CN104279627A - 一种空气净化装置以及使用该装置的公交亭 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气净化装置，包括壳体，壳体内设有净化室和进口连通至净化室中心的集风管，所述风机安装在集风管内；所述净化室沿中心自内向外设有至少一层工作区，所述负离子发生器安装在最外层工作区；每层工作区沿周向排布有若干空气通道，每层工作区中，相邻的空气通道之间通过折流板分隔；最外层工作区的各空气通道具有设置在净化室外周的进口，最内层工作区的各空气通道具有与集风管连通的出口。本发明还公开了一种使用上述空气净化装置的公交亭。本发明通过设置折流板并将负离子发生器安装在最外层工作区，在不增加净化室体积的情况下，有效增加与负离子混合和反应时间，提高混合效率，提高负离子反应的净化效果。

Description

一种空气净化装置以及使用该装置的公交亭

技术领域

本发明涉及空气净化领域，特别涉及一种空气净化装置以及使用该装置的公交亭。

背景技术

环境尤其空气质量问题是我们当前所面临的最严峻的问题之一。2013年，“霾”字当头。雾霾波及25个省市，100多个大中型城市，平均雾霾天气达29.9天，创52年之最，其波及面之广、影响程度之深都前所未有，“雾霾”一词甚至入选了2013年十大热词。

各大城市深受其扰，北京雾霾自去年1月起就挥之不去，屡屡创下几十年之最，2月、6月、10月等几个月轻度污染以上天气超过一半；上海全年超六成天数出现雾霾天气；杭州根据空气质量的统计数据来看，仅2013年一年内就有69天轻度污染，24天中度污染，12天重度污染，3天严重污染，超标天数比例为29.6％。

可以看出，雾霾问题已经不是局部问题，而成为全国范围内存在的共同问题。虽然国家已经采取积极措施来防护和改善空气质量问题，但是大环境的空气质量并不能在短期内提高，为此，为了提高生活环境的空气质量，越来越多的区域，例如室内、车内等有限密闭空间，可以通过安装空气净化装置来提高该区域内的空气质量。

空气净化装置，是指对室内空气中固态污染物(如粉尘、花粉、带菌颗粒等)、气态污染物(异味、甲醛之类的装修污染等)具有一定去除能力的电器。主要分为桌上型，地面式以及壁挂式、复合式等。最近几年，随着人们开始对空气质量问题的重视，使用越来越广泛。其中，空气中颗粒物去除技术主要有物理过滤、静电集尘、负离子和等离子体法及静电驻极过滤等。

其中，利用负离子来净化空气，不仅可以减低室内空气中的气溶胶粒子、空气中传播的微生物，除去异味和挥发性有机化合物等多重功效，还可以释放出有益的带负离子的清新控制，因而近年来在空气净化领域被广泛运用。

例如公布号CN 103759340 A的专利文献公开了一种空气净化装置，包括壳体、进气区、出气区与空气通道，空气通道连通进气区与出气区，空气通道临近进气区的一端安装有风扇，风扇用于将进气区的空气经由空气通道输送至出气区，空气通道内还安装有负离子发生组件，用于电击流经空气通道内的空气以生成负离子，进气区与出气区还分别设置有进气百叶窗与出气百叶窗，进气百叶窗与出气百叶窗分别安装于壳体上。

上述装置使用时，风扇将环境的空气引流至空气通道内，然后空气在通道内与负离子发生组件接触反应，有害物质沉降从而起到净化环境空气的效果。由于负离子在净化空气过程中，其与空气的接触时间越长，则净化效果越好，目前增加反应时间的方法，一是增加负离子发生器的数量和功率，还有就是增加空气通道的长度，但是这些方法会直接导致设备制造成本增加，体积增大。

发明内容

本发明提供了一种空气净化装置，制造成本低，结构紧凑，净化效率高。

一种空气净化装置，包括壳体、风机和负离子发生器，所述壳体内设有净化室和进口连通至净化室中心的集风管，所述风机安装在集风管内；

所述净化室沿中心自内向外设有至少一层工作区，所述负离子发生器安装在最外层工作区；

每层工作区沿周向排布有若干空气通道，每层工作区中，相邻的空气通道之间通过折流板分隔；

最外层工作区的各空气通道具有设置在净化室外周的进口，最内层工作区的各空气通道具有与集风管连通的出口。

本发明的空气净化装置通过在空气通道中折流板的设置，使空气在空气通道内的流动方向不是按自净化室外周的进口至集风管的进口的直线方向流动，而是倾斜，弯曲或者迂回的，从而可以有效增长空气在净化室内流通的路径长度，在不增加净化室体积的情况下，使空气在净化室内流通的路径更长，有效增加空气与负离子混合和反应时间，提高混合效率。

本发明将负离子发生装置安装在最外层工作区，使最外层工作区的负离子浓度最大，空气自外层工作区向内层工作区流动，空气流速逐渐增加，最外层工作区空气流速较小，不仅使空气与负离子混合时间更长，混合路径更长，可以进一步提高净化效率。

为了使空气和负离子混合更充分，优选的，相邻层工作区的空气通道相互错位连通。负离子发生器工作在最外层工作区产生负离子，外界环境的空气从净化室外周的进口被吸入，空气在最外层工作区与负离子混合并反应，然后通入下一层工作区，因相邻层工作区的空气通道相互错位连通，从而使外层工作区的各空气通道被分流进入内层工作区的各空气通道，最后各空气通道内通入所述集风管，从而使空气在分流过程中，增加空气扰动，实现混合更充分的目的。空气在净化室内自外向内分流，使空气与负离子混合更均匀，反应更充分，从而可以有效提高净化效率。

为了使净化室内空气流动更均匀，优选的，每层工作区中，所述折流板沿环向均匀分布。

为了进一步增加空气流通的路径的长度，优选的，最内层工作区的空气通道的出口段自外向内远离集风管方向倾斜设置。从而使空气从最内层工作区的空气通道的出口流出后受风机的作用流线反向再进入集风管，如此，带有负离子的空气有较大的扰动，且流通路径也更长，从而进一步均匀混合。但是该反向设置并不需要完全反向，否则会增加风阻，影响空气流速，因此，优选的，所述倾斜设置的角度为10度～30度。

优选的，所述集风管的进口位置设有缓冲板。所述缓冲板的设置，使带有负离子的空气在进入集风管时再次改变流向，从而提高混合效果。

优选的，所述风机的叶片和电机与集风管同轴安装。此时电机可以起到缓冲板的作用，使带有负离子的空气在进入集风管时再次改变流向，提高混合效果，且高流速的空气可以对电机进行风冷，对电机进行降温，同时将电机集成在集风管内，可以有效减小设备的整体体积。

优选的，在净化室外周的进口处或/和集风管的进口处设有粗效滤网，所述集风管的出口连接有集尘箱。

设置在净化室外周的进口处的粗效滤网可以过滤颗粒较大的灰尘和杂物，防止其进入空气净化装置而造成堵塞；在集风管的进口处设置粗效滤网可以吸附经负离子凝并后的较大直径的颗粒物，以防这些大颗粒灰尘通过集尘管直接吹散到候车空间，另外防止大颗粒灰尘对风机造成损害。之所以选择粗效滤网，一是粗效滤网可以满足吸附净化效果，二是其成本低，风阻小，可以减轻风机工作负荷。所述集尘箱可以过滤颗粒较小的灰尘以及部分空气与负离子反应而沉降的物质，提高净化效果。

为了使在集尘箱完成净化的空气流动更广泛和均匀，优选的，还包括与集尘箱的出口连接的散流器。散流器可以起到均匀扩散净化空气的效果，提高出风舒适度。

本发明还提供了一种使用上述空气净化装置的公交亭，以解决现有技术的带有空气净化装置的公交亭空气净化效果不佳的问题。

一种公交亭，包括支架和顶棚，所述顶棚下方安装有至少一个上述的空气净化装置。

为了减少公交亭外的空气的干扰，优选的，所述顶棚的边沿设有向下输出气流的风幕机。风幕机产生的风幕可以与支架以及顶棚组合在公交亭内形成相对密闭的空间，从而提高公交亭内空气的净化效果。

由于在空气湿度较大的情况下，负离子的反应处理效果明显提升，优选的，上述公交亭内安装有加湿器。从而进一步提升空气净化效率。其中，加湿器可以集成在空气净化装置内，也可以单独固定安装在地面，顶棚或者支架山。

优选的，所述顶棚安装有太阳能电池板。所述太阳能电池板可以向风机，负离子发生器，以及加湿器等电子设备供电，减少外来能源的使用，减少维护成本且更环保。

根据我国的气象特点，很多城市雾霾等严重污染天气多发于秋冬季节，空气质量条件与降水、冷空气等密切相关，同时公交车乘车存在高峰期，所以处理装置并非全天候长时间一直运行工作，有必要进行“即需即用”的调节控制，因此，为了提高能源利用率。优选的，还设有控制空气净化装置工作的控制模组。

本发明的有益效果：

本发明的空气净化装置以及使用该装置的公交亭，通过设置折流板有效增长空气在净化室内流通的路径长度，在不增加净化室体积的情况下，使空气在净化室内流通的路径更长，有效增加空气与负离子混合和反应时间，提高混合效率，并将负离子发生器安装在最外层工作区，从而使空气在最外层流速较小时就和负离子接触，从而使空气与负离子混合更均匀，反应时间更长，提高负离子反应的净化效果。

附图说明

图1为本实施例的空气净化装置的立体结构示意图。

图2为本实施例的空气净化装置的爆炸示意图。

图3为本实施例的空气净化装置的剖视示意图。

图4为图3的在A-A方向上的剖视示意图。

图5为本实施例的公交亭的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1～4所示，本实施例的空气净化装置包括依次连接的碟形的净化室1，集风管2，集尘箱3和散流器4。

净化室1包括圆形的上盖板11，圆形的下盖板12，以及设置在上盖板11和下盖板12之间且环向均匀布置的外折流板13和内折流板14。

上盖板11，下盖板12以及外折流板13围成外层工作区，形成外层空气通道15，外层空气通道15的进口排布在净化室1外周，且在外层空气通道15的进口处安装有负离子发生器17，在净化室1外周设有封装进口的粗效滤网(图中未画出)；上盖板11，下盖板12以及内折流板14围成内层工作区，形成内层空气通道16，内层空气通道16的出口位于净化室1中心，且与集风管2连通。

外折流板13和内折流板14沿着上盖板11或下盖板12的径向倾斜排布，倾斜方向相同，且内折流板14相对外折流板13错位排布，使外层空气通道15与内层空气通道16错位连通。

上盖板11和下盖板12的中部向上突起形成凸台，凸台的边界位于内折流板14的中段附近。内折流板14自该边界向上倾斜，倾斜角度为20度。

集风管2垂直连通至下盖板12的中心，在集风管2的进口处也安装有粗效滤网，集风管2内安装有与其同轴布置的风机，风机包括电机21和布置在电机21背向集风管2进口侧的叶片(图中未画出)；电机21通过周向布置的4条支撑杆22固定安装在集风管2内。本实施例的风机采FA-30P型号的轴流式风扇，风量1110m/h，功率为42W。

集风管2的出口位置连接集尘箱3，集尘箱3的出口连接有散流器4。散流器4用以引导完成处理过的空气均匀有效地向周边扩散，本实施例的覆盖面积更广，同时减小风速，使用户感觉舒适。本实施例采用规格为150mm的散流器，结构简单，安装方便。当然也可以根据功率需要选择不同型号，而且拆装、清洗简单，使用方便。

本实施例的公交亭，包括支撑板5和顶棚6，顶棚6下方并排安装有两个上述的空气净化装置，空气净化装置的上盖板11与顶棚6固定连接，散流器4的出口朝下设置；顶棚6的边沿设有向下输出气流以提高公交亭气密性的风幕机7，顶棚6安装有太阳能电池板8。

本实施例的公交亭主要问题是处理雾霾状态下的空气，是基于微风或无风的环境假设进行设计的。但在在实际应用中，外界的空气扰动难以避免，比如公交汽车进站或其他情况扰动时，公交亭两侧以及正面会存在来流干扰。为此风幕机7的设置使处理过的空气分布在候车的特定区域内，有效提高空气处理效率，最大程度地避免外界空气的扰动对空气处理效果的影响，保证乘客呼吸区域位于处理后气体的分布区，即人们可以呼吸到较清洁的空气。

本实施例的空气净化装置耗能较少，在120W～250W之间，以负载输出功率:180W为例，每天使用12h，假定逆变器的转换效率为90％，则实际需要输出功率应为180W/90％＝200W；若按每天使用12小时，则耗电量为200W*12小时＝2400Wh，即2.4度电。太阳能电池板以晶科公司生产的156多晶片(156*156mm)为例，它的组件尺寸为1650*992*40mm，电池转换效率为16.2％，功率230～260w。以北京为例，年平均日照时间2780h，按每日有效日照时间为8小时计算，认为太阳能电池板的面积为有效面积，则每块太阳能电池板每天的输出功率为250*8*0.7＝1.4度。因此初步估计，在每个公交顶部安装两块该型号的太阳能电池板，就可以提供装置工作一天所需的电量。

根据我国的气象特点，很多城市雾霾等严重污染天气多发于秋冬季节，空气质量条件与降水、冷空气等密切相关，同时公交车乘车存在高峰期，所以处理装置并非全天候长时间一直运行工作，有必要进行“即需即用”的调节控制。因此，本实施例中，增加控制空气净化装置工作的控制模组。

控制模组可以根据时间的变化来进行控制，由于在不同时间段中，乘车的人数不尽相同。因此，在乘车高峰期时，控制模组控制空气净化装置持续运行，然而，在深夜等人烟稀少的时间段，控制模组控制空气净化装置停止运行。

本实施例中，增设了信号接收器，接收气象台发布的当地空气质量等级，并将信号进行译码，将信号传输给控控制模组，进而实现根据当天空气质量变化来控制空气净化装置的启动和关闭。

为了使控制更准确，本实施例中，包括红外传感器，当有人进入感应范围时(公交亭)，红外传感器探测到人体红外光谱的变化，自动接通负载，若人不离开感应范围，将持续接通；人离开后，延时自动关闭负载，从而实现仅在有人时打开空气净化装置，起到节约能源的作用。

本实施例的公交亭工作过程如下：

信号接收器接收气象台发布的当地空气质量等级，如果空气质量等级高于预定值，则设定空气净化装置当天工作，如果小于预定值，则当天不工作；

如果空气净化装置当天工作，开启风幕机7，在公交亭内，风幕机产生风幕7与支撑板5以及顶棚6形成气密性较好的空间；

红外线传感器检测公交亭内是否有人，在有人的时候，开启空气净化装置，当无人的时候，关闭空气净化装置；

当公交亭内有人的情况下，开启两台空气净化装置的风机和负离子发生器，负离子发生器在外层空气通道15的进口附近产生高浓度的负离子，空气在净化室1内的流动情况如图3和图4所示，公交亭内的空气经过净化室外周的粗效滤网，粗效滤网过滤空气中颗粒较大的灰尘和杂物，进入外层工作区的外层空气通道15，与负离子混合反应，并通过外折流板13的引导进入内层工作区，内折流板14将外层空气通道15的空气分流到内层空气通道16，在外折流板13和内折流板14的共同引导下，空气在净化室1内形成旋流，空气在净化室内不仅被分流还形成旋流，使空气与负离子混合更均匀，混合反应时间更长，提高净化效率。

空气流出内层工作区时，在下盖板12的引导下倾斜向上流动，然后又向集风管2方向流动，形成较大的扰动，进一步使空气与负离子混合更均匀，混合反应时间更长。

充分反应后的带有负离子的空气在集尘箱内过滤，净化完毕的空气通过散流器通回公交亭，如此反复循环，从而净化公交亭内的空气。

综上所述，本实施例的空气净化装置结构简单，体积小，便于安装布置，适用于各类外界大空间环境的空气净化；且净化室1在内、外折流板的作用下形成旋流，气流分布更均匀，反应时间更长，混合更均匀，更加充分的对空气与负离子反应更充分，提升净化效果。

Claims (10)

1.一种空气净化装置，包括壳体、风机和负离子发生器，其特征在于，所述壳体内设有净化室和进口连通至净化室中心的集风管，所述风机安装在集风管内；

所述净化室沿中心自内向外设有至少一层工作区，所述负离子发生器安装在最外层工作区；

每层工作区沿周向排布有若干空气通道，每层工作区中，相邻的空气通道之间通过折流板分隔；

最外层工作区的各空气通道具有设置在净化室外周的进口，最内层工作区的各空气通道具有与集风管连通的出口。

2.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，相邻层工作区的空气通道相互错位连通。

3.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，每层工作区中，所述折流板沿环向均匀分布。

4.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，最内层工作区的空气通道的出口段自外向内远离集风管方向倾斜设置。

5.如权利要求4所述的空气净化装置，其特征在于，所述倾斜设置的角度为10度～30度。

6.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述风机的叶片和电机与集风管同轴安装。

7.如权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，在净化室外周的进口处或/和集风管的进口处设有粗效滤网，所述集风管的出口连接有集尘箱。

8.一种公交亭，包括支架和顶棚，其特征在于，所述顶棚下方安装有至少一个如权利要求1～8任一权利要求所述的空气净化装置。

9.如权利要求8所述的公交亭，其特征在于，所述顶棚的边沿设有向下输出气流的风幕机。

10.如权利要求8所述的公交亭，其特征在于，所述公交亭内安装有加湿器。