TW201016302A - A method and system for cleaning atmospheric pollution - Google Patents

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TW201016302A TW098136127A TW98136127A TW201016302A TW 201016302 A TW201016302 A TW 201016302A TW 098136127 A TW098136127 A TW 098136127A TW 98136127 A TW98136127 A TW 98136127A TW 201016302 A TW201016302 A TW 201016302A
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Kwun Fu Lam
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Description

201016302 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 闺本發明涉及淨化污㈣方法和系統，Μ體地說 一種淨化大氣污染的方法和系統。 【先前技術】 剛在許多工業城市和城鎮，大氣污染是—主要的健康 境問題。傳統上’焦點主要放在解決污染源的排放，以 ' 降低大氣污染。 人 ❹ 麵0此，㈣有—種方法和系統，其通過纽地除去*氣 中的污染物，以淨化大氣污步地，更期望㈣ 方法和系統在大範圍應用 ’ 餘去空氣中 的大量污染物。 "； ,.：； 【發明内容】 [0004] 本發明要解決的技術問題在於’料現有技術的上述缺 陷’提供一種淨化大氣污I·隱if [0005] 根據本發明的一方面，本化大氣污染的 方法，包括以下步驟：' [0006] 通過建築物的至少一個進風口，從大氣中導入污染空氣 [0007] 將所述汚染空氣導入位於所述建築物内的過濾系統，以 過濾所述污染空氣； [0008] 通過建築物的至少一個出風口，將經過濾的空氣導入大 氣中。 098136127 表單編珑A0101 第3頁/共24頁 0982061946-0 201016302 [0009] [0010] [0011] [0012] 在本發明所述的方法中，所述污染空氣是通過一風道引 導的。 在本發明所述的方法中，所述風道是以下其中之一：建 築物中的升降梯間、管道或預設的空隙。 本發明所述的方法進一步包括：根據風向，選擇所述建 築物的具有至少一個進風口的一侧面，以獲得最優的空 氣流速，以便風通過所述蕈少一個進風口將所述污染空 氣吹入建築物。 本發明所述的方法進-步包括：遘擇所述建築物的具有 至少-個進風α的樓層，矛同碑&現的大氣污 染導入所述過濾系統。 [0013] *··\ [0014] 在本發明所述的方法中，所述至少-個&口是以下其 中之一：窗戶、門或建築物屋頂的開口。 本發月所述的方法進_步包括：♦所述風#内設置至少 一個風扇’以科續述污較氡，並將其導向所述過 遽系統。 r 〇 [0015] [0016] [0017] 098136127 在本發明所述的方法中，所述至少_個風扇設置在升降 梯間内的升降厢巾，所較Μ具有賴開口和底部開 口，以便污染空氣穿過所述升降廂。 根據本發明的另-個方面，本發明提供—種淨化大氣污 染的系統，所述系統包括： 建築物的至少一個進風口，用於從大氣導入污染空氣； 風道，用於將所述污染空氣導入位於所述建築物内的過 表單編號Α0101 第4頁/共24頁 0982061946-0 [0018] 201016302 [0019] [0020] [0021] ❹ [0022] 濾系統，一滤所述污染空氣；及 建築物的參少〆個出風口，用於將經過濾的空氣導入大 氣中。 在本發明所述^統中，所賴道是以下其中之一：建 築物中#降梯間、管道或預設的空隙。 本發明所述的系統進一步包括風速計用於檢測風速和 風向以彳更滅定所述建築物的具有至少一個進風口的一 侧面，從而通過使用風來獲得最優的空氣流速。 在本發明所述的系統f ’所^至1一個進風口是以下其 中之f戶、門或建築-一一.........
[0023] [0024]
本發賴__錢—步纖其設置在 所述風IT内，以便導入所述污染空氣，並將其導向所述過濾系統。 在本發明所述的系統中’ 設置在升降 梯間内的扑降廉中’所述升#厢^命部開口和底部開 口，以便污染空氣穿過所逾#降$S
[0025] 本發明所述的系統進一步包括靜電除塵器，用於從所述 污染空氣中耖除顆粒物質，所述靜電馀塵器位於所述過 濾系統的風流上游° [0026] 在本發明所述的系統中，所述過濾系統是水過濾系統’ 以從所述泠染空氣中移除灰塵和顆粒物質》 [0027] 本發明所述的系統進一步包括控制系統，用於根據所述 風速計的測量值’選擇性地開啟或關閉所述建築物的所 098136127 表單編我 A0101 第 5 頁/共 24 5 0982061946-0 201016302 述一側面的窗戶和門，以增加需淨化的污染空氣的流速 〇 [0028]本發明的淨化大氣污染的系統能夠以低成本的方式永久 地除去空氣中的污染物，以淨化大氣污染。 [實施方式】 [0029] 如第卜5圖所示，提供了一種淨化大氣污染15的系統1〇。 該系統10通常包括：建築物20的至少一個進風口 30、風 遒55、設置在建築物2〇内的過濾系統80、以及建築物20 的至少一個出風口 81 »優選的，該過濾系統80位於建築 物20内。進風口30將被污染的空氣15從大氣中導入。風 道55將被污染的空氣15導入;過逸I系統80，ά將該空氣中 的污染物永久地除去。出風α 81將ii過濾冷空氣90導入 到大氣中。該經過濾的空氣90可以在地平面釋放或者通 過空氣導管在更高的高度釋放。 [0030] 建築物2〇可作為一污染收集系统1〇二勵iff使用具有單 一樓層的建築物，作為優選，緣是具有至少9個 · . ：: Μ 樓層的高層建築物。該建議物2Ό廛猶至少一個升降梯間 55和/或垂直管道/通風系統。理論上，該建築物20設置 在環境中具有大氣污染或出現煙霧的區域或城市中或附 近。該建築物20可以是非居住型的或居住型的。舊的、 非使用的或居住不安全的建築物最適於用作該系統20 ’ 因為其運作成本低且啟動投資較少。該系統1〇也可設置 在生成大量污染空氣的電薇附近*該系統1〇也可设置在 位於電廠附近的幾個建築物内，以淨化大量的污染空氣 098136127 表單編號Α0101 第6頁/共24頁 201016302 剛圓和第8圖所示，建築_具有窗戶30,其用作系 統^的進風口 30,以從大氣中將空氣t的污染_導入 。在建築物20的房間31中’窗戶3〇和門⑽可全部或部分 地㈣，這取決於助和需要淨化的污染物的源頭位置 。促流連接器⑴。…ingc〇upler”〇m置在房 間的門32和升降梯門之間，以將空氣中的污染抓導入 升降梯間55中。促流連接器701可由木頭或類似材料製成 。促流連接㈣1的-端為-較大的物理蒒檢程式7〇2, 用以阻止大顆粒，例如殘渣和物理垃圾或鳥類進入系統 10。筛檢程式m設置在建築物2G中每個套房或房間31 的主門入口:促流連接器701的另一端城動風扇7〇3。 堪動風___導人和砂Μ”㈣物15進入升 降梯間 5...5。 . · [0032] 風道55疋義為在同—樓層上從窗口则升降梯門，接著 從升降梯門經過升降梯間裨系統8〇。儘 管升降梯間55和管道/通辦α:ρι描述，但是從 窗戶別最終到過渡_，硌蘇冒空氣管道或者串 聯空氣管道均可使用。在^^^㈣升降梯間55的 升降梯門必須保持打開，以使得污染空氣15流向地面樓 層。整個地面樓層用作污染物/灰塵的收集控制中心。 [0033]空氣動力驅動裝置例如風扇60或旋風除塵器設置在升降 梯間55内，以將從窗戶30吸入的污染空氣導入升降梯間 55，使得其向下流動到建築物2〇的更低樓層。風扇6〇無 須總是處於工作狀態，如果風速可產生足夠的空氣流的 話’風扇60可以停止工作。 098136127 表單編號Α0101 第7頁/共24頁 0982061946-0 201016302 [0034]
大氣中的污染物例如灰末或者顆粒存在於建築物2〇附近 或在建築物20附近迴圈。污染空氣15通過進風口 3〇進入 建築物20。污染空氣15穿過中間的促流連接器進入升降 梯間55。順著風流通道5，空氣流彙聚在一起，並在幾個 風扇60或旋風除塵器的向下吹動下，通過升降梯間”向 下流動。污染空氣15到達建築物2〇的地面樓層並由過 濾系統80進行過濾。到達地面樓層的污染空氣15在由水 過濾系統80過濾之前，穿過靜電除塵器7〇。系統1〇中使 用的水過濾系統80的一個例子在申請日為2〇〇8年1月15 曰、申請號為61/021321的美國醆時專利申請中公開，
在此將其内容進行全文引用。相^ 過濾系統8〇 »超過9〇%的飛拳在該 中前被收集到。預計細微楼
該多級水 到外界環境 『大於和灰塵被水 過濾系統80捕捉到。轴流式風扇7〇用於蔣空氣導入水過 渡系統8 0。 [0035] 根據大氣中污染物的高度，可以迤過不同的方式設置該 系統10。如第2S所示，升降純靜止在地面樓層的下面 ，以提供空間給空氣流和風扇或旋風除塵器60。通過將 升降廂電缆移除或使其空閒，升降機房50停止運作。
[0036] 如第3圖所示，如果維修人員使用升降庙51在建築物2〇的 樓層之間運動，其將打開升降厢51的頂棚和地板以便空 氣垂直進出。當維修人員未移動升降料，該升降^ 將運動到.更高樓層，以便將該樓層的空氣導向地面樓層 。風扇或旋風除塵器可設置在升降庙51的底部，以便將 污染空氣向下吹。 098136127 表單蹁號A0101 第8頁/共24頁 0982061946-0 201016302 [0037] 如第4圖所示，如果污染空氣15從建築物20的單一面進入 ，建築物20該側的窗戶30被打開。建築物20的另一側可 用作別的用途，例如作為居住或存儲空間。典型的十樓 層高層建築物20具有大小為100 cmxl 20cm的窗戶以及 90cmx200cm的門入口。9個樓層的窗戶可用作進風口 3〇 。在一實施例中’每一樓層僅有一個窗戶30打開。在促 流連接器處設置有最小為每分鐘400立方英尺（CFM)的 風扇。每分鐘最小為4000立方英尺的空氣容量將導入升
[0038] 降梯間55。升降梯間55的橫截面為180cmxl 80cm。升降 廂51處於空間且完耸被降至升降梯間5 5底部的凹陷處， 以便有足夠的空間可讓空_ _水過據系 統80中。 污染空氣15接著進入兩個相分離但是類似的水過濾系統 80中。通過運行速度大約為3.000CFM的軸流式風扇，污 染空氣被導入過濾系統8〇 ;气染，客氣大約抖每秒5米的速 度，從升降梯間55流人水丨
u 了更好的運行γΤΟΟΘΓ^ ，該系統需要空氳速率保婦4漆丨矣每私5米：升降梯間内 abFPvrl 的氣流是大約每秒5米的速度，其與排出的空氣9〇的流速 大致相同。排放的空氣90的流速大致保持在每秒6米β [0039] 與進入進風口 30處的污染空氣相比，出風口 81處的空氣 90中的微粒水準大約降低5〇%〇與進入進風口 30處的污染 空氣相比，出風口 81處的空氣9〇中的灰塵水準大約降低 90%。經過成功處理後，空氣中可吸入懸浮顆粒（Rsp) 水準為標準的PM10。 [0040] 098136127 如第5圖所示，如果污染空氣15從建築物20的上部進入， 表單編號A0101 第9頁/共24頁 0982061946-0 201016302 升降廂51被移動到建築物20頂部的升降機房50附近的最 大高度處。接著，污染空氣15垂直地甸下導入升降梯間 55，直到其到達地面樓層，並在該處由水過瀘、系統80進 行過濾。 [0041] 為了使得沿著風流通道5保持最優的流速’在建築物20的 外部例如樓頂設置風速計52。該風速計52測量風向和風 速。風速計52的測量值由一處理器進行處理’以確定將 建築物20哪一面的窗戶30應該打開，以使得污染空氣15 保持最優的流速進入建築物20進行淨化。這還意味著， 如果風速足夠推動污染空氣15向下流動到地面樓層，風 ® 扇60可關閉，敎降低耗電量' _ Μ [0042] 在另一實施例中’取代使用威速>52 史的每年風向 資料可用於確定在一年中的特定月份，建築物20的哪— 面窗戶應該打開。 [0043] 較低高度處的大氣污染可以由該系，統10-‘杆淨化。典型 的十樓層高層建築物具有大小為10 Ocmx 12 0cm的窗戶 ，且Η入口大小為9〇cmx2(H)c'n{ I雀築物2〇的9個樓層可 鲁 用作進風口 30。第二樓層的十個窗戶被打開’在升降梯 入口的每一側上的促流連接器處設置兩個最小空氣流量 為400CFM的風扇。兩個升降梯門打開，並且根據實際條 件，以彼此相對的方式或相立垂直的方式，安裝促流連 接器。升降糾停止，旅在第三樓層保持空閒，以留出 足夠的空間，讓空 氣流過水減系統8Q。總拍8()〇CFM 的污染空氣15被導入橫裁面為ΐ8〇Χΐ8_的升降梯間55 098136127 表單編號A0101 第10 S/其24寅 °982〇61946-〇 201016302 [0044] ❹ 如第6圖所示，描述了操作過程中系統10的典型方案。首 先’步驟601中，確定需要淨化的污染空氣15的高度位置 歩驟602中’根據確定的高度，確定相應的樓層。或者 ’無需確定高度’而簡單地使用建築物20的地面以上的 所有樓層。步驟603中，通過風速計52檢測風速和風向。 步綠6〇4中’選擇建築物2〇的朝向風向的一側。或者，無 需確定建築物20的一側面，可使用建築物2〇的一個或多 個侧面。步驟605中’開啟窗戶及建築物2〇的套房/房間 的門32，以提供污染空氣15到達升降梯間55的流動通道 。歩驟606中，污染空氣15流入建築物2〇，順著風流通道 5向下從升降槔間5 5流到地面斧層».貧中，經由從 窗戶3 0穿過套房門並進入升3丨汚梯間55.進\而到:達水過濾系 統8〇所定^的風道55，引掌污染空氣‘g流通道5流動 。歩碌608中，如果自然風速不夠快，開啟升降梯間託中 的風屬30,以增加空氣流速。步驟_中，當污染空氣到 達地面樓層，通過靜電除將其過 t歩舰0中’經過瀵的麵風口再次回到大 氣，該出風_¥職-DgK，驟611中，維修人員 時常清除雜程式處收集的污染物，並以已知的方法對 其進行處理。 [0045] 執行系統U)的成本最低1成本將包括租用建築物2〇的 成本（如果需要的話），及相關人員例行移除水過渡系 統80所捕捉到的污染物、清潔靜電除塵㈣和篩檢程式 32、開啟合適的窗戶3Q和門以接收大氣污染㈣成本。 可選擇的實施射，可使践動活塞控料統自動地控 098136127 表單鎢號Α0101 第Π頁/共24頁 0982061946-0 201016302 [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] 大氣污染可包括大氣中過量舞在.刼£Ρ马和s〇2<> 儘管在此已經描述了水過濾系統8〇位於地.面樓 [0051] 098136127 制窗戶30和門的運行’以開啟和關閉合適的窗戶3〇和門 。該控制系統可通過中心電腦根據接收風速計52獲取的 風測量值來控制。通過安裝在建築物2〇樓頂的太陽能電 池板或別的可再生能源對風扇6 0和別的電子設備進行供 電，以最小化電力使用成本。 進風口 30總的橫截面積可大於出風口 81總的橫截面積。 通過促使更大容量的空氣穿過建築物2〇以進行淨化並從 出風口 81排出，將產生附加的空氣壓力。附加的空㈣ 力將有助於推動污染空氣穿過建築物2〇，並減小對風扇 60的依賴。 Θ ，可以 理解的，其可以設置在建築物20的任意樓層。 儘管在此公開為水過濾系細，可以理解的，也可使用 別的可永久移除空氣中污染物的過m 儘管在此公_是窗戶3G作為麵σ30和出風州’可 ❿ Μ㈣的任意形狀或形式的可使得 污染空氣進人建築物20的通孔均可作為合柄進風㈣ ，建築物20上開設的任意形狀或形式的可使得經過遽空 氣離開建築物2〇進入大氣的通孔均可作為合適的出風口 81 ° 本發明是通過幾個具趙實施例進行說明的，本領域技術 人員應當明白，在不脫離本發明範圍的情死下還可以 對本發明進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情 表單編號A0101 第12頁/共24頁 0982061946-0 201016302 [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] 〇 [0057] [0058] [0059] [0060] 形或具體情況，可以對本發明做各種修改，而不脫離本 發明的範圍。因此，本發明不局限於所公開的具體實施 例，而應當包括落入本發明權利要求範圍内的全部實施 方式。 【圖式簡單說明】 下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖 中： 第1圖是依據本發明一實施例的建築物的立體結構示意圖 ， 第2圖是依據本發明一實施洌的淨ί匕大氣污染的系統的橫 截面圖； 第3圖是依據本發明另一實施例的淨化大氣污染的系統的 橫截面圖； 第4圖是依據本發明又一實施例的淨化大氣污染的系統的 • . s i i ψ f I I . 橫截面圖； 第5圖是依據本發明再一實施例的淨化大氣污染的系統的 橫截面圖； 第6圖是依據本發明一實施例的淨化大氣污染的方法的處 理流程圖； 第7圖是依據本發明一實施例的用於淨化大氣污染的系統 中設置促流連接器的示意圖； 第8圖是第7圖中的促流連接器的橫截面圖。 【主要元件符號說明】 098136127 表單編號A0101 第13頁/共24頁 0982061946-0 201016302 [0061] 5 : 風流通道 [0062] 10 : 一種淨化大氣污染的系統 [0063] 20 : 建築物 [0064] 30 : 進風口 [0065] 31 : 房間 [0066] 32 : 門 [0067] 50 : 升降機房 [0068] 51 : 升降廂 [0069] 60 : 風扇 [0070] 80 : 過濾系統 [0071] 81 : 出風口 [0072] 701 :促流連接器 . ?. ；； ί [0073] 703 :驅動風扇 Ο
KJ ·' jj; ίΚ ^ --- - . '.3 'Ιΐ-.ύΐ* ΐ ->!-；? ·ΐμ=；Τ. !- 098136127 表單編號Α0101 第14頁/共24頁 0982061946-0

Claims (1)

  1. 201016302 七、申請專利範圍： 1 . 一種淨化大氣污染的方法，其特徵在於，包括以下步驟： 通過建築物的至少一個進風口，從大氣中導入污染空氣； 將所述污染空氣引導入位於所述建築物内的過濾系統，以 過濾所述污染空氣； 通過建築物的至少一個出風口，將經過濾的空氣導入大氣 中。 2 .如申請專利範圍第1項所述之淨化大氣污染的方法，其中 ® ，所述污染空氣是通過一風道引導的。 3 .如申請專利範圍第2項所述之淨化大氣污染的方法，其中 ，所述風道是以下其中之一：建築物中的升降梯間、管道 或預設的空隙。 4 .如申請專利範圍第1項所述之淨化大氣污染的方法，其中 ，進一步包括：根據風向，選擇所述建築_的具有至少一 個進風口的一侧面，以獲得最優'的空氣流，以便風通過 所述至少一個進風口將所述污染空氣吹入建築物。 5 .如申請專利範圍第1項所述之淨化大氣污染的方法，其中 ，進一步包括：選擇所述建築物的具有至少一個進風口的 樓層，以便將不同高度出現的大氣污染導入所述過濾系統 〇 6 .如申請專利範圍第1項所述之淨化大氣污染的方法，其中 ，所述至少一個進風口是以下其中之一：窗戶、門或建築 物屋頂的開口。 7.如申請專利範圍第1項所述之淨化大氣污染的方法，其中 098136127 表單編號A0101 第15頁/共24頁 0982061946-0 201016302 ，進一步包括：在所述風道内設置至少一個風扇，以便導 入所述污染空氣，並將其導向所述過濾系統。 8 .如申請專利範圍第7項所述之淨化大氣污染的方法，其中 ，所述至少一個風扇設置在升降梯間内的升降廂中，所述 升降廂具有頂部開口和底部開口，以便污染空氣穿過所述 升降廊。 9 . 一種淨化大氣污染的系統，其特徵在於，所述系統包括： 建築物的至少一個進風口，用於從大氣導入污染空氣；風 道，用於將所述污染空氣導入位於所述建築物内的過濾系 統，以過濾所述污染空氣；及 建築物的至少一個出風口，用於將經過濾的空氣導入大氣 中。 ： m Ί 10 .如申請專利範圍第9項所述之淨化大氣污染的系統，其中 ，所述風道是以下其中之一：建築物中的升降梯間、管道 或預設的空隙。 11 .如申請專利範圍第9項所述之淨化大氣污染的系統，其中 ，所述系統進一步包括風速計，用於檢測風速和風向，以 便確定所述建築物的具有至少^個進風口的一側面，從而 通過使用風來獲得最優的空氣流速。 12 .如申請專利範圍第11項所述之淨化大氣污染的系統，其中 ，所述系統進一步包括控制系統，用於根據所述風速計的 測量值，選擇性地開啟或關閉所述建築物的所述一侧面的 窗戶和門，以增加需淨化的污染空氣的流速。 13 .如申請專利範圍第9項所述之淨化大氣污染的系統，其中 ，所述至少一個進風口是以下其中之一：窗戶、門或建築 物屋頂的開口。 098136127 表單編號A0101 第16頁/共24頁 0982061946-0 201016302 η . ”請專利_第9項所述之淨化大氣污染㈣統其中 ’所述系統進-步包括至少—個風扇，其設置在所述風道 内，以便導入所述污染空氣，並將其導向所述過渡系統。 I5 .如申請專利範圍第！4項所述之淨化大氣污染的系統，其中 ，所述至少一個風扇設置在升降梯間内的升降廂中，所述 升降廂具有頂部開口和底部開口，以便污染空氣穿過所述 升降厢。 16 .如申請專利範圍第9項所述之淨化大氣污染的系統，其中 ’所述系統進一步包括靜電除塵器，用於從所述污染空氣
    中移除顆粒物質’所述靜電除塵器位於所述過濾系統的風 流上游。 Ti 作 ， 17 .如申請專利範圍第9項所述之^氣:污染的系統，其中 ，所述過濾系統是水過濾系.統:從所遂污染空氣中移除 灰塵和顆粒物質。 I ' ιί* ύ '^3C\ it JU€ -3rty Offi ^ 098136127 表單編號A0101 第Π頁/共24頁 0982061946-0
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