CN201061748Y - 多级净化复合吸附空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级净化复合吸附空气净化装置，主要包括有五个净化器、八段管道、一个压力泵，五个净化器、八段管道和压力泵安装在壳体内；五个净化器和一个压力泵采用八段管道实现连通，使进入本实用新型空气净化装置的空气经三级净化处理后获得洁净的净化空气供室内使用。在本实用新型中净化器由净化体、金属外套构成，净化体安装在金属外套内，金属外套的上端设有进气端，金属外套的下端设有出气端；所述净化体中的吸附材料放置在上层纤维纳米复合材料与下层纤维纳米复合材料之间，纤维纳米复合材料的材质是附着有氢氧化钙、氧化锌、碳酸钙、或者碳酸镁的木浆纤维、棉线、纺纶、晴纶或者涤纶。采用含纳米氧化物的纤维材料净化空气，在净化过程中能够吸附空气中可吸入颗粒或分子，从而达到净化空气的目的。

Description

多级净化复合吸附空气净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种空气净化器，更特别地说，是指一种采用附着纳米氧化物--氢氧化钙、氧化锌、碳酸钙、碳酸镁的纤维和活性碳作为吸附源实现净化空气的目的的一种新型多级净化复合吸附空气净化装置。

背景技术

人的一生有70％～90％的时间是在室内度过，室内环境质量对人的身心健康、生活和工作质量具有重要影响。为了维持正常的生命活动，健康成年人每天需要从外界吸入约12～15立方米的空气量。同时由于建筑材料的围隔作用，使得室内空气有别于室外，特别是随着对节能和温度舒适性要求的提高，建筑物密闭程度不断增加，致使室内与室外空气交换量减小，从而导致室内和室外的环境差异更加明显。

随着生活水平的提高，室内空气质量成为人们对室内环境最为关心的问题之一。早在二十世纪六十年代，国外就开始进行室内空气质量方面的研究，结果表明，室内空气质量远比室外差，并且指出室内空气质量对人体健康的影响可能超过室外。从八十年代初开始，美国、日本、加拿大和欧洲各国的报刊杂志上频繁出现由室内空气污染所引发的三种疾病：病态建筑综合症(SBS)、建筑相关疾病(BRI)和化学物质过敏症(MCS)。我国预防医学工作者早在二十世纪八十年代就开展了有关室内空气质量的研究，通过调查和检测发现，当时的室内空气污染物以厨房燃烧烟气、油烟、香烟烟雾、各类微生物以及人体新陈代谢和携带的细菌颗粒为主。

进入二十一世纪，随着人民生活水平的提高和住房制度的改革，住房私有化进程不断加快，购房和房屋装修成为人群中的消费热点。然而，由于建筑、装修材料质量和施工过程控制不严，室内空气污染物的来源和影响室内空气质量的因素越来越复杂，再加上建筑物密闭程度的不断提高，使得室内空气污染物的来源和影响室内空气质量的因素越来越复杂，室内空气质量有恶化趋势。为了解决空气净化问题，本发明人提出一种采用纳米氧化物附着在纤维载体上实现对空气的净化装置。

本实用新型的目的是提供一种多级净化复合吸附空气净化装置，该空气净化装置采用可恢复性复合纳米材料作为空气净化源，在气流通道中空气的流动使空气中的可吸入颗粒与空气净化源相接触时被吸附，实现空气在流动中的被净化处理，从而达到连续净化空气的目的；采用对引入的室外空气进行三级分化处理，使空气经过复合纳米材料一层一层的净化，使净化更充分、更彻底，有效地提高了净化效率、节约了用电量、降低了成本。

本实用新型是一种多级净化复合吸附空气净化装置，主要包括有多个净化器、多段管道、一个压力泵，多个净化器、多段管道和压力泵安装在壳体内；净化器由净化体、金属外套构成，净化体安装在金属外套内，金属外套的上端设有进气端，金属外套的下端设有出气端；所述净化体包括有吸附材料、上层纤维纳米复合材料、下层纤维纳米复合材料，吸附材料放置在上层纤维纳米复合材料与下层纤维纳米复合材料之间。纤维纳米复合材料的材质是附着有纳米氧化物--氢氧化钙、氧化锌、碳酸钙、或者碳酸镁的木浆纤维、棉线、纺纶、晴纶或者涤纶。采用含纳米氧化物的纤维材料净化空气，在净化过程中能够吸附空气中可吸入颗粒或分子，从而达到净化空气的目的。

附图说明

图1是本实用新型空气净化器的外部结构示图。

图2是本实用新型空气净化流程框图。

图3是A净化器的结构图。

图3A是净化体的叠层结构示图。

图中：1.A净化器  101.金属外套  102.进气端  103.出气端104.上层纤维纳米复合材料  105.下层纤维纳米复合材料  106.吸附材料107.第二纤维纳米复合材料  108.第二吸附材料  2.空气压力3.B净化器  4.C净化器  5.D净化器  6.E净化器  11.第一管道12.第二管道  13.第三管道  14.横排管道  15.第四管道  16.第五管道17.第六管道  18.第七管道  19.过滤网  21.壳体  22.隔板23.电源接口  24.进气接口  25.排气出口  26.显示屏

下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型是一种多级净化复合吸附空气净化装置，主要包括有多个净化器(A净化器1、B净化器3、C净化器4、D净化器5、E净化器6)、多段管道(第一管道11、第二管道12、第三管道13、横排管道14、第四管道15、第五管道16、第六管道17、第七管道18)、压力泵2、壳体1，多个净化器、多段管道和压力泵2安装在壳体1内的隔板22下方。(参见图1所示)所述壳体1正面板上设有排气出口25(为百叶窗、或者纤维网状织物)、显示屏26(即数字显示器，显示有换气、开、关等相关参数，有利于使用者进行调节用)；壳体1侧面板上设有电源接口23(接220V电源)、进气接口24，进气接口24内安装有过滤网19(过滤网19实现空气的一级净化，过滤出相对较大的飘浮污染物)；壳体1内部设有隔板22，隔板22上设有多个通孔(A通孔、B通孔、C通孔、D通孔)，通孔的设计有利于B净化器3、C净化器4、D净化器5和E净化器6的出气端通过，使净化后的空气从排气出口25中输出进入室内。(参见图2所示)第一管道11的进气端与进气接口24的出气端(进气接口24的进气端与一伸出室外的软管连接)连接，第一管道11的出气端与A净化器1的进气端连接，A净化器1的出气端与第二管道12的进气端连接，第二管道12的出气端与压力泵2的进气口连接，压力泵2的出气口与第三管道13的进气端连接，第三管道13的出气端与横排管道14的进气端连接，横排管道14的四个出气端上分别连接有第四管道15、第五管道16、第六管道17、第七管道18的进气端，第四管道15的出气端与B净化器3的进气端连接，B净化器3的出气端连接在隔板22的B通孔上，第五管道16的出气端与C净化器4的进气端连接，C净化器4的出气端连接在隔板22的C通孔上，第六管道17的出气端与D净化器5的进气端连接，D净化器5的出气端连接在隔板22的D通孔上，第七管道18的出气端与E净化器6的进气端连接，E净化器6的出气端连接在隔板22的A通孔上。

在本实用新型中，A净化器1、B净化器3、C净化器4、D净化器5和E净化器6的结构是相同的，且B净化器3、C净化器4、D净化器5、E净化器6平行布置，有利于与横排管道14的连接，同时也使占用的空间较小。B净化器3、C净化器4、D净化器5、E净化器6也可以两两平行布置。为了简述方便，只公开了A净化器1(图3所示)的内部结构进行说明。图中，A净化器1由净化体、金属外套101构成，净化体安装在金属外套101内，金属外套101的上端设有进气端102，金属外套101的下端设有出气端103；所述净化体包括有吸附材料106、上层纤维纳米复合材料104、下层纤维纳米复合材料105，吸附材料106放置在上层纤维纳米复合材料104与下层纤维纳米复合材料105之间。进气端102、出气端103的设计有利于方便与管道的连接。吸附材料106为活性碳。上层纤维纳米复合材料104与下层纤维纳米复合材料105的材质是相同的，是采用雾化工艺将氢氧化钙、氧化锌、碳酸钙、或者碳酸镁附着在载体(纤维)上，纤维可以是木浆纤维、棉线、纺纶、或者涤纶等，纤维直径为0.5～5mm。上层纤维纳米复合材料104、下层纤维纳米复合材料105的材质是附着有纳米氧化物的木浆纤维、棉线、纺纶、晴纶或者涤纶，纳米氧化物为氢氧化钙、氧化锌、碳酸钙、或者碳酸镁，纳米氧化物的直径为10～500纳米。

为了使空气更好得净化，也可以将叠层形状的净化体设有成多层叠加结构，如图3A所示。净化体由上层纤维纳米复合材料104、下层纤维纳米复合材料105、第二纤维纳米复合材料107、吸附材料106、第二吸附材料108组成，吸附材料106的上方是上层纤维纳米复合材料104，吸附材料106的下方是第二纤维纳米复合材料107，第二纤维纳米复合材料107的下方是第二吸附材料108，第二吸附材料108的下方是下层纤维纳米复合材料105。吸附材料106、第二吸附材料108为活性碳。上层纤维纳米复合材料104、下层纤维纳米复合材料105、第二纤维纳米复合材料107的材质是附着有纳米氧化物的木浆纤维、棉线、纺纶、或者涤纶，纳米氧化物为氢氧化钙、氧化锌、碳酸钙、或者碳酸镁，纳米氧化物的直径为10～500纳米。

本实用新型的空气净化装置，进气接口24的出气端与第一管道11的进气端连接，进气接口24进气端与软管的出气端连接，软管的进气端放置在室外。在压力泵2工作的条件下，室外的空气经软管、进气接口24、过滤网19进入第一管道11，实现第一级的空气净化处理。第一级净化的目的是过滤出空气中相对较大的颗粒性污染物，将室外的空气引入室内进行净化后为室内提供充足的氧气。软管可以拆卸和更换，过滤网19可以拆卸、更换和清洗(二次应用，降低成本)。

本实用新型的空气净化装置，压力泵2的输出压力为10Pa～30KPa，其可以选取GST1000手持微压压力泵。压力泵2设计在A净化器1与平行布置的B净化器3、C净化器4、D净化器5和E净化器6之间，有利于在进入三级净化时的空气较为缓慢地在通过B净化器3、C净化器4、D净化器5和E净化器6中流动，达到更佳去除空气中的污染物。

本实用新型空气净化装置，具有如下的创新性：

一、净化方式

进入A净化器1(第二级净化)后的空气被分成数股气流，从而气流速度降低，增加了与第三级净化(B净化器3、C净化器4、D净化器5和E净化器6)材料接触的时间，便于净化，也可以减轻压力泵2的压力，延长了各个净化器(A净化器1、B净化器3、C净化器4、D净化器5和E净化器6)的使用寿命。气流的股数根据需要净化的场所的大小而定，活性碳的主要功能是吸附空气中的有毒气体。还增加了纳米氧化锌杀菌，采用纳米氧化锌既实惠，而且不用担心会像银离子杀菌对身体造成危害。

经过以上三级净化(一级过滤网19、二级A净化器1、三级B净化器3、C净化器4、D净化器5和E净化器6)以后，室外空气中含有的吸入可颗粒物、硫化物、氮化物等有害气体都已经被过滤完全了，换进室内的空气就真正安全了。

二、净化材料

本实用新型空气净化装置采用含有氢氧化钙、氧化锌、碳酸钙、碳酸镁的可恢复性纤维纳米复合材料(纤维直径1纳米至100微米)净化空气。复合微纳米材料吸附空气中需要除去的颗粒或分子，从而与空气分离，达到净化空气的目的。

纤维纳米复合材料属于多孔体系材料，对于多孔体系，除了孔隙结构外，表面结构也是决定其性能的重要指标。纳米氧化物-氢氧化钙、氧化锌、碳酸钙、碳酸镁表面凸凹不平，具有较大的比表面积，同时还具有相当高的比表面能，因此具有很好的吸附性能。

三、净化效果

本实用新型空气净化装置有十分高的使用效率，发明人分别对几种换气方式进行了实验，来说明该空气净化器的高效过滤效果。

下面是将本实用新型空气净化装置用于40m²居室，采用三种换气方式进行实验的数据(数据已列成了表格的形式，见表一、表二、表三、表四)：

表一对粒度小于15μm颗粒物的净化效果

(室外小于15μm颗粒物浓度120μm/m^-3)

换气方式	关窗换气状态	开窗自然换气状态	关窗无换气状态
				空气交换量	50L/min	---	---
浓度(μg/m-3)	15	120	100

表二  对粒度小于12.5μm颗粒物的净化效果

(室外小于12.5μm颗粒物浓度50μm/m^-3)

换气方式	关窗换气状态	开窗自然换气状态	关窗无换气状态
				空气交换量	50L/min	---	---
浓度(μg/m-3)	13	50	40

表三  SO₂、Nox的净化效果

(室外空气SO₂浓度为0.5mg/m^-3、Nox浓度为0.3mg/m^-3)

换气方式	关窗换气状态	开窗自然换气状态	关窗无换气状态
				空气交换量	50L/min	---	---
SO2浓度(mg/m-3)	0.15	0.4	0.3
				NO2浓度(mg/m-3)	0.10	0.3	0.3

表四  对甲醛的净化效果

(室外空气甲醛浓度为0.12mg/m^-3)

换气方式	关窗换气状态	开窗自然换气状态	关窗无换气状态
				空气交换量	50L/min	---	---
甲醛浓度(mg/m-3)	0.05	0.1	0.5

从上面的几组对比实验数据表，我们可以看出本实用新型的多级净化复合吸附净化器具有较强的过滤效果。它对颗粒物和几种大气中的污染物有很好的净化作用，可以使室内的空气质量远远超过了《室内空气质量标准》GB-T18883中的规定数值。

此外，本实用新型空气净化装置的优势还体现在以下几点：

1.提供一种立体净化，不是简单的一层或几层净化膜。立体净化是在受污染的空气与纤维纳米复合材料接触、混合以及相互运动中充分的完全的净化。第三级净化还增加了活性碳和锌离子。

2.不必担心时间长导致空气导入的不畅，因为压力泵提供了空气进入装置的动力。而且，这种随着时间的推移而形成的尘埃积累，恰好为室外空气的进入提供了天然的过滤网，从而使进入室内的空气被过滤吸附的更精细、更充分。

3.能耗小，并且连续部分换气减少了室内热能量损失，达到了很好的节能效果。功率低，只有60W。

4.纤维纳米复合材料可以通过真空加热使吸附的气体分子从纤维表面脱离，采用液体洗涤法使固体颗粒物从纤维表面脱离，从而恢复对气体和固体的吸附性。所用的高效活性碳材料，也可以拿出来经过太阳的照射，恢复吸附功能。这种多次重复使用的理念十分符合我国现在提倡的节约型社会的要求，而且环保。

本实用新型空气净化装置适用于办公、营业厅、机房、机场、火车站、医院、学校、餐厅、酒吧等人员较多，空间较大的公共场所。可以根据使用的场所适当的加大其尺寸和功率。

Claims (7)

1.一种多级净化复合吸附空气净化装置，其特征在于：主要包括有多个净化器、多段管道、一个压力泵(2)，多个净化器、多段管道和压力泵(2)安装在壳体(1)内；

所述壳体(1)正面板上设有排气出口(25)、显示屏(26)；壳体(1)侧面板上设有电源接口(23)、进气接口(24)；壳体(1)内部设有隔板(22)，隔板(22)上设有A通孔、B通孔、C通孔、D通孔；进气接口(24)内安装有过滤网(19)；

所述多个净化器是指A净化器(1)、B净化器(3)、C净化器(4)、D净化器(5)、E净化器(6)，且A净化器(1)、B净化器(3)、C净化器(4)、D净化器(5)和E净化器(6)的结构是相同的；其中，A净化器(1)由净化体、金属外套(101)构成，净化体安装在金属外套(101)内，金属外套(101)的上端设有进气端(102)，金属外套(101)的下端设有出气端(103)；所述净化体包括有吸附材料(106)、上层纤维纳米复合材料(104)、下层纤维纳米复合材料(105)，吸附材料(106)放置在上层纤维纳米复合材料(104)与下层纤维纳米复合材料(105)之间；

所述多段管道是指第一管道(11)、第二管道(12)、第三管道(13)、横排管道(14)、第四管道(15)、第五管道(16)、第六管道(17)、第七管道(18)，且第一管道(11)、第二管道(12)、第三管道(13)、第四管道(15)、第五管道(16)、第六管道(17)、第七管道(18)的结构是相同的，为塑料软管或者金属软管；横排管道(14)是一进多出模式管道，为金属管、塑料软管或者金属软管；

第一管道(11)的进气端与进气接口(24)出气端连接，第一管道(11)的出气端与A净化器(1)的进气端连接，A净化器(1)的出气端与第二管道(12)的进气端连接，第二管道(12)的出气端与压力泵(2)的进气口连接，压力泵(2)的出气口与第三管道(13)的进气端连接，第三管道(13)的出气端与横排管道(14)的进气端连接，横排管道(14)的四个出气端上分别连接有第四管道(15)、第五管道(16)、第六管道(17)、第七管道(18)的进气端，第四管道(15)的出气端与B净化器(3)的进气端连接，B净化器(3)的出气端连接在隔板(22)的B通孔上，第五管道(16)的出气端与C净化器(4)的进气端连接，C净化器(4)的出气端连接在隔板(22)的C通孔上，第六管道(17)的出气端与D净化器(5)的进气端连接，D净化器(5)的出气端连接在隔板(22)的D通孔上，第七管道(18)的出气端与E净化器(6)的进气端连接，E净化器(6)的出气端连接在隔板(22)的A通孔上。

2.根据权利要求1所述的复合吸附空气净化装置，其特征在于：吸附材料(106)为活性碳；上层纤维纳米复合材料(104)、下层纤维纳米复合材料(105)的材质是附着有纳米氧化物的木浆纤维、棉线、纺纶、晴纶或者涤纶，纳米氧化物为氢氧化钙、氧化锌、碳酸钙、或者碳酸镁，纳米氧化物的直径为10～500纳米。

3.根据权利要求1所述的复合吸附空气净化装置，其特征在于：净化体由上层纤维纳米复合材料(104)、下层纤维纳米复合材料(105)、第二纤维纳米复合材料(107)、吸附材料(106)、第二吸附材料(108)组成，吸附材料(106)的上方是上层纤维纳米复合材料(104)，吸附材料(106)的下方是第二纤维纳米复合材料(107)，第二纤维纳米复合材料(107)的下方是第二吸附材料(108)，第二吸附材料(108)的下方是下层纤维纳米复合材料(105)；吸附材料(106)、第二吸附材料(108)为活性碳；上层纤维纳米复合材料(104)、下层纤维纳米复合材料(105)、第二纤维纳米复合材料(107)的材质是附着有纳米氧化物的木浆纤维、棉线、纺纶、或者涤纶，纳米氧化物为氢氧化钙、氧化锌、碳酸钙、或者碳酸镁，纳米氧化物的直径为10～500纳米。

4.根据权利要求1所述的复合吸附空气净化装置，其特征在于：排气出口(25)是百叶窗、或者纤维网状织物。

5.根据权利要求1所述的复合吸附空气净化装置，其特征在于：压力泵(2)的输出压力为10Pa～30KPa。

6.根据权利要求1所述的复合吸附空气净化装置，其特征在于：B净化器(3)、C净化器(4)、D净化器(5)和E净化器(6)平行布置。

7.根据权利要求1所述的复合吸附空气净化装置，其特征在于：B净化器(3)、C净化器(4)、D净化器(5)和E净化器(6)两两平行布置。

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