CN113830310A - 空气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空气净化系统，尤其是涉及一种过滤器组件，所述过滤器组件包括多个过滤器模块，其中所述多个过滤器模块中的每个过滤器模块包括框架、联接在所述框架内的过滤元件和至少一个配合特征部。每个过滤器模块的至少一个配合特征部被构造成用于与另一个过滤器模块的至少一个配合特征部选择性接合，使得所述多个过滤器模块以串联布置联接在一起。

Description

空气净化系统
技术领域
本公开的领域一般涉及空气净化系统，并且更具体地涉及集成到诸如乘客飞行器的飞行器中的空气净化系统。
背景技术
经空气传播的疾病传播的主要途径之一是通过吸入的空气，例如通过接近。为了防止疾病的传播，并为了提供安心，乘客可以在飞行器机舱内分散开来以将他们与同伴乘客隔离。
飞行器上的至少一些已知的环境控制系统(ECS)包括再循环系统，该再循环系统将从压缩机流出的经调节的外部空气与机舱空气混合，并使混合空气再循环回到乘客机舱中。这种系统使用过滤器来在将空气再循环到乘客机舱中之前捕获污染物，例如细菌和病毒。然而，已知的再循环系统需要飞行器内的大量的空间，并且还需要大量的能量来操作。另外，现有的再循环系统可能不足以使乘客确信他们正在呼吸干净的空气。
本部分旨在向读者介绍可能与本公开的各方面相关的技术的各方面，本公开的各方面在下面描述和/或要求保护。相信该讨论有助于向读者提供背景信息，以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应就此而论来阅读，而不是作为对现有技术的承认来阅读。
发明内容
在一个方面，提供了一种用于净化飞行器中的空气的空气净化系统。空气净化系统包括空气净化装置，该空气净化装置包括过滤器组件和被构造成抽吸气流使其穿过过滤器组件的风扇。空气净化系统还包括被构造成支撑空气净化装置的飞行器结构。
在另一方面，提供了一种飞行器。该飞行器包括用于净化飞行器中的空气的空气净化系统。空气净化系统包括空气净化装置，该空气净化装置包括过滤器组件和被构造成抽吸气流使其穿过过滤器组件的风扇。空气净化系统还包括被构造成支撑空气净化装置的飞行器结构。
在又一方面，提供了一种净化飞行器上的乘客座椅附近的空气的方法。该方法包括使用飞行器结构支撑空气净化装置，使用风扇将气流抽吸到空气净化装置中，引导气流使其穿过空气净化装置的过滤器组件，以及将气流排出到乘客附近以供吸入。
存在关于上述方面所述的特征的各种改进。其它特征也可以并入上述方面中。这些改进和附加特征可以单独地或以任何组合存在。例如，下面关于任何所示示例讨论的各种特征可以单独地或以任何组合并入任何上述方面。
附图说明
图1是示例空气净化装置的示意图；
图2A至图2C是可在图1所示的空气净化装置中使用的过滤元件的示例组合的示意图；
图3是使用结合到飞行器的侧壁组件中的图1所示的空气净化装置的示例空气净化系统的示意图；
图4是结合到飞行器的侧壁组件中的空气净化装置的第二实施方式的示意图；
图5是使用结合到飞行器的机舱天花板中的图1所示的空气净化装置的另一空气净化系统的示意图；
图6是使用结合到飞行器的座椅中的图1所示的空气净化装置的另一空气净化系统的示意图；以及
图7是用于图1所示的空气净化装置的控制和电力方案的示意图。
贯穿附图的若干视图，对应的附图标记表示对应的部件。虽然在一些附图中示出了各种示例的具体特征而在其它附图中未示出，但是这仅仅是为了方便。任何附图的任何特征可以与任何其它附图的任何特征组合来引用和/或要求保护。
具体实施方式
本文描述的空气净化系统包括靠近每个乘客定位的空气净化装置。该装置可以是便携式的，或者安装在飞行器机舱中的特定位置，例如飞行器的最后一排，以便为患病乘客创建隔离区。该装置可以用微粒过滤器(如HEPA)、吸附材料和用于消毒的UV光源的任意组合来过滤空气。该装置位于侧壁组件、天花板面板、座椅下储存装置、空座椅或地板面板中的任何一者中。如果飞行器上有患病乘客，空气净化系统对呼出的空气进行过滤和消毒并将其返回到机舱。空气净化装置可以由飞行器系统供电或者可以包括内部电源。该装置可以经由驾驶舱、乘务员面板、乘客飞行中娱乐面板或装置本身上的控制面板来控制，以操作风扇和适用的过滤元件。
图1是具有空气净化装置101的示例空气净化系统100的示意图。在示例实施方式中，空气净化系统100包括用于从源104接收气流的入口102，以及用于将气流排出到预定位置108(例如，房间、乘客机舱或隔室)的出口106。空气净化系统100包括过滤器组件110和定位在入口102和出口106之间的风扇112，如将在下面更详细地描述的。在操作中，风扇112从源104抽吸气流114，在朝向位置108排出气流114之前，使该气流穿过过滤器组件110并穿过空气净化系统100的气室116。更具体地，气流114在被朝向位置108引导之前被引导穿过过滤器组件110，以便于从来自源104被引导穿过空气净化系统100的空气中去除污染物。例如，污染物可以是固体微粒，例如灰尘、花粉、霉菌、细菌和病毒，或者是气体形式。过滤器组件110包括使空气净化系统100能够如本文所述起作用的任何数量的过滤元件。
在特定的实现方式中，空气净化系统100例如被包括在飞行器(未示出)上，并且独立于飞行器的环境控制系统(ECS)。更具体地，空气净化装置101与ECS结合工作，以为乘客机舱或机组人员区域内的空气提供附加净化。在这样的实现方式中，源104和位置108两者例如都是乘客机舱，都是驾驶员座舱，都是机组人员隔室。此外，虽然空气净化系统100能够在飞行器内使用，但是空气净化系统100也可以在空气流动穿过的任何结构中实现，诸如建筑物、平台或交通工具。此外，空气净化装置101能够用于需要从空气流中过滤污染物的任何系统中。
图2A至图2C是可用于空气净化装置101的过滤器组件110的过滤元件的示例组合的示意图。联接在过滤器组件110内的示例过滤元件包括但不限于微粒过滤器介质(即，高效微粒空气(HEPA)过滤器介质)、吸收性过滤器介质和功能性过滤装置，例如再生式加热元件、紫外线照射元件和/或臭氧转化器元件。微粒过滤器介质便于从气流114(图1所示)中去除微粒污染物。更具体地，“高效微粒捕集”HEPA过滤器捕集了超过99％(Mil Std 282)的所有细菌和成簇病毒。HEPA过滤器从穿过它们的气流中基本上去除所有经空气传播的病原体和其它微粒物质，对于0.3μm的微粒具有99.97％的最小效率。
吸收性过滤器介质，例如但不限于活性炭，便于从气流114中去除气态污染物。这些过滤器可用作一些飞行器上的选择，以吸附不被HEPA过滤器捕集的有机气体。再生加热元件能够再生吸收性过滤器介质。紫外线照射元件便于中和气流114中夹带的病毒和细菌，并且臭氧转化器元件是例如便于从富臭氧环境空气中产生氧气的催化转化器装置。
如图2A至图2C所示，过滤器组件110中的多个过滤元件基于联接在每个过滤元件内的过滤元件的类型以预定的组合或以预定的顺序联接在一起。此外，当过滤器组件110包括微粒过滤器介质和吸收性过滤器介质时，微粒过滤器介质定位在吸收性过滤器介质的上游。这样，微粒过滤器介质从气流114中去除微粒污染物，以减少吸收性过滤器介质的结垢。类似地，当过滤器组件110包括吸收性过滤器介质和再生加热元件时，再生加热元件定位在吸收性过滤器介质的上游。这样，气流114在被引导穿过吸收性过滤器介质之前被加热，这便于再生包含在吸收性过滤器介质内的吸收性材料。
参见图2A，为了说明的目的，第一过滤器组件组合120包括以预定的顺序联接在一起的第一HEPA模块122和第二HEPA模块124。在一些实现方式中，第一HEPA模块122和第二HEPA模块124具有不同的过滤能力，由此提高了整个组件的过滤效率。
参见图2B，第二过滤器组件组合126包括以预定的顺序联接在一起的HEPA模块128和吸收性模块130。可选的再生单元132(由虚线表示)定位在HEPA模块128和吸收性模块130之间。
参考图2C，第三过滤器组件组合134包括以预定的顺序联接在一起的HEPA模块136和紫外光单元138。
图2A至图2C所示的过滤器组件仅是出于示例目的的，并且包括不同过滤元件、或多于一个的相同过滤元件、或仅单个任何本文所述的过滤元件的任何过滤器组件110可如本文所述被组装。例如，尽管图2A至图2C示出每个过滤器组件组合包括多个过滤元件，但过滤器组件110可仅包括本文所述的过滤元件中的一个。
图3是使用结合到飞行器142的侧壁组件140中的空气净化装置101的示例空气净化系统100的示意图。侧壁组件140包括侧壁144和窗口146。侧壁144包括对应于入口102和出口106的入口和出口，以使气流114能够穿过该侧壁，从而便于空气净化装置101的操作。空气净化装置101附接到侧壁144，使得入口102朝向乘客的脚定位在侧壁144上的下部，并且出口106朝向窗口146定位。在这种构造中，气流114是从不存在最近呼出的气体的源104获取的，并且排出位置108定位成使得离开出口106的气流114被朝向乘客的面部引导。这样，乘客被提供之前刚刚经过过滤而被去除经空气传播的污染物的空气。
图4是使用结合到飞行器142的侧壁组件140中的空气净化装置101a的第二空气净化系统100a的示意图。在所示的实施方式中，空气净化装置101a包括与空气净化装置101相同的部件，但处于不同的构造。代替L形气室116，空气净化装置101a包括不以大约90度的角度引导气流114的气室116a。另外，空气净化装置101a可包括与装置101不同的过滤元件，因此可能需要不同的构造。侧壁144包括对应于入口102a和出口106a的入口和出口，以使气流114能够穿过该侧壁，从而便于空气净化装置101a的操作。空气净化装置101a附接到侧壁144，使得入口102a朝向乘客的脚定位在侧壁144上的下部，并且出口106a朝向窗口146定位。在这种构造中，气流114是从不存在最近呼出的气体的源104获取的，并且排出位置108定位成使得离开出口106a的气流114被朝向乘客的面部引导。这样，乘客被提供之前刚刚经过过滤而被去除经空气传播的污染物的空气。
图5是使用结合到飞行器142的机舱天花板组件148中的空气净化装置101的另一空气净化系统100b的示意图。在所示实施方式中，机舱天花板组件148包括天花板面板150、一对相对的存储箱152和ECS的空气分配导管154。天花板面板150包括与入口102和出口106对应的入口和出口，以使气流114能够穿过该天花板面板，从而便于空气净化装置101的操作。空气净化装置101附接到天花板面板150，使得入口102朝向过道区域156的中心定位，并且出口106朝向存储箱152定位。在这种构造中，气流114是从不存在最近呼出的气体的源104获取的，并且排出位置108定位成使得离开出口106的气流114被向下朝向乘客的面部引导。这样，乘客被提供之前刚刚经过过滤而被去除经空气传播的污染物的空气。
图6是使用结合到飞行器142的座椅156中的空气净化装置101的另一空气净化系统100c的示意图。在一个实施方式中，飞行器142包括多个空气净化装置101，所述多个空气净化装置可以位于任何位置，例如在图3至图6所示的系统100、100a、100b和100c的任何组合中。在图6所示的实施方式中，空气净化装置101定位在位于座椅156下方的支架158上。替代地或组合地，空气净化装置101(以虚线示出为可选的)可以位于飞行器142的地板面板160下方。替代地或组合地，空气净化装置101可位于空的相邻座椅156上或位于前方座椅的后面。通常，空气净化装置101可位于飞行器142中的任何地方，其便于如本文所述的系统100、100a、100b和100c的操作。此外，空气净化装置101是便携式的，以便于根据需要将空气净化装置101定位在飞行器124上的各个位置。
如图6所示，空气净化系统100c包括联接成与出口106流动连通的一段长度的管道162和联接成与管道162流动连通的面罩164。在操作中，乘客从存储位置(未示出)移开面罩164，并将面罩164戴在他们的脸上以覆盖他们的鼻子和嘴。在这种构造中，气流114是从座椅156下方不存在最近呼出的气体的源104获取的，并且面罩164用作排出位置108，使得离开出口106的气流114穿过管道162被直接引导至乘客。这样，乘客被提供之前刚刚经过过滤而被去除经空气传播的污染物的空气，而不暴露于飞行器机舱内的未过滤空气。
图7是用于空气净化装置101的控制和电力方案的示意图。在一个实现方式中，空气净化装置101包括内部电源166，例如电池，其根据需要向风扇112和过滤器组件110提供电力。例如，在过滤器组件110包括再生单元或紫外光单元的实施方式中，内部电源166提供电力以便于其操作。替代地或组合地，空气净化装置101电连接到外部电源168。在这样的实施方式中，空气净化装置101可插入到飞行器142上的电源插座(未示出)中。通常，空气净化装置101以便于如本文所述的操作的任何方式接收电力。
在一个实施方式中，空气净化装置101的操作由驾驶舱170的飞行员或副飞行员适当地控制。替代地或组合地，空气净化装置101的操作由位于飞行器机舱中的飞行乘务员面板172适当地控制。替代地或组合地，空气净化装置101的操作由乘客例如从飞行中娱乐面板174控制。通常，空气净化装置101的操作可从任何位置控制，该位置使得操作者能够控制空气净化装置101以操作风扇112和过滤器组件的任何适用的过滤元件。因为飞行器124包括多个空气净化装置101，在空气净化装置101由驾驶舱170或乘务员面板控制的实施方式中，飞行员或飞行乘务员可以单独地控制每个空气净化装置。
本文描述的空气净化系统包括靠近每个乘客定位的空气净化装置。该装置可以是便携式的，或者安装在飞行器机舱中的特定位置，例如飞行器的最后一排，以便为患病乘客创建隔离区。该装置可以用微粒过滤器(如HEPA)、吸附材料和用于消毒的UV光源的任意组合来过滤空气。该装置位于侧壁组件、天花板面板、座椅下存储装置、空座椅或地板面板中的任何一者中。如果飞行器上有患病乘客，空气净化系统过滤和消毒呼出的空气并将其返回到机舱。空气净化装置可以由飞行器系统供电或者可以包括内部电源。该装置可以经由驾驶舱、乘务员面板、乘客飞行中娱乐面板或装置本身上的控制面板来控制，以操作风扇和适用的过滤元件。该空气净化装置还可以在乘客与其它乘客隔离时使用，以帮助防止传染病的传播。例如飞机的后面的单独的座椅、飞行器中的机组人员休息处或乘务员休息处。
所描述的系统和方法不限于本文描述的具体实施方式，而是相反，系统的部件和/或方法的步骤可与本文描述的其它部件和/或步骤独立地和分开地使用。
虽然本公开的各种实施方式的具体特征可能在一些附图中示出而在其它附图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开的原理，附图的任何特征可结合任何其它附图的任何特征来引用和/或要求保护。
如本文所用，以单数形式叙述且前面有词语“一”或“一个”的元件或步骤应理解为不排除多个元件或步骤，除非明确叙述了这种排除。此外，对本发明的“一个实施方式”或“示例实施方式”的引用不旨在被解释为排除也结合了所叙述的特征的附加实施方式的存在。
本书面描述使用示例来公开各种实现方式，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践各种实现方式，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构元件，则这些其它示例旨在处于权利要求的范围内。

Claims (14)

1.一种用于净化飞行器中的空气的空气净化系统，所述空气净化系统包括：
空气净化装置，所述空气净化装置包括过滤器组件和风扇，所述风扇被构造成抽吸气流使其穿过所述过滤器组件；以及
飞行器结构，所述飞行器结构被构造成支撑所述空气净化装置。
2.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述飞行器结构包括侧壁组件、天花板面板、乘客座椅和地板面板中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述空气净化装置在所述飞行器的机舱周围是便携式的。
4.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述空气净化装置由驾驶舱、乘务员面板和飞行中娱乐面板中的至少一者远程控制。
5.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述空气净化装置包括内部电源。
6.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述空气净化装置由所述飞行器供电。
7.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述空气净化装置包括远离呼出的气体定位的入口和定位成将经过滤的空气朝向乘客面部引导的出口。
8.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述过滤器组件包括微粒过滤器、吸附材料和紫外光源中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的空气净化系统，所述空气净化系统还包括管道和面罩，所述管道和面罩联接成与所述空气净化装置的出口流动连通，以便将经消毒的空气直接供应到乘客。
10.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述空气净化装置被构造成对乘客吸入的空气进行消毒。
11.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述空气净化装置被构造成对乘客呼出的空气进行消毒。
12.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述空气净化装置被构造成去除气态化合物。
13.一种飞行器，所述飞行器包括：
空气净化系统，所述空气净化系统用于净化所述飞行器中的空气，所述空气净化系统包括：
空气净化装置，所述空气净化装置包括过滤器组件和风扇，所述风扇被构造成抽吸气流使其穿过所述过滤器组件；以及
飞行器结构，所述飞行器结构被构造成支撑所述空气净化装置。
14.一种净化飞行器上的乘客座椅附近的空气的方法，所述方法包括：
使用飞行器结构支撑空气净化装置；
使用风扇将气流抽吸到空气净化装置中；
引导所述气流使其穿过所述空气净化装置的过滤器组件；以及
将所述气流排出到乘客附近以供吸入。
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