CN111093360A - 移动式通风系统 - Google Patents

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CN111093360A CN201880049888.4A CN201880049888A CN111093360A CN 111093360 A CN111093360 A CN 111093360A CN 201880049888 A CN201880049888 A CN 201880049888A CN 111093360 A CN111093360 A CN 111093360A
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亚当·科尼什
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Abstract

在本发明的一个实施方式中，提供了一种移动式通风系统，其包括具有至少一个集气室的支撑框架和安装在该集气室上的至少一个生物过滤器模块，以允许空气从进气口经由生长介质和植物至出气口来流过生物过滤器模块。集气室可旋转地连接到支撑框架。

Description

移动式通风系统
技术领域
本发明涉及一种移动式通风系统，且具体地，本发明大致涉及一种用于植物性生物过滤器的移动式通风系统。
背景技术
室内空气质量日益受到关注。随着向更大城市化的迅速变化，很大一部分人口暴露于空气污染物会发生在室内环境中。为了解决该问题，许多现代建筑物具有供暖、通风和空调(HVAC)系统的机械通风组件，以维持室内环境质量。
在这些系统中用于过滤室内环境空气的典型空气过滤器使空气通过过滤介质。通常，介质由矿物或静电型过滤器或其他吸收性有机或无机纤维垫组成。但是，通常在使用一段时间后，需要对这些过滤系统进行维修、更换、清洁或拆卸。而且，这种类型的空气过滤器通常在美学上也不令人满意。
植物生物过滤器可以有效地吸收二氧化碳并释放氧气。实验表明，配置合适的植物过滤器，特别是排列成密集簇的植物过滤器，非常擅长从空气中吸收颗粒物，且通常对环境具有清洁作用，同时释放作为副产物的氧气。
花园墙体的应用一直在发展，并且在某些情况下例如在建筑物的外墙上或在多层停车场的外墙上，其中所述植物墙体花园配置有在所述建筑物或所述停车场墙体的外表面上的所述植物，并且在这种情况下出现维护人员将不方便接近所述植物进行检查和日常维护的问题。
美国公开专利第5,397,382号公开了一种生物再生空气过滤器，其具有用于容纳过滤介质和植物的容器。过滤介质捕获从中循环的空气中的污染物，并且与根系相关的微生物将这些污染物分解，从而将其转化为植物性食物，从而使过滤介质再生并且无需更换。进气管将空气吸入或迫使空气通过过滤介质，并与位于基座组件上的电动风扇连通，该基座组件可从容器中取出。风扇可以通过进气管向上推动空气，或者反向地通过进气管向下推动空气，从而沿任一方向将周围的室内空气通过过滤介质，以进行生物再生过滤。容器可以具有用于进气管的整体形成的气室，或者系统可以包括单独的空气盘组件，在容器的下方并且在容器和基座中的风扇之间形成腔。尽管这些生物再生空气过滤器易于使用和维护，但它们占用了居民的许多宝贵生活空间。
美国专利公开申请第20130227884号公开了一种用于竖直墙体的端口。该端口具有端口主体，该端口主体具有以预定角度彼此连接以具有充满土壤的内部空间的第一和第二连接柱，并且在一个表面上具有多个主体过滤孔。该端口还具有盖，该盖被配置为通过以预定角度连接第一和第二连接柱来遮盖端口主体的内部空间，该盖在与该主体过滤孔相对应的位置处具有盖过滤孔，并且具有植物孔，植物通过该植物孔在盖过滤孔之间通过。该端口包括多个过滤器，该多个过滤器穿过填充在内部空间中的土壤、端口主体的主体过滤孔和盖的盖过滤器孔，以在内部空气通过该多个过滤器时净化吸入的内部空气。然而，这种现有技术的空气过滤器通常难以安装和维护。
美国专利公开申请第20150231548号公开了一种空气清洁装置，其包括主体、导流板、过滤材料和风扇模块。主体包括第一开口、第二开口和至少第一接纳槽。导流板布置在第一容纳储罐的上方，并且将主体的内部分为进气口部分和出气口部分，其中进气口部分与第一开口连通，出气口部分与第二开口连通。过滤材料填充在第一容纳储罐中。风扇模块通过进气口部分抽吸外部空气，穿过过滤材料进入出气口部分。类似地，这种现有技术的空气净化装置在安装时通常占用居民的许多宝贵的生活空间。
因此，它目前缺乏在美学上令人愉悦的植物性生物过滤器系统，该系统易于安装和维护，同时占用了居民的少量空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于植物性生物过滤器的移动式通风系统。
本发明的另一个目的是提供一种在更换和修理时易于接近的用于植物性生物过滤器的移动式通风系统。
本发明的另一个目的是提供一种移动式通风系统的改进。
因此，本发明的目的是提供一种新的且新颖的移动式通风系统。
当结合以下说明书和附图考虑时，其他目的和优点将变得明显。
本发明的另一个目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或提供一种有用的替代方案。
因此，本发明的目的是提供一种移动式通风系统10，其包括
具有一个或多个集气室(plenum)14的支撑框架，
一个或多个安装在集气室14上的生物过滤器模块18；
集气室中的叶轮，用于驱动空气从进气口经由生长介质和植物(vegetation)至出气口来通过所述生物过滤器模块，
其中，进气口22具有引导空气流过生物过滤器模块的一个或多个孔。
优选地，生物过滤器模块包括适于容纳生长介质和所述生长介质上的植物的主体，使得所述植物适于穿过所述出气口。
优选地，生物过滤器模块沿竖直方向定位，使得生物过滤器模块上的所述植物被引导向外。
优选地，集气室绕水平轴线或垂直轴线枢转地连接到支撑框架。
优选地，支撑框架包括至少两根支柱。
优选地，各支柱将以小于1.8米的距离彼此间隔开。
优选地，支柱包括用于可拆装地附接集气室的枢转装置。
优选地，支柱包括用于保护所述集气室以使所述集气室免受旋转影响的安全锁。
优选地，支撑框架还包括用于接收多余排水的接纳槽。
优选地，支撑框架包括用于为叶轮供电的电路。
优选地，移动式通风系统包括安装在支撑框架的顶部上的自动灌溉系统。
优选地，该集气室包括敞口的格栅装置(open grill means)，以使空气能够通过叶轮被抽吸通过生物过滤器模块。
优选地，敞口的格栅装置包括用于安装生物过滤器模块的一对横梁。
优选地，支撑框架的所述支柱被制造在通道部分中，且容纳构件被定位在所述通道内，使得在旋转时，所述集气室固定至所述支柱。
优选地，支柱包括滑动装置，所述滑动装置适于允许所述集气室可滑动地安装在所述支撑框架上。
优选地，生物过滤器模块由塑性材料以热成型方式、真空成型方式或注塑成型方式制造。
优选地，生长介质主要包括补充有液体肥料的椰子纤维成分。
优选地，生物过滤器模块具有规则形状的轮廓，例如矩形、正方形、三角形或圆形。
优选地，植物或植物物种通常可以包括以下项中的一种或多种：巴西鸢尾物种(Neomarica species)、喜林芋物种(Philodendron species)、草胡椒物种(Peperomiaspecies)、肾蕨物种(Nephrolepis species)、绿萝(Epipremnum aureum)、鹅掌柴物种(Schefflera species)、吊兰(Chlorophytum comosum)和白鹤芋物种(Spathiphyllumspecies)。
优选地，生物过滤器模块包括在竖直的生物过滤器模块的顶面处的流体入口和在竖直的生物过滤器模块的底面处的流体出口，使得液体或流体肥料被供给至所述流体入口，穿过所述生长介质，然后从所述流体出口排出。
优选地，流体入口包括位于竖直的生物过滤器模块的顶面处的多个凹槽，并且所述流体出口包括位于竖直的生物过滤器模块的底面处的多个凹槽。
优选地，移动式通风系统还包括布置在所述生物过滤器模块的内表面上的土工织物的织物层，其中所述土工织物的织物层覆盖所述出气口并将所述生长介质保持在所述生物过滤器模块中。
优选地，生物过滤器模块的内表面包括多个指状物。
优选地，生物过滤器模块包括基座和盖，该基座和盖限定了用于保持生长介质的腔。
优选地，进气口包括在所述基座的中心处的突起，并且所述突起在所述突起的侧壁周围具有一个或多个孔以引导气流穿过所述生物过滤器的所述基座。
优选地，基座包括用于将所述生物过滤器模块安装到所述集气室的连接装置。
优选地，横梁形成X形轮廓。
优选地，基座包括具有与所述横梁的形状互补的形状的凹部，并且所述凹部适于在将所述生物过滤器模块安装到所述集气室时容纳所述横梁。
优选地，所述生物过滤器模块通过利用固定装置将所述基座固定到所述横梁上而被安装在所述集气室上，其中所述固定装置包括螺钉、螺母和螺栓、插入夹具和螺柱中的任何一个或多个。
优选地，所述横梁包括具有与所述突起的形状互补的轮廓的孔，使得所述横梁不会阻挡来自所述叶轮的气流。
优选地，盖适于通过可拆装的连接件被可拆装地连接至所述基座，所述可拆装的连接件包括螺钉、螺母和螺栓、插入夹具、螺柱中的一个或多个。
优选地，盖34包括边框(rim)，该边框用于测量置于生物过滤器模块的腔中的基质材料的量。
在本发明的另一方面，提供了一种移动式通风系统，其包括
具有至少一个集气室的支撑框架，
至少一个安装在集气室上的生物过滤器模块，用于允许空气从进气口经由生长介质和植物至出气口来流过所述生物过滤器模块，
其中，集气室可旋转地连接到支撑框架。
优选地，进气口具有一个或多个引导空气流过生物过滤器模块的孔。
在本发明的另一方面，提供了一种生物过滤器模块，其包括
进气口和出气口；
容纳在腔中的生长介质和植物；
其中进气口包括一个或多个引导空气流过生长介质和植物的孔。
优选地，生物过滤器模块还包括限定腔的盖和基座。
优选地，进气口包括从基座垂直延伸的突起，其中孔位于突起上。
优选地，基座包括在其上延伸的用于引导气流的多个突起。
附图说明
本发明的特征和优点将从下面仅通过实施例并参考附图描述的本发明的实施方式中变得明显，在附图中：
图1示出了本发明的实施方式的移动式通风系统的示意性透视图；
图2示出了图1的移动式通风系统的另一示意性透视图；
图3示出了图1的移动式通风系统的另一示意性透视图；
图4示出了图1的移动式通风系统的另一示意性透视图；
图5示出了图1的移动式通风系统的集气室的示意性透视区域图；
图6示出了图1的移动式通风系统的生物过滤器模块的示意性透视图；
图7示出了图6的生物过滤器模块的另一示意性透视图；
图8示出了图6的生物过滤器模块的示意性前视图；
图9示出了图6的生物过滤器模块的示意性后视图；
图10示出了图6的生物过滤器模块的示意性俯视图；
图11示出了图6的生物过滤器模块的示意性仰视图；
图12示出了图6的生物过滤器模块的示意性侧视图；
图13示出了图6的生物过滤器模块的基座的示意性透视图；
图14示出了图6的生物过滤器模块的基座的另一示意性透视图；
图15示出了图6的生物过滤器模块的盖的示意性透视图；
图16示出了图6的生物过滤器模块的盖的另一示意性透视图；
图17示出了本发明的另一个实施方式的移动式通风系统的示意性透视图；
图18示出了图17的通风系统的另一示意性透视图；
图19显示了用红外相机拍摄的照片，示出了具有第一类型的进气口的生物过滤器模块的空气运动；以及
图20示出了用红外相机拍摄的照片，示出了具有第二类型的进气口的生物过滤器模块的空气运动。
具体实施方式
现在参考示出本发明的优选实施方式的图1至图18。图1示出了本发明的实施方式的移动式通风系统10的示意性侧视图。移动式通风系统10包括具有一个或多个集气室14的支撑框架12。每个集气室14具有安装在其上的一个或多个生物过滤器模块18。集气室14包括叶轮，该叶轮用于驱动气流从进气口22经由图6所示的生长介质或基质介质到达出气口24来通过生物过滤器模块10。进气口22具有引导气流穿过生物过滤器模块10的一个或多个孔。在另一个实施方式中，集气室14没有任何叶轮。
如图6至图12所示的生物过滤器模块18包括具有进气口22和出气口24的主体20。主体20适于保留生长介质，然后植物经由出气口24被种植在生长介质26中。
在一个实施方式中，通风系统10形成竖直的植物壁，其中生物过滤器模块18上的植物被向外引导。优选地，集气室14枢转地连接到支撑框架12。在一个实施方式中，集气室14绕水平轴线枢转，如图2所示。在另一个实施方式中，集气室14绕竖直轴线枢转，如图17和图18所示。通风系统10被安装为建筑物的外壁，其中植物面向建筑物的外侧，对着阳光。现有技术的垂直植物墙体难以维护。任何维修或更换都需要在高层建筑的外部进行。本实施方式提供一种枢转机构，使得集气室14可以向内旋转以允许从建筑物内部进行维护。在另一个实施方式中，通风系统10被安装为建筑物的内壁或隔板，其中通风系统具有照明系统以为在通风系统上生长的植物提供合适的光源。
在一个实施方式中，支撑框架12包括至少两根由相对坚固且承重的材料例如金属、钢或铝制成的支柱13。每根支柱将彼此隔开不到1.8米。该实施方式适于在停车场中提供通风系统10的布置。优选地，每根支柱之间的距离可以使得其防止放置在支撑框架附近或靠近支撑框架的机动车辆意外离开，其中系统安装在停车场中。支撑框架取代了通常安装在停车场中的传统防撞护栏的需要。
本领域技术人员可以看出或理解，出于重新种植或维护的目的，可能难以接近所述植物，但是这种配置对于可能最好用于清洁车辆废气的应用来说是理想的，无论是向内面朝所述围墙花园停放汽车，还是面向外停放汽车的任一种情况，在所述停车场内的废气浓度都非常高，因而任何改善空气质量的方法都将带来明显的环境效益。
为了克服这种情况，本文描述的本发明的实施方式提供了一种通风系统10，其中具有生物过滤器模块18的集气室14可以被重新定向以用于维护，且所述重新定向可以通过多种方式中的任一种来实现。
在一个实施方式中，支柱13包括用于可拆装地附接集气室14的枢轴螺柱轴(pivotstud axel)15。在一个实施方式中，支柱13包括用于保护集气室使其不受旋转影响的安全锁17。在一个实施方式中，支撑框架12还包括底部支架。在该实施方式中，底部支架包括用于接纳多余的排水并将该排水重新引导至回收系统的接纳槽。在另一个实施方式中，支撑框架12包括为叶轮供电的电路。在另一个实施方式中，电路包括连接至控制器和至少一个风扇的电池或其他电源。在又一个实施方式中，支撑框架12包括太阳能板以对前述电池充电或用作电源。太阳能板可以提供用于支撑电动叶轮的电源。
在另一个实施方式中，通风系统10包括安装在支撑框架12之上的自动灌溉系统。灌溉系统包括用于将流体从储罐泵送到支撑框架12的顶部的泵，该泵包括用于将流体从流体入口25递送至生物过滤器模块18的通道。多余的流体可以通过流体出口27排出。排出液可以输送到下面的另一个生物过滤器模块18或接纳槽。接纳槽适于接纳多余的流体并存储在储罐中。可以通过开口进入储罐，在该开口处可以采集流体样本进行测试。
当水通过生长介质时，注意到水在底部的排水出口处跟踪到模块的中心。在一个优选实施方式中，生物过滤器模块18在底部包括一系列挡板，以沿着排水开口的长度引导流动。
在需要维护的情况下，集气室14可以旋转180度，以允许从建筑物内部随时进入生物过滤器模块18。如图2所示，集气室包括敞口的格栅装置，以通过设置在集气室14内的电动叶轮使废气被抽吸通过所述植物物质。在一个实施方式中，敞口的格栅装置包括用于支撑生物过滤器模块18的一对横梁19。
在一个实施方式中，通风系统10包括用于控制集气室14的旋转的控制器。该控制器连接至太阳能传感器以检测集气室14的最佳方向，使得生物过滤器模块18上的植物可以接受最佳量的阳光。
在一个优选的实施方式中，通风系统10在支撑框架12上具有固定的集气室14。在某些应用中，例如建筑的外墙，在不使用枢转集气室14的情况下，可能难以安装实施方式的通风系统10。在一个实施方式中，螺柱轴(stud axel)15通过接收孔被插入到集气室14中，并且整个组件被放置在建筑物地板上的适当位置，然后竖直的支柱13被紧固到地板上。
在所示的布置中，所述集气室可以通过弹簧加载并且可能是可锁定的安全锁17被锁定到竖直位置，安全锁17被构造成与集气室的侧面上的接收孔接合。
在又一个实施方式中，首先通过紧固到所述停车场的地板来安装具有螺柱轴15的所述竖直的金属支柱13，并且使所述集气室降低到适当的位置，且半圆柱形的或扁平的梁容纳构件从所述金属框架的侧面突出，所述金属框架的侧面被配置成与所述螺柱轴15接合，使得在这种情况下可以看到安装变得更加简单，因为可以分开安装部件，并且随后将所述金属框架放置在合适的位置。
图3示出了在集气室14的侧面上具有所述竖直的金属支柱13和所述半圆柱形的容纳构件的这种布置。
可以容易地看出，在后面的实施方式中，如果集气室14旋转超过90度，则如图3所示，半圆柱形的容纳构件16可能会与所述螺柱轴15脱离。可以通过在集气室14上增加止动件来防止旋转超过90度以克服此问题。该止动件可以以多种方式构造，在一个实施方式中，止动件是螺柱轴15上的突起，突起位于所述螺柱轴的底侧上以防止所述金属框架旋转超过90度。
在又一布置和优选实施方式中，支撑框架12的支柱13被制造在通道部分中，所述半圆柱形的容纳构件位于通道内，从而在旋转90度甚至更大时，集气室14不能从所述螺柱轴15上脱离。然而，在这种构造中，可以利用滑动装置使支撑框架12滑动。在图4中示出了这种构造，并且在图5中示出了所述半圆柱形的接合装置的放大图。
通过这种配置，可以看出，通过将通风系统10的集气室14重新定位到易于维护人员使用的位置，可以大大简化安装过程且易于进行植物的维护。
在一个实施方式中，生物过滤器模块18的材料构造包括塑料。生物过滤器模块18通常由回收的或原始的塑性材料热成型、真空成型或注射成型。这样，生物过滤器模块18可以提供灵活的设计以允许在非线性表面上使用。生物过滤器模块18也可以集成在播种筒、幕布墙板、花园墙体或其他外部建筑结构的侧面。本发明的实施方式的通风系统10可以适于连接至HVAC系统或者甚至替代HVAC系统。生长介质和植物可以有效减少空气中的污染物，产生新鲜空气，保持恒定的温度和湿度。
在一个实施方式中，生长介质和植物适于过滤水中的污染物，使得通风系统10可用于清洁或过滤水。
在一个实施方式中，通风系统10可以用于清洁狭窄空间(例如隧道或潜水艇)中的空气，其中植物生长在通风系统的人造光源下。通风系统10也可用于太空或外星球任务。
在一个实施方式中，生长介质包括补充有液体肥料的活性炭初级过滤器，诸如椰子纤维成分。优选地，生物过滤器模块18具有规则的形状，例如矩形、正方形、三角形或圆形。在一个实施方式中，每个生物过滤器模块18的尺寸为100mm至5000mm2且深度为10至500mm。优选地，每个生物过滤器模块18的尺寸为500mm×500mm×130mm，并且在圆形隔室中容纳8-16株植物。集气室14具有电动轴向叶轮，当被启动时，该电动轴向叶轮以每秒高达7升的速度提供通过生长介质和植物的均匀气流。通过滴灌线对生物过滤器模块18进行灌溉，以最大程度地减少水的浪费。
移动式通风系统10通常被设计成由堆叠的方形生物过滤器模块18组装，该方形生物过滤器模块18通常由通常为金属结构或支撑壁的支撑框架12保持在适当位置。在一个实施方式中，生物过滤器模块18被固定到支撑壁。优选地，生物过滤器模块18由刚性塑料制成。在一个实施方式中，生物过滤器模块18为半平方米，深度为130毫米，具有多个规则放置的直径通常为75mm的种植孔(即进气口24)。种植孔或进气口24在方形生物过滤器模块18的前部区域均匀排布。
在一个优选的实施方式中，生物过滤器模块18包括十六个出气口24。每个出气口24为通过其水平生长的植物提供出口。通常，十六个出气口中只有八个或十二个用于植物生长，其余的出气口将被生长介质覆盖。在一个实施方式中，集气室14包括电动轴向叶轮，当被启动时，该电动叶轮以3.5m/s的全速速率(与模块分离时测量)提供穿过生长介质并经过植物叶片的均匀的气流)。优选地，所述植物物种或植物可以包含下述中的一种或多种或它们的组合：巴西鸢尾物种、喜林芋物种、草胡椒物种、肾蕨物种、绿萝、鹅掌柴物种、吊兰和白鹤芋物种。
在一个实施方式中，生物过滤器模块18包括在顶面处的流体入口25和在底面处的流体出口27。水或流体肥料被供给到流体入口25，穿过生长介质26，并从流体出口27排出。然后，水或流体肥料可以被供给到另一个生物过滤器模块18。最后，排出的流体通过支撑框架12的接纳槽被收集。在一个优选的实施方式中，流体入口25包括位于竖直的生物过滤器模块18的顶面处的多个凹槽(例如，三个凹槽)，并且流体出口27包括位于竖直的生物过滤器模块18的底面处的多个凹槽(例如，两个凹槽)。
在一个实施方式中，土工织物的织物层28布置在生物过滤器模块18的内表面上，覆盖出气口24并且将生长介质26保持在生物过滤器模块18中。优选地，生物过滤器模块12的内表面包括用于安装织物层28的多个钩，以防止生长介质26和织物层28四处移动，使得织物层28可以保持其形状。在一个实施方式中，内表面上的钩被实施为指状物30。这还在生物过滤器模块18内产生内部集气室，以使空气更均匀地分布遍及生长介质。
在一个实施方式中，生物过滤器模块18包括基座32和盖34，基座32和盖34限定了用于保持生长介质26的腔。
在一个实施方式中，基座32包括进气口22，该进气口22在基本上平行于基座的平面的平面上具有孔。这样的孔将引导空气通过生长介质26直接流向出气口24。图19以深灰色示出了所有空气运动。这样的设计将使空气在中央而不是均匀地穿过基座32输送。
在本发明的另一个实施方式中，基座32包括进气口22。在一个实施方式中，进气口22是在基座32的中心处的突起33，其中突起33包括在突起的侧壁周围的一个或多个孔38，以引导气流穿过生物过滤器模块18的基座32(即，散布穿过平行于基座32的平面)。图20显示了空气在生物过滤器模块18内部的移动。这样的设计或构造将使空气均匀地输送穿过基座32。
在本发明的一个实施方式中，基座32包括用于将生物过滤器模块18安装到集气室14的连接装置。在一个实施方式中，集气室14包括用于在其上安装生物过滤器模块18的敞口的格栅装置。敞口的格栅装置被实施为一对横梁19的形式。横梁19形成X形轮廓。在另一个实施方式中，横梁19形成H形轮廓、Y形轮廓或Z形轮廓等。
在一个实施方式中，横梁19包括用于允许空气流过的中空主体。横梁19的臂包括一个或多个孔，以将加压空气输送到安装在其上的生物过滤器模块18。然而，这种实施方式需要非常坚固的叶轮，因为横梁19的中空主体减少了流入安装在其上的生物过滤器模块18中的气流量。
现在参考图13和图14，它们示出了本发明的实施方式的基座32的示意性透视图。基座32包括具有与横梁19的形状互补的形状的凹部36。当将生物过滤器模块18安装到集气室14时，凹部36适于容纳横梁19。在一个实施方式中，通过用诸如螺钉、螺母和螺栓、插入夹具、螺柱等的固定装置将基座32固定到横梁19上来将生物过滤器模块18安装到集气室上。如图21所示，横梁19具有轮廓与突起33的形状互补的轮廓的孔39，使得横梁不会阻挡来自叶轮的气流。
现在参考图15和图16。在一个实施方式中，生物过滤器模块18的盖34包括用作出气口24的多个孔。优选地，出气口24具有圆形轮廓，以便允许植物生长穿过出气口。盖34适于可拆装地连接到基座32，以限定用于容纳生长介质26的腔。基座32和盖34可以通过不同的可拆装的连接件连接，例如螺钉、螺母和螺栓、插入夹具、螺柱等。当基座32和盖34彼此连接以形成竖直的生物过滤器模块18时，顶面具有一个或多个凹槽，这些凹槽被形成用于将流体供给到生物过滤器模块18的腔中。同时，底面具有一个或多个凹槽，这些凹槽被形成用于将多余的流体排出腔。在一个实施方式中，盖34包括边框38，该边框38用于测量置于生物过滤器模块18的腔中的材料(诸如生长介质26)的量。生长介质26适于阻止空气在生物过滤器模块18的边缘处泄漏。
在一个实施方式中，提供了一种组装生物过滤器模块18的方法。该方法包括以下步骤：将土工织物的织物层28铺设在盖34上，使得土工织物的织物层覆盖住盖上的所有出气口24。然后，将植物放置在盖上，使得植物被颠倒地定位，且植物穿过出气口24并且根部基本上保留在内部。根据植物的大小和种类，可以将土工织物的织物层28切出开口以允许植物的叶子穿过。然后将生长介质26用于填充盖34内部的空间。盖34的边框38适于显示多少量的生长材料被放置在盖34上。一旦填充了盖34，则土工织物的织物层28被折叠以覆盖生长介质26。然后如图6至图12所示，将基座32连接至盖34。
基座32上的多个指状物30将钩在织物层28上，以防止生长介质26和织物层28四处移动，使得织物层28可以保持其形状。这些指状物30还使生长介质远离模块的背面，以使空气能够均匀地分布遍及生长介质。
在本发明的一个实施方式中，提供了一种移动式通风系统10。该系统由一个或多个生物过滤器模块组成，该生物过滤器模块在前面具有16个孔，植物从孔中生长。在一个优选的实施方式中，生物过滤器模块18由聚乙烯制成。气流通过电动轴向叶轮进入通风系统10，该电动轴向叶轮将空气抽吸通过生物过滤器模块18的后部。空气首先进入敞口的集气室14，在此处，气流均匀地分散在生物过滤器模块18上，然后流过85毫米深的基质并穿过带植物的表面而回到环境中。植物物种以竖直排列生长。通常，在模块内设立植物长达超过3个月。生物过滤器模块18适于允许灌溉至田间保水量(field capacity)。
虽然已知活性的生物过滤器模块18中的植物生长基质可以充当过滤介质，但是以前并不知道本实施方式的植物成分是否在颗粒物(PM)过滤中起作用。尽管各处理之间的单程去除效率有所不同，但是本发明的包含植物的移动式通风系统10可以有效地降低穿过所有不同物种的PM，且因此如果现场使用的话，将有助于改善空气质量。蕨类物种在所有测量的粒径范围内都记录了最高的去除效率(波斯顿蕨(Nephrolepis exaltatabostoniensis)对PM5-10的单程去除效率(SPRE)＝92.46％)。对植物形态学数据的评估表明，植物的根系结构强烈影响去除效率，其可能的机制是根系自身形成过滤器和/或根系诱导的基质改变。本发明的移动式通风系统10具有通过适当的植物物种选择来增强活性的植物性生物过滤技术的潜力，从受污染的气流中过滤出的PM的百分比高于许多常见的加热、通风和空调(HVAC)过滤介质的百分比。
本发明的移动式通风系统10的过滤能力还取决于不同的基质类型，以及添加具有已知的挥发性有机化合物(VOC)吸收性能的材料。在本发明的实施方式中，移动式通风系统10具有去除PM、苯、乙酸乙酯和环境总VOC的能力。移动式通风系统过滤VOC的能力从34.5％提高到60.24％，几乎使其效率提高了一倍。这项改进标志着空气净化技术迈出了重要的一步，因为大多数现有的过滤器只能去除悬浮颗粒，而不能过滤出VOC。
移动式通风系统10具有去除VOC和PM以及调节温度和湿度的能力，使得本发明优于作为一般空气质量维持装置的大多数非生物系统。
本发明的移动式通风系统10还可以提供声学益处。移动式通风系统10允许容易地调节土壤基质和植物物质的密度以改变声音吸收系数。另外，在本发明的设计中结合了叶子的形状以及刚性和非刚性植物物质之间的比率，以确定对散射系数的最大影响。
在一个实施方式中，通风系统10包括安装在支撑框架12处的照明系统，以帮助植物生长。在一个实施方式中，照明系统包括一个或多个LED光源。当通风系统安装在室内环境中时，照明系统特别有用。
在另一个实施方式中，通风系统10包括用于详细描述生物过滤器模块18的空气质量、CO2水平、温度的传感器系统。该传感器系统将监视每个生物过滤器模块18的状态并将数据发送到远程系统进行分析。传感器模块还适于发送更换或修理生物过滤器模块18的通知。每个生物过滤器模块18可以包括用于识别特定生物过滤器模块18的矩阵条形码或射频识别。在一个实施方式中，通风系统10包括传感器和控制器以自动打开和关闭电动叶轮、照明和灌溉系统。传感器和控制器还可以将声音、气味和其他触觉响应集成到通风系统10中以与自然体验相联系。
在一个实施方式中，通风系统10包括内部集气室挡板布置。在另一个实施方式中，集气室14是用作支撑和旋转的圆柱。
应当理解，本领域技术人员可以在本发明的核心教导中做出各种变化。
尽管已经参考具体实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，与本文描述的本发明的广泛原理和精神相一致，本发明可以以许多其他形式实施。
本发明和所描述的实施方式具体地包括实施本发明的申请人所知的最佳方法。本发明和所描述的优选实施方式具体包括至少一个工业上可应用的特征。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种移动式通风系统，包括：
支撑框架，其具有至少一个集气室，
至少一个生物过滤器模块，其安装在所述集气室上；
叶轮，其在所述集气室中，所述叶轮用于驱动空气从进气口经由生长介质和植物至出气口来通过所述生物过滤器模块，
其中所述进气口具有引导空气流过所述生物过滤器模块的一个或多个孔。
2.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块包括适于容纳生长介质和所述生长介质上的植物的主体，使得所述植物适于穿过所述出气口。
3.根据权利要求2所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块沿竖直方向定位，使得所述生物过滤器模块上的所述植物被引导向外。
4.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述集气室绕水平轴线或垂直轴线枢转地连接到所述支撑框架。
5.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述支撑框架包括至少两根支柱。
6.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，各支柱将以小于1.8米的距离彼此间隔开。
7.根据权利要求6所述的移动式通风系统，其中，所述支柱包括用于可拆装地附接所述集气室的枢转装置。
8.根据权利要求6所述的移动式通风系统，其中，所述支柱包括用于保护所述集气室以使所述集气室免受旋转影响的安全锁。
9.根据权利要求6所述的移动式通风系统，其中，所述支撑框架还包括用于接纳多余排水的接纳槽。
10.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述支撑框架包括用于为所述叶轮供电的电路。
11.根据权利要求1所述的移动式通风系统，还包括安装在所述支撑框架的顶部上的自动灌溉系统。
12.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述集气室包括敞口的格栅装置，以使空气能够通过所述叶轮被抽吸通过所述生物过滤器模块。
13.根据权利要求12所述的移动式通风系统，其中，所述敞口的格栅装置包括用于安装所述生物过滤器模块的一对横梁。
14.根据权利要求6所述的移动式通风系统，其中，所述支撑框架的所述支柱被制造在通道部分中，且容纳构件被定位在所述通道内，使得在旋转时，所述集气室(14)固定至所述支柱。
15.如权利要求6所述的移动式通风系统，其中，所述支柱包括滑动装置，所述滑动装置适于允许所述集气室可滑动地安装在所述支撑框架上。
16.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块由塑性材料以热成型方式、真空成型方式或注塑成型方式制造。
17.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生长介质主要包括补充有液体肥料的椰子纤维成分。
18.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块具有规则形状的轮廓，例如矩形、正方形、三角形或圆形。
19.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述植物包括以下项中的一种或多种：巴西鸢尾物种、喜林芋物种、草胡椒物种、肾蕨物种、绿萝、鹅掌柴物种、吊兰和白鹤芋物种。
20.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块包括在竖直的生物过滤器模块的顶面处的流体入口和在竖直的生物过滤器模块的底面处的流体出口，使得液体或流体肥料被供给至所述流体入口，穿过所述生长介质，然后从所述流体出口排出。
21.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述流体入口包括位于竖直的生物过滤器模块的顶面处的多个凹槽，并且所述流体出口包括位于竖直的生物过滤器模块的底面处的多个凹槽。
22.根据权利要求1所述的移动式通风系统，还包括布置在所述生物过滤器模块的内表面上的土工织物的织物层，其中所述土工织物的织物层覆盖所述出气口并将所述生长介质保持在所述生物过滤器模块中。
23.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块的内表面包括多个指状物。
24.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块包括基座和盖，所述基座和盖限定了用于保持所述生长介质的腔。
25.根据权利要求24所述的移动式通风系统，其中，所述进气口包括在所述基座的中心处的突起，并且所述突起在所述突起的侧壁周围具有一个或多个孔以引导气流穿过所述生物过滤器的所述基座。
26.根据权利要求24所述的移动式通风系统，其中，所述基座包括用于将所述生物过滤器模块安装到所述集气室的连接装置。
27.根据权利要求13所述的移动式通风系统，其中，所述横梁形成X形轮廓。
28.根据权利要求13所述的移动式通风系统，其中，所述基座包括具有与所述横梁的形状互补的形状的凹部，并且所述凹部适于在将所述生物过滤器模块安装到所述集气室时容纳所述横梁。
29.根据权利要求28所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块通过利用固定装置将所述基座固定到所述横梁上而被安装在所述集气室上，其中所述固定装置包括螺钉、螺母和螺栓、插入夹具和螺柱中的任何一个或多个。
30.根据权利要求28所述的移动式通风系统，其中，所述横梁包括具有与突起的形状互补的轮廓的孔，使得所述横梁不会阻挡来自所述叶轮的气流。
31.根据权利要求24所述的移动式通风系统，其中，所述盖适于通过可拆装的连接件被可拆装地连接至所述基座，所述可拆装的连接件包括螺钉、螺母和螺栓、插入夹具、螺柱中的一个或多个。
32.根据权利要求24所述的移动式通风系统，其中，所述盖34包括边框，所述边框用于测量置于所述生物过滤器模块的所述腔中的材料的量。
33.一种移动式通风系统，包括：
支撑框架，其具有至少一个集气室，
至少一个生物过滤器模块，其被安装在所述集气室上用于允许空气从进气口经由生长介质和植物至出气口来流过所述生物过滤器模块，
其中，所述集气室可旋转地连接到所述支撑框架。
34.根据权利要求33所述的移动式通风系统，其中，所述进气口具有引导空气流过所述生物过滤器模块的一个或多个孔。
35.一种生物过滤器模块，包括：
进气口和出气口；
容纳在腔中的生长介质和植物；
其中所述进气口包括引导空气流过生长介质和植物的一个或多个孔。
36.根据权利要求35所述的生物过滤器模块，还包括限定所述腔的盖和基座。
37.根据权利要求35所述的生物过滤器模块，其中，所述进气口包括从所述基座竖直延伸的突起，其中所述孔位于所述突起上。
38.根据权利要求35所述的生物过滤器模块，其中，所述基座包括多个突起，所述突起在所述基座上延伸来引导气流。

Claims (38)

1.一种移动式通风系统，包括：
支撑框架，其具有至少一个集气室，
至少一个生物过滤器模块，其安装在所述集气室上；
叶轮，其在所述集气室中，所述叶轮用于驱动空气从进气口经由生长介质和植物至出气口来通过所述生物过滤器模块，
其中所述进气口具有引导空气流过所述生物过滤器模块的一个或多个孔。
2.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块包括适于容纳生长介质和所述生长介质上的植物的主体，使得所述植物适于穿过所述出气口。
3.根据权利要求2所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块沿竖直方向定位，使得所述生物过滤器模块上的所述植物被引导向外。
4.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述集气室绕水平轴线或垂直轴线枢转地连接到所述支撑框架。
5.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述支撑框架包括至少两根支柱。
6.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，各支柱将以小于1.8米的距离彼此间隔开。
7.根据权利要求6所述的移动式通风系统，其中，所述支柱包括用于可拆装地附接所述集气室的枢转装置。
8.根据权利要求6所述的移动式通风系统，其中，所述支柱包括用于保护所述集气室以使所述集气室免受旋转影响的安全锁。
9.根据权利要求6所述的移动式通风系统，其中，所述支撑框架还包括用于接纳多余排水的接纳槽。
10.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述支撑框架包括用于为所述叶轮供电的电路。
11.根据权利要求1所述的移动式通风系统，还包括安装在所述支撑框架的顶部上的自动灌溉系统。
12.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述集气室包括敞口的格栅装置，以使空气能够通过所述叶轮被抽吸通过所述生物过滤器模块。
13.根据权利要求12所述的移动式通风系统，其中，所述敞口的格栅装置包括用于安装所述生物过滤器模块的一对横梁。
14.根据权利要求6所述的移动式通风系统，其中，所述支撑框架的所述支柱被制造在通道部分中，且容纳构件被定位在所述通道内，使得在旋转时，所述集气室(14)固定至所述支柱。
15.如权利要求6所述的移动式通风系统，其中，所述支柱包括滑动装置，所述滑动装置适于允许所述集气室可滑动地安装在所述支撑框架上。
16.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块由塑性材料以热成型方式、真空成型方式或注塑成型方式制造。
17.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生长介质主要包括补充有液体肥料的椰子纤维成分。
18.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块具有规则形状的轮廓，例如矩形、正方形、三角形或圆形。
19.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述植物包括以下项中的一种或多种：巴西鸢尾物种、喜林芋物种、草胡椒物种、肾蕨物种、绿萝、鹅掌柴物种、吊兰和白鹤芋物种。
20.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块包括在竖直的生物过滤器模块的顶面处的流体入口和在竖直的生物过滤器模块的底面处的流体出口，使得液体或流体肥料被供给至所述流体入口，穿过所述生长介质，然后从所述流体出口排出。
21.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述流体入口包括位于竖直的生物过滤器模块的顶面处的多个凹槽，并且所述流体出口包括位于竖直的生物过滤器模块的底面处的多个凹槽。
22.根据权利要求1所述的移动式通风系统，还包括布置在所述生物过滤器模块的内表面上的土工织物的织物层，其中所述土工织物的织物层覆盖所述出气口并将所述生长介质保持在所述生物过滤器模块中。
23.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块的内表面包括多个指状物。
24.根据权利要求1所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块包括基座和盖，所述基座和盖限定了用于保持所述生长介质的腔。
25.根据权利要求24所述的移动式通风系统，其中，所述进气口包括在所述基座的中心处的突起，并且所述突起在所述突起的侧壁周围具有一个或多个孔以引导气流穿过所述生物过滤器的所述基座。
26.根据权利要求24所述的移动式通风系统，其中，所述基座包括用于将所述生物过滤器模块安装到所述集气室的连接装置。
27.根据权利要求13所述的移动式通风系统，其中，所述横梁形成X形轮廓。
28.根据权利要求13所述的移动式通风系统，其中，所述基座包括具有与所述横梁的形状互补的形状的凹部，并且所述凹部适于在将所述生物过滤器模块安装到所述集气室时容纳所述横梁。
29.根据权利要求28所述的移动式通风系统，其中，所述生物过滤器模块通过利用固定装置将所述基座固定到所述横梁上而被安装在所述集气室上，其中所述固定装置包括螺钉、螺母和螺栓、插入夹具和螺柱中的任何一个或多个。
30.根据权利要求25所述的移动式通风系统，其中，所述横梁包括具有与所述突起的形状互补的轮廓的孔，使得所述横梁不会阻挡来自所述叶轮的气流。
31.根据权利要求24所述的移动式通风系统，其中，所述盖适于通过可拆装的连接件被可拆装地连接至所述基座，所述可拆装的连接件包括螺钉、螺母和螺栓、插入夹具、螺柱中的一个或多个。
32.根据权利要求24所述的移动式通风系统，其中，所述盖34包括边框，所述边框用于测量置于所述生物过滤器模块的所述腔中的材料的量。
33.一种移动式通风系统，包括：
支撑框架，其具有至少一个集气室，
至少一个生物过滤器模块，其被安装在所述集气室上用于允许空气从进气口经由生长介质和植物至出气口来流过所述生物过滤器模块，
其中，所述集气室可旋转地连接到所述支撑框架。
34.根据权利要求33所述的移动式通风系统，其中，所述进气口具有引导空气流过所述生物过滤器模块的一个或多个孔。
35.一种生物过滤器模块，包括：
进气口和出气口；
容纳在腔中的生长介质和植物；
其中所述进气口包括引导空气流过生长介质和植物的一个或多个孔。
36.根据权利要求35所述的生物过滤器模块，还包括限定所述腔的盖和基座。
37.根据权利要求35所述的生物过滤器模块，其中，所述进气口包括从所述基座竖直延伸的突起，其中所述孔位于所述突起上。
38.根据权利要求35所述的生物过滤器模块，其中，所述基座包括多个突起，所述突起在所述基座上延伸来引导气流。
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