CN103993816B - 空气净化窗户 - Google Patents

Abstract

本技术提供一种空气净化窗户，它能够对通过窗户进行室内外对流的空气中的PM2.5实现捕获并加速其沉降，防止雾霾空气中的颗粒污染物进入室内，有效抑制室内PM2.5的浓度。该空气净化窗户，包括窗框、位于窗框内的两块玻璃，在该空气净化窗户上具有把室内外连通的通路，室内外的空气可以通过该通路对流；该通路上设置有负离子发生器。

Description

空气净化窗户

技术领域

本专利涉及一种在室内外空气对流过程中能够防止雾霾污染物进入室内的空气净化窗户。

背景技术

空气中的灰尘、硫酸盐、硝酸盐等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。霾就是灰霾（烟霞）。当水汽凝结加剧、空气湿度增大时，霾就会转化为雾。霾与雾的区别在于发生霾时相对湿度不大，而雾中的相对湿度是饱和的。雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，中文标准名称是细颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”。全国范围内污染严重的城市很多，首要污染物是PM2.5，与PM10及以上较粗大的颗粒物相比，PM2.5粒径小，相对比表面积大，化学活性及吸附能力强，易吸附CO、氮氧化合物、致癌物质等有毒有害物质且在大气中停留时间长、输送距离远，易被吸入并沉积在支气管和肺部，从而引发呼吸系统、心血管系统等疾病，严重地影响着人们的身体健康，甚至会增加猝死的风险。国内外多位专家学者指出过去两年的雾霾污染有可能导致我国数十万人过早死亡，直接和间接损失之大难以估量。现有研究表明，霾的来源除了扬尘和燃煤排放，还有一大部分来自汽车尾气，而汽车尾气属于低空排放，与人们活动的空间重叠。目前，很多大城市里的汽车拥有量都很惊人，而这些城市往往都是雾霾频发地区，不幸的是，这里恰恰还是人口密度最高的地区。2013年我国雾霾天数打破了50年来的纪录，可见雾霾治理的形势是异常严峻，任务异常艰巨。

国务院在2013年9月发布了《大气污染防治行动计划》，拟投入1.7万亿元进行大气污染治理，要求经过5年努力，全国空气质量总体改善，重度污染天气大幅减少。国务院总理李克强2014年2月12日主持召开国务院常务会议，将加强雾霾等大气污染治理作为推进生态文明建设的重大任务来抓。要求立足国情、科学治理、分类指导，以雾霾频发的特大城市和区域为重点，以PM2.5和PM10治理为突破口，抓住能源结构、尾气排放和扬尘等关键环节，下大力气、标本兼治，努力实现重点区域空气质量逐步好转，消除人民群众“心肺之患”。因此如何抑制PM2.5的污染，减少雾霾天气给人们的健康带来了危害成了当前迫切需要研究的课题。

发明内容

本技术的目的是提供一种空气净化窗户，它能够对通过窗户进行室内外对流的空气中的PM2.5，实现捕获并加速其沉降，防止雾霾空气中的颗粒污染物进入室内，有效抑制室内PM2.5的浓度。

本技术的空气净化窗户，包括窗框、位于窗框内的两块玻璃，在该空气净化窗户上具有把室内外连通的通路，室内外的空气可以通过该通路对流；该通路上设置有负离子发生器。

本技术的有益效果：室外空气经所述通路进入室内，或者室内空气经所述通路到达室外的过程中，负离子发生器产生的空气负离子（又称负氧离子）与空气中的细颗粒物、灰尘结合、长大并沉降，使得经过所述通路对流的空气被净化；本窗户耗能少、成本低，维护使用简便；负离子发生器产生的空气负离子（又称负氧离子）中的小离子可以主动捕捉微小尘粒，使其凝聚而沉淀，有效除去PM2.5颗粒污染物，从而减少PM2.5对人体健康的危害。空气负离子对空气的净化作用是源于负离子与空气中的细菌、灰尘、烟雾等带正电的微粒相结合，并聚集沉降而降低PM2.5危害。

上述的空气净化窗户，在朝向室外一侧的窗框或者一块玻璃上开有第一通气孔，在朝向室内一侧的窗框或者一块玻璃上开有第二通气孔，第一通气孔与第二通气孔之间形成了所述通路，所述通路至少包括两块玻璃之间的缝隙的一部分。

上述的空气净化窗户，第一通气孔设置在靠近顶部窗框的位置，第二通气孔设置在侧部窗框的下部；或者，第二通气孔设置在靠近顶部窗框的位置，第一通气孔设置在侧部窗框的下部。这样，第一通气孔远离第二通气孔，使得空气与负氧离子充分接触，净化更彻底。优选，第一通气孔为进气口，第二通气孔为出气口，在出气口处设置排风扇；负离子发生器设置在第一通气孔处。

上述的空气净化窗户，在两块玻璃上方与窗框之间有密封盒，密封盒的底部开有缺口且与两块玻璃之间的缝隙相通；密封盒内设置有盛水的水槽，水槽内设置有超声雾化器；水槽与密封盒之间的间隙和两块玻璃之间的缝隙形成了超声雾化器工作时产生的水雾的下落通道；第一通气孔在朝向室外一侧的窗框或者密封盒或者一块玻璃上，第二通气孔在朝向室内一侧的窗框或者密封盒或者一块玻璃上。

超声雾化器工作，产生水雾，经下落通道下落；空气经过下落通道时，空气中的细颗粒物、灰尘与微细水雾雾滴碰撞结合、长大并沉降，使得经过所述通道对流的空气被净化；水作为清洁空气的主要介质，无其它任何添加物，绿色环保，可以长期使用；除了加水，没有需要定期维护、更换的超细过滤组件，不会造成PM2.5污染物的二次释放，稳定可靠。

上述的空气净化窗户，在朝向室内一侧的窗框或者密封盒或者一块玻璃上开有第三通气孔；第二通气孔与第三通气孔之间相通的通路包括水雾下落通道的一部分。这样，室内空气从第二通气孔进入水雾下落通道、再经第三通气孔再进入室内，或者室内空气从第三通气孔进入水雾下落通道、再经第二通气孔再进入室内，完成室内空气的内循环净化过程。最好将第一、三通气孔设置在密封盒上，第二通气孔设置在侧部窗框的下部；或者第二通气孔设置在密封盒上，第一、三通气孔设置在侧部窗框的下部。

在第一、三通气孔处分别设置单向阀，所述单向阀使得气体只能通过第一、三通气孔进入空气净化窗户内或者使得空气净化窗户内的气体只能通过第一、三通气孔排出。设置单向阀使得第一、第三通气孔无法直接互通，有效防止了对流的空气没有经过水雾的净化而直接通过第一、三通气孔进入室内或者到达室外。单向阀同时又是堵头，可以堵住通气孔以选择不同的空气循环模式。

上述的空气净化窗户，在两块玻璃之间的缝隙下部设置集尘盒，以方便对落下的水雾、灰尘等进行收集。

为了方便清理沉淀玻璃上的灰尘、水渍等，上述的空气净化窗户，朝向室内一侧的一块玻璃转动的连接一侧窗框上。如，该块玻璃通过两个铰链与支撑玻璃的一侧窗框联接，这样，靠近室内一侧的玻璃是可以打开的，当它打开时，可以轻松地清洁到整个PM2.5沉降空间内的每个角落。

附图说明

图1是空气净化窗户的主视图；

图2是图1的左视图；

图3是空气净化窗户的立体图；

图4是第一、三通气孔、单向阀、负离子发生器等相对位置示意图。

具体实施方式

参见图1-3所示的空气净化窗户，窗框1内有两块玻璃，一块玻璃为朝向室内一侧的内玻璃2，一块玻璃为朝向室外一侧的外玻璃3。在两块玻璃上方与上部的窗框之间有密封盒4。密封盒的底部开有缺口且与两块玻璃之间的缝隙5相通，密封盒内设置有盛水的水槽6，在水槽6内靠近水槽两端处设置有两个超声雾化器7。水槽与密封盒之间的间隙8和缝隙5形成了超声雾化器工作时产生的水雾的下落通道。在朝向室外一侧的密封盒中部上开有第一通气孔9；在朝向室内一侧的两个侧部窗框下部上各开有第二通气孔10，在朝向室内一侧的密封盒两端开有两个第三通气孔11。

在第一、三通气孔均为进气口，第二通气孔为排气口，在排气口处设置微型排风扇12。在第一、三通气孔处分别设置单向阀13，所述单向阀使得气体只能通过第一、三通气孔进入空气净化窗户内，而不能直接互通。

负离子发生器14设置在水槽侧壁上，与第一通气孔相对。

第一通气孔与第二通气孔之间相通的通路、第二通气孔与第三通气孔之间相通的通路均包括间隙8和缝隙5。

在两块玻璃之间的缝隙下部设置集尘盒15。朝向室内一侧的一块玻璃通过铰链转动连接一侧窗框上。

本装置主要由产生粒径接近PM2.5的微小雾滴的超声雾化器和负离子发生器组成。超声雾化器可以置于盛水的水槽中，也可以由吸水材料将水槽内的水吸至超声雾化器的工作表面上。超声雾化器工作面以超过20kHz的频率振动，从而将工作面上的水雾化成微小的雾滴，同时还会产生大量的负离子。

超声雾化器产生的微小雾滴被导入双层玻璃之间的缝隙中，两层大小一致的玻璃通过沿玻璃边缘布置的密封条与窗框充分接触，从而形成封闭的PM2.5沉降空间。

可以在第一、三通气孔处设置粗过滤网，粗过滤网的作用是防止空气中的碎纸屑、树叶、毛发等进入双层玻璃形成的PM2.5沉降空间。

为了方便清理沉淀的灰尘、水渍等，靠近室内一侧的一块玻璃是可以打开的，它由铰链与支撑玻璃的一侧窗框联接，当它打开时，可以轻松地清洁到整个PM2.5沉降空间内的每个角落；当它关闭时，可以通过在另一侧设置锁紧把手保证该块玻璃与密封条的充分接触。在两层玻璃形成的局部空间的底部设置有长条形集尘盒，不仅可以收集污水、灰尘，同时也方便清洁，防止让污水弄脏墙面、窗台等。

空气从室外经第一通气孔、第二通气孔进入室内，经过水雾下落通道，空气中的细颗粒物、灰尘与超声雾化器产生的微细水雾、负离子发生器产生的负离子碰撞结合、长大并沉降到集尘盒内。

室内空气从第三通气孔进入水雾下落通道、再经第二通气孔再重新进入室内，实现室内空气循环，净化室内空气，还可以对室内空气加湿，防止室内空气过分干燥。

在房间尤其在在密封性很好的房间，可以安装实施例1所示的两个窗户，一个窗户的排气口（第二通气孔）朝向室内，一个窗户的排气口朝向室外，可以快速地将从室外进入室内的空气和从室内排到室外的空气都能得到净化。

本空气净化窗户的优点：

1.  使人们在雾霾天气里也可以使用空气净化窗户实现室内外的空气对流，既能给室内补充进来经过净化的室外空气，又能防止室内空气中的污染物直接排放到室外环境，达到双向净化的效果；

2.  结合负离子除尘技术及水雾捕尘除尘技术，大大增强了去除PM2.5污染物的能力，同时具有对室内空气加湿的效果，可以有效改善室内空气质量；

3.  借助微型风扇或完全利用室内外空气对流的自然驱动力在空气对流的过程中实现细颗粒物、灰尘与微细水雾、负离子碰撞结合、长大并沉降，耗能少、成本低，维护使用简便；

4.  利用水作为清洁空气的主要介质，无其它任何添加物，绿色环保，可以长期使用；

5.  除了加水，没有需要定期维护、更换的超细过滤组件，不会造成PM2.5污染物的二次释放，稳定可靠。

本技术的立意在于利用负离子除尘原理以及超声雾化产生的微细水雾捕尘原理在室内外空气对流过程中设置一道屏障，降低雾霾天气里空气中PM2.5污染物对室内人员健康的危害程度。本专利使得室内外空气对流时使气流经过双层窗户玻璃缝隙形成的沉降空间并与超声雾化器产生的微细水雾相互作用，从而使其中的首要污染物PM2.5加速沉降，并利用负离子发生器产生的大量负离子清除空气中的正离子及大颗粒污染物，从而达到进入房间的空气或从房间里排入室外的空气都能得到净化的目的。使用本装置，在任何天气里都能开窗透气，且经济环保，可以长期使用。

Claims (6)

1.空气净化窗户，包括窗框、位于窗框内的两块玻璃，其特征是：在该空气净化窗户上具有把室内外空气连通的通路，室内外的空气可以通过该通路对流；该通路上设置有负离子发生器；在朝向室外一侧的窗框或者一块玻璃上开有第一通气孔，在朝向室内一侧的窗框或者一块玻璃上开有第二通气孔，第一通气孔与第二通气孔之间形成了所述通路，其至少包括两块玻璃之间缝隙的一部分；在两块玻璃上方与窗框之间有密封盒，密封盒的底部开有缺口且与两块玻璃之间的缝隙相通；密封盒内设置有盛水的水槽，水槽内设置有超声雾化器；水槽与密封盒之间的间隙和两块玻璃之间的缝隙形成了超声雾化器工作时产生的水雾的下落通道；第一通气孔在朝向室外一侧的窗框或者密封盒或者一块玻璃上；第二通气孔在朝向室内一侧的窗框或者密封盒或者一块玻璃上。

2.如权利要求1所述的空气净化窗户，第一通气孔设置在靠近顶部窗框的位置，第二通气孔设置在侧部窗框的下部；或者第二通气孔设置在靠近顶部窗框的位置，第一通气孔设置在侧部窗框的下部。

3. 如权利要求2所述的空气净化窗户，其特征是：第一通气孔为进气口，第二通气孔为出气口，在出气口处设置排风扇；负离子发生器设置在第一通气孔处。

4. 如权利要求1所述的空气净化窗户，其特征是：在朝向室内一侧的窗框或者密封盒或者一块玻璃上开有第三通气孔；第二通气孔与第三通气孔之间相通的通路包括水雾下落通道的一部分。

5. 如权利要求4所述的空气净化窗户，其特征是：第一、三通气孔设置在密封盒上，第二通气孔设置在侧部窗框的下部；或者第二通气孔设置在密封盒上，第一、三通气孔设置在侧部窗框的下部。

6. 如权利要求5所述的空气净化窗户，其特征是：在第一、三通气孔处分别设置单向阀，所述单向阀使得空气只能通过第一、三通气孔进入空气净化窗户内或者使得空气净化窗户内的气体只能通过第一、三通气孔排出。