CN110038401A - 管道式空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管道式空气净化装置，包括管道：内部为空心结构；扇叶：包括基座和设置在基座上的叶片，基座安装在管道的内壁上，叶片包括与基座连接的第一端以及远离基座的自由端，自由端沿着管道的延伸方向延伸且其末端弯曲，以改变气流的方向；离子发生器：离子发生器安装在基座上，离子发生器与叶片一一对应，离子发生器用于生成正氧离子和负氧离子，以对经过离子发生器的气流中的污染物进行分解。本发明将离子发生器安装在管道内，节省了占地面积和工程成本，采用离子发生器，将污染物转化为二氧化碳、水、大粒径颗粒物随风排出，有效降低排放污染其它的溶度。

Description

管道式空气净化装置

技术领域

本申请涉及环保工程技术领域，特别是涉及一种可净化空气的管道式空气净化装置。

背景技术

随着科技的发展，在工业生产中会产生很多污染物，若直接排放，会导致空气污染严重，故需要借助一些净化设备对产生的污染物进行净化处理后再排放。

工业生产中的污染物有很多种，例如液态污染物、气态污染物或固态污染物，气态污染物一般包括甲醛、TVOC、颗粒物等有害气体，这类污染物主要依靠各种净化设备例如光催化氧化设备、活性炭吸附设备等，此类设备不仅占用了厂区的有效面积，并且随时面临着二次污染的威胁，例如，活性炭吸附设备、静电除尘设备等去除甲醛、颗粒物、TVOC等有害气体会产生二次污染，如产生含有污染因子的活性炭、臭氧等。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种节省占地面积和工程成本，对空气进行净化的管道式空气净化装置。

为了实现上述目的，本发明公开一种管道式空气净化装置，包括：

管道：内部为空心结构；

扇叶：包括基座和设置在基座上的叶片，所述基座安装在管道的内壁上，所述叶片包括与所述基座连接的第一端以及远离所述基座的自由端，所述自由端沿着所述管道的延伸方向延伸且其末端弯曲，以改变所述气流的方向；

离子发生器：所述离子发生器安装在所述基座上，所述离子发生器与所述叶片一一对应，所述离子发生器用于生成正氧离子和负氧离子，以对经过所述离子发生器的所述气流中的污染物进行分解。

可选的，所述叶片的第一端的宽度较所述叶片的自由端的宽度长，且所述叶片的宽度从所述第一端至所述自由端逐渐变小。

可选的，所述叶片从第一端至自由端呈渐开线弧形曲面方式延伸，所述叶片的第一端和所述叶片的自由端不在同一平面上，所述叶片延伸曲面的渐开线弧度范围为20°～35°。

可选的，所述叶片的最长一边的长度与第一端至自由端的宽度比为250:150。

可选的，所述叶片的自由端的线性角度为15°～55°。

可选的，所述管道式空气净化装置中包括多个扇叶和多个离子发生器，所述扇叶等距离排列在所述管道的内壁，且所述扇叶的叶片的倾斜方向保持一致，以使气流的运行轨迹在经过管道式空气净化装置后因弯曲的所述自由端呈旋转轨迹。

可选的，所述管道为圆形结构，多个所述基座沿管道的内壁等距离排列，且所述各个基座之间，贴合所述管道的一端之间的距离较所述基座向所述管道的径向方向延伸的一端之间的距离长。

可选的，所述离子发生器与离子发生器之间的距离大于或等于预设阈值。

可选的，所述离子发生器包括支架和离子发生面，所述支架可拆卸安装在所述基座上，所述离子发生面也可拆卸地安装在所述支架上。

可选的，所述离子发生器包括沿所述管道延伸方向相对设置的两个离子发生面，每个离子发生面均产生正氧离子和负氧离子，且产生的正氧离子和负氧离子存在数量差。

可选的，所述基座包括与所述叶片第一端连接的固定部，所述固定部包括相对设置的两滑槽，所述离子发生器的支架两端可拆卸式地插入所述滑槽内。

可选的，所述固定部还包括限位件，用以限定所述离子发生器在所述滑槽中的位置。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：本发明公开了一种管道式空气净化装置，在普通的出风管道内，安装离子发生器，将离子发生器安装在呈弧形弯曲状的叶片的扇叶上，同时弧形的叶片使气流通过后气流方向发生改变，呈旋转轨迹，以增加空气的流出时间，使离子发生器释放出的正氧离子和/或负氧离子沿气流扩散，让气流中的污染物充分与正氧离子和负氧离子混合反应，净化气流中的有害成分，消除异味，且采用离子发生器，将污染物转化为二氧化碳、水、大粒径颗粒物随风排出，有效降低所排放污染物的溶度。同时，本申请无需额外占用面积安装空气净化装置，将可以对空气进行净化的离子发生器安装在管道内，节省了占地面积和工程成本。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明管道式空气净化装置组合结构示意图；

图2为本发明管道式空气净化装置爆炸图；

图3为本发明叶片侧面图；

图4为本发明第一扇叶结构组合图；

图5为本发明第一扇叶结构爆炸图；

图6为本发明第二扇叶结构组合图；

图7为本发明管道式空气净化装置气流测试仿真速度图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请参阅图1-图2，本发明公开了一种管道式空气净化装置，包括管道10、扇叶20和离子发生器30，管道10为空心结构，所述扇叶20包括基座21和叶片22，所述基座21固定安装在管道10上，所述离子发生器30固定在基座21上，且与叶片22一一对应，所述叶片22弧形结构，所述叶片22与所述基座21呈角度设置，具体的，所述叶片22包括与所述基座21连接的第一端以及远离所述基座的自由端，所述自由端沿着所述管道10的延伸方向延伸且其末端平滑地弯曲，以对沿着所述管道的延伸方向经过的气流进行阻挡，从而改变所述气流的方向。所述扇叶20和离子发生器30设置有多个，基座21均匀分布在管道10上，且所述叶片22的弧形倾斜角度朝同一方向设置，以均匀阻挡通过所述管道的气流，并使气流形成旋转轨迹，使气流内的污染物与正氧离子和负氧离子充分混合增加污染物的去除效率。

本申请中，将离子发生器30安装在基座21上，而叶片22又与基座21呈角度设置，叶片22自身为弧形结构，其自由端的末端弯曲，这样叶片22与离子发生器30之间也形成了一个角度，具体的，所述叶片22从第一端至自由端呈渐开线弧形曲面方式延伸，所述叶片22的第一端和所述叶片的自由端不在同一平面上，同时离子发生器30产生的离子也会因弧形结构的叶片22的作用随着气流一起扩散。本申请中，渐开线为与第一曲线的所有切线相交成直角的第二曲线，该第二曲线称为第一曲线的渐开线(evolent)。一般的渐开线指“圆的渐开线”。在平面上，一条动直线(发生线)沿着一个固定的圆(基圆)作滚动的过程中，此动直线上任意一点的轨迹，称为此基圆的一条渐开线。本申请中，扇叶20设置有多片，均匀、同方向有规律地分布在管道10上，正氧离子、负氧离子与污染物随着气流一起运动、气流通过风道时，会因多个叶片22的阻挡，形成旋转轨迹，使其三者之间的碰撞、混合程度更高，反应更充分，净化效率更高。

离子发生器可产生正氧离子和负氧离子，或者同时产生正氧离子和负氧离子，根据所需要净化的气体的污染物的含量，以及与离子发生反映的原理来选用特定功能的离子发生器。在本实施例中，离子发生器中包括两个离子发生面，两个离子发生面分别朝向相反的方向，即分别向相反的方向扩散所发生的离子，以增大离子的溶度。

进一步的，在一实施例中，离子发生器为非平衡离子发生器30，设置两个扩散方向相反的离子发生面31，其中，离子发生面31上具有高能电子，氧分子在经过离子发生面31时可带走电子变为负氧离子或被电子击掉原有电子变为正氧离子。

带正负极性的离子态氧气分子的氧化能力大于中性的氧气分子的氧化能力，且当离子发生器产生的正氧离子和负氧离子在空气中进行正负电荷中和的瞬间释放能量，使正负氧离子态氧气分子的氧化和分解能力极大的提高，以及导致周围细菌结构的改变和能量的转移，使细菌死亡，实现杀菌的作用，还能达到高效分解甲醛/苯系物/氨等TVOC及其它气态有机挥发物的作用，从而消除异味。通过正负氧离子，将上述气流中的污染物转化为二氧化碳、水、大粒径颗粒物随风排出，二次污染较少，有效降低室内污染其它的溶度。在本实施例中，产生的负氧离子量会大于正氧离子量，反应过后，多余的负氧离子存在空气中，可继续除尘、消烟和除异味，改善空气质量。

在一实施例中，正氧离子和负氧离子是通过离子发生面散发出去的，为了使正氧离子和负氧离子能够充分与气流混合在一起，本实施例中，将离子发生器30的离子发生面的安装方向与所述管道10内气流流动的方向平行，由于离子发生面上产生的离子通常从垂直于离子发生面的方向溢出，因此将离子发生面与气流流过的方向平行，正好能让气流将离子发生面附近产生的正氧离子和负氧离子带走并与污染物充分反应。

本申请中，叶片22为弧形结构，且叶片22的自由端与基座21之间不在同一平面上，离子发生器30固定在基座上，从而使叶片22与离子发生器30也呈角度设置。在一实施例中，其具体的一种技术方案为，叶片22的第一端与离子反应面31安装在同一垂直平面上，即位于离子发生面的上方或者下方，而由于叶片22是沿着该垂直平面向外延伸的弧形结构的，因此该叶片22的远离基座21的自由端与离子反应面呈夹角设置，由于离子反应面31是与气流方向平行的，因此，气流在通过离子反应面31周围时会被该叶片22的弧形结构部分阻挡，依据流体力学中的阿基米德曲线原理，气流随着叶片22的延展曲线改变方向，当有多个这样的叶片22组合在一起，且这些叶片22的弧形延伸方向排列都一致时，并容置在一个圆形的管道10内时，气流会带动正负氧离子形成旋转轨迹，以延长气流内污染物的反应时间。

一种优选的方案为，所述叶片22延伸曲面的渐开线弧度范围为20°～35°，请参阅图3，所述叶片22的自由端的线性角度A为15°～55°。在一实施例中，请参阅图4-图5，所述叶片22为弧形状的类三角结构，所述叶片22的第一端的宽度较所述叶片22的自由端的宽度长，且所述叶片22的宽度从所述第一端至所述自由端逐渐变小，呈类三角形状，其中，叶片22的第一端与基座21连接，且平行于离子发生面31，所述第一端延伸至自由端的其中一边也与基座21连接，叶片22的自由端呈弧形状远离离子发生面31，且与离子发生面31呈夹角的方向延伸。本申请中，采用弧形类三角形结构，不仅能引导通过扇叶20的气流的方向，使其形成旋转轨迹，气流通过离子发生器20生成正负氧离子后在后续的流动状态下完成净化反应。

在另一实施例中，请参阅图6，所述叶片22A为弧形状类梯形结构，叶片22A的渐开线弧度范围依旧保持在20°～35°之间，所述叶片的自由端的线性角度为15°～55°，但是类梯形结构的所述叶片22A的最长一边的长度与第一端至自由端的宽度比为250:150，以此达到最优效果的曲线结构。

在一实施例中，所述管道10为圆形管道，多个所述扇叶22沿着环形管道的内壁依次排列，优选的弧形角度优选为25°，当有多个扇叶20分布在管道10内时，每个离子发生器30之间的最小距离大于或等于预设阈值，其中，所述预设阈值通过离子发生器30产生的正负氧离子的溶度来设定，若小于此预设阈值，相邻离子发生器的离子会出现抵消中和的现象，影响正氧离子和负氧离子的相对数量以及对空气净化的处理效果。如图2所示，在本实施例中，安装离子发生器30的各个基座21贴合所述管道10的一端之间的距离较所述基座21向所述管道10的径向方向延伸的一端之间的距离长，不同的基座21与基座21沿管道10径向延伸的方向没有接触，而是围合成一个通孔，而是保持一定的距离，以保证不同基座21上的离子发生器30之间能够大于或等于这个预设阈值的间距，且这中结构还更有利于气体的流动。

在一实施例中，基于流体力学中的阿基米德曲线原理，叶片22的长度也应根据离子发生器30的发射正负氧离子的强度，以及管道10的直径来设定，例如叶片的长度为240mm，既能引导气流形成旋转轨迹，还能促使气流能够充分带走离子发生器上产生的正负氧离子。

在一实施例中，扇叶20和管道10整体都采用高强度耐腐蚀的轻质材料制作而成，例如不锈钢，以避免发生离子反应时腐蚀所述扇叶20和管道10。优选的一种方案为，叶片22与基座21为一体结构，基座31通过螺钉的方式固定在管道10上，在管道10上预留有通孔11，所述基座21上设置有一延伸管211，所述延伸管211上设置有螺纹结构2111，当所述延伸管211穿过所述通孔11后，锁紧螺母212与所述螺纹结构2111适配旋紧，以将所述基座21固定在管道10上。

所述离子发生器30还包括支架32，所述支架32可拆卸安装在所述基座21上，所述离子发生面31也可拆卸地安装在所述支架32上。具体的，在一实施例中，所述基座21包括与所述叶片22的第一端连接的固定部213，所述固定部213包括相对设置的两滑槽2131，所述离子发生器30的支架32两端可拆卸式地插入所述滑槽2131内，所述离子发生器30的安装方向与气流流动的方向平行。该固定部213可位于基座21的任意位置，只要能够容置离子发生器30即可。

在一实施例中，本申请公开一种方案，具体的，请参阅3-图4，所述固定部213的两侧边为滑槽2131，滑槽2131从固定部213的开口位置一直延伸至所述固定部213的底部，所述离子发生器30的两端插入所述滑槽2131中以容置在固定部213内。设置成这种可分离的结构，使离子发生器30可任意从基座21上取出或插入，也方便对离子发生器进行清洗或更换。

在一实施例中，由于管道10内会有强气流，且离子发生器30可插拔地容置在固定部213中，容易产生晃动，因此，为了固定住离子发生器30，在本实施例中，在所述固定部213设置有限位件23，以固定容置在固定部213内的所述离子发生器30。本实施例中，限位件23上设置有凸条231，固定部213中设置限位件23的位置设置有与凸条231适配的凹条结构2132，以使限位件23固定在基座21上。由于该限位件23为可插拔的，因此也方便离子发生器30插入或取出。

在本申请中，离子反应面31需要进行通电才能使正负氧离子溢出，因此，离子发生器30需要连接电源，在本实施例中，还设置有一个电池容置盒24，该电池容置盒24位于基座21的一空腔内，空腔位置还设置有导线通孔214，导线通过该导线通孔214连接电池容置盒24内的电池和安装在基座21上的离子发生器。进一步的，为了美观和安全，在电池容置盒24插入基座21内的空腔内后，通过面板25固定，避免电池容置盒24脱落。在另一实施例中，电池容置盒还可以有其它的安装位置，例如安装在管道10的外壁上等。

本发明的一种管道式空气净化装置，在普通的出风管道内，安装离子发生器，将离子发生器安装在带弧形叶片的扇叶上，同时弧形的叶片使气流通过后产生旋转轨迹，以减慢空气流出的速度。在一具体的实施例中，请参阅图7，为本实施例中具有12片扇叶以及离子发生器30，且叶片22的倾斜角度为25°，叶片长度设置成240mm的管道式空气净化装置结构的气流测试仿真速度图，其中管道式空气净化装置的入口位置的风速为3m/s,静态压强是20pa、输出速度外围速度6m/s左右，内圈2.3m/s左右，越往中心速度越低，从入口到出口滞留时间大多为0.5s-0.6s，可见，采用本申请的技术方案，能有效减慢离子发生器30附近的空气流动速度，且气流在叶片22的作用下形成旋转，使气流与离子充分反应。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种管道式空气净化装置，其特征在于，包括：

管道：内部为空心结构；

扇叶：包括基座和设置在基座上的叶片，所述基座安装在管道的内壁上，所述叶片包括与所述基座连接的第一端以及远离所述基座的自由端，所述自由端沿着所述管道的延伸方向延伸且其末端弯曲，以改变所述气流的方向；

离子发生器：所述离子发生器安装在所述基座上，所述离子发生器与所述叶片一一对应，所述离子发生器用于生成正氧离子和负氧离子，以对经过所述离子发生器的所述气流中的污染物进行分解。

2.根据权利要求1所述的管道式空气净化装置，其特征在于，所述叶片的第一端的宽度较所述叶片的自由端的宽度长，且所述叶片的宽度从所述第一端至所述自由端逐渐变小。

3.根据权利要求2所述的管道式空气净化装置，其特征在于，所述叶片从第一端至自由端呈渐开线弧形曲面方式延伸，所述叶片的第一端和所述叶片的自由端不在同一平面上，所述叶片延伸曲面的渐开线弧度范围为20°～35°。

4.根据权利要求3所述的管道式空气净化装置，其特征在于，所述叶片的最长一边的长度与第一端至自由端的宽度比为250:150。

5.根据权利要求4所述的管道式空气净化装置，其特征在于，所述叶片的自由端的线性角度为15°～55°。

6.根据权利要求1所述的管道式空气净化装置，其特征在于，所述管道式空气净化装置中包括多个扇叶和多个离子发生器，所述扇叶等距离排列在所述管道的内壁，且所述扇叶的叶片的倾斜方向保持一致，以使气流的运行轨迹在经过管道式空气净化装置后因弯曲的所述自由端呈旋转轨迹。

7.根据权利要求6所述的一种管道式空气净化装置，其特征在于，所述管道为圆形结构，多个所述基座沿管道的内壁等距离排列，且所述各个基座之间，贴合所述管道的一端之间的距离较所述基座向所述管道的径向方向延伸的一端之间的距离长。

8.根据权利要求6所述的一种管道式空气净化装置，其特征在于，所述离子发生器与离子发生器之间的距离大于或等于预设阈值。

9.根据权利要求7所述的一种管道式空气净化装置，其特征在于，所述离子发生器包括沿所述管道延伸方向相对设置的两个离子发生面，每个离子发生面均产生正氧离子和负氧离子。

10.根据权利要求9所述的一种管道式空气净化装置，其特征在于，所述基座包括与所述叶片第一端连接的固定部，所述固定部包括相对设置的两滑槽，所述离子发生器的支架两端可拆卸式地插入所述滑槽内，所述固定部还包括限位件，用以限定所述离子发生器在所述滑槽中的位置。