一种根据瀑布原理产生负氧离子空气的方法及其装置与流程

1.本发明涉及负氧离子产生技术领域，特别涉及一种根据瀑布原理产生负氧离子空气的方法及其装置。


背景技术：

2.空气负(氧)离子是带负电荷的单个气体分子和氢离子团的总称，在空气净化、城市小气候等方面有调节作用；负氧离子和水分子容易形成供负电子团，通过人体的经络将负电子输入体内，保持和维持细胞膜内负电位、钾钠离子泵开关负电位起着至关重要的作用。
3.中国专利公开号cn105140783b，公开了名为一种模拟自然提高城区负氧离子含量的间易系统，包括低位的负氧积聚池、池周用八个向下的独特灯型喷头、池中心喷口向上的柱式灯型喷头；高位的蓄水池、室内外负氧离子检测仪、纳米气泡发生装置、水泵、太阳能发电装置、并在林冠上方设灯型喷头等。能产生大量负氧离子，并弥补了现有各类方式产生负氧离子的缺陷。
4.该装置虽然可产生大量的负氧离子，但是整体结构复杂占用空间较大，并不适用于家庭使用；同时产生的负氧离子伴随水滴喷出，空气中的湿度较大，长期使用会影响使用者的身体健康，存在一定的使用局限性。
5.因此，有必要提供一种根据瀑布原理产生负氧离子空气的方法及其装置解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种根据瀑布原理产生负氧离子空气的方法及其装置，以解决上述背景技术结构复杂占用空间较大导致不适用于家庭使用，以及负氧离子伴随水滴喷出导致空气中的湿度较大等问题。
7.为实现上述目的，设计可将水资源转化为纳米气泡水的发生组件，并将纳米气泡水运至布水腔经喷头和填料系统流下，再通过风机对填料系统抽风使纳米气泡与空气混合，形成负氧离子空气排出，而水滴呈瀑布形式自由下落实现水循环利用。
8.基于上述思路，本发明提供如下技术方案：一种根据瀑布原理产生负氧离子空气的方法，包括以下步骤：
9.s1、将水资源通过气泡发生组件4处理成纳米气泡水，使其产生带负电的纳米级气泡；
10.s2、将纳米气泡水通过气泡发生组件4输送至与气泡发生组件具有一定高度差的布水腔10，并经布水腔10下方的喷头9输送至填料系统；
11.s3、启动风机5对填料系统进行抽风使得纳米气泡与周围空气混合，使空气中的负氧离子快速增加，而水回流至气泡发生组件4。
12.本发明还提供如下技术方案：一种根据瀑布原理产生负氧离子空气的装置，包括
壳体1，所述壳体1的内部固定安装有将壳体1内部空间分隔成布水腔10和空腔11的隔板2，空腔11的底部设置有与布水腔10接通且用于产生纳米气泡水的气泡发生组件4，隔板2的底部固定安装有与布水腔10接通的若干个喷头9，空腔11的内部设置有位于喷头9下方的填料系统；壳体1的两侧分别开设有进风口12和出风口13，进风口12的内部设置有用于过滤外部空气的过滤件3，隔板2的表面固定嵌合有与出风口13和填料系统均位置对应的风机5。
13.作为本发明的进一步方案：所述气泡发生组件4包括活动设置在壳体1内的水箱401和与壳体1固定连接的纳米气泡器402，纳米气泡器402的进口和出口通过管道分别与水箱401和布水腔10接通。
14.作为本发明的进一步方案：所述填料系统包括与壳体1固定连接且与过滤件3位置对应的导风百叶6，导风百叶6远离过滤件3的一侧设置有与壳体1固定连接的薄膜填料7，薄膜填料7远离导风百叶6的一侧设置有与壳体1固定连接的收水器8。
15.作为本发明的进一步方案：所述喷头9的底部通过花梗固定连接有使得纳米气泡水均匀流下的花瓣901。
16.作为本发明的进一步方案：在北半球，所述花瓣901呈逆时针旋向布置，使水流在重力场作用下产生逆时针漩涡旋转流下，花梗在喷头9的安装方向指向风机5；在南半球，花梗和花瓣901呈反向设置。
17.作为本发明的进一步方案：所述过滤件3包括滤带303、两个长杆301和两个短杆302，两个长杆301和两个短杆302分别设置在空腔11和进风口12内，两个长杆301和两个短杆302共同将滤带303支撑成等腰梯形。
18.作为本发明的进一步方案：呈等腰梯形设置的所述滤带303具有短边、长边和两个斜边，其短边与进风口12的尺寸适配且与壳体1的侧壁保持齐平。
19.作为本发明的进一步方案：所述空腔11的内部固定安装有位于水箱401上方的中转组件15，中转组件15位于填料系统的下方且用于接收填料系统流下的水资源，中转组件15与滤带303位于下方的斜边位置对应。
20.作为本发明的进一步方案：所述中转组件15包括与壳体1固定连接且位于填料系统下方的接水斗，接水斗的底部接通有斜管1501，斜管1501远离接水斗的端部接通有分流管1502，分流管1502的表面开设有与斜边位置对应的若干个出水孔1503。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过气泡发生组件、填料系统、喷头和风机等之间的配合，利用瀑布原理配合风机形成气的形式，将纳米气泡中的部分水分和负氧离子全部吹出，因为纳米气泡微量级所带来的湿度增加，对周围环境的湿度影响非常小，即并不会使得空气过湿，使得使用者感受不到湿度的增加，可以减少对使用者的危害，可一年四季使用。本装置整体结构简练，可在有限空间内产生大量的负氧离子，负氧离子量增加更快，同时吹出的为负氧离子空气，而不是负氧离子水滴，可实现水资源的最大化循环利用；整体尺寸更小可有效降低占用空间，即可达到小型化家用化，实用性更高。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
23.图1为本发明的整体结构立体图；
24.图2为本发明的壳体内部结构示意图；
25.图3为本发明的喷头和花瓣结构示意图；
26.图4为本发明的壳体和隔板结构示意图；
27.图5为本发明的收废箱和水箱结构示意图；
28.图6为本发明的长杆、短杆和滤带结构示意图；
29.图7为图6中a处结构放大图；
30.图8为本发明的调节组件结构示意图；
31.图9为本发明的斜管内部结构示意图；
32.图10为本发明的竖杆和连杆结构示意图。
33.图中：1、壳体；2、隔板；3、过滤件；4、气泡发生组件；5、风机；6、导风百叶；7、薄膜填料；8、收水器；9、喷头；10、布水腔；11、空腔；12、进风口；13、出风口；14、收废箱；15、中转组件；16、调节组件；301、长杆；302、短杆；303、滤带；304、齿轮；401、水箱；402、纳米气泡器；901、花瓣；1501、斜管；1502、分流管；1503、出水孔；1504、拉绳；1505、挡板；1601、底板；1602、引导轮；1603、竖杆；1604、浮板；1605、卡爪；1606、连杆。
具体实施方式
34.实施例一：
35.请参阅图1至图4，本发明实施例提供一种根据瀑布原理产生负氧离子空气的装置，主要利用瀑布原理在有限空间内产生大量的负氧离子，该装置包括壳体1，壳体1的内部固定安装有隔板2，隔板2将壳体1的内部空间分隔为位于最上方的布水腔10和位于布水腔10下方的空腔11，空腔11的底部设置有用于与布水腔10接通的气泡发生组件4，气泡发生组件4可将山泉水转换成纳米气泡水，并输送至布水腔10内，当然山泉水也可以替换成自来水、矿泉水或其他水质相等的泉水。隔板2的底部固定安装有若干个与布水腔10接通的喷头9，喷头9呈均匀分布当纳米气泡水进入布水腔10后即经过喷头9流下。空腔11的内部还设置有与喷头9喷出的纳米气泡水相互接触的填料系统，当纳米气泡水从喷头9流下后需要经过填料系统才可以回流至气泡发生组件4内。
36.壳体1的左右两侧分别开设成进风口12和出风口13，进风口12的内部设置有用于过滤外部空气的过滤件3，过滤件3可将空气中的杂物过滤下来，出风口13的内部设置有用于引导气体的引导板，引导板可发生角度变化，其为现有的成熟技术，在这里不做详细说明。隔板2的表面贯穿并固定嵌合有与出风口13和填料系统均位置对应的风机5，风机5采用抽风方式，在使用时启动风机5将填料系统内的纳米气泡吸出，并经引导板排出。
37.在本实施例中，优选的：气泡发生组件4包括活动设置在壳体1底部的水箱401和与壳体1内右壁固定连接的纳米气泡器402，使用时水箱401可从壳体1的左侧拉出和推回；纳米气泡器402通过摩擦产生纳米气泡，并具有输水功能，为现有的成熟技术，在这里不做详细说明，其进口和出口通过管道分别与水箱401和布水腔10接通；使用时山泉水即放置在水箱401的内部，通过纳米气泡器402发生纳米气泡水并输送至布水腔10内。
38.填料系统包括与壳体1固定连接且与过滤件3位置对应的导风百叶6，导风百叶6的右侧设置有与壳体1固定连接的薄膜填料7，使用时外部气体经导风百叶6可以稳定输送给薄膜填料7，而薄膜填料7具有高亲水性，水滴容易形成水膜，从而增加了风水交换面积；薄膜填料7的右侧设置有与壳体1固定连接的收水器8，收水器8即设置在薄膜填料7和风机5的
的中间，可有效降低飘滴损失，保证水滴不会抽到周围的空气中，引起不良感受，薄膜填料7和收水器8位于水箱401的上方，方便后续的接水和循环利用。三者充分配合以达成布水和空气流场的均匀性，风水交换效率高，从而使水风交换的运行性能达到设计的性能。
39.本实施例中喷头9的顶部与隔板2接通，其底部通过花梗(整体呈倒l形)固定连接有使得纳米气泡水均匀流下的花瓣901。需要说明的是，由于地球的自转，在北半球，水流在重力场作用下产生逆时针漩涡旋转流下，此时花瓣901如图3中的逆时针布置，而花梗指向右侧(指向风机5)，可以获得高效均匀的滴水流场；相反地在南半球，喷头9下部的花梗和花瓣901要反向设置，才能获得最佳滴水流场。通过喷头9、花梗和花瓣901的布置，水和空气才能充分混合，才能将水中的纳米气泡通过负氧离子的形式分离并带到周围的环境中。
40.使用时，首先向水箱401内倒入一定量的山泉水，然后启动纳米气泡器402将山泉水处理成纳米气泡水，使其产生大量带负电的纳米级气泡，并将纳米气泡水输送至布水腔10内，进入布水腔10内的纳米气泡水经喷头9沿着薄膜填料7自动下落，在薄膜填料7中完成风水交换，下落的水配合薄膜填料7形成水帘、瀑布形式，最终又回落到水箱401的内部；接着启动风机5，经进风口12和过滤件3从壳体1抽风并从引导板排出，在抽风时从薄膜填料7内抽出纳米气泡使其混合进入空气中，使空气中负氧离子快速增加并稳定排出。
41.本实施例中采用山泉水作为水源，相比于自来水和矿泉水更具有优势，在此通过实验以及数据具体说明：
42.负氧离子的检测仪器为负氧离子测试仪vms-3003-nego-n01；时间为15:30-18：00，实验开始先调零，负氧离子初始值为1473pcs/cm3，结束后自然恢复值为1265-1400pcs/cm3。负氧离子测试仪放在760mm高的桌面上，位于出风口13右侧700mm处。
43.水质负氧离子峰值负氧离子稳定值自来水1280911100山泉水1237810300矿泉水122689848
44.采用山泉水祛除了自来水中氧化性氯和氯的消毒副产物，如三氯甲烷和其他thms，这些thms物质可能会随着负氧离子带到空气中，从而对人体健康产生不利影响，同时相比较矿泉水，性价比较高，经济上更有优势。
45.综上所述，通过气泡发生组件4、风机5、填料系统和布水腔10等结构的配合，当气体进入壳体1内与过水的薄膜填料7接触混合时其温度得到降低，降温后的空气与负氧离子结合在一起，形成低温的负氧离子空气并得到一定程度的加湿，在风机5的作用下最终从引导板排出，可达到对热空气降温以及对空气加湿的作用，将降温功能与加湿功能结合在一起；可以使得空气中负氧离子快速增加，提高空气总负氧离子的生产速率。通过形成瀑布形式利用瀑布原理，配合风机5通过气的形式，将纳米气泡中的部分水分和负氧离子全部排出，因为纳米气泡微量级所带来的湿度增加，对周围环境的湿度影响非常小，即并不会使得空气过湿，使得使用者感受不到湿度的增加，在保证有益加湿效果的基础上，可以减少对使用者的危害，可一年四季使用，体验感更佳。
46.本装置整体结构简练，可在有限空间内产生大量的负氧离子，负氧离子量增加更快，同时吹出的为负氧离子空气，而不是负氧离子水滴，避免对人体造成危害，可实现水资源的最大化循环利用；整体尺寸更小可有效降低占用空间，即可达到小型化家用化，实用性
更高。
47.实施例二：
48.请参阅图1至图7，在实施例一的基础上，过滤件3包括连续的滤带303，滤带303上开设有滤孔可使得气体通过并过滤杂物，过滤件3还包括用于将滤带303定型的两个长杆301和两个短杆302，两个长杆301和两个短杆302分别设置在空腔11和进风口12内，两个长杆301和两个短杆302共同将滤带303支撑成等腰梯形。等腰梯形沿水平方向呈逆时针转动90度布置，其短边与进风口12的尺寸适配，短边与壳体1的左侧壁保持齐平，长边位于空腔11内与短边呈左右并列布置，二者的并列布置还具有二次过滤，提高过滤效果的作用，使用时杂物经滤带303的短边过滤，后续关闭风机5后会沿着短边下降向下方斜边移动。
49.空腔11的内部固定安装有位于水箱401上方且用于接水的中转组件15，中转组件15位于薄膜填料7和收水器8的正下方，可将二者流下的水全部接住；中转组件15还与滤带303下方的斜边位置对应，且呈正对设置，可将接住的水全部输送给滤带303的下方斜边，将下方斜边上的杂物冲刷掉。
50.为了实现对冲刷掉杂物的收集，在壳体1的左侧且位于进风口12的下方贯穿并滑动安装一个收废箱14，收废箱14为顶部开口式，其右侧壁设计成与滤带303的下方斜边活动贴合，可实现对下落杂物的有效收集。同时收废箱14位于中转组件15的下方，中转组件15在对下方斜边出水冲刷杂物时，可将杂物经顶部开口冲进收废箱14的内部。为了保证山泉水可以稳定回流至水箱401内，在收废箱14的底部贯穿开设有通孔，通孔可使得山泉水通过而拦住杂物，使得随杂物冲进收废箱14的水流可以回流至水箱401完成循环使用。
51.请参阅图1至图7，在本实施例中，优选的：中转组件15包括与壳体1固定连接的接水斗，接水斗位于薄膜填料7和收水器8的正下方，且其底部固定接通有斜管1501，斜管1501远离接水斗的端部接通有分流管1502，分流管1502呈环形设计且将长边罩在内部，分流管1502的左侧壁开设有若干个出水孔1503，出水孔1503位于收废箱14的斜向右上方(图7视角)。使用时接水斗将山泉水接住经斜管1501和分流管1502输送至出水孔1503排出，对滤带303的下方斜边进行冲刷。
52.为了避免进风口12与滤带303的斜边(短边向长边之间)发生干涉，进风口12的右侧且上下两个位置均开设有斜面，斜面与滤带303的下方斜边之间存在间距，并不接触可使得杂物滑落；为了避免杂物从上方斜面进入空腔11内，上方斜面可与滤带303上方斜边之间活动贴合。为了保证杂物可以稳定沿着斜面滑向收废箱14，而不是停留在进风口12的底壁上，下方的斜面最好延伸至壳体1的左侧壁，即使得进风口12的右侧整体呈八字形设计。
53.使用时，通过纳米气泡器402、布水腔10、薄膜填料7和风机5等结构的配合，使纳米气泡使其混合进入空气并稳定排出，其工作过程和效果与实施例一中相同，在此不重复赘述。当山泉水经薄膜填料7和收水器8下落时由接水斗全部接住，并经斜管1501和分流管1502输送至出水孔1503喷出，对滤带303下方的斜边进行冲刷，将滤带303下方斜边上残留的杂物冲掉使其落到收废箱14内(有一部分杂物已经沿斜面自动落到收废箱14内)，水伴随着杂物进入收废箱14内后会经底部的通孔，回流至水箱401内进行循环利用；水在经过杂物和通孔回流至水箱401过程中，使得收废箱14内的杂物变潮成团聚集在一起，可避免后续风机5启动时从收废箱14内吸出杂物。
54.实施例一中，虽然可以使得空气中负氧离子快速增加，但是随着长期使用过滤件3
上会附着大量的杂物并聚集在进风口12的下侧，进而影响后续风机5的抽风和负氧离子空气的稳定排放，存在一定的使用局限性。相比于实施例一，通过斜面、滤带303、收废箱14和斜管1501等结构的配合，使一部分杂物经斜面和下方斜边自动滑落至收废箱14内，还可以将薄膜填料7和收水器8流下的水，引导并对滤带303的下方斜边进行冲刷，使得剩余的杂物可以经被冲进收废箱14内，可保证全部杂物的有效收集和负氧离子空气的稳定排放，还可避免后续风机5启动时的杂物飘散；同时也不会影响水的循环利用，与水的流动结合起来保证整体运行，适用性更强。
55.实施例三：
56.请参阅图1至图9，在实施例二的基础上，长杆301和短杆302分别转动安装在空腔11和进风口12内，下方长杆301的外表面固定安装有齿轮304。壳体1的内左壁固定安装有与齿轮304活动卡合的调节组件16，调节组件16延伸至水箱401的内部并浸没在山泉水的内部，在浮力作用下山泉水有带动调节组件16上升的趋势，当调节组件16上升时不带动齿轮304转动，当调节组件16下降时则可带动齿轮304和下方长杆301转动。
57.斜管1501的内部通过扭簧转动安装一个挡板1505，在扭簧作用下挡板1505与斜管1501内壁呈垂直状态，可将流经斜管1501内的山泉水挡住，当山泉水积攒大量后挡板1505受压还可顺时针转动释放山泉水，挡板1505的左侧固定连接一个拉绳1504，拉绳1504的活动端延伸至斜管1501的外部并与调节组件16固定连接，当挡板1505转动时可拉动拉绳1504，进而通过拉绳1504带动调节组件16下降。
58.请参阅图1至图10，在本实施例中，优选的：调节组件16包括与壳体1内左壁固定连接的底板1601，底板1601的表面贯穿并呈上下滑动安装有与拉绳1504固定连接的竖杆1603，竖杆1603的底部延伸至山泉水的内部并固定连接有浮板1604，浮板1604在山泉水和浮力作用下有上升趋势。竖杆1603的右侧壁通过扭簧转动安装有若干个卡爪1605，若干个卡爪1605呈上下依次排布，扭簧使得卡爪1605可顺时针转动不可逆时针转动，且使得卡爪1605与竖杆1603之间保持一定角度；当竖杆1603带动卡爪1605上升与齿轮304接触时，卡爪1605在扭簧作用下顺时针转动不会带动齿轮304转动，当竖杆1603带动卡爪1605下降与齿轮304接触时，卡爪1605则可以带动齿轮304和下方长杆301转动。
59.挡板1505通过从下方延伸出的拉绳1504实现竖杆1603基于底板1601的移动，为了使得拉绳1504的移动可以稳定带动竖杆1603下降，在底板1601的底部转动安装一个引导轮1602，拉绳1504从斜管1501出来后绕引导轮1602一圈然后斜向上与竖杆1603固定连接。
60.使用时，通过纳米气泡器402、布水腔10、薄膜填料7和风机5等结构的配合，使纳米气泡使其混合进入空气并稳定排出，水流经薄膜填料7和收水器8下落通过接水斗、斜管1501、分流管1502和出水孔1503等结构实现对下方斜边杂物的冲刷，其工作过程和效果与实施例二中相同，在此不重复赘述。在此过程中，水流经接水斗接住进入斜管1501内后并不会立马流下，而是由挡板1505挡住，当斜管1501的山泉水积攒大量后将挡板1505推开，此时山泉水才会从斜管1501流至分流管1502；当挡板1505被顺时针推开时可拉动拉绳1504，拉绳1504经引导轮1602可带动竖杆1603基于底板1601竖直下降，竖杆1603带动浮板1604和若干个卡爪1605同步移动，卡爪1605在下降时可带动齿轮304和长杆301逆时针转动，进而带动滤带303沿着短杆302和长杆301逆时针移动；在滤带303逆时针移动时其原本位于短边的区域会移动至原本的下方斜边处，并受到出水孔1503的冲洗。
61.当挡板1505在扭簧的作用下反向转动，与斜管1501内壁呈垂直状态时并将拉绳1504释放，此时浮板1604在浮力作用下可带动竖杆1603和卡爪1605竖直上升，并使得拉绳1504重新恢复紧绷状态；卡爪1605在上升过程中因扭簧作用，可顺时针摆动进而不会带动齿轮304反向转动。
62.在实际使用时，为了改变出水孔1503对滤带303下方斜边区域的冲洗角度，可将分流管1502设计成与斜管1501转动连接的形式，同时在竖杆1603的顶部与分流管1502的前表面之间通过转轴转动连接一个连杆1606；当竖杆1603基于底板1601上下往复移动时，可通过转轴和连杆1606带动分流管1502基于斜管1501往复摆动，进而可以改变出水孔1503对滤带303的冲洗角度，因冲洗角度发生变化，则冲洗力度也得到相应改变，可有效提高冲洗效果。
63.实施例二中，虽然通过冲洗滤带303的下方斜边以实现杂物向收废箱14的输送，但是有部分杂物呈附着在滤带303的短板上，而不会沿着短边下降，进而也就无法实现对滤带303短板的有效处理，对后续风机5吸风和负氧离子空气排放仍具有一定影响，存在一定的使用局限性。相比于实施例二，通过斜管1501、挡板1505、拉绳1504和齿轮304等结构的配合，进入斜管1501内的山泉水并不会立即流下，而是由挡板1505完成聚集一次大量冲下，可有效提高后续出水孔1503对滤带303的冲洗效果；挡板1505在摆动时除了释放山泉水外，还可以实现滤带303的逆时针移动，进而可以持续改变出水孔1503对滤带303的冲洗区域，保证滤带303的全部位置均可以得到有效清洁，使得滤带303短边区域上附着的杂物，在下降至斜边区域后可以被冲洗完成收集，保证滤带303的整体清洁效果和整体正常使用，整体运行与水的流动、挡板1505的摆动以及水的浮力结合起来，满足了实际使用中的更多需求。
64.实施例四：
65.请参阅图1至图10，本发明实施例提供一种根据瀑布原理产生负氧离子空气的方法，其采用的装置为实施例一至三中的任意一个，因此可具备同样的有益效果；该方法包括以下步骤：第一步将山泉水倒入气泡发生组件4，并启动气泡发生组件4将山泉水处理成纳米气泡水，同时气泡发生组件4还会将纳米气泡水输送至布水腔10，进入布水腔10的纳米气泡水会经喷头9和填料系统下落，下落时配合填料系统形成水帘、瀑布形式；第二步启动风机5，风机5经过滤件3向壳体1内抽风并将风经引导板排出，在抽风时将填料系统内的纳米气泡抽出与周围空气混合，从而使空气中负氧离子快速增加。
66.在本实施例中，可以通过调整风机5的风量以改变壳体1内的空气量，利用通过空气量的调节可以找到产生最大负氧离子含量的最佳空气量，以满足实际使用需求。