CN103363593A - 一种模块化强化集成室内空气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化强化集成室内空气净化装置，包括主体框架单元(1)，进风口模块(2)，出风口模块(3)，初步过滤模块(4)，初步过滤模块(4)空气驱动模块(5)，纳米吸附模块(6)，光催化模块(7)，在主体框架单元(1)外部或内部设置有控制单元，主体框架单元(1)具有四个边的框架，形成闭合管路，管路的外边框和顶边框与屋内的墙和顶部贴合；该装置采用模块化设计，维修及更新成本低，效率高，有效改善了用户的居舍环境，主动清除室内空气中的PM2.5有害颗粒、除尘除味及灭菌消毒，并可以根据用户需求改变模块的功能，不受更新换代的限制。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化领域，尤其是一种模块化强化集成室内空气净化装置。
背景技术
阳光、空气和水是地球上所有生物赖以生存的重要因素，而空气则是其中最重要的，因为离开了空气，一切生命现象将比离开阳光和水更快地终结。人们很早就知道空气里的氧和二氧化碳是人类气体代谢所必需的成分。后来又进一步了解到空气里所带的电荷对生物界也有十分重要的影响。经过近70～80年的研究，终于逐步探明，在大气中的各气体成分不完全是以分子的方式存在，其中还有一部分是以离子状态存在的，离子所带的电荷有正有负，其数量在不同的气象及地理条件下可有很大的变化。离子化空气的发现，解释了某些气候生理学方面的问题，并提供了制造人工的局部范围电离空气是防治疾病的理论基础。目前，环境污染严重威胁着人类的健康，迫切需要净化生存空间，改善环境卫生，空气净化日益受到重视，并已成为公共场所、学校、工矿的物理预防措施。气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的雾霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发1/10大小，被吸入人体后会进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。
本发明之目的，是向社会公开一种模块化强化集成室内空气净化装置。绿色环保，节能无碳。大量释放的负离子，有效改善了用户的居舍环境，主动消除室内空气中的PM2.5有害颗粒、除尘除味及灭菌消毒，对室内空气清新成等同于大自然的生态环境；从实质提高了最为基础的生活质量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种模块化强化集成室内空气净化装置。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于，包括：
主体框架单元(1)，其具有四个边的框架，形成闭合管路，管路的外边框和顶边框与屋内的墙和顶部贴合；具有电源单元，用以与外部电源连接并通过控制器给室内空气净化装置供电，在主体框架内部布线将电流输送到每个电源插槽上；
在闭合管路上具有若干个模块插槽，能够将空气净化所需的各个单元模块置于其中，每个模块插槽对应设置有电源插槽，用以给各个单元模块供电，插槽与各个单元模块之间气密性连接以使得二者接缝处将管路内部与外界气密性隔离；
进风口模块(2)，其置于框架的一边与其对应的进风模块插槽中，进风口模块的电源与进风模块插槽中的电源插槽连接；
出风口模块(3)，其置于与进风口模块所在的框架边平行相对的一边的出风口模块插槽中，出风口模块的电源与出风口模块插槽中的电源插槽连接；
初步过滤模块(4)，共2个初步过滤模块(4)，分别设置在进风口模块(2)的两侧，与进风口模块位于同一框架边上，用于收集除掉PM2.5级粉尘；
空气驱动模块(5)，共2个，相对平行对称分别设置于进风口和出风口模块不同的框架边上，其用于加强气流在框架内部的流动；
所述的纳米吸附模块(6)，共2个，分别与空气驱动模块(5)对应设置在气体流出口处，并与空气驱动模块(5)设置在相同的框架边上，用于对空气进行强化净化；
所述的光催化模块(7)，共2个，分别设置在出风口模块(3)的两侧，用以消除空气中的有害病菌；
所述出风口模块(3)中还设置有负离子发生器；
所述的进风口模块，出风口模块设置有PM2.5探测装置，所述初步过滤模块(4)、纳米吸附模块(6)、光催化模块(7)以及负离子发生器均设置有失效探测装置；
在主体框架单元(1)外部或内部设置有控制单元，其分别与各个模块的电源以及PM2.5探测装置和/或失效探测装置相连接，控制单元用来控制各个模块的开关供电，同时接收PM2.5探测装置和/或失效探测装置发送过来的信号，然后将信号反馈到显示面板，用以供用户判断是否开启室内空气净化装置以及是否更换失效模块。
更进一步地，所述的纳米吸附模块(6)的过滤膜为层状结构，分别由外层、里层和中间层构成，所述中间层包含纳米级过滤网层；所述纳米级过滤网层包含第一蜂窝状光触媒滤网层、位于所述蜂窝状光触媒滤网层一侧的第一固载纳米二氧化钛滤网层、位于所述第一固载纳米二氧化钛滤网层另一侧的第二蜂窝状光触媒滤网层以及位于所述第二蜂窝状光触媒滤网层另一侧的第二固载纳米二氧化钛滤网层，所述第一蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.05-0.1mm，厚度为0.3～0.5mm；第二蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.03～0.06mm，厚度为0.3～0.5mm；所述第一固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性炭的体积含量为50-60％，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆；所述第二固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性肽的体积含量为60～70％，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆。
更进一步地，本发明的所述初步过滤模块(4)包括壳体(40)，静电吸附模块进风口(41)，静电吸附模块出风口(42)，进风过滤网层(43)，多孔电极(44)，复合锥形电极(45)，高压电源(46)、出风口过滤芯(47)，所述静电吸附模块进风口内设有进风过滤网层(43)，所述多孔电极(44)设置在进风过滤网层(43)的另一侧，所述多孔电极(44)开设有多个通孔(49)，该通孔的厚度为10mm-12mm，多孔电极连接高压电源一个输出端，所述复合锥形电极(45)插入到多孔电极(44)开设的孔洞中，该复合锥形电极(45)包括一根主锥形电极(410)和多根沿主锥形电极的锥形斜面倾斜设置的次锥形电极(411)，多个复合锥形电极连接一根电极联通棒(412)，所述电极联通棒连接高压电源另一个输出端，静电吸附模块出风口处设置有出风口过滤芯(47)，该静电吸附模块出风口过滤芯包括最外层的与高压电源一个输出端连接的第一锥形静电吸附网(413)，和靠近第一锥形静电吸附网的与高压电源另一个输出端连接的第二锥形静电吸附网(414)，第二锥形静电吸附网靠静电吸附模块出风口一侧设有一层出风过滤网层(415)。
更进一步地，所述进风口模块和出风口模块均包括有气流驱动装置，用于将空气吸入和排出。
更进一步地，所述出风口和进风口的流动气体的方向为立体扇形，与墙面的角度为0-180度，与地面或顶面的角度为0-90度。
最优的是，与墙面的角度为0-90度，与地面或顶面的角度为45度
更进一步地，每个模块与插槽用螺丝固定在一起，每个模块与插槽解除的边缘使用密封垫进行气密性连接，而每个模块的进风口和出风口与所述的框架联通。
更进一步地，其还在主体框架的的出风口模块附近或主题框架的四个角设置有气体流量探测装置，用以检测空气流量是否达到一定的程度以符合净化效率的要求，将检测结果反馈到显示面板，以方便用户判断是否增加空气驱动模块或升高/减低空气驱动模块的功率。
更进一步地，对于屋内墙体不是正方形或长方形的情况，主体框架单元(1)的管路的外边框和顶边框与屋内的墙和顶部贴合，形成闭合管路。
更进一步地，所述主体框架单元(1)的管路外面包覆有装饰材料。
更进一步地，其中的模块与插槽连接方式为卡扣式方式连接，其接触边缘气密性连接。
更进一步地，可替代的，主体框架单元(1)，其具有四个边的框架，形成闭合管路，管路的外边框和顶边框与屋内的墙和地面贴合。
更进一步地，还具有换气模块，其与户外空气或空调出风口连接，位置设置在进风口模块(2)附近或取代进风口模块，用以实现室外空气或温度调解后的空气的净化。
更进一步地，还具有空气温度调节模块，其设置在出风口模块的两侧，用以改变室内空气的温度，通过加热和冷却的方式。
更进一步地，在管路上具有若干个模块插槽，而当插槽中不设置有空气净化单元模块时，在插槽位置设置有与主体框架单元(1)的管路相气密性连接的挡板，用以防止管路中的气体外泄，同时保证管路内的气体顺畅流动。
更进一步地，还包括一种使用上述模块化强化集成室内空气净化装置净化室内空气的方法。
本发明的效果在于：模块化强化集成室内空气净化装置用来净化室内空气，其施工成本以及原料成本低，占地面积小，同时净化效率高，采用模块化设计，维修及更新成本低，效率高，有效改善了用户的居舍环境，主动清除室内空气中的PM2.5有害颗粒、除尘除味及灭菌消毒，对室内空气清新成等同于大自然的生态环境；从实质提高了最为基础的生活质量。另外这种模块化的设计根据实际需要增加或减少除尘净化模块，兼顾了节能与环保。
另外，通过设置纳米级过滤网层各层的具体孔径和厚度，使得该过滤网层在保证吸附纳米级污染物和细菌的同时，保证气体通过效率。本发明各层孔径的设计较现有纳米级过滤网层的孔径较大，但是由于设置了四层网层，可以保证纳米级的过滤效率达到90％以上，但是又不会导致气体流动困难。
附图说明
图1是本发明的房间为规整的正方形或长方形时的结构示意图。
图2为纳米吸附模块6的过滤膜的层状结构示意图；
其中：61，第一蜂窝状光触媒滤网层；62，第一固载纳米二氧化钛滤网层；63，第二蜂窝状光触媒滤网层；64，第二固载纳米二氧化钛滤网层。
图3为为静电吸附模块正面剖视图。
图4为多孔电极结构图。
具体实施方式
实施例1
一种模块化强化集成室内空气净化装置，包括：主体框架单元1，其具有四个边的框架，形成闭合管路，管路的横截面积为20cm*20cm的正方形，管路的外边框和顶边框与屋内的墙和顶部贴合；施工时可以在装修前或装修后将框架固定在顶部，在外层覆盖有石膏板；
其具有电源单元，用以与外部电源连接给室内空气净化装置供电，在框架内部布线与电源单元以及电源插槽连接；
在管路上具有若干个模块插槽，用以将空气净化单元模块置于其中，每个模块插槽对应电源插槽，用以给空气净化单元模块供电，插槽与空气净化单元模块之间气密性连接以使得二者接缝处与外界气密；而其中的某些基本插槽在安装前已经开好，而其他的一些需要后续增加的插槽可以不开，在需要增加模块时再添加插槽，并进行相应的布线。
进风口模块2，其置于框架的一边与其对应的进风模块插槽中，进风口模块的电源与进风模块插槽中的电源插槽连接；
出风口模块3，其置于与设置进风口模块的框架边平行相对的一边的出风口模块插槽中，出风口模块的电源与出风口模块插槽中的电源插槽连接；
初步过滤模块4，初步过滤模块4设置在进风口模块2的两侧，与进风口模块位于同一框架边上，用于收集除掉PM2.5级粉尘；
空气驱动模块5，相对分别设置于进风口和出风口模块不同的框架边上，其用于加强气流在框架内部的循环；
纳米吸附模块6，与空气驱动模块5对应设置在相同的框架边上，用于对空气进行强化净化；
光催化模块7，设置在出风口模块3的两侧，用以消除空气中的有害病菌；
所述出风口模块3中还设置有负离子发生器；
所述的进风口模块，出风口模块上均纳米吸附模块6设置有PM2.5探测装置，所述初步过滤模块4、纳米吸附模块6、光催化模块7以及负离子发生器均设置有失效探测装置；
上述模块与管路气密性连接，通过管路的气体在经过模块时全部从模块内经过不会外露；
在主体框架单元1外部或内部设置有控制单元，其分别与各个模块的电源以及PM2.5探测装置和/或失效探测装置相连接，控制单元用来控制各个模块的开关供电，同时接收PM2.5探测装置和/或失效探测装置发送过来的信号，然后将信号反馈到显示面板，用以供用户判断是否开启室内空气净化装置以及是否更换失效模块。
图1中的箭头表示空气运动的方向。
实施例2
在实施例1的基础之上，使得所述的纳米吸附模块(6)的过滤膜为层状结构，如图2所示，分别由外层、里层和中间层构成，所述中间层包含纳米级过滤网层；所述纳米级过滤网层包含第一蜂窝状光触媒滤网层、位于所述蜂窝状光触媒滤网层一侧的第一固载纳米二氧化钛滤网层、位于所述第一固载纳米二氧化钛滤网层另一侧的第二蜂窝状光触媒滤网层以及位于所述第二蜂窝状光触媒滤网层另一侧的第二固载纳米二氧化钛滤网层，所述第一蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.1mm，厚度为0.4mm；第二蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.06mm，厚度为0.35mm；所述第一固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性炭的体积含量为52％，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆；所述第二固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性肽的体积含量为63％，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆。
实施例3
在实施例1或2的基础之上，如图3-4所示，所述初步过滤模块(4)包括壳体(40)，静电吸附模块进风口(41)，静电吸附模块出风口(42)，进风过滤网层(43)，多孔电极(44)，复合锥形电极(45)，高压电源(46)、出风口过滤芯(47)，所述静电吸附模块进风口内设有进风过滤网层(43)，所述多孔电极(44)设置在进风过滤网层(43)的另一侧，所述多孔电极(44)开设有多个通孔(49)，该通孔的厚度为11mm，多孔电极连接高压电源一个输出端，所述复合锥形电极(45)插入到多孔电极(44)开设的孔洞中，该复合锥形电极(45)包括一根主锥形电极(410)和多根沿主锥形电极的锥形斜面倾斜设置的次锥形电极(411)，多个复合锥形电极连接一根电极联通棒(412)，所述电极联通棒连接高压电源另一个输出端，静电吸附模块出风口处设置有出风口过滤芯(47)，该静电吸附模块出风口过滤芯包括最外层的与高压电源一个输出端连接的第一锥形静电吸附网(413)，和靠近第一锥形静电吸附网的与高压电源另一个输出端连接的第二锥形静电吸附网(414)，第二锥形静电吸附网靠静电吸附模块出风口一侧设有一层出风过滤网层(415)。
实施例4
在实施例1-3的基础之上，可选择的在紧邻出风口两侧设置空气温度调节模块，用以改变室内空气的温度，通过加热和冷却的方式。
上述装置可以通过模块的设置使得室内空气达到用户的各种要求，并且实现起来方便简单，同时在长时间使用过程中，本装置的清理与更换也十分方便。经过上述装置对室内空气净化，净化效率高，面积大，成本比通常的空气净化器节约50％还多，并且不会收到技术更新的限制，一旦有新的净化技术的诞生，可以把新技术集成在模块里，融入到本装置的插槽中，以实现更加高效节能易用的空气净化。
进一步地，本发明创新性的设计了两个初步过滤模块4和纳米吸附模块6，其特定的结构，使得净化效率和效果大大地提高。
应用本发明的装置可以创造良好的室内环境，并且可以适应科技发展的快速发展，适时替换新技术模块。
以上所述仅是本发明的实施方式，故凡依本发明的范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (10)
1.一种模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于，包括：
主体框架单元(1)，其具有四个边的框架，形成闭合管路，管路的外边框和顶边框与屋内的墙和顶部贴合；具有电源单元，用以与外部电源连接并通过控制器给室内空气净化装置供电，在主体框架内部布线将电流输送到每个电源插槽上；
在闭合管路上具有若干个模块插槽，能够将空气净化所需的各个单元模块置于其中，每个模块插槽对应设置有电源插槽，用以给各个单元模块供电，插槽与各个单元模块之间气密性连接以使得二者接缝处将管路内部与外界气密性隔离；
进风口模块(2)，其置于框架的一边与其对应的进风模块插槽中，进风口模块的电源与进风模块插槽中的电源插槽连接；
出风口模块(3)，其置于与进风口模块所在的框架边平行相对的一边的出风口模块插槽中，出风口模块的电源与出风口模块插槽中的电源插槽连接；
初步过滤模块(4)，共2个初步过滤模块(4)，分别设置在进风口模块(2)的两侧，与进风口模块位于同一框架边上，用于收集除掉PM2.5级粉尘；
空气驱动模块(5)，共2个，相对平行对称分别设置于进风口和出风口模块不同的框架边上，其用于加强气流在框架内部的流动；
所述的纳米吸附模块(6)，共2个，分别与空气驱动模块(5)对应设置在气体流出口处，并与空气驱动模块(5)设置在相同的框架边上，用于对空气进行强化净化；
所述的光催化模块(7)，共2个，分别设置在出风口模块(3)的两侧，用以消除空气中的有害病菌；
所述出风口模块(3)中还设置有负离子发生器；
所述的进风口模块，出风口模块设置有PM2.5探测装置，所述初步过滤模块(4)、纳米吸附模块(6)、光催化模块(7)以及负离子发生器均设置有失效探测装置；
在主体框架单元(1)外部或内部设置有控制单元，其分别与各个模块的电源以及PM2.5探测装置和/或失效探测装置相连接，控制单元用来控制各个模块的开关供电，同时接收PM2.5探测装置和/或失效探测装置发送过来的信号，然后将信号反馈到显示面板，用以供用户判断是否开启室内空气净化装置以及是否更换失效模块。
2.如权利要求1所述的模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于，所述的纳米吸附模块(6)的过滤膜为层状结构，分别由外层、里层和中间层构成，所述中间层包含纳米级过滤网层；所述纳米级过滤网层包含第一蜂窝状光触媒滤网层、位于所述蜂窝状光触媒滤网层一侧的第一固载纳米二氧化钛滤网层、位于所述第一固载纳米二氧化钛滤网层另一侧的第二蜂窝状光触媒滤网层以及位于所述第二蜂窝状光触媒滤网层另一侧的第二固载纳米二氧化钛滤网层，所述第一蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.05-0.1mm，厚度为0.3～0.5mm；第二蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.03～0.06mm，厚度为0.3～0.5mm；所述第一固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性炭的体积含量为50-60％，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆；所述第二固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性肽的体积含量为60～70％，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆。
3.如权利要求1或2所述的一种模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于：所述初步过滤模块(4)包括壳体(40)，静电吸附模块进风口(41)，静电吸附模块出风口(42)，进风过滤网层(43)，多孔电极(44)，复合锥形电极(45)，高压电源(46)、出风口过滤芯(47)，所述静电吸附模块进风口内设有进风过滤网层(43)，所述多孔电极(44)设置在进风过滤网层(43)的另一侧，所述多孔电极(44)开设有多个通孔(49)，该通孔的厚度为10mm-12mm，多孔电极连接高压电源一个输出端，所述复合锥形电极(45)插入到多孔电极(44)开设的孔洞中，该复合锥形电极(45)包括一根主锥形电极(410)和多根沿主锥形电极的锥形斜面倾斜设置的次锥形电极(411)，多个复合锥形电极连接一根电极联通棒(412)，所述电极联通棒连接高压电源另一个输出端，静电吸附模块出风口处设置有出风口过滤芯(47)，该静电吸附模块出风口过滤芯包括最外层的与高压电源一个输出端连接的第一锥形静电吸附网(413)，和靠近第一锥形静电吸附网的与高压电源另一个输出端连接的第二锥形静电吸附网(414)，第二锥形静电吸附网靠静电吸附模块出风口一侧设有一层出风过滤网层(415)。
4.如权利要求1-2所述的模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于，每个模块与插槽用固定部件固定在一起，每个模块与插槽接触的边缘相吻合并且使用密封垫进行气密性连接，而每个模块的进风口和出风口与所述的框架联通以使得管路中的气体全部流动经过模块。
5.如权利要求1-4所述的模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于，其还在主体框架的的出风口模块附近或主题框架的四个角设置有气体流量探测装置，用以检测空气流量是否达到一定的程度以符合净化效率的要求，将检测结果反馈到显示面板，以方便用户判断是否增加空气驱动模块或升高/减低空气驱动模块的功率。
6.如权利要求1-5所述的模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于，对于屋内墙体不是正方形或长方形的情况，主体框架单元(1)的管路的外边框和顶边框与屋内的墙和顶部贴合，形成闭合管路，即其为多边形或异边形。
7.如权利要求1-6所述的模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于，所述主体框架单元(1)的管路外面包覆有装饰材料。
8.如权利要求1-7所述的模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于，还具有换气模块，其与户外空气或空调出风口连接，位置设置在进风口模块(2)附近或取代进风口模块，用以实现室外空气或温度调解后的空气的净化。
9.如权利要求1-8所述的模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于，还具有空气温度调节模块，其设置在出风口模块的两侧，用以改变室内空气的温度。
10.如权利要求1-9所述的模块化强化集成室内空气净化装置，其特征在于，在管路上具有若干个模块插槽，而当插槽中不设置有空气净化单元模块时，在插槽位置设置有与主体框架单元(1)的管路气密性连接的挡板，用以防止管路中的气体外泄，同时保证管路内的气体顺畅流动。
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