CN109589733A - 一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，包括滤尘部件、旋转支架和双层半圆锥壳体；旋转支架包括底座和设置于底座上的支撑轴，支撑轴外设有轴套，轴套的外壁设有托盘，滤尘部件设置在托盘上，底座设置在底板上；双层半圆锥壳体包括内壳体和外壳体，外壳体的下端与底板连接，内壳体的上端与支撑轴的上端连接；内壳体和外壳体之间的空隙形成空气通道，空气通道内还设有滤尘储水槽；外壳体外表面的设有太阳热能吸收层；底板上设有污水排出口。本发明设备通适性好，勤务性好，一次部署长期受益。无滤网等降尘耗材，无须定期更换作业，实现大型空气过滤零耗材免维护。

Description

一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置。能够在户外利用太阳辐射热能实现生物降尘与空气净化的环保装置。

背景技术

随着人类工业化进程的发展，能源消耗与排放不断加剧，城市大气环境的质量也在逐年下降。空气中尘霾和有害气体已成为影响人类健康的主要来源。现在相对成熟的室内空气净化技术由于种种局限却难以实现对室外大气环境空气的净化。室内空气是相对固定体积的气体，气体污染物总量较少，通过循环过滤可以明显改善质量，滤芯及耗材饱和速度慢，可以在跟换周期内长期使用。室内空气具备相对封闭的特性，也可通过过单向过滤系统如新风系统实现空气质量的改善提高。对于室外开放空间新风系统则无处安装。室内循环过滤空气净化系统在室外持续恶劣的空气环境下其过滤耗材会迅速饱失效，这会导致畸高的耗材更换频率，还会形成耗材垃圾的二次污染。室内空气净化设备在室外恶劣环境下由于过滤系统长期处于高饱状态下会导致其气流动力系统高负荷运行，进而会加速净化设备风机的老化，最终导致故障频发，在室外大量大面积部署的情况下是不可能完成这种高频率的维护与维修的。工业高压静电除尘技术近些年也开始用于室内空气的净化，在室内相对友好的环境及稳定的供电条件下使得运用这种技术的空气净化器能够运转良好且安全，也无更换耗材的弊端。但在室外露天恶劣的环境下，特别在阴雨天静电除尘技术电极的高压安全性问题就会暴露出来，持续的高尘霾及氧化气体成分的空气会导致其电极的快速钝化锈蚀，同样需要频繁的人工维护与修理，可以说现有空气净化技术都不适合室外大面积部署使用。

发明内容：

为了克服上述背景技术的缺陷，本发明提供一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，利用自然能的自洁净免维护室外空气生物降尘装置适合室外大面积部署用于改善和提高室外公共环境的空气质量。

为了解决上述技术问题本发明的所采用的技术方案为：

一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，包括滤尘部件、旋转支架和双层半圆锥壳体；

旋转支架包括底座和设置于底座上的支撑轴，支撑轴外设有轴套，轴套的外壁设有托盘，滤尘部件设置在托盘上，底座设置在底板上；

双层半圆锥壳体包括内壳体和外壳体，外壳体的下端与底板连接，内壳体的上端与支撑轴的上端连接；内壳体和外壳体之间的空隙形成空气通道，空气通道内还设有滤尘储水槽；

外壳体外表面的设有太阳热能吸收层；底板上设有污水排出口。

较佳地，轴套外壁沿轴线方向均布设置数个托盘，各个托盘均以支撑轴为圆心；托盘为镂空网状结构。

较佳地，由下至上的各个托盘的直径依次递减。

较佳地，滤尘部件包括设置在上层托盘的阔叶吸附滤尘植物，和设置在下层托盘的密叶类滤尘植物。

较佳地，外壳体为金属材料制成的外壳体。

较佳地，太阳热能吸收层设置与外壳体外表面的上部，包括紧贴覆盖在外壳体外表面的红外吸热涂层，和设置在红外吸热涂层上的阻隔玻璃。

较佳地，储水槽沿内壳体的外表面由下至上均布设置。各个储水槽的上方设有一个位置对应的气流导流板，气流的一端导流板固定于外壳体的内表面。

较佳地，外壳体外表面的下部设有太阳能电池板。

较佳地，还包括驱动电机，驱动电机固定设置在支撑轴的顶部，驱动电机的动力输出端连接于轴套，带动轴套旋转；驱动电机的电能输入端通过储能电池连接太阳能电池板。还包括设置在支撑轴顶部的空气质量传感器，空气质量传感器的信号输出端连接控制器的信号输入端，控制器的控制信号输出端连接驱动电机的控制端。

本发明还提供一种多层利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，数个所述上述利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置垂直叠加设置，数个所述利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置共用同一个支撑轴。

本发明的有益效果在于：滤尘部件对进入的空气进行初滤，初滤后的空气会继续沿内部左下口进入内外半圆锥面间的空气通道被太阳辐照的外圆锥壁升温后上行，在设置在外壳体内壁的气流导流板处遇阻形成涡流并经过滤尘储水槽水面，利用液体表面对灰尘的吸附和收融作用完成对空气中尘霾二次净化降尘增湿。最终净化后的空气经圆锥左部顶端排入环境，净化后的空气在装置的右上方会扩散并改善环境空气质量，未扩散部分被环境冷却并重新夹带尘霾下降后重新被吸入装置实现循环净化。装置利用空气为介质持续净化、降解、固定环境空气中的尘霾。

初滤时利用包括滤尘植物在内的滤尘部件对空气中尘霾进行吸附、降解和固定作用完成对空气中尘霾的初级净化，同时利用滤尘植物呼吸效应可增加过滤的空气的天然氧气及负氧离子浓度,改善空气相对湿度。

通过太阳能光伏电池板获得电能并储存于装置的储能电池内以供驱动电机带动轴套旋转，进而通过轴套带动托盘旋转，由电动旋转轴驱动的多层旋转支架以慢周期旋转，使得旋转支架上布置的生物降尘植株能够定期获得足够光照维持生长。同时在自然降雨的过程中也能使降尘植株交替接收雨水的冲刷从而实现一级生物吸附降尘过程的自洁净功能。在自然降雨过程中，经装置顶端自洁净雨水集水口收集雨水由高到低依次冲刷替换各滤尘储水槽的污水实现二级水槽液体吸附降尘过程的自洁净功能。两级过滤系统经雨淋或冲淋自洁净后的含尘霾污水经底部集水盘汇集后由污水排出口排入地下管网使得其中尘霾被固定地下，杜绝了二次杨尘污染的可能。

本发明设备通适性好，勤务性好，一次部署长期受益。无滤网等降尘耗材，无须定期更换作业，实现大型空气过滤零耗材免维护。本装置通过独特的设计结构通过自然降雨过程可以实现滤尘通道和生物吸附叶面的自洁净效果。叶面降尘通过雨水携带易于被植物培土吸收固定，杜绝二次扬尘污染。吸附水槽降尘由雨水携带通过下漏口进入下水管网同样杜绝二次扬尘污染。本装置的独特设计可以实现多个单体的垂直堆叠安装，加强除尘效果，降低占部署地面积。

附图说明

图1为本发明实施例一的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例一的俯视图；

图3为本发明实施例一旋转支架的结构示意图；

图4为本发明实施例一装置内空气流动示意图；

图5为本发明实施例一装置接收雨水进行自清洗过程的雨水流经路径示意图；

图6为本发明实施例二的结构示意图。

图中：1-滤尘部件，2-旋转支架，2.1-底座，2.2-支撑轴，2.3-轴套，2.4-托盘，3-双层半圆锥壳体，3.1-内壳体，3.2-外壳体，3.3-滤尘储水槽，3.4-气流导流板，3.5-太阳能电池板，3.6-太阳热能吸收层，3.7-空气通道，4-底板，4.1-污水排出口，5-驱动电机，6-空气质量传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一

一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，包括滤尘部件1、旋转支架2和双层半圆锥壳体3；

旋转支架2包括底座2.1和设置于底座2.1上的支撑轴2.2，支撑轴2.2外设有轴套2.3，轴套2.3的外壁设有托盘2.4，滤尘部件1设置在托盘2.4上，底座2.1设置在底板4上；轴套2.3外壁设有数个托盘2.4，各个托盘2.4均以支撑轴2.2为圆心；托盘2.4为镂空网状结构，由下至上的各个托盘2.4的直径依次递减。

双层半圆锥壳体3包括内壳体3.1和外壳体3.2，外壳体3.2的下端与底板4连接，内壳体3.1的上端与支撑轴2.2的上端连接，内壳体3.1和外壳体3.2相对应的两个侧边相互连接闭合；内壳体3.1和外壳体3.2之间的空隙形成空气通道3.7，空气通道3.7内还设有滤尘储水槽3.3，储水槽沿内壳体3.1的外表面由下至上均布设置。各个储水槽的上方设有一个位置对应的气流导流板3.4，气流的一端导流板固定于外壳体3.2的内表面。滤尘部件1为滤尘植物，滤尘部件为两级滤尘植物，本实施例中滤尘部件(1)包括设置在上层托盘(2.4)的阔叶吸附滤尘植物，和设置在下层托盘(2.4)的密叶类滤尘植物；设置在上层的阔叶吸附类植物为龟背竹，和设置在下层的密叶类滤尘植物为密叶女贞或藤蔓爬山虎。

外壳体3.2外表面的设有太阳热能吸收层3.6；底板4上设有污水排出口4.1。

外壳体3.2为金属材料制成的外壳体3.2，较佳地，太阳热能吸收层3.6设置与外壳体3.2外表面的上部，包括紧贴覆盖在外壳体3.2外表面的黑色红外吸热涂层，和设置在黑色红外吸热涂层上的阻隔玻璃。

外壳体3.2外表面的下部设有太阳能电池板3.5。还包括驱动电机5，驱动电机5固定设置在支撑轴2.2的顶部，驱动电机5的动力输出端通过减速齿轮降速后连接于轴套2.3，带动轴套2.3慢速旋转；驱动电机5的电能输入端通过储能电池连接太阳能电池板3.5。

还包括设置在支撑轴2.2顶部的空气质量传感器6，空气质量传感器6的信号输出端连接控制器的信号输入端，控制器的控制信号输出端连接驱动电机5的控制端。

本装置左半部分为双层壳体的半封闭结构，右半部分为开放式无壳结构。装置左半部双层壳体的下部包裹空间及右半部开放空间用于安装如所示的多层旋转支架2及支架上放置的滤尘部件1，滤尘部件1为生物滤尘植株，例如龟背竹。

装置左半部分半圆锥外壳体3.2的外部大面积涂覆太阳热能吸收层3.6，太阳热能吸收层3.6包括黑色红外吸热涂层，并覆盖红外阻隔玻璃，在阳光的辐照下在半圆锥外壳体3.2与半圆锥内壳体3.1间形成空气通道3.7，热空气在上升通道上升，并在空气通道3.7下部入口区形成吸入负压从而引导圆锥体空腔外部沿黑色箭头所示路径进入装置。

进入锥体空腔的空气流经旋转支架2及塔形布置滤尘部件1，利用功能植物叶面及潮湿根土对空气中尘霾的吸附、降解和固定作用完成对空气中尘霾的初级净化，旋转支架低层布置密叶类植物强化尘霾滤除效果，同时利用植物呼吸效应可增加过滤的空气的天然氧气及负氧离子浓度，改善空气相对湿度。初滤后的空气会继续沿如图4中黑色箭头路径由装置内部左下口进入内外半圆锥面间的空气通道3.7被太阳辐照的外圆锥壁升温后上行，在设置在外壳体3.2内壁的气流导流板3.4处遇阻形成涡流并经过滤尘储水槽3.3水面，利用液体表面对灰尘的吸附和收融作用完成对空气中尘霾二次净化降尘增湿。最终净化后的空气经圆锥左部顶端排入环境，净化后的空气在装置的右上方会扩散并改善环境空气质量，未扩散部分被环境冷却并重新夹带尘霾下降后重新被吸入装置实现循环净化。装置利用空气为介质持续净化、降解、固定环境空气中的尘霾。

本降尘装置通过外锥面下部的太阳能光伏电池板获得电能并储存于装置的储能电池内以供驱动电机5带动轴套2.3旋转，进而通过轴套2.3带动托盘2.4旋转，本装置还设有互联网控制信息系统，同样由所需的电能。

由电动旋转轴驱动的多层旋转支架2以慢周期旋转，使得旋转支架2上布置的生物降尘植株能够定期获得足够光照维持生长。同时如图4右侧所示在自然降雨的过程中也能使降尘植株交替接收雨水的冲刷从而实现一级生物吸附降尘过程的自洁净功能。

同样如图5左侧所示在自然降雨过程中，经装置顶端自洁净雨水集水口收集雨水由高到低依次冲刷替换各滤尘储水槽3.3的污水实现二级水槽液体吸附降尘过程的自洁净功能。

如图5下部所示左右两级过滤系统经雨淋或冲淋自洁净后的含尘霾污水经底部集水盘汇集后由污水排出口4.1排入地下管网使得其中尘霾被固定地下，杜绝了二次杨尘污染的可能。

装置在顶部适当位置安装有双路空气质量传感器6能对比净化前后空气质量数据，量化评估本装置的空气净化效率。

装置安装有无线互联网+实时净化数据采集记录传输模块，能够实时采集传输净化装置安装地点的空气质量和其他相关数据。

通过双层半圆锥壳体3外壳体3.2底部的黑色红外吸热涂层吸收太阳辐射热能并在内部空腔形成热上升气流，并在半圆锥体内部下方形成空气负压，引导双层半圆锥壳体3外部尘霾空气流经多层生物降尘架完成初次降尘。

经过初次降尘的空气经由圆锥体内部的入口进入腔体，由外壳体3.2和太阳热能吸收层3.6的热量加热形成热上升气流，并在腔体内各个气流倒流板的作用下，形成涡流并流经多级降尘储水槽的液体表面完成二次降尘。

已降尘加热空气由圆锥体顶端出口排出，在锥体右半开口上空经环境温度冷却后，部分未扩散空气能还够跟随下方空气负压再次竟如降尘装置实现多次循环降尘。

利用太阳能转换为电能，驱动电机5，效率高对于电力配套无要求，且便于部署。

空气除尘系统仅有一个低速旋转支架结构，无风扇等传统高速运动部件，无须定期维护更换，设备通适性好，勤务性好，一次部署长期受益。

无滤网等降尘耗材，无须定期更换作业，实现大型空气过滤零耗材免维护。

本装置通过独特的设计结构通过自然降雨过程可以实现滤尘通道和生物吸附叶面的自洁净效果。

叶面降尘通过雨水携带易于被植物培土吸收固定，杜绝二次扬尘污染。吸附水槽降尘由雨水携带通过下漏口进入下水管网同样杜绝二次扬尘污染。

本装置的独特设计可以实现多个单体的垂直堆叠安装，加强除尘效果，降低占部署地面积。

多极液体及多层生物两级降尘过滤系统均无过滤耗材也无需人工维护更换，无废弃过滤耗材二次处理污染问题。

实施例二

实施例一所述利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置的圆锥体外形设计可以方便实现多台多层净化装置的共轴线堆叠安装，如图6所示，以同样的占地面积提供更大的净化能力。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，其特征在于：包括滤尘部件(1)、旋转支架(2)和双层半圆锥壳体(3)；

所述旋转支架(2)包括底座(2.1)和设置于所述底座(2.1)上的支撑轴(2.2)，所述支撑轴(2.2)外设有轴套(2.3)，所述轴套(2.3)的外壁设有托盘(2.4)，所述滤尘部件(1)设置在所述托盘(2.4)上，所述底座(2.1)设置在底板(4)上；

所述双层半圆锥壳体(3)包括内壳体(3.1)和外壳体(3.2)，所述外壳体(3.2)的下端与所述底板(4)连接，所述内壳体(3.1)的上端与所述支撑轴(2.2)的上端连接；所述内壳体(3.1)和外壳体(3.2)相对应的两个侧边相互连接；所述内壳体(3.1)和外壳体(3.2)之间的空隙形成空气通道(3.7)，所述空气通道(3.7)的上部与外界联通，所述空气通道(3.7)内还设有滤尘储水槽(3.3)；

所述外壳体(3.2)外表面的设有太阳热能吸收层(3.6)；所述底板(4)上设有污水排出口(4.1)。

2.根据权利要求1所述的一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，其特征在于：所述轴套(2.3)外壁沿轴线方向均布设置数个托盘(2.4)，各个所述托盘(2.4)均以所述支撑轴(2.2)为圆心；所述托盘(2.4)为镂空网状结构。

3.根据权利要求2所述的一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，其特征在于：由下至上的各个所述托盘(2.4)的直径依次递减。

4.根据权利要求3所述的一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，其特征在于：所述滤尘部件(1)包括设置在上层托盘(2.4)的阔叶吸附滤尘植物，和设置在下层托盘(2.4)的密叶类滤尘植物。

5.根据权利要求1所述的一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，其特征在于：所述外壳体(3.2)为金属材料制成的外壳体(3.2)；所述太阳热能吸收层(3.6)设置与所述外壳体(3.2)外表面的上部，包括紧贴覆盖在所述外壳体(3.2)外表面的红外吸热涂层，和设置在所述红外吸热涂层上的阻隔玻璃。

6.根据权利要求1所述的一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，其特征在于：所述储水槽沿所述内壳体(3.1)的外表面由下至上均布设置；各个所述储水槽的上方设有一个位置对应的气流导流板(3.4)，所述气流的一端导流板固定于所述外壳体(3.2)的内表面。

7.根据权利要求1所述的一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，其特征在于：所述外壳体(3.2)外表面的下部设有太阳能电池板(3.5)。

8.根据权利要求1所述的一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，其特征在于：还包括驱动电机(5)，所述驱动电机(5)固定设置在所述支撑轴(2.2)的顶部，所述驱动电机(5)的动力输出端通过减速齿轮连接于所述轴套(2.3)，带动所述轴套(2.3)旋转；所述驱动电机(5)的电能输入端通过储能电池连接所述太阳能电池板(3.5)。

9.根据权利要求1所述的一种利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，其特征在于：还包括设置在所述支撑轴(2.2)顶部的空气质量传感器(6)，所述空气质量传感器(6)的信号输出端连接控制器的信号输入端，所述控制器的控制信号输出端连接所述驱动电机(5)的控制端。

10.一种多层利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置，其特征在于：数个所述如权利要求1-9任一项所述利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置垂直叠加设置，数个所述利用太阳热能的绿色环保室外降尘装置共用同一个支撑轴(2.2)。