CN107583392B - 一种城市级空气净化单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市级空气净化单元，采用将城市内的污染空气通过吸气的进气部分导出至城市郊区的净化部分，又将通过净化部分净化后的空气导出至城市内，形成城市空气的过滤置换，进而构成城市大范围的空气净化循环，空气净化的主要净化能耗为水与电，而水采用清洗室与沉淀池及蓄水池的循环清洗原理，具有使用成本低及实用性高的特点；与现有的城市使用喷雾清洗车等清洗手段相比，虽初期建造投入较高，但后期维护保养以及运行成本却远低于现有喷雾车技术手段，净化能力可得到极大提高，具有良好的社会价值，适于推广应用。

Description

一种城市级空气净化单元

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种城市级空气净化单元。

背景技术

空气污染，又称为大气污染，按照国际标准化组织(ISO)的定义，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，并因此危害了人类的舒适、健康和福利或环境的现象。大气污染物对人体的危害是多方面的，主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病，是造成老年哮喘的慢性因素，肺气不足导致体力下降。大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶枯萎脱落；当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片褪绿，或者表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能已受到了影响，造成植物产量下降，品质变坏。

因此对空气污染的研究与治理十分必要，而现有技术的空气污染治理技术方案存在：1)现有空气净化设备主要为室内净化器，但室内净化只是满足部分人群的治标不治本的措施，当走出室外时，就完全不起作用，而且其采购及使用成本偏高；2)现有室外的空气净化设备为喷雾车，但喷雾车只能起到局部很小范围的空气净化，其净化能力严重不足，无法满足城市级空气净化处理需要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提出了一种可对城市大范围的空气进行净化处理，具有使用成本低及实用性高的城市级空气净化单元。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种城市级空气净化单元，包括进气部分及净化部分，其特征在于，所述进气部分包括进气管、设置在进气管前端的进气口、连接在进气管后端的隔离装置以及连接在隔离装置出气端的空气吸入设备，所述净化部分包括与空气吸入设备的出气端连通的分流装置、与分流装置连通的清洗室、与清洗室连通的排气管以及设置在排气管后端的排气口，所述清洗室包括本体、蓄水池以及沉淀池，所述本体呈密闭的中空状，本体的顶部内壁上设有若干与蓄水池连通的喷水头，本体内的水位线低于所述分流装置及排气管与清洗室的连通端口，所述本体与蓄水池及沉淀池通过水泵抽水构成空气清洗的水循环，所述进气部分与净化部分构成城市空气的净化循环。

进一步的，所述隔离装置包括与进气管连通的混凝土防护罩以及设置在混凝土防护罩内用于空气过滤的第一隔离罩与第二隔离罩，所述第一隔离罩朝向进气口一侧，所述第二隔离罩间距设置在第一隔离罩的后侧。

进一步的，所述第一隔离罩包括连接在混凝土防护罩内的支承体、固设在支承体上表面的呈半球状的隔离体以及用于清理隔离体的清理机构，所述隔离体包括若干直径大小呈递减设置的圆环以及均布固设在相邻圆环之间的连接件，所述圆环呈竖向从大到小依次向上叠置，以构成半球状，所述连接件的长度为相邻圆环之间的间距高度，所述支承体上设有用于清理机构清理垃圾的第一导槽。

进一步的，所述清理机构包括设置在支承体下表面的清理驱动部、与清理驱动部动力输出端连接的转轴、设置在转轴前端的连接部以及与连接部连接且位于隔离体外表面上的清理部，所述清理部包括与隔离部外弧面相适应的支梁以及间距设置在支梁内弧面上的若干清理条，所述清理条的设置位置与相邻圆环之间的间隙相对应。

进一步的，所述第二隔离罩包括与进气口相适应的过滤网以及设设置在过滤网下方的梳理机构，所述过滤网由若干金属条等间距并排设置，所述梳理机构包括梳理驱动部、导轨、滑动连接在导轨上的滑块以及安装在滑块上的梳齿部，所述梳齿部与过滤网之间相指接，滑块的滑动方向与金属条的纵向设置方向一致，所述金属条的纵向一端位于过滤网边沿处设有第二导槽，所述第二导槽与第一导槽的设置位置相对应。

进一步的，相邻所述金属条之间间距为10-15mm。

进一步的，所述分流装置包括与进气管连通的主管以及一端与主管连通的多个分管，所述分管的另一端贯穿所述本体的一侧壁且延伸至本体内腔，分管所在本体侧壁与排气管所在本体侧壁呈相对设置。

进一步的，所述进气管的外径为1.5-2m。

进一步的，包括以下建造步骤：

A.在城市的中心区域及污染区域设置至少一个进气口，并在进气口的上方设置防水罩，在城市的郊区设置至少一个包括上述净化部分的净化厂房；

B.采用地上与地下相结合的形式铺设进气管，使上述多个进气口连通到进气管，再将进气管引入到净化厂房；

C.在进气管的尾端，在净化厂房与进气管连接处建有与进气管连通的混凝土防护罩，并在混凝土防护罩内安装好第一隔离罩与第二隔离罩，然后在第二隔离罩后侧安装空气吸入设备，空气吸入设备的前侧构成负压空间，进气口外的空气通过进气管吸入至负压空间内；

D.经过空气吸入设备吸入的空气导入至分流装置进行分流，分流出的空气同步进入清洗室内进行清洗，蓄水池通过清洗泵保证持续为清洗室提供清洗用水，清洗室的水通过中间泵抽入沉淀池内沉淀，经过沉淀的上层清水通过清水泵送回至蓄水池，进而构成水循环；

E.沉淀池内的沉淀物通过污水泵抽出；

F.清洗后的空气导入至排气管并从排气口排出，排气口的方向与城市位置相对正，进而使清洗后的空气向城市内导入，形成空气的导出与导入的净化循环。

进一步的，D步骤中，所述沉淀池上设有补水口。

本发明的有益效果：

本发明采用将城市内的污染空气通过吸气的进气部分导出至城市郊区的净化部分，又将通过净化部分净化后的空气导出至城市内，形成城市空气的过滤置换，进而构成城市大范围的空气净化循环，空气净化的主要净化能耗为水与电，而水采用清洗室与沉淀池及蓄水池的循环清洗原理，具有使用成本低及实用性高的特点；与现有的城市使用喷雾清洗车等清洗手段相比，虽初期建造投入较高，但后期维护保养以及运行成本却远低于现有喷雾车等技术手段，净化能力可得到极大提高，具有良好的社会价值，适于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；

图1为本发明一种城市级空气净化单元的总体布局示意图；

图2为本发明一种城市级空气净化单元的净化部分示意图；

图3为本发明一种城市级空气净化单元的清洗室示意图；

图4为本发明一种城市级空气净化单元的隔离装置示意图；

图5为本发明一种城市级空气净化单元的第一隔离罩俯视示意图；

图6为本发明一种城市级空气净化单元的第二隔离罩俯视示意图；

图7为本发明一种城市级空气净化单元的第二隔离罩侧视示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明作进一步详细说明。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1-7所示，一种城市级空气净化单元，包括进气部分及净化部分，所述进气部分包括进气管1、设置在进气管前端的进气口2、连接在进气管后端的隔离装置3以及连接在隔离装置的出气端的空气吸入设备4，空气吸入设备为现有技术的空气吸入或抽离机，可根据需要选择其功率大小，以满足使用需要；所述净化部分包括与空气吸入设备的出气端连通的分流装置5、与分流装置连通的清洗室6、与清洗室连通的排气管7以及设置在排气管后端的排气口8，所述清洗室包括本体61、蓄水池62以及沉淀池63，所述本体呈密闭的中空状，本体的顶部内壁上设有若干与蓄水池连通的喷水头64，本体内的水位线低于所述分流装置及排气管与清洗室的连通端口，所述本体与蓄水池及沉淀池通过水泵65抽水构成空气清洗的水循环，所述进气部分与净化部分构成城市空气的净化循环，其中进气口优选设置在城市污染程度较重区域，进气口的高度优选大于2m，以避免人群接近或落入，提高安全性，从上述技术方案可知，空气吸入设备将空气吸入进气管，并通过隔离装置将空气中的杂物或大颗粒尘埃进行初步过滤，然后进入分流装置分流，通过分流的空气同步进入清洗室，将空气分流有利于降低空气的流动势能，使空气均匀散布于清洗室内腔，可在喷水头的水雾弥漫下以得到充分的清洗，此处优选在喷水头的进水端处设置电热器，以控制水的温度，进而有利于喷水头喷出的水在清洗室内均匀弥漫，提高空气的净化率，而被污染的水积蓄在清洗室内，并通过水泵与蓄水池及沉淀池进行净化水循环，最后被清洗的空气通过排气管的排气口排出。

作为一种优选的技术方案，所述隔离装置3包括与进气管连通的混凝土防护罩31以及设置在混凝土防护罩内用于空气过滤的第一隔离罩32与第二隔离罩33，所述第一隔离罩朝向进气口2一侧，所述第二隔离罩间距设置在第一隔离罩的后侧，根据上述表述顺序，空气先通过第一隔离罩，然后通过第二隔离罩，也即空气吸入设备的进气端的与第二隔离罩的出气端连通，设置混凝土防护罩可起到安装第一隔离罩与第二隔离罩的作用，同时可利于保护位于第二隔离罩后侧的空气吸入设备，结合现有技术，空气吸入设备在运作过程中，其进气前端会形成负压空间，混凝土防护罩可避免人群或其它动物的接近，使用安全。

作为一种优选的技术方案，所述第一隔离罩32包括连接在混凝土防护罩内的支承体321、固设在支承体上表面的呈半球状的隔离体322以及用于清理隔离体的清理机构323，所述隔离体包括若干直径大小呈递减设置的圆环322a以及均布固设在相邻圆环之间的连接件322b，所述圆环呈竖向从大到小依次向上叠置，以构成半球状，半球状结构形式有利于承受较大的空气流动的冲击力，可形成第一道隔离或阻拦杂物或大颗粒尘埃的通过，所述连接件的长度为相邻圆环之间的间距高度，也即空气的通过间隙，在实际应用过程中，可根据需要，设定圆环之间的间距高度，所述支承体上设有用于清理机构清理垃圾的第一导槽324，清理机构将隔离体外表面上的垃圾杂物清理后，通过第一导槽导出。

作为一种优选的技术方案，所述清理机构323包括设置在支承体下表面的清理驱动部323a、与清理驱动部动力输出端连接的转轴323b、设置在转轴前端的连接部323c以及与连接部连接且位于隔离体外表面上的清理部323d，连接部起到安装连接的作用，所述清理部包括与隔离部外弧面相适应的支梁323d-1以及间距设置在支梁内弧面上的若干清理条323d-2，所述清理条的设置位置与相邻圆环322a之间的间隙相对应，在实施清理时，清理驱动部提供动力以带动转轴转动，清理部跟随转轴同步转动，转动过程中，清理条接触在圆环表面，从而在周向转动时起到刷动或清扫圆环的效果，清扫后的垃圾杂物在重力作用下沿隔离体的外弧面向下掉落至第一导槽，从而实现自动清理的效果；同时也可根据需要采用人力进行清理。

作为一种优选的技术方案，所述第二隔离罩33包括与进气口相适应的过滤网331以及设设置在过滤网下方的梳理机构332，所述过滤网由若干金属条等间距并排设置，相邻所述金属条之间优选间距为10-15mm，进而将空气中的大部分杂物、大颗粒尘埃或小动物等，金属条截面优选呈矩形状，此处可结合下水道上的呈梳齿状的支承盖；所述梳理机构包括梳理驱动部332a、导轨332b、滑动连接在导轨上的滑块332c以及安装在滑块上的梳齿部332d，所述梳齿部与过滤网之间相指接，也即梳齿部嵌入或卡接进过滤网的间隙内，滑块的滑动方向与金属条的纵向设置方向一致，所述金属条的纵向一端位于过滤网边沿处设有第二导槽333，所述第二导槽与第一导槽324的设置位置相对应，安装时，优选设定梳齿部的起点为与第二导槽相对的一端；清理时，梳理驱动部带动滑块沿导轨作往复滑动，梳齿部即可将过滤网上的垃圾杂物梳理到第二导槽。

作为一种优选的技术方案，所述分流装置5包括与进气管连通的主管51以及一端与主管连通的多个分管52，所述分管的另一端贯穿所述本体61的一侧壁且延伸至本体内腔，分管所在本体侧壁与排气管7所在本体侧壁呈相对设置。

作为一种优选的技术方案，所述进气管的外径为1.5-2m，以结合现有地下通风管与地上架设通风管的规格尺寸，同时也可根据实际需要进行选择。

本发明的一种城市级空气净化单元包括以下建造步骤：

A.在城市的中心区域及污染区域设置至少一个进气口，并在进气口的上方设置防水罩，避免人群或动物接近，在城市的郊区设置至少一个包括上述净化部分的净化厂房，净化厂房的设置位置可结合城市的地理形势及自然气象的风流规律，选择在接近城市的上风口，可利于经清洗后从排气口排出的空气顺利进入城市，净化厂房及进气口的设定数量可根据城市的受污染程度及城市的规模大小进行合理配置；

B.采用地上与地下相结合的形式铺设进气管，使上述多个进气口连通到进气管，再将进气管引入到净化厂房，此处在实际建造过程中需考虑排水措施，可结合现有排水技术手段，避免进气管内被渗浸入水产生堵管的现象；

C.在进气管的尾端，在净化厂房与进气管连接处建有与进气管连通的混凝土防护罩，并在混凝土防护罩内安装好第一隔离罩与第二隔离罩，然后在第二隔离罩后侧安装空气吸入设备，空气吸入设备的前侧构成负压空间，进气口外的空气通过进气管吸入至负压空间内，空气的吸入功率优选达到1000m3/s至2500m3/s的吸气能力，以满足城市级的空气净化应用需要；

D.经过空气吸入设备吸入的空气导入至分流装置进行分流，分流出的空气同步进入清洗室内进行清洗，蓄水池通过清洗泵保证持续为清洗室提供清洗用水，清洗室的水通过中间泵抽入沉淀池内沉淀，经过沉淀的上层清水通过清水泵送回至蓄水池，进而构成水循环，蓄水池及沉淀池的建造结构可有效结合现有技术手段，此处不作赘述；所述沉淀池上设有补水口，补水口用以保证沉淀池的设定循环水位，因在排污过程或其它损失，会产生水量的消耗；

E.沉淀池内的淤泥或沉淀物通过污水泵抽出，并结合人力或机械运送至合适位置进行填埋；

F.清洗后的空气导入至排气管并从排气口排出，排气口的方向与城市位置相对正，进而使清洗后的空气向城市内导入，从而形成城市空气导出与导入的过滤置换，有效解决了城市的空气污染问题。

本发明的一种城市级空气净化单元：

本技术方案采用将城市内的污染空气通过吸气的进气部分导出至城市郊区的净化部分，同时又将净化后的空气导出至城市内，形成城市空气的过滤置换，进而构成大的空气净化循环系统，同时利用排气口的正压作用，还可附带将城市郊区的未污染的干净空气一同导入城市内，另外可通过设置多个进气口及多个净化厂房对城市大范围的空气进行净化处理，主要净化能耗为水与电，而水采用循环清洗原理，具有使用成本低及实用性高的特点；与现有的城市使用喷雾清洗车等清洗手段相比，虽初期建造投入较高，但后期的维护保养以及运行成本却远低于现有喷雾车，净化能力也能得到极大提高；具有良好的社会价值，适于推广应用。

以上的说明和实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种城市级空气净化单元，包括进气部分及净化部分，其特征在于，所述进气部分包括进气管(1)、设置在进气管前端的进气口(2)、连接在进气管后端的隔离装置(3)以及连接在隔离装置的出气端的空气吸入设备(4)，所述净化部分包括与空气吸入设备的出气端连通的分流装置(5)、与分流装置连通的清洗室(6)、与清洗室连通的排气管(7)以及设置在排气管后端的排气口(8)，所述清洗室包括本体(61)、蓄水池(62)以及沉淀池(63)，所述本体呈密闭的中空状，本体的顶部内壁上设有若干与蓄水池连通的喷水头(64)，本体内的水位线低于所述分流装置及排气管与清洗室的连通端口，所述本体与蓄水池及沉淀池通过水泵(65)抽水构成空气清洗的水循环，所述进气部分与净化部分构成城市空气的净化循环；

所述隔离装置(3)包括与进气管连通的混凝土防护罩(31)以及设置在混凝土防护罩内用于空气过滤的第一隔离罩(32)与第二隔离罩(33)，所述第一隔离罩朝向进气口(2)一侧，所述第二隔离罩间距设置在第一隔离罩的后侧；

所述第一隔离罩(32)包括连接在混凝土防护罩内的支承体(321)、固设在支承体上表面的呈半球状的隔离体(322)以及用于清理隔离体的清理机构(323)，所述隔离体包括若干直径大小呈递减设置的圆环(322a)以及均布固设在相邻圆环之间的连接件(322b)，所述圆环呈竖向从大到小依次向上叠置，以构成半球状，所述连接件的长度为相邻圆环之间的间距高度，所述支承体上设有用于清理机构清理垃圾的第一导槽(324)。

2.根据权利要求1所述的一种城市级空气净化单元，其特征在于，所述清理机构(323)包括设置在支承体下表面的清理驱动部(323a)、与清理驱动部动力输出端连接的转轴(323b)、设置在转轴前端的连接部(323c)以及与连接部连接且位于隔离体外表面上的清理部(323d)，所述清理部包括与隔离部外弧面相适应的支梁(323d-1)以及间距设置在支梁内弧面上的若干清理条(323d-2)，所述清理条的设置位置与相邻圆环(322a)之间的间隙相对应。

3.根据权利要求2所述的一种城市级空气净化单元，其特征在于，所述第二隔离罩(33)包括与进气口相适应的过滤网(331)以及设设置在过滤网下方的梳理机构(332)，所述过滤网由若干金属条等间距并排设置，所述梳理机构包括梳理驱动部(332a)、导轨(332b)、滑动连接在导轨上的滑块(332c)以及安装在滑块上的梳齿部(332d)，所述梳齿部与过滤网之间相指接，滑块的滑动方向与金属条的纵向设置方向一致，所述金属条的纵向一端位于过滤网边沿处设有第二导槽(333)，所述第二导槽与第一导槽(324)的设置位置相对应。

4.根据权利要求3所述的一种城市级空气净化单元，其特征在于，相邻所述金属条之间间距为10-15mm。

5.根据权利要求1所述的一种城市级空气净化单元，其特征在于，所述分流装置(5)包括与进气管连通的主管(51)以及一端与主管连通的多个分管(52)，所述分管的另一端贯穿所述本体(61)的一侧壁且延伸至本体内腔，分管所在本体侧壁与排气管(7)所在本体侧壁呈相对设置。

6.根据权利要求1所述的一种城市级空气净化单元，其特征在于，所述进气管的外径为1.5-2m。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种城市级空气净化单元，其特征在于，包括以下建造步骤：

A.在城市的中心区域及污染区域设置至少一个进气口，并在进气口的上方设置防水罩，在城市的郊区设置至少一个包括上述净化部分的净化厂房；

B.采用地上与地下相结合的形式铺设进气管，使上述进气口连通到进气管，再将进气管引入到净化厂房；

C.在进气管的尾端，在净化厂房与进气管连接处建有与进气管连通的混凝土防护罩，并在混凝土防护罩内安装好第一隔离罩与第二隔离罩，然后在第二隔离罩后侧安装空气吸入设备，空气吸入设备的前侧构成负压空间，进气口外的空气通过进气管吸入至负压空间内；

D.经过空气吸入设备吸入的空气导入至分流装置进行分流，分流出的空气同步进入清洗室内进行清洗，蓄水池通过清洗泵保证持续为清洗室提供清洗用水，清洗室的水通过中间泵抽入沉淀池内沉淀，经过沉淀的上层清水通过清水泵送回至蓄水池，进而构成水循环；

E.沉淀池内的沉淀物通过污水泵抽出；

F.清洗后的空气导入至排气管并从排气口排出，排气口的方向与城市位置相对正，进而使清洗后的空气向城市内导入，形成空气的导出与导入的净化循环。

8.根据权利要求7所述的一种城市级空气净化单元，其特征在于，D步骤中，所述沉淀池上设有补水口。