CN107126821A - 空气净化的方法、装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气净化装置，其包括：换气装置；两头开口的通气管路，其的一头开口设置所述换气装置，另一头开口敞开，且两头开口保持在空气中，所述通气管路的中部置于与空气温度不同的介质中。本发明的空气净化装置通过将两头开口的通气管路的中部置于与空气温度不同的介质中，并在一头开口设置换气装置，就可以使两头开口的周围空气流经与原来空气温度不同的介质中，将空气中的水分冷凝，把空气中的杂质吸附和溶解在冷凝水中，从而可以简单方便地对空气进行净化。

Description

空气净化的方法、装置及应用

技术领域

本发明涉及空气处理的技术领域。更具体地说，本发明涉及一种空气净化的方法、装置及应用。

背景技术

20世纪70年代前，全球出现了8次典型的环境污染事件，其中5次属于大气污染事件，这几次环境污染事件成为人类全面开启应对环境污染的催化剂。环境污染包括气，液，固三态。大气污染事物对天气和气候的影响是十分显著的，表现的几个主要方面是，减少到达地面的太阳辐射量，增大大气降水量，下酸雨，增高大气温度。主要的大气污染物有两大类，一类是气溶胶状态污染物，其主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等；气溶胶系指固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体；直径约为从0.002-100微米大小的液滴或固态粒子。二类是气体状态污染物，主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物，以二氧化氮为主的氮氧化合物，以一氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。并且随着人类不断开发新的物质，大气污染物的种类和数量也在不断变化。就连南极和北极的动物也受到了大气污染的影响。人们在日常治理城市大气污染时，为了快速高效地降低空气中的污染物，多采用向空气中喷洒水雾的方式或者用化学物质与有害气体反应方式处理空气污染。化学反应方式处理空气污染易造成新的污染源，喷洒水雾处理方式则需要大量水资源，且随着水分的再次蒸发，地上的尘埃又被带入空中。而人类社会淡水资源日益匮乏。虽然地球70.8％表面积被水所覆盖，但其中97.5％的水是咸水，利用受到条件和环境限制。两极冰盖，陆地上的高山冰川和永冻地带的冰雪占了可用淡水资源的绝大部分，难以被人类利用，而人类实际可以利用的淡水只占地球总水量的0.26％。地球上人类可以利用的水资源不仅非常有限，而且地区分布极不均衡。全球每年海水的蒸发量约为36万立方千米，这些蒸发的水蒸气是全球可利用淡水储量10.46万立方千米的三倍多。呼吸活动是生命存在的特征，氧和水是维持生命的前提。因此，如何利用空气中无处不在的水蒸气来净化我们室外的空气，对解决城市大气污染和用水短缺，沙漠，荒岛开发以及人工岛屿用水等问题有着非常积极意义。

由于人们在治理城市大气污染时，采用的向空中喷洒水雾或者用化学物质与有害气体反应的方式处理空气污染，容易造成新的污染源、粉尘二次被带入空气和浪费水资源的问题；而现有空气处理机都是只针对室内空气的净化，因为空气净化成本高，应用过滤或者冷凝空气中的水蒸气净化，需要收集并输送低温制冷流体，需要消耗大量能量收集输送低温制冷流体，设备复杂，使用受流体条件制约，难以对室外的空气净化，人们难以获得高品质的户外生活环境，特别是对于车辆较多的道路、粉尘严重的厂区等一类大气污染物较严重的地方，非常急需对户外空气的净化处理。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种空气净化的方法、装置及应用，通过将两头开口的通气管路的中部置于与空气温度不同的介质中，并在一头开口设置换气装置，就可以使两头开口的周围空气流经与原来空气温度不同的介质中，将空气中的水分冷凝，把空气中的杂质吸附和溶解在冷凝水中，从而可以简单方便地对空气进行净化。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种空气净化的方法、装置及应用，其包括：

换气装置；

两头开口的通气管路，其的一头开口设置所述换气装置，另一头开口敞开，且两头开口保持在空气中，所述通气管路的中部置于与空气温度不同的介质中。

优选的是，通气管路由内风管道和外风管道组成，具体为：

上开口的内风管道，其上端开口设置所述换气装置，内风管道的下部设置有第一通气孔；

外风管道，其上部有第二通气孔，下部密封，所述内风管道插在外风管道的内部，内风管道的上端面伸出于外风管道的上端面，使所述第二通气孔和内风管道的上端开口及所述换气装置保持在空气中，且内风管道与外风管道之间形成有由第二通气孔到内风管道第一通气孔的空隙，形成由第二通气孔到内风管道的第一通气孔，再由内风管道的第一通气孔进入内风管道内的下部，再由内风管道下部到内风管道上端开口相通的所述通气管路；

其中，所述外风管道的下部置于与空气温度不同的介质中，且所处的深度大于内风管道最上面的第一通气孔与外风管道的下端之间的距离。

优选的是，所述换气装置为无动力风球，所述无动力风球是外表面带有沿轴向延伸的多个叶片的空心球状体，叶片彼此之间间隔设置，且间隔处存在有空隙；所述无动力风球可旋转地设置在内风管道的上端开口上，且内风管道的上端开口小于无动力风球的开口，并且内风管道的上端开口置于所述无动力风球的开口内；无动力风球保持在流动的空气中，使无动力风球随着其周围流动的空气而转动，使内风管道的空气从无动力风球的内部再经叶片之间的空隙排出。

优选的是，所述与空气温度不同的介质为地下泥土或水；所述通气管路由吸热材料制成。

优选的是，所述无动力风球的空心球状体内径向设置有随球状体同步旋转的转轴，转轴通过内风管道的上端开口向内风管道的内部延伸，并在转轴的延长轴上设置有风扇，以使无动力风球带动风扇转动向上排风。

优选的是，所述内风管道的上端面下方形成比内风管道其他部分的截面外径大的风扇舱，并伸出于外风管道的上端，且外风管道的上端与内风管道密封连接，第二通气孔设置在外风管道的侧壁上，所述风扇舱与内风管道其他部分圆弧平滑过渡，且过渡部分使外风管道的侧壁与内风管道的侧壁之间形成弧形通道；所述风扇设置在所述风扇舱内；所述转轴通过轴承用支架与内风管道内壁固定支撑。

优选的是，在所述内风管道最上面的第一通气孔的下方设置有浮球，浮球通过连杆推动穿设在外风管道上部的外壁上的指示杆上下摆动，在所述外风管道底部设置有过滤器，过滤器通过水管连接有压气取水阀在外风管道上部的外壁上，以排出外风管道底部的冷凝水。

优选的是在所述外风管道底部设置有液位传感器和水泵，水泵通过水管连接有出水口在外风管道上部的外壁上，外风管道上部的外壁上设有灯，且液位传感器，水泵及灯分别与控制器电信号连接，控制器接收到液位传感器的电信号为设定值时分别控制水泵和/或灯工作。

优选的是，在所述无动力风球的转轴上设置有发电电机，将所述无动力风球的动能转化成电能以便给用电设备提供电源。

优选的是，所述水管设置在内风管道壁与外风管道壁的空隙中，所述水管设置在内风管道壁与外风管道壁的空隙中，在所述水管上连接有喷淋装置，且喷淋装置设置在由第二通气孔到内风管道第一通气孔的通道中，和/或由内风管道的第一通气孔到内风管道上端开口的通道中。

对于上述的空气净化装置可以进一步应用到淡水生产上，将多个所述空气净化装置的下部插设在水中或沙漠中，且所述空气净化装置的第二通气孔和换气装置保持在空气中，且所插的深度大于内风管道最上面的第一通气孔与外风管道的下端之间的距离，多个所述空气净化装置的外风管道的底部通过集输水管连接并输送到淡水处理平台，以用于水上、海洋上或沙漠上的淡水生产。

空气净化的方法，包括步骤如下：

1)将空气引入空气净化装置中，使空气从高温环境流向低温环境的管路过程中遇冷凝结；

2)空气遇冷凝结成水的过程中把空气中的杂质吸附和溶解在水中，得到净化后的空气排出空气净化装置外。

优选的是，所述步骤1)中高温环境和低温环境的管路是由上开口且下部设置有第一通气孔的内风管道插在下部密封的外风管道的内部，且两个管道壁之间的空隙及空隙与第一通气孔相通形成；内风管道的上端面伸出于外风管道的上端面，使设置在内风管道的上端开口的换气装置保持在空气中，且外风管道的下部置于地下或水中，并且所处的深度大于内风管道最上面的第一通气孔与外风管道的下端之间的距离。

优选的是，所述步骤1)中，将户外空气从高温环境抽到低温环境的换气装置为无动力风球，且无动力风球保持在流动的户外空气中。

本发明至少包括以下有益效果：本发明通过将两头开口的通气管路的中部置于与空气温度不同的介质中，并在一头开口设置换气装置，就可以使两头开口的周围空气流经与原来空气温度不同的介质中，将空气中的水分冷凝，把空气中的杂质及有害物质吸附和溶解在冷凝水中，从而可以简单方便地对户外的空气进行净化。

如果通气管路是由内风管道和外风管道组成的，形成由第二通气孔到内风管道的第一通气孔，再由内风管道的第一通气孔到内风管道上端开口相通的通气管路。通过换气装置的抽风作用，空气可以在通气管路中流动，由于外风管道的下部置于与空气温度不同的介质中，且所处的深度大于内风管道最上面的第一通气孔与外风管道的下端之间的距离，使得在外风管道的下部置于比空气温度低的介质中时，空气由第二通气孔到内风管道第一通气孔的过程中实现空气中的水分冷凝，把空气中的杂质吸附和溶解在冷凝水中并汇集在外风管道的底部，将净化后的空气通过内风管道的第一通气孔进入内风管道内部的下部，再由内风管道下部向内风管道上端开口排出，就可以对户外空气进行源源不断地净化；在外风管道的下部置于比空气温度高的介质中时，空气由第二通气孔到内风管道第一通气孔的过程中实现对空气的升温，升温后的空气通过第一通气孔流入内风管道内，再由内风管道的下部向内风管道上端开口流动的过程中实现空气中的水分遇冷冷凝，把空气中的杂质吸附和溶解在冷凝水中并汇集在外风管道的底部，将净化后的空气从内风管道上端开口排出，也可以实现对户外空气进行源源不断地净化。当然如果换气装置是吹风作用，空气在通气管路中的流动方向，可以是由内风管道的上端开口到下部，再由内风管道的下部第一通气孔向外风管道的第二通气孔排出，一样可以实现对户外空气进行源源不断地净化。并且内风管道与外风管道的嵌套设置，使得外风管道的第二通气孔和内风管道的上端开口的空气流动性很大，形成互相促进空气的垂直气流和水平气流的同时进行，既促进了空气源源不断地净化的快速进行，又可以有效地对一定空间面积的空气有品质地净化，这样有助于本发明的空气净化装置在户外的合理间隔布置，就可以达到有品质地对空气净化。

如果换气装置为无动力风球，通过无动力风球外表面带有沿轴向延伸的多个叶片的空心球状体，叶片彼此之间间隔设置，且间隔处存在有空隙，并将其可旋转地设置在内风管道的上端开口上，使保持在流动的空气中的无动力风球随着其周围流动的空气而转动，这样，当无动力风球周围的水平向微风吹动无动力风球外表面上的叶片的时候，会带动无动力风球转动。无动力风球转动的时候，会因离心力作用而在空心球状体中产生低气压，由此导致与其连通的内风管道内的空气向空心球状体中移动，实现空气在通气管路中流动，并从无动力风球的叶片之间的空隙排出净化后的空气，使得本发明空气净化装置可以节能环保地对户外空气进行源源不断地净化。并且内风管道的上端开口小于所述无动力风球的开口，且内风管道的上端开口置于所述无动力风球的开口内，这样有助于由内风管道的下部第一通气孔到内风管道上端开口的风力集中到无动力风球的空心球状体中，有助于推动无动力风球的旋转，将空气从无动力风球的叶片之间的空隙排出，使空心球状体中产生低气压，从而又能促进内风管道内的空气向空心球状体中移动，使得通过无动力风球转动促进本发明的空气净化装置运行实现节能地源源不断地空气净化。

如果与空气温度不同的介质为地下泥土或水，地下泥土包括砂土或沙漠等各种不同的土壤都行，并且通气管路是由吸热材料制成的，这样可以更加节能地获得冷凝空气水分的热交换介质，只要将本发明的空气净化装置的通气管路的中部埋在地下泥土中或浸泡在水中，或者外风管道的下部埋在地下泥土中或浸泡在水中，使得通气管路的两头留在空气中，或者外风管道的上部及第二通气孔和内风管道的上端开口留在空气中，就可以使通气管路的两头与其中部形成很大的温差，换成内风管道和外风管道组成的通气管路也是一样可以使外风管道的上部与下部形成很大的温差，促进空气中水分的冷凝，既节能环保，又能提高净化效果。

如果在无动力风球的转轴的延长轴上设置有风扇，这样可以在无动力风球转动的同时带动风扇转动，可以促进通气管路的空气流动，也可以在无动力风球周围的风力不足时，通过电力带动风扇转动使无动力风球转动起来，实现不断地空气净化。

如果内风管道的上端面下方形成比内风管道其他部分的截面外径大的风扇舱，并伸出于外风管道的上端，且外风管道的上端与内风管道密封连接，第二通气孔设置在外风管道的侧壁上，所述风扇舱与内风管道其他部分圆弧平滑过渡，且过渡部分使外风管道的侧壁与内风管道的侧壁之间形成弧形通道；这样可以将风扇设置在风扇舱内，使风扇舱能形成更大的负压，促进空气向内风管道上端开口流动；而且外风管道的侧壁与内风管道的侧壁之间形成弧形通道，第二通气孔设置在外风管道的侧壁上，使得空气在外风管道四周的第二通气孔上形成旋转的空气流，便于空气通过第二通气孔进入外风管道的侧壁与内风管道的侧壁之间的通道中，促进空气流动。

如果在内风管道最上面的第一通气孔的下方设置有浮球，浮球通过连杆推动穿设在外风管道上部的外壁上的指示杆上下摆动，在所述外风管道底部设置有过滤器，过滤器通过水管连接有压气取水阀在外风管道上部的外壁上，以排出外风管道底部的冷凝水。这样可以当外风管道底部的冷凝水达到浮球设定的位置时，通过指示杆上下摆动的位置可以获知水位信息，从而人工通过压气取水阀将外风管道底部的冷凝水排出空气净化装置外，使冷凝水至少不浸泡到内风管道最上面的第一通气孔，避免通气管路被冷凝水堵断，使本发明的空气净化装置能长时间地对户外空气进行源源不断地净化。

如果在外风管道底部设置有液位传感器和水泵，水泵通过水管连接有出水口在外风管道上部的外壁上，外风管道上部的外壁上设置有灯，液位传感器、水泵及灯分别与控制器电信号连接，控制器接收到液位传感器的电信号为设定值时分别控制水泵和/或灯工作。这样可以智能控制外风管道底部的冷凝水至少不浸泡到内风管道最上面的第一通气孔，避免通气管路被冷凝水堵断，使本发明的空气净化装置能长时间地对户外空气进行源源不断地净化。

如果在无动力风球的转轴上设置有发电电机，将所述无动力风球的动能转化成电能以便给用电设备提供电源。比如将所述无动力风球的动能转化得的电能可以用于给液位传感器、水泵、控制器、灯等提供电源，在这里只是以风力发电进行说明，也可以通过太阳能等其它形式或组合发电用来为装置供电。

在这里只是通过压气取水阀和水泵抽水向外排放冷凝水进行说明，也可采用直接向外排放的方式向外排放冷凝水。

如果水管设置在内风管道壁与外风管道壁的空隙中，在所述水管上连接有喷淋装置，且喷淋装置设置在由第二通气孔到内风管道下部第一通气孔的通道中，和/或由内风管道的下部第一通气孔到内风管道上端开口的通道中。这样就可以通过水泵将外风管道底部的冷凝水提供给喷淋装置，使通过通气管路的空气可以加湿和进一步将空气中的杂质吸附和溶解在水中，起到更好的空气净化作用。

本发明的空气净化装置还可以通过其能产生冷凝水，用于水上或海洋上的淡水生产，以及沙漠上的淡水生产。

本发明的空气净化方法可以非常简单方便地将户外空气遇冷凝结成水的过程，把空气中的杂质吸附和溶解在水中，实现空气的净化。还可以通过选择地下或水中作为空气的热交换介质，节能环保地将空气冷凝，再加上通过无动力风球作为驱动空气流经地下或水中的管路实现空气的冷凝，使本发明的方法能对户外空气进行源源不断地净化，既节能环保，又可以提高户外环境的空气质量。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明空气净化装置的结构示意图；

图2为本发明空气净化装置的一种实现形式的结构示意图；

图3为本发明空气净化装置的另一种实现形式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不限定一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1示出了本发明空气净化装置的结构示意图，其包括：

换气装置21；

两头开口的通气管路22，其的一头开口设置所述换气装置21，另一头开口敞开，且两头开口保持在空气中，所述通气管路22的中部置于与空气温度不同的介质中。图1中示出的是通气管路22的中部置于地下或水下，两头开口留在地面上。这样通过将两头开口的通气管路22的中部置于地下或水下，并在一头开口设置换气装置21，就可以使两头开口的周围空气流经可能比空气温度低的地下或水下，将空气中的水分冷凝，把空气中的杂质吸附和溶解在冷凝水中，从而可以简单方便地对户外的空气进行净化。

图2示出了本发明空气净化装置的一种实现形式的结构示意图，在图1中的通气管路22可以由内风管道2和外风管道3组成，具体为：

上开口的内风管道2，其上端开口设置所述换气装置21，内风管道2的下部设置有第一通气孔18；图2中示出的是无动力风球1替代了换气装置21；

外风管道3，其上部有第二通气孔4，下部密封，所述内风管道2插在外风管道3的内部，内风管道2的上端面伸出于外风管道3的上端面，使所述第二通气孔4和内风管道2的上端开口及所述换气装置21保持在空气中，且内风管道2与外风管道3之间形成有由第二通气孔4到内风管道2第一通气孔18的空隙，形成由第二通气孔4到内风管道2的第一通气孔18，再由第一通气孔18进入内风管道2内部的下部，再由内风管道2下部到内风管道2上端开口相通的所述通气管路22；

其中，所述外风管道3的下部置于与空气温度不同的介质中，且所处的深度大于内风管道2最上面的第一通气孔与外风管道3的下端之间的距离。图2中示出的是外风管道3的下部置于地下，所处的深度大于内风管道2最上面的第一通气孔与外风管道3的下端之间的距离。这样通过换气装置21的抽风作用，空气可以在通气管路22中流动，由于外风管道3的下部置于地下泥土中，且所处的深度大于内风管道2最上面的第一通气孔与外风管道3的下端之间的距离，在夏天的时候，地下泥土的温度比空气温度低，空气由第二通气孔4到内风管道2的第一通气孔18的过程中实现空气中的水分冷凝，把空气中的杂质吸附和溶解在冷凝水中并收汇集在外风管道3的底部把空气中的杂质吸附和溶解在冷凝水中并使水珠向外风管道3的底部汇集，将净化后的空气由内风管道2的内部的下部向内风管道2上端开口排出，就可以对户外空气进行源源不断地净化；冬天的时候，地面上的空气比地下冷，空气也会相对干燥。空气由第二通气孔4到内风管道2的第一通气孔18的过程中实现对空气的升温，然后通过换气装置的抽气作用，使升温后的空气再由内风管道2的第一通气孔18流入内风管道2的内部的下部，再由内风管道2的下部向内风管道2上端开口流动的过程中实现空气中的水分遇冷冷凝，把空气中的杂质吸附和溶解在冷凝水中并汇集在外风管道3的底部把空气中的杂质吸附和溶解在冷凝水中并使水珠向外风管道3的底部汇集，将净化后的空气从内风管道2上端开口排出，也可以实现对户外空气进行源源不断地净化。当然如果换气装置是吹风作用，空气在通气管路中的流动方向，可以是由内风管道2的上端到下部，再内风管道2的下部第一通气孔18流到内风管道2和外风管道3之间的空隙，再由外风管道3的第二通气孔4排出，一样可以实现对户外空气进行源源不断地净化。并且内风管道2与外风管道3的嵌套设置，使得外风管道3的第二通气孔4和内风管道2的上端开口的空气流动性很大，形成互相促进空气的垂直气流和水平气流的同时进行，既促进了空气源源不断地净化的快速进行，又可以有效地对一定空间面积的空气有品质地净化，这样有助于本发明的空气净化装置在户外的合理间隔布置，就可以达到有品质地对空气净化。比如：在车流量为100辆每小时的城市道路上，双向六车道，中间绿化带和两侧绿化带分别设置本发明空气净化装置，每个空气净化装置在绿化带之间的距离为8-10米，且空气净化装置的外风管道3的上端高于地面1.2-2米，外风管道和内风管道的内径分别为100厘米和80厘米。安装好本发明空气净化装置，并分别检测装置运行前，运行10分钟时，运行20分钟时及运行30分钟时的路面空气质量，结果显示运行前粉尘浓度高于15mg/m³，运行10分钟时粉尘浓度低于8mg/m³，运行20分钟时粉尘浓度低于5mg/m³，运行30分钟时粉尘浓度低于5mg/m³，通过检查结果显示，本发明的空气净化装置大大降低了户外路面的污染。

图2中已经示出换气装置21可以用无动力风球1替换，所述无动力风球1是外表面带有沿轴向延伸的多个叶片的空心球状体，叶片彼此之间间隔设置，且间隔处存在有空隙；所述无动力风球1可旋转地设置在内风管道2的上端开口上；无动力风球1保持在流动的空气中，使无动力风球1随着其周围流动的空气而转动，使内风管道2的空气从无动力风球1的叶片之间的空隙排出。这样，当无动力风球1周围的水平向微风吹动无动力风球1外表面上的叶片的时候，会带动无动力风球1转动。无动力风球转动的时候，将空心球状体内的空气排出，会因离心力作用而在空心球状体中产生低气压，由此导致与其连通的内风管道2内的空气向空心球状体中移动，实现空气在通气管路中流动，并从无动力风球1的叶片之间的空隙排出进化后的空气，使得本发明空气净化装置可以节能环保地对户外空气进行源源不断地净化。再加上内风管道2的上端开口小于所述无动力风球1的开口，且内风管道2的上端开口置于所述无动力风球1的开口内。这样有助于由内风管道2的下部第一通气孔18到内风管道2上端开口的风力集中到无动力风球1的空心球状体中，有助于推动无动力风球1的旋转，将空气从无动力风球1的叶片之间的空隙排出，使空心球状体中产生低气压，从而又能促进内风管道内的空气向空心球状体中移动，使得通过无动力风球1周围的风力促进本发明的空气净化装置运行实现节能地源源不断地空气净化。

特别是通气管路22由吸热材料制成，内风管道2和外风管道3也是由吸热材料制成，比如是铜、铝合金或其它导热性能良好的材料等。采用这种材料制成的通气管路22，或者内风管道2和外风管道3，对于进入通气管路22内的空气或者内风管道2和外风管道3嵌套的形成管路的空气冷凝效果非常好。比如说，在空气温度高于地下或水中温度时，当空气进入露在空气中的一段通气管路时，由于吸热材料吸收了外部的辐射热量，自身温度高过空气，所以空气在进入这段管路时，空气会得到明显被加热的过程，当空气下降到被埋在地下或水中的一段通气管路时，空气可以更好地遇冷凝结水，再由底部上升的过程中继续冷凝，强化净化效果，当上升到露在空气中的另一段通气管路时，则会有个加热的作用，有利于空气上升，使内部形成负压或低气压，更利于外部热空气吸入或流入。如果空气温度小于地下温度时，由于是吸热材料，所以则刚好相反，上部会对空气有制冷作用，让空气更冷，下部会有加温作用，然后从底部上升到露在空气中的另一段通气管路时实现空气遇冷冷凝净化作用，如果底部有水，还会有个自然加湿的作用。

特别的是，无动力风球1的空心球状体内径向设置有随球状体同步旋转的转轴7，转轴7通过内风管道2的上端开口向内风管道2的内部延伸，并在转轴7的延长轴上设置有风扇5，以使无动力风球1带动风扇5转动向上排风。这样可以在无动力风球1转动的同时带动风扇5转动，可以促进通气管路的空气流动，也可以在无动力风球1周围的风力不足时，通过电力带动风扇5转动使无动力风球转动起来，实现不断地空气净化。

图3示出了本发明空气净化装置的另一种实现形式的结构示意图，所述内风管道2的上端面下方形成比内风管道2其他部分的截面外径大的风扇舱6，并伸出于外风管道3的上端，且外风管道3的上端与内风管道2密封连接，第二通气孔4设置在外风管道3的侧壁上，所述风扇舱6与内风管道2其他部分圆弧平滑过渡，且过渡部分使外风管道3的侧壁与内风管道2的侧壁之间形成弧形通道；所述风扇5设置在所述风扇舱6内；所述转轴7通过轴承用支架8与内风管道2内壁固定支撑。这样可以将风扇5设置在风扇舱6内，使风扇舱6内能形成更大的负压，促进空气向内风管道2上端开口流动；而且外风管道3的侧壁与内风管道2的侧壁之间形成弧形通道，第二通气孔4设置在外风管道3的侧壁上，使得空气在外风管道3四周第二通气孔4上形成旋转的空气流，便于空气通过第二通气孔4进入到外风管道3的侧壁与内风管道2的侧壁之间的通道中，促进空气流动。

特别的是，在所述内风管道2最上面的第一通气孔18的下方设置有浮球10，浮球10通过连杆11推动穿设在外风管道3上部的外壁上的指示杆12上下摆动，在所述外风管道3底部设置有过滤器13，过滤器13通过水管14连接有压气取水阀9在外风管道3上部的外壁上，以排出外风管道3底部的冷凝水。这样可以当外风管道3底部的冷凝水达到浮球10设定的位置时，通过指示杆12上下摆动的位置可以获知水位信息，从而人工通过压气取水阀9将外风管道3底部的冷凝水排出空气净化装置外，使冷凝水至少不浸泡到内风管道2的最上面的第一通气孔18，避免通气管路被冷凝水堵断，使本发明的空气净化装置能长时间地对户外空气进行源源不断地净化。

还可以是在所述外风管道3底部设置有液位传感器和水泵，水泵通过水管14连接有出水口在外风管道上部的外壁上，外风管道上部的外壁上设置有灯17，液位传感器、水泵和灯分别与控制器电信号连接，控制器接收到液位传感器的电信号为设定值时分别控制水泵和/或灯工作。这样可以智能控制外风管道3底部的冷凝水至少不浸泡到内风管道2最上面的第一通气孔18，避免通气管路被冷凝水堵断，使本发明的空气净化装置能长时间地对户外空气进行源源不断地净化。

特别的是，在所述无动力风球1的转轴7上设置有发电电机15，将所述无动力风球1的动能转化成电能以便给用电设备提供电源。在图3中还示出了灯17，可以使本发明的装置既可以实现空气净化，又能提供照明作用。特别的是，所述水管14设置在内风管道2壁与外风管道3壁的空隙中，在所述水管14上连接有喷淋装置，且喷淋装置设置在由第二通气孔4到内风管道2下部第一通气孔18的通道中，和/或由内风管道2的下部第一通气孔18到内风管道2上端的通道中。这样就可以通过水泵将外风管道3底部的冷凝水提供给喷淋装置，使通过通气管路的空气可以加湿和进一步将空气中的杂质吸附和溶解在水中，起到更好的空气净化作用。

为了方便本发明装置的拆装，外风管道可以为多段管道连接，各段管道间通过管卡16固定。

对于上述的空气净化装置可以进一步应用到淡水生产上，将多个所述空气净化装置的下部插设在水中或沙漠中，且所述空气净化装置的第二通气孔和换气装置21保持在空气中，且所插的深度大于内风管道2最上面的第一通气孔18与外风管道3的下端之间的距离，多个所述空气净化装置的外风管道3的底部通过集输水管连接并输送到淡水处理平台，以用于水上、海洋上或沙漠上的淡水生产。为了使空气净化装置垂直置于海洋和空气之间，可以将多个所述空气净化装置设置在透空堤或浮提中，且所述空气净化装置的上部置于透空堤或浮提的上方，下部置于透空堤或浮提的下方的海水中，且所处的深度大于内风管道2的下端与外风管道3的下端之间的距离，也就是内风管道2的下部和外风管道3的下部都在水中，使得第二通气孔4到内风管道2的第一通气孔18的下部分管路是在水中或沙漠中，由内风管道2的第一通气孔18向内风管道2上端口的下部分管路也是在水中的或沙漠中。

通过上述的空气净化装置对空气净化的方法，包括步骤如下：

1)将空气引入空气净化装置中，使空气从高温环境流向低温环境的管路过程中遇冷凝结；

2)空气遇冷凝结成水的过程中把空气中的杂质吸附和溶解在水中，得到净化后的空气排出空气净化装置外。

特别的是，所述步骤1)中高温环境和低温环境的管路是由上开口且下部设置有第一通气孔的内风管道插在下部密封的外风管道的内部，且两个管道壁之间的空隙及空隙与第一通气孔相通形成；内风管道的上端面伸出于外风管道的上端面，使设置在内风管道的上端开口的换气装置保持在空气中，且外风管道的下部置于地下或水中，并且所处的深度大于内风管道最上面的第一通气孔与外风管道的下端之间的距离。

特别的是，所述步骤1)中，将户外空气从高温环境抽到低温环境的换气装置为无动力风球，且无动力风球保持在流动的户外空气中。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (14)

1.空气净化装置，其特征在于，包括：

换气装置；

两头开口的通气管路，其的一头开口设置所述换气装置，另一头开口敞开，且两头开口保持在空气中，所述通气管路的中部置于与空气温度不同的介质中。

2.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述通气管路由内风管道和外风管道组成，具体为：

上开口的内风管道，其上端开口设置所述换气装置，内风管道的下部设置有第一通气孔；

外风管道，其上部有第二通气孔，下部密封，所述内风管道插在外风管道的内部，内风管道的上端面伸出于外风管道的上端面，使所述第二通气孔和内风管道的上端开口及所述换气装置保持在空气中，且内风管道与外风管道之间形成有由第二通气孔到内风管道第一通气孔的空隙，形成由第二通气孔到内风管道的第一通气孔，再由第一通气孔进入内风管道内部的下部，再由内风管道下部到内风管道上端开口相通的所述通气管路；

其中，所述外风管道的下部置于与空气温度不同的介质中，且所处的深度大于内风管道最上面的第一通气孔与外风管道的下端之间的距离。

3.如权利要求2所述的空气净化装置，其特征在于，所述换气装置为无动力风球，所述无动力风球是外表面带有沿轴向延伸的多个叶片的空心球状体，叶片彼此之间间隔设置，且间隔处存在有空隙；所述无动力风球可旋转地设置在内风管道的上端开口上，且内风管道的上端开口小于无动力风球的开口，并且内风管道的上端开口置于所述无动力风球的开口内；无动力风球保持在流动的空气中，使无动力风球随着其周围流动的空气而转动，使内风管道的空气从无动力风球的内部再经叶片之间的空隙排出。

4.如权利要求1-3任一项所述的空气净化装置，其特征在于，所述与空气温度不同的介质为地下泥土或水；所述通气管路由吸热材料制成。

5.如权利要求3所述的空气净化装置，其特征在于，所述无动力风球的空心球状体内径向设置有随球状体同步旋转的转轴，转轴通过内风管道的上端开口向内风管道的内部延伸，并在转轴的延长轴上设置有风扇，以使无动力风球带动风扇转动向上排风。

6.如权利要求5所述的空气净化装置，其特征在于，所述内风管道的上端面下方形成比内风管道其它部分的截面外径大的风扇舱，并伸出于外风管道的上端，且外风管道的上端与内风管道密封连接，第二通气孔设置在外风管道的侧壁上，所述风扇舱与内风管道其它部分圆弧平滑过渡，且过渡部分使外风管道的侧壁与内风管道的侧壁之间形成弧形通道；所述风扇设置在所述风扇舱内；所述转轴通过轴承用支架与内风管道内壁固定支撑。

7.如权利要求2或3或5或6任一项所述的空气净化装置，其特征在于，在所述内风管道最上面的第一通气孔的下方设置有浮球，浮球通过连杆推动穿设在外风管道上部的外壁上的指示杆上下摆动，在所述外风管道底部设置有过滤器，过滤器通过水管连接有压气取水阀在外风管道上部的外壁上，以排出外风管道底部的冷凝水。

8.如权利要求2或3或5或6任一项所述的空气净化装置，其特征在于，在所述外风管道底部设置有液位传感器和水泵，水泵通过水管连接有出水口在外风管道上部的外壁上，外风管道上部的外壁上设有灯，且液位传感器，水泵及灯分别与控制器电信号连接，控制器接收到液位传感器的电信号为设定值时分别控制水泵和/或灯工作。

9.如权利要求3或5或6任一项所述的空气净化装置，其特征在于，在所述无动力风球的转轴上设置有发电电机，将所述无动力风球的动能转化成电能以便给用电设备提供电源。

10.如权利要求8所述的空气净化装置，其特征在于，所述水管设置在内风管道壁与外风管道壁的空隙中，在所述水管上连接有喷淋装置，且喷淋装置设置在由第二通气孔到内风管道第一通气孔的通道中，和/或由内风管道的第一通气孔到内风管道上端开口的通道中。

11.空气净化装置的应用，其特征在于，将多个所述空气净化装置的下部插设在水中或沙漠中，且所述空气净化装置的第二通气孔和换气装置保持在空气中，且所插的深度大于内风管道最上面的第一通气孔与外风管道的下端之间的距离，多个所述空气净化装置的外风管道的底部的冷凝水通过集输水管输送到淡水处理平台，以用于水上、海洋上或沙漠上的淡水生产。

12.空气净化的方法，其特征在于，包括步骤如下：

1)将空气引入空气净化装置中，使空气从高温环境流向低温环境的管路过程中遇冷凝结；

2)空气遇冷凝结成水的过程中把空气中的杂质吸附和溶解在水中，得到净化后的空气排出空气净化装置外。

13.如权利要求12所述的空气净化的方法，其特征在于，所述步骤1)中高温环境和低温环境的管路是由上开口且下部设置有第一通气孔的内风管道插在下部密封的外风管道的内部，且两个管道壁之间的空隙及空隙与第一通气孔相通形成；内风管道的上端面伸出于外风管道的上端面，使设置在内风管道的上端开口的换气装置保持在空气中，且外风管道的下部置于地下或水中，并且所处的深度大于内风管道最上面的第一通气孔与外风管道的下端之间的距离。

14.如权利要求12或13所述的空气净化的方法，其特征在于，所述步骤1)中，将户外空气从高温环境抽到低温环境的换气装置为无动力风球，且无动力风球保持在流动的户外空气中。