一种基于驱动元件的气体净化装置的制作方法

本实用新型涉及空气净化技术领域，特别涉及一种基于驱动元件的气体净化装置。

背景技术：

雾霾，是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市。雾霾对人体的危害众所周知，中国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报，统称为“雾霾天气”。雾霾天气对人体的主要危害常言道“秋冬毒雾杀人刀”。我们看得见、抓不着的“雾霾”其实对身体的影响较大。所以，每每雾霾频发时刻，大家都会购买防雾霾装置进行个人防护。

然而，发明人在实现本实用新型的过程中发现，在现有技术中存在如下缺陷：现在的防雾霾装置(例如防雾霾口罩)都是采用过滤材料滤除空气中的PM2.5等有害成分，这就存在两个问题：一是有的过滤材料不能有效滤除PM2.5等有害成分，二是普通装置的滤除效果与过滤材料的厚度有关，可以有效滤除PM2.5有害成分的防雾霾装置的过滤材料都比较厚、压阻比较大，佩戴装置时会阻碍呼吸、引起呼吸困难，从而影响公众佩戴装置的意愿。因此，现有技术缺少一种能够有效滤除PM2.5等有害成分且材质轻薄的防雾霾装置。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种基于驱动元件的气体净化装置，用以解决现有技术缺少一种能够有效滤除PM2.5等有害成分且材质轻薄的防雾霾装置的问题。

本实用新型提供了一种基于驱动元件的气体净化装置，包括：气体净化部件以及气体吸入部件，气体净化部件的部件本体上设置有出气孔和至少一个进气口，且出气孔通过连接导管与气体吸入部件的进气孔相连；其中，气体净化部件进一步包括：设置在部件本体内部的驱动元件和至少一个摩擦发电机；其中，至少一个摩擦发电机用于在驱动元件的驱动下产生用于吸附气体中的固体颗粒的静电场。

优选的，部件本体内进一步设置有用于将部件本体内部分隔为第一空间和第二空间的支撑件；驱动元件设置在第二空间内，至少一个摩擦发电机设置在第一空间内，且支撑件上设置有用于连通第一空间以及第二空间的至少一个开孔。

优选的，每个摩擦发电机包括：至少两个电极层，以及设置在至少两个电极层之间的至少一个振膜层。

优选的，至少两个电极层以及至少一个振膜层的第一端为固定在支撑件上的固定端，至少两个电极层以及至少一个振膜层的第二端为自由端。优选的，至少一个摩擦发电机的数量和至少一个开孔的数量分别为多个，且各个开孔与各个摩擦发电机的固定端对应，在驱动元件的作用下，气流能够从摩擦发电机的至少两个电极层之间吹过。

优选的，至少两个电极层包括：第一电极层和第二电极层，且至少一个振膜层的第一端与第一电极层的第一端相互接触，至少一个振膜层的第一端与第二电极层的第一端相互分离。

优选的，至少一个振膜层为平板状或波浪状。

优选的，气体吸入部件进一步包括：与进气孔相连的单向进气阀。

优选的，气体吸入部件进一步包括：出气孔以及与出气孔相连的单向出气阀。

优选的，驱动元件包括：电扇，和/或气囊。

优选的，气体吸入部件为口罩或鼻罩。

在本实用新型提供的一种基于驱动元件的气体净化装置中，通过驱动摩擦发电机工作，摩擦发电机输出电极中产生的静电荷在电极间形成交流电压，同时产生可以吸附空气中有害颗粒的高压静电场，达到较好的空气净化效果，实现防雾霾的目的。同时，用于制作摩擦发电机的材料为高分子聚合物材料，比较轻薄，使得整个气体净化装置不仅轻薄、透气性好，而且佩戴方便易清洗。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种基于驱动元件的气体净化装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种基于驱动元件的气体净化装置的实物示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的一种基于驱动元件的气体净化装置中气体净化部件内主要模块示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的一种基于驱动元件的气体净化装置中一种气体净化部件的截面示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种基于驱动元件的气体净化装置中摩擦发电机的一种结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种基于驱动元件的气体净化装置中摩擦发电机的另一种结构示意图。

具体实施方式

为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。

本实用新型提供了一种基于驱动元件的气体净化装置，至少能够解决现有技术中缺少一种能够有效滤除PM2.5等有害成分且材质轻薄的防雾霾装置的问题。

实施例一

图1示出了本实用新型实施例一提供的一种基于驱动元件的气体净化装置的结构示意图，该装置包括：气体净化部件110、气体吸入部件120和连接导管130，其中，气体净化部件110进一步包括驱动元件111、摩擦发电机112和出气孔113；气体吸入部件120进一步包括进气孔121。

具体的，气体净化部件110的部件本体上设置有出气孔113，且该出气孔113通过连接导管130与气体吸入部件120的进气孔121相连；气体净化部件110的部件本体内部设置有驱动元件111和至少一个摩擦发电机112，该驱动元件111用于驱动至少一个摩擦发电机112，则至少一个摩擦发电机112在该驱动元件111的驱动下产生静电场，该静电场可以用于吸附气体中的固体颗粒，由此达到净化气体的目的。

在具体实施中，气体净化部件110的部件本体上设置有至少一个进气口(图中未示出)，驱动元件111将从进气口进入气体予以加速，在部件本体内部形成气流，并将该气流导向摩擦发电机112；在该气流的影响下，摩擦发电机112的摩擦层之间相互接触、产生静电荷，该静电荷在摩擦发电机112的两个电极中感应出电荷，从而在两个电极间形成静电场和高电压；当气流通过上述静电场时，气体中的有害颗粒被静电所吸附，气流得到了一定的净化；最后，经过气体净化部件110净化的气流通过连接导管130进入气体吸入部件120，从而为用户提供清洁的空气。

由此可见，本实用新型实施例提供的一种基于驱动元件的气体净化装置，通过驱动摩擦发电机工作，摩擦发电机输出电极中产生的静电荷在电极间形成交流电压，同时产生可以吸附空气中有害颗粒的高压静电场，达到较好的空气净化效果，实现防雾霾的目的。

实施例二

图2示出了本实用新型实施例二提供的一种基于驱动元件的气体净化装置的实物示意图，该装置包括：气体净化部件210、气体吸入部件220和连接导管230。

其中，气体吸入部件220表面设置有进气孔221，该进气孔221用于将气体净化部件210过滤净化后的空气传入气体吸入部件220内，供用户使用，为了保证用户呼出的气体不会经过进气孔221反流入气体净化部件210中，该进气孔221设置有单向进气阀；为了让用户呼出的气体能舒畅的排出，气体吸入部件220表面还可以设置有至少一个出气孔(图中未示出)，并且每个出气孔都设置有单向出气阀，以此保证未净化的外部气体不会经过出气孔进入气体吸入部件220中。在具体实施中，该气体吸入部件220可以是口罩形式，也可以是鼻罩形式，还可以是其他形式，本实用新型对此不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设定。

如图3所示，本实用新型实施例中气体净化部件的主要模块有摩擦发电机310和驱动元件320。其中，驱动元件320用于带动摩擦发电机310中的振膜振动，以使摩擦发电机产生电荷。该驱动元件320可以是能够吹动摩擦发电机310发电的小型风扇，此时还需要电源模块330给驱动元件320供电，该电源模块330可以是纽扣电池，也可以是其他小型电池。出于节能的目的，气体净化部件内部还可以设置有储能模块(图中未示出)，该储能模块分别与摩擦发电机310和驱动元件320相连接，当摩擦发电机310发出的电能较多时，通过储能模块将这些电能存储下来，此时可以关闭电源模块330，由储能模块为驱动元件320提供电能。驱动元件320还可以是充气气囊，用户通过手动按压气囊释放气流，以此带动摩擦发电机发电，此时就不需要电源模块330。

在其他实施例中，气体净化部件内部还可以不设置驱动元件和电源模块，而直接由从外界进入气体净化部件内部的气流来带动摩擦发电机进行摩擦发电。由于摩擦发电机的材质为高分子聚合物材料，比较轻薄，所以摩擦发电机通过外界的自然风直接吹动便可摩擦发电。

在本实施例中，如图4所示，气体净化部件410的部件本体内设置有支撑件416，该支撑件416将部件本体内部分割为第一空间414(即储气腔)和第二空间415(即净化腔)。支撑件416上还设置有用于连通第一空间414和第二空间415的至少一个开孔。另外，至少一个摩擦发电机413设置在第二空间415内，且摩擦发电机的一端固定设置在上述的支撑件416上，另一端为自由端，摩擦发电机整体上以悬臂梁式设置。为了尽可能提高摩擦发电机的发电效率，摩擦发电机310的数量和开孔的数量分别为多个，且各个开孔与各个摩擦发电机的固定端对应，在驱动元件的作用下，气流能够从摩擦发电机的至少两个电极层之间吹过。驱动元件411设置在第一空间414内，在本实施例中，驱动元件411为可以吹动摩擦发电机发电的小型风扇，为了更好的保护驱动元件411，在扇叶外面还可以设置保护罩。本实施例还设置有电源模块412，该电源模块412设置在离驱动元件411较近的气体净化部件侧壁上，用于给驱动元件411供电。为了更好地控制驱动元件供电，还可以在电源模块412和驱动元件411之间设置控制驱动元件411运转的开关(图中未示出)。

气体净化部件410在工作时，第一空间414通过气体净化部件410上设置的进气口(图中未示出)与外界空气连通，进入第一空间414的未净化空气在驱动元件411的驱动下，通过支撑件416上设置的开孔吹动摩擦发电机413摩擦发电产生电荷，产生的电荷对未净化空气中的有害颗粒进行吸附，从而完成对未净化空气的净化，得到净化后的空气，净化后的空气储存在第二空间415中，并通过连接导管将气体净化部件中净化后的空气输送到气体吸入部件，以供用户吸入。

在其他实施例中，摩擦发电机可以作为控制驱动元件的传感器开关。当用户吸气时，因为摩擦发电机的材质比较轻薄，所以即使是很小的气流也能驱动摩擦发电机输出电信号，此时的摩擦发电机类似一个传感器，能够在气流作用下输出电信号。此时，气体净化部件还包括一个控制模块，当接收到摩擦发电机输出的电信号时控制驱动元件开启，这样可以使驱动元件间歇性工作，达到延长驱动元件使用寿命和节能的目的。另外，为了防止在驱动元件停止工作的间隙内，图4所示的第二空间中净化后的空气反流入第一空间，可以进一步在支撑件上设置的各个开孔处设置单向进气阀，以使气流只能从第一空间流入第二空间，而无法从第二空间流入第一空间。

在本实用新型实施例中，气体净化部件210还包括捆绑部件211。该捆绑部件可以是可拆卸式的，在实际使用中，用户可以将捆绑部件211拆卸下来，将气体净化部件210直接放置在口袋里，实现便携式携带；或者，用户可以将捆绑部件211安装在气体净化部件210上，并通过捆绑部件211将气体净化部件210捆绑于身体的某个部位(例如胳膊或手臂等)，实现捆绑式携带。至于捆绑部件211的材质，本实用新型实施例不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设定。

为了方便进一步理解本方案，下面对摩擦发电机的具体构造予以阐述：

在本实用新型提供的气体净化装置中，每个摩擦发电机包括至少两个电极层，和设置在上述至少两个电极层之间的至少一个振膜层。其中，至少两个电极层和至少一个振膜层的第一端为固定在支撑件(图4中的支撑件416)上的固定端，且振膜层的第一端与第一电极层的第一端相互接触，与第二电极层的第一端相互分离；至少两个电极层和至少一个振膜层的第二端为自由端。该振膜层的形状为平板状或者波浪状。其中，振膜层第一端与一个电极层的第一端相互分离的设置方式更加有利于气流从摩擦发电机的端部吹入摩擦发电机内部，同时促使摩擦发电机发电。另外，摩擦发电机的各层的第二端为自由端的设置方式更加有利于摩擦发电机随风摆动，并因摆动时的惯性作用而提升了发电效果。

具体地，图5示出的是摩擦发电机的一种具体结构，该摩擦发电机是一种三层结构的摩擦发电机，包括：两个电极层，即第一电极层51和第二电极层53，以及一个振膜层52，其中第一电极层51的第一端与振膜层52的第一端相连接，第二电极层53的第一端与振膜层52的第一端相分离，振膜层52为平板状，且拥有一个自由端54。当气流从振膜层52第一端方向进入时，带动振膜层52振动，从而在第一电极51和第二电极53之间形成高压静电场，该高压静电场能够吸附气流中的有害颗粒，以此达到净化空气的作用。

在其他实施例中，摩擦发电机的具体结构还可以如图6所示。图6中摩擦发电机与图5中摩擦发电机的区别在于振膜层62和第一电极61可以通过弹性部件65(例如弹性垫片或者弹簧)连接，这种结构的摩擦发电机因为设置了弹性部件65，振膜层62更容易产生振动，发电效果更佳，尤其适用于通过外界自然风吹动摩擦发电机发电的应用场景。

另外，在上述实施例中，摩擦发电机内部的振膜层均为平板状，平板状的摩擦发电机易于制备、空气阻力小，能够更好地被风吹动。在本发明其他的实施例中，还可以将摩擦发电机内部的振膜层设置为波浪状，波浪状的振膜层中的波峰部位以及波谷部位能够更好地与上下两侧的电极层相互摩擦，从而有利于提升发电效果。

除了以上三层结构的摩擦发电机，本实用新型的方案中使用的摩擦发电机还可以为四层结构、五层居间薄膜结构或者五层居间电极机构的摩擦发电机，上述摩擦发电机至少包括构成摩擦界面的两个表面，且具有能够形成高压电场的两个电极。具体地，四层结构的摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、第一振膜层、第二振膜层以及第二电极层，其主要依靠第一振膜层和第二振膜层之间的相互摩擦产生电荷，也可以同时依靠第一电极层与第一振膜层之间、第一振膜层与第二振膜层之间以及第二振膜层与第二电极层之间的相互摩擦产生电荷。五层居间薄膜结构的摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、第一振膜层、居间振膜层、第二振膜层以及第二电极层，其主要依靠第一振膜层、居间振膜层以及第二振膜层之间的相互摩擦产生电荷，也可以同时依靠第一电极层与第一振膜层之间、第一振膜层与居间振膜层之间、居间振膜层与第二振膜层之间以及第二振膜层与第二电极层之间的相互摩擦产生电荷。五层居间电极结构的摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、第一振膜层、居间电极层、第二振膜层以及第二电极层，其主要依靠第一电极层与第一振膜层之间、第一振膜层与居间电极层之间、居间电极层与第二振膜层之间以及第二振膜层与第二电极层之间的相互摩擦产生电荷。上述摩擦发电机中的电极层材质均为金属，振膜层材质均为高分子聚合物。由此可见，在三层结构的摩擦发电机中，主要依靠金属与聚合物相互摩擦；在四层结构的摩擦发电机中，主要依靠聚合物与聚合物相互摩擦；在五层居间薄膜结构的摩擦发电机中，主要依靠聚合物与聚合物相互摩擦；在五层居间电极结构的摩擦发电机中，主要依靠金属与聚合物相互摩擦。其中，金属与聚合物摩擦时，由于金属更易失去电子，因而发电效果更好。

本实用新型中采用的摩擦发电机均为可拆卸的，这样的装置可以多次重复利用，与一次性防雾霾装置相比大大节约了成本。另外，为了增加使用时的舒适度，优选采用柔性摩擦发电机。

由此可见，本实用新型提供的一种基于驱动元件的气体净化装置，通过驱动摩擦发电机工作，摩擦发电机输出电极中产生的静电荷在电极间形成交流电压，同时产生可以吸附空气中有害颗粒的高压静电场，达到较好的空气净化效果，实现防雾霾的目的。同时，用于制作摩擦发电机的材料为高分子聚合物材料，比较轻薄，使得整个气体净化装置不仅轻薄、透气性好，而且佩戴方便易清洗。

综上所述，在本实用新型提供的一种基于驱动元件的气体净化装置中，通过摩擦发电机产生的高压静电场对空气中的有害物质进行吸附，能够更好的净化空气，使防雾霾效果更佳，更好地保护用户的身体健康。同时，由于摩擦发电机材质采用更轻薄的高分子聚合物材质，使得整个气体净化装置的透气性更好，结构更轻便。另外，气体净化装置中摩擦发电机的可拆卸式设计，使得该装置能够多次重复利用，大大降低了成本，更加节能环保。

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。