CN104941363B - 一种去除空气中颗粒物的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种去除空气中颗粒物的装置，属于空气净化领域，包括依次连接的过滤系统、净化系统、水循环系统、第一冷却器、干燥单元。本发明将含有颗粒物的空气抽送至水箱内，经第一过滤器的初步过滤后，在加热的压力管路里进行再次处理，液体中的大量气泡因加温会不断爆破，使空气中颗粒物及有毒有害成分溶入液体中，进而排送至冷却器冷凝，并进一步析出空气中的颗粒物。与此同时，经过加热的液体可循环至第一水箱循环使用。本发明可使含有颗粒物的空气与液体充分接触并加热,在加热的基础上进一步冷凝析出颗粒物，显著提高了去除空气中的颗粒物的效果，适用范围广泛，可源源不断的向目标空间输送洁净空气。

Description

一种去除空气中颗粒物的装置

技术领域

本发明属于空气净化领域，具体涉及一种去除空气中颗粒物的装置。

背景技术

空气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象。空气中颗粒物被吸入人的支气管和肺泡中并沉积下来会引起或加重呼吸系统的疾病。同时，大气中大量的颗粒物，干扰太阳和地面的辐射，从而对地区性甚至全球性的气候发生影响。

随着工业化和城市的发展，糟糕的空气质量给人们的生活造成很大困扰，国家为了改善空气质量问题，采取了各种办法，但是由于国家经济建设主要依赖制造业，建筑业，矿业等，并且汽车的数量也将逐渐上升，所以从根本上改善和解决空气质量问题，需要几年，十几年甚至更长时间。

空气中的颗粒物分为两类：PM2.5和PM10，颗粒物大致包括：有机成分、水溶性成分和水不溶性成分等，其中，有机成分含量约占50%、水溶性成分含量约占20%、水不溶性成分含量约占30%。

中国专利公开号为CN102580445A中，介绍了一种环保的空气颗粒物净化器，由进气装置、进水装置、发生器、污水净化装置以及出气装置组成，其中，含量超标颗粒物的空气被气泵抽吸进入发生器后与蒸馏水充分接触，使大量的颗粒物与空气脱离进入水中并排送至排水口。但该装置不能保证水和含有颗粒物的空气充分接触，只能去除空气中部分水溶性成分的颗粒。因此，本领域技术人员需对现有的去除空气中颗粒物的装置进行改进，使含有颗粒物的空气与液体充分接触，提高去除空气中颗粒物的效果。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种去除空气中颗粒物的装置，使含有颗粒物的空气与液体充分接触，提高去除空气中颗粒物的效果。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

本发明提供一种去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，包括：依次连接的

过滤系统，包括进气管、第一水箱和输送管；所述进气管上设有泵送空气源的气泵，所述第一水箱的液位下方设有与所述进气管连接的第一过滤器，所述第一水箱的上方设有注水口以及输送管，所述输送管的一端伸至液位下方，另一端连接水泵，所述水泵将过滤后的含有气泡的液体抽送至输送管；

净化系统，包括压力管路、加热器和第二水箱；所述压力管路的一端与所述输送管上的水泵连接，所述加热器分布于所述压力管路的外侧用于加热所述压力管路内含有气泡的液体，所述压力管路的另一端用于排放加热后的液体至第二水箱，所述第二水箱的上方设有送气管，所述的送气管的一端保持在液位上方，另一端连接气泵，所述气泵将含有蒸气的气体抽送至送气管内；

水循环系统，将所述第二水箱内的液体通过设有水泵的管道抽送至所述第一水箱内；

第一冷却器，所述第一冷却器的一端与所述送气管上的气泵连接，所述第一冷却器将含有水蒸气的气体冷凝并析出空气颗粒物；

干燥单元，所述干燥单元与所述第一冷却器的另一端连接，所述干燥单元将冷却后的气体进行干燥并排送至目标空间。

其中，空气源是目标空间以外的空气，可以是未经处理的大气中的空气，也可以是已用其他方法作过净化过滤处理过的空气；所述第一过滤器优选为陶瓷过滤器，第一水箱内的液体优选为纯净水；第一过滤器的优选为表面积大的第一过滤器。

优选的，所述水循环系统还包括与管道连接的第二过滤器及第二冷却器，所述第二过滤器设在第二水箱液位下方且与所述管道连接，所述水循环系统将第二水箱内的液体经第二过滤器处理后经水泵抽送至第二冷却器，待冷却后排放到第一水箱内。

优选的，所述装置还包括控制器，所述第一水箱及所述第二水箱内均设有液位传感器，所述液位传感用于测量液位值并反馈至所述控制器，所述控制器控制所述水循环系统的开关。

优选的，所述第二水箱内设有温度传感器或/和压力传感器，所述温度传感器或/和压力传感器分别连接控制器并向控制器反馈第二水箱中液体的温度值或/和压力值。

优选的，所述干燥单元连接出气单元，所述出气单元包括压力感应器、溢流阀和气泵，所述出气单元将干燥后的空气以预设的压力和流量泵送至目标空间。

优选的，所述干燥单元与所述出气单元之间设有温度传感器及加热单元，使干燥后的空气以预设的温度排送至目标空间。

优选的，所述压力管路包括主管路和分管路，所述主管路的管径大于所述分管路的管径。

优选的，所述主管路的形状呈发射状、X型或H型，所述分管路的形状为立体拉伸螺旋状。

其中，所述压力管路优选为耐压铜管，立体拉伸螺旋状的分管路可在有限的空间内延长加热时间。

优选的，所述第一过滤器或/和所述第二过滤器内设有可替换的滤芯。

优选的，所述第二水箱的上方安装用于投放化学药剂的水质处理器。

其中，水质处理器可向第二水箱内投入氯化钠、酒精等化学药剂，氯化钠可使液体中的气泡更细小更均匀，酒精可对第二水箱内的液体杀菌消毒。

优选的，所述气泵为无油摇摆活塞式气泵、无油螺杆式压缩机、无油涡旋式压缩机、无油旋齿压缩机、膜片式空气泵中任意一种。

其中，采用无油润滑的气泵，不污染空气及工作介质，结构紧凑，耐腐蚀，重量轻，低噪音，低振动，低能耗，可交流或直流使用。

优选的，所述第一冷却器包括将热交换器和制冷压缩机。

其中，热交换器将含水空气冷却至常温，压缩机制冷可将含水空气冷却至接近0摄氏度的低温，在冷却空气过程中，当温度低于露点时，空气中的杂质进一步冷凝析出，从而再次过滤空气。

本发明将含有颗粒物的空气抽送至水箱内，经第一过滤器的初步过滤后，在加热的压力管路里进行再次处理，液体中的大量气泡因加温会不断爆破，使空气中颗粒物及有毒有害成分溶入液体中，进而排送至冷却器冷凝，并进一步析出空气中的颗粒物。与此同时，经过加热的液体可循环至第一水箱循环使用。本发明可使含有颗粒物的空气与液体充分接触并加热，显著提高了去除空气中的颗粒物的效果，并且不会造成二次污染，适用范围广泛，可源源不断的向目标空间输送洁净空气。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明去除空气中颗粒物的装置的结构示意图；

图2为本发明压力管路的结构示意图；

图3为本发明另一压力管路的结构示意图。

图中标号说明如下：

100、过滤系统；101、空气源；102、进气管；103、气泵；104、第一水箱；105、第一过滤器；106、注水口；107、输送管；108、水泵；200、净化系统；201、压力管路；2011、主管路；2012、分管路；202、喷嘴；203、加热器；204、第二水箱；205、送气管；300、水循环系统；301、管道；302、水质处理器；303、第二过滤器；304、第二冷却器；400、第一冷却器；401、杂质排放口；500、干燥单元；600、控制器；700、出气单元；701、溢流阀。

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1所示，本发明提供一种去除空气中颗粒物的装置，包括依次连接的过滤系统100、净化系统200、水循环系统300、第一冷却器400、干燥单元500。

其中，过滤系统100包括进气管102、第一水箱104、输送管107；进气管102上设有泵送空气源101的气泵103，第一水箱104的液位下方内设有与进气管102连接的第一过滤器105，第一过滤器105的优选为表面积大的第一过滤器，第一过滤器可提高含有颗粒物的空气与水的接触，并产生密集的细小气泡，第一水箱104的上方设有注水口106以及输送管107，输送管107的一端伸至液位下方，另一端连接水泵108，水泵108将过滤后的含有气泡的液体抽送至输送管107。

净化系统200，包括压力管路201、加热器203、第二水箱204；压力管路201的一端与输送管107上的水泵108连接，加热器203用于加热所述压力管路201内的液体且分布于所述压力管路201的外侧，压力管路201的另一端可设有喷嘴202用于喷射液体至第二水箱204，第二水箱204的上方设有送气管205，送气管205的一端保持在液位上方，另一端连接气泵103，气泵103将含有蒸气的气体抽送至送气管205内。

水循环系统300，将第二水箱204内的液体通过设有水泵108的管道301抽送至第一水箱104内。

第一冷却器400，第一冷却器400的一端与所述送气管205上的气泵108连接，第一冷却器400将含有水蒸气的气体冷凝并析出空气颗粒物。

干燥单元500，第一冷却器400的另一端与干燥单元500连接，将冷却后的空气进行干燥并排送至目标空间。

本发明将空气源101由气泵103抽送至第一水箱104内，经第一过滤器105的初步过滤后，泵送至压力管路201里进行加温并喷射至第二水箱204内，压力管路201内的液体中的大量气泡因加温会不断爆破，使空气中颗粒物及有毒有害成分溶入液体中，经加热后的空气进而排送至第一冷却器400冷凝，并进一步析出空气中的颗粒物，经冷却后的空气经过干燥单元500进行干燥并排送至目标空间。与此同时，当第二水箱204内的液体的液位达到预设值时，水循环系统300启动，将第二水箱204内的液体循环至第一水箱104。

本发明提供的装置还包括控制器600，水循环系统300还包括与管道301连接的第二过滤器303及第二冷却器304，第二过滤器303设在第二水箱204内，管道301上的第二过滤器303、水泵108、第二冷却器304依次连接，水循环系统300将第二水箱204内的液体经第二过滤器303处理后经水泵108抽送至第二冷却器304，待冷却后排放到第一水箱104内。优选的，第一水箱104及第二水箱204内均设有液位传感器，第二水箱204内设有温度传感器或/和压力传感器，液位传感用于测量液位值并反馈至控制器600，控制器600控制水循环系统300的开关。温度传感器或/和压力传感器分别连接控制器600并向控制器600反馈第二水箱204中液体的温度值或/和压力值，当第二水箱204内的温度达到预设值时，控制器600控制第二冷却器304的开启。

本实施例中干燥单元500还连接出气单元700，出气单元700包括压力感应器、溢流阀701和气泵，出气单元700将干燥后的空气以预设的压力和流量泵送至目标空间。为了保证经处理的空气以适宜的温度输送至目标空间，干燥单元500与出气单元700之间还设有温度传感器及加热单元，使干燥后的空气以预设的温度排送至目标空间。

如图2、3所示，压力管路201包括主管路2011和分管路2012，主管路2011的管径大于分管路2012的管径。主管路2011的形状呈发射状、X型或H型，分管路2012的形状为立体拉伸螺旋状。其中，压力管路201优选为耐压铜管，立体拉伸螺旋状的分管路2012可在有限的空间内延长加热时间，使液体和空气的接触更加充分。

所述第一冷却器400包括将热交换器和制冷压缩机。其中，热交换器将含水空气冷却至常温，压缩机制冷可将含水空气冷却至接近0摄氏度的低温，在快速冷却空气的过程中，当温度低于露点时，空气中的杂质会进一步冷凝析出，从而再次过滤空气并降低空气温度。

为清洁第一水箱104及第二水箱204中存在的杂质，第一过滤器105及第二过滤器303内均设有可替换的滤芯，或在第一水箱104及第二水箱204内均设有排水口，由第一水箱104的注水口及第二水箱204的喷嘴202喷射清洁液至水箱内，清洁后的污水由第一水箱104及第二水箱204的排水口排出。

为去除颗粒物中的有机成分和水不溶性成分，第二水箱204的上方安装用于投放化学药剂的水质处理器302。可选择的使用化学药剂投入至第二水箱204内，例如氯化钠、酒精等化学药剂，氯化钠可使水中的气泡更细小更均匀，酒精可对水箱内的液体杀菌消毒，从而更好的去除空气中颗粒物。

本实施例中的气泵108可采用无油摇摆活塞式气泵、无油螺杆式压缩机、无油涡旋式压缩机、无油旋齿压缩机、膜片式空气泵中任意一种。其中，采用无油润滑的气泵，不污染空气及工作介质，结构紧凑，耐腐蚀，重量轻，低噪音，低振动，低能耗。

本发明提供的装置首先由气泵103将需要处理的空气经由放置于第一水箱104中的第一过滤器105泵入水中，泵入的空气在第一水箱104中形成密集的细小气泡，然后由所述水泵108将充满细小气泡的水从第一水箱104中抽走，泵入所述压力管路201。压力管路201的结构可保持压力管路201内水流的流速、压力及水流对管壁的剪切力达到均衡状态，压力管路201内的压力值一般保持高于1个大气压，压力管路201的分管路2012可方便所述加热器203对压力管路201内水流的进行持续加热，直至加热器203将在压力管路201中流动的液体加热至预设的温度值并喷射至第二水箱204内，所述温度值优选为100℃。由于压力管路201内温度和压力的作用，水流中的大量气泡不断爆破并重新组合，空气中的颗粒物及有毒有害成分将溶入水体中，且大量经过净化洗涤的空气从水中逸出，逸出的空气由气泵103泵入第一冷却器400中进行冷却，经快速冷却的空气可进一步冷凝析出杂质，由杂质排放口401排出，经冷却后的空气进入干燥单元500进行干燥处理，再由所述出气单元700导入目标空间。与此同时，当第二水箱204内的液体的液位达到预设值时，水循环系统300启动，将第二水箱204内的液体循环至第一水箱104。

本发明可使含有颗粒物的空气与液体充分接触并加热，在加热的基础上进一步冷凝析出颗粒物，可显著提高了去除空气中的颗粒物的效果，并且不会造成二次污染，适用范围广泛，可源源不断的向目标空间输送洁净空气。可广泛应用于各类室内空气净化，各类交通工具的内部空间空气净化，也可制成可随身携带的空气净化器，保障人们的身体健康。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，包括：依次连接的过滤系统，包括进气管、第一水箱和输送管；所述进气管上设有泵送空气源的气泵，所述第一水箱的液位下方设有与所述进气管连接的第一过滤器，所述第一过滤器内设有可替换的滤芯；所述第一水箱的上方设有注水口以及输送管，所述输送管的一端伸至液位下方，另一端连接水泵，所述水泵将过滤后的含有气泡的液体抽送至输送管；

净化系统，包括压力管路、加热器和第二水箱；所述压力管路的一端与所述输送管上的水泵连接，所述加热器分布于所述压力管路的外侧用于加热所述压力管路内含有气泡的液体，所述压力管路的另一端用于排放加热后的液体至第二水箱，所述第二水箱的上方设有送气管，所述的送气管的一端保持在液位上方，另一端连接气泵，所述气泵将含有蒸气的气体抽送至送气管；

水循环系统，将所述第二水箱内的液体通过设有水泵的管道抽送至所述第一水箱内；

第一冷却器，所述第一冷却器的一端与所述送气管上的气泵连接，所述第一冷却器将含有水蒸气的气体冷凝并析出空气颗粒物；

干燥单元，所述干燥单元与所述第一冷却器的另一端连接，所述干燥单元将冷却后的气体进行干燥并排送至目标空间。

2.根据权利要求1所述的去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，所述水循环系统还包括与管道连接的第二过滤器及第二冷却器，所述第二过滤器设在第二水箱液位下方且与所述管道连接，所述水循环系统将第二水箱内的液体经第二过滤器处理后经水泵抽送至第二冷却器，待冷却后排放到第一水箱内。

3.根据权利要求2所述的去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，所述装置还包括控制器，所述第一水箱及所述第二水箱内均设有液位传感器，所述液位传感用于测量液位值并反馈至所述控制器，所述控制器用于控制所述水循环系统的开关。

4.根据权利要求3所述的去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，所述第二水箱内设有温度传感器或/和压力传感器，所述温度传感器或/和压力传感器分别连接控制器并向控制器反馈第二水箱中液体的温度值或/和压力值。

5.根据权利要求1所述的去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，所述干燥单元连接出气单元，所述出气单元包括压力感应器、溢流阀和气泵，所述出气单元将干燥后的空气以预设的压力和流量泵送至目标空间。

6.根据权利要求5所述的去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，所述干燥单元与所述出气单元之间设有温度传感器及加热单元，使干燥后的空气以预设的温度排送至目标空间。

7.根据权利要求1所述的去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，所述压力管路包括主管路和分管路，所述主管路的管径大于所述分管路的管径。

8.根据权利要求7所述的去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，所述主管路的形状呈发射状或H型，所述分管路的形状为立体拉伸螺旋状。

9.根据权利要求3～4任一所述的去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，所述第二过滤器内设有可替换的滤芯。

10.根据权利要求1～8任一所述的去除空气中颗粒物的装置，其特征在于，所述第二水箱的上方安装用于投放化学药剂的水质处理器。