CN105311767A - 一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，包括空间软封闭系统和空气净化系统；空间软封闭系统包括刚性支架、流体供应装置、流体输送管道和流体幕布形成装置；流体幕布形成装置包括流体初级匀化管道；流体初级匀化管道与流体输送管道相连，流体初级匀化管道上设有若干个喷嘴；流体供应装置通过流体输送管道往流体初级匀化管道输送流体介质，流体介质从喷嘴中喷射出来形成局域空间；空气净化系统安放在局域空间内。本发明实用性强，与用实体材料隔绝形成的空间，如玻璃房、棚区等相比，本发明只使用非常少的支架材料和占用非常小的面积就能形成巨大的隔离空间，四周通透不存在任何视觉盲区，拆除方便甚至可移动使用。

Description

一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是涉及一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统。

背景技术

伴随社会经济不断发展，人类物质文明不断丰富，能源消耗逐年增加，环境排放量也随之增加，紧随人类物质文明不断丰富的同时，环境问题日益凸显。

空气污染属环境污染重点问题之一，与人类生命和健康密切相关。《2010年全球疾病负担研究》报告称，2010年全球范围死于空气污染的人数达320万；世界卫生组织表示，2012年全球范围死于空气污染人数达700万，空气污染最为严重地区东南亚和西太平洋地区的数据显示，死亡的人数中260万与户外空气污染有关，330万与室内空气污染有关。我国是空气污染较为严重国家之一，《2010年全球疾病负担研究》报告称，2010年，中国的户外空气污染导致120万人过早死亡，几乎占全球此类死亡总数的40％；2013年持续大规模的雾霾污染范围涉及了17个省市自治区四分之一的国土面积，影响人口约6亿，儿童、老人、呼吸系统和心血管疾病等易感人群的患病率明显增加。

目前，空气净化的对象一般是户内环境。如申请公布号为CN103697545A的专利文件公开的一种民用的室内环境的局部空气净化方法，即利用空气采集口，新风吸入管段，鼓风机，初效过滤装置，中效过滤装置，高效过滤装置，净化新风输送风管，净化空气出风口百叶的设备组合方式，维持室内净化空气的正压状态，避免户外空气中尘埃微粒通过门窗缝隙扩散渗入室内，从而净化户内空气环境。这样导致在雾霾高发地区，每当雾霾来临，居民多选择减少外出，这使得成人户外锻炼及儿童户外玩耍受到限制，严重影响了居民的身体健康和幸福指数。

因此研究开发出适合人群户外活动的空气洁净的局域空间十分迫切。然而这其中有一个矛盾的问题在于：一方面这个应用在户外局域空间的空气净化的装置要求是一个尽可能敞开的体系，即非物理刚性隔绝的体系，以满足户外的特点和便于人们自由进出，另一方面，为了避免局域空间中的洁净空气与外界环境带有雾霾的有害空气混合，又希望这个局域空间和外部环境空间隔绝开来，相对独立。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，从而在户外建立一个与外界空间的隔离，空气洁净，同时又方便人们从四周自由进出，方便人们运动和娱乐的局域空间。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，包括空间软封闭系统和空气净化系统；空间软封闭系统包括刚性支架、流体供应装置、流体输送管道和流体幕布形成装置；流体供应装置是由多组循环泵的串联/并联构成的泵组或由多组叶片通过串联或并联连接的循环泵；流体幕布形成装置包括流体初级匀化管道；流体初级匀化管道与流体输送管道相连，流体初级匀化管道上设有若干个喷嘴；流体供应装置通过流体输送管道往流体初级匀化管道输送流体介质，流体介质从喷嘴中喷射出来形成局域空间；空气净化系统安放在局域空间内。

空间软封闭系统通过流体介质的不间断流动形成一个流体幕布，实现局域空间与外界空间的相对独，即局域空间的软封闭，空气净化系统将软封闭空间内的空气进行净化，从而提供了一个具有洁净空气的户外局域空间。

为了保证由流体幕布软封闭构成的局域空间不会因外界干扰而失效，流体幕布中的流体流速是可变的，根据外界的风速进行自动调节。风速的大小由安装在系统中的风速传感器测定并将信号传递给流体供应系统。当外界的风速较大时，流体供应系统的流体供应量增大，流体幕布中的流体流速相应变大。

理论上，任何对人体无害的流体都可作为本发明的流体介质中，用来形成动态屏障。从成本的角度考虑，流体介质优选空气或水。当流体介质为空气时，由空气形成的动态屏障内可以设置用于阻断空气流动的进出口，亦可以不设置进出口；而当流体介质为为水时，优选在由水形成的动态屏障内设置用于阻断水流动的进出口，方便人们进出。

刚性支架可以是金属支架，也可以是塑料支架，也可以是金属支架和塑料支架混合使用组成。刚性支架还可以由空气净化系统中的各种刚性管道构成，如流体输送管道和流体初级匀化管，都可以同时作为空间软封闭系统的刚性支架对系统起到支撑作用。

流体初级匀化管道可以是水管，也可以是气管。喷嘴可以是通过在流体初级匀化管上加工缝隙或加工孔道形成的。流体初级匀化管道的外形可以是圆环形、多边形、圆弧形中的任何一种。

流体初级匀化管道可以安装在局域空间的顶部，亦可围绕在局域空间的四周。

当流体初级匀化管道安装在局域空间的顶部时，喷嘴安装在流体初级匀化管道的外缘，喷嘴相对于水平方向可向下旋转，喷嘴的转动角度范围在0°-90°范围内，即喷嘴的喷射方向可从平行于地面调节至垂直于地面的任意角度。这样，从喷嘴喷射的流体方向可从平行于地面调节至垂直于地面的任意角度，即可根据外部环境和需要减小或扩大软封闭空间的大小。当喷嘴的喷射方向与地面成近90°时，软封闭空间相对最小；当喷嘴的喷射方向与地面成近0°时，软封闭的空间最大。

当流体初级匀化管道围绕在局域空间的四周时，流体初级匀化管道竖直放置，流动介质从喷嘴往相邻的流体初级匀化管道方向喷射形成局域空间。

为了减少流体介质的用量，节省电能，优选的是，流体输送管道安装在流体初级匀化管的上部或下部；流体初级匀化管可以在水平方向上相对流体输送管道旋转。

为了使流体的速度场分布更加均匀，流体初级匀化管道可以设有流体二级匀化网。流体二级匀化网紧贴于初级匀化管道的内壁。流体二级匀化网可以是纤维网、塑料网、橡胶网、金属网、无机非金属网中的一种或者几种。

由于在雾霾天气时，空气中含有大量的二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物。为了充分洁净局域空间内的空气，优选的是，空气净化系统包括污染物去除装置及空气成分调节装置。污染物去除装置包括固体粉尘去除功能件、有机气体污染物去除功能件和有害菌类去除功能件；空气成分调节装置包括空气增湿功能件、氧气制造功能件、负离子发生功能件中的一种、两种或三种。

安放在局域空间内的空气净化系统可根据应用地区污染物的特点进行选配，如对于PM2.5污染比较严重的地区，可配置活性炭吸附或滤网过滤，对于有机小分子挥发物污染严重的地区，可以配置催化分解过滤器，对于干燥地区可以配置增湿功能。

另外，为便于人们在局域空间内更好地活动或休闲娱乐，可在局域空间内安置其他功能模块，如无线网络、空调、取暖器、音乐播放器、视频、体育器械、娱乐器械等，也可以安置广告牌和显示牌。为了能及时应对可能出现的意外情况，还可以在局域空间内内放置医疗急救包或应急电话或监控系统。

本发明实用性强，与用实体材料隔绝形成的空间，如玻璃房、棚区等相比，本发明只使用非常少的支架材料和占用非常小的面积就能形成巨大的隔离空间，四周通透不存在任何视觉盲区，拆除方便甚至可移动使用。本发明可以安装在人群集中的任何地方，包括广场、街道、公园、小区、屋顶等地方，甚至某些大的建筑物之内，很方便普及推广，有利于人们生活质量的提高，也有助于社会的和谐、稳定。

附图说明

图1是本发明实施例1中流体输送管道位于初级匀化管道系统的上部时空气净化系统的示意图；

图2是本发明实施例1中流体输送管道位于初级匀化管道系统的下部时空气净化系统的示意图；

图3是本发明实施例1中第一流体初级匀化管道的截面示意图；

图4是本发明实施例2中流体输送管道位于初级匀化管道系统的上部时空气净化系统的示意图；

图5是本发明实施例2中流体输送管道位于初级匀化管道系统的下部时空气净化系统的示意图。

附图标记说明：1-刚性支架；2-流体供应装置；3-流体输送管道；4-第一流体初级匀化管道；5-流体二级匀化网；6-喷嘴；7-第二流体初级匀化管道；8-第三流体初级匀化管道；9-第四流体初级匀化管道；10-空气净化器

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1：

如图1所示的一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，包括空间软封闭系统和空气净化系统。

空间软封闭系统包括呈圆柱型的刚性支架1。制作刚性支架1用的材料可以是金属或高分子材料。本实施例1中，由刚性支架1和位于其顶端的第一流体初级匀化管道4所围成的局域空间呈圆形伞状外形，直径3米，高3米，能满足5-10人的户外活动。空气净化器10安装在刚性支架1和第一流体初级匀化管道4之间。

空间软封闭系统还包括流体供应装置2、流体输送管道3、流体幕布形成装置。流体供应装置2可采用市面常见的循环泵。流体幕布形成装置包括流体初级匀化管道、流体二级匀化网5、喷嘴6。流体初级匀化管道与流体输送管道连通。本实施例1中，围绕成圆形的第一流体初级匀化管道4安装在局域空间的顶部，第一流体初级匀化管道4还与两条相互交叉连通的第二流体初级匀化管道7连通。第一流体初级匀化管道4和第二流体初级匀化管道7构成初级匀化管道系统。流体输送管道3位于初级匀化管道系统的上部。

如图2所示，流体输送管道3还能安装在初级匀化管道系统的下部。这时，与地面垂直的位于系统中央的流体输送管道3兼具刚性支架的功能。

如图3所示，流体二级匀化网5紧贴于流体初级匀化管道内侧。流体二级匀化网5可以是纤维网、塑料网、橡胶网、金属网、无机非金属网中的一种或者几种。

初级匀化管在刚性支架1上方在水平方向上沿图1所示的顺时针方向旋转，流体介质从喷嘴喷射出来形成流体幕布。喷嘴安装在第二流体初级匀化管道7的侧边及第一流体初级匀化管道4的下侧。第二流体初级匀化管道7侧边的喷嘴6保证局域空间的顶部软封闭，第一流体初级匀化管道4下侧的喷嘴6保证局域空间的侧面四周软封闭。同时，安装在第二流体初级匀化管道7侧边和安装在第一流体初级匀化管道4下侧的喷嘴6相对于水平方向可向下旋转，转动角度范围在0°和90°之间。这样，从喷嘴喷射的流体方向可从平行于地面调节至垂直于地面的任意角度，即可根据外部环境和需要减小或扩大软封闭空间的大小。当喷嘴6的喷射方向与地面成近90°时，软封闭空间相对最小；当喷嘴6的喷射方向与地面成近0°时，软封闭的空间最大。

为了保证由流体幕布软封闭构成的局域空间不会因外界干扰而失效，流体幕布中的流体流速是可变的，根据外界的风速进行自动调节。风速传感器安装在初级匀化管的外部顶端，风速的大小对流体供应系统的流体供应量形成正反馈。当外界的风速较大时，流体幕布中的流体流速相应变大。

本实施例1中的流体介质可以是空气，此时可使用功率为5KW的鼓风机作为流体供应装置送风；流体介质也可以水，此时可采用功率为3KW的水泵作为流体供应装置送水。

本实施例1中的空气净化系统主体为活性炭材料，在活性炭前级置有滤网，并配备了空气成分调节装置包括空气增湿功能件、氧气制造功能件、负离子发生功能件。

实施例2：

如图4所示，本实施例2与实施例1的不同之处在于，第三流体初级匀化管道8是竖直放置的，第三流体初级匀化管道8通过第四流体初级匀化管道9与流体输送管道3连通。第三流体初级匀化管道8和第四流体初级匀化管道9构成初级匀化管道系统。流体输送管道3位于初级匀化管道系统的上部。本实施例中四根第三流体初级匀化管道8同时兼具刚性支架的功能支撑整个系统。

如图5所示，流体输送管道3还能安装在初级匀化管道系统的下部。此时，流体输送管道3同样兼具刚性支架的功能支撑整个系统。

本实施例2中，喷嘴6安装在第三流体初级匀化管道8和第四流体初级匀化管道9的侧面。喷嘴6在水平方向上朝相邻的第三流体初级匀化管道8和第四流体初级匀化管道9方向喷射流体以形成软封闭空间。

通过对本实施例2局域空间内的空气进行检测，可发现局域空间内的空气质量远优于外界空气的质量。下表是在广州测试的2014年4月10日至2014年5月9日，共30天的数据，可以看出，在局域空间内的AQI指数远远低于外部环境的AQI指数，达到了一级空气质量标准。

序号	日期	外部环境的AQI指数a	局域空间内的AQI指数
				1	2014-04-10	77	13
2	2014-04-11	70	11
				3	2014-04-12	73	12
4	2014-04-13	88	15
				5	2014-04-14	84	12
6	2014-04-15	63	8
				7	2014-04-16	67	9
8	2014-04-17	68	9
				9	2014-04-18	60	7
10	2014-04-19	58	7
				11	2014-04-20	82	12
12	2014-04-21	52	8
				13	2014-04-22	62	9
14	2014-04-23	62	9
				15	2014-04-24	75	12
16	2014-04-25	64	8
				17	2014-04-26	67	9
18	2014-04-27	52	8
				19	2014-04-28	77	12
20	2014-04-29	82	13
				21	2014-04-30	57	9
22	2014-05-01	50	7
				23	2014-05-02	57	9
24	2014-05-03	104	20
				25	2014-05-04	64	10
26	2014-05-05	39	5

27	2014-05-06	57	9
				28	2014-05-07	72	11
29	2014-05-08	73	12
				30	2014-05-09	67	9

外部环境的AQI指数来源于中华人民共和国环境保护部数据中心。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，其特征是：包括空间软封闭系统和空气净化系统；所述空间软封闭系统包括刚性支架、流体供应装置、流体输送管道和流体幕布形成装置；所述流体供应装置是由多组循环泵的串联或并联构成的泵组，或由多组叶片通过串联或并联连接的循环泵；所述流体幕布形成装置包括流体初级匀化管道；所述流体初级匀化管道与流体输送管道相连，流体初级匀化管道上设有若干个喷嘴；所述流体供应装置通过流体输送管道往流体初级匀化管道输送流体介质，流体介质从喷嘴中喷射出来形成局域空间；空气净化系统安放在所述局域空间内。

2.根据权利要求1所述的一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，其特征是：所述流体介质是空气或水。

3.根据权利要求1所述的一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，其特征是：所述刚性支架是金属支架、塑料支架或由金属支架和塑料支架混合使用组成；所述流体输送管道安装在所述流体初级匀化管的上部或下部；所述流体初级匀化管可以在水平方向上相对流体输送管道旋转。

4.根据权利要求1所述的一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，其特征是：所述刚性支架由流体初级匀化管道和流体输送管道构成。

5.根据权利要求1所述的一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，其特征是：所述喷嘴是通过在所述流体初级匀化管上加工缝隙或加工孔道形成的。

6.根据权利要求1所述的一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，其特征是：所述流体初级匀化管道内设有流体二级匀化网；所述流体二级匀化网紧贴于流体初级匀化管道的内壁；所述流体二级匀化网是纤维网、塑料网、橡胶网、金属网、无机非金属网中的一种或者几种。

7.根据权利要求1所述的一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，其特征是：所述流体初级匀化管道安装在所述局域空间的顶部；所述喷嘴能相对于水平方向向下旋转，喷嘴的转动角度范围在0°-90°范围内。

8.根据权利要求1所述的一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，其特征是：所述流体初级匀化管道围绕在局域空间的四周；所述流体初级匀化管道竖直放置，流动介质从喷嘴往相邻的流体初级匀化管道方向喷射形成局域空间。

9.根据权利要求1所述的一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，其特征是：所述空气净化系统包括污染物去除装置及空气成分调节装置；所述污染物去除装置包括固体粉尘去除功能件、有机气体污染物去除功能件和有害菌类去除功能件；所述空气成分调节装置包括空气增湿功能件、氧气制造功能件、负离子发生功能件中的一种、两种或三种。

10.根据权利要求1所述的一种可在户外建立有洁净空气的局域空间的空气净化系统，其特征是：所述局域空间内安置有无线网络、空调、取暖器、广告牌、显示牌、视频、音乐播放器、体育器械、娱乐器械、医疗急救包、应急电话、监控系统的功能模块。