CN101165417A - 智能空气净化的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的空气净化装置，控制活门的开关控制空气于空气清新机中流动的路程，从而防止堵塞催化剂滤芯的以致使催化剂失效。活门开关，乃通过传感器及中央处理器对空气的质素作出评估而定。当空气中的灰尘浓度高至超出良好级水平时，中央处理器发出指令把所述的活门打开，同时亦会暂时性关闭反应物产生器，此举亦可防止反应物在未有经过催化剂的情况下外泄。直至当空气中的灰尘浓度达致出良好级水平时，中央处理器发出指令把所述的活门关闭，同时亦启动所述的反应物产生器，使其可以产生反应物，与气体有机污染物一同于催化剂的表面，进行分解。本发明智能地及有次序地处理污染空气中灰尘及气体污染物，有利延长催化剂的寿命，减少二次污染，达致真正环保的目的。

Description

智能空气净化的方法及装置
技术领域
本发明专利涉及环保领域，更加具体地说，涉及一种可用于空气净化的智能装置。
背景技术
空气中的污染物主要是分两个形态组成，一是如灰尘、细菌、霉菌等形状较大的微粒，其分子结构复杂，由多种不同的物质或成份结合而成，大约百分之一微米至微米大小；一是如气体、臭味、挥发性有机化学物等化学份子，其化学结构简单，由数种化学元素组成，且十分细小，只有埃米至纳米的大小。
要处理灰尘或形状较大的微粒是，一般是使用静电除尘或利用高效能的尘粒过滤网。效果往往可达百分之八十，甚至是百分之九十九点九以上。但是，要处理长度只有埃米至纳米大的挥发性有机化学物，并不是这么容易。
由臭氧产生器或负离子机产生的氧化剂，如臭氧或氢氧游离基等，都是非常有用的反应剂，属于氧化剂类，它们可分解有害而细小至化学分子大的物质，所以被广泛用于净化空气。但是，这些氧化剂的净化效率通常是与臭氧或氢氧游离基于流体内的浓度有关。如果直接释放臭氧或氢氧游离基于空气内，其浓度将立即被稀释；而且，他们往往会击中流体内非目标性的媒介分子，并容易衰竭，而不能有效地氧化污染物及有机化合物。正因为这个原因，一般的负离子机并不是有效的空气清洁***，要达到非常高的臭氧浓度才可有效地净化空气。为解决以上问题，有空气净化机利用了催化剂，如二氧化钛于紫外光灯照射下，产生氧化剂，氧化或还完氧化气体污染物。也有根据不同污染物及有机化合物的形状、取向、大小及亲水性的分子筛，一并地吸附目标性的有机化合物分子及氧化剂。再在分子筛里的纳米小孔内，进行化学反影，氧化污染物。
一般在这类***中，空气中两个主要形态的污染物(微粒及气体污染物)，都一次性一并被吸进***中。污染的空气先经过微粒过滤，才进入处理气体污染物的催化滤芯，进行化学反应，分解气体污染物。由于非常高效能的微粒过滤网亦不是百分之百可以去除空气中的微粒。于非常污染的空气情况下，如吸烟场所，强迫所有污染的空气及氧化剂一次性先经过微粒过滤装置才到分子筛滤芯，污染空气中的微粒不能一次性的被去除(见图一)，残余而带有气味的微粒(如尼古丁烟油微粒等)便会积聚在催化剂的表面，堵塞了进行催化反应的活跃基位，令后来的气体污染物或及氧化剂不能有效地进行化学反应。久而久之，这空气净化***不单不能有效去除空气中的味道污染物，积聚于催化剂表面的灰尘更成为细菌的温床，启动该催化剂表面附存着细菌及累积灰尘的空气净化机，尤如启动一部有如会释放出污染物(细菌、味道、微尘等)的机器。除了频密更换催化剂滤芯外，没有更好的解决方法，这样，不单达不到环保的目的，还会制造大量废催化剂滤芯的二次污染。
发明内容
在本智能空气净化***中，空气中的污染物会先后次序地被分开净化，首先是处理体积较大的灰尘及微粒，使其在处理的空间中浓度降至理想水平，最后才处理细小至分子结构的气体污染物。跟传统的一次性迫使空气经过高效能微粒过滤网及除味滤芯，以致残余微尘堵除味塞滤芯，令除味滤芯容易失效。而提供一种高效、环保、减低制造二次污染的空气清净化装置。
本发明的目的是这样实现的：
一种空气净化装置，包括壳体，所述壳体上带有流体的入口和出口，所述壳体内设置有
(i)除尘装置
(ii)控制空气于净化装置内流动方向的活门
(iii)反应物产生器
(iv)催化剂滤芯
(v)抽气风扇
(vi)灰尘传感器
(vii)中央处理器
其特征在于，所述除尘装置设置在所述反应物产生器上游位置，所述活门及所述催化剂滤芯置设在所述反应物产生器下游位置，所述的抽气风扇设置在任何位置，带动空气从上游至下游流动。所述的活门关闭时与催化剂滤芯紧凑成连成一块，使空气经过所述的除尘装置后及所述反应物产生器，必须经过催化剂滤芯才排出。
所述的活门打开时，造成没有风阻的入口，空气经过所述的静电集尘器后及所述反应物产生器后，不经催化剂滤芯而从没有风阻的出口排出。由于带有高灰尘浓度的空气不会经过风阻较大的催化剂滤芯，催化剂滤芯免了被灰尘污染，其生命周期得以延长。
所述的活门打开时，所述反应物产生器后必须同时关闭，以防在没有催化剂配合使用下，导致反应物外泄。这样，即使反应物产生器是臭氧发生器，亦不会因此而导致臭氧外泄。
所述的活门的开关，由所述的灰尘传感器及中央处理器控制。
所述的除尘装置，指用作除掉百分之一微米或以上大小的微粒。
所述的除尘装置，还包括电集尘器。
所述的除尘装置，还包括高效能微粒过滤网。
所述的催化剂滤芯是分子筛滤芯时，所述的反应物产生器可以是产生臭氧及发出可杀菌波长的紫外光灯。这样，除了可产生氧化剂予分子筛滤芯作氧化反应，亦可有加强杀菌的效用。
所述的催化剂滤芯是分子筛滤芯时，所述的反应物产生器可以是氧化剂产生器。因为部份气体污染物必须经过氧化作用才可以分解。
所述的催化剂滤芯是分子筛滤芯时，所述的反应物产生器可以是还原氧化剂产生器。因为部份气体污染物必须经过还原氧化作用才可以分解。
所述的催化剂滤芯是二氧化钛时，所述的反应物产生器可以是氧化剂产生器。
所述的催化剂滤芯是二氧化钛时，所述的反应物产生器可以是发出有效波长，且可照射的二氧化钛表面的紫外光灯，这样，紫外光灯可以提供足够的能量予二氧化钛作氧化气体污染物化学反应。
所述的分子筛滤芯前面还可设置高效能微粒过滤网。当活门关闭时，所有空气被迫经过分子筛滤芯，高效能微粒过滤网可以为分子筛滤芯作终的保护。所述紫外光灯还照射所述的高效能微粒过滤网，以防黏附于高效能微粒过滤网上面的灰尘有机会发生细菌繁殖。
所述灰尘传感器，量度周围环境里的灰尘浓度，再把数据传输致中央处理器，中央处理器再判断所述活门的开关。中央处理器的判断，仍跟据比较灰尘浓度及，当灰尘浓度高于默认值时，表示灰尘浓度非常高，静电集尘器或高效能微粒过滤网不能一次性处理空气中的灰尘，使其不会影响催化剂滤芯。因此，有必要开启所述活门，先处理灰尘污染物。当灰尘浓度低于默认值时，表示灰尘浓度理想，静电集尘器或高效能微粒过滤网可以一次性处理空气中的灰尘，因此，可以关闭所述活门，集中处理气体染物。
所述空气净化装置，还包括了气味传感器及中央处理器。
所述气味传感器，量度周围环境里的有机化合物的浓度，再把数据传输致中央处理器，中央处理器再判断所述风扇的速度。这样，针对不同空气污染物浓度，智能地净化空气。
所述灰尘传感器，量度周围环境里的灰尘浓度，再计算所述静电集尘器已容纳累积灰尘量，当累积灰尘量高于可以累积灰尘预设数值，中央控理器会发出须要清洁静电集尘器的警告。
所述已纳累积灰尘量是这样计算的：
已纳累积灰尘量＝(风速速度×空气净化装置启动时间×已量度周围环境里的灰尘浓度)+上次启动空气净化装置已纳累积灰尘量。
所述除尘装置是静电集尘器时，是可以从整个空气净化装置中拆出清洁。
由于对于不同的空气质素环境，不同人有不同的感测度，在特殊情况下，部份人对灰尘或气味浓度比较敏感，因此所述的控制空气净化装置，除了利用灰尘传感器及中央处理器控制活门开关外，在任何情况下，使用者可以利用本身的臭觉代替所述灰尘传感器，利用本身的判断代替所述中央处理器，手动控制活门开关。
本发明的空气净化装置，控制活门的开关控制空气于空气清新机中流动的路程，从而防止堵塞催化剂滤芯的以致使催化剂失效。活门开关，乃通过传感器及中央处理器对空气的质素作出评估而定。当空气中的灰尘浓度高至超出良好级水平时，中央处理器发出指令把所述的活门打开，同时亦会暂时性关闭反应物产生器，此举亦可防止反应物在未有经过催化剂的情况下外泄。直至当空气中的灰尘浓度达致出良好级水平时，中央处理器发出指令把所述的活门关闭，同时亦启动所述的反应物产生器，使其可以产生反应物，与气体有机污染物一同于催化剂的表面，进行分解。本实发明智能地及有次序地处理污染空气中灰尘及气体污染物，有利延长催化剂的寿命，减少二次污染，达致真正环保的目的。
附图说明
图1是一般空气体净化装置的净化的结构示意图；
图2是发明的中央处理器对活门开关的流程图；
图3是发明的空气净化装置的实施例的结构示意图；
图4是发明的空气净化装置的另一实施例的结构示意图；
图5是本发明对比同类型但没有活门控制流程空气净化技术的气体污染物净化效果。
图6是本发明的其中一个实物结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一般空气净化装置包括了壳体(15)，其中主要有除尘部份(14)，例如静电集尘器、或高效能静电除尘网，反应物产生器(16)及催化剂滤心(17)。所述的催化剂滤芯(17)是分子筛滤芯时，所述的反应物产生器(16)可以是产生臭氧及发出可杀菌波长的紫外光灯或氧化剂产生器。所述的催化剂滤芯(17)是二氧化钛时，所述的反应物产生器(16)可以是氧化剂产生器或发出有效波长，且可照射的二氧化钛(17)表面的紫外光灯。装置设置抽气风扇于任何位置，带动空气从上游(12)至下游(20)流动。大部份的灰尘或微粒(11)，已于空气经过电集尘器、或高效能静电除尘网(14)时已除掉(13)，余下小重的灰尘或微粒，经过反应物产生器(16)，依附催化剂滤心(17)的表面(18)。使催化剂滤心(17)因受污染而失效。最后，只有小数的灰尘或微粒，混杂空气中大部份的灰尘或微粒(11)，再进入空气净化装置。时间久了，积聚于催化剂表面的灰尘(18)更成为细菌的温床，启动该催化剂表面附存着细菌及累积灰尘(18)的空气净化机，尤如启动一部有如会释放出污染物(细菌、味道、微尘等)的机器。除了频密更换催化滤芯(17)外，没有更好的解决方法。
如图2所示本空气净化装置的中央处理器对活门开关的程序作业图，灰尘传感器，量度周围环境里的灰尘浓度，再计算所述静电集尘器可容纳累积灰尘量，当累积灰尘量高于一定预设数值，中央控理器会发出须要清洁静电集尘器的警告。然后中央控理器会比较周遭的积灰尘量及默认值，灰尘量浓度高于默认值时，活门会被打开及反应物产生器会被关掉，空气净化装置会继续把空从上游抽至下游，直至灰尘量浓度低于默认值。这时，有机化合物传感器收集空气净化装置的周围环境的有机化合物浓度数据，再跟据有机化合物的浓度，预算在催化剂需要进行分解气体污染物的化学反应时间，调节空气净化装置的抽风速度。但至针对不同空气污染物浓度，智能地净化空气。
如图3所示，本发明的空气净化装置的的结构示意图如下：空气净化装置包括了壳体(15)，其中主要有除尘部份(14)，例如静电集尘器、或高效能静电除尘网，控制空气于净化装置内流动方向的活门(22)反应物产生器(16)、催化剂滤心(17)，灰尘传感器(23)及中央处理器(24)。所述灰尘传感器(23)连接中央处理器(24)，所述的中央处理器(24)连接活门(22)，控制其开关。的所述的催化剂滤芯(17)是分子筛滤芯时，所述的反应物产生器(16)可以是产生臭氧及发出可杀菌波长的紫外光灯或氧化剂产生器。分子筛滤芯(17)前面还可没置高效能微粒过滤网，所述紫外光灯(16)还照射所述的高效能微粒过滤网，以防黏附于高效能微粒过滤网上面的灰尘有机会发生细菌繁殖。所述的催化剂滤芯(17)是二氧化钛时，所述的反应物产生器(16)可以是氧化剂产生器或发出有效波长，且可照射的二氧化钛(17)表面的紫外光灯。
装置设置抽气风扇于任何位置，带动空气从上游(12)至下游(20)流动。大部份的灰尘或微粒(11)，已于空气经过电集尘器、或高效能静电除尘网(14)时已除掉(13)，余下小重的灰尘或微粒，经过反应物产生器(16)，再从活门(22)离开，不会依附催化剂滤心(17)的表面(18)，及不会使催化剂滤心(17)因受污染而失效。
如图4所示本发明的空气净化装置的另一结构示意图如下：当灰尘传感器(23)量度出空气中的微粒浓度达致理想水平时(11a)，中央处理器(24)发出指令把所述的活门(22)关闭，使活门(22)与催化剂滤芯(17)紧凑成连成一块，同时亦启动的反应物产生器(16)，使空气经过所述的静电集尘器(14)及反应物产生器后(16)，必须经过催化剂滤芯(17)才排出。反应物与气体有机污染物一同于催化剂滤芯(17)进行分解。
如图5所示图本发明专利对比同类型但没有活门控制流程空气净化技术的气体污染物净化效果。此测试于-吸烟房间二百平方尺，楼层高三米进行行，在使用如图1所示的空气净化装置，空气净化装置去除有机污染物的效能于第十枝香烟燃点时开始失效，并放出积聚于滤芯里的污染物，使污染物增加。如果使用本发明的空气净化装置(即图3及图4显示的空空气净化装置)，由于可以有效及有次序地先后处理空气中的污染物，处理气味的催化剂滤芯不受污染至失效，所以空气净化装置可以持久处理气体污染物。
如图6所示图本发明的一个实物结构图，机身包括了一个壳体(607)，一个抽气风扇(606)、体一个静电除尘装置(601)作本装置的除尘装置、一个可以是产生臭氧及发出可杀菌波长的紫外光灯(604)作为本装置的反应物产生器，一个堆集密实的分子筛滤芯(603)作所述的催化剂滤芯、在分子筛滤芯前面还可设置高效能微粒过滤网(602)。紫外光灯还可以照射高效能微粒过滤网表面(602)，加强杀菌，活门(605)设置于催化剂滤芯的同一水平。当灰尘污染物高浓度时，活门(605)开启，空气不会经过催化剂滤芯(603)而排出，好使空气净化装置先处理高浓度的灰尘污染物。

Claims (16)

1.一种空气净化装置，包括壳体，所述壳体上带有流体的入口和出口，所述壳体内设置有
(i)除尘装置
(ii)控制空气于净化装置内流动方向的活门
(iii)反应物产生器
(iv)催化剂滤芯
(v)抽气风扇
(vi)灰尘传感器
(vii)中央处理器
其特征在于，所述除尘装置设置在所述反应物产生器上游位置，所述活门及所述催化剂滤芯置设在所述反应物产生器下游位置，所述的抽气风扇设置在任何位置，带动空气从上游至下游流动。所述的活门关闭时与催化剂滤芯紧凑成连成一块，使空气经过所述的除尘装置后及所述反应物产生器，必须经过催化剂滤芯才排出。
所述的活门打开时，造成没有风阻的入口，空气经过所述的除尘装置后及所述反应物产生器后，不经催化剂滤芯而从没有风阻的出口排出。
所述的活门打开时，所述反应物产生器后必须同时关闭，以防在没有催化剂配合使用下，导致反应物外泄。
所述的活门的开关，由所述的灰尘传感器及中央处理器控制。
2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，除尘装置用来除掉百分之一微米或以上大小的微粒。
3.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，除尘装置包括电集尘器。
4.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，除尘装置包括高效能微粒过滤网。
5.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，当催化剂滤芯是分子筛滤芯时，所述的反应物产生器是产生臭氧及发出可杀菌波长的紫外光灯。
6.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，当催化剂滤芯是分子筛滤芯时，所述的反应物产生器是氧化剂产生器。
7.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，当催化剂滤芯是分子筛滤芯时，所述的反应物产生器是还原氧化剂产生器
8.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，当催化剂滤芯是二氧化钛时，所述的反应物产生器是氧化剂产生器。
9.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，当催化剂滤芯是二氧化钛时，所述的反应物产生器可以是发出有效波长，且可照射的二氧化钛表面的紫外光灯。
10.根据权利要求5及6所述的空气净化装置，其特征在于，分子筛滤芯前面还可设置高效能微粒过滤网。所述紫外光灯还照射所述的高效能微粒过滤网，以防黏附于高效能微粒过滤网上面的灰尘有机会发生细菌繁殖。
11.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，灰尘传感器，量度周围环境里的灰尘浓度，再把数据传输致中央处理器，中央处理器再判断所述活门的开关。
12.根据权利要求1所述的空气净化装置，还包括了气味传感器及中央处理器。
13.根据权利要求9所述的空气净化装置，其特征在于，气味传感器，量度周围环境里的有机化合物的浓度，再把数据传输致中央处理器，中央处理器再判断所述风扇的速度。
14.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述灰尘传感器，量度周围环境里的灰尘浓度，再计算所述静电集尘器已容纳累积灰尘量，当累积灰尘量高于可以累积灰尘预设数值，中央控理器会发出须要清洁静电集尘器的警告。
所述已纳累积灰尘量是这样计算的：
已纳累积灰尘量
＝(风速速度×空气净化装置启动时间×已量度周围环境里的灰尘浓度)+上次启动空气净化装置已纳累积灰尘量。
15.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，静电集尘器可以从整个空气净化装置中拆出清洁。
16.根据权利要求1所述的空气净化装置，除了利用灰尘传感器及中央处理器控制活门开关外，在任何情况下，使用者可以利用本身的臭觉代替所述灰尘传感器，利用本身的判断代替所述中央处理器，手动控制活门开关。
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