Ⅲ'截面图。
图9和图10是本发明的一实施例的流体处理装置的截面图。
图11是本发明的一实施例的光催化剂过滤器的立体图。
图12是本发明的一实施例的流体处理装置的立体图。
图13和图14是示出对于本发明的一实施例的流体处理装置基于发光二极管与光催化剂过滤器间距离的污染物质去除性能的曲线图。
具体实施方式
本发明可以进行各种改变并且可以具有多种形式，将特定实施方式例示于附图并详细地说明于正文。但是，这并非旨在将本发明限定于特定的公开形式，应理解为包括包含于本发明的构思和技术范围的所有改变、等同物乃至替代物。
在说明各附图时，对于相似的构成要件使用了相似的附图标记。在所附的附图中，为了本发明的明确性，构造物的尺寸比实际放大示出。虽然第一、第二等用语可能用于说明多种构成要件，但是所述构成要件并不被所述用语限制。所述用语仅以将一个构成要件与其它构成要件区别开的目的使用。例如，在不超出本发明的权利范围的情况下，可以将第一构成要件命名为第二构成要件，相似地也可以将第二构成要件命名为第一构成要件。只要在文脉上没有明确指出不同，单数表述包括复数表述。
在本申请中，“包括”或“具有”等用语应该理解为旨在指定说明书中记载的特征、数量、步骤、动作、构成要件、部件或它们的组合的存在，并非提前排除一个或其以上的其它特征，或数量、步骤、动作、构成要件、部件或它们的组合的存在，或附加可能性。另外，当表述层、膜、区域、板等的部分在其它部分“上”时，这不仅包括“直接”在其它部分“之上”的情况，也包括其中间还存在其它部分的情况。另外，在本说明书中，当表述某个层、膜、区域、板等的部分形成于其它部分上(on)时，所形成的方向不仅限制于上方方向，包括在侧面或下方方向上形成的情况。相反地，当表述层、膜、区域、板等的部分在其它部分“下”时，这不仅包括在“直接”其它部分“之在下”的情况，也包括其中间还存在其它部分的情况。
以下，参照随附的附图对本发明的优选实施例进行更详细的说明。
图1是示出本发明的一实施例的流体处理装置的立体图。
本发明的一实施例的流体处理装置以最大化净化效率的形式布置有光源和光催化剂过滤器。另外，利用本发明的一实施例的流体处理装置就能够从根本上去除污染物质。
根据图1，流体处理装置包括光催化剂过滤器100、框架200和光源部300。
光催化剂过滤器100净化通过光催化剂过滤器100的流体、例如空气。因此，包含在空气中含的污染物质可以在光催化剂过滤器100中去除。具体地，光催化剂过滤器100可以物理和化学地净化空气。
首先，针对物理净化进行说明，空气中的污染物质可以在光催化剂过滤器100中吸附去除。为此，光催化剂过滤器100可以包括多个气孔。
接下来，针对化学净化进行说明，光催化剂过滤器100可以将污染物质分解、杀菌。在光催化剂过滤器100的表面涂覆有光催化剂，光催化剂受到光照射时可以激活。随着光催化剂的激活，发生光催化反应，污染物可以被所述反应分解、杀菌。
光催化反应可以是从空气中的水和氧气产生超氧阴离子(O2 -)和/或羟基自由基(OH·)的反应。产生的超氧阴离子(O2 -)和/或羟基自由基(OH·)可以分解、消毒有机污染物质、无机污染物质以及病毒、细菌。
具体地，有机污染物质可以与超氧阴离子(O2 -)和/或羟基自由基(OH·)反应而分解为水和二氧化碳。另外，无机污染物质可以分解成氮氧化物之类的氧化物形式。细菌或菌可以与超氧阴离子(O2 -)和/或羟基自由基(OH·)反应而失活。具体地，超氧阴离子(O2 -)和/或羟基自由基(OH·)可以通过与细菌或菌的DNA和细胞膜反应而使细菌或菌失活。
通过上述的化学净化，能够从根本上去除污染物质。由于现有的过滤器仅提供物理过滤，因此不能从根本上去除污染物质。尤其是，由于细菌吸附于过滤器时处于非活性状态，因此即使经过时间也不死灭。因为吸附于过滤器的细菌可能无论何时与生命体相遇重新激活，因此物理吸附细菌仅是临时手段。但是，本发明的一实施例的流体处理装置通过使细菌失活，能够从根本上去除细菌。
光催化剂过滤器100被框架200固定。因此，框架200可以防止光催化剂过滤器100不必要地移动。具体地，框架200防止光催化剂过滤器100因通过光催化剂过滤器100的流体等不必要地移动并损坏。另外，框架200可以保护光催化剂过滤器100免受外部冲击。
框架200可以包括第一框架210和第二框架220。
在第一框架210和第二框架220之间可以提供光催化剂过滤器100。第一框架210和第二框架220彼此紧固，从而提供于其之间的光催化剂过滤器100可以被固定并保护。
因此，第一框架210和第二框架220可以具有彼此对应的形状。第一框架210和第二框架220的形状没有限制。但是，为了有效地固定光催化剂过滤器100，第一框架210和第二框架220可以具有与光催化剂过滤器100对应的形状。例如，如图所示，在光催化剂过滤器100为长方体的情况下，第一框架210和第二框架220也可以对应于长方体的边而提供。但是，与图示形状不同的形状也都可以。
第一框架210和第二框架220在前面包括开口。光催化剂过滤器100可以通过包括于第一框架210和第二框架220的开口而暴露。另外，由此流体可以通过第一框架210和第二框架220的开口以及提供于其内的光催化剂过滤器100而出去。
为了防止流体未经光催化剂过滤器100就出去，光催化剂过滤器100可以与第一框架210和第二框架220没有空隙地匹配。
框架200与光源部300结合。光源部300通过与框架200结合，提供于流体处理装置内。光源部300包括发光二极管310和光源支承部件320。
发光二极管310提供于光源支承部件320上，将光射出至光催化剂过滤器100上。光催化剂过滤器100可以被从发光二极管310射出的光激活。
因此，从发光二极管310射出的光包括激活光催化剂过滤器100的波长的光。从发光二极管310射出的光的波长可以根据光催化剂过滤器100的种类而不同。例如，当光催化剂过滤器100包括二氧化钛(TiO2)光催化剂时，从发光二极管310射出的光可以包括紫外线。
光源支承部件320支承发光二极管310。发光二极管310固定于光源支承部件320上，以使光照射于光催化剂过滤器100的面积最大。
光源支承部件320可以包括与发光二极管310电连接的布线部(未示出)。布线部可以将发光二极管310与电源或控制部连接。布线部可以提供于光源支承部件320内部，由此可以防止布线部被经过流体处理装置的流体损坏。
光源支承部件320与框架200结合。具体地，光源支承部件320和框架200可以以使光催化剂过滤器100和发光二极管310间隔的形式结合。通过这样的结合，发光二极管310和光催化剂过滤器100间的距离可以最优化。具体地，通过光源支承部件320和框架200间的结合，发光二极管310可以以在提供足以激活光催化剂过滤器100的光量的同时也能够最大化光照射面积的形式提供。
以下，将更详细地说明上述的各构成要件的结合形式等。
图2是图1的流体处理装置的分解立体图。
参照图2，框架200包括彼此紧固的第一框架210和第二框架220，光催化剂过滤器100提供于第一框架210和第二框架220之间。
第一框架210和第二框架220分别具有第一边缘211和第二边缘221。第一边缘211和第二边缘221分别具有向第一框架210和第二框架220的开口内侧方向凸出的形状。由此，第一边缘211和第二边缘221可以固定光催化剂过滤器100，以使光催化剂过滤器100不向流体流动的方向脱离。
在第一框架210和第二框架220的每一个中，未提供有第一边缘211和第二边缘221的区域可以定义为开口。例如，在第一框架210中，未提供有第一边缘211的区域可以定义为第一开口211h。
第一开口211h的尺寸小于光催化剂过滤器100的尺寸。因此，不必担心在框架200和光催化剂过滤器100结合的状态下，光催化剂过滤器100凸出至第一开口211h外。但是，第一开口211h可以是不妨碍经过光催化剂过滤器100的流体的流动的程度的尺寸。
根据本发明的一实施例，尽管未示出，在第一框架210和光催化剂过滤器100之间可以追加插入辅助过滤器。辅助过滤器可以是预过滤器、高效微粒空气(High EfficiencyParticle Air，HEPA)过滤器、介质过滤器，超低穿透率空气(Ultra Low Penetration Air，ULPA)过滤器、活性炭过滤器等。
第一框架210和第二框架220可以分别包括第二框架固定部232和第一框架固定部231。第一框架固定部231和第二框架固定部232具有彼此对应的形状，由此可以容易地结合。通过第一框架固定部231和第二框架固定部232的结合，第一框架210和第二框架220可以以结合状态固定。第一框架固定部231和第二框架固定部232的结合形式没有限制。如图所示，第一框架固定部231和第二框架固定部232可以以卡夹卡夹(clip)形式结合，可以以滑动方式、螺栓方式等各种方式结合。
第一框架固定部231和第二框架固定部232可以以彼此可拆卸的形式结合。因此，当更换发光二极管310或光催化剂过滤器100时，可以在分离第一框架固定部231和第二框架固定部232之后执行更换作业。
第一框架固定部231和第二框架固定部232可以分别提供多个。具体地，第一框架固定部231和第二框架固定部232可以分别沿着第一框架210和第二框架220的外表面提供多个。另外，第一框架210和第二框架220的结合稳定性可以随之提高。
光源部300和框架200可以通过结合部件240结合。具体地，第二框架220和光源支承部件320可以通过结合部件240结合。此时，对结合方式没有限制，如图所示，不仅是螺栓式，也可以利用卡夹式、滑动式、夹子式等多种方式的结合。
当如图所示那样利用螺栓式结合时，结合部件240可以以贯通提供于第二框架220的凸出部和光源支承部件320的形式提供。此时，提供于第二框架220的凸出部可以提供为使得提供于光源支承部件320上的发光二极管310与光催化剂过滤器100间的距离成为最佳间隔距离。因此，与光催化剂过滤器100接触的第二边缘221和凸出部可以提供为彼此间隔。
发光二极管310可以提供于面对光催化剂过滤器100的位置。即，发光二极管310可以提供于光源支承部件320的两表面中面对光催化剂过滤器100的表面。
另外，在光源支承部件320的两表面中提供有发光二极管310的表面可以还提供反射部件。反射部件将从发光二极管310射出的光朝向光催化剂过滤器100侧反射。因此，照射于光催化剂过滤器100的光量可以增加。
图3是图1的流体处理装置的I-I'截面图。
根据图3，在光催化剂过滤器100、第一框架210、第二框架220以及光源部300结合的状态下，发光二极管310和光催化剂过滤器100间隔为最佳间隔距离L量。
最佳间隔距离L是能够使照射于光催化剂过滤器100的光量和照射范围最大的距离。此时，照射于光催化剂过滤器100的光量可以为能够激活光催化剂过滤器100的最低限度的光量以上。
在最佳间隔距离L下照射于光催化剂过滤器100的光可以照射于光照射区域A量的面积。光照射区域A的尺寸和光催化剂过滤器直径D的尺寸可以实质上相同。由此，光可以照射于光催化剂过滤器100的实质上所有区域。
关于最佳间隔距离L和光催化剂过滤器直径D，D/L可以为约3.46至约3.50。最佳间隔距离L和光催化剂过滤器直径D具有上述关系，从而能够激活光催化剂过滤器100的光量的光可以照射于光催化剂过滤器100的实质上所有区域。
发光二极管310的指向角的大小可以是120度以下。通过具有如上所述的角度，能够激活光催化剂过滤器100的光量的光可以照射于最大限度宽的区域。
根据本发明的一实施例，框架200和光源支承部件320可以以使光催化剂过滤器100和发光二极管310间隔开最佳间隔距离L量的形式结合。框架200和光源支承部件320以上述形式结合，从而发光二极管310和光催化剂过滤器100可以在结构上稳定，以维持最佳间隔距离L。另外，流体处理装置的流体处理效率可以随之提升。
另外，第二边缘221可以光学透明。由此，从发光二极管310射出的光不被第二边缘221遮挡，可以照射于光催化剂过滤器100。此时，光学透明不仅包括透射所有波段的光的情况，还包括透射特定波段的光的情况。
上述的实施例示出了在光源部300提供一个发光二极管310的情况。但是，在光源部300提供多个发光二极管310的形式也可以。以下，将针对提供多个发光二极管310的情况进行说明。
图4a是本发明的一实施例的流体处理装置的分解立体图，图4b是图4a的流体处理装置的截面图。
参照图4a至图4b，流体处理装置包括第一发光二极管311、第二发光二极管312和第三发光二极管313。
此时，第一发光二极管311将光照射于第一光照射区域A1量的区域，第二发光二极管312将光照射于第二光照射区域A2量的区域。第三发光二极管313将光照射于第三光照射区域A3量的区域
第一发光二极管311、第二发光二极管312和第三发光二极管313可以以第一光照射区域A1、第二光照射区域A2和第三光照射区域A3不重叠的形式布置。但是，如图所示，第一光照射区域A1、第二光照射区域A2和第三光照射区域A3也可以部分重叠。使用者可以将第一发光二极管311、第二发光二极管312和第三发光二极管313布置成，使第一光照射区域A1、第二光照射区域A2和第三光照射区域A3最小限度地重叠，并且没有光照射不到的区域。
第一光照射区域A1、第二光照射区域A2和第三光照射区域A3之和可以为光催化剂过滤器直径D以上。由此，足以激活光催化剂过滤器100的量的光可以到达光催化剂过滤器100的所有区域。
如图所示，当光源部包括第一发光二极管311、第二发光二极管312和第三发光二极管313时，最佳间隔距离L可以相对变小。具体地，与光源部包括一个发光二极管的情况相比，最佳间隔距离L可以变小。
随着第一发光二极管311、第二发光二极管312和第三发光二极管313位于与光催化剂过滤器100更靠近的位置，照射于光催化剂过滤器100的光量可以增加。由此，可以将用于激活光催化剂过滤器100的激活能以上的光更容易地供应于光催化剂过滤器100。另外，当从第一发光二极管311、第二发光二极管312和第三发光二极管313射出的光包括紫外线时，基于射出的光的紫外线杀菌效果可以提高。
附图中示出第一发光二极管311、第二发光二极管312和第三发光二极管313并排布置于同一线上的实施例。但是，第一发光二极管311、第二发光二极管312和第三发光二极管313的布置形式可以根据光催化剂过滤器100的形状和发光二极管的特性而不同。
另外，由于发光二极管310可拆卸地提供于光源支承部件320上，因此使用者可以根据需要将发光二极管310从光源支承部件320拆卸并可以将其重新附着于期望的位置。由此，当在特定发光二极管310产生问题时，使用者可以简便地仅更换产生问题的发光二极管310，而不必更换整个光源部300。
用于实施发明的形式
以上，针对包括一个光催化剂过滤器100和多个发光二极管311、312、313的流体处理装置进行了叙述。但是，光催化剂过滤器100可以提供多个。以下，将针对光催化剂过滤器100提供多个的形式进行叙述。
图5a是本发明的一实施例的流体处理装置的立体图，图5b是图5a的流体处理装置的分解立体图。图5c是图5a的流体处理装置的II-II'截面图。
根据图5a至5c，流体处理装置包括在行方向上并排布置的第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103。第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103的各个可以在列方向上提供多个。因此，第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103可以以在同一平面上形成矩阵的形式布置。但是，图示的仅是示例性的，可以根据第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103的形状，多个光催化剂过滤器以多种形式布置。
框架200可以包括用于固定第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103的格栅。具体地，第一框架210和第二框架220的各个包括提供于第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103之间的第一格栅211a、211b和第二格栅221a、221b。第一格栅211a、211b可以与提供于第一框架210一侧的第一边缘一体提供。第二格栅221a、221b可以与提供于第二框架220一侧的第二边缘一体提供。
第一格栅211a、211b可以再根据格栅的延伸方向分为第一纵向格栅211a和第一横向格栅211b。第二格栅221a、221b也可以同样地根据格栅的延伸方向分为第二纵向格栅221a和第二横向格栅221b。第一、第二纵向格栅211a、221a以及第一、第二横向格栅211b、221b不是必须彼此垂直交叉。第一、第二纵向格栅211a、221a以及第一、第二横向格栅211b、221b可以根据第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103的形状，以具有锐角或钝角的形式交叉。
第一、第二纵向格栅211a、221a以及第一、第二横向格栅211b、221b的宽度可以与彼此相邻的第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103间的距离相同。因此，在第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103与第一框架210和第二框架220结合的状态下，各构成要件可以实质上无间隙地结合。由此，即使在提供多个光催化剂过滤器101、102、103的情况下，结构稳定性也可以提高。
另外，第一格栅211a、211b可以在上端具有凸出部，第二格栅221a、221b可以在下端具有凸出部。所述凸出部可以防止第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103向流体流动方向脱离。
第一格栅211a、211b以及第二格栅221a、221b可以是光学透明的，以使得不遮挡从发光二极管射出的光。此时，光学透明不仅包括透射所有波段的光的情况，也包括透射特定波段的光的情况。
第二框架220可以还包括辅助部件结合部250和加强部件260。辅助部件结合部250是可以与光源部的辅助部件结合的部分。将在后面叙述辅助部件结合部250。
加强部件260用于提高第二框架220的结构稳定性。当提供多个光催化剂过滤器而第二框架220的尺寸变大时，通过将加强部件260提供于第二框架220，可以提高第二框架220结构刚性。
光源部可以包括第一光源支承部件320a、第二光源支承部件320b、第三光源支承部件320c、第四光源支承部件320d、第五光源支承部件320e、第六光源支承部件320f、第七光源支承部件320g。第一光源支承部件320a至第七光源支承部件320g之间的距离可以全部相同或部分不同。例如，第一光源支承部件320a至第七光源支承部件320g可以两个或三个成组布置。在此情况下，第一光源支承部件320a和第二光源支承部件320b之间的距离可以短于第二光源支承部件320b和第三光源支承部件320c之间的距离。
第一光源支承部件320a至第七光源支承部件320g可以布置为，能够将能够激活光催化剂的光量的光对第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103在最大限度宽的范围照射。
第一光源支承部件320a至第七光源支承部件320g的各个可以包括多个发光二极管。例如，第四光源支承部件320d可以包括第一发光二极管311、第二发光二极管312、第三发光二极管313、第四发光二极管314、第五发光二极管315。
第一发光二极管311至第五发光二极管315布置成彼此间隔。第一发光二极管311至第五发光二极管315中相邻的发光二极管间的距离可以彼此相同或不同。例如，附图中示出的发光二极管中的第一发光二极管311和第二发光二极管312可以位于更靠近一点的位置，以使得与第一光催化剂过滤器101对应。另外，第二发光二极管312和第三发光二极管313间的距离可以相对远。
第一发光二极管311至第五发光二极管315可以布置为，能够将能够激活光催化剂的光量的光对第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103在最大限度宽的范围照射。
并不是在第一光源支承部件320a至第七光源支承部件320g的各个必须提供相同数量的发光二极管。例如，也可以是，虽然在第四光源支承部件320d提供五个发光二极管，但在第三光源支承部件320c仅提供三个发光二极管。
另外，并不是在第一光源支承部件320a至第七光源支承部件320g提供的多个发光二极管必须以矩阵形式布置。例如，多个发光二极管也可以以之字形式布置。
第一光源支承部件320a至第七光源支承部件320g的布置形式和第一发光二极管311至第五发光二极管315的布置形式可以根据第一光催化剂过滤器101、第二光催化剂过滤器102、第三光催化剂过滤器103的布置形式而不同。
另外，第一光源支承部件320a至第七光源支承部件320g以及第一发光二极管311至第五发光二极管315可以以不被第一格栅211a、211b以及第二格栅221a、221b遮挡的形式布置。例如，当平面观察时，第一光源支承部件320a至第七光源支承部件320g可以布置为不与第一横向格栅211a、第二横向格栅221a交替重叠。
在第一光源支承部件320a至第七光源支承部件320g的一侧可以提供连接器318。例如，第四光源支承部件320d可以包括提供于最右侧的连接器318。连接器318可以通过布线部与第一发光二极管311至第五发光二极管315电连接。此时，布线部可以提供于第四光源支承部件320d内部。连接器可以进一步用作将外部电源或控制部与第一发光二极管311至第五发光二极管315连接的桥头。
根据本发明的一实施例，流体处理装置可以包括多个光催化剂过滤器。多个光催化剂过滤器被具备格栅的第一框架210和第二框架220固定，在结构上是稳定的。另外，为了激活多个光催化剂过滤器，光源部可以包括多个光源支承部件和多个发光二极管。由此，即使在多个光催化剂过滤器提供于流体处理装置的情况下，所有的光催化剂过滤器也能够激活。
如上所述，根据本发明的一实施例，即使当包括多个光催化剂过滤器时，流体处理装置也在结构上稳定并且流体处理效率高。由此，本发明的一实施例的流体处理装置能够应用于大型化的空调机。具体地，由于通过将多个光催化剂过滤器布置于同一平面上，能够增加每单位时间的流体处理量，因此本发明的一实施例的流体处理装置能够应用于流体处理量大的大型化的空调机。
陶瓷材质的光催化剂过滤器难以制成一定尺寸以上。这是因为，在制造大型光催化剂过滤器的过程中，光催化剂过滤器容易发生变形。另外，为了防止光催化剂过滤器的变形，需要增加光催化剂过滤器的厚度，在这种情况下，通过光催化剂过滤器的流体的流量会过度变小。因此，将光催化剂过滤器制成一定尺寸以上是非常困难的。但是，根据本发明的一实施例，由于能够将多个光催化剂过滤器布置于同一平面上，因此无需大型的光催化剂过滤器也能够提高每单位时间的流体处理量。
图6是本发明的一实施例的流体处理装置的分解立体图。
参考图6，可以看出与上述相同地提供多个光催化剂过滤器100。但是，光催化剂过滤器100的各个具有向一方向延伸的矩形形态。
另外，第一框架210和第二框架220可以具有与光催化剂过滤器100的形状对应的形状。具体地，提供于第一框架210的第一格栅211a和提供于第二框架220的第二格栅221a可以以围绕矩形形状的光催化剂过滤器100的形式提供。在此情况下，第一格栅211a和第二格栅221a可以分别仅包括在横向方向上延伸的格栅，可以不包括与在横向方向上延伸的格栅交叉的格栅。
在上述实施例中，发光二极管布置为将光照射于光催化剂过滤器的一表面。但是，可以根据需要改变发光二极管的布置形式。例如，发光二极管也可以布置为将光照射于光催化剂过滤器的两表面。
图7a和图7b是本发明的一实施例的流体处理装置的截面图。
根据图7a，光源部包括上光源支承部件321和下光源支承部件322。上光源支承部件321包括第一发光二极管311、第二发光二极管312、第三发光二极管313、第四发光二极管314、第五发光二极管315，下光源支承部件322包括第六发光二极管311'、第七发光二极管312'、第八发光二极管313'、第九发光二极管314'、第十发光二极管315'。第一发光二极管311至第五发光二极管315和第六发光二极管311'至第十发光二极管315'可以提供于彼此面对的位置。但是，发光二极管的布置形式不限于附图中示出的布置形式。
根据图7b，上光源支承部件321包括第一发光二极管311、第三发光二极管313、第五发光二极管315，下光源支承部件322包括第二发光二极管312、第四发光二极管314。第一发光二极管311、第三发光二极管313、第五发光二极管315以及第二发光二极管312、第四发光二极管314交替布置成彼此在平面上不重叠。
如图7a和图7b所示，当光源部包括上光源支承部件321和下光源支承部件322时，光可以照射于光催化剂过滤器100的两表面。由此，光照射面积可以更宽。另外，随着光照射面积变宽，更多量的光催化剂激活，每单位时间的流体处理能力能够随之提升。
图8a是本发明的一实施例的流体处理装置的立体图，图8b是图8a的流体处理装置的分解立体图。图8c是图8a的流体处理装置的III-III'截面图。
根据图8a至图8c，光源部还包括与多个光源支承部件320结合的辅助部件330。
辅助部件330可以在与多个光源支承部件320结合的同时，与第二框架220结合。具体地，辅助部件330可以通过提供于第二框架220的辅助部件结合部250与第二框架220结合。对辅助部件结合部250中利用的结合方式没有限制。
当辅助部件330和第二框架220通过辅助部件结合部250结合时，可以省略用于使第二框架220和光源支承部件320结合的结合部件。光源支承部件320与辅助部件330结合，辅助部件330与第二框架220结合，从而光源支承部件320可以提供于流体处理装置内。
光源支承部件320和辅助部件330之间的结合方式也没有限制。例如，光源支承部件320和辅助部件330也可以通过粘合剂结合。或者，两个构成要件可以以螺栓、卡夹之类方式结合。
光源支承部件320和辅助部件330可以可拆卸地结合。因此，当特定光源支承部件320发生异常时，可以仅更换成问题的光源支承部件320。
通过将多个光源支承部件320通过辅助部件330提供于流体处理装置，结构稳定性可以提升。具体地，当光源支承部件320单独地与第二框架220结合时，随着光源支承部件320的数量增加，用于将各个光源支承部件320与第二框架220连接的结合部件和凸出部的数量几何级数地增加。存在越是在第二框架220增加凸出部，第二框架220的刚性越会下降的问题。
但是，根据本发明的一实施例，由于多个光源支承部件320提供于一个辅助部件330上，辅助部件330与第二框架220结合，因此即使光源支承部件320的数量增加，也不必担心第二框架220的刚性下降。
因此，根据本发明的一实施例，可以将大量的光源支承部件320和发光二极管310提供于流体处理装置内，由此流体处理装置的大型化更容易。
另外，当辅助部件330包含金属时，辅助部件330具有高导热性，由此可以去除从发光二极管310和光源支承部件320产生的热量。
图9和图10是本发明的一实施例的流体处理装置的截面图。
根据图9，第二框架220和光源支承部件320通过结合部件240结合。此时，结合部件240可以以螺栓式结合第二框架220和光源支承部件320。
另外，使用者可以根据需要操作结合部件240而调节发光二极管310和光催化剂过滤器100之间的距离。
根据图10，在第一框架210和第二框架220的内壁还提供反射部件270。反射部件270将从发光二极管310射出的光光催化剂过滤器100侧反射。由此，可以增加到达光催化剂过滤器100的光的量，可以增加光催化剂活性。
图11是本发明的一实施例的光催化剂过滤器的立体图。
在本发明的一实施例中，光催化剂过滤器100可以制造为具有相对宽的上表面和下表面的长方体形状。
光催化剂过滤器100可以具有用于使与空气的接触面积最大化的结构。例如，本发明的一实施例的光催化剂过滤器100可以形成为格子形状，每个格子可以具有贯通光催化剂过滤器100的上下的多个开口110。但是，光催化剂过滤器100的形状不限于此，只要能够增加与空气的接触面积，也可以具有其它结构。
光催化剂过滤器100也可以在其内部形成多个孔(pore)，而替代贯通上下的开口110。此时，光催化剂过滤器100可以包括光催化剂物质涂覆于表面且烧结的多个珠子。孔(pore)通过布置于所述珠子之间，将与空气的接触面积最大化。
在光催化剂过滤器100包括通过与从光源部射出的光反应处理空气的光催化剂。关于光催化剂的反应的事项，如上所述。
光催化剂物质可以是选自二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化锌(ZnO)、氧化钨(WO 3)和氧化锡(SnO2)中的至少一种。在本发明的一实施例中，由于因在光催化剂表面产生的空穴和电子复合速度相当快而利用于光化学反应存在限制，因此可以添加Pt、Ni、Mn、Ag、W、Cr、Mo、Zn等金属或它们的氧化物而延迟空穴和电子的复合速度。当空穴和电子的复合速度延迟时，与要被氧化和/或分解的对象物质的接触可能性增加，结果反应度可以提高。不仅此，也可以通过添加氧化物来调节光催化剂带隙，提升性能。若使用上述的光催化反应时，则可以对空气进行杀菌、净化、除臭处理等。尤其是在杀菌的情况下，可以通过破坏菌细胞内的酶和作用于呼吸系统的酶等而进行杀菌或抗菌作用，防止菌或霉菌的繁殖，也分解它们释放的毒素。
尤其，在本发明的一实施例中，作为光催化剂，可以使用氧化钛(TiO2)。氧化钛接收紫外线而生成过氧自由基，生成的过氧自由基将有机物分解并分解为无害的水和二氧化碳。氧化钛纳米粒子化，即使使用发出值相对低的紫外线波长的光源也能够生成大量的过氧自由基。因此，有机物的分解能力优异，对环境变化也具有持续的耐久性和稳定性，具有半永久性效果。另外，大量产生的过氧自由基不仅能够去除有机物，还能够去除恶臭、细菌等各种物质。
在本发明的一实施例中，由于光催化剂仅作为催化剂起作用，自身并不改变，因此可以半永久性使用，只要提供相应的光，效果就能够半永久性持续。
涂覆有所述光催化剂物质的基材或珠子可以是选自氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)及它们的组合的至少一种。
另外，光催化剂过滤器100可以还包括用于在表面物理吸附的吸附剂。吸附剂可以是沸石(zeolite)之类多孔性物质。吸附剂与光催化剂物质一起使用，即使污染物质附着于吸附剂表面，也可以通过光催化剂物质去除污染物。由此，即使长时间使用光催化剂过滤器100，吸附剂的吸附性能也可以不大大降低。
图12是本发明的一实施例的流体处理装置的立体图。
根据图12，流体处理装置还包括送风装置400。送风装置400尤其可以在流体处理装置处理的流体为气体状态的情况下使用。流体的流动可以通过送风装置400变快，可以增加每小时流入至光催化剂过滤器100的流体的量。由此，可以增加流体处理装置每小时处理的流体的量。
另外，尽管图示为在送风装置400前面提供一个光源部300和一个光催化剂过滤器100的形式，但是可以根据实施例，在送风装置400前面交替布置多个光源部300和多个光催化剂过滤器100。由此，即使每小时流入至流体处理装置的流体的量增加，流体处理装置的净化程度也能够不下降。
图13和图14是示出对于本发明的一实施例的流体处理装置基于发光二极管和光催化剂过滤器间距离的污染物质去除性能的曲线图。
根据图13和图14的实验数据是使用本发明的一实施例的一个光催化剂过滤器和一个发光二极管而获得的。具体地，光催化剂过滤器使用宽度约33mm、长度约33mm和厚度约10mm的光催化剂过滤器，使用供应300mA的电流并射出约365nm的波长的光的发光二极管。在发光二极管后方设置了用于将流体向光催化剂过滤器方向供应的送风装置，送风装置以12V驱动而以0.12m3/min的比率供应流体。
在图13和图14示出了当发光二极管和光催化剂过滤器之间的距离分别为10mm、20mm、30mm、40mm时在180分钟期间能够净化多少10ppm浓度的乙醛气体的数据。
实验结果为，当间隔距离为约10mm时，约3小时期间能够去除约32.1％的乙醛，当间隔距离为约20mm时，能够去除约35.3％的乙醛。另外，当间隔距离为约30mm时，能够去除约30.5％的乙醛，当间隔距离为约40mm时，能够去除约28.0％的乙醛。
这样的实验结果，判断为是因为当发光二极管与光催化剂过滤器间的间隔距离为约20mm时能够将足以激活光催化剂过滤器的光量照射于最大面积。按照发光二极管和光催化剂过滤器间的间隔距离，光量和照射面积如下表1。
[表1]
间隔距离 照射区域直径 照射区域面积 每单位面积光照射量
10mm 34.64mm 9.42cm<sup>2</sup> 21.72mW/cm<sup>2</sup>
20mm 69.28mm 37.68cm<sup>2</sup> 20.23mW/cm<sup>2</sup>
30mm 103.92mm 84.78cm<sup>2</sup> 15.52mW/cm<sup>2</sup>
40mm 138.56mm 150.71cm<sup>2</sup> 11.81mW/cm<sup>2</sup>
从上表1可确认那样，当发光二极管与光催化剂过滤器间的间隔距离为约20mm时，能够确保足以激活光催化剂过滤器的光量(约20.23mW/cm2)。当间隔距离为约10mm时，虽然光量比间隔距离为20mm时多，但照射面积大大减小至约1/4。因此，判断为当发光二极管与光催化剂过滤器间的间隔距离为约20mm时，能够将足以激活光催化剂过滤器的光量照射于最宽的面积，这样的预测可以通过图13和图14所示的乙醛去除效率差得到证明。

Claims (20)

1.一种流体处理装置，包括：
光催化剂过滤器，对流体进行脱臭并杀菌；
框架，固定所述光催化剂过滤器；以及
光源部，与所述框架结合，
所述光源部包括：
光源支承部件；以及
发光二极管，提供于所述光源支承部件上而向所述光催化剂过滤器上射出光，
所述框架和所述光源支承部件以使所述光催化剂过滤器和所述发光二极管间隔的形式结合。
2.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述光催化剂过滤器提供多个。
3.根据权利要求2所述的流体处理装置，其中，
多个所述光催化剂过滤器提供于同一平面上。
4.根据权利要求2所述的流体处理装置，其中，
所述框架包括提供于多个所述光催化剂过滤器之间的格栅。
5.根据权利要求4所述的流体处理装置，其中，
多个所述光催化剂过滤器间的距离与所述格栅的宽度相同。
6.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述发光二极管的指向角的大小为120度以下。
7.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
关于所述光催化剂过滤器和所述发光二极管间的距离L与所述光催化剂过滤器的直径D，
D/L为3.46至3.50。
8.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述框架包括第一框架和第二框架，
所述第一框架和所述第二框架之间提供所述光催化剂过滤器。
9.根据权利要求8所述的流体处理装置，其中，
所述光催化剂过滤器提供多个，
所述流体处理装置包括提供于所述第一框架的第一格栅和提供于所述第二框架的第二格栅，
所述第一格栅和所述第二格栅分别提供于多个所述光催化剂过滤器之间。
10.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述光源支承部件提供多个，
所述光源部还包括与多个所述光源支承部件结合的辅助部件。
11.根据权利要求10所述的流体处理装置，其中，
所述辅助部件包含金属，从而去除从所述发光二极管和所述光源支承部件产生的热量。
12.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述光源部包括在一个所述光源支承部件上提供的多个所述发光二极管。
13.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述框架还包括连接所述框架和所述光源支承部件的结合部件，
利用所述结合部件而调节所述框架和所述光源支承部件间的距离。
14.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述发光二极管提供多个，
多个所述发光二极管提供为将所述光催化剂过滤器置于中间而间隔。
15.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述光催化剂过滤器包括：
在表面涂覆光催化剂物质并烧结的多个珠子；以及
布置于所述珠子之间的孔。
16.根据权利要求15所述的流体处理装置，其中，
所述珠子包括选自氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)及它们的组合的至少一种。
17.根据权利要求15所述的流体处理装置，其中，
所述光催化剂物质选自二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化锌(ZnO)、氧化钨(WO3)、氧化锌(ZnO)和氧化锡(SnO2)中的至少一种。
18.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述发光二极管射出包括紫外线波段的光。
19.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述流体处理装置还包括向所述光催化剂过滤器方向输送流体的送风装置。
20.根据权利要求1所述的流体处理装置，其中，
所述光催化剂过滤器和所述光源部分别提供多个，
所述交替地串联布置。
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