[发明专利]人造降水式空气净化器

说明书

技术领域

本发明涉及空气净化器，尤其是一种人造降水式空气净化器。

背景技术

大气污染影响人们的日常生活和身体健康。治理大气污染就是要把混杂在空气中的颗粒物和有害气体分离除去。空气净化器种类很多，不论是在大气污染物排放源头的烟尘净化处理设备还是人们工作生活环境中的室内空气净化器，其原理上不外乎采用静电除尘、液体吸收、滤网过滤、催化转化、特殊材料吸附等办法分离污染物。然而目前空气污染情况仍然严重，从技术上归因，现有的各类空气净化器或者本身净化效果不好，或者因设备价格和运行成本太高而用不起。根据科学原理提出新的技术思路，制造出成本低廉、效果良好的新型空气净化器，才是解决问题的根本出路。

大自然降水（雨、雪等）是最廉价、高效、环保的大气除尘净化过程。直接采用大风大雨式的空气净化装置会消耗巨大的能源和大量水资源，显然是不可取的。能否将人造降水引入一种特定装置中，制造出节能、节水、高效的空气净化器，可以作为研究方向。

形成降水需要同时具备三个条件：空气中所含的水蒸气达到饱和状态、空气中存在作为水汽凝结核的颗粒物、恒定的热源冷源形成温度差促使水汽遇冷凝结。简单地说，水汽、凝结核、温度差构成降水三要素。当某地具备降水云层而缺少凝结核的情况下，通过人为播撒凝结核，就可以进行人工降水。目前人工降水一词似乎已经被约定俗成定义为“通过人为的手段在云层中播撒凝结核形成降水”。通过人为手段形成降水的办法很多，如果设计制造一种装置，满足上述降水三要素，就可以在该装置内实现可控的降水。为了区别约定俗成的人工降水，不妨把特定装置中可控的降水称为“人造降水”。

雾霾本身就是气溶胶，其中含有大量的细小颗粒物，正好作为水汽凝结的核心。在污染的空气中加入足量的水，就可以形成饱和水蒸气。在饱和水蒸气与周围环境之间人为制造温度差，就可以将饱和水蒸气冷却凝结成液态甚至固态的降水。设计人造降水装置并不困难，如何以尽可能小的用水量和能源消耗量，吸收空气中尽可能多的颗粒物，达到空气净化的目的，是技术难点之所在。

首先，要有一个体积相对巨大的水汽室，水汽室下部是热水池，能不断产生高温饱和水蒸气，将污染的空气与高温饱和水蒸气混合贮存在其中。其次，将水汽室中吸收了污染物的高温饱和水蒸气通过水汽口进入冷凝室中，遇到冷凝管上的冷源后凝结成含污染物的降水，自然降落到底部的污水池中，净化后的空气从排气口自然排出。第三，将污水池中的污水通过导水管引入热水池中，继续加热形成水蒸气，重复吸收空气中污染物。由于降水可以蒸发后重复利用，直到最后吸收足够的污染物成为高浓度泥浆水通过排污口排出，实际耗水量不大。第四，冷凝管内的冷却用水应该可以循环使用，减少水资源的消耗。有一个高位冷水箱和一个低位外水池，高位冷水箱中的冷水在冷凝管中流经冷却室，吸收水汽凝结相变热能后，冷却水的温度有所提高，流到低位外水池后与环境空气进行热交换，重新变成与环境温度相近的冷水，经过抽水泵和抽水管抽提到高位水箱重复使用。

恒定的热源和冷源是形成蒸汽和降水的必要条件。如何充分利用能源，始终保持热饱和水蒸气与冷却室之间恒定的温度差，使降水过程持续进行。如果热废气从高温烟囱排出，那么烟囱内热废气就是高温热源，周围环境的冷水就是低温冷源，不需要人为制造热源和冷源，只要设计一个装置始终保持一定的温差即可。如果常温下雾霾没有排放热废气的烟囱，就要通过人工加热的办法作为热源将冷水加热变成饱和水蒸气，同时利用环境冷水作为冷源。也可以根据热泵原理，利用压缩机和制冷工作液体，制造具有恒定热源和冷源的装置。

发明内容

根据降水三要素发明一种人造降水式空气净化器，以尽可能小的用水量和能源消耗量，吸收空气中尽可能多的颗粒物，达到净化空气的目的。

本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种人造降水式空气净化器，其特征在于，包括用于产生水汽和形成雾霾的水汽室、用于水汽冷凝以及形成降水的冷凝室；

所述水汽室设置有用于输入外部空气的进气口，用于输出水汽的水汽口，水汽室下部设置有热水池，热水池内设置有加热器。

所述水汽室的水汽口连通至冷凝室，即输出的水汽通过水汽口进入冷凝室，所述冷凝室上部设置有用于排出净化后空气的排气口，冷凝室内设置有冷凝管，冷凝室下部设置有污水池。

所述污水池与热水池之间设置有污水循环通道，热水池设置有用于排污的排污口；排污口用于排放高浓度污水。