專利名稱：空氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣凈化裝置，特別是用于去除空氣中的有害 氣體的空氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
通常所說的空氣污染可以分為有害氣體(如二氧化硫、 一氧化 碳、甲醛、苯系化合物等)和可吸入顆粒兩大類，去除空氣中的可吸 入顆?？梢圆捎眠^濾器、靜電除塵器等方法，去除空氣中的有害氣體 按照現(xiàn)有技術(shù)大約可分為以下幾種
化學(xué)吸附法使用特定的化學(xué)藥劑與空氣中的有害氣體發(fā)生不 可逆的化學(xué)反應(yīng)而固定化，缺點(diǎn)是一種藥劑只能與一種或幾種有害氣 體成分有效，呈現(xiàn)非常強(qiáng)的選擇性，對(duì)于化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的有害氣 體，常溫常壓下很難用化學(xué)吸附法去除。
光觸媒法這是一種比較新穎的方法，存在的主要問題是氧化 反應(yīng)不徹底時(shí)的中間產(chǎn)物可能仍然有害，甚至有可能比原來的有害氣 體毒性更強(qiáng)。
化學(xué)氧化法典型的方案是使用高濃度臭氧的強(qiáng)氧化作用氧化 分解有害氣體，存在的問題是高濃度的臭氧本身有毒，并且也存在 與光觸媒類似的中間產(chǎn)物的問題。
物理吸附法即使用具有物理吸附作用的活性炭、分子篩之類 的吸附劑吸附空氣中的有害氣體達(dá)到凈化空氣的目的，物理吸附技 術(shù)歷史悠久且成熟，但是由于傳統(tǒng)脫附方法的綜合成本高，通常只用 于脫附物有回收利用價(jià)值的場合，極少用于一般場合下的空氣凈化?，F(xiàn)有的民用或商用空氣凈化裝置很少使用活性炭、分子篩之類 的可再生吸附劑，即便使用了這些可再生吸附劑，由于在設(shè)計(jì)上沒 有考慮吸附劑的脫附再生問題，這些吸附劑飽和吸附后便形同虛設(shè)。 一些空氣凈化裝置的生產(chǎn)商推薦使用者對(duì)吸附劑采用日光暴曬作為 脫附手段，且不論日光暴曬的條件并非隨時(shí)都有，日光暴曬所能獲得 的脫附溫度也低得可憐，脫附進(jìn)行的極不充分，可以預(yù)料的情形是， 曰光暴曬幾個(gè)小時(shí)后的吸附劑，吸附工作幾十分鐘就再次吸附飽和 了，這樣的脫附時(shí)間和工作時(shí)間的比例，從技術(shù)上而言是沒有意義的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種空氣凈化裝置，該裝置解決了吸附 劑的脫附問題，從而能夠利用可再生吸附劑持續(xù)地吸附空氣中的有害 氣體。
本發(fā)明的目的是通過以下手段實(shí)現(xiàn)的 一種空氣凈化裝置，至 少由進(jìn)風(fēng)口、風(fēng)機(jī)、吸附單元、出風(fēng)口、及控制裝置構(gòu)成，其特征 在于在主風(fēng)道中靠近吸附單元處設(shè)有一個(gè)加熱元件，該加熱元件通電 發(fā)熱時(shí)在主風(fēng)道內(nèi)形成一個(gè)高溫區(qū)，該高溫區(qū)設(shè)有保溫層；吸附單元 應(yīng)位于高溫區(qū)內(nèi)；高溫空氣流經(jīng)的部件采用耐熱設(shè)計(jì)。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明
圖l至圖3分別為本發(fā)明的一種技術(shù)方案的示意圖。
圖4所示為一種可以自己通電發(fā)熱的吸附單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5所示為在本裝置上增加除塵、調(diào)溫、調(diào)濕、增氧等功能單 元的示意圖。
圖6和圖7所示分別為一種可以連續(xù)工作的空氣凈化裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖l所示是本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的示意圖。
圖1中，本發(fā)明的目的是通過以下手段實(shí)現(xiàn)的 一種空氣凈化 裝置，至少由進(jìn)風(fēng)口 (1)、主風(fēng)機(jī)(2)、吸附單元(3)、出風(fēng)口 (4)、 及控制裝置(5)構(gòu)成，其特征在于在主風(fēng)道(6)中靠近吸附單元(3) 處設(shè)有一個(gè)加熱元件(7)，該加熱元件通電發(fā)熱時(shí)在主風(fēng)道內(nèi)形成一 個(gè)高溫區(qū)(8)，該高溫區(qū)設(shè)有保溫層(9);吸附單元(3)應(yīng)位于高 溫區(qū)(8)內(nèi)，從而能夠被加熱至設(shè)定的脫附溫度；顯然，高溫區(qū)內(nèi) 以及高溫空氣流經(jīng)的部件(如吸附單元(3)和出風(fēng)口 (4))須采用 耐熱設(shè)計(jì)，以保證其在設(shè)定的脫附溫度下能夠正常工作。
所說的加熱元件可以是電熱絲、電熱管、PTC發(fā)熱陶瓷等。 進(jìn)一步的，所說的加熱元件可以是任何可以加熱高溫區(qū)內(nèi)空氣的元 件或裝置，也可以是可以通過輻射方式直接加熱吸附單元的元件或 者裝置，比如紅外燈、微波發(fā)射器等，或者是一個(gè)熱交換器，例如 一個(gè)有高溫油通過的盤管式熱交換器。
所說的吸附單元(3)是對(duì)包括吸附劑、用于保持吸附劑的空間 位置的支撐件、用于與裝置中其他部件連接的必要的連接件的總稱， 所說的吸附劑可以是活性炭、活性炭纖維、分子篩以及其他具有可熱 脫附的吸附劑，或者是前述多種吸附劑的混合物。盡管選擇適當(dāng)?shù)奈?附劑、適當(dāng)?shù)奈絾卧Y(jié)構(gòu)有助于提高裝置的性能，但本發(fā)明的目 的的實(shí)現(xiàn)并不嚴(yán)格依賴于這些因素的優(yōu)化選擇，因此，在本說明書中 無須對(duì)吸附劑的種類及吸附單元結(jié)構(gòu)做特別的限定。
脫附溫度的設(shè)定不應(yīng)超過吸附劑的耐受溫度，考慮到脫附溫度 過高時(shí)相關(guān)部件耐熱性設(shè)計(jì)帶來的額外生產(chǎn)成本，以及高的脫附溫度 帶來的高的能耗，脫附溫度可設(shè)定在120 350°C,優(yōu)選的為140~280 °C ， 進(jìn)一步優(yōu)選的為160~240°C 。
這里所說的控制裝置(5)是空氣凈化裝置中所有控制元件的總 稱，通常包括但不限于電源的供給、風(fēng)機(jī)和的開關(guān)和調(diào)速、風(fēng)門的 開關(guān)和開度調(diào)節(jié)、加熱元件的開關(guān)及溫度控制、用于順序地執(zhí)行一系列操作的程序控制器、定時(shí)器、工作狀態(tài)顯示、遙控電路等，在按照 本說明書理解本發(fā)明的前提下，很容易利用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的合 用的控制裝置，因此在本說明書中，對(duì)控制裝置的結(jié)構(gòu)、組成、原理 和工作方式均未作詳細(xì)的說明和特別的限定。
本裝置的工作過程如下
凈化空氣狀態(tài)
主風(fēng)機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)空氣從進(jìn)風(fēng)口 (1)吸入，經(jīng)過吸附單元(3) 時(shí)，空氣中的有害氣體被吸附單元(3)中的吸附劑吸附，清潔的空氣 從出風(fēng)口 (4)排出，如此繼續(xù)，便可以將空氣凈化裝置所在的一個(gè) 有限的相對(duì)封閉的空間內(nèi)的空氣凈化，比如將一個(gè)房間或者一節(jié)車廂 內(nèi)的空氣凈化。
為了敘述和理解的方便，本說明書中以下部分均以一個(gè)房間為 例代表一個(gè)有限的相對(duì)封閉的空間，并因此產(chǎn)生房間內(nèi)和房間外(大 氣)的空間概念。
脫附狀態(tài)-
當(dāng)吸附單元(3)內(nèi)的吸附劑飽和或者吸附性能劣化時(shí)，可以將
空氣凈化裝置整體移出房間，比如移至室外庭院或者陽臺(tái)，此時(shí)給加
熱元件(7)通電發(fā)熱，主風(fēng)機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)空氣緩慢流經(jīng)加熱元件(7)， 被加熱后熱空氣對(duì)吸附單元(3)進(jìn)行加熱脫附，從吸附劑中脫附出 來的有害氣體隨熱空氣經(jīng)出風(fēng)口 (4) 一同排入室外大氣。更為簡單 的，如果出風(fēng)口 (4)、吸附單元(3)、發(fā)熱元件(7)、主風(fēng)機(jī)(2)、 進(jìn)風(fēng)口 (1)按照由上而下的順序排列，便可以利用熱空氣上升的特 性，無須開動(dòng)主風(fēng)機(jī)(2)，僅靠熱空氣自然對(duì)流對(duì)吸附單元進(jìn)行加熱 脫附。
經(jīng)過適當(dāng)時(shí)間的持續(xù)加熱后，脫附完成，加熱元件(7)停止加 熱，借助空氣對(duì)流自然冷卻或者在主風(fēng)機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)下強(qiáng)迫風(fēng)冷，使 本裝置的高溫區(qū)(8)溫度降至接近室溫，至此脫附過程完成。此后，便可以將空氣凈化裝置再移入房間并調(diào)節(jié)至凈化空氣狀 態(tài)，便可繼續(xù)吸附室內(nèi)空氣中的有害氣體，吸附飽和后再整體移至 室外進(jìn)行脫附，如此循環(huán)，便可在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，比如數(shù)年， 持續(xù)地凈化室內(nèi)空氣。
顯然，為了便于本裝置在室內(nèi)外之間移動(dòng)，本裝置不宜設(shè)計(jì)得
過于龐大，也可以在本裝置上加裝腳輪(28)以便于移動(dòng)。
圖2所示是本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的示意圖。
圖2中，空氣凈化裝置至少由進(jìn)風(fēng)口 (1)、主風(fēng)機(jī)(2)、吸附單 元(3)、出風(fēng)口 (4)、及控制裝置(5)構(gòu)成，其特征在于在主風(fēng)道 (6)中靠近吸附單元(3)處設(shè)有一個(gè)加熱元件(7)，該加熱元件(7) 通電發(fā)熱時(shí)在主風(fēng)道(6)內(nèi)形成一個(gè)高溫區(qū)(8)，該高溫區(qū)(8)的 側(cè)壁設(shè)有保溫層(9)，吸附單元(3)位于高溫區(qū)(8)內(nèi)，因而可以 被加熱至設(shè)定的脫附溫度。在吸附單元(3)的出風(fēng)側(cè)設(shè)有風(fēng)門(17)， 吸附單元(3)和出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)之間設(shè)有污風(fēng)排風(fēng)口 (14)，污 風(fēng)排風(fēng)口 (14)與室外連通方式有以下四種，圖中所示為第3種，即 污風(fēng)排風(fēng)口 (14)通過排污風(fēng)機(jī)(16)和排污風(fēng)管與室外連通
1. 通過排污風(fēng)管(15)與室外直通
2. 通過排污風(fēng)門和排污風(fēng)管(15)與室外連通
3. 通過排污風(fēng)機(jī)(16)和排污風(fēng)管(15)與室外連通
4. 通過排污風(fēng)機(jī)(16)、排污風(fēng)門、排污風(fēng)管(15)與室外連通。
以上4種方式的區(qū)別在于，采用排污風(fēng)機(jī)時(shí)，加熱脫附時(shí)可以 不必開啟主風(fēng)機(jī)，并且排污風(fēng)機(jī)能夠在高溫區(qū)內(nèi)形成負(fù)壓，有效避免 因風(fēng)門(17)不夠嚴(yán)密造成含有有害氣體的高溫空氣泄露。這樣的泄
漏具有雙重的有害性其一是有害氣體重新回到室內(nèi)，其二是高溫
空氣對(duì)其他部件是室內(nèi)環(huán)境的不良影響不使用排污風(fēng)門時(shí)，空氣凈 化裝置在凈化室內(nèi)空氣時(shí)，會(huì)有少量的空氣通過排污風(fēng)管排至室外。出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)的作用是在脫附狀態(tài)下，阻斷主風(fēng)道，防止 含有有害氣體的高溫空氣泄漏至室內(nèi)，所以，原則上任何能夠阻斷 風(fēng)道的結(jié)構(gòu)均可以選用，圖中所示的出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)由可以相對(duì) 滑動(dòng)的固定柵板(12)和可動(dòng)?xùn)虐?13)構(gòu)成，柵板上的柵孔(11) 對(duì)齊時(shí)，空氣可以經(jīng)由柵孔(11)通過，出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)開啟， 柵板上的孔(11)錯(cuò)開時(shí)，出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)關(guān)閉。為了圖示的簡 明，圖中未畫出驅(qū)動(dòng)可動(dòng)?xùn)虐?13)的機(jī)構(gòu)。
顯然，在高溫區(qū)內(nèi)或者作為高溫區(qū)邊界的風(fēng)門應(yīng)該采用耐熱設(shè) 計(jì)，特別是在本發(fā)明中，出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)作為高溫區(qū)(8)的邊界， 優(yōu)選采用隔熱材料或者隔熱結(jié)構(gòu)制造出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)，在阻斷主風(fēng) 道的氣流的同時(shí)，還可以減少通過出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)的熱量泄露。這 樣的熱量泄漏的害處是浪費(fèi)能源及對(duì)裝置內(nèi)其他部件和室內(nèi)環(huán)境的 不良熱影響。
本裝置的工作過程如下
凈化空氣狀態(tài)
排風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)開啟，如果設(shè)有排污風(fēng)機(jī)(16)和排污風(fēng)門，
兩者均處于關(guān)閉狀態(tài)，主風(fēng)機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)空氣從進(jìn)風(fēng)口 (1)吸入，經(jīng) 過吸附單元(3)時(shí)，空氣中的有害氣體被吸附單元(3)中的吸附 劑吸附，清潔的空氣通過排風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)從出風(fēng)口 (4)排出。
脫附狀態(tài)
當(dāng)吸附單元(3)內(nèi)的吸附劑飽和或者吸附性能劣化時(shí)，可以將 空氣凈化裝置調(diào)節(jié)至脫附狀態(tài)進(jìn)行熱脫附。
脫附步驟l:排風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)關(guān)閉，加熱元件(7)通電發(fā)熱， 如果設(shè)有排污風(fēng)機(jī)(16)和排污風(fēng)門，兩者均處于開啟狀態(tài)，沒有排 污風(fēng)機(jī)(16)時(shí)也可使主風(fēng)機(jī)(2)低速運(yùn)轉(zhuǎn)以驅(qū)動(dòng)空氣，脫附時(shí)的 空氣流程為進(jìn)風(fēng)口 (1)——主風(fēng)機(jī)(2)—一電熱元件(7)——吸 附單元(3) —4排污風(fēng)口 (14)排污風(fēng)機(jī)(16)——排污風(fēng)門——排污風(fēng)管(16)排出室外。自排污風(fēng)口 (14)之后的空氣流程， 因前述4種排污風(fēng)口與室外的連通方式而有所差異。
更為簡單的，與圖1所示類似，也可以利用熱空氣上升的特性， 使得熱空氣自然對(duì)流對(duì)吸附單元進(jìn)行熱脫附，此時(shí)可以不設(shè)排污風(fēng)機(jī)
(16)，空氣流程為進(jìn)風(fēng)口 (1)——主風(fēng)機(jī)(2)——電熱元件(7) ——吸附單元(3)——排污風(fēng)口 (14)——排污風(fēng)門——排污風(fēng)管
(16)排出室外。
脫附步驟2:經(jīng)過適當(dāng)時(shí)間的持續(xù)加熱后，脫附完成，加熱元 件(7)停止加熱，借助空氣對(duì)流自然冷卻，或者使用排污風(fēng)機(jī)(16) 強(qiáng)迫風(fēng)冷本裝置至接近室溫，.脫附過程即告完成。
此后，將凈化裝置調(diào)節(jié)至凈化空氣狀態(tài)，便可繼續(xù)吸附室內(nèi)空 氣中的有害氣體，吸附劑達(dá)到吸附飽和或者吸附性能劣化時(shí)，再調(diào) 節(jié)至脫附狀態(tài)進(jìn)行脫附，如此循環(huán)，便可在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)， 比如數(shù)年，持續(xù)地凈化室內(nèi)空氣。
圖2所示裝置與圖1所示的較大一個(gè)區(qū)別是該裝置無需移動(dòng) 便可完成脫附操作，因而可以設(shè)計(jì)制造較大的裝置或者采用壁掛或其 他方式固定在室內(nèi)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活度更大，使用也更加方便。
圖3中，空氣凈化裝置至少由進(jìn)風(fēng)口 (1)、主風(fēng)機(jī)(2)、吸附 單元(3)、出風(fēng)口 (4)、及控制裝置(5)構(gòu)成，其特征在于在主風(fēng) 道(6)中靠近吸附單元處(3)設(shè)有一個(gè)加熱元件(7)，該加熱元件
(7) 通電發(fā)熱時(shí)在主風(fēng)道(6)內(nèi)形成一個(gè)高溫區(qū)(8)，該高溫區(qū)(8) 的側(cè)壁設(shè)有保溫層(9)，吸附單元(3)位于高溫區(qū)(8)內(nèi)，高溫區(qū)
(8) 的兩端均設(shè)有風(fēng)門(17)和(18)，至少吸附單元(3)和加熱 元件(7)位于高溫區(qū)(8)內(nèi)，污風(fēng)排風(fēng)口 (14)和循環(huán)風(fēng)口 (19) 分別設(shè)在吸附單元(3)的兩側(cè)，并且循環(huán)風(fēng)口 (19)設(shè)在有加熱元 件(7)的一側(cè)，排污風(fēng)機(jī)(16)的進(jìn)氣端與污風(fēng)排風(fēng)口 (14)連通， 排氣端則分為兩路， 一路通過循環(huán)風(fēng)門(21)和循環(huán)風(fēng)管(20)通 往循環(huán)風(fēng)口 (19)，另一路通過排污風(fēng)門(22)及排污風(fēng)管(15)與室外連通。 .
風(fēng)門(17)和(18)的作用是在脫附是狀態(tài)下，阻斷主風(fēng)道， 防止含有有害氣體的高溫空氣泄漏至室內(nèi)，所以，原則上任何能夠 阻斷風(fēng)道的結(jié)構(gòu)均可以選用，圖中所示的風(fēng)門(18)為采用一塊形 狀與錐形主氣道(6)匹配的并且可以上下移動(dòng)擋板(23)構(gòu)成，擋 板(23)移動(dòng)至高點(diǎn)時(shí)，氣流可以從擋板(23)與主氣道(6)之間 的空隙通過，擋板(23)移動(dòng)至低點(diǎn)時(shí)，擋板(23)與主氣道(6) 完全契合，主風(fēng)道被阻斷。，
顯然，在高溫區(qū)內(nèi)或者作為高溫區(qū)邊界的風(fēng)門應(yīng)該采用耐熱設(shè) 計(jì)，特別是在本發(fā)明中，風(fēng)門(17)和(18)作為高溫區(qū)(8)的邊 界，優(yōu)選采用隔熱材料或者隔熱結(jié)構(gòu)制造風(fēng)門(17)和(18)，在阻 斷主風(fēng)道的氣流的同時(shí)，還可以減少通過風(fēng)門(17)和(18)的熱量 泄露。這樣的熱量泄漏的害處是浪費(fèi)能源及對(duì)裝置內(nèi)其他部件和室內(nèi) 環(huán)境的不良熱影響。
其工作過程是
凈化空氣狀態(tài)
排污風(fēng)機(jī)(16)、循環(huán)風(fēng)門(21)、排污風(fēng)門(22)關(guān)閉，主風(fēng) 道中的風(fēng)門(17)和(18)開啟，主風(fēng)機(jī)(2)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)空氣由進(jìn) 風(fēng)口 (1)吸入，經(jīng)主風(fēng)機(jī)(2)加壓，依次流經(jīng)進(jìn)風(fēng)側(cè)風(fēng)門(18)、 吸附單元(3)、出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)、最后由出風(fēng)口(4)排出。
脫附狀態(tài)
脫附步驟l:排污風(fēng)機(jī)(16)和循環(huán)風(fēng)門(21)開啟，排污風(fēng) 門(22)關(guān)閉，主風(fēng)道中的風(fēng)門(17)和(18)關(guān)閉，主風(fēng)機(jī)(2) 關(guān)閉，加熱元件(7)通電加熱，高溫區(qū)(8)內(nèi)的空氣在排污風(fēng)機(jī)(16) 的驅(qū)動(dòng)下，按照排污風(fēng)機(jī)(16)循環(huán)風(fēng)門(21)——循環(huán)風(fēng)管(20) ——循環(huán)風(fēng)口 (19)——加熱元件(7)——吸附單元'(3)——污風(fēng) 排風(fēng)口 (14)——排污風(fēng)機(jī)(16)的次序在高溫區(qū)域內(nèi)循環(huán)，此時(shí)，如果保持排污風(fēng)門(22)微開，可在高溫區(qū)(8)內(nèi)形成負(fù)壓，可以 避免因主風(fēng)道中的風(fēng)門(17)和(18)關(guān)閉不嚴(yán)而造成含有有害氣體 高溫空氣泄漏。
脫附步驟2 :高溫區(qū)域(8)內(nèi)經(jīng)過一段時(shí)間的循環(huán)加熱后， 達(dá)到設(shè)定的脫附溫度后，開啟排污風(fēng)門(22)，關(guān)閉循環(huán)風(fēng)門(21)， 進(jìn)風(fēng)側(cè)風(fēng)門(18)微開以補(bǔ)充空氣，空氣的流程為進(jìn)風(fēng)側(cè)風(fēng)門(18) ——加熱元件(7)——吸附單元(3)——污風(fēng)排風(fēng)口 (14)——排 污風(fēng)機(jī)(16)——排污風(fēng)門(22)——排污管(15)——室外，此時(shí)加熱 元件繼續(xù)通電加熱可以使得吸附單元的溫度保持在設(shè)定的脫附溫度， 或者不致于降的過快，以保證脫附效果
脫附步驟3 :關(guān)閉加熱單元(7)，停止加熱，其他與步驟2相 同，此時(shí)進(jìn)入冷卻階段，待高溫區(qū)(8)內(nèi)的各部件降溫至接近室溫時(shí)， 脫附過程即告完成。
脫附完成后的空氣凈化裝置即可隨時(shí)調(diào)節(jié)到空氣凈化的工作狀態(tài)。
圖3中，循環(huán)風(fēng)管(20)中通過的是高溫氣體，所以其表面應(yīng) 包覆保溫層，優(yōu)選的，循環(huán)風(fēng)管(20)、循環(huán)風(fēng)門(21)、排污風(fēng)門(22) 均應(yīng)設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)，但是為了圖示的簡明，圖中將其畫在機(jī)殼外并 且沒有包覆保溫層。
在圖1至圖3中，吸附單元在凈化和脫附時(shí)的空氣流向是相同 的，實(shí)際上也可以不同。以圖1為例，主風(fēng)機(jī)可以設(shè)計(jì)成在凈化時(shí)將 空氣由上方吸入，從下面排出，此時(shí)的空氣流程為排風(fēng)口——吸附 單元——加熱單元——風(fēng)機(jī)——進(jìn)風(fēng)口；脫附時(shí)，風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，或者只 是利用熱空氣上升的原理，空氣流向?yàn)檫M(jìn)風(fēng)口——風(fēng)機(jī)——加熱單 元——吸附單元——排風(fēng)口 。圖2和圖3與此類似。
圖3中，加熱單元(7)也可設(shè)在出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(18)與吸附單元 (3)之間，相應(yīng)的，污風(fēng)排風(fēng)口 (14)則應(yīng)設(shè)在吸附單元(3)的 另一側(cè)，循環(huán)風(fēng)機(jī)(16)、排污風(fēng)門(22)、排污風(fēng)管(15)、循環(huán)風(fēng)門(21)、循環(huán)風(fēng)管(20)的接法也作相應(yīng)調(diào)整即可，只要滿足脫附階段的空氣流 程為按照按照排污風(fēng)機(jī)(16)——循環(huán)風(fēng)門(21)——循環(huán)風(fēng)管(20) ——循環(huán)風(fēng)口 (19)——加熱元件(7)——吸附單元(3)污風(fēng) 排風(fēng)口 (14)—一排污風(fēng)機(jī)(16)的次序在高溫區(qū)域內(nèi)循環(huán)即可。
圖3中，加熱單元設(shè)在主風(fēng)道內(nèi)，也可以設(shè)置在循環(huán)風(fēng)路的任 何位置，比如可以設(shè)置在循環(huán)風(fēng)管的中部。這樣脫附時(shí)的的空氣流程 為排污風(fēng)機(jī)(16)——循環(huán)風(fēng)門(21)循環(huán)風(fēng)管(20)——加熱 元件(7)——循環(huán)風(fēng)管(20)——循環(huán)風(fēng)口 (19)—一吸附單元(3) 污風(fēng)排風(fēng)口 (14)——排污風(fēng)機(jī)(16)。
在圖l至圖3所示的本發(fā)明的技術(shù)方案中，雖然將加熱元件 "內(nèi)置"，但是對(duì)吸附單元而言，仍然是"外熱"的方式加熱，即以 輻射或以空氣為熱媒對(duì)吸附劑進(jìn)行加熱，這種方式的缺點(diǎn)是加熱效率 較低，并且溫度分布不均勻，吸附單元(3)靠近加熱元件(7)的一 側(cè)溫度較高，另一側(cè)較低，解決的方法是當(dāng)吸附單元中的吸附劑 為活性炭、活性炭纖維或者其他可以導(dǎo)電的吸附劑時(shí)，可以采用加熱 元件"外熱"和吸附劑自身通電發(fā)熱"自熱"結(jié)合起來的混合加熱 方式，可以使得吸附單元內(nèi)部的溫度分布更加均勻，加熱和脫附的 速度均可因此而提高。為此，只需對(duì)吸附單元作相應(yīng)的設(shè)計(jì)，包括采 取必要的絕緣措施、設(shè)置電極等即可，如圖4所示。
圖4所示為一個(gè)可以通電"自熱"的吸附單元的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖中，吸附單元外殼(24)和透氣柵網(wǎng)(27)采用絕緣材料制作，透 氣柵網(wǎng)的作用是允許氣流通過并防止其中的吸附劑(26)散落， 一對(duì) 電極(25)與吸附劑接觸，在電極(25)施加適當(dāng)?shù)碾妷海絼?26) 中便會(huì)有電流通過并發(fā)熱，所說的吸附劑可以是活性炭、活性炭纖維 或者其他的可以導(dǎo)電的可熱脫附的吸附劑。
顯然，如果在圖1至圖3所示的本發(fā)明的技術(shù)方案中，采用圖 4所示的吸附單元，也可以省去加熱單元，這樣做的好處是簡化了整 機(jī)結(jié)構(gòu)，并且脫附速度快。本發(fā)明的目的在于提出一種可以去除空氣中有害氣體的裝置， 本發(fā)明提出的幾種技術(shù)方案也很好地實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目的，顯然，如果在 本裝置中增加除塵單元、調(diào)溫單元、調(diào)濕單元、增氧單元中的一種或 多種，則可以在一臺(tái)裝置上疊加實(shí)現(xiàn)多種功能。反之，也可以將本裝 置疊加至除塵系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)，使之具有空氣凈化的功能。
圖5所示為在圖3所示技術(shù)方案基礎(chǔ)上，增加除塵單元、調(diào)溫 單元、調(diào)濕單元、增氧單元等的系統(tǒng)方框圖。
圖5中，除塵單元、調(diào)溫單元、調(diào)濕單元、增氧單元均為可選 的增加項(xiàng)目，可以選擇性地增加一種或者多種，構(gòu)成不同功能的裝 置，例如，增加除塵單元，可以構(gòu)成全效的空氣凈化裝置，同時(shí)去 除空氣中的有害氣體和可吸入顆粒，增加調(diào)溫裝置，可以構(gòu)成具有 凈化功能的空調(diào)裝置，全部增加，則構(gòu)成全功能的空氣凈化調(diào)節(jié)裝置。
所說的調(diào)溫單元是指對(duì)空氣溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的單元，例如用于降 溫的蒸發(fā)器或者用于升溫的冷凝器。
所說的除塵單元是指除去空氣中可吸入顆粒的單元，可以是各 種結(jié)構(gòu)的過濾器或者靜電除塵器。
所說的的調(diào)濕單元是指對(duì)空氣濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)的單元，例如用于 除濕的蒸發(fā)器或者用于加濕的噴霧頭。
所說的增氧單元是指增加空氣中氧氣濃度的單元，例如半透膜 富氧裝置。
以上所說的增加相關(guān)功能單元，其效果并非簡單的疊加，例如 增加除塵單元不僅可以去除空氣中的灰塵和可吸入顆粒，也能避免 吸附單元積塵，延長吸附單元的使用壽命，設(shè)在吸附單元前的蒸發(fā) 器可以去除空氣中過多的水分，延長親水性吸附劑的工作周期，高 溫脫附還能殺滅吸附單元攔截的細(xì)菌和病毒。
圖1至圖3中，空氣凈化裝置為單體裝置，而在圖5中，只有 空氣的進(jìn)出口設(shè)在室內(nèi)，也可以理解為空氣凈化裝置的空氣進(jìn)出口通過管道通入室內(nèi)，而空氣凈化裝置本體則安裝在室外，顯然，一 臺(tái)這樣的空氣凈化裝置，其空氣進(jìn)出口可以通過管道通入多個(gè)室內(nèi)，
圖5所示為一種類似于"中央空調(diào)"的"中央空氣凈化調(diào)節(jié)裝置"。
圖1至圖3以及圖5所示的技術(shù)方案，由于必須有一定的時(shí) 間用于吸附單元的脫附，所以其空氣凈化過程是斷續(xù)的，圖6和圖 7所示為一種可以連續(xù)工作的中央空氣凈化調(diào)節(jié)裝置
圖6中，主風(fēng)道被分成2個(gè)或者2個(gè)以上支路，圖中所示為 2個(gè)，每個(gè)支路均設(shè)有類似于圖3或者圖5所示的高溫區(qū)，并且每個(gè) 高溫區(qū)之間為熱隔離，以避免相互之間的熱影響，這樣，不同的支路 可以錯(cuò)開脫附時(shí)間，任何時(shí)刻均可保證至少一個(gè)支路處于凈化狀態(tài)， 整個(gè)裝置便可以連續(xù)凈化空氣了。主風(fēng)道上未畫出的其他單元，參見 圖5。
圖7中，主風(fēng)道被分成2個(gè)或者2個(gè)以上支路，圖中所示為2 個(gè)，每個(gè)支路均設(shè)有類似于圖3或者圖5所示的高溫區(qū)，多個(gè)支路共 用同一個(gè)排污風(fēng)機(jī)和加熱元件，并且排污風(fēng)機(jī)和加熱元件設(shè)置成單獨(dú) 的一個(gè)高溫區(qū)，如此便可以簡化裝置的結(jié)構(gòu)。同樣，每個(gè)高溫區(qū)之間 為熱隔離，以避免相互之間的熱影響，這樣，不同的支路可以錯(cuò)開脫 附時(shí)間，任何時(shí)刻均可保證至少一個(gè)支路處于凈化狀態(tài)，整個(gè)裝置 便可以連續(xù)凈化空氣了。主風(fēng)道上未畫出的其他單元，參見圖5。
總結(jié)
本發(fā)明成功的解決了在民，和商用空氣凈化裝置中的吸附劑的 脫附問題，從而使得無論在技術(shù)i還是經(jīng)濟(jì)上，民用和商用空氣凈化 裝置中廣泛使用吸附劑成為一種可行的技術(shù)方案。
權(quán)利要求
1.一種空氣凈化裝置，至少由進(jìn)風(fēng)口(1)、主風(fēng)機(jī)(2)、吸附單元(3)、出風(fēng)口(4)、及控制裝置(5)構(gòu)成，其特征在于在主風(fēng)道(6)中靠近吸附單元(3)處設(shè)有一個(gè)加熱元件(7)，該加熱元件(7)發(fā)熱時(shí)在主風(fēng)道內(nèi)形成一個(gè)高溫區(qū)(8)，該高溫區(qū)設(shè)有保溫層(9)，吸附單元(3)應(yīng)位于高溫區(qū)(8)內(nèi).
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的空氣凈化裝置，其特征還在于在吸附 單元(3)的出風(fēng)側(cè)設(shè)有風(fēng)門(17)，吸附單元(3)和出風(fēng)側(cè)風(fēng)門(17)之間設(shè)有污風(fēng)排風(fēng)口 (14)，污風(fēng)排風(fēng)口 (14)與室外連 通方式有以下四種2.1通過排污風(fēng)管(15)直通；或者 2.2通過排污風(fēng)門和排污風(fēng)管(15)連通；或者 2.3通過排污風(fēng)機(jī)(16)和排污風(fēng)管(15)連通；或者 2.4通過排污風(fēng)機(jī)(16)、排污風(fēng)門、排污風(fēng)管(1.5)連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的空氣凈化裝置，其特征還在于高溫區(qū) (8)的兩端均設(shè)有風(fēng)門(17)和(18)，至少吸附單元(3)和加熱元件(7)位于高溫區(qū)(8)內(nèi)，污風(fēng)排風(fēng)口 (14)和循環(huán)風(fēng)口 (19)分別設(shè)在吸附單元(3)的兩側(cè)，并且循環(huán)風(fēng)口 (19)設(shè) 在有加熱元件(7)的一側(cè)，排污風(fēng)機(jī)(16)的進(jìn)氣端與污風(fēng)排風(fēng) 口 (14)連通，排氣端則分為兩路， 一路通過循環(huán)風(fēng)門(21)和 循環(huán)風(fēng)管(20)通往循環(huán)風(fēng)口 (19)，另一路通過排污風(fēng)門(22) 及排污風(fēng)管(15)與室外連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的空氣凈化裝置，其特征還在于高溫區(qū) (8)的兩端均設(shè)有風(fēng)門(17)和(18)，吸附單元(3)位于高溫區(qū)(8)內(nèi)，加熱元件(7)位于循環(huán)風(fēng)路內(nèi)，污風(fēng)排風(fēng)口 (14)和循環(huán)風(fēng)口 (19)分別設(shè)在吸附單元(3)的兩側(cè)，排污風(fēng)機(jī)(16)的進(jìn)氣端與污風(fēng)排風(fēng)口 (14)連通，排氣端則分為兩路， 一路通過循環(huán)風(fēng)門(21)、加熱元件(7)和循環(huán)風(fēng)管(20)通往循環(huán)風(fēng)口 (19)，另一路通過排污風(fēng)門(22)及排污風(fēng)管(15)與室外連通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所說的空氣凈化裝置，其特征還在于主風(fēng)道(6)被分成2個(gè)或2個(gè)以上支路，每個(gè)支路上均設(shè)有高溫區(qū)(8)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所說的空氣凈化裝置，其特征還在于主風(fēng)道(6)被分成2個(gè)或2個(gè)以上支路，每個(gè)支路上均設(shè)有高溫區(qū)(8)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所說的空氣凈化裝置，其特征在于各個(gè)支路共用一個(gè)排污風(fēng)機(jī)(16)和加熱單元(7)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7所說的空氣凈化裝置，其特征還在于主風(fēng)道上設(shè)有除塵單元、調(diào)溫單元、調(diào)濕單元、增氧單元中的一個(gè)或者多個(gè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7所說的空氣凈化裝置，其特征還在于7.1所說的吸附單元(3)為可通電自發(fā)熱的吸附單元，或者7.2所說的吸附單元(3)為可通電自發(fā)熱的吸附單元，并且取代發(fā)熱元件(7)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所說的空氣凈化裝置，其特征還在于8.1 所說的吸附單元(3)為可通電自發(fā)熱的吸附單元，或者8.2 所說的吸附單元(3)為可通電自發(fā)熱的吸附單元，并且取代發(fā)熱元件(7)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至7所說的空氣凈化裝置，其特征還在于脫附溫度設(shè)定在120~350°C，優(yōu)選的為140 280°C， 進(jìn)一步優(yōu)選的為160~240°C。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所說的空氣凈化裝置，其特征還在于脫附溫度 設(shè)定在120~350°C，優(yōu)選的為140 280°C, 進(jìn)一步優(yōu)選的為 160~240°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空氣凈化裝置，特別是用于去除空氣中的有害氣體的空氣凈化裝置，目的在于解決空氣凈化裝置中吸附劑的脫附問題，從而能夠利用可再生吸附劑持續(xù)地吸附空氣中的有害氣體。其技術(shù)手段是在主風(fēng)道中靠近吸附單元處設(shè)有一個(gè)加熱元件，該加熱元件在主風(fēng)道內(nèi)形成一個(gè)高溫區(qū)，高溫區(qū)的側(cè)壁設(shè)有保溫層，高溫區(qū)的兩端均設(shè)有風(fēng)門，至少吸附單元和加熱元件位于高溫區(qū)內(nèi)，污風(fēng)排風(fēng)口和循環(huán)風(fēng)口分別設(shè)在吸附單元的兩側(cè)，并且循環(huán)風(fēng)口設(shè)在有加熱元件的一側(cè)，排污風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣端與污風(fēng)排風(fēng)口連通，排氣端則分為兩路，一路通過循環(huán)風(fēng)門和循環(huán)風(fēng)管通往循環(huán)風(fēng)口，另一路通過排污風(fēng)門及排污風(fēng)管與室外連通。
文檔編號(hào)B01D53/04GK101596390SQ20081011155
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者唐忠聯(lián) 申請(qǐng)人:唐忠聯(lián)