用于空气处理的光催化氧化装置的制作方法

用于空气处理的光催化氧化装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年4月7日提交的并且标题为“photocatalytic oxidation device for treatment of air”的美国临时专利申请no.63/006,270和于2019年8月6日提交的并且标题为“photocatalytic oxidation device for in-line treatment of air”的美国临时专利申请no.62/883,410的优先权和权益，其各自整体通过该引用并入本文。


背景技术：

3.用于处理环境空气和去除空气悬浮颗粒(airborne particle)的常规系统包含高效颗粒空气(high-efficiency particulate air，hepa)过滤系统。这些系统使用需要满足特定hepa要求的过滤器，所述特定hepa要求例如能够将通过过滤器的空气中直径大于或等于0.3μm的颗粒中的99.97％去除。虽然hepa过滤系统可用于从空气中去除颗粒，但是它们受到对于过滤系统常见的所有限制，例如过滤器，其随着时间推移堵塞且需要持续的监测及更换。基于过滤的系统也不能使化学物质失活、去除不期望的气体或者去除较小的异味引起分子(odor-causing molecule)。此外，虽然hepa过滤系统可以去除数种空气悬浮污染物，但是它不会处理附近的表面污染物。
4.其他系统可以使用活性炭过滤器或静电过滤器。虽然这些过滤器可用于增强捕获污染物和提高过滤效率的能力，但是它们仍然涉及对于基于过滤的系统常见的以上提及的限制，例如过滤器更换、过滤器性能随着时间推移降低以及不能处理表面污染物。
5.通常称为“离子发生器(ionizer)”的其他空气净化系统(air purification system)被设计成将负离子发射至周围空气中。这些离子附着至带正电荷的污染物例如花粉和灰尘。然后，污染物变得负重下降，且更可能沉淀或者更容易捕获在收集板中。然而，由于许多污染物仅仅是移动至地板或壁，而不是被破坏或去除，因此它们可以在负离子消散或分离之后再进入空气。如果使用收集板，则必须与任何过滤系统一样规则地清洁或更换。
6.其他空气净化系统被设计成使用紫外线(uv)辐射来使空气悬浮污染物失活和/或降解。这些系统可被称为uv杀菌辐照或uvgi空气净化器。uv光通常被调谐为短波uv光(uv-c光)。在操作中，空气被引导通过系统并经过一个或更多个uv灯，目的是使用uv光对通过的空气直接消毒。虽然uvgi系统能够破坏一些污染物而不是捕获/过滤所有通过的污染物，但是它们有限制。对于许多细菌和霉菌污染物尤其是孢子，短暂暴露于uv光不足以有效地破坏污染物。一些挥发性有机化合物(volatile organic compound，voc)也可以对uv能具有抗性，或者更糟的是，以使它们危害更大的方式与uv光发生反应，或者暴露于附近个体。
7.光催化氧化(photocatalytic oxidation，pco)空气净化器与uv空气净化系统有些类似，原因在于光催化氧化(pco)空气净化器也使用uv光。然而，作为使用uv光来与通过的污染物直接相互作用的替代，pco系统将uv光引导至催化剂材料上。然后，环境空气中的水分子与uv光和催化剂相互作用，以产生多种氧化剂例如羟基自由基。然后，氧化剂可以攻击有机分子污染物并将它们降解成危害较小的物质。
8.因此，作为捕获污染物的替代，pco系统能够破坏和去除来自所处理环境的污染
物。然而，常规的pco系统有若干限制。例如，必须使通过的空气与催化剂足够接近，以使所产生的氧化剂与空气混合并接触空气中的污染物。理想地，所产生的氧化剂中的一部分也应该继续通过催化剂和uv灯，以便氧化剂可以到达附近的表面且同样提供对表面污染物的处理。
9.因此，必须就催化剂材料与uv组件相对于彼此的位置和相对于气流路径的位置做出若干设计决定。如果通过的空气与催化剂材料之间的接触不充分，或者如果催化剂材料的辐照不充分，则将存在氧化剂的产生减少、氧化剂与空气的不良混合、或者二者，最终导致污染物的处理不佳。在另一方面，在催化剂与气流路径之间和/或在uv组件与气流路径之间的过多接触可能不必要的限制气流，这会提高运行系统所需的操作功率需求和/或减少通过系统的体积气流。减少的气流可妨碍系统的处理效果，提高清洁目标环境所花费的时间，和/或阻碍系统将氧化剂排放至远离催化剂之外的能力，在那里其可以处理表面污染物。
10.因此，存在对改进的pco空气净化系统的持续需求。改进的pco空气净化系统将在结构上被配置成且在尺寸上被优化成：提供氧化剂的有效产生和氧化剂与通过的空气的有效混合，同时使对于气流的干扰最小化。
11.发明概述
12.本文中描述了被配置成用于增强净化环境空气的性能的pco装置。在一个实施方案中，pco装置包含框架、隔着框架的宽度彼此相对设置的单元格板(cell panel)对，以及设置在由框架和单元格板限定的内室内的uv灯。单元格板包含允许空气流入和流过内室的孔。至少单元格板的内表面和孔表面包含光催化材料例如光催化涂层。
13.pco装置在结构上被配置成且在尺寸上被优化成提供光催化剂的有效辐照、氧化剂的有效产生以及气流与光催化剂之间的有效相互作用，而不会过度地限制气流路径。本文中所描述的实施方案能够在功率基础(例如，由装置使用的每瓦特)、每体积基础(例如，由装置占用的每cm3)或者在二者上，提供比常规系统更有效的污染物净化。
14.提供该

技术实现要素：
以简化形式引入概念的选择，所述概念在下文在详细描述中被进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作所要求保护的主题的范围的指示。
15.附图简述
16.本发明的多种目的、特征、特性和优点将从以下结合附图和所附权利要求书进行的实施方案的描述中变得明显并且更容易理解，所有这些形成本说明书的一部分。在附图中，相同的附图标记可用于标示各个图中的对应或相似的部分，并且所描绘的多个元件不一定按比例绘制，其中：
17.图1示出了示例性pco单元的等距视图；
18.图2示出了以分解图的pco单元；
19.图3示出了pco单元的框架组件；
20.图4示出了pco单元的沿着垂直于纵轴的垂直面(vertical plane)的截面图；
21.图5示出了具有孔(aperture)的光催化单元格板(cell panel)的前视图；
22.图6示出了pco单元的沿着与纵轴对齐的垂直面的截面图；
23.图7示出了pco单元的沿着垂直于纵轴的垂直面的另一实施方案的截面图，所示出
的pco单元包含具有弧形截面形状的反射器(reflector)；
24.图8a和图8b示出了弧形反射器(curved reflector)和角形反射器的不同光反射模式；
25.图9和图10示出了具有不同截面形状的反射器的替代实施方案；以及
26.图11示意性地示出了具有不同粗糙度的表面的不同反射特征。
27.发明详述
28.光催化氧化装置的概述
29.图1示出了被配置成内联放置(inline placement)在气流路径内的示例性pco单元100的等距视图，以及图2示出了分解图的pco单元100。例如，pco单元100可以置于通风系统的管道系统内、可移动空气净化装置内，或者作为具有一个或更多个另外空气净化组件的较大空气净化系统的一部分。有时，为方便起见，pco单元100将被称为pco装置100或者简称为单元100或装置100。
30.pco单元100具有沿着纵轴102延伸的长度、高度(“fi”)和宽度(“w”)。在使用中，单元100被定向成使得气流路径104基本上垂直于纵轴102，从而允许空气流过装置宽度。为了便于描述单元100，“垂直”轴采取沿着装置高度延伸，而“侧向”轴采取沿着装置的宽度延伸。
31.描述符“上”、“下”、“右”、“左”、“前”、“后”、“垂直”和“侧向”用于便于描述所示出单元100的不同组件的相对位置。然而，应当理解，所示出的pco单元100不是方向依赖性的，并因此在一些应用中，“下”侧将不一定面向重力方向，以及纵轴102不一定垂直于地面。
32.所示出的pco单元100包含框架110。框架110形成上侧115、下侧117、左/第一侧向延伸侧116以及右/第二侧向延伸侧118。框架110被配置成保持前单元格板150并且优选地还保持后单元格板151(参见，例如，图2)。纵向延伸的单元格板150和151在彼此相对侧上在侧向延伸侧116与118之间以及在上侧115与下侧117之间延伸。也就是说，一个单元格板位于装置的“前”处，以及一个单元格板位于装置的“后”处。在使用中，单元格板150和151旨在被定向成垂直于气流路径104。左侧向延伸侧116可以包含用于将线材(例如用于uv灯124的电线)布线(routing)至装置内室/从装置内室布线线材的通导孔(access hole)126。
33.如所示出的，框架110可以形成为盒形(box shape)，其中上侧115和下侧117的侧向延伸边缘邻接侧向延伸侧116和118的对应侧向延伸边缘，并且其中上侧115和下侧117的纵向延伸边缘邻接单元格板150和151的对应纵向延伸边缘。框架110还可以包含帮助保持单元格板150和151的位置的一个或更多个凸出部(tab)112。例如，一个或更多个凸出部可以连接至上侧115的纵向延伸边缘并且可以朝向下侧117延伸一段距离，和/或一个或更多个凸出部可以连接至下侧117的纵向延伸边缘并且可以朝向上侧115延伸一段距离。
34.框架110还可以包含沿着上侧115的一部分纵向延伸的反射器结构114(即，“反射特征”或仅仅是“反射器”)。类似的反射器结构113可以被包含在下侧117上(参见，例如，图2)。反射器结构114在框架110的内室内朝向uv灯向内突出并且发挥更好地将uv光引导至单元格板150和151的内表面和孔上的作用。
35.反射器113和114可以具有“凸(convex)”截面形状(从内室的角度来看)，例如在所示出实施方案中所示的v形截面形状。反射器113和114优选地定位成使得最向内设置的“峰”与uv灯124对准并平行于uv灯124延伸。反射器113和114还优选地关于位于纵轴102上
的垂直面对称。关于这样的反射器结构114的另外细节在美国专利no.9,867,897中描述，其通过该引用并入本文。下面更详细地描述了对反射器113和114的进一步改进，包括它们如何定尺寸以及相对于pco单元100的其他组件如何定位。
36.参考图2，分解图示出了一个或更多个间隔件(spacer)，例如间隔件120和122可以被定位在内室内。间隔件120和122被配置成附接至uv灯124并且使uv灯在内室内沿着纵轴102适当地居中。如所示出的，当单元100被组装时，间隔件120和122被分别地定位成相邻框架110的侧向延伸侧116和118。
37.在所示出的实施方案中，uv灯124包含终端耦合器(terminal coupler)125，该终端耦合器125被配置成插入对应的间隔件120和122内。终端耦合器125可以设置在uv灯124的一端或两端处。终端耦合器125包含尺寸设计成适于间隔件120和122内的对应槽内的非圆形轮廓。非圆形轮廓有利地防止uv灯124的旋转。电线可以穿过uv灯124，通过前间隔件120的槽，以及通过通导孔126。
38.尽管所示出的实施方案包含单个uv灯124，但是其他实施方案可以包含多个uv灯。例如，多个灯可以“垂直地”堆叠在内室内，其各自都平行于纵轴102，和/或可以沿着平行于纵轴102的方向端对端地定位。
39.另外的框架细节
40.图3示出了框架110的一部分，其中pco单元100的其他组件已被移除以更好地示出框架110的某些特征。框架110可以包含一个或更多个孔128或者用于接收多种紧固件(fastener)、支架(bracket)和/或本领域已知的用于将框架110安装或定位在期望的位置和方向的其他硬件的其他安装特征(mounting feature)。
41.在所示出的实施方案中，框架110的上侧115、第二侧向延伸侧118和下侧117被连接在一起作为一个连续件(contiguous piece)。第一侧向延伸侧116形成为可以选择性地附接至上侧115和下侧117的与第二侧向延伸侧118相对的单独件。这种配置为装置的功能性和可制造性提供了若干益处。例如，间隔件120和122以及uv灯124可以置于它们的适当位置中，并随后单元格板150和151可以通过将它们插入前面并且将它们朝向第二侧向延伸侧118滑动来容易地滑入到位。一旦就位，第一侧向延伸侧116可以被附接以适当地保持插入特征并且完成完整的组装。
42.反射器113和114也可以整合地形成为形成框架110的上侧115、第二侧向延伸侧118和下侧117的同一连续件的一部分。在这种配置下，单片材平滑原料材料(例如，铝、不锈钢或者其他合适的金属)可以容易地切割并且弯曲/折叠成形成框架的形状。例如，为了形成反射器114，可以在上侧115中形成一对切口(cut)132，以允许形成反射器114的上侧115的一部分弯曲。
43.如所示出的，切口132可以从后边缘131朝向前边缘130延伸，但是在到达前边缘130之前一段距离停止，从而允许后边缘的一部分成为自由边缘134，该自由边缘134可以被操纵成允许反射器114的弯曲和形成。或者，切口132可以从前边缘130朝向后边缘132延伸。因此，切口132从哪侧开始并不重要，只要形成自由边缘以允许设置在切口132之间的上侧115的一部分弯曲即可。
44.底部反射器113可以以与上部反射器114相同的方式形成。凸出部112也可以与用于形成框架110的一部分的其他组件的原材料(stock material)的同一连续件一起整合地
形成，图3中所示。因此，形成框架110可以通过以下容易地完成：将普通的原材料片材切割成适当的尺寸和形状，然后将其沿着适当的折痕位置弯曲以形成框架110。这可以显著地减少形成框架110所涉及的制造步骤数目，同时还提供了这样的框架结构：容易地使其自身接收和/或附接至完成装置的完整组装所需的其他组件。
45.光催化氧化单元的操作
46.在操作中，该装置根据气流路径定位。uv灯124被通电并且朝向单元格板150和151的催化表面发射uv辐射，由此产生氧化剂。然后，氧化剂与通过的空气混合，并且优选地，所述氧化剂中的至少一些与通过的空气一起离开并超出单元100。
47.图4是pco单元100的其中沿着与装置的纵轴102垂直的平面截取的截面的截面图。当空气沿着气流路径104朝向装置流动时，它将首先到达前单元格板150。在通过前单元格板150的孔152之后，然后，空气将进入且通过内室140。然后，空气将通过后单元格板151的孔152以移动超过pco单元100并且进入目标环境中。
48.单元格板150和151包含光催化剂涂层。光催化剂涂层被至少置于单元格板150和151的面向uv灯124的内表面上。优选地，光催化剂涂层还延伸至孔152中以涂覆孔152的表面。光催化剂涂层可以包含金属氧化物例如氧化钛，并且可以任选地包含一种或更多种过渡金属和/或过渡金属合金。可用于涂层的另外或替代的光催化材料的一些实例包括氧化石墨烯、金属有机骨架(metal-organic framework，mof)、其他半导体材料、量子点、钽铁矿、另一些氧化物(例如锌、铜、铁、镉、锡、锆或镓氧化物)、硫化物(例如，硫化锌)、二氧化硅及其组合。
49.如图4的截面图中所示，反射器113和114被定位成将光朝向单元格板150和151的内表面和孔152反射。反射器113和114配置有角136，所述角136被设置成对朝向单元格板150和151而不是向内室140的其他部分反射回的光量进行优化。通过将角136设置为约30
°
至约60
°
，或者更优选地约40
°
至约50
°
例如约45
°
，已经实现了有效的结果。优选地，对角也基本上相等，使得反射器关于延伸通过纵轴的平面对称。
50.图4所示的实施方案示出了截面为“v”形的反射器。其他反射器实施方案可以具有其他形状，例如如截面为弧形的半圆形形状(例如，如图7所示)，截面为v与半圆形之间的组合或混合(例如，如图10所示)，其他弧形形状(例如，截面不一定为圆形)，或其中一部分为平滑/成角度而另一部分为弧形的形状(例如，如图9所示)。
51.在此，孔152被示出为基本上水平(即，基本上垂直于单元格板的内表面)。在另一些实施方案中，一个或更多个所述孔可以与单元格板的内表面成角度达例如约25
°
至约65
°
。成角度的孔在美国专利no.9,867,897中更详细地描述，其已并入本文。
52.在装置的操作期间产生的氧化剂可以包括例如过氧化氢、氢氧化物、游离氧分子、超氧离子和臭氧。然而，优选地，pco单元100被配置为使得臭氧产生被限制或者消除。虽然臭氧是一种强氧化剂，但是过量的臭氧可能导致敏感个体的呼吸道刺激。已经发现，通过定制pco单元100以产生有效水平的氧化剂同时使臭氧最小化或消除，保持了有效的净化性能而没有与过量臭氧相关的潜在有害作用。为了提供这些性能特征，uv灯124优选地发射具有约185nm至254nm波长的光。uv灯124将通常额定在约5至30瓦特。
53.气流和光催化活性的优化
54.pco单元100的结构配置被设计成提供有效的光催化活性、气流与所产生氧化剂之
间有效的相互作用以及有效的总体积气流。这些功能彼此相互作用，并且增强这些功能中之一可能涉及与其他功能中的一种或更多种的权衡。
55.例如，光催化活性可以通过提高uv灯的总表面积(例如，使用较大的灯)和/或通过提高气流路径内的光催化材料的比例来增强。然而，这些变化中的任一者也可能会提高装置的气流阻力，因此减少体积气流或者需要更多的功率来维持装置中的较高压力。当通过pco单元100的气流受限时，对于给定室/环境的空气流动率(turnover rate)会降低，这意味着净化空气需要花费较长的时间或者意味着需要更多的净化单元。较低的气流还限制了所产生的氧化剂可以到达单元100之外的距离，因此限制了可以利用单元100处理的表面。
56.类似地，气流可以通过以下来提高：限制空气与光催化材料之间的接触，例如仅仅使空气通过光催化剂而不是通过多个孔或者提高孔的尺寸。然而，这限制了空气与所产生氧化剂之间的相互作用，从而限制了氧化剂在空气内的混合和分布。对于给定水平的所产生氧化剂，氧化剂因此不太可能接触和处理污染物。同样地，气流可以通过以下来提高：扩大uv灯与光催化材料之间的间距、减少或消除反射器113和114、以及/或者减少uv灯的总表面积，但是这往往会减少氧化剂的总光催化产生。
57.图5示出了单元格板150的前视图，其示出了孔152的间距和分布。这是气流在其沿着气流路径104移动并最初到达装置100时“看到”的表面。因此，较小的孔将往往比较大的孔较大程度地限制气流。然而，由于孔152的涂覆内表面提供了装置的相当一部分的光催化活性，并且由于较小的孔允许较大的活性光催化表面总面积，因此较小的孔倾向于提供较大的光催化活性。
58.已经发现，将每个孔152的平均截面积设置为大于约5mm2但小于约45mm2提供了有效的光催化活性，而不会过度地限制气流。可以更优选地将孔152的尺寸定为具有约6mm2至约40mm2、或约7mm2至约30mm2、或约8mm2至约20mm2、或约9mm2至约15mm2的平均截面积。太小的孔152往往因为过度限制气流而降低装置的总体性能，而太大的孔152往往因为过度限制光催化活性而降低装置的总体性能。
59.包含在单元格板150中的孔152的数目可以变化。优选地，孔152以这样的数目设置：使得单元格板150的截面积中约25％至约75％由孔152组成，或者更优选地，单元格板150的截面积中约35％至约65％，或约40％至约60％由孔152组成，其中截面是沿着沿垂直轴和纵轴布置的平面截取的(例如，给出了图5所示的视图)。
60.因此，已经发现在孔的尺寸被定在前述范围内并且孔被设置在前述量内时装置100会提供增强的总体性能。本文中使用的术语“增强的总体性能”意指：与未进行相同尺寸优化的装置相比，在功率基础(例如，由装置使用的每瓦特)、每体积基础(例如，由装置占用的每cm3)、或者二者上，从给定室/环境中更好地去除污染物的能力。
61.图6示出了pco单元100的其中去除了单元格板150和151的前视图，其示出了uv灯124、间隔件120和122以及反射器113和114。这些是气流在其移动通过前单元格板150并且最初进入内室140时“看到”的表面。如所示出的，气流路径被这些组件阻断并且穿过设置在uv灯124与反射器113和114之间的一对间隙160和162。
62.通过截面积的间隙160和162的尺寸影响通过装置100的体积气流和装置100的光催化活性。提高间隙160和162的尺寸允许较大的气流但往往降低了光催化活性(例如，通过将反射器113和114移动远离uv灯124)。在另一方面，减小间隙160和162(例如，通过将反射
器113和114移动靠近于uv灯124)可以提高光催化活性但是会导致更大的气流限制。
63.已经发现，将间隙尺寸、反射器尺寸以及uv灯尺寸相对于彼此进行优化可以提供装置的更好的总体性能。“间隙分数”在本文中被限定为装置100的在间隙160和162内的截面积的分数，其中截面是在沿着沿垂直轴和纵轴布置的平面截取的(例如，给出了图6所示的视图)。在一些实施方案中，装置100被配置为具有约0.1至约0.5的间隙分数，或者更优选地具有约0.125至约0.4的间隙分数，或者甚至更优选地具有约0.15至约0.3或约0.15至约0.2的间隙分数。
64.再次参考图4，单元格板150和152的宽度也可以变化。较宽的单元格板提供了具有更大的总表面积的较长孔152，并因此提供了更大的光催化活性，但是也提高了空气所必须穿过孔的长度，并因此提高了气流阻力。
[0065]“单元格分数(cell fraction)”在本文中被限定为单元格板150和152的组合宽度除以单元格板150与152之间的总宽度(从外表面至外表面)。装置100可以被配置为具有约0.2至约0.7、更优选地约0.3至约0.6、并且甚至更优选地约0.4至约0.5的单元格分数。发现将单元格分数设置在上述范围内会提供装置100的提高的总体性能。
[0066]
仍然参考图4，uv灯124与单元格板150和152的内表面之间的距离也可以变化。uv灯124与单元格板150和152之间的较大宽度允许更长的用于空气通过内室140的停留时间，但是也由于提高了灯124与单元格板150和152之间的距离而降低了光催化活性。
[0067]“光分数”在本文中被限定为uv灯124的宽度/直径除以相对单元格板150和152的内表面之间的总宽度。装置100可以被配置为具有约0.45至约0.7或更优选地约0.5至约0.6的光分数。发现将装置100设置为使光分数在上述范围内会提供装置100的提高的总体性能。
[0068]
以下描述提供了示例性pco单元100的一些尺寸，该pco单元100已被发现在数种应用中特别是在涉及具有集成风机组件(fan assembly)的模块化、可移动室清洁单元的应用中提供有效的性能。然而，应当理解，示例性尺寸不一定是限制性的，并且其他实施方案可以被调整尺寸或者按比例缩放以提供特定的应用需求。
[0069]
在一个实施方案中，装置100可以具有约1.5英寸至2.5英寸(约3.8cm至6.4)的总高度、约1.5英寸至2.5英寸(约3.8cm至6.4cm)的总宽度以及约4英寸至8英寸(约10cm至20cm)的长度。可以将单元格板的尺寸相应地定为适合，并且单元格板可以具有约5mm至约30mm，或者更优选地约10mm至约20mm，或者甚至更优选地约10mm至约15mm的宽度。也可以将uv灯124的尺寸相应地定为适合装置100的总体尺寸，并因此可以具有约3英寸至7英寸(约8cm至18cm)的长度以及约0.25英寸至约0.75英寸(约0.6cm至2cm)的直径。可以将反射器113和114的尺寸定为以便从相应下表面117和上表面115向内延伸约0.25英寸至约0.75英寸(约0.6cm至2cm)的距离。
[0070]
反射器的另外特征
[0071]
上述光催化氧化装置实施方案包含截面为“v”形的反射器113和114(参见，例如，图4)。在另一些实施方案中，反射器中的一个或两个可以具有不同的形状。图7示出了光催化氧化装置200的一个实施方案的截面图(沿垂直于纵轴的平面截取)，其包含反射器213和214、uv灯224、单元格板250和251以及内室240。图7至图11所示的实施方案可以被配置为具有类似于上述光催化氧化装置100的特征和尺寸，并因此上述描述也适用于包含关于图7至
图11所描述的特征的任何实施方案，除非这样的特征被特别描述为不同。
[0072]
如所示出的，反射器213和214的截面为半圆形形状。也就是说，反射器213和214的截面形状省略了任何拐角或边缘。反射器213和214有益地使对于通过的空气的干扰最小化，并且由此使在通过的空气中引入急流(turbulence)最小化。通过内室240的空气将通过充当压缩点的间隙260和262。随着空气移动通过间隙260和262，空气流速提高。
[0073]
与穿过具有成角面、拐角和/或边缘的反射器的气流相比，反射器213和214的弧形表面有利地允许使通过间隙260和262的气流平稳同时使急流的形成最小化。过量的急流可能是不期望的，因为它扰乱了气流并且减少了从装置200离开的空气量，并且从装置200离开的较少的空气意味着所产生的氧化剂向周围环境的输送减少。
[0074]
图8a示出了其中使用半圆形形状反射器的反射模式。当光射线254被引导至反射器214时，反射线255从反射器214与焦点对齐反射。焦点通常位于曲率中心与反射器214的极点之间距离的大约一半，在这种布置中，该焦点通常是反射器214最靠近uv灯224的点。如所示出的，反射线255中的大部分将在面向单元格板的方向上被向内引导回。这是有益的，因为提高单元格板的光催化表面上的入射光量会提高氧化剂的产生，并因此会提高装置的总体光催化活性。
[0075]
与图8a所示的反射器214的反射模式相比，图8b所示的角形反射器114具有通常不太期望的反射模式。当将光射线154从uv灯124引向反射器114时，反射线155将以等于入射角的反射角从反射器114的表面向外反射。这意味着反射线中的大部分将稍微向外而不是向内朝向单元格板的中心被引导。
[0076]
反射器可以具有除了v形或半圆形之外的形状。在一些实施方案中，例如，反射器可以具有截面不对称的形状。图9示出了与截面不对称的反射器314相关联的uv灯324的一个实例。反射器314可以成形为使前部具有比后部更大的曲率。例如，前部可以具有大致遵循半圆形轮廓的形状，而后部具有类似于v形实施方案的后部的平面。在由箭头304指示的方向上流过装置的空气将首先接触反射器314的弧形的前部。非对称反射器例如示出的反射器314可用于期望使急流最小化但针对反射器314的后部期望平坦表面的反射模式的情况。反射器314的弧形前部可以帮助使急流的产生最小化，而反射器314的平坦后部可以提供标准的平坦表面反射模式。
[0077]
图10示出了其中反射器414具有某处在v形与半圆形之间的截面形状的另一实例。例如，尽管反射器414在最靠近于uv灯424的点处具有可识别的顶点，但是从顶点延伸的侧具有略微凸出的曲率，而不是v形实施方案中的笔直、平坦的形状。反射器例如反射器414可以提供在v形实施方案与半圆形实施方案之间的中间效果。例如，这样的实施方案可用于其中期望平衡半圆形的效果(例如减少急流)与v形的效果(例如提供较简单的反射模式)的应用。
[0078]
可以基于特定的应用需要来选择半圆形与v形之间的多种渐变。例如，如果半圆形反射器具有某个值x的曲率(半径的倒数)，并且类似尺寸的v形反射器的“分支(leg)”中的每一个的曲率都为0，则反射器可以被配置为具有为x的分数的任何曲率的分支。例如，一些实施方案可以包含具有曲率为x的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％的分支的反射器。每个分支可以具有相同或不同的曲率。作为实例，半圆形反射器的曲率可以是约0.1625英寸至约1英寸，或约0.25英寸至0.75英寸，或约0.35英寸至约0.6英寸。换言
之，“x”可以等于约0.1625英寸至约1英寸，或约0.25英寸至0.75英寸，或约0.35英寸至约0.6英寸。
[0079]
图11示意性地示出了反射器的表面特征，以及表面光滑度/粗糙度的差异如何可影响反射模式。如所示出的，在反射器表面150粗糙的情况下，投射的光射线154被有些不规律地反射。相比之下，在表面150光滑的情况下，反射光射线155更加均匀并且在预期的反射方向上更加一致地对齐。光滑、高度反射的表面向单元格板的光催化涂层提供了提高的且更加一致的光射线。因此，本文中描述的反射器优选地由抛光铝或者其他高度反射和光滑表面制成。例如，当在20度、60度或85度测量时，反射器的表面优选地具有至少约50gu(光泽单位(gloss unit))、或至少约70gu、或至少约90gu、或至少约110gu、或至少约130gu，或至少约150gu的光泽度。
[0080]
本文中描述的反射器可以另外地或替代地包含用于增强反射率/光泽度的一个或更多个膜和/或涂层。膜和/或涂层可以由合适的聚合物材料形成。一些实例包括聚酯材料，例如聚乙烯材料(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，pet))。特别合适的实例是双轴取向pet(bopet)，例如以商品名出售的bopet材料。膜和/或涂层可以被镀铝以便具有光亮的反射表面。
[0081]
在一个实例中，由标准铝片材料制成的反射器能够反射185nm至254nm内的uv光中的约93％。抛光铝将反射增强至95％。在未抛光的铝上施加的镀铝bopet膜的添加会提供约98％反射。
[0082]
结论
[0083]
虽然已经参考特定配置、参数、组件、元件等详细描述了本公开内容的某些实施方案，但是该描述是举例说明性的并且不应被解释为限制所要求保护的本发明的范围。
[0084]
此外，应当理解，对于所描述的实施方案的组件的任何给定元件，为该元件或组件列出的任何可能的替代方案通常可以单独使用或者彼此组合使用，除非另有暗示或明确说明。
[0085]
另外，除非另有说明，否则在说明书和权利要求书中使用的表示量、成分、距离或其他测量值的数字应理解为任选地由术语“约”或其同义词进行修饰。当术语“约”、“大约”、“基本上”等与规定的量、值或条件结合使用时，其可被认为是意指偏离规定的量、值或条件的小于20％、小于10％、小于5％或小于1％的量、值或条件。至少，并不试图将等同原则的应用限制在权利要求书的范围内，每个数值参数应当根据报告的有效数字的数值并通过应用一般的舍入技术来解释。
[0086]
本文中所使用的任何标题和副标题仅用于组织目的，并不意味着用于限制说明书或权利要求书的范围。
[0087]
还将注意的是，如在本说明书和所附权利要求书中使用的，没有数量词修饰的名词表示一个/种或更多个/种，除非上下文另有明确规定。因此，例如，引用单数指示物(例如，“小部件(widget)”)的实施方案也可以包含两个或更多个这样的指示物。
[0088]
还应理解，本文中所描述的实施方案可以包括本文中所描述的其他实施方案中描述的特性、特征(例如，成分、组件、构件、元件、部件和/或部分)。因此，给定实施方案的多种特征可以与本公开内容的其他实施方案组合和/或被并入至本公开内容的其他实施方案中。因此，关于本公开内容的特定实施方案的某些特征的公开内容不应被解释为将所述特
征的应用或包含限制于特定实施方案。相反，应当理解，其他实施方案也可以包含这样的特征。