樣水汽加上水流本身和空氣有著更多的時間相互作用，從而提高捕獲雜質(zhì)顆粒的機 會。作為本發(fā)明的另一個方面，在圖3中體現(xiàn)，水泵4和空氣泵1可以是一個雙功能一體式 泵，同時泵送水和空氣，但是水和空氣各走一端，類似圖2形成相對流動。
[0036] 參見圖4，空氣-水汽相互作用區(qū)3實施例中的空氣-水汽相互作用區(qū)3是柱狀， 內(nèi)表面高低起伏不平，有很大的內(nèi)表面。內(nèi)表面的表面積也可以為填充物3-1，或者內(nèi)表面 為突起3-1。
[0037]其他輔助單元，例如紫外光源可以引入來起到對水箱中的水和入口的空氣起到殺 菌效果，這種紫外光源可以放入到水箱的箱壁上，或者在空氣-水汽相互作用區(qū)的容器壁 上。此外，基于二氧化鈦的光催化殺菌劑可以引入到本發(fā)明裝置中，例如涂覆在水箱的箱 壁，或者相互作用區(qū)的容器壁上。二氧化鈦和紫外線配合使用效果會更好，因為二氧化鈦在 紫外線下受激發(fā)產(chǎn)生自由基，氧化殺死細菌和病毒。紫外線也可以來自外界自然太陽光， 這種情況下水箱或相互作用區(qū)的材料應(yīng)該為透明材料，如玻璃。最傾向于選擇的二氧化鈦 晶體形態(tài)是銳鈦礦，晶體顆粒體積平均直徑在2-200納米之間。含光催化二氧化鈦涂層的 厚度選擇在10納米到1000納米厚度。為了起到殺菌效果，根據(jù)本發(fā)明的前面所說的產(chǎn)生 小氣泡的多孔材料是一種載有納米銀的多孔玻璃，陶瓷，鋁硅酸鹽，或者塑料。最傾向選擇 的是載有納米銀的鋁硅酸鹽，例如沸石等。
[0038] 此外，空氣清新提神的分子，例如朽1檬精（1 emonene )，可以加入到水箱中或者進氣 系統(tǒng)中給使用者提供清香爽神的感受。其他化學(xué)分子，例如低泡沫的表面活性劑可以引入 水箱里，這種分子能夠降低顆粒物表面的表面能，從而提高水霧和顆粒物的相互作用，水霧 可以在顆粒物上浸潤濕潤，從而提高捕獲率。常見的殺菌的同時對人體基本無害的分子如 醋酸，小蘇打，維生素C，低濃度的過氧化氫等等都可以使用，起到殺菌和防止微生物生長的 作用。
[0039] 本發(fā)明裝置除了有去除固體顆粒物的作用以外，液體的氣溶膠，例如燒煤的火力 發(fā)電站排放出的氧化氮產(chǎn)生的硝酸霧，氧化硫產(chǎn)生的硫酸霧也可以本發(fā)明裝置清除，實際 上清除效果更好，因為這些基于酸霧的顆粒都可以在水里溶解，和水霧，水汽的相互作用更 強。
[0040] 作為一個可以使用但不是必須的選項，可以在空氣進氣口處加裝一層高效過濾層 或者活性炭過濾層可以提高進口空氣的質(zhì)量。但是這樣做的代價是增加了進風阻力，需要 一個功率較大的泵來配合使用。此外，為了防止本裝置不工作的時候水箱的水倒流到泵里 灑到外面，可以在向水箱送氣的那個送氣管的其中一段加裝一個單向閥。
[0041] 從設(shè)計上，該凈化裝置可以是由多個可簡單拆卸清洗的部件構(gòu)成，例如呼吸面罩 (棉質(zhì)，合成纖維或者塑料)，空氣-水汽相互作用區(qū)(可以是雙通的管狀或者柱狀部件)，水 箱，空氣泵，水泵(如果使用的話)，連接管，單向閥。此外，水箱和相互作用區(qū)可以加一個外 套，進行保溫。如果用溫度高的水提高水汽清洗效果，保溫套的使用可以延長水的高溫和保 持清洗效果。該裝置是為使用者每天使用而設(shè)計的，盡管在設(shè)計上有內(nèi)置的殺菌裝置但是 最好每天在使用以后都用自來水清洗，把水箱的臟水倒掉。外出的時候在使用前加上一定 量的清水，可以是溫度高的開水，蓋好蓋子，開啟裝置啟動空氣泵開關(guān)，帶好面罩就可以使 用。一個或者多個可反復(fù)充電的電池可以是外套的一部分，一方面隔熱，一方面電池放電 可以加熱水箱。該電池的放電功率不小于5瓦，最好不小于10瓦，20瓦3小時工作為最佳 選擇。空氣泵的送氣量每分鐘不小于5L，最好不小于10L，優(yōu)選的是20L。3小時以上的工作 時間當然更加理想，但是需要提高電池的容量，也就是電池的重量。最終的方案需要折中， 統(tǒng)籌考慮整個裝置的重量，送氣量和時間，等等因素。為了呼吸方便，在水箱和呼吸面罩直 接可以加一個緩沖區(qū)間，該緩沖區(qū)間體積在200-2500mL左右，為呼吸提供緩沖空間作用。
[0042] 在攜帶佩戴方面，如果配有外套，可以在外套上加上對稱的2個或者4個背帶，方 便使用者挎包或者背包式攜帶，如果不用外套的話可以直接在水箱和相互作用區(qū)的容器外 表面焊接掛環(huán)或者掛扣。作為桌面使用，可以直接放在桌面上，接上外接電源為辦公桌提 供凈化的室內(nèi)空氣。
[0043] 值得一提的是，本發(fā)明方案提供的空氣凈化器可以和普通防PM2. 5 口罩配合使 用，因為本發(fā)明是主動輸送空氣可以大大減少呼吸者佩戴口罩造成的呼吸困難。使用時把 普通口罩，例如3 M公司的化纖防護口罩上做出至少一個接口，和本發(fā)明的呼吸器的從水箱 中引出的送氣管一端連接。這樣做的好處是，很多防止霧霾效果好的口罩例如3 M的N95級 別口罩通透性不好，使用者經(jīng)常有喘不過氣來的感覺，盡管過濾效果不錯。把普通的防止霧 霾的口罩和本發(fā)明裝置連用剛好可以解決普通口罩呼吸困難的問題，在這種情況下本裝置 成為一個輔助供氣設(shè)備，一部分過濾的空氣是由使用者的肺部呼吸提供的，一部分是由本 裝置提供的，可以大大減少呼吸困難。 實例： 1.實例裝置部件選擇如下：空氣泵一個，選自美國tetra whisper air,功率20 瓦，送氣量約20L/min。水箱材料為不銹鋼，外形圓柱型，直徑8cm，高度20cm，最大容 積1000mL?？諝?水汽相互作用區(qū)材料為不銹鋼，外形圓柱型，直徑2. 54cm，高度在 5-20cm?？諝?水汽相互作用區(qū)的材料通過鍛壓成一定的內(nèi)表面粗糙度，有丘狀突起，高度 為7. 5mm，實際表面積和表觀表面積比值為1. 2:1?？諝?水汽相互作用區(qū)和水箱之間用焊 接方法連接到一起?？諝獗萌肟谘蜎]在水線2-1以下8cm，入口的多孔材料選用的是直徑 lcm，長度2cm的多孔玻璃起泡器。參照對比裝置和實例裝置基本一樣，但是沒有空氣-水 汽相互作用區(qū)。測試用的顆粒采自桑樹花粉(美國IBR實驗室提供)，該花粉粒徑分布平均 值在3. 1微米，半峰寬為1. 3微米?？諝忸w粒檢測儀器采用美國Hiac Royco HR 5230。過 濾效果采用美國家用電器協(xié)會的標準測試步驟AC-1方法進行檢測，評估值為干凈空氣產(chǎn) 率（CADR值），該數(shù)值測定的是空氣中的顆粒的衰減速度而推算出的凈空氣產(chǎn)生量，單位為 L/min。環(huán)境溫度為23°C，水溫控制通過預(yù)先加熱水到一定溫度然后倒入水箱里，水箱和空 氣-水汽相互作用區(qū)包裹在厚度為3_的橡皮保溫套里。效果如下表：
【主權(quán)項】
1. 一種利用水洗和主動送氣原理的個人用空氣凈化裝置，其特征在于，所述空氣凈化 裝置包括以下組件： 一個儲藏水的水箱，所述水箱在使用中至少部分填充了水； 一個呼吸面罩，該呼吸面罩至少有一個進氣口； 一個空氣-水汽相互作用區(qū)，所述空氣-水汽相互作用區(qū)位于呼吸面罩和水箱之間，一 個空氣泵，所述空氣泵將含有顆粒物污染的空氣泵入水箱和/或空氣-水汽相互作用區(qū)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于，所述的水箱中含有一個加 熱裝置，所述加熱裝置位于水箱壁或者底部，所述加熱裝置將水加熱到高于環(huán)境溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于，所述水箱內(nèi)含有一個超聲 霧化裝置，所述超聲霧化裝置產(chǎn)生細微的水霧珠，所述超聲霧化裝置位于水箱的水線位置 或者水線以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于，所述空氣-水汽相互作用區(qū) 的作用是，含有顆粒物污染的空氣和水蒸氣相互作用，水蒸氣在顆粒物上凝結(jié)沉降從而把 顆粒物除去。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于，空氣_水汽相互作用區(qū)的內(nèi) 表面是一個粗糙的表面，所述粗糙的表面的實際表面積和表觀表面積的比值大于1. 05。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于，所述空氣-水汽相互作用區(qū) 的內(nèi)壁溫度比外界溫度至少高一個攝氏度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于，所述空氣-水汽相互作用區(qū) 至少部分裝有填充物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于，所述空氣凈化裝置中還包 括一個水泵，所述水泵將水連續(xù)泵入所述空氣-水汽相互作用區(qū)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于，所述水泵的泵送方式是采 用和空氣流動相反方向的逆流。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于，所述的水箱中的水里含有 低泡沫表面活性劑，該低泡沫表面活性劑的HLB值在10以下。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于，所述空氣-水汽相互作用 區(qū)是水箱水線上方的區(qū)域，是一個獨立的長柱狀，或螺旋盤繞的管狀，或者是從水箱到呼吸 面罩送氣管子的一部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，所述空氣-水汽相互作用區(qū) 或者水箱的內(nèi)壁上含有光催化劑涂層，所述光催化劑涂層在紫外線照射下被活化，所述光 催化劑涂層的材料中包括二氧化鈦，所述光催化劑涂層厚度在10納米到1000納米，所述 的紫外線是在一個便攜式空氣凈化裝置中內(nèi)置的紫外光源，或者是外面太陽光譜中的紫外 線。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，所述的空氣泵將含有顆粒物污 染的空氣通過一個多孔材料泵入水箱的水線以下，該多孔材料位于水箱的水線以下，該多 孔材料從以下物質(zhì)中選出：金屬、金屬泡沫、塑料、塑料泡沫、陶瓷、玻璃或玻璃纖維。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的空氣凈化裝置，其特征在于，所述的多孔材料含有銀元素 或者銀化合物。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用水洗和主動送氣原理的個人用空氣凈化裝置，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)活性炭或者高效過濾層的所存在的問題。所述凈化裝置包括空氣水洗單元，空氣泵，水泵，呼吸表面罩，空氣泵把空氣通過水洗單元進行水清洗和水汽清洗兩個步驟以后，把清洗后的空氣過濾到呼吸面罩。凈化裝置中還可以含有殺菌化學(xué)成分或者包括紫外殺菌單元。本發(fā)明可以作為個人便攜式使用或者作為桌面式空氣凈化裝置。
【IPC分類】B01D47-02, F24F13-28, B01D53-86, F24F5-00
【公開號】CN104864523
【申請?zhí)枴緾N201410174250
【發(fā)明人】崔驥, 應(yīng)澤森
【申請人】崔驥
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年4月28日