通風(fēng)系統(tǒng)和包括通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】在本實(shí)用新型的實(shí)施例中提供一種通風(fēng)系統(tǒng)。該通風(fēng)系統(tǒng)在具有帶表面的頂部并在其下界定區(qū)域的結(jié)構(gòu)內(nèi)提供已過濾空氣。該通風(fēng)系統(tǒng)具有用于接收周圍空氣并將該周圍空氣引導(dǎo)到過濾系統(tǒng)中的進(jìn)氣口。排氣歧管經(jīng)配置用于通過位于該結(jié)構(gòu)的頂部附近的孔來分布來自該過濾系統(tǒng)的已過濾空氣流。以一定流速提供已過濾空氣流，用于將該結(jié)構(gòu)內(nèi)的已過濾空氣區(qū)與其外部環(huán)境分離。本實(shí)用新型還涉及一種包括通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
【專利說明】
通風(fēng)系統(tǒng)和包括通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及空氣通風(fēng)系統(tǒng)以及操作通風(fēng)系統(tǒng)的方法。本發(fā)明還涉及一種包括通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化和城市化水平的提高，世界各地許多城市的街道路面空氣質(zhì)量已下降到一定程度，降低的空氣質(zhì)量已導(dǎo)致許多健康問題。
[0003]通常作為空氣質(zhì)量的指示而被測(cè)量的主要污染物水平包含二氧化硫(S02)、氮氧化物(NOx)、臭氧、可吸入懸浮顆粒物(RSP)和顆粒物。這些污染物源自各種來源，包括工業(yè)源、車輛源(私家車和貨車)和航運(yùn)源。
[0004]基礎(chǔ)工業(yè)化和城市化已增加污染源的數(shù)量并使污染源接近人口中心，并且降低自然的本地分散的能力。具體來說，高密度的高層建筑可導(dǎo)致“街道峽谷效應(yīng)”，其干擾空氣流動(dòng)并產(chǎn)生具有相對(duì)高污染的局部地區(qū)。
[0005]世界各地的城市和市政當(dāng)局已經(jīng)實(shí)施多個(gè)策略來減少已識(shí)別的污染物-包含在區(qū)域水平和來源水平處。
[0006]—些舉措包括更高效率的車輛、使用較低污染的燃料、提高車輛維護(hù)和排放標(biāo)準(zhǔn)。另一方面需求的舉措是提高能源效率和節(jié)能，其也在減少污染方面取得了積極的成果。
[0007]然而，盡管存在上述舉措，但是在某些時(shí)間/天氣條件下，當(dāng)在街道路面的污染水平高得不可接受時(shí)，街上的個(gè)別的行人仍然可能多次體驗(yàn)到污染。
[0008]具體來說，在街上等待的行人(例如，在交通燈處穿過馬路或趕公共汽車)可能暴露于質(zhì)量惡劣的空氣環(huán)境。為努力解決此暴露，并減小不利于健康的影響，一些城市已經(jīng)產(chǎn)生了封閉的空氣調(diào)節(jié)的街道結(jié)構(gòu)。然而，這對(duì)于空間非常珍貴的繁忙街道是不實(shí)際的。
[0009]發(fā)明目標(biāo)
[0010]因此，需要向公眾提供至少部分解決或改善上述問題的替代方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]廣泛地，本發(fā)明是通風(fēng)系統(tǒng)和包括通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種通風(fēng)系統(tǒng)，其用于在具有帶表面的頂部并在該頂部下界定區(qū)域的結(jié)構(gòu)內(nèi)提供已過濾空
Ho
[0012]通風(fēng)系統(tǒng)可以包括用于接收周圍空氣并將周圍空氣引導(dǎo)到過濾系統(tǒng)中的進(jìn)氣口；經(jīng)配置用于通過位于頂部附近的孔來分布來自過濾系統(tǒng)的已過濾空氣流的排氣歧管，其中以一定流速提供已過濾空氣流，用于將結(jié)構(gòu)內(nèi)的已過濾空氣區(qū)與其外部環(huán)境分離。
[0013]優(yōu)選地，通風(fēng)系統(tǒng)可以與該結(jié)構(gòu)可拆卸地接合。
[0014]排氣歧管的孔可以位于頂部周界附近以用于產(chǎn)生連續(xù)的已過濾空氣流。在該結(jié)構(gòu)的頂部的周界上的孔的間距可以經(jīng)選擇提供具有均勻流速的已過濾空氣流。
[0015]有利地，進(jìn)氣口可以包含進(jìn)氣歧管。
[0016]優(yōu)選地，該結(jié)構(gòu)可以包含在頂部下的至少一個(gè)墻壁，該至少一個(gè)墻壁是基本上連續(xù)的并且沒有在其中形成的空隙。
[0017]排氣歧管可以經(jīng)配置以便引導(dǎo)已過濾空氣的至少一部分在結(jié)構(gòu)內(nèi)且在已過濾空氣流內(nèi)部，該已過濾空氣流將結(jié)構(gòu)內(nèi)的已過濾空氣區(qū)與其外部分離。優(yōu)選地，排氣歧管的孔經(jīng)配置以一定角度從頂部表面向下引導(dǎo)已過濾空氣流，該角度在基本上正交于頂部的表面與在基本上正交于該表面的任一側(cè)上基本上傾斜10度之間。
[0018]排氣歧管可以包含可調(diào)擋板，其用于以一定角度引導(dǎo)已過濾空氣流，可調(diào)擋板的角度在正交于該表面與相對(duì)于正交于該表面基本上傾斜10度之間。
[0019]優(yōu)選地，用于引導(dǎo)已過濾空氣流的可調(diào)擋板包含可圍繞第一軸線調(diào)整的第一組擋板；以及可圍繞第二軸線調(diào)整的第二組擋板，其中，第二軸線相對(duì)于第一軸線是基本上橫切的。
[0020]通風(fēng)系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括控制器，其根據(jù)預(yù)定特性可操作以控制來自排氣歧管的已過濾空氣流的流速。
[0021]優(yōu)選地，預(yù)定特性可以選自一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)到的特性，該檢測(cè)到的特性選自包含以下幾頂?shù)娜航M:結(jié)構(gòu)外部的周圍風(fēng)速、相對(duì)于預(yù)定參考值的預(yù)定污染物濃度、一天的時(shí)間、季節(jié)或接近該結(jié)構(gòu)的已過濾空氣區(qū)的人的數(shù)量。
[0022]空氣流動(dòng)可以被控制，使得預(yù)定特性是該空氣流動(dòng)，需要該空氣流動(dòng)在結(jié)構(gòu)的地面的表面上方2米的高度處產(chǎn)生具有在3米/秒到5米/秒之間的速度的空氣流。
[0023]替代地，預(yù)定特性可以是用于在已過濾空氣區(qū)內(nèi)提供壓力的流速，所述壓力比已過濾空氣區(qū)外部的壓力高近似5帕到12帕。
[0024]預(yù)定特性可以是用于提供沿結(jié)構(gòu)的墻壁中的空隙連續(xù)延伸的均勻空氣流的所需的流速，用于將結(jié)構(gòu)內(nèi)的已過濾空氣區(qū)與其外部環(huán)境分離。
[0025]通風(fēng)系統(tǒng)可以進(jìn)一步包含變速風(fēng)扇，該風(fēng)扇具有根據(jù)預(yù)定特性的參數(shù)來控制的速度。
[0026]可選地，該通風(fēng)系統(tǒng)可以與選自以下幾頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)接合:從公交車站、售貨亭、遮篷、突出的頂蓋和天篷。
[0027]該通風(fēng)系統(tǒng)可以進(jìn)一步包含發(fā)電裝置。
[0028]優(yōu)選地，發(fā)電裝置可以包含可再生能源，該可再生能源選自包含以下幾頂?shù)娜航M:一個(gè)或多個(gè)太陽能電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)。
[0029]替代地，發(fā)電裝置可以是接近該結(jié)構(gòu)的面板，該面板經(jīng)配置用于在由用戶的質(zhì)量引起面板下壓時(shí)致動(dòng)發(fā)電機(jī)。
[0030]在另一方面中，提供了一種包括通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)選自包括公交車站、售貨亭、遮篷、突出的頂蓋和天篷的群組，該通風(fēng)系統(tǒng)用于在結(jié)構(gòu)內(nèi)提供已過濾空氣區(qū)，該結(jié)構(gòu)包括頂部和在該頂部下的至少一個(gè)或多個(gè)墻壁中的空隙；該通風(fēng)系統(tǒng)包括:用于接收周圍空氣并將周圍空氣引導(dǎo)到過濾系統(tǒng)中的進(jìn)氣歧管;經(jīng)配置用于通過位于一個(gè)或多個(gè)墻壁空隙上面的至少頂部的周界附近的孔來分布來自過濾系統(tǒng)的已過濾空氣流的排氣歧管，其中以一定流速提供已過濾空氣流，用于將結(jié)構(gòu)內(nèi)的已過濾空氣區(qū)與其外部環(huán)境分離。
[0031 ]可選地，結(jié)構(gòu)可以包含如先前所討論的通風(fēng)系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0032]在考慮以下描述并參考在附圖中描繪的實(shí)施例時(shí)，本發(fā)明的上述和其它特征及其性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，在附圖中:
[0033]圖1a示出根據(jù)本發(fā)明的空氣通風(fēng)系統(tǒng)的透視圖；
[0034]圖1b示出當(dāng)附接到公交車站結(jié)構(gòu)(以虛線示出)時(shí)的圖1a中示出的空氣通風(fēng)系統(tǒng)的透視圖；
[0035]圖1c示出當(dāng)附接到公交車站結(jié)構(gòu)時(shí)的根據(jù)本發(fā)明的替代空氣通風(fēng)系統(tǒng)的透視圖；
[0036]圖1d示出在圖1c中示出的空氣通風(fēng)系統(tǒng)的替代透視圖；
[0037]圖2示出通過本發(fā)明的實(shí)施例的各種組件的說明性空氣流的簡(jiǎn)化流程圖；
[0038]圖3示出在圖1a中示出的空氣通風(fēng)系統(tǒng)被激活前后的空氣過濾過程；
[0039]圖4示出用于本發(fā)明的實(shí)施例中的擴(kuò)散器；
[0040]圖5是示出當(dāng)在變化的擴(kuò)散器角度和風(fēng)力條件下操作時(shí)，本發(fā)明的空氣通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)施例的污染減少結(jié)果的圖表；
[0041]圖6是示出當(dāng)在來自擴(kuò)散器的空氣的變化的出口速度下操作時(shí)，本發(fā)明的空氣通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)施例的污染減少結(jié)果的圖表；
[0042]圖7示出在圖1中示出的空氣通風(fēng)系統(tǒng)的側(cè)視圖和當(dāng)在操作中時(shí)通過空氣通風(fēng)系統(tǒng)的典型空氣流路徑；
[0043]圖8示出可以與本發(fā)明的實(shí)施例一起使用的替代電源的示意性表示；
[0044]圖9示出當(dāng)在售貨亭布置(以虛線示出)中時(shí)，在圖1中示出的空氣通風(fēng)系統(tǒng)的示意性表示；
[0045]圖10示出當(dāng)裝配到建筑物時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的空氣通風(fēng)系統(tǒng)的示意性表示。
【具體實(shí)施方式】
[0046]本發(fā)明通常涉及可與結(jié)構(gòu)接合的空氣通風(fēng)系統(tǒng)以及操作空氣通風(fēng)系統(tǒng)的方法。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，空氣通風(fēng)系統(tǒng)可以固定地或可拆卸地附接到包含但不限于公交車站、天篷、遮篷或突出的頂蓋、售貨亭或其它類型的覆蓋結(jié)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)，或可以與任何此類結(jié)構(gòu)一體地制造。
[0047]本發(fā)明的一個(gè)方面涉及向位于結(jié)構(gòu)頂部下的區(qū)域中的人員提供已過濾空氣流，以產(chǎn)生相對(duì)于該結(jié)構(gòu)外部的周圍環(huán)境具有更低污染物濃度的區(qū)域。有利的是，根據(jù)特定位置的預(yù)定氣候條件，已過濾空氣流的孔的取向和傾角以及已過濾空氣的排出速度可以被選擇以建立和保持與外部周圍空氣分離的已過濾空氣區(qū)。
[0048]參考圖1到圖10，討論本發(fā)明的實(shí)施例如下所述。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，本文中關(guān)于附圖所提供的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于解釋目的，因?yàn)楸景l(fā)明擴(kuò)展超過本文中描繪的有限實(shí)施例。
[0049]圖1a示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的空氣通風(fēng)系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化透視圖，該空氣通風(fēng)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)150可拆卸地接合。
[0050]為便于參考，空氣通風(fēng)系統(tǒng)獨(dú)立于結(jié)構(gòu)150示出。然而，應(yīng)了解，在操作中，空氣通風(fēng)系統(tǒng)100和結(jié)構(gòu)150可以彼此鄰接，如在圖1b中描繪。
[0051]空氣通風(fēng)系統(tǒng)100包括進(jìn)氣歧管110，其具有在其中形成用于空氣進(jìn)氣的多個(gè)進(jìn)氣孔115。應(yīng)了解，進(jìn)氣歧管110的進(jìn)氣孔115的配置、大小、間距、形狀和布置僅僅是示例性的，并且其它布置是可能的。例如，進(jìn)氣孔115可以如圖所描繪位于結(jié)構(gòu)的底部，或位于該結(jié)構(gòu)的半中腰或位于相對(duì)于結(jié)構(gòu)150的其它位置處。所描繪的進(jìn)氣歧管110是基本上伸長(zhǎng)的，并且其被設(shè)定大小并經(jīng)配置以基本上在其可接合到的結(jié)構(gòu)150的寬度的一邊延伸到另一邊。所描繪的進(jìn)氣歧管110具有基本上平坦的表面111，在使用中，該平坦表面經(jīng)布置接收來自結(jié)構(gòu)150的頂部下的區(qū)域的空氣。所描繪的進(jìn)氣孔115在第一表面中形成，使得當(dāng)空氣通風(fēng)系統(tǒng)100附接到結(jié)構(gòu)150時(shí)，它們也接收來自結(jié)構(gòu)150的頂部下的區(qū)域的空氣。
[0052]空氣通風(fēng)系統(tǒng)100進(jìn)一步包括預(yù)過濾器120、袋濾器122、風(fēng)扇124和包含多個(gè)排氣孔132的排氣歧管130。此外，應(yīng)了解，排氣歧管130的排氣孔132的大小、形狀、取向和間距僅僅是示例性的，并且替代配置是可能的。有利的是，過濾器可以布置在系統(tǒng)中，以便維護(hù)人員可容易接近來進(jìn)行修理和/或更換。
[0053]所描繪的排氣歧管130具有基本上伸長(zhǎng)的第一段131a，其被設(shè)定大小并經(jīng)配置以基本上在其可接合到的結(jié)構(gòu)150的寬度的一邊延伸到另一邊。所描繪的排氣歧管130進(jìn)一步包括兩個(gè)臂131b、131c，其分別基本上垂直于第一段131a的每一端而延伸。所描繪的排氣歧管130具有基本上平坦的表面和在其中形成并取向的排氣孔132，從而在使用中當(dāng)空氣通風(fēng)系統(tǒng)100連接到結(jié)構(gòu)150時(shí)，向結(jié)構(gòu)的頂部下方并向結(jié)構(gòu)150內(nèi)引導(dǎo)已過濾空氣。
[0054]所描繪的第一段131a和兩個(gè)臂131b、131c的形狀和配置經(jīng)選擇使得它們基本上符合結(jié)構(gòu)150的至少一部分的形狀。在圖1a中所示的實(shí)施例中，第一段131a和兩個(gè)臂131b、131c經(jīng)選擇從而基本上圍繞結(jié)構(gòu)150的頂部的周界延伸。
[0055]進(jìn)氣歧管110和排氣歧管130通過導(dǎo)管126連接在一起。導(dǎo)管126從進(jìn)氣歧管110的近似中心向排氣歧管130的近似中心延伸。因此，進(jìn)氣歧管110、導(dǎo)管126和排氣歧管130—起界定從進(jìn)氣孔115到排氣孔132的空氣流路徑。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，該配置僅僅是示例性的，并且其它配置是可能的。進(jìn)氣歧管110、導(dǎo)管126和排氣歧管130的相對(duì)形狀和尺寸經(jīng)選擇使得空氣通風(fēng)系統(tǒng)100可以圍繞結(jié)構(gòu)150的一部分延伸。所描繪的進(jìn)氣歧管110相對(duì)于排氣歧管130的位置經(jīng)選擇使得當(dāng)空氣通風(fēng)系統(tǒng)100附接到結(jié)構(gòu)150時(shí)，進(jìn)氣歧管110朝向結(jié)構(gòu)150的底部布置，且排氣歧管130布置在結(jié)構(gòu)150的頂部處或靠近頂部布置。因此，空氣通風(fēng)系統(tǒng)100經(jīng)布置從結(jié)構(gòu)150的下部區(qū)域接收空氣并從結(jié)構(gòu)150的上部區(qū)域排出空氣。
[0056]預(yù)過濾器120、袋濾器122和風(fēng)扇124容納在導(dǎo)管126內(nèi)，使得可以產(chǎn)生通過空氣通風(fēng)系統(tǒng)100的空氣流，并使得流過導(dǎo)管126的空氣可以被過濾。
[0057]如圖1b中所示，空氣通風(fēng)系統(tǒng)100可以通過包含機(jī)械緊固件或粘合固定構(gòu)件的各種技術(shù)來與結(jié)構(gòu)150接合。
[0058]替代地，空氣通風(fēng)系統(tǒng)100可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下與結(jié)構(gòu)150—體地制造。
[0059]對(duì)于本發(fā)明的空氣通風(fēng)系統(tǒng)，無論是與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)一體地形成還是可與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)接合，所描繪的結(jié)構(gòu)的各個(gè)部件的空間布置、大小和長(zhǎng)度僅僅是示例性的。
[0060]此外，雖然在圖1b中描繪的布置包括具有寬度152和后壁154的結(jié)構(gòu)150，但是應(yīng)了解，其中包含另外的側(cè)面或端墻的其它布置也是可能的。在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，包含這樣的布置也是可能的，即:借助該布置，空氣流通過中心柱輸送并圍繞該柱的周界分散以產(chǎn)生圍繞該柱延伸的圓形或其它配置。
[0061]參考圖2，其描繪通過圖1a的示例性實(shí)施例中所描繪的空氣通風(fēng)系統(tǒng)100處理的典型空氣流動(dòng)。
[0062]在空氣傳遞到預(yù)過濾器120之前，空氣通過進(jìn)氣歧管110的進(jìn)氣孔115?？梢允褂萌魏魏线m的預(yù)過濾器，但是在此實(shí)施例中，預(yù)過濾器包括能夠?qū)⑽⒘４笮】刂圃?微米到10微米(MO范圍內(nèi)且具有約25%到30%的去除效率的折疊過濾器。
[0063]在離開預(yù)過濾器120后，空氣通過袋濾器122，該袋濾器操作以去除受控污染物的90 %到95 % ο可以使用任何合適的袋濾器，但是在此實(shí)施例中，袋濾器包括柔性微細(xì)玻璃纖維或合成介質(zhì)，具有300毫米到900毫米(mm)的深度并且?guī)в辛绞€(gè)小袋，并且其適合用在醫(yī)院環(huán)境、普通外科或吸煙室中。替代地，HEPA/ULPA過濾器，其能夠去除0.10微米到0.20微米的IEST F型微粒的99.999%,0.30微米的IEST D型微粒的99.999%,0.30微米的IEST C型微粒的99.99%和0.30微米的IEST A型微粒的99.97%。
[0064]空氣由風(fēng)扇124吸入而通過先前的組件，該風(fēng)扇以預(yù)定速度操作，該速度由控制器(未示出)控制。
[0065]通過導(dǎo)管126，已過濾空氣隨后傳遞到排氣歧管130。排氣歧管包含多個(gè)排氣孔132，該排氣孔共同形成擴(kuò)散器134。已過濾空氣離開結(jié)構(gòu)150的頂部下面的區(qū)域附近的擴(kuò)散器134，從而產(chǎn)生“包層”或“簾幕”，該“包層”或“簾幕”在結(jié)構(gòu)150的周界附近向下延伸。包層或簾幕將結(jié)構(gòu)的頂部下面的區(qū)域與外部環(huán)境分離。
[0066]隨著時(shí)間推移，并隨著更多的已過濾空氣從排氣孔132接收到結(jié)構(gòu)150的頂部下面的區(qū)域內(nèi)并通過進(jìn)氣歧管110的進(jìn)氣孔115，在結(jié)構(gòu)150的頂部下的三維空間中的空氣質(zhì)量得以逐漸改善?？蛇x地，為幫助發(fā)展已改善空氣質(zhì)量的區(qū)域，進(jìn)氣孔115可以經(jīng)布置從該結(jié)構(gòu)內(nèi)部接收空氣。替代地，進(jìn)氣口可以被定位以接收來自結(jié)構(gòu)外部的環(huán)境的空氣。
[0067]現(xiàn)參考圖3，已通過實(shí)驗(yàn)和模擬發(fā)現(xiàn)，使用范圍在±10度之間的出口角和約5米/秒(m/s)的出口空氣速度，在約20秒的操作時(shí)間內(nèi)，位于某一區(qū)域中的公交車站頂部下面的空間體積中的污染物水平可降至可接受的水平，在該區(qū)域中，在街道路面的污染物水平為每立方米10微克到1000微克(10-1000yg/m3)，并且周圍環(huán)境中污染物水平在每立方米100微克和200微克之間，且來自街道的外部風(fēng)速為0.5米/秒到2米/秒以及來自公交車站某側(cè)的外部風(fēng)速為O到2米/秒。
[0068]現(xiàn)參考圖4，其呈現(xiàn)擴(kuò)散器134的示意性表示，該擴(kuò)散器被裝配到排氣歧管130的多個(gè)排氣孔132。
[0069]應(yīng)了解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，擴(kuò)散器的多個(gè)不同布置是可能的。
[0070]所示的擴(kuò)散器可以經(jīng)配置以最佳地引導(dǎo)來自排氣歧管的空氣，該空氣已通過預(yù)過濾器120/袋濾器122過濾。
[0071]該已過濾空氣經(jīng)由擴(kuò)散器134被引導(dǎo)通過排氣孔132。如圖所示，一系列嵌板/擋板136縱向平行于擴(kuò)散器134的縱向軸線延伸。多個(gè)橫向嵌板/擋板138橫切于縱向軸線延伸。
[0072]應(yīng)了解，這些嵌板可以預(yù)定角度預(yù)配置(和固定)。替代地，縱向嵌板136和/或橫向嵌板138可分別圍繞縱軸和橫軸樞轉(zhuǎn)。這些嵌板可以機(jī)械地樞轉(zhuǎn)，或在電機(jī)操作布置的控制下樞轉(zhuǎn)，如在現(xiàn)有技術(shù)中所已知的。
[0073]空氣通風(fēng)系統(tǒng)100還可以包含一個(gè)或多個(gè)傳感器，其可操作以檢測(cè)縱向和橫向嵌板/擋板136、138的預(yù)定角度、接近結(jié)構(gòu)150的風(fēng)速、風(fēng)扇速度、排氣速度、結(jié)構(gòu)150的邊界內(nèi)的氣壓，以及進(jìn)入空氣和排出空氣中的污染物的百分比?？諝馔L(fēng)系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包含控制器，其可操作以檢測(cè)上述識(shí)別的變量并調(diào)整風(fēng)扇速度，并因此調(diào)整空氣流速率以及調(diào)整縱向和橫向嵌板/擋板136、138的角度，以便優(yōu)化空氣通風(fēng)系統(tǒng)100的污染減少效果，并因此優(yōu)化結(jié)構(gòu)150下面區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量。
[0074]應(yīng)了解，擴(kuò)散器中的嵌板的取向可以經(jīng)配置以便能夠被選擇，從而引導(dǎo)已過濾空氣的至少一部分在結(jié)構(gòu)內(nèi)且在已過濾空氣流內(nèi)部，該已過濾空氣流用來將內(nèi)部區(qū)域與外部周圍環(huán)境分離。
[0075]已過濾空氣流的流速可以由控制器根據(jù)預(yù)定的特性來控制。該預(yù)定特性可以包含結(jié)構(gòu)外部的周圍風(fēng)速(如圖5中所描繪)，或替代地包含預(yù)定污染物相對(duì)于特定參考值的濃度、一天中的時(shí)間、季節(jié)或接近結(jié)構(gòu)的已過濾空氣區(qū)的人數(shù)。
[0076]有利的是，由控制器控制的空氣流的操作可以經(jīng)配置使得風(fēng)扇以一定速度運(yùn)作，使得如在結(jié)構(gòu)的地面的表面上方2米的高度處所測(cè)量，離開擴(kuò)散器的空氣流具有在3米到5米每秒之間的速度。舉例說明的是，已經(jīng)確定，此流速避免了具有典型平均身高的大多數(shù)人在位于該結(jié)構(gòu)下面區(qū)域內(nèi)時(shí)注意到令人不快的吹風(fēng)感。
[0077]更進(jìn)一步的特性是已過濾空氣區(qū)的相對(duì)壓力，該特性可以用于控制風(fēng)扇的操作速度，其可以比已過濾空氣區(qū)外部的周圍壓力高5帕至12帕。
[0078]更進(jìn)一步地，風(fēng)扇的操作或速度可以由控制器控制，使得連續(xù)產(chǎn)生的空氣流沿結(jié)構(gòu)的墻壁中的空隙并在該空隙上方延伸。此連續(xù)空氣流可以被控制，以便產(chǎn)生包層或簾幕，其延伸以將結(jié)構(gòu)150邊界內(nèi)的空氣與結(jié)構(gòu)150外部的周圍空氣分離。
[0079]現(xiàn)參考圖5，可以看出，其描繪根據(jù)本發(fā)明的通風(fēng)系統(tǒng)的多個(gè)模擬操作測(cè)試。
[0080]可以看出，根據(jù)外部條件，空氣孔相對(duì)于表面的正交面的傾角在減少污染物方面有輕微有利的影響。如圖所描繪，其示出對(duì)表面的正交面傾斜5度和10度之間的角度。
[0081]還可以看出，在高風(fēng)速的情況下(大于I米/秒)，擴(kuò)散器的角度對(duì)污染物減少幾乎沒有影響。
[0082]然而，可以看出，在相對(duì)低風(fēng)速的情況下(小于0.5米/秒)，擴(kuò)散器的嵌板相對(duì)于頂部表面的正交面傾斜的擴(kuò)散角，對(duì)于相對(duì)污染物減少有明顯的影響。
[0083]可以看出，當(dāng)嵌板對(duì)準(zhǔn)表面的正交面時(shí)，實(shí)現(xiàn)污染物減少的最優(yōu)化，在嵌板相對(duì)于表面的正交面的任一側(cè)面傾斜或在表面的正交面之外時(shí)，性能相對(duì)下降。
[0084]因此，應(yīng)了解，根據(jù)周圍氣候條件，控制擴(kuò)散器的嵌板的取向可以允許在結(jié)構(gòu)下面的區(qū)域內(nèi)的污染物減少的最優(yōu)化。
[0085]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，在一些實(shí)施例中，相對(duì)的內(nèi)部和外部污染物濃度以及氣候條件可以被連續(xù)監(jiān)測(cè)。可以對(duì)風(fēng)扇速度進(jìn)行調(diào)整以更改離開擴(kuò)散器的相對(duì)空氣速度或更改擴(kuò)散器角度。
[0086]現(xiàn)參考圖6，其示出在各種污染和風(fēng)力條件下整體系統(tǒng)效能(就減少顆粒而言)的示意性表示?？梢钥闯?，即使在具有高風(fēng)速(大于I米/秒)的相對(duì)較高污染周圍環(huán)境條件下，該系統(tǒng)也已證明顯示出至少降低30 %的污染物濃度。
[0087]在較低風(fēng)力條件并因此由離開分布孔的空氣所形成的“空氣包層”的外部陣風(fēng)造成的較小干擾的情況下，該系統(tǒng)能夠操作以去除該結(jié)構(gòu)下面的區(qū)域中的較高比例的污染物。
[0088]類似地，在較少污染的周圍環(huán)境條件下，并且在低風(fēng)速(小于0.5米/秒)的情況下，該系統(tǒng)已證明在所提供空氣的各種排氣速度下是高效的。
[0089]進(jìn)一步地，與排氣歧管的排氣孔的嵌板的各種傾角一樣，對(duì)該結(jié)構(gòu)下面的區(qū)域的內(nèi)部和外部的污染物和氣候條件的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)可允許對(duì)排氣孔的速度的最佳控制。
[0090]參考圖7，其描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的空氣入口和出口的示例性布置。
[0091]如圖所示，受污染空氣160在結(jié)構(gòu)150的下部進(jìn)入進(jìn)氣歧管。
[0092]此空氣隨后通過預(yù)過濾器/袋濾器(未示出)而被過濾并經(jīng)過排氣歧管130和排氣孔132，以提供從結(jié)構(gòu)150的其它部分離開的已過濾空氣170。
[0093]此已過濾空氣被引導(dǎo)以便從結(jié)構(gòu)150頂部下面的區(qū)域排除受污染空氣172。此區(qū)域?yàn)槠湎路降娜藛T提供具有降低的污染水平的愉悅環(huán)境。
[0094]在該結(jié)構(gòu)下的人員能夠等待、購(gòu)物或以其它方式與環(huán)境互動(dòng)同時(shí)避開結(jié)構(gòu)外部的空氣172中的有害污染物水平。應(yīng)了解，在不偏離本發(fā)明的一般性的情況下，此類互動(dòng)可以包括等待公共汽車、瀏覽商店櫥窗或從位于結(jié)構(gòu)150的頂部下面的售貨亭購(gòu)買物品。
[0095]現(xiàn)參考圖8，其提供各種發(fā)電裝置的示意性表示，該發(fā)電裝置可以用于提供電力以操作本發(fā)明的系統(tǒng)。
[0096]參考圖1c到圖1d，在替代實(shí)施例中，空氣通風(fēng)系統(tǒng)200包括排氣歧管230，該排氣歧管具有單一伸長(zhǎng)部件231，其被設(shè)定大小并在使用中經(jīng)配置以基本上沿頂部的單側(cè)面在結(jié)構(gòu)的頂部的寬度的一邊延伸到另一邊。因此，此替代空氣通風(fēng)系統(tǒng)200可操作以將已過濾空氣從排氣孔232向下引導(dǎo)并從頂部的單一側(cè)面而不是頂部的三個(gè)側(cè)面引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)250中。在此實(shí)施例中，空氣通風(fēng)系統(tǒng)200包括沿結(jié)構(gòu)250的頂部的上面布置的多個(gè)光伏電池，從而為包含風(fēng)扇和傳感器的空氣通風(fēng)系統(tǒng)200的組件提供可再生能源。在所有其它方面中，空氣通風(fēng)系統(tǒng)200具有與第一所述實(shí)施例的特征基本上相同的特征。
[0097]除了一個(gè)或多個(gè)太陽能電池板以外或作為該太陽能電池板的替代，還可能通過一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)或?qū)?dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的“動(dòng)能瓷磚”向本發(fā)明的控制器和/或風(fēng)扇提供電能。可以提供各種能源，使得空氣通風(fēng)系統(tǒng)的操作可以在不需要將系統(tǒng)連接到外部電網(wǎng)的情況下執(zhí)行。替代地，應(yīng)了解，在可利用外部電網(wǎng)的情況下，該系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單地連接到外部電網(wǎng)。
[0098]在“動(dòng)能瓷磚”布置中，設(shè)想經(jīng)過、靠近或在該結(jié)構(gòu)下躲避的人可以自身為通風(fēng)系統(tǒng)的操作提供動(dòng)能。
[0099]在示例性實(shí)施例中，此類“動(dòng)能瓷磚”可以經(jīng)布置使得它們將處于能夠被用戶的質(zhì)量下壓的地板區(qū)域。在該地板區(qū)域下壓時(shí)，下壓可使得發(fā)電機(jī)或壓電晶體從來自地板區(qū)域的下壓的動(dòng)能產(chǎn)生電能，該電能可隨后被傳遞到電池并由此用于為本發(fā)明的空氣凈化系統(tǒng)供電。應(yīng)了解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，“動(dòng)能瓷磚”系統(tǒng)的其它布置也是可能的。
[0100]如圖9所示，其示出在售貨亭類型的請(qǐng)況下本發(fā)明的空氣通風(fēng)系統(tǒng)的布置。在所描繪的示例性實(shí)施例中，空氣通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)不顯眼地接合(或一體地接合或通過后來的接合)，從而形成該結(jié)構(gòu)的一部分并在結(jié)構(gòu)下的區(qū)域中提供改善的環(huán)境。
[0101]現(xiàn)參考圖10，其描繪本發(fā)明的另外的實(shí)施例及其中的空氣通風(fēng)系統(tǒng)300，該實(shí)施例示出可與從更大型建筑結(jié)構(gòu)延伸的天篷或遮篷接合的系統(tǒng)。
[0102]在此布置中，排氣歧管內(nèi)的排氣孔和擴(kuò)散器單元的類似布置可以圍繞結(jié)構(gòu)頂部的周界在墻壁區(qū)域中的空隙上方隔開，以在下面提供相對(duì)較高質(zhì)量空氣的區(qū)域。
[0103]應(yīng)了解，本發(fā)明的空氣通風(fēng)系統(tǒng)可以包含接近結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)空隙而定位的孔，并且其經(jīng)配置以便提供具有均勻流速的已過濾空氣流。
[0104]具有均勻流速提高操作的效率，排除污染物，并允許來自該區(qū)域內(nèi)的空氣在被再引回該區(qū)域中之前被凈化。
[0105]有利的是，進(jìn)氣歧管用于吸入來自在該結(jié)構(gòu)頂部下界定的空間體積內(nèi)的空氣。然而，本發(fā)明并不局限于以此方式定位或操作的歧管或進(jìn)氣口。
[0106]在所描繪的實(shí)施例中，包含其中沒有空隙的另外的固壁(例如，側(cè)壁或端墻)，其可以與本發(fā)明的通風(fēng)系統(tǒng)一起用于增強(qiáng)如特定地點(diǎn)位置可能需要的已凈化空氣區(qū)域的整體操作效率。
[0107]本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明提供相對(duì)于區(qū)域外部周圍空氣具有更高空氣質(zhì)量的區(qū)域。通過使用不顯眼并容易改裝的結(jié)構(gòu)提供此空氣質(zhì)量，該結(jié)構(gòu)包含風(fēng)扇、進(jìn)氣口、凈化系統(tǒng)和排氣歧管。有利的是，可以通過根據(jù)檢測(cè)到的特性或其它預(yù)定設(shè)定而修改系統(tǒng)操作來減少在風(fēng)扇和過濾系統(tǒng)的操作中所消耗的能源，從而提供適于外部周圍環(huán)境條件的靈敏且節(jié)能的通風(fēng)系統(tǒng)。
[0108]盡管已做出努力以減少點(diǎn)源污染，且做出更廣泛的區(qū)域性努力以控制工業(yè)的排放，本發(fā)明為暴露于街道的局部較高水平污染物的人提供有益且健康的環(huán)境。
[0109]顯然，本發(fā)明可與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)接合，或可替代地，可以與可被安裝在街道路面的許多結(jié)構(gòu)一體地制造。
[0110]雖然本發(fā)明已通過參考上述實(shí)例或優(yōu)選實(shí)施例來解釋，但是應(yīng)了解，這些是幫助理解本發(fā)明的實(shí)例并且不意味著為限制性的。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見或微不足道的變化或更改以及對(duì)其的改進(jìn)應(yīng)視為本發(fā)明的等效物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于在一結(jié)構(gòu)內(nèi)提供已過濾空氣的通風(fēng)系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)具有帶表面的頂部并界定在所述頂部之下的區(qū)域，所述通風(fēng)系統(tǒng)包括: 用于接收周圍空氣并將所述周圍空氣引導(dǎo)到過濾系統(tǒng)中的進(jìn)氣口； 排氣歧管，所述排氣歧管被配置用于通過位于所述頂部附近的孔來分布來自所述過濾系統(tǒng)的已過濾空氣流， 其中，以一定流速提供所述已過濾空氣流，用于將所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的已過濾空氣區(qū)與其外部環(huán)境相分離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述通風(fēng)系統(tǒng)與所述結(jié)構(gòu)可拆卸地接合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述排氣歧管的所述孔位于所述頂部周界附近以用于產(chǎn)生連續(xù)的已過濾空氣流。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述排氣歧管的所述孔位于所述頂部周界附近以用于產(chǎn)生連續(xù)的已過濾空氣流。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一頂所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中在所述結(jié)構(gòu)的所述頂部周界上的所述孔的間距經(jīng)選擇以提供具有均勻流速的已過濾空氣流。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述進(jìn)氣口包含進(jìn)氣歧管。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述結(jié)構(gòu)包含位于所述頂部之下的至少一個(gè)墻壁，所述至少一個(gè)墻壁是基本上連續(xù)的并且其中沒有形成空隙。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述排氣歧管被配置成在所述結(jié)構(gòu)內(nèi)且在所述已過濾空氣流內(nèi)部來引導(dǎo)所述已過濾空氣的至少一部分，所述已過濾空氣流將所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述已過濾空氣區(qū)與其外部分離。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述排氣歧管的所述孔被配置成以一定角度從所述頂部表面向下引導(dǎo)所述已過濾空氣流，所述角度在基本上正交于所述頂部的所述表面的方向和從基本上正交于所述表面的任一側(cè)傾斜10度的方向之間。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述排氣歧管進(jìn)一步包含可調(diào)擋板，所述可調(diào)擋板用于以一定角度引導(dǎo)所述已過濾空氣流，所述可調(diào)擋板的角度在正交于所述表面的方向與從正交于所述表面基本上傾斜10度的方向之間。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中用于引導(dǎo)所述已過濾空氣流的所述可調(diào)擋板包含可圍繞第一軸線調(diào)整的第一組擋板；以及可圍繞第二軸線調(diào)整的第二組擋板，其中所述第二軸線相對(duì)于所述第一軸線是基本上橫切的。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括控制器，其根據(jù)預(yù)定特性可操作以控制來自所述排氣歧管的所述已過濾空氣流的所述流速。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述預(yù)定特性選自一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)到的特性，所述檢測(cè)到的特性選自包含以下幾項(xiàng)的群組:所述結(jié)構(gòu)外部的周圍風(fēng)速、相對(duì)于預(yù)定參考值的預(yù)定污染物濃度、一天中的時(shí)間、季節(jié)或接近所述結(jié)構(gòu)的所述已過濾空氣區(qū)的人的數(shù)量。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中空氣流動(dòng)被控制，使得所述預(yù)定特性是所述空氣流動(dòng)，所述空氣流動(dòng)是在所述結(jié)構(gòu)的地面的表面上方2米的高度處產(chǎn)生具有在3米/秒至IJ5米/秒之間的速度的空氣流所需的空氣流動(dòng)。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中空氣流動(dòng)被控制，使得所述預(yù)定特性是所述空氣流動(dòng)，所述空氣流動(dòng)是在所述結(jié)構(gòu)的地面的表面上方2米的高度處產(chǎn)生具有在3米/秒至IJ5米/秒之間的速度的空氣流所需的空氣流動(dòng)。16.根據(jù)權(quán)利要求12到權(quán)利要求15中的任一項(xiàng)所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述預(yù)定特性是用于在所述已過濾空氣區(qū)內(nèi)提供壓力的流速，所述壓力比所述已過濾空氣區(qū)外部的壓力高大約5帕到12帕。17.根據(jù)權(quán)利要求12到權(quán)利要求15中的任一項(xiàng)所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述預(yù)定特性是用于提供沿所述結(jié)構(gòu)的所述墻壁中的空隙而連續(xù)延伸從而將所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述已過濾空氣區(qū)與其所述外部環(huán)境分離的均勻空氣流所需的流速。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述預(yù)定特性是用于提供沿所述結(jié)構(gòu)的所述墻壁中的空隙而連續(xù)延伸從而將所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述已過濾空氣區(qū)與其所述外部環(huán)境分離的均勻空氣流所需的流速。19.根據(jù)權(quán)利要求12到15中的任一項(xiàng)所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括變速風(fēng)扇，所述變速風(fēng)扇具有根據(jù)所述預(yù)定特性的參數(shù)來控制的速度。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括變速風(fēng)扇，所述變速風(fēng)扇具有根據(jù)所述預(yù)定特性的參數(shù)來控制的速度。21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括變速風(fēng)扇，所述變速風(fēng)扇具有根據(jù)所述預(yù)定特性的參數(shù)來控制的速度。22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括變速風(fēng)扇，所述變速風(fēng)扇具有根據(jù)所述預(yù)定特性的參數(shù)來控制的速度。23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述通風(fēng)系統(tǒng)可與以下幾項(xiàng)中的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)接合:公交車站、售貨亭、遮篷、突出的頂蓋和天篷。24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括發(fā)電裝置。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述發(fā)電裝置包含可再生能源，所述可再生能源選自包含以下幾項(xiàng)的群組:一個(gè)或多個(gè)太陽能電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的通風(fēng)系統(tǒng)，其中所述發(fā)電裝置是接近所述結(jié)構(gòu)的面板，所述面板經(jīng)配置用于在由用戶的質(zhì)量而引起所述面板下壓時(shí)致動(dòng)發(fā)電機(jī)。27.—種包括通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)選自包括公交車站、售貨亭、遮篷、突出的頂蓋和天篷的群組，所述通風(fēng)系統(tǒng)用于在所述結(jié)構(gòu)內(nèi)提供已過濾空氣區(qū)，所述結(jié)構(gòu)包括頂部和在所述頂部下的至少一個(gè)或多個(gè)墻壁中的空隙，所述通風(fēng)系統(tǒng)包括: 用于接收周圍空氣并將所述周圍空氣引導(dǎo)到過濾系統(tǒng)中的進(jìn)氣歧管； 排氣歧管，所述排氣歧管被配置為通過位于所述一個(gè)或多個(gè)墻壁空隙上方的所述頂部的至少部分周界附近的孔來分布來自所述過濾系統(tǒng)的已過濾空氣流， 其中以一定流速提供所述已過濾空氣流，用于將所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述已過濾空氣區(qū)與其外部環(huán)境分咼。28.—種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F24F13/28GK205641329SQ201520820273
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年10月21日
【發(fā)明人】黃永光, 黃永龍, 湯振權(quán)
【申請(qǐng)人】建林創(chuàng)意有限公司, 奧雅納有限公司