CN111867704A - 清洁空气的设备，多个清洁空气的设备的布置和基于软件的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于特别是在室外清洁空气的设备，该设备包括至少一个壳体(2)，该壳体具有至少一个进气口(3)、过滤装置(4，5)、至少一个风扇(6)以及至少一个出气口(8，108，208)，该设备成本低廉并且易于应用，并且使用户能够随时随地从空气中清除掉有害物质，根据本发明，该设备被设计为可运输的并且能够定位在不同的安放地点。本发明还涉及一种对多个用于清洁空气的设备的布置以及一种对用于清洁空气的设备的基于软件的应用，特别是智能手机应用。

Description

清洁空气的设备，多个清洁空气的设备的布置和基于软件的 应用
技术领域
本发明涉及一种用于特别是在室外清洁空气的设备，该设备包括至少一个壳体，该壳体具有至少一个进气口、过滤装置、至少一个风扇以及至少一个出气口。
本发明还涉及一种对多个用于清洁空气的设备的布置。
本发明还涉及一种对用于清洁空气的设备的基于软件的应用，特别是智能手机应用。
背景技术
人类对电能的高需求目前主要是由内燃机基于化石燃料(例如煤炭)产生，这对我们呼吸的空气造成了相当大的污染。人类活动所需的机动车辆、飞机和轮船目前也主要是由燃烧化石燃料的内燃机来驱动，这同样会产生大量的排放物，严重污染我们呼吸的空气。除了燃烧过程中所产生的CO2之外，排放物中还包括有氮氧化物NOx和细粉尘，它们也对我们呼吸的空气造成污染。其他的污染呼吸的空气排放物可能例如有轮胎的磨损或在操作机动车辆制动器时所产生的制动灰尘。
当在室外对被上述排放物污染的空气进行清洁时会注意到，要达到明显的清洁效果必须过滤大量的空气。还要考虑的是，需要清洁空气的安放地点会随时间变化，因为造成空气污染的原因(例如由内燃机驱动的机动车辆)会根据时间而作用于不同的地点。
由专利文献WO2017/1799984A1已知一种上述类型的设备。该已知的设备特别适用于清洁被细尘颗粒污染的空气。为此，在该已知的设备中使用了不同的过滤器和空气电离器。该已知的设备借助于安装台被安装在安放面上并连接到电源。例如，可以将其放置在建筑物上或居室内，以清洁设备周围的空气。
该已知设备的缺点是，该设备被绑定在一次性选择的安放地点处，并且将设备安放在其他地点会花费大量的精力和成本，并且设备所需的外围设施并不总是存在的，例如足够的安放空间和足够大小的电源线。
该已知设备的另一个缺点是：该设备会引起相当大的噪声排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于特别是在室外清洁空气的设备，一种对多个用于清洁空气的设备的布置以及一种对用于清洁空气的设备的基于软件的应用、特别是智能手机应用，该设备价格低廉，易于使用，并且使用户能够随时随地从空气中清除污染物。
本发明的另一目的在于提供一种用于特别是在室外清洁空气的设备，一种对多个用于清洁空气的设备的布置以及一种对用于清洁空气的设备的基于软件的应用、特别是智能手机应用，与由现有技术已知的设备相比，该设备搅起的灰尘更少，产生的噪声排放更低。
本发明的关于设备的目的通过一种开头所述类型的设备来实现，该设备被设计为可运输的并且可放置在不同的安放地点上。因此，该设备可以从一个安放地点被运输到另一个安放地点并在那里安装。因此，能够以很低的成本在需要清洁空气和/或适宜于清洁空气的不同安装位置上操作该设备。在安放地点的安装可以优选地通过机械和/或液压升降系统进行，在此，升降系统特别是能够安放在不平的表面上。据此也可以将该设备这样安装在安放地点：使得例如道路上的机动车辆的行车风将待清洁的空气压入到该设备的进气口中。通过这种方式，可以有利地降低吸入待清洁空气所需的驱动功率。
本发明的关于设备的目的还通过一种开头所述类型的设备来实现，在该设备中，至少一个风扇沿着流动方向布置在过滤装置之间。这样做的优点在于降低了空气清洁器的主要由风扇引起的噪声排放。在这种根据本发明的空气清洁器的实施方式中，由于安装位置在过滤器的后面，因此风扇是暴露在空气颗粒数量已减少了的气流中。这有利地降低了对风扇的研磨性磨损。这些根据本发明的特征无论是对于可运输的实施方式，还是牢固地在安放地点被安装、奠基和/或锚固的实施方式都是有利的。
本发明的关于设备的目的也通过一种开头所述类型的设备来实现，其中，在按照规定使用时，将用于吸入空气的进气口设计为相对于安放面水平的，和/或将用于吹出空气的出气口设计为相对于安放面竖直的。这样做的有利之处在于使空气的吸入和吹出是在不同的方向上。一方面，这有利地降低了所吸入的已清洁空气的比重。另一方面，通过这种方式也有利地避免了例如卷起污物和/或吹到经过空气清洁器的人和/或车辆。通过这种方式还有利地降低了在出气口处的噪声排放。
本发明的关于设备的目的更通过一种开头所述类型的装置来实现，其中，在按照规定使用时，进气口处的空气流动方向与出气口处的流动方向成直角。由此有利地使空气的吸入和吹出是在不同的方向上。一方面，这有利地降低了所吸入的已经清洁空气的比重。另一方面，通过该方式也有利地避免了例如卷起污物和/或吹到经过空气清洁器的人和/或车辆。通过这种方式还有利地降低了在出气口处的噪声排放。
根据本发明的设备的一种优选的实施方式，该设备具有沿流体方向布置在进气口与出气口之间的空气转向装置。该空气转向装置能够实现空气的转向，即，改变空气的流动方向。例如，空气转向装置可以是被紧固在进气口后面和/或出气口前面的、呈90度弯管形式的或者是具有两个彼此错开90度的开口的盒子形式的空气转向单元。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，空气转向装置流入面积大于空气转向装置流出面积，优选地，空气转向装置流入面积大约为空气转向装置流出面积的三倍。这样做的有利之处在于：在出气口处产生较高的空气流动速度。
根据本发明的设备的一种优选的实施方式，该设备具有运输装置，特别是带有轮子的底盘。通过使该设备具有运输该设备所需的运输装置，使得能够简单和短期地运输该设备。一种可能的运输装置可以是固定地和/或可松脱地与该设备相连接的底盘，类似于拖车的底盘。替代地，在本发明的框架下，运输装置也可以是LKW、LKW半挂车和/或航空运输工具，例如直升机和/或齐柏林飞艇。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，运输装置具有驱动器，特别是由马达驱动的轮子。
由此，该用于清洁空气的设备被设计为，在没有附加的辅助装置(如PKW和/或LKW)的情况下即可移动。
根据本发明的设备的一种优选的实施方式，该设备被设计为具有自主移动的能力。通过这种方式，该用于清洁空气的设备被设计为能够独立地从安放地点运动到安放地点的设备。不再需要驾驶员，因此该设备能够低成本地、灵活地运行。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，壳体具有标准货运箱的尺寸。一方面，这确保了该尺寸允许实现简单和短期的运输，因为货运箱的尺寸被设计为，即使是在没有特批的情况下，其也能够以不同的方式在道路上运输，例如通过LKW或具有挂车的PKW。另一方面，货运箱的标准尺寸允许将多个设备堆叠。由此，能够简单地通过多个设备构成更大的、具有更高清洁性能的系统。
根据本发明的设备的一种优选的实施方式，在按照规定使用时，壳体对于流动方向而言是相对于安放面水平地构造。这种具有水平空气引导的结构形式特别适合于在水平纵向方向上具有最大伸展度并能够实现紧凑但又标准化结构的标准货运箱的尺寸。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，该设备具有能量供应装置。该能量供应装置有利地用于为该设备的组件供应运行所需的能量，特别是电能。
根据本发明的设备的一种优选的实施方式，能量供应装置具有能量产生部，特别是光伏系统和/或燃料电池。由此可以在安放地点向用于清洁空气的设备提供能量，在光伏系统的情况下甚至是提供可再生的能量。外部电源不是必需的。由于在安放地点无需将电源连接到设备，因此简化了设备的安装。替代于光伏系统和/或燃料电池地，在本发明的框架下也可以使用其它类型的能量产生装置。优选可以是风力发电机和/或由诸如燃气、汽油和/或柴油等燃料驱动的发电机。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，能量供应装置具有能量连接部，特别是电源连接部。由此可以在安放地点向用于清洁空气的设备提供能量。这种结构对于在安放地点存在外部电源的情况是有利于设备运行的，因为设备可以因此以高功耗运行，而与其它的环境条件、特别是天气条件无关。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，能量供应装置具有能量存储部，特别是电池。由此可以在安放地点向用于清洁空气的设备提供能量。当设备运行需要能量时，可以调用存储在该能量存储部中的能量。通过这种方式，当不存在外部电源连接和/或能量产生部时，设备也可以运行。借助于能量存储部，还可以存储产生的多余能量
Figure BDA0002680098380000051
例如光伏系统产生的多余能量，该多余能量对于设备的运行不是必需的。能量存储部也可以在连接电源的情况下被充电。替代电池地，在本发明的框架下也可以使用其它类型的能量存储部。其可以优选是电容器和/或压缩空气存储器。
根据本发明的设备的一种优选的实施方式，能量供应装置具有能量回收部，特别是排风式风力发电机。通过这种方式，可以回收一部分驱动风扇使空气运动通过过滤器所需的能量，其中，过滤器后面的气流驱动排风式风力发电机，排风式风力发电机产生电能，然后将电能存储在能量存储部中，优选是在电池中。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，在按照规定使用时，壳体的进气口可以布置在安放面上方1.5m至2.5m范围的高度上，优选在为2m的高度上。在该高度上抽吸污染空气是特别有利的，因为在机动车辆驶过的地面或道路上方的该高度处，有害物质和氮氧化物的浓度特别高，并因此能够实现高清洁性能，这是以每单位时间的有害物质或细尘颗粒和/或氮氧化物的量来表示的。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，过滤装置包括预过滤部、细尘过滤部和/或活性炭过滤部。在此，细尘过滤部特别是被设计用于清除空气中的细尘，例如煤烟、轮胎和制动器磨损物，而活性炭过滤部特别是被设计用于清除空气中的氮氧化物以及其它的气体燃烧残留物。另一方面，预过滤部(例如织物)被设计用于在空气进入细尘过滤部之前对空气进行预清洁。由此可以有利地分离出大的颗粒，这些大的颗粒会快速地堵塞细尘过滤部。
根据本发明的设备的一种优选的实施方式，过滤装置、特别是预过滤部具有纱线，该纱线具有可通过气流摩擦带电的载体材料，该载体材料特别是全部地配置有带有疏水性涂层材料的涂层。这种带有疏水性涂层的纱线，优选由专利文献WO 2012/003852已知的纱线，会自动地在空气中静态地带电，而不需要主动充电。因此，相应的纱线非常适合于制造具有网眼结构的过滤装置。在合适地选择载体材料的情况下，这种静电性实施方式的自带电性以及同样根据经验观察到的对放电的长期抑制，有利地允许以非常适合于过滤装置的数量级来选择由根据本发明的纱线所制成的织网的网眼宽度。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，过滤装置、特别预过滤部具有带芯的纱线，其中，芯具有涂层，该涂层包括可热活化的粘合剂，用于与自身或其它纱线进行材料配合的连接，其中，芯具有比该粘合剂更高的熔点，其中，涂层包括疏水性排斥剂。这种纱线，优选是由专利文献DE102011057150先前已知的纱线，允许经纱和纬纱被局部限制地粘合在过滤材料的织物的节点上。通过选择可热活化的粘合剂，使得在所有自然环境温度下都存在的非活化、非粘性的状态下对纱线进行处理是完全没有问题的。粘合剂的活化以非常简单的方式进行，即加热。因此，通过温度可以非常精确地控制何时将纱线粘性活化或者灭活。对此，已经证实特别有利的是：使芯具有比粘合剂更高的熔点。由此使得粘合剂能够熔化并因此被粘性活化，但是芯却不会熔化或者基本不软化，从而防止了纱线在粘合期间撕裂。由于温度是非常易于控制的过程变量，因此可以简单且成本低地实现纱线以及织网的工业化生产。本发明包括完全包覆纱线的涂层，但是也包括这样的涂层：其被构造为平行于纱线的纵轴线的条纹或者沿着纱线的周向延伸的有限宽度的环。甚至可以是离散的、点状的涂层模式。纱线可以被特别有效地加工成用于过滤装置的织网。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，风扇被构造为管式风扇和/或具有可调节的盘式电枢马达和/或向后弯曲的叶片的风扇。根据本发明的具有管式风扇的实施方式是有利的，因为管式风扇通常是成本低廉、结构紧凑的标准风扇。此外，根据本发明的具有带有可调节的盘式电枢马达和/或向后弯曲的叶片的风扇的实施方式也是有利的，因为这些风扇类型是特别节能和安静的。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，至少一个风扇沿流动方向布置在细尘过滤部与活性炭过滤部之间和/或布置在预过滤部与细尘过滤部之间。这有利地降低了空气清洁器的主要由风扇引起的噪声排放。在空气清洁器的这种实施方式中，由于安装位置位于过滤器后面，因此风扇是暴露在空气颗粒数量已减少的气流中。这有利地减轻了对风扇的研磨性磨损。
根据本发明的设备的一种优选的实施方式，进气口被构造为逐渐尖细的，因此空气吸入面的横截面面积小于穿流面的横截面面积。通过这种方式，有利地提高了在进气口吸入的空气的流动速度，因为空气流过的横截面面积减小了，例如通过从穿流面向空气吸入面的方向延伸的导气板。所得到的有利结果是进气口处更优化的流动条件以及进气口前面更大的空气吸入区域。
根据本发明的设备的另一种优选的实施方式，该设备具有用于根据输入量调节清洁性能的调节单元，该调节单元优选地具有用于与外部单元和/或另一用于清洁空气的设备进行数据交换的通信装置。据此，调节单元被设计为，从通信伙伴接收数据或信息以及向其发送数据或信息，通信伙伴可以是外部单元，例如外部控制单元和/或其他的用于清洁空气的设备。在本发明的框架下，用于交换信息的通信装置可以是用于移动无线网络(LTE、UMTS等)的通信设施、用于WLAN网络的通信设施、用于LAN网络的通信设施和/或用于电话和DSL网络的通信设施。所发送和/或接收的数据或信息优选是关于交通流量的信息、关于空气污染的信息和/或关于设备运行状态的信息。
根据本发明的设备的一种优选的实施方式，该设备具有用于确定表征空气污染的变量的装置和/或用于确定表征交通流量的变量的装置和/或用于确定声级作为调节单元的输入变量的装置。由此能够有利地实现：根据空气污染、交通流量和/或噪声水平或者说声级来调节该设备的清洁性能，并在考虑到当前的框架条件的情况下来实现所期望的空气纯净度。根据空气污染来调节设备的清洁性能是有利的，因为通过这种方式能够根据当前的空气污染来调整设备的清洁性能。这意味着在空气污染严重的情况下，应该尽可能以全功率进行清洁，而在低空气污染的情况下，可以降低清洁性能以节省能源。根据交通流量，也就是即根据单位时间内经过该设备的机动车数量来调节该设备的清洁性能是有利的，因为机动车辆是造成空气污染的主要原因，特别是在城市中。根据声级来调节该设备的清洁性能是有利的，因为在一天中的某些时间，特别是在夜间，在可能的噪声污染的背景下不应该超过一定的声级限制。用于确定表征空气污染的变量的装置优选是用于测量细尘浓度的传感器、用于测量二氧化碳浓度的传感器以及用于测量空气中的氮氧化物浓度的传感器。用于确定表征空气污染的变量的装置也可以优选地包括用于确定风向、氧气含量、温度和/或空气湿度的传感器。用于确定表征交通流量的变量的装置优选是光栅、雷达传感器、激光扫描仪和/或照相机。也可以使用类似于导航系统的交通信息服务。用于确定声级的装置优选是声级测量装置和/或麦克风。
本发明的关于所述布置的目的通过一种开头所述类型的布置来实现，其中，至少一些设备被设计为彼此之间进行数据交换，和/或配置有布置调节单元以调节该布置的清洁性能，其中，至少一些设备被设计为与布置调节单元进行数据交换。由此，该布置有利地被一方面设计为在设备之间进行数据交换，另一方面被设计为与可以调节设备的清洁性能的布置调节单元进行数据交换。彼此之间的数据交换例如可以通过用于移动无线网络(LTE、UMTS等)的通信设施、用于WLAN网络的通信设施、用于LAN网络的通信设施和/或用于电话和DSL网络的通信设施来进行。可以彼此交换的数据或信息优选是关于交通流量、空气污染测量值、气候测量值、关于交通流量的信息和/或关于设备运行状态的信息，例如当前的风扇功率。布置调节单元同样被设计为接收信息，其优选地具有用于通过移动无线网络进行数据交换的通信设施的工业PC。布置调节单元可以被集成在设备之一中，或者独立于设备地安放在任意的地点。
根据本发明的布置的一种优选的实施方式，该布置具有用于为布置调节单元提供表征空气污染的输入变量的空气污染测量装置。通过这种方式，该布置被有利地设计为，根据利用空气污染测量装置所确定的测量值来调节设备的清洁性能，因为空气污染测量装置的测量值是布置调节单元的输入变量。空气污染测量装置可以优选是用于测量细尘浓度的传感器、用于测量二氧化碳浓度的传感器和/或用于测量空气中的氮氧化物浓度的传感器。此外，空气污染测量装置也可以优选地包括用于确定风向、氧气含量、温度和/或空气湿度的传感器。传感器既可以安装在设备上，也可以独立于设备地安装在例如空气测量站、建筑物、交通信号灯、交通标志和/或布置调节单元上。
根据本发明的布置的另一种优选的实施方式，该布置包括用于为布置调节单元提供表征交通流量的输入变量的车辆检测装置。由此，该布置被有利地设计为，根据交通流量来调节设备的清洁性能，并在考虑到当前框架条件的情况下实现所期望的空气纯净度。根据交通流量，即根据单位时间内经过设备的机动车辆数量来调节设备的清洁性能是有利的，因为机动车辆是造成空气污染的主要原因，特别是城市中。在设备之间和/或与布置调节单元之间交换关于交通流量的信息的优点在于：如果已知机动车辆由于道路走向而将经过设备时，则在紧邻车辆检测装置的周围环境中的高交通流量的结果就是在用于清洁空气的设备附近增加的交通流量。在这种情况下，设备的清洁性能可能在机动车辆到达之前就已经提高。车辆检测装置优选是光栅、雷达传感器、激光扫描仪和/或照相机。它们可以安装在设备上，或者可以独立于设备地安装在例如交通测量站、建筑物、交通标志和/或布置调节单元上。也可以使用类似于导航系统的交通信息服务作为车辆检测装置。
根据本发明的布置的另一种优选的实施方式，布置调节单元具有服务器，用于在数据网络中提供车辆检测装置的数据和/或空气污染测量装置的数据。通过这种方式将布置调节单元设计为，在数据网络中提供车辆检测装置的数据和/或空气污染测量装置的数据，使得数据网络用户或参与者能够以多种方式对其进行数据技术地进一步处理。因此，例如可以将关于不同安放地点处的当前交通流量和/或当前空气污染的信息提供到数据网络中。通过这种方式，例如跑步者和骑自行车者能够基于相应的数据技术分析来规划最佳的、压力尽可能少的跑步或行驶路线。
根据本发明的布置的一种优选的实施方式，布置调节单元被设计为，基于车辆检测装置的数据和/或空气污染测量装置的数据来确定所需要的设备清洁性能并将其传输到设备中。据此，优选地将设备设计为，根据交通流量和/或根据空气污染来调节设备的清洁性能。根据交通流量，也就是根据单位时间内经过设备的机动车辆数量来调节设备的清洁性能是有利的，因为机动车辆是造成空气污染的主要原因，特别是在城市中。根据空气污染来调节设备的清洁性能是有利的，因为通过这种方式可以根据当前的空气污染来调整设备的清洁性能。这意味着在空气污染严重的情况下，应该尽可能以全功率进行清洁，而在低空气污染的情况下，可以降低清洁性能以节省能源。
根据本发明的布置的另一种优选的实施方式，布置调节单元被设计为，基于车辆检测装置的数据和/或空气污染测量装置的数据来计算交通路线，在该交通路线中，空气污染不超过空气污染最大值和/或为最小。为了确保不超过一定的空气污染最大值，布置控制单元被设计为，基于车辆检测装置的数据和/或空气污染测量装置的数据来计算引起低空气污染的替代交通路线。为此，可以采取例如改变交通信号灯、临时封锁道路和临时设立单行道等措施。
根据本发明的布置的另一种优选的实施方式，布置调节单元被设计为，基于车辆检测装置的数据和/或空气污染测量装置的数据来计算用于清洁空气的设备的安放地点，在该安放地点中能够获得最佳的空气清洁结果。为了优化空气清洁结果，布置调节单元被设计为，计算布置中的设备的最佳地理布置，即最佳安放地点，以便在给定的框架条件下实现尽可能最佳的空气清洁效果。然后可以基于所计算的各个设备的安放地点来重新放置设备。此外有利的是，通常可以假设某些框架条件会重复发生，例如在某些时间段中的交通流量，从而能够以一定的提前量进行重新放置，因为可以根据过去的经验或测量值分布来推断未来的事件。
在根据本发明的布置的一种优选的实施方式中，提供了至少一个根据权利要求1至24中任一项所述的设备。在本发明的框架下，通过将用于清洁空气的设备的不同实施方式、特别是移动方式，带有转向空气引导的实施方式和带有布置在过滤装置之间的风扇的实施方式进行组合，还可能获得布置的多种实施方式。
本发明的关于基于软件的应用的目的通过开头所述类型的基于软件的应用来实现，其被设计用于与优选根据权利要求10至11中任一项所述的用于清洁空气的设备的至少一个调节单元的通信，和/或用于与优选为根据权利要求25至31中任一项所述的用于清洁空气的设备的布置中的布置调节单元的通信。据此，将基于软件的应用优选地设计为，与用于清洁空气的设备的调节单元进行通信和/或与用于清洁空气的设备的布置中的布置调节单元进行通信。该通信可以利用例如用于移动无线网络(LTE、UMTS等)的通信设施、用于WLAN网络的通信设施、用于LAN网络的通信设施和/或用于电话和DSL网络的通信设施来进行。可以相互间通信的数据或信息优选是关于交通流量的信息、空气污染测量值、气候测量值、关于设备运行状态的信息，例如当前的风扇功率和/或用于设备的风扇的控制指令。
在根据本发明的基于软件的应用的一种优选的实施方式中，该应用被设计用于提供和/或显示关于空气污染的信息，和/或提供和/或显示关于交通流量的信息。据此，基于软件的应用被设计为，向用户提供和/或显示在不同安放地点处的关于当前交通流量和/或当前空气污染的信息。通过这种方式，例如跑步者和骑自行车者能够规划最佳的、压力尽可能少的跑步或行驶路线。
在根据本发明的基于软件的应用的另一种优选的实施方式中，该应用被设计为，控制用于清洁空气的设备和/或控制用于清洁空气的设备的布置。据此将基于软件的应用设计为，简单地控制用于清洁空气的设备和/或用于清洁空气的设备的布置。这特别是对于清洁空气设备的操作者而言，例如市政当局，能够非常容易地控制设备以及例如为了维护和/或重新放置而在短时间内停用设备。
附图说明
下面按照附图详细说明本发明的实施例。在此，功能相同的部分设有相同的附图标记。附图中的图示详细示出了：
图1以侧视图示意性示出了根据本发明的用于清洁空气的设备的一种实施方式-移动式空气清洁器；
图2以俯视图示意性示出了根据本发明的用于清洁空气的设备沿着道路的一种根据本发明的布置的实施方式；
图3以俯视图示意性示出了根据本发明的用于清洁空气的设备在城市中的一种根据本发明的布置的实施方式；
图4以剖视图示意性示出了根据本发明的用于清洁空气的设备的另一种实施方式-组合过滤单元；
图5以透视图示意性示出了根据本发明的用于清洁空气的设备的另一种实施方式-包括根据图4的三个组合过滤单元的移动式城市空气清洁器；
图6以透视图示意性示出了根据本发明的用于清洁空气的设备的另一种实施方式-壳体结构形式的城市空气清洁器；
图7以侧视图示出了如图6所示的根据本发明的用于清洁空气的设备的一种实施方式-壳体结构形式的城市空气清洁器；
图8以剖视图示意性示出了根据本发明的用于清洁空气的设备的另一种实施方式-具有空气转向装置的卧式组合过滤单元；
图9以透视图示意性示出了根据本发明的用于清洁空气的设备的另一种实施方式-具有三个如图8所示的组合过滤单元的移动式城市空气清洁器；
图10以剖视图示意性示出了根据本发明的用于清洁空气的设备的另一种实施方式-具有空气转向装置的立式组合过滤单元；
图11以透视图示意性示出了根据本发明的用于清洁空气的设备的另一种实施方式-具有三个如图10所示的组合过滤单元的移动式城市空气清洁器。
具体实施方式
图1以侧视图示意性示出了空气清洁单元1。环境中被污染的空气21通过进气口3进入空气清洁单元1的壳体2中。随后，空气21通过风扇6被输送通过细尘过滤器4和活性炭过滤器5，在此，通过两个过滤器清除掉空气中的有害物质，例如细尘和氮氧化物。随后，空气21借助于风扇6经由排风式风力发电机7并通过出气口8再次被输送到空气清洁单元1的周围。空气清洁单元1具有基于工业PC的调节单元9，其负责对空气清洁单元1的所有功能的控制，例如风扇功率、能量管理和/或与外围单元的通信。在本实施例中，空气清洁单元1被安放在柏油路10上。为了运输，空气清洁单元1具有底盘11，该底盘具有用于行驶或滚动的轮子12以及用于稳定站立的支撑件13。为了在没有外部电源连接的情况下实现自给自足的运行，空气清洁单元1具有光伏系统14，该光伏系统被紧固在空气清洁单元1的壳体2上，并在有太阳照射时发电。空气清洁单元1还具有电源连接部15，通过该电源连接部可以连接外部电源以使空气清洁单元1运行。此外，在壳体2上还紧固有电池16，该电池可以存储由光伏系统14产生的电能。该电能可以用于空气清洁单元1的运行。为了能够确定空气21在进气口3和出气口8处的污染，空气清洁单元在进气口3和出气口8处均具有细尘传感器17和氮氧化物传感器18。
为了能够确定当前的交通流量，在壳体上设有交通相机20，该交通相机记录驶过的所有机动车辆。当前的声级也可以用声级测量仪(26)来检测。为了进行通信，空气清洁单元具有用于移动无线网络(LTE)的通信设施19，调节单元9可以通过该通信设施与外围单元，例如其它的空气清洁单元和/或分散的控制器，交换信息。
图2以俯视图示意性示出了多个空气清洁单元1沿着道路的布置。在本实施例中，空气清洁单元1是沿着机动车辆22所行驶的道路23安放。空气清洁单元1借助其用于移动无线网络(LTE)的通信设施19与布置调节单元24进行通信。在道路上还有分散的空气测量单元25，其借助于细尘传感器17和氮氧化物传感器18来确定空气测量值，并利用移动无线网络(LTE)的通信设施19将该空气测量值传输到布置调节单元24上。
图3以俯视图示意性示出了多个空气清洁单元1、空气测量单元25和布置调节单元24在城市中在城市地图上的布置。空气清洁单元1和空气测量单元25分布在所绘出的整个城市区域，并且通过用于移动无线网络(LTE)的通信设施19和布置控制单元24信息技术地相互连接。图3还示出了由集成在各个空气清洁单元1中的细尘传感器17和氮氧化物传感器18以及空气测量单元25所提供的大量位置上的空气质量值。同样的还有通过集成在各个空气清洁单元1中的交通相机20所提供的交通信息。
图4以剖视图示意性示出了用于空气清洁单元的组合过滤单元27。来自环境21的污染空气通过利用导气板29逐渐变细的进气口3进入组合过滤单元27。借助于导气板29，在进气口3上所吸入的空气21的流动速度在空气吸入面35的区域中相比于在穿流面36的区域中有所提高。空气21通过两个平行于流动方向并排布置的风扇6被输送通过预过滤器28和细尘过滤器4(在本文中为袋式过滤器)，在此，通过两个过滤器清除掉空气21中的有害物质，特别是细尘。然后，空气21再由风扇6输送通过活性炭过滤器5并经由出气口8进入到组合过滤单元27的周围。风扇6被安装在细尘过滤器4与活性炭过滤器5之间，以使组合过滤单元27的噪声排放保持尽可能得低。多个组合过滤单元27可以组合成一个空气清洁单元，这将在下面进行详细说明。
图5以透视图示意性示出了移动式空气清洁单元1的示意图。该空气清洁单元1包括三个根据图4的组合过滤单元27，它们被安装在带有壳体3的底盘11上，并且分别具有进气口3和出气口8。底盘11包括轮子12，以便例如能够由机动车辆运输。底盘11还包括支撑件13，以便例如能够安放在需要清洁空气的地点并且能够补偿地面的不平坦性。在空气清洁单元1的壳体3的前部，在装载空间34中布置有电池16，该电池向空气清洁单元1的组合过滤单元27、特别是组合过滤单元27的风扇6(见图4)供电。电池16通过燃料电池30充电，而该燃料电池又由甲醇罐30供应燃料，在本实施例中为甲醇。
图6以透视图示意性示出了壳体结构形式的空气清洁单元1，该空气清洁单元在壳体2的内部具有三个未示出的、根据图4的组合过滤单元27。借助于高度可调的支撑件13，空气清洁单元1被安放在需要清洁污染空气21的位置上。周围环境中被污染的空气21通过集成在壳体2中的进气口3进入到空气清洁单元1中，如参考图4所述的那样穿流通过组合过滤单元27，然后通过集成在翼式门32中的出气口8再次排放到周围环境中。在空气清洁单元1的装载空间34中存在有电池16，该电池向组合过滤单元27、特别是组合过滤单元的风扇6(见图4)供电。电池16通过燃料电池30充电，该燃料电池又由甲醇罐30供应燃料，在本实施例中为甲醇。电池也可以通过位于空气清洁单元1的壳体2上的光伏系统14来充电。
图7示出了根据图6的空气清洁单元1的侧视图。可以看到，该空气清洁单元1包括抽拉系统33，用于将图4所示的组合过滤单元27移入到空气清洁单元1的壳体2中。为此，打开具有进气口3的翼式门32。抽拉系统33既有利于组合过滤单元27的移入，也有利于其移出，因为它们是被抽拉系统33引导。通过这种方式，也有利于对组合过滤单元27的维护。电池16位于空气清洁单元1的壳体2的装载空间34中，该装载空间可通过翼式门32进入，该电池向组合过滤单元27、特别是向组合过滤单元的风扇6(见图4)供电。电池16通过燃料电池30来充电，该燃料电池又由甲醇罐30供应燃料，在本实施例中为甲醇。电池也可以通过位于空气清洁单元1的壳体2上的光伏系统14来充电。
图8以剖视图示意性示出了用于空气清洁单元的组合过滤单元127。该结构对应于图4中的组合过滤单元27。然而与图4中所示实施方式不同的是，空气21被空气转向单元137在出气口108前方转向90度，因此空气21是在出气口108处相对于壳体2中的空气流动方向以及相对于进气口3处的空气流动方向转向90度地从组合过滤单元127中被吹出。在按照规定使用组合过滤单元127的情况下，这意味着空气21在进气口3处是借助风扇6被水平地吸入到组合过滤单元127中，并且在出气口108处借助风扇6被垂直向上地、即与地球重力场相反地从组合过滤单元127中吹出。在本实施例中，空气转向单元137是由四块金属板焊接在一起而形成具有两个彼此错开90度的开口的盒子。
图9以透视图示意性示出了移动式空气清洁单元1。该空气清洁单元1的结构基本上对应于图5所示的空气清洁单元的结构。然而与图5中所示实施方式不同的是，该空气清洁单元1包括三个根据图8的组合过滤单元127，因此，空气21在出气口108处是相对于进气口3处的空气21的吸入方向被转向90度地从组合过滤单元127中吹出。在按照规定使用空气清洁单元1的情况下，这意味着空气21在进气口3处被水平地吸入到空气清洁单元1的组合过滤单元127中，并且在出气口108处被垂直向上地、即与地球重力场相反地从空气清洁单元1的组合过滤单元127中吹出。
图10以剖视图示意性示出了用于空气清洁单元的组合过滤单元227。该结构对应于根据图8的组合过滤单元127。然而与图8中所示实施方式不同的是，组合过滤单元227不是针对水平操作而是针对垂直操作设计的。在按照规定使用组合过滤单元227的情况下，这意味着空气21在进气口3处借助风扇6被垂直向上地、即与地球重力场相反地吸入到组合过滤单元227中，并且在出气口208处借助风扇6被水平地从组合过滤单元27中吹出。
图11以透视图示意性示出了移动式空气清洁单元1。该空气清洁单元1的结构基本上对应于根据图9的空气清洁单元的结构。然而与图9中所示实施方式不同的是，该空气清洁单元1包括三个根据图10的组合过滤单元227，使得在按照规定使用组合过滤单元227的情况下，空气21是被垂直向上地、即与进气口3处的地球重力场相反地吸入到空气清洁单元1的组合过滤单元227中，并且在出气口208处被水平地从空气清洁单元1的组合过滤单元227中吹出。
下面将讨论根据本发明的用于清洁空气的设备的应用、多个用于清洁空气的设备的布置以及用于清洁空气的设备的基于软件的应用：
如果在设计中存在空气清洁单元1，则其通过底盘11被运输到安放地点并且通过支撑件13被定位在安放面上，在此为柏油路10。然后，空气清洁单元1通过电源连接部15连接到外部电源，以提供用于运行的电能并投入运行。倘若没有外部电源或者空气清洁单元1不具有电源连接部15，则借助于光伏系统14和/或存储在电池16中的电能来进行操作，电池可以根据设计通过燃料电池30、电源连接部15或通过光伏系统14被充电。
一旦空气清洁单元1投入运行，周围的空气21便借助一个或多个风扇6通过进气口3被输送通过细尘过滤器4和活性炭过滤器5，并且被清除掉诸如细尘和氮氧化物之类的污染物，在此，在一些设计中，一个或多个风扇6被安装在细尘过滤器4与活性炭过滤器5之间。在一些设计中，还可以存在预过滤器28。在一些设计中，空气21可以沿着空气清洁单元1的壳体2中的空气导向件被输送经过排风式风力发电机7，利用该排风式风力发电机回收了输送空气21所需能量的一部分。然后，空气21通过出气口8、108、208被再次释放到周围环境中。
在运行期间，利用细尘传感器17和氮氧化物传感器18在进气口3和出气口8处持续地确定测量值，以便能够评估空气清洁单元1的清洁效果。在运行期间，还借助于交通相机20持续地记录关于当前交通流量的数据。交通相机20的数据以及细尘传感器17和氮氧化物传感器18的测量值都被传输到调节单元9。调节单元9一方面将这些数据和测量值用于空气清洁单元1的控制交通和空气污染的操作。另一方面，控制单元9通过用于移动无线网络(LTE)的通信设施19将该数据和测量值传输到布置调节单元24。布置调节单元24还从其它的空气清洁单元1以及分散的空气测量单元25获得测量数据，这些测量数据一方面用于空气清洁单元1的协调操作，另一方面通过集成在布置调节单元24中的服务器提供给智能手机应用的用户。
以上说明了用于清洁空气的设备特别是在室外区域中的不同实施方式，多个用于清洁空气的设备的布置的各种实施方式以及用于清洁空气的设备的基于软件的应用、特别是智能手机应用的各种实施方式，它们成本低廉并且易于使用，并且使用户能够随时随地清除空气中的有害物质。
附图标记列表
1 空气清洁单元
2 壳体
3 进气口
4 细尘过滤器
5 活性炭过滤器
6 风扇
7 排风式风力发电机
8 出气口
9 调节单元
10 柏油路
11 底盘
12 轮子
13 支撑件
14 光伏系统
15 电源连接部
16 电池
17 细尘传感器
18 氮氧化物传感器
19 用于移动无线网络的通信设施(LTE)
20 交通相机
21 空气
22 机动车辆
23 道路
24 布置调节单元
25 分散的空气测量单元
26 声级测量仪
27 组合过滤单元
28 预过滤器
29 导气板
30 燃料电池
31 甲醇罐
32 翼式门
33 抽拉系统
34 装载空间
35 空气吸入面
36 穿流面
108 出气口
127 组合过滤单元
137 空气转向单元
138 空气转向单元入口面
139 空气转向单元出口面
208 出气口
227 组合过滤单元
237 空气转向单元
238 空气转向单元入口面
239 空气转向单元出口面。

Claims (34)

1.一种用于清洁空气、特别是在室外区域清洁空气的设备，包括至少一个壳体(2)，所述壳体具有至少一个进气口(3)、过滤装置(4，5)、至少一个风扇(6)以及至少一个出气口(8，108，208)，其特征在于，所述设备被设计为可运输的并且能够定位在不同的安放地点。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备具有运输机构(11)，特别是带有轮子(12)的底盘(11)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述运输机构(11)具有驱动机构(12)，特别是通过马达驱动的轮子(12)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备被设计为具有自主移动能力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有能量供应装置(7，14，15，16，30)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述能量供应装置具有能量产生部(14，30)，特别是光伏系统(14)和/或燃料电池(30)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述能量供应装置具有能量连接部(15)，特别是电源连接部(15)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述能量供应装置具有能量存储部(16)，特别是电池(16)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述能量供应装置具有能量回收部(7)，特别是排风式风力发电机(7)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有用于根据输入变量来调节清洁性能的调节单元(9)，其中，所述调节单元(9)优选地具有用于与外部单元和/或其他的用于清洁空气(21)的设备(1)交换数据的通信装置(19)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有用于确定表征空气污染的变量(17，18)的装置和/或用于确定表征交通流量的变量(20)的装置和/或用于确定声级(26)作为所述调节单元的输入变量的装置。
12.根据权利要求1的前序部分所述的设备，其特征在于，在按照规定使用时，空气在所述进气口(3)处的流动方向与在所述出气口(3)处的流动方向成直角。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备具有沿流动方向布置在所述进气口(3)与所述出气口(8，108，208)之间的空气转向装置(137，237)。
14.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，空气转向装置入口面(138，238)大于空气转向装置出口面(139，239)，优选地，所述空气转向装置入口面(138，238)大约为所述空气转向装置出口面(139，239)的三倍。
15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述风扇(6)被构造为管式风扇，和/或被构造为具有可调节的盘式电枢马达和/或具有向后弯曲的叶片的风扇。
16.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，至少一个所述风扇(6)沿着流动方向布置在细尘过滤部(4)与活性炭过滤部(5)之间和/或布置在预过滤部(28)与所述细尘过滤部(4)之间。
17.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述进气口(3)被构造为逐渐变细的，使得空气吸入面(35)的横截面面积小于穿流面(36)的横截面面积。
18.根据权利要求1的前序部分所述的设备，其特征在于，所述过滤装置包括第一过滤装置(4)和沿着流动方向布置在所述第一过滤装置(4)下游的第二过滤装置(5)，其中，至少一个所述风扇(6)沿着所述流动方向布置在所述第一过滤装置(4)与所述第二过滤装置(5)之间。
19.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述壳体(2)具有标准货运箱的尺寸。
20.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述壳体(2)在按照规定使用时对于流动方向而言被相对于安放面(10)水平地构造。
21.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述壳体(2)的进气口(3)在按照规定使用时能够布置在安放面(10)上方1.5m至2.5m范围的高度上，优选在2m的高度上。
22.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一过滤装置和/或所述第二过滤装置包括预过滤部(28)、细尘过滤部(4)和/或活性炭过滤部(5)。
23.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述过滤装置(4，5)、特别是所述预过滤部(28)具有纱线，所述纱线具有可通过气流摩擦带电的载体材料，该载体材料特别是全部地配置有带有疏水性涂层材料的涂层。
24.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述过滤装置(4，5)、特别是所述预过滤部(28)具有纱线，所述纱线具有芯，其中，所述芯具有涂层，该涂层包括可热活化的粘合剂，用于与自身或其它纱线进行材料配合的连接，其中，所述芯具有比所述粘合剂更高的熔点，其中，所述涂层包括疏水性排斥剂。
25.多个根据权利要求1的前序部分所述的用于清洁空气的设备的布置，其特征在于，至少一些所述设备(1)被设计为彼此之间进行数据交换，和/或配置有布置调节单元(24)，用于调节所述布置的清洁性能，其中，至少一些所述设备(1)被设计为与所述布置调节单元(24)进行数据交换。
26.根据权利要求25所述的布置，其特征在于，所述布置具有用于向所述布置调节单元(24)提供表征空气污染的输入变量的空气污染测量装置(17，18)，和/或用于向所述布置调节单元(24)提供表征交通流量的输入变量的车辆检测装置(20)。
27.根据权利要求25或26所述的布置，其特征在于，所述布置调节单元(24)具有服务器，以便在数据网络中提供所述车辆检测装置(20)的数据和/或所述空气污染测量装置(17，18)的数据。
28.根据前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，所述布置调节单元(24)被设计为，基于所述车辆检测装置(20)的数据和/或所述空气污染测量装置(17，18)的数据来确定所述设备(1)的所需要的清洁性能并将其传输到所述设备(1)。
29.根据前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，所述布置调节单元(24)被设计为，基于所述车辆检测装置(20)的数据和/或所述空气污染测量装置(17，18)的数据来计算交通路线，在该交通路线中空气污染不超过空气污染最大值和/或为最小。
30.根据前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，所述布置调节单元(24)被设计为，基于所述车辆检测装置(20)的数据和/或所述空气污染测量装置(17，18)的数据来计算所述用于清洁空气的设备(1)的安放地点，在所述安放地点中获得最佳的空气清洁结果。
31.根据前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，至少一个设备(1)是根据权利要求1至24中任一项地构造。
32.基于软件的应用，特别是智能手机应用，其特征在于，所述应用被设计为，用于与优选根据权利要求10至11中任一项所述的用于清洁空气(21)的设备(1)的至少一个调节单元(9)的通信，和/或用于与优选根据权利要求25至31中任一项所述的用于清洁空气(21)的设备的布置的布置调节单元(24)的通信。
33.根据权利要求32所述的基于软件的应用，其特征在于，所述应用被设计为，提供和/或显示有关空气污染的信息，和/或提供和/或显示有关交通流量的信息。
34.根据权利要求32或33所述的基于软件的应用，其特征在于，所述应用被设计为，控制用于清洁空气(1)的设备(1)和/或控制用于清洁空气(21)的设备(21)的布置。
CN201980019073.6A 2018-01-12 2019-01-09 清洁空气的设备，多个清洁空气的设备的布置和基于软件的应用 Pending CN111867704A (zh)

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