CN110180323A - 一种室内空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种室内空气净化装置，包括太阳能电池板(14)和中空的吸附物浓度降离室(6)；太阳能电池板(14)通过导线与锂电池(11)直接相连；锂电池(11)通过导线与手动开关(9)相连接；手动开关(9)通过导线与分别与风扇(4)和履带式传送机(2)相连接；履带式传送机(2)垂直设置在吸附物浓度降离室(6)的内部左侧；吸附物浓度降离室(6)的左侧开有进气口(20)，该进气口(20)与用户室内空间相连通；履带式传送机(2)上固定连接多个吸附物容器，该吸附物容器内放置有VOCs的吸附物。本发明能够节能、高效地对室内空气中的挥发性有机化合物VOCs进行有效吸收以及排至室外环境中，提高室内空气品质。

Description

一种室内空气净化装置
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，特别是涉及一种室内空气净化装置。
背景技术
目前，随着生态环境问题的日益严峻以及我国居民生活水平的大幅提高，越来越多的家庭、企业开始关注空气品质问题。鉴于无论是工作、学习、还是生活，相当大比例的人类生产生活的活动，都是在室内进行的，因此，对个体而言，布置室内空气净化装置，是目前净化室内空气的方法中见效最快、成本最低、效果最好的方法。
在空气污染物中，挥发性有机化合物VOCs(Volatile Organic Compounds)因其占比大、危害重的特点，而备受关注。室外环境中的VOCs是造成区域性大气臭氧污染、光化学烟雾、PM2.5污染等的最大元凶之一，室内VOCs除了具有会使人体产生不适感觉的刺激性气味之外，也有案例证明，其具有致癌和导致孕妇胎儿畸形的严重后果。
但是，目前还没有一种室内空气设备，其能够节能、高效地对室内空气中的挥发性有机化合物VOCs进行有效处理，提高室内空气的品质。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种室内空气净化装置，其能够节能、高效地对室内空气中的挥发性有机化合物VOCs进行有效吸收以及排至室外环境中，提高室内空气的品质，降低VOCs对人体的损害，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种室内空气净化装置，包括太阳能电池板和中空的吸附物浓度降离室；
太阳能电池板通过导线与锂电池直接相连；
锂电池通过导线与手动开关相连接；
手动开关通过导线与分别与风扇和履带式传送机相连接；
履带式传送机垂直设置在吸附物浓度降离室的内部左侧；
吸附物浓度降离室的左侧开有进气口，该进气口与用户的室内空间相连通；
履带式传送机上固定连接多个吸附物容器，该吸附物容器内放置有挥发性有机化合物VOCs的吸附物。
其中，履带式传送机包括两个步进电机和风扇；
两个步进电机通过导线与手动开关相连接；
风扇位于吸附物浓度降离室的内部下侧；
两个步进电机分别位于吸附物浓度降离室的内部左侧上下两端；
两个步进电机的输出转轴，分别连接有一个传送齿轮；
传送齿轮的中心具有步进电机转子转轴插入口，步进电机转子转轴插入口插入有步进电机的输出转轴；
两个传送齿轮的外侧缠绕有环形分布的传送链条；
传送链条的外侧等间隔地安装有多个吸附物容器。
其中，送链条的外侧等间隔地安装有多个吸附物容器螺栓固定口；每个吸附物容器螺栓固定口通过螺栓固定连接一个吸附物容器；
或者，吸附物容器使用卡扣固定在履带式传送机的传送链条上。
其中，吸附物浓度降离室的内部右侧设置有垂直分布的集热器；
集热器的正上方安装有电动百叶窗；
电动百叶窗与手动开关通过导线相连接。
其中，锂电池还通过导线与第一单片机相连接；
第一单片机与手动开关相互并联；
第一单片机，通过导线分别与两个步进电机和电动百叶窗相连接。
其中，锂电池还通过导线与第二单片机相连接；
第二单片机，分别与热电偶和LCD显示屏相连接；
热电偶位于吸附物浓度降离室内，用于检测吸附物浓度降离室内的温度值，然后发送给第二单片机；
第二单片机，用于接收热电偶发来的温度值，然后发送给LCD显示屏进行显示。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种室内空气净化装置，其能够节能、高效地对室内空气中的挥发性有机化合物VOCs进行有效吸收以及排至室外环境中，降低VOCs的浓度，降低VOCs对人体的损害，提高室内空气的品质，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种室内空气净化装置的整体连接结构简图；
图2为本发明提供的一种室内空气净化装置的一种实施例的整体连接结构简图；
图3为本发明提供的一种室内空气净化装置中履带式传送机的结构示意图；
图4为本发明提供的一种室内空气净化装置中履带式传送机的上端部分放大结构示意图；
图5为本发明提供的一种室内空气净化装置的安装示意简图；
图中：1为步进电机，2为履带式传送机，3为保温材料层，4为风扇，5为集热器；
6为吸附物浓度降离室，7为热电偶；8为电动百叶窗；9为手动开关，10为第一单片机(MCU)；
11为锂电池，12为第二单片机II，13为LCD显示屏，14为太阳能电池板；
15为步进电机转子转轴插入口，16为吸附物容器螺栓固定口，17为窗户。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图5，本发明提供了一种室内空气净化装置，包括太阳能电池板14和中空的吸附物浓度降离室6(例如可以为一个中空的壳体，包括上盖61和下盖62)；
太阳能电池板14通过导线与锂电池11直接相连；
锂电池11通过导线与手动开关9相连接；
手动开关9通过导线与分别与风扇4和履带式传送机2相连接；
履带式传送机2垂直设置在吸附物浓度降离室6的内部左侧；
吸附物浓度降离室6的左侧开有进气口20，该进气口20与用户的室内空间相连通；
履带式传送机2上固定连接多个吸附物容器，该吸附物容器内放置有挥发性有机化合物VOCs的吸附物。
在本发明中，具体实现上，履带式传送机2包括两个步进电机1和风扇4；
两个步进电机1通过导线与手动开关9相连接；
风扇4位于吸附物浓度降离室6的内部下侧；
两个步进电机1分别位于吸附物浓度降离室6的内部左侧上下两端；
两个步进电机1的输出转轴，分别连接有一个传送齿轮21；
传送齿轮21的中心具有步进电机转子转轴插入口15，步进电机转子转轴插入口15插入有步进电机1的输出转轴；
两个传送齿轮21的外侧缠绕有环形分布的传送链条22(传送链条22与传送齿轮21的外齿相啮合)；
传送链条22的外侧等间隔地安装(例如铆接)有多个吸附物容器。
例如：传送链条22的外侧等间隔地安装(例如铆接)有多个吸附物容器螺栓固定口16；每个吸附物容器螺栓固定口16通过螺栓固定连接一个吸附物容器。或者，吸附物容器，还可以使用卡扣，固定在履带式传送机2的传送链条22上。
需要说明的是，传送链条22能够在两个步进电机1的带动下转动。两个步进电机1可以通过现有普通的电机固定架(电机固定架的一端与步进电机的底座通过螺栓相连接)来支撑，电机固定架的另一端固定连接用户的室内空间(例如下端固定连接室内底面)。此为现有常见的电机固定结构，在此不展开具体表述。步进电机的固定方式，可以为现有的任意一种固定方式，只要能够将其固定在吸附物浓度降离室6内部空间即可。
具体实现上，吸附物浓度降离室6的内部右侧设置有垂直分布的集热器5；
集热器5的正上方安装有电动百叶窗8；
电动百叶窗8与手动开关8通过导线相连接。
具体实现上，需要说明的是，电动百叶窗8可以为现有的任意一种通过电机带动叶片升降，以代替传统百叶帘手拉的传动方式的百叶窗。此为现有技术，在此不展开具体表述。
具体实现上，集热器5，可以采用现有太阳能热水器的集热器，其作用是保证吸附物浓度降离室6在足够长时间内维持足够高的温度，从而提升吸附物容器内放置的挥发性有机化合物VOCs的吸附物的吸附效果。需要说明的是，集热器5的主体部分，可以由集热性能优异的铜、铝或钢等金属材料表面添加紫金涂层制成，从而充分吸收包括太阳能在内的一切辐射能量，保证吸附物浓度降离室6在足够长时间内维持足够高的温度。
具体实现上，传送链条22的内侧，可以设置有保温材料层3(具体可以通过单独的支撑架，支撑设置在传送链条22的内侧)；
需要说明的是，保温材料层3采用的保温材料，可根据实际情况选择，包括但不限于玻璃纤维、石棉、岩棉、气凝胶毡甚至真空板等，以保证吸附物浓度降离室6中的热量不会大量的散失，从而影响吸附物浓度降离室6内挥发性有机化合物VOCs的吸附物对VOCs的吸收分离效果，同时保证居住环境的温度，进而影响室内居健康、舒适程度。
具体实现上，参见图2所示，锂电池11还通过导线与第一单片机10相连接；
第一单片机10与手动开关9相互并联；
第一单片机10，通过导线分别与两个步进电机1和电动百叶窗8相连接。
需要说明的是，对于本发明，具体实现上，第一单片机10，可以根据用户的需求设定程序，使得受其控制的风扇4、电动百叶窗8、两个步进电机1每间隔预设时长后，运转固定的时长。同时也可通过手动开关9，手动控制风扇4、电动百叶窗8、两个步进电机1的运行。
还需要说明的是，对于本发明，位于吸附物浓度降离室6下方的风扇4，是一个功率(风力)两档可调的风扇，可被第一单片机10或手动开关9独立控制。电动百叶窗8位于吸附物浓度降离室6的右上，同样可被第一单片机10或手动开关9独立控制，用于实现吸附物浓度降离室6内空间与室外空间的换气8。
对于本发明，当需要降低活性炭等吸附物上挥发性有机化合物浓度时，风扇4小功率运行，以加强吸附物浓度降离室6内的空气扰动，更高效地降低吸附物浓度降离室6内活性炭等吸附物中的挥发性有机化合物浓度，此时，百叶窗8处于闭合状态；在排气阶段风扇大功率运行，通过风扇4吹动，使活性炭等吸附物上吸附的挥发性有机化合物VOCs被吹散逸出，进而使得高温、含有大量污染物的空气，更快地从电动百叶窗8排出，排出到室外空间中。
在本发明中，具体实现上，太阳能电池板14位于室外。太阳能电池板14通过吸收外部的辐射，将太阳能通过光电效应储存在锂电池11中；集热器5通过吸收辐射，将太阳能直接以热能的形式加以利用。
在本发明中，具体实现上，挥发性有机化合物VOCs的吸附物，包括活性炭和/或硅藻泥，但不限于这两种。
在本发明中，具体实现上，锂电池11还通过导线与第二单片机12相连接；
第二单片机12，分别与热电偶7和LCD显示屏13相连接；
热电偶7位于吸附物浓度降离室6内，用于检测吸附物浓度降离室6内的温度值，然后发送给第二单片机12；
第二单片机12，用于接收热电偶7发来的温度值，然后发送给LCD显示屏13进行显示。
需要说明的是，对于本发明，第二单片机12与LCD显示屏13和热电偶7相连，用于将热电偶7检测得到的温度电信号，转化为数字信号后，实时显示在LCD显示屏13上。同时，第二单片机12还可以实时检测锂电池11的电量数据，然后转化为数字信号，实时显示在LCD显示屏13上。因此，通过LCD显示屏13的显示内容，可以判断本发明的装置是否在有效运行。
在具体实现上，热电偶7可以为任意一种热电偶，包括但不限于K型热电偶、S型热电偶、R型热电偶、B型热电偶等，但以实现相同功能时成本低如S型热电偶为宜。在发明中，优选性能可以达到要求的、同时价格最低的K型热电偶，如天津昊泰电热元器件有限公司生产的，电极材料为镍铬-镍硅，测量范围为0—1300℃，精度等级为1.5级的K型热电偶。
在本发明中，具体实现上，第一单片机10、第二单片机12可以为任意一种可实现控制步进电机1、电动百叶窗8开关以及控制风扇4功率(风力)的单片机，包括但不限于51单片机(51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称)、STM32单片机，但以实现相同功能时成本低的51单片机为宜；具体型号可使用AT89C51、stc89c51或stc89c52，本发明中优选AT89C51。
在本发明中，具体实现上，步进电机1可以为现有的普通步进电机，例如可以为工作电压12V，扭力、转速可根据实际选取，具体实现上，可采用上海鸣志生产的2相步进电机AM23HSA4B0-03。
在本发明中，具体实现上，LCD显示屏优选使用LCD12864显示屏，LCD12864显示屏可以实现显示热电偶7测得的多点温度值的同时，实时显示锂电池11的电量；另外，需要说明的是，LCD12864显示屏与AT89C51兼容性佳，使用方便且价格适中，稳定性好。
具体实现上，需要说明的是，履带式传送机2上吸附物容器内放置的挥发性有机化合物VOCs的吸附物，在对吸收用户室内的挥发性有机化合物时，两个步进电机1处于静止状态，电动百叶窗8处于闭合状态，两档可调的风扇4处于低功率运行状态，以便加强吸附物浓度降离室6的热扰动，提高吸附物的工作效率；
第一单片机10可根据实际需求，设置每隔一定的时间间隔，实现将吸附物浓度降离室6内的挥发性有机化合物释放到外界环境中，具体包括：使两档可调的风扇4处于大功率运行状态，电动百叶窗8处于打开状态，此时可实现在几分钟至多在10分钟内，快速降低吸附物浓度降离室6内被吸附物所吸收的挥发性有机化合物浓度的目的；另外，此操作也可通过手动开关9实现，以应对各种意外情况。
对于本发明，在具体实践上，可嵌入式地安装在房屋建造过程中永久或半永久地安装在向阳侧，此方式适用于室内进行会导致挥发性有机化合物大量产生的工业生产厂房中。例如，参见图5所示，本装置可以永久、半永久地嵌入式地安装入墙内，也可以半永久或临时性地安装在普通家庭向阳处的窗户处：窗户17安装在用户外墙中，太阳能电池板14安装于用户外墙上，其他部件除尺寸外，与图1、图2相同；与此方法适用于室内挥发性有机化合物较少或呈周期性、临时性(如刚装修完的新房)的场所使用。
需要说明的是，本发明未尽事宜均为公知技术。
基于以上的技术方案可知，其利用太阳能作为驱动力来工作，无需额外消耗用户购买的室内空间市电，因此，可以说不需要额外消耗电能，是一种“零功耗”的空气净化装置。
需要说明的是，本发明的室内空气净化装置，以太阳能为驱动力，无需借助任何辅助能源，绿色环保，经济高效；所采用的挥发性有机化合物VOCs吸附物浓度降离方式，解决了常见的吸附物使用不便、操作繁琐的问题，可使用户的室内空气中挥发性有机化合物长期处于一个适宜人类工作、生活的正常水平。
需要说明的是，对于本发明，不但在“零功耗”的基础上，克服了活性炭等吸附物在吸附室内挥发性有机化合物时，需要频繁地人工操作(即人工更换活性炭等用于吸收挥发性有机化合物VOCs的吸附物)问题，更因此避免了硅藻泥等材料在吸收室内挥发性有机化合物时，由于过多吸附的VOCs向室内逸出所造成的二次污染，具有重大的理论研究和生产实践意义。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种室内空气净化装置，其能够节能、高效地对室内空气中的挥发性有机化合物VOCs进行有效吸收以及排至室外环境中，提高室内空气的品质，降低VOCs对人体的损害，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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 (6)

1.一种室内空气净化装置，其特征在于，包括太阳能电池板(14)和中空的吸附物浓度降离室(6)；
太阳能电池板(14)通过导线与锂电池(11)直接相连；
锂电池(11)通过导线与手动开关(9)相连接；
手动开关(9)通过导线与分别与风扇(4)和履带式传送机(2)相连接；
履带式传送机(2)垂直设置在吸附物浓度降离室(6)的内部左侧；
吸附物浓度降离室(6)的左侧开有进气口(20)，该进气口(20)与用户的室内空间相连通；
履带式传送机(2)上固定连接多个吸附物容器，该吸附物容器内放置有挥发性有机化合物VOCs的吸附物。
2.如权利要求1所述的室内空气净化装置，其特征在于，履带式传送机(2)包括两个步进电机(1)和风扇(4)；
两个步进电机(1)通过导线与手动开关(9)相连接；
风扇(4)位于吸附物浓度降离室(6)的内部下侧；
两个步进电机(1)分别位于吸附物浓度降离室(6)的内部左侧上下两端；
两个步进电机(1)的输出转轴，分别连接有一个传送齿轮(21)；
传送齿轮(21)的中心具有步进电机转子转轴插入口(15)，步进电机转子转轴插入口(15)插入有步进电机(1)的输出转轴；
两个传送齿轮(21)的外侧缠绕有环形分布的传送链条(22)；
传送链条(22)的外侧等间隔地安装有多个吸附物容器。
3.如权利要求2所述的室内空气净化装置，其特征在于，送链条(22)的外侧等间隔地安装有多个吸附物容器螺栓固定口(16)；每个吸附物容器螺栓固定口(16)通过螺栓固定连接一个吸附物容器；
或者，吸附物容器使用卡扣固定在履带式传送机(2)的传送链条(22)上。
4.如权利要求2或3所述的室内空气净化装置，其特征在于，吸附物浓度降离室(6)的内部右侧设置有垂直分布的集热器(5)；
集热器(5)的正上方安装有电动百叶窗(8)；
电动百叶窗(8)与手动开关(8)通过导线相连接。
5.如权利要求4所述的室内空气净化装置，其特征在于，锂电池(11)还通过导线与第一单片机(10)相连接；
第一单片机(10)与手动开关(9)相互并联；
第一单片机(10)，通过导线分别与两个步进电机(1)和电动百叶窗(8)相连接。
6.如权利要求1至5中任一项所述的室内空气净化装置，其特征在于，锂电池(11)还通过导线与第二单片机(12)相连接；
第二单片机(12)，分别与热电偶(7)和LCD显示屏(13)相连接；
热电偶(7)位于吸附物浓度降离室(6)内，用于检测吸附物浓度降离室(6)内的温度值，然后发送给第二单片机(12)；
第二单片机(12)，用于接收热电偶(7)发来的温度值，然后发送给LCD显示屏(13)进行显示。
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