專利名稱：可凈化空氣且可利用熱能轉(zhuǎn)化為電能的煙灰缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種人類生活用品中的吸煙者用品，具體的說是涉及一種可凈化空氣且可利用熱能轉(zhuǎn)化為電能的煙灰缸。
背景技術(shù)：
許多年來，為顧全非吸煙人士對抽煙環(huán)境的厭惡感受，及為減少抽煙時造成的環(huán)境污染，有許多有關(guān)無煙煙灰缸的發(fā)明。由于公眾對二手煙所造成危害健康的意識日益增加，不僅是抽煙時引起的可見微粒，同時氣味的主要源頭如氣體性污染物，也一并成為清除二手煙的主要消除目標(biāo)。
抽煙時造成的環(huán)境污染，小部份是由吸煙者呼氣時放出的主流污染物引起，其余大部份卻是由悶燃香煙的次流污染物引致。此次流污染物引發(fā)出的健康問題，遠(yuǎn)比吸煙者呼氣時放出的主流污染物為大。經(jīng)常放于煙灰缸里悶燃的香煙是產(chǎn)生次流污染物的源頭之一。
以前有關(guān)對改善環(huán)境的煙灰缸發(fā)明，可見于美國專利3966442、美國專利4154251、美國專利4671300、美國專利5259400、美國專利5785061、美國專利6116246及美國專利6523544。然而，上述都是有關(guān)典型煙灰缸的技術(shù)方案，它是使用海綿或活性炭作過濾裝置，這些過濾器可成功地減少可看見的固體煙微粒，但不能減少及遏制帶氣味的氣體性污染物。而且，多次使用后會產(chǎn)生累積焦油的問題，同時，海綿或活性炭過濾器是比較易燃的材料，因此，這些設(shè)計會帶來火災(zāi)的危險。另外，此類過濾器需要頻繁地替換，在設(shè)計上更換已累積焦油的過濾裝置是麻煩及骯臟的過程。由于此類發(fā)明多裝配風(fēng)扇和馬達(dá)以達(dá)致帶動空氣流動，因此，此類發(fā)明會引起噪音問題，也需有電源供應(yīng)下方可操作，一般只可吸附體積較大的污染物。
美國專利5542438和美國專利5758387顯示了使用真空系統(tǒng)的煙灰缸。美國專利5758387使用了水，作為過濾清潔的媒介。這些技術(shù)方案，需要安裝復(fù)雜及較昂貴的管道系統(tǒng)，維修費用也較高。而且，根據(jù)美國專利5758387的設(shè)計，煙灰缸會被固定于桌子上，這限制了抽煙者的活動區(qū)域。美國專利5542438及美國專利5758387需要安裝真空設(shè)備，在操作期間，也會帶來噪音問題。
美國專利5325876顯示了一個使用臭氧產(chǎn)生器及催化作用的交換器的煙灰缸。煙經(jīng)過臭氧產(chǎn)生器并從排氣扇抽出，多余的臭氧會在催化作用的交換器的幫助下被轉(zhuǎn)換成氧氣。然而，臭氧和氣體性污染物之化學(xué)反應(yīng)通常是殘缺及不完全的，化學(xué)反應(yīng)也會產(chǎn)生帶毒性的中間體。此系統(tǒng)沒有提供循環(huán)路線，帶毒性的中間體也不可能再次進(jìn)入過濾器作進(jìn)一步分解。而且，吸附了尼古丁和油膩的焦油的過濾器比較易燃，帶來了火災(zāi)的危險。
美國專利5322473是一個吸煙者的攤子設(shè)計，與一般煙灰缸比較，的確有效地減少氣體污染物和氣味。但是，它們的設(shè)計是非常昂貴和非常笨重的。許多使用者是沒有錢或這么大的空間去安裝這類型設(shè)備。并且這樣的設(shè)計，必須把吸煙者和非吸煙者分離。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠吸附煙灰，同時可有效地減低氣體性污染物及氣味，并可處理和分解所有氣體性污染物的環(huán)保節(jié)能、使用安全的煙灰缸。
本實用新型所提出的技術(shù)方案是一種煙灰缸，其特征在于，在所述煙灰缸的內(nèi)腔設(shè)置有煙灰吸附裝置和由熱電材料構(gòu)成、可將煙蒂頭所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能的熱電裝置；所述煙灰吸附裝置和所述熱電裝置電連接。
在所述煙灰缸的內(nèi)腔還設(shè)置有可去除氣體性污染物且可循環(huán)再生的氣味吸附層。
還包括了外部電源和繼電器；所述繼電器、煙灰吸附裝置和所述外部電源電連接。
所述的煙灰吸附裝置是靜電產(chǎn)生器或者負(fù)離子產(chǎn)生器。
所述氣味吸附層為含有納米孔的吸附材料構(gòu)成。
所述熱電裝置包括由高傳熱系數(shù)材料構(gòu)成的包覆層和半導(dǎo)體材料組成的熱電層，其中包覆層設(shè)于熱電層外表面。
所述熱電裝置與所述煙灰吸附裝置相電連接的線路上還設(shè)有直流電電壓轉(zhuǎn)化器。
所述吸附材料為多孔性沸石或分子篩為人造沸石4A，13X或天然沸石。
本實用新型的有益效果是緩慢燃燒的煙蒂頭端所產(chǎn)生的熱能，可通過熱電材料轉(zhuǎn)化作電能，驅(qū)動負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器，吸附緩慢燃燒的煙蒂頭端所產(chǎn)生的煙灰。
另外，吸煙者將點燃的香煙擱在煙灰缸上時，緩慢燃燒的煙蒂頭靠近或接觸納米氣味吸附層，由于燃燒中的煙蒂頭端在產(chǎn)生的氣體性污染物和煙灰的同時，亦產(chǎn)生活躍性的氫氧游離基，氣體性污染物和活躍性的氫氧游離基可一同被吸附并鎖定在納米氣味吸附層內(nèi)，使得空氣得以凈化；同時緩慢燃燒的煙蒂頭端中所產(chǎn)生的熱能，可催化吸附在吸附材料小孔內(nèi)的氣體性污染物與游離基之間的化學(xué)反應(yīng)，這些氣體性污染物可被分解成簡單的分子，最終被釋放及離開吸附材料的小孔，使吸附層可以循環(huán)利用。
本實用新型可經(jīng)濟(jì)、有效地減低香煙燃燒時氣體性污染物及氣味，同時可利用燃燒的香煙的煙蒂頭端所釋放的熱能，用作處理、分解和吸附所有氣體性污染物及煙灰。


圖1為本實用新型之納米氣味吸附層的小孔定義圖；圖2為本實用新型之含有納米氣味吸附層結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型之由熱電材料構(gòu)成的熱電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型之熱電裝置與繼電器、負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器連接之結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型之熱電裝置與直流電電壓轉(zhuǎn)化器、負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型之氣味吸附層和熱電裝置組合結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型在煙灰缸的內(nèi)腔底部設(shè)有可去除氣體性污染物之氣味吸附層101，該吸附層101采用可自我循環(huán)再生的多重沸石103粉末或同類型的物料如分子篩為人造沸石4A，13X或天然沸石作為吸附材料，這些吸附材料含有多個以上納米小孔102，該類小孔為由沸石晶體里面的原子組成的小孔，其大小為4至30nm。多重沸石103粉術(shù)組在一起時，包含了許多次級空隙104，這些次級空隙104的大小為100至500μm。圖1所示為藥丸型的吸附物料。當(dāng)藥丸型的吸附物料放在一起時，也有1至3mm大小的空隙105。當(dāng)由吸附材料構(gòu)成的吸附層101置于煙灰缸的內(nèi)腔中時，氣體性污染物可被吸附入納米小孔102，次級空隙104及空隙105中，可凈化燃燒的香煙周圍的空氣。
悶燃的香煙、灼燒的煙頭引起的活躍性的氫氧游離基還可作為一種氧化劑，與污染物一同被吸附入沸石103的小孔102中，可分解吸附于沸石103之小孔102內(nèi)的污染物。
由于使用多孔性的沸石103作吸附材料，大大提高了潔凈空氣的效果，比一般的方法更為優(yōu)越。它比被常用的活性碳具有更大的小孔表面積，并且它有效地使污染物的氣體分子吸附于其中。除此之外，沸石103不會分解，在高溫的情況下，亦不像活性碳般容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而變成聚合物，是最為穩(wěn)定的材料。與活性碳比較，沸石103生產(chǎn)比較低廉。同時，循環(huán)使用悶燃香煙引起無用的熱能，可作為沸石103循環(huán)再生的主要能量。
如圖2所示，吸煙者將點燃的香煙擱在煙灰缸上時，緩慢燃燒的煙蒂頭靠近或接觸納米氣味吸附層101。燃燒中的煙蒂頭產(chǎn)生氣體性污染物204和煙灰的同時，亦會產(chǎn)生活躍性的氫氧游離基205，氣體性污染物204與活躍性的氫氧游離基205形成組合物206被吸附層101吸附并鎖定于吸附層101內(nèi)。緩慢燃燒的煙蒂頭中所產(chǎn)生的熱能，催化了吸附在吸附材料細(xì)孔內(nèi)的氣體性污染物204與氫氧游離基205之間的化學(xué)反應(yīng)，可分解氣體性污染物204，使其變成無毒的物質(zhì)，如水分子及二氧化碳。由于水分子及二氧化碳的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)簡單且細(xì)小，不會被吸附在吸附材料的小孔中，所以可以釋放出來，因而吸附材料是可以再生的。
吸附層202還可預(yù)先浸泡或吸附令人感覺愉快的香味的或任何揮發(fā)性無毒的化學(xué)物質(zhì)201在其納米小孔102內(nèi)。吸煙時，煙蒂頭端直接放于吸附層101上，其熱能在吸附材料的表面散發(fā)時，可驅(qū)使預(yù)先浸泡或吸附了香味的氣體201由吸附層101內(nèi)的納米小孔102散發(fā)出來。這樣，便可以空置更多的納米小孔102。空置的納米小孔102可用作吸附后來進(jìn)入的氣體污染物204及從悶燃的香煙時產(chǎn)生的離子氧化物205。
如圖3所示，所述熱電裝置304包括有由高傳熱系數(shù)材料構(gòu)成的包覆層305，半導(dǎo)體材料N接面302和半導(dǎo)體P接面303組成的熱電層，其中包覆層305設(shè)于半導(dǎo)體材料N接面302和半導(dǎo)體P接面外表面，熱電材料可為碲化鉍(Bismuthtelluride)及其合金，碲化鉛(Lead telluride)及其合金，硅鍺合金(silicon germanium)等。根據(jù)熱電材料本身所具有的特性，于熱電材料兩面不同溫度的差距下，產(chǎn)生電動勢301，即電能，該電能可用來驅(qū)動靜電產(chǎn)生器或負(fù)離子產(chǎn)生器。吸煙時，煙蒂頭端可直接輕放于包覆層305上表面，其燃燒時所產(chǎn)生的熱能可實時轉(zhuǎn)至產(chǎn)生電能。該電能驅(qū)動靜電產(chǎn)生器或負(fù)離子產(chǎn)生器吸附煙灰。
圖4展示了熱電裝置304與負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器402連接的另一實施例示意圖。如圖所示，熱電裝置304亦包括由高傳熱系數(shù)材料構(gòu)成的包覆層305，半導(dǎo)體材料N接面302和半導(dǎo)體P接面303組成的熱電層，熱電裝置304經(jīng)繼電器驅(qū)動靜電產(chǎn)生器或負(fù)離子產(chǎn)生器402。吸煙時，煙蒂頭端可直接輕放于包覆層305上表面，于熱電材料兩面不同溫度的差距下，熱電裝置304會產(chǎn)生電能。這電能可刺激繼電器401，驅(qū)動負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器402，產(chǎn)生靜電或負(fù)離子，將把煙蒂頭端所產(chǎn)生煙灰吸附。在此實施例中，亦可使用熱傳感器代替熱電裝置304，由熱傳感器刺激繼電器401，驅(qū)動負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器402，產(chǎn)生靜電或負(fù)離子，將把煙蒂頭端所產(chǎn)生煙灰吸附。
圖5展示了熱電裝置304與負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器402連接之另一實施例示意圖，在該實施例中，熱電裝置304與負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電發(fā)生器402相連的線路中加設(shè)了直流電電壓轉(zhuǎn)化器501。直流電電壓轉(zhuǎn)化器501可將由熱電材料產(chǎn)生的電動勢轉(zhuǎn)為高壓電流，驅(qū)動負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器402，以此產(chǎn)生靜電或負(fù)離子502，用作吸附緩慢燃燒的煙蒂頭端所產(chǎn)生的煙灰，其效果更好。
本實用新型可將氣味吸附層101和熱電裝置304組合使用，既可吸附悶燃的香煙所產(chǎn)生的氣體污染物，又可吸附煙蒂頭所產(chǎn)生的煙灰，有效保護(hù)環(huán)境。如圖6所示，氣味吸附層101設(shè)置于熱電裝置304之包覆層305上面，含有所有線路、開關(guān)控制、負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器402及直流電轉(zhuǎn)換器501之控制器605位于熱電裝置304下面，均置于煙灰缸602內(nèi)腔底部。悶燃的香煙置放于煙灰缸602上時，從緩慢燃燒中的煙蒂頭端所產(chǎn)生的活躍性的氫氧游離基205及氣體性污染物204一同被吸附及鎖定于吸附層101內(nèi)。緩慢燃燒煙蒂頭端中所產(chǎn)生的熱能，催化了吸附在吸附層101之吸附材料細(xì)孔內(nèi)的氣體性污染物204與氫氧游離基205之間的化學(xué)反應(yīng)，分解了這些氣體性污染物204。緩慢燃燒的煙蒂頭端所產(chǎn)生的熱能，可經(jīng)熱電裝置304及置于其底面的控制器605，轉(zhuǎn)化作電能，驅(qū)動負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器402，靜電或負(fù)離子可由相連的針狀尖端601發(fā)出，以吸附緩慢燃燒的煙蒂頭所產(chǎn)生的煙灰603。
本實用新型在煙灰缸的內(nèi)腔底部還設(shè)有由熱電材料構(gòu)成、可將煙蒂頭所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能之熱電裝置304，通過熱電材料本身所具有的特性，在熱電材料兩面不同溫度的差距下，可產(chǎn)生電能，該電能可用來驅(qū)動負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器，吸附煙蒂頭端所產(chǎn)生煙灰。這樣，利用煙蒂頭端之熱量，通過熱電裝置產(chǎn)生電能，直接驅(qū)動靜電產(chǎn)生器或負(fù)離子產(chǎn)生器吸附煙灰時，不需要外部電源，節(jié)約了能源。如果使用熱傳感器，再經(jīng)繼電器的控制，驅(qū)動連接了外部電源的負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器，吸附緩慢燃燒的煙蒂頭端所產(chǎn)生的煙灰，則只有在有燃燒香煙煙蒂頭端產(chǎn)生熱能的情況下，繼電器才接通外部電源，負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器才會工作，可達(dá)到省電效果。
本實用新型的煙灰缸既可以是小型的放在桌面使用的煙灰缸，也可以是一種較大的，放在機場吸煙室、樓梯過道等場所使用的盛載煙蒂的裝置，其結(jié)構(gòu)基本相同，此處不再贅述。
權(quán)利要求1.一種煙灰缸，其特征在于，在所述煙灰缸的內(nèi)腔設(shè)置有煙灰吸附裝置和由熱電材料構(gòu)成、可將煙蒂頭所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能的熱電裝置；所述煙灰吸附裝置和所述熱電裝置電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙灰缸，其特征在于，在所述煙灰缸的內(nèi)腔還設(shè)置有可去除氣體性污染物且可循環(huán)再生的氣味吸附層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙灰缸，其特征在于，還包括了外部電源和繼電器；所述繼電器、煙灰吸附裝置和所述外部電源電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的煙灰缸，其特征在于，所述的煙灰吸附裝置是靜電產(chǎn)生器或者負(fù)離子產(chǎn)生器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙灰缸，其特征在于，所述氣味吸附層為含有納米孔的吸附材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的煙灰缸，其特征在于所述熱電裝置包括由高傳熱系數(shù)材料構(gòu)成的包覆層和半導(dǎo)體材料組成的熱電層，其中包覆層設(shè)于熱電層外表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的煙灰缸，其特征在于所述熱電裝置與所述煙灰吸附裝置相電連接的線路上還設(shè)有直流電電壓轉(zhuǎn)化器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙灰缸，其特征在于所述吸附材料為多孔性沸石或分子篩為人造沸石4A，13X或天然沸石。
專利摘要本實用新型涉及一種煙灰缸，其特征在于在所述煙灰缸的內(nèi)腔設(shè)置有煙灰吸附裝置和由熱電材料構(gòu)成、可將煙蒂頭所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能的熱電裝置；所述煙灰吸附裝置和所述熱電裝置電連接。所述煙灰缸的內(nèi)腔還設(shè)置有可去除氣體性污染物且可循環(huán)再生的氣味吸附層。所述的煙灰吸附裝置是靜電產(chǎn)生器或者負(fù)離子產(chǎn)生器。實施本實用新型的煙灰缸，可利用燃燒的香煙的煙蒂頭端釋放的熱能所轉(zhuǎn)化成的電能，驅(qū)動負(fù)離子產(chǎn)生器或靜電產(chǎn)生器吸附煙灰；可由吸附層處理和分解所有氣體性污染物，可經(jīng)濟(jì)、有效地減低香煙燃燒時氣體性污染物及氣味，減少了抽煙時造成的環(huán)境污染。
文檔編號A24F19/00GK2768497SQ2005200545
公開日2006年4月5日 申請日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月3日
發(fā)明者羅瑞真, 陳耀偉 申請人:羅瑞真, 陳耀偉