CN105498412A - 一种具有螺旋结构的低能耗空气过滤装置和空气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有螺旋结构的低能耗空气过滤装置和空气净化器,所述装置包括:螺旋结构和粘附介质,外壳,进风口,出风口,以及风扇;所述螺旋结构包括螺旋管壁和安装在所述管壁内部的螺旋肋片;所述螺旋管壁的内壁和螺旋肋片上均涂覆有粘附介质;所述外壳用于安装螺旋结构,进风口,出风口和风扇。所述风扇用于产生负压,将诱导含颗粒空气从进风口吸入净化器。所述螺旋结构可以诱导流经的气体产生涡旋,促使气体中携带的可吸入颗粒物向螺旋管内壁和螺旋肋片方向运动,并粘附于螺旋管内壁和螺旋肋片上涂覆的可降解生物凝胶上,从而达到过滤掉空气中的可吸入颗粒物的作用,净化了吸入人体的空气。所述出风口用于排出净化后的气体。

Description

一种具有螺旋结构的低能耗空气过滤装置和空气净化器
技术领域
本发明涉及一种颗粒物去除装置,特别涉及一种具有螺旋结构的低能耗空气过滤装置和空气净化器。
技术背景
随着空气污染的日益严重,对室内空气中的颗粒物进行过滤,以避免其进入人体,已经成为了普遍的需求。特别是近年来,PM2.5等细颗粒物污染受到越来越多的重视,对空气净化器的需求日益增加。
目前的空气过滤器往往使用滤网进行过滤。过滤网其对细小颗粒物收集效果好但风阻大,为了获得高的净化效率,滤网的阻力较大,而且滤网需要致密导致寿命降低,需定期更换。生产和使用成本都较高。
发明内容
基于此,本发明公开了:
一种具有螺旋结构的低能耗过滤装置;
所述装置包括:螺旋结构、粘附介质以及风扇;
所述螺旋结构包括螺旋管壁和安装在所述管壁内部的螺旋肋片;
所述螺旋管壁的内壁和螺旋肋片上均涂覆有粘附介质;
所述螺旋结构用于诱导流经的空气产生涡流,促使空气中的物质随空气向螺旋管壁的内壁和螺旋肋片方向运动过程中被粘附于粘附介质上;
所述风扇用于负压引入空气,使之通过螺旋结构净化。
一种具有螺旋结构的低能耗空气净化器;
所述空气净化器包括:多个个螺旋结构、粘附介质,外壳,进风口,出风口和风扇;
所述螺旋结构包括螺旋管壁和螺旋肋片;所述螺旋管壁的内壁和螺旋肋片上涂覆有粘附介质;
所述螺旋结构用于诱导流经的气体产生涡流,促使空气中的物质随空气向螺旋管壁的内壁和螺旋肋片方向运动过程中被粘附于粘附介质上;
所述多个螺旋结构安装于净化器外壳中;
所述进风口安装于外壳和多个螺旋结构下方;
所述风扇位于外壳和和多个螺旋结构上方;
所述出风口位于风扇上方;所述风扇运行时可产生吸力,促使空气中的物质从进风口进入,通过螺旋结构时,在螺旋结构作用下,产生切向速度,与粘附在管壁的胶体碰撞从而被粘附,净化后的空气从出风口排出。
本发明具有以下技术效果:
1、增加与吸入空气的接触面积,进而增加吸入空气中携带的颗粒物与内表面涂覆的粘性生物凝胶的接触面积,促进粘附效率。
2、诱导颗粒物产生切向速度,从而驱动颗粒物朝向壁面和螺旋肋片运动,促进与粘性生物凝胶的吸附作用。
3、净化器主要部件含有粘附介质的螺旋管,由于其开放性,产生的阻力很小,因此能耗低。
附图说明
图1为一个实施例中多个含有粘附介质的四波瓣螺旋结构示意图;
图2为一个实施例中用于安装螺旋结构的净化器外壳示意图;
图3为一个实施例中用于负压吸入含颗粒物气体的风扇的示意图;
图4为一个实施例中用于流出新鲜空气的出气口的示意图;
图5为一个实施例中用于流入含颗粒空气的进气口的示意图;
图6为一个实施例中空气净化器的示意图。
具体实施方式
在一个实施例中,本发明公开了一种具有螺旋结构的低能耗空气过滤装置,
所述装置包括:螺旋结构、粘附介质以及风扇;
所述螺旋结构包括螺旋管壁和安装在所述管壁内部的螺旋肋片;
所述螺旋管壁的内壁和螺旋肋片上均涂覆有粘附介质;
所述螺旋结构用于诱导流经的空气产生涡流,促使空气中的物质随空气向螺旋管壁的内壁和螺旋肋片方向运动过程中被粘附于粘附介质上;
所述风扇用于负压引入空气,使之通过螺旋结构净化。
本实施例所述的装置可制成过滤口罩,过滤鼻塞等空气过滤装置,所述装置的螺旋管壁和内部肋片都可以诱发气体-颗粒流产生涡旋运动,促进内表面涂覆的生物凝胶的诱捕和粘附颗粒效果。本净化装置主要部件含有粘附介质的螺旋管,由于其开放性,产生的阻力很小,因此能耗低
本实施例所述装置可以阻止PM2.5,PM10颗粒,过敏原和花粉等进入人类呼吸系统。净化人体吸入的气体,抑制或缓解有害颗粒物的影响。
在一个实施例中,所述螺旋管壁为四波瓣螺旋管壁,所述空气中的物质包括颗粒物、过敏原、粉尘或其它物质。
本实施例所述的四波瓣螺旋管壁部分是由‘ductwithspiralgroove’改进变形得到的;诺丁汉大学拥有该原型的知识产权,受专利保护(专利号WO03/091578)。
在一个实施例中,所述螺旋肋片具有能够配合四波瓣螺旋管壁的螺旋结构。
本实施例中,螺旋肋片的作用是为了增进涡旋,增加接触面积,阻止颗粒物直接通过,促进的颗粒物吸附。
所述螺旋肋片的数量与波瓣螺旋管壁的波数有关,一个波数的波瓣螺旋管壁最多只能对应一个螺旋肋片,具体可根据实际情况确定,比如本地的空气质量和实际的经济情况等。
在一个实施例中,所述粘附介质采用可降解的生物凝胶,包括烷基酯(alkylester),α-氰基丙烯酸正丁酯(alphacyanon-butylacrylate),水性聚氨酯(waterbornepolyurethane),脲烷预聚物(ureaalkanesprepolymer),含氟芳香族异氰酸酯(fluorinatedaromaticisocyanate),甲苯二异氰酸酯(toluenediisocyanate),聚丙二醇(polypropyleneglycol,PPG)和明胶(gelatin)中的一种或多种。
本实施例选择现有的生物凝胶作为粘附介质,可以达到重复使用螺旋鼻塞基底的目的。所述凝胶具有无毒,不损害人体健康,能够简单易行地喷涂到鼻塞内腔,并且容易清洗去除的特点。以便于当生物凝胶失去效力时,及时去除并更换新凝胶。
更进一步的,可以选择亲水性生物凝胶,所述亲水性凝胶使得其能被清水冲洗或家用清洁产品去除。本发明所述的装置提供瓶装可重复性使用的凝胶以及喷头,便于消费者自行喷涂更换新凝胶。
在一个实施例中,本发明公开了一种具有螺旋结构的低能耗空气净化器,
所述空气净化器包括:多个个螺旋结构、粘附介质,外壳,进风口,出风口和风扇;
所述螺旋结构包括螺旋管壁和螺旋肋片;所述螺旋管壁的内壁和螺旋肋片上涂覆有粘附介质;
所述螺旋结构用于诱导流经的气体产生涡流,促使空气中的物质随空气向螺旋管壁的内壁和螺旋肋片方向运动过程中被粘附于粘附介质上;
所述多个螺旋结构安装于净化器外壳中;
所述进风口安装于外壳和多个螺旋结构下方;
所述风扇位于外壳和和多个螺旋结构上方;
所述出风口位于风扇上方;所述风扇运行时可产生吸力,促使空气中的物质从进风口进入,通过螺旋结构时,在螺旋结构作用下,产生切向速度,与粘附在管壁的胶体碰撞从而被粘附,净化后的空气从出风口排出。
在本实施例中,所述装置包括:数个螺旋结构、粘附介质,一个外壳,一个进风口,一个出风口和一个风扇;
如图1-图5所示:所述多个螺旋结构(图1)安装于净化器外壳中(图2)。所述进风口(图5)安装于外壳和多个螺旋管下方。所述风扇(图3)位于外壳和和多个螺旋管上方。所述出风口(图4)位于风扇上方。所述风扇运行时可产生吸力,使含颗粒气体从进风口进入,通过螺旋结构时,在螺旋结构作用下,产生切向速度,与粘附在管壁的胶体碰撞从而被粘附。洁净空气从出风口流出。图6为螺旋结构,外壳,进、出气口安装到一起的效果。所述空气净化器可持续工作,净化室内空间空气。所述净化器主要部件含有粘附介质的螺旋管,由于其开放性,产生的阻力很小,因此能耗低。所述进风口和出风口能够起到进气出气的作用,同时可以阻挡大的颗粒物直接进入净化器,阻力小,能够减少能耗,以及具有能够防止异物进入。
在一个实施例中,所述空气中的物质包括颗粒物、过敏原、粉尘或其它物质。
本实施例所述的颗粒物特别包括PM2.5,PM10颗粒,由于现在空气污染的严重性,PM2.5已经严重超标,空气质量堪忧,净化空气中的污染物,特别是PM2.5已经至关重要。
在一个实施例中,所述螺旋管壁为四波瓣螺旋管壁
本实施例所述的四波瓣螺旋管壁部分是由‘ductwithspiralgroove’改进变形得到的;诺丁汉大学拥有该原型的知识产权,受专利保护(专利号WO03/091578)。
在一个实施例中,在所述多个螺旋结构中,所述螺旋肋片具有能够配合四波瓣螺旋管壁的螺旋结构。
本实施例中,螺旋肋片的作用是为了增进涡旋,增加接触面积,阻止颗粒物直接通过,促进的颗粒物吸附。
所述螺旋肋片的数量与波瓣螺旋管壁的波数有关,一个波数的波瓣螺旋管壁最多只能对应一个螺旋肋片,具体可根据实际情况确定,比如本地的空气质量和实际的经济情况等。
在一个实施例中,所述空气净化器还包括有几何骨架,所述几何骨架采用塑料制成。
在本实施例中,所述几何骨架的作用是支撑整个空气净化器,使之各部件能够进行安装在合理的位置,进一步配合使用;几何骨架的材料可选择塑料或者树脂制成,这里不做限制。
在一个实施例中,所述粘附介质采用可降解的亲水性生物凝胶,包括烷基酯(alkylester),α-氰基丙烯酸正丁酯(alphacyanon-butylacrylate),水性聚氨酯(waterbornepolyurethane),脲烷预聚物(ureaalkanesprepolymer),含氟芳香族异氰酸酯(fluorinatedaromaticisocyanate),甲苯二异氰酸酯(toluenediisocyanate),聚丙二醇(polypropyleneglycol,PPG)和明胶(gelatin)中的一种或多种。
本实施例选择现有的可降解的生物凝胶作为粘附介质,所述凝胶具有无毒,不损害人体健康,良好的生物降解性,并且容易清洗去除的特点,以便于当生物凝胶失去效力时,及时去除并更换新凝胶。
更进一步的,可以选择亲水性生物凝胶,所述亲水性凝胶使得其能被清水冲洗或家用清洁产品去除。
所述空气净化器使用的凝胶做吸附介质,其成本低于传统空气净化器滤芯,价格便宜。
本发明的实施方式是为了示例和描述起见而给出的,而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种具有螺旋结构的低能耗空气过滤装置,其特征在于,
所述装置包括:螺旋结构、粘附介质以及风扇;
所述螺旋结构包括螺旋管壁和安装在所述管壁内部的螺旋肋片;
所述螺旋管壁的内壁和螺旋肋片上均涂覆有粘附介质;
所述螺旋结构用于诱导流经的空气产生涡流,促使空气中的物质随空气向螺旋管壁的内壁和螺旋肋片方向运动过程中被粘附于粘附介质上;
所述风扇用于负压引入空气,使之通过螺旋结构净化。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:优选的,所述螺旋管壁为四波瓣螺旋管壁,所述空气中的物质包括颗粒物、过敏原、粉尘或其它物质。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于:所述螺旋肋片具有能够配合四波瓣螺旋管壁的螺旋结构。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述粘附介质采用可降解的生物凝胶,包括烷基酯(alkylester),α-氰基丙烯酸正丁酯(alphacyanon-butylacrylate),水性聚氨酯(waterbornepolyurethane),脲烷预聚物(ureaalkanesprepolymer),含氟芳香族异氰酸酯(fluorinatedaromaticisocyanate),甲苯二异氰酸酯(toluenediisocyanate),聚丙二醇(polypropyleneglycol,PPG)和明胶(gelatin)中的一种或多种。
5.一种具有螺旋结构的低能耗空气净化器,其特征在于:
所述空气净化器包括:多个个螺旋结构、粘附介质,外壳,进风口,出风口和风扇;
所述螺旋结构包括螺旋管壁和螺旋肋片;所述螺旋管壁的内壁和螺旋肋片上涂覆有粘附介质;
所述螺旋结构用于诱导流经的气体产生涡流,促使空气中的物质随空气向螺旋管壁的内壁和螺旋肋片方向运动过程中被粘附于粘附介质上;
所述多个螺旋结构安装于净化器外壳中;
所述进风口安装于外壳和多个螺旋结构下方;
所述风扇位于外壳和和多个螺旋结构上方;
所述出风口位于风扇上方;所述风扇运行时可产生吸力,促使空气中的物质从进风口进入,通过螺旋结构时,在螺旋结构作用下,产生切向速度,与粘附在管壁的胶体碰撞从而被粘附,净化后的空气从出风口排出。
6.根据权利要求5所述的空气净化器,其特征在于:所述空气中的物质包括颗粒物、过敏原、粉尘或其它物质。
7.根据权利要求5所述的空气净化器,其特征在于:所述螺旋管壁为四波瓣螺旋管壁。
8.根据权利要求7所述的空气净化器,其特征在于:在所述多个螺旋结构中,所述螺旋肋片具有能够配合四波瓣螺旋管壁的螺旋结构。
9.根据权利要求5所述的空气净化器,其特征在于:所述空气净化器还包括有几何骨架,所述几何骨架采用塑料制成。
10.根据权利要求5所述的空气净化器,其特征在于:所述粘附介质采用可降解的亲水性生物凝胶,包括烷基酯(alkylester),α-氰基丙烯酸正丁酯(alphacyanon-butylacrylate),水性聚氨酯(waterbornepolyurethane),脲烷预聚物(ureaalkanesprepolymer),含氟芳香族异氰酸酯(fluorinatedaromaticisocyanate),甲苯二异氰酸酯(toluenediisocyanate),聚丙二醇(polypropyleneglycol,PPG)和明胶(gelatin)中的一种或多种。
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