CN107551710A - 一种气热致流式能源吸霾装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气热致流式能源吸霾装置，包括底盘、支架、水滤芯、雾化装置、半透膜和双曲线膜；所述底盘为顶部开口的壳体，其表面设置有吸收太阳辐射的涂层，内侧底部与侧壁之间形成环形凹槽作为储水槽，其内侧底部沿周向设置有支架；所有的支架固定并形成一个主支架，所述主支架的内侧壁设置有双曲线膜；所述主支架的内侧由上至下依次设置有进行水气分离的半透膜、进行雾化的雾化装置和吸附污染物的水滤芯。本发明能够处理室外空气中的污染物，同时净化空气的介质可做到循环使用，净化过程不产生二次污染，且装置所需能源全部来自自生获取的可再生能源。

Description

一种气热致流式能源吸霾装置

技术领域

本发明涉及空气净化及可再生能源利用技术领域，更具体的说，特别涉及一种气热致流式能源吸霾装置。

背景技术

近年来空气污染问题愈演愈烈，随着人们对雾霾现象及其危害的认识在不断深入，人们对空气污染的治理也越来越急迫。一方面是从源头控制污染物的产生，另一方面则是对空气中已有污染物的治理。多种形式的空气净化器已被证明能有效净化被污染的空气。

目前的空气净化器主要通过使用HEPA（High Efficiency Particulate Airfilter，高效粒子空气过滤器）滤网或高压静电集尘两种工作原理。但两种净化器都需要外界提供一定的能源，且HEPA滤网作为耗材不能重复利用，静电集尘则会产生臭氧危害人体的健康。为适应室外空气霾污染治理需求，应着手解决目前商用室内空气净化***中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种气热致流式能源吸霾装置，能够处理室外空气中的污染物，同时净化空气的介质能够循环使用，净化过程中不产生二次污染，且装置所需能源全部来自自生获取的可再生能源。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

一种气热致流式能源吸霾装置，包括底盘、支架、水滤芯、雾化装置、半透膜和双曲线膜；

所述底盘为顶部开口的壳体，其表面设置有吸收太阳辐射的涂层，内侧底部与侧壁之间形成环形凹槽作为储水槽，其内侧底部沿周向设置有支架；所有的支架固定并形成一个主支架，所述主支架的内侧壁设置有双曲线膜；所述主支架的内侧由上至下依次设置有进行水气分离的半透膜、进行雾化的雾化装置和用于吸附污染物的水滤芯。

所述底盘为上宽下窄、顶部开口的回转体结构，其内侧底部中心向上延伸形成凸起；所述底盘的侧壁上涂有吸收太阳辐射的涂层，所述侧壁上沿周向均匀加工有安装支架的安装方孔。

所述支架的下段为直柱体，上段呈双曲线状；所述上段的表面沿背离焦点方向向外延伸形成三个支脚分别记为上支脚、中支脚和下支脚；其表面沿焦点方向并分别与上支脚、下支脚位置相对应处分别加工有上凹槽、下凹槽，所述支架的下段并位于中支脚的下方加工有中凹槽；

所述支架的下段安装在所述底盘上的安装方孔内，所有的安装方孔内均安装有一根支架；所有支架的上凹槽、中凹槽和下凹槽均朝外侧，并分别安装有上支撑圈、中支撑圈和下支撑圈进行固定；所述中支脚上方设置有半透膜；所述底盘的凸起上方设置有水滤芯，所述水滤芯的下方开口与储水槽连通。

所述底盘的储水槽上沿周向均匀加工有用于安装重力热管的安装孔，所述重力热管的上端位于安装孔上，下端埋入土壤内。

所述双曲线膜包括上内膜和下内膜，两者的内表面为光滑的双曲面，其内表面形状近似于；所述上内膜设置在所述上支脚和中支脚之间，所述下内膜设置在所述中支脚和下支脚之间。

所述半透膜为锥形半透膜，其锥底设置有雾化装置，其锥顶与水滤芯的顶端开口位置相对应并位于其正上方。

所述吸霾装置还包括主薄膜电池，其内侧填充有保温材料，安装在主支架的外侧壁上，并通过所述上支撑圈和下支撑圈将其卡住。

所述吸霾装置还包括花瓣形薄膜电池，其置于所述主支架的外表面，花瓣形薄膜电池的外表面与所述底盘的顶部开口外沿抵触配合。

所述花瓣形薄膜电池通过薄膜电池单元沿周向设置形成花瓣形，每个薄膜电池单元包括平面电池片和曲面电池片，所述平面电池片为下窄上宽的弧形板；所述曲面电池片的底端与平面电池片的顶端连接，顶端为圆弧形，所有薄膜电池单元的平面电池片顶端均朝外侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明中的底盘吸收能源，使底盘升温，利用空气受热后的密度差异为空气提供动力，从而在装置内外形成空气的流通；此外，通过双曲线膜内的双曲面，最大程度维持空气流动的动力，同时双曲面内侧还可使空气与水形成充分的对流，这样避免了传统净化设备使用的风机，降低了能源消耗，避免了风机噪音。

2、本发明通过在底盘内形成凸起，并通过雾化装置形成细小的水珠，实现对污染物的吸附，水经过水滤芯的过滤可循环利用，使水流回至底盘内的储水槽，通过使用循环水对空气实施净化，水的成本相较于HEPA滤网极低，且可来自于装置自身收集的天然降雨，也可最大限度实现了水的循环利用，对外界补给的依赖性低，使用是可做到免维护；同时采用水作为净化的介质，水净化的过程中，不会产生对空气的二次污染。

3、本发明的能量来源于多处，各能源之间，可在各种不同天气状况下昼夜连续工作。通过底盘上的涂层可直接用于吸收太阳辐射产生的热能，即时为底盘提供热能；重力热管可以传输地下热能给底盘，可在夜晚或冬季为装置提供热能；在光照良好时，主薄膜电池和花瓣形薄膜电池产生电能，将其储存，可用于无光照或光照不良时加热底盘；因此本发明可以在不需要外界补给的情况下，实现装置的自供能。

附图说明

图1为本发明气热致流式能源吸霾装置的结构示意图。

图2为本发明气热致流式能源吸霾装置的***图。

图3为本发明中底盘的结构示意图。

图4为本发明中支架的结构示意图。

图5为本发明中支架与底盘配合的结构示意图。

图6为本发明中双曲线膜的结构示意图。

图7为本发明中双曲线膜及其内侧的局部结构安装示意图。

图8为本发明中花瓣形薄膜电池的结构示意图。

图9为本发明中薄膜电池的安装结构示意图。

图10为本发明的工作原理示意图。

附图标记说明：4-底盘、5-花瓣形薄膜电池、6-主薄膜电池、7-重力热管、8-支架、9-下支撑圈、10-中支撑圈、11-上支撑圈、12-水滤芯、13-雾化装置、14-半透膜、15-双曲线膜、151-上内膜、152-下内膜、41-凸起、43-安装孔、44-储水槽、45-安装方孔、46-侧壁、51-平面电池片、52-曲面电池片、81-上支脚、82-上凹槽、83-上段、84-中支脚、85-下凹槽、86-直柱体、87-下支脚。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是更加透彻全面理解本发明的公开内容。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参阅图1和图2所示，本发明提供的一种气热致流式能源吸霾装置，包括底盘4、支架8、水滤芯12、雾化装置13、半透膜14和双曲线膜15。

所述底盘4为顶部开口的壳体，其表面设置有吸收太阳辐射的涂层，内侧底部与侧壁之间形成环形凹槽作为储水槽44，其内侧底部沿周向设置有支架8。所有的支架8固定并形成一个主支架，所述主支架的内侧壁设置有双曲线膜15。所述主支架的内侧由上至下依次设置有进行水气分离的半透膜14、进行雾化的雾化装置13和吸附污染物的水滤芯12。

如附图3所示，所述底盘4为上宽下窄、顶部开口的回转体结构，其内侧底部中心向上延伸形成凸起41，可以起到气流导向的作用，为空气的流动起到倒流作用，并使净化水流回底盘4的底部从而实现循环。所述底盘4的底部与侧壁之间形成的储水槽44用于水的储存与促进蒸发，保证其有较大的出水量，并保证在底盘4下方有较大的蒸发面积。所述储水槽44上沿周向均匀分布有用于安装重力热管7的安装孔43，本实施例中，所述安装孔43的数量为12个，直径为50mm，其数量可以根据实际需要进行增加或减少。所述重力热管7的上端位于所述储水槽44的安装孔43上，下端能够***土壤内一定深度，具有突出的传热能力，用于光照不足时维持底盘4温度，从而保证蒸发速率。

所述底盘4的侧壁46用于收集太阳辐射的热能及雨水，其表面涂有高效吸收太阳辐射的涂层，可以使底盘4升温。由于其为回转体并存在锥度，可使降水流入储水槽44内。所述侧壁46上沿周向均匀加工有安装支架8的安装方孔45。

如附图4、5和7所示，所述支架8的下段为直柱体86，上段83呈双曲线状。所述支架8的结构能够在提供足够支撑强度的同时节约材料，并保证其上段内曲面形成与理论值近似的双曲面。所述支架8的上段83表面沿背离焦点方向向外延伸形成三个支脚分别记为上支脚81、中支脚84和下支脚87，用于夹持双曲线膜15；其表面沿焦点方向并分别与上支脚81、下支脚87位置相对应处分别加工有上凹槽82、下凹槽85，所述支架8的下段并位于中支脚84的下方加工有中凹槽。

所述支架8的下段安装在所述底盘4上的安装方孔45内，所有的安装方孔45内均安装有一根支架8，即所有的支架8形成一个主支架。所有支架8的上凹槽82、中凹槽和下凹槽85均朝外侧，并分别安装上支撑圈11、中支撑圈10和下支撑圈9，这样可以起到固定主支架的作用。所述中支脚84上方设置有半透膜14，所述半透膜14的外缘下方设置有雾化装置13。所述底盘4并位于凸起41上方设置有水滤芯12，所述水滤芯12的下方开口与储水槽44连通。

上述中，所述底盘4的下方还沿周向设置有重力热管7，用于光照不足时维持底盘4温度，保证蒸发速率；所述重力热管7的顶端位于所述储水槽44内，下方能够***土壤内一定深度。

如附图6和7所示，所述双曲线膜15包括上内膜151和下内膜152，两者内表面为光滑的双曲面，其内表面形状近似于，双曲面可以使流动空气在贴近表面处具有最大的速度，另外双曲面可以使空气以最优路径在装置内部流动，在保证空气具有足够上升动力的同时，使空气与净化介质产生更充分的接触。所述上内膜151设置在上支脚81和中支脚84之间，所述下内膜152设置在中支脚84和下支脚87之间。

上述中，所述半透膜14为锥形半透膜，其锥底设置有雾化装置13，其锥顶与水滤芯12的顶端开口位置相对应并位于其正上方，这样可以使凝结水沿着其表面，流入水滤芯12内，方便可靠也易于实现。

上述中，参阅图8和图9所示，所述吸霾装置还包括主薄膜电池6，其内侧填充有保温材料，安装在主支架的外侧壁上，并通过所述上支撑圈11和下支撑圈9将其卡住。通过所述主薄膜电池6可以消除风冷效应对装置内空气流动的影响，其形成的曲面能够减少装置在室外由风带来的载荷，吸收太阳能，并转化为电能进行储存。

所述吸霾装置还包括花瓣形薄膜电池5，其结构模仿自然界花瓣的造型，其置于所述主支架的外表面，花瓣形薄膜电池5的外表面与所述底盘4的顶部开口外沿抵触配合。在雨雪天气可以使降水沿斜面流入至底盘4的储水槽44内，同时起到对花瓣形薄膜电池5的自清洁作用。本发明中通过花瓣形薄膜电池5和主薄膜电池6二者储存的电力，可以为底盘4提供额外能源。

上述中，所述花瓣形薄膜电池5通过薄膜电池单元沿周向设置形成花瓣形，每个薄膜电池单元包括平面电池片51和曲面电池片52，所述平面电池片51为下窄上宽的弧形板；所述曲面电池片52的底端与平面电池片51的顶端连接，顶端为圆弧形，所有薄膜电池单元的曲面电池片51顶端均朝外侧，这样使得整个结构形成下窄上宽的花瓣形。

上述中，所述重力热管7具有单向导热的特点，利用这一特点，当土壤温度高于底盘4时，重力热管7将土壤中的热量向上传导，用于加热底盘4储水槽44中的水。而当底盘4中的温度高于土壤时，热量将不会通过重力热管7进行传递。

本实施例中，所述吸霾装置的总高度为1305mm，底盘4的直径为2000mm。所述双曲线膜15的高度为1000mm，双曲线膜15的上口直径为830mm，下口直径为890mm，中部直径为550mm。

本发明的工作原理如下：

如附图10所示：在开始空气去霾之前，首先为空气提供向上流通的动力。底盘4通过吸收太阳辐射的热能，或使用花瓣形薄膜电池5和主薄膜电池6收集的电能，使底盘4的温度升高，促进底盘4上储水槽44内水的蒸发。

由于重力热管7具有单向导热性，当底盘4的温度高于重力热管7下端的温度时，热量将不通过重力热管7进行传导。当埋入土中的重力热管7下端温度高于上端，热量将传导至底盘4，加热底盘4内的水，促进蒸发。蒸发后的水沿着下内膜152的双曲面内侧向上方运动，并带动主支架内的空气向上流动。

上升的水气通过雾化装置13生成微小的水珠，与上升的空气形成对流，并与空气中的污染物结合。带有污染物的水气继续上升，遇到半透膜14后进行水气分离，空气可穿过半透膜4继续沿上内膜151的内表面继续上升，从而流出装置。水气在半透膜14表面凝结，在重力的作用下沿表面流动到中心并下落到水滤芯12中，经过水滤芯12对污染物的吸附，吸附水中的污染物，净化完成的水从水滤芯12的底部流出，流回底盘4的储水槽44中。储水槽44内的水可再次蒸发，即实现利用水对空气的净化。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气热致流式能源吸霾装置，其特征在于：包括底盘（4）、支架（8）、水滤芯（12）、雾化装置（13）、半透膜（14）和双曲线膜（15）；

所述底盘（4）为顶部开口的壳体，其表面设置有吸收太阳辐射的涂层，内侧底部与侧壁之间形成环形凹槽作为储水槽（44），其内侧底部沿周向设置有支架（8）；所有的支架（8）固定并形成一个主支架，所述主支架的内侧壁设置有双曲线膜（15）；所述主支架的内侧由上至下依次设置有进行水气分离的半透膜（14）、进行雾化的雾化装置（13）和用于吸附污染物的水滤芯（12）。

2.根据权利要求1所述的气热致流式能源吸霾装置，其特征在于：所述底盘（4）为上宽下窄、顶部开口的回转体结构，其内侧底部中心向上延伸形成凸起（41）；所述底盘（4）的侧壁（46）上涂有吸收太阳辐射的涂层，所述侧壁（46）上沿周向均匀加工有安装支架（8）的安装方孔（45）。

3.根据权利要求2所述的气热致流式能源吸霾装置，其特征在于：所述支架（8）的下段为直柱体（86），上段（83）呈双曲线状；所述上段（83）的表面沿背离焦点方向向外延伸形成三个支脚分别记为上支脚（81）、中支脚（84）和下支脚（87）；其表面沿焦点方向并分别与上支脚（81）、下支脚（87）位置相对应处分别加工有上凹槽（82）、下凹槽（85），所述支架（8）的下段并位于中支脚（84）的下方加工有中凹槽；

所述支架（8）的下段安装在所述底盘（4）上的安装方孔（45）内，所有的安装方孔（45）内均安装有一根支架（8）；所有支架（8）的上凹槽（82）、中凹槽和下凹槽（85）均朝外侧，并分别安装有上支撑圈（11）、中支撑圈（10）和下支撑圈（9）进行固定；所述中支脚（84）上方设置有半透膜（14）；所述底盘（4）的凸起（41）上方设置有水滤芯（12），所述水滤芯（12）的下方开口与储水槽（44）连通。

4.根据权利要求3所述的气热致流式能源吸霾装置，其特征在于：所述底盘（4）的储水槽（44）上沿周向均匀加工有用于安装重力热管（7）的安装孔（43），所述重力热管（7）的上端位于安装孔（43）上，下端埋入土壤内。

5.根据权利要求3或4所述的气热致流式能源吸霾装置，其特征在于：所述双曲线膜（15）包括上内膜（151）和下内膜（152），两者的内表面为光滑的双曲面，其内表面形状近似于；所述上内膜（151）设置在所述上支脚（81）和中支脚（84）之间，所述下内膜（152）设置在所述中支脚（84）和下支脚（87）之间。

6.根据权利要求5所述的气热致流式能源吸霾装置，其特征在于：所述半透膜（14）为锥形半透膜，其锥底设置有雾化装置（13），其锥顶与水滤芯（12）的顶端开口位置相对应并位于其正上方。

7.根据权利要求6所述的气热致流式能源吸霾装置，其特征在于：所述吸霾装置还包括主薄膜电池（6），其内侧填充有保温材料，安装在主支架的外侧壁上，并通过所述上支撑圈（11）和下支撑圈（9）将其卡住。

8.根据权利要求7所述的气热致流式能源吸霾装置，其特征在于：所述吸霾装置还包括花瓣形薄膜电池（5），其置于所述主支架的外表面，花瓣形薄膜电池（5）的外表面与所述底盘（4）的顶部开口外沿抵触配合。

9.根据权利要求8所述的气热致流式能源吸霾装置，其特征在于：所述花瓣形薄膜电池（5）通过薄膜电池单元沿周向设置形成花瓣形，每个薄膜电池单元包括平面电池片（51）和曲面电池片（52），所述平面电池片（51）为下窄上宽的弧形板；所述曲面电池片（52）的底端与平面电池片（51）的顶端连接，顶端为圆弧形，所有薄膜电池单元的平面电池片（51）顶端均朝外侧。