风力驱动的pm2.5空气净化系统和净化方法
【专利摘要】本发明公开了一种风力驱动的PM2.5空气净化系统，包括相连的一级空气净化装置和二级空气净化装置，一级空气净化装置通过一级风力驱动装置提供驱动动力，二级空气净化装置通过二级风力驱动装置提供驱动力；一级空气净化装置包括一壳体，壳体一端设有进气口，进气口处设有第一组过滤层，壳体内设有与一级风力驱动装置相连的背压形成单元，背压形成单元与壳体出气口之间的壳体中设有第二组过滤层，壳体出气口与二级空气净化装置相通；二级空气净化装置包括一组底部连通的形成连通器的箱体，箱体内设有吸附液体介质，箱体中的吸附液体介质还与喷淋增压机构相通，喷淋增压机构的喷淋系统布设于箱体内的吸附液体介质液面上方靠近箱体的出气口处。
【专利说明】风力驱动的PM2.5空气净化系统和净化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空气净化系统和方法，尤其是一种利用自然风作为驱动能源，在微风条件下便可以获得动力来驱动装置净化空气，利用物理和化学方法净化空气中PM2.5的系统和净化方法。
【背景技术】
[0002]目前，PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为细颗粒物。颗粒物主要来源于自然源和人为源。自然源包括土壤扬尘、海盐、植物花粉、细菌、火山灰等。人为源包括各种燃料燃烧源，如发电、冶金、石油、化工、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气排放的烟尘，还包括各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。
[0003]PM2.5只是地球大气中含量很少的部分，但它对空气质量和能见度等有重要影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5颗粒小，比表面积大，活性强，易附带有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长，输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。PM2.5相对于直径10微米以上的颗粒物对人体健康的危害要更大，因为直径越小，进入呼吸道的部位越深。直径10微米以上的颗粒物，通常会被挡在鼻子外；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但是部分可以通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体危害相对较小；人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力。
[0004]PM2.5对人体健康的危害却随着医学技术的进步，逐步暴露出其恐怖的一面。2012年联合国环境规划署公布的《全球环境展望5》指出，每年有70万人死于因臭氧导致的呼吸系统疾病，有近200万的过早死亡病例与颗粒物污染有关。《美国国家科学院院刊》也发表了研究报告，报告中称，人类的平均寿命因为空气污染很可能已经缩短了 5年半。2013年10月17日，世界卫生组织下属国际癌症研究机构发布报告，首次指认PM2.5对人类致癌.有研究显示，高浓度的细颗粒物污染可能会影响胚胎的发育，增加新生儿先天功能缺陷或死亡的概率。
[0005]目前，市面上针对PM2.5的过滤器大多是室内过滤器，过滤器无法充分有效除去空气中的N0X、SOx, NH4等气体，而且其都是利用电能作为动力源，空气净化将造成大量的电力浪费。另外，目前用来净化室外大气的净化器设备庞大，能源消耗高，主要针对PM2.5的空气净化设备的研究也尚未成熟。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种风力驱动的PM2.5空气净化系统和净化方法，该系统具有净化室外大气中PM2.5的作用，还能使周围污染的空气得到净化，该系统可以利用采风装置将自然风作为驱动能源，在微风状态下，就可以将风能转化为动力驱动净化系统对空气进行净化，能对气体实行物理方法和化学方法的双重净化。[0007]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0008]一种风力驱动的PM2.5空气净化系统，包括相连的一级空气净化装置和二级空气净化装置，一级空气净化装置通过一级风力驱动装置提供驱动动力，二级空气净化装置通过二级风力驱动装置提供驱动力；
[0009]所述一级空气净化装置包括一壳体，壳体一端设有进气口，进气口处设有第一组过滤层，壳体内设有与一级风力驱动装置相连的背压形成单元，背压形成单元与壳体出气口之间的壳体中设有第二组过滤层，壳体出气口与二级空气净化装置相通；
[0010]二级空气净化装置包括一组底部连通的形成连通器的箱体，箱体内设有吸附液体介质，箱体中的吸附液体介质还与喷淋增压机构相通，喷淋增压机构的喷淋系统布设于箱体内的吸附液体介质液面上方靠近箱体的出气口处。
[0011]所述第一组过滤层包括沿进气口纵向由外至内依次设置粗过滤网和医用级别HEPA滤芯材料层，且过滤网和医用级别HEPA滤芯材料层之间有间隙。
[0012]所述背压形成单元包括一组相啮合的且与一级风力驱动装置相连的蜗轮蜗杆，蜗轮上同轴安装有风扇，风扇的叶片与壳体内风道方向垂直，蜗轮安装于壳体内的支撑架上，蜗杆安装于一级风力驱动装置的动力输出轴上。
[0013]所述第二组过滤层包括沿壳体纵向由内至外依次设置的两层活性炭过滤层，且两层活性炭过滤层之间有间隙。
[0014]所述一级风力驱动装置包括一中心轴，中心轴顶端安装有采风机构，中心轴中部外围上设有风速调节器，中心轴下端安装有与变速箱机构相啮合并传达旋转力的齿轮。
[0015]所述采风机构为竖直安装的螺旋形式的叶片，该叶片能对平面内任何方向吹来的自然风进行捕捉。
[0016]所述风速调角器包括一端铰接于中心轴上且上下设置的大、小气缸组件，小气缸组件包括小气缸缸体，小气缸缸体内设有小弹簧和一端顶在小弹簧上的支撑臂，支撑臂另一端伸出小气缸缸体且铰接于大气缸组件的大气缸缸体上；
[0017]大气缸组件包括大气缸缸体,大气缸缸体内设有大弹簧和一端顶在大弹簧上的风杯杆，风杯杆的另一端伸出大气缸缸体。
[0018]所述变速箱机构的动力输出轴与背压形成单元相连，并为背压形成单元提供动力。
[0019]所述一级空气净化装置通过输送管道与二级空气净化装置底部连通，且与二级空气净化装置相连通端的输送管道的端口中由下至上依次设有空气流通单向阀和沉积物阻隔网。
[0020]所述二级空气净化装置的一组底部连通的箱体为左右设置的底部连通的箱体，其中，与一级空气净化装置直接连通的箱体中吸附液体介质液面上部设有透气性多孔材料层，透气性多孔材料层上方设置有喷淋增压机构的喷淋系统。
[0021]所述喷淋增压机构包括通过吸液管道与二级空气净化装置的一个箱体中的吸附液体介质相连通的增压箱，所述增压箱中设有增压机构，增压机构与二级空气净化装置的一个箱体中的喷淋系统相连，增压机构的动力由设置于增压箱外部的二级风力驱动装置驱动。
[0022]所述吸液管道中设有单向阀。[0023]所述增压机构包括两根均与喷淋系统连通的吸液管道，两根吸液管道上对称设置有与吸液管道相通的柱塞机构，两个柱塞机构中间设有能够压缩柱塞机构的偏心凸轮，偏心凸轮由二级风力驱动装置提供动力；位于柱塞机构上、下方的吸液管道上分别设有方向相反的单向阀。
[0024]所述柱塞机构包括一端与吸液管道相通的柱塞体，柱塞体内设有弹性件和一端顶在弹性件上的柱塞，柱塞另一端与偏心凸轮相接触。
[0025]所述二级风力驱动装置包括一中心轴，中心轴顶端安装有采风机构，中心轴中部外围上设有风速调节器，中心轴下端安装有与变速箱机构相啮合并传达旋转力的齿轮。
[0026]所述采风机构为竖直安装的螺旋形式的叶片，该叶片能对平面内任何方向吹来的自然风进行捕捉。
[0027]所述风速调角器包括一端铰接于中心轴上且上下设置的大、小气缸组件，小气缸组件包括小气缸缸体，小气缸缸体内设有小弹簧和一端顶在小弹簧上的支撑臂，支撑臂另一端伸出小气缸缸体且铰接于大气缸组件的大气缸缸体上；
[0028]大气缸组件包括大气缸缸体,大气缸缸体内设有大弹簧和一端顶在大弹簧上的风杯杆，风杯杆的另一端伸出大气缸缸体。
[0029]所述变速箱机构的动力输出轴与喷淋增压机构相连，并为喷淋增压机构提供动力。
[0030]所述吸附液体介质为Ca(OH)2溶液。
[0031]一种利用风力驱动的PM2.5空气净化系统的净化方法，包括:
[0032]I)将将风力驱动的PM2.5空气净化系统安装在待净化区域；
[0033]2)自然风推动一级风力驱动装置的叶片转动，同时带动变速箱动作，对外输出动力；
[0034]3)变速箱的输出轴将动力输送给蜗杆，蜗杆推动蜗轮旋转，蜗轮带动风扇轴转动，使风扇旋转，风扇转动形成背压，使空气从一级空气过滤装置的入口吸入管腔，使空气依次经过粗过滤网，HEPA滤芯材料和两层活性炭过滤层，经管道将一级空气过滤装置处理后的气体输送到二级空气过滤装置；
[0035]4) 一级空气净化装置过滤后的气体，通过气体单向阀进入二级空气过滤装置的连通箱的左箱，空气在液体中形成气泡，气泡在Ca (OH) 2溶液中上升，气体中的PM2.5、SO2、NO2, NH4被液体进一步吸收；气泡在液体中上升，与透气性多孔材料接触，使气泡破裂并有消音作用；喷淋系统将Ca(OH)2以喷雾形态广范围喷洒，能有效使溶液与气体混合，吸附空气中的PM2.5，经过二级处理后的空气经一级空气净化装置的出气口排出；
[0036]5)喷雾的形成是由增压箱内的增压机构形成的，随着偏心凸轮的旋转，两侧柱塞泵依次实现吸压运动，维持了连通箱左箱内喷雾形态的延续；
[0037]6)偏心凸轮的旋转力由二级风力驱动装置的变速箱的动力输出轴提供；自然风推动二级风力驱动装置的叶片，使中心轴转动，推动了啮合齿轮转动，动力通过变速箱，传递到动力输出轴，从而带动增压机构中偏心凸轮的旋转。
[0038]本发明中，一级风力驱动装置包括箱体，一突出于箱体上面的中心轴，中心轴上端安装有采风机构，采风机构安装在中心轴上端，中心轴中间安装有风速调节器。风速调节器包括一端铰接在中心轴上的大小不同的四个气缸；两个大气缸的另一端连有风杯杆，以及用于弹性支撑该风杯杆的弹簧。风速调节器包括一对小气缸、弹簧和支撑臂。中心轴下端安装有与变速箱机构相啮合并传达旋转力的齿轮。
[0039]固定在箱体一侧的一级空气净化装置，该一级空气净化装置包括一个空气入口和一个空气出口 ；入口处内侧安装有粗过滤网和细过滤网。一级空气净化装置中间有形成负压的风扇和给风扇传递动力的动力轴、蜗杆蜗轮机构。出口前侧安装有活性炭过滤网，出口与连通下一环节的空气输送管道相接。
[0040]二级空气净化装置，该二级净化装置包括一个盛有Ca (OH) 2的连通器水箱，分左右两部分。左侧水箱下部有气体入口和控制气体单向流通的单向阀，水箱中部是一层透气性多孔材料，上部是喷淋机构和气体排出室。连通左右两侧水箱的连通位置有液体沉淀物过滤网。右侧水箱内是被过滤过的Ca(OH)2溶液，可以重复再利用，Ca(OH)2会被送到后一级增压机构。增压箱，箱内有增压机构。增压机构由偏心凸轮，对称安装的柱塞和柱塞缸、弹簧、单向阀、管道组成。两侧柱塞交替工作，输出管道A、B将增压后的液体输送到喷淋机构的喷头。A、B管道分别与喷头a、C、e、g和b、d、f、h连接。
[0041]增压机构的动力供应装置，该动力供应装置包括采风机构、风速调节器，用于支撑中心轴的箱体，箱体内部的变速机构，该变速机构的输出轴与增压机构的凸轮连接，提供动力。
[0042]本发明的有益效果是，为检验净化效果，将风力驱动的PM2.5空气净化装置安装于某六楼楼顶，采用FA4202T多功能风速计和DS-200型颗粒物浓度检测器作为检测装置。FA4202T多功能风速计测得PM2.5空气净化装置旁边3分钟，风速均值为4.4m/s。将DS-200型颗粒物浓度检测器放于净化装置空气入口旁边3分钟，显示当地当时空气中PM2.5浓度为390微克/m3，之后将DS-200型颗粒物浓度检测器置于净化装置的出口处3分钟，发现空气中PM2.5浓度为127微克/m3，净化效果明显。经过检测，发现过滤膜、活性炭和过滤液体使用一周后，更换一次，可以实现较理想的净化效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1是本发明一个实施例的总体结构示意图；
[0044]图2是小动力传输装置截面图；
[0045]图3是一级空气净化装置的截面图；
[0046]图4是二级空气净化装置的截面图；
[0047]图5是喷淋增压机构的工作原理图；
[0048]图6是增压机构的动力供应装置的截面图；
[0049]其中1.一级采风机构，2.—级风速调节器，3.—级动力箱，4.一级空气净化装置，5.空气输送管道，6.连通器箱体的右箱，7.二级动力箱，8.二级采风机构，9.增压箱，
10.连通器箱的左箱，21.大弹簧，22.大气缸缸体，23.风杯杆，24.小弹簧，25.小气缸体，26.支撑臂，31轴承，32、33啮合齿轮，34变速箱，41粗过滤网，42把手，43医用级别HEPA滤芯材料，45蜗杆，44蜗轮，46风扇，47、48是两级活性炭层，49变速机构的输出轴，61沉淀物过滤膜，62连通管道，63单向阀，64吸液管道，71是变速箱，72、73啮合齿轮，74轴承，91增压机构的动力轴，92、92’吸液管道，93、93’、94、94’单向阀，95、95’弹簧，96、96’柱塞腔体，97、97’柱塞，98偏心凸轮，101喷淋系统，104空气流通单向阀，105沉积物阻隔网，103透气 性多孔材料，102喷头。
【具体实施方式】
[0050]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0051]图2是小动力传输装置截面图。风速调节器2用来调节过大风速对机构的影响，确保动力输入的稳定性。一级动力箱3内部含有啮合齿轮32、33，变速箱34，轴承31。一级动力箱体主要是将由中心轴输送的动力经过变速装置，将动力输送到一级空气净化装置。
[0052]图3是一级空气净化装置的截面图。41是粗过滤网，把手42在安装更换过滤网时用于抽拉出过滤网；43是医用级别HEPA滤芯材料，49是变速机构的输出轴，将输出动力传递到45蜗杆，44是蜗轮，46是风扇，47和48是活性炭层。5是气体输送管道，安装于一、二两级级空气净化装置之间。
[0053]图4是二级空气净化装置的截面图。主要是采用液体吸收方式来净化空气，并且实现净化液体的再循环利用。10是连通箱体的左箱，104是空气流通单向阀，105是沉积物阻隔网，103是透气性多孔材料，102是喷头；101是喷淋系统，含有未画出的液体输送管道。6是连通箱体的右箱，61是沉淀物过滤膜，62是连通管道，63是单向阀，64是吸液管道，9是增压箱，91是增压机构的动力轴，A、B是增压箱的两条液体输出管道。
[0054]图5是喷淋增压机构的工作原理图。主要包括吸液管道92、92’，单向阀93、93’、94、94’，弹簧95、95’，柱塞腔体96、96’，柱塞97、97’，偏心凸轮98。该机构主要将液体增压，实现液体的循环和喷淋。
[0055]图6是增压机构的动力供应装置。8是采风机构，7是二号动力箱，71是变速箱，72,73是啮合齿轮，74是轴承。变速箱输出轴91将动力传递给增压机构的凸轮。
[0056]下面是本发明风力驱动的PM2.5空气净化装置和方法的运行说明。
[0057]当将风力驱动的PM2.5空气净化装置安装在马路边和建筑物楼顶时，自然风推动采风机构I的叶片，使采风机构转动。扫风面积采风机构的叶片采用螺旋形式进行设计，在竖直安装的条件下，可以对平面内任何方向吹来的自然风进行捕捉。采风叶片带动中心轴的旋转，通过中心轴下端安装的啮合齿轮33、31将动力传输到变速箱32。采风机构工作的启动风速为2.2m/s,工作风速范围是2.2m/s—25m/s,风速过大时，风速调机器是一种离心旋转体，弹簧和风杯杆可以随风速调节中心轴的旋转速度，提高旋转的稳定性。
[0058]变速箱32的输出轴49将动力输送给蜗杆45，蜗杆推动蜗轮44旋转，蜗轮带动风扇轴转动，使风扇46旋转,风扇转动形成背压，使空气从一级空气过滤装置的入口吸入管腔，使空气依次经过41粗过滤网，43HEPA滤芯材料。粗过滤网网孔较大主要是过滤空气中的树叶、纸屑等粗颗粒物；HEPA滤芯材料主要过滤空气中的PM2.5、细菌、病毒及微生物等细颗粒物，其展开面积为8平方米。47、48活性炭过滤层，用于吸附空气中的PM2.5和S02、NO2, NH4等气体。管道5将一级空气过滤系统处理后的气体输送到二级空气过滤系统。
[0059]一级空气净化装置过滤后的气体，通过气体单向阀104进入连通箱左箱10，空气在液体中形成气泡，气泡在Ca(OH)2溶液中上升，气体中的PM2.5、SO2, NO2, NH4被液体进一步吸收。气泡在液体中上升，与透气性多孔材料103接触，使气泡破裂并有消音作用。喷淋系统将Ca(OH)2以喷雾形态广范围喷洒，能有效使溶液与气体混合，吸附空气中的PM2.5。
[0060]喷雾的形成是由增压箱9内的增压机构形成的，图5中偏心凸轮98旋转，凸轮挤压柱塞97’，柱塞97’克服弹簧力将柱塞泵内液体挤压到出口 B，出口 B与喷嘴b、d、f、h连接，此时以上4个喷嘴将Ca(OH)Jf体以喷雾形式喷出。偏心凸轮挤压柱塞97’时，另一侧柱塞97在弹簧力作用下，伸出柱塞腔体，同时将液体吸入柱塞腔内。当凸轮的远心端挤压柱塞97时，柱塞97克服弹簧力将柱塞腔内液体挤压到出口 A，出口 A与喷嘴a、c、e、g连接，喷嘴将吸附液体以喷雾形式喷出。随着偏心凸轮的旋转，两侧柱塞泵依次实现吸压运动，维持了连通箱左箱内喷雾形态的延续。
[0061]偏心凸轮的旋转力由变速箱71的动力输出轴93提供。自然风推动8采风机构的叶片，使中心轴转动，推动了啮合齿轮73、72的转动，动力通过变速箱，传递到93动力输出轴，从而带动增压机构中偏心凸轮的旋转。
[0062]为检验净化效果，将风力驱动的PM2.5空气净化装置安装于某六楼楼顶，采用FA4202T多功能风速计和DS-200型颗粒物浓度检测器作为检测装置。FA4202T多功能风速计测得PM2.5空气净化装置旁边3分钟，风速均值为4.4m/s。将DS-200型颗粒物浓度检测器放于净化装置空气入口旁边3分钟，显示当地当时空气中PM2.5浓度为390微克/m3，之后将DS-200型颗粒物浓度检测器置于净化装置的出口处3分钟，发现空气中PM2.5浓度为127微克/m3，净化效果明显。经过检测，发现过滤膜、活性炭和过滤液体使用一周后，更换一次，可以实现较理想的净化效果。
[0063]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种风力驱动的PM2.5空气净化系统，其特征是，包括相连的一级空气净化装置和二级空气净化装置，一级空气净化装置通过一级风力驱动装置提供驱动动力，二级空气净化装置通过二级风力驱动装置提供驱动力； 所述一级空气净化装置包括一壳体，壳体一端设有进气口，进气口处设有第一组过滤层，壳体内设有与一级风力驱动装置相连的背压形成单元，背压形成单元与壳体出气口之间的壳体中设有第二组过滤层，壳体出气口与二级空气净化装置相通； 二级空气净化装置包括一组底部连通的形成连通器的箱体，箱体内设有吸附液体介质，箱体中的吸附液体介质还与喷淋增压机构相通，喷淋增压机构的喷淋系统布设于箱体内的吸附液体介质液面上方靠近箱体的出气口处。
2.如权利要求1所述的风力驱动的PM2.5空气净化系统，其特征是，所述第一组过滤层包括沿进气口纵向由外至内依次设置粗过滤网和医用级别HEPA滤芯材料层，且过滤网和医用级别HEPA滤芯材料层之间有间隙。
3.如权利要求1所述的风力驱动的PM2.5空气净化系统，其特征是，所述背压形成单元包括一组相啮合的且与一级风力驱动装置相连的蜗轮蜗杆，蜗轮上同轴安装有风扇，风扇的叶片与壳体内风道方向垂直，蜗轮安装于壳体内的支撑架上，蜗杆安装于一级风力驱动装置的动力输出轴上。
4.如权利要求1所述的风力驱动的PM2.5空气净化系统，其特征是，所述第二组过滤层包括沿壳体纵向由内至外 依次设置的两层活性炭过滤层，且两层活性炭过滤层之间有间隙。
5.如权利要求1所述的风力驱动的PM2.5空气净化系统，其特征是，所述一级风力驱动装置包括一中心轴，中心轴顶端安装有采风机构，中心轴中部外围上设有风速调节器，中心轴下端安装有与变速箱机构相啮合并传达旋转力的齿轮； 所述采风机构为竖直安装的螺旋形式的叶片，该叶片能对平面内任何方向吹来的自然风进行捕捉； 所述变速箱机构的动力输出轴与背压形成单元相连，并为背压形成单元提供动力； 所述风速调角器包括一端铰接于中心轴上且上下设置的大、小气缸组件，小气缸组件包括小气缸缸体，小气缸缸体内设有小弹簧和一端顶在小弹簧上的支撑臂，支撑臂另一端伸出小气缸缸体且铰接于大气缸组件的大气缸缸体上； 大气缸组件包括大气缸缸体,大气缸缸体内设有大弹簧和一端顶在大弹簧上的风杯杆，风杯杆的另一端伸出大气缸缸体。
6.如权利要求1所述的风力驱动的PM2.5空气净化系统，其特征是，所述一级空气净化装置通过输送管道与二级空气净化装置底部连通，且与二级空气净化装置相连通端的输送管道的端口中由下至上依次设有空气流通单向阀和沉积物阻隔网。
7.如权利要求1所述的风力驱动的PM2.5空气净化系统，其特征是，所述二级空气净化装置的一组底部连通的箱体为左右设置的底部连通的箱体，其中，与一级空气净化装置直接连通的箱体中吸附液体介质液面上部设有透气性多孔材料层，透气性多孔材料层上方设置有喷淋增压机构的喷淋系统。
8.如权利要求1所述的风力驱动的PM2.5空气净化系统，其特征是，所述喷淋增压机构包括通过吸液管道与二级空气净化装置的一个箱体中的吸附液体介质相连通的增压箱，所述增压箱中设有增压机构，增压机构与二级空气净化装置的一个箱体中的喷淋系统相连，增压机构的动力由设置于增压箱外部的二级风力驱动装置驱动； 所述吸液管道中设有单向阀； 所述增压机构包括两根均与喷淋系统连通的吸液管道，两根吸液管道上对称设置有与吸液管道相通的柱塞机构，两个柱塞机构中间设有能够压缩柱塞机构的偏心凸轮，偏心凸轮由二级风力驱动装置提供动力；位于柱塞机构上、下方的吸液管道上分别设有方向相反的单向阀； 所述柱塞机构包括一端与吸液管道相通的柱塞体，柱塞体内设有弹性件和一端顶在弹性件上的柱塞，柱塞另一端与偏心凸轮相接触。
9.如权利要求1所述的风力驱动的PM2.5空气净化系统，其特征是，所述二级风力驱动装置包括一中心轴，中心轴顶端安装有采风机构，中心轴中部外围上设有风速调节器，中心轴下端安装有与变速箱机构相啮合并传达旋转力的齿轮； 所述采风机构为竖直安装的螺旋形式的叶片，该叶片能对平面内任何方向吹来的自然风进行捕捉； 所述风速调角器包括一端铰接于中心轴上且上下设置的大、小气缸组件，小气缸组件包括小气缸缸体，小气缸缸体内设有小弹簧和一端顶在小弹簧上的支撑臂，支撑臂另一端伸出小气缸缸体且铰接于大气缸组件的大气缸缸体上； 大气缸组件包括大气缸缸体,大气缸缸体内设有大弹簧和一端顶在大弹簧上的风杯杆，风杯杆的另一端伸出大气缸缸体； 所述变速箱机构的动力输出轴与喷淋增压机构相连，并为喷淋增压机构提供动力。
10.一种利用风力驱`动的PM2.5空气净化系统的净化方法，其特征是，包括: 1)将将风力驱动的PM2.5空气净化系统安装在待净化区域； 2)自然风推动一级风力驱动装置的叶片转动，同时带动变速箱动作,对外输出动力； 3)变速箱的输出轴将动力输送给蜗杆，蜗杆推动蜗轮旋转，蜗轮带动风扇轴转动，使风扇旋转，风扇转动形成背压，使空气从一级空气过滤装置的入口吸入管腔，使空气依次经过粗过滤网，HEPA滤芯材料和两层活性炭过滤层，经管道将一级空气过滤装置处理后的气体输送到二级空气过滤装置； 4)一级空气净化装置过滤后的气体，通过气体单向阀进入二级空气过滤装置的连通箱的左箱，空气在液体中形成气泡，气泡在Ca(OH)2溶液中上升，气体中的PM2.5、SO2, NO2, NH4被液体进一步吸收；气泡在液体中上升，与透气性多孔材料接触，使气泡破裂并有消音作用；喷淋系统将Ca(OH)2以喷雾形态广范围喷洒，能有效使溶液与气体混合，吸附空气中的PM2.5，经过二级处理后的空气经一级空气净化装置的出气口排出； 5)喷雾的形成是由增压箱内的增压机构形成的，随着偏心凸轮的旋转，两侧柱塞泵依次实现吸压运动，维持了连通箱左箱内喷雾形态的延续； 6)偏心凸轮的旋转力由二级风力驱动装置的变速箱的动力输出轴提供；自然风推动二级风力驱动装置的叶片，使中心轴转动，推动了啮合齿轮转动，动力通过变速箱，传递到动力输出轴，从而带动增压机构中偏心凸轮的旋转。
【文档编号】B01D53/18GK103691241SQ201310712660
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】万熠, 寇兆军, 梁西昌, 张蕊 申请人:山东大学