雾霾滤净系统 |
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| 申请号 | CN201710367978.5 | 申请日 | 2017-05-23 | 公开(公告)号 | CN107456819A | 公开(公告)日 | 2017-12-12 |
| 申请人 | 林弘彪; | 发明人 | 林弘彪; 郑政利; | ||||
| 摘要 | 一种雾霾滤净系统，包含一空气滤净单元、一污 水 净化 单元以及一 水循环 单元。空气滤净单元包含一壳体，一喷洒器和一气体驱动装置设置于壳体内。污水净化单元包含多个 植物 盆裁和置于植物盆裁中的过滤材料。水循环单元包含一储水容器、一送水 泵 和送水的管路。送水泵将储水容器内的水送至喷洒器并且对通过壳体的空气喷洒，利用水洗的方式减少空气中的悬浮微粒。污水经由管路引流至盆裁和过滤材料，通过植物和过滤材料净 化成 净化水，再由管路送回储水容器循环利用。此雾霾滤净系统为兼具雾霾滤净与水资源循环再利用功能的绿墙结构。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种雾霾滤净系统，其特征在于，包含： |
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| 说明书全文 | 雾霾滤净系统技术领域背景技术[0002] 雾霾，顾名思义是雾和霾的组合，从气象学的角度而言，雾是由悬浮在近地面的空气中极细微而密集的水滴所构成的一种大气现象。霾则是一种由固态或液态颗粒形成且悬浮在空气中类似灰尘的一种污染物质，一般又称为悬浮微粒(particulate matter；PM)。依据粒径的尺寸可区分为悬浮微粒(粒径小于或等于10微米-μm；PM10)和细悬浮微粒(粒径小于或等于2.5微米-μm；PM2.5)，我们平常呼吸的空气中充斥着PM10和PM2.5，换言之，PM10和PM2.5会随着呼吸而进入我们的身体。 [0003] PM10在几个小时之内，多会因地心引力而落地，而随着呼吸进入人体的PM10通常也可以被人体呼吸道中的纤毛及咽喉的黏液过滤而阻挡。但是PM2.5却可以长时间在空气中悬浮或随着气流四处漂浮，而且容易吸附着有毒物质如二氧化硫，直到附着雨水而沉淀于地面。PM2.5能直接被人体吸入呼吸道内，进入肺部或进入肺泡，并能进入血液通往全身，这也是造成气喘和慢性支气管炎发作的主要原因。由于PM2.5本身的毒性或携带有毒物质，相较于一般的悬浮微粒(PM10)，对人体健康危害更大。因此，PM2.5已经成为一项重要的监测空气污染程度的指数。 [0004] PM2.5的主要来源包含：1.自然源：例如火山爆发、森林火灾等。2.原生性：例如火力发电厂、石化工厂、一般工厂燃烧不完全所产生的，包含重金属、戴奥辛、多环芳香烃、及柴油车燃烧不完全的有机碳。3.衍生性：工厂、汽机车、石化业所排的硫氧化物或氮氧化物、有机碳化合物，受到日照产生硫酸盐、硝酸盐及有机碳等有毒的细悬浮微粒，形成了二次污染物。 [0005] 根据一项地区性的研究发现，都市区域的原生性PM2.5来源中以营建及道路扬尘(37％)占最大宗，其次为工业(23％)与机动车辆(23％)；营建工程于开挖、拆除、搬运装载及工地现场堆置土石等物理性作业阶段产生的粉尘，施工机具引擎运转时排放的黑烟，或于施工装修所使用的涂料、油漆及黏着剂等都是PM2.5前驱物排放来源，常造成附近空气品质恶化。衍生性PM2.5前驱物中硫氧化物以工业排放(88％)为主，氮氧化物则是机动车辆(50％)最高，工业排放居次(41％)。因此，如何减少空气中的PM2.5和PM10，改善空气品质已成为目前各国极为重视的环境问题之一。 发明内容[0006] 有鉴于此，本发明揭露一种可以减少空气中的雾霾改善空气品质，而且兼具绿墙以及水资源循环再利用功能的雾霾滤净系统。 [0007] 为了解决上述的技术问题，本发明所揭露的雾霾滤净系统包含有一空气滤净单元、一污水净化单元、一水循环单元以及一支撑架。空气滤净单元可以吸入环境中的空气，经由水洗的方式，利用水滴吸附空气中的PM2.5和PM10，以产生附着有悬浮微粒的污水，达到减少空气中的悬浮微粒净化空气的目的。水循环单元可以将污水引流至污水净化单元，污水净化单元利用物理过滤和植物过滤的方式减少污水中所含的污染物质和悬浮微粒，再将污水进一步净化为一净化水，然后再透过水循环单元将净化水送至空气滤净单元，提供水资源再利用的功能。空气滤净单元和污水净化单元可分别装设于支撑架的相对两侧面，以构成一种模组化的雾霾滤净单元，同时再透过连接多个这种模组化的雾霾滤净单元即可构筑成一种可以减少空气中的雾霾，改善空气品质，而且兼具绿墙以及水资源循环再利用功能的雾霾滤净系统。 [0008] 在一或多个实施例中，雾霾滤净系统的空气滤净单元包含有一壳体具有一进气口、一排气口以及位于壳体的底部的一出水口，一气体驱动装置使外部环境的空气由进气口进入壳体并由排气口排出，以及一喷洒器位于进气口与排气口之间，以对通过的空气喷水，使空气中的悬浮微粒被水吸附，以形成一污水，经由壳体的底部的出水口排出壳体。 [0009] 在一或多个实施例中，污水净化单元包含有至少一盆栽，每一盆栽还包含有一滤材容器，至少一过滤材料以及至少一植物，其中过滤材料容置于滤材容器之中，植物则种植于过滤材料之中，而滤材容器则包含有一排水口。 [0010] 在一或多个实施例中，水循环单元包含有一储水容器、一第一送水管路、一第二送水管路、一第三送水管路；以及一送水泵。第一送水管路连接空气滤净单元的出水口和污水净化单元的滤材容器，用以将污水引流至滤材容器中的过滤材料，第二送水管路连接滤材容器的排水口和储水容器，用以将净化水引流至储水容器储存，送水泵的汲水口连接储水容器，而第三送水管路连接送水泵的送水口和空气滤净单元的喷洒器，用以将储水容器中的净化水送至空气滤净单元再通过喷洒器喷洒至气体流路。 [0011] 在一或多个实施例中，空气滤净单元和污水净化单元分别装设于支撑架的相对两侧面。 [0013] 在一或多个实施例中，进气口是一可改变进口方向的进气口，而排气口亦为一可改变方向的排气口。 [0014] 在一或多个实施例中，污水净化单元包含有多个盆栽，盆栽上下串连装设于支撑架的一侧，并连接第二送水管路，以经由第二送水管路连接储水容器。 [0015] 在一或多个实施例中，雾霾滤净系统还包含有一集水槽，位于滤材容器的排水口与第二送水管路之间。 [0016] 在一或多个实施例中，进气口与排气口分别位于壳体上下两端，且气体驱动装置装设于喷洒器的上方。 [0018] 在一或多个实施例中，壳体内部还包含有一隔板将壳体的内部分隔为迂回的气体流路，而进气口位于上游处，排气口则位于下游处，以延长空气和水滴的接触时间，提高雾霾的滤净效果。 [0019] 在一或多个实施例中，雾霾滤净系统还包含有多个空气滤净单元与多个支撑架，空气滤净单元利用衔接管串连进气口和排气口，支撑架的边缘则设置有联结元件，以相互连接。因此，通过串连二个以上的空气滤净单元，透过多重水洗的方式提高雾霾的滤净效果。 [0020] 多个支撑架的边缘可设置有联结元件以和相邻的支撑架连接，每个支撑架的相对两侧面则可分别装设有空气滤净单元和污水净化单元，较佳地，多个支撑架是以上下堆叠的方式互相连接，构成一种兼具雾霾滤净功能以及绿墙功能的雾霾滤净系统，适合设置于建筑物的外墙或是作为建筑工地的绿色围篱。 [0021] 因此，本发明利用水洗的方式减少空气中的悬浮微粒，而附着有悬浮微粒的污水经由送水管路引流至盆裁和过滤材料，通过植物和过滤材料净化成干净水再由送水管路送回储水容器循环利用。 [0022] 本发明所揭露的雾霾滤净系统，不仅可以减少空气中的雾霾，改善空气品质且水资源可以循环利用，进而减少水资源的浪费。在另一方面，通过模组化的雾霾滤净单元则可以视需要扩充或减缩，以调整空气净化的处理量。附图说明 [0023] 为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下： [0024] 图1为本发明雾霾滤净系统的一实施例的构造示意图； [0025] 图2为图1中空气滤净单元在II-II位置的构造断面图； [0026] 图3为污水净化单元的一实施例的构造断面图； [0027] 图4为空气滤净单元的另一实施例的构造断面图； [0028] 图5为空气滤净单元的另一实施例的构造断面图； [0029] 图6为空气滤净单元的另一实施例的构造断面图； [0030] 图7为本发明雾霾滤净系统的另一实施例的局部构造示意图； [0031] 图8为本发明雾霾滤净系统的另一实施例的构造示意图； [0032] 图9为本发明雾霾滤净系统的另一实施例的构造示意图。 具体实施方式[0033] 下文是举实施例配合所附附图进行详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本揭露所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭露所涵盖的范围。另外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件或相似元件将以相同的符号标示来说明。 [0034] 另外，在全篇说明书与权利要求书所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。 [0035] 关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。 [0036] 其次，在本文中所使用的用词“包括”、“包含”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。 [0037] 参阅图1至图3，其是依照本发明所揭露的一种雾霾滤净系统的一实施例所绘示结构示意图。本发明的雾霾滤净系统，包含有一空气滤净单元800、一污水净化单元600、一水循环单元700以及一支撑架400。其中，空气滤净单元800可以吸入环境中的空气，再透过水洗的方式以水滴吸附空气中的PM2.5和PM10等悬浮微粒，而产生附着有悬浮微粒的污水，达到减少空气中的悬浮微粒净化空气的目的。 [0038] 水循环单元700可以将污水引流至污水净化单元600，污水净化单元600则利用物理过滤和植物吸收的生物过滤方式减少污水中所含的污染物质和悬浮微粒，将污水净化为净化水，再透过水循环单元700将净化水送至空气滤净单元800，提供污水循环再利用的功能。其中，空气滤净单元800和污水净化单元600可分别装设于支撑架400的相对两侧面构成一种模组化的雾霾滤净单元，再透过连接多个这种模组化的雾霾滤净单元构筑成一种可以减少空气中的雾霾，改善空气品质，并且兼具绿墙功能以及水资源可以循环再利用的雾霾滤净系统。 [0039] 兹将空气滤净单元800、污水净化单元600、水循环单元700以及支撑架400的实施方式，配合所附的附图说明如下。 [0040] 参阅图2，绘示了空气滤净单元800的一种实施方式，其中空气滤净单元800包含有一壳体100、一气体驱动装置，例如是风扇180或者是鼓风机等，和喷洒器190，壳体100的内部中空，且具有进气口110和排气口120可以连通壳体100的内部和外部环境，使壳体100的内部在进气口110和排气口120之间形成一气体流路。其中，进气口110和排气口120可以设置于壳体100的上方及下方，使气体流路垂直于地面，有助于喷洒器190喷出的水滴通过自身的重量，向下滴落。气体驱动装置，例如是风扇180装设于壳体100，用以推送外部环境的空气由进气口110进入气体流路后由排气口120排出。 [0041] 喷洒器190则装设于壳体100之中，并位于气体流路用以对通过的空气喷水，利用水滴吸附空气中的PM2.5和PM10，而附着有悬浮微粒的污水则可以通过自身的重量向下滴落。壳体100的底部具有出水口130，以排出壳体100的内部的污水。壳体100的底部例如是上宽下窄的形状，以将壳体100的内部落下的污水集中至出水口130。进气口110与排气口120均具有可以调整方向的功能，其可以视实际的需求进行调整进气口110与排气口120的方向，以达到最佳的滤净效果。 [0042] 风扇180可以装设于喷洒器190的上方。在其他的实施方式，风扇180也可以视需要和结构的配置装设在壳体100的进气口110或是排气口120的位置。风扇180较佳地是选用具有防水及/或防尘能力的风扇180。喷洒器190的较佳实施方式具有多个喷嘴191，多个喷嘴191分别设置在壳体100中不同的位置，亦即位于气体流路的不同高度位置，用以产生密集的水滴或是水幕的喷洒效果，进而增加水滴和空气的接触范围及接触时间，提高雾霾的滤净效果。 [0043] 参阅图3，污水净化单元600的一种实施方式包含：至少一个由滤材容器240、过滤材料210和植物220组成的盆栽200。过滤材料210置于滤材容器240之中，植物220种植于过滤材料210，滤材容器240具有一排水口230，过滤材料210作为过滤污水的滤材同时亦作为植物220的种植基土，利用过滤材料210的物理过滤和植物根部吸收的生物过滤方式，减少污水中所含的污染物质和悬浮微粒，将污水净化为净化水。污水被引入过滤材料210，较佳地是将污水引流至过滤材料210的上方，令污水自然地向下流动通过过滤材料210，并且在通过过滤材料210之后成为被净化的净化水，再通过滤材容器240的排水口230排出净化水。 [0044] 过滤材料210需要具备足够的排水性，以免污水积存在滤材容器240无法向下流动通过过滤材料210。在一或多个实施例中，过滤材料210包含有石材、土壤、纤维和活性碳其中的任一种或其组合，所述的过滤材料以上下堆叠的方式置入滤材容器240，然本发明并不限定于此。 [0045] 请参阅图7，在一或多个实施例中，污水净化单元600包含有多个盆栽200，盆栽200以上下的位置关系装设于支撑架400的一侧，相对位于上方的盆栽200的滤材容器240的排水口230排出的净化水是直接向下流入位于下方的盆栽200的滤材容器240之中，透过多个盆栽200的层层过滤可以增加污水的净化效果。 [0046] 在一或多个实施例中，水循环单元700包含有一储水容器300、一第一送水管路310、一第二送水管路320、一第三送水管路330和一送水泵340。第一送水管路310连接空气滤净单元800的出水口130和污水净化单元600的滤材容器240，用以将污水引流至滤材容器 240中的过滤材料210。第二送水管路320连接滤材容器240的排水口230和储水容器300，用以将净化水引流至储水容器300储存。此外，送水泵340的汲水口连接储水容器300，第三送水管路330连接送水泵340的送水口和空气滤净单元800的喷洒器190，用以将储水容器300中的净化水送至空气滤净单元800再通过喷洒器190喷洒至气体流路。本发明透过污水净化单元600和水循环单元700，水资源可以循环利用，减少水资源的浪费。 [0047] 进一步参阅图9，在一或多个实施例中，水循环单元700包含有一集水槽350，设置在绿墙或是污水净化单元600的最低位置，由滤材容器240的底部的排水口230排出的净化水可以直接向下流入集水槽350集中收集，再利用第二送水管路320引流至水循环单元700的储水容器300。 [0048] 在一或多个实施例中，储水容器300可连接一外部水源(例如自来水)，用以补充因蒸发或植物吸收而减少的水资源，进一步地，和外部水源连接处(例如自来水龙头)可以设置自动补水装置，例如一种具有浮球302的自动阀304，浮球302置入储水容器300用以侦测储水容器300的水位，在储水容器300的水位降低时开启自动阀304而将外部水源补充入储水容器300，待储水容器300的水位恢复后又可连动浮球302关闭自动阀304。 [0049] 再参阅图1，空气滤净单元800排出的污水较佳地是利用位能差，自由地经由第一送水管路310引流至污水净化单元600的滤材容器240，若是污水净化单元600因为绿墙的构造使得其中部分的盆栽200的位置高于空气滤净单元800的出水口130，亦可以设置污水储存槽150和第二送水泵160，其中出水口130排出的污水先以管路将污水引流入污水储存槽150，再利用第二送水泵160将污水储存槽150中的污水推送至较高的污水净化单元600的盆栽200。 [0050] 在一或多个实施例中，支撑架400是一种由多个管件组合构成的支撑架结构，可装设于建筑外墙或是独立固定设置于地面。较佳地，支撑架400采用模组化结构，亦即一种可以将多个支撑架400互相连结在一起的结构。在一或多个实施例中，可以使用多个管件组合，以构成一单位尺寸大小的支撑架模组，然不以此为限。其中支撑架模组的单位尺寸可以为长宽各1米(meter)，并具有一适当厚度，例如是厚度小于长宽的尺寸，的立体架构，然不以此为限。其中，管件包含铝管、铁管、不锈钢管和塑胶管其中任一种或其组合，而支撑架模组的边缘设置有联结元件用以和另一个支撑架模组连接，举例而言但不以此为限，联结元件包含螺栓、钩、卡榫其中任一种或其组合。 [0051] 在一或多个实施例中，空气滤净单元800和污水净化单元600分别装设于支撑架400，例如是前述的模组化结构的支撑架，的相对两侧面，以构成一种模组化的雾霾滤净单元。参见图8，本发明的一种较佳实施例构造，包含多个模组化的雾霾滤净单元，多个模组化的雾霾滤净单元是以上下堆叠的方式互相连接，构成一种兼具雾霾滤净功能以及绿墙功能的雾霾滤净系统，适合设置于建筑物的外墙或是作为建筑工地的绿色围篱。 [0052] 在一或多个实施例中，空气滤净单元800包含有至少一进气口110和至少一排气口120。如图4所示，空气滤净单元800的壳体100包含二个进气口110，除了可以增加吸入壳体 100的空气量，亦能扩大空气的吸入范围，可根据本发明雾霾滤净系统的装设和应用场所可以自由调整采用。同样地，空气滤净单元800也可以包含二或以上的排气口120，必要时还可以在排气口120装设导流叶片用以调整排气的方向。 [0053] 参阅图5，在一或多个实施例中，壳体100的内部具有一隔板140将壳体100的内部分隔为迂回的气体流路，较佳地是两个互相平行且垂直于地面的气体流路，为了配合这种迂回的气体流路，进气口110和排气口120的位置亦需要配合作相应的设计。其中，进气口110位于气体流路的上游起始位置，而排气口120位于气体流路的下游终点位置，而这种迂回的气体流路可以延长空气和水滴的接触时间，提高雾霾的滤净效果。 [0054] 在一或多个实施例中，本发明所揭露的的雾霾滤净系统包含有多个彼此串连的空气滤净单元，图6绘示的是二个空气滤净单元800’和800”互相串连的实施方式，然并非用以限定串连的数量及本发明的范围。其中，每一个空气滤净单元800’和800”的进气口110、110A和排气口120、120A皆设置有衔接管170，二相邻的空气滤净单元800’和800”通过衔接管170互相衔接，用以串连相邻的空气滤净单元800’和800”的气体流路。因此，本发明所揭露的雾霾滤净系统可以串连二个以上的空气滤净单元800’和800”，进而透过多重水洗的方式提高雾霾的滤净效果。 [0055] 在图1绘示的实施例中，壳体100的进气口110和排气口120的位置并非用来限定本发明的范围。进气口110和排气口120的位置可以根据气体流路在壳体100中的流动路径来决定。例如图1绘示的实施例中，在只有单一个空气滤净单元800对空气进行水洗作业时，进气口110的位置高于排气口120的位置。然而其亦可以利用隔板140形成一种迂回的气体流路时，参见见图5，进气口110和排气口120的位置可能位于相同高度，如此可方便于二个同样具有迂回的气体流路的空气滤净单元800互相串连。 [0056] 此外，参阅图6，在一或多个实施例中，当两个相邻的空气滤净单元800’和800”的壳体100互相串连时，空气由空气滤净单元800’的进气口110进入壳体100再由排气口120离开，而离空气滤净单元800’的气体再由空气滤净单元800”的进气口110A进入空气滤净单元800”，然后再由空气滤净单元800”的排气口120A排出。其中，进气口110的位置高于排气口 120的位置，进气口110A的位置低于排气口120A的位置。 [0057] 参阅图7，在一或多个实施例中，本发明所揭露的雾霾滤净系统，由多个模组化的雾霾滤净单元组成的绿墙，包含多个以上下关系装设于支撑架400的盆栽200，较佳地，可以将多个或多层位于不同高度的盆栽200视为一个群组，每个群组分别配置有前述的第一送水管路310和第二送水管路320。换言之，不同群组的盆栽200分别配置有对应的第一送水管路310和第二送水管路320，而这种配置可以较有效且快速地分别输送污水和净化水。 [0058] 虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何本领域具通常知识者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。 |
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