CN106140467A - 用于同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置 - Google Patents

用于同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种车辆空气净化装置。该车辆空气净化装置包括：充电器，该充电器构造成释放正(+)离子或负(-)离子以对包含在有害气体中的颗粒充电；可移除的集电极，该可移除的集电极构造成具有正(+)极性或负(-)极性以允许已被充电器充电的颗粒附着至该可移除的集电极；以及过滤器，该过滤器构造成过滤有害气体并且具有正(+)极性或负(-)极性，并且该过滤器形成为其中具有空的空间的管状形状，并且可移除的集电极插入到过滤器中。

Description

用于同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年10月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0138246的优先权，该申请的公开内容以参引的方式全部并入于此。
技术领域
与示例性实施方式一致的装置和方法涉及一种能够同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置。
背景技术
由于环境问题在世界各地越来越多的出现，对由各种污染源产生的有害气体的监管正在加强。例如，在韩国，将于2015年强制执行用于加强对车辆中的超细颗粒的监管的法律。
来自诸如车辆、工厂、锅炉等污染源的气体包括对人体有害或造成环境污染的有害气体以及如同粒状材料的细颗粒。
用于净化车辆中的空气的相关技术的方法使用用于车辆中的过滤器。然而，这种过滤器很少能减少有害气体。此外，目前在售有负离子空气净化器，但是其仅仅是一种离子产生装置而缺乏净化能力。
因此，正在开发用于同时且有效地去除有害气体和颗粒(特别是细颗粒)的技术。例如，韩国专利注册No.530973和No.623853公开了一种安装在静电除尘器的前部或后部的用于处理有害气体和细颗粒的活性碳过滤器。然而，由于该相关技术的方法需要静电除尘器和单独的活性碳过滤器，因此增大了该处理装置的尺寸。此外，由于该处理装置具有复杂的结构，因此增加了用于安装和维护的成本。
韩国专利注册No.1087055公开了一种使用活性碳纤维过滤器的静电除尘器，该活性碳纤维过滤器同时给颗粒充电并且处理颗粒。然而，尽管这种静电除尘器可以小型化，但由于很难对放电极施加高压，所以效率很低，并且臭氧产生率很高。
发明内容
示例性实施方式的一个或更多个方面提供一种能够同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置。
示例性实施方式的一个或更多个方面还提供一种能够同时减少有害气体和颗粒而不产生臭氧的车辆空气净化装置。
示例性实施方式的一个或更多个方面还提供一种能够使活性碳纤维过滤器的使用寿命延长的车辆空气净化装置。
示例性实施方式的一个或更多个方面还提供一种能够通过清理可移除的集电极而重复使用该可移除的集电极的车辆空气净化装置。
根据示例性实施方式的一个方面，提供一种用于同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置，包括：充电器，该充电器构造成释放正(+)离子或负(-)离子以对包含在有害气体中的颗粒充电；可移除的集电极，该可移除的集电极构造成具有正(+)极性或负(-)极性以允许已被充电器充电的颗粒中的至少一些颗粒附着至该可移除的集电极；以及过滤器，该过滤器构造成对有害气体和/或已被充电器充电的颗粒中的未附着至可移除的集电极的颗粒进行过滤，并且该过滤器具有正(+)极性或负(-)极性，其中，当充电器释放正(+)离子时，可移除的集电极具有负(-)极性而过滤器具有正(+)极性，其中，当充电器释放负(-)离子时，可移除的集电极具有正(+)极性而过滤器具有负(-)极性。
根据示例性实施方式的另一方面，提供一种用于同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置，包括：充电器，该充电器构造成释放正(+)离子或负(-)离子以对包含在有害气体中的颗粒充电；可移除的集电极，该可移除的集电极构造成具有正(+)极性或负(-)极性以允许已被充电器充电的颗粒中的至少一些颗粒附着至该可移除的集电极；以及过滤器，该过滤器构造成对有害气体和/或已被充电器充电的颗粒中的未附着至可移除的集电极的颗粒进行过滤，并且该过滤器具有正(+)极性或负(-)极性，并且其中，该过滤器形成为其内具有空的空间的管状形状，并且可移除的集电极插入到该过滤器中。
根据一个或更多个示例性实施方式，可移除的集电极去除颗粒而过滤器去除有害气体，从而能够实现同时减少有害气体和颗粒的效果。
根据一个或更多个示例性实施方式，微纤维放电部用于产生高浓度离子，并且因此，能够提高待处理的气体的充电效率并且不产生臭氧。
根据一个或更多个示例性实施方式，通过可移除的集电极去除颗粒，从而能够延长过滤器的使用寿命。
根据一个或更多个示例性实施方式，集电极构造成为可移除的，从而能够容易地清洗和重新使用集电极。
根据一个或更多个示例性实施方式，还可以移除超细颗粒(例如，直径大约为0.3μm的颗粒)。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施方式，上述及其他的特征和优点将变得更明显，在附图中：
图1是用于说明根据示例性实施方式的能够同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置的视图；
图2是用于说明根据示例性实施方式的能够同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置的立体图；
图3是用于说明图2的车辆空气净化装置的截面图；
图4是用于说明图2的车辆空气净化装置的操作原理的视图；以及
图5是图2的车辆空气净化装置的分解立体图。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述示例性实施方式，以阐明该发明的构思的方面、特征和优点。然而，该示例性实施方式可以以许多不同的方式来实施，而不应被解释为局限于本文所阐述的示例性实施方式。更确切地说，示例性实施方式被提供以使本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域的普通技术人员充分地传达该申请的范围。
本文所描述的示例性实施方式包括其补充性的实施方式。如本文所使用的，除非上下文另外明确地指出，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”以及“该(the)”意在也包括复数形式。还应当理解的是，当术语“包括”和/或“包括有”用于本说明书中时，不排除一个或更多个其他部件的存在或增加。
在下文中，将参照附图更详细地描述示例性实施方式。在说明书中限定的诸如具体结构和元件的事物被提供用于辅助对示例性实施方式的全面理解。然而，明显的是，这些示例性实施方式能够由本领域普通技术人员在没有那些具体限定的事物的情况下实施。在示例性实施方式的描述中，当认为相关技术的某些详细解释可能使本发明理念的实质模糊不清时将省略相关技术的这些详细解释。
术语的定义
在以下描述中使用的术语“过滤器”指的是“活性碳纤维过滤器”、“至少部分被活性碳包覆的过滤器”、“活性碳”、或“能够吸附有害气体和/或颗粒的过滤器”。在以下示例性实施方式中，出于对本公开进行解释的目的，过滤器为活性碳纤维过滤器。然而，本公开中使用的过滤器不局限于活性碳纤维过滤器。
图1是用于说明根据本公开的示例性实施方式的能够同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置的视图。
参照图1，根据当前示例性实施方式的能够同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置(在下文中，被称为“根据当前示例性实施方式的车辆空气净化装置”)能够通过使用微纤维放电件和活性碳纤维过滤器来去除包含在空气中的有害气体和颗粒。
根据当前示例性实施方式的车辆空气净化装置包括本体10、对包含在空气中的颗粒充电的充电器20、过滤有害气体和颗粒的过滤器30、以及电源V。充电器20包括接地部21和微纤维放电部23，并且过滤器30包括活性碳纤维过滤器31和可移除的集电极33。
本体10用作根据当前示例性实施方式的车辆空气净化装置的主框架，并且本体10由具有预定刚度的材料制成以维持其管状形状，其中该管状形状中具有空的空间。本文所述的管状形状可以是圆筒形或棱柱形，但是本公开不局限于这些形状。
充电器20和过滤器30设置在本体10内。尽管在图1中电源V设置在本体10的外侧，但是电源V可以设置在本体10内。
在当前示例性实施方式中，本体10被划分成设置有充电器20的部分P1(在下文中，称作第一部分)和设置有过滤器30的部分P2(在下文中，称作第二部分)。
在当前示例性实施方式中，待处理的有害气体和颗粒(细颗粒或超细颗粒)首先穿过充电器20。在这种情况下，颗粒被充电以具有极性。已穿过充电器20的颗粒移动至过滤器30。在过滤器30中，颗粒可以附着至可移除的集电极33，而有害气体可以附着至活性碳纤维过滤器31。将通过过滤器30去除了其中的有害气体和颗粒的空气(在下文中，称作已净化的空气)释放到外部。
在当前示例性实施方式中，微纤维放电部23产生正(+)离子或负(-)离子，并且穿过充电器20的颗粒通过这些离子而载有正(+)电荷或负(-)电荷。为易于解释本公开，在图1中，微纤维放电部23产生正(+)离子，但微纤维放电部23也可以构造成产生负(-)离子。
在当前示例性实施方式中，微纤维放电部23由包括碳纤维或不锈钢材料的微纤维制成，并且因此产生高浓度离子而不产生臭氧。
在当前示例性实施方式中，接地部21可以由导电材料制成并且可以接地。
在当前示例性实施方式中，施加电压(V)以在可移除的集电极33与活性碳纤维过滤器31之间维持预定的电势差。当在可移除的集电极33与活性碳纤维过滤器31之间维持该电势差时，载有正(+)电荷或负(-)电荷的颗粒附着至可移除的集电极33。
例如，当微纤维放电部23构造成释放正(+)离子时，活性碳纤维过滤器31构造成具有正(+)极性而可移除的集电极33构造成具有负(-)极性。另一方面，当微纤维放电部23构造成释放负(-)离子时，活性碳纤维过滤器31构造成具有负(-)极性而可移除的集电极33构造成具有正(+)极性。
在当前示例性实施方式中，活性碳纤维过滤器31形成为管状形状并且有可移除的集电极33插入其中。当活性碳纤维过滤器31形成为管状形状时，可移除的集电极33可以形成为管状形状。
在此，该管状形状可以是圆筒形或棱柱形，但本公开不局限于这些形状。
形成为管状形状的可移除的集电极33包括侧部、上部和下部。可移除的集电极33的侧部设置成面向活性碳纤维过滤器31并且位于活性碳纤维过滤器31的附近，可移除的集电极33的上部设置成面向微纤维放电部23，并且可移除的集电极33的下部设置成易于插入和移除。由于在面向彼此的可移除的集电极33的侧部与活性碳纤维过滤器31之间维持有电势差，因此电力线起始于高电位的一侧并且到达另一侧。
当可移除的集电极33构造成插入到活性碳纤维过滤器31中时，很容易将可移除的集电极33插入和移除。
如上所述，当微纤维放电部23具有正(+)极性以释放正(+)离子时，可移除的集电极33具有负(-)极性而活性碳纤维过滤器31具有正(+)极性。另一方面，当微纤维放电部23具有负(-)极性以释放负(-)离子时，可移除的集电极33具有正(+)极性而活性碳纤维过滤器31具有负(-)极性。换言之，微纤维放电部23和活性碳纤维过滤器31具有相同极性而可移除的集电极33具有不同极性。
在当前示例性实施方式中，由于颗粒附着至可移除的集电极33的表面，因此可移除的集电极33在使用预定时间之后应当进行清理。为实现该目的，可移除的集电极33构造成为可移除的。换言之，可移除的集电极33插入到活性碳纤维过滤器31中以便使用，而当到清理的时候时则将可移除的集电极33从活性碳纤维过滤器31中移除然后进行清理。此后，可以将清洗过的可移除的集电极33再次用于根据当前示例性实施方式的车辆空气净化装置中。
如从图1中可见的，使包含在空气中的颗粒充电成具有正(+)极性或负(-)极性，并且充电颗粒附着至可移除的集电极33。例如，充电颗粒中的大颗粒附着至可移除的集电极33的上部，而其他小颗粒附着至可移除的集电极33的侧部。附着至可移除的集电极33的侧部的颗粒是通过产生在可移除的集电极33与活性碳纤维过滤器31之间的电力线而附着的那些颗粒。
根据如上所述的当前示例性实施方式，大颗粒不附着至活性碳纤维过滤器31而是首先附着至可移除的集电极33。小颗粒可以通过形成在活性碳纤维过滤器31与可移除的集电极33之间的强电场而附着至可移除的集电极33。
图2是用于说明根据示例性实施方式的能够同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置的立体图，图3是用于说明图2的车辆空气净化装置的截面图，图4是用于说明图2的车辆空气净化装置的操作原理的视图，以及图5是图2的车辆空气净化装置的分解立体图。
参照图2至图5，根据当前示例性实施方式的车辆空气净化装置100包括本体110、对包含在空气中的颗粒充电的充电器120、过滤有害气体和颗粒的过滤器130、控制和供电单元140以及入口150。充电器120可以包括接地部121、微纤维放电部123、以及用于支撑微纤维放电部123的已充电的支撑部125。过滤器130可以包括活性碳纤维过滤器131和可移除的集电极133。入口150可以包括盖151和风扇153。
本体110用作根据当前示例性实施方式的车辆空气净化装置的主框架，并且充电器120、过滤器130、以及控制和供电单元140设置在本体110中。
本体110由具有预定刚度的材料制成以保持其管状形状，其中该管状形状中具有空的空间，并且充电器120和过滤器130设置在本体110内。
在当前示例性实施方式中，本体110可以划分成设置有入口150的部分P11(在下文中，称作第三部分)、设置有充电器120和过滤器130的部分P12(在下文中，称作第四部分)、以及设置有控制和供电单元140的部分P13(在下文中，称作第五部分)。如图5所示，第三部分、第四部分和第五部分可以以可移除的方式彼此连接。在此，在第四部分P12上可以形成有释放出口111以经由该释放出口111将穿过过滤器130的已净化的空气释放。
设置有控制和供电单元140的第五部分构造成能够从第四部分分离。当第五部分与第四部分分离时(见图5)，设置在第四部分中的过滤器130能够被分离。换言之，过滤器130的活性碳纤维过滤器131和可移除的集电极133能够彼此分离。
在当前示例性实施方式中，控制和供电单元140控制其他元件(例如，本体110、充电器120、过滤器130等)并且向这些元件提供电力。控制和供电单元140将充电器120和过滤器130控制为具有适当的极性。
在当前示例性实施方式中，待处理的有害气体和颗粒经由入口150进入并且穿过充电器120。在这种情况下，颗粒被充电以具有极性。已穿过充电器120的颗粒向过滤器130移动。在过滤器130中，相对较大的颗粒附着至可移除的集电极133，而小颗粒和有害气体附着至活性碳纤维过滤器131。由于大颗粒附着至可移除的集电极133而非活性碳纤维过滤器131，并且大颗粒没有附着至活性碳纤维过滤器131，因此可以延长活性碳纤维过滤器131的更换周期。
将通过过滤器130去除了其中的颗粒和有害气体的空气释放到外部。
在当前示例性实施方式中，已穿过充电器120的空气首先接触可移除的集电极133然后向活性碳纤维过滤器131移动。
在当前示例性实施方式中，可移除的集电极133防止已穿过充电器120的空气向控制和供电单元140移动，并且可移除的集电极133将空气引导为向活性碳纤维过滤器131移动。
在当前示例性实施方式中，微纤维放电部123产生正(+)离子或负(-)离子。穿过充电器120的颗粒通过这些离子而充有正(+)电荷或负(-)电荷。出于解释本公开的目的，在图2至图5中，微纤维放电部123产生正(+)离子。然而，微纤维放电部123可以构造成产生负(-)离子。
在当前示例性实施方式中，接地部121可以由导电材料制成并且可以接地。
在当前示例性实施方式中，施加电压以在可移除的集电极133与活性碳纤维过滤器131之间维持预定的电势差。
在当前示例性实施方式中，活性碳纤维过滤器131形成为管状形状并且具有插入其中的可移除的集电极133。当活性碳纤维过滤器131形成为管状形状时，可移除的集电极133可以形成为管状形状。形成为管状形状的可移除的集电极133包括侧部、上部和下部。可移除的集电极133的侧部设置成面向活性碳纤维过滤器131并且位于活性碳纤维过滤器131的附近，可移除的集电极133的上部设置成面向微纤维放电部123，并且可移除的集电极133的下部设置成易于插入和移除。由于在面向彼此的可移除的集电极133的侧部与活性碳纤维过滤器131之间维持有电势差，因此电力线起始于一侧并且到达另一侧。
当微纤维放电部123具有正(+)极性时，可移除的集电极133具有负(-)极性而活性碳纤维过滤器131具有正(+)极性。另一方面，当微纤维放电部123具有负(-)极性时，可移除的集电极133具有正(+)极性而活性碳纤维过滤器131具有负(-)极性。换言之，微纤维放电部123和活性碳纤维过滤器131具有相同极性而可移除的集电极133具有不同极性。
在当前示例性实施方式中，可移除的集电极133应当进行清理。为实现该目的，可移除的集电极133构造成为可移除的。即，将可移除的集电极133插入到活性碳纤维过滤器131中以便使用，而当到清理的时候时则将可移除的集电极133从活性碳纤维过滤器131中移除然后进行清理。此后，可以将清理过的可移除的集电极133再次用于根据当前示例性实施方式的车辆空气净化装置中。
参照图4，包含在空气(例如，车辆中的空气)中的细颗粒在穿过充电器120时被充电成具有正(+)极性或负(-)极性。已充电的细颗粒中的一些细颗粒附着至可移除的集电极133的上部，而其他细颗粒附着至可移除的集电极133的侧部。包含在空气中的污染气体由活性碳纤维过滤器131过滤。
在上文参照附图描述的示例性实施方式中，活性碳纤维过滤器和可移除的集电极形成为管状形状。然而，这仅仅是一个示例，活性碳纤维过滤器和可移除的集电极可以形成为其他形状。
此外，在上文参照图1至图5描述的示例性实施方式中，使用了活性碳纤维过滤器。然而，这仅仅是一个示例，可以使用具有导电性以能够将颗粒或有害气体吸引至其上的任何类型的过滤器。
尽管上文已经特别地示出和描述了示例性实施方式，但是本领域的技术人员将会理解的是可以在其中从形式和细节方面做出各种改变而不偏离如下述权利要求所限定的本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种用于同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置，包括：
充电器，所述充电器构造成释放正(+)离子或负(-)离子以对包含在所述有害气体中的所述颗粒充电；
可移除的集电极，所述可移除的集电极构造成具有正(+)极性或负(-)极性以允许已被所述充电器充电的所述颗粒中的至少一些颗粒附着至所述可移除的集电极；以及
过滤器，所述过滤器构造成对有害气体和/或已被所述充电器充电的所述颗粒中的未附着至所述可移除的集电极的颗粒进行过滤，并且所述过滤器具有正(+)极性或负(-)极性，
其中，当所述充电器释放所述正(+)离子时，所述可移除的集电极具有所述负(-)极性而所述过滤器具有所述正(+)极性，
其中，当所述充电器释放所述负(-)离子时，所述可移除的集电极具有所述正(+)极性而所述过滤器具有所述负(-)极性。
2.根据权利要求1所述的车辆空气净化装置，其中，所述充电器包括微纤维放电部和接地部。
3.根据权利要求1所述的车辆空气净化装置，其中，所述过滤器形成为其中具有空的空间的管状形状，并且所述可移除的集电极插入到所述过滤器中。
4.根据权利要求3所述的车辆空气净化装置，其中，所述可移除的集电极形成为包括上部、下部和侧部的管状形状，并且所述可移除的集电极的所述侧部设置成面向所述过滤器而所述可移除的集电极的所述上部设置成面向所述充电器。
5.根据权利要求4所述的车辆空气净化装置，还包括：
入口，所述入口构造成允许待处理的空气经由所述入口进入；以及
本体，所述入口、所述充电器、所述可移除的集电极、以及所述过滤器设置在所述本体中，以及
其中，所述本体包括设置有所述入口的第一部分和设置有所述充电器、所述可移除的集电极、以及所述过滤器的第二部分，并且所述第一部分和所述第二部分构造成能够彼此分离。
6.根据权利要求5所述的车辆空气净化装置，还包括控制和供电单元，所述控制和供电单元构造成控制所述入口、所述充电器、所述可移除的集电极、以及所述过滤器并且提供电力，以及
其中，所述本体包括设置有所述控制和供电单元的第三部分，并且所述第三部分以可移除的方式设置在所述第二部分附近。
7.根据权利要求6所述的车辆空气净化装置，其中，所述可移除的集电极构造成防止已穿过所述充电器的空气向所述控制和供电单元移动，并且所述可移除的集电极构造成将所述空气引导为向所述过滤器移动。
8.一种用于同时减少有害气体和颗粒的车辆空气净化装置，包括：
充电器，所述充电器构造成释放正(+)离子或负(-)离子以对包含在所述有害气体中的所述颗粒充电；
可移除的集电极，所述可移除的集电极构造成具有正(+)极性或负(-)极性以允许已被所述充电器充电的所述颗粒中的至少一些颗粒附着至所述可移除的集电极；以及
过滤器，所述过滤器构造成对有害气体和/或已被所述充电器充电的所述颗粒中的未附着至所述可移除的集电极的颗粒进行过滤，并且所述过滤器具有正(+)极性或负(-)极性，以及
其中，所述过滤器形成为其中具有空的空间的管状形状，并且所述可移除的集电极插入到所述过滤器中。
9.根据权利要求8所述的车辆空气净化装置，其中，所述可移除的集电极形成为包括上部、下部和侧部的管状形状，并且所述可移除的集电极的所述侧部设置成面向所述过滤器而所述可移除的集电极的所述上部设置成面向所述充电器。
10.根据权利要求9所述的车辆空气净化装置，还包括：
入口，所述入口构造成允许待处理的空气经由所述入口进入；以及
本体，所述入口、所述充电器、所述可移除的集电极、以及所述过滤器设置在所述本体中，以及
其中，所述本体包括设置有所述入口的第一部分和设置有所述充电器、所述可移除的集电极、以及所述过滤器的第二部分，并且所述第一部分和所述第二部分构造成能够彼此分离。
11.根据权利要求10所述的车辆空气净化装置，还包括控制和供电单元，所述控制和供电单元构造成控制所述入口、所述充电器、所述可移除的集电极、以及所述过滤器并且提供电力，以及
其中，所述本体包括设置有所述控制和供电单元的第三部分，并且所述第三部分以可移除的方式设置在所述第二部分附近。
12.根据权利要求11所述的车辆空气净化装置，其中，所述可移除的集电极构造成防止已穿过所述充电器的空气向所述控制和供电单元移动，并且所述可移除的集电极构造成将所述空气引导为向所述过滤器移动。
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