CN206392248U - 一种气体净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体净化装置，涉及空气净化技术领域，该装置包括：气体净化部件和气体吸入部件，气体净化部件的部件本体上设置有出气孔以及进气口，部件本体的内部形成腔体，且出气孔通过连接导管与气体吸入部件的进气孔相连；其中，气体净化部件进一步包括：设置在部件本体上的可旋转元件，以及固定在可旋转元件上的至少一个摩擦发电机；其中，可旋转元件用于带动至少一个摩擦发电机旋转，至少一个摩擦发电机用于在旋转时产生用于吸附气体中的固体颗粒的静电场。由此可见，本实用新型通过驱动摩擦发电机工作，摩擦发电机输出电极中产生的静电荷在电极间形成交流电压，同时产生可以吸附空气中有害颗粒的高压静电场，实现防雾霾的目的。

Description

一种气体净化装置

技术领域

本实用新型涉及空气净化技术领域，特别涉及一种气体净化装置。

背景技术

雾霾，是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市。雾霾对人体的危害众所周知，中国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报，统称为“雾霾天气”。雾霾天气对人体的主要危害常言道“秋冬毒雾杀人刀”。我们看得见、抓不着的“雾霾”其实对身体的影响较大。所以，每每雾霾频发时刻，大家都会购买防雾霾装置进行个人防护。

然而，发明人在实现本实用新型的过程中发现，在现有技术中存在如下缺陷：现在的防雾霾装置(例如防雾霾口罩)都是采用过滤材料滤除空气中的PM2.5等有害成分，这就存在两个问题：一是有的过滤材料不能有效滤除PM2.5等有害成分，二是普通装置的滤除效果与过滤材料的厚度有关，可以有效滤除PM2.5有害成分的防雾霾装置的过滤材料都比较厚、压阻比较大，佩戴装置时会阻碍呼吸、引起呼吸困难，从而影响公众佩戴装置的意愿。因此，现有技术缺少一种能够有效滤除PM2.5等有害成分且材质轻薄的防雾霾装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种气体净化装置，用以解决现有技术缺少一种能够有效滤除PM2.5等有害成分且材质轻薄的防雾霾装置的问题。

本实用新型提供了一种气体净化装置，包括：气体净化部件以及气体吸入部件，气体净化部件的部件本体上设置有出气孔以及进气口，所述部件本体的内部形成腔体，且出气孔通过连接导管与气体吸入部件的进气孔相连，所述进气口用于使外界气流进入所述腔体；其中，气体净化部件进一步包括：设置在部件本体上的可旋转元件，以及固定在可旋转元件上的至少一个摩擦发电机；其中，可旋转元件用于带动至少一个摩擦发电机旋转，至少一个摩擦发电机用于在旋转时产生用于吸附气体中的固体颗粒的静电场。

优选的，可旋转元件进一步包括：至少一个扇叶，且至少一个摩擦发电机固定在至少一个扇叶上。

优选的，气体净化部件的部件本体包括多个侧壁，且所述多个侧壁中的至少一个侧壁上设置有凹槽，所述可旋转元件嵌入或固定在所述至少一个侧壁的凹槽处。

优选的，每个摩擦发电机包括：至少两个电极层，以及设置在至少两个电极层之间的至少一个振膜层。

优选的，至少两个电极层以及至少一个振膜层的第一端为固定在可旋转元件上的固定端，至少两个电极层以及至少一个振膜层的第二端为自由端。

优选的，至少两个电极层包括：第一电极层和第二电极层，且至少一个振膜层的第一端与第一电极层的第一端相互接触，至少一个振膜层的第一端与第二电极层的第一端相互分离。

优选的，至少两个电极层包括：第一电极层和第二电极层，且第一电极层的第一端和/或第二端固定设置在可旋转元件上；并且，至少一个振膜层与第一电极层之间通过弹性垫片和/或弹簧相互接触，和/或，至少一个振膜层与第二电极层之间通过弹性垫片和/或弹簧相互接触。

优选的，至少一个振膜层为平板状或波浪状。

优选的，气体吸入部件进一步包括：与进气孔相连的单向进气阀；和/或，气体吸入部件进一步包括：出气孔以及与出气孔相连的单向出气阀。

优选的，气体净化部件为可收缩式部件或便携式箱体。

优选的，气体吸入部件为口罩或鼻罩。

在本实用新型提供的一种气体净化装置中，通过可旋转元件带动摩擦发电机旋转，使摩擦发电机摩擦发电在输出电极中产生静电荷，该静电荷在电极间形成交流电压，同时产生可以吸附空气中有害颗粒的高压静电场，达到较好的空气净化效果，实现防雾霾的目的。同时，用于制作摩擦发电机的材料为高分子聚合物材料，比较轻薄，使得整个气体净化装置不仅轻薄、透气性好，而且佩戴方便易清洗。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种气体净化装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种气体净化装置的实物示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的一种气体净化装置中气体净化部件内主要模块示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的一种气体净化装置中一种气体净化部件的实物示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种气体净化装置中摩擦发电机的一种结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种气体净化装置中摩擦发电机的另一种结构示意图。

具体实施方式

为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。

本实用新型提供了一种气体净化装置，至少能够解决现有技术中缺少一种能够有效滤除PM2.5等有害成分且材质轻薄的防雾霾装置的问题。

实施例一

图1示出了本实用新型实施例一提供的一种气体净化装置的结构示意图，该装置包括：气体净化部件110、气体吸入部件120和连接导管130，其中，气体净化部件110进一步包括可旋转元件111、摩擦发电机112和出气孔113；气体吸入部件120进一步包括进气孔121。

具体的，气体净化部件110的部件本体上设置有出气孔113，且该出气孔113通过连接导管130与气体吸入部件120的进气孔121相连。其中，部件本体的内部形成腔体，部件本体上设置有可旋转元件111和固定在该可旋转元件111上的至少一个摩擦发电机112，该可旋转元件111用于带动至少一个摩擦发电机112旋转，使至少一个摩擦发电机112在旋转振动中产生静电场，该静电场可以用于吸附气体中的固体颗粒，由此达到净化气体的目的。

在具体实施中，气体净化部件110的部件本体上设置有至少一个进气口(图中未示出)，以使外界气流进入腔体。可旋转元件111设置在部件本体进气口处，在可旋转元件的转动下进气口中形成气流，并将该气流送入部件本体内部；在可旋转元件的旋转振动和气流扰动的影响下，设置在可旋转元件上的摩擦发电机112的摩擦层之间相互接触、产生静电荷，该静电荷在摩擦发电机112的两个电极中感应出电荷，从而在两个电极间形成静电场和高电压；当气流通过上述静电场时，气体中的有害颗粒被静电所吸附，进入气体净化部件内的气流得到了净化；最后，经过气体净化部件110净化的气流通过连接导管130进入气体吸入部件120，从而为用户提供清洁的空气。

由此可见，本实用新型实施例提供的一种气体净化装置，通过可旋转元件带动摩擦发电机旋转，使摩擦发电机摩擦发电并在输出电极中产生静电荷，同时产生可以吸附空气中有害颗粒的高压静电场，达到较好的空气净化效果，实现防雾霾的目的。

实施例二

图2示出了本实用新型实施例二提供的一种气体净化装置的实物示意图，该装置包括：气体净化部件210、气体吸入部件220和连接导管230。

其中，气体吸入部件220表面设置有进气孔221，该进气孔221用于将气体净化部件210过滤净化后的空气传入气体吸入部件220内，供用户使用，为了保证用户呼出的气体不会经过进气孔221反流入气体净化部件210中，该进气孔221设置有单向进气阀，仅允许气流从连接导管230向气体吸入部件220单向流动；为了让用户呼出的气体能舒畅的排出，气体吸入部件220表面还可以设置有至少一个出气孔(图中未示出)，并且每个出气孔都设置有单向出气阀，仅允许气流从气体吸入部件220向外界单向流动，以此保证未净化的外部气体不会经过出气孔进入气体吸入部件220中。在具体实施中，该气体吸入部件220可以是口罩形式，也可以是鼻罩形式，还可以是其他形式，本实用新型对此不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设定。

如图3所示，本实用新型实施例中气体净化部件的主要模块有摩擦发电机310和可旋转元件320。其中，可旋转元件320用于带动摩擦发电机310中的振膜振动，以使摩擦发电机产生电荷。该可旋转元件320优选为可以带动摩擦发电机310振动发电的小型风扇，但是本实用新型对此并不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设置，只要设置的可旋转元件能够用于设置摩擦发电机且能够带动摩擦发电机振动发电即可。此时还需要电源模块330给可旋转元件320供电，该电源模块330可以是纽扣电池，也可以是其他小型电池。出于节能的目的，气体净化部件内部还可以设置有储能模块(图中未示出)，该储能模块分别与摩擦发电机310和可旋转元件320相连接，当摩擦发电机310发出的电能较多时，通过储能模块将这些电能存储下来，此时可以关闭电源模块330，由储能模块为可旋转元件320提供电能。

在本实施例中，如图4所示，气体净化部件410的部件本体包括多个侧壁，可旋转元件412嵌入设置或固定设置在至少一个侧壁上。例如，当气体净化部件为六面体时，则包含六个侧壁。为了便于设置可旋转元件，该至少一个侧壁具有一定的厚度，且该至少一个侧壁的内侧设置有凹槽，以使可旋转元件嵌入设置或固定设置在至少一个侧壁的凹槽处。其中，当可旋转元件采用嵌入式设置方式时，可依照类似于排风扇的设置方式嵌入在凹槽内，该设置方式有利于外界气流的迅速流入。当可旋转元件采用固定式设置方式时，可以将可旋转元件固定在侧壁的凹槽上。当然，除凹槽外，本领域技术人员还可以采用其他方式将可旋转元件嵌入或固定在侧壁上，例如，还可以在侧壁上开孔，以便于嵌入或固定可旋转元件。然后，在部件本体上朝向该可旋转元件的部位设置进气口(图中未示出)，以便于气流的流入，该进气口也可以通过单向进气阀来控制，以防止净化后空气的流出。该可旋转元件412包括至少一个扇叶，至少一个摩擦发电机411固定设置在该扇叶上，为了更好地保护可旋转元件412，在扇叶外面还可以设置保护罩。用于为可旋转元件412提供电能的电源模块413设置在部件本体的至少一个侧壁上，为了方便供电，可以紧邻可旋转元件412设置。为了更好地控制可旋转元件412供电，还可以在电源模块413和可旋转元件412之间设置控制可旋转元件412运转的开关(图中未示出)。为了方便用户携带，该气体净化部件410可以设计成可收缩部件的形式(当其为可收缩部件时，气流进入气体净化部件内部后，该气体净化部件膨胀并在内部形成腔体)，也可以是便携式箱体形式，但是本实用新型对此不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设定。

气体净化部件410在工作时，可旋转元件412带动设置在其扇叶上的摩擦发电机411旋转振动，摩擦发电机411在旋转振动影响下进行摩擦发电，并在输出电极上产生静电荷，该静电荷在电极之间形成高压静电场。外界空气在可旋转元件412的影响下流向气体净化部件410内部，当未净化气流经过可旋转元件412上的摩擦发电机411时，气流中的有害物质被摩擦发电机产生的高压静电场吸附，从而完成对气流的净化，使得进入到气体净化部件410内部的气体是净化后的气体。最后通过连接导管，将气体净化部件内净化后的气体输送到气体吸入部件，以供用户吸入。

在其他实施例中，摩擦发电机可以作为控制可旋转元件的传感器开关。当用户吸气时，因为摩擦发电机的材质比较轻薄，所以即使是很小的气流通过气体净化部件的进气孔也能驱动摩擦发电机输出电信号，此时的摩擦发电机类似一个传感器，能够在气流作用下输出电信号。此时，气体净化部件还包括一个控制模块，当接收到摩擦发电机输出的电信号时控制可旋转元件开启，这样可以使可旋转元件间歇性工作，达到延长可旋转元件使用寿命和节能的目的。

在本实用新型实施例中，气体净化部件210还包括捆绑部件211。该捆绑部件可以是可拆卸式的，在实际使用中，用户可以将捆绑部件211拆卸下来，将气体净化部件210直接放置在口袋里，实现便携式携带；或者，用户可以可以将捆绑部件211安装在气体净化部件210上，并通过捆绑部件211将气体净化部件210捆绑于身体的某个部位(例如胳膊或手臂等)，实现捆绑式携带。至于捆绑部件211的材质，本实用新型实施例不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设定。

为了方便进一步理解本方案，下面对摩擦发电机的具体构造予以阐述：

在本实用新型提供的气体净化装置中，每个摩擦发电机都包括至少两个电极层，和设置在上述至少两个电极层之间的至少一个振膜层。关于摩擦发电机的具体结构，本实用新型实施例给出了两种方案：

方案一：摩擦发电机的至少两个电极层和至少一个振膜层的第一端为固定在可旋转元件上的固定端，上述电极层和振膜层的第二端为自由端；其中，两个电极层分别为第一电极层和第二电极层，振膜层的第一端与第一电极层的第一端相互接触，振膜层的第一端与第二电极层的第一端相互分离。具体地，如图5所示，该摩擦发电机是一种三层结构的摩擦发电机，包括：两个电极层，即第一电极层51和第二电极层53，以及一个振膜层52，其中第一电极层51的第一端与振膜层52的第一端相连接，第二电极层53的第一端与振膜层52的第一端相分离，振膜层52为平板状，且拥有一个自由端54。当摩擦发电机随可旋转元件旋转振动时，气流从振膜层52第一端方向进入，带动振膜层52振动，从而在第一电极51和第二电极53之间形成高压静电场，该高压静电场能够吸附气流中的有害颗粒，以此达到净化空气的作用。其中，振膜层第一端与一个电极层的第一端相互分离的设置方式更加有利于气流从摩擦发电机的端部吹入摩擦发电机内部，进而促使摩擦发电机发电。另外，摩擦发电机的各层的第二端为自由端的设置方式更加有利于摩擦发电机随风摆动，并因摆动时的惯性作用而提升了发电效果。

方案二：摩擦发电机的两个电极层分别为第一电极层和第二电极层，上述第一电极层的第一端和第二端中的至少一端固定设置在可旋转元件上，同时，振膜层与电极层(第一电极层和/或第二电极层)之间通过弹性部件(例如弹性垫片和/或弹簧等)相互接触。具体地，如图6所示，第一电极层61的第一端和第二端中的至少一端固定设置在可旋转原件上，同时，振膜层62的第一端与第一电极层61的第一端通过弹性部件64(例如弹性垫片和/或弹簧等)相互接触，振膜层62也可以通过弹性部件64与第二电极层63的第一端相互接触(图中未示出)。这种结构的摩擦发电机因为设置了弹性部件64，振膜层62更容易产生振动，发电效果更佳。

上述两种方案并非对摩擦发电机具体结构的限制，而只是一种举例说明。例如，在上述实施例中，摩擦发电机内部的振膜层均为平板状，平板状的摩擦发电机易于制备、空气阻力小，能够更好地被风吹动。但是，在本发明其他的实施例中，还可以将摩擦发电机内部的振膜层设置为波纹状，波纹状的振膜层中的波峰部位以及波谷部位能够更好地与上下两侧的电极层相互摩擦，从而有利于提升发电效果。

再例如，因为可旋转元件的运转频率较大，能够有效带动摩擦发电机振动发电，所以摩擦发电机还可以不采用上述这种一端固定一端为自由端的结构，例如，也可以将摩擦发电机的一个电极层的两端均固定在可旋转元件上，将摩擦发电机的其他各层层叠设置在该电极层之上。在其他实施例中，除了以上三层结构的摩擦发电机，还可以为四层结构、五层居间薄膜结构或者五层居间电极结构的摩擦发电机，上述摩擦发电机都至少包括构成摩擦界面的两个表面，且具有能够形成高压电场的两个电极。具体地，四层结构的摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、第一振膜层、第二振膜层以及第二电极层，其主要依靠第一振膜层与第二振膜层之间的相互摩擦产生电荷，也可以同时依靠第一振膜层与第二振膜层之间、第一振膜层与第一电极层之间以及第二振膜层与第二电极层之间的相互摩擦来产生电荷。五层居间薄膜结构的摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、第一振膜层、居间振膜层、第二振膜层以及第二电极层，其主要依靠第一振膜层与居间振膜层之间以及居间振膜层与第二振膜层之间的相互摩擦产生电荷，也可以同时依靠第一电极层与第一振膜层之间、第一振膜层与居间振膜层之间、居间振膜层与第二振膜层之间以及第二振膜层与第二电极层之间的相互摩擦来产生电荷。五层居间电极结构的摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、第一振膜层、居间电极层、第二振膜层以及第二电极层，其主要依靠第一电极层与第一振膜层之间、第一振膜层与居间电极层之间、居间电极层与第二振膜层之间以及第二振膜层与第二电极层之间的相互摩擦来产生电荷。上述摩擦发电机中的电极层材质均为金属，振膜层材质均为高分子聚合物。由此可见，在三层结构的摩擦发电机中，主要依靠金属与聚合物相互摩擦；在四层结构的摩擦发电机中，主要依靠聚合物与聚合物相互摩擦；在五层居间薄膜结构的摩擦发电机中，主要依靠聚合物与聚合物相互摩擦；在五层居间电极结构的摩擦发电机中，主要依靠金属与聚合物相互摩擦。其中，金属与聚合物摩擦时，由于金属更易失去电子，因而发电效果更好。

本实用新型中采用的摩擦发电机均为可拆卸的，这样的装置可以多次重复利用，与一次性防雾霾装置相比大大节约了成本。另外，为了增加使用时的舒适度，优选采用柔性摩擦发电机。

而且，为了进一步提升空气净化效果，本实用新型可以在部件本体的每个侧壁上均设置一个或多个可旋转元件，每个可旋转元件又可以包括多个扇叶，每个扇叶上进一步设置一个或多个摩擦发电机，通过增加摩擦发电机的设置数量来提升净化效果。

由此可见，本实用新型提供的一种气体净化装置，通过可旋转元件带动摩擦发电机旋转振动，使摩擦发电机摩擦发电在输出电极中产生静电荷，同时产生可以吸附空气中有害颗粒的高压静电场，达到较好的空气净化效果，实现防雾霾的目的。同时，用于制作摩擦发电机的材料为高分子聚合物材料，比较轻薄，使得整个气体净化装置不仅轻薄、透气性好，而且佩戴方便易清洗。

综上所述，在本实用新型提供的一种气体净化装置中，通过摩擦发电机产生的高压静电场对空气中的有害物质进行吸附，能够更好的净化空气，使防雾霾效果更佳，更好地保护用户的身体健康。同时，由于摩擦发电机材质采用更轻薄的高分子聚合物材质，使得整个气体净化装置的透气性更好，结构更轻便。另外，气体净化装置中摩擦发电机的可拆卸式设计，使得该装置能够多次重复利用，大大降低了成本，更加节能环保。

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种气体净化装置，其特征在于，包括：气体净化部件以及气体吸入部件，所述气体净化部件的部件本体上设置有出气孔以及进气口，所述部件本体的内部形成腔体，且所述出气孔通过连接导管与所述气体吸入部件的进气孔相连，所述进气口用于使外界气流进入所述腔体；

其中，所述气体净化部件进一步包括：设置在所述部件本体上的可旋转元件，以及固定在所述可旋转元件上的至少一个摩擦发电机；其中，所述可旋转元件用于带动所述至少一个摩擦发电机旋转，所述至少一个摩擦发电机用于在旋转时产生用于吸附气体中的固体颗粒的静电场。

2.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述可旋转元件进一步包括：至少一个扇叶，且所述至少一个摩擦发电机固定在所述至少一个扇叶上。

3.根据权利要求1或2所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化部件的部件本体包括多个侧壁，且所述多个侧壁中的至少一个侧壁上设置有凹槽，所述可旋转元件嵌入或固定在所述至少一个侧壁的凹槽处。

4.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，每个摩擦发电机包括：至少两个电极层，以及设置在所述至少两个电极层之间的至少一个振膜层。

5.根据权利要求4所述的气体净化装置，其特征在于，所述至少两个电极层以及所述至少一个振膜层的第一端为固定在所述可旋转元件上的固定端，所述至少两个电极层以及所述至少一个振膜层的第二端为自由端。

6.根据权利要求5所述的气体净化装置，其特征在于，所述至少两个电极层包括：第一电极层和第二电极层，且所述至少一个振膜层的第一端与所述第一电极层的第一端相互接触，所述至少一个振膜层的第一端与所述第二电极层的第一端相互分离。

7.根据权利要求4所述的气体净化装置，其特征在于，所述至少两个电极层包括：第一电极层和第二电极层，且所述第一电极层的第一端和/或第二端固定设置在所述可旋转元件上；

并且，所述至少一个振膜层与所述第一电极层之间通过弹性垫片和/或弹簧相互接触，和/或，所述至少一个振膜层与所述第二电极层之间通过所述弹性垫片和/或弹簧相互接触。

8.根据权利要求4-7任一所述的气体净化装置，其特征在于，所述至少一个振膜层为平板状或波浪状。

9.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体吸入部件进一步包括：与所述进气孔相连的单向进气阀；和/或，

所述气体吸入部件进一步包括：出气孔以及与所述出气孔相连的单向出气阀。

10.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化部件为可收缩式部件或便携式箱体。

11.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体吸入部件为口罩或鼻罩。