[发明专利]清洁运输车辆中的车厢空气的系统和方法

说明书

本发明提供了用于机动车辆空气清洁系统的方法、系统和装置，所述机动车辆空气清洁系统可配置来至少以吸附模式和原位再生模式操作。所述系统包括：至少一种类型的吸着剂材料，所述至少一种类型的吸着剂材料被配置来根据重复吸附‑解吸摆动循环将CO₂从机动车辆车厢中去除；第一入口，所述第一入口被配置来在吸附模式期间将第一空气气流从所述车厢供应到所述系统；以及第一出口，所述第一出口被配置来在所述吸附模式期间在所述第一气流在所述吸着剂材料上方通过和/或穿过所述吸着剂材料后，返回所述第一气流。所述系统包括：第二入口，所述第二入口被配置来在再生模式期间向所述系统供应第二外部空气气流；第二出口，所述第二出口在所述再生模式期间在所述第二气流在所述吸着剂材料上方通过和/或穿过所述吸着剂材料后，返回所述第二气流。

相关申请案的交叉引用

本申请案要求2013年3月18日提交的名称为“用于车辆的再生空气洗涤器(Regenerable Air Scrubber for Vehicles)”的美国临时专利申请号61/802984的优先权，所述申请案的公开内容以全文引用的方式并入本文。

技术领域

本公开案中的一些实施方式总体涉及用于管理车辆车厢中的空气质量的装置和方法，并且具体来说涉及清洁运输车辆中的车厢空气。

背景技术

车辆内的空气质量是重要但未充分解决的问题。客车、公共运输车辆、船舶和商用飞机都共同具有高乘坐人员密度的受限空间。乘客消耗氧气并且产生大量二氧化碳(CO₂)。因此，除非用引入到车辆中的相对大量清洁、外部空气替换空气，否则CO₂含量趋于快速上升。

用外部空气来替换车厢空气本身存在以下两方面的挑战：调节外部空气流入所需冷却功率，以及环绕车辆的外部空气的质量。对于可能存在于道路和城市中且包括其他车辆的排放废气的烟气、烟雾和灰尘来说，尤其存在后者情况。

大多数车辆都具有用于调节和循环空气的系统，以对乘客以及可能最重要的是对驾驶员或操作者提供相对舒适环境。这些系统具有用于用来自车辆外部的外部空气替换空气、同时过滤并处理外部空气的设备。然而，这些系统并非始终足以提供良好空气质量，并且面临与注入到车厢中的外部空气的量相关联的复杂折衷。例如，大多数客车都允许空气的再循环，以便增加空调效率并且避免外部烟气和灰尘的引入。

即使存在这些设备，车辆中的空气质量仍可能相当差。具体来说，发现CO₂含量在客车以及公共运输系统中非常得高。例如，已经发现：在具有四个乘坐者且无外部空气循环的客车中，汽车的密闭车厢的车厢空气内的CO₂浓度以最初超过每分钟约300百万分率(ppm)的速率上升。在车内乘坐了十分钟后，发现车厢空气内的CO₂浓度高于2500ppm。在车内乘坐了三十分钟后，车厢空气内的CO₂浓度达到约4000ppm的浓度，危险地高于室内1000ppm的建议CO₂浓度极限。

高CO₂效应仅部分地理解，但已表明的是，即使CO₂适度升高也会显著影响人的认知功能，因此，不但影响乘客的舒适和健康，而且潜在减弱驾驶员或操作者的表现，并且由此产生潜在安全危害。

对在客车或公共运输中去除CO₂的需要尚未得到重视，更不用说有效解决，并且直到现在也未提出实际解决方案。这可能归结于若干原因。首先，没有很好理解适度升高的CO₂对人的影响，并且对这种影响在车辆车厢中的重要性的理解更少。其次，问题仅出现在具有几乎完整的空气再循环的良好密封车辆中，因此容易忽视。再者另外，CO₂去除是在技术上存在困难的挑战，更何况要实现简单空气过滤，并且直到现在仍然无法提供在商用车辆中可具有成本效益的实际解决方案。

发明内容