用于输送和调节空气以降低挥发性有机化合物和臭氧的系统和方法 背景技术
挥发性有机化合物是石油基的化学品，它们经常在许多住房内具有高的水平。数千种可能的挥发性有机化合物从普通家庭产品中排出气体，例如合成香料(例如在肥皂、蜡烛、空气清新剂、薰香和花香中)、涂料、地毯、家具、胶合剂、塑料、压制木制品(例如胶合板和碎料板)和甚至鲜花。甲醛是挥发性有机化合物(VOC)中的一个例子，其可能是室内的特别的问题，因为它在许多建筑材料中，例如添缝剂和粘合剂、涂料、家具等。甲醛是减感物质，它降低了识别或感受到其他潜在的有害化学品的能力。长期暴露于甲醛经常导致头疼、四肢麻木或麻刺感、头晕目眩、注意力不能集中、焦虑和压抑。排出气体可以通过改进空气流动来稀释；然而，在甲醛或其他挥发性有机化合物的来源是例如霉菌的有机物质时，排出气体可能是连续和持久的。作为霉菌的废物而排出气体的挥发性有机化合物可能比通过空气飘动的霉菌孢子对人的健康更危险。
除产生以上所述的不希望的副作用外，VOC可能产生明显和有害的气味。例如，用于许多城市水源的处理过程利用二氧化氯作为消毒剂。当龙头打开且水流动时，悬浮在水中的二氧化氯可能扩散到空气中。空气传播的二氧化氯又可能与环境空气内的排出气体的挥发性有机化合物结合而生产有害气味。这些化合物经常聚集在封闭区域内，例如聚集在通风不良的洗衣间、地下室、浴室和壁橱内。缺乏通风经常导致这些导致气味的化合物的浓度。此外，产生这些有害气味的潜在性直接与室内的VOC水平和从水扩散的二氧化氯的量有关。因此，任何VOC水平的降低将导致降低这些有害气味的产生的相应风险。
在增加空气流动、稀释和可能地降低对于挥发性有机化合物的暴露的努力中，开发了许多合并了风扇、叶轮和动电技术的设备。例如，如在图1A中示出，已知的空气输送系统100包括壳体102，壳体102具有流体连接到至少一个空气出口106的至少一个空气入口104。在壳体102内，旋转风扇或叶轮风扇108邻近过滤器110布置。风扇108和过滤器110沿空气流动路径A-A流体连接。特别地，风扇108将环境空气通过空气入口104抽吸到壳体102内。环境空气一旦处于壳体102内，则被风扇108加速且引导向过滤器110。当空气沿空气流动路径A-A移动时，过滤器110的多孔结构112去除了悬浮在空气内的大的空气传播微粒114。然而，多孔结构112不能去除小到足以通过过滤器孔的微粒、化合物和化学品，例如挥发性有机化合物和臭氧。因此，这些挥发性有机化合物和臭氧保留在空气流动路径A-A和通过空气出口106离开了壳体102后的环境空气内。
在去除或至少降低在空气流动路径A-A和环境空气内的挥发性有机化合物的水平的努力中，一些空气输送系统以高效微粒捕获器(HEPA)过滤器和碳过滤器代替了过滤器110。HEPA过滤器可以直接从环境空气和空气流动路径A-A收集显著量的大微粒物质(0.3μm及以上)，且碳过滤器可以直接从环境空气和空气流动路径A-A吸收挥发性有机化合物和相关的讨厌气味。然而，HEPA过滤器当试图收集小于0.3μm的微粒物质或空气传播的微粒114时具有有限的有效性。此外，HEPA和碳过滤器最终将饱和且要求替换以防止将过度的挥发性有机化合物和气味放回到环境空气和空气流动路径A-A内。
图1B图示了另一个已知的空气输送系统100，它包括已知的动电空气输送系统120。类似于在图1A中示出的系统，动电空气输送系统120支承在壳体102内，壳体102具有流体连接到至少一个空气出口106的至少一个空气入口104。动电空气输送系统120包括至少一个间隔开的且与至少一个收集器阵列124相对的发射器阵列122。动电空气输送系统120进一步包括电源126，电源的正极终端128和负极终端130分别电耦合或连接到发射器阵列122和收集器阵列124。由电源126提供地高压电荷将阵列122、124充电，阵列122、124又将壳体102内的环境空气和空气传播的微粒114电离。
在发射器阵列122和接收器阵列124之间的电势差激励了电离的空气以沿空气流动路径A-A移动。悬浮在电离的空气内的带电的污染物和空气传播的微粒114被静电吸引到收集器阵列124的表面。微粒114和收集器阵列124之间的静电吸引从空气流动路径A-A内去除了带电的微粒114。由电源126提供的高压电荷产生和释放了电离空气，少量电离空气被发现有益于消除许多VOC和有害气味。然而，已理论论证过多量的电离空气可能是不希望的。因此，经常需要降低高压脉冲的强度和频率以降低电离空气的产生。此降低经常导致总空气流量和动电空气输送系统120的效率的降低。
另一个常见的污染物是臭氧。大量地面层臭氧是不可见的气体，当由汽车、电厂、工业锅炉、精炼厂、化学工厂、家用涂料、染料和溶剂和其他来源所发出的污染物在存在热和阳光时发生化学反应时形成了臭氧。地面层臭氧的存在在美国的许多地区引起了严重的空气质量问题，特别是在大城市中。对于人类和其他动物，臭氧当大量吸入时是有害的，导致了许多对呼吸的影响。臭氧可能在先前具有健康问题(例如哮喘或其他呼吸传染病)的个体内引起发病和症状。
天气在臭氧形成中起到了关键作用。在夏季当温度接近高达80度和90度华氏度时且当无风或微风时通常记录有最高的臭氧水平。
建议当臭氧水平高时，有风险的人员应采取简单的预防：
a尽可能保持在室内。
b将室外活动限制在早晨或日落的时间，因为臭氧水平趋向于随着日落而降低。
c当水平高时，避免室外锻炼或强度工作。
d回避交通密集区域，且总是避免在这些区域附近锻炼。
e合用汽车或使用公共运输以帮助降低空气内有助于臭氧形成的有害排放物的量。
f避免使用汽油驱动的草坪设备或其他汽油驱动的工具。
然而，这些预防针对避免臭氧水平高的区域。它们不减轻臭氧自身的问题。
因此，可能希望的是提供能降低挥发性有机化合物和臭氧排放物的有效的和通用的空气输送系统。
【发明内容】
披露了构造为降低环境空气内和沿空气流动路径的臭氧和挥发性反应化合物的空气输送和调节系统的说明性例子。在一个例子中，空气输送和调节系统包括壳体，壳体具有大体上空的内部，限定了流体连接到空气出口的空气入口。壳体承载了至少一个大体上邻近空气入口定位的且构造为在空气入口和空气出口之间造成空气流动的空气流动生成器。壳体进一步支承了沿由至少一个空气流动生成器造成的空气流动定位为靠近空气出口的调节基质，调节基质涂覆有与空气入口和空气出口之间的空气流动相互作用以降低臭氧的反应物。
在实施例中也披露了用于从空气中去除臭氧的组合物。降低臭氧的组合物包括允许空气通过且具有臭氧反应表面的多孔支承结构。支承件可以容纳为使得它可接附到风扇或其他空气移动设备，使得在空气移动时，其经过支承件的反应表面，在此处去除了臭氧的至少部分。
另外的特征和优点在此描述，且将从如下的详细描述和附图中显见。
【附图说明】
图1A和图1B是已知的空气输送系统的示意性表示。
图2A是空气输送和调节系统的一个实施例的透视图。
图2B和图2C是包括用于空气输送的风扇组件的空气输送系统的表示。
图3是在图2A中示出的空气输送和调节系统的实施例的另一个透视图。
图4A至图4H是空气输送和调节系统的替代实施例的顶视图。
图5图示了臭氧降低基底的典型实施例的透视图。
图6图示了接附到壳体的臭氧降低基底的典型实施例。
图7图示了接附到壳体的臭氧降低基底结构的典型实施例。
图8图示了空气流动设备的典型实施例，其中臭氧降低壳体接附到用于空气移动设备的保护性覆盖物。
【具体实施方式】
图2A图示了空气输送和调节系统200的一个实施例，空气输送和调节系统200可支承空气流动生成器，例如在图1A和图1B中示出的动电空气输送系统和基于风扇的空气输送系统。将理解的是，此系统图示了根据本发明的教示构造的空气输送系统200的一个实施例。典型的系统200可以包括一个或多个布置为降低空气流动路径A-A和环境空气内的挥发性有机化合物和臭氧的存在的过滤筛网、调节表面和调节基质。此外，将理解的是，过滤筛网、调节表面和调节基质可以沿限定在空气入口104和空气出口106之间的空气流动路径A-A内的任何点布置在空气输送和调节系统200内。
返回到图2A，壳体202包括由支承基部206承载的塔部分204。塔部分204构造为支承在图1A和图1B中讨论和描述的空气流动生成器。特别地，空气输送系统或空气流动生成器的任一个或二者可以合并在空气输送系统200内，以实现希望的空气流动体积，或从空气流动路径A-A和环境空气中去除特定类型和数量的致污物和化学品。
壳体202进一步包括具有进入面板210和控制件212、214、216的控制盖208。进入面板210可以是向上翻开面板或可移除面板，它允许进入到支承在壳体202内的空气流动生成器。特别地，使用者可以移除进入面板210，以例如将在下文中论述的阵列122、124、风扇(多个风扇)108和一个或多个过滤筛网、调节表面和调节基质上进行维护或维修。控制件212、214、216例如可以分别是速度控制件、选择器和电源开关。速度控制件212可以控制风扇(多个风扇)108或阵列122、124的运行，这又改变了沿空气流动路径A-A的空气的体积和速度。选择器214可以是控制了基于风扇的系统、动电空气输送系统120和一般地由参考数字220指示的调节系统的使用的选项选择器。电源开关216可以接合运行基于风扇的空气输送系统100和动电空气输送系统120所需的电源126或其他势源。
壳体202支承了调节系统220，调节系统220包括过滤筛网或过滤栅格222、调节基质224和激活器灯226。在一个实施例中，过滤筛网222是在空气通过空气入口104进入壳体前从环境空气中去除了大微粒114的筛网前过滤器。过滤筛网222例如可以是被动的微丝网或涂覆有与环境空气中的挥发性化合物反应的例如二氧化钛(TiO2)的反应物的主动的金属网。类似地，调节基质224可以是布置为从环境空气中去除不想要的微粒和化合物的被动或主动网，或“蜂窝”过滤器。通常，调节基质224将是涂覆有选择为与环境空气中存在的任何不想要的臭氧或挥发性有机化合物反应的催化化合物的主动金属网。取决于调节基质224和过滤筛网222的类型，涂层和功能，激活器灯226可以用于初始化催化涂层和不想要的臭氧或VOC之间的反应。
图2B图示了空气输送和调节系统200的另一个实施例。此典型实施例的空气输送和调节系统200是基于风扇的空气流动生成器，它包括延长的壳体230，壳体230具有布置为形成大体上矩形框架240的支承构件232、234、236和238。框架240，且更特定地支承元件232、234、236和238协作以提供适合于承载多个基于风扇的空气输送系统244的矩形内部242。特别地，在图2B中图示的典型实施例示出了四个在矩形框架240内堆叠的且布置为促使环境空气沿空气流动路径A-A流动的风扇单元(分别以参考数字246a至246d指示)。风扇单元246的每个可以是“计算机”型风扇，它包括正方形框架248和螺旋桨250。
将理解的是，通过改变支承构件232、234、236和238的尺寸，框架240的相应的矩形内部可以变化以支承任何希望个数或构造的风扇单元246。例如，总的壳体尺寸可以通过去除四个风扇组件246中的两个，且将支承构件232和236的长度减半而降低。
将理解的是，虽然在图2B中示出的空气输送和调节系统200是由基部252支承的垂直地独立式系统，但在本发明的范围内许多不同的系统取向是可以的。例如，基部252可以布置为接合支承构件236且因此将框架240大体上以水平方式对齐。此外，基部252可以整体地省略且框架240可以大体上邻近墙壁安装。
如前所提及，空气输送和调节系统200支承了调节系统220，调节系统220具有一个或多个调节元件或基质。调节系统220在此典型实施例中包括跨过刚性或半刚性的框架256伸展的微丝网过滤筛网254。过滤筛网254的网孔可以定尺寸为去除灰尘大微粒物质114，它否则将聚集且潜在地阻塞风扇单元246。
调节单元220可以进一步包括调节基质224。在一个实施例中，调节基质224包括能与选择的化合物和化学品反应且将它们从环境空气中去除的主动的氧化锰涂层。在一个实施例中，调节基质224邻近空气出口106定位。调节基质224的此布置允许当空气通过空气出口106离开壳体230时降低或去除悬浮在沿空气流动路径A-A行进的环境空气中的化合物或化学品。虽然在图2B中图示的壳体230是垂直地延长的壳体，但将理解的是，在一些情形中，壳体230可以制造为整体地包括调节基质224和/或丝网过滤筛网254。
图2C图示了适合于安装在窗扉或窗框258内的空气输送和调节系统200的另一个实施例。系统200包括水平壳体260，水平壳体260包括布置为形成了矩形框架270的支承构件262、264、266和268。框架270定尺寸为与支承在窗框258内的可移动窗部分272协作。类似于以上结合在图2B中示出的实施例讨论的框架240，框架270的矩形内部定尺寸为承载且支承一对风扇单元246(唯一地标识为246e和246f)。将理解的是，虽然在此图示的实施例中示出两个风扇单元246，但不同构造、尺寸和类型的风扇可以整合在壳体260内，以便于运输和调节了环境空气的空气流动A-A。
为安装或固定壳体260，可移动窗部分272可以布置在完全打开的位置，以允许壳体260安放在窗框258内。当将壳体260正确地对齐和定位在窗框258内时，可移动窗部分272可以移动到与框架270的顶表面274的邻靠关系。取决于窗和窗框258的尺寸和形状，可以有利的是，在框架270和窗框258之间使用一个或多个间隔器或填充器构件(未示出)，以将壳体260密封和支承在希望的位置。
在一个实施例中，壳体260支承了微丝网过滤筛网254和调节基质224。如前所述，过滤筛网254可以从环境空气和空气流动路径A-A去除大微粒物质，且防止昆虫或其他害虫通过系统200的空气入口104进入。壳体270可以进一步支承调节基质224以去除或降低环境空气内存在的臭氧或挥发性有机化合物。
调节系统220和相关的过滤筛网222、254和调节基质224可以以多种已熟知的方式固定且合并到空气输送和调节系统200内。包括过滤筛网222、254和调节基质224允许去除和降低包含在环境空气内和沿空气流动路径A-A运输的挥发性有机化合物(VOC)和/或过多的臭氧(O3)。
用于从空气流中调节和去除污染物或致污物的一个技术是光催化。一般地，光催化利用反应物或催化剂和布置为激活催化剂的紫外(UV)辐射源或UV灯226。激活的催化剂又将例如VOC和O3的有害化学品分解或氧化。例如，一个这样的催化剂是微孔钛氧陶瓷(二氧化钛，TiO2)，微孔钛氧陶瓷的薄层可以涂覆在过滤筛网222、254和基质224的表面上。二氧化钛是半导体光催化剂，它具有3.2eV的带隙能量。当二氧化钛被波长小于385纳米(nm)的光子照射时，带隙能量被超过且电子从价电子带跃升到传导带。作为结果的电子-空穴对具有使其能参与化学反应的寿命时间。UV灯226(或在波长小于385nm的UV谱外侧的辐射源)可以用于激活钛氧陶瓷，钛氧陶瓷当被照射时可以将存在于环境空气和空气流动路径A-A内的挥发性有机化合物氧化，从而将化合物分解为水和二氧化碳。另外，以来自UV灯226的紫外光照射在空气流动路径A-A内行进的环境空气可以大体上消除空气流内的微生物。
在此处所述的动电空气输送系统120的一个实施例中，空隙或驱动器电极(未示出)可以包括光催化涂层或可以嵌入或灌注有光催化材料。光催化涂层的使用可以促进紧邻空隙或驱动器电极阵列的空气的氧化。在其他实施例中，壳体202、230和260的壁可以嵌入或灌注以光催化材料，或壳体的壁可以包括光催化涂层。在图2A中图示的实施例中，调节基质224可以是“蜂窝”结构，它至少部分地涂覆或嵌入有定位在邻近UV灯226的空气流动A-A内的光催化材料。
将理解的是，多孔或“蜂窝”结构不需要具有规则的栅格状结构。例如，多孔结构可以具有网状结构或螺旋结构。进一步地，在一些其他的实施例中，在空气流动已存在处(例如在炉道中)，多孔结构可以放置在空气流动内(例如布置在炉道内)而非在由动电空气输送系统120或基于风扇的空气输送系统100生成的空气流动内。
UV灯226将一般地定位为使得调节基质224的多孔表面大体上被UV光照射。UV灯226例如可以是Phillips公司的TUV 15W/G15T8型灯，该灯是15W的管状灯，其直径大约25mm且长度大约43cm。另一个合适的UV灯226是Phillips公司的TUV 8WG8T6型灯，该灯是8W的灯，其直径大约15mm且长度大约29cm。将理解的是，发射了希望的波长的其他UV光源也可以利用，因为存在很多不同的引入和激活布置在空气流动内的光催化材料的方法。
在光催化涂层内可以使用多种类型的催化剂。例如，如上所述，光催化涂层可以包括碳氧陶瓷和替代的金属氧化物，例如氧化锌、氧化亚铜、二氧化硅等。锰、铜、钴、铬、铁和镍的氧化物已知在氧化反应中是活性的。进一步地，混合的氧化物可以用于光催化剂。例如，在一些情况中，亚铬酸铜(CuCrO4)可以至少在促进氧化中与氧化亚铜(CuO)一样是活性的。这些仅是可以与本发明的实施例一起使用的涂层的例子。再进一步地，贵金属可以有效地用于将VOC氧化。例如，在铂和钯上的氧化反应已知非常快速地发生。
在一些实施例中，贵金属可以灌注或施加到表面作为涂层，例如与另一个物质一起(铂和钯的量取决于所存在的VOC的水平，但有效地相对于它所施加到的总表面积的百分比的一部分)。使用碱金属光催化剂涂层的VOC的氧化可能产生一氧化碳(CO)作为氧化副产品。在本发明的一个实施例中，例如铂或钯的贵金属可以沉积、灌注或另外地施加到碱金属光催化剂涂层或包括碱金属光催化剂的表面或多孔结构。
调节系统220和相关的过滤筛网222、254和调节基质224可以构造为从环境空气和空气流动路径A-A去除和调节挥发性有机化合物。替代地，调节系统220或调节系统的部件可以构造为去除或降低包含在环境空气和空气流动路径A-A内的过多的臭氧(O3)。
调节基质224和过滤筛网222、254可以构造为臭氧降低结构(ORS)以补充或替代以上所讨论的光催化剂或微网孔筛网基质和过滤器。臭氧降低结构可以定位在将提供通过空气调节系统出来的臭氧水平的降低的设备内任何位置处。在一个实施例中，调节基质224或臭氧降低结构定位在发射器阵列122和收集器阵列124之间。替代地，臭氧降低结构可以布置为邻近空气出口104以在离开壳体202、230和260之前调节空气流动A-A。进一步地，调节系统可以定位在分开的壳体内，该分开的壳体定位在设备外部，空气可通过出口通过该设备。
将理解的是，臭氧降低结构可以在动电空气输送系统120的多种元件内和周围，以降低且控制臭氧的过度产生。替代地，臭氧降低结构可以如在图2C中示出整合到调节基质224内，以调节和去除存在于环境空气和空气流动A-A内的臭氧。
臭氧降低结构的一个替代实施例包括接地构件，它将ORS或调节基质224电连接到系统200的电学地。以此方式，ORS或调节基质224将不发射或贡献于由动电空气输送系统120生成的电离电场。接地的ORS或调节基质224可以造成在发射器电极122之间的电势差，这导致环境空气、空气流动A-A和悬浮在空气中的电离微粒114向调节基质224流动。调节基质224因此可以收集不被收集器阵列124收集的悬浮在空气中的电离微粒，且也降低或控制了过度的臭氧。然而，可能的是，ORS或调节基质224可以联接到电源126的正极终端或负极终端。如果ORS或调节基质124被充电，则可能希望的是提供与施加到发射器电极122的电荷相反的电荷，以促进空气在两个元件之间的流动。
ORS或调节基质224可以涂覆有选择为降低或中和环境空气内的和沿空气流动路径A-A的臭氧的催化剂材料。在一个实施例中，调节基质224的整个表面涂覆有催化剂，使得每个开口或蜂窝室276沿其内表面具有催化剂材料。因此，当臭氧通过每个室276时，催化剂物质将臭氧转化为氧气且降低了离开调节基质224的臭氧的量。可以使用多种商用臭氧降低催化剂，例如由Englehard Corporation of Iselin，New Jersey制造的“PremAir”。一些臭氧降低催化剂，例如氯化锰、二氧化锰是不导电的，而其他臭氧降低催化剂，例如活性碳是导电的。导电的臭氧降低催化剂的其他例子包括但不限制于贵金属。
图3图示了壳体202的透视图，壳体202带有打开以暴露塔部分204的内部的进入面板210。壳体202可以构造为支承一个或多个如在图1A和图1B中示出的空气流动生成器。壳体可以进一步支承分别邻近空气入口104和空气出口106定位的过滤器222、222′。如通过打开的进入面板210所暴露，塔部分204的内部支承了调节系统220。在此实施例中，调节系统220包括由UV激活器灯226分开的两个调节基质224和224′。
图4A至图4H图示了可以合并到塔部分204内的调节系统220的替代实施例的俯视图。将理解的是，这些构造示出为在塔部分204内，作为如何可利用空气输送和调节系统200的多种实施例的例子。进一步地，这些构造可以合并到以上所描述和讨论的任何壳体设计和形状中。
图4A图示了布置在塔部分204内的空气输送和调节系统200和调节系统220的一个实施例。系统200包括动电空气输送系统120，动电空气输送系统120包括布置为生成如箭头A-A所指示的空气流动的发射器阵列122和收集器阵列124。调节系统220包括布置在系统120和丝网过滤筛网254之间的UV灯226和调节基质224。图4B包括第二UV灯226′。包括两个UV灯226、226′提供了以两个不同频谱和波长发射的辐射源。图4C图示了布置为推进和辅助空气入口104和空气出口106之间的空气流动的风扇单元246。风扇单元246增加了沿空气流动A-A的空气流动。图4D图示了基本空气输送和调节系统200，它包括邻近动电空气输送系统120定位的调节基质224。
图4E至图4H图示了风扇辅助的空气输送和调节系统200的典型实施例，它包括至少一个调节基质224。图4E图示了风扇辅助的空气输送和调节系统200，它具有由有翼的调节基质224托起的一对UV灯226、226′。有翼的调节基质224包括分别布置为封闭UV灯226、226′的臂224a、224b、224c和224d。此构造增加了可以被UV灯226、226′激活的表面积，因此增加了系统200的调节效率和输出。图4F图示了包括X形调节基质224的风扇辅助的空气输送和调节系统200。由调节基质224的每个腿的交叉限定的分开的部分(标记I-IV)托起了多个UV灯226a到226d，以增加激活表面积和调节效率。图4F图示了包括V形调节基质224的风扇辅助的空气输送和调节系统200。调节基质224的单独的腿224′、224″托起了UV灯226。图4H图示了包括封闭了UV灯226的菱形调节基质224的风扇辅助的空气输送和调节系统200。可以包括另外的UV灯以增加调节基质224的激活表面积。
本披露一般地涉及用于从空气中去除臭氧的设备。在实施例中，设备一般地可以包括具有臭氧反应表面的支承件。支承件可以安装到壳体。壳体可以适合于放置在空气流动中，使得空气流动的至少部分可以流过支承件。当空气流动通过支承件时，空气的至少部分在支承件的表面的反应距离内流动，使得空气接触反应表面且从空气中去除臭氧的部分。壳体可以安装到任何空气流动设备，然而特别地有用的是安装到其主要目的是移动空气的设备，包括机电和动电空气移动设备。
用于臭氧反应表面的许多合适的支承件是已知的且可以使用。合适的支持件包括臭氧反应材料可以合并或接附到其上的塑料和金属支承件。支承件可以是充分地多孔的，以允许空气不受限制地流动。例如，结构可以是空气可以流动通过它的蜂窝结构。在支承件的蜂窝内的孔或室的尺寸将取决于与设备一起使用的空气流动设备。例如，在空气流动由风扇生成的情况中，孔的内径可以较小，只要风扇足够有力以维持空气通过支承件的流动。然而，当空气流动较慢时，例如当空气流动由某些动电设备生成时，结构内的开口尺寸将一般地较大，以保证当使用支承件时可以生成足够的空气流动。选择具有足够直径的开口以在作为结果的应用中允许空气流动的多孔结构在本领域一般技术人员的技术范围内。
图5图示了根据本发明的一个实施例的臭氧降低基底ORS 350的透视图。如在图5中示出，ORS可以包括外框架352，外框架352可以围绕内栅格354。栅格包括开口阵列，开口阵列布置成图案以形成通过ORS350的称为室的空气通道360。在实施例中，表面362布置为形成多个六边形空气通道，也一般地称为“蜂窝”结构。应注意的是，通道360的六边形形状仅是一个例子，且栅格354不意图于限制于六边形形状。例如，栅格354可以如希望的包括圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形或其他多边形的空气通道或室形状的组合。栅格结构354也可以称为多孔结构。
栅格354的表面362优选地由一系列金属板制成，金属板接附为形成总体上的蜂窝形状的空气通道360，如在图6中图示。在一个实施例中，栅格354由冲压铝板形成，且将铝板结合在一起以形成六边形空气通道。在某些实施例中，金属板具有均匀的厚度且被抛光以降低沿空气通道的表面阻力。因此，表面362可以是平滑和均匀的。在某些实施例中，表面362在栅格354的出口侧上的边缘可以是锋利的。对于其中ORS 350电连接到电压源的负极终端的实施例，这可能是有利的，以此将由ORS 350产生负离子或“感觉良好”离子以由设备100输出。因此，ORS 350可以用于代替或替换动电空气流动设备内的后电极。
栅格354的尺寸优选地允许设备100维持通过设备的空气流动速度。栅格354的表面362的宽度尺寸指示为从栅格354的入口侧356到出口侧358的距离。另外，每个空气通道具有为传导表面362的相对的平行侧之间的距离的间距尺寸。栅格354的宽度尺寸和间距尺寸可以选择为使得可以实现最高的空气流动。特别地，间距尺寸使得以最小的空气流动限制便于通过栅格354的空气流量。另外，每个室360的最佳间距尺寸和宽度尺寸提供了大的表面积，当施加以催化剂材料时将显著地降低离开空气流动设备的臭氧的量。在实施例中，每个空气通道360的间距尺寸大致为0.125至0.25英寸，但可以使用其他尺寸。
表面362优选地涂覆以催化剂材料，以此，催化剂材料起作用以降低或中和空气流动内的臭氧而本身不化学地转换。几个用于涂覆这样的表面的方法在本领域中是已知的且可使用。支承件的表面362可以涂覆以臭氧降低剂或催化剂，它们可以是例如氧化物的化合物，例如金属氧化物，例如包括二氧化硅或二氧化锰。一些臭氧降低催化剂，例如氯化锰、二氧化锰是不导电的，而另一些，例如活性碳是导电的。导电的臭氧降低催化剂的其他例子包括但不限制于贵金属。如上所述，ORS 350内的每个室360的最佳间距尺寸和宽度尺寸提供了其上可以布置催化剂材料的大表面积。优选地，整个栅格354涂覆以催化剂，以此每个室360沿其内表面具有催化剂材料。当臭氧通过ORS 350内的每个室360时，传导表面362上的催化剂物质将臭氧转换为氧，因此降低了离开ORS350的臭氧的量。ORS 350的栅格354内的涂覆以催化剂的室360因此将显著地降低离开空气流动设备的臭氧的量。数个商用臭氧降低催化剂是已知的且可以使用，例如包括由Englehard Corporation of Iselin，NewJersey制造的“PremAir”。
多个用于将臭氧降低支承结构接附到壳体的方法是已知的且可以使用。例如，通过在壳体内安装导向支架且使用导向轨将支承件滑到壳体内，可以将图5中示出的设备方便地插入到壳体内和从壳体移除。因此，多孔催化剂结构可以从壳体可移除且如果其损坏或磨损可以容易地替换。导向轨可以用于将支承件保持在合适的位置，使得流动通过设备的空气将穿过蜂窝结构的室。在替代的实施例中，臭氧降低结构可以直接地粘合到壳体。图7图示了其中支承结构使用强橡胶接合剂粘附到壳体的实施例。替代地，壳体的部分可以加热且熔化，且支承件熔合到壳体内。许多种类的夹和紧固件也可以用于将支承结构接附到壳体。
在实施例中，臭氧降低支承件接附到其上的壳体可以是用于空气移动设备的保护性覆盖件。替代地，臭氧降低支承件接附到其上的壳体可以适合于接附到用于空气移动设备的保护性覆盖件。图8图示了这样的实施例，其中空气移动设备10具有保护性覆盖件20，支承了臭氧降低基底的壳体30接附到保护性覆盖件20。
本发明特别好地适合于与移动环境空气的设备一起使用，因为它们特别地设计为从环境空气移除臭氧以净化空气，包括汽车、房间、办公室、飞机等内的空气。因此，它们可以与例如风扇的机电设备一起使用。例如，臭氧降低设备可以安装在壳体内且放置在房间、办公楼、汽车、飞机的中央通气孔或窗式风扇上。本披露构思了臭氧降低设备可以适合于与任何风扇一起使用。
本披露也构思了与动电空气调节设备一起使用臭氧降低设备。在这样的设备中，臭氧降低支承件可以直接地安装在这样的设备的保护性栅格覆盖件内，或他们可以安装在壳体内，壳体适合于安装在这样的栅格覆盖件上。
在实施例中，空气流动设备构思为包括具有臭氧反应表面的支承件，其安装到壳体，壳体具有用于将壳体定位在由设备生成的空气流动内的接附装置，使得所生成的空气流动的部分可以流入支承件且接触反应表面，以从空气中去除臭氧的部分。设备进一步包括用于生成空气流动的设备，该设备可以是动电空气流动设备或机电空气流动设备。例如，用于生成空气流动的机电设备可以是风扇，而动电空气流动设备可以是例如由Shaper Image Corp.，San Francisco Ca.销售的Ionic
任何可以牢固地保持臭氧降低支承件且不限制空气流动的壳体适用于本发明。壳体可以是用于空气流动设备的保护盖或可接附到这样盖。壳体可以由硬塑料或金属或其他材料制成，只要臭氧降低支承件可以被牢固地保持。
在适合于安装到其他保护性覆盖件的壳体内，可以使用任何类型的接附方法，只要设备可以牢固地安装到保护性覆盖件。例如，如在图7中图示，钩可以整体地合并到壳体30上的短臂的端部上，使得臂可以插入到保护性栅格覆盖件和围绕栅格的百页窗的钩内。壳体的重量则将这样的壳体保持到保护性栅格覆盖件。图8图示了壳体的另一个实施例。壳体也可以使用螺母和螺栓、螺钉、粘合剂、带、粘性带等安装。
应理解的是，在此描述的对本优选实施例的多种改变和修改将对于本领域一般人员是显见的。可以进行这样的改变和修改而不偏离本发明的精神和范围，且不降低其意图中的优点。因此，意图于将这样的改变和修改由附带的权利要求书覆盖。