CN103357503B - 自清洁空气净化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自清洁空气净化装置及方法，该装置包括一具有进风口和出风口的壳体，该壳体内装设有电吸解附系统；该电吸解附系统包括两电吸解附单元，该两电吸解附单元内都设吸附材料电极，该两电吸解附单元接通电源且使两电吸解附单元内的吸附材料电极带不同电极以分别为正吸附材料电极和负吸附材料电极，空气自进风口进入并经至少两电吸解附单元后从出风口吹出，通过正吸附材料电极和负吸附材料电极吸附空气中的污染物实现空气净化；另接水源，通过控制电源更换两电吸解附单元的吸附材料电极的极性，以解附吸附材料电极上的污染物，再配合水源清洗污染物以实现自清洁作用。

Description

自清洁空气净化装置及方法

技术领域

本发明涉及一种自清洁空气净化装置及方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对身体健康有了更高的要求，人们对空气质量的要求越来越高，近年来空气污染加重，特别是PM2.5空气凝胶悬浮物对人体的危害日益加剧，因此急切需要一种高效、自动、低运行成本的空气净化装置。

目前市场上的空气净化装置一般都是采用活性炭或活性炭纤维作为吸附材料的空气污染物吸附装置，该装置工作原理是空气经风机从活性炭纤维外层吸入，经活性炭纤维吸附除去污染物(悬浮物)后从出风口吹出。该装置在活性炭纤维完全空载前提下，吸附效果较好。也有一些装置其内还装有等离体发生器使之产生部分臭氧，通过臭氧杀灭活性炭纤维吸附体内的细菌，防止空气被二次污染，但由于臭氧的残留会带入空气中对人体形成危害，因此此法不宜在室内使用。还有一些装置其内还装有紫外线发生装置，它发出紫外线用于消毒，其理论上似乎可行，但实际上由于紫外线的穿透力，特别是在活性炭纤维中，穿透效果非常有限，而隐藏在活性炭纤维内的较大空穴里的细菌难以被照射而杀灭。如果直接照射已净化的空气则又需要相当强大的光源和低速的流量，这会限制了室内空气的流通速度，降低了杀菌效率。再者该装置已发挥主要作用的活性炭纤维很容易吸附饱和，一旦饱和就再也无法再吸附，且还有自然解附而重新污染空气的可能。目前产品一般采取更换吸附材料的方法来达到持续使用的目的，这样势必提高运行成本，而且，有效净化时间难以准确计算，难以在准确的饱和时点更换，如晚换则存在空气被再次污染的危害。因此目前流行市场的装置仅在新安装几天内有效而后则会产生二次污染，所以也可以说是弊大利小的危险产品。

发明内容

本发明提供了自清洁空气净化装置及方法，其克服了背景技术中自清洁空气净化装置及方法所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：

自清洁空气净化装置，包括一具有进风口和出风口的壳体，该壳体内装设有电吸解附系统；该电吸解附系统包括两电吸解附单元，该两电吸解附单元内都设吸附材料电极，该两电吸解附单元接通电源且使两电吸解附单元内的吸附材料电极带不同电极以分别为正吸附材料电极和负吸附材料电极，空气自进风口进入并经至少两电吸解附单元后从出风口吹出，通过正吸附材料电极和负吸附材料电极吸附空气中的污染物实现空气净化；另接水源，通过控制电源更换两电吸解附单元的吸附材料电极的极性，以解附吸附材料电极上的污染物，再配合水源清洗污染物以实现自清洁作用。

一实施例之中：还包括电解系统，该电解系统包括电极组，该电极组包括正极和负极，该电解系统配合水源，接通电源的电极组电离激发水源的水，使水中余氯被激发成氧化态氯，清洗过程中通过氧化态氯对电吸解附系统进行灭菌消毒。

一实施例之中：该电吸解附单元包括第一电极和第二电极，该第二电极和第一电极间隔，该吸附材料电极设在第一电极和第二电极间；该第一电极和第二电极都电接电源的一极，该吸附材料电极电接电源的另一极。

一实施例之中：该壳体包括外壳和中心管，该中心管设在外壳内，该进风口设在外壳，该出风口设在中心管；该两电吸解附单元设在外壳和中心管间且使得空气依次通过两电吸解附单元。

一实施例之中：该两电吸解附单元上下布置且它们间通过绝缘网布绝缘，该第一电极连接中心管，该第二电极连接外壳，该第二电极包围第一电极。

一实施例之中：该壳体设密封部分，用于在空心净化时空气能流通，在自清洁时能密封避免水流外漏。

一实施例之中：该电解系统还包括一内形成腔体的容器，该容器设接通腔体的一进水口和一出水口，该电极组插入腔体内；该容器的进水口能接通水源，该容器的出水口出水，该出水用于清洗电吸解附单元。

一实施例之中：还能装拆连接有一水瓶，该水瓶内装有水源，该水瓶具有供水口和回收口，该供水口通过水泵接通容器，该供水口设过滤网，该回收口用于回收清洗后的水。

一实施例之中：该壳体内还装接有加热装置，用于烘干电吸解附单元。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：

自清洁空气净化方法，包括空气净化部分和自清洁部分；

该空气净化部分包括：

电吸附污染物步骤，接通电源以使两电吸解附单元内的吸附材料电极带不同电极且分别为正吸附材料电极和负吸附材料电极，空气自进风口进入并经至少两电吸解附单元后从出风口吹出，通过正吸附材料电极和负吸附材料电极吸附空气中的污染物实现空气净化；

该自清洁部分包括：

电解附污染物步骤，接通电源以使两电吸解附单元内的吸附材料电极带不同电极且与电吸附污染物步骤的极性相反，以能解附吸附材料电极的污染物，另接水源，通过水源清洗污染物以实现自清洁作用。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

空气净化装置设两电吸解附单元，两电吸解附单元内都设吸附材料电极，两电吸解附单元接通电源且使两电吸解附单元内的吸附材料电极带不同电极以分别为正吸附材料电极和负吸附材料电极，空气自进风口进入并经至少两电吸解附单元后从出风口吹出，通过附材料电极电场吸附空气中的污染物实现空气净化，一方面，由于存在电吸附作用，吸附效率高，吸附彻底，而且使得该污染物无法自然解附，在空气净化过程中也不会被空气带出，能防止出现二次污染，另一方面，通过控制电源更换两电吸解附单元的吸附材料电极的极性，能电解附污染物，配合水源清洗，使污染物和水混合再排出，以实现自清洁作用，所需水量少，达到较长期免更换，高效、成本低且保持吸附材料电极清洁。

设电解系统，电解系统能电解水，使水中余氯被激发成氧化态氯，使水变为消毒水，一方面，消毒水在清洗过程中对电吸解附系统进行灭菌消毒，可以有效杀灭吸附材料电极的细菌，使吸附材料电极清洁无菌，另一方面，根据需要，可挥发出适量极微量(在人体无害内的浓度)的氧化态氯水雾对空气进行灭菌去味，以达到高品质空气的水平。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了一较佳实施例的自清洁空气净化装置的结构示意图。

具体实施方式

请查阅图1，自清洁空气净化装置，包括一壳体10，该壳体10内装设有电吸解附系统20和电解系统30。

该壳体10包括外壳11和中心管12。该中心管12设在外壳11内，该外壳11具有一底壁、一由底壁周缘向上延伸的周壁和一连接在周壁顶端口的顶壁，该周壁上部分设进风口，该中心管12顶端口设为出风口且穿过顶壁，该中心管12下部分设贯穿内外的通风口，最好，在该出风口处设风扇13，以加快空气净化效率和净化量。该风扇13例如采用涡扇。实际上，也可不采用本实施例壳体的结构，采用其它结构，只要壳体设进风口和出风口，而且使得空气自进风口进入时至少经两电吸解附单元后再从出风口吹出即可。该壳体10材料可选用钢、不锈钢、塑料等且不限于该些材料，其形状不限但最好以可以安装完整既有模块和部件为宜。

该电吸解附系统20包括两电吸解附单元21、22，该两电吸解附单元21、22内都设吸附材料电极211、221，该两电吸解附单元21、22接通电源且使两电吸解附单元21、22内的吸附材料电极211、221带不同电极以分别为正吸附材料电极和负吸附材料电极，空气自进风口进入并经至少两电吸解附单元后从出风口吹出，通过正吸附材料电极和负吸附材料电极形成正电场和负电场吸附空气中的污染物实现空气净化，这样既可提高吸附速率，又可防止活性炭纤维的自然解附和空气吹脱污染物而造成的二次污染。

一优选方案中，该两电吸解附单元21、22上下布置在外壳11内，中心管12外的环形空间内，且它们间通过绝缘网布23绝缘，以使所有空气都通过两电吸解附单元21、22时，空气中的污染物能被吸附，吸附净化后才从出风口吹出。

本实施例之中，该电吸解附单元21、22包括第一电极212、222和第二电极213、223，该第二电极213、223和第一电极212、222间隔，该吸附材料电极211、221设在第一电极212、222和第二电极213、223间。该吸附材料电极例如为活性炭纤维(ACF)，但并不以此为限，也可采用其它吸附材料电极，如沸石；该吸附材料电极可加工为电极形状，如适配第一电极和第二电极间距的棒状，但并不以此为限，根据需要，也可采用粉或颗粒造型等方式填充在第一电极和第二电极间。

该一电吸解附单元21的第一电极212和第二电极213都电接电源的正极，该吸附材料电极211电接电源的负极；该另一电吸解附单元22的第一电极222和第二电极223都电接电源的负极，该吸附材料电极221电接电源的正极。该第一电极212、222包围连接中心管12，该第二电极213、223连接外壳11周壁内壁，该第二电极213、223包围第一电极212、222。最好，在中心管12和第一电极212、222间设绝缘网布，在外壳11内壁和第二电极213、223间设绝缘网布，该第一电极212、222、第二电极213、223和吸附材料电极211、221间都设绝缘网布。该绝缘网布绝缘电极，但不会限制空气流通。该第一电极和第二电极材料可选用不溶性电极，例如：钛或钛基氧化物涂层、镀层(钛基外设有氧化物)、不锈钢电极或不溶性无毒稳性电极如铂电极，陶瓷电极等等。

需自清洗时，通过控制电源更换两电吸解附单元21、22的吸附材料电极211、221的极性，以解附吸附材料电极211、221上的污染物，再配合水源清洗污染物以实现自清洁作用。该清洗例如采用冲洗或浸泡。具体实施方式如：在吸附材料内充满水源，然后控制电源更换两电吸解附单元21、22的吸附材料电极211、221的极性以解附污染物，解附时用水泵循环，以清洗，即可带出污染物，以实现自清洁。

该电解系统30，包括电极组，该电极组包括正极和负极，该电解系统配合水源，接通电源的电极组电离激发水源的水，使水中余氯被激发成氧化态氯，例如CLO₂，以形成为消毒水，清洗过程中通过氧化态氯对电吸解附系统进行灭菌消毒。该水源的水质例如为自来水。

本实施例之中，该电解系统30还包括一内形成腔体的容器，该容器设接通腔体的一进水口和一出水口，该电极组插入腔体内；该容器的进水口能接通水源，该容器的出水口出水，该出水为消毒水，用于清洗电吸解附单元。该水源的供应例如采用如下结构：还能装拆连接有一水瓶40，该水瓶40内装有水源，例如自来水，该水瓶40具有供水口和回收口，该供水口通过水泵41接通容器，该回收口用于回收清洗后的水，最好，该供水口设过滤网，以过滤掉回收口带回的杂质物。由于很少的水量即可实现自清洁，因此可以采用本结构实现供水，采用本结构供水，结构简单，成本低，而且，只要通过更换该瓶的水源即可达到自清洁目的。但并不以该结构为限，根据需要该容器可直接外界的供水源，例如直接在家用自来水水管处。该回收口处设一电磁阀42，以控制回收口打开或关闭。根据需要，该电解系统30也可不设在壳体10内，设在壳体10外，只要出水口的消毒水能清洗到吸附材料电极即可。

根据需要，还可设一抽水泵，该抽水泵的一进口设在壳体底部，一出口连接回收口，以通过抽水泵将壳体内的水抽至水瓶中。

例如，本实施例之中，只要激发出达到1-10ppmCLO₂含量的消毒水，再配合水源清洗污染物，浸泡电吸解附单元1-30分钟，即可灭杀99.9％以上细菌，然后再进行循环清洗，最后用微波或热气吹干。残留在吸附材料电极内的消毒水蒸发或加热挥发后，还可使之消毒室内空气和清新空气(去味)的方法。

本实施例之中，电解系统30和水瓶40都装接在壳体10内，因此最好另设密封部分，用于在空气净化时空气能流通，在自清洁时能密封以避免水流外漏。该密封部分可直接采用一过滤布，该过滤布能供空气流通，但能限制水流外漏。但并不以此为限，根据需要，还可采用其它方案实现，例如设置一能活动密封座，该密封座在密封位置和非密封位置间活动，自清洁时，密封座处于密封位置，空气净化时，密封座处于非密封位置。

本实施例之中，该电解系统30可设在壳体内任何位置，例如设在壳体内底部，根据需要，该电解系统30的出水口可直接位于底部，自清洁时，出水量不断增多使得电吸解附系统被消毒水完全浸泡，或者，该出水口还可通过水管引至顶部，由顶部向下流动，流动过程中冲洗电吸解附系统。当然了，不设电解系统时，水源出水口设置位置也可如上述记载。

本实施例之中，该壳体10内还装接有加热装置50，用于在自清洁后，烘干电吸解附单元的吸附材料的消毒水。该加热装置50例如采用加热管加热、吹热风加热、微波加热等等，该加热装置例如插接吸附材料电极中，以使活性炭纤维的吸附材料电极内的残留消毒水分被蒸发或热气吹脱。根据需要，可配合风扇13，由风扇13提高进风量和进风速度，以使残留消毒水分被蒸发或热气吹脱。根据需要，如需干燥环境，则可出风口处设吸湿材料60，使出风口吹出的气体经吸湿材料吸湿后再吹出。该吸湿材料如沸石分子筛，但并不以此为限，根据需要也可采用沸石。该出风口还可连接两出风道另设一切换机构，一出风道设吸湿材料60，另一出风道不设吸湿材料60，如需干燥空气时，切换出风道使带吸湿材料60的出风道接通出风口，如需潮湿空气时，以实现室内消毒，切换出风道使不带吸湿材料60的出风道接通出风口。

为了便于控制，最好设一控制器，其作用可是根据设定按设定程序完成空气净化和解附自清洁工作过程。该控制器电接电接系统30的电极组、电吸解附单元21、22的电极、加热装置50、水泵41、电磁阀42。该控制器还电接有一控制面板71或多个开关组，则通过控制面板71或多个开关组能控制空气净化或自清洁。另可通过外界电源电接控制器，以为它们提供电能，但也可采用蓄电池或干电池实现电能供给。该控制器可采用软件控制，也可采用其它结构，该其它结构例如为：包括一PLC70模块，该PLC70模块信号连接电接系统30的电极组、电吸解附单元21、22的电极、加热装置50、水泵41、电磁阀42。以自动控制浸泡时间和清洁循环清洗时间，自清洁工作完成关停电磁阀、关停点解系统、关停水泵、亮清理水瓶指示灯。并在自动控制的操作下打开道，打开加热装置，打开涡扇，并根据湿度的需要打开或关闭沸石分子筛吸湿通道。水分吹脱完成又回到空气吸附时净化状态。根据需要，该控制面板71可设在一设在顶壁之上的外壁上，以便用户操作，根据需要，还可采用无线控制方式，如红外线控制等。

为了实现自动控制，最好增设一传感器，该传感器用于检测净化空气量，根据需要，该传感器如也可采用计时器，用于判断自净化时间。该传感器信号连接控制器，如信号连接PLC70，则至净化空气量或净化时间到预定时间后，控制器开设控制实现自清洁功能。

自清洁空气净化方法，包括空气净化部分和自清洁部分；

该空气净化部分包括：

电吸附污染物步骤，接通电源以使两电吸解附单元内的吸附材料电极带不同电极且分别为正吸附材料电极和负吸附材料电极，空气自进风口进入并经至少两电吸解附单元后从出风口吹出，通过正吸附材料电极和负吸附材料电极吸附空气中的污染物实现空气净化；

吸附材料电极吸附趋于饱和时，通过PLC70控制电源交换电极进行电解附和自清洁工作，该自清洁部分包括：

电离激发水步骤，通过电极电离激发水，使水中余氯被激发成氧化态氯，使水变为消毒水；

电解附污染物步骤，接通电源以使两电吸解附单元内的吸附材料电极带不同电极且与电吸附污染物步骤的极性相反，以能解附吸附材料电极的污染物，另接水源，通过水源清洗污染物以实现自清洁作用。

本发明可根据使用场合之不同制成室内用机、室内外空气净化机、车内空气净化机、且自动化程度高，运行成本低廉，省去经常更换滤芯的麻烦和费用，又兼得室内空气杀菌去味清新之功效。且所用自清洁水用市政自来水即可，每次仅1升以上即可。对于净化空气中的PM2.5及其它污染物有着独特的效果。将对提高室内车内空气质量起到极大的社会经济效益。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (9)

1.自清洁空气净化装置，其特征在于：包括一具有进风口和出风口的壳体，该壳体内装设有电吸解附系统；该电吸解附系统包括两电吸解附单元，该两电吸解附单元内都设吸附材料电极，该两电吸解附单元接通电源且使两电吸解附单元内的吸附材料电极带不同电极以分别为正吸附材料电极和负吸附材料电极，空气自进风口进入并经至少两电吸解附单元后从出风口吹出，通过正吸附材料电极和负吸附材料电极吸附空气中的污染物实现空气净化；另接水源，通过控制电源更换两电吸解附单元的吸附材料电极的极性，以解附吸附材料电极上的污染物，再配合水源清洗污染物以实现自清洁作用；还包括电解系统，该电解系统包括电极组，该电极组包括正极和负极，该电解系统配合水源，接通电源的电极组电离激发水源的水，使水中余氯被激发成氧化态氯，清洗过程中通过氧化态氯对电吸解附系统进行灭菌消毒。

2.根据权利要求1所述的自清洁空气净化装置，其特征在于：该电吸解附单元包括第一电极和第二电极，该第二电极和第一电极间隔，该吸附材料电极设在第一电极和第二电极间；该第一电极和第二电极都电接电源的一极，该吸附材料电极电接电源的另一极。

3.根据权利要求2所述的自清洁空气净化装置，其特征在于：该壳体包括外壳和中心管，该中心管设在外壳内，该进风口设在外壳，该出风口设在中心管；该两电吸解附单元设在外壳和中心管间且使得空气依次通过两电吸解附单元。

4.根据权利要求3所述的自清洁空气净化装置，其特征在于：该两电吸解附单元上下布置且它们间通过绝缘网布绝缘，该第一电极连接中心管，该第二电极连接外壳，该第二电极包围第一电极。

5.根据权利要求1所述的自清洁空气净化装置，其特征在于：该壳体设密封部分，用于在空心净化时空气能流通，在自清洁时能密封避免水流外漏。

6.根据权利要求1所述的自清洁空气净化装置，其特征在于：该电解系统还包括一内形成腔体的容器，该容器设接通腔体的一进水口和一出水口，该电极组插入腔体内；该容器的进水口能接通水源，该容器的出水口出水，该出水用于清洗电吸解附单元。

7.根据权利要求6所述的自清洁空气净化装置，其特征在于：还能装拆连接有一水瓶，该水瓶内装有水源，该水瓶具有供水口和回收口，该供水口通过水泵接通容器，该供水口设过滤网，该回收口用于回收清洗后的水。

8.根据权利要求1所述的自清洁空气净化装置，其特征在于：该壳体内还装接有加热装置，用于烘干电吸解附单元。

9.自清洁空气净化方法，其特征在于：包括空气净化部分和自清洁部分；

该空气净化部分包括：

电吸附污染物步骤，接通电源以使两电吸解附单元内的吸附材料电极带不同电极且分别为正吸附材料电极和负吸附材料电极，空气自进风口进入并经至少两电吸解附单元后从出风口吹出，通过正吸附材料电极和负吸附材料电极吸附空气中的污染物实现空气净化；

该自清洁部分包括：

电离激发水步骤，通过电极电离激发水，使水中余氯被激发成氧化态氯，使水变为消毒水；

电解附污染物步骤，接通电源以使两电吸解附单元内的吸附材料电极带不同电极且与电吸附污染物步骤的极性相反，以能解附吸附材料电极的污染物，另接经电极电离激发的水源，通过水源清洗污染物以实现自清洁作用。