CN104972869A - 车辆环境空气净化设备和方法和包括该设备的车辆和车队 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆环境空气净化设备(1)、车辆(2)、车队(20)和用于净化车辆周围的空气的方法(100)。设备(1)包括空气输送设备(12)和控制器(10)。控制器(10)被配置适于响应于引擎(3)不运行并且从电力供应源(4)供应至设备(1)的电压超过阈值电压的确定结果来控制空气输送设备(12)输送环境空气通过车辆通风***的管道和过滤器(8)。

Description

车辆环境空气净化设备和方法和包括该设备的车辆和车队
技术领域
本文的实施例涉及一种车辆环境空气净化设备(vehicle ambientair purification arrangement)以及一种包括车辆环境空气净化设备的车辆。本文的实施例还涉及车队，其中车队中的各个车辆包括车辆环境空气净化设备。本文的实施例还涉及一种用于净化车辆周围的空气的方法。
背景技术
微粒形式的空气污染在当今世界是主要问题，并且在许多地方空气中微粒的量在增加。一些微粒在空气中自然出现，例如源于火山、尘暴和森林/草原火灾。一些微粒由人类活动导致，诸如化石燃料的燃烧和工业生产。空气中微粒水平的增加导致多种健康危害。
在具有许多居民、车辆和工业的大城市中空气中微粒的水平尤其高。一些国家的法律涉及针对特定类型的污染和针对环境微粒浓度二者允许的排放。例如，欧盟建立了欧洲排放标准，其包括对空气中微粒的限制。直径为10微米或更小的颗粒通常被称作PM10，直径为2.5微米或更小的颗粒通常被称作PM2.5。
发明内容
本文的实施例致力于提供一种降低空气中微粒的量的车辆环境空气净化设备。
根据实施例，提供了一种车辆中的车辆环境空气净化设备，所述车辆包括引擎和通风***，所述通风***具有管道以及在所述管道中用于净化流至本车辆的乘客车厢的环境空气的一个或更多个过滤器，其中，所述设备包括：空气输送设备和控制器，其中，控制器还被配置适于响应于如下确定结果来控制空气输送设备以输送环境空气通过通风***的管道和过滤器，所述确定结果为引擎不运行以及从电力供应源供应至所述设备的电压超过阈值电压。
由于控制器被配置适于响应于引擎不运行和从电力供应源供应至设备的电压超过阈值电压的确定结果控制空气输送设备输送环境空气通过通风***的管道和过滤器，因此当引擎关闭并且电力被供应至设备时，环境空气通过所述设备被净化。
因此，当车辆停泊并且接通电力时，空气输送设备输送环境空气通过一个或更多个过滤器以在一个或更多个过滤器中收集空气微粒、煤烟等。当车辆停泊时车辆环境空气净化设备用作污染降低装置。
与未通过所述设备的空气相比，经过所述设备的环境空气因此具有明显更少量的微粒。由于所述设备，不仅当车辆行驶时而且当车辆停泊时，过滤器均可从空气中收集微粒。由于许多车辆停泊的时间超过它们行驶的时间，因此与仅当车辆行驶时净化例如到达车辆车厢的空气的设备相比，过滤器可在相当大量的时间内有效地使用。
因此，提供了一种车辆环境空气净化设备，其减小了关于现有技术解决方案的缺点和/或不足。
根据一些实施例，控制器还被配置适于确定电力供应源是否是电网，并且其还被配置适于在确定所述设备连接至该电网的情况下启动空气输送设备。
由于控制器还被配置适于确定电力供应源是否是电网并且还被配置适于在确定所述设备连接至电网的情况下启动空气输送设备，因此确保了车辆环境空气净化设备接收到足够的电力以正确工作。
根据一些实施例，控制器连接至包括可经电网充电的至少一个电池的混合电力***(electric hybrid system)，并且控制器被配置适于在确定至少一个电池正被充电的情况下启动空气输送设备。
由于控制器连接至包括可经电网充电的至少一个电池的混合电力***，并且控制器被配置适于在确定至少一个电池正被充电的情况下启动空气输送设备，因此来自电网的电力同时用于给车辆电池充电和向环境空气净化设备提供电力。将车辆配置适于充电的用户因此同时允许环境空气净化设备被启动。因此，不需要用户进行额外的工作。混合电力***可至少部分地被包括在本车辆中，并且电池可经***式***充电，即电池经线缆充电或无线缆(例如经感应)充电。
根据一些实施例，控制器连接至包括太阳能发电器和风能发电器中的至少一个和可经发电器充电的至少一个电池的混合电力***，太阳能发电器被配置适于将太阳能转换为电能，并且风能发电器被配置适于将风能转换为电能。控制器被配置适于在确定至少一个电池正被充电的情况下启动空气输送设备。
由于控制器被配置适于在确定至少一个电池经发电器被充电的情况下启动空气输送设备，因此太阳能和/或风能用于为环境空气净化设备提供电力。因此进一步提高了环境净收益。
根据一些实施例，通风***还包括：至少一个进气口和至少一个出气口；以及所述空气输送设备和微粒过滤器，它们布置在至少一个进气口与至少一个出气口之间。所述控制器被配置适于控制空气输送设备输送环境空气从至少一个进气口经微粒过滤器至至少一个出气口通过通风***。所述微粒过滤器被构造适于当环境空气被输送通过微粒过滤器时收集环境空气中的颗粒的至少一部分。
由于控制器被配置适于控制空气输送设备输送环境空气从至少一个进气口经微粒过滤器至至少一个出气口通过通风***，因此当环境空气被抽吸通过微粒过滤器时微粒过滤器可收集环境空气中的颗粒的至少一部分。所述至少一个进气口可为现有的通风***入口或与任何现有的通风***入口分离的入口。至少一个出气口可为现有的通风***出口或与任何现有的通风***出口分离的出口。
根据一些实施例，该设备还包括再生装置，其被配置为通过热再生、电再生、UV光再生中的至少一种使微粒过滤器再生。
由于再生装置被配置为通过热再生、电再生、UV光再生中的至少一种使微粒过滤器再生，因此可以有效方式使微粒过滤器再生。
根据一些实施例，所述设备还包括布置在进气口与一个或更多个过滤器之间的分离的专用颗粒分离器。
由于设备还包括布置在进气口与一个或更多个过滤器之间的分离的颗粒分离器，因此可在一些颗粒到达一个或更多个过滤器之前将它们从进入的环境空气中分离。例如，布置为空气过滤器、旋风分离器和/或离心机的颗粒分离器可在诸如沙土和灰尘的颗粒到达可再生微粒过滤器之前将它们分离。因此，防止了沙土和其它不可再生对象到达可再生微粒过滤器。
根据一些实施例，所述设备还包括布置在一个或更多个过滤器之后的阀，其中控制器还布置为选择性地控制阀以使得环境空气从一个或更多个过滤器到达本车辆乘客车厢或到达旁通绕开本车辆乘客车厢布置的管道。
由于控制器被布置为选择性地控制阀以使得环境空气从一个或更多个过滤器到达本车辆乘客车厢或到达旁通绕开本车辆乘客车厢布置的管道，因此实现了有效设备。所述阀可布置为当车辆行驶时使得环境空气流经乘客车厢，以及当车辆停泊时使得环境空气流经旁路管道。这样，当设备净化停泊的车辆周围的空气时，环境空气保持与乘客车厢分离。
在一些实施例中，控制器可被布置为交替地控制阀以使得环境空气流经旁路管道和流经乘客车厢。这样，乘客车厢中的空气可时时改变，从而当用户进入已停泊一段时间的车辆时乘客车厢空气是新鲜的。根据一些实施例，阀可布置为控制空气的一部分从过滤器流向乘客车厢，以及控制空气的一部分从过滤器流向旁路管道。
本文的实施例还致力于提供包括降低空气中微粒的量的车辆环境空气净化设备的车辆。
根据一些实施例，提供了一种包括根据本文公开的实施例的车辆环境空气净化设备的车辆。
由于车辆包括根据本文公开的实施例的车辆环境空气净化设备，因此减少了空气中的微粒的量。
因此，提供了一种降低空气中微粒的量的车辆。
本文的实施例还致力于提供包括多个降低空气中的微粒的量的车辆的车队。
根据一些实施例，提供了一种包括多个根据本文描述的实施例的车辆的车队。
由于车队包括多个根据本文描述的实施例的车辆，因此减少了空气中的微粒的量。其中每个车辆配有空气净化设备的车队能够明显减少车队停泊的区域中的颗粒的量。
本文的实施例还致力于提供一种用于净化车辆周围的空气的方法，该方法没有上述不足或缺点。
根据一些实施例，提供了一种用于通过车辆中的车辆环境空气净化设备净化车辆周围的空气的方法，所述车辆包括引擎和通风***，所述通风***具有管道和管道中用于净化流至本车辆的乘客车厢的环境空气的一个或更多个过滤器，其中所述设备包括空气输送设备和控制器，并且所述方法包括以下步骤：
通过所述控制器确定引擎不运行；
通过所述控制器确定供应至所述设备的电压超过阈值电压；
响应于引擎不运行并且供应至设备的电压超过阈值电压的确定结果控制所述空气输送设备输送环境空气通过通风***的管道和过滤器。
由于所述方法包括通过所述控制器确定引擎不运行；通过所述控制器确定供应至所述设备的电压超过阈值电压；响应于引擎不运行并且供应至设备的电压超过阈值电压的确定结果控制所述空气输送设备输送环境空气通过通风***的管道和过滤器的步骤，因此通过该方法有效地净化了环境空气。
当学习权利要求和以下具体实施方式时，本文的实施例的其它特点和优点将变得清楚。
附图说明
从以下详细描述和附图中，将更容易理解本文的实施例的包括其特定特征和优点的各个方面，其中：
图1示出了根据一些实施例的车辆和车辆环境空气净化设备；
图2示出了根据其它一些实施例的车辆和车辆环境空气净化设备；
图3示出了根据其它一些实施例的车辆和车辆环境空气净化设备；
图4示出了具有多个车辆的车队，每个车辆包括车辆环境空气净化设备；
图5示出了用于净化车辆周围的空气的方法。
具体实施方式
现在将参照其中示出了例示的实施例的附图更完全地描述本文的实施例。相同的标号始终指代相同的元件。为了简单和/或清楚起见，不必详细描述熟知的功能或构造。
图1示出了根据一些实施例的车辆环境空气净化设备1。设备1布置在配有引擎3的车辆2中。引擎3可为机械引擎/电机、电引擎/传动***或它们的组合。根据一些实施例，车辆2或其***配置适于连接至诸如电网的电力供应源4。如果车辆2是具有电池的混合电动车辆，则这些电池可经由电力供应源4充电。在图1中，从电力供应源4经线缆向车辆2供应电力，但是在其它实施例中，例如可通过感应向车辆2供应电力。在一些实施例中，电力供应源4可为可能通过太阳能和/或风能驱动的发电器。这种发电器可布置在本车辆2中或上。
在图1中示出了乘客车厢5。乘客车厢5可容纳车辆驾驶员和车辆乘客。车辆2的通风***被配置适于向乘客车厢5提供环境空气。布置在通风***的管道内的过滤器可在空气被引入乘客车厢5之前净化空气。示出了布置在挡风玻璃附近的进气口6。例如可在车辆2的前部(诸如靠近车辆挡风玻璃、格栅、引擎罩等)中布置一个或更多个进气口6。
设备1包括控制器10和空气输送设备12。控制器10直接或间接连接至空气输送设备12和车辆引擎3。
控制器10被构造为确定引擎3运行与否。控制器10还被构造为确定供应至车辆环境空气净化设备1的电压是否超过阈值电压。
控制器10可包括或连接至一个或更多个处理器、集成电路、存储器单元、传感器、电压检测器和/或通信设备，从而控制器10能确定供应至车辆环境空气净化设备1的电压和引擎3状态。例如，控制器10可连接至引擎控制模块和/或动力传动***控制模块。这样，指示引擎状态的信号可在引擎3与控制器10之间传递。
例如如果从电力供应源4向车辆2或设备1供应电力，则可能供应超过阈值电压的电压。这种电力供应源可为电网4a、任何类型的发电器和/或电池。
空气输送设备12可被构造为任何类型的泵或空气扇。空气输送设备12可替代性地以机械或电压缩机的形式布置。可使用适于抽取/推送/输送空气通过管道和过滤器8的任何装置。
控制器10被配置适于响应于引擎3不运行和从电力供应源4供应至设备1的电压超过阈值电压的确定结果来控制空气输送设备12以将环境空气输送通过通风***的管道和过滤器8。这样，车辆环境空气净化设备1被配置适于例如当车辆2处于泊车状态时净化车辆2周围的空气。控制器10可被构造为控制空气输送设备2以连续地或不连续地输送环境空气通过过滤器8。例如，控制器10可被构造为启动空气输送设备12以在供应电力时或以预定周期输送环境空气。在一些实施例中，环境空气净化设备1包括被配置适于检测环境空气中的微粒的量的检测装置。当检测到环境空气中的微粒的量超过微粒的阈值量时，控制器10于是可控制空气输送设备12以输送环境空气通过管道和过滤器8。
环境空气可由空气输送设备12经过进气口6被输送至通风***的管道中。空气中的微粒的至少一部分在过滤器8中被收集。在图1的实施例中，空气随后经由第一出气口9a进入乘客车厢5。随后，空气可经由一个或更多个第二出气口9b从车辆2的乘客车厢离开。这样，乘客车厢5中的空气可时时改变，从而当用户进入已停泊一段时间的车辆时乘客车厢空气是新鲜的。
在一些实施例中，控制器10被配置适于在确定所述设备1连接至电网4a时启动空气输送设备12。在其它一些实施例中，控制器10连接至包括可经电网4a充电的至少一个电池的混合电力***。控制器10可因此配置为适于在确定至少一个电池被充电时启动空气输送设备12。
根据一些实施例，控制器10连接至包括被配置适于将太阳能转换为电能的太阳能发电器4b的混合电力***。太阳能发电器4b可包括或连接至太阳电池板/太阳能电池。根据一些实施例，控制器10连接至包括被配置适于将风能转换为电能的风能发电器4c的混合电力***。风能发电器4c可包括或连接至可通过风运动以使得将通过该运动产生电力的一个或更多个部分。发电器4b、4c、太阳能电池板和/或风接通装置(wind engaging means)可布置在本车辆2上。作为选择，本车辆2可连接至与本车辆2分离地布置的功率产生器4b、4c、太阳电池板和/或风接通装置。
混合电力***可包括可经发电器充电的至少一个电池。控制器10于是可在确定至少一个电池被充电时启动空气输送设备12。
一个或更多个过滤器8可布置在通风***的管道中，使得环境空气经过过滤器8时可被净化。例如，过滤器8可包括一层或多层粗玻璃纤维、长的兽毛、植物纤维、合成纤维或泡沫、金属绒、金属网或箔。过滤器8布置适于俘获经过过滤器8的空气中的颗粒的至少一部分。可利用使颗粒粘附至纤维的诸如油的粘性物质处理过滤器8。过滤器8还可包括用于去除异味、气体等的活性炭等。过滤器8还可由诸如树脂绒、塑料膜或静电喷涂的聚合物的带静电材料制成。
根据一些实施例，过滤器8可为诸如陶瓷微粒过滤器的微粒过滤器8a。这种微粒过滤器8a可由诸如钛酸铝(TiAl2O5)、碳化硅(SiC)、堇青石、氮化硅和/或针状莫来石(Acicular Mullite)的陶瓷基底制成。可用诸如由惰性金属制成的涂料的涂料处理微粒过滤器。例如，涂料可包括铂族金属。因此，可有利于微粒过滤器的催化再生。微粒过滤器8a可按照蜂窝状结构布置，其通道以交替方式堵塞。微粒过滤器8a还可布置为“流通式”过滤器，其中微粒可被收集在过滤器中的壁中的***内。
微粒过滤器8a可包括空气可从中流过的孔。过滤特性可取决于微粒过滤器8a的物理布局和孔的大小。微粒还可被称作细颗粒、颗粒物和/或大气颗粒物。直径为10微米或更小的颗粒通常被称作PM10，直径为2.5微米或更小的颗粒通常被称作PM2.5或“细颗粒”。细颗粒的源包括所有类型的燃烧，包括引擎车辆、发电站、住宅木材燃烧、森林火灾、农林燃烧、工业处理等。一些过滤器可俘获微粒大小为例如几微米或几纳米的微粒。
微粒过滤器8a可被配置为可再生微粒过滤器8a。因此，微粒过滤器8a可从煤烟、微粒等中再生。
根据一些实施例，设备1包括被构造为再生所述微粒过滤器8a的再生装置7。例如，再生装置7可被布置为燃烧器，其被布置为将微粒过滤器8a或流经微粒过滤器的空气加热至微粒燃烧温度。再生装置7可替代性地供电通过微粒过滤器8a，使得煤烟和微粒被加热和燃烧。在一些实施例中，来自光源的UV光被配置用于清洁微粒过滤器8a的微粒。
图2示出了根据一替代实施例的车辆环境空气净化设备1。所述设备1布置在配有引擎3的车辆2中。
在图2示出的实施例中，设备1包括与图1所示的通往乘客车厢的出气口9a分离的第三出气口9c。第三出气口9c布置为将经过过滤器8的空气在不首先经过乘客车厢5的情况下导出车辆2。由于第三出气口9c，可净化环境空气的微粒而不先将其引入乘客车厢5。
在图3中，示出了根据一些实施例的车辆环境空气净化设备1。设备1布置在配有引擎3的车辆2中。
在图3的实施例中，设备1还包括阀11，其布置在将环境空气从进气口6朝着一个或更多个出口输送时一个或更多个过滤器8之后，即，一个或更多个过滤器8的下游。
控制器10被布置为选择性地控制阀11，以使得环境空气从一个或更多个过滤器8流向本车辆乘客车厢5或流向布置为旁通绕开本车辆乘客车厢5的管道。旁路管道可通常对应于图2的实施例中描述的第三出气口9c。导向至乘客车厢5的管道可通常对应于图1的实施例中描述的第一出口9a。
阀11可布置为当车辆行驶时使环境空气流经乘客车厢5，而当车辆停泊时使环境空气流经旁路管道。在一些实施例中，控制器10可被布置为交替地控制阀11以使得环境空气流经旁路管道和流经乘客车厢5。根据一些实施例，阀11可被布置为控制来自过滤器8的空气的一部分流至乘客车厢5以及控制来自过滤器8的空气的一部分流至旁路管道。这样，乘客车厢5中的空气可时随时改变，从而当用户进入已停泊一段时间的车辆时乘客车厢空气是新鲜的。
根据一些实施例，设备1还可包括布置在进气口6与过滤器8之间的分离的专用颗粒分离器13。该分离的专用颗粒分离器13可例如布置在进气口6的一部分内，或布置在进气口6与空气输送设备12之间的管道中。该分离的专用颗粒分离器13可在空气中的一些颗粒被输送进入设备1的管道和过滤器8之前收集它们。颗粒分离器13可设置为空气过滤器、旋风分离器和/或离心机，其可在诸如沙土和灰尘的颗粒到达例如可再生微粒过滤器8a之前将它们分离。因此，防止了沙土和其它不可再生对象到达可再生微粒过滤器8a。
图4示出了配置适于净化车队20中的车辆2周围的空气的车队20。车队20包括各自配有根据本文描述的实施例的车辆环境空气净化设备1的多个车辆2。车队20中的车辆2可集中净化诸如街道、邻近地区、城市或国家的区域中的空气。车辆中的控制器可连接至公共服务器等，从而可监视和/或改变控制器的状态。因此，可远程控制车队20中的车辆2中的车辆环境空气净化设备1。
图5示出了通过车辆环境空气净化设备净化车辆周围的空气的方法100。车辆环境空气净化设备包括在具有引擎和通风***的车辆中，通风***具有管道和在管道中的用于净化流至本车辆的乘客车厢的环境空气的一个或更多个过滤器，该设备包括空气输送设备和控制器。
方法100包括以下步骤：通过控制器确定引擎不运行101；通过控制器确定从电力供应源供应至该设备的电压超过阈值电压102；以及响应于引擎不运行并且供应至设备的电压超过阈值电压的确定结果来控制空气输送设备输送环境空气通过通风***的管道和过滤器103。
虽然已经参照非限制性实施例描述了多个方面，但是对于本领域技术人员来说，许多不同的替代形式、修改形式等将变得清楚。例如，图3的实施例中描述的阀11可配置在其它实施例中。图3的实施例中描述的专用的颗粒分离器13可用于以上实施例的任一个中。微粒过滤器8a和/或另一类型的过滤器8可用于上述实施例的任一个中。

Claims (11)

1.车辆(2)中的车辆环境空气净化设备(1)，所述车辆(2)包括引擎(3)和通风***，所述通风***具有管道以及在所述管道中用于净化流至本车辆(2)的乘客车厢(5)的环境空气的一个或更多个过滤器(8)，其特征在于，所述设备(1)包括：空气输送设备(12)和控制器(10)，其中，所述控制器(10)还被配置适于响应于如下确定结果来控制空气输送设备(12)以输送环境空气通过通风***的管道和过滤器(8)，所述确定结果是引擎(3)不运行以及从电力供应源(4)供应至设备(1)的电压超过阈值电压。
2.根据权利要求1所述的车辆环境空气净化设备(1)，其中，所述控制器(10)还被配置适于确定电力供应源(4)是否是电网(4a)，并且还被配置适于在确定所述设备(1)连接至所述电网(4a)的情况下启动空气输送设备(12)。
3.根据权利要求1或2所述的车辆环境空气净化设备(1)，其中，所述控制器(10)连接至包括能经电网(4a)充电的至少一个电池的混合电力***，并且其特征在于，所述控制器(10)被配置适于在确定至少一个电池正被充电的情况下启动空气输送设备(12)。
4.根据权利要求1或2所述的车辆环境空气净化设备(1)，其中，所述控制器(10)连接至混合电力***，所述混合电力***包括太阳能发电器(4b)和风能发电器(4c)中的至少一个和能经由所述发电器(4a，4b)充电的至少一个电池，其中，
太阳能发电器(4b)被配置适于将太阳能转换为电能；并且
风能发电器(4c)被配置适于将风能转换为电能；
并且，所述控制器(10)被配置适于在确定至少一个电池正被充电的情况下启动空气输送设备(12)。
5.根据前述任一项权利要求所述的车辆环境空气净化设备(1)，其中本车辆的通风***还包括：
至少一个进气口(6)和至少一个出气口(9a、9b、9c)；以及
所述空气输送设备(12)和微粒过滤器(8a)，所述空气输送设备(12)和微粒过滤器(8a)布置在所述至少一个进气口(6)与所述至少一个出气口(9a、9b、9c)之间，并且
所述控制器(10)被配置适于控制所述空气输送设备(12)输送环境空气通过车辆通风***从所述至少一个进气口(6)穿过微粒过滤器(8a)至所述至少一个出气口(9a、9b、9c)，其中，所述微粒过滤器(8a)被构造适于当环境空气被输送通过微粒过滤器(8a)时收集环境空气中的颗粒的至少一部分。
6.根据权利要求5所述的车辆环境空气净化设备(1)，其中，所述设备(1)还包括再生装置(7)，所述再生装置被配置适于通过热再生、电再生、UV光再生中的至少一种使微粒过滤器(8a)再生。
7.根据权利要求5或6所述的车辆环境空气净化设备(1)，其中，所述设备(1)还包括布置在进气口(6)与一个或更多个过滤器(8)之间的分离的专用颗粒分离器(13)。
8.根据前述任一项权利要求所述的车辆环境空气净化设备(1)，其中，所述设备(1)还包括布置在一个或更多个过滤器(8)之后的阀(11)，其中，控制器(10)还布置为选择性地控制阀(11)，以使环境空气从一个或更多个过滤器(8)到达本车辆乘客车厢(5)或到达被配置为旁通绕开本车辆乘客车厢(5)的管道。
9.本车辆(2)，其中，本车辆(2)包括根据前述任一项权利要求所述的车辆环境空气净化设备(1)。
10.车队(20)，所述车队配置适于净化车队(20)的车辆(2)周围的空气，其中车队(20)包括多个根据权利要求9所述的车辆(2)。
11.用于通过车辆中的车辆环境空气净化设备(1)净化车辆周围的空气的方法(100)，所述车辆包括引擎(3)和通风***，所述通风***具有管道以及在所述管道中用于净化流至本车辆的乘客车厢的环境空气的一个或更多个过滤器，其特征在于，所述设备(1)包括空气输送设备和控制器，并且，所述方法包括以下步骤：
通过所述控制器确定引擎不运行(101)；
通过所述控制器确定从电力供应源供应至所述设备的电压超过阈值电压(102)；
响应于引擎不运行并且供应至所述设备的电压超过阈值电压的确定结果来控制所述空气输送设备输送环境空气通过通风***的管道和过滤器(103)。
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