基于热泳效应的空气小颗粒吸附装置的制作方法

本发明涉及一种空气中小颗粒的吸附装置，属于空气净化领域。

背景技术：

近年来，空气中的颗粒污染物日益增多。诸如空气中的PM2.5，PM10等颗粒严重危害着人们的健康。传统的空气净化器已无法隔离空气中的小颗粒污染物。所以，静电（电离）净化技术应运而生。但是，静电（电离）净化技术的缺点也很明显。例如，1.其对空气释放高压电会生产对肺部有刺激的臭氧。2.没有被捕捉到的颗粒物会成为对人体伤害更大的带电颗粒物并释放到室内。3.被捕捉过的颗粒物会重新回到空气中。4.随着使用，净化效率降低。5.需要经常进行维护。

因此，需要设计对人类健康无害的净化器。热泳效应是指小颗粒或气溶胶粒子在具有温度梯度的流体中运动时，由于冷热区分子与其碰撞时传递的动量不同，而在总体上表现为受到与温度梯度（冷区指向热区）方向相反的力的作用，使小颗粒产生与温度梯度相反的运动速度，并沉积于低温表面上的过程。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有空气净化装置在吸附颗粒过程中的不足，提供了一种新的空气颗粒吸附装置。该吸附装置的吸附通道经过计算流体力学特殊设计，再辅以加热装置以实现对小颗粒的捕捉，从而提高装置的吸附效率。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

本发明由进风区域，吸附装置区域和风机区域三部分组成，其中第一部分的进风区域采用圆弧渐缩式的进口设计，其与吸附装置连接部分采用水平设计；吸附装置采用水平设计，上壁面连接加热装置，下壁面安放活性炭装置进行初步吸附。上下壁面均采用两种锯齿设计。流道前半部分的锯齿为圆锥形，齿距较窄，相对较密；后半部分的锯齿为圆锥形,齿距较宽，相对较疏。最后的风机区域留有一段气流平稳区，之后在中间有一块全截面过滤隔板（与腔体截面尺寸一致且可拆装）进行二次过滤，隔板非通气孔部分涂有甘油等粘性物质，排风机采用小功率的风机以保证颗粒气流的缓慢通过。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

1、现有空气净化装置，特别是家庭式空气净化器更多采用的是竖直流道的设计。本发明采用水平的流道设计，可有效避免空气垂直向上流动时所产生的吸附面不均匀问题。

2、与较为先进的静电（电离）式空气净化器相比,本发明有如下改进：①突破式的采用加热装置，利用热泳效应使其自然沉积，避免了电离过程中所释放的臭氧对人体的刺激；②流道结构中所采用的锯齿形设计可以有效地增加颗粒沉积率，从而有效避免未被捕捉到的颗粒物重新回到空气中危害人体健康；③吸附区上下壁面是可拆装的，并且可以进行定期的清洗，这样的设计可有效延缓净化效率降低的时间。

3、本发明采用小功率的风机作为流动动力装置。其目的是保证颗粒气流缓慢通过，尽可能的增加颗粒的沉积率。并且其具有噪音小的优点。

附图说明

图1是空气净化装置侧面剖视图；

图2是过滤隔板的正视图；

图3是吸附装置下壁面的正视图；

图4是不同温度下不同粒径小颗粒物的沉积率图；

图5是不同温差下不同粒径小颗粒物的沉积速度图；

图中：1、气体进口，2、小圆锥锯齿，3、大圆锥锯齿，4、加热装置，5、下壁面（含有活性炭），6、小功率排风机，7、过滤隔板，8、通气孔，9、活性炭。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-3所示，空气从气体进口1进入，经过进口区域后进入吸附装置区。空气在吸附装置区域首先要经过小圆锥锯齿2的净化过滤，此锯齿结构齿高较小，齿间距较密，目的是减少此结构对来流流动的影响。经过第一道净化后，气体进入大圆锥锯齿3的净化。值得注意的是锯齿结构设计由于上壁面连接加热装置4，下壁面5放置活性炭9，热泳效应与活性炭的化学性质会产生较好的小颗粒过滤效果。最后空气进入风机区域，此区域中间有过滤隔板7，隔板上除通气孔8外都涂有如甘油的粘性物质可有效将残留的颗粒物质黏在过滤板上，从而二次增加净化效率。最后，气体通过小功率排风机6排出装置外。

进一步说，以进风口高度D为参考，装置整体宽3D，以方形结构为基础；进风口到吸附装置入口水平距离为0.5D；吸附装置区域全长0.75D，通道整体高0.3D，上下面锯齿结构顶点距各自壁面0.05D,第一种锯齿结构齿高0.0125D，锯齿宽0.025D，角度为45°，齿间距为0，该锯齿段全长0.25D，第二种锯齿结构齿高0.00625D，锯齿宽0.0125D，角度为45°，齿间距为0.0125D，该锯齿段全长0.5D；最后的风机区域全长0.35D，在中间有一块长0.005D的过滤隔板。过滤隔板上下左右分别以0.0125D为间距共安置有330个直径0.0625D的通风孔。

本发明基于热泳现象，相较于静电（电离）净化技术，此技术更易实现且避免了电离辐射的危害。如说明书附图4、5所示，随着区域冷热温差的增大，不同粒径小颗粒物的沉积率和沉积速度有明显地提高。结合热泳方面的研究，可知本设计在装置实现大温差的条件下可以大大提高小颗粒物的沉积率。

综上，本发明对吸附装置进行设计，使净化过程更加简单，更加高效且无新的危害人体健康的副产品产生。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。