CN105536380A - 一种车载式城市pm2.5净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载式城市PM2.5净化装置，包括安装在汽车(18)车顶的外壳(17)，所述外壳的两端为喇叭形，中间为直筒型，且迎风面的喇叭口直径大于背风面喇叭口直径；外壳内腔的直筒型区域安装有若干与直筒同向且相互并联的过滤筒(16)；直筒型与大喇叭形相连之处的外壳两侧对称地设有两个L型风管(1)，风管的一端迎风设置，另一端垂直于外壳侧壁，风管的拐角处固定有一弹簧(4)，弹簧的另一端连接有与风管内径相当的浮动体(3)，浮动体的另一端连接一个挡板(5)，所述挡板垂直插入外壳内；直筒型与小喇叭形相连之处的外壳内腔设有止回阀(12)。本发明使进入装置的气流与本装置的过滤能力相互适应，同时防止气流反向进入。

Description

一种车载式城市PM2.5净化装置
技术领域
本发明涉及一种空气净化装置，具体涉及一种车载式城市PM2.5净化装置，属于空气清洁技术领域。
背景技术
PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物，直径不到人的头发丝粗细的1/20。PM2.5是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质，对人体健康、空气环境以及气候环境都有严重的影响。
针对空气中的PM2.5，目前尚没有有效的方法对污染源进行治理，人们只能通过在传播途径中对PM2.5进行控制。中国专利(CN104069945A)公开的一种车载高效PM2.5颗粒截灭装置，其发明目的是使汽车成为带有空气净化功能的移动装置，利用城市大量出行的汽车来吸附雾霾空气中的颗粒物，该装置使灰尘在电离区带上负电后，吸附截留在吸附区的阳极板外的化纤绒毛中，实现对空气中PM2.5的吸附和截留，其设置的调风格栅可以根据汽车的速度来调整进入装置内的空气流速大小，但是调风格栅仅根据汽车速度来调整空气流速，并没有考虑风速，因此当风速过大时可能会损坏净化装置的内部元件，影响净化效果且降低其使用寿命；另外该装置也不能根据空气流向对除尘装置进行调整，当气流反向进入除尘装置时会造成空气二次污染。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种车载式城市PM2.5净化装置，使汽车成为流动的净化器，利用城市高流量的汽车来净化空气中的PM2.5，使进入装置的气流与本装置的过滤能力相互适应，提高设备使用寿命；同时防止气流反向进入净化装置对空气二次污染。
为了实现上述目的，本发明车载式城市PM2.5净化装置，包括安装在汽车车顶的外壳，所述外壳的两端为喇叭形，中间为直筒型，且迎风面的喇叭口直径大于背风面喇叭口直径；外壳内腔的直筒型区域安装有若干相互并联的滤筒；直筒型与大喇叭形相连之处的外壳两侧对称地设有两个L型风管，风管的一端迎风设置，另一端垂直于外壳侧壁，风管的拐角处固定有一弹簧，弹簧的另一端连接有与风管内径相当的浮动体，浮动体的另一端连接一个挡板，所述挡板垂直插入外壳内；直筒型与小喇叭形相连之处的外壳内腔设有止回阀。
汽车行驶过程中，风流进入外壳内腔，同时进入外壳两侧的风管内，受风流的风力作用，浮动体会拉动弹簧并推动挡板进入外壳内腔，风流越大则挡板进入的区域面积越大，因此进入过滤区域的风流也会相应减小，这样可以防止进入过滤区域的风量超负荷，以保护过滤元件；风流进入过滤区域后，受滤筒的拦截作用，粉尘被捕集在滤筒的外壁上，洁净的气流则穿过滤筒后端开口并由外壳后端开口排出装置外；当汽车后退或受外界风流影响，一旦气流企图从净化装置的后端进入，止回阀受反向气流作用关闭，防止反向的气流将已附在滤筒上的粉尘吹落并从外壳前端排出再次污染大气。
进一步的，所述滤筒迎风面封闭，背风面开口，且开口处安装在固定于于外壳内壁的花板处；本装置还包括除灰部件，所述除灰部件包括设在外壳外侧的水腔和气包，水腔和气包通过管路相连，水腔上具有进水口，气包上具有进气口，连接在水腔另一端的喷吹管伸入外壳内，连接水腔的喷吹管上具有清灰阀，且喷吹管上具有若干喷头，每个喷头正对滤筒背风面的每个开口；滤筒下方的外壳内壁倾斜向下，且其底部连接有可拆卸的集灰抽屉。
提前通过进水口向水腔内注水，然后通过进气口向气包内注入压力气体。当需要清灰时打开清灰阀，水腔中的水受气包的压力气体的作用流经喷吹管并在喷头喷射而出，水流穿过滤筒的壁面并反向冲刷其外壁捕集的颗粒物，水和颗粒物混合成的污水最终汇集流到集灰抽屉内。
进一步的，迎风设置的风管上设有风阀。通过风阀可以进一步调节风管内到达浮动体处风量的大小，进而调控进入外壳内腔的挡板受风量变化的灵敏度。
优选的，所述浮动体为浮球或者小圆柱体。浮动体的尺寸与风管内径相当，可以采用任意形状。本发明优选的浮球或者小圆柱体，质量较轻，加工容易。
进一步的，所述外壳迎风面一端的顶面为水平形状，底面为渐扩的喇叭形，且底面的前端安装在车顶的最前端位置。进风口处与车前盖以及挡风玻璃之间形成了一个大的喇叭形汇流口，可以大大增加进入本装置的风流量。
进一步的，外壳迎风面一端的顶面长度长于底面喇叭形长度。这种设置可以更好的引导风流进入本装置。
所述滤筒由大于7000目的金属网卷制而成。所述滤筒足以滤除悬浮在空气中的PM2.5固体颗粒。
所述挡板采用轻质刚性材料制成。
本发明通过汽车的移动使空气进入本装置，并且对空气中的PM2.5固体颗粒物进行净化后排出洁净空气；通过浮动体联动挡板调节导流区风道大小的方式自动控制空气流量，使进入装置的气流与本装置的过滤能力相互适应，提高本装置的使用寿命，保证其净化效果；通过在出风口处安装止回阀防止装置内气流反向，有效避免捕集粉尘的再次飞扬对空气二次污染；在不改变汽车结构的情况下，将本装置安装在汽车顶部，并和汽车本身结构相互契合，有效的增加了净化装置的有效进风截面面积，提高了设备的净化效率。
附图说明
图1为本发明安装在汽车上的主视图；
图2为图1中本发明的放大剖面图。
图中：1、风管，2、风阀，3、浮动体，4、弹簧，5、挡板，6、气包，7、进气口，8、水腔，9、进水口，10、清灰阀，11、喷吹管，12、止回阀，13、喷头，14、花板，15、集灰抽屉，16、滤筒，17、外壳，18、汽车。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，箭头代表风流流动方向，并根据外壳内腔不同部位对风流的作用将外壳内腔划分为三个区域，A区域代表导流区，B区代表过滤区，C区代表净化区；汽车行驶前进方向定义为迎风面，其反面定义为背风面。
本车载式城市PM2.5净化装置，包括安装在汽车18车顶的外壳17，所述外壳17的两端为喇叭形，中间为直筒型，且迎风面的喇叭口直径大于背风面喇叭口直径；外壳17内腔的直筒型区域安装有若干相互并联的滤筒16；直筒型与大喇叭形相连之处的外壳17两侧对称地设有两个L型风管1，风管1的一端迎风设置，另一端垂直于外壳17侧壁，风管1的拐角处固定有一弹簧4，弹簧4的另一端连接有与风管内径相当的浮动体3，浮动体3的另一端连接一个挡板5，所述挡板5垂直插入外壳17内；直筒型与小喇叭形相连之处的外壳17内腔设有止回阀12。
汽车18行驶过程中，由于相对运动，含颗粒物的空气从导流区A进入本装置的过滤区B，同时进入外壳两侧的风管1内，受风流的风力作用，浮动体3会拉动弹簧4并推动挡板5进入外壳内腔，风流越大则挡板进入外壳的区域面积越大，因此进入过滤区域的风流也会相应减小，这样可以防止进入过滤区域的风量超负荷，以保护过滤元件；风流进入过滤区B后，受滤筒16的拦截作用，粉尘被捕集在滤筒16的外壁上，洁净的气流则穿过滤筒16后端开口进入净化区C并由外壳后端开口排出装置外；当汽车18后退或受外界风流影响，一旦气流企图从净化装置的后端进入，止回阀12受反向气流作用关闭，防止反向的气流将已附在滤筒16上的粉尘吹落并从外壳前端排出再次污染大气。如图1所示，止回阀12采用铰接在外壳内壁上端的板与固定在外壳内壁下端的板组成，上端的板倾斜搭接在下端板的后侧。
进一步的，所述滤筒16迎风面封闭，背风面开口，且开口处安装在固定于外壳17内壁的花板14处；本装置还包括除灰部件，所述除灰部件包括设在外壳17外侧的水腔8和气包6，水腔8和气包6通过管路相连，水腔8上具有进水口9，气包6上具有进气口7，连接在水腔8另一端的喷吹管11伸入外壳17内，连接水腔8的喷吹管11上具有清灰阀10，且喷吹管11上具有若干喷头13，每个喷头13正对滤筒16背风面的每个开口；滤筒16下方的外壳17内壁倾斜向下，且其底部连接有可拆卸的集灰抽屉15。
提前通过进水口9向水腔8内注水，然后通过进气口7向气包6内注入压力气体。当需要清灰时打开清灰阀10，水腔8中的水受气包6的压力气体的作用流经喷吹管11并在喷头13喷射而出，水流穿过滤筒16的壁面并反向冲刷其外壁捕集的颗粒物，水和颗粒物混合成的污水最终汇集流到集灰抽屉15内。
进一步的，迎风设置的风管上设有风阀2。通过风阀2可以进一步调节风管1内到达浮动体3处风量的大小，进而调控进入外壳内腔的挡板5受风量变化的灵敏度。
优选的，所述浮动体为浮球或者小圆柱体。浮动体的尺寸与风管内径相当，可以采用任意形状。本发明优选的浮球或者小圆柱体，质量较轻，加工容易。
进一步的，所述外壳17迎风面一端的顶面为水平形状，底面为渐扩的喇叭形，且底面的前端安装在车顶的最前端位置。进风口处与车前盖以及挡风玻璃之间形成了一个大的喇叭形汇流口，大大增加了进入本装置的风流量。
进一步的，外壳迎风面一端的顶面长度长于底面喇叭形长度。这种设置可以更好的引导风流进入本装置。
所述滤筒16由大于7000目的金属网卷制而成。所述滤筒足以滤除悬浮在空气中的PM2.5固体颗粒。
所述挡板5采用轻质刚性材料制成。
以本发明提供的装置安装在普通小型汽车上的有效进风面积为0.75m2计，净化效率值至少可达到80％。以北京市为例，北京市年平均PM2.5浓度为80.6μg/m3，汽车保有量537.1万辆，假定平均每辆汽车每天以50km/h的车速行驶1小时，可计算该装置每年可以净化PM2.5总计4740吨，可有效减少空气中的PM2.5固体颗粒物含量。

Claims (8)

1.一种车载式城市PM2.5净化装置，包括安装在汽车(18)车顶的外壳(17)，其特征在于，所述外壳(17)的两端为喇叭形，中间为直筒型，且迎风面的喇叭口直径大于背风面喇叭口直径；外壳(17)内腔的直筒型区域安装有若干与直筒同向且相互并联的滤筒(16)；直筒型与大喇叭形相连之处的外壳(17)两侧对称地设有两个L型风管(1)，风管(1)的一端迎风设置，另一端垂直于外壳(17)侧壁，风管(1)的拐角处固定有一弹簧(4)，弹簧(4)的另一端连接有与风管内径相当的浮动体(3)，浮动体(3)的另一端连接一个挡板(5)，所述挡板(5)垂直插入外壳(17)内；直筒型与小喇叭形相连之处的外壳(17)内腔设有止回阀(12)。
2.如权利要求1所述的车载式城市PM2.5净化装置，其特征在于，所述滤筒(16)迎风面封闭，背风面开口，且开口处安装在固定于外壳(17)内壁的花板(14)处；本装置还包括除灰部件，所述除灰部件包括设在外壳(17)外侧的水腔(8)和气包(6)，水腔(8)和气包(6)通过管路相连，水腔(8)上具有进水口(9)，气包(6)上具有进气口(7)，连接在水腔(8)另一端的喷吹管(11)伸入外壳(17)内，连接水腔(8)的喷吹管(11)上具有清灰阀(10)，且喷吹管(11)上具有若干喷头(13)，每个喷头(13)正对滤筒(16)背风面的每个开口；滤筒(16)下方的外壳(17)内壁前端高于后端，且其底部连接有可拆卸的集灰抽屉(15)。
3.如权利要求2所述的车载式城市PM2.5净化装置，其特征在于，迎风设置的风管(1)上设有风阀(2)。
4.如权利要求3所述的车载式城市PM2.5净化装置，其特征在于，所述浮动体(3)为浮球或者小圆柱体。
5.如权利要求1至4任一权利要求所述的车载式城市PM2.5净化装置，其特征在于，所述外壳(17)迎风面一端的顶面为水平形状，底面为渐扩的喇叭形，且底面的前端安装在车顶的最前端位置。
6.如权利要求5所述的车载式城市PM2.5净化装置，其特征在于，外壳(17)迎风面一端的顶面长度长于底面喇叭形长度。
7.如权利要求6所述的车载式城市PM2.5净化装置，其特征在于，所述滤筒(16)由大于7000目的金属网卷制而成。
8.如权利要求7所述的车载式城市PM2.5净化装置，其特征在于，所述挡板(5)采用轻质刚性材料制成。
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