CN116761784A

CN116761784A - 光反应器组件

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Publication number: CN116761784A
Application number: CN202280012177.6A
Authority: CN
Inventors: A·W·M·德贝斯特; N·A·M·斯维格斯; R·C·布罗尔斯马
Original assignee: Signify Holding BV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2022-01-21
Publication date: 2023-09-15
Also published as: WO2022161881A1; EP4284758A1

Abstract

本发明提供光反应器组件(1000)，其包括反应器(200)和光源装置(1010)；其中：光源装置(1010)包括多个光源(10)，多个光源被配置为生成从UV辐射、可见辐射和IR辐射中的一者或多者中选择的光源辐射(11)，其中每个光源(10)包括发光表面(12)；反应器(200)被配置用于容纳要用光源辐射(11)处置的流体(5)，其中反应器(200)包括一个或多个反应器壁(210)，其中一个或多个反应器壁(210)中的至少一个反应器壁限定壁腔(220)并且被配置为与多个光源(10)处于辐射接收关系；其中一个或多个反应器壁(210)中的至少一个反应器壁对于光源辐射(11)是透射的；其中光源(10)中的一个或多个光源至少部分地被配置在壁腔(220)中，由此发光表面(12)在壁腔(220)内，并且一个或多个反应器壁(210)中的至少一个反应器壁至少部分地包围发光表面(12)。

Description

光反应器组件

技术领域

本发明涉及一种光反应器组件，其包括反应器和光源装置。本发明还涉及一种用光源辐射处置流体的方法。

背景技术

光反应器组件是本领域已知的。例如，US20100247401A1描述了一种用于执行辐射辅助化学处理的设备，该设备包括流体路径以及气体放电或等离子体室，该流体路径至少部分地由对辐射透明的壁的第一表面限定，该辐射对于执行辐射辅助化学处理是有用的，该气体放电或等离子体室被布置用于产生辐射，其中该室至少部分地由透明壁的与第一表面相对的第二表面限定。该专利还描述了一种形成光催化反应器的相关方法，该方法除了其他步骤之外还包括对流体路径进行洗涂以便在其中沉积光催化材料的步骤，其中洗涂的步骤包括分别在路径的非圆形横截面的第一部分上或从路径的非圆形横截面的第二部分沉积光催化材料和不沉积光催化材料或去除光催化材料，第二部分包括透明材料的壁的第一表面的至少一些。

发明内容

光化学处理或光化学涉及光的化学效应。更一般地，光化学是指由光的吸收引起的(化学)反应，该光尤其是紫外光(辐射)、可见光(辐射)和/或红外辐射(光)。光化学可以例如用于合成特定产物。例如，异构化反应或自由基反应可以由光发起。由光诱发的其他自然发生的过程是例如光合作用，或用阳光形成维生素D。光化学还可以例如用于降解/氧化水或例如空气中的污染物。光化学反应可以在光化学反应器或“光反应器”中进行。

光化学的益处之一在于反应可以在比常规热化学低的温度处执行，并且部分地由于该原因，避免了生成不想要的副产物的热副反应。

此外，光化学中常用的光源可以包括低压或中压汞灯或荧光灯。除此之外，一些反应可能需要非常特定的波长区域，并且它们可能甚至受到来自以其他波长发射的源的光的阻碍。在这些情况下，可能必须滤除光谱的部分，这可能导致低效率且复杂的反应器设计。

近年来，发光二极管(LED)的输出已经急剧增加，使得它们成为用于光化学的光源的感兴趣的候选，该发光二极管(LED)是具有范围例如从UVC到IR波长的主波长的直接LED和磷光体转换的LED两者。可以从小表面获得高通量，尤其是在LED可以保持在低温的情况下。

在现有技术的系统中，相当大比例的光源辐射可能未被使用，即，它不与反应器中的试剂/流体相互作用，而是可能代替地离开系统，可能由于菲涅耳反射而损失和/或可能被系统中的其他元件吸收。特别地，光源辐射可以被吸收，这可能导致在光反应器组件中产生过多的热，这转而可能导致不想要的副产物和/或LED的效率的降低，和/或光源辐射可以在反应器壁处被反射并且可能根本不进入反应器，或者仅在(多次)反射之后进入反应器，这可能导致效率的(一些)损失。

因此，本发明的一个方面是提供一种替代光反应器组件，其优选地还至少部分地消除上述缺点中的一个或多个缺点。本发明的目的可以是克服或改善现有技术的短处中的至少一个短处，或者提供有用的替代方案。本发明的目的可以是通过提高光利用的效率、提高强度和/或减少不期望的热生成来提高光化学反应器的性能。

因此，在第一方面，本发明可以提供一种光反应器组件(也称为“反应器组件”或“组件”)，其包括反应器和光源装置。该光源装置可以包括多个光源，该多个光源被配置为生成光源辐射(或：“光源光”)，尤其是从UV辐射、可见辐射和IR辐射中的一者或多者中选择的光源辐射。在实施例中，光源辐射可以包括UV辐射。在另外的实施例中，光源辐射(还)可以包括可见辐射。在又一些另外的实施例中，光源辐射(还)可以包括IR辐射。在实施例中，每个光源可以包括(相应的)发光表面。反应器可以被配置用于容纳要尤其是用光源辐射处置的流体(也称为：反应器流体)。在实施例中，(反应器)流体可以包括一种或多种液体。(反应器)流体可以尤其包括一种或多种气体。在又一些另外的实施例中，流体可以包括(多种)气体和(多种)液体的混合物。反应器可以包括一个或多个反应器壁。在实施例中，该一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁(一个反应器壁的至少部分)限定壁腔(或“腔”)，并且被配置为与多个光源(的至少部分)处于辐射接收关系。在另外的实施例中，该一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁(或“第一壁”)对于光源辐射是透射的。在另外的实施例中，多个光源中的一个或多个光源至少部分地被配置在壁腔中，尤其是由此发光表面在壁腔内并且一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁至少部分地包围发光表面。

因此，反应器壁可以具有壁腔，在壁腔中可以布置光源。由此，在操作期间，光源可以更靠近反应器中的反应器流体。特别地，反应器可以包括被配置用于容纳反应器流体的反应器室，并且反应器室可以被布置为至少部分地围绕壁腔。此外，光源(尤其是光源的发光表面)可以被布置为使得绝大多数(基本上所有)发射的光源辐射指向反应器室，尤其是指向反应器室中的反应器流体。此外，壁腔可以具有穹顶状形状，该穹顶状形状被布置为使得可以减少由于菲涅耳反射而导致的光源辐射的损失。特别地，壁腔和光源可以(相对于彼此)被布置为在壁腔上提供光源辐射的小入射角(相对于表面的法线)。因此，本发明的光反应器系统可以提高光利用的效率，同时减少不期望的热生成。

特别地，光源可以被布置在腔中，使得基本上所有光(±90°内)在壁腔上具有接近0°的入射角(因此菲涅耳反射被保持最小)。此外，反应器流体流过的反应器室可以在(壁腔的)完整弯曲部之上延伸，因此基本上通过反应器壁的所有光都可以与反应器流体相互作用。

尤其，在光源辐射使用对比光源的功率输入方面，本发明的光反应器组件可以是相对高效的。特别地，在由流体(尤其是由流体中的反应物)捕获辐射方面，该光反应器组件可以是高效的。与现有技术的解决方案相比，在反应器中，可以更高效地执行反应。因此，与现有技术的系统相比，在反应器组件中可以获得期望产物的更高产量(每时间单位和/或每功率单位)。

在具体实施例中，本发明可以提供一种光反应器组件，其包括反应器和光源装置；其中：光源装置包括多个光源，多个光源被配置为生成从UV辐射、可见辐射和IR辐射中的一者或多者中选择的光源辐射，其中每个光源包括发光表面；并且反应器被配置用于容纳要用光源辐射处置的流体，其中反应器包括一个或多个反应器壁，其中该一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁限定壁腔并且被配置为与多个光源处于辐射接收关系；其中一个或多个反应器壁中的该至少一个反应器壁对于光源辐射是透射的；其中光源中的一个或多个光源至少部分地被配置在壁腔中，由此发光表面在壁腔内，并且一个或多个反应器壁中的该至少一个反应器壁至少部分地包围发光表面。

因此，本发明可以提供一种光反应器组件。诸如在本发明的方法中，光反应器组件可以用于用光源辐射处置(反应器)流体。术语“(用光源辐射)处置流体”和类似短语可以尤其涉及用光源辐射辐照流体。流体尤其包括光敏反应物(包括光催化剂和/或光敏剂)，该光敏反应物尤其对光源辐射敏感(见下文)。术语“(反应器)流体”可以涉及多种(不同的)流体。此外，流体可以包括液体和/或气体。此外，流体在实施例中可以作为液体进入反应器，并且可以在具体实施例中当在反应器中被加热时(部分地)变成气体的。多种不同的流体可以被混合并且(被配置为)在操作期间在反应器中提供均质流。在另外的实施例中，可以选择多种不同的流体以在操作期间在反应器中提供分段流。还可以选择多种流体以用于在操作期间在反应器中提供段塞流。

因此，流体可以具有液相、气相或液相和气相的组合。流体可以包括不同流体的混合物。在实施例中，流体可以包括不同流体的均质混合物。在另外的实施例中，流体可以包括流体的非均质混合物。

光反应器组件可以包括反应器和光源装置。

术语“反应器”可以尤其涉及(光)化学反应器。该术语基本上涉及在其中可以发生(光化学)反应的被包围的(反应器)室。反应器室可以尤其具有反应器体积。在实施例中，反应器可以包括限定反应器室(尤其是包围反应器室)的一个或多个反应器壁。

术语“光源装置”在本文中可以是指多个光源的布置，即空间布置(相对于反应器，特别是相对于反应器室)。因此，光源装置可以包括多个光源。在实施例中，光源可以独立地布置在腔中。在另外的实施例中，光源可以诸如经由容纳光源的支撑元件彼此连接。因此，在另外的实施例中，光源装置可以包括支撑元件，诸如板状支撑元件，其中多个光源被布置在支撑元件上。

在实施例中，多个光源(的至少部分)包括发光二极管(LED)，尤其是发光二极管的阵列。术语“阵列”可以尤其是指多个(不同的)阵列。在另外的实施例中，多个光源(的至少部分)包括板上芯片光源(COB)。术语“COB”尤其是指既不包封也不连接而是直接安装到诸如印刷电路板的基板上的半导体芯片形式的LED芯片。在实施例中，COB和/或LED可以包括直接LED(具有范围例如从UVC到IR波长的主波长)。在另外的实施例中，COB和/或LED包括一个或多个磷光体转换的LED。使用这样的光源，可以提供每个光源或每个光源(支撑)元件的高强度辐射(光)(见下文)。在实施例中，例如，光源可以提供每个光源100流明-25,000流明(可见光)。在实施例中，光源可以例如应用(消耗)0.5-500(电)瓦特每光源(输入功率)。

在实施例中，多个光源可以包括(单个)板上芯片光源和/或(单个)发光二极管和/或(单个)激光二极管。在另外的实施例中，光源可以包括发光二极管和/或激光二极管源的阵列。因此，在实施例中，多个光源可以包括板上芯片光源、发光二极管和激光二极管中的一者或多者。在另外的实施例中，多个光源包括发光二极管的阵列和/或板上芯片光源。

光源可以尤其被配置为生成光源辐射，尤其是从UV辐射、可见辐射和IR辐射中的一者或多者中选择的光源辐射。

术语“UV辐射”是本领域技术人员已知的，并且涉及“紫外辐射”或“紫外发射”或“紫外光”，尤其是具有约10nm-400nm或10nm-380nm的范围内的一个或多个波长。在实施例中，UV辐射可以尤其具有在约100nm-400nm或100nm-380nm的范围内的一个或多个波长。此外，术语“UV辐射”和类似术语还可以是指UVA、UVB和UVC辐射中的一者或多者。UVA辐射可以尤其是指具有约315nm-400nm的范围内的一个或多个波长。UVB辐射可以尤其是指具有在约280nm-315nm的范围内的一个或多个波长。UVC辐射还可以尤其具有在约100nm-280nm的范围内的一个或多个波长。在实施例中，光源可以被配置为提供具有大于约190nm的波长的光源辐射。

术语“可见”、“可见光”、“可见发射”或“可见辐射”和类似术语是指具有在约380nm-780nm的范围内的一个或多个波长的光。

术语“IR辐射”尤其涉及“红外辐射”、“红外发射”或“红外光”，尤其具有在780nm至1mm的范围内的一个或多个波长。此外，术语“IR辐射”和类似术语还可以是指NIR、SWIR、MWIR、LWIR、FIR辐射中的一者或多者。NIR可以尤其涉及具有在约750nm-1400nm的范围内的一个或多个波长的近红外辐射。SWIR可以尤其涉及具有在约1400nm-3000nm的范围内的一个或多个波长的短波长红外。MWIR可以尤其涉及具有在约3000nm-8000nm的范围内的一个或多个波长的中波长红外。LWIR可以尤其涉及具有在约8μm-15μm的范围内的一个或多个波长的长波长红外。FIR可以尤其涉及具有在约15μm-1000μm的范围内的一个或多个波长的远红外。

在实施例中，每个光源可以包括(相应的)发光表面。术语“发光表面”在本文可以是指光源的从其发射光源辐射的表面。尤其，在实施例中，发光表面可以是二极管(诸如LED、激光器或超发光二极管)的(顶)表面。在实施例中，发光表面可以是平面的。在另外的实施例中，发光表面可以是弯曲的，尤其是凸的，或尤其是凹的。

在实施例中，每个光源可以具有光轴，其中光源以与光轴成小于120°、诸如小于100°、尤其是小于90°的角度发射基本上所有的光源辐射，诸如至少90％的光源辐射，尤其是至少95％的光源辐射，诸如至少99％的光源辐射，包括100％。

在实施例中，每个光源可以具有基本上朗伯发射特性，即，光源以相对于光轴小于90°的角度发射基本上所有的光源辐射。

尤其，光轴可以被限定为限定(加权平均)路径的假想线，光沿着该路径从光生成元件(这里尤其是光源)开始传播通过系统。因此，光轴可以尤其与发射的光源辐射的加权平均路径重合。通常，光轴可以与发光表面的中心位置的法线重合。

反应器可以被配置用于容纳要用光源辐射处置的(反应器)流体。特别地，反应器可以包括被配置用于容纳流体的反应器室，尤其是反应器通道。术语“反应器通道”可以在本文中尤其是指具有细长形状的反应器室，尤其是其中在使用期间，流体从反应器室的一端流动到反应器室的另一端。因此，反应器通道的长度可以尤其大于反应器通道的(圆形等效)(内)直径。在实施例中，反应器通道的长度与反应器通道的(圆形等效)(内)直径的比率可以大于5，尤其是大于10。

反应器可以包括一个或多个反应器壁。一个或多个反应器壁可以限定反应器室，尤其是反应器通道。

在实施例中，反应器室(尤其是反应器通道)可以具有流动路径，尤其是其中流动路径蜿蜒。流动路径可以由于壁腔而在第一维度上蜿蜒，该壁腔可以尤其穿入反应器室。流动路径还可以在第二维度上蜿蜒，该第二维度可以垂直于第一维度。该蜿蜒可以尤其有助于在反应器室中提供湍流。

一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)可以尤其具有选自0.4mm-12mm的范围、尤其是选自0.5mm-10mm的范围、诸如选自0.7mm-8mm的范围的平均反应器壁厚。反应器壁厚可以(在每个位置处)尤其垂直于反应器壁的表面测量。由于壁腔，并且可选地由于反应器壁中的波纹部(见下文)，并且可选地由于流体的蜿蜒流动路径，反应器壁厚可以沿着反应器不是恒定的。在另外的实施例中，沿着一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁的至少80％，诸如至少90％，尤其是至少95％，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以具有至少1mm、尤其是至少2mm、诸如至少5mm的反应器壁厚。

在实施例中，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以限定壁腔。特别地，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以包括内侧和外侧，其中内侧指向反应器室，并且其中壁腔布置在外侧中。因此，在实施例中，壁腔可以与反应器室流体分离。特别地，壁腔可以相对于一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁的外侧凹入，即，壁腔可以相对于包括一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁的最小凸包(convex hull)凹入。

在另外的实施例中，壁腔中的一个或多个壁腔(尤其是每个壁腔)可以具有(独立选择的)穹顶状形状，尤其是选自包括测地穹顶形状、椭圆形穹顶形状、卵形穹顶形状和半球形穹顶形状的组的穹顶状形状。特别地，壁腔可以具有(实质上)与朗伯发射轮廓适形(类似于公-母配置)的穹顶状形状。

在另外的实施例中，壁腔中的一个或多个壁腔(尤其是每个壁腔)可以至少部分地具有基本上球形帽的形状。

在另外的实施例中，壁腔中的一个或多个壁腔(尤其是每个壁腔)可以具有至少部分地符合基本上高斯形状的横截面形状。

具有这样的形状的壁腔可以提供以下益处：由(居中地)布置在壁腔中的光源提供的基本上所有光源辐射可以以≤40°的角度、诸如≤20°的角度入射在一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁上，尤其是入射在穹顶段上，这可以减少由于菲涅耳反射而导致的损失。

在另外的实施例中，由(居中地)布置在壁腔中的光源提供的光源辐射的至少70％、诸如至少80％、尤其是至少90％可以以≤40°的角度、诸如≤20°的角度入射在一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁上。在另外的实施例中，由(居中地)布置在壁腔中的光源提供的光源辐射的至少95％、诸如至少98％、尤其是至少99％、包括100％可以以≤40°的角度、诸如≤20°的角度入射在一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁上。

无论如何，光源辐射中的一些光源辐射仍然可以由一个或多个反应器壁反射，尤其是由一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁反射。因此，在实施例中，光反应器组件还可以包括反射器元件(或：“反射元件”)，尤其是其中反射器元件被配置为反射光源辐射。特别地，光源中的一个或多个光源的发光表面可以被配置在一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁与反射器元件之间。此外，光源中的一个或多个光源的发光表面可以指向一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁，并且尤其可以远离反射器元件而指向。因此，反射器元件可以被配置为将由一个或多个反应器壁反射的光源辐射反射回到一个或多个反应器壁。

术语“反射器元件”尤其涉及能够反射光源辐射的元件。尤其，当提供给反射器元件时，光源辐射的至少50％可以被反射。在实施例中，反射器元件可以反射入射在反射元件上的光源辐射的至少60％，诸如至少70％，尤其是至少80％。在另外的实施例中，反射器元件可以反射入射在反射器元件上的光源辐射的至少90％，诸如至少95％。反射器元件可以例如包括(反射)涂层或反射表面。在实施例中，包括反射器元件的物体可以(至少部分地)由反射材料制成。例如，该物体可以由反射金属或可以反射光源辐射的另一种(非金属类型)材料制成。在具体实施例中，导热元件中的一个或多个导热元件由也反射光源辐射的导热材料制成。

另外，反射器元件还可以包括光学层。反射器元件的至少部分还可以例如包括氮化硼(BN)、氧化铝(Al₂O₃)、铝、二向色层、反射聚合物和二氧化钛(TiO₂)中的一者或多者。光学层可以包括含银层(或“银反射器”)或二向色层。该层可以包括(微孔)聚四氟乙烯(PTFE)。在实施例中，反射器元件包括铝、氮化硼、氧化铝、银、二向色层和(微孔)PTFE中的一者或多者。

在实施例中，光源中的一个或多个光源可以至少部分地被配置在壁腔中，尤其是由此发光表面在壁腔内。特别地，光源中的一个或多个光源可以被居中地布置在壁腔中。

在实施例中，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以至少部分地包围发光表面。特别地，每个壁腔(尤其是每个穹顶段)可以至少部分地包围(相应的)光源的发光表面。在实施例中，光源可以布置在壁腔中，其中光源具有发光表面，其中发光表面限定平面的至少部分，其中该平面与一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁(尤其是与(相应的)穹顶段)一起包围空间。

特别地，壁腔可以由虚拟平面覆盖，其中该虚拟平面和一个或多个壁中的至少一个壁(一起)限定被包围的(虚拟)(腔)空间。发光表面可以被布置在该空间中，即，发光表面可以被布置在该虚拟平面与一个或多个壁中的至少一个壁之间，尤其是其中发光表面可以指向一个或多个壁中的至少一个壁。

在实施例中，虚拟平面可以弯曲，尤其是沿着至多一个轴弯曲。

在另外的实施例中，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以被配置为与多个光源(的至少部分)处于辐射接收关系。特别地，光源可以被布置在一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁的壁腔中，尤其是其中光源被配置为向一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁提供光源辐射。

本领域技术人员将清楚，短语“被配置为向X提供光源辐射”和类似短语指示光源辐射沿着与X相交的路径行进。因此，光源可以向反应器壁提供光源辐射，其中光源辐射通过反应器壁进入反应器流体中(在操作期间)。

在另外的实施例中，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以包括具有(独立选择的)穹顶状形状的穹顶段，该穹顶状形状尤其是选自包括测地穹顶形状、椭圆形穹顶形状、卵形穹顶形状和半球形穹顶形状的组的穹顶状形状。穹顶段可以尤其限定壁腔。在这样的实施例中，穹顶段可以被配置为与多个光源(的至少部分)处于辐射接收关系。特别地，光源可以被布置在一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁的壁腔中，尤其是其中光源被配置为向穹顶段提供光源辐射。在实施例中，每个光源可以被配置为向(相应的)穹顶段提供所发射的光源辐射的至少60％，诸如至少70％，尤其是至少80％。在另外的实施例中，每个光源可以被配置为向(相应的)穹顶段提供所发射的光源辐射的至少90％，诸如至少95％，尤其是至少99％，包括100％。

在另外的实施例中，每个光源可以被配置为将所发射的光源辐射的至少60％、诸如至少70％、尤其是至少80％经由(相应的)穹顶段提供给流体。在另外的实施例中，每个光源可以被配置为将所发射的光源辐射的至少90％、诸如至少95％、尤其是至少99％、包括100％经由(相应的)穹顶段提供给流体。在实施例中，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁对于光源辐射可以是(至少部分地)透射的。尤其，向一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁提供的光源辐射可以(基本上)无阻碍地通过反应器壁。

在实施例中，一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)可以由玻璃制成。一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)可以例如由石英、硼硅酸盐玻璃、钠钙(硅)、高硅高温玻璃、铝硅酸盐玻璃或钠钡软玻璃(或钠钡玻璃)(PH160玻璃)制成。玻璃可以例如以Vycor、Corex或Pyrex销售。一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)在实施例中(至少部分地)由无定形二氧化硅(例如已知为熔融二氧化硅)、熔融石英、石英玻璃或石英制成。一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)在另外的实施例中可以至少部分地由(透射)聚合物制成。合适的聚合物是例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、硅酮/聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、全氟烷氧基烷烃(PFA)和氟化乙丙烯(FEP)。一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)还可以包括透射陶瓷材料。透射陶瓷的示例是例如氧化铝Al₂O₃、钇铝石榴石(YAG)和尖晶石，诸如铝酸镁尖晶石(MgAl₂O₄)和氧氮化铝尖晶石(Al₂₃O₂₇N₅)。在实施例中，例如一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)(至少部分地)由这些陶瓷中的一种制成。在又一些另外的实施例中，一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)可以包括透射材料(由透射材料制成)，诸如BaF₂、CaF₂和MgF₂。一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)的材料还可以基于要处置的流体来选择。尤其可以选择对流体(中的化合物)呈惰性的材料。

在另外的实施例中，一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)可以包括选自包括聚氟烷氧基(PFA)、FEP、乙烯四氟乙烯(ETFE)和PMMA的组的材料。特别地，这些材料对于UV辐射可以是透明的。

光化学反应可以通过用光源辐射辐照反应器中的流体而在反应器中进行。因此，一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)可以被配置为透射光源辐射。短语“透射光源辐射”中的术语“透射”尤其是指允许光源辐射通过(壁)的性质。在实施例中，一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)对于光源辐射可以是半透明的。然而，在另外的实施例中，一个或多个反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)对于光源辐射是透明的。术语“透射”不一定暗示所提供的向反应器壁发射的光源辐射的100％也可以通过壁。在实施例中，向反应器壁发射的光源辐射的至少50％可以通过反应器壁，诸如至少70％，尤其是至少90％。在另外的实施例中，向反应器壁发射的光源辐射的至少95％可以通过反应器壁，诸如至少98％。通过反应器壁的光源辐射的相对量可以例如取决于光源辐射的波长。

在实施例中，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以被配置为对于UV辐射是透射的。在另外的实施例中，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以例如(也)被配置为对于可见辐射是透射的。在又一些另外的实施例中，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以被配置为对于IR辐射(也)是透射的。

在实施例中，壁腔中的一个或多个壁腔可以(各自)容纳单个光源。因此，每个壁腔可以被布置为(至少部分地)包围(相应的)光源。特别地，(多个光源中的)单个光源可以被布置在每个壁腔中。每个光源可以尤其被布置为使得(相应的)光源辐射的至少80％、诸如至少90％以≤40°、诸如≤20°的角度入射在一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁上，尤其是入射在相应的穹顶段上。由此，可以减少由于菲涅耳反射而导致的损失。

术语“光源”可以是指半导体发光设备，诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器等。术语“光源”还可以是指有机发光二极管，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在实施例中，多个光源可以包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。在另外的实施例中，多个光源可以包括板上芯片光源、发光二极管、激光二极管和超发光二极管中的一者或多者。在一个实施例中，多个光源可以包括LED。术语LED还可以是指多个LED。此外，术语“光源”在实施例中还可以是指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”尤其是指既不包封也不连接而是直接安装到诸如PCB和/或散热器的基板上的半导体芯片形式的LED芯片。因此，多个半导体光源可以被配置在相同基板上。在实施例中，COB是一起配置为单个照明模块的多LED芯片。术语“光源”还可以涉及多个(基本上相同的(或不同的))光源，诸如2至2000个固态光源。在实施例中，光源可以包括在单个固态光源(诸如LED)下游或在多个固态光源下游(即例如由多个LED共享)的一个或多个微光学元件(微透镜的阵列)。在实施例中，光源可以包括具有片上光学器件的LED。在实施例中，光源包括像素化的单个LED(具有或不具有光学器件)(在实施例中提供片上光束操纵)。在实施例中，光源可以包括激光器模块。

短语“不同的光源”或“多个不同的光源”以及类似的短语在实施例中可以是指从至少两个不同的分档(bin)中选择的多个固态光源。同样，短语“相同的光源”或“多个相同的光源”以及类似的短语在实施例中可以是指从相同的分档中选择的多个固态光源。

在实施例中，壁腔可以被配置为2D阵列。因此，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以具有板形状，特别是曲线(或“弯曲”)的板形状。术语“板形状”可以在本文中尤其是指如下形状：该形状具有比第三维度大得多的两个维度，诸如该两个维度是第三维度的至少10倍，尤其是至少50倍，诸如100倍。

术语“板形状”在本文中还可以是指弯曲的板形状，诸如弯曲成柱形形状的板的形状。例如，一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁可以具有限定管状光反应器室、尤其是管状光反应器通道的板状形状。

在另外的实施例中，壁腔可以根据规则图案被布置在一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁中。尤其，可以根据(正)多边形的镶嵌网格，尤其是正方形的镶嵌网格，或者尤其是(正)六边形的镶嵌网格，来限定规则图案，尤其是其中壁腔被布置在每个网格单元中，诸如在每个网格单元的中心。

在实施例中，壁腔可以根据规则图案被布置在反应器壁中的单个反应器壁中，尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁中。在另外的实施例中，壁腔可以根据一个或多个规则图案，尤其是根据两个或更多个(不同的)规则图案，或者尤其是根据单个规则图案，被布置在多个反应器壁中。

在另外的实施例中，壁腔可以具有最大的圆形等效直径D，尤其是其中壁腔具有节距p_w，其中1≤p_w/D≤3，尤其是1≤p_w/D≤2。

在另外的实施例中，壁腔可以具有最大的圆形等效直径D，尤其是其中光源具有节距p_L，其中1≤p_L/D≤3，尤其是1≤p_L/D≤2。

(不规则形状的)二维形状的等效圆形直径(或ECD)(或“圆形等效直径”)是等效面积的圆的直径。例如，具有边长a的正方形的等效圆形直径是2*a*SQRT(1/π)。对于圆，直径与等效圆形直径相同。如果在xy平面中具有直径D的圆被扭曲为任何其他形状(在xy平面中)，而不改变面积大小，则该形状的等效圆形直径将为D。

术语“节距”在本文中可以尤其是指重复元件之间的(最短)(心-心)距离，诸如在实施例中是指光源装置中的光源之间的(最短)(心-心)距离，或者是指一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁中的壁腔的中心之间的(最短)(心-心)距离。因此，如果根据镶嵌正方形的规则图案布置壁腔，则节距可以(在长度上)等于正方形的边(或“边长”)。类似地，如果根据镶嵌正六边形的规则图案布置壁腔，则节距可以(在长度上)等于六边形的边。

在实施例中，反应器的至少部分可以由两个平行配置的反应器壁限定。两个平行配置的反应器壁可以尤其限定(或“提供”)反应器体积。在实施例中，两个平行配置的反应器壁可以限定壁腔并且可以尤其被配置为与多个光源处于辐射接收关系。如从上文可以导出的，尤其是反应器壁对于光源辐射是透射的；并且尤其是其中光源中的一个或多个光源至少部分地被配置在每个反应器壁的壁腔中，尤其是由此发光表面在壁腔内并且反应器壁至少部分地包围发光表面。

在另外的实施例中，壁腔可以穿入到反应器体积中。特别地，在另外的实施例中，壁腔可以穿入到包括反应器室的最小凸包中。

在另外的实施例中，反应器壁可以包括两个平行配置的反应器壁，尤其是其中两个平行配置的反应器壁中的每个反应器壁具有板形状，并且尤其是其中两个平行配置的反应器壁中的每个反应器壁限定壁腔，并且尤其是其中两个平行配置的反应器壁中的每个反应器壁对于光源辐射是透射的。在另外的实施例中，两个平行设置的反应器壁可以尤其是两个相对布置的反应器壁，即，两个平行设置的反应器壁可以被布置在反应器的相对侧处，特别是反应器室的相对侧处。

特别地，在这样的实施例中，反应器(尤其是反应器室)可以具有板状形状。因此，两个平行配置的反应器壁可以限定反应器的至少部分，尤其是反应器室的至少部分。

在这样的实施例中，两个平行配置的反应器壁中的第一反应器壁中的两个或更多个壁腔可以(基本上)限定两个平行配置的反应器壁中的第二反应器壁中的壁腔。例如，如果两个平行配置的反应器壁中的第一反应器壁中的壁腔根据正方形网格布置，则两个平行配置的反应器壁中的第一反应器壁中的四个(2×2)壁腔的集合可以限定布置在它们之间的、在两个平行配置的反应器壁中的第二反应器壁中的壁腔。

在这样的实施例中，多个光源可以被布置在两个平行配置的反应器壁两者的壁腔中。因此，在另外的实施例中，反应器流体可以经由两个平行配置的反应器壁，尤其是经由两个相对布置的反应器壁，用光源辐射辐照。因此，在具体实施例中，两个反应器壁(a)可以限定壁腔，(b)可以被配置为与多个光源(中的光源)处于辐射接收关系，以及(c)可以对于光源辐射是透射的。

在另外的实施例中，壁腔(和光源)可以根据相同的规则图案布置在两个平行配置的反应器壁中。在实施例中，规则图案可以是镜像的，即当叠加两个相对布置的反应器壁的规则图案时，规则图案(基本上)完全重叠。因此，在这样的实施例中，平行配置的反应器壁的壁腔可以平行布置。由此，反应器室可以在(布置在网格单元的中心处，即在不同的反应器壁的两个壁腔之间的)相对窄的区段与(布置在网格单元的边处，即在相同的反应器壁的两个壁腔之间的)相对宽的区段之间交替。

特别地，在这样的实施例中，窄区段中的(壁)表面积与体积比可以特别高，即，在窄区段中，相对于窄区段中的流体的体积，可以存在相对大的表面，通过该表面提供光源辐射。因此，可以局部地增加光源辐射的强度。替代地，当平行配置的反应器壁的壁腔被平行布置时，平行配置的反应器壁可以进一步间隔开，因为相对布置的壁腔中的光源可以各自照射窄区段中的反应器流体(的部分)，这可以允许反应器室具有较大的尺寸，尤其是允许反应器通道具有较大的圆形等效直径。

特别地，在实施例中，平行配置的反应器壁可以在窄区段处分开第一距离d1并且在宽区段处分开第二距离d2。在实施例中，d2可以选自0.1mm-10mm的范围，诸如0.2mm-5mm的范围，尤其是0.5mm-5mm的范围，并且尤其是其中d1/d2选自0.1-0.95的范围，诸如选自0.2-0.9的范围，尤其是选自0.5-0.9的范围。第一距离d1和第二距离d2可以尤其对应于反应器室的圆形等效直径，诸如垂直于反应器室中的流动路径的圆形等效直径。

术语“节点”是指多个边相遇的网格点。

在另外的实施例中，对于两个平行配置的反应器壁，规则图案可以尤其在空间上移位。特别地，当叠加两个平行配置的反应器壁的规则图案时，两个平行配置的反应器壁中的第一反应器壁的网格单元的中心可以与两个平行配置的反应器壁中的第二反应器壁的网格单元的节点对准。因此，平行配置的反应器壁上的壁腔可以在空间上分离，从而允许光源相对于反应器室的高效填充。特别地，在实施例中，平行配置的反应器壁的壁腔可以以交错配置来布置。

光源辐射的强度可以随着到反应器室中(尤其是到反应器流体中)的距离的增加而迅速减弱。因此，如果反应器流体表现出层流，则反应器流体可能不均匀地暴露于光源辐射。因此，在实施例中，反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)可以具有波纹形状，尤其是至少部分地由波纹部限定的波纹形状。

波纹形状可以导致在反应器中流动的流体的湍流，尤其是在反应器室中流动的流体的湍流。湍流可以中断层流，并且可以由此导致反应器流体更均匀地暴露于光源辐射。

在实施例中，波纹部可以包括壁腔。在另外的实施例中，波纹部可以限定壁腔。

在实施例中，波纹形状可以由1D波纹部限定。因此，反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)可以具有第一维度和垂直于第一维度的第二维度，沿着第一维度，反应器壁的横截面基本上是直线，沿着第二维度，反应器壁的横截面近似于波形，诸如近似于正弦波形。

在另外的实施例中，波纹形状可以由2D波纹部限定。因此，反应器壁(尤其是一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁)可以具有第一维度和垂直于第一维度的第二维度，其中反应器壁沿着第一维度和第二维度的横截面近似于波形，诸如近似于正弦波形。

在另外的实施例中，光反应器组件可以包括反应器壁，尤其是夹在反射器元件之间的两个平行配置的反应器壁。

在实施例中，光反应器组件(尤其是反应器室，或尤其是反应器体积)可以容纳流动影响元件。特别地，一个或多个反应器壁可以包括(或“限定”)流动影响元件。流动影响元件尤其可以被配置为增加反应器流体的湍流。

在另外的实施例中，流动影响元件可以选自包括突起、障碍物、杆、门槛和狭窄部的组。

流动影响元件可以尤其被配置在反应器内，尤其是在反应器室内，在相邻壁腔之间。

因此，在实施例中，反应器壁可以包括用于接触反应器流体的内壁，其中反应器壁包括布置在内壁上的流动影响元件。流动影响元件尤其可以被布置在反应器壁中的相邻壁腔之间。

在另外的实施例中，内壁可以被成形为便于湍流的产生，诸如通过引起涡流。

在另外的实施例中，每个壁腔可以限定围绕壁腔的反应器区段。特别地，反应器室可以被划分成对应于多个壁腔的多个反应器区段，其中每个反应器区段包括反应器的最靠近相应壁腔的部分。因此，每个反应器区段可以主要由布置在(相应)壁腔中的光源辐照。

反应器室可以尤其被划分成多个反应器区段和反应器区段间通道，其中相邻反应器区段可以经由反应器区段间通道而流体连接。

在另外的实施例中，可以选择反应器区段间通道的尺寸，使得反应器区段间通道中的流体的流速[m/s]比反应器区段中的流体的流速高，尤其是反应器区段间通道中的流体的流速是反应器区段中的流体的流速的至少1.5倍，诸如2倍。在另外的实施例中，反应器区段间通道中的流体的流速[m/s]可以是反应器区段中的流体的流速的至少3倍，诸如至少5倍。由此，反应器区段间通道中相对于反应器区段增加的流量可以导致：流体暴露于光源辐射达相对较大比例的时间。

在实施例中，光反应器组件可以包括温度控制元件，尤其是温度控制通道。温度控制元件可以被配置为控制反应器的温度，尤其是反应器流体的温度。

温度控制元件尤其可以包括冷却元件。

在实施例中，温度控制元件可以包括温度控制通道。术语“温度控制通道”尤其涉及配置在光反应器组件中的通道/路径，该通道/路径可以保持温度控制(或冷却)流体，尤其是流体可以(例如通过强制输送或自发地)流过该通道/路径。术语“温度控制通道”在实施例中可以是指多个(不同的)温度控制通道。温度控制流体(尤其是冷却流体)可以是气体，诸如空气。温度控制流体也可以是液体，诸如水。温度控制流体还可以被称为“冷却剂”。温度控制通道尤其被配置成与反应器、尤其是与反应器流体功能性接触(尤其是热接触)。温度控制流体可以被配置用于冷却(反应器)流体，尤其是冷却反应器。在本发明的实施例中，温度控制可以尤其基于降低温度来解释，并且因此温度控制在本文中可以主要被描述为冷却。然而，在替代实施例中，温度控制可以包括升高温度。因此，将理解，如果该元件是关于冷却来解释的，则该元件在替代实施例中可以用于加热。因此，在实施例中，术语“冷却”可以与术语“加热”(或“温度控制”)互换。

在具体实施例中，反应器(尤其是反应器室，或尤其是反应器体积)可以被配置为用一个或多个温度控制通道横穿。

在其中反应器包括反应器通道的实施例中，温度控制通道可以(基本上)垂直于反应器通道布置，尤其是其中反应器包括布置成网格的多个温度控制通道和多个反应器通道。

在实施例中，温度控制通道可以(至少部分地)被布置在反应器室中，即，反应器流体可以与温度控制通道(的外部)(直接)流体接触。

在另外的实施例中，温度控制通道可以被布置在距反应器室的一定距离处，即，反应器流体可以与温度控制通道流体分离。在这样的实施例中，导热材料可以被布置在反应器室与温度控制通道之间。例如，(反应器壁中的)第二反应器壁可以包括导热材料，其中温度控制通道被布置在第二反应器壁中。

在另外的实施例中，温度控制通道可以尤其被布置为至少部分地平行于反应器通道，并且(经由该至少部分的部分)与反应器通道热接触。由此，温度控制通道和反应器通道沿着其热接触的面积可以相对较大，这可以便于增加温度控制。

在本文中，术语“热接触”可以尤其是指可以提供至少约10W/m/K、诸如至少20W/m/K、诸如至少50W/m/K的热导率的元件的布置。在实施例中，术语“热接触”可以尤其是指可以提供至少约150W/m/K、诸如至少170W/m/K、尤其是至少200W/m/K的热导率的元件的布置。在实施例中，术语“热接触”可以尤其是指可以提供至少约250W/m/K、诸如至少300W/m/K、尤其是至少400W/m/K的热导率的元件的布置。例如，用于光源的金属支撑体可以在光源与流体输送通道之间提供至少约10W/m/K的热导率，其中金属支撑体与光源物理接触并与流体输送通道的通道壁物理接触，其中光源不在流体输送通道中。可以用于提供热接触的合适的导热材料可以选自由铜、铝、银、金、碳化硅、氮化铝、氮化硼、铝碳化硅、氧化铍、碳化硅复合物、铝碳化硅、铜钨合金、铜钼碳化物、碳、金刚石和石墨组成的(导热材料的)组。替代地或附加地，导热材料可以包括陶瓷材料或由陶瓷材料组成，陶瓷材料诸如为YAG类型族的石榴石的氧化铝，诸如YAG。尤其，导热材料可以包括例如铜或铝。

因此，在实施例中，光源辐射的光谱功率分布和光源辐射的强度中的一者或多者可以是可控的，尤其是光谱功率分布，或尤其是强度。

在具体实施例中，多个光源中的两个或更多个光源可以提供具有不同光谱功率分布的光源辐射。例如，第一光源可以被配置为生成UV辐射，并且第二光源可以被配置为生成可见辐射。在具体实施例中，光反应器组件可以包括配置在沿着反应器室、尤其是沿着流体的流动路径的不同位置处的两个或更多个光源。

术语“波长”在本文中也可以涉及多个波长。该术语尤其可以是指波长分布。

在另外的实施例中，光反应器组件还可以包括控制系统。控制系统尤其可以被配置为控制光反应器组件。例如，在实施例中，控制系统可以被配置为控制流体通过反应器的流动。在另外的实施例中，控制系统可以被配置为控制流体的组成。在另外的实施例中，控制系统可以被配置为(独立地)控制多个光源。在另外的实施例中，控制系统可以被配置为控制温度控制元件。

术语“控制”和类似术语尤其是指至少确定元件的行为或监管元件的运行。因此，本文中“控制”和类似术语例如可以是指对元件施加行为(确定行为或监管元件的运行)等，诸如例如测量、显示、致动、打开、移位、改变温度等。除此之外，术语“控制”和类似术语可以附加地包括监测。因此，术语“控制”和类似术语可以包括在元件上施加行为，以及还有在元件上施加行为和监测元件。元件的控制可以用控制系统完成，该控制系统也可以被指示为“控制器”。控制系统和元件因此可以至少暂时地或永久地在功能上耦合。元件可以包括控制系统。在实施例中，控制系统和元件可以不在物理上耦合。控制可以经由有线和/或无线控制来完成。术语“控制系统”还可以是指多个不同的控制系统，该多个不同的控制系统尤其是在功能上耦合，并且例如，该多个不同的控制系统中的一个控制系统可以是主控制系统，并且一个或多个其他控制系统可以是从控制系统。控制系统可以包括或可以在功能上耦合到用户接口。

控制系统还可以被配置为接收和执行来自遥控器的指令。在实施例中，控制系统可以经由设备上的应用(App)来控制，该设备诸如是便携式设备，如智能电话或I-phone、平板电脑等。因此，该设备不必耦合到照明系统，而是可以(暂时地)在功能上耦合到照明系统。

系统或装置或设备可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”下执行动作。同样地，在方法中，可以以“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“可操作模式”来执行动作或阶段或步骤。术语“模式”也可以被指示为“控制模式”。这并不排除系统或装置或设备也可以适于提供另一控制模式或多个其他控制模式。同样，这可以不排除在执行该模式之前和/或在执行该模式之后可以执行一个或多个其他模式。

然而，在实施例中，控制系统可以是可用的，即适于至少提供控制模式。如果其他模式可用，则这样的模式的选择尤其可以经由用户接口来执行，尽管其他选项(如根据传感器信号或(时间)方案来执行模式)也可以是可能的。在实施例中，操作模式还可以是指仅可以以单个操作模式操作(即，“开启”，而没有另外的可调谐性)的系统或装置或设备。

因此，在实施例中，控制系统可以根据用户接口的输入信号、(传感器的)传感器信号和定时器中的一者或多者进行控制。术语“定时器”可以是指时钟和/或预定时间方案。

在使用光反应器组件期间，在时间上和/或空间上改变光源辐射的光谱功率分布可以是有益的。例如，不同的光谱功率分布可以连续地被提供给反应器，尤其是被提供给反应器室，更尤其是被提供给流体，以用于连续的化学反应，或用于控制例如藻类生长表型。类似地，在时间上和/或空间上改变光源辐射的强度可以是有益的。

因此，在实施例中，控制系统可以被配置为在时间上改变光源辐射的光谱功率分布和强度中的一者或多者，尤其是光谱功率分布，或尤其是强度。

在另外的实施例中，控制系统可以被配置为控制沿着反应器的一个或多个维度的光源辐射的光谱功率分布和强度中的一者或多者，尤其是光谱功率分布，或尤其是强度。在另外的实施例中，反应器的一个或多个维度可以选自高度、长度、宽度和(圆形等效)直径的组。

本领域技术人员将清楚，时间和空间控制的组合也是可能的。

在实施例中，反应器流体可以沿着流体路径流过反应器，尤其是反应器室，或尤其是反应器体积。特别地，反应器可以包括反应器入口和反应器出口，其中在反应器的使用期间，反应器流体沿着流体路径从反应器入口流动到反应器出口，即流体路径可以是从反应器入口到反应器出口通过反应器室的路径。

在实施例中，流体路径可以沿着至少5个壁腔、诸如至少10个壁腔、尤其是至少20个壁腔布置(或“遇到”至少5个壁腔、诸如至少10个壁腔、尤其是至少20个壁腔)。在另外的实施例中，流体路径可以沿着至少50个壁腔、诸如至少100个壁腔布置。

在另外的实施例中，至少5个光源、诸如至少10个光源、尤其是至少20个光源可以被布置为辐照流体路径(沿着流体路径流动的流体)。在另外的实施例中，至少50个光源、诸如至少100个光源可以被布置为辐照流体路径(沿着流体路径流动的流体)。特别地，在实施例中，沿着流体路径布置的每个壁腔可以包括(单个)光源，该(单个)光源被配置为辐照流体路径(沿着流体路径流动的流体)。

反应器组件可以用于处置流体。结果，流体中的(光敏)反应物可以起反应。此外，术语“用光源辐射处置流体”在实施例中可以涉及对流体(中的反应物)执行(光化学)反应。

本文也使用术语“辐照流体”，诸如在短语“用光源辐射辐照流体”中。该术语可以尤其涉及向流体提供光源辐射。因此，本文中的术语“(向流体)提供光源辐射”等和“用光源辐射辐照(流体)”尤其可以互换使用。此外，本文中的术语“光”和“辐射”可以互换使用，尤其是关于光源辐射。

在实施例中，光源装置可以包括布置在(单片)支撑元件上的多个光源。在使用期间，支撑元件可以尤其是可去除地附接到一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁。由此，光源可以方便地(适当地)(一次全部)布置在壁腔中，并且光源装置可以方便地从反应器壁被拆卸，以便接近多个光源中的一个或多个光源。此外，这样的配置可以允许光反应器组件的容易组装，并且还可以允许光源中的一个或多个光源的快速改变(例如，当需要另一辐射波长时)。

在实施例中，支撑元件可以包括反射器元件，尤其是其中反射器元件包括反射涂层。

在另外的实施例中，支撑元件可以是导热的，即，支撑元件可以包括导热材料。在另外的实施例中，支撑元件可以热耦合到温度控制通道。在另外的实施例中，支撑元件可以包括或热耦合到散热器。

光源尤其可以以与一个或多个反应器壁中的至少一个反应器壁中的壁腔的(规则)图案兼容的方式被布置在支撑元件上。特别地，一个或多个光源可以被布置在支撑构件上，其中支撑构件被布置在支撑元件上。该支撑构件可以被配置为改进和/或标准化光源在壁腔中的布置。在实施例中，支撑构件可以被配置为相对于支撑元件而提升光源(或“使光源远离支撑元件”)。在另外的实施例中，支撑构件可以被配置为将光源(的发光表面)布置为与支撑元件成角度。

在另一方面中，本发明可以提供一种用于用光源辐射处置流体的方法。尤其，该方法可以包括在根据前述权利要求中任一项所述的光反应器组件的反应器中，尤其是在反应器室中，提供(要用光源辐射处置的)流体。该方法还可以包括用光源辐射辐照流体。

因此，在具体实施例中，本发明提供了一种用于用光源辐射处置流体的方法，其中该方法包括：在根据本发明的光反应器组件的反应器中提供要用光源辐射处置的流体；以及用光源辐射辐照流体。

在实施例中，该方法可以包括：尤其是在用光源辐射辐照流体的同时，输送流体通过反应器。

在另外的实施例中，该方法可以包括控制沿着反应器的一个或多个维度的光源辐射的光谱功率分布和强度中的一者或多者，尤其是光谱功率分布，或尤其是强度。反应器的一个或多个维度尤其可以选自包括高度、长度、宽度和(圆形等效)直径的组。

用光源辐射辐照流体可以诱发光化学反应。在实施例中，(光化学)反应包括光催化反应。在实施例中，该方法还包括在用光源辐射辐照(反应器)流体之前和/或期间向(反应器)流体提供光催化剂和/或光敏剂。

在实施例中，该方法包括批处理。在其他实施例中，该方法包括连续不断的过程。因此，在具体实施例中，该方法包括在用光源辐射辐照流体的同时输送流体通过反应器。

光反应器组件可以尤其包括(本文所描述的)一个或多个温度控制元件。该方法还可以包括通过和/或沿着温度控制元件中的一个或多个温度控制元件输送温度控制流体。

在又一些另外的实施例中，该方法包括：在用光源辐射辐照流体之前，从UV辐射、可见辐射和IR辐射中的一者或多者中选择光源辐射。光源辐射尤其可以通过选择多个光源以生成(所选择的)光源辐射来选择。光源辐射还可以基于要处置的流体来选择，尤其是基于流体中的(光敏)反应物和/或光催化剂和/或光敏剂来选择。

在另外的实施例中，控制光源中的一个或多个光源以辐照不同的强度和/或波长分布。

在另外的实施例中，壁腔的穹顶状形状可以至少部分地具有球形帽的形状。

许多光化学反应是已知的，诸如解离反应、异构化或重排反应、加成反应和取代反应以及例如氧化还原反应。在实施例中，(光化学)反应包括光催化反应。光化学反应尤其可以使用光源辐射的能量来将系统(原子或分子)(其吸收能量)的量子态改变为激发态。在激发态中，系统还可以连续地与自身或其他系统(原子、分子)起反应和/或可以发起另外的反应。在具体实施例中，光化学反应的速率可以通过添加的(光)催化剂或光敏剂来控制。本文使用的术语“处置(treating)”、“处置(treated)”等(诸如在短语“用光源(光)处置流体”中)因此可以尤其涉及对流体中的相关(尤其是光敏)系统(原子或分子)执行光化学反应，尤其是由此将系统(原子、分子)提升到更高能量的状态并且尤其是引起另外的反应。在实施例中，可以在辐照流体之前和/或期间向流体提供光活性化合物。例如，可以添加光催化剂和/或光敏剂以启动和/或促进/加速光化学反应。

而且，在本文中，这样的原子或分子还可以被命名为“(光敏)反应物”。因此，反应器流体可以包括(光敏)反应物。

当吸收(光源)辐射(光)时，可以吸收光子的能量。光子能量也可以被指示为hν，其中h是普朗克常数，并且ν是光子的频率。因此，提供给原子或分子的能量的量可以以离散的量提供，并且尤其是光(光子)的频率的函数。此外，将原子或分子激发到更高状态也可能需要特定量的能量，该特定量的能量优选与由光子提供的能量的量匹配。这也可以解释不同的光化学反应可能需要具有不同波长的光。因此，在实施例中，光反应器组件可以被配置为控制光源辐射的波长。

本文描述的实施例不限于本发明的单个方面。例如，描述方法的实施例可以例如还涉及系统，尤其涉及系统的操作模式，或者尤其涉及控制系统。类似地，描述系统的操作的系统实施例还可以涉及方法的实施例。特别地，描述(系统的)操作的方法的实施例可以指示系统可以在实施例中被配置用于和/或适合于该操作。类似地，描述(系统的)操作的实施例可以指示方法可以在实施例中包括该操作。

附图说明

现在将仅通过示例的方式，参考所附示意图来描述本发明的实施例，在所附示意图中对应的附图标记指示对应的部分，并且在所附示意图中：

图1A-图1D示意性地描绘了光反应器组件的实施例。

图2A-图2B示意性地描绘了光反应器组件的一个实施例。

图3A-图3B示意性地描述了光反应器组件的实施例。

示意图不一定是按比例的。

具体实施方式

图1A示意性地描绘了光反应器组件1000的一个实施例。光反应器组件包括反应器200和光源装置1010。光源装置1010包括多个光源10，多个光源10被配置为生成光源辐射11，尤其是选自UV辐射、可见辐射和IR辐射中的一者或多者的光源辐射11。特别地，每个光源10可以包括发光表面12，其中发光表面12发射光源辐射11。反应器200可以被配置用于容纳要用光源辐射11处置的流体5。反应器200可以包括一个或多个反应器壁210，尤其是其中一个或多个反应器壁210中的至少一个反应器壁210限定壁腔220并且被配置为与多个光源10处于辐射接收关系。在实施例中，一个或多个反应器壁210中的至少一个反应器壁210对于光源辐射11可以是透射的。

在所描绘的实施例中，光源10中的一个或多个光源10至少部分地被配置在壁腔220中，尤其是由此发光表面12在壁腔220内。尤其，一个或多个反应器壁210中的至少一个反应器壁210至少部分地包围发光表面12。在所描绘的实施例中，壁腔220中的一个或多个壁腔220(各自)容纳单个光源10。壁腔220尤其可以具有穹顶状形状，诸如图1A中所描绘的。穹顶状形状可以减少来自光源10的光源辐射11在一个或多个反应器壁210处的(不期望的)反射。在实施例中，壁腔220中的一个或多个壁腔220可以至少部分地具有球形帽的形状，和/或壁腔220中的一个或多个壁腔220可以具有至少部分地符合高斯形状的横截面形状。在实施例中，每个壁腔220可以限定围绕壁腔220的反应器区段230，其中相邻反应器区段230经由反应器区段间通道231流体连接。因此，每个壁腔220可以包括(相应的)光源10，光源10被配置为向(相应的)反应器区段230中的流体5提供光源辐射11。

在实施例中，光反应器组件1000还可以包括控制系统300。控制系统300可以被配置为控制光反应器组件1000，尤其是光源装置1010。在另外的实施例中，控制系统300可以被配置为控制沿着反应器200的一个或多个维度的光源辐射11的光谱功率分布和强度中的一者或多者，尤其是其中反应器200的一个或多个维度选自高度、长度、宽度和(圆形等效)直径的组。

图1B-图1C示意性地描绘了光反应器组件1000的实施例的另外的横截面。在所描绘的实施例中，反应器200的至少部分由提供反应器体积的两个平行配置的反应器壁210限定。

图1C示意性地描绘了其中光反应器组件1000还包括反射器元件400的一个实施例。反射器元件400尤其可以被配置为反射光源辐射11。因此，在实施例中，光源10中的一个或多个光源10的发光表面12可以被配置在一个或多个反应器壁210中的至少一个反应器壁210与反射器元件400之间。

在所描绘的实施例中，反应器壁210可以被配置为夹在反射器元件400之间。

具体地，两个平行配置的反应器壁210可以限定被配置为容纳反应器流体的反应器室250。因此，反应器200可以包括被配置为容纳反应器流体5的反应器室250。反应器室250可以尤其具有反应器体积。在所描绘的横截面中，由于壁腔220的存在，反应器室250可以具有沿着反应器流体5的流动方向的波状图案。因此，壁腔220可以穿入到反应器室250中，尤其是穿入到反应器体积中。

在具体实施例中，两个平行配置的反应器壁210可以限定壁腔220并且可以被配置为与多个光源10处于辐射接收关系；尤其是其中反应器壁210对于光源辐射11是透射的；并且尤其是其中光源10中的一个或多个光源10至少部分地被配置在每个反应器壁210的壁腔220中，并且尤其是由此发光表面12在壁腔220内并且反应器壁210至少部分地包围发光表面12。

在所描绘的实施例中，反应器壁210具有至少部分地由波纹部225限定的波纹形状。特别地，波纹部225可以包括壁腔220。

波纹部225可以增加反应器室250中的反应器流体5的湍流，这可以“刷新”暴露于光源辐射11的反应器流体5。

特别地，在实施例中，反应器室250(尤其是反应器体积)可以容纳流动影响元件245，尤其是其中流动影响元件245被配置为增加湍流，并且尤其是其中流动影响元件245被配置在反应器内、在相邻壁腔220之间。

流动影响元件245还可以被配置为影响(尤其是减慢)反应器流体5的流动。

尽管光源10在具有穹顶状形状的壁腔220中的布置可以减少菲涅耳反射(这可以减少热生成(见上文))，但是控制反应器流体5和/或光源10的温度仍然可以是有益的。

因此，在实施例中，反应器室250(尤其是反应器体积)可以被配置为用一个或多个温度控制通道7横穿。

这样的配置可以提供另外的益处，即温度控制通道7可以用作流动修改元件245，并且可以尤其提供反应器室250中的反应器流体5的湍流。

图1D示意性地描绘了光反应器组件1000的另一实施例。在所描绘的实施例中，反应器200包括具有用于容纳光源10的壁腔220的反应器壁210，以及包括导热材料30的第二反应器壁210。在所描绘的实施例中，温度控制通道7(基本上)被配置在第二反应器壁210中，并且温度控制通道7被配置为平行于反应器室250，即温度控制通道7沿着反应器室250布置，尤其是沿着反应器通道布置。

在另外的实施例中，反应器200可以包括多个温度控制通道7，尤其是其中温度控制通道7的至少部分在反应器室250中横向布置，或者尤其是其中温度控制通道7的至少部分平行于反应器室250布置。

图1A-图1D还示意性地描绘了用于用光源辐射11处置流体5的方法的实施例。该方法可以包括：在光反应器组件1000的反应器200中，尤其是在反应器室250中，提供要用光源辐射11处置的流体5；以及用光源辐射11辐照流体5。

在实施例中，该方法可以包括：在用光源辐射11辐照流体5的同时，输送流体5通过反应器200。

在另外的实施例中，该方法可以包括控制沿着反应器200的一个或多个维度的光源辐射11的光谱功率分布和强度中的一者或多者，尤其是其中反应器200的一个或多个维度选自高度、长度、宽度和直径的组。

图2A示意性地描绘了光反应器组件1000的顶视图。在所描绘的实施例中，光反应器组件1000包括限定三个反应器室250的反应器壁210，其中每个反应器室250包括多个反应器区段230和反应器区段间通道231。具体地，在所描述的实施例中，可以选择反应器区段间通道231的尺寸，使得反应器区段间通道231中的流体5的流速(以m/s为单位)高于反应器区段230中的流体5的流速。

图2A还示意性地描绘了光反应器组件1000的顶视图，该光反应器组件1000包括划分成三个(主)管道的单个反应器室250。在这样的实施例中，反应器区段间通道231可以尤其流体耦合，并且可以尤其被布置为成一直线(即，中间管道可以向左移位以垂直地对准反应器区段间通道231)。

因此，在实施例中，反应器室250可以包括多个平行布置的管道，其中每个管道包括多个反应器区段230和反应器区段间通道231，其中不同管道的至少两个反应器区段间通道231处于(直接)流体接触。在另外的实施例中，至少两个相邻布置的管道可以关于它们的反应器区段230和反应器区段间通道231而对准。

在实施例中，反应器区段间通道231可以尤其关于长度、宽度和高度而变化。因此，可以调节相邻反应器区段230之间的流量。在另外的实施例中，反应器区段间通道231可以尤其具有(基本上)相同的长度、宽度和高度。

图2B示意性地描绘了其中两个相对布置的反应器壁210的壁腔220平行布置的一个实施例。特别地，布置在相对布置的壁腔220中的两个光源10可以共享它们的光轴O。在这样的配置中，反应器室250可以具有(沿着光轴O)布置在相对布置的光源10之间的(相对)窄的区段，并且可以具有沿着流动路径布置在光源10之间的(相对)宽的区段。特别地，在实施例中，平行配置的反应器壁可以在窄区段处分开第一距离d1并且在宽区段处分开第二距离d2。在实施例中，d2可以选自0.1mm-10mm的范围，诸如选自0.2mm-5mm的范围，尤其是选自0.5mm-5mm的范围，并且尤其是其中d1/d2选自0.1-0.95的范围，诸如选自0.2-0.9的范围，尤其是选自0.5-0.9的范围。

图3A-图3B示意性地描绘了光反应器组件1000的实施例，其中壁腔220被配置为2D阵列1220。

图3A示意性地描绘了第一反应器壁210的横截面视图，其中壁腔220被配置为正方形的(规则)2D阵列1220，其中每个正方形包括壁腔220。特别地，壁腔220可以具有最大的圆形等效直径D，其中光源10具有节距p，其中1≤p/D≤2。

在实施例中，第一反应器壁210可以平行于第二反应器壁210(未描绘)布置，其中第二反应器壁也包括壁腔220，尤其是该壁腔220也根据正方形的(规则)2D阵列配置。特别地，在所描绘的实施例中，第一反应器壁210和第二反应器壁210的正方形的2D阵列相对于彼此移位，尤其是使得反应器壁210的阵列的中心叠加在第二反应器壁210的阵列的节点上。出于可视化目的，第二壁的两个壁腔220被描绘为虚线圆。

因此，在实施例中，两个平行配置的反应器壁210中的第一反应器壁中的两个或更多个壁腔220可以(基本上)限定该两个平行配置的反应器壁210中的第二反应器壁中的壁腔220。在所描绘的实施例中，两个平行配置的反应器壁210中的第一反应器壁中的四个(2×2)壁腔220的集合限定布置在它们之间的、在该两个平行配置的反应器壁210中的第二反应器壁中的壁腔220。

图3B示意性地描绘了具有柱形形状的反应器200，尤其是其中反应器壁210具有柱形形状。所描绘的反应器壁210根据(正)六边形的(规则)2D阵列限定壁腔220，其中每个六边形包括壁腔220。

术语“多个”是指两个或更多个。此外，术语“多个(a plurality of)”和“多个(anumber of)”可以互换使用。

本文中的术语“实质上”或“基本上”以及类似术语将为本领域技术人员所理解。术语“实质上”或“基本上”还可以包括具有“全部”、“完全”，“所有”等的实施例。因此，在实施例中，形容词“实质上”或“基本上”也可以被去除。在适用的情况下，术语“实质上”或术语“基本上”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，尤其是99％或更高，甚至更尤其是99.5％或更高，包括100％。此外，术语“约”和“大约”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，尤其是99％或更高，甚至更尤其是99.5％或更高，包括100％。对于数值，应当理解的是，术语“实质上”、“基本上”、“约”和“大约”还可以涉及其所提及的值的90％-110％、诸如95％-105％、尤其是99％-101％的范围。

术语“包括”还包括其中术语“包括”意指“由……组成”的实施例。

术语“和/或”尤其涉及在“和/或”之前和之后提到的项中的一个或多个项。例如，短语“项1和/或项2”和类似短语可以涉及项1和项2中的一者或多者。术语“包括”在一个实施例中可以是指“由……组成”，但在另一个实施例中也可以是指“包含至少所限定的物种和可选的一种或多种其他物种”。

此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，并且不一定用于描述顺序或时间次序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或图示的其他顺序来操作。

除其他之外，设备、装置或系统在本文可以在操作期间进行描述。如本领域技术人员将清楚的，本发明不限于操作方法，或操作中的设备、装置或系统。

术语“另外的实施例”和类似术语可以是指包括先前讨论的实施例的特征的实施例，但是也可以是指替代实施例。

应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多替代实施例。

在权利要求中，置于括号内的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。

动词“包括”及其词形变化的使用不排除除了权利要求中所述的那些之外的元件或步骤的存在。除非上下文另外清楚地要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”、“包括(include)”、“包括(including)”、“包含(contain)”、“包含(containing)”等应在与排他性或穷举性意义相反的包含性意义上来解释；也就是说，在“包括但不限于”的意义上来解释。

元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。

本发明可以借助于包括几个不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了几个装置的设备权利要求或装置权利要求或系统权利要求中，这些装置中的几个装置可以由同一项硬件来体现。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施的仅有事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。

本发明还提供了一种控制系统，其可以控制设备、装置或系统，或者可以执行本文描述的方法或过程。又进一步地，本发明还提供了一种计算机程序产品，当在功能上耦合到设备、装置或系统或由设备、装置或系统包括的计算机上运行时，该计算机程序产品控制这样的设备、装置或系统的一个或多个可控元件。

本发明还适用于包括在说明书中描述和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个表征特征的设备、装置或系统。本发明还涉及包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个表征特征的方法或过程。此外，如果描述了在设备、装置或系统中执行的方法或该方法的实施例，则将理解，该设备、装置或系统分别适用于或被配置用于(执行)该方法或该方法的实施例。

本专利中讨论的各个方面可以被组合以便提供附加的优点。此外，本领域技术人员将理解，可以组合实施例，并且还可以组合多于两个实施例。此外，特征中的一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。

Claims

1.一种光反应器组件(1000)，包括反应器(200)和光源装置(1010)；其中：

-所述光源装置(1010)包括多个光源(10)，所述多个光源被配置为生成从UV辐射、可见辐射以及IR辐射中的一者或多者中选择的光源辐射(11)，其中每个光源(10)包括发光表面(12)；

-所述反应器(200)被配置用于容纳要用所述光源辐射(11)处置的流体(5)，其中所述反应器(200)包括一个或多个反应器壁(210)；

-所述一个或多个反应器壁(210)中的至少一个反应器壁：(a)限定壁腔(220)，(b)被配置为与所述多个光源(10)处于辐射接收关系，并且(c)对于所述光源辐射(11)是透射的；

-所述光源(10)中的一个或多个光源至少部分地被配置在所述壁腔(220)中，由此所述发光表面(12)在所述壁腔(220)内，并且所述一个或多个反应器壁(210)中的所述至少一个反应器壁至少部分地包围所述发光表面(12)；

-其中所述多个光源(10)包括固态光源；并且

-其中所述壁腔(220)具有穹顶状形状。

2.根据权利要求1所述的光反应器组件(1000)，其中所述壁腔(220)中的一个或多个壁腔容纳单个光源(10)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的光反应器组件(1000)，其中所述壁腔(220)中的一个或多个壁腔至少部分地具有球形帽的形状。

4.根据前述权利要求中任一项所述的光反应器组件(1000)，其中多个所述壁腔(220)至少部分地容纳光源(10)，其中所述壁腔(220)被配置为2D阵列(1220)，其中所述壁腔(220)具有最大圆形等效直径D，其中所述光源(10)具有节距p，其中1≤p/D≤2。

5.根据前述权利要求中任一项所述的光反应器组件(1000)，还包括反射器元件(400)，其中所述反射器元件(400)被配置为反射光源辐射(11)，并且其中所述光源(10)中的所述一个或多个光源的所述发光表面(12)被配置在所述一个或多个反应器壁(210)中的所述至少一个反应器壁与所述反射器元件(400)之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的光反应器组件(1000)，其中所述反应器(200)的至少部分由提供反应器体积的两个平行配置的反应器壁(210)限定。

7.根据权利要求6所述的光反应器组件(1000)，其中所述壁腔(220)穿入到所述反应器体积中。

8.根据权利要求6所述的光反应器组件(1000)，其中所述反应器壁(210)具有至少部分地由波纹部(225)限定的波纹形状，其中所述波纹部(225)包括所述壁腔(220)。

9.根据前述权利要求6至8中任一项所述的光反应器组件(1000)，其中所述两个平行配置的反应器壁(210)限定壁腔(220)并且被配置为与所述多个光源(10)处于辐射接收关系；其中所述反应器壁(210)对于所述光源辐射(11)是透射的；其中所述光源(10)中的一个或多个光源至少部分地被配置在所述反应器壁(210)中的每个反应器壁的所述壁腔(220)中，由此所述发光表面(12)在所述壁腔(220)内并且所述反应器壁(210)至少部分地包围所述发光表面(12)。

10.根据权利要求9所述的光反应器组件(1000)，其中所述反应器壁(210)被配置为夹在如权利要求5中所限定的所述反射器元件(400)之间。

11.根据前述权利要求6至10中任一项所述的光反应器组件(1000)，其中所述反应器体积容纳流动影响元件(245)，其中所述流动影响元件(245)被配置为增加湍流，并且其中所述流动影响元件(245)被配置在所述反应器内、在相邻壁腔(220)之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的光反应器组件(1000)，其中每个壁腔(220)限定围绕所述壁腔(220)的反应器区段(230)，其中相邻反应器区段(230)经由反应器区段间通道(231)流体连接，并且其中所述反应器区段间通道(231)的尺寸被选择为：使得所述反应器区段间通道(231)中的所述流体(5)的流速高于所述反应器区段(230)中的所述流体(5)的流速。

13.根据前述权利要求中任一项所述的光反应器组件(1000)，其中所述多个光源(10)包括板上芯片光源(COB)、发光二极管(LED)、激光二极管和超发光二极管中的一者或多者，并且其中所述光源辐射(11)的光谱功率分布和所述光源辐射(11)的强度中的一者或多者是可控的，其中所述光反应器组件(1000)还包括控制系统(300)，其中所述控制系统(300)被配置为控制沿着所述反应器(200)的一个或多个维度的所述光源辐射(11)的所述光谱功率分布和所述强度中的所述一者或多者，其中所述反应器(200)的所述一个或多个维度选自高度、长度、宽度和直径的组。

14.一种用于用光源辐射(11)处置流体(5)的方法，其中所述方法包括：

-在根据前述权利要求中任一项所述的光反应器组件(1000)的所述反应器(200)中提供要用所述光源辐射(11)处置的所述流体(5)；以及

-用所述光源辐射(11)辐照所述流体(5)。

15.根据权利要求14所述的方法，包括：在用所述光源辐射(11)辐照所述流体(5)的同时输送所述流体(5)通过所述反应器(200)，以及控制沿着所述反应器(200)的一个或多个维度的所述光源辐射(11)的光谱功率分布和强度中的一者或多者，其中所述反应器(200)的所述一个或多个维度选自高度、长度、宽度和直径的组。