專利名稱：智能空氣凈化的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及環(huán)保領域，更加具體地說，涉及一種可用于空氣凈化的智 能裝置。
背景技術：
空氣中的污染物主要是分兩個形態(tài)組成， 一是如灰塵、細菌、霉菌等形狀 較大的微粒，其分子結構復雜，由多種不同的物質(zhì)或成份結合而成，大約百分 之一微米至微米大??； 一是如氣體、臭味、揮發(fā)性有機化學物等化學份子，其 化學結構簡單，由數(shù)種化學元素組成，且十分細小，只有埃米至納米的大小。要處理灰塵或形狀較大的微粒是， 一般是使用靜電除塵或利用高效能的塵 粒過濾網(wǎng)。效果往往可達百分之八十，甚至是百分之九十九點九以上。但是， 要處理長度只有埃米至納米大的揮發(fā)性有機化學物，并不是這么容易。由臭氧產(chǎn)生器或負離子機產(chǎn)生的氧化劑，如臭氧或氫氧游離基等，都是非常有用的反應劑，屬于氧化劑類，它們可分解有害而細小至化學分子大的物質(zhì)， 所以被廣泛用于凈化空氣。但是，這些氧化劑的凈化效率通常是與臭氧或氫氧 游離基于流體內(nèi)的濃度有關。如果直接釋放臭氧或氫氧游離基于空氣內(nèi)，其濃 度將立即被稀釋；而且，他們往往會擊中流體內(nèi)非目標性的媒介分子，并容易 衰竭，而不能有效地氧化污染物及有機化合物。正因為這個原因， 一般的負離 子機并不是有效的空氣清潔系統(tǒng)，要達到非常高的臭氧濃度才可有效地凈化空 氣。為解決以上問題，有空氣凈化機利用了催化劑，如二氧化鈦于紫外光燈照 射下，產(chǎn)生氧化劑，氧化或還完氧化氣體污染物。也有根據(jù)不同污染物及有機 化合物的形狀、取向、大小及親水性的分子篩， 一并地吸附目標性的有機化合 物分子及氧化劑。再在分子篩里的納米小孔內(nèi)，進行化學反影，氧化污染物。一般在這類系統(tǒng)中，空氣中兩個主要形態(tài)的污染物(微粒及氣體污染物)，都 一次性一并被吸進系統(tǒng)中。污染的空氣先經(jīng)過微粒過濾，才進入處理氣體污染 物的催化濾芯，進行化學反應，分解氣體污染物。由于非常高效能的微粒過濾 網(wǎng)亦不是百分之百可以去除空氣中的微粒。于非常污染的空氣情況下，如吸煙 場所，強迫所有污染的空氣及氧化劑一次性先經(jīng)過微粒過濾裝置才到分子篩濾 芯，污染空氣中的微粒不能一次性的被去除(見圖一)，殘余而帶有氣味的微粒(如 尼古丁煙油微粒等)便會積聚在催化劑的表面，堵塞了進行催化反應的活躍基 位，令后來的氣體污染物或及氧化劑不能有效地進行化學反應。久而久之，這 空氣凈化系統(tǒng)不單不能有效去除空氣中的味道污染物，積聚于催化劑表面的灰 塵更成為細菌的溫床，啟動該催化劑表面附存著細菌及累積灰塵的空氣凈化機， 尤如啟動一部有如會釋放出污染物(細菌、味道、微塵等)的機器。除了頻密更 換催化劑濾芯外，沒有更好的解決方法，這樣，不單達不到環(huán)保的目的，還會 制造大量廢催化劑濾芯的二次污染。發(fā)明內(nèi)容在本智能空氣凈化系統(tǒng)中，空氣中的污染物會先后次序地被分開凈化，首 先是處理體積較大的灰塵及微粒，使其在處理的空間中濃度降至理想水平，最 后才處理細小至分子結構的氣體污染物。跟傳統(tǒng)的一次性迫使空氣經(jīng)過高效能 微粒過濾網(wǎng)及除味濾芯，以致殘余微塵堵除味塞濾芯，令除味濾芯容易失效。 而提供一種高效、環(huán)保、減低制造二次污染的空氣清凈化裝置。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種空氣凈化裝置，包括殼體，所述殼體上帶有流體的入口和出口，所述 殼體內(nèi)設置有(i) 除塵裝置(ii) 控制空氣于凈化裝置內(nèi)流動方向的活門(iii) 反應物產(chǎn)生器(iv) 催化劑濾芯(v) 抽氣風扇(vi) 灰塵傳感器(vii) 中央處理器
其特征在于，所述除塵裝置設置在所述反應物產(chǎn)生器上游位置，所述活門 及所述催化劑濾芯置設在所述反應物產(chǎn)生器下游位置，所述的抽氣風扇設置在 任何位置，帶動空氣從上游至下游流動。所述的活門關閉時與催化劑濾芯緊湊 成連成一塊，使空氣經(jīng)過所述的除塵裝置后及所述反應物產(chǎn)生器，必須經(jīng)過催 化劑濾芯才排出。所述的活門打開時，造成沒有風阻的入口，空氣經(jīng)過所述的靜電集塵器后 及所述反應物產(chǎn)生器后，不經(jīng)催化劑濾芯而從沒有風阻的出口排出。由于帶有 高灰塵濃度的空氣不會經(jīng)過風阻較大的催化劑濾芯，催化劑濾芯免了被灰塵污 染，其生命周期得以延長。所述的活門打開時，所述反應物產(chǎn)生器后必須同時關閉，以防在沒有催化 劑配合使用下，導致反應物外泄。這樣，即使反應物產(chǎn)生器是臭氧發(fā)生器，亦 不會因此而導致臭氧外泄。所述的活門的開關，由所述的灰塵傳感器及中央處理器控制。所述的除塵裝置，指用作除掉百分之一微米或以上大小的微粒。所述的除塵裝置，還包括電集塵器。所述的除塵裝置，還包括高效能微粒過濾網(wǎng)。所述的催化劑濾芯是分子篩濾芯時，所述的反應物產(chǎn)生器可以是產(chǎn)生臭氧 及發(fā)出可殺菌波長的紫外光燈。這樣，除了可產(chǎn)生氧化劑予分子篩濾芯作氧化 反應，亦可有加強殺菌的效用。所述的催化劑濾芯是分子篩濾芯時，所述的反應物產(chǎn)生器可以是氧化劑產(chǎn) 生器。因為部份氣體污染物必須經(jīng)過氧化作用才可以分解。所述的催化劑濾芯是分子篩濾芯時，所述的反應物產(chǎn)生器可以是還原氧化 劑產(chǎn)生器。因為部份氣體污染物必須經(jīng)過還原氧化作用才可以分解。所述的催化劑濾芯是二氧化鈦時，所述的反應物產(chǎn)生器可以是氧化劑產(chǎn)生器。所述的催化劑濾芯是二氧化鈦時，所述的反應物產(chǎn)生器可以是發(fā)出有效波 長，且可照射的二氧化鈦表面的紫外光燈，這樣，紫外光燈可以提供足夠的能 量予二氧化鈦作氧化氣體污染物化學反應。所述的分子篩濾芯甜面還可設置高效能微粒過濾網(wǎng)。當活門關閉時，所有 空氣被迫經(jīng)過分子篩濾芯，高效能微粒過濾網(wǎng)可以為分子篩濾芯作終的保護。 所述紫外光燈還照射所述的高效能微粒過濾網(wǎng)，以防黏附于高效能微粒過濾網(wǎng) 上面的灰塵有機會發(fā)生細菌繁殖。所述灰塵傳感器，量度周圍環(huán)境里的灰塵濃度，再把數(shù)據(jù)傳輸致中央處理 器，中央處理器再判斷所述活門的丌關。中央處理器的判斷，仍跟據(jù)比較灰塵 濃度及，當灰塵濃度高于默認值時，表示灰塵濃度非常高，靜電集塵器或高效 能微粒過濾網(wǎng)不能一次性處理空氣中的灰塵，使其不會影響催化劑濾芯。因此， 有必要丌啟所述活門，先處理灰塵污染物。當灰塵濃度低于默認值時，表示灰 塵濃度理想，靜電集塵器或高效能微粒過濾網(wǎng)可以一次性處理空氣中的灰塵， 因此，可以關閉所述活門，集中處理氣體染物。所述空氣凈化裝置，還包括了氣味傳感器及中央處理器。 所述氣味傳感器，量度周圍環(huán)境里的有機化合物的濃度，再把數(shù)據(jù)傳輸致中央 處理器，中央處理器再判斷所述風扇的速度。這樣，針對不同空氣污染物濃度， 智能地凈化空氣。所述灰塵傳感器，量度周圍環(huán)境里的灰塵濃度，再計算所述靜電集塵器已 容納累積灰塵量，當累積灰塵量高于可以累積灰塵預設數(shù)值，中央控理器會發(fā) 出須要清潔靜電集塵器的警告。所述己納累積灰塵量是這樣計算的 已納累積灰塵量=(風速速度x空氣凈化裝置啟動時間x己量度周圍環(huán)境里的灰塵濃度)+上次 啟動空氣凈化裝置己納累積灰塵量。所述除塵裝置是靜電集塵器時，是可以從整個空氣凈化裝置中拆出清潔。 由于對于不同的空氣質(zhì)素環(huán)境，不同人有不同的感測度，在特殊情況下， 部份人對灰塵或氣味濃度比較敏感，因此所述的控制空氣凈化裝置，除了利用 灰塵傳感器及中央處理器控制活門丌關外，在任何情況下，使用者可以利用本 身的臭覺代鈐所述灰塵傳感器，利用本身的判斷代替所述中央處理器，手動控 制活門開關。本發(fā)明的空氣凈化裝置，控制活門的開關控制空氣于空氣清新機中流動的 路程，從而防止堵塞催化劑濾芯的以致使催化劑失效?；铋T開關，乃通過傳感
器及中央處理器對空氣的質(zhì)素作出評估而定。當空氣中的灰塵濃度高至超出良 好級水平時，中央處理器發(fā)出指令把所述的活門打開，同時亦會暫時性關閉反 應物產(chǎn)生器，此舉亦可防止反應物在未有經(jīng)過催化劑的情況下外泄。直至當空 氣中的灰塵濃度達致出良好級水平時，中央處理器發(fā)出指令把所述的活門關閉， 同時亦啟動所述的反應物產(chǎn)生器，使其可以產(chǎn)生反應物，與氣體有機污染物一 同于催化劑的表面，進行分解。本實發(fā)明智能地及有次序地處理污染空氣中灰 塵及氣體污染物，有利延長催化劑的壽命，減少二次污染，達致真正環(huán)保的目 的。


圖1是一般空氣體凈化裝置的凈化的結構示意圖；圖2是發(fā)明的中央處理器對活門開關的流程圖；圖3是發(fā)明的空氣凈化裝置的實施例的結構示意圖；圖4是發(fā)明的空氣凈化裝置的另一實施例的結構示意圖；圖5是本發(fā)明對比同類型但沒有活門控制流程空氣凈化技術的氣體污染物 凈化效果。圖6是本發(fā)明的其中一個實物結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示， 一般空氣凈化裝置包括了殼體(15)，其中主要有除塵部份 (14)，例如靜電集塵器、或高效能靜電除塵網(wǎng)，反應物產(chǎn)生器(16)及催化劑濾 心(17)。所述的催化劑濾芯(17)是分子篩濾芯時，所述的反應物產(chǎn)生器(16)可以 是產(chǎn)生臭氧及發(fā)出可殺菌波長的紫外光燈或氧化劑產(chǎn)生器。所述的催化劑濾芯 (17)是二氧化鈦時，所述的反應物產(chǎn)生器(16)可以是氧化劑產(chǎn)生器或發(fā)出有效波 長，且可照射的二氧化鈦(17)表面的紫外光燈。裝置設置抽氣風扇于任何位置， 帶動空氣從上游(12)至下游(20)流動。大部份的灰塵或微粒(ll)，己于空氣經(jīng)過 電集塵器、或高效能靜電除塵網(wǎng)(14)時已除掉(13)，余下小重的灰塵或微粒， 經(jīng)過反應物產(chǎn)生器(16),依附催化劑濾心(17)的表面(18)。使催化劑濾心(17)因 受污染而失效。最后，只有小數(shù)的灰塵或微粒，混雜空氣中大部份的灰塵或微
粒(ll)，再進入空氣凈化裝置。時間久了，積聚于催化劑表面的灰塵(18)更成 為細菌的溫床，啟動該催化劑表面附存著細菌及累積灰塵(18)的空氣凈化機， 尤如啟動一部有如會釋放出污染物(細菌、味道、微塵等)的機器。除了頻密更 換催化濾芯(17)外，沒有更好的解決方法。如圖2所示本空氣凈化裝置的中央處理器對活門開關的程序作業(yè)圖，灰塵 傳感器，量度周圍環(huán)境里的灰塵濃度，再計算所述靜電集塵器可容納累積灰塵 量，當累積灰塵量高于一定預設數(shù)值，中央控理器會發(fā)出須要清潔靜電集塵器 的警告。然后中央控理器會比較周遭的積灰塵量及默認值，灰塵量濃度高于默 認值時，活門會被打丌及反應物產(chǎn)生器會被關掉，空氣凈化裝置會繼續(xù)把空從 上游抽至下游，直至灰塵量濃度低于默認值。這時，有機化合物傳感器收集空 氣凈化裝置的周圍環(huán)境的有機化合物濃度數(shù)據(jù)，再跟據(jù)有機化合物的濃度，預 算在催化劑需要進行分解氣體污染物的化學反應時間，調(diào)節(jié)空氣凈化裝置的抽 風速度。但至針對不同空氣污染物濃度，智能地凈化空氣。如圖3所示，本發(fā)明的空氣凈化裝置的的結構示意圖如下空氣凈化裝置 包括了殼體(15),其中主要有除塵部份(14)，例如靜電集塵器、或高效能靜 電除塵網(wǎng)，控制空氣于凈化裝置內(nèi)流動方向的活門(22)反應物產(chǎn)生器(16)、催 化劑濾心(17),灰塵傳感器(23)及中央處理器(24)。所述灰塵傳感器(23)連接 中央處理器(24)，所述的中央處理器(24)連接活門(22)，控制其開關。的所 述的催化劑濾芯(17)是分子篩濾芯時，所述的反應物產(chǎn)生器(16)可以是產(chǎn)生臭氧 及發(fā)出可殺菌波長的紫外光燈或氧化劑產(chǎn)生器。分子篩濾芯(17)前面還可設置 高效能微粒過濾網(wǎng)，所述紫外光燈(16)還照射所述的高效能微粒過濾網(wǎng)，以防 黏附于高效能微粒過濾網(wǎng)上面的灰塵有機會發(fā)生細菌繁殖。所述的催化劑濾芯 (n)是二氧化鈦時，所述的反應物產(chǎn)生器(16)可以是氧化劑產(chǎn)生器或發(fā)出有效波 長，且可照射的二氧化鈦(17)表面的紫外光燈。裝置設置抽氣風扇于任何位置，帶動空氣從上游(12)至下游(20)流動。大 部份的灰塵或微粒(ll)，己于空氣經(jīng)過電集塵器、或高效能靜電除塵網(wǎng)(14)時 己除掉(13)，余下小重的灰塵或微粒，經(jīng)過反應物產(chǎn)生器(16)，再從活門(22)離 丌，不會依附催化劑濾心(17)的表面(18)，及不會使催化劑濾心(n)因受污染 而失效。
如圖4所示本發(fā)明的空氣凈化裝置的另一結構示意圖如下當灰塵傳感器(23) 量度出空氣中的微粒濃度達致理想水平時(lla)，中央處理器(24)發(fā)出指令把所 述的活門(22)關閉，使活門(22)與催化劑濾芯(17)緊湊成連成一塊，同時亦啟動 的反應物產(chǎn)生器(16)，使空氣經(jīng)過所述的靜電集塵器(14)及反應物產(chǎn)生器后(16)， 必須經(jīng)過催化劑濾芯(17)才排出。反應物與氣體有機污染物一同于催化劑濾芯(17) 進行分解。如圖5所示圖本發(fā)明專利對比同類型但沒有活門控制流程空氣凈化技術的 氣體污染物凈化效果。此測試于一吸煙房間二百平方尺，樓層高三米進行行， 在使用如圖1所示的空氣凈化裝置，空氣凈化裝置去除有機污染物的效能于第 卜枝香煙燃點時丌始失效，并放出積聚于濾芯里的污染物，使污染物增加。如 果使用本發(fā)明的空氣凈化裝置(即圖3及圖4顯示的空空氣凈化裝置)，由于可 以有效及有次序地先后處理空氣中的污染物，處理氣味的催化劑濾芯不受污染 至失效，所以空氣凈化裝置可以持久處理氣體污染物。如圖6所示圖本發(fā)明的一個實物結構圖，機身包括了一個殼體(607)， 一個 抽氣風扇(606)、體一個靜電除塵裝置(601)作本裝置的除塵裝置、 一個可以是產(chǎn) 生臭氧及發(fā)出可殺菌波長的紫外光燈(604)作為本裝置的反應物產(chǎn)生器， 一個堆 集密實的分子篩濾芯(603)作所述的催化劑濾芯、在分子篩濾芯前面還可設置高 效能微粒過濾網(wǎng)(602)。紫外光燈還可以照射高效能微粒過濾網(wǎng)表面(602)，加強 殺菌，活門(605)設置于催化劑濾芯的同一水平。當灰塵污染物高濃度時，活門(605) 開啟，空氣不會經(jīng)過催化劑濾芯(603)而排出，好使空氣凈化裝置先處理高濃度 的灰塵污染物。
權利要求
1.一種空氣凈化裝置，包括殼體，所述殼體上帶有流體的入口和出口，所述殼體內(nèi)設置有(i)除塵裝置(ii)控制空氣于凈化裝置內(nèi)流動方向的活門(iii)反應物產(chǎn)生器(iv)催化劑濾芯(v)抽氣風扇(vi)灰塵傳感器(vii)中央處理器其特征在于，所述除塵裝置設置在所述反應物產(chǎn)生器上游位置，所述活門及所述催化劑濾芯置設在所述反應物產(chǎn)生器下游位置，所述的抽氣風扇設置在任何位置，帶動空氣從上游至下游流動。所述的活門關閉時與催化劑濾芯緊湊成連成一塊，使空氣經(jīng)過所述的除塵裝置后及所述反應物產(chǎn)生器，必須經(jīng)過催化劑濾芯才排出。所述的活門打開時，造成沒有風阻的入口，空氣經(jīng)過所述的除塵裝置后及所述反應物產(chǎn)生器后，不經(jīng)催化劑濾芯而從沒有風阻的出口排出。所述的活門打開時，所述反應物產(chǎn)生器后必須同時關閉，以防在沒有催化劑配合使用下，導致反應物外泄。所述的活門的開關，由所述的灰塵傳感器及中央處理器控制。
2. 根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，除塵裝置用來除掉 百分之一微米或以上大小的微粒。
3. 根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，除塵裝置包括電集 塵器。
4. 根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，除塵裝置包括高 效能微粒過濾網(wǎng)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，當催化劑濾芯是分 子篩濾芯時，所述的反應物產(chǎn)生器是產(chǎn)生臭氧及發(fā)出可殺菌波長的紫外光燈。
6. 根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，當催化劑濾芯是分 子篩濾芯時，所述的反應物產(chǎn)生器是氧化劑產(chǎn)生器。
7. 根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，當催化劑濾芯是分 子篩濾芯時，所述的反應物產(chǎn)生器是還原氧化劑產(chǎn)生器
8. 根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，當催化劑濾芯是二 氧化鈦時，所述的反應物產(chǎn)生器是氧化劑產(chǎn)生器。
9. 根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，當催化劑濾芯是二 氧化鈦時，所述的反應物產(chǎn)生器可以是發(fā)出有效波長，且可照射的二氧化鈦表 面的紫外光燈。
10. 根據(jù)權利要求5及6所述的空氣凈化裝置，其特征在于，分子篩濾芯 前面還可設置高效能微粒過濾網(wǎng)。所述紫外光燈還照射所述的高效能微粒過濾 網(wǎng)，以防黏附于高效能微粒過濾網(wǎng)上面的灰塵有機會發(fā)生細菌繁殖。
11. 根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，灰塵傳感器，量 度周圍環(huán)境里的灰塵濃度，再把數(shù)據(jù)傳輸致中央處理器，中央處理器再判斷所 述活門的開關。
12. 根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，還包括了氣味傳感器及中央處 理器。
13. 根據(jù)權利要求9所述的空氣凈化裝置，其特征在于，氣味傳感器，量 度周圍環(huán)境里的有機化合物的濃度，再把數(shù)據(jù)傳輸致中央處理器，中央處理器 再判斷所述風扇的速度。
14.根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，所述灰塵傳感器， 量度周圍環(huán)境里的灰塵濃度，再計算所述靜電集塵器己容納累積灰塵量，當累 積灰塵量高于可以累積灰塵預設數(shù)值，中央控理器會發(fā)出須要清潔靜電集塵器 的警告。所述已納累積灰塵量是這樣計算的 己納累積灰塵量=(風速速度x空氣凈化裝置啟動時間x己量度周圍環(huán)境里的灰塵濃度)+上 次啟動空氣凈化裝置己納累積灰塵量。
15.根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，靜電集塵器可以 從整個空氣凈化裝置中拆出清潔。
16.根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化裝置，除了利用灰塵傳感器及中央處 理器控制活門開關外，在任何情況下，使用者可以利用本身的臭覺代替所述灰 塵傳感器，利用本身的判斷代替所述中央處理器，手動控制活門開關。
全文摘要
本發(fā)明的空氣凈化裝置，控制活門的開關控制空氣于空氣清新機中流動的路程，從而防止堵塞催化劑濾芯的以致使催化劑失效?；铋T開關，乃通過傳感器及中央處理器對空氣的質(zhì)素作出評估而定。當空氣中的灰塵濃度高至超出良好級水平時，中央處理器發(fā)出指令把所述的活門打開，同時亦會暫時性關閉反應物產(chǎn)生器，此舉亦可防止反應物在未有經(jīng)過催化劑的情況下外泄。直至當空氣中的灰塵濃度達致出良好級水平時，中央處理器發(fā)出指令把所述的活門關閉，同時亦啟動所述的反應物產(chǎn)生器，使其可以產(chǎn)生反應物，與氣體有機污染物一同于催化劑的表面，進行分解。本發(fā)明智能地及有次序地處理污染空氣中灰塵及氣體污染物，有利延長催化劑的壽命，減少二次污染，達致真正環(huán)保的目的。
文檔編號F24F3/16GK101165417SQ200610137408
公開日2008年4月23日 申請日期2006年10月16日 優(yōu)先權日2006年10月16日
發(fā)明者羅瑞真, 陳耀偉 申請人:羅瑞真;陳耀偉