专利名称：通过利用依靠附壁效应附着的吹风流和吸气流进行混合的通风和气浮除污染的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于通风和气浮除污染(airborne decontamination)的方法和装置，其目的在于降低悬浮在房间里空气中的沾染颗粒物的数量，其工作方式包括通过混合；采用两个附壁效应；使用附着于天花板的一初级空气喷流(blown primary jet)；以及使用附着于地板的一吸气流。
背景技术：
在传统上，空调方法在技术上是根据把空气分布于被空调的房间里的方式来分类。这样，对房间进行空调的方法可分类如下通过用单向流使空气像活塞那样移动进行通风；通过用热效应分层现象使空气移动进行通风；区域通风；通过混合进行通风；以及通过局部的喷流进行通风。
在通风专业术语中，“初级空气喷流”是指通过诸如格栅、多孔板、布风天花板之类的吹风口送入房间的、经过预先调理(冷却、加热、除去沾染物、加湿、除湿、…)的空气。术语“总量空气”是指被送入房间的初级空气与逐渐地被初级空气挟带并与之混合的房间空气的混合物。
在通过空气活塞般移动(也称为单向流动)或“层流房间”进行通风的方法中，占据房间的整个断面的单向初级空气喷流使空气移动。用房间的一个墙壁的断面，一般是天花板或有时是侧壁之一，作为把初级空气吹入房间的表面。把空气以一定的速度吹入房间，这个速度足以使空气以平行移动的气流通过房间到达相对的壁面(一般是地板)，这个壁面是多孔性的起吸气表面的作用。还有一种常见的作法，通过在墙壁的底部安装接近于地板的吸气壁格栅来取走空气。层流是用“活塞运动”的原理进行工作。初级空气流的作用像注射器那样推回被从房间抽取的被沾染的空气。“层流”房间可用于达到非常低的沾染物浓度。被排出的空气被一与建筑物关连的空气处理装置取走，在其中这些空气被过滤而除去沾染物并与新空气混合。然后，这样的空气被通过装有高效颗粒空气(HEPA)过滤器的布风表面(一般是天花板)吹回到房间内。遍及整个被保护的房间，房间的整个断面上的流动速度是大致均匀的，速度为0.3-0.5m/sec。吹风表面(blow surface)和吸气表面(suction surface)可以布置成两个相对的壁面(多孔的天花板和多孔的地板)；两个互相垂直的壁面(天花板和墙壁底部的吸气格栅)；从不在同一壁面上。
以层流方式吹入的空气量需要10倍到100倍于用带有紊流的混合通风装置或依靠热效应分层现象来移动空气的装置吹入的空气量。此外，需要整个天花板装上HEPA过滤器的壁面。与混合通风装置(紊流房间)或依靠热效应分层现象使空气移动的通风装置相比，使空气像活塞那样移动(层流)进行通风的各种装置表现为投资成本较高，要高出一个数量级；以及能耗费用高约10倍。
此外，层流通风的、包括整个吹风壁面(天花板或墙壁)的结构物使得其不可能制成为移动式系统。使空气像活塞那样移动的通风装置只能用于除去空气中的沾染物和要求超清洁的场合，全然不能用于空调的目的，因为它太昂贵。
在依靠热效应分层现象使空气移动的通风方法中，在地板上或靠近地板设置一个或多个低温空气(冷空气)布风器(diffuser)。这种方法依靠房间里的空气密度差进行工作。被通过底部送入房间的“新的”冷的并且比室内空气重的初级空气的层面逐渐地把室内空气向上推(因为室内空气较热而浮在冷的空气上面)。与空气像活塞那样移动的通风方法相比，利用热效应分层现象的通风方法的费用较低。其用途主要是确保房间里的人们处在舒适的温度下。遗憾的是，其对温度分布非常敏感，在气浮除污染(特别是细菌和霉菌)方面也不是很有效。此外，它采用的布风器很笨重而需要在地板上设置很强的结构支承物。它们也不能制造成移动式系统的形式。依靠热效应分层现象移动空气的通风装置主要用于空调场合。
在区域通风(zone ventilation)方法中，其原理在于对房间里的某些区域或容积进行处理，而对房间的其余部分置之不顾。一般认为，区域通风的效果比通过在各被通风的区域里进行混合的通风的效果好。但是，它对沾染物的全面冲淡效果较低，这通常导致对房间里的沾染物的全面除去不大有效。
在采用混合的通风方法中，空气的运动主要由喷入房间里的一个或多个初级空气喷流带来的能量来完成。采用混合的方法的理论上的目标是为房间内的空气建立均匀的状态。为此，令喷入房间的一个或多个初级空气喷流与室内的大量空气混合。这种现象被称为“诱导”。对于为房间里的人建立较好的温度舒适性，通过混合进行通风一般是较佳的。术语“有人”区域是表示房间里经常有人在的那一部分。它通常是被限定为从有窗口的墙壁向房间内伸进50cm的一个表面、从其它各壁面向房间内伸进20cm、并延伸到地板上方180cm处的空间。通过混合进行通风的方法力图把初级空气与已在房间里的空气进行混合(尽可能达到完全均匀)，所以，房间里空气中的各种杂质和沾染物不仅被冲淡而毒性降低，而且通常被分布得更均匀。同样，还能使室内温度尽可能均匀，以免人们感到不舒适，这正是所希望的。遗憾的是，一个适度大小的房间的尺寸和布风器的数目一般要求以这样的速度喷射初级空气喷流(冷空气)，即，如果人们正对着初级空气喷流，这个速度可能超过需要舒适的人们所能接受的程度。通过混合进行通风的方法在技术上可细分为两种型式用自由初级空气喷流进行混合的通风；以及用依靠附壁效应附着的初级空气喷流进行混合的通风。
在用自由初级空气喷流进行混合的通风方法中，通过一般是安装在房间的一个壁面(通常是天花板)的中央部分的布风器把初级空气喷流喷入房间(通常是从上向下吹)。初级空气喷流大致垂直地通过有人区域的包络面(envelope)。室内空气的运动几乎是混乱的。初级空气喷流几乎是在与室内空气进行任何明显的混合之前到达室内的人们处。这往往会使人们感到温度不舒适。
在用依靠附壁效应附着的初级空气喷流进行混合的通风方法中，通过安装在房间侧壁上的某个区域(一般是接近天花板)的布风器把初级空气喷流喷入房间，并且喷流的方向大致平行于并相切于房间的壁面(一般是天花板)。也就是说，是在有人区域之外，在有人区域的包络面与初级空气喷流所附着的壁面之间把初级空气喷流喷入房间。这样，初级空气喷流沿着一个长的路径行进并逐渐与室内的大量空气混合，而后到达有人区域。这样的布置因可使人们感受到更舒适的温度而受到欢迎。
根据罗马尼亚工程师Coanda在1910年为了航空的用途进行的许多实验已经知道当一个空气喷流被布置得足够靠近一个诸如天花板的表面时，空气喷流会变成附着于这个表面并保持与之接触地继续向前运动。这种现象被称为附壁效应或表面效应。这是由于空气喷流倾向于吸入与之接触的周围空气并与之混合(扩散)。但是，在表面附近可能没有空气被吸入。这将导致空气喷流与那个表面之间出现压力降，从而使空气喷流变成附着于那个表面。
本发明涉及利用依靠附壁效应附着于天花板的初级空气喷流进行混合那种类型的通风方法，同时空气被通过一个吸气口以同样也是依靠附壁效应附着于地板的吸气流的形式抽出。在这种类型的通风中，在房间的大小使其可以被采用时，初级空气喷流在其被逐渐“冲淡”之前能够发挥其作用并能达到与其被喷出的壁面相反的一壁面。然后，整个空气流继续沿着该相反的壁面向前运动并随后流回到接近地板的吸气口。通过空气从喷出表面走到吸气表面，这形成了对有人区域的一种“包围”。
通过用依靠附壁效应附着的初级空气喷流进行混合的通风方法的初始实验资料可追溯到1939年，那时Baturin和Hanzhonkov证明了由天花板和对着有人区域的相对的壁面偏转的“倒流”现象。在Baturin和Hanzhonkov对形成的空气流所作的结构形态分析中，他们的结论是空气运动的形态取决于吹风格栅(表面)的安装位置，而受吸气格栅(表面)的结构和吸气条件的影响很小。后来由Nelson、Steward、Bromleys、以及Gunes发表的理论著作给出了通过利用附壁的初级空气喷流进行混合的通风方法中的温度和速度的分布。Linke发表的另一理论著作指出存在着一个可恰当地用这一原理进行通风的房间的最大长度。他尤其证明对于附着于天花板的直线的初级空气喷流，有一个在1,825到12,000范围内的雷诺数，房间的长度不能超过其宽度的3倍，这样才能建立起一个“包络”流。
在房间的长度小于这一限制值(＜其宽度的约3倍)时，可得到一个包络一单个区域的空气流。下文将参照图2给出这一现象的说明。这样的房间称为“短房间”。
超过这一限制值的房间称为“长房间”。这样的房间是可被空气流“分隔的”。空气的类似于在“短房间”里可得到的运动的第一个环路运动由一个总的空气喷流构成，该总的空气喷流顺着天花板随后垂直向下流过有人区域的中央而回到水平地处在地板附近的吸气表面。其它的涡流或称“封闭的”空气环流出现在第一环流和房间的另一端之间。下面将参照图3给出这种现象的说明。
那些发表的理论和科学实验研究文献表明在不施加任何特定条件时(本发明推荐的关于平均吹风速度和平均吸气速度的条件将在下文给出)；那么，在到起作用的侧壁(有吹风表面和吸气表面的那个壁面)的水平距离约为房间的一个高度的地方会显现一个“倾斜的干扰分流空气流(interfering shunt airflow)”。
这个“倾斜的干扰分流空气流”可能会从地板升起并倾斜地通过有人区域而向上流向吹风口。下文将参照图2和3给出这种现象的说明。
在实施通过用附着的初级空气喷流进行混合的房间通风方法方面，已经发表的关于空气流动路线和空气速度的著作只是论述了热通风的应用场合。它们力图确保有人区域的空气速度和温度尽可能宜人。在现有技术中，在实施通过用附着的初级空气喷流进行混合的通风方法时一般寻求的效果是延长初级空气喷流在进入有人区域之前在房间里走过的距离。熟悉本技术领域的人[以发表了前面引用的科学著作的科学家团体为代表]迄今一直对通过把附着的初级空气喷流进行混合而用于除去空气中的漂浮沾染物，也就是以这种方式降低被通风的房间里的悬浮的沾染颗粒物的数量的通风方法和实施这种方法的装置不感兴趣。如上所述，那些熟悉本技术领域的人基本上一直致力于通风的热效应以及房间里的人们的热舒适性，甚至在他们的著作中认为可能会从利用依靠附壁效应附着于天花板的初级空气喷流进行通风的房间的地板升起的“倾斜的干扰分流空气流”可导致产生他们认为是“有益的”的作用。那些熟悉本技术领域的人认为这种“倾斜的干扰分流空气流”可增强混合进而提高热通风的有效性。因此，自然能够理解那些熟悉本技术领域的人为什么不想降低或消除“倾斜的干扰分流空气流”，尽管它在气浮除污染方面基本上是有害的。在那些熟悉本技术领域的人的通常思考框架中，气浮除污染的问题被认为是或者该问题很严重，并且可通过用单向流动使空气像活塞那样运动的通风方法来解决，尽管这种方法的主要缺点是费用高；或者该问题不太重要，并且可用那种用自由初级空气喷流进行混合的通风方法来解决，或者，用那种用附着的初级空气喷流进行混合的通风方法来解决，而不考虑到“倾斜的干扰分流空气流”(就是忽略它的不利后果)的影响；或者该问题非常小，在这种情况下，进行空气的循环净化就可以了，导致在除去沾染物方面不是很有效，从地板升起的带有沾染颗粒物的并且可被“倾斜的干扰分流空气流”加强的干扰空气流可以被忽略。
本发明的主要目的是要达到从用附着的初级空气喷流进行通风的方法的、已被公认的固有优点来得到好处，特别是要确保房间里的人的舒适，并使其设备和运行费用要比用单向流动使空气像活塞那样运动的通风方法的费用低；以及还可适于用在要求高度除去沾染物和“超清洁”的应用场合。
为此，本发明力图降低或消除已经沉降在地板上的沾染颗粒物再向上运动而回到漂浮状态的现象，而这种现象在通过利用附着的空气喷流进行通风的房间里是经常出现的。这样，本发明的主要目的是提供用于改善利用依靠附壁效应附着于天花板的初级空气喷流进行通风的方法的设施，以力图降低或消除有可能从地板升起的“倾斜的干扰分流空气流”的存在。本发明的次要目的是为独立于建筑物的结构的、除去空气中的沾染物用的移动式装置提供一种设计结构，这种装置实施利用附着的初级空气喷流进行通风的方法，但是不会出现“倾斜的干扰分流空气流”。
该独立于建筑物的结构的用于除去空气中的沾染物的移动式装置是按照冲淡空气的原理工作，它类似于其内有紊流的房间的原理；也像净化器那样工作，采用局部喷流形式的通风。
本发明的间接技术背景包括在大致同一高度上基本上水平地吸进和吹出空气的、用于除去空气中的沾染物的移动式装置。在这种类型的装置中，可以提到Huehn、Deros和Bourque的美国专利6,425,932揭示的装置。可以清楚地看到那种装置不能吹出附着于天花板的一初级空气喷流，也不能利用一附着于地板的被吸入的空气流。
在间接的技术背景中，还有在高处吸入空气而向低处吹出空气的、用于除去空气中的沾染物的移动式装置。
Messina的美国专利5,240,478描述了一种在高处吸入空气而向低处吹出空气的HEPA过滤净化器。
Matschke的美国专利5,612,001描述了一种在高处吸入空气而向低处吹出空气的紫外线(UV)灯净化器。
Morrow和McLean的美国专利5,656,242描述了一种在高处吸入空气而向低处吹出空气的、带有静电过滤器的紫外线灯净化器。
应能容易地理解这些在高处吸入空气而向低处吹出空气的净化器不能建立附着于天花板的初级空气喷流，这是因为它们向低处吹出的空气流会促使从地板向上升起的、含有沾染物的干扰空气流的形成。
在间接的现有技术中，还有在低处吸入空气而在高处吹出空气的、用于除去空气中的沾染物的移动式装置，但是吹出空气的高度距离天花板太远，以至于吹出的初级空气喷流不能依靠附壁效应附着于天花板。
Lansing的美国专利4,900,344揭示了一种过滤净化器，它设有在地板层面上的底部吸气型进风嘴和在一个不接近天花板的、低高度处的上部吹风嘴。
Knuth和Carey的美国专利5,997,619揭示了一种紫外线灯和过滤净化器，它从低处的侧面吸入空气并在一个不接近天花板的低高度处吹出空气。
Hammes的美国专利6,001,145揭示了一种过滤净化器，它设有在地板层面上的底部吸气型进风嘴以及在低高度处的上部吹气口装置，这个高度不能使初级空气喷流附着于天花板。
Tillman和Smith的美国专利5,453,049揭示了一种矩形断面的净化器，它设有通过HEPA过滤器的宽的底部吸气口和在低高度处的、通过一个小开口的垂向引导的顶部吹气口，这个高度不能使初级空气喷流附着于天花板。
Golstein的美国专利4,210,429揭示了一种紫外线灯和过滤净化器，它有底部的侧向吸气口和在一个低高度处的上部侧向吹风口，这个高度不能使初级空气喷流附着于天花板。
这些净化器都是采用局部喷流型式的。这些文件中没有任何一个文件涉及利用依靠附壁效应附着于天花板的初级空气喷流的装置。也没有任何文件描述用于降低或消除在地板与天花板之间的“倾斜的干扰分流空气流”的措施。
最后，还有一些从低处吸进空气并向靠近天花板的高度处吹出空气的、用于除去空气中的沾染物的移动式装置，它们在理论上能够使初级空气喷流依靠附壁效应变成附着于天花板。
Tepper、Suchomski和Mex的美国专利5,290,330揭示了一种独立的用于除去空气中的沾染物的装置，其形状是一个立式的长方体，设有皆为水平的底部吸气口和顶部出气口。用一垂向地设置在装置内部的圆柱形过滤器滤芯除去空气中的沾染物。该专利中说明，吸气口和吹气口是沿垂向隔开的，以确保空气从天花板向地板运动。那个文件没有说明依靠附壁效应使空气喷流附着于天花板，也没有说明依靠附壁效应使吸入气流附着于地板。那个文件也没有描述可能会从地板倾斜地向天花板上升的“倾斜的干扰分流空气流”的存在。该专利没有描述用于避免这种现象的任何措施。最后，从它的附图可以看出，它的吸气格栅和吹风格栅的尺寸是类似的。其结果，吹风速度和吸气速度是大致相等的。
Wetzel的美国专利5,225,167揭示了一种独立的用于除去空气中的占染物的装置，那个装置大致呈长方体形状，安装在房间的墙壁上，并用紫外线灯和HEPA过滤器除去空气中的沾染物。它是从靠近地板但到地板有一定距离的位置通过格栅吸进空气。在靠近天花板处通过四分之一圆柱体形状的HEPA过滤器吹出空气。该专利没有描述以任何方式依靠附壁效应使空气喷流附着于天花板，也没有描述依靠附壁效应使吸入空气流附着于地板。四分之一圆柱体形状的HEPA过滤器的吹风口有可能使吹出的初级空气喷流倾斜地吹向地板，并且不利于初级空气喷流依靠附壁效应变成附着于天花板。故意地放置成到地板有一个距离的吸气口同样不利于建立依靠附壁效应附着于地板的吸气流。该专利没有以任何方式描述可能会从地板升向天花板的“倾斜的干扰分流空气流”的存在。该专利没有描述用于避免这种现象的任何措施。最后，从它的附图可以看出，它的吸气格栅和吹风格栅的尺寸是类似的。其结果，吹风速度和吸气速度是大致相等的。
Tuckerman、Russel、Knuth和Carey的美国专利5,616,172是最接近本发明的现有技术。它揭示了一种独立的除去空气中的沾染物的移动式装置，那种装置大致呈长方体形状，可放置成垂向地沿着被经处理的房间的墙壁。用紫外线灯和HEPA过滤器除去空气中的沾染物。通过成形在装置的底部与地板之间的、在地板层面上的吸气形式的进风嘴从地板吸进空气。吹风口布置在装置的顶部，垂向地向天花板吹风。装置的形状是有意地做得细高，以增大进气格栅与吹风格栅之间的距离，从而避免它们之间的“短路”。还描述了安装在吹风格栅上的导风叶板，用以使从装置的顶上吹出来的初级空气喷流向天花板倾斜而使初级空气喷流沿着天花板流动。虽然该专利没有说清楚，但可以想象出是要使初级空气喷流依靠附壁效应附着于天花板。但是，该专利认为用于避免吸气格栅与吹风格栅之间的“分流现象”的措施只是在于尽可能拉开两者之间的距离。那种布置确实是必要的。然而，如前面提到的专利文献所述以及如下面将给出的解释所示，那是不够的。首先，该专利没有考虑可能会从地板(在房间的中部)升起沿着倾斜的路径通过有人区域向上向吹风口流去的“倾斜的干扰分流空气流”的存在。该专利只是关注了吸气与吹风之间的直接“分流”，这是另一个问题。
所以，可以认为，这个专利对下列方面没有推荐任何措施吸气速度与吹风速度之间的比值；或有效吸气面积与有效吹风面积之间的比值；尽管是拉大了进气格栅与吹风格栅之间的距离，但那不是以降低或消除可能会从地板的中部升起流向天花板的“倾斜的干扰分流空气流”为目的。
没有规定有效吸气表面和有效吹风表面的相对尺寸。然而遗憾的是，如果不采取关于形状和流动速度的这些具体的预防措施，前面提到的科学著作和下面将给出的解释可证明吹风格栅与吸气格栅之间的那个间隔对于消除“倾斜的干扰分流空气流”现象是不够的。
如上所述，那些熟悉本技术领域的人认为在空气运动中吸气口是不太重要的，吸气口只对它们的近处有影响。下文将表明，那些熟悉本技术领域的人在这一点上是错误的。可以说，现有技术一直没有足够地关注吸气口的形状和位置的影响。很明显，迄今对这一课题尚未进行任何科学研究。
所以，很明显，虽然通过利用依靠附壁效应附着于天花板的初级空气喷流和附着于地板的吸气流进行混合的通风方法是已知的并被广泛地应用于空调领域热量控制方面，但是，迄今它实际上还没有被用于除去由于“倾斜的干扰分流空气流”现象而漂浮在空气中的沾染物的领域，现有技术中一直没有解决这种会使除去沾染物的性能下降的现象。
发明内容
本发明首先涉及一种通过利用依靠附壁效应附着于天花板的初级空气喷流和附着于地板的吸气流进行混合而给房间通风的方法。更具体地说，本发明涉及这种型式的通风方法，其中，把经过预先处理(加热、冷却、除去沾染物、加湿、除湿，…)的初级空气喷流通过与一“处理”侧壁(“treatment”side wall)对齐的、靠近天花板的吹风表面吹出，并且把吹风的方向角度[初级空气喷流的各个部分的平均方向(mean direction)在吹风表面上的平均值]定向为朝向天花板(或平行于天花板)，使吹出的所述初级空气喷流依靠附壁效应附着于天花板的表面。同时，以等同于初级空气喷流的流量的一流量，通过一吸气表面吸进一被脏污的空气流，该吸气表面是大致垂向的并被放置为与同一处理侧壁对齐并在房间的地板的附近。以这种方式，可确保贴近地板吸入空气，吸气流是大致水平的、平行于并依靠附壁效应附着于地板。
对利用附着于天花板的初级吹风空气喷流和附着于地板的吸气流进行混合的通风系统，本发明的发明人已经进行了经验的实验和计算机模拟，其结果表明在封闭的房间里这种形式的通风可导致可能会从地板升起、沿着一向上倾斜的路径流过有人区域、流向吹风口的一“倾斜的干扰分流空气流”的出现。现有技术中和前面提到的文献中对这种现象都有充分的描述，但是迄今尚未发现旨在消除这种现象的任何措施。
以最简单的形式来说，除了其它方面之外，本发明的通风方法在于要使平均吹风速度Vs(流经吹风表面的初级空气喷流的各个部分的速度的平均值)低于平均吸气速度Va(流经吸气表面的被吸入空气流的各个部分的速度的平均值)(Vs＜Va)。本发明的各发明人，通过用计算机模型和对实施这种方法的独立的、用于除去房间里空气中的沾染物的装置进行的空气流测量已经发现在实施本发明的措施时，所述“倾斜的干扰分流空气流”现象可被大大地降低甚至消除。
图1是表示在一个非通风的房间里悬浮颗粒物下沉和回到漂浮的现象的示意侧视图。
图2是表示在一个“短房间”里空气流的分布的示意侧视图，这个房间是被通风的(没有特殊的预防措施)，通风方式是用吹出的附着于天花板的初级空气喷流和附着于地板的吸气流进行混合(复制于Muller的专利)。
图3是表示在一个“长房间”里空气流的分布的示意侧视图，这个房间是被通风的(没有特殊的预防措施)，通风方式是用附着于天花板的初级吹风空气喷流和附着于地板的吸气流进行混合(复制于Muller的专利)。
图4a是一个示意侧视图，它表示对工作在一个被通风的房间里的通风装置(图2所示的那种型式的)进行计算机模拟得到的空气流分布，通风方式是按照本发明教授的、用附着于天花板的初级吹风空气喷流和附着于地板的吸气流进行混合。
图4b是一个示意立体图，它表示对工作在一个被按照本发明教授的、进行通风的房间里的通风装置(图4a中所示的那种型式的)进行计算机模拟得到的空气流分布，并且以一个放大视图表示出用于图4a的通风装置的侧壁上的有效吸气表面和吹风表面，以便于比较它们的相对关系以及平均吸气速度和吹风速度。
图5a是运动的空气流的一部分的示意图，它便于分析地解释用本发明可实现的优点以及能够使“倾斜的干扰分流空气流”被消除。
图5b是表示空气流动分布图的数字模拟条件的示意图，这些流动分布图是为本发明的独立的、用于除去空气中的漂浮物的装置的样机得出的。
图5c是一个数值表，它给出用图5b中所示的数值模拟计算得出的结果。
图5d是表示图5c中的结果的曲线图。
图6是对一个按照本发明教授的、工作在一个房间里的独立的除去沾染物装置进行计算机模拟得到的空气流的示意侧视图。
图6a和6b是本发明的独立的去除沾染物装置的较大比例的剖视图和立体图。
图6c是表示图6d的装置的工作的俯视图，表示出了水平地产生的空气流流线。
图6d是图6的独立的去除沾染物装置的进风嘴(intake nozzle)的较大比例的示意侧视图，并表示出了它对漂浮的沾染颗粒物和在地板层面上的颗粒物的作用。
图6e是表示本发明的装置连同它的吸气流的示意立体图。
图7是表示一个按照本发明教授的、工作在一个房间里的、除去沾染物装置的工作原理和对漂浮物质的作用的示意侧视图。
图8a和8b是图6的独立的除去沾染物装置的吹风嘴的剖视图和立体图，并且表示出它的相对于天花板的位置。
图8c到8h是几个侧视图，它们表示调整吹风方向角度对用本发明的装置进行的吹风的影响。
图9a和9b是几个侧视图，它们表示本发明推荐的、关于调整吸气速度和吹风速度的方案的重要性。
图10a是表示本发明的吹风嘴的第二实施例的详细结构的立体图。
图11是表示本发明的进风嘴的一个较佳实施例的详细结构的立体图。
图12是表示在本发明中为优选的、减小了厚度的垂向通风筒装置(vertical trunkmeans)的一个实施例的立体图。
图13a和13b是表示在本发明中为优选的、高度可调整的垂向通风筒装置的一个实施例的立体图。
图14a和14b是表示图6的装置的一个实施例的立体图，这个装置具有在本发明中为优选的一辅助进风嘴。
图15a和15b是表示图6的装置的一个实施例的立体图，这个装置具有在本发明中为优选的一可伸展的吹风嘴(blow nozzle)。
具体实施例方式
图1表示出一个普通的非通风的房间3。该房间3里的室内空气A中充满大量的认为是漂浮物质的沾染颗粒物4，这些颗粒物在它们的自身重量和重力的作用下由于沉降作用5而被吸引到地板6的层面。其结果，以很低的垂向沉降速度5运动的沾染颗粒物4将逐渐地集聚在被高度沾染并与地板6接触的很薄的空气底层Cc里。如果对房间3里的沾染颗粒物4进行考察，在房间3的主容积内的悬浮物中，一部分的以沾染漂浮物质形式存在于悬浮状态4a的沾染颗粒物4是很小的，尽管它对房间里的人们1极端危险。在重力的作用下，由于来自于地板6的热对流运动和布朗运动，另一部分的沾染颗粒物4以非常浓密的集聚沾染漂浮物质4b云团的形式积聚在很薄的、高度沾染的空气底层Cc里。集聚的沾染漂浮物质4b的浓度越接近地板6越大。但是，存在于房间3里的大部分沾染颗粒物4是粘着性颗粒物4c，在重力作用下长期下降之后，它们依靠它们的分子与地板6之间的相互作用产生的范德瓦尔力粘着于地板6。有人区域2是房间3里经常存有人们1的那部分。通常它是被限定为从有窗口的墙壁51向房内缩进50cm的一个表面、从其它各壁面140向房内缩进20cm以及从地板6向上延伸到180cm处的一空间。
当人们1在房间3里走动时产生扰动和在地板层面上的湍流7，继而产生上升型的扰动流8，该扰动流又使在有人区域2的底部地板6层面上的某些集聚的沾染物4b和粘着的颗粒物4c回到悬浮状态。在房间3里以较小的比例出现了一种类似于天气系统中生成了乱积云形式的大云团的现象。从安装在天花板20里的照明灯54来的或通过窗口51进来的光线53照在地板6上使之不均匀地受热。其结果，在地板层面上产生强力向上的对流运动57，这又使集聚的沾染漂浮物质4b和在地板6上粘着颗粒物4c中的某些回到大量悬浮的状态。这些沾染漂浮物质(4b、4c)上升到有人区域2的上部，以至到达人们1的嘴部和人们呼吸的区域9。其结果，被这些现象弄回到悬浮状态的沾染漂浮物质(4b、4c)使处于悬浮状态的沾染漂浮物质4a的浓度增大。增大了房间3里的人们1吸入沾染漂浮物质的危险，因而使人们1遭受来自于空气中漂浮的微生物的微生物沾染的可能性增大，而这可能酿成各种疾病(例如曲菌病、肺病……)。
现有技术广泛地采用通过利用附着于天花板20的一初级吹风空气喷流19和类似地附着于地板6的一吸气流21进行混合的通风方法，两者都是依靠附壁效应C。图2和3表示出现有技术的通风方法怎样用建筑在包含房间3的建筑物里的一内置式通风装置65进行通风。在现有技术中，把预先用内置式通风装置65处理(即加热、冷却、除去沾染物、加湿、除湿、…)的初级空气喷流19通过一壁面上的吹风口10吹入房间3，该吹风口10成形在“经处理的(treatment)”第一垂向墙壁52上并通过一吹风表面Ss开向房间3，而吹风表面Ss与经处理的垂向墙壁52对齐并接近天花板20。初级空气喷流19沿着一吹风方向Is(初级空气喷流19的各个部分的平均方向在吹风表面Ss上的平均值)吹出，而该吹风方向Is可以定向为朝着天花板20(或者通常如图2和3中所示平行于天花板20)，以使所述初级空气喷流19依靠附壁效应C附着于天花板20的表面。与初级空气喷流19并行地，被脏污了的空气流21通过吸气口11被吸出，吸出的流量等同于初级空气喷流19的流量，吸气口11成形在经处理的垂向墙壁52上并通过与同一经处理的垂向墙壁52对齐的大致垂向的吸气表面(SA)开向房间3，但在房间3的地板6的附近。这可确保空气A在地板6的层面上被以渐缩的、贴近地板6的吸气流55的形式吸出，吸气流55是大致水平的、平行于地板6的表面，并且依靠附壁效应C附着于地板6。初级空气喷流19在有人区域2的外面，在有人区域2的包络面63与它所附着的天花板20表面之间行进。其结果，初级空气喷流19在到达有人区域2之前沿着一个长的路径行进并逐渐与大量的室内空气A混合。这种混合可使脏的空气被新的空气冲淡，可产生空调作用和除去沾染物的作用，这正是通风的目的。这种布置的优点是可使人们1感受到最舒适的温度。内置式通风系统65包括一外部空气处理装置73，它一般安装在建筑物的屋顶上。所表示的装置73包括一组合的吹风和吸气组件，它以本领域的常规方式工作而循环处理空气。它包括用于使空气运动并建立空气流流动路线(air flow scheme)的一个或多个离心式或其它型式的风机(67、71)、加热装置70、空气过滤器69以及用于以外面的新空气混合循环的空气的一混合柜68。空气处理装置73连接于以安装在墙壁上的吹风口10敞开的一布风管道72，这样可把预先经处理的初级空气喷流19通过吹风表面Ss输送出去。吸气管道66把安装在墙壁上的吸气口11连接于空气处理装置73的进口，以便从房间3抽出被脏污和/或被污染的吸入空气流21。
图2表示出空气流的流动路线(复制于Muller)，它是在“短房间”3a里用现有技术得到的，该房间的长度L小于其宽度的约3倍。这导致形成一个“循环”的包络流B1。可以看出在现有技术中(在不采取任何特殊措施时)，出现了一个“倾斜的干扰分流空气流”Fs，它从地板6升起并以倾斜的方向向上穿过有人区域2流向吹风表面Fs。应能理解从地板6升起的“倾斜的干扰分流空气流”Fs可使在地板层面上的集聚的和粘着的沾染物4b、4c回到悬浮状态而又成为漂浮物质，其结果类似于参照图1所描述的那样。在这些沾染物4b、4c向上的路径上，它们使房间3里的室内空气A中漂浮沾染物的含量增加。这样，在现有技术中，在用附着的初级空气喷流19的混合进行通风的“短房间”3a里，由于“倾斜的干扰分流空气流”Fs的存在，造成漂浮微生物沾染的危险增大了。
图3表示出空气流的流动路线(从Muller的进行修改)，它是在所谓“长房间”3b里用现有技术得到的，该房间的长度L大于其宽度的约3倍。可以看出这个“长房间”3b被几个空气流分成为几个空气区域Z1、Z2、Z3、…。在第一区域Z1里形成了一个类似于在图2所示的“短房间”得到的循环的“封闭”的第一个空气环流B1。它由沿着天花板20吹出的初级空气喷流19构成，并且它在贴着地板6水平地返回到吸气表面Sa之前向下拐弯成为一个大致在“长房间”3b的中部穿过有人区域2的倾斜的分流空气流。除了也存在从地板6升起的“倾斜的干扰分流空气流”Fs之外，在第一个环流B1与房间3的另一端的墙壁50之间在相继的区域Z2、Z3里生成了构成涡流12a、12b的其它“封闭”的空气环流B2、B3、…。这些“封闭”的空气环流B2、B3、…穿过有人区域2。之所以会出现这样的第二种现象，是由于房间3的长度L大，初级空气喷流19过早地在一个脱离区域14脱离了天花板20。然后，初级空气喷流19不再附着于天花板20，而是可被称为自由空气流了。这也导致一系列的速度诱导效应(velosity induction effect)30a、30b、…，以及导致次级涡流12a、12b的形成，继而在次级区域Z2、Z3里形成“封闭”的空气环流B2、B3、…。悬浮在“封闭”的空气环流B2、B3、…的次级涡流12a、12b中的沾染漂浮物质4a变成被涡流挟带着，并被保持远离内置式通风和除去沾染物系统65的吹风和吸气表面Ss、Sa。可是，悬浮着的沾染漂浮物质4a可能通过各个交换区17a、17b在各个“封闭”的空气环流B1、B2、B3、…之间转移，在房间3处于平衡状态时这些交换区是以稳定的状态存在。所以，房间3的整个容积没有得到最佳的处理，因为在除去悬浮物中的沾染漂浮物质4a方面，除去沾染物的处理作用降低了。此外，应能理解由空气环流B1、B2、B3、……引起的向上运动的数目的增多会使已经集聚的和已经粘着于地板6表面的沾染漂浮物质返回到悬浮状态的程度增大，从而使有人区域2里的人们1遭受微生物沾染的危险增大。为了降低经由空气遭受微生物沾染的危险，对于“短房间”3a，最好是实施利用附着的初级空气喷流进行混合的通风方法。
图4a和4b是表示对“短房间”3a用本发明的方法实施的、有特点的措施的示意图，其目的是大大降低或甚至消除图2和3中所示的“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象。本发明的这一方法采用图2中所示的通风方法的一般原理，就是用依靠附壁效应C附着于天花板20的初级空气喷流19和附着于地板6的吸气流21进行混合。但是，本发明的这一方法的明显特点在于使平均吹风速度Vs(流经吹风表面Ss的初级空气喷流19的各个部分的速度的平均值)低于平均吸气速度Va(流经吸气表面Sa的、被吸入空气流21的各个部分的速度的平均值)(Vs＜Va)。
尽管简单，但是用本发明实施的这些装置能够消除“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象，这样，在气浮除污染方面可提供很大的优点(现有技术中没有达到的)，参照图5a用伯努利定律进行分析可以证明这一点。
图5a是表示连续运动的空气流的一部分的详细示意图。为了简便，假定空气A是只受重力作用的不可压缩的理想流体。我们来考虑这个空气流vf中的运动着的空气的极小的一部分da。
属于空气流vf的那个极小空气部分da有断面变量s；速度变量V；长度变量dx；质量dm；以及当地压力P。
假定空气的密度ρ是不变的。重力加速度是常数g。
以一次近似来考虑，空气的那个极小部分da的总机械能Et包括它的动能Ec＝1/2dm×V2；它的压力势能Epr＝P×s×dx＝β×dm/以及它的重力势能Epe＝g×z×dm。
以一次近似来考虑，空气的那个极小部分da的总机械能是沿着运动的空气流Vf守恒的。
这样，对于沿着整个运动的空气流vf运动的空气的单位质量，可以导出如下的表达式V2/2+P/r+g×z＝常数这是一个伯努利定律的表达式，并且在沿着房间3里的、整个运动着的空气流vf不存在任何能量损失(下文中将予以考虑)的情况下是有效的。
参照图2，下面用“反证法”来证明需要用本发明的措施(即平均吹风速度Vs必须小于平均吸气速度Va)，以确保在图2中所示的房间3里不会出现“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象。
若是没有“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象，那么来自吹风表面Ss的全部气流就将都进入吸气表面Sa。如果考虑许许多多运动的空气流vf，那么从平均吹风速度为Vs、吹风压力为Ps、高度为h的吹风表面Ss，
到平均吸气速度为Va、吸气压力为Pa、高度为零的吸气表面Sa，全部气流将是沿着它们的长度连续的，它们当中没有任何气流会分散成许多子喷流(sub-jet)。在整个吹风表面Ss和吸气表面Sa以平均的形式对其应用伯努利定律将是合理的，于是Vs2/2+Ps/r+g×h＝Va2/2+Pa/ρ(平均的伯努利值)重要的是要强调正是这些不分散的气流vf的存在，使得能够以平均的形式应用伯努利定律。只有在这样的情况下，才可以假定来自吹风表面Ss的整个空气流vf能够到达吸气表面Sa，并且反之亦然。如果有“倾斜的干扰分流空气流”Fs存在，这就不对了。
但是，很明显，由于空气是被通过吹风表面Ss吹入房间3以及通过吸气表面Sa被吸出，需要Ps＞Pa。
现在假定Vs＞Va。在这样的情况下，可以看出上述方程式的左边项(平均的伯努利)必然大于方程式的右边项。必定得出不能满足用伯努利定律得出的方程式这样的结论。这可以表达如下(房间3里没有“倾斜的干扰分流空气流”Fs)以及(Vs＞Va)＝＞不能满足对吹风表面Ss和吸气表面Sa进行平均形式的伯努利定律(Bernouilli’s theorem averaged)。
上述表达式的数学上的逻辑换位法给出伯努利定律得以满足＝＞(房间3里存在“倾斜的干扰分流空气流”Fs)或(Vs＜Va)这表明本发明的措施，即Vs＜Va，是使房间3里不出现“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象的一个必要条件。
事实上，真正的条件是更严格的。在运动的空气流vf的连续流动中，在诸如与房间3的墙壁的摩擦之类的外力的作用下以及特别是由于初级空气喷流19和房间3里的空气A之间的诱导作用，总的机械能的一部分被消耗了。在运动的空气流vf的两端之间有消耗，产生一个摩擦头损失(friction head loss)ΔH。应用于运动的空气流vf并针对这个摩擦头损失的影响修正的伯努利定律变成
Vs2/2+Ps/r+g×h＝Va2/2+Pa/ρ+ΔH (考虑头损失的伯努利定律)这样，要想房间3里不出现“倾斜的干扰分流空气流”Fs，必须(Va2-Vs2)/2＝(Ps-Pa)/ρ+g×h-ΔHVa2-Vs2+2×[(Ps-Pa)/ρ+g×h-ΔH]即Va＜(Vs2+2×[(Ps-Pa)/+g×h])1/2这导致如下的条件Vs＜Va＜(Vs2+2×[(Ps-Pa)/ρ+g×h])1/2如果平均吸气速度Va小于平均吹风速度Vs，那么就会形成“倾斜的干扰分流空气流”Fs，伯努利定律也不再以其平均形式适用。如果平均吸气速度Va大于平均吹风速度Vs，那么“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象将变弱，逐渐倾向于零。平均吸气速度Va大于平均吹风速度Vs的程度越大，导致空气混合于初级空气喷流19并越容易出现头损失ΔH增大的诱导现象。上述这一第二限制(second limit)是Va＞(Vs2+2×[(Ps-Pa)/ρ+g×h])1/2可以假定附壁效应C可能不会再被建立起来，存在的运动主要是紊流。
这当然是基于高度简化的假定的证明，但是这使得能够理解相对于平均吹风速度Vs调整平均吸气速度Va的重要性以及理解本发明推荐的虽然简单但却实用的措施(Vs＜Va)的重要性。
图4a以高度示意的方式表示出本发明人在进行实验和用计算机模拟空气流之后得到的结果。这个图表明房间3里的空气A的流动路线类似于图2中所示的房间，但其中在平均吹风速度Vs对平均吸气速度Va之比方面已经采取了本发明推荐的措施。从空气流模拟计算和在实施了所述措施的样机装置上进行的测量得到的这些结果表明在房间3里实施本发明推荐的措施时，也就是在确保平均吹风速度Vs(流经吹风表面Ss的初级空气喷流19的各个部分的速度的平均值)低于平均吸气速度Va(流经吸气表面Sa的被吸入空气流21的各个部分的速度的平均值)(Vs＜Va)时，大大地衰减了(甚至被消除了)图2所示的现有技术的“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象。这种“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象主要是归因于由初级空气喷流19产生的诱导力。通过使由贴着地板6流动的吸气流21产生的诱导力增大的同时使由初级空气喷流19产生的诱导力减小，这两种类型的运动的相互作用的平衡使得可以依靠附壁效应C保持吸气流21附着于地板6。房间3里的空气的冲淡与在吹风表面Ss上的吹风出口和在吸气表面Sa上的吸气进口处的空气流量密切相关。本发明的目的不是提高冲淡效率(接近100％)，而是提高除去沾染物的质量。既然“倾斜的干扰分流空气流”Fs被消除了，由于不会再发生这种空气流动现象使沾染漂浮物质4进入有人区域2的情况，微生物沾染物主要是局限在很薄的高度沾染的空气底层Cc里而不会进入人们1的呼吸区域9，因而可降低人们遭受微生物沾染的可能性。
图4b是在房间3里实施的布置的立体图，它用于在一个内置式的通风系统65里实施本发明的措施，表示出了有效吹风表面Sse和有效吸气表面Sae。用在内置式通风系统65里的壁装式吹风口10和吸气口11一般装有吹风格栅和吸气格栅60、61，它们占用吹风表面Ss和吸气表面Sa并部分地妨碍空气流动。这些格栅是由具有许多孔的金属板或具有许多单方向的板条的金属框和/或其它装置构成的，它们部分地阻挡对应的开口10、11而又允许空气流过。格栅60、61的有效面积Sse、Sae是指空的可流通空间的面积，这些空间对通过它们的流体速度Vs、Va和压力Ps、Pa有相同的空气流动特性。市场上销售的格栅一般都附有给出其有效面积的规格书。或者，可以经验地测出有效面积。在图4b中，表示出了吹风格栅Ss和有效吹风表面Sse，还表示出了吸气格栅Sa和有效吸气表面Sae。可以看出可以确保房间3的有效吹风表面Sa大于有效吸气表面Sae。这就能确保平均吹风速度Vs小于平均吸气速度Va。还可看出从吹风表面Ss出来的初级空气喷流19依靠附壁效应C很好地附着于天花板20。吸气流21的贴着地板6的吸入流55同样依靠附壁效应C很好地附着于地板6。房间3里没有“倾斜的干扰分流空气流”Fs。
图5b表示用于空气流动特性的数字模拟条件，是为PLASMAIRTM独立的气浮除污染装置(airborne decontamination device)101的一样机进行的模拟，该装置按照本发明在房间3里以不同的有效吹风比(effective blow ratio)RS进行工作。术语“吹风比”是有效吹风表面Sse和有效吸气表面Sae之间的比值。数字模拟是在下列条件下进行的房间长度L＝4m；房间宽度l＝3m；
房间高度＝2.5m；以及空气流量Qv＝500立方米/小时(m3/h)。
如图5b中所示，模拟中用了坐标轴X、Y和Z，用的各个点P＝P1、P2、…P8是定位在地板6表面以上2cm处。数字计算的量(Y方向的速度)代表在每个点P＝P1、P2…P8取得的空气速度的垂向分量的当地数字平均值，，各个点到这一气浮除污染装置101的正面165的距离分别是d＝d1、d2、…d8。这是在由九个单独的立方节点组成的一个立方容积里的空气速度的垂向分量的平均值，这些节点是用于模拟的目的并且排成一行，每一个节点的中心分别在模拟点P上。气浮除污染装置101放置成靠在经处理的墙壁52的中部。根据纳维尔-斯托克斯(Navier-Stokes)方程式用一个E-K能量模型建立空气运动方程。虽然在考虑中的流动状态是紊流，但是所研究的运动的空间尺度的状态比用于流体颗粒物的科尔莫格洛夫(Kolmogorov)尺度(分子级(molecular type)的描述)大得多，所以，确实可以应用纳维尔-斯托克斯(Navier-Stokes)方程式。数字模拟采用了空气分子运动的修匀法(smoothing)。已往已经发现只要流体速度保持低于马赫数13，这种数字模拟方法的应用是可靠的，迄今尚未有相反的例子。这里的情况就是如此。所选择的节点的类型是六角形的，给出房间3的简单构造。用总共500,000个节点建立了房间3的模型。这个数目比用于进行这种类型的研究通常认为足够的数字3,000大得多。用各点P处的Y方向速度的定义，应能理解，这个可能是正值或负值的参数正是代表空气A在房间3里的上升或下降运动。
这样，如果P点的Y方向速度是正的，则其意味着在地板6以上2cm处的P点附近的空气速度有一个向上升的的平均分量。在这样的情况下，可以推断在P点附近有主要是从地板6向上的气流。由此可得结论很可能存在从这个点开始的“倾斜的干扰分流空气流”Fs。
相反，如果P点的Y方向速度是负的，则其意味着P点附近的空气速度有一个向下降的的平均分量。由此可得结论几乎不可能有从这个点开始的“倾斜的干扰分流空气流”Fs。
图5c的表格给出了通过模拟得到的结果。在该表格中，第一列是模拟的点P＝P1、P2、…P8。第二列(加了阴影的)是气浮除污染装置101被设定的情况，它被设定为吹风比RS(有效吹风面积Sse和有效吸气面积Sae之比)等于0.57，小于1。这就是说，这种配置不在本发明施加的条件之内。这是一些可能形成“倾斜的干扰分流空气流”Fs的条件，如前面给出的理论分析所预言的那样。
第三列(加了阴影的)对应于这种101被调整的状态，它被调整为吹风比RS等于1。对于是否会出现“倾斜的干扰分流空气流”Fs，这是一个界限性的配置，如前面给出的理论分析所预言的那样。
第二列和第三列都加了阴影，是为了更清楚地表明它们的条件是处于本发明的推荐之外。
最后，第四列(没加阴影的)对应于气浮除污染装置101被调整到其吹风比大于1(RS＝1.43)的情况。即这些条件是在本发明施加的条件之内。
在第二列的Va＝0.57Vs即Va＜Vs的条件下，可以看出在远离气浮除污染装置101的P4到P7各点，空气速度的垂向分量的当地数字平均值是正的。这意味着在房间3里远离气浮除污染装置101的那一部分有向上的空气运动。有理由得出结论“倾斜的干扰分流空气流”Fs是在从房间3的那一部分向吹风口110上升。在这样的条件下，因为有从地板6上升的气流，用气浮除污染装置101作为气浮除污染的系统是非常无效的。
在第三列的Va＝Vs的条件下，同样可以看出在远离气浮除污染装置101的P5到P7各点，空气速度的垂向分量的当地数字平均值是正的。与上述一样，这意味着在房间3里远离气浮除污染装置101的那一部分有向上的空气运动。可以得出结论“倾斜的干扰分流空气流”Fs是在从房间3的那个远的部分流向吹风口110。在这样的条件下，因为有从地板6上升的气流，用气浮除污染装置101作为气浮除污染的系统同样是非常无效的。
相反，在第四列的Va＝1.43Vs即Va＞Vs的条件下，可以看出在所有各点P1到P8，空气速度的垂向分量的当地数字平均值都是负的。可以得出结论房间3里没有“倾斜的干扰分流空气流”Fs。在这样的条件下，因为没有从地板6上升的气流，用气浮除污染装置101作为气浮除污染的系统是非常有效的。
从图5d的曲线可以更清楚地看出本发明的方法的、消除“倾斜的干扰分流空气流”的能力。这个曲线图，对上述三个吹风比中的每一个，绘制出了在图5b中的地板6上的各个模拟点上的Y方向速度与各点的位置之间的关系。可以看出对于给定的吹风比RS，进入阴影区域的Y方向速度曲线(Y速度＞0)表明存在“倾斜的干扰分流空气流”。这些数字的证明使得可以得出结论本发明推荐的条件Va＞Vs，或者等同地说，有效吹风面积Sse大于有效吸气面积Ssa，在消除已往一直被熟悉本技术领域的人认为是不可避免的“倾斜的干扰分流空气流”Fs方面是有效的。
本发明的能够克服现有技术的缺陷的方法的原理可以有利地在PLASMAIRTM独立的气浮除污染装置101内实施。本发明的一个独立的移动式气浮除污染装置101表示于图6，它可安装在一个短房间3a里，用以实施本发明的利用依靠附壁效应C附着的初级空气喷流19和吸气流21进行混合的通风方法。该气浮除污染装置101包括垂向布置的立式通风筒装置103。它设计成能够放置成大致平行地靠近被处理的短房间3a的经处理的第一垂向墙壁52。通风筒装置103具有在底部的用于吸气的第一端104，它以其底部靠近短房间3的地板6，但与之有间隔。通风筒装置103还有在顶部的用于吹风的第二端105，它位于高处。它设计成可定位在短房间3a的顶部，接近天花板20但又与之有间隔。气浮除污染装置101装有用于使空气A流动起来的装置106。这个装置是安装在立式通风筒装置103的内部。它能够建立吹风的顶端105和吸气的底端104之间的压力差ΔP＝Ps-Pa，以使装置外面的空气A运动起来。它们也用于使通风筒装置103里的空气Ac、Ad运动起来。一个在地板6处的表面效应进风嘴118从通风筒装置103的吸气端104伸出通风筒装置103。它安装成面对短房间3a的地板6。进风嘴118提供一吸气口111，该吸气口111有接近地板6的一吸气表面Sa。该吸气表面Sa有一大致垂向的进口断面(inlet section)109。这个吸气表面Sa由空的环形空间构成，但为了把它表示得更清楚，以加上阴影的方式来表示它。把它以展平和展开的方式表示在图6的右下角。它在地板6的层面起作用，吸进大致水平的、平行于地板6的、依靠附壁效应C附着于地板6的吸气流55里的空气。在图6e中可以更清楚地看到吸气流55。毗邻于天花板20的表面效应吹风嘴(surface effect blownozzle)129位于通风筒装置103的吹风端105。它被设计成可靠近天花板20地安装。它提供一个在其顶部的吹风口110。该吹风口110是一个多孔的吹风表面Ss，它基本上朝前地并且横向地布置在吹风口110的各个边缘119a、119b、119c和119d上。这以较大的比例表示在图6的右上角。吹风口110通过它的整个吹风表面Ss起作用而产生向上(或水平地)定向的初级空气喷流19，使初级空气喷流19吹到天花板20上(或与之平行)，以便依靠附壁效应C使吹出的初级空气喷流19附着于天花板20。用于对空气A中的沾染颗粒物4a、4b、4c起作用的除去沾染物装置(进行过滤和/或毁灭)127安装在垂向的通风筒装置103内、在进风嘴118与吹风嘴129之间。这个装置在通风筒装置103的内部进一步分隔它的断面S，以强制被污染的空气Ac流过在上游的受沾染区域113与下游的区域114之间的这一段，在该段中至少部分地除去了空气Ad内的沾染物。这个气浮除污染装置101还有一个特点，就是它的进风嘴118的吸气表面Sa的有效吸气表面Sae(表示在右下角)小于吹风口110的吹风表面Ss的有效吹风表面Sse。以这种方式，使平均吹风速度Vs(流经吹风表面Ss的空气喷流速度的平均值)低于平均吸气速度Va(流经吸气表面Sa的被吸入空气流的速度的平均值)(Vs＜Va)。
参照图6，可以看出，气浮除污染装置101使经预先处理的初级空气喷流19附着于天花板20。然后，初级空气喷流19在短房间3a的另一端14处脱离天花板20，这使初级空气喷流19沿着另一端的墙壁50流动。最后，初级空气喷流19到达地板6，依靠附壁效应C它变成附着于地板6的吸气流21。
参照图6a和6b，可以清楚地看到独立的气浮除污染装置101的内部和外部构件。垂向的通风筒装置103是装在气浮除污染装置101的外壳126内。在气浮除污染装置101工作时，房间3里的被沾染的空气Ac通过在地板6处的表面效应进风嘴118进入通风筒装置103的、面对地板6的底部吸气端104。在其中有吸气压力Pa。然后，被沾染的空气Ac通过粗预过滤器120，在该预过滤器除去了沾染的空气Ac里的、可能损害气浮除污染装置101的正常工作的大的颗粒物。然后，被沾染的空气Ac从一个降噪系统122里通过，以避免噪声通过空气或固体传播出去。这一系统由许多平行的挡板107、108构成，这些挡板安装成在空气驱动装置106的两侧的两组，以避免噪声在空气或固体中传播。空气驱动装置106最好是一个离心式通风机。然后，被沾染的空气Ac被强制通过除污染装置127，在其中沾染物被至少部分地除去。被除去了沾染物的空气Ac到达吹风的顶端105并被通过吹风口110吹出。这些被除去了沾染物的空气Ac流经吹风口110离开气浮除污染装置101，吹风口110处的压力是吹风压力Ps。可以用一个开/关系统124令气浮除污染装置101的工作部分投入工作或停止使用。气浮除污染装置101的底端装有四个轮子，使其成为移动式的。可以很容易把它通过房门从房间3推到另一个房间去。用于调整流经气浮除污染装置101的空气容积流量的系统123可使流量与除去沾染物要求相匹配以及与房间3的大小相匹配。
参照图6c，可以看出依靠附壁效应C附着的、预先经处理的初级空气喷流19和同样依靠附壁效应C附着的吸气流21的联合作用使短房间3a里的整个有人区域2被覆盖。参照图3，可以看出安装在短房间3a里的、并被设定为按照本发明工作的独立的移动式气浮除污染装置101使得能够通过用依靠附壁效应C附着的初级空气喷流19和吸气流21给短房间3a进行通风，同时又能像前面解释的那样避免“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象。
参照图6d，可以看出，本发明的气浮除污染装置101使得能够在地板6附近吸进处于悬浮状态4a的所有沾染漂浮物质和在紧邻地板6的很薄的高度的被沾染的底层空气Cc中的所有集聚的沾染漂浮物质4b、4c，并且随着漂浮物质的下沉(前面参照图1描述的那种现象)这样的吸收过程逐渐地进行。这是由附着于地板6的吸气流21来进行的。
邻近于吸气流21并包含在吸气流55里的沾染漂浮物质4a、4b连续地被吸气诱导效应(suction induction effect)Ias引向附着于地板6的吸气流21，继而通过吸气口111，并承受了除污染的过程。
这样，本发明的气浮除污染装置101能够通过连续地清除颗粒物降低下沉的沾染颗粒物4b、4c的数量。
因而，地板6上沉积灰尘的过程非常慢，房间3不必频繁地清扫。
在防止已经沉积的沾染颗粒物4b、4c再上升到悬浮状态(由于受到对流作用或扰动等等)方面，本发明的方法也有非常明显的作用。
还有，由于不会出现“倾斜的干扰分流空气流”Fs，实际上消除了通常由它引起的已经沉降的或集聚的沾染颗粒物4b、4c再上升到悬浮状态的现象。
图7的示意图表示安装在短房间3a里并调整到按照本发明工作的独立的气浮除污染装置101的总的除污染的效果。可以看出，对在不同位置的沾染颗粒物4是以不同的方式进行除去在房间的顶部Cs的；在房间的底部Ci的；以及在房间的中部Cm的。
依靠附壁效应C附着的初级吹风空气喷流19和吸气流21覆盖短房间3a里的整个有人区域2。房间3a里的空气A中的所有沾染颗粒物4都承受了除污染的过程。
在房间的顶部Cs，悬浮的沾染漂浮物质形式的沾染颗粒物4被吹风诱导效应(blow induction effect)连续地向上向天花板20吸引而进入初级吹风空气喷流19。然后，它们被迫沿着另一端的墙壁50垂向地向下，接着被吸气流21挟带。
在房间的中部Cm，沾染颗粒物4基本上是来自与有人区域2里的人们相关的排放物的东西。它们的浓度很低。此外，由于重力下沉作用5，它们连续地向房间的底部Ci下降。
最后，在房间的底部Ci，悬浮的沾染漂浮物质形式的沾染颗粒物4连续地被吸气诱导效应(Ias)吸向地板6而进入被吸入空气流21。
由于不存在“倾斜的干扰分流空气流”Fs，同时还有由吸气流21引起的底部吸气诱导效应(Ias)，可以避免已经集聚在很薄的高度的被沾染的空气底层Cc里的沾染漂浮物质4b和粘着颗粒物4c再上升到房间里的较高部分Cs、Cm。
其结果，在房间的每一部分的沾染颗粒物4都很快地被吸入空气流21带走，随后进入气浮除污染装置101，在参照图6d所述的状态下被除去。用PLASMAIRTM独立的气浮除污染装置101进行的除污染试验已经表明其除去房间3里的沾染物的性能和效果接近层流通风方法的性能和效果，但其费用仅为后者的十分之一。
本发明推荐的、用于独立的气浮除污染装置101的第一个有利的实施例表示于图6d、6e和8b。在这一方案中，进风嘴118是在地板6处吸气型式的，即，吸气口111有底部第一吸气壁132，它几乎接触于地板6或由地板6本身构成，如图6d中所示。吸气口111有呈大致水平的唇板形状的顶面第二吸气壁133，它是由进风嘴118的底板137的一部分形成的。这可确保垂向的吸气表面Sav是畅通的并且是由进风嘴118的底板137与地板6之间的垂向敞开的环形表面136所构成。这可确保空气在地板6层面上以附着于地板6的气流55的形式被吸入，空气来自一个平面的扇面138，这个扇面倾斜于来自短房间3a的另外三个壁50、140、144的吸气，远离经处理的垂向壁52。此外，在地板6处的吸气形式的进风嘴118的垂向吸气表面Sav不受阻挡。其结果，表现为一个展开的表面，它等于它的有效吸气表面Sae，如图8b的右下角所示。可以看出有效吸气表面Sae小于在吹风口110的吹风表面Ss处的有效吹风表面Sse(如图8b的右上角所示)。这一第一方案的这种具体布置使得能够相对于吸气以及很薄高度的被沾染的空气底层Cc同步地改善地板效应(floor effect)，同时能够限制“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象的出现。
本发明推荐的、用于独立的气浮除污染装置101的第二个有利的实施例表示于图8a到8d。在图8a和8b中可以看出吹风顶边缘(blow top edge)130到地板Ds的距离大于170cm。这个距离是用于具有约为250cm的标准天花板高度的房间。符合这一距离可确保形成参照图6所描述的空气流动路线。在图8c和8d中可以看出吹风口110的多孔吹风表面Ss设有一个用于引导构成初级吹风空气喷流19的吹风空气流164的装置163，它是用手柄167控制的。该导流装置(flow-directingmeans)163可以调整从吹风口110吹出的喷流的喷出角度αs(初级吹风空气喷流19的吹风空气流164相对于水平面H的角度在吹风表面Ss上的平均值)，能够确保这个角度大致在20°到70°范围内。图8e和8f表示出了本发明推荐的这一第二种布置的重要性。这几个图都是放置在短房间3a里的气浮除污染装置101的侧视图，表现出与参照图5b所述的相同的特性。已经用数字模拟研究了调整吹风口110的喷出角度αs的影响。图8e对应于αs＝20°，图8f对应于αs＝70°。可以看出，在推荐的角度调整范围内(20°＜αs＜70°)，满足本发明的其它布置条件，就可避免“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象。图8g对应于αs＜20°，图8h对应于αs＞70°。可以看出，在推荐的角度调整范围之外(20°＜αs＜70°)，即使本发明的其它布置条件都得以满足，也会出现“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象。在αs＞70°时会出现多区域Z1、Z2现象，形成多个空气环流B1、B2，如同参照图3对“长房间”所解释的那样，而且会出现“倾斜的干扰分流空气流”Fs。在αs＜20°时可以看出“倾斜的干扰分流空气流”Fs出现了。
本发明推荐的、用于独立的气浮除污染装置101的一第三个有利的实施例表示于图9b。吹风口110的有效吹风表面Sse比进风嘴118的有效吸气表面Sae大至少20％。此外，空气驱动装置106的容积流量Qv调整为使平均吹风速度Vs(流过多孔吹风表面Ss的吹风喷流的速度的平均值)大于0.79m/sec，即Vs＞0.79m/sec。在这些布置条件下，平均吸气速度Va(流过多孔吸气表面的进气口处的吸气表面的被吸入空气流的速度的平均值)比平均吹风速度Vs大至少20％，即Va＞1.2Vs。在满足本发明的这些特定布置条件时，就可避免“倾斜的干扰分流空气流”Fs。
相反，图9a的示意图对应于在Vs＜0.79m/sec和Va＜1.2Vs的情况下用数字模拟得到的结果。可以看出在数字模拟中，在有关数值处于以上推荐的限制值之外时会出现多区域Z1、Z2现象，形成多个空气环流B1、B2，如同参照图3对“长房间”所解释的那样，而且会出现“倾斜的干扰分流空气流”Fs。这一第三方案的特殊布置能够限制“倾斜的干扰分流空气流”Fs的出现。
本发明推荐的、独立的气浮除污染装置101的第二个较佳实施例表示于图10a。在这一第二实施例中，有多孔吹风表面Ss的吹风嘴129比通风筒装置103的平均宽度宽。这样的宽度是垂直于气浮除污染装置101的垂向对称平面测量的，垂直地延伸到它的前部165。也是平行于经处理的第一垂向壁面52测量的。这样，多孔吹风表面Ss是较大的，借以增大对保持不变的有效吸气面积Sae的吹风比RS。这样，相对于吸气速度Va可大大降低吹风速度VS。借以降低“倾斜的干扰分流空气流”Fs出现的可能性。
下面参照图15a和15b说明这一第二较佳实施例的具体实施。吹风嘴129包括用于加宽它的横向尺寸的装置157。这些装置由至少一个(最好是两个，如图15a和15b中所示)多孔的挠性圆柱形吹风部分159组成，它们布置在通风筒装置103的顶部的两侧。它们布置成垂直于气浮除污染装置101的垂向对称平面PV。在不开动空气驱动装置106时，这些多孔的挠性圆柱形吹风部分159向下垂，如图15a所示。但是，在开动空气驱动装置106时，它们在内部压力的作用下伸展成水平状态。如图15b中所示。这样，它们可提供在伸展状态161大致水平的可动的吹风表面Ss。
可以用一种加强的编织材料把多孔的挠性圆柱形吹风部分159制成手套的手指头部分的形状。套状物的编织材料上沿着圆柱形的一条母线覆盖上一保护性粘贴条。然后，把一种密封覆盖材料(例如用于油布的)涂覆在套状物的外面。然后，把保护性粘贴条揭下来，其结果，套状物上的大部分就覆盖上一层不透气的密封材料。但是，每个多孔的挠性圆柱形吹风部分159上的、沿着一母线的一纵向表面是没有密封材料的，所以允许空气通过。其结果，套状物的一部分表面就形成一多孔表面Spa，所述部分占据着那条母线。其余部分的表面是不透气的。这就形成了吹风表面Ss，在多孔的挠性圆柱形吹风部分159伸展开来时，这个吹风表面允许初级吹风空气喷流19沿着那条母线也就是平行于天花板20吹出去。有利的是，可以用一种伸缩式的加强条170，将其一端置于多孔的挠性圆柱形吹风部分159内，并将其另一端固定于垂向的通风筒装置103。伸缩式的加强条170用于增大每个多孔的挠性圆柱形吹风部分159伸展开来161时伸出的程度。伸缩式加强条170最好是依靠气浮除污染装置101内的压力伸张。可以依靠弹性把它压扁。
这样做可使气浮除污染装置101在不开动时变得相对较窄，容易通过房门。而在气浮除污染装置101处于工作状态时，吹风表面Ss可以伸展成其宽度几乎等于房间3的宽度。其结果，吹风空气流可以遍及房间3的整个宽度。这可使除污染的效果更好。
本发明推荐的、独立的气浮除污染装置101的一第三个较佳实施例表示于图10b。多孔吹风表面Ss包括向两侧延伸的一前吹风表面Ssf，并在吹风嘴的两个侧壁135上分别成形出侧向吹风表面Sslg和Ssld，用于面对房间3的侧向墙壁140、144。这种布置可以增大有效吹风表面Sse并且更有效地处理房间3的沿着墙壁140、144的侧部区域。这也有助于消除“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象。
本发明推荐的独立的气浮除污染的气浮除污染装置101的第四个较佳实施例表示于图11。在地板处的吸气型式的进风嘴118有顶壁139，其宽度比垂向的通风筒装置103的平均宽度宽，并且其向下延伸。这一加宽是垂直于气浮除污染装置101的垂向对称平面PV来衡量，而对称平面PV是垂直于气浮除污染装置101的前部165。这样，两个侧壁141离开进风嘴118更远一些。
本发明推荐的、独立的气浮除污染装置101的一第五个较佳实施例表示于图10a、10b、12、13a和13b。进风嘴118有一个郁金香花朵形状的喇叭口底部143，它面对地板6。数字模拟也已表明这种布置有助于更好地消除“倾斜的干扰分流空气流”Fs现象。
本发明推荐的、独立的气浮除污染装置101的一第六个较佳实施例表示于图12。垂向的通风筒装置103的中部有一个在气浮除污染装置101的垂向对称平面PV内的纵向尺度DL，它小于进风嘴118的纵向尺度DLS。这两个尺度是平行于气浮除污染装置101的垂向对称平面PV测量的，而对称平面PV垂直于气浮除污染装置101的前部165。
本发明推荐的、独立的气浮除污染装置101的一第七个较佳实施例表示于图13a和13b。垂向的通风筒装置103包括长度可调整的筒身部分147。这个可调整的筒身部分可以用波纹筒149来构成。这种结构可使多孔吹风表面Ss的所在高度适应房间3的高度。其结果，气浮除污染装置101可用在各个建筑物的不同高度的房间3里，以便通过在高度方向上伸长152(如图13b所示)确保初级空气喷流19依靠附壁效应C附着于房间的天花板20。把高度可调整的筒身部分147缩短，可使气浮除污染装置101在缩短状态151(如图13a所示)通过房间3的门。
本发明推荐的、独立的气浮除污染装置101的一第八个较佳实施例表示于图14a和14b。气浮除污染装置101具有成形在通风筒装置103的前部的辅助进风嘴155。该辅助进风嘴155位于大约一半高度上(离地板约1m)。辅助进风嘴155通向通风筒装置103内，在用于清楚沾染颗粒物的装置127的上游，也就是通向被沾染的上游区域Ac。这种布置能够在辅助进风嘴155的附近除去空气中的沾染物。带有沾染颗粒物4的人会把沾染漂浮物质释放于悬浮状态。在人们住医院治疗时，人们一般是躺卧在病床上，其呼吸区域是在约1m高度处。有这种辅助进风嘴155的这一较佳实施例可用于直接处理由在图7所示的区域Cm里的人排放的、含有漂浮物质的排放物。
本发明的目的和优点本发明的目的和优点是用本发明的通风方法降低乃至消除现有技术中认为是必然的“倾斜的干扰分流空气流”现象，而这种通风方法是通过利用依靠附壁效应C附着于天花板的初级空气喷流和附着于地板的吸气流进行混合来进行通风。
本发明的第二个优点是能够减少已经在房间里沉降了的沾染颗粒物再上升到悬浮状态的现象的发生。
本发明的第三个优点是能够吸收处于悬浮状态的漂浮物质和随着沉降而集聚在接近地板的高度的被沾染的空气薄层里的漂浮物质。
本发明的第四个优点是能够减少粘着于地板的沾染颗粒物的量，从而降低房间的清扫频度。
本发明的第五个优点是能够降低悬浮在房间里的有人区域里的沾染漂浮物质的浓度。
本发明的第六个优点是能够减少由房间里的漂浮物质中的微生物沾染引起的疾病的发生。
本发明的第七个优点是提供一种利用附着的空气喷流进行混合的通风系统，在除去房间里的沾染物方面，这种系统的性能接近于层流通风方式的性能，而其费用却比后者小一个数量级。
本发明的第八个优点是提供一种具有高清洁度的除去漂浮沾染物的系统，而且它可以是移动式的。
本发明的第九个优点是能够对没有装备预防微生物沾染的房屋快速地采取措施。这同等地适用于家庭病房、预防各种流行病、提供公共保健、生产药品和食品。
本发明的第十个优点是提供一种移动式装置，它适用于俘获和除去接近地板的漂浮沾染颗粒物，并且能够避免使它们再回到悬浮状态。这对于那些超敏感(过敏)的患者特别重要。
本发明的第十一个优点是用混合方法加快对房间进行通风和除去沾染物的速度。
本发明的工业适用性本发明能够以降低的费用使清除房间里的沾染物和除去房间里的空气中漂浮沾染颗粒物的过程最佳化。因此，本发明对于任何类型需要除去空气中的沾染物的封闭建筑物具有工业适用性。它可应用于保健、食品工业、科学研究、运输行业、动物饲养、制药行业、学校、…，这仅仅是列举了一些例子而已。
特别适合的应用是，用于除去病房里空气中的漂浮物质，保护患者和医院环境中的人们免遭交叉沾染的危险。这关系到在医院里提供预防SRAS(严重急性呼吸综合症)型传染病危险的保护，…。
另一个应用是，临时地对付由专业的、公共的以及家庭的房屋的常规通风造成的、导致由空调系统输送的漂浮物质引起传染危险的某些后果。这关系到被通风的建筑物里的某个房间的局部保护，防止因建筑物的中央空调系统引起传染和/或交叉沾染(病楼综合症)。
还可应用于海上的和空中的输送旅客的交通工具。
还可应用于那些存在着与沾染制剂的生产相关的局域微生物沾染危险的行业，例如，应用于制药工业和食品工业。还可应用于微生物研究实验设施。
还可应用于保护高密度的饲养家畜(鸡、猪、…)，使它们保持健康的状态，特别是在限制擅自进入的农场(为了选择性的育种)。
还可用于在发生生物性恐怖攻击事件时进行公众保护。
还可广泛地应用在咖啡厅和饭店中限制顾客之间和/或顾客与服务人们之间的传染危险。
还可应用于预防托儿所、幼儿园、学校、以及那些虽小但其中人多的房间里的流行病传播。
最后，还可应用于保护牙病诊所、体检场所、等等的工作人们和来访者。
应该认识到，本发明的范围由后附权利要求和法律上的等同物限定，而并非由上面给出的那些例子限定。
权利要求
1.一种通过用依靠附壁效应C附着于天花板(20)的一初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着于地板(6)的一吸气空气流(21)进行混合以给一房间(3)通风的方法，这种方法包括a)按照下述把经过预先处理(加热、冷却、除去沾染物、加湿、除湿、...)的一初级空气喷流(19)吹进所述房间(3)i)通过定位在所述天花板(20)附近的与一经处理的侧壁(52)对齐的一吹风表面(Ss)；以及ii)沿着一被定向为朝着所述天花板(20)(或与之平行)的吹风方向Is(初级空气喷流(19)的各个部分的平均方向在吹风表面(Ss)上的平均值)，并致使依靠附壁效应(C)使所述初级空气喷流(19)附着于所述天花板(20)；以及，然后b)按照下述以等同于所述初级空气喷流(19)的流量的一流量吸进一脏污的吸气空气流(21)i)通过定位在所述房间(3)的所述地板(6)附近的、大致与所述经处理的侧壁(52)对齐的一吸气表面(Sa)；ii)确保空气(A)的一吸气流(55)是在所述地板(6)附近被吸进，所述吸气流(55)是大致水平的；以及平行于所述地板(6)的表面并依靠附壁效应(C)附着于所述地板(6)；这种通风方法的特征还在于c)确保平均吹风速度(Vs)[流经吹风表面(Ss)的初级空气喷流(19)的各个部分的速度的平均值]低于平均吸气速度(Va)[流经吸气表面(Sa)的被吸入空气流(21)的各个部分的速度的平均值](Vs＜Va)。
2.如权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应C附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给一房间通风的方法，其特征还在于a)使有效吹风表面(Sse)大于有效吸气表面(Sae)
3.一种用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应C附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，所述装置(101)包括a)垂向放置的通风筒装置(103)[放置成大致平行于并靠近经处理的所述房间(3)的经处理的一第一垂向墙壁(52)]，所述通风筒装置(103)包括i)位于其底部接近所述房间(3)的所述地板(6)并与之有间隔的一底部吸气第一端(104)；以及ii)位于所述房间(3)的顶部接近于所述天花板(20)并与之有间隔的一顶部吹风第二端(105)；b)用于使空气运动起来的驱动装置(106)，所述驱动装置布置在所述通风筒装置(103)内并能建立所述顶部吹风端(105)与所述底部吸气端(104)之间的一个正压差(ΔP)，以使空气能流进和流出所述通风筒装置(103)；c)在所述地板(6)处伸出于所述通风筒装置(103)的所述底部吸气端(104)的一表面效应进风嘴(118)，它面对所述房间(3)的地板(6)，它的吸气口(111)接近所述地板(6)，该吸气口i)有一大致垂向吸入进口的吸气表面(Sa)；以及ii)进行在所述地板(6)的层面处的一吸气流(55)形式的空气(A)吸入，该吸气流是大致水平的；以及平行于所述地板(6)并依靠附壁效应(C)附着于所述地板(6)；d)在所述天花板(20)处的、伸出于所述通风筒装置(103)的所述顶部吹气端(105)[定位成接近所述天花板(20)]并形成在它的顶部的吹风口(110)的一表面效应吹风嘴(129)，该吹风口i)具有布置成大致朝前的、并有四个侧向边缘(119a、119b、119c、119d)的一多孔吹风表面(Ss)；以及ii)产生通过整个吹风表面(Ss)的一初级空气喷流(19)，所述喷流定向为倾斜向上或水平[以吹向或平行于所述天花板(20)]，以使所述初级空气喷流(19)能够依靠附壁效应(C)附着于天花板(20)；以及e)用于除去空气(A)中的沾染颗粒物的除去沾染物装置(127)(通过过滤出去和/或毁灭)，该除去沾染物装置i)安装在所述通风筒装置(103)内并在所述进风嘴(118)和所述吹风嘴(129)之间；以及ii)横跨所述通风筒装置(103)的断面(S)在其内部将它分隔开，以迫使受沾染的空气(Ac)在一受沾染的上游区域(113)与一下游的区域(114)之间的一段流过该除去沾染物装置，在该段中空气(Ad)被至少部分地除去沾染物；气浮除污染的装置(101)的特征还在于f)所述进风嘴(118)的吸气表面(Sa)的有效面积(Sae)小于所述吹风口(110)的吹风表面(Ss)的有效面积(Sse)，以使平均吹风速度(Vs)[流经吹风表面(Ss)的初级空气喷流(19)的各个部分的速度的平均值]低于平均吸气速度(Va)[流经吸气表面(Sa)的被吸入空气流(21)的各个部分的速度的平均值](Vs＜Va)。
4.如权利要求3所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于以下的组合a)首先，它的进风嘴(118)是在所述地板(6)处吸气型式的，即有一吸气口(111)，这个吸气口i)有一底部第一吸气壁(132)这个壁实际上接触于所述地板(6)；或这个壁由所述地板(6)本身形成；ii)以及，有一顶部第二吸气壁(133)，该壁是由所述进风嘴(118)的底板(137)的一部分(134)形成的；iii)这样，它的垂向吸气表面(Sa)是畅通的并且是由成形在所述进风嘴(118)的底板(137)与所述地板(6)之间的垂向环形敞开表面(136)构成；以及iv)用于在所述地板(6)层面上以附着于所述地板(6)的一气流(55)的形式吸进空气，空气来自斜对着所述吸气的一平面扇形(138)以及来自所述房间(3)的、除所述经处理的墙壁(52)之外的另外三个壁(50、144、140)；以及b)其次，在所述地板(3)处的所述进风嘴(118)的垂向吸气表面(Sav)小于所述吹风口(110)的所述吹风表面(Ss)的有效吹风表面(Sse)。
5.如权利要求3所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于以下的组合a)所述多孔吹风表面(Ss)的顶边缘(142)定位成在所述地板(6)以上的高度大于170cm[适用于约250cm的标准高度的房间(3)]；以及b)所述吹风嘴(110)的所述多孔吹风表面(Ss)设有机械地可调整的导向装置(163)，用于引导构成所述初级空气喷流(19)的吹风空气流(164)，使从所述吹风嘴(129)出来的空气流的方向相对于水平方向(H)的角度(αs)[初级吹风空气喷流的吹风空气流相对于水平面的角度在吹风表面(Ss)上的平均值]在20°到70°范围内。
6.如权利要求3所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于以下的组合a)首先，所述吹风嘴(129)的吹风表面的有效吹风表面(Sse)和所述空气驱动装置(106)的尺寸被确定为使所述吹风嘴(129)处的平均吹风速度(Vs)[所述初级空气喷流流过所述多孔吹风表面(Ss)的速度的平均值)]大于0.79m/sec[Vs＞0.79m/s]；以及b)其次，所述吹风口(110)的吹风表面的有效吹风面积(Sse)比所述进风嘴(118)的吸气表面的有效吸气表面(Sae)大至小了20％，这样可使平均吸气速度(Va)[在多孔吸气表面(Sa)的进口处被吸进的空气流(21)的速度的平均值]比所述平均吹风速度(Vs)大了20％(Va＞1.2Vs)。
7.如权利要求3所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于支承着所述多孔吹风表面(Ss)的所述吹风嘴(129)比向上延伸的所述垂向的通风筒装置(103)宽[垂直于所述装置(101)的垂向对称平面PV来测量，而垂向对称平面PV垂直于所述装置(101)的前部(165)]。
8.如权利要求3所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于所述多孔吹风表面(Ss)具有一朝前的吹风表面(Ssf)和侧向延伸并成形在所述吹风嘴(129)的侧壁(135)上的侧向吹风表面(Sslg和Ssld)，这两个吹风表面分别面对所述房间(3)的侧壁(140、144)。
9.如权利要求3所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于所述进风嘴(118)被在其顶壁(139)处加宽到其宽度大于所述向下延伸的立式通风筒装置(103)的平均宽度[垂直于所述装置(101)的垂向对称平面PV来测量，而垂向对称平面PV垂直于所述装置(101)的前部(165)]
10.如权利要求4所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于所述进风嘴(118)包括一郁金香花朵形状的喇叭口底部(143)，它被放置成与所述地板(6)对齐。
11.如权利要求3所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于所述垂向的通风筒装置(103)的中部断面处有一在装置(101)的垂向对称平面PV内的纵向尺度DL(尺寸)，它小于所述进风嘴118的纵向尺度DLS[平行于所述装置(101)的垂向对称平面(PV)来测量，而对称平面(PV)垂直于所述装置(101)的前部(165)]。
12.如权利要求3所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于它包括一个辅助进风嘴(155)，该进风嘴a)布置在所述通风筒装置(103)的前部；b)约在一半高度处(距离所述地板(6)约1m)；以及c)敞开向所述通风筒装置(103)的内部，通向在所述用于清除沾染颗粒物的装置(127)的上游的被沾染区域(Ac)。
13.如权利要求3所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于所述通风筒装置(103)包括一躯干部分(147)，该部分的长度是可调整的[具体地说，是用一波纹筒(149)]，这使得所述多孔吹风表面(Ss)的高度可根据所述房间(3)的高度来改变，以使所述初级空气喷流(19)附着于所述天花板(20)，同时使所述装置(101)能够通过所述房间(3)的一房门。
14.如权利要求3所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于所述吹风嘴(129)包括用于增大它的侧向尺寸的装置(157)，该装置可使所述吹风嘴(129)的吹风表面(Ss)侧向地延伸。
15.如权利要求14所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于所述吹风嘴(129)包括用于增大其侧向尺寸的装置(157)，该装置由至少一个(最好是两个)多孔的挠性的圆柱形吹风部分(159)构成，这(两)个部分是a)相对于所述通风筒装置(103)侧向地布置在其顶部，并垂直于所述装置(101)的垂向对称平面PV；以及b)可以在压力(Ps)的作用下伸展开而形成一可动的吹风表面(Ss)，在伸展开的状态(161)该表面大致是水平的。
16.如权利要求15所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于所述多孔的挠性的圆柱形吹风部分(159)包括a)遍及其表面的一部分的一多孔表面(Spa)，用于形成一吹风表面(Ss)而使一初级吹风喷流(21)也能从其吹出；以及b)其表面的其余部分上的一不透气的表面(SE)。
17.如权利要求15所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于它包括至少一个伸缩式的加强条装置(170)，该装置的一端置于所述多孔的挠性圆柱形吹风部分(159)内，其另一端固定于所述垂向的通风筒装置(103)。
18.如权利要求17所述的、用于一房间(3)的、实施权利要求1所述的、通过利用依靠附壁效应(C)附着的初级空气喷流(19)和依靠附壁效应(C)附着的吸气空气流(21)进行混合以给该房间通风的方法用的独立的气浮除污染的装置(101)，其特征还在于所述伸缩式的加强条装置(170)的伸出依靠所述装置(101)内部的压力来进行。
全文摘要
一种用于一房间(3)里的气浮除污染装置(101)，其工作原理是用依靠附壁效应(C)附着的初级吹风空气喷流(19)和吸气空气流(21)进行混合。该装置的立式通风筒装置(103)有一个底部吸气端(104)和一个顶部吹风端(105)。空气驱动装置(106)可使空气(A)运动起来而流进和流出通风筒装置。一个进风嘴(118)具有一垂向吸气表面(Sa)，用于吸进一气流(55)形式的空气，而吸进气流(55)是依靠附壁效应(C)平行于并且附着于地板(6)。利用天花板(20)处的表面效应的一吹风嘴(129)具有一朝前的多孔吹风表面(Ss)。吹风嘴产生依靠附壁效应(C)附着于天花板(20)的一初级空气喷流(19)。除去沾染物的装置(127)可除去空气中的沾染物。吸气表面(Ss)的有效面积(Sae)小于吹风表面(Ss)的有效面积(Sse)。这种装置可消除采用附着的空气流的通风系统中通常存在的“倾斜的干扰分流空气流”。
文档编号F24F7/007GK1863584SQ200480029099
公开日2006年11月15日 申请日期2004年9月10日 优先权日2003年9月10日
发明者J·－M·比利奥蒂, F·巴瑟特, E·V·伏洛蒂纳, A·V·纳戈尔金 申请人:埃尔英斯贝斯有限公司