CN1924506B - 转轮再生吸附式空气净化器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转轮再生吸附式空气净化器，其特点是包括：设置在室内外空气交换处的转轮，转轮上设置能吸附气态污染物的吸附层；带动转轮低速旋转的电动机；分别设置在转轮N侧的第一风机和W侧的第二风机；位于转轮W侧的加热装置；其中，转轮上设有蜂窝式内层，内层上设置硅胶材料制成的硅胶吸附层11；转轮周围形成三区域：与室内连通的空气处理区、与室外空气连通的转轮再生区和转轮冷却区，转轮在旋转过程中依次通过三个区域。本发明由于转轮上设置具有吸附气态污染物特性的硅胶吸附层，同时使转轮依次通过三个区域并与三股气流接触，使转轮在不断吸附、清除、冷却中循环而不断进行净化工作；本发明适用面广，效果好，因此极为实用。

Description

转轮再生吸附式空气净化器

技术领域

本发明涉及一种空气净化器，尤其涉及一种用于室内空气净化处理的转轮再生吸附式空气净化器。

背景技术

人们一生中80％以上的时间是在室内度过的，因此室内空气品质对于人们的健康、生活学习的舒适和工作效率的影响比较大。

对于非工业现场室内环境的空气污染，其特点是污染物广谱和低浓度。但是，其中的成百上千种的室内污染物尽管其浓度不高，然而对人们的健康、生活学习的舒适和工作效率的影响却是不可低估的，全球每年因此造成的经济损失数以亿(美元)计。

随着科学进步和人民生活水平的提高，人们开始重视室内空气净化的问题，并且推出了各种室内空气净化装置。这些室内空气净化装置中，有的采用活性炭或沸石吸附技术、有的采用纳米光催化技术、还有的采用臭氧氧化技术，等等；这些技术虽然对某些细菌或污物有净化作用，然而对存在于室内空气中的低浓度的且众多的气态污染物，这些技术并不能有效清除低浓度且广谱的污染物，空气净化的效果不理想。

由此可见，室内空气净化技术特别是对室内空气中的广谱和低浓度的气态污染物的净化技术仍然是目前室内空气净化器研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转轮再生吸附式空气净化器，该空气净化器具有特别适用于室内空气污染的广谱和低浓度的气态特点，使之能通过吸附并去除包括可挥发性有机物及有害或有气味的无机物气体等室内空气中的气态有害化学成份，符合室内空气质量标准的要求。

本发明的目的是这样实现的：

一种转轮再生吸附式空气净化器，其特点是包括：

设置在室内外空气交换处的转轮，在该转轮上设置有能吸附气态污染物的吸附层；

带动转轮低速旋转的电动机；

分别设置在转轮N侧的第一风机和转轮W侧的第二风机；

设置在转轮W侧的加热装置。

在上述的转轮再生吸附式空气净化器中，其中，所述的设置在转轮上的能吸附空气中气态污染物的吸附层是一层硅胶层。

在上述的转轮再生吸附式空气净化器中，其中，所述的转轮上设有蜂窝式内层，所述的吸附层是一层由硅胶材料制成的涂设在蜂窝式内层上的硅胶吸附层。

在上述的转轮再生吸附式空气净化器中，其中，在所述的转轮周围形成三个区域，与室内连通的空气处理区、与室外空气连通的转轮再生区和转轮冷却区；所述的转轮在旋转过程中依次通过三个区域。

在上述的转轮再生吸附式空气净化器中，其中，

所述的第一风机设置在转轮的N侧且与空气处理区相对应的适当位置，用以将室内的待净化的空气送至转轮中进行空气净化处理；

所述的第二风机设置在转轮的W侧且与转轮再生区和转轮冷却区相对应的适当位置；第二风机设有大小两输出端，其中，

第二风机的一大输出端位于转轮再生区的转轮处，用以将室外的新鲜空气经加速后对转轮再生区的转轮进行清除吸附在转轮硅胶吸附层上的化学物质；

第二风机的一小输出端位于转轮冷却区的转轮处，用以将室外冷却气流送至转轮冷却区的转轮处，使转轮冷却并恢复吸附能力。

在上述的转轮再生吸附式空气净化器中，其中，所述的对转轮进行冷却的冷却源是以下之一：

由第二风机的一小输出端提供的取自于大自然新鲜且低温的空气气流；或，

直接取自于大自然新鲜且低温的空气气流。

在上述的转轮再生吸附式空气净化器中，其中，所述的设置在转轮W侧的加热装置位于第二风机后侧且与转轮再生区相对应地设置在近转轮处；加热装置的进风口与第二风机的一大输出端相对应，加热装置的出风口对着转轮再生区处的转轮。

在上述的转轮再生吸附式空气净化器中，其中，所述的设置在转轮W侧且近转轮与转轮再生区相对应的加热装置是以下装置之一：

是一加热器、是一利用飞机发动机废热的换热器、是一利用任何热媒热能的换热器。

在上述的转轮再生吸附式空气净化器中，其中，所述的空气净化器还包括：

一换热装置，用以对转轮已净化的空气再进行预冷处理，该换热装置设置在转轮W侧，位于空气处理区和转轮N侧的第一风机相对应的适当位置；

一加湿冷却装置，该加湿冷却装置设置在换热装置的后侧方位，用以对预冷后的净化空气进行再冷却处理；

一换热装置，该换热装置设置在加湿冷却装置的后侧方位，用以对净化和加湿后的净化空气进行进一步的冷却处理。

在上述的转轮再生吸附式空气净化器中，其中，

所述的换热装置具有两输入端，其中，换热装置一输人端对应于空气处理区的转轮，接收对转轮送出的已净化的空气，换热装置另一输入端与第二风机中的一小输出端连通，用以使第二风机送出的具有一定速度的室外新风对经过换热装置中的由转轮送出的已处理的净化空气进行冷却处理；

所述的加湿冷却装置是利用水蒸发吸热来对已净化空气进行冷却处理；

所述的换热装置的输出端与室外新风混合后送回室内。

本发明转轮再生吸附式空气净化器由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1.结构简单针对性强。

本发明由于采用结构简单的转轮，在转轮上设置空气能通过的蜂窝式内层，蜂窝式内层上涂设吸附气态污染物的硅胶吸附层，随着转轮的低速旋转不断吸附包括可挥发性有机物及有害或有气味的无机物气体等室内空气中的气态有害化学成份等在内的空气污染物，为净化空气提供了基础准备。

2.良性循环，不断净化空气。

本发明由于在转轮周围形成空气处理区、转轮再生区和转轮冷却区，转轮在旋转的过程中依次通过三个区域并与三股气流接触，使转轮在三个区域中经过：吸附被处理空气中的气态化学污染物、清除转轮上吸附的化学物质和冷却转轮重新获得吸附能力，得到良性的循环，而能实现不断净化空气的目的。

3.节约能源。

本发明中所使用的能源主要是热能，由于所使用的热能可以根据应用场合不同而灵活选择热源，如应用于飞机上时，可利用飞机发动机的废热；在其他场合时，可利用其他废热或低品位低温热源，因此节约能源。

4.灵活组合，能拓展应用领域和具有多功能。

本发明在用于建筑物的室内空气净化时，还可以结合除湿冷却技术，从而在达到净化室内空气的同时还可以进行室内的空气调节，然而由于除湿冷却技术可以不用或减少使用制冷剂，因而可大大减轻制冷剂对大气臭氧层的破坏以保护环境，从而达到净化室内空气，调节室温，节能，环保及低运行成本等多重的功能和效果。

附图说明

通过以下对本发明转轮再生吸附式空气净化器的若干实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1是本发明转轮再生吸附式空气净化器的工作原理示意图；

图2是本发明转轮再生吸附式空气净化器应用于飞机客舱空气净化的结构示意图；

图3是本发明转轮再生吸附式空气净化器与除湿冷却技术结合应用于建筑物的室内空气净化及空气调节的结构示意图。

具体实施方式

请参见图1所示，这是本发明转轮再生吸附式空气净化器的工作原理示意图。本发明转轮再生吸附式空气净化器，用于包括建筑物及交通工具在内的室内环境的空气净化处理，以去除室内空气中的气态有害化学成份，如可挥发性有机物及有害或有气味的无机物气体，从而使室内达到有利于人们的健康与舒适的环境，由此提高人们的学习和工作的效率。

本发明转轮再生吸附式空气净化器包括：转轮1，转轮1上设置有能吸附气态污染物的吸附层11；带动转轮1低速旋转的电动机2；分别设置在转轮1室内外的第一风机31和第二风机32；设置在转轮1W侧的加热装置4。

所述的转轮1设置在室内外的空气交换处，该转轮1呈圆形，由低速旋转的电动机2带动转轮1缓慢旋转。转轮1上设置有能吸附气态污染物的吸附层11，在本发明中，设置在转轮1上的吸附层11是一层可吸附化合物分子的硅胶吸附层11，利用硅胶对空气中存在的广谱和低浓度的气态特点的空气污染物(包括可挥发性有机物及有害或有气味的无机物气体等室内空气中的气态有害化学成份等)具有很好的吸附能力的特点，从而对室内的空气进行净化处理。

在本发明中，在转轮1周围形成三个区域，空气处理区1a、转轮再生区1b和转轮冷却区1c；将空气处理区1a与室内连通，将转轮再生区1b和转轮冷却区1c与室外连通；转轮1在旋转的过程中依次通过三个区域并与三股气流接触。在第一个区域中转轮1与被处理空气接触，吸附被处理空气中的气态化学污染物，该区域称为空气处理区1a；在第二个区域转轮1与被加热的再生空气接触，清除转轮1上吸附的化学物质，该区域称为转轮再生区1b；在第三个区域转轮1与冷却空气气流接触使转轮1冷却并重新获得吸附能力，该区域称为转轮冷却区1c。

本发明中分别设置在转轮1室内外两侧的第一风机31和第二风机32将被处理空气，再生空气及冷却空气分别送入转轮1，使转轮1周围形成三个对应区域。其中，第一风机31设置在转轮1的N侧且与空气处理区1a相对应的适当位置，用以将室内的待净化的空气送至转轮1中进行空气净化处理；第二风机32设置在转轮1的W侧且与转轮再生区1b和转轮冷却区1c相对应的适当位置，第二风机32的一大输出端位于转轮再生区1b的转轮1处，用以将室外的新鲜空气经加速后送至转轮再生区1b的转轮1，以清除吸附在转轮1硅胶吸附层11上的化学物质室内空气污染物，第二风机31的另一小输出端位于转轮冷却区1c的转轮1处，用以将室外冷却气流送至转轮冷却区1c的转轮1处，转轮1与室外冷却气流接触后冷却并恢复吸附能力。

由于转轮1在空气处理区1a时其硅胶吸附层11上吸附了室内空气中大量存在的包括气态挥发性有机物及部分无机物气体等在内的气态有害化合物分子污染物，为了使吸附在转轮1硅胶吸附层11上的气态化合污染物尽快挥发并清除，在本发明中转轮1W侧的还设置一加热装置4，该加热装置4位于第二风机32后侧且与转轮再生区1b相对应地设置在靠近转轮1的适当位置处，加热装置4的进风口与第二风机32的一大输出端相对应，加热装置4的出风口对着转轮再生区1b处的转轮1；由此，具有一定温度和速度的新鲜空气对着转轮1硅胶吸附层11冲击，使吸附在硅胶吸附层11上的气态污染物被很快加热，挥发并被气流冲走。在本发明中，上述的加热装置4可以是多种多样，可以是加热器41，也可以是其他的可利用的热媒的换热器等等，图1中的加热装置4是一加热器41。

本发明转轮再生吸附式空气净化器的工作原理即空气的净化过程是：

转轮1周围形成空气处理区1a、转轮再生区1b和转轮冷却区1c三个区域，低速旋转的转轮1依次经过上述的三个区域；

在与室内连通的空气处理区1a中，第一风机31将待净化的室内空气送至转轮1，使空气中的气态挥发性有机物及部分无机物气体被吸附在该区域的转轮1硅胶吸附层11上，同时净化了被处理的空气；

当吸附有化学物质的转轮1转至转轮再生区1b时，室外的新鲜空气被第二风机32加速后再经加热器4加热后送至该位于转轮再生区1b的转轮1上，使该区域转轮1硅胶吸附层11上吸附的室内空气中的化学物质被再生空气加热而迅速挥发，并随再生气流被清除出转轮1；

当转轮1转至转轮冷却区1c时，由于转轮1因转轮再生区1b的再生空气的加热而降低转轮1的吸附能力，为此转轮冷却区1c的职责是对转轮1在重新进入空气处理区1a前对转轮1进行冷却。转轮1在转轮冷却区1c时被第二风机32一小输出端送出的干净冷空气冷却后重新获得吸附化学物质的能力；

转轮1在经过转轮冷却区1c后重新进入空气处理区1a继续净化被处理的空气，如此周而复始地工作，使室内空气不断被本发明转轮再生吸附式空气净化器的处理而保持净化。

请参见图2所示，这是本发明转轮再生吸附式空气净化器应用于飞机客舱进行空气净化的结构示意图。在本实施例中，位于空气处理区1a中的转轮1接收了第一风机31送来的飞机客舱内被污染的待净化的舱内空气，舱内空气中的气态挥发性有机物及部分无机物气体被吸附在转轮1硅胶吸附层11上；通过转轮1硅胶吸附层11的空气是净化空气，该净化空气与机舱外的新鲜空气一起送入飞机客舱内，使客舱内的空气不断净化。

本实施例使用了图1所示的原理，其特殊设计是转轮1转至转轮再生区1b时，清除转轮1硅胶吸附层11上吸附的机舱内空气中的化学物质所用的热源是飞机发动机的废热，因此在本实施例中的加热装置4是一利用飞机发动机废热的换热器42，由该换热器42对第二风机32提供的客舱外-50℃空气进行加热后送至转轮1上，使该区域的转轮1硅胶吸附层11上吸附的舱内空气中的化学物质迅速挥发，并随再生气流被清除出转轮1。

当转轮1转至转轮冷却区1c时，由第二风机32一小输出端送出的客舱外-50℃空气气流对转轮1进行冷却，使转轮1在重新进入空气处理区1a前被干净的冷空气冷却后重新获得吸附化学物质的能力；在本实施例中，由于飞机在高空飞行时舱外温度很低，因此还可以利用机舱外的-50℃的新鲜低温的空气气流在对转轮冷却区1c的转轮1进行冷却的同时调节转轮进入转轮处理区1a的温度从而控制被处理空气离开转轮的温度以调节送入机舱的空气温度而无需使用额外的空气处理装置来调节机舱的送风温度。

因此经过如此周而复始的工作，使机舱内的空气不断被本发明转轮再生吸附式空气净化器的处理而保持净化。

请参见图3所示，这是本发明转轮再生吸附式空气净化器与除湿冷却技术结合应用于建筑物的室内空气净化及空气调节的结构示意图。在本实施例中，位于空气处理区1a中的转轮1的工作状态和结构情况与图1和图2所示原理相同，因此不再详细叙述。

与图2所示实施例的不同之处是，在本实施例中，本发明用于建筑物的室内空气净化时还可以与除湿冷却技术相结合，使之达到净化室内空气的同时进行室内的空气调节并且能够节约能耗的三重效果的目的。因为被处理空气经过转轮净化后其温度通常高于室外空气的温度，所以用换热器5使室外空气与经转轮净化后的空气进行换热使之冷却。因为转轮在清除空气污染的同时也能对空气进行除湿，所以，本发明转轮再生吸附式空气净化器可以与加湿冷却器6配合对经过转轮净化的空气进行进再冷却。如经过换热器5和加湿冷却器6的冷却后被净化的空气温度仍高于空调房间所要求的送风温度，可使用其他的冷却器7对空气作进一步的降温。换热器5设置在转轮1W侧，位于空气处理区1a和转轮1N侧的第一风机31相对应的适当位置，用以对转轮1已作处理的净化空气进行降温处理；在本实施例中，为了节约能源，使用室外空气与已作处理的净化空气进行换热。换热器5设置为具有两输入端，其中，一输人端对应于空气处理区1a的转轮1，接收对转轮1送出的已净化的空气，换热器5的另一输入端与第二风机32中的一小输出端连通，用以使第二风机32送出的具有一定速度的室外空气经过换热器5对转轮1送出的已净化的空气进行冷却。此一设计可充分利用室外空气中的冷量以实现节能和环保的目的。加湿冷却装置6设置在换热器5的后侧方位，加湿冷却器6通过水蒸发吸热来对净化后的空气进行降温，不需额外能耗亦无污染。也是节能环保型设计。

冷却器7设置在加湿冷却器6的后侧方位，用于当换热器5和加湿冷却器6的冷却不足时的补充，可根据需要使用。冷却器7使用人工制冷系统提供冷源。在本发明中，由转轮1净化后的净化空气经过与室外空气的换热冷却处理、加湿冷却处理以及补充冷却处理后再与室外新风混合后送回空调房间内。其中大部分冷量取之于自然属节能环保型。

与此同时，在上述设备对转轮1净化后的净化空气为循环送入空调房间进行冷却的同时，随着电机2的低速旋转，将转轮1送至转轮再生区1b，室外的新风被第二风机32加速后再经加热装置4加热后送至该位于转轮再生区1b的转轮1上，在本实施例中，上述的加热装置4可以是加热器41，也可以是图3所示的其他可利用热媒的换热器43，换热器43的作用使该区域转轮1硅胶吸附层11上吸附的室内空气中的化学物质被再生空气加热而迅速挥发，并随再生气流被清除出转轮1。

转轮1转至转轮冷却区1c时的工作状态和结构情况与图1和图2所示的第一和第二实施例相同，在此不再详细叙述。

综上所述，本发明转轮再生吸附式空气净化器由于采用在转轮上设置具有吸附气态污染物特性的硅胶吸附层，为净化空气提供了结构简单针对性强的基础设备；同时由于使转轮依次通过位于其周围的三个区域并与三股气流接触，使转轮在不断吸附、清除、冷却中循环，实现不断净化的要求；另外能利用应用场合的条件减少设备节约能源；并且能结合除湿冷却技术，使之在净化室内空气的同时还可进行室内空气调节以及节能三重功效；本发明针对室内空气污染的广谱和低浓度特点进行的行之有效的发明创造具有显著的空气净化效果，其一次空气净化效率可高达90％以上，适用于广谱和低浓度的室内空气净化，能广泛适用于包括办公室、住宅、医院、学校、影剧院、商店、客车车厢及飞机客舱等在内的建筑物及交通工具的室内空气净化处理环境，因此极为实用。

Claims (10)

1.一种转轮再生吸附式空气净化器，其特征在于包括：

设置在室内外空气交换处的转轮(1)，在该转轮(1)上设置有能吸附气态污染物的吸附层(11)；

带动转轮(1)低速旋转的电动机(2)；在所述的转轮(1)周围形成三个区域，与室内连通的空气处理区(1a)、与室外空气连通的转轮再生区(1b)和转轮冷却区(1c)；所述的转轮(1)在旋转过程中依次通过三个区域；

分别设置在转轮(1)N侧的第一风机(31)和转轮(1)W侧的第二风机(32)；所述N侧为室内侧，所述W侧为室外侧；

设置在转轮(1)W侧的加热装置(4)；

一第一换热装置(5)，用以对转轮(1)已净化的空气再进行预冷处理，该第一换热装置(5)设置在转轮(1)W侧，位于空气处理区(1a)和转轮(1)N侧的第一风机(31)相对应的适当位置；

一加湿冷却装置(6)，该加湿冷却装置(6)设置在第一换热装置(5)的输出方位，用以对预冷后的净化空气进行再冷却处理；

一第二换热装置(7)，该第二换热装置(7)设置在加湿冷却装置(6)的输出方位，用以对净化和加湿冷却后的净化空气进行进一步的冷却处理，第二换热装置(7)使用人工制冷系统提供冷源。

2.如权利要求1所述的转轮再生吸附式空气净化器，其特征在于：设置在转轮(1)上的能吸附空气中气态污染物的吸附层(11)是一层硅胶层(11)。

3.如权利要求1或2所述的转轮再生吸附式空气净化器，其特征在于：所述的转轮(1)上设有蜂窝式内层，所述的吸附层(11)是一层由硅胶材料制成的涂设在蜂窝式内层上的硅胶吸附层(11)。

4.如权利要求1所述的转轮再生吸附式空气净化器，其特征在于：

所述的第一风机(31)设置在转轮(1)的N侧且与空气处理区(1a)相对应的适当位置，用以将室内的待净化的空气送至转轮(1)中进行空气净化处理；

所述的第二风机(32)设置在转轮(1)的W侧且与转轮再生区(1b)和转轮冷却区(1c)相对应的适当位置；第二风机(32)设有大小两输出端，其中，

第二风机(32)的一大输出端位于转轮再生区(1b)的转轮(1)处，用以将室外的新鲜空气经加速后对转轮再生区(1b)的转轮(1)进行清除吸附在转轮(1)硅胶吸附层(11)上的化学物质；

第二风机(32)的一小输出端位于转轮冷却区(1c)的转轮(1)处，用以将室外冷却气流送至转轮冷却区(1c)的转轮(1)处，使转轮(1)冷却并恢复吸附能力。

5.如权利要求1或4所述的转轮再生吸附式空气净化器，其特征在于：对转轮(1)进行冷却的冷却源是以下之一：

由第二风机(32)的一小输出端提供的空气气流；

直接取自于大自然新鲜且低温的空气气流。

6.如权利要求4所述的转轮再生吸附式空气净化器，其特征在于：所述的设置在转轮(1)W侧的加热装置(4)位于第二风机(32)输出方位且与转轮再生区(1b)相对应地设置在靠近转轮(1)处；加热装置(4)的进风口与第二风机(32)的一大输出端相对应，加热装置(4)的出风口对着转轮再生区(1b)处的转轮(1)。

7.如权利要求1或6所述的转轮再生吸附式空气净化器，其特征在于：所述的设置在转轮(1)W侧且靠近转轮(1)与转轮再生区(1b)相对应的加热装置(4)是以下装置之一：

是一加热器(41)、是一换热器。

8.如权利要求7所述的转轮再生吸附式空气净化器，其特征在于：所述的换热器是一利用飞机发动机废热的换热器(42)，所述利用飞机发动机废热的换热器(42)应用于飞机客舱的空气净化。

9.如权利要求7所述的转轮再生吸附式空气净化器，其特征在于：所述的换热器是一利用任何热媒热能的换热器(43)，所述利用任何热媒热能的换热器(43)应用于建筑物的室内空气净化。

10.如权利要求4所述的转轮再生吸附式空气净化器，其特征在于：

所述的第一换热装置(5)具有两输入端，其中，第一换热装置(5)一输入端对应于空气处理区(1a)的转轮(1)，接收对转轮(1)送出的已净化的空气，第一换热装置(5)另一输入端与第二风机(32)中的一小输出端连通，用以使第二风机(32)送出的具有一定速度的室外新风对经过第一换热装置(5)中的由转轮(1)送出的已处理的净化空气进行冷却处理；

所述的加湿冷却装置(6)是利用水蒸发吸热来对已净化空气进行冷却处理；

所述的第二换热装置(7)的输出端与室外新风混合后送回室内。

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