本發(fā)明屬于霧霾治理技術(shù)鏈下游或終端的霧霾防護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種帽式空氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
霧，據(jù)《隋書·天文志下》文“將雨不雨，變?yōu)殡夓F”?，F(xiàn)代霧的概念為“飄浮在近地面空氣中飽和水蒸氣凝成的微米級水珠群體”，千萬年來只是間斷性、短時(shí)間接觸純凈的霧，對人類并無明顯的危害。
霾，與霧不同，據(jù)戰(zhàn)國前后成書的我國辭書之祖《爾雅·釋天》曰“風(fēng)而雨土為霾”。然而，由于現(xiàn)代工業(yè)文明排放物的影響，霾的概念已經(jīng)演變?yōu)椤翱諝庵卸趸蚣捌淞蛩猁}、氮氧化物及其硝酸鹽、有機(jī)化合物及其不完全燃燒產(chǎn)物的任意一種或幾種的混合物或轉(zhuǎn)化物，所伴生的粒徑小于10微米的顆粒物的總稱”。霾含有數(shù)百種化學(xué)成分，尤其是當(dāng)量粒徑小于2.5微米的顆粒物（pm2.5）可以直接侵入人畜禽的呼吸系統(tǒng)和血液循環(huán)系統(tǒng)，從而引起呼吸道、心血管、血液系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等疾病，諸如人類的咽喉炎、肺氣腫、哮喘、鼻炎、支氣管炎等病癥，長期處于霾污染的環(huán)境下易誘發(fā)肺癌等癌癥，也引起肉類食物鏈的代際長期嚴(yán)重污染。pm2.5還可成為病毒的載體，為傳染病推波助瀾。近30年來，我國公眾吸煙率逐漸下降，但肺癌患病率卻上升了近5倍，霾污染已經(jīng)成為發(fā)展中國家空氣污染的主要因素族。2014年3月世界衛(wèi)生組織在“事實(shí)報(bào)道第313號”《環(huán)境（室外）空氣品質(zhì)與健康》一文發(fā)布的與室外空氣污染有關(guān)的過早死亡份額中，約80%是誘發(fā)缺血性心臟病和中風(fēng)致死，14%是誘發(fā)慢性阻塞性肺病或急性下呼吸道感染致死，6%是誘發(fā)肺癌致死。
霧和霾，既可以獨(dú)立生成又可以協(xié)同加劇，在陽光照射時(shí)高濕度空氣中的二氧化硫、氮氧化物和有機(jī)化合物更容易轉(zhuǎn)化為更多的霾，霾的成分又是霧凝的晶種，加劇霧的生成，導(dǎo)致年均日照時(shí)數(shù)減少，改變植物物種之間原有的成分平衡。
霧霾，是媒體和公眾對空氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的通俗表述。例如有報(bào)道：2016年12月，入冬來最持久霧霾天氣使多個(gè)城市污染嚴(yán)重，北京、天津、河北、山西、山東、河南等6省市合力“抗霾”。此次霧霾持續(xù)時(shí)間達(dá)4天之久，從19日夜間進(jìn)入此輪霧霾最嚴(yán)重的時(shí)段，包括京津冀、山西、陜西、河南等11個(gè)省市在內(nèi)的地區(qū)都被霧霾籠罩，直到21日后半夜才自北向南減弱消散。準(zhǔn)確地說，這次霧霾的主體是霾，是霧和霾協(xié)同加劇的結(jié)果。
有研究顯示，地區(qū)不同，霾的來源和成分也有所不同，但排在最前面的兩位：一是汽車、電廠、航空、航海的燃油尾氣；二是工業(yè)、居民取暖的燃煤尾氣。目前對城市霧霾空氣的貢獻(xiàn)率而言，汽車燃油尾氣pm2.5占45-60％左右，工業(yè)燃煤尾氣pm2.5占35-45％左右，兩者是霧霾治理的重中之重。
全面治理霧霾是一個(gè)涉及面廣、產(chǎn)業(yè)多、技術(shù)復(fù)雜、政策和法規(guī)配套難度大的龐大系統(tǒng)工程，將是一個(gè)跨越一代人的長期任務(wù)，就霧霾治理技術(shù)鏈的下游或終端而言，目前主要以防護(hù)技術(shù)為主，雖然治標(biāo)不治本，但是解決局部空間的霧霾問題能很快見效，至少可以減少人們吸入霧霾的累積總量、抑制惡性腫瘤迅速攀升的發(fā)生概率。例如，由“初效過濾層、hepa高效過濾層、活性炭吸附層、光觸媒或冷觸媒層”集成的合格的空氣凈化機(jī)、合格的建筑物新風(fēng)系統(tǒng)，都可以達(dá)到較理想的空氣凈化效果，但僅限于室內(nèi)使用而出門無效。
近些年也發(fā)展出隨身攜帶型空氣凈化產(chǎn)品，典型的有n95防霾口罩、飛指501便攜式空氣凈化罩產(chǎn)品，以及中國專利公開號cn205516050u、cn204972734u、cn204601416u、cn204428646u、cn204275323u所揭示的隨身攜帶空氣凈化裝置。這些技術(shù)都有一個(gè)共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由”面罩、導(dǎo)氣管、動(dòng)力凈化調(diào)節(jié)組件”三大松散分立的單元構(gòu)成，雖然中國專利公開號cn205547787u也設(shè)計(jì)成一種防霧霾旅行包，集成度較高，結(jié)構(gòu)緊湊，但是過于沉重，不利于大眾推廣使用。對于隨身攜帶型空氣凈化裝置的功能要求而言，現(xiàn)有技術(shù)都是不符合人體工學(xué)、簡約要求的繁復(fù)設(shè)計(jì)，不符合室外休閑、放松和美學(xué)的需要，也不符合室外作業(yè)施工、簡潔方便的需要。
因此，有必要發(fā)明一種符合室外休閑、放松和美學(xué)的要求，又符合室外作業(yè)施工、簡潔方便需要的隨身攜帶型空氣凈化裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種新型結(jié)構(gòu)的隨身攜帶型空氣凈化裝置，將現(xiàn)有隨身攜帶型空氣凈化裝置的”面罩、導(dǎo)氣管、動(dòng)力凈化調(diào)節(jié)組件”三大松散單元結(jié)構(gòu)件進(jìn)一步改進(jìn)，集成在一個(gè)簡潔的單元上，取消具有病態(tài)感的面罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以克服現(xiàn)有技術(shù)缺少室外活動(dòng)缺乏“休閑、健康、放松和美學(xué)”要素的缺陷，也克服室外作業(yè)缺乏“簡潔、方便”要素的缺陷。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一種帽式空氣凈化裝置，包括：由多效過濾網(wǎng)與有害氣體吸附層構(gòu)成的空氣凈化層、送風(fēng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)、導(dǎo)流圍組件、功能帽，且空氣凈化層、送風(fēng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)、導(dǎo)流圍組件被整體集成在功能帽上；所述空氣凈化層以窗口形態(tài)固定在功能帽頂部和/或周邊位置；所述送風(fēng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)具有微型風(fēng)機(jī)、電池和調(diào)節(jié)開關(guān)，且微型風(fēng)機(jī)和電池固定在帽蓋的空腔內(nèi)，或者電池外掛于手臂或腰間上，調(diào)節(jié)開關(guān)安裝在帽檐上或隱蔽在帽用扎帶上；所述導(dǎo)流圍組件具有導(dǎo)流室、眉前觀察窗、護(hù)頸導(dǎo)流罩、帽裙，眉前觀察窗位于帽裙上，帽裙與帽沿連接成柔性透視垂簾型式，護(hù)頸導(dǎo)流罩與內(nèi)庭膜架連接成筒體裙式結(jié)構(gòu)，頸扣寬松帶與帽裙聯(lián)結(jié)成布袋扎口形態(tài)，垂簾具有一定比例的排氣功能。
進(jìn)一步地，所述多效過濾網(wǎng)至少包括初效過濾網(wǎng)、中效過濾網(wǎng)、高效過濾網(wǎng)的任意兩種，按進(jìn)風(fēng)流向依次穿過初效過濾網(wǎng)、中效過濾網(wǎng)、高效過濾網(wǎng)的順序疊層安裝成一片可從功能帽上拆卸的整體過濾層；所述初效過濾網(wǎng)選用厚度為0.5mm～1.5mm、孔徑在50μm～500μm范圍內(nèi)的通孔海綿，或選用厚度為0.05mm～0.5mm、孔徑在50μm～500μm范圍內(nèi)的玻璃纖維或聚酯纖維無紡布，用于過濾毛發(fā)、纖維和揚(yáng)塵；所述中效過濾網(wǎng)選用厚度為0.05mm～0.5mm、孔徑為5μm～50μm的高分子細(xì)孔濾膜或定性濾紙，用于過濾粒徑大于10μm的微塵和團(tuán)粒，以減輕高效過濾網(wǎng)的過濾負(fù)荷；所述高效過濾網(wǎng)選用厚度為0.05mm～0.25mm、孔徑為0.3μm～0.5μm的hepa過濾網(wǎng)或高分子微孔濾膜或定量濾紙，用于過濾粒徑大于0.3μm的微塵和團(tuán)粒。
進(jìn)一步地，所述有害氣體吸附層選用負(fù)載納米級金屬氧化物的活性炭纖維布或顆粒狀活性炭；活性炭纖維布的數(shù)量至少一層，或者顆粒狀活性炭層厚度為12.5±2㎜、空氣通道面積≥50㎝2、顆粒直徑0.8±0.2㎜、顆粒長度≤2㎜；所述金屬氧化物選擇fe3o4、tio2、cuo和zro2的任意一種或幾種的共混物或共融體或共晶體，且粒徑為20～100nm的粉體。
進(jìn)一步地，所述功能帽的形狀采用太陽帽、高筒禮帽、大蓋帽、航空帽、太空帽、安全帽或礦燈帽的任意一種造型，所用材料為鋁合金、玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)的尼龍、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚酰亞胺、abs、pp、pet、pbt、pc、聚苯硫醚、輻射交聯(lián)聚烯烴、熱固性樹脂的任意一種。
本發(fā)明的一種帽式空氣凈化裝置，其有益技術(shù)效果在于：
①pm2.5和有害氣體，避免霧霾對人體健康造成嚴(yán)重傷害；
②結(jié)構(gòu)簡潔，體積小巧，增加了外出穿戴品的美感、動(dòng)感，現(xiàn)代感，避免了外出戴上口罩呼吸困難和不適感；
③空氣凈化層易于拆卸更換，負(fù)載納米級金屬氧化物延長了活性炭纖維布或顆粒狀活性炭的服役周期，使用成本低。
附圖說明
圖1是本發(fā)明帽式空氣凈化裝置的一個(gè)實(shí)施例示意圖。
在圖1中，相同功能、相同結(jié)構(gòu)的零件采用了相同的標(biāo)號，為了圖紙簡潔而略去對稱位置上相同零件的標(biāo)號：
1—空氣凈化層，2—微型風(fēng)機(jī)，3—電池，4—風(fēng)機(jī)固定板，
5—導(dǎo)流室，6—帽蓋，7—內(nèi)庭膜架，8—調(diào)節(jié)開關(guān)，
9—帽沿，10—帽扣，11—眉前觀察窗，12—護(hù)頸導(dǎo)流罩，
13—帽裙，14—頸扣寬松帶，15—新鮮空氣流向。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說明本發(fā)明一種帽式空氣凈化裝置的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的和效果，以下結(jié)合實(shí)施例、配合附圖進(jìn)一步說明。
如圖1所示，揭示了本發(fā)明一種帽式空氣凈化裝置的一個(gè)實(shí)施例：由多效過濾網(wǎng)與有害氣體吸附層構(gòu)成空氣凈化層1；由軸流微型風(fēng)機(jī)2、電池3和調(diào)節(jié)開關(guān)8構(gòu)成送風(fēng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)，通過24v以下的鋰電池3為軸流微型風(fēng)機(jī)2提供直流電源；由風(fēng)機(jī)固定板4、導(dǎo)流室5、帽蓋6、眉前觀察窗11、護(hù)頸導(dǎo)流罩12和帽裙13構(gòu)成導(dǎo)流圍組件，眉前觀察窗11是位于帽裙13上的透明窗口，帽裙13與帽沿9連接成柔性桶形結(jié)構(gòu)，護(hù)頸導(dǎo)流罩12與內(nèi)庭膜架7連接成筒體結(jié)構(gòu)，頸扣寬松帶14與護(hù)頸導(dǎo)流罩12聯(lián)結(jié)成布袋扎口形態(tài)，垂簾具有一定比例的排氣功能；由帽蓋6、內(nèi)庭膜架7、帽沿9、帽扣10、眉前觀察窗11、護(hù)頸導(dǎo)流罩12、帽裙13和頸扣寬松帶14構(gòu)成安全功能帽；且空氣凈化層1、送風(fēng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)、導(dǎo)流圍組件被集成在整體功能帽上；空氣凈化層1固定在功能帽的帽蓋6頂部位置，呈圓形窗體結(jié)構(gòu)；軸流微型風(fēng)機(jī)2和電池3通過風(fēng)機(jī)固定板4固定在帽蓋6的空腔內(nèi)；導(dǎo)流圍組件將已凈化的空氣圍住、減少散失，但護(hù)頸導(dǎo)流罩12和帽裙13采用高密度棉織品，具有初效外防塵內(nèi)排氣的功能。
其中，多效過濾網(wǎng)包括初效過濾網(wǎng)、中效過濾網(wǎng)、高效過濾網(wǎng)共三層，被疊合成一片可從帽蓋6拆卸的圓形整體過濾層，采用帶彈性扣的市售標(biāo)準(zhǔn)件，按進(jìn)風(fēng)流向依次穿過初效過濾網(wǎng)、中效過濾網(wǎng)、高效過濾網(wǎng)的順序安裝；初效過濾網(wǎng)選用厚度為1.0mm、孔徑在250μm～500μm范圍內(nèi)的通孔海綿，用于過濾毛發(fā)、纖維和揚(yáng)塵；中效過濾網(wǎng)選用厚度為0.3mm、孔徑為5μm～10μm的高分子細(xì)孔濾膜，用于過濾粒徑大于10μm的微塵和團(tuán)粒，以減輕高效過濾網(wǎng)的過濾負(fù)荷；高效過濾網(wǎng)選用厚度為0.20mm、孔徑為0.3μm～0.5μm的定量濾紙，用于過濾粒徑大于0.3μm的微塵和團(tuán)粒。
其中，有害氣體吸附層選用負(fù)載納米級金屬氧化物的顆粒狀活性炭，顆粒狀活性炭層厚度為12.5±0.5㎜、空氣通道面積58㎝2、顆粒直徑0.8±0.2㎜、顆粒長度1㎜～2㎜；金屬氧化物選擇fe3o4、tio2、cuo和zro2的按等體積分?jǐn)?shù)的共混物，且粒徑為20～100nm的粉體市售標(biāo)準(zhǔn)制件。
其中，功能帽采用安全帽的造型，所用材料為abs。
本發(fā)明一種帽式空氣凈化裝置的工作原理如下：
帽外含霧霾的空氣在軸流微型風(fēng)機(jī)2作用下，穿過多效過濾網(wǎng)與有害氣體吸附層，被空氣凈化層1凈化為新鮮空氣，而被凈化為清新空氣進(jìn)入帽蓋6下面配置的縮口下垂帽裙13，帽裙13具有初效外防塵和內(nèi)排氣的功能，形成微小正壓差，將人體呼出的co2排放出去，避免外出戴上厚厚的口罩的不適感，又能保護(hù)頭發(fā)和面部的干爽、潔凈。帽式空氣凈化裝置的總質(zhì)量為0.6kg，為減小其質(zhì)量，電源可為外掛式于腰間。
本發(fā)明一種帽式空氣凈化裝置的實(shí)施例，其有益技術(shù)效果在于：
④pm2.5和有害氣體，防止霧霾對人體健康的損害；
⑤結(jié)構(gòu)簡潔，體積小巧，增加了外出穿戴品的美感、動(dòng)感，現(xiàn)代感，避免了外出戴上口罩呼吸困難和不適感；
⑥空氣凈化層易于拆卸更換，負(fù)載納米級金屬氧化物延長了顆粒狀活性炭的服役周期，使用成本低。