一种基于超声波水循环系统的空气净化方法及系统与流程

文档序号:15092929发布日期:2018-08-04 13:52阅读:294来源:国知局

本发明涉及变空气净化领域,具体涉及一种基于超声波水循环系统的空气净化方法及系统。



背景技术:

随着工业生产规模以及人类生活现代化工具的不断发展,各种现代化设备和工具所产生的废气、颗粒物等空气污染物已经给人类生活带来了极大的困扰。近年来各相关行业正大力研究空气质量保护手段及相关设备,在家电行业及工业生产设备行业已经成功研发出了空气净化设备。但就目前空气净化手段来说,主要是采用滤

现有空气净化技术采用高效微粒空气过滤器(hepa滤网)及活性炭滤网,因结构和生产工艺复杂所以成本高,且滤网属于耗材,大大增加了用户的使用成本。

现有空气净化技术中所采用的高压静电吸附技术,需要注意电器安全性问题(高压有时会达到几万伏),而且只对颗粒物等大粒子气体有效,清洗困难;而最大的问题是容易产生高浓度臭氧,必须妥善设计让臭氧排放量降至安全浓度以下,虽然臭氧可以杀菌,在杀灭一些病毒细菌的同时也可能杀灭人体白细胞,有导致癌变的可能。所以这种高压静电吸附技术在实际应用与空气净化效果本身又存在一定的矛盾。

高压负离子技术是通过使空气中的颗粒物带电,聚结形成较大颗粒而沉降,但颗粒物实际上并未移除,只是附着于物体表面,易导致再次扬尘。高压离子技术在工作过程中也会产生臭氧等副产物,易造成二次污染。

现有空气净化系统中的高压发生电路所产生的高压脉冲对自然空间会造成一定的电磁干扰,特别是家用空气净化器,这种电磁干扰增加了室内的电磁辐射,这对儿童及孕妇也是一种安全隐患。

综上分析,现有空气净化技术在一定程度上确实达到空气净化的目的,但其身也有一定的缺陷,因此,如何解决以上技术矛盾、如何降低生产成本及用户使用成本、如果提高空气净化设备本身的电器安全性、如何减少空气净化设备自身的二次污染等一系列问题都是空气净化技术行业所面临的新问题。



技术实现要素:

针对现有技术中所存在的不足,本发明提供了一种基于超声波水循环系统的空气净化方法及系统,解决了空气净化设备成本高和臭氧二次污染的问题。

为实现上述目的,本发明采用了如下的技术方案:一种基于超声波水循环系统的空气净化方法,首先将液体储存器内的液体循环流动,与此同时运用超声波发生器将液体储存器内的液体雾化后送进雾化隔离箱,然后再将环境空气送入雾化隔离箱形成雾化液体和加湿空气,雾化液体运用雾化隔离箱的底部收集送入液体储存器,液体储存器内设置过滤网,所述过滤网用于雾化液体带回来的颗粒物过滤;所述加湿空气通过出风风道反馈给环境空气中。

进一步的,所述超声波发生器包含超声波发生电路和超声波换能器,所述超声波发生电路产生高频超声波电压驱动所述超声波换能器产生高频机械能;所述超声波换能器将超声波发生电路送来的高频超声波电能转换成高频超声波机械能使液体雾化;

进一步的,所述超声波换能器为陶瓷换能器。

进一步的,超声波发生电路为pwm发生电路或方波发生电路,产生的超声波的频率范围为0.5mhz~3mhz。

进一步的,所述液体包括水或者含有添加剂的液体。

设计的设备为一种基于超声波水循环系统的空气净化系统。一种基于超声波水循环系统的空气净化系统包括雾化隔离箱,雾化隔离箱的侧壁上端设置有进风口、雾化空气出口和出风口,进风口连接有进风风道,出风口连接有出风风道,雾化空气出口连接有雾化空气管道,雾化空气管道的进气端连接有液体储存器,液体储存器的底部用管道连接所述雾化隔离箱底部,液体储存器的顶部设置有平压进气孔,液体储存器内设置有过滤网,所述管道上安装有压差发生器,液体储存器还连接有超声波发生器;压差发生器用于将液体储存器内的液体与雾化隔离箱底部的液体循环流动;出风风道上设置有风机。

进一步的,所述雾化隔离箱为半隔离式箱体。

进一步的,所述压差发生器包括离心式泵、轴流式泵、活塞式泵、皮碗式泵。

进一步的,所述过滤网为可水洗网状过滤网,网的直径为小于0.6mm。所述超声波发生器产生高频超声波机械能使液体雾化成微小液体颗粒和负离子,这些微小液体颗粒在系统空间处于悬浮状态,并与空气中的颗粒物汇集后体积增大下沉再次落入液体存储器;所述雾化隔离箱主要是净化空气的空间,液体雾化后一部分随出风通道送出达到增湿效果,一部分送到进风通道与空气中的颗粒物合成后回到液体存储器达到颗粒物过滤的目的;所述压差发生泵的作用是使液体存储器的液体产生压差,形成液体循环,给超声波换能器底部提供源源不断的液体;所述液体存储器用来存储循环液体;所述过滤网的作用是将循环液体中由雾化液体带回来的颗粒物过滤掉,用户只需要隔段时候将滤网取出清洗后再次使用;所述风机主要作用是将环境空气经进风通道吸入,然后经出风通道送出;

相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:

1、成本低廉,固态颗粒污染物净化效率更高;提高了空气净化设备的安全性能,避免了二次污染;

3、无需额外增加加湿模块,在净化空气的同时起到了空气加湿效果,增加了附加功能却没有任何成本的增加;

4、本发明所采用的空气净化手段主要是超声波雾化,用户可以在循环液体中添加适当的香料增加室内空间的舒适性。

5、因本发明的循环液体主要是纯净水,所以可广泛应用于医院及保健场所,通过在纯净水中根据病人的实际情况添加中药成份,更有助于病人的康复。

6、将过滤网设置于雾化隔离箱内,可以提高水中的粉尘与过滤网接触的面积,曾强了过滤效果和过滤网单次使用寿命。

7、风机设置在出风风道,可以使雾化隔离箱内产生负压,使雾化的液体与带净化的空气接触更充分,提高净化效率。

附图说明

附图1为本发明的系统框图;

附图2为本发明的工作原理图;

附图3为本发明的结构示意图;

其中,1-分水管;2-液体存储器;3-雾化隔离箱;4-进风风道;5-出风风道;6-风机;7-平压进气孔;8-雾化空气管道;9-超声波发生器;10-管道;11-压差发生器;12-单向导通阀;13-过滤网;14-观察口;15-观察窗;16-液位计。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1~图3所示,本发明的系统框图主要包括:风机6、进风风道4、出风风道5、雾化隔离箱3、过滤网13、液体存储器2、压差发生器11和超声波发生器9。雾化隔离箱3的侧壁上端设置有进风口、雾化空气出口和出风口,进风口连接有进风风道4,出风口连接有出风风道5,雾化空气出口连接有雾化空气管道8,雾化空气管道8的进气端连接有液体储存器2,液体储存器2的底部用管道10连接所述雾化隔离箱底部,液体储存器2的顶部设置有平压进气孔7,液体储存器2内设置有过滤网13,所述管道10上安装有压差发生器11,液体储存器2还连接有超声波发生器9;压差发生器11用于将液体储存器内的液体与雾化隔离箱底部的液体循环流动;出风风道5上设置有风机6。

进一步的,液体储存器2的侧壁上设置有观察口14,用于观察液体储存器2内的液位高度;与观察口14相对的液体储存器2侧壁上开设有进水口,进水口与连接有分水管1;分水管1用于将回流的液体分散注入液体储存器2,提高过滤网13的过滤效果。管道10还设置有单向导通阀12,所述雾化隔离箱3的侧壁上还设有用于观察液面高度的观察窗15,雾化隔离箱3的底部安装有液位计16。

所述液体可以是水,或者还有添加剂的液体;添加剂包括盐水、醋酸。

环境空气在风机的作用下,经进风风道进入到雾化隔离箱,空气中颗粒物和可溶气体在雾化隔离箱与雾化后的液体进行碰撞沉降或溶解,沉降时经过滤网过滤后回到液体存储器重复使用。液体存储器用来存储系统工作所需要的液体。压差发生器的作用是产生机械能使液体存储器中的液体形成循环流动。

结合附图2详细说明本发明的工作原理。本发明的核心就是采用超声波将液体雾化后作为空气净化手段,通过超声波发生器将水雾化产生水雾,细微水雾在特定空间内的密度不断提高并发生过饱和现象。被污染的自然空气在风机的作用下,经进风风道进入系统与饱和雾汽发生物理反应,主要理论为:1、根据空气动力学原理,空气中细小颗粒物与水雾不断运动并发生碰撞而被拦截、凝聚,当雾滴凝集足够多的细小颗粒物后,受重力影响进行沉降;2、根据“云”物理学原理,细微水雾喷向含尘自然空气时,能在很短时间内蒸发,使喷雾区域的水蒸汽迅速饱和,其喷雾密度越大,其空间饱和越快。过饱和的水蒸汽凝结在含尘空间悬浮的尘埃粒子上,此后就开始了凝聚和合并的物理过程。这主要是由于水的相变和云滴形成所导致的温度、浓度变化,加上喷雾雾流及进风风道引起的含尘自然空气流动,使携带尘埃粒子的云滴和其他水雾粒子相互碰撞、凝聚,从而增加体积和重量而下沉。另外由于雾滴及水蒸汽在尘埃表面的凝聚,不仅改善了尘埃的亲水性能,而且增大了尘埃自身的体积和重量,这也是对尘埃捕捉起到了促进作用。3、根据斯蒂芬流的输送机理,水雾在喷雾空间内,当雾滴迅速蒸发时,必然会在雾滴附近区域产生蒸汽组分的浓度和梯度,形成由雾滴向外流动扩散的斯蒂芬流,同样当蒸汽在某尘埃粒子上凝结时,也会造成尘埃粒子周围蒸汽浓度的不断降低,形成由周围向凝结尘埃粒子运动的斯蒂芬流。因此,悬浮于水雾区域中的尘埃粒子必然会在斯蒂芬流的输送作用下运动,最终与水雾颗粒相接触并粘附在水雾颗粒上被湿润后增加体积和重量后自然下沉。尘埃颗粒与水雾颗粒发生物理碰撞相结合后,其中一部分自然下沉到循环液体存储容器中,一部分上层的(不能自然下沉)的水雾将会在水雾空间继续相互碰撞形成更大的水滴,当水滴不断变大后重量增加就会自然下落到循环液体存储容器中。被去除尘埃的空气经出风风道输出,空气得以净化。空气中的尘埃随水滴落到过滤网上,经过滤网过滤后落入循环液体中重复利用。过滤网在长期使用后表面会聚集大量尘埃、毛发等空气污染物,只需将过滤网取下进行清洗即可。需要说明的是,循环液体以纯净水为主,如果空气中有可溶气态污染物,需要定期将循环液体进行更换,以达到良好的净化气态污染物的效果。所述风机为12v~48v的直流风机,包括轴流风机和离心式风机。

将此种方法运用于空气净化设备上净化空气,具体步骤如下:

第一步:在循环液体中添加干净的水,可根据实际需要在液体中添加中药或者香氛;

第二步:在压差发生器的作用下,液体产生循环流动,超声波发生器将循环流动的液体不断进行雾化,雾化后的水雾不断上升至雾化隔离箱;

第三步:启动风机,环境空气在风机的作用下经进风风道进入到雾化隔离箱,在雾化隔离箱中与水雾进行交会,空气中不断运行的颗粒物与不断运行的水雾进行碰撞后凝聚,当颗粒物凝聚到一定重量后进行下沉,下沉经过滤网滤除颗粒物后落入循环液体。

第四步:未下沉的颗粒物继续与水雾碰撞凝聚而下沉,下沉经过滤网滤除颗粒物后落入循环液体。

第五步:经水雾净化后的空气在风机的作用下从出风风道被送出,同时被送出的还有部分雾化后的水雾,可增加空气湿度。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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