CN103656901B - 带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔，属于新能源劳护用品空气净化技术领域。在雾霾空气中前进的电动车驾驶人迎面吹来的污染空气通过活性炭过滤网过滤和电风扇加快进气风速进入头盔上的吸气管，锂离子电池向安装在LED紫外灯支架上的LED紫外灯供电，LED紫外灯射出的光线照射纳米级二氧化钛光催化网中的纳米级二氧化钛，增强了半导体光催化剂纳米级二氧化钛吸附、降解有机污染物和无机污染物的能力，结合使用医疗级HEPA过滤网、纳米银离子抗菌涂料、纳米大气净化涂料技术，将从进气口输入的污染空气净化为洁净空气，通过洁净空气供气管向电动车驾驶人供给洁净空气呼吸，确保驾驶人的人头各部分的健康。

Description

带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔

技术领域

本发明涉及带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔，属于新能源劳护用品空气净化技术领域。

背景技术

人类社会进入工业化阶段以来，碳排放以及污染物的排放造成地球上许多地区的生态环境失去平衡，带来了许多与人类生活和生存相关的社会问题。1961年—2013年中国中东部地区的平均年雾霾日数总体呈增加趋势。雾是由水汽组成的，水汽遇冷就结成为雾，雾是在十几或者二十个微米的量级，霾是由细小的颗粒物组成的，颗粒物基本在微米量级。雾和由有害颗粒物组成的霾结合在一起形成雾霾，雾霾长时间悬浮在空气中，给人类的呼吸造成困难，严重影响人类的身体健康。

雾霾天气会使人体呼吸系统和心脏系统疾病恶化，使慢性病加剧，改变人体免疫结构，提高死亡率；组成霾的颗粒物有许多的类群，其中粒径在2.5—10微米间的颗粒物PM10能够进入上呼吸道，直径小于或等于2.5微米的颗粒物PM2.5被吸入人体后会直接进入支气管，能入肺干扰肺部的气体交换引发疾病。PM2.5含有大量有毒、有害物质，且在大气中停留时间长、输送距离远。PM2.5中绝大部分是PM1，PM1更容易携带大气中致癌物质进入人体，PM2.5中的PM0.5更加细小，进入肺泡后，可越过血气屏障，进入心血管系统，还能干扰神经系统，PM2.5中的PM0.1是超细颗粒物，极易被吸入肺内，沉积在肺泡里，PM0.1的表面积非常大，这一类超细粒子已有效成为有机物和重金属的载体。雾霾日数的增加使污染地区的肺癌病人的数量显著增加。无锡市人民医院里有不少各地来求诊的肺病患者在联系做换肺手术。

2013年12月2日10时开始中央气象台发布霾黄色预警，18时发布大雾黄色预警。12月2日晚间，无锡市大气污染预警应急领导小组召开紧急会议，经18个相关成员单位会商审核决定，根据无锡市空气质量指数（AQI）维持在220—235的重度污染水平，启动了大气重污染黄色预警，无锡市首次发布大气污染预警信息。目前市场上防雾霾产品种类不多，不能满足消费者采取多项措施、增辟多种渠道来防雾霾的需求。

目前市场上销售的头盔没有过滤、吸附、降解污染空气中的污染物的功能，人数众多的电动车或摩托车驾驶人在上、下班途中或是接送孩子上学的途中，只要向上抬起头盔前部的、可以向上转动的透明挡风面板，一股股污染空气就会钻进头盔，戴头盔的驾驶人和车后座上的跟车人，只能大口呼吸雾霾天气里的污染空气。在行车途中，人体的呼吸系统、心血管系统、神经系统会遭到雾霾的危害。本发明人缪同春亲自到无锡的头盔市场进行了调查，发现头盔的生产已严重产能过剩，三年前卖65元一只的精美头盔如今削价只卖25元一只，头盔的功能原先只有保护头脑部安全的防护功能，头盔功能单一，已不能满足戴头盔人的新的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔。

头盔制造企业必须根据头盔使用环境的变化和头盔使用者的新需求来加快实施创新的技术方案，推动头盔新产品制造业取得新发展，大力促进带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔制造业的快速发展，以满足市场和客户的新需求。众多消费者迫切需要市场供应能将污染空气净化为洁净空气的头盔。

电动车的驾驶人的头部佩戴带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔在雾霾天气条件下前行时，道路上的污染空气流进安装在头盔硬质外壳顶部和后部的吸气管，安装在吸气管的进气口前方的活性炭过滤网对污染空气进行过滤，将粒径10微米左右的颗粒物、臭气、花粉、部分有害气体阻挡在活性炭过滤网的外面，安装在吸气管前部管内的电风扇的叶片快速旋转、加快吸气管内的空气吸进速度，空气流过吸气管内壁上的纳米银离子抗菌涂料层时，纳米银离子抗菌涂料能有效抑制污染空气中的细菌和病毒的生长繁殖。空气流进LED紫外灯和纳米级二氧化钛光催化网之间的空隙，紫外灯发射出的紫外光子，能够激发纳米级二氧化钛产生光催化作用，将光能转化为化学能，能完全降解有机污染物，效果几乎可达到100%，还能降解一些无机污染物，具有常温常压条件下进行、反应速度快、成本低、无二次污染、可以处理100多种有毒化合物等优点，光生成的电子—空穴对还能破坏细菌和病毒的外膜，进而杀死空气中的细菌和病毒。纳米级二氧化钛光催化网的孔隙微小，污染空气通过比表面积很大的纳米级二氧化钛光催化网时，空气中的污染物被吸附和降解，空气中的细菌和病毒被消灭，空气在吸气管内向前流动，经过管内壁上的纳米大气净化涂料层时，纳米大气净化涂料中的复合稀土化合物的纳米粉体有极强的氧化还原性质，可以彻底解决汽车尾部排放到空气中的一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）的污染问题。空气在吸气管内继续向前流动，负离子发生器向空气中释放负氧离子，提高了空气质量。空气最后流过医疗级HEPA过滤网，医疗级HEPA过滤网由非常细小的有机纤维交织而成，对细颗粒物的捕捉力强，孔径微小，吸附容量大，净化效率高，并具备吸水性，针对PM0.5、PM0.3和PM0.1细颗粒物的净化率为99%，由于细小的颗粒物无法通过、流过医疗级HEPA过滤网的空气已净化为洁净空气。洁净空气从吸气管流进相互连通的、通向驾驶人嘴角旁的洁净空气供气管，向驾驶人源源不断的供给洁净空气，驾驶人吸进的洁净空气是含有负氧离子的、已清除细颗粒物并已消灭细菌和病毒的洁净空气，驾驶人呼出的空气中二氧化碳占一定的体积，呼出的气体可以通过呼出气阀门排出到头盔的外面，呼出气阀门是单向阀门，空气只能通过呼出气阀门排出头盔，不能通过呼出气阀门流进头盔，头盔底部的拉链拉紧柔性防尘颈罩，头盔安全带穿过头盔安全扣，拉紧头盔安全带后、头盔内的空间基本封闭，不会让污染空气从头盔下面流进头盔内部。雾霾天气里的污染空气会损伤人的眼睛，戴上带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔能有效保护人的双眼。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

由头盔1、头盔硬质外壳2、透明面罩3、呼出气阀门4、拉链5、柔性防尘颈罩6、吸气管7、活性炭过滤网8、进气口9、电风扇10、锂离子电池安装盒11、锂离子电池12、导电线13、分流器14、负离子发生器15、LED紫外灯支架16、LED紫外灯17、纳米级二氧化钛光催化网支撑架18、纳米级二氧化钛光催化网19、医疗级HEPA过滤网20、铅质安全防护板21、纳米银离子抗菌涂料层22、纳米大气净化涂料层23、微型空气净化器24、洁净空气供气管25、头盔安全带26、头盔安全扣27共同组成带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔；

在头盔1的前部安装透明面罩3、呼出气阀门4，在头盔1的底部安装拉链5、柔性防尘颈罩6、头盔安全带26、头盔安全扣27，在头盔1的头盔硬质外壳2的顶部上和后部上安装微型空气净化器24和洁净空气供气管25，微型空气净化器24的前部有吸气管7，在吸气管7的进气口9的前面安装有活性炭过滤网8，在活性炭过滤网8的后方安装有电风扇10，在吸气管7的顶部的外部表面上安装锂离子电池安装盒11、锂离子电池12、导电线13、分流器14，在吸气管7的底部的内部表面上安装纳米银离子抗菌涂料层22、铅质安全防护板21，在吸气管7的内部表面上安装纳米级二氧化钛光催化网支撑架18，在电风扇10的后方安装LED紫外灯支架16、LED紫外灯17、纳米级二氧化钛光催化网支撑架18、纳米级二氧化钛光催化网19，在吸气管7的后部安装有导电线13、负离子发生器15、纳米大气净化涂料层23、洁净空气供气管25，洁净空气供气管25安装在头盔1的内部、从吸气管7伸出到驾驶人头部的嘴角旁边，洁净空气供气管25的内部与吸气管7的内部相连并相互通气；

锂离子电池12通过导电线13与分流器14连接，分流器14通过导电线13与电风扇10连接，分流器14通过导电线13与LED紫外灯17连接，分流器14通过导电线13与负离子发生器15连接。

锂离子电池12是磷酸铁锂离子电池或锰酸锂离子电池或钴酸锂离子电池或钛酸锂离子电池。

LED紫外灯17是4只—20只的、功率为0.06W—2W的LED紫外灯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：①LED紫外灯在使用中节能省电，所发出的紫外光已能激活纳米级二氧化钛产生光催化作用。②纳米级二氧化钛光催化剂被紫外光激活后，能高效吸附并降解空气中的多种有机污染物，效果几乎可达到100%，分解大量的有机污染物为水和二氧化碳，可同时吸附并降解一些无机污染物，没有其他毒副产物出现，不会造成二次污染，是目前‘治霾’材料中的首选。③活性炭过滤网的过滤作用将较粗的颗粒物、臭气、花粉、部分有害气体阻挡在外，减轻了吸气管内各除污部件的工作负担。④吸气管内壁上的银离子抗菌涂料层能抑制流通经过的空气中的细菌和病毒的生长繁殖。⑤负离子发生器向吸气管中的空气适量输送负氧离子，有益人体健康。⑥吸气管中的空气流过纳米大气净化涂料层的表面时，空气中的一氧化碳和氮氧化合物被进一步清除。⑦空气最后通过吸气管中的医疗级HEPA过滤网时，99%以上的PM0.5、PM0.3和PM0.1细颗粒物被网捕捉，通过医疗级HEPA过滤网过滤后的洁净空气，紧接着通过洁净空气供气管流出到头盔内部，向电动车或摩托车的驾驶人供给人体呼吸所必须的洁净空气。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

在雾霾空气中前进的电动车驾驶人迎面吹来的污染空气通过活性炭过滤网过滤和电风扇加快进气风速进入头盔上的吸气管，锂离子电池向安装在LED紫外灯支架上的LED紫外灯供电，LED紫外灯射出的光线照射纳米级二氧化钛光催化网中的纳米级二氧化钛，增强了半导体光催化剂纳米级二氧化钛吸附、降解有机污染物和无机污染物的能力，结合使用医疗级HEPA过滤网、纳米银离子抗菌涂料、纳米大气净化涂料技术，将从进气口输入的污染空气净化为洁净空气，通过洁净空气供气管向电动车驾驶人供给洁净空气呼吸，确保驾驶人的人头各部分的健康。

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

由头盔1、头盔硬质外壳2、透明面罩3、呼出气阀门4、拉链5、柔性防尘颈罩6、吸气管7、活性炭过滤网8、进气口9、电风扇10、锂离子电池安装盒11、锂离子电池12、导电线13、分流器14、负离子发生器15、LED紫外灯支架16、LED紫外灯17、纳米级二氧化钛光催化网支撑架18、纳米级二氧化钛光催化网19、医疗级HEPA过滤网20、铅质安全防护板21、纳米银离子抗菌涂料层22、纳米大气净化涂料层23、微型空气净化器24、洁净空气供气管25、头盔安全带26、头盔安全扣27共同组成带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔；

在头盔1的前部安装透明面罩3、呼出气阀门4，在头盔1的底部安装拉链5、柔性防尘颈罩6、头盔安全带26、头盔安全扣27，在头盔1的头盔硬质外壳2的顶部上和后部上安装微型空气净化器24和洁净空气供气管25，微型空气净化器24的前部有吸气管7，在吸气管7的进气口9的前面安装有活性炭过滤网8，在活性炭过滤网8的后方安装有电风扇10，在吸气管7的顶部的外部表面上安装锂离子电池安装盒11、锂离子电池12、导电线13、分流器14，在吸气管7的底部的内部表面上安装纳米银离子抗菌涂料层22、铅质安全防护板21，在吸气管7的内部表面上安装纳米级二氧化钛光催化网支撑架18，在电风扇10的后方安装LED紫外灯支架16、LED紫外灯17、纳米级二氧化钛光催化网支撑架18、纳米级二氧化钛光催化网19，在吸气管7的后部安装有导电线13、负离子发生器15、纳米大气净化涂料层23、洁净空气供气管25，洁净空气供气管25安装在头盔1的内部、从吸气管7伸出到驾驶人头部的嘴角旁边，洁净空气供气管25的内部与吸气管7的内部相连并相互通气；

锂离子电池12通过导电线13与分流器14连接，分流器14通过导电线13与电风扇10连接，分流器14通过导电线13与LED紫外灯17连接，分流器14通过导电线13与负离子发生器15连接。

锂离子电池12是磷酸铁锂离子电池或锰酸锂离子电池或钴酸锂离子电池或钛酸锂离子电池。

LED紫外灯17是4只—20只的、功率为0.06W—2W的LED紫外灯。

2013年12月1日—9日长江三角洲地区发生的雾霾天气对人的生命活动和经济活动影响很大，光靠上街戴口罩已跟不上雾霾越来越严重的新的形势，必须创新研制更多、更好的防雾霾劳护用品来对抗雾霾。许多人认为霾有毒，对雾是否有毒避而不谈。实际上，雾霾天气里的雾也是有毒的，许多有毒的有机污染物溶解在雾汽里，空气中的二氧化硫已将悬浮在空气中的雾变成为‘酸雾’，近地面的‘酸雾’停留时间长，对建筑物、农作物、人类的眼睛和身体健康造成的危害比‘酸雨’大，当然，雾中的有毒物质比霾中的有毒物质少得多。在本发明的具体实施方式中，不仅要保护好人体的呼吸器官，还要保护好人的双眼、人的耳腔、鼻腔、口腔、人面和头部的皮肤、甚至人的头发。

电动车的驾驶人戴上带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔行驶在道路上，路面上方的污染空气流进安装在头盔顶部上和后部上的吸气管时，安装在吸气管的进气口处的活性炭过滤网提供过滤作用将污染空气中的粗颗粒和臭气、花粉、部分有害气体物阻挡在外面，经过活性炭过滤网过滤的空气进入吸气管后，被锂离子电池通过分流器、导电线供电的电风扇的叶片转动而产生的吸气风加快了流进速度，空气流进吸气管内壁上的纳米银离子抗菌涂料层时，污染空气中的细菌和病毒的生长繁殖受到抑制。空气向前流进LED紫外灯与纳米级二氧化钛光催化网之间的空间，LED紫外灯发出的紫外光在纳米级二氧化钛光催化网上生成电子—空穴对、与吸附的有机污染物发生氧化还原反应，分解有机污染物和一部分无机污染物，流过纳米级二氧化钛光催化网上的微孔的空气中的有毒化合物已被二氧化钛光催化剂降解，空气的清洁度大大提高。安装在纳米级二氧化钛光催化网下方的、头盔顶部外表面上的铅质安全防护板能有效防止紫外光对人体的伤害。空气在吸气管内继续向前流动，空气流过吸气管壁上的纳米大气净化涂料层的表面时，纳米大气净化涂料进一步清除空气中的氮氧化物、一氧化碳和二氧化硫。安装在吸气管内壁上的负离子发生器向空气中适量释放负氧离子，进一步提高空气质量。空气最后流过医疗级HEPA过滤网，医疗级HEPA过滤网上的微孔让洁净空气流出过滤网，不让99%以上的PM0.5、PM0.3、PM0.1细颗粒物流出过滤网，通过医疗级HEPA过滤网的洁净空气从吸气管流经洁净空气供气管喷出到头盔的内部空间，既能向驾驶人的呼吸器官提供呼吸用的洁净空气，也能使驾驶人的双眼、鼻腔、口腔、耳腔、嘴唇、面皮、头皮、头发健康生活在洁净空气中。

现举出实施例如下：

实施例一：

在雾霾空气中前进的电动车或摩托车驾驶人迎面吹来的污染空气通过活性炭过滤网过滤和电风扇加快进气风速进入吸气管，磷酸铁锂离子电池向安装在LED紫外灯支架上的6只功率为0.2W的LED紫外灯供电，LED紫外灯射出的光线照射纳米级二氧化钛光催化网中的纳米级二氧化钛，增强了半导体光催化剂纳米级二氧化钛吸附、降解有机污染物和一些无机污染物的能力，结合使用医疗级HEPA过滤网、纳米银离子抗菌涂料、纳米大气净化涂料技术，将从进气口输入的污染空气净化为洁净空气，通过洁净空气供气管向电动车或摩托车驾驶人供给洁净空气呼吸，确保驾驶人的人头各个部分的健康。

实施例二：

在雾霾空气中前进的电动车或摩托车驾驶人迎面吹来的污染空气通过活性炭过滤网过滤和电风扇加快进气风速进入吸气管，锰酸锂离子电池向安装在LED紫外灯支架上的8只功率为0.08W的LED紫外灯供电，LED紫外灯射出的光线照射纳米级二氧化钛光催化网中的纳米级二氧化钛，增强了半导体光催化剂纳米级二氧化钛吸附、降解有机污染物和一些无机污染物的能力，结合使用医疗级HEPA过滤网、纳米银离子抗菌涂料、纳米大气净化涂料技术，将从进气口输入的污染空气净化为洁净空气，通过洁净空气供气管向电动车或摩托车驾驶人供给洁净空气呼吸，确保驾驶人的人头各个部分的健康。

Claims (3)

1.带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔，其特征是，由头盔（1）、头盔硬质外壳（2）、透明面罩（3）、呼出气阀门（4）、拉链（5）、柔性防尘颈罩（6）、吸气管（7）、活性炭过滤网（8）、进气口（9）、电风扇（10）、锂离子电池安装盒（11）、锂离子电池（12）、导电线（13）、分流器（14）、负离子发生器（15）、LED紫外灯支架（16）、LED紫外灯（17）、纳米级二氧化钛光催化网支撑架（18）、纳米级二氧化钛光催化网（19）、医疗级HEPA过滤网（20）、铅质安全防护板（21）、纳米银离子抗菌涂料层（22）、纳米大气净化涂料层（23）、微型空气净化器（24）、洁净空气供气管（25）、头盔安全带（26）、头盔安全扣（27）共同组成带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔；

在头盔（1）的前部安装透明面罩（3）、呼出气阀门（4），在头盔（1）的底部安装拉链（5）、柔性防尘颈罩（6）、头盔安全带（26）、头盔安全扣（27），在头盔（1）的头盔硬质外壳（2）的顶部上和后部上安装微型空气净化器（24）和洁净空气供气管（25），微型空气净化器（24）的前部有吸气管（7），在吸气管（7）的进气口（9）的前面安装有活性炭过滤网（8），在活性炭过滤网（8）的后方安装有电风扇（10），在吸气管（7）的顶部的外部表面上安装锂离子电池安装盒（11）、锂离子电池（12）、导电线（13）、分流器（14），在吸气管（7）的底部的内部表面上安装纳米银离子抗菌涂料层（22）、铅质安全防护板（21），在吸气管（7）的内部表面上安装纳米级二氧化钛光催化网支撑架（18），在电风扇（10）的后方安装LED紫外灯支架（16）、LED紫外灯（17）、纳米级二氧化钛光催化网支撑架（18）、纳米级二氧化钛光催化网（19），在吸气管（7）的后部安装有导电线（13）、负离子发生器（15）、纳米大气净化涂料层（23）、洁净空气供气管（25），洁净空气供气管（25）安装在头盔（1）的内部、从吸气管（7）伸出到驾驶人头部的嘴角旁边，洁净空气供气管（25）的内部与吸气管（7）的内部相连并相互通气；

锂离子电池（12）通过导电线（13）与分流器（14）连接，分流器（14）通过导电线（13）与电风扇（10）连接，分流器（14）通过导电线（13）与LED紫外灯（17）连接，分流器（14）通过导电线（13）与负离子发生器（15）连接。

2.根据权利要求1所述的带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔，其特征是，所述的锂离子电池（12）是磷酸铁锂离子电池或锰酸锂离子电池或钴酸锂离子电池或钛酸锂离子电池。

3.根据权利要求1所述的带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头盔，其特征是，所述的LED紫外灯（17）是4只-20只的、功率为0.06W-2W的LED紫外灯。