CN110152415A - 空气幕式个人空气净化机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气幕式个人空气净化机。该净化机喷射出的洁净气流，在使用者的前面堆积下来，形成一道洁净的空气幕，将使用者与周边的污染空气隔离。该机的净化过程为：首先由带电水珠发生器将水击碎成与空气中微尘颗粒尺度相近的带电荷水珠，在混合室中水珠与微尘颗粒互相吸引，最后已吸附微尘颗粒的水珠又被吸附到金属滤网上，与空气分离。倾斜的滤网会将废水排出室内，同时实现所电荷的中和。已实现水气分离及电荷中和的洁净空气最后从空气出口中喷出，完成整个除尘过程。本空气幕式个人空气净化机的除尘原理与自然界雷电的发生、除尘机理类似，与人体交互界面友好、环保。耗电低、噪音低、无二次污染、可应用在之前各种空气净化机无法使用的复杂环境中。

Description

空气幕式个人空气净化机

技术领域

本发明涉及空气净化产品领域。

背景技术

随着生活水平的不断提高，空气污染对人类健康的影响越来越受到人们的关注，带动了各类空气净化器的热销。

空气污染对人的影响与人暴露在污染空气环境的时间成正比，现在家居环境的空气污染保护已经有了较为成熟的方案，但在办公环境场所等开放与半开放环境的保护却是空白。

目前空净机的种类有很多种，但只要是自带分离器（将粉尘从空气中分离出来的装置，不带分离器的后叙）都近似满足下列的净化公式。

假定需要保护环境的初始粉尘浓度为M₀,实时浓度为M，环境的总体积为V₀，空净机的单位时间处理量为V，则粉尘污染浓度随时间变化遵循下列公式。

M=M₀*（1/2）^V*T/V0 （1）

由公式可见，当空净机开动后，环境的粉尘浓度并不是一下子就能降下来，而是与原有的污染浓度呈线性相关，与空净机处理能力与环境体积的比值呈指数关系。当环境原有污染浓度越大，空净机处理能力越低，环境污染浓度达标所需时间就越长。

但是以上公式是在环境密闭的前提下推导出来的，如果周围环境不是密闭空间，则等效于环境的体积趋于增大，此时污染浓度达标所需的时间也会增长到令人无法容忍的地步，空净机事实上失去了空净能力。

对于普通家居而言，单位时间空净机处理能力V远大于环境的体积，因此在半小时之内污染浓度可以降到满足国标的要求。

但对于像公共办公室等巨大空间来说，其污染浓度达标所需时间就会令人无法接受。例如将一个400M²/小时的空净机放在一个4000M²的环境中，需要连续运转10个小时污染浓度才能降低一半，而这时已经要下班了，空净机事实上没能起到净化环境的目的。

日常生活中，人需要不断地呼吸，也会制造二氧化碳、氨、硫化氢等废气，家居中也会有例如甲醛、苯等挥发污染。这些废气很多是空净机不能消除的或者消除能力有限，人体所需要的氧气更是不能再生的，因此需要不断通风引入外界新鲜空气，但通风就会引入外部的含有微尘颗粒的空气，导致净化失效。

公共办公场所由于人多拥挤，对通风的要求比家居更大。如果采用基于整个办公环境的空气净化方案，由于需要防护的体量过大，导致初始投入及运行费用巨大，且部分角落不能得到很好的防护。

且现有的空气污染防治方案会带来程度不同的二次污染（如电离除尘带来的离子污染，滤网型的滤网上的空调菌繁殖，滤网未能及时更换），对人的主观感觉也不舒适。

对于不带分离装置的电离型空净机来说，它只是起到了加速粉尘颗粒沉降的作用，粉尘颗粒会沉积在遇到的任何物体的表面（包括人体的呼吸道）。因此在有人的应用环境中，使用该种净化机是不合适的。

综上所述，空气净化机的正常运行要求环境密闭，这与人的生活对环境的要求直接冲突。而且虽然实现了粉尘分离，但仍然留在了气流通道中，其散发、滋生的二次污染不能得到很好的控制。

发明内容

有鉴于此，本发明专利试图提供一种可在办公环境及其它不宜或不能实现密闭环境下使用的个人空气污染保护设备，可以有效地除去空气中的尘埃粒子及部分可溶性污染气体，保护使用者的身心健康，且没有净化能力下降乃至失效的风险，也不会带来新的二次污染，是真正的绿色污染防治。

本仪器与常规的空气净化机的设计思路不同。它试图给使用者提供一个洁净的环绕使用者的小环境，而不是去洁净整个环境，因此可以将功耗、体积做的很小，且可用于办公环境等开放与半开放空间的污染保护。

其技术方案如下：

空气幕式个人空气净化机，包括带电水珠发生器、混合室、带钢丝网的滤网组合、风扇、给排水装置将上述部件组合在一起的结构主体。

带电水珠发生器将水击碎成与微尘颗粒尺度相当、带有电荷的微水珠。夹带有粉尘颗粒的空气与带电水珠发生器喷射出的带电水珠流在混合室内相向而行，产生混合、冲撞、吸引，最终空气中的粉尘微粒与带电微细水珠结合在一起。

带钢丝网的滤网组合由位于上部的多层丝状纤维+位于下部的多层金属丝网+周边框架组成。分别用于滤除不同粒径的水珠，滤网固定在主体内，并向废水排出管倾斜、相接。

在气流流经丝滤网时，较大的水珠因惯性作用碰撞到丝网纤维表面并停留在此，剩余的较小的，带电荷微水珠会被钢滤网吸引，粘附在钢丝网表面上，同时实现电荷中和。

由于滤网倾斜，不断积累的已吸附微尘颗粒的废水会因自重流进滤网底侧的废水排出管内并最终流到废水箱内，实现了水气分离，也顺带实现了对滤网的冲洗。

由上述工作原理可见工作时需要不断提供水源，同时排出废水，因此包括给排水装置。只要给排水能够保证，其可以无限期工作下去，不存在净化能力衰减及二次污染问题。

在正常使用中，雾化器喷出的水珠会不停地落在丝滤网上，并在重力的作用下流到废水排水管的入口。整个过程实现了水气分离机对滤网的自动清洗。因此在污染程度不是特别大的环境下使用，是可以做到少维护甚至免维护的。

而如果滤网的污染程度特别严重，必须进行清洗才能正常工作时，也只需简单拆开上部结构，取出滤网进行手工清洗，即可恢复净化能力。

使用中还可以在水体中添加对人体无害的抑菌液或空气清新剂，实现机内及环境的抑菌及空气清新。

在此除尘过程中还会伴随着水珠的蒸发，降低空气的温度，适当增加湿度，使环境变得干净清凉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

可应用于传统空净机应用效果不佳的场合，无二次污染及防护水平下降的风险。耗电少，噪音低，特别适合哮喘及呼吸道感染患者及办公室等开放与半开放环境应用。

附图说明

图1为一实施方式的核心除尘结构的剖面图。

图2为该实施方式的核心除尘结构+给排水结构的剖面图。

图3为该实施方式的整机正视图。

附图标记说明。

1、带电水珠发生器，2、混合室进风口，3、混合室，4、丝滤网，5、钢滤网，6、上水箱，7、排水管，8、废水箱，9、排风口，10、外进风口。

具体实现方式。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

空气由位于外进风口10后面的微型鼓风机（未标出）吸入，其间装有一个前滤网（未标出），滤网漂浮在空气的毛絮物。在经过第一粉尘传感器（未标出）及混合室进风口2进入混合室3。

在混合室进风口2的对侧是带电水珠发生器1，它接收上水箱6过来的水，并将其击碎成与空气中微尘颗粒尺度相当的带电微水珠。

在混合室内带电水珠与空气流相向而行，水珠与微尘颗粒互相碰撞、吸引，形成已吸附粉尘颗粒的带电水珠。

在丝滤网4处较大水珠因为惯性碰撞到丝纤维表面的水膜并被粘附，较小粒径的水珠则被其后的钢滤网5所吸引。

由于滤网向排水管倾斜，不断积累的水珠会向排水管7流动，与空气分离，并进而流入废水箱8内。

已实现水气分离，消除了粉尘颗粒的洁净空气会再经过第二粉尘传感器（未标出）最后进入排风口9。

排风口排出的洁净空气在缓慢前行中遇到使用者身体的阻拦停留下来，并向四周扩散，形成一道空气幕，将使用者与外部污染空气隔绝开来。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种空气幕式个人空气净化机，其特征在于，从净化机喷射出的洁净气流在使用者周边形成了一个洁净空气幕。

2.一种空气幕式个人空气净化机，其特征在于：利用水珠带电实现对微尘颗粒的吸附及自身从空气中的分离。

3.根据权利要求2所述的空气幕式个人空气净化机，包含将水击碎并使之携带电荷的水珠发生器。

4.根据权利要求2所述的空气幕式个人空气净化机，包含利用带电水珠完成对空气中所含粉尘颗粒的混合室。

5.根据权利要求2所述的空气幕式个人式空气净化机，包括包含有钢丝滤网构成的水气分离器。