CN110243067B - 使用微藻作为净化媒介的空气清净机 - Google Patents

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Abstract

本发明有关于一种空气清净机，其包含有一机壳、一设于机壳内的藻液循环单元及一设于机壳内的光源。藻液循环单元具有一储液槽、一导流盘组及一泵浦，导流盘组设于储液槽上方且具有二导流盘，该二导流盘可拆卸地上下组装在一起且各具有一导流口，使得该二导流口相互错开而形成一将藻液导引至储液槽的导流通道，泵浦设于储液槽内，使藻液产生循环流动，光源提供光线给藻液，使藻液在循环流动的过程中进行光合作用。由此，本发明利用微藻的特性吸收空气中的二氧化碳，并利用机壳内的水分子完全拦截如PM2.5的污染物，进而达到净化空气的效果。

Description

使用微藻作为净化媒介的空气清净机
技术领域
本发明与空气清净机有关，特别是指一种使用微藻作为净化媒介的空气清净机。
背景技术
源自于温室效应的全球暖化已经在许多地区产生气候、生态及环境等各方面的问题，例如：温度升高、海平面上升、珊瑚白化、极端气候及粮食短缺等等。在造成温室效应的气体当中，最主要的是二氧化碳，原本可以通过热带雨林来吸收二氧化碳，但是因为人类的过度开发破坏了森林这道防御工事，间接连带破坏了碳循环的平衡功能。
在人类大量的开发与物质文明的蓬勃发展之下，长久所累积下来的空污问题是造成许多疾病(如肺癌)的重要原因，因此，为了达到净化空气的目的，家家户户几乎都会添购至少一台空气清净机，使脏空气通过机内的滤网之后，通过滤网清除或吸附各种污染物，再将净化后的空气释放出来。然而目前市面上的空气清净机所使用的滤网基本上无法完全过滤像是PM2.5或PM1.0等悬浮微粒，而且也无法处理被联合国认定为指标污染物的二氧化碳，此外，前述滤网受限于容污量，在阻塞后会丧失拦截污染物的功能，因而在使用一段时间后需要进行更换，对于用户来说除了会产生额外的费用之外，由于滤网本身无法回收处理，若随意丢弃可能对环境造成二次污染的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种空气清净机，其使用微藻作为净化媒介，不但能吸收二氧化碳，同时利用微藻本身的特性来吸附各种有毒物质，另外在使用一段时间后可以将微藻进行回收再利用。
为了达成上述主要目的，本发明的空气清净机包含有一机壳、一风扇、一藻液循环单元及一光源。该机壳具有一位于底部的入风口与一位于顶部的出风口；该风扇设于该机壳内且邻近于该机壳的出风口，用以将过滤后的空气排出该机壳外；该藻液循环单元具有一储液槽、一导流盘组及一泵浦，该储液槽可拆卸地设于该机壳内，该导流盘组设于该储液槽的上方且具有二呈上下排列的导流盘，该二导流盘分别具有一导流口，该二导流盘可拆卸地组装在一起，使该二导流盘的导流口相互错开而形成一用以将藻液导引至该储液槽的导流通道，该泵浦设于该储液槽内，用以使该藻液产生循环流动；该光源设于该机壳内，用以提供光线给该藻液，使该藻液在循环流动的过程中能同时进行光合作用。
由上述可知，当外界的脏空气从该机壳的入风口进到该机壳内部之后，通过该藻液在行使光合作用时能吸收二氧化碳的特性，不但能够达到减碳效果，加上该藻液本身及水流产生的水分子原本就可以吸附空气中的各种有害物质(如PM2.5或挥发性有机化合物)，使进入该机壳内部的脏空气能有效获得净化，最后再利用该风扇将干净空气经由该机壳的出风口排出该机壳外。至于该藻液在使用一段时间的后可以被回收再利用，作为有机肥的基本原料而对土壤的复育有无可取代的功效。
优选地，该机壳具有一底座、二相对的导轨、一中空柱身及一上盖，该底座承接住该储液槽的底部，该二导轨的底端插设于该底座，且该二导轨的内周面分别设有一该光源，该中空柱身的底端抵靠于该底座，该中空柱身的内周面设有二相对的滑块，该中空柱身通过该二滑块可上下滑移地设于该二导轨，该中空柱身的底部具有该入风口，该上盖设于该中空柱身的顶端且具有该出风口。由此，该中空柱身可以连同该上盖一起相对该底座上下滑移，以便对该机壳进行开启或关闭。
优选地，该机壳还具有一固定座，该固定座设于该中空柱身的顶端且位于该上盖的下方，该固定座具有一通风口，该通风口连通该上盖的出风口。由此，该固定座一方面用来让该风扇固定于该固定座的下方且正对于该通风口，另一方面让该二导轨的顶端进行插设固定。
优选地，该藻液循环单元还具有一上定位座与一下定位座，该上定位座连接于该机壳的固定座且位于该风扇的下方，该下定位座可拆卸地设于该储液槽的顶端，且该下定位座具有一连通该导流通道与该储液槽的流出口；该导流盘组还具有一上转接件、一中转接件及一下转接件，该上转接件可拆卸地设于该上定位座与其中一该导流盘之间，该中转接件可拆卸地设于该二导流盘之间，该下转接件可拆卸地设于另外一该导流盘与该下定位座之间。
更进一步言之，该上定位座的底面具有一上定位部，该下定位座的顶面具有一下定位部，各该导流盘的顶面具有一凸环部，各该导流盘的底面具有一对应该凸环部的凹环部。该上转接件具有一第一上环部、一第一下环部及二相对的第一延伸部，该第一上环部的底端连接该第一下环部的顶端，该二第一延伸部连接该第一上环部的顶端，该中转接件具有一第二上环部、一第二下环部及一第二延伸部，该第二上环部的底端连接该第二下环部的顶端，该第二延伸部连接该第二上环部的顶端，该下转接件具有一第三上环部、一第三下环部及一第三延伸部，该第三上环部的底端连接该第三下环部的顶端，该第三延伸部连接该第三上环部的顶端。在组装时，该上转接件的该二第一延伸部分别定位于该上定位座的一该定位部，该下转接件的第三下环部定位于该下定位座的下定位部，该上转接件的第一下环部插设于其中一该导流盘的凸环部，该下转接件的第三延伸部插设于另外一该导流盘的凹环部，该中转接件的第二延伸部与该中转接件的第二下环部插设于该二导流盘的凹、凸环部。由此，该二导流盘及该上、下定位座之间通过该上、中及下转接件达到可拆卸的效果。
优选地，各该导流盘具有一承接壁，该承接壁具有一第一阶部与一邻接于该第一阶部的第二阶部，该第一阶部的高度高于该第二阶部的高度，该导流口设于该第二阶部。由此，各该导流盘的承接壁可以利用高度差对该藻液形成缓冲效果。
优选地，该机壳内设有二个二氧化碳传感器，其中一该二氧化碳传感器位于该入风口，另外一该二氧化碳传感器位于该出风口，如此可以分别感测以上两个位置的二氧化碳浓度。
优选地，该机壳设有一控制模块，该控制模块具有一控制单元与一人机接口，该控制单元电性连接该二二氧化碳传感器，用以计算二氧化碳浓度在该入风口与该出风口的差异，该人机接口电性连接该控制单元，用以实时显示前述计算结果。
优选地，该控制单元经由一无线传输模块(如Wi-Fi)连接至一云端装置进行双向数据传输，让用户可以通过一可携式电子装置跟该云端装置联机，以便随时随地监控空气质量，还可以在特殊状况下(如功能异常或空气质量指针到达危险等级)收到警告信号。
有关本发明所提供的空气清净机的详细构造、特点、组装或使用方式，将于后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本发明领域中具有通常知识者应能了解，该等详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明，并非用以限制本发明的权利要求。
附图说明
图1为本发明的空气清净机的外观立体图。
图2为本发明的空气清净机的另一外观立体图，主要显示机壳开启后的状态。
图3为本发明的空气清净机的立体分解图。
图4为本发明的空气清净机的组合剖视图。
图5为本发明的空气清净机所提供的导流盘组的立体分解图。
图6为本发明的空气清净机的局部组合剖视图，主要显示上定位座、上转接件及导流盘的间的关系。
图7为本发明的空气清净机的局部组合剖视图，主要显示下定位座、下转接件及导流盘之间的关系。
图8为本发明的空气清净机的局部组合剖视图，主要显示中转接件及上下相邻两个导流盘之间的关系。
图9为本发明的空气清净机所提供的人机接口的画面示意图。
图10为本发明的空气清净机、云端装置及可携式电子装置之间的联机示意图。
【符号说明】
10 空气清净机 12 藻液
20 机壳 21 底座
22 中空柱身 23 入风口
24 上盖 25 出风口
26 固定座 27 通风口
28 导轨 29 滑块
30 风扇 32 电源供应器
40 藻液循环单元 41 上定位座
43 上定位部 44 储液槽
45 输液管 46 下定位座
47 下定位部 48 流出口
49 泵浦 50 导流盘组
51 导流盘 511 周壁
512 承接壁 513 凸环部
514 凹环部 515 第一阶部
516 第二阶部 517 导流口
52 上转接件 521 第一上环部
522 第一下环部 523 第一延伸部
53 中转接件 531 第二上环部
532 第二下环部 533 第二延伸部
54 下转接件 541 第三上环部
542 第三下环部 543 第三延伸部
55 导流通道 56 光源
60 二氧化碳传感器 61 感测模块
62 控制模块 63 控制单元
64 人机接口 65 无线传输模块
66 云端装置 67 可携式电子装置
具体实施方式
以下通过所列举的若干优选实施例配合附图，详细说明本发明的技术内容及特征，本说明书内容所提及的“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”、“外”等方向性形容用语，只是以正常使用方向为基准的例示描述用语，并非作为限制主张范围的用意。
请先参阅图1至3，本发明的空气清净机10包含有一机壳20、一风扇30、一藻液循环单元40，以及二相对的光源56。
机壳20具有一底座21、一中空柱身22、一上盖24、一固定座26，以及二相对的导轨28。底座21内用来安装一电源供应器32(如-图4所示)；中空柱身22的底端抵靠于底座21，且中空柱身22的底端具有多个入风口23；上盖24固接于中空柱身22的顶端，且上盖24具有多个出风口25；固定座26固设于中空柱身22的顶端且位于上盖24的下方，固定座26具有一通风口27跟上盖24的出风口25连通；该二导轨28的顶端插设于固定座26，该二导轨28的底端插设于底座21。此外，中空柱身22的内周面设有二相对的滑块29，中空柱身22通过该二滑块29分别嵌卡于该二导轨28，使得中空柱身22可以连同上盖24一起相对底座21上下滑移来达到开启(如图2所示)与关闭(如图1所示)的效果。
风扇30用来产生空气对流。风扇30安装于固定座26的下方且正对于固定座26的通风口27，并与电源供应器32作电性连接。
藻液循环单元40具有一上定位座41、一储液槽44、一下定位座46、一导流盘组50，以及一泵浦49，如图3及4所示：
上定位座41连接于机壳20的固定座26且位于风扇30的下方。上定位座41的底面具有二个呈弧状且彼此相对的上定位部43(如图3及6所示)。
储液槽44设于机壳20的底座21，主要是用来储放藻液12(主要成分为微藻)。
下定位座46设于储液槽44的顶端。下定位座46具有一呈环状的下定位部47及多个连通储液槽44的流出口48。
导流盘组50在本实施例中具有八个导流盘51、一个上转接件52、六个中转接件53及一个下转接件54，前述各组件的数量可以根据实施例而加以调整，其中：
如图5所示，各导流盘51具有一周壁511与一承接壁512，周壁511连接于承接壁512的周缘。承接壁512的顶面具有一位于中央的凸环部513，承接壁512的底面具有一对应凸环部513的凹环部514(如图6所示)，此外，承接壁512具有一第一阶部515与一邻接于第一阶部515的第二阶部516，第一阶部515的高度高于第二阶部516的高度，第二阶部516具有多个导流口517。
上转接件52具有一第一上环部521、一第一下环部522及二相对的第一延伸部523。第一上环部521的底端一体地连接于第一下环部522的顶端，第一延伸部523一体地连接于第一上环部521的顶端。
中转接件53具有一第二上环部531、一第二下环部532及二相对的第二延伸部533。第二上环部531的底端一体地连接于第二下环部532的顶端，第二延伸部533一体地连接于第二上环部531的顶端。
下转接件54具有一第三上环部541、一第三下环部542及二相对的第三延伸部543。第三上环部541的底端一体地连接于第三下环部542的顶端，第三延伸部543一体地连接于第三上环部541的顶端。
在配合上、下定位座41、46进行组装时，如图6所示，上转接件52的该二第一延伸部523分别抵靠定位于上定位座41的该二上定位部43，再如图7所示，下转接件54的第三下环部542套设定位于下定位座46的下定位部47。此外，最上面与最下面的两个导流盘51分别配合上、下转接件52、54，如图6所示，上转接件52的第一下环部522插设于最上面的导流盘51的凸环部513，再如图7所示，下转接件54的第三延伸部543插设于最下面的导流盘51的凹环部514，至于每一个中转接件53搭配上下相邻两个导流盘51，如图8所示，也即中转接件53通过第二延伸部533与第二下环部532分别插设于上下相邻两个导流盘51的凹、凸环部514、513，如此即完成导流盘组50及上、下定位座41、46之间的组装。
在组装完成之后，所有导流盘51的承接壁512的第一、第二阶部515、516会一左一右地交错，使得所有导流盘51的导流口517也会一左一右地错开，进而使所有导流盘51之间形成一将藻液12以迂回方式导引至储液槽44的导流通道55，导流通道55的底端连通下定位座46的各个流出口48。由此，如图4所示，藻液12即可从导流通道55经由下定位座46的流出口48流到储液槽44内进行存放，至于在藻液12的流动过程中，通过导流盘51的承接壁512的高度差设计，可以对藻液12起到缓冲效果，让藻液12以稳定的速度流动。
泵浦49设于储液槽44内，用以将储液槽44的藻液12经由一输液管45输送至位于最上方的导流盘51，使藻液12产生循环流动。
各光源56(在本实施例中为LED灯条)设于机壳20的导轨28的内周面，主要用来对藻液12提供光线，使藻液12在循环流动的过程中同时进行光合作用。
请再参阅图3及图4，本发明的空气清净机10在机壳20内还设置有二个二氧化碳传感器60，其中一个二氧化碳传感器60位于入风口23，另外一个二氧化碳传感器(图中未示)则是跟其他不同的传感器(如一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、PM2.5传感器及挥发性有机化合物传感器)整合成一个感测模块61，并设置于机壳20的固定座26内而邻近于出风口25。通过上述配置，可以感测空气在通过藻液12前后的质量变化，特别是二氧化碳浓度在入风口23与出风口25的差异。
此外，本发明的空气清净机10还包含有一控制模块62，如图3及图4所示，控制模块62设置于机壳20的上盖24且由一控制单元63与一人机接口64整合而成。控制单元63一方面连接前述各个传感器，用以计算空气在经过藻液12过滤后的变化数值，特别是计算二氧化碳浓度在入风口23与出风口25的改善比率，另一方面，控制单元63又连接风扇30、泵浦49及光源56，用以控制前述组件的启动与关闭，至于人机接口64主要用来实时显示控制单元63的计算结果，如图9所示，让用户可以方便查看目前所在位置的空气质量状况。此外，人机接口64也可以用来让用户进行开机、关机或其他功能的操作。
由上述可知，本发明的空气清净机10具有以下特色：
a)由于二氧化碳是微藻进行光合作用时最重要的要素之一，因此，本发明利用微藻所制成的藻液12在循环流动的过程中利用光合作用吸收二氧化碳，再加上微藻本身及水流所产生的水分子原本就具有非常强大的能力可以吸附有毒物质(如重金属、挥发性有机化合物或PM2.5)，所以本发明相较于传统使用滤网的空气清净机更能有效达到净化空气的目的。
b)用来承接藻液的导流盘组50是采用可拆卸的设计，另外用来容纳导流盘组50的机壳20是采用上拉式的方式开启，因此，用户可以很轻易地将机壳打开，然后把导流盘组50拆卸下来进行清洗或更换的动作，以延长使用寿命。
c)本发明所使用的藻液12为可回收再利用的材料，在使用一段时间之后可以拿来作为有机肥的基本原料，以避免对环境造成二次污染，并且对土壤的复育有无可取代的功效。
d)本发明设有一无线传输模块65(如Wi-Fi)，如图10所示，控制单元63经由无线传输模块65连接至一云端装置66进行双向数据传输。由此，一方面可以将相关数据进行保存，以利日后分析，另一方面可以让用户通过一可携式电子装置67(如智能型手机)跟云端装置66进行联机，如此不但可以随时随地监控空气质量，还可以在特殊状况下(如某一项功能出现异常或者是空气质量指针达到危险等级)接到警告讯息。
e)本发明利用两个二氧化碳传感器60来感测二氧化碳浓度在入风口23与出风口25的差异，并利用控制单元63计算出改善比率，如此即可进一步得到本发明对于二氧化碳的吸收量(每一部每年可吸收大约5公斤的二氧化碳)。由此，若本发明的使用数量够多，对于二氧化碳的吸收量就越大，累积下来所形成的碳排放权将会相当可观。

Claims (10)

1.一种空气清净机，包含有：
一机壳，具有一底座、一中空柱身、一上盖、一位于底部的入风口与一位于顶部的出风口以及一固定座，该底座承接住储液槽的底端，该中空柱身的底端抵靠于该底座，该中空柱身的底部具有该入风口，该上盖设于该中空柱身的顶端且具有该出风口，该固定座设于该中空柱身的顶端且位于该上盖的下方，该固定座具有一通风口，该通风口连通该上盖的出风口；
一风扇，设于该机壳内且邻近该机壳的出风口；
一藻液循环单元，具有一上定位座、一储液槽、一下定位座、一导流盘组及一泵浦，该上定位座连接于该机壳的固定座且位于该风扇的下方，该储液槽可拆卸地设于该机壳内，该下定位座可拆卸地设于该储液槽的顶端，该下定位座具有一连通该导流通道与该储液槽的流出口，该导流盘组设于该储液槽的上方且具有二呈上下排列的导流盘，二导流盘分别具有多个导流口，以供藻液向下流并形成多条水柱，该二导流盘之间可拆卸地组装在一起，使该二导流盘的多个导流口相互错开而形成一用以将藻液导引至该储液槽的导流通道，该泵浦设于该储液槽内，用以将该藻液导引至位于上方的该导流盘；以及
一光源，设于该机壳内，用以提供光线给该藻液。
2.如权利要求1所述的空气清净机，其中该机壳还具有二相对的导轨，该二导轨的底端插设于该底座，且该二导轨的内周面分别设有一该光源，该中空柱身的内周面设有二相对的滑块，该中空柱身通过二滑块可上下滑移地设于该二导轨。
3.如权利要求2所述的空气清净机，其中该风扇设于该固定座的下方且正对于该固定座的通风口；该二导轨的顶端插设于该固定座。
4.如权利要求3所述的空气清净机，其中该导流盘组还具有一上转接件、一中转接件及一下转接件，该上转接件可拆卸地设于该上定位座与其中一该导流盘之间，该中转接件可拆卸地设于该二导流盘之间，该下转接件可拆卸地设于另外一该导流盘与该下定位座之间。
5.如权利要求4所述的空气清净机，其中该上定位座的底面具有一上定位部，该下定位座的顶面具有一下定位部，各该导流盘的顶面具有一凸环部，各该导流盘的底面具有一对应该凸环部的凹环部；该上转接件具有一第一上环部、一第一下环部及二相对的第一延伸部，该第一上环部的底端连接该第一下环部的顶端，二第一延伸部连接该第一上环部的顶端，该中转接件具有一第二上环部、一第二下环部及一第二延伸部，该第二上环部的底端连接该第二下环部的顶端，该第二延伸部连接该第二上环部的顶端，该下转接件具有一第三上环部、一第三下环部及一第三延伸部，该第三上环部的底端连接该第三下环部的顶端，该第三延伸部连接该第三上环部的顶端；该上转接件的该二第一延伸部分别定位于该上定位座的一该定位部，该下转接件的第三下环部定位于该下定位座的下定位部，该上转接件的第一下环部插设于其中一该导流盘的凸环部，该下转接件的第三延伸部插设于另外一该导流盘的凹环部，该中转接件的第二延伸部与该中转接件的第二下环部插设于该二导流盘的凹、凸环部。
6.如权利要求1至5中任一项所述的空气清净机，其中各该导流盘具有一承接壁，该承接壁具有一第一阶部与一邻接于该第一阶部的第二阶部，该第一阶部的高度高于该第二阶部的高度，该第二阶部具有该导流口。
7.如权利要求4或5所述的空气清净机，其中该藻液循环单元还具有一输液管，该输液管设于该机壳内，该输液管的一端连接该泵浦，该输液管的另一端固定于该上定位座。
8.如权利要求1所述的空气清净机，其中该机壳内设有二二氧化碳传感器，其中一该二氧化碳传感器位于该机壳的入风口，另外一该二氧化碳传感器位于该机壳的出风口。
9.如权利要求8所述的空气清净机，还包含有一控制模块，该控制模块设于该机壳内且具有一控制单元与一人机接口，该控制单元电性连接该二二氧化碳传感器，用以计算该二二氧化碳传感器对于二氧化碳浓度的感测值差异，该人机接口电性连接该控制单元，用以实时显示该控制单元的计算结果。
10.如权利要求9所述的空气清净机，其中该机壳内设有一无线传输模块，该控制单元经由该无线传输模块连接至一云端装置进行双向数据传输。
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