一种空气除霾方法及装置与流程

文档序号:11117388阅读:785来源:国知局
一种空气除霾方法及装置与制造工艺

本发明涉及大气雾霾治理技术领域,尤其涉及一种空气除霾方法及装置,用于改善收费亭内的空气质量。



背景技术:

近年来,随着公路建设的迅速发展,各类公路的通车里程数在不断增长,与之相配套的收费站的数量也愈来愈多。

来往收费站的车辆在交费时停车、起动都是在收费亭附近完成,且车辆处于怠速运转状态,各种污染物排放量较运行时更为严重,这就使得收费亭附近的空气质量较差。加之收费站周围的车辆密集、车流集中,因而来往车辆排放的各种污染物也得不到及时合理的稀释和置换。收费亭外空气质量的劣化,必然使收费亭内的空气质量劣化。而汽车尾气中含有固体悬浮颗粒物、一氧化碳、铅、二氧化硫、氮氧化物等污染物,这些污染物若被吸入呼吸道,会附着在肺壁上引起呼吸系统疾病,损坏肺部,使已有的呼吸及心血管问题恶化;此外,这些污染物在一定的条件下还可形成光化学烟雾,对人眼、鼻、气管、肺黏膜造成伤害,甚至引发支气管炎、肺癌等。长期以往,将会对收费亭内工作人员的健康造成极大的危害。因此,净化收费内的空气,改善收费亭内空气质量的意义重大。



技术实现要素:

为此,本发明提供一种空气除霾方法及装置,用于净化收费亭内空气,能够有效滤除空气中的霾颗粒,并有效降低空气中的二氧化硫、氮氧化物等污染气体的含量,提高收费亭内空气质量。

为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:

第一方面,本发明提供一种空气除霾方法,用于净化收费亭内空气,包括以下步骤:

S1:设置一竖直管道,竖直管道的上端口为出风口,下端口为出水口,并在靠近其上端口的侧壁上设置进水口以及在靠近其下端口的侧壁上设置进风口;

S2:将水泵入进水口,并进行喷射化处理,以在竖直管道上部形成向下喷射的线状水;同时将含霾空气通过进风口引入竖直管道,并依次通过竖直管道外设置的静止磁场、旋转磁场;在旋转磁场中,向下喷射的线状水充分接触和捕获含霾空气中的霾颗粒,使得含霾空气中的霾颗粒得以吸附沉降,最终将含霾空气转化为干净空气;

S3:在竖直管道的下端口处将喷射下来的水排入蓄水池,并在竖直管道的上端口处将去除雾霾后的干净空气引入收费亭内。

第二方面,本发明提供一种空气除霾装置,用于净化收费亭内空气,包括竖直管道、喷嘴、旋转磁场发生器、静止磁场发生器、引风机和送风管道;其中,竖直管道的上端口为出风口,下端口为出水口,靠近其上端口的侧壁上设置有进水口,靠近其下端口的侧壁上设置有进风口;线状喷嘴设置在竖直管道的进水口处;引风机的进风口与竖直管道的上端口相接,出风口与送风管道的一端相接,送风管道的另一端伸入收费亭。

第三方面,本发明提供一种空气除霾方法,应用于第二方面所述的空气除霾装置,包括以下步骤:

S1:将水泵入竖直管道的进水口,并进行喷射化处理,以在竖直管道上部形成向下喷射的线状水;同时将含霾空气通过竖直管道的进风口引入竖直管道,并依次通过静止磁场发生器产生的静止磁场、旋转磁场发生器产生的旋转磁场;在旋转磁场中,向下喷射的线状水充分接触和捕获含霾空气中的霾颗粒,使得含霾空气中的霾颗粒得以吸附沉降,最终将含霾空气转化为干净空气;

S2:在竖直管道的下端口处将喷射下来的水排入蓄水池,并在竖直管道的上端口处通过引风机及送风管道将去除雾霾后的干净空气引入收费亭内。

基于本发明的上述方案,由于含霾空气在运动过程中,其中的霾颗粒会相互碰撞、摩擦从而带电,因此在将含霾空气引入竖直管道进而使其进入静止磁场后,含霾空气中的霾颗粒即会在静止磁场中受到洛伦兹力的作用,而出现运动方向的偏转。并且,根据左手定则,带正电的霾颗粒和带负电的霾颗粒所受的洛伦兹力方向相反,因此,在静止磁场的作用下,含霾空气中带正电的霾颗粒和带负电的霾颗粒即会向两个相反的方向偏转,从而彼此分离。充分分离的霾颗粒在外力作用下将沿竖直管道向上运动进入旋转磁场,并在旋转磁场的作用下围绕竖直管道的中轴线作螺旋运动。与此同时,泵入竖直管道的水经喷射化处理后,会在竖直管道上部形成向下喷射的线状水,线状水喷射进入旋转磁场后,即会在旋转磁场中切割旋转磁力线而形成带电线状水,带电线状水与带电的霾颗粒充分接触,由于同种电荷相斥,异种电荷相吸,线状水会捕获霾颗粒,使霾颗粒脱离空气,融入水中。同时,含霾空气中的二氧化硫、氮氧化物等易溶于水的气态污染物与向下喷射的线状水接触后,即会溶于线状水中。含霾颗粒的线状水在自身重力的作用下会持续降落,从而使含霾空气中的霾颗粒及二氧化硫、氮氧化物等气态污染物最终得以吸附沉降。而通过旋转磁场的空气即为除去雾霾后的干净空气,进一步的,将干净空气引出至竖直管道的上端口,进而通入收费亭内,即可改善收费亭内的空气质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种空气除霾方法的流程示意图一;

图2为本发明实施例提供的一种空气除霾装置的整体结构示意图一;

图3为本发明实施例提供的一种空气除霾装置的整体结构示意图二;

图4为本发明实施例提供的一种空气除霾装置的整体结构示意图三;

图5为本发明实施例提供的一种空气除霾装置的整体结构示意图四;

图6为本发明实施例提供的一种空气除霾装置的整体结构示意图五;

图7为本发明实施例提供的一种空气除霾方法的流程示意图二;

图中:1竖直管道;2喷嘴;3旋转磁场发生器;4静止磁场发生器;5引风机;6送风管道;7进水管道;8水泵;9蓄水池;10箱体;11竖直管道上端口;12竖直管道下端口;13竖直管道进水口;14竖直管道进风口;15第一支架;16第二支架;17固定扣;18箱体进风口;19箱体出风口;20第一通孔;21第二通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种空气除霾方法,可用于净化收费亭内空气,图1所示为本发明实施例提供的空气除霾方法的流程示意图。

参见图1,本发明实施例提供的空气除霾方法具体可以包括以下步骤:

S1:设置一竖直管道,竖直管道的上端口为出风口,下端口为出水口,并在靠近其上端口的侧壁上设置进水口以及在靠近其下端口的侧壁上设置进风口。

S2:将水泵入进水口,并进行喷射化处理,以在竖直管道上部形成向下喷射的线状水;同时将含霾空气通过进风口引入竖直管道,并依次通过竖直管道外设置的静止磁场、旋转磁场;在旋转磁场中,向下喷射的线状水充分接触和捕获含霾空气中的霾颗粒,使得含霾空气中的霾颗粒得以吸附沉降,最终将含霾空气转化为干净空气。

优选的,所述的旋转磁场围绕竖直管道的中轴线顺时针或逆时针旋转,所述的静止磁场的磁力线水平横穿竖直管道。

S3:在竖直管道的下端口处将喷射下来的水排入蓄水池,并在竖直管道的上端口处将去除雾霾后的干净空气引入收费亭内。

基于本发明实施例提供的空气除霾方法,由于含霾空气在运动过程中,其中的霾颗粒会相互碰撞、摩擦从而带电,因此含霾空气进入静止磁场后,其中的霾颗粒会在静止磁场中受到洛伦兹力的作用,而出现运动方向的偏转。并且,根据左手定则,带正电的霾颗粒和带负电的霾颗粒所受的洛伦兹力方向相反,因此,在静止磁场的作用下,含霾空气中带正电的霾颗粒和带负电的霾颗粒即会向两个相反的方向偏转,从而彼此分离。充分分离的霾颗粒进入旋转磁场后,会在旋转磁场的作用下围绕竖直管道的中轴线作螺旋运动。而在竖直管道上部形成的向下喷射的线状水进入旋转磁场后,即会在旋转磁场中切割旋转磁力线而形成带电线状水,带电线状水与带电的霾颗粒充分接触,由于同种电荷相斥,异种电荷相吸,线状水会获霾颗粒,使霾颗粒脱离空气,融入水中。同时,含霾空气中的二氧化硫、氮氧化物等易溶于水的气态污染物与向下喷射的线状水接触后,即会溶于线状水中。线状水在自身重力的作用下会持续喷射降落,从而使含霾空气中的霾颗粒及二氧化硫、氮氧化物等气态污染物最终得以吸附沉降。而通过旋转磁场的空气即为除去雾霾后的干净空气,进一步的,将干净空气引出至竖直管道的上端口,进而通入收费亭内,即可改善收费亭内的空气质量。

本发明实施例还提供了一种空气除霾装置,可用于净化收费亭内空气,图2所示为本发明实施例提供的空气除霾装置的结构示意图。

参见图2,本发明实施例提供的空气除霾装置包括竖直管道(1)、喷嘴(2)、旋转磁场发生器(3)、静止磁场发生器(4)、引风机(5)和送风管道(6)。其中,竖直管道(1)的上端口(11)为出风口,下端口(12)为出水口,靠近其上端口(11)的侧壁上设置有进水口(13),靠近其下端口(12)的侧壁上设置有进风口(14);喷嘴(2)设置在竖直管道(1)的进水口(13)处;引风机(5)的进风口与竖直管道(1)的上端口(11)相接,出风口与送风管道(6)的一端相接,送风管道(6)的另一端伸入收费亭。

具体来说,设置在竖直管道(1)的进水口(13)处的喷嘴(2)用于对泵入进水口(13)的水进行线状化处理,以在竖直管道主管道(1)上部形成向下喷射的线状水;引风机(5)则用于将含霾空气通过竖直管道(1)的进风口(14)引入竖直管道(1),并依次通过静止磁场发生器(4)产生的静止磁场、旋转磁场发生器(3)产生的旋转磁场。

其中,需要说明的是,旋转磁场发生器可以有多种实现方式。例如,可以利用三相交流电机实现,即通过在电动机的定子绕组上通过三相对称交流电,以在定子和转子之间产生旋转磁场;再如,还可利用单相交流电机实现,即采用电容器移相的方式,将主线圈直接接交流电、副线圈串联一个电容器后接交流电,这样由于主、副线圈中的电流相位不同,将会产生旋转磁场,等等。

本发明实施例提供的空气除霾装置的一种可选的实现方式中,静止磁场发生器为两个相对设置且磁性相反的永磁铁。当然,以上所述仅为本发明实施例给出的一种具体实现方式,本发明实施例并不限于此。

基于本发明实施例提供的空气除霾装置,由于含霾空气在运动过程中,其中的霾颗粒会相互碰撞、摩擦从而带电,因此在将含霾空气引入竖直管道(1)进而使其进入静止磁场发生器(4)产生的静止磁场后,含霾空气中的霾颗粒即会在静止磁场中受到洛伦兹力的作用,而出现运动方向的偏转。并且,根据左手定则,带正电的霾颗粒和带负电的霾颗粒所受的洛伦兹力方向相反,因此,在静止磁场的作用下,含霾空气中带正电的霾颗粒和带负电的霾颗粒即会向两个相反的方向偏转,从而彼此分离。充分分离的霾颗粒在引风机(5)的作用下将沿竖直管道(1)向上运动进入旋转磁场发生器(3)产生的旋转磁场,并在旋转磁场的作用下围绕竖直管道(1)的中轴线作螺旋运动。与此同时,泵入竖直管道(1)的水经喷嘴(2)后,会在竖直管道(1)上部形成向下喷射的线状水,线状水喷射进入旋转磁场后,即会在旋转磁场中切割旋转磁力线而形成带电线状水,带电线状水与带电的霾颗粒充分接触,由于同种电荷相斥,异种电荷相吸,线状水会捕获霾颗粒,使霾颗粒脱离空气,融入水中。同时,含霾空气中的二氧化硫、氮氧化物等易溶于水的气态污染物与向下喷射的线状水接触后,即会溶于线状水中。线状水在自身重力的作用下会持续降落,从而使含霾空气中的霾颗粒及二氧化硫、氮氧化物等气态污染物最终得以吸附沉降。而通过旋转磁场的空气即为除去雾霾后的干净空气,进一步的,通过引风机(5)及送风管道(6)将干净空气引入至收费亭内,即可改善收费亭内的空气质量。

优选的,在本发明实施例提供的空气除霾装置中,旋转磁场发生器(3)产生的旋转磁场围绕竖直管道(1)的中轴线顺时针或逆时针旋转,静止磁场发生器(4)产生的静止磁场的磁力线水平横穿竖直管道(1)。

进一步的,如图3所示,本发明实施例提供的空气除霾装置还可以包括进水管道(7),进水管道(7)的一端与竖直管道(1)的进水口(13)相接,另一端与一水泵(8)的出水管道相接,水泵(8)的进水管道(7)伸入至一蓄水池(9)。

即,采用水泵(8)抽取蓄水池(9)中的水,并通过进水管道(7)向竖直管道泵入水。

可选的,如图4所示,本发明实施例提供的空气除霾装置设置在一箱体(10)内,箱体(10)的侧部设置有进风口(18)、顶部设置有出风口(29)、底部设置有第一通孔(20)和第二通孔(21);箱体(10)侧部的进风口(18)正对竖直管道(1)的进风口(14),箱体(10)顶部的出风口(29)正对引风机(5)的出风口;进水管道(7)的另一端通过箱体(10)底部的第一通孔(20)伸出箱体(10),与水泵(8)的出水管道相接;竖直管道(1)的下端口(12)通过第二通孔伸(21)出箱体(10),伸入至蓄水池(9)。

基于上述方案,将本发明实施例提供的空气除霾装置设置在箱体(10)内,箱体(10)可遮阳、遮雨,并能增加抗风性,因此能够有效保护空气除霾装置,减少空气除霾装置的损耗。此外,通过将竖直管道(1)的下端口伸入至蓄水池(9),即可将从竖直管道(1)上部降落下来的水收集至蓄水池(9),从而对水进行循环利用。当然,对蓄水池中的水重复利用若干次后,也可将其排出,重新加入清水,以确保除霾效果。

进一步的,如图5所示,还可在箱体(10)内部设置第一支架(15)和第二支架(16),以分别固定旋转磁场发生器(3)和静止磁场发生器(4)。

具体的,可采用焊接的方式将支架固定于箱体(10)内侧壁上,并在支架与磁场发生器相接触处打若干个开孔,进而通过在开孔处安装螺丝钉来固定支架,本发明实施例对此不作具体限定。

进一步的,如图6所示,还可在箱体(10)内部的侧壁上设置固定扣(17),以固定进水管道(7)。

在利用水泵(8)向空气除霾装置供水时,由于水泵(8)工作时会出现振动,与水泵(8)相连的进水管道(7)即会出现晃动,易使进水管道(7)脱落或损坏。当采用固定扣固定进水管道(7)后,即可减少向除霾装置供水时,对进水管道(7)造成的晃动,从而避免进水管道(7)脱落或损坏。

基于上述本发明实施例提供的空气除霾装置,本发明实施例还提供了一种空气除霾方法,以应用于该空气除霾装置,对收费亭内空气进行净化,图7所示为所述空气除霾方法的流程示意图。

参见图7,本发明实施例还提供的空气除霾方法具体可以包括以下步骤:

S1:将水泵入竖直管道的进水口,并进行喷射化处理,以在竖直管道上部形成向下喷射的线状水;同时将含霾空气通过竖直管道的进风口引入竖直管道,并依次通过静止磁场发生器产生的静止磁场、旋转磁场发生器产生的旋转磁场;在旋转磁场中,向下喷射的线状水充分接触和捕获含霾空气中的霾颗粒,使得含霾空气中的霾颗粒得以吸附沉降,最终将含霾空气转化为干净空气。

优选的,所述的旋转磁场围绕竖直管道的中轴线顺时针或逆时针旋转,所述的静止磁场的磁力线水平横穿竖直管道。

S2:在竖直管道的下端口处将喷射下来的水排入蓄水池,并在竖直管道的上端口处通过引风机及送风管道将去除雾霾后的干净空气引入收费亭内。

基于本发明实施例提供的空气除霾方法,由于含霾空气在运动过程中,其中的霾颗粒会相互碰撞、摩擦从而带电,因此含霾空气进入静止磁场后,其中的霾颗粒会在静止磁场中受到洛伦兹力的作用,而出现运动方向的偏转。并且,根据左手定则,带正电的霾颗粒和带负电的霾颗粒所受的洛伦兹力方向相反,因此,在静止磁场的作用下,含霾空气中带正电的霾颗粒和带负电的霾颗粒即会向两个相反的方向偏转,从而彼此分离。充分分离的霾颗粒进入旋转磁场后,会在旋转磁场的作用下围绕竖直管道的中轴线作螺旋运动。而在竖直管道上部形成的向下喷射的线状水进入旋转磁场后,即会在旋转磁场中切割旋转磁力线而形成带电线状水,带电线状水与带电的霾颗粒充分接触,由于同种电荷相斥,异种电荷相吸,线状水会捕获霾颗粒,使霾颗粒脱离空气,融入水中。同时,含霾空气中的二氧化硫、氮氧化物等易溶于水的气态污染物与向下喷射的线状水接触后,即会溶于线状水中。线状水在自身重力的作用下会持续降落,从而使含霾空气中的霾颗粒及二氧化硫、氮氧化物等气态污染物最终得以吸附沉降。而通过旋转磁场的空气即为除去雾霾后的干净空气,进一步的,将干净空气通过引风机及送风管道引入至收费亭内,即可改善收费亭内的空气质量。

为验证本发明方案的可行性及效果,发明人进行了一组验证实验,以下通过该实验进一步说明本发明提供的空气除霾方法及装置对空气的净化效果:

一、实验内容

发明人在某地的一公路收费站设置五个监测点,分别位于两个装有本发明实施例提供的空气除霾装置的1号和2号收费亭和两个未安装的3号和4号收费亭,以及室外1个监测点。在开启1号和2号收费亭的空气除霾装置一段时间后,对各监测点的气象条件(包括湿度、气压以及温度)进行了检测,并使用专门的检测仪——XHpM-100手持式细颗粒物检测仪,对各监测点的空气中的颗粒物pM2.5的含量分别进行了3次检测。

二、实验结果及分析

对各监测点的气象条件及空气中颗粒物pM2.5的含量的检测结果如表1所示:

分析表1的数据可以发现,相比较未加装本发明实施例提供的除霾装置的3号和4号收费亭,1号和2号收费亭的空气中pM2.5浓度有明显降低,由此可见,本发明实施例提供的空气除霾装置能够有效滤除污染空气中的颗粒物,净化收费亭内空气,提高收费亭内空气质量。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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